JP4736181B2

JP4736181B2 - Color filter manufacturing method and color filter

Info

Publication number: JP4736181B2
Application number: JP2000374985A
Authority: JP
Inventors: 将人岡部
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-12-08
Also published as: JP2002174718A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面の濡れ性をエネルギー照射により容易にパターン状に変化させることが可能な光触媒含有層を用い、この光触媒含有層上にインクジェット装置を用いて画素部を形成するカラーフィルタの製造方法に関するものである。
【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】
カラーフィルタを効率的にかつ高品質に製造する方法として、エネルギーの照射により表面の濡れ性が変化する光触媒含有層を用いたカラーフィルタの製造方法が本発明者等により提案されている（例えば、特開平１１−３３７７２６号）。この方法によれば、光触媒とバインダーとを少なくとも有する光触媒含有層を透明基板上に塗布し、この光触媒含有層をパターン露光することにより親液性のパターンを形成し、この親液性のパターン上にインクを塗布することにより、画素部等を形成してカラーフィルタを製造するものである。
【０００４】
この親液性のパターン上にインクを塗布する方法としては、インクジェット装置を用いる方法を挙げることができる。このインクジェット装置を用いて例えばストライプ状の親液性領域にインクを塗布し画素部を形成する場合、通常ストライプ状に形成された親液性領域に沿ってインクジェット装置のヘッドを移動させ、このストライプ状の親液性領域内にインクを次々と塗布することにより画素部を形成する方法が採られる。
【０００５】
このような方法でカラーフィルタを製造した場合は、各ストライプ状の親液性領域に対して、インクジェット装置の一つのノズルが対応することになる。したがって、各ノズルにおける吐出量、すなわち吐出されるインクのドロップの大きさが一定でない場合は、各ストライプ状の親液性領域に形成される画素部の色の濃さ等にバラツキが生じる。一方、上述したように一つのストライプ状の親液性領域に対して一つのノズルが対応することから、ストライプ方向の色の濃さ等のバラツキはほとんど無い状態となる。このため、上記ストライプ間のバラツキが目立ってしまうことになり、カラーフィルタとした場合に色むらとされてしまうという問題点があった。この問題を解決する方法としては、ノズル間のインクの吐出量のバラツキを調整する方法が挙げられるが、この方法は現状では極めて困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、インクジェット装置を用いて、光触媒含有層上に形成されたストライプ状の親液性領域にインクを塗布して画素部を形成してカラーフィルタを製造する方法において、カラーフィルタ全体として見た場合に各画素部間の色の濃淡が目立たないカラーフィルタの製造方法を提供することを主目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は請求項１において、光触媒含有層が表面に形成された透明基板の光触媒含有層側表面にストライプ状にエネルギーをパターン照射することにより、ストライプ状の親液性領域が形成され、この親液性領域にインクジェット装置でインクを塗布することにより画素部を形成する工程を少なくとも有するカラーフィルタの製造方法において、上記インクジェット装置でインクを塗布する工程が、上記ストライプ状の親液性領域に対して平行方向に上記インクジェット装置のヘッドが相対的に動いてインクを塗布する工程であり、さらにこの工程で塗布されたインクがストライプ状の親液性領域のストライプに沿って所定の濃淡を有するように塗布される工程であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。
【０００８】
このように、ストライプ状の親液性領域のストライプに沿って所定の濃淡を有するようにインクを塗布することにより、ストライプ状に形成された画素部の長手方向にもムラが生じることになる。したがって、各ストライプの画素部間にインクジェット装置におけるノズル間の吐出量の差に基づく色ムラがあった場合でも、それを目立たなくすることが可能である。
【０００９】
上記請求項１に記載された発明においては、請求項２に記載するように、上記インクをストライプ状の親液性領域のストライプに沿って所定の濃淡を有するように塗布する方法が、上記インクジェット装置のヘッドから吐出されるインクの量を変化させることにより行うことも可能であり、また請求項３に記載するように、上記ストライプ状の親液性領域の面積を変化させることにより行うことも可能であり、さらには請求項４に記載するようにこれらを組み合わせて行うことも可能である。このような方法により、ストライプ状の画素部の長手方向に沿って色の濃淡を容易に形成することが可能となり、カラーフィルタ全体としての色むらが生じることを防止することが可能となるからである。
【００１０】
上記請求項２または請求項４に記載された発明において、上記インクジェット装置のヘッドから吐出されるインクの量を変化させる方法としては、請求項５に記載するように、インクジェット装置のヘッドからのインクのドロップ数を変化させることにより行う方法、また請求項６に記載するように、インクジェット装置のヘッドからのインクのドロップの大きさ変化させることにより行う方法、さらには、請求項７に記載するようにこれらを組み合わせる方法を挙げることができる。いずれの方法においても、インクジェット装置のヘッドを制御することにより容易に行うことが可能であり、容易にカラーフィルタ全体としての色むらを防止することができる。
【００１１】
上記請求項６または請求項７に記載された発明においては、請求項８に記載するように、上記インクジェット装置が、ピエゾ方式のインクジェット装置であり、上記ピエゾ方式のインクジェット装置のピエゾ素子に対する電圧を変調させることにより、ヘッドからのインクのドロップの大きさを変化させる方法であることが好ましい。このようにピエゾ素子に対する電圧を変調させる方法によりドロップの大きさを変化させれば、吐出されたインクのドロップの大きさを容易に制御することが可能となるからである。
【００１２】
一方、同様に請求項６または請求項７に記載された発明においては、請求項９に記載するように、上記インクジェット装置が、一つのストライプ状の親液性領域を塗布するために、吐出するインクにおけるドロップの大きさの異なる複数のヘッドを有するインクジェット装置であり、上記複数のヘッドから吐出するヘッドを選択することによりインクのドロップの大きさを変化させる方法であってもよい。例えば、吐出するインクのドロップの大きさを調整することが困難なインクジェット装置においては、このような方法により吐出するインクのドロップの大きさを制御することが可能となる。
【００１３】
また、上記請求項３または請求項４に記載された発明において、上記ストライプ状の親液性領域の面積を変化させる方法としては、請求項１０に記載するように、上記ストライプ状の親液性領域の面積を変化させる方法が、上記ストライプ状の親液性領域の幅を変化させることにより行う方法、請求項１１に記載するように、上記ストライプ状の親液性領域の長手方向に所定の間隔をおいて親液性領域を区切る撥液性領域を形成し、この撥液性領域により区切られた親液性領域の長さを変化させることにより行う方法、および請求項１２に記載するようにこれらの組合せによる方法であってもよい。光触媒含有層を露光する際のマスクの設計を変更することにより、ストライプ状の親液性領域の幅や、長さを容易に変更することが可能である。したがって、このような方法を採ることにより、容易にカラーフィルタ全体としての色むらを防止することが可能となる。
【００１４】
本発明は、さらに請求項１３に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された光触媒含有層と、上記光触媒含有層上にストライプ状に形成された親液性領域上にインクを塗布して形成される画素部とを少なくとも有するカラーフィルタにおいて、上記ストライプ状の親液性領域に塗布されるインクの幅がその長手方向に沿って変化するように形成されていることを特徴とするカラーフィルタ、請求項１４に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された光触媒含有層と、上記光触媒含有層上にストライプ状に形成された親液性領域上にインクを塗布して形成される画素部とを少なくとも有するカラーフィルタにおいて、上記ストライプ状の親液性領域に塗布されたインクが所定の間隔をおいて撥液性領域により区切られており、その間隔が変化するように形成されていることを特徴とするカラーフィルタ、さらには、請求項１５に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された光触媒含有層と、上記光触媒含有層上にストライプ状に形成された親液性領域上にインクが塗布されて形成された画素部とを少なくとも有するカラーフィルタにおいて、上記ストライプ状の親液性領域に塗布されるインクの幅がその長手方向に沿って変化するように形成され、さらに上記ストライプ状に形成された親液性領域上に塗布されたインクが所定の間隔をおいて撥液性領域により区切られており、その間隔が変化するように形成されていることを特徴とするカラーフィルタを提供する。これらのカラーフィルタは、ストライプ状の親液性領域内に塗布されたインクに濃淡を有し、その結果、ストライプ状に並ぶ各画素部の長手方向に濃淡を有するものであるので、全体として色むらのないカラーフィルタとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法は、光触媒含有層が表面に形成された透明基板の光触媒含有層側表面にストライプ状にエネルギーをパターン照射することにより、ストライプ状の親液性領域が形成され、この親液性領域にインクジェット装置でインクを塗布することにより画素部を形成する工程を少なくとも有するカラーフィルタの製造方法において、上記インクジェット装置でインクを塗布する工程が、上記ストライプ状の親液性領域に対して平行方向に上記インクジェット装置のヘッドが相対的に動いてインクを塗布する工程であり、さらにこの工程で塗布されたインクがストライプ状の親液性領域のストライプに沿って所定の濃淡を有するように塗布される工程であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、まず、透明基板上に少なくとも光触媒含有層が形成されており、さらにこの光触媒含有層表面がストライプ状にエネルギーがパターン照射されているものである。これらの各要素については、後で詳述する。
【００１７】
本発明においては、このように光触媒含有層上にストライプ状に形成された親液性領域内にインクジェット装置でインクを塗布して画素部を形成する工程が、上記親液性領域のストライプに対して平行方向にインクジェット装置のヘッドが相対的に動いてインクを塗布するものである。
【００１８】
図１は、この状態を示すもので、ヘッド１が、ストライプ状に形成された親液性領域２に対して平行方向に移動することにより、ヘッド１のノズル３から吐出されたインクのドロップが上記親液性領域２内に吐出される。
【００１９】
この際、上記インクジェット装置のヘッド１に形成された各ノズル３からのインクの吐出量にバラツキがある場合は、親液性領域２上に形成されたストライプ状の各画素部に濃淡が生じることになり、これが色むらとして非常に目立つことになる。したがって、このようなカラーフィルタは不良品とされ、カラーフィルタ製造に際しての歩留まりを低下させる要因となる。
【００２０】
本発明はこのような問題点を解決したもので、ストライプ状の均一な各画素部に濃淡があるため、この濃淡が目立つことになり不良品とされる点に着目し、このストライプ状の画素部の長手方向に濃淡を形成することにより、カラーフィルタ全体として見た場合にストライプ状の各画素部の濃淡が目立たなくなり不良品とされることが少なくなる。これによりカラーフィルタの製造に際しての歩留まりを向上させたものである。
