JP4236080B2 - Manufacturing method of color filter - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶ディスプレイに好適なカラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。しかしながら、このカラー液晶ディスプレイが高価であることから、コストダウンの要求が高まっており、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対するコストダウンの要求が高い。
【０００３】
このようなカラーフィルタにおいては、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備え、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素を光が通過してカラー表示が行われるものである。
【０００４】
従来より行われているカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法が挙げられる。この染色法は、まずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィー工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。これを３回繰り返すことによりＲ、Ｇ、およびＢのカラーフィルタ層を形成する。
【０００５】
また、他の方法としては顔料分散法がある。この方法は、まず基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色のパターンを得る。さらにこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、およびＢのカラーフィルタ層を形成する。
【０００６】
さらに他の方法としては、電着法や、熱硬化樹脂に顔料を分散させてＲ、Ｇ、およびＢの３回印刷を行った後、樹脂を熱硬化させる方法等を挙げることができる。しかしながら、いずれの方法も、Ｒ、Ｇ、およびＢの３色を着色するために、同一の工程を３回繰り返す必要があり、コスト高になるという問題や、工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のことから、コストが安く、かつ形成が容易な高精細なパターンが形成可能であるカラーフィルタの製造方法の提供が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載するように、
（１）透明基材上に遮光部を形成する工程と、
（２）上記透明基材上の遮光部が形成された側の面上に、上記透明基材表面と比較して液体との接触角が高く、かつ光触媒の作用により分解除去され、さらに光触媒を含有しない分解除去層を形成する工程と、
（３）光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層と上記分解除去層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（４）この画素部形成部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法（以下、第一実施態様とする。）を提供する。
【０００９】
本実施態様においては、予め遮光部が形成された透明基材上に分解除去層を設け、分解除去層に対向するように、光触媒含有層側基板を配置後、エネルギーを照射することにより、容易に画素部が形成される画素部形成部の分解除去層を分解除去することができる。ここで、上記分解除去層が、上記透明基材表面と比較して、液体との接触角が高いことから、分解除去層が分解除去されて透明基材が露出した領域を親液性領域、上記分解除去層が残存する領域を撥液性領域とすることが可能となる。したがって、親液性領域とされた画素部形成部に、インクジェット方式でインクを付着させた場合、付着したインクが画素部形成部間に存在する撥液性領域を越えて移動することは困難であることから、インクの混色等の問題が生じる可能性が少なく、高精細なパターンを形成することが可能となるのである。さらに、画素部形成部が親液性領域であることから、インクジェット法により均一にインクが付着した画素部を得ることができ、色抜けがなくかつ色むらのないカラーフィルタを形成することができる。
【００１０】
上記請求項１に記載の第一実施態様においては、請求項２に記載するように、上記分解除去層を形成する工程の後に、上記光触媒含有層と上記分解除去層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記分解除去層が分解除去されて露出した遮光部からなる撥液性凸部形成部をパターン状に形成する工程と、上記撥液性凸部形成部に撥液性凸部を形成する工程とを有していてもよい。
【００１１】
このように、遮光部上の分解除去層上にもエネルギーを照射して撥液性凸部形成部を形成することができる。したがって、例えば上記分解除去層と上記遮光部の液体との接触角が異なる場合には、容易に撥液性凸部を撥液性凸部用塗料を塗布等することにより、所定の幅および均一な高さに形成することが可能となる。また、この凸部は撥液性であることから、画素部を形成する際にインクが画素部の境界を越えて移動することは困難であり、インクの混色等を防止することが可能となる。また、画素部を形成する際の光触媒含有層側基板を用いたエネルギー照射の際に、この撥液性凸部と光触媒含有層とを接触させることにより、撥液性凸部を一定の間隙を保つスペーサとして機能させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明においては、請求項３に記載するように、
（１）透明基材上に上記透明基材表面と比較して液体との接触角が高く、かつ光触媒の作用により分解除去され、さらに光触媒を含有しない分解除去層を形成する工程と、
（２）上記分解除去層と、光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる遮光部形成部をパターン状に形成する工程と、
（３）上記遮光部形成部に遮光部を形成する工程と、
（４）上記遮光部が形成された上記分解除去層と上記光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（５）上記画素部形成部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法（以下、第二実施態様とする。）を提供する。
【００１３】
本実施態様においては、まず透明基材上に分解除去層を形成する。この分解除去層が、上記透明基材表面と比較して、液体との接触角が高いことから、分解除去層が分解除去され、透明基材が露出した領域を親液性領域、上記分解除去層が残存する領域を撥液性領域とすることが可能となる。よって、上記透明基材上の遮光部形成部に、光触媒含有層を用いてエネルギー照射することにより遮光部形成部の分解除去層が分解除去され、透明基材からなる親液性領域とすることができる。これにより、容易に親液性領域とされた遮光部形成部に、遮光部形成部用インクを塗布する等して遮光部を形成することができる。したがって、従来の遮光部を形成する際に行われていたエネルギー照射後の現像工程やエッチング工程を行う必要が無いことから効率良く遮光部を形成することができる。また、遮光部形成後、例えば全面にエネルギーを照射することにより、容易に画素部を形成する画素部形成部親液性領域とすることができる。よって、この部分にインクジェット方式で着色すれば、均一にインクが付着した画素部とすることができ、色抜けや色むらのないカラーフィルタを形成することができる。
【００１４】
また、本発明においては、請求項４に記載するように、
（１）透明基材上に上記透明基材表面と比較して液体との接触角が高く、かつ光触媒の作用により分解除去され、さらに光触媒を含有しない分解除去層を形成する工程と、
（２）上記分解除去層と、光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（３）上記画素部形成部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と、
（４）上記画素部が形成された上記分解除去層と上記光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる遮光部形成部をパターン状に形成する工程と、
（５）上記遮光部形成部に遮光部を形成する工程と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法（以下、第三実施態様とする。）を提供する。
【００１５】
本実施態様においては、まず透明基材上に分解除去層を形成する。ここで、上記分解除去層が、上記透明基材表面と比較して、液体との接触角が高いことから、分解除去層が分解除去され、透明基材が露出した領域を親液性領域、上記分解除去層が残存する領域を撥液性領域とすることが可能となる。よって、上記透明基材上の画素部形成部に、光触媒含有層側基板を用いてエネルギー照射することにより画素部形成部の分解除去層が分解除去され、透明基材からなる親液性領域とすることが可能である。この親液性領域である画素部形成部にインクジェット方式でインクを付着させることにより、インクが均一に広がり色むら等が生じない。また、画素部との境界部分である遮光部形成部は、分解除去層が残存する撥液性領域のままである。したがって、親液性領域である画素部形成部に付着されたインクがこの撥液性領域である遮光部形成部を越えて移動することは困難であるといえる。したがって、インクの混色等の問題が生じない。このようにして画素部を形成した後、画素部間の遮光部形成部にエネルギーを照射することにより、この部分の分解除去層が分解除去され、透明基材からなる親液性領域とすることができる。したがって、この部分に例えば遮光部用インクを塗布することにより、容易に遮光部を形成することができる。
【００１６】
上記請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項５に記載するように、上記分解除去層が分解除去されて透明基材が露出した画素部形成部を形成した後、そこにインクジェット方式で着色して画素部を形成する工程が、
（ａ）光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層と上記分解除去層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる第１画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（ｂ）上記第１画素部形成部にインクジェット方式で着色し、第１画素部を形成する工程と、
（ｃ）上記光触媒含有層と上記分解除去層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる第２画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（ｄ）上記第２画素部形成部にインクジェット方式で着色し、第２画素部を形成する工程と
を含んでいてもよい。
【００１７】
本発明においては、画素部の形成を、画素部形成部にインクジェット方式で、インクを塗布して着色を行うが、この隣り合う画素部形成部が近接している場合には、インク塗布時に隣り合うインクが混じる可能性がある。そこで、上述したように、まず、第１画素部を形成した後、第２画素部を形成する方法をとれば、例えば、第１画素部を形成する際に、第１画素部を一つおきに形成するようにパターン状にエネルギー照射を行うことが可能であり、一回目の画像部の形成に際して隣り合う画素部同士を離れた状態とすることが可能となる。このように、着色する領域の間に比較的広い撥液性領域を有する状態で第１画素部形成部を形成して、ここにインクジェット方式で着色することにより、隣り合う画素部のインクが混じり合うという不都合が生じる可能性がなくなる。このようにして設けた第１画素部間に再度エネルギーを照射して、第２画素部形成部を形成し、ここにインクジェット方式で着色することにより、インクが混合する等の不具合の無いカラーフィルタを形成することが可能となるのである。
【００１８】
また、請求項１または請求項２に記載の第一実施態様においては、請求項６に記載するように、上記画素部の幅が、上記遮光部により形成される開口部の幅より広く形成されることが好ましい。このように画素部の幅を遮光部により形成される開口部より広くとることにより、バックライト光が画素部以外の部分を通過する可能性を少なくすることができ、色抜け等を防止することができるからである。
【００１９】
上記請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項７に記載するように、上記光触媒含有層と上記分解除去層とを、０．２μｍ〜１０μｍの範囲内となるよう間隙をおいて配置することが好ましい。光触媒含有層と分解除去層との間隙が、上記の範囲内であることから、短時間のエネルギー照射により分解除去層の分解除去を行うことができるからである。
【００２０】
上記請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項８に記載するように、上記光触媒含有層側基板が、基体と、上記基体上にパターン状に形成された光触媒含有層とを有していてもよい。このように、光触媒含有層をパターン状に形成することにより、フォトマスクを用いることなく分解除去層をパターン状に分解除去することが可能となるからである。また、光触媒含有層のパターンに対向するカラーフィルタ用基板の分解除去層のみ分解除去されるものであるので、照射するエネルギーは特に平行なエネルギーに限られるものではなく、また、エネルギーの照射方向も特に限定されるものではないことから、エネルギー源の種類および配置の自由度が大幅に増加するという利点を有する。
【００２１】
また、上記請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項９に記載するように、上記光触媒含有層側基板が、基体と、上記基体上に形成された光触媒含有層と、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部とを有し、上記エネルギー照射工程におけるエネルギーの照射が、光触媒含有層側基板から行なわれるものであってもよい。このように、光触媒含有層側基板に、光触媒含有層と、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部とを有し、光触媒含有層側基板側からエネルギーを照射することにより、フォトマスクを使用することなく、分解除去層をパターン状に分解除去することが可能となるからである。また、フォトマスクを用いないことから、フォトマスクの位置合わせ等の工程が不要となり、工程を簡略化することが可能となるからである。
【００２２】
上記請求項９に記載の発明においては、請求項１０に記載するように、上記光触媒含有層側基板において、上記基体上に光触媒含有層が形成され、上記光触媒含有層上に上記光触媒含有層側遮光部がパターン状に形成されているものであってもよく、請求項１１に記載するように、上記光触媒含有層側基板において、上記光触媒含有層側遮光部が上記基体上にパターン状に形成され、さらにその上に上記光触媒含有層が形成されているものであってもよい。これにより、上記光触媒含有層側遮光部のみパターンの形成を行えばよく、上記光触媒含有層は全面に形成することが可能であることから、光触媒含有層側基板全体の形成が容易となり、コストや製造効率の面等からも好ましいからである。
【００２３】
また、上記請求項１１に記載の発明においては、請求項１２に記載するように、上記光触媒含有層側基板が、透明な基体上にパターン状に形成された光触媒含有層側遮光部上にプライマー層を介して光触媒含有層が形成されたものであってもよい。これにより、光触媒含有層側遮光部のパターニングの際に生じる、光触媒含有層側遮光部もしくは光触媒含有層側遮光部間の開口部に存在する残渣等が、光触媒の作用に影響を与えることを防止することが可能となる。したがって、光触媒の感度を向上させることが可能であり、短時間のエネルギー照射により分解除去層を分解除去したパターンを得ることができるからである。
【００２４】
上記請求項１から請求項１２までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項１３に記載するように、上記光触媒含有層側基板において、上記光触媒含有層上に厚みが０．２μｍ〜１０μｍの範囲内であるスペーサがパターン状に形成されており、上記スペーサと上記分解除去層とを接触させてエネルギー照射することが好ましい。このスペーサが形成された部分は光触媒含有層がスペーサにより覆われることから、この部分はエネルギー照射されても分解除去層上は分解除去されない。したがって、スペーサが形成されたパターン以外の分解除去層を分解除去することが可能となる。
【００２５】
さらに、上記請求項１３に記載の発明においては、請求項１４に記載するように、上記スペーサが、遮光性の材料で形成された光触媒含有層側遮光部であることが好ましい。スペーサが光触媒含有層側遮光部であることにより、光触媒含有層側遮光部を分解除去層に密着させた状態でエネルギー照射を行うことにより、より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。
【００２６】
上記請求項１から請求項１４までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項１５に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒からなる層であることが好ましい。光触媒含有層が光触媒のみからなる層であれば、分解除去層を分解除去する効率を向上させることが可能であり、効率的にカラーフィルタを製造することができるからである。
【００２７】
上記請求項１５に記載の発明においては、請求項１６に記載するように上記光触媒含有層が、光触媒を真空製膜法により基体上に製膜してなる層であることが好ましい。真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、表面の凹凸が少なく均一な膜厚の均質な光触媒含有層とすることが可能であり、分解除去層の分解除去を高効率で行うことができるからである。
【００２８】
上記請求項１から請求項１４までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項１７に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒とバインダとを有する層であってもよい。このようにバインダを用いることにより、比較的容易に光触媒含有層を形成することが可能となり、結果的に低コストでカラーフィルタの製造を行うことができるからである。
【００２９】
上記請求項１から請求項１７までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項１８に記載するように、上記光触媒が、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から選択される１種または２種以上の物質であることが好ましい。上記光触媒が、上記の物質であることにより、効率よく触媒反応を進行させることが可能であるからである。また、上記の物質の中でも、請求項１９に記載するように、上記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ２）であることが好ましい。これは、二酸化チタンのバンドギャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易だからである。
【００３０】
上記請求項１から請求項１９までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項２０に記載するように、上記エネルギー照射が、光触媒含有層を加熱しながらなされるものであってもよい。上記エネルギー照射を、光触媒含有層を加熱しながら行うことにより、光触媒の効果を高めることが可能となり、短時間のエネルギー照射により分解除去層を分解除去することができるからである。
【００３１】
上記請求項１から請求項２０までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項２１に記載するように、上記透明基材上の液体との接触角が、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることが好ましい。上記分解除去層が光触媒により分解除去された際に露出した透明基材上の液体との接触角が、上記の値であることにより、露出した透明基材を親液性領域とすることが可能となり、インクジェット法等により容易に画素部および遮光部を形成することが可能となるからである。
【００３２】
上記請求項１から請求項２１までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項２２に記載するように、上記分解除去層上の表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、１０°以上であることが好ましい。上記分解除去層上の液体との接触角が上記の値であることにより、分解除去されて露出した基材と比較して撥液性とすることが可能であることから、容易にカラーフィルタを製造することが可能となるからである。
【００３３】
上記請求項１から請求項２２までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項２３に記載するように、上記分解除去層が、自己組織化単分子膜、ラングミュア−ブロジェット膜、もしくは交互吸着膜のいずれかであることが好ましい。これらの膜は、薄膜を形成することが容易であり、また比較的強度も強く、基材への密着も良いからである。
【００３４】
上記請求項１から請求項２３までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項２４に記載するように、上記遮光部が、樹脂からなることが好ましい。上記遮光部が樹脂であることにより、湿式法により容易に形成することができるからである。
【００３６】
本発明によれば、上記画素部もしくは上記遮光部を形成するために設けられた、光触媒により分解除去が可能な分解除去層を有することにより、高精細なパターンを形成することが可能であり、かつ製造が容易なカラーフィルタを提供することが可能となるからである。
【００３７】
本発明は、請求項２５に記載するように、透明基材と、この透明基材上にインクジェット方式により複数色を所定のパターンで設けた画素部と、この画素部の境界部分に設けられた遮光部と、上記遮光部上に形成された光触媒の作用により分解除去が可能であり、かつ光触媒を含有しない分解除去層とを有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。上記遮光部上に、液体との接触角が透明基材上より大きい分解除去層が形成されていることにより、カラーフィルタの形成時に、インクの混色等を防止することが可能であり、高精細なパターンを有するカラーフィルタを提供することが可能となるからである。
【００３８】
本発明においては、請求項２６に記載するように、請求項１から請求項２４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタと、これに対向する基板とを有し、両基板間に液晶化合物を封入してなることを特徴とする液晶表示装置を提供する。上述したカラーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタは、高精細なパターンを有し、かつ低コストで生産可能であることから、このカラーフィルタを用いることにより、低コストで高精細な液晶表示装置とすることが可能となるからである。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明は、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、および液晶表示装置に関するものである。以下、それぞれについて説明する。
【００４０】
Ａ．カラーフィルタの製造方法
本発明のカラーフィルタの製造方法を、５つの実施態様を含むものである。以下、各実施態様ごとに説明する。
【００４１】
１．第一実施態様
本発明のカラーフィルタの製造方法の第一実施態様は、
（１）透明基材上に遮光部を形成する工程と、
（２）上記透明基材上の遮光部が形成された側の面上に、上記透明基材表面と比較して液体との接触角が高く、かつ光触媒の作用により分解除去される分解除去層を形成する工程と、
（３）光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層と上記分解除去層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（４）この画素部形成部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と
を含むことを特徴とする方法である。
【００４２】
本実施態様においては、例えば図１に示すように、透明基材１上に遮光部２を形成し（図１（Ａ））、その面に分解除去層３を形成し、カラーフィルタ用基板４を調製する（図１（Ｂ））。次に、光触媒含有層側基板２１の基体２２上に形成された光触媒含有層２３と、分解除去層３とを一定の間隙をおいて配置し、フォトマスク２４を用いて、光触媒含有層側基板２１側から、エネルギー１０を照射する（図１（Ｃ））。これにより、エネルギー照射された画素部形成部５の分解除去層３が分解除去される。ここで、上記分解除去層３が、上記透明基材１表面と比較して、液体との接触角が高いことから、分解除去層３が分解除去され、透明基材１が露出した領域を親液性領域、上記分解除去層３が残存する領域を撥液性領域とすることが可能となる。このことから、上記工程で分解除去層３が分解除去された画素部形成部５は親液性領域とされており、この画素部形成部５にインクジェット装置１１を用いて画素部形成部用インク１２を付着させることにより、画素部６を形成する（図１（Ｄ）、（Ｅ））。
【００４３】
以下、これらの工程についてそれぞれわけて説明する。なお、本実施態様におけるカラーフィルタ用基板とは、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタが、製造工程中である状態の基板を示すものである。
【００４４】
（遮光部の形成工程）
まず、遮光部の形成工程について説明する。本実施態様の遮光部は、例として図１（Ａ）に示すように、従来の方法により透明基材１上に遮光部２が形成される。このような、本実施態様の遮光部形成工程に用いられる透明基材および遮光部について以下説明する。
【００４５】
本実施態様においては、例えば図１に示されるように、透明基材１上に、後述する遮光部２や、分解除去層３が設けられる。この透明基材としては、従来よりカラーフィルタに用いられているものであれば特に限定されるものではないが、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）、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を用いることができる。この中で特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。本実施態様において、透明基材は通常透明なものを用いるが、反射性の基材や白色に着色した基材でも用いることは可能である。また、透明基材は、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を用いてもよい。
【００４６】
本実施態様においては透明基材上が親液性であることが好ましく、具体的には、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることが好ましく、さらに好ましくは、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として５度以下、特に好ましくは１度以下であることである。また、透明基材は表面を親液性となるように、表面処理したものであってもよい。材料の表面を親液性となるように表面処理した例としては、アルゴンや水などを利用したプラズマ処理による親液性表面処理が挙げられ、透明基材上に形成する親液性の層としては、例えばテトラエトキシシランのゾルゲル法によるシリカ膜等を挙げることができる。本実施態様においては、通常透明基材が露出した部分が親液性領域とされる。
【００４７】
ここで、本実施態様においては、その領域の液体との接触角が、隣接する領域の液体との接触角より１度以上小さければ親液性領域ということとし、逆にその領域が隣接する領域の液体との接触角より１度以上大きければ撥液性領域とすることとする。
【００４８】
なお、ここでいう液体との接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いた値である。
【００４９】
次に、本実施態様における、遮光部について説明する。
【００５０】
本実施態様において、上記透明基材上に遮光部を形成する方法は、特に限定されるものではなく、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により、厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成する方法等を挙げることができる。
【００５１】
また、上記遮光部としては、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層であってもよく、本実施態様においては、この樹脂性遮光部であることが好ましい。このような樹脂性遮光部の厚みとしては、０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができ、一般的に金属薄膜を用いた場合より、厚さを高くすることが可能である。
【００５２】
また、用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このよう樹脂性遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。本実施態様においては、樹脂性遮光部が、湿式法により容易に形成することができることから好ましいといえる。
【００５３】
（分解除去層を形成する工程）
次に、分解除去層を形成する工程について説明する。本実施態様の分解除去層を形成する工程においては、例えば図１（Ｂ）に示すように、上述した遮光部２の形成工程により形成されたカラーフィルタ用基板４上に、分解除去層３が形成される。以下、この分解除去層について説明する。
【００５４】
本実施態様における分解除去層とは、上述した透明基材と比較して、液体との接触角が高く、かつ光触媒の作用により分解除去される層であればいかなる層であってもよい。
【００５５】
このように分解除去層は、エネルギー照射した部分が光触媒の作用により分解除去されることから、現像工程や洗浄工程を行うことなく分解除去層のある部分と無い部分からなるパターン、すなわち凹凸を有するパターンを形成することができる。
【００５６】
なお、この分解除去層は、エネルギー照射による光触媒の作用により酸化分解され、気化等されることから、現像・洗浄工程等の特別な後処理なしに除去されるものであるが、分解除去層の材質によっては、洗浄工程等を行ってもよい。
【００５７】
また、本実施態様に用いられる分解除去層は、凹凸を形成するのみならず、この分解除去層が、上記透明基材表面と比較して、液体との接触角が高いことから、分解除去層が分解除去され、透明基材が露出した領域を親液性領域、上記分解除去層が残存する領域を撥液性領域とすることが可能となる。また、この親液性領域にインクジェット方式でインクを付着させること等により、種々のパターンを形成することが可能となる。
【００５８】
ここで、本実施態様の分解除去層表面の液体との接触角は、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、好ましくは表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上の値を示すことが好ましい。上記範囲より、液体との接触角が小さい場合は、分解除去層が分解除去され、上述した透明基材が露出した領域を親液性領域、分解除去層が残存する領域を撥液性領域とすることが困難であり、高精細なパターンの形成が難しいからである。ここで、液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。本実施態様においては、このように分解除去層が残存する部分が通常撥液性領域とされる。
【００５９】
このような分解除去層に用いることができる膜としては、具体的にはフッ素系や炭化水素の撥液性を有する樹脂等による膜を挙げることができる。これらのフッ素系や炭化水素系の樹脂は、撥液性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、これらの樹脂を溶媒に溶解させ、例としてスピンコート法等の一般的な成膜方法により形成することが可能である。
【００６０】
また、本発明においては、機能性薄膜、すなわち、自己組織化単分子膜、ラングミュア−ブロケット膜、および交互吸着膜等を用いることにより、欠陥のない膜を形成することが可能であることから、このような成膜方法を用いることがより好ましいといえる。
【００６１】
ここで、本実施態様に用いられる自己組織化単分子膜、ラングミュア−ブロケット膜、および交互吸着膜について具体的に説明する。
【００６２】
（ｉ）自己組織化単分子膜
自己組織化単分子膜(Self-Assembled Monolayer)の公式な定義の存在を発明者らは知らないが、一般的に自己組織化膜として認識されているものの解説文としては、例えばAbraham Ulmanによる総説"Formation and Structure of Self-Assembled Monolayers", Chemical Review, 96, 1533-1554 (1996)が優れている。本総説を参考にすれば、自己組織化単分子膜とは、適当な分子が適当な基板表面に吸着・結合（自己組織化）した結果生じた単分子層のことと言える。自己組織化膜形成能のある材料としては、例えば、脂肪酸などの界面活性剤分子、アルキルトリクロロシラン類やアルキルアルコキシド類などの有機ケイ素分子、アルカンチオール類などの有機イオウ分子、アルキルフォスフェート類などの有機リン酸分子などが挙げられる。分子構造の一般的な共通性は、比較的長いアルキル鎖を有し、片方の分子末端に基板表面と相互作用する官能基が存在することである。アルキル鎖の部分は分子同士が２次元的にパッキングする際の分子間力の源である。もっとも、ここに示した例は最も単純な構造であり、分子のもう一方の末端にアミノ基やカルボキシル基などの官能基を有するもの、アルキレン鎖の部分がオキシエチレン鎖のもの、フルオロカーボン鎖のもの、これらが複合したタイプの鎖のものなど様々な分子から成る自己組織化単分子膜が報告されている。また、複数の分子種から成る複合タイプの自己組織化単分子膜もある。また、最近では、デンドリマーに代表されるような粒子状で複数の官能基（官能基が一つの場合もある）を有する高分子や直鎖状（分岐構造のある場合もある）の高分子が一層基板表面に形成されたもの（後者はポリマーブラシと総称される）も自己組織化単分子膜と考えられる場合もあるようである。本実施態様は、これらも自己組織化単分子膜に含める。
