JP2007044596A - Photocatalyst-containing layer - Google Patents

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Kiyoshi Ito
伊藤  潔
Yumi Nakai
由実 中井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photocatalyst-containing layer exhibiting a high activity in a short time, and a pattern formation body or the like using the photocatalyst-containing layer. <P>SOLUTION: In order to accomplish the above object, the photocatalyst-containing layer containing at least the photocatalyst is provided, in which a cylindrical fixture for measuring an electron spin concentration formed from a material not generating a radical and not consuming the radical is installed on a surface of the photocatalyst-containing layer, a spin trapping agent solution is added into the cylinder of the fixture for measuring the electron spin concentration, the photocatalyst-containing layer is irradiated with a UV ray from a high pressure mercury lamp having illuminance of 550 lux until an integrated energy amount becomes 2,000 mJ/m<SP>2</SP>to generate the radial from the photocatalyst-containing layer, and thereafter, when measurement by an electron spin resonance method is performed relative to the spin trapping agent solution that the radical is trapped, the electron spin concentration derived from a hydroxy radical is 1.0×10<SP>20</SP>spin or more per m<SP>2</SP>of the photocatalyst-containing layer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば有機層のパターニング等、種々の用途に用いられる光触媒含有層、およびその光触媒含有層を用いたパターン形成体等に関するものである。   The present invention relates to a photocatalyst-containing layer used for various applications such as patterning of an organic layer, and a pattern forming body using the photocatalyst-containing layer.

従来より、基材上に図案、画像、文字、回路等の種々のパターンを形成するパターン形成体の製造方法として、様々な方法が提案されており、例えば、平版印刷や、オフセット印刷、ヒートモード記録材料を用いた平版印刷原版を作製する印刷法等も用いられている。また、例えば、基材上に塗布したフォトレジスト層にパターン露光を行い、露光後、フォトレジストを現像し、さらにエッチングを行ったり、フォトレジストに機能性を有する物質を用いて、フォトレジストの露光によって目的とするパターンを直接形成する等のフォトリソグラフィーによるパターン形成体の製造方法も知られている。   Conventionally, various methods have been proposed as a method for producing a pattern forming body for forming various patterns such as designs, images, characters, and circuits on a substrate. For example, lithographic printing, offset printing, and heat mode are proposed. A printing method for producing a lithographic printing original plate using a recording material is also used. In addition, for example, pattern exposure is performed on a photoresist layer coated on a substrate, and after exposure, the photoresist is developed and further etched, or the photoresist is exposed using a substance having functionality to the photoresist. There is also known a method of manufacturing a pattern forming body by photolithography, such as directly forming a target pattern by the above.

しかしながら、例えばカラーフィルタ等に用いられる、高精細なパターン形成体を製造する際には、上記印刷法では位置精度が低い等の問題があり、用いることが難しかった。また、上記フォトリソグラフィー法においては、フォトレジストを用いるとともに、露光後に液体現像液によって現像を行ったり、エッチングを行う必要があるので、廃液を処理する必要が生じる等の問題があった。また、フォトレジストとして機能性の物質を用いた場合には、現像の際に使用されるアルカリ液等によって劣化する等の問題もあった。   However, when manufacturing a high-definition pattern forming body used for, for example, a color filter or the like, the printing method has a problem such as low positional accuracy, and is difficult to use. Further, in the photolithography method, there is a problem that a waste liquid needs to be processed because it is necessary to use a photoresist and to perform development or etching with a liquid developer after exposure. In addition, when a functional substance is used as a photoresist, there is a problem that it deteriorates due to an alkaline solution or the like used during development.

そこで、基材上に、光触媒およびバインダを含有する光触媒含有層を形成し、所定の方向から露光することにより、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により光触媒含有層の特性が変化したパターンを形成するパターン形成体の製造方法等が提案されている(特許文献1)。この方法によれば、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって、容易に光触媒含有層の特性を変化させることができ、特性の差を利用して機能性部を形成することが可能なパターン形成体とすることがきる。またこの方法によれば、現像液等を用いる必要がない、という利点も有する。このような光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、エネルギーの照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。   Therefore, by forming a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst and a binder on a substrate and exposing from a predetermined direction, a pattern that forms a pattern in which the characteristics of the photocatalyst-containing layer are changed by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation A method for manufacturing a formed body has been proposed (Patent Document 1). According to this method, by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, the characteristics of the photocatalyst-containing layer can be easily changed, and a pattern forming body capable of forming a functional part using the difference in characteristics I can do it. This method also has the advantage that it is not necessary to use a developer or the like. The mechanism of action of such a photocatalyst is not necessarily clear, but carriers generated by irradiation of energy react directly with nearby compounds, or by active oxygen species generated in the presence of oxygen and water, It is thought to change the chemical structure of organic matter.

しかしながら、上記光触媒含有層の種類によっては、光触媒の活性が低く、パターンの形成に時間がかかる場合等があった。またこの際、光触媒含有層にエネルギーを長時間照射した場合には、エネルギーの回り込み等により、パターンが太ってしまい、高精細なパターンを形成することが難しい等の問題があった。   However, depending on the type of the photocatalyst-containing layer, the photocatalyst activity is low, and it takes time to form a pattern. At this time, when the photocatalyst-containing layer is irradiated with energy for a long time, there is a problem that the pattern becomes thick due to wraparound of energy and it is difficult to form a high-definition pattern.

特開2000−249821号公報JP 2000-249821 A

そこで、短時間で、高い活性を示す光触媒含有層、およびこの光触媒含有層を用いたパターン形成体等の提供が望まれている。   Therefore, it is desired to provide a photocatalyst-containing layer exhibiting high activity in a short time, and a pattern forming body using the photocatalyst-containing layer.

本発明は、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層であって、前記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して前記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで前記光触媒含有層に紫外線を照射して前記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、前記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が前記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上であることを特徴とする光触媒含有層を提供する。 The present invention is a photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst, and a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed from a material that does not generate radicals and does not consume radicals on the surface of the photocatalyst-containing layer. Install and add a spin trap solution to the inside of the electron spin concentration measurement jig, and irradiate the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy reaches 2000 mJ / m 2. Then, after generating radicals from the photocatalyst-containing layer, when the spin trapping agent solution in which the radicals are trapped is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from a hydroxy radical is determined by the photocatalyst-containing layer. Provided is a photocatalyst-containing layer characterized by having 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 .

本発明によれば、上記紫外線が照射された際の、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が所定の値以上であることから、光触媒含有層中での光触媒の活性が高く、短時間における活性酸素種の発生効率が高いものとすることができる。したがって、短時間で効率よく有機物の分解や変性を行うことが可能な光触媒含有層とすることができ、種々の高精細なパターンの形成に用いることが可能なものとすることができる。   According to the present invention, the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals when irradiated with the ultraviolet rays is not less than a predetermined value, so that the photocatalytic activity in the photocatalyst-containing layer is high, and active oxygen in a short time The seed generation efficiency can be high. Therefore, it can be set as the photocatalyst containing layer which can decompose and modify | denaturate organic substance efficiently in a short time, and can be used for formation of various high-definition patterns.

本発明は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒およびバインダを含有し、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用により特性が変化する光触媒含有層とを有するパターン形成体であって、上記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピンであることを特徴とするパターン形成体を提供する。 The present invention is a pattern forming body comprising a base material and a photocatalyst-containing layer which is formed on the base material, contains at least a photocatalyst and a binder, and whose properties change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the photocatalyst containing layer, and a spin trap is placed inside the electron spin concentration measuring jig. solution was added, after the cumulative energy amount from a high pressure mercury lamp of the illuminance 550 lux was irradiated with ultraviolet rays to generate radicals from the photocatalyst-containing layer in the photocatalyst-containing layer until 2000 mJ / m 2, the radicals When the trapped spin trap solution is measured by electron spin resonance, the electron spin derived from the hydroxyl radical is measured. The pattern forming body is characterized in that the concentration is 1.0 × 10 20 spins per 1 m 2 of the photocatalyst containing layer.

本発明によれば、上記光触媒含有層に上記紫外線が照射された際の、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が所定の値以上であることから、光触媒含有層中での光触媒の活性が高く、短時間における活性酸素種の発生効率が高いものとすることができる。そのため、短時間で効率よくパターン状に光触媒含有層の特性を変化させることができ、高精細に特性が変化したパターンを有するパターン形成体とすることができるのである。   According to the present invention, since the electron spin concentration derived from hydroxy radicals when the ultraviolet ray is irradiated on the photocatalyst-containing layer is not less than a predetermined value, the photocatalyst activity in the photocatalyst-containing layer is high and short. The generation efficiency of active oxygen species in time can be high. Therefore, the characteristics of the photocatalyst-containing layer can be efficiently changed into a pattern in a short time, and a pattern formed body having a pattern whose characteristics have been changed with high definition can be obtained.

また、本発明は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有した光触媒含有層と、上記光触媒含有層上に形成され、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用により特性が変化する特性変化層とを有するパターン形成体であって、上記特性変化層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピンであることを特徴とするパターン形成体を提供する。 In addition, the present invention provides a base material, a photocatalyst-containing layer formed on the base material and containing at least a photocatalyst, and the photocatalyst-containing layer formed on the photocatalyst, and the characteristics are changed by the action of the photocatalyst upon energy irradiation. A pattern forming body having a characteristic change layer, wherein a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the characteristic change layer. The photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp having an illuminance of 550 lux until the accumulated energy amount reaches 2000 mJ / m 2 by adding a spin trap solution to the inside of the electron spin concentration measuring jig. After the radical is generated from the containing layer, the spin trapping agent solution in which the radical is trapped is measured by the electron spin resonance method. The pattern forming body is characterized in that the electron spin concentration derived from a hydroxy radical is 1.0 × 10 20 spins per 1 m 2 of the photocatalyst containing layer.

本発明によれば、上記光触媒含有層に上記紫外線が照射された際の、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が所定の値以上であることから、光触媒含有層中での光触媒の活性が高く、短時間における活性酸素種の発生効率が高いものとすることができる。そのため、エネルギー照射により、短時間で効率よくパターン状に特性変化層の特性を変化させることができ、高精細に特性が変化したパターンを有するパターン形成体とすることができる。   According to the present invention, when the photocatalyst-containing layer is irradiated with the ultraviolet rays, the electron spin concentration derived from hydroxy radicals is not less than a predetermined value, so that the photocatalyst activity in the photocatalyst-containing layer is high and short. The generation efficiency of active oxygen species in time can be high. For this reason, the characteristics of the characteristic change layer can be efficiently changed in a pattern in a short time by energy irradiation, and a pattern formed body having a pattern whose characteristics have been changed with high definition can be obtained.

また、本発明は、基体と、上記基体上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層とを有し、対向して配置される対向基板に、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用を及ぼして、特性の変化した特性変化パターンを形成するために用いられる光触媒含有層側基板であって、上記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピンであることを特徴とする光触媒含有層側基板を提供する。 The present invention also includes a substrate and a photocatalyst-containing layer that is formed on the substrate and contains at least a photocatalyst, and exerts the action of the photocatalyst upon energy irradiation on a counter substrate disposed to face the substrate. , A photocatalyst-containing layer side substrate used for forming a characteristic change pattern having changed characteristics, wherein the surface of the photocatalyst-containing layer is formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals. The above-mentioned electron spin concentration measuring jig is installed, a spin trap agent solution is added to the inside of the electron spin concentration measuring jig, and the accumulated energy amount reaches 2000 mJ / m 2 from a high pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux. After irradiating the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays to generate radicals from the photocatalyst-containing layer, the spin trap agent solution in which the radicals are trapped is applied. Thus, there is provided a photocatalyst-containing layer side substrate characterized in that an electron spin concentration derived from a hydroxy radical is 1.0 × 10 20 spins per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer when measurement is performed by an electron spin resonance method. .

本発明によれば、上記光触媒含有層に上記紫外線が照射された際の、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が所定の値以上であることから、光触媒含有層中での光触媒の活性が高いものとすることができる。そのため、光触媒含有層側基板と対向基板とを対向させて配置し、エネルギー照射した場合、短時間で効率よく、対向基板の特性を効率よく変化させることができる。   According to the present invention, the electron spin concentration derived from hydroxy radicals when the photocatalyst-containing layer is irradiated with the ultraviolet rays is not less than a predetermined value, so that the photocatalyst activity in the photocatalyst-containing layer is high. can do. Therefore, when the photocatalyst containing layer side substrate and the counter substrate are arranged to face each other and irradiated with energy, the characteristics of the counter substrate can be efficiently changed in a short time.

また、本発明は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒およびバインダを含有し、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用により特性が変化する光触媒含有層とを有するパターニング用基板に、パターン状にエネルギー照射することにより、上記光触媒含有層の特性が変化した特性変化パターンを形成してパターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、上記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピンである上記パターニング用基板のみを選択する検査工程を有することを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。 The present invention also provides a patterning substrate having a base material and a photocatalyst-containing layer that is formed on the base material, contains at least a photocatalyst and a binder, and whose properties change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. A pattern forming body manufacturing method for manufacturing a pattern forming body by forming a characteristic change pattern in which the characteristics of the photocatalyst containing layer are changed by irradiating energy in a pattern, wherein a radical is formed on the surface of the photocatalyst containing layer. A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is added, and a spin trapping agent solution is added to the inside of the electron spin concentration measuring jig, and the illuminance is 550 lux. The photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays from the high-pressure mercury lamp until the accumulated energy amount reaches 2000 mJ / m 2. After generating radicals from the containing layer, when the spin trapping agent solution in which the radicals are trapped is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from hydroxy radicals is per 1 m 2 of the photocatalyst containing layer. There is provided a method for producing a pattern forming body, comprising an inspection step of selecting only the patterning substrate having 1.0 × 10 20 spins.

本発明によれば、上記検査工程で、上記紫外線が照射された際の、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が所定の値以上であるパターニング用基板のみを選択することから、光触媒の活性が高く、短時間で効率よく、高精細なパターン状に上記光触媒含有層の特性を変化させることが可能なパターニング用基板のみをパターン形成体の製造に用いることができる。したがって、高精細なパターン形成体を短時間で効率よく製造することができる。   According to the present invention, the photocatalytic activity is high because only the patterning substrate in which the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals when irradiated with the ultraviolet rays is equal to or higher than a predetermined value in the inspection step is selected. Only the patterning substrate capable of changing the characteristics of the photocatalyst-containing layer into a high-definition pattern efficiently in a short time can be used for the production of the pattern forming body. Therefore, a high-definition pattern forming body can be efficiently manufactured in a short time.

本発明は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層と、上記光触媒含有層上に形成され、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用により特性が変化する特性変化層とを有するパターニング用基板に、パターン状にエネルギーを照射することにより、上記特性変化層の特性が変化した特性変化パターンを形成してパターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、上記特性変化層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピンである上記パターニング用基板のみを選択する検査工程を有することを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。 The present invention includes a base material, a photocatalyst-containing layer that is formed on the base material and contains at least a photocatalyst, and a characteristic change that is formed on the photocatalyst-containing layer and that changes in characteristics due to the action of the photocatalyst upon energy irradiation. A pattern forming body manufacturing method for manufacturing a pattern forming body by forming a characteristic changing pattern in which the characteristics of the characteristic changing layer are changed by irradiating a patterning substrate having a layer with energy in a pattern. A cylindrical electron spin concentration measuring jig made of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the characteristic change layer, and spins are formed inside the electron spin concentration measuring jig. A trapping agent solution is added, and ultraviolet light is applied to the photocatalyst-containing layer from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy reaches 2000 mJ / m 2. After generating a radical from the photocatalyst-containing layer by irradiating a line, when the spin trapping agent solution in which the radical is trapped is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical is There is provided a method for producing a pattern forming body, comprising an inspection step of selecting only the patterning substrate having 1.0 × 10 20 spins per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer.

本発明によれば、上記検査工程により、上記紫外線が照射された際の、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が所定の値以上であるパターニング用基板のみを選択することから、光触媒の活性が高い光触媒含有層を有するパターニング用基板のみをパターン形成体の製造に用いることができる。したがって、高精細なパターン形成体を短時間で効率よく製造することができる。   According to the present invention, the photocatalytic activity is high because only the patterning substrate in which the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals when irradiated with the ultraviolet rays is equal to or higher than a predetermined value is selected by the inspection step. Only the patterning substrate having the photocatalyst-containing layer can be used for the production of the pattern forming body. Therefore, a high-definition pattern forming body can be efficiently manufactured in a short time.

本発明は、対向基板と、基体、および上記基体上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板とを対向させて配置し、パターン状にエネルギー照射することにより、上記対向基板上に特性の変化した特性変化パターンを形成してパターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、上記光触媒含有層が、上記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで紫外線を照射した後、ヒドロキシラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピンである上記光触媒含有層側基板のみを選択する検査工程を有することを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。 According to the present invention, a counter substrate, a base, and a photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer formed on the base and containing at least a photocatalyst are disposed facing each other, and energy irradiation is performed in a pattern. A pattern forming body manufacturing method for forming a pattern forming body by forming a characteristic change pattern having changed characteristics on the counter substrate, wherein the photocatalyst containing layer generates radicals on the surface of the photocatalyst containing layer. In addition, a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not consume radicals is installed, a spin trapping agent solution is added to the inside of the electron spin concentration measuring jig, and high pressure mercury with an illuminance of 550 lux. after the integrated energy amount from the lamp was irradiated with ultraviolet rays until 2000 mJ / m 2, a spin trapping agent hydroxyl radicals are trapped When the solution is measured by the electron spin resonance method, only the photocatalyst-containing layer side substrate in which the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals is 1.0 × 10 20 spins per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer is selected. There is provided a method of manufacturing a pattern forming body characterized by having an inspection step.

本発明によれば、上記検査工程において、光触媒含有層の電子スピン共鳴スペクトルを測定した際、上記紫外線が照射された際の、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が、所定の値以上である光触媒含有層側基板のみが選択される。したがって、光触媒の活性が高い光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板のみがパターン形成体の製造に用いられ、高精細な特性変化パターンを有するパターン形成体を、短時間で効率よく製造することができる。   According to the present invention, in the inspection step, when the electron spin resonance spectrum of the photocatalyst-containing layer is measured, the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals when irradiated with the ultraviolet rays is a predetermined value or more. Only the inclusion layer side substrate is selected. Therefore, only the photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer with high photocatalytic activity is used for the production of a pattern-forming body, and a pattern-forming body having a high-definition characteristic change pattern can be efficiently produced in a short time. it can.

