JP4641774B2 - パターン形成体の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明におけるプラズマ照射工程について説明する。本発明におけるプラズマ照射工程は、無機物からなる基材と、上記基材上に形成され、少なくとも遮光材料および樹脂を含有する遮光部とを有するパターニング用基板に、フッ素化合物を導入ガスとして用いてプラズマを照射することにより、上記遮光部上を撥液性とする工程である。
まず、本工程に用いられるパターニング用基板について説明する。本工程に用いられるパターニング用基板は、基材と、その基材上に形成された遮光部とを有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば基材と、遮光部との間に密着性を向上させるためのアンカー層等が必要に応じて形成されているものであってもよい。以下、上記基材および遮光部についてそれぞれ説明する。
本発明に用いられる遮光部としては、遮光材料および樹脂を含有するものであり、その形状や膜厚等については、パターン形成体の用途や遮光部の種類等によって、適宜選択される。
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、無機材料からなるものであり、上記遮光部を形成可能なものであれば特に限定されるものではなく、パターン形成体の用途等に応じてその種類や可撓性や透明性等は適宜選択される。具体的には、ガラス、セラミック、金属からなるもの等を用いることができ、板状のものであることが好ましい。
次に、本工程におけるプラズマの照射方法について説明する。本工程におけるプラズマの照射方法は、フッ素化合物を導入ガスとして用いてプラズマを照射し、上記遮光部上を撥液性とすることが可能であれば、特に限定されるものではなく、減圧下でプラズマ照射してもよく、また大気圧下でプラズマ照射してもよい。
次に、本発明における不純物除去工程について説明する。本発明における不純物除去工程は、上記遮光部に区画された開口部にエネルギーを照射し、上記遮光部に区画された開口部表面の不純物を除去する工程である。上述したように、本工程は、上記プラズマ照射工程の前に行われるものであってもよく、またプラズマ照射工程の後に行われるものであってもよい。本工程において、上記開口部上にエネルギーを照射することにより、開口部表面に付着している遮光部形成時の残渣や、その残渣に上記プラズマ照射工程により導入されたフッ素等を除去するのである。
まず、上記不純物除去工程におけるエネルギー照射方法の第1実施態様について説明する。本工程におけるエネルギー照射方法の第1実施態様としては、例えば図1(b)、または図2(a)に示すように、基材1側から全面にエネルギーを照射することにより、上記遮光部2に区画された開口部5にエネルギー6を照射し、上記開口部5上の不純物を除去するものである。
次に、上記不純物除去工程におけるエネルギー照射方法の第2実施態様について説明する。本工程におけるエネルギー照射方法の第2実施態様としては、例えば図3に示すように、基体11と、その基体11上に形成され、少なくとも半導体光触媒を含有する半導体光触媒含有層12とを有する半導体光触媒含有層側基板13を準備し、その半導体光触媒含有層12と上記遮光部2とを対向させて配置し、基材1側から全面にエネルギー6を照射し、遮光部2に区画された開口部5の表面に存在する不純物を除去するものである。
まず、本実施態様に用いられる半導体光触媒含有層側基板について説明する。本実施態様に用いられる半導体光触媒含有層側基板は、基体と、その基体上に形成された半導体光触媒含有層とを有するものであれば特に限定されるものではない。
まず、半導体光触媒含有層側基板に用いられる半導体光触媒含有層について説明する。本実施態様に用いられる半導体光触媒含有層は、半導体光触媒含有層中の半導体光触媒が、上記遮光部に区画された開口部上に存在する不純物等を分解除去することが可能な構成であれば、特に限定されるものではなく、半導体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く、半導体光触媒単体で製膜されたものであってもよい。また、その表面の特性は特に親液性であっても撥液性であってもよい。