【００６３】
（ii）ラングミュア−ブロジェット膜
本実施態様に用いられるラングミュア−ブロジェット膜(Langmuir-Blodgett Film)は、基板上に形成されてしまえば形態上は上述した自己組織化単分子膜との大きな相違はない。ラングミュア−ブロジェット膜の特徴はその形成方法とそれに起因する高度な２次元分子パッキング性（高配向性、高秩序性）にあると言える。すなわち、一般にラングミュア−ブロジェット膜形成分子は気液界面上に先ず展開され、その展開膜がトラフによって凝縮されて高度にパッキングした凝縮膜に変化する。実際は、これを適当な基板に移しとって用いる。ここに概略を示した手法により単分子膜から任意の分子層の多層膜まで形成することが可能である。また、低分子のみならず、高分子、コロイド粒子なども膜材料とすることができる。様々な材料を適用した最近の事例に関しては宮下徳治らの総説“ソフト系ナノデバイス創製のナノテクノロジーへの展望” 高分子 50巻 9月号 644-647 (2001)に詳しく述べられている。
【００６４】
（iii）交互吸着膜
交互吸着膜(Layer-by-Layer Self-Assembled Film)は、一般的には、最低２個の正または負の電荷を有する官能基を有する材料を逐次的に基板上に吸着・結合させて積層することにより形成される膜である。多数の官能基を有する材料の方が膜の強度や耐久性が増すなど利点が多いので、最近ではイオン性高分子（高分子電解質）を材料として用いることが多い。また、タンパク質や金属や酸化物などの表面電荷を有する粒子、いわゆる“コロイド粒子”も膜形成物質として多用される。さらに最近では、水素結合、配位結合、疎水性相互作用などのイオン結合よりも弱い相互作用を積極的に利用した膜も報告されている。比較的最近の交互吸着膜の事例については、静電的相互作用を駆動力にした材料系に少々偏っているがPaula T. Hammondによる総説"Recent Explorations in Electrostatic Multilayer Thin Film Assembly" Current Opinion in Colloid & Interface Science, 4, 430-442 (2000)に詳しい。交互吸着膜は、最も単純なプロセスを例えば説明すれば、正（負）電荷を有する材料の吸着−洗浄−負（正）電荷を有する材料の吸着−洗浄のサイクルを所定の回数繰り返すことにより形成される膜である。ラングミュア−ブロジェット膜のように展開−凝縮−移し取りの操作は全く必要ない。また、これら製法の違いより明らかなように、交互吸着膜はラングミュア−ブロジェット膜のような２次元的な高配向性・高秩序性は一般に有さない。しかし、交互吸着膜及びその作製法は、欠陥のない緻密な膜を容易に形成できること、微細な凹凸面やチューブ内面や球面などにも均一に成膜できることなど、従来の成膜法にない利点を数多く有している。
【００６５】
また、分解除去層の膜厚としては、後述するエネルギー照射工程において照射されるエネルギーにより分解除去される程度の膜厚であれば特に限定されるものではない。具体的な膜厚としては、照射されるエネルギーの種類や分解除去層の材料等により大きく異なるものではあるが、一般的には、０．００１μｍ〜１μｍの範囲内、特に０．０１μｍ〜０．１μｍの範囲内とすることが好ましい。
【００６６】
（画素部形成部をパターン状に形成する工程）
次に、本実施態様における画素部形成部をパターンを形成する工程について説明する。本実施態様における画素部形成部をパターン状に形成する工程は、例えば図１（Ｃ）に示すように、光触媒含有層側基板２１の光触媒含有層２３と、分解除去層３とを２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置し、画素部形成部のパターン状にフォトマスク２４を用いてエネルギー１０をパターン状に照射する。これにより、分解除去層３が分解除去され親液性領域とされた画素部形成部５を形成する工程である。この工程は、まず光触媒含有層基板を調製し、その光触媒含有層基板を上述した分解除去層と間隙をおいて配置し、エネルギー照射を行う。以下、これらの工程について説明する。
【００６７】
ａ．光触媒含有層基板の調製
本実施態様における、光触媒含有層側基板について説明する。
【００６８】
この光触媒含有層側基板は、基体と、この基体上に形成された光触媒を含有する光触媒含有層とを有するものである。このような光触媒含有層側基板は、少なくとも光触媒含有層と基体とを有するものであり、通常は基体上に所定の方法で形成された薄膜状の光触媒含有層が形成されてなるものである。また、この光触媒含有層側基板には、パターン状に形成された遮光部が形成されたものも用いることができる。以下、これらの各構成について説明する。
【００６９】
（ｉ）光触媒含有層
本実施態様に用いられる光触媒含有層は、光触媒含有層中の光触媒が、対象とする分解除去層を分解するような構成であれば、特に限定されるものではなく、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し、光触媒単体で製膜されたものであってもよい。また、その表面は親液性であっても撥液性であってもよい。
【００７０】
本実施態様において用いられる光触媒含有層は、例えば図２（ａ）に示すように、光触媒含有層側基板２１の基体２２上に、光触媒含有層２３が全面に形成されたものであってもよいが、例えば図３に示すように、光触媒含有層側基板２１の基体２２上に光触媒含有層２３がパターン上に形成されたものであってもよい。
【００７１】
このように光触媒含有層をパターン状に形成することにより、後述するエネルギー照射工程において説明するように、光触媒含有層を分解除去層と所定の間隔をおいて配置させてエネルギーを照射する際に、フォトマスク等を用いるパターン照射をする必要がなく、全面に照射することにより、分解除去層をパターン状に分解することができる。
【００７２】
この光触媒含有層のパターニング方法は、特に限定されるものではないが、例えばフォトリソ法等により行うことが可能である。
【００７３】
また、実際に光触媒含有層に面する分解除去層上の部分のみ分解除去されることから、エネルギーの照射方向は上記光触媒含有層と分解除去層とが面する部分にエネルギーが照射されるものであれば、いかなる方向から照射されてもよく、さらには、照射されるエネルギーも特に平行光等の平行なものに限定されないという利点を有するものとなる。
【００７４】
このように光触媒含有層における、後述するような二酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光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。本実施態様においては、このキャリアが光触媒含有層近傍に配置される分解除去層中の化合物に作用を及ぼすものであると思われる。
【００７５】
本実施態様で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができ、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。
【００７６】
本実施態様においては、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実施態様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。
【００７７】
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。
【００７８】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径か５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。
【００７９】
本実施態様における光触媒含有層は、上述したように光触媒単独で形成されたものであってもよく、またバインダと混合して形成されたものであってもよい。
【００８０】
光触媒のみからなる光触媒含有層の場合は、分解除去層上の分解除去に対する効率が向上し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。一方、光触媒とバインダとからなる光触媒含有層の場合は、光触媒含有層の形成が容易であるという利点を有する。
【００８１】
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り、これにより分解除去層の分解を均一に行うことが可能であり、かつ光触媒のみからなることから、バインダを用いる場合と比較して効率的に分解除去層の分解を行うことが可能となる。
【００８２】
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、基体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。
【００８３】
また、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。
【００８４】
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、この塗布液を基体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、ディッブコート、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かできる。
【００８５】
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ＳｉＸ４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。
【００８６】
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、基体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。
【００８７】
バインダを用いた場合の光触媒含有層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ましい。
【００８８】
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かでき、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。
【００８９】
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。
【００９０】
（ii）基体
本実施態様においては、図２（ａ）に示すように、光触媒含有層側基板２１は、少なくとも基体２２とこの基体２２上に形成された光触媒含有層２３とを有するものである。この際、用いられる基体を構成する材料は、後述するエネルギー照射工程におけるエネルギーの照射方向や、得られるカラーフィルタが透明性を必要とするか等により適宜選択される。
【００９１】
すなわち、例えば図２（ｂ）に示すように、フォトマスク２４を光触媒含有層側基板２１側に配置して、パターンを形成する場合や、後述するように光触媒含有層側基板に光触媒含有層側遮光部を予め所定のパターンで形成しておき、この光触媒含有層側遮光部を用いてパターンを形成する場合においては、光触媒含有層側からエネルギー照射をする必要がある。このような場合、基体は透明性を有するものであることが必要となる。
【００９２】
一方、カラーフィルタ用基板側にフォトマスクを配置してエネルギーを照射することも可能である。また、このカラーフィルタ用基板内に遮光部を形成する場合は、カラーフィルタ用基板側からエネルギーを照射してもよい。このような場合においては、基体の透明性は特に必要とされない。
【００９３】
また本実施態様に用いられる基体は、可撓性を有するもの、例えば樹脂性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、後述するエネルギー照射工程におけるエネルギー照射方法により適宜選択されるものである。
【００９４】
このように、本実施態様における光触媒含有層側基板に用いられる基体は特にその材料を限定されるものではないが、本実施態様においては、この光触媒含有層側基板は、繰り返し用いられるものであることから、所定の強度を有し、かつその表面が光触媒含有層との密着性が良好である材料が好適に用いられる。
【００９５】
具体的には、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができる。
【００９６】
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に、基体上にアンカー層を形成するようにしてもよい。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。
【００９７】
（iii）光触媒含有層側遮光部
本実施態様に用いられる光触媒含有層側基板には、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部が形成されたものを用いても良い。このように光触媒含有層側遮光部を有する光触媒含有層側基板を用いることにより、エネルギー照射に際して、フォトマスクを用いたり、レーザ光による描画照射を行う必要がない。したがって、光触媒含有層側基板とフォトマスクとの位置合わせが不要であることから、簡便な工程とすることが可能であり、また描画照射に必要な高価な装置も不必要であることから、コスト的に有利となるという利点を有する。
【００９８】
このような光触媒含有層側遮光部を有する光触媒含有層側基板は、光触媒含有層側遮光部の形成位置により、下記の二つの実施態様とすることができる。
【００９９】
一つが、例えば図４に示すように、光触媒含有層側基板２１の基体２２上に光触媒含有層側遮光部２５を形成し、この光触媒含有層側遮光部２５上に光触媒含有層２３を形成する実施態様である。もう一つは、例えば図５に示すように、光触媒含有層側基板２１の基体２２上に光触媒含有層２３を形成し、その上に光触媒含有層側遮光部２５を形成する実施態様である。
【０１００】
いずれの実施態様においても、フォトマスクを用いる場合と比較すると、光触媒含有層側遮光部が、上記光触媒含有層と分解除去層とが間隙をもって位置する部分の近傍に配置されることになるので、基体内等におけるエネルギーの散乱の影響を少なくすることができることから、エネルギーのパターン照射を極めて正確に行うことが可能となる。
【０１０１】
さらに、上記光触媒含有層上に光触媒含有層側遮光部を形成する実施態様においては、光触媒含有層と分解除去層とを所定の間隙をおいて配置する際に、この光触媒含有層側遮光部の膜厚をこの間隙の幅と一致させておくことにより、上記光触媒含有層側遮光部を上記間隙を一定のものとするためのスペーサとしても用いることができるという利点を有する。
【０１０２】
すなわち、所定の間隙をおいて上記光触媒含有層と分解除去層とを配置する際に、上記光触媒含有層側遮光部と分解除去層とを密着させた状態で配置することにより、上記所定の間隙を正確とすることが可能となり、そしてこの状態で光触媒含有層側基板からエネルギーを照射することにより、分解除去層が分解除去されたパターンを精度良く形成することが可能となるのである。
【０１０３】
このような光触媒含有層側遮光部の形成方法は、特に限定されるものではなく、光触媒含有層側遮光部の形成面の濡れ性や、必要とするエネルギーに対する遮蔽性等に応じて適宜選択されて用いられる。ここで、光触媒含有層側遮光部の形成方法および材料は、上述した遮光部と同様である。このような光触媒含有層側遮光部の厚みとしては、０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができる。また、光触媒含有層側遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。
【０１０４】
なお、上記説明においては、光触媒含有層側遮光部の形成位置として、基体と光触媒含有層との間、および光触媒含有層表面の二つの場合について説明したが、その他、基体の光触媒含有層が形成されていない側の表面に光触媒含有層側遮光部を形成する態様もとることが可能である。この態様においては、例えばフォトマスクをこの表面に着脱可能な程度に密着させる場合等が考えられ、カラーフィルタを小ロットで変更するような場合に好適に用いることができる。
【０１０５】
（iv）プライマー層
本実施態様において、上述したように基体上に光触媒含有層側遮光部をパターン状に形成して、その上に光触媒含有層を形成して光触媒含有層側基板とする場合においては、上記光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層との間にプライマー層を形成することが好ましい。
【０１０６】
このプライマー層の作用・機能は必ずしも明確なものではないが、光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層との間にプライマー層を形成することにより、プライマー層は光触媒の作用による分解除去層の分解除去を阻害する要因となる光触媒含有層側遮光部および光触媒含有層側遮光部間に存在する開口部からの不純物、特に、光触媒含有層側遮光部をパターニングする際に生じる残渣や、金属、金属イオン等の不純物の拡散を防止する機能を示すものと考えられる。したがって、プライマー層を形成することにより、高感度で分解除去の処理が進行し、その結果、高解像度のパターンを得ることが可能となるのである。
【０１０７】
なお、本実施態様においてプライマー層は、光触媒含有層側遮光部のみならず光触媒含有層側遮光部間に形成された開口部に存在する不純物が光触媒の作用に影響することを防止するものであるので、プライマー層は開口部を含めた光触媒含有層側遮光部全面にわたって形成されていることが好ましい。
【０１０８】
図６はこのようなプライマー層を形成した光触媒含有層側基板の一例を示すものである。光触媒含有層側基板２１の光触媒含有層側遮光部２５が形成された基体２２の光触媒含有層側遮光部２５が形成されている側の表面にプライマー層２６が形成されており、このプライマー層２６の表面に光触媒含有層２３が形成されている。
【０１０９】
本実施態様におけるプライマー層は、光触媒含有層側基板の光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層とが接触しないようにプライマー層が形成された構造であれば特に限定されるものではない。
【０１１０】
このプライマー層を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、光触媒の作用により分解されにくい無機材料が好ましい。具体的には無定形シリカを挙げることができる。このような無定形シリカを用いる場合には、この無定形シリカの前駆体は、一般式ＳｉＸ４で示され、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であり、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。
【０１１１】
また、プライマー層の膜厚は、０．００１μｍから１μｍの範囲内であることが好ましく、特に０．００１μｍから０．１μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１１２】
ｂ．エネルギー照射工程
本実施態様においては、次に、光触媒含有層および分解除去層を２００μｍ以下の間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射する工程が行われる。この工程において、光触媒含有層および分解除去層は、密着してエネルギー照射が行われるものであってもよい。
【０１１３】
本実施態様において上記間隙は、パターン精度が極めて良好であり、光触媒の感度も高く、したがって分解除去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カラーフィルタ用基板に対して特に有効である。
【０１１４】
一方、例えば３００ｍｍ×３００ｍｍといった大面積のカラーフィルタ用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カラーフィルタ用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、カラーフィルタ用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分解除去の効率が悪化する等の問題が生じることなく、さらに分解除去層上の分解除去にムラが発生しないといった効果を有するからである。
【０１１５】
このように比較的大面積のカラーフィルタ用基板をエネルギー照射する際には、エネルギー照射装置内の光触媒含有層側基板とカラーフィルタ用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カラーフィルタ用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。
【０１１６】
このように光触媒含有層と分解除去層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と分解除去層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、結果的に分解除去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分解除去層に届き難くなり、この場合も分解除去の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。
【０１１７】
本実施態様においては、このような間隙をおいた配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。
【０１１８】
このような極めて狭い間隙を均一に形成して光触媒含有層と分解除去層とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。そして、このようにスペーサを用いることにより、均一な間隙を形成することができると共に、このスペーサが接触する部分は、光触媒の作用が分解除去層表面に及ばないことから、このスペーサを上述したパターンと同様のパターンを有するものとすることにより、分解除去層上に所定のパターンを形成することが可能となる。
【０１１９】
本実施態様においては、このようなスペーサを一つの部材として形成してもよいが、工程の簡略化等のため、上記光触媒含有層側基板の欄で説明したように、光触媒含有層側基板の光触媒含有層表面に形成することが好ましい。なお、上記光触媒含有層側基板調製工程における説明においては、光触媒含有層側遮光部として説明したが、本実施態様においては、このようなスペーサは分解除去層表面に光触媒の作用が及ばないように表面を保護する作用を有すればよいものであることから、特に照射されるエネルギーを遮蔽する機能を有さない材料で形成されたものであってもよい。
【０１２０】
なお、本実施態様でいうエネルギー照射（露光）とは、光触媒含有層による分解除去層を分解除去することが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。
【０１２１】
通常このようなエネルギー照射に用いる光の波長は、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは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。
【０１２２】
このようなエネルギー照射に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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
ここで、エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、分解除去層表面が光触媒含有層中の光触媒の作用により分解除去されるのに必要な照射量とする。
【０１２５】
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、感度を上昇させることが可能となり、効率的な分解除去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。
【０１２６】
本実施態様におけるエネルギー照射方向は、光触媒含有層側基板側からであってもよく、また上述した光触媒含有層側遮光部をマスクとしてカラーフィルタ用基板側からであってもよい。ここで、光触媒含有層側基板に光触媒含有層側遮光部が形成されている場合は、光触媒含有層側基板側からエネルギー照射が行なわれる必要があり、かつこの場合は光触媒含有層側基板が照射されるエネルギーに対して透明である必要がある。なお、この場合、光触媒含有層上に光触媒含有層側遮光部が形成され、かつこの光触媒含有層側光触媒含有層側遮光部を上述したようなスペーサとしての機能を有するように用いた場合においては、エネルギー照射方向は光触媒含有層側基板側からでもカラーフィルタ用基板側からであってもよい。
【０１２７】
また、本実施態様においては、カラーフィルタ用基板は、上述したような遮光部が形成されていることから、カラーフィルタ用基板側から全面エネルギー照射してもよい。これにより、遮光部の上面に形成された部分の分解除去層のみエネルギー照射されず、画素部形成部のみをエネルギー照射することができる。したがって、フォトマスク等を用いることなくエネルギーのパターン照射を行うことができるからである。
【０１２８】
さらに、光触媒含有層がパターン状に形成されている場合におけるエネルギー照射方向は、光触媒含有層と分解除去層とが接触する部分にエネルギーが照射されるのであればいかなる方向から照射されてもよい。同様に、上述したスペーサを用いる場合も、接触する部分にエネルギーが照射されるのであればいかなる方向から照射されてもよい。ここで、フォトマスクを用いる場合は、フォトマスクが配置された側からエネルギーが照射されることが必要である。
【０１２９】
上述したようなエネルギー照射が終了すると、光触媒含有層側基板が分解除去層との接触位置から離される。上述したエネルギー照射により、図１（Ｄ）に示すように画素部形成部の分解除去層３が分解され、パターン状に透明基材１が露出した親液性領域として画素部形成部５が形成されている。
【０１３０】
ここで、本実施態様においては、画素部形成部の幅は、遮光部により形成される開口部の幅より広く形成されることが好ましい。これにより、液晶表示装置として完成した後、バックライトが照射された場合に、画素部の形成されていない部分をバックライトが透過する可能性がなくなり、色抜け等の不都合が生じないためである。これは例えば、図１（Ｃ）に示すように親液性領域からなる画素部形成部５を形成するための光触媒含有基板２１のフォトマスク２４の光触媒含有層側遮光部を、カラーフィルタ用基板１の遮光部２より幅を狭くするようにすること等により形成することが可能である。
【０１３１】
（画素部形成工程）
次に、本実施態様における画素部を形成する工程について説明する。上述した工程により、例えば図１（Ｄ）に示すように、透明基材１が露出して親液性領域とされた画素部形成部５に、インクジェット装置１１を用いて画素部形成用インク１２を噴射し、それぞれ赤、緑、および青に着色し画素部６を形成する。
【０１３２】
この場合、画素部形成部５は上述したように親液性領域とされているため、インクジェット装置１１から噴出された画素部形成用インク１２は、画素部形成部５内に均一に広がる。また、エネルギー照射が行われていない分解除去層が残存する領域は、撥液性領域となっているため、インクはこの領域でははじかれて除去されることになる。
【０１３３】
通常画素部は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成される。この画素部における着色パターン、着色面積は任意に設定することができる。このような画素部を形成するインクジェット方式のインクとしては、大きく水性、油性に分類されるが、本実施態様においてはいずれのインクであっても用いることができるが、表面張力の関係から水をベースとした水性のインクが好ましい。
【０１３４】
本実施態様で用いられる水性インクには、溶媒として、水単独または水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒を用いることがきる。一方、油性インクにはヘッドのつまり等を防ぐために高沸点の溶媒をベースとしたものが好ましく用いられる。このようなインクジェット方式のインクに用いられる着色剤は、公知の顔料、染料が広く用いられる。また、分散性、定着性向上のために溶媒に可溶・不溶の樹脂類を含有させることもできる。その他、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤などの界面活性剤；防腐剤；防黴剤；ｐＨ調整剤；消泡剤；紫外線吸収剤；粘度調整剤：表面張力調整剤などを必要に応じて添加しても良い。
【０１３５】
また、通常のインクジェット方式のインクは適性粘度が低いためバインダ樹脂を多く含有できないが、インク中の着色剤粒子を樹脂で包むかたちで造粒させることで着色剤自身に定着能を持たせることができる。このようなインクも本実施態様においては用いることができる。さらに、所謂ホットメルトインクやＵＶ硬化性インクを用いることもできる。
【０１３６】
本実施態様においては、中でもＵＶ硬化性インクを用いることが好ましい。ＵＶ硬化性インクを用いることにより、インクジェット方式により着色して画素部を形成後、ＵＶを照射することにより、素早くインクを硬化させることができ、すぐに次の工程に送ることができる。したがって、効率よくカラーフィルタを製造することができるからである。また、上述したように、画素部形成部内のインクは均一に広がっているため、このようにインクを固化した場合、色抜けや色むらのない画素部を形成することができる。そして、必要に応じてこの上に保護層を設けてもよい。
【０１３７】
このようなＵＶ硬化性インクは、プレポリマー、モノマー、光開始剤及び着色剤を主成分とするものである。プレポリマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、オリゴアクリレート、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレート、シリコンアクリレート等のプレポリマーのいずれかを特に限定することなく用いることができる。
【０１３８】
モノマーとしては、スチレン、酢酸ビニル等のビニルモノマー；ｎ−ヘキシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー；ジエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ヒドロキシピペリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリストールヘキサアクリレート等の多官能アクリルモノマーを用いることができる。上記プレポリマー及びモノマーは単独で用いても良いし、２種以上混含しても良い。
【０１３９】
光重合開始剤は、イソブチルベンゾインエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、１−フェニル−ｌ，２−プロパジオン−２−オキシム、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ベンジル、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンゾフェノン、クロロチオキサントン、２−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、塩素置換ベンゾフェノン、ハロゲン置換アルキル−アリルケトン等の中から所望の硬化濡れ性、記録濡れ性が得られるものを選択して用いることができる。その他必要に応じて脂肪族アミン、芳香族アミン等の光開始助剤；チオキサンソン等の光鋭感剤等を添加しても良い。
【０１４０】
また、本実施態様に用いられるインクジェット装置としては、特に限定されるものではないが、帯電したインクを連続的に噴射し磁場によって制御する方法、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等の各種の方法を用いたインクジェット装置を用いることができる。
【０１４１】
ここで、本実施態様においては、上述したように、画素部を一回のエネルギーの照射とエネルギー照射部へのインクの付着で形成してもよいが、上述した方法では、インクの付着に際してエネルギーが照射された親液性領域である画素部形成部間の距離が短い。したがって、画素部の形成に際してインクが混じる等の問題が生じる可能性がある。このような問題を回避する方法として、以下に示すようなエネルギー照射および画素部の形成を少なくとも２回に分けて行う方法を挙げることができる。
【０１４２】
図７は、エネルギー照射および画素部の形成を２回に分けて行った例を示すものである。上述した図１に示す例と同様にして透明基材１上に遮光部２を形成し、この遮光部２を覆うように分解除去層３形成する。この分解除去層３と、光触媒含有層側基板２１の光触媒含有層２３とを一定の間隙をおいて配置し、画素部形成部の一つおきに画素部が形成されるように、フォトマスク２４を用いて、光触媒含有基板を用いてエネルギー１０を照射する（図７（Ａ））。上記工程で分解除去層が分解除去され、親液性領域とされた一つおきの画素部形成部５にインクジェット装置１１を用いて画素部形成用インク１２を付着させる（図７（Ｂ））。これにより、画素部形成部の一つおきの部分に画素部６を形成される（図７（Ｃ））。なお、ここで形成された画素部は、この画素部上に２回目のインクジェット装置によるインクの着色を防止するため、画素部自体が撥液性であることが好ましく、またその表面をシリコーン化合物や含フッ素化合物等の撥インク処理剤で処理するようにしてもよい。
【０１４３】
そして、画素部６が一つおきに形成された分解除去層３と上記と同様に光触媒層２３とを一定の間隙をおいて配置し、光触媒含有層側基板２１側から、再度エネルギー１０を照射することにより、上記工程で分解除去されていない画素部形成部の分解除去層３が分解除去される（図７（Ｃ））。これにより、分解除去層が分解されて透明基材が露出することにより親液性領域とされた画素部形成部５に、上記と同様にインクジェット装置１１を用いて画素部形成用インク１２を付着させ、カラーフィルタを得ることができる（図７（Ｄ））。
【０１４４】
この方法によれば、各画素部間の距離を少なくするもしくは無くすことも可能であるので、平滑性に優れた着色層（画素部の集合体）を形成することができる。また、第１回目の画素部の形成に際して、形成される画素部の間が広いため、この部分を超えてインクが混じり合うことはない。したがって、インクの混色等の無い高品質なカラーフィルタを得ることができる。
【０１４５】
なお、上述した方法では、一回目で形成する画素部６は一つおきとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、最初に形成される画素部が隣接しないようにするのであれば、例えば千鳥状等、カラーフィルタの画素部の形状によって変更してもよい。また、上述した説明では、２回に分けて画素部を形成するようにしたが、必要であれば、３回もしくはそれ以上の回数で画素部を形成するようにしてもよい。