本発明によれば、光触媒含有層に含有される光触媒の活性が高く、短時間での光触媒による活性酸素種の発生効率が高いものとすることができる。したがって、短時間で効率よく光触媒の作用を発揮させることが可能であり、種々の用途に用いられる光触媒含有層とすることができる、という効果を奏するものである。   According to the present invention, the activity of the photocatalyst contained in the photocatalyst containing layer is high, and the generation efficiency of active oxygen species by the photocatalyst in a short time can be made high. Therefore, the effect of the photocatalyst can be exhibited efficiently in a short time, and an effect is obtained that the photocatalyst-containing layer can be used for various applications.

本発明は、有機層のパターニング等、種々の用途に用いられる光触媒含有層、およびその光触媒含有層を用いたパターン形成体等に関するものである。以下、それぞれについてわけて説明する。   The present invention relates to a photocatalyst containing layer used for various applications such as patterning of an organic layer, and a pattern forming body using the photocatalyst containing layer. Each will be described separately below.

A.光触媒含有層
まず、本発明の光触媒含有層について説明する。本発明の光触媒含有層は、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層であって、前記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して前記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで前記光触媒含有層に紫外線を照射して前記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、前記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が前記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上であることを特徴とするものである。
A. First, the photocatalyst containing layer of the present invention will be described. The photocatalyst-containing layer of the present invention is a photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst, and has a cylindrical electron spin concentration formed from a material that does not generate radicals and does not consume radicals on the surface of the photocatalyst-containing layer. A measuring jig is installed and a spin trap solution is added to the inside of the electron spin concentration measuring jig. From the high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux, the accumulated energy amount reaches 2000 mJ / m 2 to the photocatalyst containing layer. After generating radicals from the photocatalyst-containing layer by irradiating with ultraviolet rays, when the spin trapping agent solution in which the radicals are trapped is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from hydroxy radicals is The photocatalyst-containing layer has 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 .

酸素や水の存在下、光触媒を含有する光触媒含有層にエネルギーを照射した場合、活性酸素種が発生し、この活性酸素種が有機物の分解や変性に寄与することとなる。そこで、光触媒の活性が高く、短時間で発生する活性酸素種の量が多い光触媒含有層であれば、短時間で効率よく光触媒の効果を発揮することができ、有機物からなる層のパターニング等、種々の用途に用いることが可能となる。   When the photocatalyst-containing layer containing photocatalyst is irradiated with energy in the presence of oxygen or water, active oxygen species are generated, and this active oxygen species contributes to decomposition and modification of organic matter. Therefore, if the photocatalyst-containing layer has a high photocatalytic activity and a large amount of active oxygen species generated in a short time, the photocatalytic effect can be efficiently exhibited in a short time, such as patterning a layer made of an organic substance, It can be used for various applications.

ここで、このようなエネルギー照射に伴う光触媒の活性度の評価は、電子スピン共鳴(ESR)法により行うことができる。具体的には、電子スピン共鳴法により、所定の光源から紫外線を照射し、一定のエネルギー量を光触媒含有層に与えた際における活性酸素種の発生量、すなわちヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度を算出することにより、行うことができる。この電子スピンの濃度が高い光触媒含有層ほど、短時間で多量の活性酸素種を発生させることが可能であり、光触媒の活性が高いといえる。   Here, the evaluation of the activity of the photocatalyst accompanying such energy irradiation can be performed by an electron spin resonance (ESR) method. Specifically, the amount of active oxygen species generated when a certain amount of energy is applied to the photocatalyst containing layer by irradiating ultraviolet rays from a predetermined light source by electron spin resonance, that is, the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals is determined. This can be done by calculating. It can be said that the photocatalyst-containing layer having a higher electron spin concentration can generate a larger amount of active oxygen species in a shorter time and has a higher photocatalytic activity.

本発明の光触媒含有層においては、所定の方法で、上記光触媒含有層に紫外線を照射し、電子スピン共鳴法による測定を行った際、光触媒含有層1m当たりのヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が、所定の値以上であることから、光触媒含有層中に含有される光触媒の活性が高く、短時間での活性酸素種の生成効率が高いものとすることができる。したがって、本発明の光触媒含有層を用いることにより、短時間で効率よく、有機物の分解や変性等を行うことができ、本発明の光触媒含有層を、例えば有機物からなる層のパターニング等、種々の用途に用いることができるのである。 In the photocatalyst-containing layer of the present invention, when the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays and measured by an electron spin resonance method by a predetermined method, the electron spin concentration derived from hydroxy radicals per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer is Since it is not less than the predetermined value, the activity of the photocatalyst contained in the photocatalyst-containing layer is high, and the production efficiency of active oxygen species in a short time can be increased. Therefore, by using the photocatalyst-containing layer of the present invention, it is possible to efficiently decompose or modify organic substances in a short time, and the photocatalyst-containing layer of the present invention can be used in various ways such as patterning of layers made of organic substances. It can be used for applications.

ここで、本発明における光触媒含有層は、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層であって、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を表面に配置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上となるものであり、本発明においては、上記の中でも5.0×1020スピン以上、特に1.0×1021スピン以上となるものであることが好ましい。これにより、光触媒含有層中での光触媒の活性が高いものであるということができ、短時間で効率よく有機物の分解等を行うことが可能な光触媒含有層とすることができるからである。また、電子スピンの濃度が上記範囲以上であれば、光触媒含有層を例えば有機物からなる層のパターニングに用いる場合、エネルギーの回り込み等によって、パターンが太ってしまうことがなく、高精細なパターンを形成することが可能となるからである。なお、上記積算エネルギー量とは、光触媒含有層に紫外線の照射を開始してから照射されたエネルギー量の総量のことをいう。 Here, the photocatalyst-containing layer in the present invention is a photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst, and has a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed from a material that does not generate radicals and does not consume radicals. The spin trapping agent solution is added to the inside of the electron spin concentration measurement jig, and the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy reaches 2000 mJ / m 2. Then, after generating radicals from the photocatalyst-containing layer, when the spin trapping agent solution in which the radicals are trapped is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from hydroxy radicals is It is intended to be the layer 1 m 2 per 1.0 × 10 20 spins above, in the present invention, among the above-mentioned 5. × 10 20 spins above, it is preferred that in particular the 1.0 × 10 21 spin more. Thereby, it can be said that the activity of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer is high, and it can be a photocatalyst containing layer capable of efficiently decomposing organic matter in a short time. Also, if the concentration of electron spin is above the above range, when the photocatalyst-containing layer is used for patterning of a layer made of an organic material, for example, a high-definition pattern is formed without the pattern becoming thick due to entrainment of energy, etc. Because it becomes possible to do. The cumulative energy amount refers to the total amount of energy irradiated after the irradiation of ultraviolet rays on the photocatalyst containing layer is started.

また上記電子スピンの濃度が上記値以上となるのは、上記光源から照射された積算エネルギー量が2000mJ/m以下、中でも1500mJ/m以下、特に1000mJ/m以下となる時であることが好ましい。これにより、光触媒含有層中の光触媒が、より少ないエネルギー量で活性化されるものとすることができ、有機物の分解や変性等に要する時間を短縮でき、結果的にコストを低減できるからである。 Also the concentration of the electron spin is equal to or greater than the value, the accumulated amount of energy irradiated from the light source is 2000 mJ / m 2 or less, preferably 1500 mJ / m 2 or less, it is particularly when the 1000 mJ / m 2 or less Is preferred. Thereby, the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer can be activated with a smaller amount of energy, the time required for decomposition and modification of organic matter can be shortened, and the cost can be reduced as a result. .

本発明に用いられる光源としては、照度550ルクスの高圧水銀ランプであって、上記エネルギー量紫外線を照射可能なものであれば特に限定されるものではない。   The light source used in the present invention is not particularly limited as long as it is a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux, and can irradiate the energy amount ultraviolet rays.

ここで、上記電子スピン濃度の測定方法について、図面を用いて説明する。図1は、本実施態様の光触媒含有層における電子スピン濃度の測定方法の工程を示す説明図である。まず、図1(a)に示すように、光触媒含有層1の表面に電子スピン濃度測定用冶具11を設置し、その後、図1(b)に示すように、電子スピン濃度測定用冶具11の筒内部にスピントラップ剤溶液12を添加する。さらに、図1(c)に示すように、一定量の紫外線13を光触媒含有層1に照射して光触媒含有層1からラジカルを発生させる。ここで、光触媒含有層1における紫外線13が照射される領域は、電子スピン濃度測定用冶具11の筒内部、すなわちスピントラップ剤12が光触媒含有層1と接触している領域を含むものとされる。その後、光触媒含有層1から発生したラジカルをトラップしたスピントラップ剤溶液12´を得て、このスピントラップ剤溶液12´を電子スピン共鳴装置で測定し、得られたラジカル由来の信号強度から、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を求める。   Here, a method for measuring the electron spin concentration will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the steps of the method for measuring the electron spin concentration in the photocatalyst-containing layer of this embodiment. First, as shown in FIG. 1A, an electron spin concentration measuring jig 11 is installed on the surface of the photocatalyst containing layer 1, and thereafter, as shown in FIG. A spin trap agent solution 12 is added to the inside of the cylinder. Further, as shown in FIG. 1C, a certain amount of ultraviolet rays 13 are irradiated to the photocatalyst containing layer 1 to generate radicals from the photocatalyst containing layer 1. Here, the region irradiated with the ultraviolet rays 13 in the photocatalyst containing layer 1 includes the inside of the cylinder of the electron spin concentration measuring jig 11, that is, the region where the spin trap agent 12 is in contact with the photocatalyst containing layer 1. . Thereafter, a spin trap agent solution 12 ′ trapping radicals generated from the photocatalyst-containing layer 1 is obtained, and the spin trap agent solution 12 ′ is measured with an electron spin resonance apparatus. The electron spin concentration derived from radicals is obtained.

この際、電子スピン濃度は、測定により得られたラジカル由来の信号強度を、スピン濃度既知のDPPH標準試薬を測定した場合の信号強度と比較することで求めることができる。詳細な算出方法としては、「電子スピン共鳴」(株式会社講談社 1991年発行)に記載されている方法を用いる。   At this time, the electron spin concentration can be obtained by comparing the signal intensity derived from the radical obtained by the measurement with the signal intensity obtained by measuring a DPPH standard reagent having a known spin concentration. As a detailed calculation method, a method described in “Electron Spin Resonance” (Kodansha 1991) is used.

なお、上記光触媒含有層中に、光触媒の作用により発生するヒドロキシラジカルと反応を起こす物質が含有されている場合には、上記ヒドロキシラジカル由来の信号強度、および上記ヒドロキシラジカルと反応を起こした物質から発生したラジカル由来の信号強度から、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を求めることができる。   In the case where the photocatalyst-containing layer contains a substance that reacts with the hydroxy radical generated by the action of the photocatalyst, the signal intensity derived from the hydroxy radical and the substance that reacts with the hydroxy radical The electron spin concentration derived from the hydroxy radical can be determined from the signal intensity derived from the generated radical.

ここで、本実施態様に用いられる電子スピン濃度測定用冶具とは、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成されたものであって、光触媒含有層と密着して配置された後、筒内に添加されるスピントラップ剤溶液を保持することが可能なものであれば、特に限定されるものではない。なお、本実施態様でいう「ラジカルを発生させない」とは、光触媒含有層に紫外線を照射することにより発生するラジカルによって、電子スピン濃度測定用冶具から電子スピン濃度の測定値に実質的な影響を与える程ラジカルを発生させないことをいい、「ラジカルを消費しない」とは、光触媒含有層から発生するラジカルによって、電子スピン濃度の測定値に実質的な影響を与える程度電子スピン濃度測定用冶具が変質したりしないことをいうこととする。具体的には、石英からなる上記電子スピン濃度測定用冶具を用い、この電子スピン濃度測定用冶具内にスピントラップ剤溶液を添加して、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで紫外線を照射した際に、1.0×1019スピン/m〜5.0×1019スピン/mの範囲内となる基準板に対して、上記材質からなる上記電子スピン濃度測定用冶具を用いて同様の測定を行った際、石英を用いた場合に対して、スピン濃度の誤差が、5%以下となる材質をいう。 Here, the electron spin concentration measuring jig used in this embodiment is formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals, and is disposed in close contact with the photocatalyst-containing layer. The spin trapping agent solution added to the cylinder is not particularly limited as long as it can hold the solution. In this embodiment, “do not generate radicals” means that the radicals generated by irradiating the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays have a substantial effect on the measured value of the electron spin concentration from the electron spin concentration measurement jig. It means that radicals are not generated to the extent that it is given. “Don't consume radicals” means that the radicals generated from the photocatalyst-containing layer change the electron spin concentration measurement tool to the extent that it substantially affects the measured value of the electron spin concentration. It means not to do. Specifically, using the above-mentioned jig for measuring electron spin concentration made of quartz, a spin trap agent solution is added into this jig for measuring electron spin concentration, and an integrated energy amount is 2000 mJ / mm from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux. when irradiated with ultraviolet rays until m 2, relative to the reference plate with a 1.0 × 10 19 spins / m 2 ~5.0 × 10 19 in the range of spin / m 2, the electrons made of the material When the same measurement is performed using a jig for measuring spin concentration, the material has a spin concentration error of 5% or less compared to the case of using quartz.

このような電子スピン濃度測定用冶具の材質としては、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しないものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、天然石英、合成石英等が挙げられ、中でも高純度の合成石英が用いられることが好ましい。これらは、加工が容易であり、かつラジカルを発生したりすることなく、またラジカルに対して安定しているからである。   The material for such an electron spin concentration measuring jig is not particularly limited as long as it does not generate radicals and does not consume radicals. Specific examples include natural quartz and synthetic quartz. Among them, high-purity synthetic quartz is preferably used. This is because they are easy to process, do not generate radicals, and are stable against radicals.

上記電子スピン濃度測定用冶具の形状としては、筒状であり、光触媒含有層とスピントラップ剤溶液とを接触させることができるものであれば特に限定されるものではない。具体的には、円筒状、あるいは断面が多角形の筒状等を挙げることができ、中でも円筒状であることが好ましい。スピントラップ剤溶液が、均一にラジカルをトラップすることができるからである。また、上記電子スピン濃度測定用冶具は、スピントラップ剤溶液の蒸発、外部環境からの汚染等を防止するために、蓋を有するものであっても良い。なお、蓋を有するものである場合には、上記蓋は上記紫外線を透過させる透過性を有するものであることが好ましい。   The shape of the electron spin concentration measuring jig is not particularly limited as long as it is cylindrical and can contact the photocatalyst-containing layer and the spin trap agent solution. Specific examples include a cylindrical shape or a cylindrical shape having a polygonal cross section, and a cylindrical shape is particularly preferable. This is because the spin trapping agent solution can trap radicals uniformly. The jig for measuring electron spin concentration may have a lid in order to prevent evaporation of the spin trap agent solution, contamination from the external environment, and the like. In addition, when it has a lid | cover, it is preferable that the said lid | cover has the permeability | transmittance which permeate | transmits the said ultraviolet-ray.

また、上記電子スピン濃度測定用冶具を光触媒含有層の表面に設置し、上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加した際に、光触媒含有層およびスピントラップ剤溶液が接触する接触面積としては、特に限定されるものではないが、例えば1〜10cmの範囲内、中でも3〜8cmの範囲内であることが好ましい。 Also, when the electron spin concentration measuring jig is placed on the surface of the photocatalyst containing layer and the spin trapping agent solution is added to the inside of the electron spin concentration measuring jig, the photocatalyst containing layer and the spin trapping agent contact each other. the contact area of, but are not particularly limited, for example in the range of 1 to 10 cm 2, preferably in the range of these the 3~8cm 2.

また、本実施態様おいては、上記電子スピン濃度測定用冶具が光触媒含有層と接触する領域に、電子スピン濃度測定用冶具と光触媒含有層との密着性を向上させるための流出防止手段を用いることが好ましい。これにより、光触媒含有層および電子スピン濃度測定用冶具の密着性が向上し、スピントラップ剤溶液の流出を防止することができるからである。このような流出防止手段としては、例えば電子スピン濃度測定用冶具側に形成されるシール部材であってもよく、また電子スピン濃度測定用冶具側および/または光触媒含有層側に塗布されるシール剤等であってもよい。   In this embodiment, the outflow prevention means for improving the adhesion between the electron spin concentration measuring jig and the photocatalyst containing layer is used in a region where the electron spin concentration measuring jig contacts the photocatalyst containing layer. It is preferable. This is because the adhesion between the photocatalyst-containing layer and the electron spin concentration measurement jig is improved, and the outflow of the spin trap agent solution can be prevented. As such an outflow prevention means, for example, a seal member formed on the electron spin concentration measurement jig side may be used, and a sealant applied to the electron spin concentration measurement jig side and / or the photocatalyst containing layer side. Etc.

上記流出防止手段として電子スピン濃度測定用冶具側に形成されるシール部材としては、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質からなるものであって、光触媒含有層および電子スピン濃度測定用冶具との密着性が良好なものであれば、特に限定されるものではない。このようなシール部材としては、上記電子スピン濃度測定用冶具と一体に形成されているものであってもよく、また電子スピン濃度測定用冶具と着脱可能なものであってもよい。   The seal member formed on the electron spin concentration measurement jig side as the outflow prevention means is made of a material that does not generate radicals and does not consume radicals, and includes a photocatalyst containing layer and an electron spin concentration measurement jig As long as the adhesiveness is good, it is not particularly limited. Such a seal member may be formed integrally with the electron spin concentration measuring jig, or may be detachable from the electron spin concentration measuring jig.

また上記シール部材の形状については、上記光触媒含有層および電子スピン濃度測定用冶具と密着させることが可能な形状であれば特に限定されるものではない。通常電子スピン濃度測定用冶具のうち、光触媒含有層と面することとなる領域全体に形成されるものとされる。   The shape of the sealing member is not particularly limited as long as it can be brought into close contact with the photocatalyst-containing layer and the electron spin concentration measuring jig. Usually, the electron spin concentration measuring jig is formed over the entire region facing the photocatalyst containing layer.

また、上記流出防止手段として電子スピン濃度測定用冶具側および/または光触媒含有層側に塗布されるシール剤としては、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しないものであれば特に限定されるものではなく、例えば、シリコーングリースのような無機グリース等を挙げることができる。また、シール剤の使用量は、電子スピン濃度測定用冶具の形状、大きさ、あるいはスピントラップ剤の種類等を考慮して、適宜選択することが好ましい。   The sealing agent applied to the electron spin concentration measuring jig side and / or the photocatalyst containing layer side as the outflow prevention means is not particularly limited as long as it does not generate radicals and does not consume radicals. Instead, for example, inorganic grease such as silicone grease can be used. In addition, the amount of the sealant used is preferably selected appropriately in consideration of the shape and size of the electron spin concentration measuring jig, the type of the spin trap agent, and the like.