【００２１】
なお、「ヘッドが相対的に動く」とは、インクの塗布に際してヘッドが固定され、透明基板が移動する場合、透明基板が固定されヘッドが動く場合、さらには両者が動く場合の全ての場合を含む旨である。
【００２２】
本発明において、インクをストライプ状の親液性領域のストライプに沿って所定の濃淡を有するように塗布する方法としては、大きく分けて以下の二つの方法を挙げることができる。
【００２３】
第１の方法としては、インクジェット装置のヘッドから吐出されるインクの量を変化させることにより行う方法であり、第２の方法としては、ストライプ状の親液性領域の面積を変化させることにより行う方法である。以下、第１の方法および第２の方法に分けて説明する。
【００２４】
１．第１の方法
本発明における第１の方法は、上述したように、インクジェット装置のヘッドから吐出されるインクの量を変化させることにより、インクをストライプ状の親液性領域のストライプに沿って所定の濃淡を有するように塗布する方法である。
【００２５】
ここで、インクの量を変化させる方法には、吐出するインクのドロップの大きさを変化させる方法と吐出するインクのドロップの数を変化させる方法との二つの方法が含まれる。以下、それぞれについて説明する。
【００２６】
ａ．インクのドロップの大きさを変化させる方法
インクジェット装置のヘッドのノズルからのインクのドロップの大きさを変化させる方法としては、一つのヘッドを用いて、そのノズルから吐出されるドロップの大きさを何らかの方法により調製する方法と、ノズルの開口の大きさの異なる複数のヘッドを用い、吐出するヘッドを選択することによりインクのドロップの大きさを変化させる方法の二つの方法を挙げることができる。
【００２７】
一つのヘッドを用い、そのヘッドから吐出されるドロップの大きさを調整する方法としては、特に限定されるものではないが、例えばインクジェット装置がピエゾ方式のインクジェット装置であり、このピエゾ方式のインクジェット装置のピエゾ素子に対する電圧を変調させることにより、各ノズルから吐出されるインクの大きさを変化させる方法を挙げることができる。
【００２８】
また、ノズルの開口の大きさの異なる複数のヘッドを用いる方法としては、一つのストライプ状の親液性領域を塗布するために、その親液性領域内にインクを吐出することができる位置にノズルが配されたヘッドを複数配置し、かつこの同一の親液性領域内にインクを吐出することができるノズルの開口の大きさがヘッド毎にそれぞれ異なるようにしたインクジェット装置を用いる方法が挙げられる。この方法によれば、インクを吐出するヘッドを適宜選択することにより、吐出されるインクの大きさを変化させることが可能となる。
【００２９】
本発明においては、吐出するインクのドロップの大きさをランダムに変化させることにより、ストライプ状の親液性領域に塗布されたインクに対し、ランダムに濃淡が形成される。したがって、吐出するノズル毎に吐出量が異なることによりストライプ毎に濃淡が生じこれが目立つことによる不具合を、このようにストライプ状の親液性領域に形成された画素部の長手方向に沿って濃淡を形成することにより目立たなくすることが可能となる。この際、各画素部の濃淡は、それぞれ別にランダムに制御されることが好ましい。各画素部が同じように濃淡を形成したのでは、今度はストライプ状の画素部の長手方向において濃淡が目立つことになり、不具合とされる可能性があるからである。
【００３０】
ｂ．インクのドロップの数を変化させる方法
吐出するインクのドロップの数を変化させる方法とは、ノズルから吐出されるインクの吐出回数を制御することにより親液性領域内に滴下されるインクのドロップの数を変化させ、これによりストライプ状の画素部の長手方向に濃淡を形成する方法である。この場合、所定の単位長さ当たりにおけるインクの量は一定にするように制御することが好ましい。このように制御することにより、各ストライプ状の親液性領域に形成された画素部がストライプ全体として濃淡を生じてしまうことを防止することができるからである。
【００３１】
この方法においても、上述した吐出するインクのドロップの大きさを変化させる場合と同様の理由から不具合を防止することが可能となる。また、同様の理由から各画素部の濃淡は、それぞれ別にランダムに制御されることが好ましい。
【００３２】
ｃ．インクのドロップの大きさを変化させる方法とインクのドロップの数を変化させる方法の組合せ
本発明においては、上述したインクのドロップの大きさを変化させる方法と、インクのドロップの数を変化させる方法とを組み合わせて用いることも可能である。この際のインクのドロップの大きさおよび数を変化させる方法に関しては、上述した方法を用いて行うことができる。このように両者を組み合わせて用いることにより、より画素部におけるインクの濃淡を明確に出すことが可能となる。
【００３３】
ｄ．その他
このようにインクジェット装置のヘッドからのインクのドロップ大きさまたは数を変化させ、またこの両者を組み合わせて変化させることにより、ヘッドのノズル毎の吐出量のバラツキによるストライプ状の画素部のムラを目立たなくすることができるのであるが、この場合に、さらにインクが塗布されるストライプ状の親液性領域に対し垂直に交差する撥液性領域（すなわち、光触媒含有層上の未露光部）を形成し、画素部間でインクが混ざらないようにしてもよい。このように、一つのストライプ状の親液性領域においてその長手方向の距離を短くすることにより、ストライプ状の画素部の長手方向において、濃淡をより明確につけることが可能となるからである。
【００３４】
なお、この撥液性領域は、遮光部（ブラックマトリックス）が形成されるカラーフィルタの場合は、遮光部上に形成されていることが好ましい。
【００３５】
２．第２の方法
本発明における第２の方法は、ストライプ状の親液性領域の面積を変化させることにより、形成されたストライプ状の画素部の長手方向に濃淡をつける方法である。この場合、上記ストライプ状の親液性領域の面積を変化させる方法としては、上記ストライプ状の親液性領域の幅を変化させる方法と、上記ストライプ状の親液性領域の長手方向に所定の間隔をおいて親液性領域を区切る撥液性領域を形成し、この撥液性領域により区切られた親液性領域の長さを変化させることにより行う方法とを挙げることができる。
【００３６】
ａ．親液性領域の幅を変化させる方法
親液性領域の幅を変化させることにより、親液性領域にインクを塗布し画素部を形成した際に濃淡を形成することができるのは、以下の理由によるものである。すなわち、カラーフィルタ上もしくは対向する基板上には遮光部（ブラックマトリックス）が形成されており、図２に示すように画素部はこの遮光部が形成されていない開口部４に形成されることになる。一方、親液性領域２は、この開口部４を覆うように形成されるものであり、親液性領域２の幅Ａは通常色抜けを防止するために開口部４の幅より広く形成される。この親液性領域の幅Ａをそのストライプに沿って変化させることにより、幅Ａを広くした場合は同じインク量で被覆する親液性領域の面積が大きくなることから、塗布されるインクの膜厚が薄くなる。一方、幅Ａを狭くした場合は同じインク量で被覆する親液性領域の面積が小さくなることからインクの膜厚は厚くなる。よって、親液性領域の幅Ａを変化させることのよりインクが硬化して形成される画素部に対して濃淡を設けることができるのである。
【００３７】
この場合、親液性領域２の幅Ａは少なくとも開口部２の幅より大きく形成されることが好ましい。一方、当然のことではあるが、隣接する開口部２を覆うほど幅広く形成することはできない。
【００３８】
上記親液性領域２の幅Ａの大きさはランダムに変化されることが好ましく、隣接する親液性領域２とは異なるパターンでランダムに変化されることが好ましい。同一のパターンで変化したのでは、このパターンが目立ってしまい、結果として不良品とされる可能性があるからである。
【００３９】
このように、ストライプ状の親液性領域の幅Ａをランダムに変化させることにより、上述した理由からストライプ状に形成された画素部の濃淡が、ストライプに沿ってランダムに変化する。したがって、例えインクジェット装置のノズル毎に吐出量が異なり、ストライプ状の画素部のストライプ毎の濃淡が目立つような場合であっても、画素部のストライプに沿ってランダムに濃淡が形成されることから、上記ストライプ毎の濃淡が目立たなくなり、得られるカラーフィルタの歩留まりを向上させることができる。
【００４０】
ｂ．親液性領域の長さを変化させる方法
親液性領域の長さを変化させる方法とは、具体的には図３に示すように、ストライプ状の親液性領域２を区切るように撥液性領域５を形成し、この撥液性領域５により区切られた親液性領域２の長さＢを変化させる方法である。ここで、この撥液性領域５は画素部となる開口部４と重ならない位置に形成され、カラーフィルタ側に遮光部（ブラックマトリックス）が形成される場合は、この遮光部上に通常形成されるものである。上記親液性領域の長さＢは、図３に示すように一つの開口部４を覆うように撥液性領域５により区切られ、形成されていてもよいが、これに限定されるものではなく複数の開口部４を覆うように撥液性領域５により区切られ、形成されたものであってもよい。
【００４１】
この親液性領域２の長さＢを変化させるためには、例えば上記撥液性領域５の幅を変化させる等の方法がある。このようにして親液性領域２の長さＢを変化させることにより、親液性領域２の長さＢが長い場合は同じインク量で被覆する親液性領域２の面積が大きくなることから、塗布されるインクの膜厚が薄くなる。一方、長さＢを狭くした場合は同じインク量で被覆する親液性領域の面積が小さくなることからインクの膜厚は厚くなる。よって、親液性領域の幅Ａを変化させることのよりインクが硬化して形成される画素部に対して濃淡を設けることができるのである。
【００４２】
親液性領域の長さを変化させる場合も、その幅を変化させる場合と同様に、ストライプ毎にランダムに長さの変化が設けられることが好ましい。統一したパターンで親液性領域の長さを変化させた場合は、このパターンが目立ってしまい不良品とされる可能性があるからである。
【００４３】
このように親液性領域の長さを変化させることにより、形成される画素部がそのストライプに沿ってランダムに濃淡を有することになり、上記親液性領域の幅を変化させる場合と同様の理由により得られるカラーフィルタの歩留まりを向上させることができる。
【００４４】
ｃ．親液性領域の幅と長さとの両方を変化させる方法
本発明においては、上記親液性領域の幅を変化させ、さらに長さをも変化させる方法を用いてもよい。このように両者を変化させることにより、親液性領域の面積を大きく変化させることができることから、より得られる画素部のインクの濃淡を設けることができるからである。
【００４５】
３．第１の方法と第２の方法との組合せ
本発明においては、上述した第１の方法、すなわちインクジェット装置のヘッドから吐出されるインクの量を変化させることにより、インクをストライプ状の親液性領域のストライプに沿って所定の濃淡を有するように塗布する方法と、第２の方法、すなわちストライプ状の親液性領域の面積を変化させることにより、形成されたストライプ状の画素部の長手方向に濃淡をつける方法とを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００４６】
この場合は、第１の方法は上述したインクのドロップの数を変化させる方法であってもまたドロップの大きさを変化させる方法であっても、さらにはこれらの組合せであってもよく、また第２の方法は上述した親インク性領域の幅を変化させる方法であっても、親インク性領域の長さを変化させる方法であっても、さらにはこれらを組み合わせたモノであってもよい。
【００４７】
このように第１の方法と第２の方法を組み合わせることにより、得られる画素部のインクの濃淡をより大きくつけることが可能となり、各ノズルの吐出量のバラツキによって生じるストライプ間の濃淡のバラツキをより目立たなくすることが可能となり、最終的に得られるカラーフィルタの歩留まりを向上させることが可能となる。
【００４８】
４．各構成について
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法に用いられる各構成について、それぞれ説明する。
【００４９】
（光触媒含有層）