【０１４６】
（撥液性凸部について）
本実施態様においては、分解除去層を形成する工程の後に、遮光部上の光触媒含有層にエネルギーを照射して撥液性凸部用エネルギー照射部を形成し、この撥液性凸部用エネルギー照射部に撥液性凸部を形成する工程を有するようにしてもよい。
【０１４７】
この撥液性凸部を形成する工程について、例として図８を用いて説明する。上述した図１に示す第一実施態様と同様にして、透明基材１上に遮光部２を形成し、これらを覆うように分解除去層３を形成する。この分解除去層３と光触媒含有層側基板２１の光触媒含有層２３とを一定の間隙をおいて配置し、遮光部２上の撥液性凸部を形成するパターン状にフォトマスク２４を用いてエネルギー１０を照射する（図８（Ａ））。ここで、分解除去層３の液体との接触角は、遮光部の液体との接触角より大きいことが好ましい。これにより、分解除去層３が分解除去された撥液性凸部形成部７を親液性領域とすることが可能となり、容易にインクジェット装置１１によりＵＶ硬化性樹脂モノマー等の撥液性凸部形成用インク８を付着させることができるからである（図８（Ｂ））。なお、この撥液性凸部用インクの塗布方法は、インクジェット装置による方法に限られるものでなく、例えばディップコート等他の方法を用いることもできる。
【０１４８】
そして、ＵＶ照射等により撥液性凸部形成用インク８を硬化させることにより、遮光部２上に撥液性凸部９が形成される（図８（Ｃ））。この撥液性凸部９の幅は、図面に示すように遮光部２の幅より狭くなるように形成されることが好ましい。このように形成することにより、後述する工程で形成する画素部の幅を遮光部により形成される開口部の幅より広く形成することが可能となることから、上述したように色抜け等の問題が生じないからである。
【０１４９】
このようにして撥液性凸部９が形成された分解除去層３と、光触媒含有層側基板２１の光触媒含有層２３とを、一定の間隙をおいて配置し、光触媒含有基板２１側からエネルギー１０を全面に照射、もしくはパターン状に照射することにより、撥液性凸部９が形成された部位以外がエネルギー照射されて、分解除去層３が分解除去されて透明基材１が露出した親液性領域の画素部形成部５を形成することができる（図８（Ｃ））。その後、上述した方法と同様にして、この親液性領域とされたが素部形成部にインクジェット装置１１を用いて画素部形成用インク１２を付着させ、硬化させることにより画素部６が形成し、撥液性凸部９が設けられたカラーフィルタを製造することができる（図８（Ｄ）、（Ｅ））。
【０１５０】
また、この撥液性凸部は、上述した画素部形成部を親液性領域とするための光触媒含有層側基板を用いたエネルギー照射の際に、この撥液性凸部と光触媒含有層とを接触させることにより、撥液性凸部を一定の間隙を保つスペーサとして機能させることが可能となる。
【０１５１】
なお、本実施態様では、撥液性凸部を光触媒含有層の分解除去により形成しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えばフォトリソ法等により撥液性凸部を設けたものであってもよい。
【０１５２】
２．第二実施態様
本発明の第二実施態様は、
（１）透明基材上に前記透明基材表面と比較して液体との接触角が高く、かつ光触媒の作用により分解除去される分解除去層を形成する工程と、
（２）前記分解除去層と、光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる遮光部形成部をパターン状に形成する工程と、
（３）前記遮光部形成部に遮光部を形成する工程と、
（４）前記遮光部が形成された前記分解除去層と前記光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（５）前記画素部形成部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【０１５３】
本実施態様においては、例として図９に示すように、まず透明基材１上に分解除去層３を全面に形成する（図９（Ａ））。次に、光触媒含有層側基板２１の基体２２上に形成された光触媒含有層２３を、分解除去層３と一定の間隙をおいて配置し、フォトマスク２４を用いてエネルギー１０を遮光部形成部のパターン状に照射する（図９（Ｂ））。このエネルギー照射により、遮光部形成部の分解除去層３が分解除去されて透明基材１が露出した親液性領域に遮光部２を形成する（図９（Ｃ））。次に、この遮光部の形成された分解除去層３と、光触媒含有層側基板２１の基体２２上に形成された光触媒含有層２３とを、一定の間隙をおいて配置し、エネルギー１０を照射する（図９（Ｄ））。これにより、画素部形成部５の分解除去層３を分解除去し、透明基材１が露出した親液性領域とする。この親液性領域とされた画素部形成部５にインクジェット装置１１により画素部形成用インク１２で着色し（図９（Ｅ））、画素部６を形成する（図９（Ｆ））。以下、これらの各工程についてそれぞれ説明する。
【０１５４】
（分解除去層形成工程）
まず、透明基材１上の全面に分解除去層３を形成する（図９（Ａ））。ここで用いられる透明基材および分解除去層は、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５５】
（親液性領域からなる遮光部形成部をパターン状に形成する工程）
次に、第一実施態様と同様に、光触媒含有層側基板２１を調製し、その光触媒含有層側基板２１の光触媒含有層２３を分解除去層３と間隙をおいて配置し、フォトマスク２４を用いて遮光部形成部のみにエネルギー１０の照射を行う（図９（Ｂ））。このエネルギー照射により、遮光部形成部上に設けられた分解除去層３を分解除去する。この際、画素部形成部は、エネルギー未照射のままであり、分解除去層が残存する撥液性領域である。本実施態様においては、この分解除去層の有無による撥液性の差を利用して、パターンの形成を行う。本実施態様に用いられる光触媒含有層側基板は、第一実施態様で述べたように、遮光部のみをパターン状にエネルギー照射できるものであれば、特に限定されるものではなく、フォトマスクを用いてもよく、また光触媒含有層がパターン状に形成されたもの、光触媒含有層および遮光部を有するものであってもよい。
【０１５６】
本実施態様で用いられる光触媒含有層側基板およびエネルギー照射工程は、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５７】
（遮光部形成工程）
次に、上述した工程で、親液性領域とされた遮光部形成部にインクジェット法等により、遮光部２を形成する（図９（Ｃ））。この場合、上述したように、親液性とされていない画素部形成部は、撥液性であることから、撥液性を示す分解除去層上に遮光部用塗料は付着せずに、遮光部を容易にインクジェット法等により、形成することができる。
【０１５８】
ここで、本実施態様の遮光部の形成方法は、上述したインクジェット法に限定されるものではなく、フォトリソ法等であってもよい。
【０１５９】
本実施態様の遮光部の材料等は、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６０】
（親液性領域からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程）
次に、上述した工程で遮光部が形成されたカラーフィルタ用基板の分解除去層を、遮光部形成部をパターン状に形成する工程と同様に、光触媒含有層側基板２１の光触媒含有層２３と分解除去層３を間隙をおいて配置し、画素部形成部にエネルギー１０の照射を行う（図９（Ｄ））。このエネルギー照射により、画素部形成部５に設けられた分解除去層３を分解除去し、親液性領域として形成する。この場合のエネルギー照射は、パターン状に行ってもよく、また全面に行ってもよい。
【０１６１】
ここで、本実施態様においては、上記エネルギー照射により、画素部形成部の分解除去層を分解除去するだけでなく、上述した遮光部形成工程で発生したカラーフィルタ上の不純物を同時に除去することが可能である。上記遮光部を、例としてフォトリソ法等で形成した場合には、通常遮光部形成後に洗浄工程が必要であり、低圧水銀ランプやエキシマランプ等のＵＶを全面に照射する等の方法により行われている。しかしながら、本実施態様においては、上記光触媒含有層側基板を用いて、エネルギーを照射することにより、カラーフィルタ用基板上の有機物を分解することも可能であることから、洗浄工程が不必要となり、製造効率やコストの面からも好ましい。
【０１６２】
本実施態様における画素部形成部をパターン状に形成する工程は、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６３】
（画素部形成工程）
さらに、上述した工程のエネルギー照射により、分解除去層が分解除去されて親液性領域とされた画素部形成部５に、インクジェット装置１１により画素部形成用インク１２を付着させ、画素部を形成する（図９（Ｅ）（Ｆ））。本実施態様の画素部形成工程は、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６４】
３．第三実施態様
（１）透明基材上に前記透明基材表面と比較して液体との接触角が高く、かつ光触媒の作用により分解除去される分解除去層を形成する工程と、
（２）前記分解除去層と、光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（３）前記画素部形成部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と、
（４）前記画素部が形成された前記分解除去層と前記光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる遮光部形成部をパターン状に形成する工程と、
（５）前記遮光部形成部に遮光部を形成する工程と
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【０１６５】
本実施態様においては、例えば図１０に示すように、まず透明基材１上に分解除去層３を形成する（図１０（Ａ））。次に、光触媒含有層側基板２１の基体２２上に形成された光触媒含有層２３を、分解除去層３と一定の間隙をおいて配置し、フォトマスク２４を用いてエネルギー１０を画素部形成部のパターン状に照射する（図１０（Ｂ））。このエネルギー照射により、画素部形成部の分解除去層３を分解除去し、透明基材１が露出した親液性領域とする。この分解除去層が分解除去され、親液性領域とされた画素部形成部にインクジェット装置１１により画素部形成用インク１２で着色し（図１０（Ｃ））、画素部６を形成する。この画素部が形成された分解除去層３と、光触媒含有層側基板２１の基体２２上に形成された光触媒含有層２３とを、上記と同様に一定の間隙をおいて配置し、エネルギー１０を照射し（図１０（Ｄ））、遮光部形成部の分解除去層を分解除去する。この分解除去層が分解除去された遮光部形成部１３に、遮光部２を形成する（図１０（Ｅ））。以下、これらの各工程についてそれぞれ説明する。
【０１６６】
（分解除去層形成工程）
まず、透明基材１上の全面に分解除去層３を形成する（図１０（Ａ））。ここで用いられる透明基材および分解除去層は、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６７】
（親液性領域からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程）
次に、第一実施態様と同様に、光触媒含有層側基板２１を調製し、その光触媒含有層側基板２１の光触媒含有層２３を分解除去層３と間隙をおいて配置し、フォトマスク２４を用いて画素部形成部のみにエネルギー１０の照射を行う（図１０（Ｂ））。このエネルギー照射により、画素部形成部上に設けられた分解除去層を分解除去する。この際、遮光部形成部は、エネルギー未照射のままであり、撥液性領域である。本実施態様においては、この分解除去層の有無による撥液性の差を利用して、パターンの形成を行う。本実施態様に用いられる光触媒含有層側基板は、第一実施態様で述べたように、画素部形成部のみをパターン状にエネルギー照射できるものであれば、特に限定されるものではなく、フォトマスクを用いてもよく、また光触媒含有層がパターン状に形成されたもの、光触媒含有層および遮光部を有するものであってもよい。
【０１６８】
本実施態様で用いられる光触媒含有層側基板およびエネルギー照射工程は、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６９】
（画素部形成工程）
次に、上述した親液性領域からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程により形成された親液性領域である画素部形成部に、インクジェット方式により、画素部を形成する（図１０（Ｃ））。この場合、上述したように、遮光部形成部は、撥液性であることから、画素部を容易にインクジェット法等により、形成することができる。本実施態様の画素部形成工程は、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１７０】
また、本実施態様においては、上記第一実施態様で説明した、エネルギーの照射および画素部の形成を２回以上に分けて形成する方法を用いてもよい。画素部を形成する際に、画素部間の撥液性領域が狭いため、インクが混じり合う可能性があるからである。
【０１７１】
（親液性領域からなる遮光部形成部をパターン状に形成する工程）
次に、上述した工程で画素部が形成されたカラーフィルタ用基板の分解除去層３を、画素部形成部をパターン状に形成する工程と同様に、光触媒含有層側基板２１の光触媒含有層２３と間隙をおいて配置し、遮光部形成部にエネルギー１０の照射を行う（図１０（Ｄ））。このエネルギー照射により、遮光部形成部１３上に設けられた分解除去層３を分解除去し、親液性領域として形成する。本実施態様における遮光部形成部をパターン状に形成するエネルギー照射工程は、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１７２】
（遮光部形成工程）
次に、上述した工程で、親液性領域とされた遮光部形成部１３にインクジェット法等により、遮光部２を形成する（図１０（Ｅ））。本実施態様の遮光部形成工程は、第二実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１７３】
４. その他
上述した各実施態様のカラーフィルタの製造方法においては、さらに保護層形成工程や必要な他の機能層の形成工程が行われてもよい。
【０１７４】
Ｂ．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。
【０１７５】
本発明のカラーフィルタは、透明基材と、この透明基材上にインクジェット方式により複数色を所定のパターンで設けた画素部と、この画素部の境界部分に設けられた遮光部と、上記画素部もしくは上記遮光部を形成するために設けられた、光触媒により分解除去が可能な分解除去層とを有することを特徴とするものである。
【０１７６】
本発明のカラーフィルタは、例として図１１に示されるように、透明基材１上に、インクジェット方式により複数色を所定のパターンで設けた画素部６と、この画素部の境界部分に設けられた遮光部２と、この遮光部上に光触媒の作用により分解除去が可能な分解除去層３とを有するものである。
【０１７７】
上記遮光部上に、液体との接触角が透明基材上より大きい分解除去層が形成されていることにより、画素部の形成時に、インクの混色等を防止することが可能であり、高精細なパターンを有するカラーフィルタを提供することが可能となるといった利点を有する。
【０１７８】
このカラーフィルタの透明基材、画素部、遮光部、分解除去層、および製造方法は、上述した第一実施態様を用いて形成することが可能であることから、ここでの説明は省略する。
【０１７９】
Ｃ．カラー液晶表示装置について
本発明は、上述した第一実施態様から第三実施態様までのいずれかの態様のカラーフィルタを用いて、このカラーフィルタに対向する対向基板とを組み合わせ、この間に液晶化合物を封入することによりカラー液晶表示装置が形成される。このようにして得られるカラー液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタが有する利点、すなわち、色抜けや色落ちが無く、コスト的に有利であるという利点を有するものである。
【０１８０】
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。
【０１８１】
例えば、上述したカラーフィルタの製造方法およびカラーフィルタの説明においては、分解除去層の液体との接触角が、透明基材の液体との接触角より大きい例についてのみ説明したが、分解除去層の液体との接触角が、透明基材の液体との接触角より小さくてもよい。この場合は、分解除去層が分解除去された領域が撥液性領域となり、分解除去層が残存した領域が親液性領域となる。これにより、例えばインクジェット方式による画素部の形成等は、分解除去層上の親液性領域に行われることとなる。
【０１８２】
【実施例】
以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
【０１８３】
［実施例１］
１．光触媒含有層側基板の形成
トリメトキシメチルシラン（ＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＴＳＬ８１１３）５ｇと０．５規定塩酸を２．５ｇを混合し、８時間攪拌した。これをイソプロピルアルコールにより１０倍に希釈しプライマー層用組成物とした。
【０１８４】
上記プライマー層用組成物を、フォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、１５０℃で１０分間の乾燥処理を行うことにより、透明なプライマー層（厚み０．２μｍ）を形成した。
【０１８５】
次に、イソプロピルアルコール３０ｇとトリメトキシメチルシラン（ＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＴＳＬ８１１３）３ｇと光触媒無機コーティング剤であるＳＴ−Ｋ０３（石原産業（株）製）２０ｇとを混合し、１００℃で２０分間撹拌した。これをイソプロピルアルコールにより３倍に希釈し光触媒含有層用組成物とした。
【０１８６】
上記光触媒含有層用組成物を、プライマー層が形成されたフォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、１５０℃で１０分間の乾燥処理を行うことにより、透明な光触媒含有層（厚み０．１５μｍ）を形成した。
【０１８７】
２．分解除去層の形成
ポリカーボネートが主成分のユーピロンＺ４００（三菱ガス化学製）２ｇをジクロロメタン３０ｇと１１２トリクロロエタン７０ｇに溶解し分解層除去層用組成物とした。
【０１８８】
上記分解除去層用組成物を、遮光層が形成されたガラス基板上にスピンコーターにより塗布し、１００℃で６０分間の乾燥処理を行うことにより、透明な濡れ性変化層（厚み０．０１μｍ）を形成した。
【０１８９】
３．露光による画素部形成部の形成
光触媒含有層側基板と分解除去層とをアライメントをとり、１００μｍのギャップを設けて対向させて、フォトマスク側から超高圧水銀灯（波長３６５ｎｍ）により４０ｍＷ／ｃｍ2の照度で６００秒間露光し、分解除去層を分解除去し露出したガラス基材からなる画素部形成部をパターン状に形成した。
【０１９０】
このとき、未露光部及び画素部形成部と表面張力４０ｍＮ／ｍの濡れ指数標準液（純正化学株式会社製）との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）した結果、それぞれ、４９°と６°であった。
【０１９１】
４．画素部の形成
次に、インクジェット装置を用いて、顔料５重量部、溶剤２０重量部、重合開始剤５重量部、ＵＶ硬化樹脂７０重量部を含むＲＧＢ各色のＵＶ硬化型多官能アクリレートモノマーインクを、画素部形成部に付着させ着色し、これにＵＶ処理を行い硬化させた。ここで、赤色、緑色、および青色の各インクについて、溶剤としてはポリエチレングリコールモノメチルエチルアセテート、重合開始剤としてはイルガキュア３６９（商品名、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ（株）製）、ＵＶ硬化樹脂としてはＤＰＨＡ（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬（株）製）を用いた。また、顔料としては、赤色インクについてはC. I. Pigment Red 177、緑色インクについてはC. I. Pigment Green 36、青色インクについてはC. I. Pigment Blue 15+ C. I. Pigment Violet 23をそれぞれ用いた。
【０１９２】
５．保護層の形成
保護層として、２液混合型熱硬化剤（日本合成ゴム（株）製ＳＳ７２６５）をスピンコーターにより塗布し、２００℃、３０分間の硬化処理を施し保護層を形成し、カラーフィルタを得た。得られたカラーフィルタは、画素部の色ぬけや色むらのない高品質のものであった。
【０１９３】
[実施例２]
１．光触媒含有層側基板の形成
トリメトキシメチルシラン（ＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＴＳＬ８１１３）５ｇと０．５規定塩酸を２．５ｇを混合し、８時間攪拌した。これをイソプロピルアルコールにより１０倍に希釈しプライマー層用組成物とした。
【０１９４】
上記プライマー層用組成物をフォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、１５０℃で１０分間の乾燥処理を行うことにより、透明なプライマー層（厚み０．２μｍ）を形成した。
【０１９５】
次に、イソプロピルアルコール３０ｇとトリメトキシメチルシラン（ＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＴＳＬ８１１３）３ｇと光触媒無機コーティング剤であるＳＴ−Ｋ０３（石原産業（株）製）２０ｇとを混合し、１００℃で２０分間撹拌した。これをイソプロピルアルコールにより３倍に希釈し光触媒含有層用組成物とした。
【０１９６】
上記光触媒含有層用組成物を、プライマー層が形成されたフォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、１５０℃で１０分間の乾燥処理を行うことにより、透明な光触媒含有層（厚み０．１５μｍ）を形成した。
【０１９７】
２．分解除去層の形成
カチオン性高分子であるポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（PDDA、平均分子量100,000-200,000、アルドリッチ）、アニオン性高分子であるポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩（PSS、平均分子量70,000、アルドリッチ）をガラス基材上に交互吸着させ厚さを約２ｎｍとした。
【０１９８】
３．露光による画素部形成部の形成
光触媒含有層側基板と分解除去層とを、アライメントをとり５０μｍのギャップを設けて対向させて、フォトマスク側から超高圧水銀灯（波長３６５ｎｍ）により４０ｍＷ／ｃｍ2の照度で１２０秒間露光し、分解除去層を分解除去して露出したガラス基材からなる画素部形成部をパターン状に形成した。
【０１９９】
このとき、未露光部及び画素部形成部と表面張力４０ｍＮ／ｍの濡れ指数標準液（純正化学株式会社製）との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）した結果、それぞれ、３０°と６°であった。
【０２００】
４．画素部の形成
次に、インクジェット装置を用いて、顔料５重量部、溶剤２０重量部、重合開始剤５重量部、ＵＶ硬化樹脂７０重量部を含むＲＧＢ各色のＵＶ硬化型多官能アクリレートモノマーインクを、画素部形成部に付着させ着色し、これにＵＶ処理を行い硬化させた。ここで、赤色、緑色、および青色の各インクについて、溶剤としてはポリエチレングリコールモノメチルエチルアセテート、重合開始剤としてはイルガキュア３６９（商品名、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ（株）製）、ＵＶ硬化樹脂としてはＤＰＨＡ（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬（株）製）を用いた。また、顔料としては、赤色インクについてはC. I. Pigment Red 177、緑色インクについてはC. I. Pigment Green 36、青色インクについてはC. I. Pigment Blue 15+ C. I. Pigment Violet 23をそれぞれ用いた。
【０２０１】
５．保護層の形成
保護層として、２液混合型熱硬化剤（日本合成ゴム（株）製ＳＳ７２６５）をスピンコーターにより塗布し、２００℃、３０分間の硬化処理を施し保護層を形成し、カラーフィルタを得た。得られたカラーフィルタは、画素部の色ぬけや色むらのない高品質のものであった。
【０２０２】
［実施例３］
１．光触媒含有層側基板の形成
トリメトキシメチルシラン（ＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＴＳＬ８１１３）５ｇと０．５規定塩酸を２．５ｇを混合し、８時間攪拌した。これをイソプロピルアルコールにより１０倍に希釈しプライマー層用組成物とした。
【０２０３】
上記プライマー層用組成物を、フォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、１５０℃で１０分間の乾燥処理を行うことにより、透明なプライマー層（厚み０．２μｍ）を形成した。
【０２０４】
次に、イソプロピルアルコール３０ｇとトリメトキシメチルシラン（ＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＴＳＬ８１１３）３ｇと光触媒無機コーティング剤であるＳＴ−Ｋ０３（石原産業（株）製）２０ｇとを混合し、１００℃で２０分間撹拌した。これをイソプロピルアルコールにより３倍に希釈し、光触媒含有層用組成物とした。
【０２０５】
上記光触媒含有層用組成物を、プライマー層が形成されたフォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、１５０℃で１０分間の乾燥処理を行うことにより、透明な光触媒含有層（厚み０．１５μｍ）を形成した。
【０２０６】
２．分解除去層の形成
テフロン（登録商標）ＡＦ１６００（デュポン製）１ｇをフロリナートＦＣ−４３（住友３M（株）製）２００ｇに溶解し分解層除去層用組成物とした。
【０２０７】
上記分解除去層用組成物を、遮光層が形成されたガラス基板上にスピンコーターにより塗布し、１００℃で６０分間の乾燥処理を行うことにより、透明な濡れ性変化層（厚み０．０１μｍ）を形成した。
【０２０８】
３．露光による画素部形成部の形成
光触媒含有層側基板と分解除去層とをアライメントをとり１００μｍのギャップを設けて対向させて、フォトマスク側から超高圧水銀灯（波長３６５ｎｍ）により４０ｍＷ／ｃｍ2の照度で１８００秒間露光し、分解除去層を分解除去し露出したガラス基材からなる画素部形成部をパターン状に形成した。
【０２０９】
このとき、未露光部及び画素部形成部と表面張力４０ｍＮ／ｍの濡れ指数標準液（純正化学株式会社製）との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）した結果、それぞれ、７４°と６°であった。
【０２１０】
４．画素部の形成
次に、インクジェット装置を用いて、顔料５重量部、溶剤２０重量部、重合開始剤５重量部、ＵＶ硬化樹脂７０重量部を含むＲＧＢ各色のＵＶ硬化型多官能アクリレートモノマーインクを、画素部形成部に付着させ着色し、これにＵＶ処理を行い硬化させた。ここで、赤色、緑色、および青色の各インクについて、溶剤としてはポリエチレングリコールモノメチルエチルアセテート、重合開始剤としてはイルガキュア３６９（商品名、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ（株）製）、ＵＶ硬化樹脂としてはＤＰＨＡ（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬（株）製）を用いた。また、顔料としては、赤色インクについてはC. I. Pigment Red 177、緑色インクについてはC. I. Pigment Green 36、青色インクについてはC. I. Pigment Blue 15+ C. I. Pigment Violet 23をそれぞれ用いた。
【０２１１】
５．保護層の形成
保護層として、２液混合型熱硬化剤（日本合成ゴム（株）製ＳＳ７２６５）をスピンコーターにより塗布し、２００℃、３０分間の硬化処理を施し保護層を形成し、カラーフィルタを得た。得られたカラーフィルタは、画素部の色ぬけや色むらのない高品質のものであった。
【０２１２】
【発明の効果】
本実施態様においては、予め遮光部が形成された透明基材上に分解除去層を設け、分解除去層に対向するように、光触媒含有層側基板を配置後、エネルギーを照射することにより、容易に画素部が形成される画素部形成部の分解除去層を分解除去することができる。ここで、上記分解除去層が、上記透明基材表面と比較して、液体との接触角が高いことから、分解除去層が分解除去され、透明基材が露出した領域を親液性領域、上記分解除去層が残存する領域を撥液性領域とすることが可能となる。したがって、親液性領域とされた画素部形成部に、インクジェット方式でインクを付着させた場合、付着したインクが画素部形成部間に存在する撥液性領域を越えて移動することは困難であることから、インクの混色等の問題が生じる可能性が少なく、高精細なパターンを形成することが可能となるのである。さらに、画素部形成部が親液性領域であることから、インクジェット法により均一にインクが付着した画素部を得ることができ、色抜けがなくかつ色むらのないカラーフィルタを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタの製造方法の第一実施態様を説明するための工程図である。
【図２】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【図６】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【図７】図１に示すカラーフィルタの製造方法において、画素部のエネルギー照射方法の他の例を説明するための概略図である。
【図８】図１に示すカラーフィルタの製造方法において、撥液性凸部の製造方法を説明するための工程図である。
【図９】本発明のカラーフィルタの製造方法の第二実施態様を説明するための工程図である。
【図１０】本発明のカラーフィルタの製造方法の第三実施態様を説明するための工程図である。
【図１１】本発明のカラーフィルタの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…透明基材
２…遮光部
３…分解除去層
４…カラーフィルタ用基板
５…画素部形成部
６…画素部
７…撥液性凸部形成部
８…撥液性凸部用インク
９…撥液性凸部
１０…エネルギー
１１…インクジェット装置
１２…画素部形成用インク
１３…遮光部形成部
２１…光触媒含有層側基板
２２…基体
２３…光触媒含有層
２４…フォトマスク
２５…光触媒含有層側遮光部
２６…プライマー層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a color filter suitable for a color liquid crystal display.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of personal computers, especially portable personal computers, the demand for liquid crystal displays, especially color liquid crystal displays, has been increasing. However, since this color liquid crystal display is expensive, there is an increasing demand for cost reduction, and in particular, there is a high demand for cost reduction for a color filter having a high specific gravity.
[0003]
In such a color filter, it is usually provided with coloring patterns of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and electrodes corresponding to the respective pixels of R, G, and B are turned on, By turning it off, the liquid crystal operates as a shutter, and light passes through each of the R, G, and B pixels, and color display is performed.
[0004]
As a conventional method for producing a color filter, for example, a staining method can be mentioned. In this dyeing method, first, a water-soluble polymer material, which is a dyeing material, is formed on a glass substrate, patterned into a desired shape by a photolithography process, and then the obtained pattern is immersed in a dyeing bath. To get a colored pattern. By repeating this three times, R, G, and B color filter layers are formed.
[0005]
Another method is a pigment dispersion method. In this method, a photosensitive resin layer in which a pigment is dispersed is first formed on a substrate, and this is patterned to obtain a monochromatic pattern. Further, this process is repeated three times to form R, G, and B color filter layers.
[0006]