また、上記スピントラップ剤溶液は、通常、スピントラップ剤および溶媒を少なくとも含有するものである。上記スピントラップ剤としては、上記紫外線照射により上記光触媒含有層から発生するラジカルをトラップすることができるものであれば特に限定されるものではなく、信号強度の測定を行うラジカルに合わせて適宜選択されるものである。例えば、上記光触媒含有層から発生するヒドロキシラジカル由来の信号強度を測定する場合には、スピントラップ剤として、5,5-Dimethyl-1-pyrroline N-oxide(DMPO)を用いることが好ましい。   The spin trap agent solution usually contains at least a spin trap agent and a solvent. The spin trapping agent is not particularly limited as long as it can trap radicals generated from the photocatalyst containing layer by the ultraviolet irradiation, and is appropriately selected according to the radical for measuring the signal intensity. Is. For example, when measuring the signal intensity derived from a hydroxyl radical generated from the photocatalyst-containing layer, it is preferable to use 5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide (DMPO) as a spin trap agent.

また上記ヒドロキシラジカルと反応を起こした物質から発生するラジカルが例えば炭素ラジカルである場合には、スピントラップ剤として、3,5-dibromo-4-nitrosobenzenesulfonic acid(DBNBS)等を用いることが好ましい。   In addition, when the radical generated from the substance that has reacted with the hydroxy radical is, for example, a carbon radical, it is preferable to use 3,5-dibromo-4-nitrosobenzenesulfonic acid (DBNBS) or the like as a spin trap agent.

上記スピントラップ剤を溶解または分散させる溶媒としては、上記スピントラップ剤を溶解または分散させることが可能なものであれば特に限定されるものではなく、通常、水を用いることができる。   The solvent for dissolving or dispersing the spin trap agent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the spin trap agent, and water can be usually used.

また上記スピントラップ剤溶液におけるスピントラップ剤の濃度としては、紫外線照射によって生じるラジカルをトラップできる濃度であれば特に限定されるものではないが、通常0.01〜1質量%程度、中でも0.1〜1質量%程度とすることができる。濃度が低すぎると、紫外線照射によって生じるラジカルをトラップしきれない可能性があり、濃度が高すぎると、得られる効果は変わらず、コスト面で好ましくないからである。   Further, the concentration of the spin trapping agent in the spin trapping agent solution is not particularly limited as long as it is a concentration capable of trapping radicals generated by ultraviolet irradiation, but is usually about 0.01 to 1% by mass, especially 0.1. It can be set to about ˜1% by mass. If the concentration is too low, radicals generated by ultraviolet irradiation may not be trapped. If the concentration is too high, the obtained effect does not change and is not preferable in terms of cost.

なお、本実施態様において、上記光触媒含有層のヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度を上記値以上とする方法としては、例えば光触媒含有層中に光触媒活性向上用添加剤を添加して、光触媒表面の光触媒活性を向上させる方法や、光触媒含有層中における光触媒の分散性を良好なものとし、効率よく活性酸素種を発生させる方法等が挙げられる。   In this embodiment, as a method for setting the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals in the photocatalyst containing layer to the above value or more, for example, by adding an additive for improving photocatalytic activity in the photocatalyst containing layer, Examples thereof include a method for improving photocatalytic activity, a method for improving the dispersibility of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer, and generating active oxygen species efficiently.

上記光触媒活性向上用添加剤としては、例えば金属の酸化物や塩化物、硫化物、硫酸化物、硝酸化物、有機酸塩等が挙げられ、より具体的には、酸化スズ、塩化鉄、硝酸亜鉛、酢酸銀等が挙げられる。   Examples of the additive for improving the photocatalytic activity include metal oxides, chlorides, sulfides, sulfates, nitrates, and organic acid salts, and more specifically, tin oxide, iron chloride, zinc nitrate. And silver acetate.

また、上記光触媒含有層中における光触媒の分散性を向上させる方法としては、例えば光触媒含有層を形成する際に、光触媒含有層形成用塗工液の液性を酸性とすることにより、光触媒粒子同士の電気的反発力を利用して分散性を向上させる方法や、光触媒が凝集しないように、分散剤や凝集防止剤を添加する方法、また各成分が均一に分散するよう、一定条件下で攪拌、分散を行う方法、光触媒体を取り巻くバインダ成分を嵩高くして凝集を防止する方法等が挙げられる。   Moreover, as a method for improving the dispersibility of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer, for example, when forming the photocatalyst-containing layer, the liquidity of the photocatalyst-containing layer-forming coating liquid is made acidic, so A method of improving dispersibility by using the electric repulsive force of the material, a method of adding a dispersant or an anti-agglomeration agent so that the photocatalyst does not aggregate, and stirring under constant conditions so that each component is uniformly dispersed , A method of dispersing, a method of preventing agglomeration by increasing the volume of the binder component surrounding the photocatalyst.

また、上記光触媒含有層を形成した後の洗浄方法や、光触媒含有層を形成する際の乾燥方法等を適宜選択することにより、上記光触媒含有層のヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を上記値以上としてもよい。   In addition, by appropriately selecting a cleaning method after forming the photocatalyst-containing layer, a drying method when forming the photocatalyst-containing layer, and the like, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical of the photocatalyst-containing layer is set to the above value or more. Also good.

上記洗浄方法としては、例えば、光触媒含有層形成後、光触媒含有層を傷つけないよう注意しながら、表面を純水で洗浄する方法が好ましく用いられる。ここで、表面を洗浄する際、圧力の高い流水を用いた場合、逆に光触媒含有層の膜質劣化や光触媒活性低下を引き起こしてしまうため、純水槽に1分間程浸漬させた後、軽く純水でリンスする方法が好ましい。このような洗浄方法を用いることにより、光触媒表面に吸着し、活性酸素種をトラップしてしまう不純物を除去することができるからである。   As the washing method, for example, a method of washing the surface with pure water after forming the photocatalyst containing layer is preferably used while taking care not to damage the photocatalyst containing layer. Here, when washing the surface, if high-pressure running water is used, the photocatalyst-containing layer is deteriorated in film quality or photocatalytic activity is lowered. The method of rinsing with is preferable. This is because by using such a cleaning method, impurities adsorbed on the surface of the photocatalyst and trapping active oxygen species can be removed.

また、光触媒含有層を形成する際の乾燥方法としては、後述する方法等により光触媒含有層形成用塗工液を塗布後、室温下でしばらく静置した後、ホットプレート上で除々に加温しながら水の沸点以上まで温度を上げ、そのまま1時間加熱乾燥させ、上述した洗浄方法を用いて洗浄を行った後、さらに1時間加熱乾燥させる方法を用いることが好ましい。これにより、光触媒が凝集せずに水分を取り除くことができるからである。   In addition, as a drying method when forming the photocatalyst-containing layer, after applying the photocatalyst-containing layer forming coating solution by the method described later, etc., it is allowed to stand at room temperature for a while and then gradually heated on a hot plate. However, it is preferable to use a method in which the temperature is raised to the boiling point of water or more, and is heated and dried as it is for 1 hour, followed by washing using the above-described washing method, and further heated and dried for 1 hour. This is because moisture can be removed without the photocatalyst agglomerating.

また、上述したような光触媒含有層は、少なくとも光触媒を含有するものであればよく、光触媒単体で製膜されたものであってもよく、また光触媒とバインダとから構成されているものであってもよい。また、上記光触媒としては、半導体として知られる例えば二酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、酸化タングステン(WO)、酸化ビスマス(Bi)、および酸化鉄(Fe)を挙げることができる。また半導体以外としては、金属錯体や銀なども用いることができ、これらから選択して1種または2種以上を混合して用いることができる。 Further, the photocatalyst-containing layer as described above may be one containing at least a photocatalyst, may be a film formed of a single photocatalyst, and is composed of a photocatalyst and a binder. Also good. Further, as the photocatalyst, such as titanium dioxide (TiO 2) it is known as a semiconductor, a zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2), strontium titanate (SrTiO 3), tungsten oxide (WO 3), bismuth oxide ( Bi 2 O 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ). In addition to semiconductors, metal complexes, silver, and the like can also be used, and one or a mixture of two or more selected from these can be used.

本発明においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が380nm以下にある。   In the present invention, titanium dioxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium dioxide includes an anatase type and a rutile type, and both can be used in the present invention, but anatase type titanium dioxide is preferred. Anatase type titanium dioxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.

このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(石原産業(株)製STS−02(平均粒径7nm)、石原産業(株)製ST−K01)、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(日産化学(株)製TA−15(平均粒径12nm))等を挙げることができる。   Examples of such anatase type titanium dioxide include hydrochloric acid peptizer type anatase type titania sol (STS-02 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. (average particle size 7 nm), ST-K01 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), nitric acid solution An anatase type titania sol (TA-15 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. (average particle size 12 nm)) and the like can be mentioned.

また光触媒の粒径は小さいほど好ましく、平均粒径が50nm以下であることが好ましく、20nm以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。上述したように、光触媒の粒径が小さいほど、光触媒含有層中での光触媒の表面積を大きいものとすることができ、上記電子スピンの濃度を高いものとすることができるからである。   The smaller the particle size of the photocatalyst, the better. The average particle size is preferably 50 nm or less, and it is particularly preferable to use a photocatalyst of 20 nm or less. As described above, the smaller the particle size of the photocatalyst, the larger the surface area of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer, and the higher the electron spin concentration.

光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることができる。真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、均一な膜でかつ光触媒のみを含有する光触媒含有層とすることが可能である。   Examples of a method for forming a photocatalyst-containing layer composed only of a photocatalyst include a method using a vacuum film forming method such as a sputtering method, a CVD method, or a vacuum deposition method. By forming the photocatalyst-containing layer by a vacuum film forming method, it is possible to obtain a photocatalyst-containing layer that is a uniform film and contains only the photocatalyst.

また、光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基材上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得ることができる。次いで、400℃〜500℃における焼成によってアナターゼ型チタニアに変性し、600℃〜700℃の焼成によってルチル型チタニアに変性することができる。   Examples of a method for forming a photocatalyst-containing layer consisting of only a photocatalyst include a method in which amorphous titania is formed on a substrate and then phase-changed to crystalline titania by firing when the photocatalyst is titanium dioxide. . As the amorphous titania used here, for example, hydrolysis, dehydration condensation, tetraethoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetra-n-propoxytitanium, tetrabutoxytitanium, titanium inorganic salts such as titanium tetrachloride and titanium sulfate, An organic titanium compound such as tetramethoxytitanium can be obtained by hydrolysis and dehydration condensation in the presence of an acid. Next, it can be modified to anatase titania by baking at 400 ° C. to 500 ° C. and modified to rutile type titania by baking at 600 ° C. to 700 ° C.

一方、光触媒含有層にバインダを用いる場合は、バインダの主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えばオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。   On the other hand, when a binder is used for the photocatalyst-containing layer, one having a high binding energy such that the main skeleton of the binder is not decomposed by photoexcitation of the photocatalyst is preferable, and examples thereof include organopolysiloxane.

このようにオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、上記光触媒含有層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基材上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することができる。   When organopolysiloxane is used as a binder in this way, the photocatalyst-containing layer is prepared by dispersing the photocatalyst and the binder organopolysiloxane in a solvent together with other additives as necessary. It can be formed by applying this coating solution on a substrate. As the solvent to be used, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The application can be performed by a known application method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, or bead coating. When an ultraviolet curable component is contained as a binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by irradiating with ultraviolet rays and performing a curing treatment.

また、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一般式SiXで表され、Xはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量3000以下のポリシロキサンが好ましい。 An amorphous silica precursor can be used as the binder. This amorphous silica precursor is represented by the general formula SiX 4, X is a halogen, a methoxy group, an ethoxy group or a silicon compound an acetyl group or the like, and silanol or average molecular weight of 3,000 or less, their hydrolysates Polysiloxane is preferred.

具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。また、この場合には、無定形シリカの前駆体と光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、基材上に空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより光触媒含有層を形成できる。シラノールの脱水縮重合を100℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上できる。また、これらの結着剤は、単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。   Specific examples include tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetrabutoxysilane, and tetramethoxysilane. In this case, the amorphous silica precursor and the photocatalyst particles are uniformly dispersed in a non-aqueous solvent, and hydrolyzed with moisture in the air on the substrate to form silanol, and then at room temperature. A photocatalyst-containing layer can be formed by dehydration-condensation polymerization. If dehydration condensation polymerization of silanol is carried out at 100 ° C. or higher, the degree of polymerization of silanol increases and the strength of the film surface can be improved. Moreover, these binders can be used individually or in mixture of 2 or more types.

なお、上記光触媒含有層中にバインダを含有させる場合、上記光触媒含有層の固形分中に含有される光触媒の量としては、50〜90質量%、好ましくは70〜90質量%の範囲であることが好ましい。   When the binder is contained in the photocatalyst containing layer, the amount of the photocatalyst contained in the solid content of the photocatalyst containing layer is in the range of 50 to 90% by mass, preferably 70 to 90% by mass. Is preferred.

また、光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ(株)製NIKKOL BL、BC、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製サーフロンS−141、145、大日本インキ化学工業(株)製メガファックF−141、144、ネオス(株)製フタージェントF−200、F251、ダイキン工業(株)製ユニダインDS−401、402、スリーエム(株)製フロラードFC−170、176等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。   In addition to the photocatalyst and the binder, the photocatalyst containing layer can contain a surfactant. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOL BL, BC, BO, BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Dainippon Megafac F-141, 144 manufactured by Ink Chemical Industry Co., Ltd., Footgent F-200, F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Unidyne DS-401, 402 manufactured by Daikin Industries, Ltd., Fluorard FC-170 manufactured by 3M Co., Ltd. Fluorine-based or silicone-based nonionic surfactants such as 176, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.

さらに、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。   In addition to the above surfactants, the photocatalyst-containing layer includes polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate, Polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, oligomers, polymers, etc. It can be included.

さらに、光触媒含有層には上記の光触媒、バインダ、界面活性剤のほかに、塩化鉄、硝酸銅、酸化錫、酢酸銀等の、金属塩、金属酸化物や、金、銀、銅、鉄等金属微粒子や、トリアゾールのような紫外線吸収色素を含有させることができる。   In addition to the photocatalyst, binder, and surfactant, the photocatalyst-containing layer includes metal salts, metal oxides such as iron chloride, copper nitrate, tin oxide, and silver acetate, gold, silver, copper, iron, and the like. Metal fine particles and ultraviolet absorbing pigments such as triazole can be contained.

B.パターン形成体
次に、本発明のパターン形成体について説明する。本発明のパターン形成体は、層構成により、2つの実施態様がある。以下、それぞれの実施態様ごとに詳しく説明する。
B. Next, the pattern forming body of the present invention will be described. The pattern forming body of the present invention has two embodiments depending on the layer structure. Hereinafter, each embodiment will be described in detail.

1.第1実施態様
まず、本発明の第1実施態様におけるパターン形成体について説明する。本実施態様のパターン形成体は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒およびバインダを含有し、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用により特性が変化する光触媒含有層とを有するパターン形成体であって、上記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上であることを特徴とするものである。
1. First Embodiment First, the pattern forming body in the first embodiment of the present invention will be described. The pattern forming body of this embodiment includes a base material, and a pattern formation formed on the base material, including at least a photocatalyst and a binder, and a photocatalyst-containing layer whose characteristics are changed by the action of the photocatalyst upon energy irradiation. A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals on the surface of the photocatalyst-containing layer, and A spin trap agent solution was added to the inside of the cylinder, and the photocatalyst-containing layer was irradiated with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy amount was 2000 mJ / m 2 to generate radicals from the photocatalyst-containing layer. Later, when the spin trapping agent solution in which the radicals were trapped was measured by electron spin resonance, The electron spin concentration derived from dical is 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst containing layer.

本実施態様のパターン形成体の一例を、図2を用いて説明する。本実施態様のパターン形成体は、基材2と、その基材2上に形成され、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する光触媒含有層1とを有するものである。また上記光触媒含有層は、所定の方法を用いて、上記光触媒含有層に紫外線を照射し、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が所定の値以上であるものとされる。   An example of the pattern forming body of this embodiment will be described with reference to FIG. The pattern formation body of this embodiment has the base material 2 and the photocatalyst containing layer 1 which is formed on the base material 2 and whose characteristics are changed by the action of the photocatalyst accompanying the energy irradiation. The photocatalyst-containing layer has an electron spin concentration derived from a hydroxy radical that is equal to or higher than a predetermined value when the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays and measured by an electron spin resonance method using a predetermined method. It is said.

本実施態様においては、所定の方法で、上記光触媒含有層に紫外線を照射し、電子スピン共鳴法による測定を行った際、光触媒含有層1m当たりのヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が、所定の値以上とされる。したがって、光触媒含有層中に含有される光触媒の活性酸素種の発生効率が高く、エネルギー照射により特性変化パターンが短時間で効率よく形成されたパターン形成体とすることができる。 In this embodiment, when the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays by a predetermined method and measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from hydroxy radicals per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer is a predetermined value. Above the value. Therefore, the generation efficiency of the active oxygen species of the photocatalyst contained in the photocatalyst-containing layer is high, and a pattern forming body in which the characteristic change pattern is efficiently formed in a short time by energy irradiation can be obtained.