本発明において用いられる光触媒含有層は、少なくとも光触媒とバインダーとからなり、エネルギーの照射により液体との接触角が低下するように形成された層である。このように、露光（本発明においては、光が照射されたことのみならず、エネルギーが照射されたことをも意味するものとする。）により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層を設けることにより、エネルギーのパターン照射等を行うことにより容易に濡れ性を変化させ、液体との接触角の小さい親液性領域とすることができ、例えば上記ストライプ状の画素部が形成される部分のみ容易に親液性領域とすることが可能となる。したがって、効率的にカラーフィルタが製造でき、コスト的に有利となるからである。なお、この場合のエネルギーとしては、通常紫外光を含む光が用いられる。
【００５０】
ここで、親液性領域とは、上記光触媒含有層において露光された領域であって液体との接触角が小さい領域であり、インクジェット装置によるインクに対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥液性領域とは、上記光触媒含有層において未露光の領域であって液体との接触角が大きい領域であり、インクジェット装置によるインクに対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。
【００５１】
上記光触媒含有層は、露光していない部分においては、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度以上、好ましくは表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度以上であることが好ましい。これは、露光していない部分は、本発明においては撥液性が要求される部分であることから、液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、インクが残存する可能性が生じるため好ましくないからである。
【００５２】
また、上記光触媒含有層は、露光すると液体との接触角が低下して、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度未満、好ましくは表面張力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度以下、特に表面張力６０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度以下となるような層であることが好ましい。露光した部分の液体との接触角が高いと、この部分でのインクの広がりが劣る可能性があり、画素部での色抜け等が生じる可能性があるからである。
【００５３】
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。
【００５４】
本発明の光触媒含有層は、上述したように少なくとも光触媒とバインダとから構成されていることが好ましい。このような層とすることにより、光照射によって光触媒の作用で臨界表面張力を高くすることが可能となり、液体との接触角を低くすることができる。
【００５５】
また、本発明においてこのような光触媒含有層を用いた場合、この光触媒含有層が少なくとも光触媒とフッ素とを含有し、さらにこの光触媒含有層表面のフッ素含有量が、光触媒含有層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記光触媒含有層が形成されていてもよい。
【００５６】
このような特徴を有するカラーフィルタの製造方法においては、エネルギーをパターン照射することにより、容易にフッ素の含有量の少ない部分からなるパターンを形成することができる。ここで、フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素を多く含有する物質の表面は、臨界表面張力がより小さくなる。したがって、フッ素の含有量の多い部分の表面の臨界表面張力に比較してフッ素の含有量の少ない部分の臨界表面張力は大きくなる。これはすなわち、フッ素含有量の少ない部分はフッ素含有量の多い部分に比較して親液性領域となっていることを意味する。よって、周囲の表面に比較してフッ素含有量の少ない部分からなるパターンを形成することは、撥液性域内に親液性領域のパターンを形成することとなる。
【００５７】
したがって、このような光触媒含有層を用いた場合は、エネルギーをパターン照射することにより、撥液性領域内に親液性領域のパターンを容易に形成することができるので、この親液性領域のみに画素部等を形成することが容易に可能となり、品質の良好なカラーフィルタを製造することができる。
【００５８】
上述したような、フッ素を含む光触媒含有層中に含まれるフッ素の含有量において、エネルギーが照射されて形成されたフッ素含有量が低い親液性領域におけるフッ素含有量は、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を１００とした場合に１０以下、好ましくは５以下、特に好ましくは１以下であることが好ましい。
【００５９】
このような範囲内とすることにより、エネルギー照射部分と未照射部分との親液性に大きな違いを生じさせることができる。したがって、このような光触媒含有層に画素部等を形成することにより、フッ素含有量が低下した親液性領域のみに正確に画素部等を形成することが可能となり、精度良くカラーフィルタを製造することができるからである。なお、この低下率は重量を基準としたものである。
【００６０】
このような光触媒含有層中のフッ素含有量の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いることが可能であり、例えばＸ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy, ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)とも称される。）、蛍光Ｘ線分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測定できる方法であれば特に限定されるものではない。
【００６１】
本発明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。
【００６２】
本発明においては、特に酸化チタンが、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。酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の酸化チタンが好ましい。アナターゼ型酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【００６３】
このようなアナターゼ型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。
【００６４】
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。また、光触媒の粒径が小さいほど、形成された光触媒含有層の表面粗さが小さくなるので好ましく、光触媒の粒径が１００ｎｍを越えると光触媒含有層の中心線平均表面粗さが粗くなり、光触媒含有層の非露光部の撥液性が低下し、また露光部の親液性の発現が不十分となるため好ましくない。
【００６５】
本発明のカラーフィルタは、上述したように光触媒含有層表面にフッ素を含有させ、この光触媒含有層表面にエネルギーをパターン照射することにより光触媒含有層表面のフッ素含有量を低下させ、これにより撥液性領域中に親液性領域のパターンを形成し、ここに画素部等を形成して得られるカラーフィルタであってもよい。この場合であっても、光触媒として上述したような二酸化チタンを用いることが好ましいが、このように二酸化チタンを用いた場合の、光触媒含有層中に含まれるフッ素の含有量としては、Ｘ線光電子分光法で分析して定量化すると、チタン（Ｔｉ）元素を１００とした場合に、フッ素（Ｆ）元素が５００以上、このましくは８００以上、特に好ましくは１２００以上となる比率でフッ素（Ｆ）元素が光触媒含有層表面に含まれていることが好ましい。
【００６６】
フッ素（Ｆ）が光触媒含有層にこの程度含まれることにより、光触媒含有層上における臨界表面張力を十分低くすることが可能となることから表面における撥液性を確保でき、これによりエネルギーをパターン照射してフッ素含有量を減少させたパターン部分における表面の親液性領域との濡れ性の差異を大きくすることができ、最終的に得られるカラーフィルタの品質を向上させることができるからである。
【００６７】
さらに、このようなカラーフィルタにおいては、エネルギーをパターン照射して形成される親インク領域におけるフッ素含有量が、チタン（Ｔｉ）元素を１００とした場合にフッ素（Ｆ）元素が５０以下、好ましくは２０以下、特に好ましくは１０以下となる比率で含まれていることが好ましい。
【００６８】
光触媒含有層中のフッ素の含有率をこの程度低減することができれば、画素部等を形成するためには十分な親液性を得ることができ、上記エネルギーが未照射である部分の撥液性との濡れ性の差異により、画素部等を精度良く形成することが可能となり、品質の良好なカラーフィルタを得ることができる。
【００６９】
本発明において、光触媒含有層に使用するバインダは、主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【００７０】
上記の（１）の場合、一般式：
Ｙ_nＳｉＸ_(4-n)
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＹで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Ｘで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【００７１】
具体的には、メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリｔ−ブトキシシラン；エチルトリクロルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−プロピルトリクロルシラン、ｎ−プロピルトリブロムシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリイソプロポキシシラン、ｎ−プロピルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−ヘキシルトリクロルシラン、ｎ−へキシルトリブロムシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−へキシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−へキシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−デシルトリクロルシラン、ｎ−デシルトリブロムシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−デシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−オクタデシルトリクロルシラン、ｎ−オクタデシルトリブロムシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−オクタデシルトリｔ−ブトキシシラン；フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリｔ−ブトキシシラン；テトラクロルシラン、テトラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン；ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン；ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン；フェニルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン；トリクロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメトキシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイソプロポキシヒドロシラン、トリｔ−ブトキシヒドロシラン；ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリｔ−ブトキシシラン；トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリｔ−ブトキシシラン；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン；および、それらの部分加水分解物；および、それらの混合物を使用することができる。