Still other methods include an electrodeposition method, a method in which a pigment is dispersed in a thermosetting resin, R, G, and B are printed three times, and then the resin is thermoset. However, in any method, it is necessary to repeat the same process three times in order to color the three colors of R, G, and B, and there is a problem that the cost is high, and the yield decreases because the process is repeated. There's a problem.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
From the above, it is desired to provide a method for manufacturing a color filter that can form a high-definition pattern that is inexpensive and easy to form.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As described in claim 1, the present invention provides:
(1) forming a light shielding part on the transparent substrate;
(2) The contact angle with the liquid is higher than the surface of the transparent substrate on the surface of the transparent substrate where the light-shielding part is formed, and is decomposed and removed by the action of the photocatalyst. And no photocatalyst Forming a decomposition removal layer;
(3) After disposing the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate formed by forming a photocatalyst-containing layer on the substrate and the decomposition removal layer with a gap of 200 μm or less, a predetermined Irradiating energy from the direction of forming a pixel portion forming portion made of a transparent base material that is exposed by disassembly and removal of the decomposition removal layer in a pattern, and
(4) Coloring this pixel portion forming portion by an ink jet method to form a pixel portion;
A color filter manufacturing method (hereinafter, referred to as a first embodiment) is provided.
[0009]
In this embodiment, a decomposition / removal layer is provided on a transparent base material on which a light-shielding part is formed in advance, and the photocatalyst-containing layer side substrate is disposed so as to face the decomposition / removal layer, and then irradiated with energy. The decomposition / removal layer of the pixel portion formation portion where the pixel portion is formed can be decomposed and removed. Here, since the decomposition removal layer has a higher contact angle with the liquid compared to the transparent substrate surface, the decomposition removal layer is decomposed and removed, and the transparent substrate is exposed to the lyophilic region. The region where the decomposition removal layer remains can be made a liquid repellent region. Therefore, when ink is attached to the pixel portion forming portion that is a lyophilic region by an inkjet method, it is difficult for the attached ink to move beyond the liquid repellent region existing between the pixel portion forming portions. For this reason, there is little possibility of problems such as ink color mixing, and a high-definition pattern can be formed. Further, since the pixel portion forming portion is a lyophilic region, it is possible to obtain a pixel portion to which ink is uniformly attached by an ink jet method, and it is possible to form a color filter with no color loss and no color unevenness. .
[0010]
In the first embodiment described in claim 1, as described in claim 2, after the step of forming the decomposition removal layer, the photocatalyst-containing layer and the decomposition removal layer are 200 μm or less. The step of forming the liquid-repellent convex portion forming portion made of the light-shielding portion exposed by disassembling and removing the decomposition removal layer by irradiating energy from a predetermined direction after being arranged with a gap in between And a step of forming a liquid repellent convex portion on the liquid repellent convex portion forming portion.
[0011]
Thus, the liquid repellent convex portion forming portion can be formed by irradiating energy on the decomposition / removal layer on the light shielding portion. Therefore, for example, when the contact angle between the decomposition removal layer and the liquid in the light shielding part is different, the liquid repellent convex part can be easily applied to the liquid repellent convex part by applying a liquid repellent convex paint. It is possible to form at a high height. Further, since the convex portion is liquid repellent, it is difficult for the ink to move beyond the boundary of the pixel portion when forming the pixel portion, and it is possible to prevent ink color mixing. . In addition, when energy is applied using the photocatalyst-containing layer side substrate when forming the pixel portion, the liquid-repellent convex portion is brought into contact with the photocatalyst-containing layer so that the liquid-repellent convex portion has a certain gap. It is possible to function as a retaining spacer.
[0012]
In the present invention, as described in claim 3,
(1) The contact angle with the liquid is higher on the transparent substrate than the surface of the transparent substrate, and it is decomposed and removed by the action of the photocatalyst. And no photocatalyst Forming a decomposition removal layer;
(2) After disposing the decomposition removal layer and the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate in which the photocatalyst-containing layer containing the photocatalyst is formed on the substrate, with a gap of 200 μm or less, A step of forming a light shielding part forming part made of a transparent base material in a pattern shape by irradiating energy from a predetermined direction, and the decomposition and removal layer is decomposed and removed; and
(3) forming a light shielding portion in the light shielding portion forming portion;
(4) The decomposition / removal layer on which the light-shielding portion is formed and the photocatalyst-containing layer are arranged with a gap so as to be 200 μm or less, and then irradiated with energy from a predetermined direction, whereby the decomposition / removal is performed. A step of forming a pixel part forming part made of a transparent base material, the layer of which is decomposed and removed, into a pattern,
(5) Coloring the pixel portion forming portion by an inkjet method to form the pixel portion;
A method for producing a color filter (hereinafter referred to as a second embodiment) is provided.
[0013]
In this embodiment, a decomposition removal layer is first formed on a transparent substrate. Since this decomposition / removal layer has a higher contact angle with the liquid compared to the surface of the transparent substrate, the decomposition / removal layer is decomposed and removed, and the region where the transparent substrate is exposed is a lyophilic region, and the decomposition / removal is performed. The region where the layer remains can be made a liquid repellent region. Therefore, by irradiating the light-shielding part forming part on the transparent substrate with energy using the photocatalyst-containing layer, the decomposition removal layer of the light-shielding part forming part is decomposed and removed to form a lyophilic region composed of the transparent substrate. Can do. Thereby, the light shielding part can be formed by applying the light for the light shielding part forming part to the light shielding part forming part which is easily made the lyophilic region. Therefore, it is not necessary to perform a development process or an etching process after energy irradiation, which has been performed when forming the conventional light-shielding part, so that the light-shielding part can be efficiently formed. In addition, after forming the light shielding portion, for example, by irradiating the entire surface with energy, the pixel portion forming portion lyophilic region for easily forming the pixel portion can be obtained. Therefore, if this portion is colored by an ink jet method, a pixel portion to which ink is uniformly attached can be formed, and a color filter free from color loss and color unevenness can be formed.
[0014]
Moreover, in this invention, as described in Claim 4,
(1) The contact angle with the liquid is higher on the transparent substrate than the surface of the transparent substrate, and it is decomposed and removed by the action of the photocatalyst. And no photocatalyst Forming a decomposition removal layer;
(2) After disposing the decomposition removal layer and the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate in which the photocatalyst-containing layer containing the photocatalyst is formed on the substrate, with a gap of 200 μm or less, Irradiating energy from a predetermined direction to form a pixel part forming part made of a transparent base material, which is exposed by decomposing and removing the decomposition removal layer, in a pattern;
(3) coloring the pixel portion forming portion by an inkjet method to form the pixel portion;
(4) The decomposition / removal layer on which the pixel portion is formed and the photocatalyst-containing layer are disposed with a gap so as to be 200 μm or less, and then irradiated with energy from a predetermined direction, whereby the decomposition / removal is performed. Forming a light-shielding part forming part made of a transparent base material, the layer of which is decomposed and removed, in a pattern,
(5) forming a light shielding portion in the light shielding portion forming portion;
A method for producing a color filter (hereinafter referred to as a third embodiment) is provided.
[0015]
In this embodiment, a decomposition removal layer is first formed on a transparent substrate. Here, since the decomposition removal layer has a higher contact angle with the liquid compared to the surface of the transparent substrate, the decomposition removal layer is decomposed and removed, and the transparent substrate is exposed to a lyophilic region, The region where the decomposition removal layer remains can be made a liquid repellent region. Therefore, the pixel portion forming portion on the transparent base material is irradiated with energy using the photocatalyst-containing layer side substrate, so that the decomposition removal layer of the pixel portion forming portion is decomposed and removed, and the lyophilic region composed of the transparent base material and Is possible. By applying ink to the pixel portion forming portion, which is a lyophilic region, by an ink jet method, the ink spreads uniformly and color unevenness does not occur. Further, the light shielding portion forming portion that is a boundary portion with the pixel portion remains a liquid repellent region where the decomposition removal layer remains. Therefore, it can be said that it is difficult for the ink attached to the pixel portion forming portion which is a lyophilic region to move beyond the light shielding portion forming portion which is the liquid repellent region. Therefore, problems such as ink color mixing do not occur. After forming the pixel portion in this way, the light-dissipating portion forming portion between the pixel portions is irradiated with energy so that the decomposition / removal layer of this portion is decomposed and removed to form a lyophilic region made of a transparent substrate. Can do. Therefore, the light shielding part can be easily formed by applying the light shielding part ink to this part, for example.
[0016]
In the invention according to any one of claims 1 to 4, as described in claim 5, the pixel portion forming portion in which the decomposition removing layer is decomposed and removed to expose the transparent base material And forming a pixel portion by coloring with an ink jet method,
(A) After disposing the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate formed by forming a photocatalyst-containing layer on the substrate and the above-described decomposition removal layer with a gap of 200 μm or less, predetermined Irradiating energy from the direction of forming a first pixel portion forming portion made of a transparent base material that is exposed by disassembly and removal of the decomposition removal layer,
(B) coloring the first pixel portion forming portion by an inkjet method to form the first pixel portion;
(C) The photocatalyst-containing layer and the decomposition / removal layer are disposed with a gap of 200 μm or less, and then irradiated with energy from a predetermined direction, whereby the decomposition / removal layer is decomposed and removed and exposed. Forming the second pixel portion forming portion made of the transparent base material into a pattern,
(D) coloring the second pixel portion forming portion by an ink jet method to form a second pixel portion;
May be included.
[0017]
In the present invention, the pixel portion is formed by applying ink to the pixel portion forming portion by an ink jet method and coloring, but when the adjacent pixel portion forming portions are close to each other, they are adjacent to each other at the time of ink application. Matching ink may be mixed. Therefore, as described above, after forming the first pixel portion and then forming the second pixel portion, for example, when forming the first pixel portion, every other first pixel portion is formed. It is possible to irradiate energy in a pattern so as to form the first and second pixel portions, and it is possible to separate adjacent pixel portions when forming the first image portion. In this way, the first pixel portion forming portion is formed in a state having a relatively wide liquid-repellent region between the colored regions, and coloring is performed by an ink jet method so that the ink in the adjacent pixel portion is mixed. There is no possibility of inconvenience. By irradiating energy again between the first pixel portions thus provided, a second pixel portion forming portion is formed, and this is colored by an ink jet method so that there is no problem such as ink mixing. It becomes possible to form.
[0018]
Further, in the first embodiment described in claim 1 or 2, as described in claim 6, the width of the pixel portion is formed wider than the width of the opening formed by the light shielding portion. It is preferable. In this way, by making the width of the pixel portion wider than the opening formed by the light shielding portion, the possibility of backlight light passing through a portion other than the pixel portion can be reduced, and color loss and the like can be prevented. Because you can.
[0019]
In the invention according to any one of claims 1 to 6, as described in claim 7, the photocatalyst-containing layer and the decomposition removal layer are in a range of 0.2 μm to 10 μm. It is preferable to arrange them so as to be inside. This is because the gap between the photocatalyst-containing layer and the decomposition / removal layer is within the above range, so that the decomposition / removal layer can be decomposed and removed by short-time energy irradiation.
[0020]
In the invention according to any one of claims 1 to 7, as described in claim 8, the photocatalyst-containing layer side substrate is formed in a pattern on the substrate and the substrate. And a photocatalyst-containing layer. Thus, by forming the photocatalyst-containing layer in a pattern, the decomposition / removal layer can be decomposed and removed in a pattern without using a photomask. Further, since only the decomposition / removal layer of the color filter substrate facing the pattern of the photocatalyst containing layer is decomposed and removed, the energy to be irradiated is not particularly limited to the parallel energy, and the irradiation direction of the energy is also Since there is no particular limitation, there is an advantage that the type of energy source and the degree of freedom in arrangement are greatly increased.