また、光触媒の活性が低い場合には、光触媒含有層をパターニングする際、長時間エネルギーを照射する必要があり、この場合、エネルギーの回り込み等により、パターンが太ってしまう場合等があるが、本実施態様においては、上述したように、上記光触媒含有層中の光触媒の活性が高いことから、上記光触媒含有層をパターニングする際、短時間でパターニングを行うことができ、高精細なパターンを形成可能とすることができる。したがって、特性変化パターンのパターンが太ってしまうこと等なく、高精細に特性が変化したパターンを有する高品質なパターン形成体とすることができるのである。
以下、本実施態様のパターン形成体について、各構成ごとに詳しく説明する。
In addition, when the photocatalyst activity is low, it is necessary to irradiate the energy for a long time when patterning the photocatalyst-containing layer. In this case, the pattern may become thick due to wraparound of energy, etc. In the embodiment, as described above, since the photocatalyst-containing layer has a high activity in the photocatalyst-containing layer, when the photocatalyst-containing layer is patterned, the patterning can be performed in a short time, and a high-definition pattern can be formed. It can be. Therefore, it is possible to obtain a high-quality pattern forming body having a pattern whose characteristics are changed with high definition without causing the characteristic change patterns to become fat.
Hereinafter, the pattern formation body of this embodiment is demonstrated in detail for every structure.

a.光触媒含有層
まず、本実施態様に用いられる光触媒含有層について説明する。本実施態様に用いられる光触媒含有層は、後述する基材上に形成されるものであり、少なくとも光触媒およびバインダを有するものであって、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化するものである。ここで、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化するとは、光触媒含有層に後述するようなエネルギー照射がされた際、光触媒の作用により発生した活性酸素種等により表面の有機基が分解または変性等され、表面の特性が変化することをいう。なお本実施態様における光触媒含有層の特性変化の種類は、特に限定されるものではない。例えば光触媒含有層の表面に存在する有機基が分解または変性等されて濡れ性が変化するもの等であってもよく、また光触媒含有層表面の接着性が変化するもの等であってもよい。
a. Photocatalyst containing layer First, the photocatalyst containing layer used for this embodiment is demonstrated. The photocatalyst-containing layer used in the present embodiment is formed on a substrate to be described later, and has at least a photocatalyst and a binder, and its characteristics change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. . Here, the property changes due to the action of the photocatalyst accompanying the energy irradiation means that when the photocatalyst-containing layer is irradiated with energy as described later, the organic groups on the surface are decomposed by the active oxygen species generated by the action of the photocatalyst or the like. It means that the surface characteristics change due to modification. In addition, the kind of characteristic change of the photocatalyst containing layer in this embodiment is not particularly limited. For example, the organic group present on the surface of the photocatalyst containing layer may be decomposed or modified to change the wettability, and the photocatalyst containing layer surface may change the adhesiveness.

本実施態様においては上記の中でも特に光触媒含有層が、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、表面の液体との接触角が低下する層であることが好ましい。これにより、特性が変化した特性変化パターンとそれ以外の部分との濡れ性の差を利用して、特性変化パターンに沿って高精細に機能性部を形成可能なものとすることができるからである。   In this embodiment, among the above, the photocatalyst-containing layer is particularly preferably a layer whose contact angle with the liquid on the surface is lowered by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. This makes it possible to form a functional part with high definition along the characteristic change pattern by utilizing the difference in wettability between the characteristic change pattern whose characteristic has changed and the other part. is there.

ここで、上記光触媒含有層は、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を表面に配置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上となるものであり、本実施態様においては、上記の中でも5.0×1020スピン以上、特に1.0×1021スピン以上となるものであることが好ましい。これにより、光触媒含有層中での光触媒の活性を高いものとすることができ、短時間で効率よく表面の特性を変化させることが可能な光触媒含有層とすることができるからである。また、電子スピンの濃度が上記値以上であれば、パターニングを行う際、エネルギーの回り込み等によって、パターンが太ってしまうことがなく、高精細なパターンを形成することが可能となるからである。なお、上記積算エネルギー量とは、光触媒含有層に紫外線の照射を開始してから照射されたエネルギー量の総量のことをいう。 Here, the photocatalyst-containing layer has a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals on the surface, and the inside of the electron spin concentration measuring jig inside the cylinder After adding a spin trap agent solution to the photocatalyst-containing layer by irradiating the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy amount is 2000 mJ / m 2 , When the spin trapping agent solution in which the radical is trapped is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical is 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst containing layer. It is those, in the present embodiment, 5.0 × 10 20 spins or more among the above, particularly 1.0 × 10 21 spin more It is preferably made ones. Thereby, the activity of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer can be increased, and a photocatalyst-containing layer capable of changing the surface characteristics efficiently in a short time can be obtained. In addition, if the electron spin concentration is equal to or higher than the above value, the pattern does not become thick due to wraparound of energy during patterning, and a high-definition pattern can be formed. The cumulative energy amount refers to the total amount of energy irradiated after the irradiation of ultraviolet rays on the photocatalyst containing layer is started.

また本実施態様において、上記電子スピン濃度が上記値以上となるのは、上記高圧水銀ランプから照射された積算エネルギー量が、2000mJ/m以下、中でも1500mJ/m以下、特に1000mJ/m以下となる時であることが好ましい。これにより、光触媒含有層中の光触媒が、より少ないエネルギー量で活性化されるものとすることができ、パターニングに要する時間を短縮でき、結果的にコストを低減できるからである。 In the present embodiment, the above-mentioned electron spin density is equal to or greater than the value, the accumulated amount of energy emitted from the high-pressure mercury lamp, 2000 mJ / m 2 or less, preferably 1500 mJ / m 2 or less, particularly 1000 mJ / m 2 It is preferable that Thereby, the photocatalyst in the photocatalyst containing layer can be activated with a smaller amount of energy, the time required for patterning can be shortened, and the cost can be reduced as a result.

ここで、本実施態様において、上記光触媒含有層中には、光触媒含有層表面の特性を変化させる物質、すなわち光触媒の作用により発生するヒドロキシラジカルと反応を起こす物質が含有されている。したがって、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を求める際には、上記ヒドロキシラジカル由来の信号強度、および上記ヒドロキシラジカルと反応を起こした物質から発生したラジカル由来の信号強度から、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を求めることができる。また、上記電子スピン濃度の算出方法や、測定に用いられる電子スピン濃度測定用冶具、スピントラップ剤、および高圧水銀ランプについては、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Here, in this embodiment, the photocatalyst-containing layer contains a substance that changes the characteristics of the surface of the photocatalyst-containing layer, that is, a substance that reacts with a hydroxy radical generated by the action of the photocatalyst. Therefore, when determining the electron spin concentration derived from the hydroxy radical, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical is calculated from the signal intensity derived from the hydroxy radical and the signal intensity derived from the radical generated from the substance that has reacted with the hydroxy radical. Can be requested. In addition, the electron spin concentration calculation method, the electron spin concentration measurement jig, the spin trap agent, and the high-pressure mercury lamp used for the measurement are the same as those described in the above section “A. Photocatalyst-containing layer”. Therefore, the detailed explanation here is omitted.

また、上記光触媒含有層のヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を上記値以上とする方法としては、例えば光触媒含有層中に光触媒活性向上用添加剤を添加して、光触媒表面の光触媒活性を向上させる方法や、光触媒含有層中における光触媒の分散性を良好なものとし、効率よく活性酸素種を発生させる方法等が挙げられる。このような方法としては、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明した方法と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Moreover, as a method of setting the electron spin concentration derived from hydroxy radicals in the photocatalyst-containing layer to the above value or more, for example, a method for improving the photocatalytic activity on the photocatalyst surface by adding an additive for improving the photocatalytic activity in the photocatalyst-containing layer And a method of generating active oxygen species efficiently by improving the dispersibility of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer. Such a method can be the same as the method described in the above-mentioned section “A. Photocatalyst-containing layer”, and thus a detailed description thereof is omitted here.

また、上記光触媒含有層に用いられるバインダとしては、主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えばエネルギー照射に伴う光触媒の作用によって特性が変化するものであってもよく、また特性が変化しないものであってもよい。なお、上記バインダがエネルギー照射に伴う光触媒の作用により、特性が変化しないものである場合には、上記光触媒およびバインダ以外に別途、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する材料を含有させる必要がある。   The binder used in the photocatalyst-containing layer is preferably one having a high binding energy such that the main skeleton is not decomposed by photoexcitation of the photocatalyst. For example, the characteristics change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. It may be present or its characteristics do not change. If the binder does not change its properties due to the action of the photocatalyst associated with energy irradiation, it is necessary to contain a material whose characteristics change due to the action of the photocatalyst associated with energy irradiation, in addition to the photocatalyst and binder. There is.

本実施態様においては特に上記バインダが、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化するものであることが好ましい。これにより、別途光触媒含有層中に、光触媒含有層表面の特性を変化させるための物質を含有させる必要のないものとすることができるからである。   In the present embodiment, it is particularly preferable that the binder has characteristics that change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. This is because it is not necessary to separately contain a substance for changing the characteristics of the photocatalyst containing layer surface in the photocatalyst containing layer.

このようなエネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化するバインダとしては、光触媒含有層の特性変化の種類に応じて適宜選択されることとなる。ここで本実施態様においては、上述したように、上記光触媒含有層が、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化するものであることが好ましく、このような光触媒含有層に用いられるバインダとしては、例えば特開2000−249821号公報に記載されているフルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサン等を用いることができる。   The binder whose characteristics change due to the action of the photocatalyst accompanying such energy irradiation is appropriately selected according to the type of characteristic change of the photocatalyst containing layer. Here, in this embodiment, as described above, the photocatalyst-containing layer is preferably one whose wettability is changed by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, and as a binder used in such a photocatalyst-containing layer. For example, organopolysiloxane having a fluoroalkyl group described in JP-A No. 2000-249821 can be used.

また、上記光触媒含有層中のバインダの含有量は、通常10〜50質量%の範囲内、中でも10〜30質量%の範囲内とされることが好ましい。   Moreover, it is preferable that content of the binder in the said photocatalyst content layer shall be usually in the range of 10-50 mass%, especially in the range of 10-30 mass%.

なお、本実施態様に用いられる光触媒については、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明したものと同様とすることができる。また、本実施態様における光触媒含有層の形成方法についても、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   In addition, about the photocatalyst used for this embodiment, it can be made to be the same as that of what was demonstrated by the term of the "A. photocatalyst containing layer" mentioned above. Also, the method for forming the photocatalyst-containing layer in the present embodiment can be the same as that described in the above-mentioned section “A.

ここで、上述したような光触媒含有層の厚みは、通常10nm〜10μmの範囲内とされることが好ましい。   Here, the thickness of the photocatalyst-containing layer as described above is preferably in the range of usually 10 nm to 10 μm.

b.基材
次に、本実施態様のパターン形成体に用いられる基材について説明する。本実施態様に用いられる基材は、上記光触媒含有層を形成可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えばパターン形成体の用途や、上記エネルギーの照射方向等により適宜選択される。このような基材として具体的には、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等を挙げることができる。また、基材は、必要に応じてアルカリ溶出防止用やガスバリア性付与その他の目的の表面処理を施したものであってもよい。
b. Next, the base material used for the pattern forming body of this embodiment will be described. The base material used in this embodiment is not particularly limited as long as it can form the photocatalyst-containing layer, and is appropriately selected depending on, for example, the use of the pattern forming body, the energy irradiation direction, and the like. Specific examples of such a base material include non-flexible transparent rigid materials such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, and synthetic quartz plates, or flexibility such as transparent resin films and optical resin plates. A transparent flexible material having Further, the base material may be subjected to surface treatment for preventing alkali elution, imparting gas barrier properties or other purposes as required.

またさらに、基材表面と上記光触媒含有層との密着性を向上させるために、基材上にアンカー層が形成されていてもよい。このようなアンカー層としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。   Furthermore, an anchor layer may be formed on the base material in order to improve the adhesion between the base material surface and the photocatalyst-containing layer. Examples of such an anchor layer include silane-based and titanium-based coupling agents.

c.パターン形成体
本実施態様のパターン形成体は、上記基材および光触媒含有層を有するものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて、例えば遮光部等、適宜有していてもよい。
c. Pattern-formed body The pattern-formed body of the present embodiment is not particularly limited as long as it has the above-described base material and photocatalyst-containing layer, and may have, for example, a light-shielding part as necessary. Good.

ここで、本実施態様のパターン形成体は、上記光触媒含有層の特性がパターン状に変化した特性変化パターンを有しているものであってもよく、また特性が変化していないものであってもよい。   Here, the pattern formed body of the present embodiment may have a characteristic change pattern in which the characteristics of the photocatalyst-containing layer are changed in a pattern, or the characteristics are not changed. Also good.

上記特性変化パターンの形成方法としては、例えば図3に示すように、上記光触媒含有層1に例えばフォトマスク21等を用いてエネルギー22をパターン状に照射し(図3(a))、光触媒含有層1の特性を変化させて特性変化パターン8を形成する方法等が挙げられる(図3(b))。   As a method for forming the characteristic change pattern, for example, as shown in FIG. 3, the photocatalyst containing layer 1 is irradiated with energy 22 in a pattern using, for example, a photomask 21 or the like (FIG. 3A), Examples include a method of changing the characteristics of the layer 1 to form the characteristic change pattern 8 (FIG. 3B).

ここで、上述した特性変化パターンを形成する際に用いられるエネルギーとしては、光触媒含有層表面の特性を変化させることが可能ないかなるエネルギー線をも含む概念であり、可視光に限定されるものではない。   Here, the energy used when forming the above-described characteristic change pattern is a concept including any energy ray that can change the characteristics of the photocatalyst-containing layer surface, and is not limited to visible light. Absent.

通常このようなエネルギーとして用いられる光の波長は、400nm以下の範囲、好ましくは150nm以上380nm以下の範囲から設定される。これは、上述したように光触媒含有層に用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。   Usually, the wavelength of light used as such energy is set in the range of 400 nm or less, preferably in the range of 150 nm or more and 380 nm or less. This is because, as described above, the preferred photocatalyst used in the photocatalyst-containing layer is titanium dioxide, and light having the above-described wavelength is preferable as the energy for activating the photocatalytic action by the titanium dioxide.

このようなエネルギーとして用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。また、上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行う方法の他、エキシマ、YAG等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。   Examples of light sources that can be used as such energy include mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, excimer lamps, and other various light sources. In addition to the method of performing pattern irradiation using a light mask using a light source as described above, it is also possible to use a method of drawing and irradiating in a pattern using a laser such as excimer or YAG.

また、上記エネルギーを用いて特性変化パターンを形成する際、上記エネルギーの照射方向は、上記基材が透明である場合は、基材側からであってもよく、また光触媒含有層側からであってもよい。一方、基材が不透明な場合は、光触媒含有層側からエネルギー照射を行う必要がある。   Further, when the characteristic change pattern is formed using the energy, the irradiation direction of the energy may be from the substrate side when the substrate is transparent, or from the photocatalyst containing layer side. May be. On the other hand, when the substrate is opaque, it is necessary to irradiate energy from the photocatalyst containing layer side.

なお、上記特性変化パターンを形成する際、用いられるエネルギーの照射量は、光触媒含有層表面の特性の変化が行われるのに必要な照射量とされる。なお、本実施態様においては、上記光触媒含有層に含有される上記光触媒の活性が高いことから、短時間で上記特性変化パターンを形成することができる。   Note that, when forming the characteristic change pattern, the irradiation amount of energy used is an irradiation amount necessary to change the characteristics of the surface of the photocatalyst containing layer. In addition, in this embodiment, since the activity of the photocatalyst contained in the photocatalyst containing layer is high, the characteristic change pattern can be formed in a short time.

またこの際、光触媒含有層を加熱しながらエネルギー照射することにより、より感度を上昇させることが可能となり、効率的な特性の変化を行うことができる点で好ましい。具体的には30℃〜80℃の範囲内で加熱することが好ましい。   Further, at this time, it is preferable in that the sensitivity can be further increased by irradiating the photocatalyst-containing layer with energy while heating and the characteristic can be changed efficiently. Specifically, it is preferable to heat within a range of 30 ° C to 80 ° C.

2.第2実施態様
次に、本発明の第2実施態様におけるパターン形成体について説明する。本実施態様のパターン形成体は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有した光触媒含有層と、上記光触媒含有層上に形成され、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用により特性が変化する特性変化層とを有するパターン形成体であって、上記特性変化層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上であることを特徴とするものである。
2. Second Embodiment Next, the pattern forming body in the second embodiment of the present invention will be described. The pattern forming body of this embodiment is characterized by the action of the photocatalyst that is formed on the base material, the photocatalyst-containing layer that is formed on the base material and contains at least a photocatalyst, and the photocatalyst-containing layer and that is irradiated with energy. A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals on the surface of the characteristic changing layer. Install and add a spin trap solution to the inside of the electron spin concentration measuring jig, and irradiate the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy reaches 2000 mJ / m 2. After generating radicals from the photocatalyst-containing layer, the spin trapping agent solution in which the radicals are trapped is subjected to electron spin resonance. When the measurement is performed, the electron spin concentration derived from a hydroxy radical is 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst containing layer.

本実施態様のパターン形成体の一例を、図4を用いて説明する。本実施態様のパターン形成体は、基材2と、その基材2上に形成された光触媒含有層1と、光触媒含有層1上に形成され、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層4とを有するものである。また、所定の方法を用いて、上記光触媒含有層に紫外線を照射し、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が所定の値以上であるものとされる。   An example of the pattern forming body of this embodiment will be described with reference to FIG. The pattern-formed body of this embodiment is formed on the base material 2, the photocatalyst-containing layer 1 formed on the base material 2, and the photocatalyst-containing layer 1, and the characteristics change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. The characteristic change layer 4 is included. Further, when the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays using a predetermined method and measured by the electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical is set to a predetermined value or more.

本実施態様においては、所定の方法で、上記光触媒含有層に紫外線を照射し、電子スピン共鳴法による測定を行った際、光触媒含有層1m当たりのヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が、所定の値以上とされる。したがって、光触媒含有層中に含有される光触媒の活性酸素種の発生効率が高く、エネルギー照射により特性の変化したパターンが短時間で効率よく形成されたパターン形成体とすることができる。 In this embodiment, when the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays by a predetermined method and measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from hydroxy radicals per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer is a predetermined value. Above the value. Therefore, the generation efficiency of the active oxygen species of the photocatalyst contained in the photocatalyst-containing layer is high, and a pattern formed body in which a pattern whose characteristics are changed by energy irradiation can be efficiently formed in a short time can be obtained.

また、光触媒の活性が低い場合には、特性変化層をパターニングする際、長時間エネルギーを照射する必要があり、この場合、エネルギーの回り込み等により、パターンが太ってしまう場合等があるが、本実施態様においては、上述したように、上記光触媒含有層中の光触媒の活性が高いことから、短時間で効率よく高精細に特性をパターン状に変化させることができる。したがって、特性の変化したパターンが太ってしまうこと等なく、高精細に特性の変化したパターンが形成された高品質なパターン形成体とすることができるのである。
以下、本実施態様のパターン形成体の各構成について詳しく説明する。なお、本実施態様に用いられる基材については、上述した第1実施態様で用いられるものと同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
In addition, when the photocatalytic activity is low, it is necessary to irradiate energy for a long time when patterning the property change layer. In this case, the pattern may become thick due to wraparound of energy, etc. In the embodiment, since the activity of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer is high as described above, the characteristics can be efficiently and precisely changed in a pattern in a short time. Therefore, it is possible to obtain a high-quality pattern forming body in which a pattern with changed characteristics is formed with high definition without causing a pattern with changed characteristics to become fat.
Hereinafter, each structure of the pattern formation body of this embodiment is demonstrated in detail. In addition, about the base material used for this embodiment, since it is the same as that used in the 1st embodiment mentioned above, detailed description here is abbreviate | omitted.

a.光触媒含有層
まず、本実施態様に用いられる光触媒含有層について説明する。本実施態様に用いられる光触媒含有層は、基材上に形成されるものであり、後述する特性変化層の特性を変化させるために用いられるものである。
a. Photocatalyst containing layer First, the photocatalyst containing layer used for this embodiment is demonstrated. The photocatalyst-containing layer used in this embodiment is formed on a substrate and is used to change the characteristics of a characteristic change layer described later.