次に、半導体光触媒含有層側基板に用いられる基体について説明する。本実施態様においては、図3に示すように、半導体光触媒含有層側基板は、少なくとも基体11とこの基体11上に形成された半導体光触媒含有層12とを有するものである。
次に、本実施態様におけるエネルギー照射について説明する。本実施態様においては、上記遮光部に区画された開口部と、上記半導体光触媒含有層側基板の半導体光触媒含有層とを、所定の間隙をおいて配置し、基材側からエネルギーを照射する。この際、上記遮光部が形成された領域においては、エネルギーが遮蔽されることから、遮光部が形成されていない領域である開口部のみにエネルギーを照射することができ、エネルギー照射に伴う半導体光触媒の作用によって、開口部に存在する不純物等を除去することができるのである。
次に、上記不純物除去工程におけるエネルギー照射方法の第3実施態様について説明する。本工程におけるエネルギー照射方法の第3実施態様としては、例えば図4に示すように、上記遮光部2が形成された基材1の遮光部2側から、上記遮光部2に区画された開口部5に例えばフォトマスク7等を用いてエネルギー6を照射し、上記開口部5表面に存在する不純物を除去するものである。
次に、上記不純物除去工程におけるエネルギー照射方法の第4実施態様について説明する。本工程におけるエネルギー照射方法の第4実施態様としては、例えば図5に示すように、基体11と、その基体11上に形成され、少なくとも半導体光触媒を含有する半導体光触媒含有層12とを有する半導体光触媒含有層側基板13を準備し、その半導体光触媒含有層12と上記遮光部2とを対向させて配置し、半導体光触媒含有層側基板13側から、例えばフォトマスク7等を用いてエネルギー6を照射し、遮光部2に区画された開口部5の表面に存在する不純物を除去するものである。
本発明において得られるパターン形成体は、種々の用途に用いることが可能であるが、開口部に着色層が形成されてなるカラーフィルタとして用いられることが好ましい。着色層をインクジェット法等の吐出法により形成することにより、工程上効率よくカラーフィルタを得ることができるからである。この場合、基材は可視光域で透明な透明基材が用いられ、具体的にはガラス等の無機材料、透明樹脂等の有機材料を挙げることができる。
1.パターニング用基板の形成
下記組成の混合物を90℃に加熱して溶解し、12000rpmで遠心分離を行い、その後、1μmのグラスフィルタでろ過した。得られた水性着色樹脂溶液に、架橋剤として重クロム酸アンモニウムを1重量%添加して、遮光部用塗料を調製した。
・カーボンブラック(三菱化学(株)製#950) … 4重量部
・ポリビニルアルコール … 0.7重量部
(日本合成化学(株)製ゴーセノールAH−26)
・イオン交換水 …95.3重量部
得られた遮光部用塗料を用いて、以下の如く遮光膜(レジスト)パターンを形成し、評価を行った。まず、上記遮光部用塗料をスピンコーターにてソーダガラス製の透明な基材上に塗布し、ホットプレートで80℃、1分間乾燥した。乾燥後のレジストの膜厚を触針式膜厚計(α−ステップ、テンコール社製)で測定したところ1μmであった。次に、このサンプルをマスクを通して水銀ランプで像露光した。続いて、温度25℃、濃度0.05%の水酸化カリウム及び0.1%のノニオン系界面活性剤(エマルゲンA−60 花王社製)を含有する現像液に浸漬現像し、遮光パターンを得た。その後、60℃、3分間の乾燥を行い、水銀ランプで露光することにより、遮光部用塗料を硬化させ、さらに、150℃、30分間の加熱処理を施して遮光部を形成し、パターニング用基板とした。
上記遮光部は遮光部幅20μm、開口部幅80μmのライン&スペースのパターンとなるように形成された。
下記条件にて、上記遮光部が形成されたパターニング用基板に大気圧プラズマを2回照射した。これにより、上記遮光部上にフッ素が導入された。大気圧プラズマ照射前の遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が20°であったが、大気圧プラズマ照射後には、遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が70°となった。上記液体との接触角は、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)した値である。
(大気圧プラズマ照射条件)
・導入ガス : CF4 …12(l/min.);N2 …20(l/min.)
