JP4641774B2 - パターン形成体の製造方法 - Google Patents

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本発明は、撥液性を有する領域および親液性を有する領域が高精細に形成されたパターン形成体の製造方法に関するものである。
従来より、基材上に図案、画像、文字、回路等の種々のパターンを形成するパターン形成体の製造方法としては、各種のものが製造されている。
高精細なパターンを形成する方法として、基材上に塗布したフォトレジスト層にパターン露光を行い、露光後、フォトレジストを現像し、さらにエッチングを行ったり、フォトレジストに機能性を有する物質を用いて、フォトレジストの露光によって目的とするパターンを直接形成する等のフォトリソグラフィーによるパターン形成体の製造方法が知られている。
フォトリソグラフィーによる高精細パターンの形成は、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタの着色パターンの形成、マイクロレンズの形成、精細な電気回路基板の製造、パターンの露光に使用するクロムマスクの製造等に用いられているが、これらの方法によっては、フォトレジストを用いると共に、露光後に液体現像液によって現像を行ったり、エッチングを行う必要があるので、廃液を処理する必要が生じる等の問題点があり、またフォトレジストとして機能性の物質を用いた場合には、現像の際に使用されるアルカリ液等によって劣化する等の問題点もあった。
また、カラーフィルタ等の高精細なパターンを印刷等によって形成することも行われているが、印刷で形成されるパターンには、位置精度等の問題があり、高精度なパターンの形成は困難であった。
そこで、基材上に着色層を形成する着色層形成用塗工液を留めるためのバンクを形成し、このバンクにフッ素化合物を導入ガスとしてプラズマ処理をし、バンクを撥液性としてインクジェット法等により着色層等の機能性部を形成する方法が提案されている(特許文献1)。この方法によれば、上記プラズマ処理によって、有機物であるバンクのみにフッ素を導入することができ、また無機物からなる基材上にはフッ素を導入しないものとすることができる。これにより、バンクが形成されていない開口部にのみ、機能性部を形成する機能性部形成用塗工液を塗布等して、機能性部を形成することができるのである。
しかしながらこの方法において、上記開口部にバンクを形成した際の残渣等の不純物が付着している場合、上記プラズマ処理によってこの不純物にフッ素が導入されてしまうこととなる。これにより、上記機能性部形成用塗工液を塗布した際、開口部上で機能性部形成用塗工液が濡れ広がることが阻害され、例えば機能性部として着色層を形成した場合、着色層に白抜け等の問題が生じる場合があった。
特開2000−187111号公報
そこで、プラズマ照射を利用して、親液性および撥液性のパターンを形成する際、目的とする領域のみ、高精細に撥液性とされた、高品質なパターン形成体の製造方法の提供が望まれている。
本発明は、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プラズマ照射工程と、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不純物除去工程とを有することを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。
本発明によれば、上記プラズマ照射工程により、有機物にフッ素を導入することが可能であることから、上記遮光部上を撥液性領域とすることができる。また、上記不純物除去工程は、上記プラズマ照射工程前に行ってもよく、上記プラズマ照射工程後に行ってもよい。上記プラズマ照射工程前に行った場合には、上記開口部に存在する遮光部を形成した際の残渣等を除去することができるため、上記プラズマ照射工程を行った際に、上記開口部表面に有機フッ素化合物が導入されないものとすることができる。また、上記プラズマ照射工程後に行った場合には、上記開口部に存在する遮光部を形成した際の残渣や、上記プラズマ照射工程によりその残渣に導入されたフッ素等をエネルギーによって除去することができる。したがって、本発明によれば、上記遮光部のみが撥液性領域とされたものとすることができ、高精細な機能性部を形成可能なパターン形成体とすることができる。
上記発明においては、上記不純物除去工程が、基体および、上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上記半導体光触媒含有層と、上記開口部とを間隙をおいて配置した後、上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としてもよい。これにより、上記不純物除去工程で照射されるエネルギーだけでなく、上記エネルギー照射に伴う半導体光触媒に作用によっても、上記遮光部に区画された開口部に付着した不純物を除去することができる。したがって、より効率よく不純物除去工程を行うことができるからである。
また、上記発明においては、上記不純物除去工程が、上記基材側からエネルギーの照射が行われるものであってもよい。この場合、基材側から全面にエネルギーを照射した場合であっても、基材上に上記遮光部が形成されていることから、遮光部に区画された開口部のみにエネルギーを照射することができる。
またさらに、上記発明においては、上記不純物除去工程が、上記遮光部側からエネルギーの照射が行われるものであってもよい。この場合、基材が上記エネルギーを透過させないものであっても、上記開口部の不純物を除去することができる。
本発明によれば、上記遮光部のみが撥液性とされたものとすることができ、遮光部および開口部の液体との接触角の差を利用して、高精細な機能性部を形成可能なパターン形成体とすることができる。
本発明は、撥液性を有する領域および親液性を有する領域が高精細に形成されたパターン形成体の製造方法に関するものである。