また上記光触媒含有層は、上記特性変化層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を表面に配置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上となるものであるが、本実施態様においては、上記の中でも5.0×1020スピン以上、特に1.0×1021スピン以上となるものであることが好ましい。これにより、光触媒含有層中での光触媒の活性を高いものとすることができ、短時間で効率よく特性変化層の表面の特性を変化させることが可能となるからである。また、電子スピンの濃度が上記値以上であれば、上記光触媒含有層にエネルギーを照射して特性変化層に特性が変化したパターンを形成する際、エネルギーの回り込み等によって、パターンが太ってしまうことがなく、高精細なパターンを形成することが可能となるからである。なお、上記積算エネルギー量とは、上記光触媒含有層に紫外線の照射を開始してから照射されたエネルギー量の総量のことをいう。 In addition, the photocatalyst-containing layer includes a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed from a material that does not generate radicals and does not consume radicals on the surface of the characteristic change layer. spin trapping agent solution is added to the inner cylindrical portion of the measuring jig, radicals from the photocatalyst-containing layer was irradiated with ultraviolet rays to the photocatalyst-containing layer to the cumulative energy amount from a high pressure mercury lamp illumination 550 lux is 2000 mJ / m 2 Then, when the spin trapping agent solution in which the radical is trapped is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical is 1.0 × per 1 m 2 of the photocatalyst containing layer. 10 20 Although made of a spin above, in the present embodiment, among the above 5.0 × 10 20 spin more, especially 1. × It is preferred that the 10 21 spin more. Thereby, the activity of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer can be increased, and the surface characteristics of the characteristic change layer can be changed efficiently in a short time. In addition, if the electron spin concentration is equal to or higher than the above value, the pattern may become thick due to wraparound of energy when the photocatalyst-containing layer is irradiated with energy to form a pattern with changed characteristics in the characteristic change layer. This is because a high-definition pattern can be formed. In addition, the said integrated energy amount means the total amount of the energy amount irradiated after starting the irradiation of an ultraviolet-ray to the said photocatalyst content layer.

また本実施態様において、上記電子スピン濃度が上記値以上となるのは、上記高圧水銀ランプから照射された積算エネルギー量が、2000mJ/m以下、中でも1500mJ/m以下、特に1000mJ/m以下となる時であることが好ましい。これにより、光触媒含有層中の光触媒が、より少ないエネルギー量で活性化されるものとすることができ、パターニングに要する時間を短縮でき、結果的にコストを低減できるからである。なお、上記電子スピン濃度は、上述した方法により測定することができる。 In the present embodiment, the above-mentioned electron spin density is equal to or greater than the value, the accumulated amount of energy emitted from the high-pressure mercury lamp, 2000 mJ / m 2 or less, preferably 1500 mJ / m 2 or less, particularly 1000 mJ / m 2 It is preferable that Thereby, the photocatalyst in the photocatalyst containing layer can be activated with a smaller amount of energy, the time required for patterning can be shortened, and the cost can be reduced as a result. The electron spin concentration can be measured by the method described above.

ここで、本実施態様においては、上記特性変化層表面に電子スピン濃度測定用冶具を設置して電子スピン濃度の測定が行われることから、上記ヒドロキシラジカル由来の信号強度、および上記ヒドロキシラジカルと反応を起こした物質から発生したラジカル由来の信号強度によって、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を求めることができる。また、上記電子スピン濃度の算出方法や、測定に用いられる電子スピン濃度測定用冶具、スピントラップ剤、および高圧水銀ランプについては、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。なお、本実施態様においては、上記光触媒含有層表面に、上記電子スピン濃度測定用冶具を設置して、上記電子スピン濃度を測定する方法とすることもできる。   Here, in this embodiment, since the electron spin concentration measurement is performed by installing an electron spin concentration measurement jig on the surface of the property change layer, the signal intensity derived from the hydroxy radical, and the reaction with the hydroxy radical The electron spin concentration derived from the hydroxy radical can be obtained from the signal intensity derived from the radical generated from the substance that has caused the oxidization. In addition, the electron spin concentration calculation method, the electron spin concentration measurement jig, the spin trap agent, and the high-pressure mercury lamp used for the measurement are the same as those described in the above section “A. Photocatalyst-containing layer”. Therefore, the detailed explanation here is omitted. In the present embodiment, the electron spin concentration measuring jig may be installed on the surface of the photocatalyst containing layer to measure the electron spin concentration.

また、上記光触媒含有層のヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を上記値以上とする方法としては、例えば光触媒含有層中に光触媒活性向上用添加剤を添加して、光触媒表面の光触媒活性を向上させる方法や、光触媒含有層中における光触媒の分散性を良好なものとし、効率よく活性酸素種を発生させる方法等が挙げられる。このような方法としては、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明した方法と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Moreover, as a method of setting the electron spin concentration derived from hydroxy radicals in the photocatalyst-containing layer to the above value or more, for example, a method for improving the photocatalytic activity on the photocatalyst surface by adding an additive for improving the photocatalytic activity in the photocatalyst-containing layer And a method of generating active oxygen species efficiently by improving the dispersibility of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer. Such a method can be the same as the method described in the above-mentioned section “A. Photocatalyst-containing layer”, and thus a detailed description thereof is omitted here.

上記光触媒含有層は、光触媒単独で形成されたものであってもよく、また光触媒とバインダとを混合して形成されたものであってもよい。このような光触媒含有層に用いられる光触媒およびバインダや、光触媒含有層の形成方法については、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   The photocatalyst-containing layer may be formed of a photocatalyst alone or may be formed by mixing a photocatalyst and a binder. The photocatalyst and binder used in such a photocatalyst-containing layer and the method for forming the photocatalyst-containing layer can be the same as those described in the above-mentioned section “A. Photocatalyst-containing layer”. Description is omitted.

なお、上記光触媒含有層中にバインダを含有させる場合、上記光触媒含有層の固形分中に含有される光触媒の量としては、通常50〜90質量%の範囲内、中でも70〜90質量%の範囲内であることが好ましい。これにより、上記ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を上述した範囲内とすることができるからである。   In addition, when the binder is contained in the photocatalyst-containing layer, the amount of the photocatalyst contained in the solid content of the photocatalyst-containing layer is usually in the range of 50 to 90% by mass, particularly in the range of 70 to 90% by mass. It is preferable to be within. This is because the electron spin concentration derived from the hydroxy radical can be set within the above-described range.

ここで、上述したような光触媒含有層の厚みは、通常10nm〜10μmの範囲内とされることが好ましい。   Here, the thickness of the photocatalyst-containing layer as described above is preferably in the range of usually 10 nm to 10 μm.

b.特性変化層
本実施態様に用いられる特性変化層としては、上記光触媒含有層上に形成され、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用により特性が変化するものである。ここで、上記エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化するとは、エネルギー照射がされた際、光触媒含有層中の光触媒の作用により発生した活性酸素種等により表面の有機基が分解または変性等され、表面の特性が変化することをいう。なお本実施態様における特性変化層の特性変化の種類は、特に限定されるものではない。例えば特性変化層の表面に存在する有機基が分解または変性等されて濡れ性が変化するもの等であってもよく、また特性変化層表面の接着性が変化するもの等であってもよい。
b. Characteristic Change Layer The characteristic change layer used in the present embodiment is formed on the photocatalyst-containing layer, and the characteristics change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. Here, the characteristic changes due to the action of the photocatalyst accompanying the above-mentioned energy irradiation means that when the energy is irradiated, the organic groups on the surface are decomposed or modified by the active oxygen species generated by the action of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer. It means that the surface properties change. In addition, the kind of characteristic change of the characteristic change layer in this embodiment is not specifically limited. For example, an organic group present on the surface of the property change layer may be decomposed or modified to change the wettability, and the property change layer surface may have a different adhesive property.

本実施態様においては上記の中でも特に特性変化層が、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、表面の液体との接触角が低下する層であることが好ましい。これにより、特性が変化した特性変化パターンとそれ以外の部分との濡れ性の差を利用して、特性変化パターンに沿って高精細に機能性部を形成可能なものとすることができるからである。   In the present embodiment, among the above, the characteristic change layer is preferably a layer whose contact angle with the liquid on the surface is lowered by the action of the photocatalyst accompanying the energy irradiation. This makes it possible to form a functional part with high definition along the characteristic change pattern by utilizing the difference in wettability between the characteristic change pattern whose characteristic has changed and the other part. is there.

このような特性変化層としては、上述した第1実施態様の光触媒含有層に用いられる、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化するバインダと同様の材料で形成された層とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Such a characteristic change layer can be a layer formed of the same material as the binder used in the photocatalyst-containing layer of the first embodiment described above and whose characteristics change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. Therefore, detailed explanation here is omitted.

c.パターン形成体
本実施態様のパターン形成体は、上記基材、光触媒含有層、および特性変化層を有するものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて、例えば遮光部等、適宜有していてもよい。
c. Pattern Forming Body The pattern forming body of the present embodiment is not particularly limited as long as it has the base material, the photocatalyst-containing layer, and the characteristic change layer. You may have.

なお、本実施態様におけるパターン形成体の、上記特性変化層の特性を変化させる際に用いられるエネルギーや、そのエネルギー照射方法等については、上述した第1実施態様と同様とすることができる。   In addition, about the energy used when changing the characteristic of the said characteristic change layer of the pattern formation body in this embodiment, its energy irradiation method, etc., it can be made the same as that of the 1st embodiment mentioned above.

C.光触媒含有層側基板
次に、本発明の光触媒含有層側基板について説明する。本発明の光触媒含有層側基板は、基体と、上記基体上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層とを有し、対向して配置される対向基板に、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用を及ぼして、特性の変化した特性変化パターンを形成するために用いられる光触媒含有層側基板であって、上記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上であることを特徴とするものである。
C. Next, the photocatalyst containing layer side substrate of the present invention will be described. The photocatalyst-containing layer side substrate of the present invention has a base and a photocatalyst-containing layer that is formed on the base and contains at least a photocatalyst. A photocatalyst-containing layer-side substrate that is used to form a characteristic change pattern that has changed properties and is formed from a material that does not generate radicals and does not consume radicals on the surface of the photocatalyst-containing layer. A cylindrical electron spin concentration measuring jig is installed, a spin trap agent solution is added to the inside of the electron spin concentration measuring jig, and an integrated energy amount is 2000 mJ / m 2 from a high pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux. Until the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays until radicals are generated from the photocatalyst-containing layer, the spin trap where the radicals are trapped is generated. Against flop solution, when was measured by electron spin resonance method, in which an electron spin concentration of from hydroxyl radical is characterized in that it is 1.0 × 10 20 spin or the photocatalyst-containing layer 1 m 2 per is there.

本発明の光触媒含有層側基板は、例えば図5に示すように、基体5と、その基体5上に形成された光触媒含有層1とを有するものであり、光触媒含有層1は、所定の方法を用いて、上記光触媒含有層1に紫外線を照射し、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が所定の値以上であるものとされる。   The photocatalyst-containing layer side substrate of the present invention has a base 5 and a photocatalyst-containing layer 1 formed on the base 5 as shown in FIG. 5, for example. The photocatalyst-containing layer 1 is a predetermined method. When the photocatalyst-containing layer 1 is irradiated with ultraviolet rays and measured by the electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical is set to a predetermined value or more.

また、本発明の光触媒含有層側基板は、例えば図6に示すように、活性酸素種等によって表面の有機基が分解や変性等されて特性が変化する対向基板9と、光触媒含有層側基板7の光触媒含有層1とが対向するように配置されて用いられるものであり(図6(a))、この状態で所定の方向から例えばフォトマスク21等を用いてエネルギー22を照射することにより、対向基板9の特性がパターン状に変化した特性変化パターン8を形成することができる(図6(b))。   Further, the photocatalyst containing layer side substrate of the present invention includes, for example, as shown in FIG. 6, a counter substrate 9 whose characteristics are changed by decomposition or modification of surface organic groups by active oxygen species and the like, and a photocatalyst containing layer side substrate. 7 is used so as to face the photocatalyst-containing layer 1 (FIG. 6A). In this state, for example, the photomask 21 is used to irradiate energy 22 from a predetermined direction. Then, the characteristic change pattern 8 in which the characteristic of the counter substrate 9 is changed in a pattern shape can be formed (FIG. 6B).

本発明においては、所定の方法で、上記光触媒含有層に紫外線を照射し、電子スピン共鳴法による測定を行った際、光触媒含有層1m当たりのヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が、所定の値以上とされる。したがって、光触媒含有層中に含有される光触媒の活性酸素種の発生効率が高く、短時間で効率よく対向基板の特性を変化させることが可能な光触媒含有層側基板とすることができるのである。 In the present invention, when the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays by a predetermined method and measured by the electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from hydroxy radicals per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer has a predetermined value. It is said above. Therefore, the photocatalyst-containing layer side substrate can generate a reactive oxygen species of the photocatalyst contained in the photocatalyst-containing layer with high generation efficiency and can efficiently change the characteristics of the counter substrate in a short time.

また、従来、上記光触媒含有層側基板における光触媒の活性が低い場合には、エネルギーを長時間照射する必要があり、エネルギーの回りこみ等により高精細なパターンが形成できない、という問題があった。しかしながら、本発明においては、上述したように、上記光触媒含有層中の光触媒の活性が高く、活性酸素種の生成効率が高いことから、短時間で対向基板の特性を変化させることが可能であり、高精細なパターンを形成可能な光触媒含有層側基板とすることができるのである。
以下、本発明の光触媒含有層側基板について、各構成ごとに分けて説明する。
Conventionally, when the activity of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer side substrate is low, it is necessary to irradiate energy for a long time, and there is a problem that a high-definition pattern cannot be formed due to entrainment of energy. However, in the present invention, as described above, since the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer has high activity and high generation efficiency of active oxygen species, it is possible to change the characteristics of the counter substrate in a short time. The photocatalyst-containing layer side substrate can form a high-definition pattern.
Hereinafter, the photocatalyst-containing layer side substrate of the present invention will be described separately for each configuration.

a.光触媒含有層
まず、本発明に用いられる光触媒含有層について説明する。本発明に用いられる光触媒含有層は、後述する基体上に形成されるものであり、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を表面に配置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上となるものであるが、本発明においては、上記の中でも5.0×1020スピン以上、特に1.0×1021スピン以上となるものであることが好ましい。これにより、光触媒含有層中での光触媒の活性を高いものとすることができ、短時間で効率よく対向基板表面の特性を変化させることが可能な光触媒含有層とすることができるからである。また、電子スピンの濃度が上記値以上であれば、パターニングを行う際、エネルギーの回り込み等によって、パターンが太ってしまうことがなく、高精細なパターンを形成することが可能となるからである。なお、上記積算エネルギー量とは、光触媒含有層に紫外線の照射を開始してから照射されたエネルギー量の総量のことをいう。
a. Photocatalyst containing layer First, the photocatalyst containing layer used for this invention is demonstrated. The photocatalyst-containing layer used in the present invention is formed on a substrate to be described later, and has a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed from a material that does not generate radicals and does not consume radicals on the surface. The spin trap agent solution is added to the inside of the electron spin concentration measurement jig, and the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy reaches 2000 mJ / m 2. Then, after generating radicals from the photocatalyst-containing layer, when the spin trapping agent solution in which the radicals are trapped is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical is determined by the photocatalyst-containing layer. Although it made of a 1 m 2 per 1.0 × 10 20 spins above, in the present invention, 5.0 × 10 20 among the above Pin above, it is preferred that in particular the 1.0 × 10 21 spin more. Thereby, the activity of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer can be increased, and a photocatalyst-containing layer that can efficiently change the characteristics of the counter substrate surface in a short time can be obtained. In addition, if the electron spin concentration is equal to or higher than the above value, the pattern does not become thick due to wraparound of energy during patterning, and a high-definition pattern can be formed. The cumulative energy amount refers to the total amount of energy irradiated after the irradiation of ultraviolet rays on the photocatalyst containing layer is started.

また本発明において、上記電子スピン濃度が上記値以上となるのは、上記高圧水銀ランプから照射された積算エネルギー量が、2000mJ/m以下、中でも1500mJ/m以下、特に1000mJ/m以下となる時であることが好ましい。これにより、光触媒含有層中の光触媒が、より少ないエネルギー量で活性化されるものとすることができ、パターニングに要する時間を短縮でき、結果的にコストを低減できるからである。 In the present invention, the above-mentioned electron spin density is equal to or greater than the value, the accumulated amount of energy emitted from the high-pressure mercury lamp, 2000 mJ / m 2 or less, preferably 1500 mJ / m 2 or less, particularly 1000 mJ / m 2 or less It is preferable that Thereby, the photocatalyst in the photocatalyst containing layer can be activated with a smaller amount of energy, the time required for patterning can be shortened, and the cost can be reduced as a result.

また、上記電子スピン濃度の算出方法や、測定に用いられる電子スピン濃度測定用冶具、スピントラップ剤、および高圧水銀ランプについては、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   In addition, the electron spin concentration calculation method, the electron spin concentration measurement jig, the spin trap agent, and the high-pressure mercury lamp used for the measurement are the same as those described in the above section “A. Photocatalyst-containing layer”. Therefore, the detailed explanation here is omitted.

また、上記光触媒含有層のヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を上記値以上とする方法としては、例えば光触媒含有層中に光触媒活性向上用添加剤を添加して、光触媒表面の光触媒活性を向上させる方法や、光触媒含有層中における光触媒の分散性を良好なものとし、効率よく活性酸素種を発生させる方法等が挙げられる。このような方法としては、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明した方法と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Moreover, as a method of setting the electron spin concentration derived from hydroxy radicals in the photocatalyst-containing layer to the above value or more, for example, a method for improving the photocatalytic activity on the photocatalyst surface by adding an additive for improving the photocatalytic activity in the photocatalyst-containing layer And a method of generating active oxygen species efficiently by improving the dispersibility of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer. Such a method can be the same as the method described in the above-mentioned section “A. Photocatalyst-containing layer”, and thus a detailed description thereof is omitted here.