・電極と基板の間隔 : 2mm
・ 電源出力 : 190V‐4.8A
・ 搬送速度 :0.5m/min
上記パターニング用基板に、上記基材側から超高圧水銀ランプ(照度30mW/cm2)でエネルギー照射を1200秒行い、上記遮光部に区画された開口部の不純物を除去した。これにより、上記開口部においては、表面張力40mN/mの液体との接触角が10°以下となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
上記パターニング用基板の上記開口部に対して、ピエゾ駆動式インクジェット装置にて赤色の熱硬化型インク(粘度:5cp)を吐出したところ、上記熱硬化型インクが良好に濡れ広がった。なお、上記粘度は、粘度測定器 VIBROVISCOMETER CJV5000(A&D社製)を用いて温度20℃で測定した際の値である。その後、加熱処理を行い、赤色の着色層とした。上記着色層は、上記開口部に均一に濡れ広がり、白抜け等は生じなかった。続いて同様に、青色および緑色の着色層を形成し、カラーフィルタとした。青色および緑色の着色層についても赤色と同様、白抜けは生じていなかった。
1.半導体光触媒含有層側基板の形成
半導体光触媒無機コーティング剤であるST−K03(石原産業(株)製)を、イソプロパノールで10倍に希釈して半導体光触媒含有層用組成物とした。
続いて、遮光部幅20μm、開口部幅80μmのライン&スペースのパターンを有する遮光部が形成された石英ガラス製の基体(370mm×470mm×0.7mmt)上に、上記半導体光触媒含有層用組成物をスピンコータにより塗布し、150℃で10分間の乾燥処理を行い、透明な半導体光触媒含有層(膜厚0.15μm)を形成し、半導体光触媒含有層側基板とした。
次に、実施例1で形成したものと同様のパターニング用基板を用意し、実施例1と同様の条件により、プラズマ照射工程を行った。これにより、上記遮光部上にフッ素が導入された。大気圧プラズマ照射前の遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が20°であったが、大気圧プラズマ照射後には、遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が70°となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
続いて、上記プラズマ照射工程を行ったパターニング用基板の遮光部と、上記半導体光触媒含有層とが50μmの間隙となるように、パターニング用基板および半導体光触媒含有層側基板とを配置した。その後、半導体光触媒含有層側基板側から、超高圧水銀ランプにて、紫外エネルギー照射(照度30mW/cm2、365nm)を300秒行った。この際、上記半導体光触媒含有層側基板の遮光部と、上記パターニング用基板における遮光部との位置が一致するように、アライメント露光を行った。これにより、上記開口部においては、表面張40mN/mの液体との接触角が10°となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
上記パターニング用基板の上記開口部に対して、実施例1と同様に着色層の形成を行った。この際、いずれの着色層においても、白抜けは生じていなかった。
1.半導体光触媒含有層側基板の形成
半導体光触媒無機コーティング剤であるST−K03(石原産業(株)製)を、イソプロパノールで10倍に希釈して半導体光触媒含有層用組成物とした。
続いて、石英ガラス製の基体(370mm×470mm×0.7mmt)上に、上記半導体光触媒含有層用組成物をスピンコータにより塗布し、150℃で10分間の乾燥処理を行い、透明な半導体光触媒含有層(膜厚0.15μm)を形成し、半導体光触媒含有層側基板とした。
次に、実施例1で形成したものと同様のパターニング用基板を形成し、実施例1と同様の条件により、プラズマ照射工程を行った。これにより、上記遮光部上にフッ素が導入された。大気圧プラズマ照射前の遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が20°であったが、大気圧プラズマ照射後には、遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が70°となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
続いて、上記プラズマ照射工程を行ったパターニング用基板の遮光部と、上記半導体光触媒含有層とが50μmの間隙となるように、パターニング用基板および半導体光触媒含有層側基板とを配置した。その後、パターニング用基板の基材側から、超高圧水銀ランプにて、紫外エネルギー照射(照度30mW/cm2、365nm)を300秒行った。これにより、上記開口部においては、表面張力40mN/mの液体との接触角が10°以下となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
上記パターニング用基板の上記開口部に対して、実施例1と同様に着色層の形成を行った。この際、いずれの着色層においても、白抜けは生じていなかった。
1.不純物除去工程
実施例1と同様にパターニング用基板を形成した。このパターニング用基板に対して低圧水銀ランプにより、上記基材側から全面に紫外光(照度20mW/cm2、254nm)を1200秒照射し、上記パターニング用基板の開口部の不純物を除去した。これにより、上記開口部においては、表面張力40mN/mの液体との接触角が10°以下となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
下記条件にて、上記パターニング用基板に2回大気圧プラズマを照射した。これにより、上記遮光部上にフッ素が導入された。大気圧プラズマ照射前の遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が20°であったが、大気圧プラズマ照射後には、遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が70°となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
(大気圧プラズマ照射条件)
・導入ガス : CF4 …12(l/min.);N2 …12(l/min.)
・電極と基板の間隔 : 2mm
・ 電源出力 : 190V‐4.8A
・ 搬送速度 :0.5m/min.