本発明のパターン形成体の製造方法は、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プラズマ照射工程と、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不純物除去工程とを有することを特徴とするものである。
本発明においては、上記プラズマ照射工程と不純物除去工程を行う順序は特に限定されるものではなく、どちらの工程を先に行ってもよい。
例えば図1に示すように、基材1とその基材1上に形成された遮光部2とを有するパターニング用基板3に、プラズマ4を照射するプラズマ照射工程(図1(a))と、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、遮光部2に区画された開口部5表面に存在する不純物を除去する不純物除去工程(図1(b))とを行ってもよい。
また、例えば図2に示すように、基材1とその基材1上に形成された遮光部2とを有するパターニング用基板3に、基材1側から上記遮光部2に区画された開口部5にエネルギー6を照射し、遮光部2に区画された開口部5表面に存在する不純物を除去する不純物除去工程(図2(a))を行った後、上記パターニング用基板3にプラズマ4を照射するプラズマ照射工程(図2(b))とを行ってもよい。
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た場合、有機物にフッ素を導入することができ、表面を撥液性とすることができる。したがって、本発明によれば上記プラズマ照射工程においてプラズマ照射を行うことにより、遮光部上を撥液性領域とすることができる。
ここで、遮光部に区画された開口部は、無機材料からなる基材が露出していることから、上記有機フッ素化合物が導入されず、親液性領域として用いることが可能となるが、一般的に、上記開口部には、遮光部を形成した際の残渣等の不純物が付着しており、上記プラズマ照射工程を行った際、この不純物にフッ素が導入されてしまう。これにより、開口部に機能性部を形成する機能性部形成用塗工液を塗布した際、このフッ素等によって上記機能性部形成用塗工液を上記開口部に均一に濡れ広がらせることができない、という問題があった。
しかしながら本発明においては、上記プラズマ照射工程前、または上記プラズマ照射工程終了後に、上記遮光部に区画された開口部にエネルギーを照射する不純物除去工程を行う。上記プラズマ照射工程前に不純物除去工程を行う場合、上記遮光部に区画された開口部に付着している残渣等の不純物を除去することができる。これにより、上記プラズマ照射工程においてプラズマ照射を行った際、上記開口部においては不純物等が存在しないことから、遮光部上にのみフッ素を導入することができる。したがって、遮光部のみが撥液性を有するものとすることができるのである。
また、上記プラズマ照射工程後に、エネルギー照射を行う場合には、不純物除去工程において、上記開口部に付着している残渣や、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ことができる。これにより、上記遮光部上のみが撥液性領域とされたものとすることができ、開口部上を親液性領域として用いることが可能となる。したがって、本発明によれば、上記遮光部上および開口部上の濡れ性の差を利用して、種々の機能性部を高精細に形成可能なパターン形成体とすることができるのである。以下、本発明のパターン形成体の製造方法の各工程ごとに詳しく説明する。
1.プラズマ照射工程
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。
本発明においては、後述するように、パターニング用基板の基材としては無機物が用いられ、遮光部には有機物が含まれているものとされている。したがって、本工程によりプラズマ照射をした場合、上記開口部上はフッ素が導入されず、上記遮光部上にフッ素を導入することができるのである。以下、本工程に用いられるパターニング用基板、およびプラズマの照射方法についてそれぞれ説明する。
(パターニング用基板)
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。
(1)遮光部
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。
本発明において、このような遮光部を形成する方法としては、例えば、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をパターン状に形成する方法等が挙げられる。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。このような樹脂製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。
またさらに本発明においては、遮光部が熱転写法により形成されたものとすることもできる。遮光部を形成する熱転写法とは、通常、透明なフィルム基材の片面に光熱変換層と遮光部転写層を設けた熱転写シートを基材上に配置し、遮光部を形成する領域にエネルギーを照射することによって、遮光部転写層が基材上に転写されて遮光部が形成されることとなるものである。
熱転写法により転写される遮光部は、通常、遮光材料と結着剤により構成されるものであり、遮光性材料としては、カーボンブラック、チタンブラック等の無機粒子等を用いることができる。このような遮光性材料の粒子径としては、0.01μm〜1.0μm、中でも0.03μm〜0.3μmの範囲内であることが好ましい。
また、結着剤としては、熱可塑性と熱硬化性とを有する樹脂組成とすることが好ましく、熱硬化性官能基を有し、かつ軟化点が50℃〜150℃の範囲内、中でも60℃〜120℃の範囲内である樹脂材料および硬化剤等により構成されることが好ましい。このような材料として具体的には、1分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物またはエポキシ樹脂とその潜在性硬化剤との組み合わせ等が挙げられる。またエポキシ樹脂の潜在性硬化剤としては、ある一定の温度まではエポキシ基との反応性を有さないが、加熱により活性化温度に達するとエポキシ基との反応性を有する分子構造に変化する硬化剤を用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂との反応性を有する酸性または塩基性化合物の中性塩や錯体、ブロック化合物、高融点体、マイクロカプセル封入物が挙げられる。また、上記遮光部中に、上記の材料の他に、離型剤、接着補助剤、酸化防止剤、分散剤等を含有させることもできる。