また、光触媒含有層は、光触媒単独で形成されたものであってもよく、また光触媒とバインダとを混合して形成されたものであってもよい。このような光触媒含有層に用いられる光触媒およびバインダや、光触媒含有層の形成方法については、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   Further, the photocatalyst-containing layer may be formed by a photocatalyst alone or may be formed by mixing a photocatalyst and a binder. The photocatalyst and binder used in such a photocatalyst-containing layer and the method for forming the photocatalyst-containing layer can be the same as those described in the above-mentioned section “A. Photocatalyst-containing layer”. Description is omitted.

なお、本発明に用いられる光触媒含有層中にバインダを含有させる場合、光触媒含有層中に含有される光触媒の量としては、光触媒含有層の固形分中に50〜90質量%の範囲内、中でも70〜90質量%の範囲内であることが好ましい。これにより、上記ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を上述した範囲内とすることができるからである。   In addition, when the binder is included in the photocatalyst containing layer used in the present invention, the amount of the photocatalyst contained in the photocatalyst containing layer is within the range of 50 to 90% by mass in the solid content of the photocatalyst containing layer. It is preferably within the range of 70 to 90% by mass. This is because the electron spin concentration derived from the hydroxy radical can be set within the above-described range.

b.基体
次に、本発明に用いられる基体について説明する。本発明に用いられる基体としては、上記光触媒含有層を形成可能なものであれば、特に限定されるものではなく、可撓性を有するもの、例えば樹脂製フィルム等であってもよいし、可撓性を有さないもの、例えばガラス基板等であってもよい。これは、エネルギー照射方法により適宜選択される。また、上記基体のエネルギー透過性は、対向基板のパターニングの際に照射されるエネルギーの照射方向により適宜選択される。
b. Substrate Next, the substrate used in the present invention will be described. The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it can form the photocatalyst-containing layer, and may be a flexible material such as a resin film. What does not have flexibility, for example, a glass substrate etc., may be sufficient. This is appropriately selected depending on the energy irradiation method. Further, the energy permeability of the substrate is appropriately selected depending on the irradiation direction of the energy irradiated when patterning the counter substrate.

なお、基体表面と光触媒含有層との密着性を向上させるため、また光触媒の作用による基体の劣化を防ぐために基体上に中間層を形成するようにしてもよい。このような中間層としては、シラン系、チタン系のカップリング剤、反応性スパッタ法やCVD法等により作製したシリカ膜等が挙げられる。   An intermediate layer may be formed on the substrate in order to improve adhesion between the substrate surface and the photocatalyst-containing layer and to prevent deterioration of the substrate due to the action of the photocatalyst. Examples of such an intermediate layer include silane-based and titanium-based coupling agents, silica films prepared by a reactive sputtering method, a CVD method, and the like.

c.光触媒含有層側基板
次に、本発明の光触媒含有層側基板について説明する。本発明の光触媒含有層側基板は、上述した基体および光触媒含有層を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば上記光触媒含有層上や基体上に遮光部や、その遮光部上にプライマー層等が形成されているもの等であってもよい。
c. Next, the photocatalyst containing layer side substrate of the present invention will be described. The photocatalyst-containing layer side substrate of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described substrate and photocatalyst-containing layer. For example, a light-shielding part on the photocatalyst-containing layer or the substrate, or a primer layer or the like formed on the light-shielding part may be used.

また、本発明に用いられる対向基板としては、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化するものであれば、特に限定されるものではない。例えばエネルギー照射に伴う光触媒により特性が変化する樹脂層のみからなるものであってもよく、また例えば基材上に特性が変化する特性変化層等が形成されたもの等であってもよい。   In addition, the counter substrate used in the present invention is not particularly limited as long as the characteristics are changed by the action of the photocatalyst accompanying the energy irradiation. For example, it may be composed of only a resin layer whose characteristics are changed by a photocatalyst accompanying energy irradiation, or may be one in which a characteristic changing layer or the like whose characteristics are changed is formed on a substrate.

なお、上記特性変化の種類は、特に限定されるものではなく、例えば特性変化層等の表面に存在する有機基が分解または変性等されて濡れ性が変化するもの等であってもよく、また特性変化層等の表面の接着性が変化するもの等であってもよい。   The type of the property change is not particularly limited. For example, the property change layer or the like may be one in which wettability is changed by decomposition or modification of an organic group present on the surface. It may be one that changes the adhesiveness of the surface, such as a characteristic change layer.

このような対向基板としては、例えば上述した「B.パターン形成体」の第2実施態様で説明した特性変化層等を有するものとすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Such a counter substrate can have, for example, the characteristic change layer described in the second embodiment of the “B. pattern forming body” described above, and a detailed description thereof will be omitted here.

ここで、本発明の光触媒含有層側基板は、上述したようにエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性等される有機基を含有する対向基板と光触媒含有層と対向させて用いられるものであるが、この際、光触媒含有層側基板は、実質的に光触媒の作用が対向基板等の表面に及ぶような状態で配置されて用いられる。この場合、実際に物理的に接触している状態の他、所定の間隔を隔てて配置されることが好ましく、間隙をおいて配置される場合には、光触媒含有層表面と対向基板表面との距離が200μm以下とされることが好ましい。   Here, the photocatalyst containing layer side substrate of the present invention is used by facing the counter substrate containing the organic group decomposed or modified by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation and the photocatalyst containing layer as described above. However, at this time, the photocatalyst-containing layer side substrate is arranged and used in a state where the action of the photocatalyst substantially reaches the surface of the counter substrate or the like. In this case, in addition to the state of physical contact with each other, it is preferable that they are arranged at a predetermined interval. In the case where they are arranged with a gap, the photocatalyst containing layer surface and the counter substrate surface The distance is preferably 200 μm or less.

本発明においてこのような間隙は、パターン精度が極めて良好であり、光触媒の感度も高く、対向基板の特性変化の効率が良好である点を考慮すると特に0.2μm〜10μmの範囲内、好ましくは1μm〜5μmの範囲内とすることが好ましい。このような間隙の範囲は、特に間隙を高い精度で制御することが可能である小面積の対向基板に対して特に有効である。   In the present invention, such a gap has an extremely good pattern accuracy, a high photocatalyst sensitivity, and a good efficiency in changing the characteristics of the counter substrate, particularly in the range of 0.2 μm to 10 μm, preferably It is preferable to be within a range of 1 μm to 5 μm. Such a gap range is particularly effective for a counter substrate having a small area that can control the gap with high accuracy.

一方、例えば300mm×300mm以上といった大面積の対向基板に対して処理を行う場合は、接触することなく、かつ上述したような微細な間隙を光触媒含有層側基板と対向基板との間に形成することは極めて困難である。したがって、対向基板が比較的大面積である場合は、上記間隙は、10〜100μmの範囲内、特に50〜75μmの範囲内とすることが好ましい。間隙をこのような範囲内とすることにより、パターンがぼやける等のパターン精度の低下の問題や、光触媒の感度が悪化して特性変化の効率が悪化する等の問題が生じることなく、さらに対向基板上の特性変化等にムラが発生しないといった効果を有するからである。   On the other hand, when processing is performed on a counter substrate having a large area of, for example, 300 mm × 300 mm or more, a fine gap as described above is formed between the photocatalyst containing layer side substrate and the counter substrate without contact. It is extremely difficult. Therefore, when the counter substrate has a relatively large area, the gap is preferably in the range of 10 to 100 μm, particularly in the range of 50 to 75 μm. By setting the gap within such a range, there is no problem of pattern accuracy deterioration such as blurring of the pattern or problems such as deterioration of the sensitivity of the photocatalyst and deterioration of characteristic change efficiency, and the counter substrate is further reduced. This is because there is an effect that unevenness does not occur in the above characteristic change or the like.

このように、本発明の光触媒含有層側基板が比較的大面積の対向基板を露光する際に用いられる場合には、エネルギー照射装置内の光触媒含有層側基板と対向基板との位置決め装置における間隙の設定を、10μm〜200μmの範囲内、特に25μm〜75μmの範囲内に設定することが好ましい。設定値をこのような範囲内とすることにより、パターン精度の大幅な低下や光触媒の感度の大幅な悪化を招くことなく、かつ光触媒含有層側基板と対向基板とが接触することなく配置することが可能となるからである。   As described above, when the photocatalyst containing layer side substrate of the present invention is used when exposing a counter substrate having a relatively large area, the gap in the positioning device between the photocatalyst containing layer side substrate and the counter substrate in the energy irradiation apparatus is used. Is preferably set in the range of 10 μm to 200 μm, particularly in the range of 25 μm to 75 μm. By setting the set value within such a range, it is possible to arrange the photocatalyst containing layer side substrate and the counter substrate without contact with each other without causing a significant decrease in pattern accuracy or a significant deterioration in the sensitivity of the photocatalyst. This is because it becomes possible.

このように光触媒含有層側基板と対向基板の表面とを所定の間隔で離して配置することにより、酸素と水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しやすくなる。すなわち、上記範囲より光触媒含有層側基板と対向基板との間隔を狭くした場合は、上記活性酸素種の脱着がしにくくなり、結果的に特性変化速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。また、上記範囲より間隔を離して配置した場合は、生じた活性酸素種が対向基板に届き難くなり、この場合も特性変化の速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。このような配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。   Thus, by disposing the photocatalyst-containing layer side substrate and the surface of the counter substrate at a predetermined interval, oxygen, water, and active oxygen species generated by the photocatalytic action are easily desorbed. That is, when the interval between the photocatalyst containing layer side substrate and the counter substrate is narrower than the above range, it is difficult to desorb the active oxygen species, resulting in a possibility of slowing the characteristic change rate. It is not preferable. In addition, it is not preferable that the active oxygen species generated are difficult to reach the counter substrate if they are spaced apart from the above range, and in this case as well, there is a possibility of slowing down the characteristic change. Such an arrangement state only needs to be maintained at least during the energy irradiation.

また、上記光触媒含有層側基板を用いたパターニングの際に、照射されるエネルギーとしては、上述した「B.パターン形成体」の第1実施態様で説明したエネルギー照射に用いられるエネルギーと同様とすることができる。   In addition, the energy irradiated in the patterning using the photocatalyst-containing layer side substrate is the same as the energy used in the energy irradiation described in the first embodiment of “B. Pattern formation body” described above. be able to.

C.パターン形成体の製造方法
次に、本発明のパターン形成体の製造方法について説明する。本発明のパターン形成体の製造方法は、製造されるパターン形成体の層構成により、3つの実施態様がある。以下、それぞれの実施態様ごとに詳しく説明する。
C. Next, the manufacturing method of the pattern formation body of this invention is demonstrated. The manufacturing method of the pattern forming body of the present invention has three embodiments depending on the layer structure of the pattern forming body to be manufactured. Hereinafter, each embodiment will be described in detail.

1.第1実施態様
まず、本発明の第1実施態様におけるパターン形成体の製造方法について説明する。本実施態様のパターン形成体の製造方法は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒およびバインダを含有し、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用により特性が変化する光触媒含有層とを有するパターニング用基板に、パターン状にエネルギー照射することにより、上記光触媒含有層の特性が変化した特性変化パターンを形成してパターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、上記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上である上記パターニング用基板のみを選択する検査工程を有することを特徴とする方法である。
1. First Embodiment First, a method for producing a pattern forming body in a first embodiment of the present invention will be described. The method for producing a pattern forming body according to this embodiment includes a base material and a photocatalyst-containing layer that is formed on the base material and contains at least a photocatalyst and a binder, and the characteristics of the photocatalyst change by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. A pattern forming body manufacturing method for manufacturing a pattern forming body by forming a characteristic change pattern in which the characteristics of the photocatalyst containing layer are changed by irradiating a patterning substrate with energy in a pattern, comprising the photocatalyst containing A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the layer, and the spin trapping agent solution is placed inside the cylinder of the electron spin concentration measuring jig. Added to the photocatalyst-containing layer from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy reaches 2000 mJ / m 2. After generating a radical from the photocatalyst-containing layer by irradiating an external line, when the spin trapping agent solution in which the radical is trapped is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical is The method includes an inspection step of selecting only the patterning substrate having 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer.

本実施態様のパターン形成体の製造方法は、例えば図3に示すように、基材2、およびその基材2上に形成された光触媒含有層1を有するパターニング用基板の光触媒含有層1に、例えばフォトマスク21等を用いてエネルギー22を照射することにより(図3(a))、光触媒含有層1の特性をパターン状に変化させて、特性変化パターン8を有するパターン形成体10を製造する方法である(図3(b))。また本実施態様においては、所定の方法を用いて、上記光触媒含有層に、上記光源から紫外線を照射し、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が所定の値以上となる上記パターニング用基板のみを選択する検査工程を有している。   For example, as shown in FIG. 3, the pattern forming body according to the present embodiment includes a base material 2 and a photocatalyst containing layer 1 of a patterning substrate having a photocatalyst containing layer 1 formed on the base material 2. For example, by irradiating energy 22 using a photomask 21 or the like (FIG. 3A), the characteristics of the photocatalyst-containing layer 1 are changed into a pattern, and the pattern forming body 10 having the characteristic change pattern 8 is manufactured. This is the method (FIG. 3B). In this embodiment, when the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays from the light source and measured by the electron spin resonance method using a predetermined method, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical has a predetermined value. There is an inspection step of selecting only the patterning substrate as described above.

本実施態様によれば、上記検査工程で、上記紫外線が照射された際の、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が所定の値以上であるパターニング用基板のみを選択することから、光触媒の活性が高い光触媒含有層を有するパターニング用基板のみをパターン形成体の製造に用いることができる。したがって、高精細なパターン形成体を短時間で効率よく製造することができる。
以下、本発明における検査工程について説明する。
According to this embodiment, since only the patterning substrate in which the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals when irradiated with the ultraviolet rays is greater than or equal to a predetermined value when the ultraviolet rays are irradiated is selected in the inspection step, the photocatalytic activity is increased. Only a patterning substrate having a high photocatalyst-containing layer can be used for the production of a pattern forming body. Therefore, a high-definition pattern forming body can be efficiently manufactured in a short time.
Hereinafter, the inspection process in the present invention will be described.

a.検査工程
本実施態様における検査工程は、少なくとも光触媒およびバインダを含有する光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を表面に配置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから、紫外線を照射しながら電子スピン共鳴スペクトルを測定した際、上記高圧水銀ランプから照射される積算エネルギー量が2000mJ/mとなった際に、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上となる光触媒含有層を有するパターニング用基板を選択する工程であり、本実施態様においては、上記の中でも5.0×1020スピン以上、特に1.0×1021スピン以上となる光触媒含有層を有するパターニング用基板のみを選択することが好ましい。これにより、光触媒含有層中での光触媒の活性が高いものであるといえ、短時間で効率よく高精細なパターン形成体を製造することができるからである。
a. Inspection process The inspection process in this embodiment is a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals on the surface of the photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst and a binder. When the electron spin resonance spectrum was measured while irradiating ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp having an illuminance of 550 lux, the spin-trap agent solution was added to the inside of the electron spin concentration measurement jig placed on the surface, and the high-pressure mercury was measured. When the integrated energy amount irradiated from the lamp reaches 2000 mJ / m 2 , the photocatalyst-containing layer has a concentration of electron spins derived from hydroxy radicals of 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer. a step of selecting a patterning substrate, in this embodiment, 5.0 × 10 2 among the above Spin above, it is preferable to select only the substrate for patterning with photocatalyst-containing layer to be a particularly 1.0 × 10 21 spin more. Thereby, it can be said that the activity of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer is high, and a high-definition pattern forming body can be efficiently produced in a short time.

また、上記電子スピンの濃度が上記値以上となるのが、上記光源から照射された積算エネルギー量が2000mJ/m以下、中でも1500mJ/m以下、特に1000mJ/m以下となる時であるものを選択することが好ましい。これにより、より少ないエネルギー量で光触媒が活性化される光触媒含有層を有するパターニング用基板を選択することができ、有機物の分解や変性等に要する時間を短縮でき、結果的にコストを低減できるからである。 Further, the concentration of the electron spin is equal to or greater than the value, the accumulated amount of energy irradiated from the light source is 2000 mJ / m 2 or less, preferably 1500 mJ / m 2 or less, are particularly when a 1000 mJ / m 2 or less It is preferable to select one. As a result, it is possible to select a patterning substrate having a photocatalyst-containing layer in which the photocatalyst is activated with a smaller amount of energy, and the time required for decomposition or modification of organic matter can be shortened, resulting in cost reduction. It is.

また、上記電子スピン濃度の算出方法や、測定に用いられる電子スピン濃度測定用冶具、スピントラップ剤、および高圧水銀ランプについては、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   In addition, the electron spin concentration calculation method, the electron spin concentration measurement jig, the spin trap agent, and the high-pressure mercury lamp used for the measurement are the same as those described in the above section “A. Photocatalyst-containing layer”. Therefore, the detailed explanation here is omitted.

なお、本工程においては、例えば試験用のパターニング用基板を製品用のパターニング用基板と同条件で同時に製造しておき、この試験用のパターニング用基板を検査することにより、製品用のパターニング用基板の選別を行ってもよい。また、本工程は、製造された全てのパターニング用基板に対して行われてもよく、また所定の枚数ごとに行われるものであってもよい。   In this step, for example, a patterning substrate for testing is simultaneously manufactured under the same conditions as a patterning substrate for products, and the patterning substrate for products is inspected by inspecting the patterning substrate for testing. May be selected. Moreover, this process may be performed with respect to all the patterning substrates manufactured, and may be performed for every predetermined number of sheets.

また、本工程に用いられるパターニング用基板の基材、光触媒含有層としては、上述した「B.パターン形成体」の第1実施態様で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Further, the base material of the patterning substrate used in this step and the photocatalyst-containing layer can be the same as those described in the first embodiment of the above-mentioned “B. pattern forming body”. Detailed description is omitted.

b.その他
本発明におけるパターン形成体の製造方法においては、上記検査工程の他に、上記パターニング用基板に、エネルギーを照射し、パターン形成体を形成するエネルギー照射工程が行われることとなるが、このようなエネルギー照射工程において照射されるエネルギーの種類や、エネルギーの照射方法としては、上述した「B.パターン形成体」の第1実施態様で説明したものと同様とすることができる。
b. Others In the method for producing a pattern forming body in the present invention, in addition to the inspection step, an energy irradiation step for irradiating the patterning substrate with energy to form the pattern forming body is performed. The kind of energy irradiated in the energy irradiation step and the energy irradiation method can be the same as those described in the first embodiment of “B. Pattern formation body” described above.