【００７２】
また、バインダとして、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₆ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₈ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₆ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₈ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
ＣＦ₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃；
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＳＯ₂Ｎ（Ｃ₂Ｈ₅）Ｃ₂Ｈ₄ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダとして用いることにより、光触媒含有層の非露光部の撥液性が大きく向上し、遮光部用塗料やインクジェット方式用インクの付着を妨げる機能を発現する。
【００７３】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【００７４】
【化１】

【００７５】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ¹，Ｒ²はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ¹、Ｒ²がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【００７６】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物をバインダに混合してもよい。
【００７７】
本発明のカラーフィルタにおいては、このようにオルガノポリシロキサン等の種々のバインダを光触媒含有層に用いることができる。本発明においては、上述したように、このようなバインダおよび光触媒を含む光触媒含有層にフッ素を含有させ、エネルギーをパターン照射することにより光触媒含有層表面のフッ素を低減させ、これにより撥液性領域内に親液性領域を形成するようにしてもよい。この際、光触媒含有層中にフッ素を含有させる必要があるが、このようなバインダを含む光触媒含有層にフッ素を含有させる方法としては、通常高い結合エネルギーを有するバインダに対し、フッ素化合物を比較的弱い結合エネルギーで結合させる方法、比較的弱い結合エネルギーで結合されたフッ素化合物を光触媒含有層に混入させる方法等を挙げることができる。このような方法でフッ素を導入することにより、エネルギーが照射された場合に、まず結合エネルギーが比較的小さいフッ素結合部位が分解され、これによりフッ素を光触媒含有層中から除去することができるからである。
【００７８】
上記第１の方法、すなわち、高い結合エネルギーを有するバインダに対し、フッ素化合物を比較的弱い結合エネルギーで結合させる方法としては、上記オルガノポリシロキサンにフルオロアルキル基を置換基として導入する方法等を挙げることができる。
【００７９】
例えば、オルガノポリシロキサンを得る方法として、上記（１）として記載したように、ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサンを得ることができる。ここで、この方法においては、上述したように上記一般式：
Ｙ_nＳｉＸ_(4-n)
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上を、加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合することによりオルガノポリシロキサンを得るのであるが、この一般式において、置換基Ｙとしてフルオロアルキル基を有する珪素化合物を用いて合成することにより、フルオロアルキル基を置換基として有するオルガノポリシロキサンを得ることができる。このようなフルオロアルキル基を置換基として有する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、エネルギーが照射された際、光触媒含有層中の光触媒の作用により、フルオロアルキル基の炭素結合の部分が分解されることから、光触媒含有層表面にエネルギーを照射した部分のフッ素含有量を低減させることができる。
【００８０】
この際用いられるフルオロアルキル基を有する珪素化合物としては、フルオロアルキル基を有するものであれば特に限定されるものではないが、少なくとも１個のフルオロアルキル基を有し、このフルオロアルキル基の炭素数が４から３０、好ましくは６から２０、特に好ましくは６から１６である珪素化合物が好適に用いられる。このような珪素化合物の具体例は上述した通りであるが、中でも炭素数が６から８であるフルオロアルキル基を有する上記珪素化合物、すなわちフルオロアルキルシランが好ましい。
【００８１】
本発明においては、このようなフルオロアルキル基を有する珪素化合物を上述したフルオロアルキル基を有さない珪素化合物と混合して用い、これらの共加水分解縮合物を上記オルガノポリシロキサンとして用いてもよいし、このようなフルオロアルキル基を有する珪素化合物を１種または２種以上用い、これらの加水分解縮合物、共加水分解縮合物を上記オルガノポリシロキサンとして用いてもよい。
【００８２】
このようにして得られるフルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンにおいては、このオルガノポリシロキサンを構成する珪素化合物の内、上記フルオロアルキル基を有する珪素化合物が０．０１モル％以上、好ましくは０．１モル％以上含まれていることが好ましい。
【００８３】
フルオロアルキル基がこの程度含まれることにより、光触媒含有層上の撥液性を高くすることができ、エネルギーを照射して親液性領域とした部分との濡れ性の差異を大きくすることができるからである。
【００８４】
また、上記（２）に示す方法では、撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋することによりオルガノポリシロキサンを得るのであるが、この場合も同様に、上述した一般式中のＲ¹，Ｒ²のいずれかもしくは両方をフルオロアルキル基等のフッ素を含有する置換基とすることにより、光触媒含有層中にフッ素を含ませることが可能であり、またエネルギーが照射された場合に、シロキサン結合より結合エネルギーの小さいフルオロアルキル基の部分が分解されるため、エネルギー照射により光触媒含有層表面におけるフッ素の含有量を低下させることができる。
【００８５】
一方、後者の例、すなわち、バインダの結合エネルギーより弱いエネルギーで結合したフッ素化合物を導入させる方法としては、例えば、低分子量のフッ素化合物を導入させる場合は、フッ素系の界面活性剤を混入する方法等を挙げることができ、また高分子量のフッ素化合物を導入させる方法としては、バインダ樹脂との相溶性の高いフッ素樹脂を混合する等の方法を挙げることができる。
【００８６】
本発明において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ＮＩＫＫＯＬＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬＦＳＮ、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。
【００８７】
また、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。
【００８８】
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。
【００８９】
上記光触媒含有層は、光触媒とバインダ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。
【００９０】
（透明基板）
本発明のカラーフィルタの製造方法に用いられる透明基板としては、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、パイレックスガラス、合成石英板等の可とう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とう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。本発明において、透明基板は通常透明なものを用いるが、反射性の基板や白色に着色した基板でも用いることは可能である。また、透明基板は、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。
【００９１】
（インクジェット装置）
本発明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。中でも、上記圧電素子（ピエゾ素子）を用いたインクジェット装置が好適に用いられる。
【００９２】
（画素部）
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、上記光触媒含有層に対してエネルギーをパターン照射することにより、画素部を形成する位置を親液性領域とし、ここに上述したような方法によりインクジェット装置を用いてインクを塗布して画素部を形成するところに特徴を有する。
【００９３】
このようなインクジェット装置により形成される画素部は、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成される。本発明において、画素部はストライプ状の画素部が好適に用いられる。また必要に応じてこのストライプ状の画素部は、開口部以外の場所、すなわち遮光部に該当する場所において区切られていてもよい。
【００９４】
そして、上述したようなインクジェット装置に用いられるインクとしては、大きく水性、油性に分類される。本発明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。本発明において好ましい溶剤としては、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートを主成分としたものや、インク反発性を向上させるためジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを主成分としたものが好適に用いられる。
【００９５】
本発明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、油性インクにはへ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。
【００９６】
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発明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。
【００９７】
本発明においては、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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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特性、記録特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。
【０１０１】
５．その他