[0021]
In the invention according to any one of claims 1 to 7, as described in claim 9, the photocatalyst-containing layer side substrate is formed on a substrate and the substrate. The photocatalyst containing layer and the photocatalyst containing layer side light shielding part formed in a pattern may be provided, and the energy irradiation in the energy irradiation step may be performed from the photocatalyst containing layer side substrate. In this way, the photocatalyst containing layer side substrate has the photocatalyst containing layer and the photocatalyst containing layer side light-shielding part formed in a pattern, and the photomask is applied by irradiating energy from the photocatalyst containing layer side substrate side. This is because the decomposition / removal layer can be decomposed and removed in a pattern without using it. In addition, since a photomask is not used, a process such as alignment of the photomask becomes unnecessary, and the process can be simplified.
[0022]
In the invention described in claim 9, as described in claim 10, in the photocatalyst-containing layer side substrate, a photocatalyst-containing layer is formed on the substrate, and the photocatalyst-containing layer side is formed on the photocatalyst-containing layer. The light-shielding portion may be formed in a pattern, and as described in claim 11, in the photocatalyst-containing layer side substrate, the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion is formed in a pattern on the substrate. Further, the photocatalyst-containing layer may be formed thereon. Thereby, it is only necessary to form a pattern only on the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion, and since the photocatalyst-containing layer can be formed on the entire surface, the formation of the entire photocatalyst-containing layer side substrate is facilitated. This is because it is preferable from the viewpoint of manufacturing efficiency.
[0023]
In the invention described in claim 11, as described in claim 12, the photocatalyst-containing layer side substrate is a primer on the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion formed in a pattern on a transparent substrate. The photocatalyst containing layer may be formed through the layer. This prevents the photocatalyst-containing layer side light-shielding part or residues present in the openings between the photocatalyst-containing layer side light-shielding parts, which occur during patterning of the photocatalyst-containing layer side light-shielding part, from affecting the action of the photocatalyst. It becomes possible to do. Therefore, it is possible to improve the sensitivity of the photocatalyst, and to obtain a pattern in which the decomposition / removal layer is decomposed and removed by short-time energy irradiation.
[0024]
In the invention according to any one of claims 1 to 12, as described in claim 13, in the photocatalyst containing layer side substrate, the thickness is 0.2 μm on the photocatalyst containing layer. Spacers within a range of 10 μm are formed in a pattern, and it is preferable to irradiate the spacer with the spacer and the decomposition / removal layer in contact with each other. Since the photocatalyst-containing layer is covered with the spacer in the portion where the spacer is formed, this portion is not decomposed and removed on the decomposition / removal layer even when irradiated with energy. Therefore, it is possible to decompose and remove the decomposition removal layer other than the pattern in which the spacer is formed.
[0025]
Furthermore, in the invention of the thirteenth aspect, as described in the fourteenth aspect, the spacer is preferably a photocatalyst-containing layer side light-shielding portion formed of a light-shielding material. Since the spacer is the photocatalyst containing layer side light shielding part, it becomes possible to form a higher definition pattern by performing energy irradiation in a state where the photocatalyst containing layer side light shielding part is in close contact with the decomposition removal layer. It is.
[0026]
In the invention according to any one of claims 1 to 14, as described in claim 15, the photocatalyst-containing layer is preferably a layer made of a photocatalyst. This is because if the photocatalyst-containing layer is a layer composed only of the photocatalyst, the efficiency of decomposing and removing the decomposition / removal layer can be improved, and a color filter can be produced efficiently.
[0027]
In the invention described in claim 15, as described in claim 16, the photocatalyst-containing layer is preferably a layer formed by forming a photocatalyst on a substrate by a vacuum film-forming method. By forming the photocatalyst-containing layer by a vacuum film-forming method, it is possible to obtain a homogeneous photocatalyst-containing layer having a uniform film thickness with less surface irregularities, and the decomposition and removal layer can be decomposed and removed with high efficiency. Because it can.
[0028]
In the invention according to any one of claims 1 to 14, as described in claim 17, the photocatalyst-containing layer may be a layer having a photocatalyst and a binder. By using the binder in this manner, it becomes possible to form the photocatalyst-containing layer relatively easily, and as a result, the color filter can be manufactured at low cost.
[0029]
In the invention according to any one of claims 1 to 17, as described in claim 18, the photocatalyst is made of titanium oxide (TiO 2). 2 ), 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 It is preferable that it is 1 type, or 2 or more types of substances selected from these. This is because when the photocatalyst is the above substance, the catalytic reaction can be efficiently advanced. Further, among the above substances, as described in claim 19, the photocatalyst is titanium oxide (TiO 2). 2 ) Is preferable. This is because titanium dioxide has a high band gap energy and is effective as a photocatalyst, and is chemically stable, non-toxic and easily available.
[0030]
In the invention according to any one of claims 1 to 19, as described in claim 20, even if the energy irradiation is performed while heating the photocatalyst-containing layer. Good. This is because the effect of the photocatalyst can be enhanced by performing the energy irradiation while heating the photocatalyst-containing layer, and the decomposition / removal layer can be decomposed and removed by short-time energy irradiation.
[0031]
In the invention according to any one of claims 1 to 20, as described in claim 21, the contact angle with the liquid on the transparent substrate has a surface tension of 40 mN / m. The contact angle with the liquid is preferably less than 10 degrees. When the contact angle with the liquid on the transparent substrate exposed when the decomposition removal layer is decomposed and removed by the photocatalyst is the above value, the exposed transparent substrate can be made a lyophilic region. This is because the pixel portion and the light shielding portion can be easily formed by an ink jet method or the like.
[0032]
In the invention according to any one of claims 1 to 21, as described in claim 22, a contact angle with a liquid having a surface tension of 40 mN / m on the decomposition removal layer is as follows. It is preferably 10 ° or more. Since the contact angle with the liquid on the decomposition / removal layer is the above value, it is possible to make the liquid filter repellent as compared with the base material exposed by decomposition and removal. It is because it becomes possible to manufacture.
[0033]
In the invention according to any one of claims 1 to 22, as described in claim 23, the decomposition / removal layer includes a self-assembled monolayer, a Langmuir-Blodgett film, Or it is preferable that it is either of alternate adsorption films. This is because these films are easy to form a thin film, are relatively strong, and have good adhesion to the substrate.
[0034]
In the invention according to any one of claims 1 to 23, as described in claim 24, the light shielding part is preferably made of a resin. This is because when the light shielding portion is a resin, it can be easily formed by a wet method.
[0036]
According to the present invention, it is possible to form a high-definition pattern by having a decomposition removal layer that can be decomposed and removed by a photocatalyst provided to form the pixel portion or the light shielding portion. This is because it is possible to provide a color filter that is easy to manufacture.
[0037]
The present invention Claim 25 As described in the above, a transparent base material, a pixel portion in which a plurality of colors are provided in a predetermined pattern by an inkjet method on the transparent base material, a light shielding portion provided at a boundary portion of the pixel portion, and the light shielding portion Provided is a color filter characterized by having a decomposition removal layer that can be decomposed and removed by the action of the photocatalyst formed thereon and does not contain a photocatalyst. By forming a decomposition / removal layer on the light-shielding portion that has a larger contact angle with the liquid than on the transparent substrate, it is possible to prevent color mixing of the ink during the formation of the color filter. This is because a color filter having a simple pattern can be provided.
[0038]
In the present invention, Claim 26 The color filter manufactured by the method for manufacturing a color filter according to any one of claims 1 to 24 and a substrate facing the color filter are provided, and the substrate is disposed between both substrates. A liquid crystal display device comprising a liquid crystal compound sealed therein is provided. The color filter manufactured by the above-described color filter manufacturing method has a high-definition pattern and can be produced at low cost. By using this color filter, high-definition liquid crystal display at low cost is possible. This is because a device can be obtained.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a color filter manufacturing method, a color filter, and a liquid crystal display device. Each will be described below.
[0040]
A. Manufacturing method of color filter
The color filter manufacturing method of the present invention includes five embodiments. Hereinafter, each embodiment will be described.
[0041]
1. First embodiment
The first embodiment of the method for producing a color filter of the present invention comprises:
(1) forming a light shielding part on the transparent substrate;
(2) A decomposition removal layer having a higher contact angle with a liquid compared to the surface of the transparent substrate and decomposed and removed by the action of a photocatalyst on the surface of the transparent substrate on which the light shielding portion is formed. Forming a step;
(3) After disposing the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate formed by forming a photocatalyst-containing layer on the substrate and the decomposition removal layer with a gap of 200 μm or less, a predetermined Irradiating energy from the direction of forming a pixel portion forming portion made of a transparent base material that is exposed by disassembly and removal of the decomposition removal layer in a pattern, and
(4) Coloring this pixel portion forming portion by an ink jet method to form a pixel portion;
It is the method characterized by including.
[0042]
In this embodiment, for example, as shown in FIG. 1, a light shielding portion 2 is formed on a transparent base material 1 (FIG. 1A), a decomposition removal layer 3 is formed on the surface, and a color filter substrate 4 is formed. Is prepared (FIG. 1B). Next, the photocatalyst containing layer side substrate formed on the base 22 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 and the decomposition removal layer 3 are arranged with a certain gap, and the photocatalyst containing layer side substrate is used using the photomask 24. The energy 10 is irradiated from the 21 side (FIG. 1C). Thereby, the decomposition / removal layer 3 of the pixel portion forming unit 5 irradiated with energy is decomposed and removed. Here, since the decomposition removal layer 3 has a higher contact angle with the liquid as compared with the surface of the transparent substrate 1, the decomposition removal layer 3 is decomposed and removed, and the region where the transparent substrate 1 is exposed is regarded as a parent. The liquid region and the region where the decomposition / removal layer 3 remains can be made a liquid repellent region. Therefore, the pixel portion forming portion 5 from which the decomposition / removal layer 3 has been decomposed and removed in the above step is a lyophilic region, and the pixel portion forming portion ink is used for the pixel portion forming portion 5 by using the inkjet device 11. The pixel portion 6 is formed by attaching 12 (FIGS. 1D and 1E).
[0043]
Hereinafter, these steps will be described separately. Note that the color filter substrate in the present embodiment refers to a substrate in a state where the color filter used in the liquid crystal display device is in the manufacturing process.
[0044]
(Shading part formation process)
First, the formation process of the light shielding part will be described. As an example, as shown in FIG. 1A, the light shielding part of the present embodiment has the light shielding part 2 formed on the transparent substrate 1 by a conventional method. The transparent base material and the light shielding part used in the light shielding part forming step of this embodiment will be described below.
[0045]
In this embodiment, for example, as shown in FIG. 1, a light shielding portion 2 and a decomposition removal layer 3 described later are provided on a transparent substrate 1. The transparent substrate is not particularly limited as long as it is conventionally used for a color filter. For example, it is a non-flexible transparent material such as quartz glass, Pyrex (registered trademark), or synthetic quartz plate. A transparent material having flexibility such as a rigid material or a transparent resin film or an optical resin plate can be used. Among them, Corning 7059 glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is an alkali-free glass containing no alkali component in the active matrix. Suitable for color filters for color liquid crystal display devices. In this embodiment, the transparent substrate is usually transparent, but a reflective substrate or a white colored substrate can also be used. In addition, the transparent substrate may be subjected to surface treatment for preventing alkali elution, imparting gas barrier properties or other purposes as required.
[0046]
In the present embodiment, the transparent substrate is preferably lyophilic, specifically, the contact angle with a liquid having a surface tension of 40 mN / m is preferably less than 10 degrees, and more preferably, the surface The contact angle with a liquid having a tension of 40 mN / m is 5 degrees or less, particularly preferably 1 degree or less. The transparent substrate may be a surface treated so that the surface is lyophilic. Examples of the surface treatment so that the surface of the material is lyophilic include lyophilic surface treatment by plasma treatment using argon, water, etc., and as a lyophilic layer formed on a transparent substrate Examples thereof include a silica film obtained by a sol-gel method of tetraethoxysilane. In this embodiment, the portion where the transparent base material is exposed is usually defined as the lyophilic region.
[0047]
Here, in this embodiment, if the contact angle with the liquid in the region is 1 degree or more smaller than the contact angle with the liquid in the adjacent region, it is referred to as a lyophilic region, and conversely, the region is adjacent to the region. If the contact angle with the liquid is greater than 1 degree, the liquid repellent region is defined.
[0048]
In addition, the contact angle with the liquid here refers to a contact angle with a liquid having various surface tensions measured using a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). 30 seconds after dropping), and the result was obtained or the result was graphed. In this measurement, the liquid having various surface tensions is a value using a wetting index standard solution manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.
[0049]
Next, the light shielding part in this embodiment will be described.
[0050]
In this embodiment, the method for forming the light-shielding part on the transparent substrate is not particularly limited, and a metal thin film such as chromium having a thickness of about 1000 to 2000 mm is formed by, for example, a sputtering method or a vacuum deposition method. And the method of forming by patterning this thin film etc. can be mentioned.
[0051]
The light shielding part may be a layer in which light shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments and organic pigments are contained in a resin binder. In the present embodiment, this resinous light shielding part. Part. The thickness of such a resinous light-shielding part can be set within a range of 0.5 to 10 μm, and can generally be higher than when a metal thin film is used.
[0052]
Also, the resin binder used may be one or a mixture of two or more resins such as polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, cellulose, photosensitive resin, An O / W emulsion type resin composition, for example, an emulsion of reactive silicone can be used. As a patterning method for the resinous light shielding portion, a generally used method such as a photolithography method or a printing method can be used. In this embodiment, it can be said that the resinous light shielding portion is preferable because it can be easily formed by a wet method.
[0053]
(Step of forming a decomposition removal layer)
Next, the process of forming the decomposition removal layer will be described. In the step of forming the decomposition / removal layer of this embodiment, as shown in FIG. 1B, for example, the decomposition / removal layer 3 is formed on the color filter substrate 4 formed by the above-described light-shielding portion 2 formation step. It is formed. Hereinafter, the decomposition removal layer will be described.
[0054]
The decomposition / removal layer in this embodiment may be any layer as long as it has a higher contact angle with the liquid and can be decomposed and removed by the action of the photocatalyst as compared with the transparent substrate described above.
[0055]
As described above, since the portion irradiated with energy is decomposed and removed by the action of the photocatalyst, the decomposition / removal layer has a pattern composed of a portion with and without the decomposition / removal layer without performing a development process or a washing step, that is, has an unevenness. A pattern can be formed.
[0056]
This decomposition / removal layer is oxidatively decomposed and vaporized by the action of the photocatalyst by energy irradiation, and is therefore removed without any special post-treatment such as development / washing process. Depending on the material, a cleaning process or the like may be performed.
[0057]
In addition, the decomposition / removal layer used in the present embodiment not only forms irregularities, but also the decomposition / removal layer has a higher contact angle with the liquid as compared to the surface of the transparent substrate. As a result, the region where the transparent substrate is exposed can be made lyophilic, and the region where the decomposition and removal layer remains can be made lyophobic. In addition, various patterns can be formed by attaching ink to the lyophilic region by an ink jet method.
[0058]
Here, the contact angle with the liquid on the surface of the decomposition removal layer of this embodiment is 10 ° or more, preferably 10 with a liquid with a surface tension of 30 mN / m. It is preferable that the contact angle with a liquid having a surface tension of 20 mN / m is 10 ° or more. When the contact angle with the liquid is smaller than the above range, the decomposition / removal layer is decomposed and removed, and the area where the transparent substrate is exposed is defined as the lyophilic area, and the area where the decomposition / removal layer remains is defined as the liquid repellent area. This is because it is difficult to form a high-definition pattern. Here, the contact angle with the liquid is a value measured by the method described above. In the present embodiment, the portion where the decomposition and removal layer remains in this way is usually a liquid repellent region.
[0059]
Specific examples of the film that can be used for such a decomposition and removal layer include a film made of a fluorine-based or hydrocarbon-repellent resin or the like. These fluorine-based and hydrocarbon-based resins are not particularly limited as long as they have liquid repellency, and these resins are dissolved in a solvent, for example, a general composition such as a spin coating method. It can be formed by a film method.
[0060]
In the present invention, since a functional thin film, that is, a self-assembled monomolecular film, a Langmuir-Brocket film, and an alternating adsorption film can be used, it is possible to form a film without defects. It can be said that it is more preferable to use such a film forming method.
[0061]
Here, the self-assembled monomolecular film, the Langmuir-Brocket film, and the alternating adsorption film used in the present embodiment will be specifically described.
[0062]
(I) Self-assembled monolayer
Although the inventors do not know the existence of an official definition of self-assembled monolayer, a commentary on what is generally recognized as a self-assembled membrane is, for example, a review by Abraham Ulman. "Formation and Structure of Self-Assembled Monolayers", Chemical Review, 96, 1533-1554 (1996) is excellent. Referring to this review article, a self-assembled monolayer can be said to be a monolayer formed as a result of adsorbing and binding (self-organizing) appropriate molecules to the appropriate substrate surface. Examples of materials capable of forming a self-assembled film include surfactant molecules such as fatty acids, organosilicon molecules such as alkyltrichlorosilanes and alkylalkoxides, organic sulfur molecules such as alkanethiols, and alkyl phosphates. And organic phosphoric acid molecules. The common commonality of the molecular structure is that there is a functional group that has a relatively long alkyl chain and that interacts with the substrate surface at one molecular end. The portion of the alkyl chain is a source of intermolecular force when molecules are packed two-dimensionally. However, the example shown here has the simplest structure, having a functional group such as an amino group or a carboxyl group at the other end of the molecule, an alkylene chain part having an oxyethylene chain, or a fluorocarbon chain. Self-assembled monolayers composed of various molecules such as those of complex type chains have been reported. There is also a composite type self-assembled monolayer composed of a plurality of molecular species. In addition, recently, a polymer having a plurality of functional groups (which may have one functional group) or a linear polymer (which may have a branched structure) as represented by dendrimers has been developed. One formed on the surface of the substrate (the latter is collectively referred to as a polymer brush) may be considered as a self-assembled monolayer. In the present embodiment, these are also included in the self-assembled monolayer.
[0063]
(Ii) Langmuir-Blodgett membrane
If the Langmuir-Blodgett film used in this embodiment is formed on a substrate, there is no significant difference in form from the above-described self-assembled monolayer. It can be said that the Langmuir-Blodgett film is characterized by its formation method and the advanced two-dimensional molecular packing properties (high orientation and high order). That is, in general, Langmuir-Blodgett film-forming molecules are first developed on the gas-liquid interface, and the developed film is condensed by the trough to change into a highly packed condensed film. In practice, this is transferred to a suitable substrate for use. It is possible to form a monomolecular film to a multilayer film of an arbitrary molecular layer by the method outlined here. Further, not only low molecules but also polymers and colloidal particles can be used as the film material. Recent examples of the application of various materials are described in detail in the review by Tokuharu Miyashita et al. “Prospects for Nanotechnology for the Creation of Soft Nanodevices” Polymer Vol. 50, September, 644-647 (2001).
[0064]
(Iii) Alternate adsorption film
Alternating adsorption film (Layer-by-Layer Self-Assembled Film) is generally laminated by adsorbing and bonding at least two materials with positive or negative functional groups sequentially onto the substrate. It is a film | membrane formed by doing. Since a material having a large number of functional groups has many advantages such as increased strength and durability of the membrane, recently, an ionic polymer (polymer electrolyte) is often used as a material. Further, particles having surface charges such as proteins, metals and oxides, so-called “colloid particles” are also frequently used as film-forming substances. More recently, membranes that actively utilize weaker interactions than ionic bonds such as hydrogen bonds, coordination bonds, and hydrophobic interactions have been reported. A relatively recent example of alternating adsorption films is slightly biased toward materials with electrostatic interaction as the driving force, but a review by Paula T. Hammond "Recent Explorations in Electrostatic Multilayer Thin Film Assembly"& Interface Science, 4, 430-442 (2000). For example, the alternate adsorption film is formed by repeating a cycle of adsorption-cleaning of a material having a positive (negative) charge-adsorption-cleaning of a material having a negative (positive) charge a predetermined number of times. It is a film to be made. As with Langmuir-Blodgett membranes, no development-condensation-transfer operations are required. Further, as apparent from the difference in these production methods, the alternate adsorption film generally does not have a two-dimensional high orientation / high order like the Langmuir-Blodgett film. However, the alternate adsorption film and its manufacturing method have advantages over conventional film formation methods, such as the ability to easily form a dense film without defects and the ability to form even fine irregular surfaces, tube inner surfaces, and spherical surfaces. Have many.
[0065]
Further, the thickness of the decomposition / removal layer is not particularly limited as long as it is a thickness that can be decomposed and removed by energy irradiated in an energy irradiation step described later. The specific film thickness varies greatly depending on the type of energy to be irradiated, the material of the decomposition removal layer, and the like, but is generally within the range of 0.001 μm to 1 μm, particularly 0.01 μm to 0.001. It is preferable to be within the range of 1 μm.
[0066]
(Process for forming pixel portion forming portion in pattern)
Next, a process of forming a pattern in the pixel portion forming portion in this embodiment will be described. For example, as shown in FIG. 1C, the step of forming the pixel portion forming portion in a pattern in this embodiment is performed by reducing the photocatalyst containing layer 23 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 and the decomposition removal layer 3 to 200 μm or less. In order to irradiate, energy 10 is irradiated in a pattern using a photomask 24 in a pattern of the pixel portion formation portion. This is a step of forming the pixel portion forming portion 5 in which the decomposition removal layer 3 is decomposed and removed to be a lyophilic region. In this step, first, a photocatalyst-containing layer substrate is prepared, the photocatalyst-containing layer substrate is disposed with a gap from the above-described decomposition removal layer, and energy irradiation is performed. Hereinafter, these steps will be described.
[0067]
a. Preparation of photocatalyst-containing layer substrate
The photocatalyst containing layer side substrate in this embodiment will be described.
[0068]
The photocatalyst-containing layer side substrate has a base and a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst formed on the base. Such a photocatalyst-containing layer side substrate has at least a photocatalyst-containing layer and a substrate, and is usually formed by forming a thin-film photocatalyst-containing layer formed on a substrate by a predetermined method. Moreover, the thing in which the light shielding part formed in the pattern shape was formed can also be used for this photocatalyst containing layer side board | substrate. Hereinafter, each of these configurations will be described.
[0069]
(I) Photocatalyst containing layer
The photocatalyst-containing layer used in the present embodiment is not particularly limited as long as the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer decomposes the target decomposition removal layer, and includes a photocatalyst and a binder. It may be a film formed with a photocatalyst alone. The surface may be lyophilic or lyophobic.