なお、本実施態様においては、上記検査工程やエネルギー照射工程だけでなく、例えば光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程等を有していてもよい。なお、この場合、上記検査工程は、上記光触媒含有層形成工程直後に行われるものであってもよく、また例えば上記エネルギー照射工程を行う直前に行われるもの等であってもよい。   In addition, in this embodiment, you may have not only the said inspection process and energy irradiation process but the photocatalyst containing layer formation process etc. which form a photocatalyst containing layer, for example. In this case, the inspection step may be performed immediately after the photocatalyst-containing layer formation step, or may be performed immediately before the energy irradiation step, for example.

2.第2実施態様
次に、本発明の第2実施態様におけるパターン形成体の製造方法について説明する。本実施態様のパターン形成体の製造方法は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層と、上記光触媒含有層上に形成され、エネルギー照射に伴う上記光触媒の作用により特性が変化する特性変化層とを有するパターニング用基板に、パターン状にエネルギーを照射することにより、上記特性変化層の特性が変化した特性変化パターンを形成してパターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、上記特性変化層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで上記光触媒含有層に紫外線を照射して上記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、上記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上である上記パターニング用基板のみを選択する検査工程を有することを特徴とする方法である。
2. Second Embodiment Next, a method for producing a pattern forming body in a second embodiment of the present invention will be described. The method for producing a pattern forming body according to this embodiment includes a base material, a photocatalyst-containing layer formed on the base material and containing at least a photocatalyst, the photocatalyst-containing layer formed on the photocatalyst-containing layer, and the photocatalyst associated with energy irradiation. A pattern for producing a pattern forming body by forming a characteristic change pattern in which the characteristic of the characteristic change layer is changed by irradiating energy in a pattern onto a patterning substrate having a characteristic change layer whose characteristic is changed by an action. A method for producing a formed body, wherein a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the characteristic change layer, and the electron spin concentration A spin trap solution is added to the inside of the measuring jig, and the accumulated energy amount is 2000 mJ / m 2 from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux. The photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays until radicals are generated from the photocatalyst-containing layer until the radical is trapped, and the spin trapping agent solution in which the radicals are trapped is subjected to measurement by electron spin resonance. The method includes an inspection step of selecting only the patterning substrate having a radical-derived electron spin concentration of 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer.

本実施態様のパターン形成体の製造方法は、例えば図7に示すように、基材2と、基材2上に形成された光触媒含有層1と、光触媒含有層1上に形成された特性変化層4とを有するパターニング用基板の特性変化層4に、例えばフォトマスク21等を用いてエネルギー22を照射することにより(図7(a))、特性変化層4の特性をパターン状に変化させて、特性変化パターン8を有するパターン形成体10を製造する方法である(図7(b))。また本実施態様においては、所定の方法を用いて、上記光触媒含有層に、上記光源から紫外線を照射し、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が所定の値以上となる上記パターニング用基板のみを選択する検査工程を有している。   For example, as shown in FIG. 7, the method for producing a pattern-formed body of this embodiment includes a base material 2, a photocatalyst-containing layer 1 formed on the base material 2, and a characteristic change formed on the photocatalyst-containing layer 1. The characteristic changing layer 4 of the patterning substrate having the layer 4 is irradiated with energy 22 using, for example, a photomask 21 (FIG. 7A), thereby changing the characteristic of the characteristic changing layer 4 into a pattern. Thus, the pattern forming body 10 having the characteristic change pattern 8 is manufactured (FIG. 7B). In this embodiment, when the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays from the light source and measured by the electron spin resonance method using a predetermined method, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical has a predetermined value. There is an inspection step of selecting only the patterning substrate as described above.

本実施態様によれば、上記検査工程により、上記紫外線が照射された際の、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が所定の値以上であるパターニング用基板のみを選択することから、光触媒の活性が高い光触媒含有層を有するパターニング用基板のみをパターン形成体の製造に用いることができる。したがって、高精細なパターン形成体を短時間で効率よく製造することができる。
以下、本発明における検査工程について説明する。
According to this embodiment, since only the patterning substrate in which the concentration of electron spins derived from hydroxyl radicals when irradiated with the ultraviolet rays is equal to or higher than a predetermined value when the ultraviolet rays are irradiated is selected, the photocatalytic activity is increased. Only a patterning substrate having a high photocatalyst-containing layer can be used for the production of a pattern forming body. Therefore, a high-definition pattern forming body can be efficiently manufactured in a short time.
Hereinafter, the inspection process in the present invention will be described.

a.検査工程
本実施態様における検査工程は、パターニング用基板の特性変化層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を表面に配置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから、紫外線を照射しながら電子スピン共鳴スペクトルを測定した際、上記高圧水銀ランプから照射される積算エネルギー量が2000mJ/mとなった際に、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上となる光触媒含有層を有するパターニング用基板のみを選択する工程であり、本実施態様においては、上記の中でも5.0×1020スピン以上、特に1.0×1021スピン以上となる光触媒含有層を有するパターニング用基板のみを選択することが好ましい。これにより、光触媒含有層中での光触媒の活性が高いものであるといえ、高精細な特性変化パターンを短時間で効率よく形成することができるからである。
a. Inspection process In the inspection process of this embodiment, a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is arranged on the surface of the characteristic change layer of the patterning substrate. When the electron spin resonance spectrum was measured while irradiating ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux, the spin-trap agent solution was added to the inside of the electron spin concentration measuring jig and irradiated from the high-pressure mercury lamp. when the integrated amount of energy becomes 2000 mJ / m 2, the patterning substrate having a photocatalyst-containing layer in which the concentration of electron spin from hydroxyl radicals is 1.0 × 10 20 spin or the photocatalyst-containing layer 1 m 2 per a step of selecting only, in the present embodiment, among the above 5.0 × 10 20 spins or more, particularly It is preferable to select only patterning substrate having a photocatalyst-containing layer to be .0 × 10 21 spins or more. Thereby, it can be said that the activity of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer is high, and a high-definition characteristic change pattern can be efficiently formed in a short time.

また、上記電子スピンの濃度が上記値以上となるのが、上記光源から照射された積算エネルギー量が2000mJ/m以下、中でも1500mJ/m以下、特に1000mJ/m以下となる時であるものを選択することが好ましい。これにより、より少ないエネルギー量で光触媒が活性化される光触媒含有層を有するパターニング用基板を選択することができ、有機物の分解や変性等に要する時間を短縮でき、結果的にコストを低減できるからである。 Further, the concentration of the electron spin is equal to or greater than the value, the accumulated amount of energy irradiated from the light source is 2000 mJ / m 2 or less, preferably 1500 mJ / m 2 or less, are particularly when a 1000 mJ / m 2 or less It is preferable to select one. As a result, it is possible to select a patterning substrate having a photocatalyst-containing layer in which the photocatalyst is activated with a smaller amount of energy, and the time required for decomposition or modification of organic matter can be shortened, resulting in cost reduction. It is.

また、上記電子スピン濃度の算出方法や、測定に用いられる電子スピン濃度測定用冶具、スピントラップ剤、および高圧水銀ランプについては、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   In addition, the electron spin concentration calculation method, the electron spin concentration measurement jig, the spin trap agent, and the high-pressure mercury lamp used for the measurement are the same as those described in the above section “A. Photocatalyst-containing layer”. Therefore, the detailed explanation here is omitted.

なお、本工程においては、例えば試験用のパターニング用基板を製品用のパターニング用基板と同条件で同時に製造しておき、この試験用のパターニング用基板を検査することにより、製品用のパターニング用基板の選別を行ってもよい。また、本工程は、製造された全てのパターニング用基板に対して行われてもよく、また所定の枚数ごとに行われるものであってもよい。   In this step, for example, a patterning substrate for testing is simultaneously manufactured under the same conditions as a patterning substrate for products, and the patterning substrate for products is inspected by inspecting the patterning substrate for testing. May be selected. Moreover, this process may be performed with respect to all the patterning substrates manufactured, and may be performed for every predetermined number of sheets.

また、本工程に用いられるパターニング用基板の基材、光触媒含有層および特性変化層としては、上述した「B.パターン形成体」の第2実施態様で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Moreover, as the base material, photocatalyst containing layer, and characteristic changing layer of the patterning substrate used in this step, it can be the same as that described in the second embodiment of “B. Pattern forming body” described above. Detailed explanation here is omitted.

b.その他
本発明におけるパターン形成体の製造方法においては、上記検査工程以外に、上記パターニング用基板に、エネルギーを照射するエネルギー照射工程が行われることとなるが、このようなエネルギー照射工程において照射されるエネルギーの種類や、エネルギーの照射方法としては、上述した「B.パターン形成体」の第1実施態様で説明したものと同様とすることができる。
b. Others In the method for producing a pattern forming body according to the present invention, in addition to the inspection step, an energy irradiation step of irradiating the patterning substrate with energy is performed, and irradiation is performed in such an energy irradiation step. The type of energy and the energy irradiation method can be the same as those described in the first embodiment of “B. Pattern forming body” described above.

なお、本実施態様においては、上記検査工程やエネルギー照射工程だけでなく、例えばパターニング用基板を形成するパターニング用基板形成工程等を有していてもよい。なお、この場合、上記検査工程は、上記パターニング用基板形成工程直後に行われるものであってもよく、また例えば上記エネルギー照射工程を行う直前に行われるもの等であってもよい。   In addition, in this embodiment, you may have not only the said test | inspection process and energy irradiation process but the patterning board | substrate formation process etc. which form a patterning board | substrate, for example. In this case, the inspection step may be performed immediately after the patterning substrate forming step, or may be performed immediately before the energy irradiation step, for example.

3.第3実施態様
次に、本発明の第3実施態様におけるパターン形成体の製造方法について説明する。本実施態様のパターン形成体の製造方法は、対向基板と、基体、および上記基体上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板とを対向させて配置し、パターン状にエネルギー照射することにより、上記対向基板上に特性の変化した特性変化パターンを形成してパターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、上記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで紫外線を照射した後、ヒドロキシラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上である上記光触媒含有層側基板のみを選択する検査工程を有することを特徴とする方法である。
3. Third Embodiment Next, a method for manufacturing a pattern forming body in a third embodiment of the present invention will be described. In the method for producing a pattern forming body according to this embodiment, a counter substrate, a base, and a photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer formed on the base and containing at least a photocatalyst are arranged to face each other, and a pattern is formed. The pattern forming body is manufactured by forming a characteristic change pattern having a changed characteristic on the counter substrate by irradiating energy in a shape, wherein radicals are formed on the surface of the photocatalyst-containing layer. A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed, and a spin trap agent solution is added to the inside of the electron spin concentration measuring jig, and an illuminance of 550 lux is obtained. Spins with hydroxy radicals trapped after UV irradiation from a high-pressure mercury lamp until the accumulated energy reaches 2000 mJ / m 2 The photocatalyst-containing layer side substrate in which the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals is 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst containing layer when the trapping agent solution is measured by the electron spin resonance method. It is a method characterized by having the inspection process which selects only.

本実施態様のパターン形成体の製造方法は、例えば図6に示すように、基体5、およびその基体5上に形成された光触媒含有層1を有する光触媒含有層側基板7の光触媒含有層1と、活性酸素種等によって表面の有機基が分解や変性等されて特性が変化する対向基板9とを対向させて配置し、所定の方向からフォトマスク21等を用いてエネルギー22を照射することにより(図6(a))、対向基板9の特性をパターン状に変化させて、特性変化パターン8を有するパターン形成体10を製造する方法である(図6(b))。また本実施態様においては、上記光触媒含有層に、上記光源から紫外線を照射しながら電子スピン共鳴スペクトルを測定し、上記光源から照射された積算エネルギー量が所定値となる時の電子スピンの濃度が所定の値以上となる上記光触媒含有層側基板のみを選択する検査工程を有している。   For example, as shown in FIG. 6, the method for producing a pattern forming body according to this embodiment includes a photocatalyst containing layer 1 of a substrate 5 and a photocatalyst containing layer side substrate 7 having a photocatalyst containing layer 1 formed on the substrate 5. By irradiating the energy 22 using a photomask 21 or the like from a predetermined direction, the counter substrate 9 whose characteristics change due to decomposition or modification of the surface organic groups by active oxygen species or the like is placed opposite to the counter substrate 9. (FIG. 6A) is a method of manufacturing the pattern forming body 10 having the characteristic change pattern 8 by changing the characteristic of the counter substrate 9 into a pattern (FIG. 6B). In this embodiment, an electron spin resonance spectrum is measured while irradiating the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays from the light source, and the concentration of electron spins when the integrated energy amount irradiated from the light source becomes a predetermined value is determined. There is an inspection step of selecting only the photocatalyst-containing layer side substrate having a predetermined value or more.

本実施態様によれば、上記検査工程において、光触媒含有層の電子スピン共鳴スペクトルを所定の条件で測定した際の、上記光触媒含有層1m当たりのヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が、一定以上となる光触媒含有層側基板のみが選択される。したがって、本発明によれば、活性が高く、短時間で効率よく、有機物の分解や変性等を行うことが可能な光触媒含有層側基板のみを用いて、短時間で効率よくパターン形成体の製造を行うことができ、高精細な特性変化パターンを有するパターン形成体を製造することができる。また上記光触媒含有層側基板は、通常、繰り返し使用されることとなることから、上記検査工程を行うことにより、経時により劣化した光触媒含有層側基板等を廃棄することができ、活性の高い光触媒含有層側基板のみを用いてパターン形成体を製造することができる、という利点も有する。
以下、本実施態様における検査工程について説明する。
According to this embodiment, in the inspection step, the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer when the electron spin resonance spectrum of the photocatalyst-containing layer is measured under a predetermined condition is a certain level or more. Only the photocatalyst-containing layer side substrate is selected. Therefore, according to the present invention, only a photocatalyst-containing layer-side substrate that is highly active, can be efficiently decomposed in a short time, and can decompose or modify organic substances can be produced efficiently in a short time. And a pattern forming body having a high-definition characteristic change pattern can be manufactured. In addition, since the photocatalyst-containing layer side substrate is usually repeatedly used, the photocatalyst-containing layer side substrate that has deteriorated over time can be discarded by performing the above inspection step, and a highly active photocatalyst. There is an advantage that a pattern formation object can be manufactured using only a content layer side substrate.
Hereinafter, the inspection process in this embodiment will be described.

a.検査工程
本実施態様における検査工程は、上記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を表面に配置して上記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから、紫外線を照射しながら電子スピン共鳴スペクトルを測定した際、上記高圧水銀ランプから照射された積算エネルギー量が2000mJ/mとなった際に、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が上記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上となる光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板を選択する工程であり、本実施態様においては、上記の中でも5.0×1020スピン以上、特に1.0×1021スピン以上となる光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板を選択することが好ましい。これにより、光触媒含有層内の光触媒の活性が高いものであるといえ、短時間で効率よく対向基板の特性を変化させることが可能な光触媒含有層側基板とすることができるからである。
a. Inspection Step The inspection step according to the present embodiment includes a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed on the surface of the photocatalyst-containing layer and formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals. When an electron spin resonance spectrum is measured while irradiating ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux, a spin trap agent solution is added to the inside of the electron spin concentration measuring jig cylinder, and the integration irradiated from the high-pressure mercury lamp A photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer in which the concentration of electron spins derived from hydroxy radicals is 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer when the energy amount is 2000 mJ / m 2. a step of selecting, in the present embodiment, among the above 5.0 × 10 20 spins or more, particularly 1.0 × 10 21 scan It is preferable to select a photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer to be down more. Thereby, it can be said that the photocatalyst-containing layer side substrate can be said to have a high activity of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer and can efficiently change the characteristics of the counter substrate in a short time.

また、上記電子スピンの濃度が上記値以上となるのが、上記光源から照射された積算エネルギー量が2000mJ/m以下、中でも1500mJ/m以下、特に1000mJ/m以下となる時であるものを選択することが好ましい。これにより、より少ないエネルギー量で光触媒が活性化される光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板を選択することができ、有機物の分解や変性等に要する時間を短縮でき、結果的にコストを低減できるからである。 Further, the concentration of the electron spin is equal to or greater than the value, the accumulated amount of energy irradiated from the light source is 2000 mJ / m 2 or less, preferably 1500 mJ / m 2 or less, are particularly when a 1000 mJ / m 2 or less It is preferable to select one. This makes it possible to select a photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer in which the photocatalyst is activated with a smaller amount of energy, thereby shortening the time required for decomposition or modification of organic substances, resulting in cost reduction. Because it can.

また、上記電子スピン濃度の算出方法や、測定に用いられる電子スピン濃度測定用冶具、スピントラップ剤、および高圧水銀ランプについては、上述した「A.光触媒含有層」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   In addition, the electron spin concentration calculation method, the electron spin concentration measurement jig, the spin trap agent, and the high-pressure mercury lamp used for the measurement are the same as those described in the above section “A. Photocatalyst-containing layer”. Therefore, the detailed explanation here is omitted.

なお、本工程においては、例えば試験用の光触媒含有層側基板を、パターン形成に用いる光触媒含有層側基板と同条件で同時に製造しておき、この試験用の光触媒含有層側基板の光触媒含有層を検査することにより、パターン形成に用いる光触媒含有層側基板の選別を行ってもよい。また、本工程は、パターン形成体の製造に用いる全ての光触媒含有層側基板に対して行われるものであってもよく、また抜き取りで行われるものであってもよい。   In this step, for example, a photocatalyst-containing layer side substrate for testing is simultaneously manufactured under the same conditions as the photocatalyst-containing layer side substrate used for pattern formation, and the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate for testing is prepared. May be used to sort out the photocatalyst-containing layer side substrate used for pattern formation. Moreover, this process may be performed with respect to all the photocatalyst containing layer side substrates used for manufacture of a pattern formation body, and may be performed by extraction.