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、その他必要に応じて種々のカラーフィルタを構成する部材を製造する工程を有するものであってもよい。
【０１０２】
（遮光部形成工程）
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、遮光部（ブラックマトリックス）を形成する遮光部形成工程を有するものであってもよい。この遮光部形成工程は、上述した画素部形成工程より前に行われてもよいし、画素部形成工程が行われた後に行われてもよい。
【０１０３】
このような遮光部形成工程としては、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される方法であってもよく、このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。
【０１０４】
また、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遮光部を形成する方法であってもよい。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厚みとしては、０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができる。このよう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。
【０１０５】
（保護層形成工程）
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、さらに画素部上に保護層を形成する保護層形成工程を行ってもよい。この保護層は、カラーフィルタを平坦化するとともに、画素部、あるいは、画素部と光触媒含有層に含有される成分の液晶層への溶出を防止するために設けられるものである。
【０１０６】
保護層の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタの表面状態等を考慮して設定することができ、例えば、０．１〜２．０μｍの範囲で設定することができる。保護層は、例えば、公知の透明感光性樹脂、二液硬化型透明樹脂等の中から、透明保護層として要求される光透過率等を有するものを用いて形成することができる。
【０１０７】
６．カラーフィルタについて
本発明のカラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された光触媒含有層と、上記光触媒含有層上にストライプ状に形成された親液性領域上にインクを塗布して形成される画素部とを少なくとも有するカラーフィルタにおいて、上記ストライプ状の親液性領域に塗布されるインクの幅がその長手方向に沿って変化するように形成されていることを特徴とするものである。
【０１０８】
このようにストライプ状の親液性領域に塗布されるインクの幅がその長手方向に沿って変化するように形成することにより、上述したようにインクの厚みを変化させることが可能となり、その結果画素部のインクの濃淡をそのストライプ方向に沿って変化させることができる。これにより、インクジェット装置のヘッドのノズルからのインクの吐出量にバラツキがあり、各ストライプのムラが目立つ場合であっても、このストライプに沿ったインクの濃淡のバラツキによりこの各ストライプのムラを目立たなくすることができ、最終的に得られるカラーフィルタの歩留まりを向上させることができる。
【０１０９】
ここで、上記親液性領域上に塗布されるインクの幅、すなわち親液性領域における幅の変化の割合としては、ヘッドのノズルからのインクの吐出量のバラツキによる色の濃淡のバラツキと同様のバラツキとなるような割合とすることが好ましい。一般に、ノズル間のインクの吐出量のバラツキは概ね５％程度とされていることから、本発明においては、画素部の大きさ等により大きく異なるものではあるが、最も狭い部分を１００とした場合に、最も幅の広い部分が、１０２〜１１０の範囲内、特に１０４〜１０６の範囲内であることが好ましい。
【０１１０】
本発明におけるその他の構成は、上述した説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１１】
また、本発明のカラーフィルタの他の実施態様としては、透明基板と、上記透明基板上に形成された光触媒含有層と、上記光触媒含有層上にストライプ状に形成された親液性領域上にインクを塗布して形成される画素部とを少なくとも有するカラーフィルタにおいて、上記ストライプ状の親液性領域に塗布されたインクが所定の間隔をおいて撥液性領域により区切られており、その間隔が変化するように形成されているものを挙げることができる。この場合も上述したように、親液性領域を区切る撥液性領域の間隔を変化させることによりインクが塗布されている親液性領域の面積を変化させることが可能となり、これにより画素部のインクの濃淡をストライプに沿って変化させることが可能となり、上述したようにカラーフィルタの歩留まりを向上させることが可能となる。
【０１１２】
この場合、親液性領域を区切る撥液性領域は、上述したようにカラーフィルタ上もしくは対向基板上に形成された遮光部（ブラックマトリックス）と重なる位置に形成されるものであり、画素部となる開口部分には通常形成されない。この場合の撥液性領域の間隔、すなわち親液性領域の長さは、画素部の大きさにより異なるものではあるが、上記親液性領域の幅の場合と同様の理由により、通常最も短いものを１００とした場合に、１０２〜１１０の範囲内、特に１０４〜１０６の範囲内であることが好ましい。
【０１１３】
この場合もその他の構成は、上述した説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１４】
さらに、本発明においては、上記ストライプ状の親液性領域に塗布されるインクの幅がその長手方向に沿って変化するように形成され、さらに上記ストライプ状に形成された親液性領域上に塗布されたインクが所定の間隔をおいて撥液性領域により区切られており、その間隔が変化するように形成されているもの、すなわち、上述した二つのカラーフィルタが組み合わされたものであってもよい。
【０１１５】
ここで、上記親液性領域に塗布されたインクの幅、長さに関しては、上記説明と同様であるのでここでの説明は省略する。またその他の構成に関しても上述したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１６】
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。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明においては、ストライプ状の親液性領域のストライプに沿って所定の濃淡を有するようにインクを塗布することにより、ストライプ状に形成された画素部の長手方向にもムラが生じることになる。したがって、各ストライプ状の画素部間にインクジェット装置のノズル間の吐出量の差に基づく色ムラがあった場合でも、それを目立たなくすることが可能である。これにより、カラーフィルタの製造に際しての歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット装置のヘッドがストライプ状の親液性領域に平行に移動してカラーフィルタを製造する方法の一例を示す概略平面図である。
【図２】本発明の一実施態様を説明するための概略平面図である。
【図３】本発明の他の実施態様を説明するための概略平面図である。
【符号の説明】
１…ヘッド
２…親液性領域
３…ノズル
４…開口部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses a photocatalyst-containing layer capable of easily changing its surface wettability into a pattern by energy irradiation, and a method for producing a color filter that forms a pixel portion on the photocatalyst-containing layer using an inkjet device It is about.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of personal computers, especially portable personal computers, the demand for liquid crystal displays, particularly 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]
As a method for producing a color filter efficiently and with high quality, a method for producing a color filter using a photocatalyst-containing layer whose surface wettability is changed by energy irradiation has been proposed by the present inventors (for example, JP-A-11-337726). According to this method, a photocatalyst-containing layer having at least a photocatalyst and a binder is applied on a transparent substrate, and the photocatalyst-containing layer is subjected to pattern exposure to form a lyophilic pattern. A color filter is manufactured by forming a pixel portion or the like by applying ink to the substrate.
[0004]
An example of a method for applying ink onto the lyophilic pattern is a method using an ink jet apparatus. For example, when ink is applied to a stripe-like lyophilic region using this ink-jet device to form a pixel portion, the head of the ink-jet device is moved along the lyophilic region usually formed in a stripe shape. A method of forming a pixel portion by successively applying ink in a lyophilic region having a shape is employed.
[0005]