(2)基材
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。
また基材のエネルギー透過性については、パターン形成体の用途や種類、後述する不純物除去工程におけるエネルギーの照射方向等により適宜選択される。例えば、後述する不純物除去工程におけるエネルギーの照射方向が、基材側からである場合には、上記基材がそのエネルギーに対して透過性を有することが必要とされる。一方、上記不純物除去工程におけるエネルギーの照射方向が遮光部側からである場合には、上記基材には特にエネルギー透過性は必要とされない。
なお、本発明において、上記基材の表面は、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されたものであってもよい。また、例えば遮光部に区画された開口部となる領域を親液性とするために、酸素ガスを導入ガスとして、後述するプラズマ等を照射する処理が行われたもの等であってよい。
(プラズマの照射方法)
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。
このようなプラズマの照射の際、導入ガスとして用いられるフッ素化合物としては、、例えばフッ化炭素(CF)、窒化フッ素(NF)、フッ化硫黄(SF)、CHF、C、C、C等が挙げられる。また、照射されるプラズマの照射条件としては、照射装置等により適宜選択される。
ここで、本発明においては、上記プラズマ照射が大気圧中でのプラズマ照射であることが好ましい。これにより、減圧用の装置等が必要なく、コストや製造効率等の面から好ましいものとすることができるからである。このような大気圧プラズマの照射条件としては、以下のようなものとすることができる。例えば、電源出力としては、一般的なプラズマの照射装置に用いられるものと同様とすることができる。また、この際、照射されるプラズマの電極と、上記遮光部との距離は、0.2mm〜20mm程度、中でも1mm〜5mm程度とされることが好ましい。またさらに、上記導入ガスとして用いられるフッ素化合物の流量は1L/min〜20L/min程度、上記フッ素化合物と同時に流す窒素ガスの流量は1L/min〜50L/min程度であることが好ましい。また、この際の基板搬送速度としては、0.5m/min〜2m/min程度とすることが好ましい。
また、本工程においては、上記遮光部の液体との接触角が、その遮光部に区画された開口部の液体との接触角より1°以上高くなるように上記プラズマ照射が行われることが好ましい。これにより、上記遮光部および上記遮光部に区画された開口部の液体との接触角の差を利用して、本発明により製造されたパターン形成体上に、例えばカラーフィルタの着色層等の機能性部を形成することが可能となるからである。
本発明においては特に、上記遮光部の液体との接触角が40mN/mの液体との接触角が、10°以上、中でも表面張力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°以上となるようにプラズマ照射されることが好ましい。これは、上記遮光部において上記液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、本発明により製造されたパターン形成体の開口部上に、例えばカラーフィルタの着色層等の機能性部を形成する際、遮光部上にも機能性部を形成するための機能性部形成用塗工液等が付着したり、隣接する開口部に塗布された機能性部形成用塗工液どうしが混じってしまう等の可能性があるからである。
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。
2.不純物除去工程
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。
ここで本工程においては、上記遮光部に区画された開口部の不純物が除去されて、開口部の表面の40mN/mの液体との接触角が9°未満、好ましくは表面張力50mN/mの液体との接触角が10°以下、特に表面張力60mN/mの液体との接触角が10°以下となるように上記エネルギー照射が行われることが好ましい。上記開口部における液体との接触角が高い場合は、本発明により製造されたパターン形成体の上記開口部上においても、機能性部を形成する機能性部形成用塗工液をはじいてしまう可能性があり、高精細に機能性部を形成することが困難となるからである。なお、上記液体との接触角は、上述した方法により測定される値である。
ここで、上記不純物除去工程におけるエネルギーの照射方法については、エネルギーの照射方向等によって以下の4つの実施態様にわけられる。以下、それぞれの実施態様ごとにわけて説明する。
(1)第1実施態様
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。
本実施態様によれば、基材上に遮光部が形成されていることから、基材側からフォトマスク等を用いることなく全面にエネルギーを照射した場合であっても、上記遮光部に区画された開口部にのみエネルギーを照射することができ、上記開口部上の不純物を効率よく除去することができる。
なお、本実施態様でいうエネルギー照射(露光)とは、半導体光触媒含有層により遮光部に区画された開口部の不純物を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。