また本工程に用いられる光触媒含有層側基板としては、上述した「C.光触媒含有層側基板」の項で説明したものと同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。   The photocatalyst-containing layer side substrate used in this step is the same as that described in the above-mentioned section “C. Photocatalyst-containing layer side substrate”, and therefore detailed description thereof is omitted here.

b.その他
本発明におけるパターン形成体の製造方法においては、上記形成工程以外に、対向基板と、上記光触媒含有層側基板とを対向させて配置し、エネルギーを照射するエネルギー照射工程が行われることとなるが、このようなエネルギー照射工程において用いられる対向基板、照射されるエネルギーの種類やエネルギーの照射方法、上記対向基板と光触媒含有層側基板との配置方法等については、上述した「B.光触媒含有層側基板」で説明したものと同様とすることができる。
b. Others In the method for producing a pattern forming body according to the present invention, in addition to the forming step, an energy irradiating step is performed in which the counter substrate and the photocatalyst-containing layer side substrate are arranged facing each other and irradiated with energy. However, regarding the counter substrate used in such an energy irradiation step, the type of energy to be irradiated and the method of irradiating energy, the arrangement method of the counter substrate and the photocatalyst containing layer side substrate, etc., the above-mentioned “B. This can be the same as that described in “Layer-side substrate”.

また、本実施態様においては、エネルギー照射工程および検査工程以外に、光触媒含有層側基板を形成する光触媒含有層側基板形成工程を有していてもよい。なお、この場合、上記検査工程は、上記光触媒含有層側基板形成工程直後に行われるものであってもよく、また例えば上記エネルギー照射工程を行う直前に行われるもの等であってもよい。また、例えば保管されている光触媒含有層側基板に対して、定期的に上記検査工程が行われるものであってもよい。   Moreover, in this embodiment, you may have the photocatalyst containing layer side board | substrate formation process which forms a photocatalyst containing layer side board | substrate other than an energy irradiation process and an inspection process. In this case, the inspection step may be performed immediately after the photocatalyst-containing layer side substrate forming step, or may be performed immediately before the energy irradiation step, for example. Further, for example, the inspection step may be periodically performed on the stored photocatalyst-containing layer side substrate.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。   The following examples illustrate the present invention more specifically.

[実施例1]
二酸化チタンゾル液(商品名STK−01、石原産業社製)を、洗浄済みの2cm×2cmサイズの無アルカリガラス基板上にスピンコーティング法によりコートし、室温下で3分間乾燥させた。その後、ホットプレート上にコーティング物を移し、室温から徐々に200℃まで温度を上げ、200℃に達してから1時間加熱乾燥させ、光触媒組成物塗布膜を得た。基板、材料の変質を抑えるため、ホットプレートの加熱温度が200℃を上回らないように注意した。
乾燥した光触媒組成物塗布膜を、純水を満たしたガラス容器中に1分間浸漬した後、取り出し、純水洗浄し、上述と同様に200℃ホットプレート上でさらに1時間させ、光触媒含有層とした。
本光触媒含有層に、表面をきずつけないように慎重に、端部に微量のシリコーングリースを塗布した直径2cm(面積約3.14cm)の円を底面に有する筒状の合成石英冶具を密着させた。この筒内部に、静かに、スピントラップ剤(DMPO)の1重量%純水溶液をマイクロピペッターにより正確に2ml滴下した。この際、光触媒含有層面と冶具の接触部分より、スピントラップ剤の漏れが無いことを確認した。この光触媒含有層に対し、高圧水銀ランプにより紫外線を垂直方向から2000mJ/m照射し、マイクロピペッターにより、上述2mlのスピントラップ剤純水溶液部分から1mlを抜き取り、電子スピン濃度測定用サンプル管に投入し、電子スピン濃度測定を実施した。その測定結果から、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を、書籍(電子スピン共鳴;株式会社講談社1991年発行)記載の方法に従って求めたところ、光触媒含有層1m当たり2.0×1020スピン/mであった。
[Example 1]
A titanium dioxide sol solution (trade name STK-01, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) was coated on a washed 2 cm × 2 cm non-alkali glass substrate by a spin coating method and dried at room temperature for 3 minutes. Thereafter, the coating was transferred onto a hot plate, the temperature was gradually raised from room temperature to 200 ° C., and after reaching 200 ° C., it was heated and dried for 1 hour to obtain a photocatalyst composition coating film. Care was taken that the heating temperature of the hot plate did not exceed 200 ° C. in order to suppress deterioration of the substrate and material.
The dried photocatalyst composition coating film is immersed in a glass container filled with pure water for 1 minute, then taken out, washed with pure water, and allowed to stand for another hour on a 200 ° C. hot plate in the same manner as described above. did.
Carefully attach a cylindrical synthetic quartz jig having a 2 cm diameter (area: about 3.14 cm 2 ) circle with a small amount of silicone grease applied to the end to the photocatalyst-containing layer so that the surface is not scratched. It was. Inside this cylinder, 2 ml of a 1 wt% pure aqueous solution of spin trap agent (DMPO) was gently dropped accurately using a micropipette. At this time, it was confirmed that there was no leakage of the spin trap agent from the contact portion between the photocatalyst-containing layer surface and the jig. The photocatalyst-containing layer is irradiated with 2000 mJ / m 2 of ultraviolet light from a vertical direction with a high-pressure mercury lamp, and 1 ml is extracted from the above-mentioned 2 ml of the pure aqueous solution of the spin trapping agent with a micropipette and put into a sample tube for measuring electron spin concentration. Then, electron spin concentration measurement was performed. From the measurement results, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical was determined according to the method described in the book (Electronic Spin Resonance; Kodansha 1991), and found to be 2.0 × 10 20 spins / m 2 per 1 m 2 of the photocatalyst containing layer. 2 .

[実施例2]
(光触媒含有層の形成)
実施例1で用いた二酸化チタンゾル液(商品名STK−01、石原産業社製)0.5gに、濡れ性変化特性を付与するために、フルオロアルキルシラン0.004gを混合し、実施例1と同様にして、光触媒含有層を形成した。
本光触媒含有層に対して、実施例1と同様にして電子スピン共鳴スペクトル測定を行い、実施例1と同様に、積算エネルギー量2000mJ/mの紫外線照射に対するヒドロキシラジカルおよびカーボンラジカル由来の信号強度からヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度を、書籍(電子スピン共鳴;株式会社講談社1991年発行)記載の方法に従って求めたところ、光触媒含有層1mあたり1.1×1020スピンであった。実施例1に比べ、濡れ性変化特性付与成分添加による諸反応により活性種の損失はあったものの、電子スピン共鳴スペクトル測定により、紫外線の一定積算エネルギー量に対する単位表面積あたりのラジカル発生効率を求めることができた。
[Example 2]
(Formation of photocatalyst containing layer)
In order to give wettability change characteristics to 0.5 g of titanium dioxide sol liquid (trade name STK-01, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) used in Example 1, 0.004 g of fluoroalkylsilane was mixed. Similarly, a photocatalyst-containing layer was formed.
Electron spin resonance spectrum measurement was performed on the photocatalyst-containing layer in the same manner as in Example 1. Similar to Example 1, signal intensity derived from hydroxy radicals and carbon radicals with respect to ultraviolet irradiation with an integrated energy amount of 2000 mJ / m 2. The electron spin concentration derived from hydroxy radicals was determined according to the method described in the book (Electron Spin Resonance; Kodansha 1991), and found to be 1.1 × 10 20 spins per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer. Compared to Example 1, the active species were lost due to various reactions due to the addition of the wettability change property-imparting component, but the radical generation efficiency per unit surface area with respect to a constant integrated energy amount of ultraviolet rays was determined by electron spin resonance spectrum measurement. I was able to.

(接触角変化測定)
上記光触媒含有層の、エネルギー照射量に対するトルエン接触角の低下度合いを調査した結果、初期50°(撥トルエン性)が10°(親トルエン性)に変化するまでの最低露光量は、約2200mJ/mであり、光触媒として、高い感度(光触媒活性)を有することが分かった。
(Contact angle change measurement)
As a result of investigating the degree of decrease in the toluene contact angle with respect to the energy irradiation amount of the photocatalyst-containing layer, the minimum exposure amount until the initial 50 ° (toluene repellency) changes to 10 ° (toluene affinity) is about 2200 mJ / m 2 , and was found to have high sensitivity (photocatalytic activity) as a photocatalyst.

[比較例1]
ホットプレートによる乾燥温度を、300℃に変えた以外は、全て実施例2と同様にして光触媒含有層を形成した。同様に電子スピン共鳴法による電子スピン共鳴スペクトル測定を行った結果、積算エネルギー量2000mJ/mの紫外線照射に対するヒドロキシラジカルおよびカーボンラジカル由来の信号強度から求めたヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度は、光触媒含有層1m当たり6.0×1019スピンであり、過剰加熱により、不要な変質が生じ、求める活性種の生成が抑制されてしまうことが分かった。
[Comparative Example 1]
A photocatalyst containing layer was formed in the same manner as in Example 2 except that the drying temperature by the hot plate was changed to 300 ° C. Similarly, the electron spin resonance spectrum was measured by the electron spin resonance method. As a result, the electron spin concentration derived from the hydroxy radical and the carbon radical derived signal intensity with respect to the ultraviolet irradiation with an integrated energy amount of 2000 mJ / m 2 was determined as a photocatalyst. It was found to be 6.0 × 10 19 spins per 1 m 2 of the containing layer, and it was found that excessive alteration causes unnecessary alteration and suppresses generation of desired active species.

(接触角変化測定)
実施例2と同様にして、接触角測定による感度を調査したところ、接触角変化に要する最低露光量は、約3000mJ/mであり、上記光触媒含有層が低感度(低光触媒活性)であることが確認された。
(Contact angle change measurement)
When the sensitivity by contact angle measurement was investigated in the same manner as in Example 2, the minimum exposure required for contact angle change was about 3000 mJ / m 2 , and the photocatalyst-containing layer had low sensitivity (low photocatalytic activity). It was confirmed.

本発明に用いられる電子スピン濃度の測定方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the measuring method of the electron spin density | concentration used for this invention. 本発明のパターン形成体の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the pattern formation body of this invention. 本発明のパターン形成体の製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the pattern formation body of this invention. 本発明のパターン形成体の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the pattern formation body of this invention. 本発明の光触媒含有層側基板の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the photocatalyst containing layer side board | substrate of this invention. 本発明のパターン形成体の製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the pattern formation body of this invention. 本発明のパターン形成体の製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the pattern formation body of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 …光触媒含有層
2 …基材
4 …特性変化層
5 …基体
7 …光触媒含有層側基板
8 …特性変化パターン
9 …対向基板
10 …パターン形成体
11 …電子スピン濃度測定用冶具
12 …スピントラップ剤溶液
13 …紫外線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photocatalyst containing layer 2 ... Base material 4 ... Characteristic change layer 5 ... Base | substrate 7 ... Photocatalyst containing layer side board | substrate 8 ... Characteristic change pattern 9 ... Opposite substrate 10 ... Pattern formation body 11 ... Electron spin concentration measurement jig | tool 12 ... Spin trap Agent solution 13 UV

Claims (8)

少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層であって、前記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して前記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで前記光触媒含有層に紫外線を照射して前記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、前記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が前記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上であることを特徴とする光触媒含有層。 A photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst, wherein a cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the photocatalyst-containing layer, and A spin trap agent solution is added to the inside of a jig for measuring electron spin concentration, and the photocatalyst-containing layer is irradiated with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the integrated energy amount reaches 2000 mJ / m 2. After generating radicals from the layer, when the spin trapping agent solution in which the radicals are trapped is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from hydroxy radicals is 1 per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer. A photocatalyst-containing layer characterized in that it has 0 × 10 20 spins or more. 前記光触媒が、少なくとも二酸化チタンを含むことを特徴とする請求項1に記載の光触媒含有層。   The photocatalyst-containing layer according to claim 1, wherein the photocatalyst contains at least titanium dioxide. 基材と、前記基材上に形成され、少なくとも光触媒およびバインダを含有し、エネルギー照射に伴う前記光触媒の作用により特性が変化する光触媒含有層とを有するパターン形成体であって、
前記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して前記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで前記光触媒含有層に紫外線を照射して前記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、前記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が前記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上であることを特徴とするパターン形成体。
A pattern forming body having a base material and a photocatalyst-containing layer that is formed on the base material, contains at least a photocatalyst and a binder, and whose characteristics change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation,
A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed from a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the photocatalyst-containing layer, and a spin trap is placed inside the electron spin concentration measuring jig. After adding an agent solution and irradiating the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy amount is 2000 mJ / m 2 , radicals are generated from the photocatalyst-containing layer, When the trapped spin trap agent solution is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from a hydroxy radical is 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer. A pattern forming body.
基材と、前記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有した光触媒含有層と、前記光触媒含有層上に形成され、エネルギー照射に伴う前記光触媒の作用により特性が変化する特性変化層とを有するパターン形成体であって、
前記特性変化層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して前記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで前記光触媒含有層に紫外線を照射して前記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、前記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が前記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上であることを特徴とするパターン形成体。
A base material; a photocatalyst-containing layer formed on the base material and containing at least a photocatalyst; and a property change layer formed on the photocatalyst-containing layer and having properties changed by the action of the photocatalyst upon energy irradiation. A pattern former,
A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the characteristic change layer, and a spin trap is placed inside the electron spin concentration measuring jig. After adding an agent solution and irradiating the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy amount is 2000 mJ / m 2 , radicals are generated from the photocatalyst-containing layer, When the trapped spin trap agent solution is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from a hydroxy radical is 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer. A pattern forming body.
基体と、前記基体上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層とを有し、対向して配置される対向基板に、エネルギー照射に伴う前記光触媒の作用を及ぼして、特性の変化した特性変化パターンを形成するために用いられる光触媒含有層側基板であって、
前記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して前記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで前記光触媒含有層に紫外線を照射して前記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、前記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が前記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上であることを特徴とする光触媒含有層側基板。
A characteristic that has a base and a photocatalyst-containing layer that is formed on the base and contains at least a photocatalyst, and has an effect of the photocatalyst associated with energy irradiation on a counter substrate arranged to face the base, and the characteristics changed. A photocatalyst-containing layer side substrate used to form a change pattern,
A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed from a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the photocatalyst-containing layer, and a spin trap is placed inside the electron spin concentration measuring jig. After adding an agent solution and irradiating the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy amount is 2000 mJ / m 2 , radicals are generated from the photocatalyst-containing layer, When the trapped spin trap agent solution is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from a hydroxy radical is 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer. A photocatalyst-containing layer side substrate.
基材と、前記基材上に形成され、少なくとも光触媒およびバインダを含有し、エネルギー照射に伴う前記光触媒の作用により特性が変化する光触媒含有層とを有するパターニング用基板に、パターン状にエネルギー照射することにより、前記光触媒含有層の特性が変化した特性変化パターンを形成してパターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、
前記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して前記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで前記光触媒含有層に紫外線を照射して前記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、前記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が前記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上である前記パターニング用基板のみを選択する検査工程を有することを特徴とするパターン形成体の製造方法。
A patterning substrate having a base material and a photocatalyst-containing layer which is formed on the base material and contains at least a photocatalyst and a binder and whose characteristics are changed by the action of the photocatalyst upon energy irradiation is irradiated with energy in a pattern. By this, it is a manufacturing method of the pattern formation body which forms the characteristic change pattern in which the characteristic of the photocatalyst content layer changed, and manufactures a pattern formation object,
A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed from a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the photocatalyst-containing layer, and a spin trap is placed inside the electron spin concentration measuring jig. After adding an agent solution and irradiating the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy amount is 2000 mJ / m 2 , radicals are generated from the photocatalyst-containing layer, When the trapped spin trap agent solution is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from a hydroxy radical is 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer. The manufacturing method of the pattern formation body which has the test | inspection process which selects only a board | substrate.
基材と、前記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層と、前記光触媒含有層上に形成され、エネルギー照射に伴う前記光触媒の作用により特性が変化する特性変化層とを有するパターニング用基板に、パターン状にエネルギーを照射することにより、前記特性変化層の特性が変化した特性変化パターンを形成してパターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、
前記特性変化層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して前記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで前記光触媒含有層に紫外線を照射して前記光触媒含有層からラジカルを発生させた後、前記ラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピン濃度が前記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上である前記パターニング用基板のみを選択する検査工程を有することを特徴とするパターン形成体の製造方法。
A base material; a photocatalyst-containing layer formed on the base material and containing at least a photocatalyst; and a characteristic change layer formed on the photocatalyst-containing layer and whose characteristics are changed by the action of the photocatalyst upon energy irradiation. A pattern forming body manufacturing method for manufacturing a pattern forming body by forming a characteristic changing pattern in which the characteristics of the characteristic changing layer are changed by irradiating a patterning substrate with energy in a pattern,
A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed of a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the characteristic change layer, and a spin trap is placed inside the electron spin concentration measuring jig. After adding an agent solution and irradiating the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy amount is 2000 mJ / m 2 , radicals are generated from the photocatalyst-containing layer, When the trapped spin trap agent solution is measured by an electron spin resonance method, the electron spin concentration derived from a hydroxy radical is 1.0 × 10 20 spins or more per 1 m 2 of the photocatalyst-containing layer. The manufacturing method of the pattern formation body which has the test | inspection process which selects only a board | substrate.
対向基板と、基体、および前記基体上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板とを対向させて配置し、パターン状にエネルギー照射することにより、前記対向基板上に特性の変化した特性変化パターンを形成してパターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、
前記光触媒含有層の表面に、ラジカルを発生せず、かつラジカルを消費しない材質から形成された筒状の電子スピン濃度測定用冶具を設置して前記電子スピン濃度測定用冶具の筒内部にスピントラップ剤溶液を添加し、照度550ルクスの高圧水銀ランプから積算エネルギー量が2000mJ/mとなるまで紫外線を照射した後、ヒドロキシラジカルがトラップされたスピントラップ剤溶液に対して、電子スピン共鳴法による測定を行った際、ヒドロキシラジカル由来の電子スピンの濃度が前記光触媒含有層1m当たり1.0×1020スピン以上である前記光触媒含有層側基板のみを選択する検査工程を有することを特徴とするパターン形成体の製造方法。
A counter substrate, a base, and a photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst formed on the base are arranged to face each other, and energy is irradiated in a pattern on the counter substrate. A pattern forming body manufacturing method for manufacturing a pattern forming body by forming a characteristic change pattern having changed characteristics in
A cylindrical electron spin concentration measuring jig formed from a material that does not generate radicals and does not consume radicals is installed on the surface of the photocatalyst-containing layer, and a spin trap is placed inside the electron spin concentration measuring jig. After adding an agent solution and irradiating ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 550 lux until the accumulated energy reaches 2000 mJ / m 2 , the spin trap agent solution in which hydroxy radicals are trapped is subjected to electron spin resonance. when performing the measurement, and wherein a test step of concentration of the electron spins from hydroxy radicals to select only the photocatalyst-containing layer side substrate is the photocatalyst-containing layer 1 m 2 per 1.0 × 10 20 spin more A method for producing a pattern forming body.
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