[0070]
The photocatalyst-containing layer used in this embodiment may be one in which a photocatalyst-containing layer 23 is formed on the entire surface of the base 22 of the photocatalyst-containing layer side substrate 21 as shown in FIG. 2A, for example. However, for example, as shown in FIG. 3, a photocatalyst containing layer 23 may be formed on a pattern on a base 22 of a photocatalyst containing layer side substrate 21.
[0071]
By forming the photocatalyst-containing layer in a pattern like this, as described in the energy irradiation step described later, when the photocatalyst-containing layer is irradiated with energy by disposing the photocatalyst-containing layer at a predetermined interval, It is not necessary to perform pattern irradiation using a photomask or the like, and the decomposition removal layer can be decomposed into a pattern by irradiating the entire surface.
[0072]
The photocatalyst-containing layer patterning method is not particularly limited, but can be performed by, for example, a photolithography method.
[0073]
In addition, since only the part on the decomposition / removal layer facing the photocatalyst containing layer is actually decomposed and removed, the energy irradiation direction is such that the part where the photocatalyst containing layer and the decomposition / removal layer face is irradiated with energy. If it exists, you may irradiate from what direction, and also has the advantage that the energy irradiated is not limited to parallel things, such as parallel light in particular.
[0074]
Thus, the action mechanism of the photocatalyst represented by titanium dioxide as described later in the photocatalyst-containing layer is not necessarily clear, but the carrier generated by light irradiation reacts directly with a nearby compound, or It is considered that the active oxygen species generated in the presence of oxygen and water change the chemical structure of organic matter. In this embodiment, it is considered that this carrier acts on the compound in the decomposition removal layer disposed in the vicinity of the photocatalyst containing layer.
[0075]
As a photocatalyst used in this embodiment, for example, titanium dioxide (TiO 2) known as an optical semiconductor. 2 ), 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 1) or a mixture of two or more selected from these.
[0076]
In this embodiment, 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 anatase type and rutile type, and both can be used in this embodiment, but anatase type titanium dioxide is preferable. Anatase type titanium dioxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.
[0077]
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.
[0078]
The smaller the particle size of the photocatalyst, the more effective the photocatalytic reaction takes place. The average particle size is preferably 50 nm or less, and particularly preferably a photocatalyst of 20 nm or less.
[0079]
The photocatalyst-containing layer in this embodiment may be formed of a photocatalyst alone as described above, or may be formed by mixing with a binder.
[0080]
In the case of a photocatalyst-containing layer composed only of a photocatalyst, the efficiency for decomposition and removal on the decomposition and removal layer is improved, which is advantageous in terms of cost such as shortening of processing time. On the other hand, in the case of a photocatalyst containing layer comprising a photocatalyst and a binder, there is an advantage that the photocatalyst containing layer can be easily formed.
[0081]
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, and this enables the decomposition and removal layer to be uniformly decomposed. In addition, since it is composed only of a photocatalyst, the decomposition / removal layer can be efficiently decomposed as compared with the case of using a binder.
[0082]
Examples of a method for forming a photocatalyst-containing layer composed only of a photocatalyst include a method in which amorphous titania is formed on a substrate when the photocatalyst is titanium dioxide, and then the phase is changed to crystalline titania by firing. 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.
[0083]
Moreover, when using a binder, what has the high bond energy that the main frame | skeleton of a binder is not decomposed | disassembled by photoexcitation of said photocatalyst is preferable, for example, organopolysiloxane etc. can be mentioned.
[0084]
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. The coating solution can be formed by coating on a substrate. As the solvent to be used, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The coating can be performed by a known coating method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating or bead coating. When an ultraviolet curable component is contained as the binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by irradiating ultraviolet rays and performing a curing treatment.
[0085]
Moreover, an amorphous silica precursor can be used as a binder. This amorphous silica precursor has the general formula SiX 4 X is preferably a silicon compound such as halogen, methoxy group, ethoxy group, or acetyl group, silanol as a hydrolyzate thereof, or polysiloxane having an average molecular weight of 3000 or less.
[0086]
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, 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 performed 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.
[0087]
When the binder is used, the content of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer can be set in the range of 5 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight. The thickness of the photocatalyst containing layer is preferably in the range of 0.05 to 10 μm.
[0088]
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 can be used, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.
[0089]
Furthermore, 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.
[0090]
(Ii) Substrate
In this embodiment, as shown in FIG. 2A, the photocatalyst containing layer side substrate 21 has at least a base 22 and a photocatalyst containing layer 23 formed on the base 22. At this time, the material constituting the substrate to be used is appropriately selected depending on the energy irradiation direction in the energy irradiation step described later, whether the color filter to be obtained requires transparency, or the like.
[0091]
That is, for example, as shown in FIG. 2B, a photomask 24 is arranged on the photocatalyst containing layer side substrate 21 side to form a pattern, or the photocatalyst containing layer side substrate is placed on the photocatalyst containing layer side substrate as will be described later. When the light shielding part is formed in a predetermined pattern in advance and the pattern is formed using the photocatalyst containing layer side light shielding part, it is necessary to irradiate energy from the photocatalyst containing layer side. In such a case, the substrate needs to be transparent.
[0092]
On the other hand, it is also possible to irradiate energy by arranging a photomask on the color filter substrate side. Further, when the light shielding portion is formed in the color filter substrate, energy may be irradiated from the color filter substrate side. In such a case, the transparency of the substrate is not particularly required.
[0093]
The substrate used in this embodiment may be flexible, such as a resinous film, or may be non-flexible, such as a glass substrate. This is appropriately selected depending on the energy irradiation method in the energy irradiation step described later.
[0094]
As described above, the material used for the substrate for the photocatalyst-containing layer side substrate in this embodiment is not particularly limited, but in this embodiment, the photocatalyst-containing layer side substrate is used repeatedly. Therefore, a material having a predetermined strength and having a surface having good adhesion to the photocatalyst containing layer is preferably used.
[0095]
Specific examples include glass, ceramic, metal, and plastic.
[0096]
In order to improve the adhesion between the substrate surface and the photocatalyst containing layer, an anchor layer may be formed on the substrate. Examples of such an anchor layer include silane-based and titanium-based coupling agents.
[0097]
(Iii) Photocatalyst containing layer side light shielding part
As the photocatalyst containing layer side substrate used in the present embodiment, a substrate on which a photocatalyst containing layer side light shielding portion formed in a pattern is formed may be used. Thus, by using the photocatalyst containing layer side substrate having the photocatalyst containing layer side light-shielding portion, it is not necessary to use a photomask or perform drawing irradiation with laser light when irradiating energy. Therefore, since alignment between the photocatalyst-containing layer side substrate and the photomask is not necessary, it is possible to use a simple process, and an expensive apparatus necessary for drawing irradiation is also unnecessary, so that the cost is reduced. Has the advantage of being advantageous.
[0098]
Such a photocatalyst containing layer side light-shielding part having such a photocatalyst containing layer side light shielding part can be made into the following two embodiments depending on the formation position of the photocatalyst containing layer side light shielding part.
[0099]
For example, as shown in FIG. 4, the photocatalyst containing layer side light shielding portion 25 is formed on the base 22 of the photocatalyst containing layer side substrate 21, and the photocatalyst containing layer 23 is formed on the photocatalyst containing layer side light shielding portion 25. This is an embodiment. The other is an embodiment in which a photocatalyst containing layer 23 is formed on a base 22 of a photocatalyst containing layer side substrate 21 and a photocatalyst containing layer side light shielding portion 25 is formed thereon as shown in FIG.
[0100]
In any embodiment, compared to the case of using a photomask, the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion is disposed in the vicinity of the portion where the photocatalyst-containing layer and the decomposition removal layer are located with a gap, Since the influence of energy scattering in the substrate or the like can be reduced, energy pattern irradiation can be performed very accurately.
[0101]
Furthermore, in the embodiment in which the photocatalyst containing layer side light shielding part is formed on the photocatalyst containing layer, when the photocatalyst containing layer and the decomposition removal layer are arranged with a predetermined gap, By making the film thickness coincide with the width of the gap, there is an advantage that the photocatalyst containing layer side light-shielding portion can be used as a spacer for making the gap constant.
[0102]
That is, when the photocatalyst-containing layer and the decomposition / removal layer are arranged with a predetermined gap, the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion and the decomposition / removal layer are arranged in close contact with each other, thereby In this state, by irradiating energy from the photocatalyst-containing layer side substrate, it is possible to accurately form a pattern in which the decomposition / removal layer is decomposed and removed.
[0103]
The method for forming such a photocatalyst-containing layer side light-shielding part is not particularly limited, and is appropriately selected according to the wettability of the formation surface of the photocatalyst-containing layer side light-shielding part, the shielding property against necessary energy, and the like. Used. Here, the formation method and material of the photocatalyst containing layer side light-shielding part are the same as those of the light-shielding part described above. The thickness of such a photocatalyst-containing layer side light-shielding part can be set within a range of 0.5 to 10 μm. Moreover, generally used methods, such as a photolitho method and a printing method, can be used for the patterning method of the photocatalyst containing layer side light-shielding part.
[0104]
In the above description, the two positions of the photocatalyst containing layer side light shielding portion between the substrate and the photocatalyst containing layer and the surface of the photocatalyst containing layer have been described as the formation position of the photocatalyst containing layer side. It is possible to adopt a mode in which the photocatalyst-containing layer side light shielding portion is formed on the surface that is not formed. In this aspect, for example, a case where the photomask is attached to the surface to such an extent that it can be attached and detached can be considered, and it can be suitably used when the color filter is changed in a small lot.
[0105]
(Iv) Primer layer
In this embodiment, as described above, when the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion is formed in a pattern on the substrate and the photocatalyst-containing layer is formed thereon to form the photocatalyst-containing layer side substrate, the photocatalyst-containing layer-side substrate is formed. It is preferable to form a primer layer between the layer-side light-shielding part and the photocatalyst-containing layer.
[0106]
Although the action and function of this primer layer are not necessarily clear, by forming a primer layer between the photocatalyst containing layer side light-shielding portion and the photocatalyst containing layer, the primer layer is decomposed by the action of the photocatalyst. Impurities from openings existing between the photocatalyst containing layer side light shielding part and the photocatalyst containing layer side light shielding part, which are factors that hinder removal, in particular, residues generated when patterning the photocatalyst containing layer side light shielding part, metal, metal It is considered that it has a function of preventing diffusion of impurities such as ions. Therefore, by forming the primer layer, the decomposition and removal process proceeds with high sensitivity, and as a result, a high-resolution pattern can be obtained.
[0107]
In this embodiment, the primer layer prevents impurities present in the opening formed between the photocatalyst containing layer side light shielding part as well as the photocatalyst containing layer side light shielding part from affecting the action of the photocatalyst. Therefore, it is preferable that the primer layer is formed over the entire surface of the photocatalyst containing layer side light shielding portion including the opening.
[0108]
FIG. 6 shows an example of the photocatalyst containing layer side substrate on which such a primer layer is formed. A primer layer 26 is formed on the surface of the substrate 22 on which the photocatalyst containing layer side light shielding portion 25 is formed of the substrate 22 on which the photocatalyst containing layer side light shielding portion 25 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 is formed. The photocatalyst containing layer 23 is formed on the surface of the film.
[0109]
The primer layer in this embodiment is not particularly limited as long as the primer layer is formed so that the photocatalyst containing layer side light-shielding portion of the photocatalyst containing layer side substrate does not contact the photocatalyst containing layer.
[0110]
The material constituting the primer layer is not particularly limited, but an inorganic material that is not easily decomposed by the action of the photocatalyst is preferable. Specific examples include amorphous silica. When such amorphous silica is used, the precursor of amorphous silica is represented by the general formula SiX. 4 X is a silicon compound such as halogen, methoxy group, ethoxy group, or acetyl group, and a hydrolyzate thereof, silanol, or polysiloxane having an average molecular weight of 3000 or less is preferable.
[0111]
The thickness of the primer layer is preferably in the range of 0.001 μm to 1 μm, particularly preferably in the range of 0.001 μm to 0.1 μm.
[0112]
b. Energy irradiation process
In this embodiment, next, after arranging the photocatalyst containing layer and the decomposition removal layer with a gap of 200 μm or less, a step of irradiating energy from a predetermined direction is performed. In this step, the photocatalyst-containing layer and the decomposition / removal layer may be in close contact and subjected to energy irradiation.
[0113]
In the present embodiment, the gap has a very good pattern accuracy, a high photocatalyst sensitivity, and therefore a good efficiency of decomposition and removal, and particularly within a range of 0.2 μm to 10 μm, preferably 1 μm to 5 μm. It is preferable to be within the range. Such a gap range is particularly effective for a small-area color filter substrate capable of controlling the gap with high accuracy.
[0114]
On the other hand, when performing processing on a color filter substrate having a large area of, for example, 300 mm × 300 mm, there is no contact between the photocatalyst-containing layer side substrate and the color filter substrate. It is extremely difficult to form. Therefore, when the color filter 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 degradation of photocatalyst sensitivity and degradation / removal efficiency. This is because there is an effect that unevenness does not occur in the decomposition and removal on the layer.
[0115]
Thus, when irradiating energy to a relatively large area color filter substrate, the setting of the gap in the positioning device between the photocatalyst containing layer side substrate and the color filter substrate in the energy irradiation device is in the range of 10 μm to 200 μm. Especially, it is preferable to set in the range of 25 micrometers-75 micrometers. By making the set value within such a range, the pattern accuracy is not significantly reduced and the sensitivity of the photocatalyst is not greatly deteriorated, and the photocatalyst containing layer side substrate and the color filter substrate are not in contact with each other. Because it becomes possible to do.
[0116]
Thus, by disposing the photocatalyst-containing layer and the decomposition removal layer surface 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 and the decomposition removal layer is narrower than the above range, it is difficult to desorb the active oxygen species, and as a result, there is a possibility that the decomposition removal rate may be slowed. Absent. In addition, it is not preferable that the active oxygen species generated are difficult to reach the decomposition / removal layer, and the rate of change in decomposition / removal may be slowed in this case, if the distance is larger than the above range.
[0117]
In this embodiment, such an arrangement state with a gap need only be maintained at least during energy irradiation.
[0118]
An example of a method for uniformly forming such a very narrow gap and disposing the photocatalyst-containing layer and the decomposition removal layer is a method using a spacer. By using the spacer in this way, a uniform gap can be formed, and the portion in contact with the spacer is not affected by the photocatalytic action on the surface of the decomposition removal layer. It is possible to form a predetermined pattern on the decomposition removal layer by having the same pattern as the above.
[0119]
In this embodiment, such a spacer may be formed as one member, but for simplification of the process, etc., as described in the column of the photocatalyst containing layer side substrate, It is preferable to form on the surface of the photocatalyst containing layer. In the description of the photocatalyst-containing layer side substrate preparation step, the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion has been described. However, in this embodiment, such a spacer does not act on the surface of the decomposition removal layer. Since it only needs to have a function of protecting the surface, it may be formed of a material that does not have a function of shielding the energy to be irradiated.
[0120]
The energy irradiation (exposure) in the present embodiment is a concept including irradiation of any energy beam capable of decomposing and removing the decomposition / removal layer by the photocatalyst-containing layer, and is limited to irradiation with visible light. It is not a thing.
[0121]
Usually, the wavelength of light used for such energy irradiation is set in the range of 400 nm or less, preferably in the range of 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.
[0122]
Examples of light sources that can be used for such energy irradiation include mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, excimer lamps, and various other light sources.
[0123]
In addition to the method of performing pattern irradiation through a photomask using the 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.
[0124]
Here, the energy irradiation amount at the time of energy irradiation is an irradiation amount necessary for the decomposition removal layer surface to be decomposed and removed by the action of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer.
[0125]
In this case, it is preferable in that the photocatalyst-containing layer is irradiated with energy while heating, whereby sensitivity can be increased and efficient decomposition and removal can be performed. Specifically, it is preferable to heat within a range of 30 ° C to 80 ° C.
[0126]
The energy irradiation direction in this embodiment may be from the photocatalyst containing layer side substrate side, or may be from the color filter substrate side using the photocatalyst containing layer side light shielding portion described above as a mask. Here, when the photocatalyst containing layer side light shielding part is formed on the photocatalyst containing layer side substrate, it is necessary to irradiate energy from the photocatalyst containing layer side substrate side, and in this case, the photocatalyst containing layer side substrate is irradiated. Must be transparent to the energy produced. In this case, in the case where the photocatalyst containing layer side light shielding part is formed on the photocatalyst containing layer and this photocatalyst containing layer side photocatalyst containing layer side light shielding part is used so as to have the function as the spacer as described above. The energy irradiation direction may be from the photocatalyst containing layer side substrate side or from the color filter substrate side.
[0127]
In this embodiment, the color filter substrate may be irradiated with energy from the entire color filter substrate side because the light shielding portion as described above is formed. Thereby, energy is not irradiated only to the part of the decomposition removal layer formed on the upper surface of the light shielding part, and only the pixel part forming part can be irradiated with energy. Therefore, energy pattern irradiation can be performed without using a photomask or the like.
[0128]
Furthermore, the energy irradiation direction in the case where the photocatalyst containing layer is formed in a pattern may be irradiated from any direction as long as the energy is applied to the portion where the photocatalyst containing layer and the decomposition removal layer are in contact. Similarly, in the case of using the above-described spacer, irradiation may be performed from any direction as long as energy is applied to the contact portion. Here, when using a photomask, it is necessary to irradiate energy from the side where the photomask is arranged.
[0129]
When the energy irradiation as described above is completed, the photocatalyst-containing layer side substrate is separated from the contact position with the decomposition removal layer. By the above-described energy irradiation, the decomposition / removal layer 3 of the pixel portion forming portion is decomposed as shown in FIG. 1D, and the pixel portion forming portion 5 is formed as a lyophilic region where the transparent substrate 1 is exposed in a pattern. Has been.
[0130]
Here, in this embodiment, it is preferable that the width of the pixel portion forming portion is formed wider than the width of the opening formed by the light shielding portion. As a result, when the backlight is irradiated after the liquid crystal display device is completed, there is no possibility that the backlight passes through a portion where the pixel portion is not formed, and inconvenience such as color loss does not occur. . For example, as shown in FIG. 1C, the photocatalyst containing layer side light shielding part of the photocatalyst 24 of the photocatalyst containing substrate 21 for forming the pixel part forming part 5 made of a lyophilic region is used as a color filter substrate. It can be formed by making the width narrower than the one light-shielding portion 2 or the like.
[0131]
(Pixel part formation process)
Next, a process for forming the pixel portion in this embodiment will be described. 1D, for example, as shown in FIG. 1D, the pixel portion forming ink 12 is formed on the pixel portion forming portion 5 in which the transparent base material 1 is exposed to be a lyophilic region by using the ink jet device 11. , And colored in red, green and blue, respectively, to form the pixel portion 6.
[0132]
In this case, since the pixel portion forming portion 5 is a lyophilic region as described above, the pixel portion forming ink 12 ejected from the inkjet device 11 spreads uniformly in the pixel portion forming portion 5. In addition, since the region where the decomposition removal layer that has not been irradiated with energy remains is a liquid repellent region, the ink is repelled and removed in this region.
[0133]
The normal pixel portion is formed of three colors of red (R), green (G), and blue (B). The coloring pattern and the coloring area in the pixel portion can be arbitrarily set. Ink-jet inks that form such pixel portions are largely classified into water-based and oil-based inks, but any ink can be used in this embodiment, but water is used due to surface tension. A base water-based ink is preferred.
[0134]
In the water-based ink used in this embodiment, water alone or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent can be used as a solvent. On the other hand, oil-based inks that are based on a solvent with a high boiling point are preferably used in order to prevent clogging of the head. Known colorants and dyes are widely used as colorants used in such ink jet inks. Further, in order to improve dispersibility and fixability, resins that are soluble or insoluble in a solvent can be contained. Other surfactants such as nonionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants; antiseptics; antifungal agents; pH adjusters; antifoaming agents; UV absorbers; viscosity modifiers: surface tension modifiers, etc. May be added as necessary.
[0135]
Ordinary ink jet inks cannot contain a large amount of binder resin due to their low suitable viscosity. However, the colorant itself can have fixing ability by granulating it in the form of wrapping the colorant particles in the ink. it can. Such an ink can also be used in this embodiment. Furthermore, so-called hot melt inks and UV curable inks can also be used.
[0136]
In this embodiment, it is particularly preferable to use UV curable ink. By using a UV curable ink, the ink can be colored by an ink jet method to form a pixel portion, and then irradiated with UV, whereby the ink can be quickly cured and immediately sent to the next step. Therefore, a color filter can be manufactured efficiently. Further, as described above, since the ink in the pixel portion forming portion spreads uniformly, when the ink is solidified in this way, it is possible to form a pixel portion without color loss or color unevenness. And if necessary, you may provide a protective layer on this.
[0137]
Such a UV curable ink is mainly composed of a prepolymer, a monomer, a photoinitiator and a colorant. As the prepolymer, any of prepolymers such as polyester acrylate, polyurethane acrylate, epoxy acrylate, polyether acrylate, oligo acrylate, alkyd acrylate, polyol acrylate, and silicon acrylate can be used without any particular limitation.
[0138]
Monomers include vinyl monomers such as styrene and vinyl acetate; monofunctional acrylic monomers such as n-hexyl acrylate and phenoxyethyl acrylate; diethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, hydroxypiperic acid ester neopentyl glycol diacrylate Polyfunctional acrylic monomers such as trimethylolpropane triacrylate and dipentaerystol hexaacrylate can be used. The prepolymer and the monomer may be used alone or in combination of two or more.
[0139]
Photopolymerization initiators are isobutyl benzoin ether, isopropyl benzoin ether, benzoin ethyl ether, benzoin methyl ether, 1-phenyl-1,2-propadion-2-oxime, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, benzyl, hydroxy Cyclohexyl phenyl ketone, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzophenone, chlorothioxanthone, 2-chlorothioxanthone, isopropylthioxanthone, 2-methylthioxanthone, chlorine-substituted benzophenone, halogen-substituted alkyl -From allyl ketone etc., what can obtain desired hardening wettability and recording wettability can be selected and used. In addition, photoinitiators such as aliphatic amines and aromatic amines; and photosensitizers such as thioxanthone may be added as necessary.
[0140]
In addition, the ink jet apparatus used in the present embodiment is not particularly limited, but a method in which charged ink is continuously ejected and controlled by a magnetic field, and a method in which ink is intermittently ejected using a piezoelectric element. Ink jet apparatuses using various methods such as a method of heating ink and intermittently ejecting the ink by using the bubbling can be used.