When a color filter is manufactured by such a method, one nozzle of the ink jet apparatus corresponds to each stripe-like lyophilic region. Therefore, when the ejection amount at each nozzle, that is, the size of the ink drop to be ejected is not constant, the color density of the pixel portion formed in each stripe-like lyophilic region varies. On the other hand, since one nozzle corresponds to one stripe-like lyophilic region as described above, there is almost no variation such as color density in the stripe direction. For this reason, the variation between the stripes becomes conspicuous, and there is a problem in that color unevenness occurs when a color filter is used. As a method of solving this problem, there is a method of adjusting the variation in the ink discharge amount between the nozzles, but this method is extremely difficult at present.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems. A color filter is formed by applying ink to a stripe-like lyophilic region formed on a photocatalyst-containing layer using an inkjet device to form a pixel portion. In the method of manufacturing the color filter, it is a main object to provide a method of manufacturing a color filter in which the color density between the pixel portions is not noticeable when viewed as the whole color filter.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a striped lyophilic solution according to claim 1, wherein the surface of the transparent substrate on which the photocatalyst containing layer is formed is irradiated with a pattern of energy on the photocatalyst containing layer side surface. In the method for producing a color filter, the step of applying the ink with the ink jet device includes the step of forming the pixel portion by forming the pixel portion by applying the ink with the ink jet device to the lyophilic region. The ink jet head moves in a direction parallel to the lyophilic region in the shape of the ink and applies ink, and the ink applied in this step is applied to the stripe in the lyophilic region of the stripe shape. A method for producing a color filter, characterized in that it is a step of coating so as to have a predetermined shading along To provide.
[0008]
As described above, by applying the ink so as to have a predetermined density along the stripe of the stripe-like lyophilic region, unevenness is also generated in the longitudinal direction of the pixel portion formed in the stripe shape. Therefore, even if there is a color unevenness between the pixel portions of each stripe based on the difference in the discharge amount between the nozzles in the ink jet device, it can be made inconspicuous.
[0009]
In the invention described in claim 1, as described in claim 2, the method of applying the ink so as to have a predetermined shading along the stripe of the stripe-like lyophilic region is the ink jet method. It can be performed by changing the amount of ink ejected from the head of the apparatus, and as described in claim 3, it can also be performed by changing the area of the stripe-like lyophilic region. It is also possible to combine these as described in claim 4. By such a method, it is possible to easily form color shading along the longitudinal direction of the stripe-shaped pixel portion, and it is possible to prevent color unevenness as a whole color filter. is there.
[0010]
In the invention described in claim 2 or 4, as a method of changing the amount of ink ejected from the head of the ink jet apparatus, as described in claim 5, ink from the head of the ink jet apparatus is used. A method of changing the number of drops of ink, a method of changing the size of ink drops from the head of an ink jet apparatus as described in claim 6, and a method of claim 7. And a method of combining them. In any method, it can be easily performed by controlling the head of the ink jet apparatus, and color unevenness as a whole color filter can be easily prevented.
[0011]
In the invention described in claim 6 or claim 7, as described in claim 8, the ink jet device is a piezo type ink jet device, and a voltage to a piezo element of the piezo type ink jet device is set. A method of changing the size of ink drop from the head by modulation is preferable. This is because if the drop size is changed by the method of modulating the voltage with respect to the piezo element in this way, it is possible to easily control the drop size of the ejected ink.
[0012]
On the other hand, similarly, in the invention described in claim 6 or claim 7, as described in claim 9, the ink jet apparatus discharges in order to apply one stripe-like lyophilic region. An inkjet apparatus having a plurality of heads with different drop sizes in ink, and a method of changing the ink drop size by selecting a head to be ejected from the plurality of heads may be used. For example, in an inkjet apparatus in which it is difficult to adjust the size of the ejected ink drop, the size of the ejected ink drop can be controlled by such a method.
[0013]
In the invention described in claim 3 or claim 4, as a method of changing the area of the stripe-like lyophilic region, as described in claim 10, the stripe-like lyophilic property is used. The method of changing the area of the region is a method performed by changing the width of the stripe-like lyophilic region, as defined in claim 11, A method of forming a lyophobic region that divides the lyophilic region at intervals and changing the length of the lyophilic region delimited by the lyophobic region, and the method according to claim 12. Alternatively, a method based on a combination of these may be used. By changing the design of the mask when exposing the photocatalyst-containing layer, the width and length of the stripe-like lyophilic region can be easily changed. Therefore, by adopting such a method, it is possible to easily prevent the color unevenness of the entire color filter.