また、本実施態様において照射されるエネルギーとしては、上記遮光部に区画された開口部上に存在する不純物を分解等することにより除去することが可能なエネルギーであればよく、例えばカラーフィルタの洗浄方法に用いられるエネルギー等を用いることが可能である。具体的には500nm以下の光、中でも150nm〜500nmの範囲内、特に170nm〜480nmの範囲内の光が好ましく用いられる。このようなエネルギーの照射に用いられるランプとしては、例えばアルゴン、クリプトン、キセノン等の紫外エキシマランプ、または低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を挙げることができる。
また、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。
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、上記エネルギーの作用により不純物が除去されるのに必要な照射量とし、開口部が、上述したような液体との接触角を有するものとされる程度、エネルギーが照射される。このようなエネルギーの照射時間は、エネルギーの強度等により適宜選択されるものであるが、通常、1秒〜7200秒程度、中でも10秒〜600秒程度とされる。
(2)第2実施態様
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。
本実施態様によれば、上記半導体光触媒含有層と上記開口部とを対向させてエネルギー照射を行うことから、照射されるエネルギーによる作用だけでなく、エネルギー照射に伴う半導体光触媒の作用によっても上記開口部表面に存在する不純物を除去することができる。また、上記基材上には遮光部が形成されており、基材側からエネルギー照射が行われることから、全面にエネルギー照射した場合であっても、上記遮光部に区画された開口部にのみエネルギー照射を行うことができる。したがって、本実施態様によれば、効率よく不純物除去工程を行うことができる、という利点を有する。以下、本工程に用いられる半導体光触媒含有層側基板、および照射されるエネルギーについて説明する。
(半導体光触媒含有層側基板)
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。
a.半導体光触媒含有層
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。
半導体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半導体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、このキャリアが半導体光触媒含有層近傍に配置される上記遮光部に区画された開口部に付着した残渣等の有機物に作用を及ぼすものであると思われる。
本実施態様で使用する半導体光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、酸化タングステン(WO)、酸化ビスマス(Bi)、および酸化鉄(Fe)を挙げることができ、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。
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。
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。
また、上記酸化チタンとして可視光応答型のものを用いてもよい。可視光応答型の酸化チタンとは、可視光のエネルギーによっても励起されるものであり、このような可視光応答化の方法としては、酸化チタンを窒化処理する方法等が挙げられる。
酸化チタン(TiO)は、窒化処理をすることにより、酸化チタン(TiO)のバンドギャップの内側に新しいエネルギー準位が形成され、バンドギャップが狭くなる。その結果、通常酸化チタン(TiO)の励起波長は380nmであるが、その励起波長より長波長の可視光によっても、励起されることが可能となるのである。これにより、種々の光源によるエネルギー照射の可視光領域の波長も酸化チタン(TiO)の励起に寄与させることが可能となることから、さらに酸化チタンを高感度化させることが可能となるのである。
ここで、本実施態様でいう酸化チタンの窒化処理とは、酸化チタン(TiO)の結晶の酸素サイトの一部を窒素原子での置換する処理や、酸化チタン(TiO)結晶の格子間に窒素原子をドーピングする処理、または酸化チタン(TiO)結晶の多結晶集合体の粒界に窒素原子を配する処理等をいう。
酸化チタン(TiO)の窒化処理方法は、特に限定されるものではなく、例えば、結晶性酸化チタンの微粒子をアンモニア雰囲気下で700℃の熱処理により、窒素をドーピングし、この窒素のドーピングされた微粒子と、無機バインダや溶媒等を用いて、分散液とする方法等が挙げられる。
半導体光触媒の粒径は小さいほど半導体光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径が50nm以下であることが好ましく、20nm以下の半導体光触媒を使用するのが特に好ましい。
本実施態様における半導体光触媒含有層は、上述したように半導体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。
半導体光触媒のみからなる半導体光触媒含有層の場合は、基材上の開口部に存在する不純物等を除去する効率が向上し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。一方、半導体光触媒とバインダとからなる半導体光触媒含有層の場合は、半導体光触媒含有層の形成が容易であるという利点を有する。
半導体光触媒のみからなる半導体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。真空製膜法により半導体光触媒含有層を形成することにより、均一な膜でかつ半導体光触媒のみを含有する半導体光触媒含有層とすることが可能であり、これにより基材上の開口部に付着した不純物等を分解除去することが可能であり、かつ半導体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不純物を効率よく分解除去することが可能となる。