[0141]
Here, in this embodiment, as described above, the pixel portion may be formed by one-time energy irradiation and ink adhesion to the energy irradiation portion. The distance between the pixel portion forming portions which are lyophilic regions irradiated with is short. Therefore, there is a possibility that problems such as ink mixing may occur when the pixel portion is formed. As a method of avoiding such a problem, a method of performing energy irradiation and formation of a pixel portion as described below at least twice can be given.
[0142]
FIG. 7 shows an example in which energy irradiation and pixel portion formation are performed in two steps. In the same manner as in the example shown in FIG. 1 described above, the light shielding portion 2 is formed on the transparent substrate 1, and the decomposition removal layer 3 is formed so as to cover the light shielding portion 2. The decomposition removal layer 3 and the photocatalyst containing layer 23 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 are arranged with a certain gap, and a photomask 24 is formed so that every other pixel part forming part is formed with a pixel part. Is used to irradiate energy 10 using a photocatalyst-containing substrate (FIG. 7A). The decomposition removal layer is decomposed and removed in the above-described process, and the pixel portion forming ink 12 is attached to every other pixel portion formation portion 5 which has been made a lyophilic region using the inkjet device 11 (FIG. 7B). . Thereby, the pixel part 6 is formed in every other part of a pixel part formation part (FIG.7 (C)). Note that the pixel portion formed here is preferably liquid-repellent in order to prevent the ink from being colored on the pixel portion by the second ink jet device, and the surface of the pixel portion is preferably made of a silicone compound or the like. You may make it process with ink repellent processing agents, such as a fluorine-containing compound.
[0143]
Then, the decomposition / removal layer 3 in which every other pixel portion 6 is formed and the photocatalyst layer 23 are arranged with a certain gap in the same manner as described above, and the energy 10 is again irradiated from the photocatalyst containing layer side substrate 21 side. As a result, the decomposition / removal layer 3 of the pixel portion forming portion that has not been decomposed and removed in the above-described step is decomposed and removed (FIG. 7C). As a result, the pixel portion forming ink 12 is attached to the pixel portion forming portion 5 which has been made lyophilic by decomposing the decomposition removal layer and exposing the transparent base material using the ink jet device 11 in the same manner as described above. Thus, a color filter can be obtained (FIG. 7D).
[0144]
According to this method, the distance between the pixel portions can be reduced or eliminated, so that a colored layer (an aggregate of pixel portions) having excellent smoothness can be formed. In addition, when the first pixel portion is formed, the space between the formed pixel portions is wide, so that the ink does not mix beyond this portion. Accordingly, it is possible to obtain a high-quality color filter free from ink color mixing.
[0145]
In the above-described method, every other pixel portion 6 is formed at the first time. However, the present invention is not limited to this, and the pixel portion formed first may not be adjacent. For example, the shape may be changed depending on the shape of the pixel portion of the color filter, such as a staggered pattern. In the above description, the pixel portion is formed in two steps. However, if necessary, the pixel portion may be formed three or more times.
[0146]
(About liquid-repellent protrusions)
In this embodiment, after the step of forming the decomposition removal layer, the photocatalyst-containing layer on the light shielding portion is irradiated with energy to form a liquid repellent convex energy irradiation portion, and this liquid repellent convex portion energy. You may make it have the process of forming a liquid-repellent convex part in an irradiation part.
[0147]
The step of forming the liquid repellent convex portion will be described with reference to FIG. 8 as an example. In the same manner as in the first embodiment shown in FIG. 1 described above, the light shielding portion 2 is formed on the transparent substrate 1, and the decomposition removal layer 3 is formed so as to cover them. The decomposition removal layer 3 and the photocatalyst containing layer 23 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 are arranged with a certain gap, and a photomask 24 is used in a pattern that forms a liquid repellent convex part on the light shielding part 2. Irradiation with energy 10 is performed (FIG. 8A). Here, it is preferable that the contact angle between the decomposition removal layer 3 and the liquid is larger than the contact angle between the light shielding portion and the liquid. Thereby, the liquid-repellent convex portion forming portion 7 from which the decomposition / removal layer 3 is decomposed and removed can be made a lyophilic region, and the liquid-repellent convex portion such as a UV curable resin monomer can be easily formed by the inkjet device 11. This is because the forming ink 8 can be adhered (FIG. 8B). The method for applying the liquid repellent convex ink is not limited to the method using an ink jet apparatus, and other methods such as dip coating can be used.
[0148]
Then, the liquid repellent convex portion 9 is formed on the light shielding portion 2 by curing the liquid repellent convex portion forming ink 8 by UV irradiation or the like (FIG. 8C). The width of the liquid repellent convex portion 9 is preferably formed to be narrower than the width of the light shielding portion 2 as shown in the drawing. By forming in this way, the width of the pixel portion formed in the process described later can be made wider than the width of the opening formed by the light shielding portion. This is because no occurs.
[0149]
The decomposition / removal layer 3 on which the liquid-repellent convex portions 9 are formed in this manner and the photocatalyst containing layer 23 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 are arranged with a certain gap, and energy is supplied from the photocatalyst containing substrate 21 side. By irradiating the entire surface 10 or irradiating with a pattern, energy is irradiated on portions other than the portion where the liquid-repellent convex portions 9 are formed, and the decomposition removal layer 3 is decomposed and removed, and the transparent substrate 1 is exposed. A pixel portion forming portion 5 in a liquid region can be formed (FIG. 8C). Thereafter, in the same manner as described above, the pixel portion 6 is formed by attaching the pixel portion forming ink 12 to the element portion forming portion using the ink jet device 11 and curing it. A color filter provided with the liquid repellent convex portion 9 can be manufactured (FIGS. 8D and 8E).
[0150]
Further, the liquid-repellent convex portion is formed by the liquid-repellent convex portion and the photocatalyst-containing layer upon energy irradiation using the photocatalyst-containing layer side substrate for making the pixel portion forming portion the lyophilic region. By contacting the liquid repellent convex portion, the liquid repellent convex portion can be made to function as a spacer that maintains a certain gap.
[0151]
In this embodiment, the liquid-repellent convex portions are formed by decomposing and removing the photocatalyst-containing layer. However, the present invention is not limited to this. For example, the liquid-repellent convex portions are formed by a photolithographic method or the like. It may be provided.
[0152]
2. Second embodiment
The second embodiment of the present invention is:
(1) forming a decomposition / removal layer on the transparent substrate that has a higher contact angle with the liquid compared to the surface of the transparent substrate and is decomposed and removed by the action of the photocatalyst;
(2) After disposing the decomposition removal layer and the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate in which the photocatalyst-containing layer containing the photocatalyst is formed on the substrate, with a gap of 200 μm or less, Irradiating energy from a predetermined direction to form a light-shielding part forming part made of a transparent base material, which is exposed by decomposing and removing the decomposition removal layer, in a pattern;
(3) forming a light shielding part in the light shielding part forming part;
(4) The decomposition / removal layer on which the light-shielding portion is formed and the photocatalyst-containing layer are arranged with a gap so as to be 200 μm or less, and then irradiated with energy from a predetermined direction, whereby the decomposition / removal is performed. A step of forming a pixel part forming part made of a transparent base material, the layer of which is decomposed and removed, into a pattern,
(5) coloring the pixel portion forming portion by an ink jet method to form a pixel portion;
A method for producing a color filter.
[0153]
In this embodiment, as shown in FIG. 9 as an example, first, the decomposition removal layer 3 is formed on the entire surface of the transparent substrate 1 (FIG. 9A). Next, the photocatalyst containing layer 23 formed on the base 22 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 is disposed with a certain gap from the decomposition removal layer 3, and the energy 10 is transferred by using the photomask 24. The pattern is irradiated (FIG. 9B). By this energy irradiation, the light-dissipating part 2 is formed in the lyophilic region where the disassembly / removal layer 3 of the light-shielding part forming part is decomposed and removed to expose the transparent substrate 1 (FIG. 9C). Next, the decomposition / removal layer 3 in which the light shielding portion is formed and the photocatalyst containing layer 23 formed on the base 22 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 are arranged with a certain gap and irradiated with energy 10. (FIG. 9D). Thereby, the decomposition / removal layer 3 of the pixel portion forming unit 5 is decomposed and removed to form a lyophilic region where the transparent substrate 1 is exposed. The pixel portion forming portion 5 that is a lyophilic region is colored with the pixel portion forming ink 12 by the ink jet device 11 (FIG. 9E) to form the pixel portion 6 (FIG. 9F). Hereinafter, each of these steps will be described.
[0154]
(Decomposition removal layer formation process)
First, the decomposition removal layer 3 is formed on the entire surface of the transparent substrate 1 (FIG. 9A). Since the transparent base material and decomposition removal layer used here are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0155]
(Process for forming a light-shielding portion forming portion made of a lyophilic region into a pattern)
Next, as in the first embodiment, the photocatalyst containing layer side substrate 21 is prepared, the photocatalyst containing layer 23 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 is arranged with a gap between the decomposition removal layer 3 and the photomask 24. The energy 10 is irradiated only to the light-shielding portion forming portion (FIG. 9B). By this energy irradiation, the decomposition / removal layer 3 provided on the light shielding portion forming portion is decomposed and removed. At this time, the pixel portion forming portion is a liquid-repellent region where the energy is not irradiated and the decomposition / removal layer remains. In this embodiment, the pattern is formed by utilizing the difference in liquid repellency depending on the presence or absence of the decomposition removal layer. The photocatalyst-containing layer side substrate used in this embodiment is not particularly limited as long as it can irradiate only the light-shielding portion in a pattern shape as described in the first embodiment, and a photomask is used. Alternatively, the photocatalyst containing layer may be formed in a pattern, or may have a photocatalyst containing layer and a light shielding part.
[0156]
Since the photocatalyst-containing layer side substrate and the energy irradiation step used in this embodiment are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0157]
(Shading part forming process)
Next, the light-shielding part 2 is formed by the inkjet method etc. in the light-shielding part formation part made into the lyophilic area | region at the process mentioned above (FIG.9 (C)). In this case, as described above, the pixel portion forming portion that is not made lyophilic is liquid repellent, so that the light shielding portion coating does not adhere to the decomposition / removal layer exhibiting liquid repellency, and light shielding The part can be easily formed by an inkjet method or the like.
[0158]
Here, the formation method of the light-shielding part of this embodiment is not limited to the inkjet method described above, and may be a photolithography method or the like.
[0159]
Since the material etc. of the light-shielding part of this embodiment are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0160]
(Process for forming a pixel portion forming portion made of a lyophilic region into a pattern)
Next, in the same manner as the step of forming the light-shielding portion forming portion in a pattern shape, the decomposition / removal layer of the color filter substrate on which the light-shielding portion is formed in the above-described step, The decomposition removal layer 3 is disposed with a gap, and the pixel portion forming portion is irradiated with energy 10 (FIG. 9D). By this energy irradiation, the decomposition / removal layer 3 provided in the pixel portion forming portion 5 is decomposed and removed to form a lyophilic region. In this case, the energy irradiation may be performed in a pattern or on the entire surface.
[0161]
Here, in this embodiment, not only the decomposition / removal layer of the pixel portion forming portion is decomposed and removed, but also the impurities on the color filter generated in the above-described light shielding portion forming step are simultaneously removed by the energy irradiation. Is possible. When the light shielding part is formed by photolithography, for example, a cleaning process is usually required after the light shielding part is formed, and it is performed by a method such as irradiating the entire surface with UV such as a low pressure mercury lamp or an excimer lamp. Yes. However, in this embodiment, since the organic matter on the color filter substrate can be decomposed by irradiating energy using the photocatalyst-containing layer side substrate, a cleaning step is unnecessary, It is also preferable from the viewpoint of manufacturing efficiency and cost.
[0162]
Since the process of forming the pixel portion forming portion in the pattern in this embodiment is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0163]
(Pixel part formation process)
Further, the pixel portion forming ink 12 is attached by the inkjet device 11 to the pixel portion forming portion 5 in which the decomposition and removal layer is decomposed and removed by the energy irradiation in the above-described process to form a lyophilic region, thereby forming the pixel portion. (FIGS. 9E and 9F). Since the pixel part formation process of this embodiment is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0164]
3. Third embodiment
(1) forming a decomposition / removal layer on the transparent substrate that has a higher contact angle with the liquid compared to the surface of the transparent substrate and is decomposed and removed by the action of the photocatalyst;
(2) After disposing the decomposition removal layer and the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate in which the photocatalyst-containing layer containing the photocatalyst is formed on the substrate, with a gap of 200 μm or less, Irradiating energy from a predetermined direction to form a pixel portion forming portion made of a transparent base material, which is exposed by decomposing and removing the decomposition removal layer, in a pattern; and
(3) coloring the pixel portion forming portion by an ink jet method to form a pixel portion;
(4) The decomposition / removal layer on which the pixel portion is formed and the photocatalyst-containing layer are disposed with a gap so as to be 200 μm or less, and then irradiated with energy from a predetermined direction, whereby the decomposition / removal is performed. Forming a light-shielding part forming part made of a transparent base material, the layer of which is decomposed and removed, in a pattern,
(5) forming a light shielding part in the light shielding part forming part;
A method for producing a color filter.
[0165]
In this embodiment, for example, as shown in FIG. 10, the decomposition removal layer 3 is first formed on the transparent substrate 1 (FIG. 10A). Next, the photocatalyst containing layer 23 formed on the base 22 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 is disposed with a certain gap from the decomposition removal layer 3, and energy 10 is applied to the pixel portion forming portion using the photomask 24. The pattern is irradiated (FIG. 10B). By this energy irradiation, the decomposition / removal layer 3 of the pixel portion forming portion is decomposed and removed to form a lyophilic region where the transparent substrate 1 is exposed. The decomposition / removal layer is decomposed and removed, and the pixel portion forming portion that has been made a lyophilic region is colored with the pixel portion forming ink 12 by the ink jet device 11 (FIG. 10C) to form the pixel portion 6. The decomposition / removal layer 3 in which the pixel portion is formed and the photocatalyst containing layer 23 formed on the base 22 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 are arranged with a certain gap in the same manner as described above, and energy 10 is supplied. Irradiation is performed (FIG. 10D), and the decomposition / removal layer of the light-shielding portion forming portion is decomposed and removed. The light shielding part 2 is formed in the light shielding part forming part 13 from which the decomposition removal layer has been decomposed and removed (FIG. 10E). Hereinafter, each of these steps will be described.
[0166]
(Decomposition removal layer formation process)
First, the decomposition removal layer 3 is formed on the entire surface of the transparent substrate 1 (FIG. 10A). Since the transparent base material and decomposition removal layer used here are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0167]
(Process for forming a pixel portion forming portion comprising a lyophilic region in a pattern)
Next, as in the first embodiment, the photocatalyst containing layer side substrate 21 is prepared, the photocatalyst containing layer 23 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 is arranged with a gap between the decomposition removal layer 3 and the photomask 24. In this way, only the pixel portion forming portion is irradiated with energy 10 (FIG. 10B). By this energy irradiation, the decomposition / removal layer provided on the pixel portion formation portion is decomposed and removed. At this time, the light shielding portion forming portion remains unirradiated and is a liquid repellent region. In this embodiment, the pattern is formed by utilizing the difference in liquid repellency depending on the presence or absence of the decomposition removal layer. The photocatalyst-containing layer side substrate used in this embodiment is not particularly limited as long as it can irradiate only the pixel portion forming portion in a pattern shape as described in the first embodiment. The photocatalyst containing layer may be formed in a pattern, or may have a photocatalyst containing layer and a light shielding part.
[0168]
Since the photocatalyst-containing layer side substrate and the energy irradiation step used in this embodiment are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0169]
(Pixel part formation process)
Next, a pixel portion is formed by an inkjet method in the pixel portion forming portion which is a lyophilic region formed by the step of forming the pixel portion forming portion including the lyophilic region into a pattern (FIG. 10). (C)). In this case, as described above, since the light shielding portion forming portion is liquid repellent, the pixel portion can be easily formed by an inkjet method or the like. Since the pixel part formation process of this embodiment is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0170]
In the present embodiment, the method of forming the energy irradiation and the pixel portion formation described in the first embodiment in two or more steps may be used. This is because when the pixel portion is formed, the liquid repellent area between the pixel portions is narrow, and thus ink may be mixed.
[0171]
(Process for forming a light-shielding portion forming portion made of a lyophilic region into a pattern)
Next, the photocatalyst containing layer 23 of the photocatalyst containing layer side substrate 21 is formed in the same manner as the step of forming the pixel part forming portion in a pattern shape on the color filter substrate decomposition / removal layer 3 in which the pixel portion is formed in the above-described step. And the light shielding portion forming portion is irradiated with energy 10 (FIG. 10D). By this energy irradiation, the decomposition / removal layer 3 provided on the light-shielding portion forming portion 13 is decomposed and removed to form a lyophilic region. Since the energy irradiation process for forming the light-shielding part forming part in a pattern in this embodiment is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0172]
(Shading part forming process)
Next, the light-shielding part 2 is formed by the inkjet method etc. in the light-shielding part formation part 13 used as the lyophilic area at the process mentioned above (FIG.10 (E)). Since the light shielding part forming step of this embodiment is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted here.
[0173]
4. Other
In the manufacturing method of the color filter of each embodiment mentioned above, the protective layer formation process and the formation process of other required functional layers may be performed further.
[0174]
B. Color filter
Next, the color filter of the present invention will be described.
[0175]
The color filter of the present invention includes a transparent substrate, a pixel portion in which a plurality of colors are provided in a predetermined pattern by an inkjet method on the transparent substrate, a light shielding portion provided at a boundary portion of the pixel portion, and the pixel And a decomposition / removal layer that can be decomposed and removed by a photocatalyst provided to form the light shielding portion.
[0176]
As shown in FIG. 11 as an example, the color filter of the present invention is provided on a transparent substrate 1 with a pixel portion 6 in which a plurality of colors are provided in a predetermined pattern by an inkjet method, and at a boundary portion of the pixel portion. The light-shielding part 2 and the decomposition / removal layer 3 that can be decomposed and removed by the action of the photocatalyst on the light-shielding part.
[0177]
By forming a decomposition / removal layer having a contact angle with the liquid larger than that on the transparent substrate on the light-shielding portion, it is possible to prevent color mixing of ink at the time of forming the pixel portion. It is possible to provide a color filter having a simple pattern.
[0178]
Since the transparent substrate, the pixel portion, the light shielding portion, the decomposition removal layer, and the manufacturing method of this color filter can be formed using the first embodiment described above, description thereof is omitted here.
[0179]
C. About color LCD
The present invention uses a color filter according to any one of the first embodiment to the third embodiment described above, combines with a counter substrate facing the color filter, and encloses a liquid crystal compound therebetween to provide a color. A liquid crystal display device is formed. The color liquid crystal display device thus obtained has the advantages of the color filter of the present invention, that is, has no color loss or color loss and is advantageous in terms of cost.
[0180]
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.
[0181]
For example, in the above-described color filter manufacturing method and color filter description, only the example in which the contact angle with the liquid of the decomposition removal layer is larger than the contact angle with the liquid of the transparent substrate has been described. The contact angle with the liquid may be smaller than the contact angle with the liquid of the transparent substrate. In this case, a region where the decomposition / removal layer is decomposed and removed becomes a lyophobic region, and a region where the decomposition / removal layer remains is a lyophilic region. Thereby, for example, formation of a pixel portion by an inkjet method or the like is performed in a lyophilic region on the decomposition removal layer.
[0182]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples.
[0183]
[Example 1]
1. Formation of photocatalyst containing layer side substrate
5 g of trimethoxymethylsilane (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., TSL8113) and 2.5 g of 0.5N hydrochloric acid were mixed and stirred for 8 hours. This was diluted 10 times with isopropyl alcohol to obtain a primer layer composition.
[0184]
The primer layer composition was applied onto a photomask substrate with a spin coater and dried at 150 ° C. for 10 minutes to form a transparent primer layer (thickness 0.2 μm).
[0185]
Next, 30 g of isopropyl alcohol, 3 g of trimethoxymethylsilane (manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd., TSL8113) and 20 g of ST-K03 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), which is a photocatalytic inorganic coating agent, are mixed at 100 ° C. Stir for 20 minutes. This was diluted 3 times with isopropyl alcohol to obtain a composition for a photocatalyst-containing layer.
[0186]
A transparent photocatalyst-containing layer (thickness: 0.15 μm) is obtained by applying the composition for a photocatalyst-containing layer onto a photomask substrate on which a primer layer has been formed using a spin coater and performing a drying treatment at 150 ° C. for 10 minutes. Formed.
[0187]
2. Formation of decomposition removal layer
2 g of Iupilon Z400 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) mainly composed of polycarbonate was dissolved in 30 g of dichloromethane and 70 g of 112 trichloroethane to obtain a composition for a decomposition layer removal layer.
[0188]
A transparent wettability changing layer (thickness: 0.01 μm) is obtained by applying the composition for decomposition / removal layer onto a glass substrate on which a light-shielding layer is formed using a spin coater and performing a drying treatment at 100 ° C. for 60 minutes. Formed.
[0189]
3. Formation of pixel part formation by exposure
The photocatalyst-containing layer side substrate and the decomposition removal layer are aligned, facing each other with a gap of 100 μm, and 40 mW / cm from the photomask side by an ultrahigh pressure mercury lamp (wavelength 365 nm). 2 The pixel portion forming portion made of the exposed glass base material was formed in a pattern by exposing it to 600 seconds for illuminance and decomposing and removing the decomposition removal layer.
[0190]
At this time, the contact angle between the unexposed portion and the pixel portion forming portion and the wetting index standard solution (manufactured by Junsei Kagaku Co., Ltd.) having a surface tension of 40 mN / m is measured by a contact angle measuring device (Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-Z type). ) (Measured 30 seconds after the droplet was dropped from the microsyringe), the results were 49 ° and 6 °, respectively.
[0191]
4). Formation of pixel part
Next, using an inkjet apparatus, pixel portions are formed of UV curable polyfunctional acrylate monomer inks of RGB colors including 5 parts by weight of pigment, 20 parts by weight of solvent, 5 parts by weight of polymerization initiator, and 70 parts by weight of UV curable resin. This was adhered to the part and colored, and then UV-treated for curing. Here, for each of the red, green and blue inks, the solvent is polyethylene glycol monomethyl ethyl acetate, the polymerization initiator is Irgacure 369 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), and the UV curable resin. DPHA (dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)) was used, and pigments were CI Pigment Red 177 for red ink, CI Pigment Green 36 for green ink, and CI Pigment Green 36 for blue ink. Pigment Blue 15+ CI Pigment Violet 23 was used.
[0192]
5. Formation of protective layer
As the protective layer, a two-component mixed thermosetting agent (SS7265 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied by a spin coater, and a protective layer was formed by carrying out a curing treatment at 200 ° C. for 30 minutes to obtain a color filter. The obtained color filter was of a high quality with no color loss or color unevenness in the pixel portion.