[0014]
Further, according to the present invention, an ink is formed on a transparent substrate, a photocatalyst-containing layer formed on the transparent substrate, and a lyophilic region formed in a stripe shape on the photocatalyst-containing layer. In the color filter having at least a pixel portion formed by applying the ink, the width of the ink applied to the stripe-like lyophilic region is formed so as to change along the longitudinal direction thereof. The color filter according to claim 14, wherein the transparent substrate, the photocatalyst-containing layer formed on the transparent substrate, and the ink on the lyophilic region formed in a stripe shape on the photocatalyst-containing layer In a color filter having at least a pixel portion formed by coating the ink, the ink applied to the stripe-like lyophilic region is separated by a liquid repellent region at a predetermined interval. Further, the color filter is formed so that the interval thereof is changed, and further, as described in claim 15, a transparent substrate and a photocatalyst-containing layer formed on the transparent substrate And a color filter having at least a pixel portion formed by applying ink on a lyophilic region formed in a stripe shape on the photocatalyst-containing layer, and applied to the striped lyophilic region. The ink is formed so that the width of the ink changes along the longitudinal direction, and the ink applied on the lyophilic region formed in the stripe shape is separated by the liquid repellent region at a predetermined interval. And a color filter characterized in that the distance is changed. These color filters have light and shade in the ink applied in the stripe-like lyophilic region, and as a result, have the light and shade in the longitudinal direction of each pixel portion arranged in a stripe shape. An even color filter can be obtained.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the method for producing a color filter of the present invention, a stripe-like lyophilic region is formed by pattern-irradiating energy on the photocatalyst-containing layer side surface of the transparent substrate on which the photocatalyst-containing layer is formed in a stripe shape, In the method of manufacturing a color filter having at least a step of forming a pixel portion by applying ink to the lyophilic region with an ink jet device, the step of applying the ink with the ink jet device includes the stripe-like lyophilic region. Is a step of applying ink by moving the head of the inkjet device relative to the parallel direction, and the ink applied in this step has a predetermined shading along the stripes in the stripe-like lyophilic region. It is the process applied so that it may have.
[0016]
In the method for producing a color filter of the present invention, first, at least a photocatalyst-containing layer is formed on a transparent substrate, and the surface of this photocatalyst-containing layer is subjected to pattern irradiation with stripes. Each of these elements will be described in detail later.
[0017]
In the present invention, the step of forming the pixel portion by applying ink in the lyophilic region formed in a stripe shape on the photocatalyst-containing layer with the ink jet device as described above is applied to the stripe of the lyophilic region. The ink jet head moves relatively in the parallel direction to apply ink.
[0018]
FIG. 1 shows this state. When the head 1 moves in a direction parallel to the lyophilic region 2 formed in a stripe shape, a drop of ink ejected from the nozzle 3 of the head 1 is dropped. It is discharged into the lyophilic region 2.
[0019]
At this time, when there is a variation in the amount of ink discharged from each nozzle 3 formed on the head 1 of the ink jet apparatus, light and shade are generated in each stripe-shaped pixel portion formed on the lyophilic region 2. This becomes very noticeable as uneven color. Therefore, such a color filter is regarded as a defective product, which causes a reduction in yield in manufacturing the color filter.
[0020]
The present invention solves such a problem, and attention is paid to the point that the shade becomes conspicuous because each uniform pixel portion in the stripe shape has a shading, and it is regarded as a defective product. By forming the shading in the longitudinal direction of the portion, the shading of each pixel portion in the stripe shape becomes inconspicuous when viewed as the color filter as a whole, and it is less likely to be a defective product. As a result, the yield in manufacturing the color filter is improved.
[0021]
Note that “the head moves relatively” means all cases where the head is fixed when the ink is applied and the transparent substrate is moved, the transparent substrate is fixed and the head is moved, and both are moved. It is to include.
[0022]
In the present invention, the following two methods can be roughly classified as the method of applying the ink so as to have a predetermined shading along the stripe of the stripe-like lyophilic region.
[0023]
The first method is a method in which the amount of ink ejected from the head of the ink jet apparatus is changed, and the second method is performed by changing the area of the stripe-like lyophilic region. Is the method. Hereinafter, the first method and the second method will be described separately.
[0024]
1. First method
As described above, the first method of the present invention changes the amount of ink ejected from the head of the ink jet apparatus, so that the ink has a predetermined shading along the stripes of the stripe-like lyophilic region. It is the method of apply | coating.
[0025]
Here, the method of changing the amount of ink includes two methods: a method of changing the size of the ink drop to be ejected and a method of changing the number of ink drops to be ejected. Each will be described below.
[0026]
a. How to change the ink drop size
As a method of changing the size of the ink drop from the nozzle of the head of the ink jet apparatus, a method of adjusting the size of the drop discharged from the nozzle by any method, and the opening of the nozzle There are two methods of changing the size of ink drop by using a plurality of heads having different sizes and selecting a head to be ejected.
[0027]
A method for adjusting the size of a drop discharged from the head using one head is not particularly limited. For example, the ink jet device is a piezo type ink jet device, and the piezo type ink jet device. A method of changing the size of the ink ejected from each nozzle by modulating the voltage with respect to the piezo element.
[0028]
Further, as a method of using a plurality of heads having different nozzle opening sizes, in order to apply one stripe-shaped lyophilic region, the ink can be ejected into the lyophilic region. There is a method using an inkjet apparatus in which a plurality of heads with nozzles are arranged and the size of the nozzle opening that can eject ink into the same lyophilic region is different for each head. It is done. According to this method, it is possible to change the size of the ejected ink by appropriately selecting the head that ejects the ink.
[0029]
In the present invention, by randomly changing the size of the ink drop to be ejected, light and shade are randomly formed on the ink applied to the stripe-like lyophilic region. Therefore, the difference in discharge amount for each nozzle to be discharged causes the density to be generated for each stripe, and the problem due to the conspicuousness is caused by the darkness along the longitudinal direction of the pixel portion formed in the stripe-like lyophilic region. It becomes possible to make it inconspicuous by forming. At this time, it is preferable that the shading of each pixel portion is controlled separately at random. This is because if each pixel portion has the same shade, the shade becomes conspicuous in the longitudinal direction of the stripe-like pixel portion, which may be a problem.
[0030]
b. How to change the number of ink drops
The method of changing the number of ink drops to be ejected is to change the number of ink drops dripped in the lyophilic region by controlling the number of times ink is ejected from the nozzles. This is a method of forming shading in the longitudinal direction of the pixel portion. In this case, it is preferable to control so that the amount of ink per predetermined unit length is constant. This is because by controlling in this way, it is possible to prevent the pixel portion formed in each stripe-like lyophilic region from being shaded as a whole stripe.
[0031]
Also in this method, it is possible to prevent a problem for the same reason as in the case of changing the size of the ink drop to be discharged. For the same reason, it is preferable that the shading of each pixel portion is controlled separately at random.
[0032]
c. A combination of a method for changing the size of ink drops and a method for changing the number of ink drops
In the present invention, it is possible to use a combination of the above-described method of changing the size of the ink drop and the method of changing the number of ink drops. Regarding the method of changing the size and number of ink drops at this time, the method described above can be used. Thus, by using both in combination, it is possible to clearly show the density of ink in the pixel portion.
[0033]
d. Other
In this way, by changing the size or number of ink drops from the head of the ink jet apparatus, or by changing both of them, unevenness in the stripe-shaped pixel portion due to variations in the ejection amount for each nozzle of the head is conspicuous. In this case, a liquid-repellent region (that is, an unexposed portion on the photocatalyst-containing layer) that intersects perpendicularly to the stripe-like lyophilic region to which the ink is applied is formed in this case. However, the ink may not be mixed between the pixel portions. This is because, by reducing the distance in the longitudinal direction of one stripe-like lyophilic region in this way, it is possible to more clearly add light and shade in the longitudinal direction of the stripe-like pixel portion.
[0034]
In the case of a color filter in which a light shielding part (black matrix) is formed, the liquid repellent area is preferably formed on the light shielding part.