また、半導体光触媒のみからなる半導体光触媒含有層の形成方法の他の例としては、例えば半導体光触媒が二酸化チタンの場合は、基材上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得ることができる。次いで、400℃〜500℃における焼成によってアナターゼ型チタニアに変性し、600℃〜700℃の焼成によってルチル型チタニアに変性することができる。
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半導体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。
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、上記半導体光触媒含有層は、半導体光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基材上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより半導体光触媒含有層を形成することができる。
また、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一般式SiXで表され、Xはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量3000以下のポリシロキサンが好ましい。
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半導体光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、基材上に空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより半導体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。
バインダを用いた場合の半導体光触媒含有層中の半導体光触媒の含有量は、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、半導体光触媒含有層の厚みは、0.05〜10μmの範囲内が好ましい。
また、半導体光触媒含有層には上記の半導体光触媒、バインダの他に、界面活性剤や添加剤等を用いることができ、例えば特開2001−074928に記載されているようなものを用いることができる。
ここで本実施態様においては、後述するようにエネルギーは基材側から照射され、上記遮光部が形成された領域にはエネルギーが照射されない。したがって、半導体光触媒含有層が例えば図3に示すように、基体11の全面に形成されたものとすることができるが、基体上に半導体光触媒含有層がパターン状に形成されたものとしてもよい。このような半導体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、例えばフォトリソグラフィー法等により行うことが可能である。
b.基体
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。
本実施態様に用いられる基体は、上記半導体光触媒含有層を形成可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば可撓性を有する樹脂製フィルム等であってもよいし、可撓性を有さないもの、例えばガラス基板等であってもよい。
なお、基体表面と上記半導体光触媒含有層との密着性を向上させるため、また半導体光触媒の作用による基体の劣化を防ぐ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、シラン系、チタン系のカップリング剤や、反応性スパッタ法やCVD法等により作製したシリカ膜等が挙げられる。
(エネルギー照射)
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。
ここで、上記の配置とは、実質的に半導体光触媒の作用が上記開口部に及ぶような状態で配置された状態をいうこととし、上記半導体光触媒含有層と上記遮光部が密着している状態の他、所定の間隔を隔てて上記半導体光触媒含有層と上記開口部とが配置された状態とする。この間隙は、200μm以下であることが好ましい。
本実施態様において上記間隙は、半導体光触媒の感度も高く、したがって開口部の不純物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開口部に対して特に有効である。
一方、例えば300mm×300mm以上といった大面積の開口部に対して処理を行う場合は、上述したような微細な間隙を半導体光触媒含有層側基板と上記開口部との間に形成することは極めて困難である。したがって、開口部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、パターンの精度の低下の問題や、半導体光触媒の感度が悪化して不純物を除去する効率が悪化する等の問題が生じることなく、さらに開口部の不純物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。
このように比較的大面積の開口部にエネルギー照射する際には、エネルギー照射装置内の半導体光触媒含有層側基板と基材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、半導体光触媒の感度の大幅な悪化を招くことなく配置することが可能となるからである。
このように半導体光触媒含有層と開口部表面とを所定の間隔で離して配置することにより、酸素と水および半導体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、上記範囲より半導体光触媒含有層と基材における開口部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、結果的に不純物を除去する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開口部に届き難くなり、この場合も不純物等を除去する速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。