[0193]
[Example 2]
1. Formation of photocatalyst containing layer side substrate
5 g of trimethoxymethylsilane (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., TSL8113) and 2.5 g of 0.5N hydrochloric acid were mixed and stirred for 8 hours. This was diluted 10 times with isopropyl alcohol to obtain a primer layer composition.
[0194]
The primer layer composition was applied onto a photomask substrate by a spin coater and dried at 150 ° C. for 10 minutes to form a transparent primer layer (thickness 0.2 μm).
[0195]
Next, 30 g of isopropyl alcohol, 3 g of trimethoxymethylsilane (manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd., TSL8113) and 20 g of ST-K03 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), which is a photocatalytic inorganic coating agent, are mixed at 100 ° C. Stir for 20 minutes. This was diluted 3 times with isopropyl alcohol to obtain a composition for a photocatalyst-containing layer.
[0196]
A transparent photocatalyst-containing layer (thickness: 0.15 μm) is obtained by applying the composition for a photocatalyst-containing layer onto a photomask substrate on which a primer layer has been formed using a spin coater and performing a drying treatment at 150 ° C. for 10 minutes. Formed.
[0197]
2. Formation of decomposition removal layer
Alternating cationic polymer polydiallyldimethylammonium chloride (PDDA, average molecular weight 100,000-200,000, Aldrich) and anionic polymer polystyrene sulfonate sodium salt (PSS, average molecular weight 70,000, Aldrich) on glass substrate Adsorbed to a thickness of about 2 nm.
[0198]
3. Formation of pixel part formation by exposure
The photocatalyst containing layer side substrate and the decomposition removal layer are aligned and face each other with a gap of 50 μm, and 40 mW / cm from the photomask side by an ultrahigh pressure mercury lamp (wavelength 365 nm). 2 The pixel portion forming portion made of the exposed glass base material was formed in a pattern by exposing at 120 illuminance for 120 seconds to decompose and remove the decomposition removal layer.
[0199]
At this time, the contact angle between the unexposed portion and the pixel portion forming portion and the wetting index standard solution (manufactured by Junsei Kagaku Co., Ltd.) having a surface tension of 40 mN / m is measured by a contact angle measuring device (Kyowa Interface Science Co., Ltd. ) (30 seconds after dropping a droplet from a microsyringe), the results were 30 ° and 6 °, respectively.
[0200]
4). Formation of pixel part
Next, using an inkjet apparatus, pixel portions are formed of UV curable polyfunctional acrylate monomer inks of RGB colors including 5 parts by weight of pigment, 20 parts by weight of solvent, 5 parts by weight of polymerization initiator, and 70 parts by weight of UV curable resin. This was adhered to the part and colored, and then UV-treated for curing. Here, for each of the red, green and blue inks, the solvent is polyethylene glycol monomethyl ethyl acetate, the polymerization initiator is Irgacure 369 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), and the UV curable resin. DPHA (dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)) was used, and pigments were CI Pigment Red 177 for red ink, CI Pigment Green 36 for green ink, and CI Pigment Green 36 for blue ink. Pigment Blue 15+ CI Pigment Violet 23 was used.
[0201]
5. Formation of protective layer
As the protective layer, a two-component mixed thermosetting agent (SS7265 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied by a spin coater, and a protective layer was formed by carrying out a curing treatment at 200 ° C. for 30 minutes to obtain a color filter. The obtained color filter was of a high quality with no color loss or color unevenness in the pixel portion.
[0202]
[Example 3]
1. Formation of photocatalyst containing layer side substrate
5 g of trimethoxymethylsilane (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., TSL8113) and 2.5 g of 0.5N hydrochloric acid were mixed and stirred for 8 hours. This was diluted 10 times with isopropyl alcohol to obtain a primer layer composition.
[0203]
The primer layer composition was applied onto a photomask substrate with a spin coater and dried at 150 ° C. for 10 minutes to form a transparent primer layer (thickness 0.2 μm).
[0204]
Next, 30 g of isopropyl alcohol, 3 g of trimethoxymethylsilane (manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd., TSL8113) and 20 g of ST-K03 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), which is a photocatalytic inorganic coating agent, are mixed at 100 ° C. Stir for 20 minutes. This was diluted 3 times with isopropyl alcohol to obtain a composition for a photocatalyst-containing layer.
[0205]
A transparent photocatalyst-containing layer (thickness: 0.15 μm) is obtained by applying the composition for a photocatalyst-containing layer onto a photomask substrate on which a primer layer has been formed using a spin coater and performing a drying treatment at 150 ° C. for 10 minutes. Formed.
[0206]
2. Formation of decomposition removal layer
1 g of Teflon (registered trademark) AF1600 (manufactured by DuPont) was dissolved in 200 g of Fluorinert FC-43 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) to obtain a composition for a decomposition layer removal layer.
[0207]
A transparent wettability changing layer (thickness: 0.01 μm) is obtained by applying the composition for decomposition / removal layer onto a glass substrate on which a light-shielding layer is formed using a spin coater and performing a drying treatment at 100 ° C. for 60 minutes. Formed.
[0208]
3. Formation of pixel part formation by exposure
The photocatalyst-containing layer side substrate and the decomposition removal layer are aligned and face each other with a gap of 100 μm, and 40 mW / cm from the photomask side by an ultrahigh pressure mercury lamp (wavelength 365 nm). 2 The pixel portion forming portion made of the exposed glass base material was formed in a pattern by exposing at an illuminance of 1800 seconds, disassembling and removing the decomposition removal layer.
[0209]
At this time, the contact angle between the unexposed portion and the pixel portion forming portion and the wetting index standard solution (manufactured by Junsei Kagaku Co., Ltd.) having a surface tension of 40 mN / m is measured by a contact angle measuring device (Kyowa Interface Science Co., Ltd. ) (Measured 30 seconds after the droplet was dropped from the microsyringe), the results were 74 ° and 6 °, respectively.
[0210]
4). Formation of pixel part
Next, using an inkjet apparatus, pixel portions are formed of UV curable polyfunctional acrylate monomer inks of RGB colors including 5 parts by weight of pigment, 20 parts by weight of solvent, 5 parts by weight of polymerization initiator, and 70 parts by weight of UV curable resin. This was adhered to the part and colored, and then UV-treated for curing. Here, for each of the red, green and blue inks, the solvent is polyethylene glycol monomethyl ethyl acetate, the polymerization initiator is Irgacure 369 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), and the UV curable resin. DPHA (dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)) was used, and pigments were CI Pigment Red 177 for red ink, CI Pigment Green 36 for green ink, and CI Pigment Green 36 for blue ink. Pigment Blue 15+ CI Pigment Violet 23 was used.
[0211]
5. Formation of protective layer
As the protective layer, a two-component mixed thermosetting agent (SS7265 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied by a spin coater, and a protective layer was formed by carrying out a curing treatment at 200 ° C. for 30 minutes to obtain a color filter. The obtained color filter was of a high quality with no color loss or color unevenness in the pixel portion.
[0212]
【The invention's effect】
In this embodiment, a decomposition / removal layer is provided on a transparent base material on which a light-shielding part is formed in advance, and the photocatalyst-containing layer side substrate is disposed so as to face the decomposition / removal layer, and then irradiated with energy. The decomposition / removal layer of the pixel portion formation portion where the pixel portion is formed can be decomposed and removed. Here, since the decomposition removal layer has a higher contact angle with the liquid compared to the surface of the transparent substrate, the decomposition removal layer is decomposed and removed, and the transparent substrate is exposed to a lyophilic region, The region where the decomposition removal layer remains can be made a liquid repellent region. Therefore, when ink is attached to the pixel portion forming portion that is a lyophilic region by an inkjet method, it is difficult for the attached ink to move beyond the liquid repellent region existing between the pixel portion forming portions. For this reason, there is little possibility of problems such as ink color mixing, and a high-definition pattern can be formed. Further, since the pixel portion forming portion is a lyophilic region, it is possible to obtain a pixel portion to which ink is uniformly attached by an ink jet method, and it is possible to form a color filter with no color loss and no color unevenness. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram for explaining a first embodiment of a method for producing a color filter of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a photocatalyst-containing layer side substrate used in the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the photocatalyst-containing layer side substrate used in the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another example of the photocatalyst-containing layer side substrate used in the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another example of the photocatalyst-containing layer side substrate used in the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another example of the photocatalyst-containing layer side substrate used in the present invention.
7 is a schematic diagram for explaining another example of an energy irradiation method for a pixel portion in the method for manufacturing the color filter shown in FIG. 1; FIG.
8 is a process diagram for explaining a method for producing a liquid repellent convex portion in the method for producing a color filter shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 9 is a process diagram for explaining a second embodiment of the method for producing a color filter of the present invention.
FIG. 10 is a process diagram for explaining a third embodiment of the method for producing a color filter of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a color filter of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Transparent substrate
2. Shading part
3 ... Decomposition removal layer
4. Color filter substrate
5. Pixel part forming part
6 ... Pixel part
7 ... Liquid-repellent convex part forming part
8 ... Liquid repellent convex ink
9 ... Liquid-repellent convex part
10 ... Energy
11 ... Inkjet device
12 ... Ink for forming pixel portion
13 ... Light-shielding part forming part
21 ... Photocatalyst containing layer side substrate
22 ... Substrate
23. Photocatalyst containing layer
24 ... Photomask
25 ... Photocatalyst containing layer side light shielding part
26 ... Primer layer

Claims (26)

（１）透明基材上に遮光部を形成する工程と、
（２）前記透明基材上の遮光部が形成された側の面上に、前記透明基材表面と比較して液体との接触角が高く、かつ光触媒の作用により分解除去され、さらに光触媒を含有しない分解除去層を形成する工程と、
（３）光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層と前記分解除去層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（４）この画素部形成部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。(1) forming a light shielding part on the transparent substrate;
(2) On the surface of the transparent substrate on which the light shielding portion is formed, the contact angle with the liquid is higher than that of the surface of the transparent substrate and is decomposed and removed by the action of the photocatalyst. Forming a decomposition removal layer that does not contain;
(3) After disposing the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate formed by forming a photocatalyst-containing layer on the substrate and the decomposition removal layer with a gap of 200 μm or less, predetermined Irradiating energy from the direction of forming a pixel portion forming portion made of a transparent base material that is exposed by disassembly and removal of the decomposition removal layer in a pattern, and
(4) A method of manufacturing a color filter, comprising: coloring the pixel portion forming portion by an inkjet method to form the pixel portion. 前記分解除去層を形成する工程の後に、前記光触媒含有層と前記分解除去層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した遮光部からなる撥液性凸部形成部をパターン状に形成する工程と、前記撥液性凸部形成部に撥液性凸部を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。  After the step of forming the decomposition / removal layer, the photocatalyst-containing layer and the decomposition / removal layer are disposed with a gap so as to be 200 μm or less, and then irradiated with energy from a predetermined direction, whereby the decomposition is performed. A step of forming a liquid-repellent convex portion forming portion comprising a light-shielding portion exposed by disassembly and removal of the removal layer in a pattern, and a step of forming a liquid-repellent convex portion on the liquid-repellent convex portion forming portion The method for producing a color filter according to claim 1. （１）透明基材上に前記透明基材表面と比較して液体との接触角が高く、かつ光触媒の作用により分解除去され、さらに光触媒を含有しない分解除去層を形成する工程と、
（２）前記分解除去層と、光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる遮光部形成部をパターン状に形成する工程と、
（３）前記遮光部形成部に遮光部を形成する工程と、
（４）前記遮光部が形成された前記分解除去層と前記光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（５）前記画素部形成部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。(1) forming a decomposition removal layer having a high contact angle with a liquid as compared with the surface of the transparent substrate on the transparent substrate and being decomposed and removed by the action of the photocatalyst and further containing no photocatalyst;
(2) After disposing the decomposition removal layer and the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate in which the photocatalyst-containing layer containing the photocatalyst is formed on the substrate, with a gap of 200 μm or less, Irradiating energy from a predetermined direction to form a light-shielding part forming part made of a transparent base material, which is exposed by decomposing and removing the decomposition removal layer, in a pattern;
(3) forming a light shielding part in the light shielding part forming part;
(4) The decomposition / removal layer on which the light-shielding portion is formed and the photocatalyst-containing layer are arranged with a gap so as to be 200 μm or less, and then irradiated with energy from a predetermined direction, whereby the decomposition / removal is performed. A step of forming a pixel part forming part made of a transparent base material, the layer of which is decomposed and removed, into a pattern,
(5) A method of manufacturing a color filter, comprising: coloring the pixel portion forming portion by an inkjet method to form a pixel portion. （１）透明基材上に前記透明基材表面と比較して液体との接触角が高く、かつ光触媒の作用により分解除去され、さらに光触媒を含有しない分解除去層を形成する工程と、
（２）前記分解除去層と、光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（３）前記画素部形成部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と、
（４）前記画素部が形成された前記分解除去層と前記光触媒含有層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる遮光部形成部をパターン状に形成する工程と、
（５）前記遮光部形成部に遮光部を形成する工程と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。(1) forming a decomposition removal layer having a high contact angle with a liquid as compared with the surface of the transparent substrate on the transparent substrate and being decomposed and removed by the action of the photocatalyst and further containing no photocatalyst;
(2) After disposing the decomposition removal layer and the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate in which the photocatalyst-containing layer containing the photocatalyst is formed on the substrate, with a gap of 200 μm or less, Irradiating energy from a predetermined direction to form a pixel portion forming portion made of a transparent base material, which is exposed by decomposing and removing the decomposition removal layer, in a pattern; and
(3) coloring the pixel portion forming portion by an ink jet method to form a pixel portion;
(4) The decomposition / removal layer on which the pixel portion is formed and the photocatalyst-containing layer are disposed with a gap so as to be 200 μm or less, and then irradiated with energy from a predetermined direction, whereby the decomposition / removal is performed. Forming a light-shielding part forming part made of a transparent base material, the layer of which is decomposed and removed, in a pattern,
(5) A process for forming a light shielding part in the light shielding part forming part. 前記分解除去層が分解除去されて透明基材が露出した画素部形成部を形成した後、そこにインクジェット方式で着色して画素部を形成する工程が、
（ａ）光触媒を含有する光触媒含有層が基体上に形成されてなる光触媒含有層側基板の光触媒含有層と前記分解除去層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる第１画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（ｂ）前記第１画素部形成部にインクジェット方式で着色し、第１画素部を形成する工程と、
（ｃ）前記光触媒含有層と前記分解除去層とを、２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記分解除去層が分解除去されて露出した透明基材からなる第２画素部形成部をパターン状に形成する工程と、
（ｄ）前記第２画素部形成部にインクジェット方式で着色し、第２画素部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。After forming the pixel portion forming portion where the decomposition removal layer is decomposed and removed and the transparent base material is exposed, the step of forming the pixel portion by coloring with an ink jet method is formed.
(A) After disposing the photocatalyst-containing layer of the photocatalyst-containing layer side substrate formed with a photocatalyst-containing layer on the substrate and the decomposition removal layer with a gap of 200 μm or less, a predetermined Irradiating energy from the direction of forming a first pixel portion forming portion made of a transparent base material that is exposed by disassembly and removal of the decomposition removal layer,
(B) coloring the first pixel portion forming portion by an inkjet method to form the first pixel portion;
(C) The photocatalyst-containing layer and the decomposition / removal layer are disposed with a gap so as to be 200 μm or less, and then irradiated with energy from a predetermined direction, whereby the decomposition / removal layer is decomposed and removed and exposed. Forming the second pixel portion forming portion made of the transparent base material into a pattern,
(D) coloring the second pixel portion forming portion by an ink jet method to form a second pixel portion;
The method for producing a color filter according to any one of claims 1 to 4, further comprising: 前記画素部の幅が、前記遮光部により形成される開口部の幅より広く形成されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。  3. The method of manufacturing a color filter according to claim 1, wherein a width of the pixel portion is formed wider than a width of an opening formed by the light-shielding portion. 前記光触媒含有層と前記分解除去層とを、０．２μｍ〜１０μｍの範囲内となるよう間隙をおいて配置したことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。The said photocatalyst containing layer and the said decomposition removal layer have been arrange | positioned at intervals so that it may become in the range of 0.2 micrometer-10 micrometers, The claim in any one of Claim 1-6 characterized by the above-mentioned. Manufacturing method of color filter. 前記光触媒含有層側基板が、基体と、前記基体上にパターン状に形成された光触媒含有層とを有することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。  The color according to any one of claims 1 to 7, wherein the photocatalyst-containing layer side substrate has a base and a photocatalyst-containing layer formed in a pattern on the base. A method for manufacturing a filter. 前記光触媒含有層側基板が、基体と、前記基体上に形成された光触媒含有層と、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部とを有し、
前記エネルギー照射工程におけるエネルギーの照射が、光触媒含有層側基板から行なわれることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルルタの製造方法。The photocatalyst containing layer side substrate has a base, a photocatalyst containing layer formed on the base, and a photocatalyst containing layer side light-shielding part formed in a pattern,
The method for producing a color filter according to any one of claims 1 to 7, wherein the energy irradiation in the energy irradiation step is performed from a photocatalyst containing layer side substrate. 前記光触媒含有層側基板において、前記基体上に光触媒含有層が形成され、前記光触媒含有層上に前記光触媒含有層側遮光部がパターン状に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のカラーフィルタの製造方法。  The photocatalyst containing layer side substrate has a photocatalyst containing layer formed on the substrate, and the photocatalyst containing layer side light shielding portion is formed in a pattern on the photocatalyst containing layer. Manufacturing method of color filter. 前記光触媒含有層側基板において、前記光触媒含有層側遮光部が前記基体上にパターン状に形成され、さらにその上に前記光触媒含有層が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のカラーフィルタの製造方法。  10. The photocatalyst containing layer side substrate, wherein the photocatalyst containing layer side light shielding portion is formed in a pattern on the substrate, and further the photocatalyst containing layer is formed thereon. A method for producing a color filter. 前記光触媒含有層側基板が、透明な基体上にパターン状に形成された光触媒含有層側遮光部上にプライマー層を介して光触媒含有層が形成されたものであることを特徴とする請求項１１に記載のカラーフィルタの製造方法。  12. The photocatalyst containing layer side substrate is obtained by forming a photocatalyst containing layer through a primer layer on a photocatalyst containing layer side light shielding portion formed in a pattern on a transparent substrate. The manufacturing method of the color filter as described in any one of. 前記光触媒含有層側基板において、前記光触媒含有層上に厚みが０．２μｍ〜１０μｍの範囲内であるスペーサがパターン状に形成されており、前記スペーサと前記分解除去層とを接触させてエネルギー照射させることを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。  In the photocatalyst containing layer side substrate, a spacer having a thickness in the range of 0.2 μm to 10 μm is formed on the photocatalyst containing layer in a pattern, and the spacer and the decomposition removal layer are brought into contact with each other to irradiate energy. The method for producing a color filter according to any one of claims 1 to 12, wherein: 前記スペーサが、遮光性の材料で形成された光触媒含有層側遮光部であることを特徴とする請求項１３記載のカラーフィルタの製造方法。  The method for producing a color filter according to claim 13, wherein the spacer is a photocatalyst-containing layer side light shielding portion formed of a light shielding material. 前記光触媒含有層が、光触媒からなる層であることを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。The method for producing a color filter according to any one of claims 1 to 14, wherein the photocatalyst-containing layer is a layer made of a photocatalyst. 前記光触媒含有層が、光触媒を真空製膜法により基体上に製膜してなる層であることを特徴とする請求項１５に記載のカラーフィルタの製造方法。  The method for producing a color filter according to claim 15, wherein the photocatalyst-containing layer is a layer formed by depositing a photocatalyst on a substrate by a vacuum film-forming method. 前記光触媒含有層が、光触媒とバインダとを有する層であることを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。  The method for producing a color filter according to any one of claims 1 to 14, wherein the photocatalyst-containing layer is a layer having a photocatalyst and a binder. 前記光触媒が、前記光触媒が、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から選択される１種または２種以上の物質であることを特徴とする請求項１から請求項１７までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。The photocatalyst is composed of titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), bismuth oxide (Bi 2 O 3). The color filter according to any one of claims 1 to 17, wherein the color filter is one or more substances selected from iron oxide (Fe 2 O 3 ). Production method. 前記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ２）であることを特徴とする請求項１８記載のカラーフィルタの製造方法。The method for producing a color filter according to claim 18, wherein the photocatalyst is titanium oxide (TiO 2 ). 前記エネルギー照射が、光触媒含有層を加熱しながらなされることを特徴とする請求項１から請求項１９までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。  The method for producing a color filter according to any one of claims 1 to 19, wherein the energy irradiation is performed while heating the photocatalyst-containing layer. 前記透明基材上の濡れ性が、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることを特徴とする請求項１から請求項２０までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。  The color according to any one of claims 1 to 20, wherein the wettability on the transparent substrate is less than 10 degrees as a contact angle with a liquid having a surface tension of 40 mN / m. A method for manufacturing a filter. 前記分解除去層上の表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、１０°以上であることを特徴とする請求項１から請求項２１までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。  The color filter production according to any one of claims 1 to 21, wherein a contact angle with a liquid having a surface tension of 40 mN / m on the decomposition removal layer is 10 ° or more. Method. 前記分解除去層が、自己組織化単分子膜、ラングミュア−ブロジェット膜、もしくは交互吸着膜のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項２２までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。  The decomposition and removal layer is any of a self-assembled monomolecular film, a Langmuir-Blodgett film, and an alternately adsorbed film, according to any one of claims 1 to 22. A method for producing a color filter. 前記遮光部が、樹脂からなることを特徴とする請求項１から請求項２３までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。  The method for manufacturing a color filter according to any one of claims 1 to 23, wherein the light shielding portion is made of a resin. 透明基材と、この透明基材上にインクジェット方式により複数色を所定のパターンで設けた画素部と、この画素部の境界部分に設けられた遮光部と、前記遮光部上に形成された光触媒の作用により分解除去が可能であり、かつ光触媒を含有しない分解除去層とを有することを特徴とするカラーフィルタ。  A transparent substrate, a pixel portion in which a plurality of colors are provided in a predetermined pattern by an ink jet method on the transparent substrate, a light shielding portion provided at a boundary portion of the pixel portion, and a photocatalyst formed on the light shielding portion A color filter having a decomposition removal layer that can be decomposed and removed by the action of the above and does not contain a photocatalyst. 請求項１から請求項２４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタと、これに対向する基板とを有し、両基板間に液晶化合物を封入してなることを特徴とする液晶表示装置。  A color filter manufactured by the method for manufacturing a color filter according to any one of claims 1 to 24, and a substrate facing the color filter, wherein a liquid crystal compound is sealed between the substrates. A liquid crystal display device comprising:
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