上記パターニング用基板の上記開口部に対して、実施例1と同様に着色層の形成を行った。この際、いずれの着色層においても、白抜けは生じていなかった。
1.不純物除去工程
実施例1と同様に形成したパターニング用基板に、上記遮光部側から低圧水銀ランプにて紫外光(照度20mW/cm2、254nm)を1200秒間照射し、上記パターニング用基板の開口部の不純物を除去した。これにより、上記開口部においては、表面張力40mN/mの液体との接触角が10°となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
実施例4と同様に、上記パターニング用基板に対してプラズマ照射工程を行った。これにより、上記遮光部上にフッ素が導入された。大気圧プラズマ照射前の遮光部上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°であったが、大気圧プラズマ照射後には、遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が70°となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
上記パターニング用基板の上記開口部に対して、実施例1と同様に着色層の形成を行った。この際、いずれの着色層においても、白抜けは生じていなかった。
1.不純物除去工程
実施例1と同様にパターニング用基板を形成した。続いて、実施例3で形成した半導体光触媒含有層側基板の半導体光触媒含有層と、パターニング用基板の遮光部とが50μmの間隙となるように、パターニング用基板および半導体光触媒含有層側基板とを配置した。その後、光触媒含有層側基板側から、超高圧水銀ランプにて、紫外光(照度30mW/cm2、365nm)を300秒間照射し、上記パターニング用基板の開口部の不純物を除去した。これにより、上記開口部においては、表面張力40mN/mの液体との接触角が10°となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
実施例4と同様に、上記パターニング用基板に対してプラズマ照射工程を行った。これにより、上記遮光部上にフッ素が導入された。大気圧プラズマ照射前の遮光部上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°であったが、大気圧プラズマ照射後には、遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が70°となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
上記パターニング用基板の上記開口部に対して、実施例1と同様に着色層の形成を行った。この際、いずれの着色層においても、白抜けは生じていなかった。
実施例1と同様にパターニング用基板を形成した。続いて、実施例4で形成した半導体光触媒含有層側基板の半導体光触媒含有層と、パターニング用基板の遮光部とが50μmの間隙となるように、パターニング用基板および半導体光触媒含有層側基板とを配置した。その後、パターニング用基板の基材側から、超高圧水銀ランプにて、紫外光(照度30mW/cm2、365nm)を300秒間照射し、上記パターニング用基板の開口部の不純物を除去した。これにより、上記開口部においては、表面張力40mN/mの液体との接触角が10°以下となった。上記液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
実施例4と同様に、上記パターニング用基板に対してプラズマ照射工程を行った。これにより、上記遮光部上にフッ素が導入された。大気圧プラズマ照射前の遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が20°であったが、大気圧プラズマ照射後には、遮光部上の液体との接触角は、表面張力40mN/mの液体との接触角が70°となった。上記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。
上記パターニング用基板の上記開口部に対して、実施例1と同様に着色層の形成を行った。この際、いずれの着色層においても、白抜けは生じていなかった。
不純物除去工程を行わなかった以外は、実施例1と同様にカラーフィルタを形成した。この際、遮光部に区画された開口部で着色層を形成した熱硬化型インクが均一にぬれ広がらず、白抜けが生じた。
2 …遮光部
3 …パターニング用基板
4 …プラズマ
5 …開口部
6 …エネルギー
Claims (3)
- 無機物からなる基材と、前記基材上に形成され、少なくとも遮光材料および樹脂を含有する、熱転写法により形成された遮光部とを有するパターニング用基板に、フッ素化合物を導入ガスとして用いてプラズマを照射することにより、前記遮光部上を撥液性とするプラズマ照射工程と、
前記遮光部に区画された開口部にエネルギーを照射し、前記遮光部に区画された開口部表面の不純物を除去する不純物除去工程とを有するパターン形成体の製造方法であって、
前記不純物除去工程が、基体および、前記基体上に形成され、少なくとも半導体光触媒を含有する半導体光触媒含有層を有する半導体光触媒含有層側基板の前記半導体光触媒含有層と、前記開口部とを間隙をおいて配置した後、前記遮光部に区画された開口部にエネルギーを照射する工程であることを特徴とするパターン形成体の製造方法。 - 前記不純物除去工程が、前記基材側からエネルギーの照射が行われることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成体の製造方法。
- 前記不純物除去工程が、前記遮光部側からエネルギーの照射が行われることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成体の製造方法。
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