このような極めて狭い間隙を均一に形成して半導体光触媒含有層と開口部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からである。また、このようなスペーサを用いることにより、半導体光触媒の作用により生じた活性酸素種が拡散することなく、高濃度で基材表面に到達することから、効率よく開口部の不純物除去を行うことができる。
なお、上記半導体光触媒含有層が可撓性を有する樹脂フィルム等の可撓性を有する基体上に形成された半導体光触媒含有層側基板を用いる場合においては、上述したような間隙を設けることが難しく、製造効率等の面から、上記半導体光触媒含有層と遮光部とが接触するように配置されていることが好ましい。
本実施態様においては、このような半導体光触媒含有層側基板の配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。
本実施態様に用いられるエネルギーとしては、上記開口部の不純物を除去することが可能なエネルギーであり、かつ上記半導体光触媒含有層中の半導体光触媒を励起させることが可能なエネルギーであれば、特に限定されるものではなく、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、上述したように半導体光触媒含有層に用いられる好ましい半導体光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより半導体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。
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。これにより、本実施態様においては従来の基材の洗浄で用いられる、例えば低圧水銀ランプやエキシマランプ等以外の、高い出力を有するランプを用いることが可能となり、短時間で遮光部に区画された開口部の不純物除去を行うことが可能となる。
また、上述したような光源を用いてエネルギーを照射する方法の他、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。
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、遮光部に区画された開口部が半導体光触媒含有層中の半導体光触媒の作用等により不純物が分解除去されるのに必要な照射量とする。
またこの際、半導体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、効率的な不純物の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。
(3)第3実施態様
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。
本実施態様によれば、上記遮光部側から、遮光部に区画された開口部に対してエネルギーを照射することにより、上記開口部表面に付着した不純物を除去することが可能となるのである。また、本実施態様においては、基材がエネルギーを透過させないものであっても、上記開口部表面の不純物を除去することができる、という利点も有する。
本実施態様により照射されるエネルギーとしては、上記遮光部に区画された開口部表面に存在する不純物を除去することが可能なエネルギーであれば、特に限定されるものではなく、上述した第1実施態様で説明したようなエネルギーを用いることができ、フォトマスク等を介することにより、上記開口部のみにエネルギーを照射することができる。なお、不純物除去工程を、上記プラズマ照射工程前に行う場合には、上記エネルギー照射を、パターニング用基板全面に行ってもよい。
また、上記フォトマスク等を用いたエネルギーの照射方法の他に、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。
なお、エネルギーの照射時間等については、上述した第1実施態様と同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
(4)第4実施態様
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。
本実施態様によれば、上記エネルギーによる作用だけでなく、エネルギー照射に伴う半導体光触媒の作用によっても、上記開口部表面の不純物を除去することが可能となり、効率的に本工程を行うことができる。また、上記基材がエネルギーを透過させないものであっても、上記開口部表面の不純物を除去することができる、という利点も有する。
ここで、本実施態様に用いられるエネルギーとしては、上記開口部表面の不純物を除去することが可能であり、また上記半導体光触媒含有層中の半導体光触媒を励起させることが可能なものであれば特に限定されるものではなく、具体的には上記第2実施態様で説明したようなエネルギーを用いることができる。なお、本実施態様においては、エネルギー照射の際、フォトマスク等を用いたり、上記半導体光触媒含有層側基板に半導体光触媒含有層側遮光部を形成すること等によりパターン状にエネルギーを照射する方法や、また第1実施態様で説明したようなレーザを用いて描画照射する方法を用いることにより、上記開口部のみにエネルギーを照射することができる。上記半導体光触媒含有層側基板に設けることが可能な半導体光触媒含有層側遮光部としては、上記基材上に設けられる遮光部と同様の方法や材料により形成することができる。また、上記半導体光触媒含有層側遮光部としては、上記半導体光触媒含有層上に形成してもよく、基体と半導体光触媒含有層との間に形成してもよい。またさらに、上記半導体光触媒含有層が形成される側と反対側の基体上に形成してもよい。
ここで、本実施態様に用いられる半導体光触媒含有層側基板や、エネルギー、半導体光触媒含有層側基板の配置方法等については、上述した第2態様と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
3.その他
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。
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。
以下、本発明について、実施例を通じてさらに詳述する。
[実施例1]
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。
2.プラズマ照射工程
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 : CF …12(l/min.);N …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
3.不純物除去工程
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/cm)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。
4.着色層の形成
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。
[実施例2]
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。
2.プラズマ照射工程
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。
3.不純物除去工程
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/cm、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。
4.着色層の形成
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3]
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。
2.プラズマ照射工程
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。
3.不純物除去工程
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/cm、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。
4.着色層の形成
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4]
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/cm、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。
2.プラズマ照射工程
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.);N …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.
3.着色層の形成
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5]
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/cm、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。
2.プラズマ照射工程
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。
3.着色層の形成
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6]
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/cm、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。
2.プラズマ照射工程
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。
3.着色層の形成
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7]
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/cm、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。
2.プラズマ照射工程
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。
3.着色層の形成
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。
[比較例]
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。
本発明のパターン形成体の製造方法の一例を示す工程図である。 本発明のパターン形成体の製造方法の一例を示す工程図である。 本発明のパターン形成体の製造方法における不純物除去工程を説明するための説明図である。 本発明のパターン形成体の製造方法における不純物除去工程を説明するための説明図である。 本発明のパターン形成体の製造方法における不純物除去工程を説明するための説明図である。
符号の説明
1 …基材
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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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