[0035]
2. Second method
The second method of the present invention is a method of adding light and shade to the longitudinal direction of the formed stripe-shaped pixel portion by changing the area of the stripe-shaped lyophilic region. In this case, as a method of changing the area of the striped lyophilic region, a method of changing the width of the striped lyophilic region and a predetermined direction in the longitudinal direction of the striped lyophilic region are described. Examples of the method include forming a lyophobic region that divides the lyophilic region at an interval, and changing the length of the lyophilic region delimited by the lyophobic region.
[0036]
a. How to change the width of the lyophilic region
By changing the width of the lyophilic region, the density can be formed when the ink is applied to the lyophilic region to form the pixel portion for the following reason. That is, a light shielding portion (black matrix) is formed on the color filter or on the opposite substrate, and the pixel portion is formed in the opening 4 where the light shielding portion is not formed as shown in FIG. Become. On the other hand, the lyophilic region 2 is formed so as to cover the opening 4, and the width A of the lyophilic region 2 is usually formed wider than the width of the opening 4 in order to prevent color loss. The By changing the width A of the lyophilic region along the stripe, when the width A is increased, the area of the lyophilic region to be coated with the same ink amount is increased. The thickness becomes thinner. On the other hand, when the width A is narrowed, the area of the lyophilic region covered with the same ink amount is reduced, so that the ink film thickness is increased. Therefore, by changing the width A of the lyophilic region, light and shade can be provided for the pixel portion formed by curing the ink.
[0037]
In this case, the width A of the lyophilic region 2 is preferably formed to be at least larger than the width of the opening 2. On the other hand, as a matter of course, it cannot be formed so wide as to cover the adjacent openings 2.
[0038]
The size of the width A of the lyophilic region 2 is preferably changed randomly, and is preferably changed randomly in a pattern different from that of the adjacent lyophilic region 2. This is because if the pattern is changed in the same pattern, this pattern becomes conspicuous, and as a result, there is a possibility of being a defective product.
[0039]
As described above, by randomly changing the width A of the stripe-shaped lyophilic region, the density of the pixel portion formed in the stripe shape is randomly changed along the stripe for the reason described above. Therefore, even if the discharge amount is different for each nozzle of the ink jet apparatus and the density of each stripe of the stripe-shaped pixel portion is conspicuous, the density is randomly formed along the stripe of the pixel portion. The shade for each stripe becomes inconspicuous, and the yield of the obtained color filter can be improved.
[0040]
b. How to change the length of the lyophilic region
Specifically, as shown in FIG. 3, the method of changing the length of the lyophilic region includes forming the lyophobic region 5 so as to divide the stripe-like lyophilic region 2, and this lyophobic property. This is a method of changing the length B of the lyophilic region 2 delimited by the region 5. Here, the liquid-repellent region 5 is formed at a position that does not overlap with the opening 4 serving as a pixel portion. When a light-shielding portion (black matrix) is formed on the color filter side, the liquid-repellent region 5 is usually formed on the light-shielding portion. Is. The length B of the lyophilic region may be divided and formed by the lyophobic region 5 so as to cover one opening 4 as shown in FIG. 3, but is not limited thereto. Alternatively, it may be formed by being divided by the liquid repellent region 5 so as to cover the plurality of openings 4.
[0041]
In order to change the length B of the lyophilic region 2, for example, there is a method of changing the width of the lyophobic region 5. By changing the length B of the lyophilic region 2 in this way, when the length B of the lyophilic region 2 is long, the area of the lyophilic region 2 covered with the same ink amount increases. The film thickness of the applied ink becomes thin. On the other hand, when the length B is narrowed, the area of the lyophilic region covered with the same ink amount becomes small, so that the ink film thickness becomes thick. Therefore, by changing the width A of the lyophilic region, light and shade can be provided for the pixel portion formed by curing the ink.
[0042]
When the length of the lyophilic region is changed, it is preferable that the length is randomly changed for each stripe as in the case of changing the width. This is because if the length of the lyophilic region is changed with a unified pattern, this pattern may become conspicuous and may be a defective product.
[0043]
By changing the length of the lyophilic region in this way, the pixel portion to be formed has light and shade along the stripe, and is similar to the case where the width of the lyophilic region is changed. The yield of the color filter obtained for the reason can be improved.
[0044]
c. How to change both the width and length of the lyophilic region
In the present invention, a method of changing the width of the lyophilic region and also changing the length may be used. This is because by changing both of them, the area of the lyophilic region can be greatly changed, so that the density of the ink in the pixel portion can be further obtained.
[0045]
3. Combination of the first method and the second method
In the present invention, the first method described above, that is, the amount of ink ejected from the head of the ink jet apparatus is changed so that the ink has a predetermined shading along the stripes of the stripe-like lyophilic region. And the second method, that is, a method of changing the area of the stripe-shaped lyophilic region to change the longitudinal direction of the formed stripe-shaped pixel portion in combination. May be.
[0046]
In this case, the first method may be a method of changing the number of ink drops described above, a method of changing the size of the drops, or a combination thereof, The second method may be a method of changing the width of the ink-philic region described above, a method of changing the length of the ink-philic region, or a combination of these. .
[0047]
By combining the first method and the second method in this way, it becomes possible to increase the density of the ink in the obtained pixel portion, and the variation in density between stripes caused by the variation in the discharge amount of each nozzle can be reduced. It becomes possible to make it inconspicuous, and it becomes possible to improve the yield of the color filter finally obtained.
[0048]
4). About each configuration
Hereafter, each structure used for the manufacturing method of the color filter of this invention is each demonstrated.
[0049]
(Photocatalyst containing layer)
The photocatalyst-containing layer used in the present invention is a layer composed of at least a photocatalyst and a binder and formed so that the contact angle with the liquid is reduced by energy irradiation. In this way, the wettability is reduced so that the contact angle with the liquid is reduced by exposure (in the present invention, not only light is irradiated but also energy is applied). By providing a photocatalyst-containing layer that changes, wettability can be easily changed by performing pattern irradiation of energy, etc., and a lyophilic region having a small contact angle with the liquid can be obtained. Only the portion where the portion is formed can be easily made a lyophilic region. Therefore, a color filter can be manufactured efficiently, which is advantageous in terms of cost. In this case, light containing ultraviolet light is usually used as energy.
[0050]
Here, the lyophilic region is a region exposed in the photocatalyst-containing layer and having a small contact angle with the liquid, and means a region having good wettability with respect to ink by the ink jet apparatus. Further, the liquid repellent region is a region that is an unexposed region in the photocatalyst-containing layer and has a large contact angle with a liquid, and is a region that has poor wettability with respect to ink by an ink jet apparatus.
[0051]
In the unexposed portion, the photocatalyst-containing layer has a contact angle with a liquid with a surface tension of 40 mN / m of 10 degrees or more, preferably a contact angle with a liquid with a surface tension of 30 mN / m of 10 degrees or more, particularly a surface The contact angle with a liquid having a tension of 20 mN / m is preferably 10 degrees or more. This is because the unexposed part is a part that requires liquid repellency in the present invention, and therefore, when the contact angle with the liquid is small, the liquid repellency is not sufficient and the ink may remain. This is because it is not preferable because of the occurrence of properties.
[0052]
In addition, the photocatalyst-containing layer has a contact angle with a liquid that decreases when exposed to light, and a contact angle with a liquid with a surface tension of 40 mN / m is less than 10 degrees, preferably a liquid with a surface tension of 50 mN / m. It is preferable that the layer has a contact angle with a liquid of 10 degrees or less, particularly a surface tension of 60 mN / m, of 10 degrees or less. This is because if the contact angle between the exposed portion and the liquid is high, the spread of ink in this portion may be inferior, and color loss in the pixel portion may occur.
[0053]
In addition, the contact angle with the liquid here is measured using a contact angle measuring instrument (Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-Z type) with a liquid having various surface tensions (from the microsyringe to the liquid. 30 seconds after dropping), and the result was obtained or the result was graphed. In this measurement, as a liquid having various surface tensions, a wetting index standard solution manufactured by Pure Chemical Co., Ltd. was used.
[0054]
As described above, the photocatalyst-containing layer of the present invention is preferably composed of at least a photocatalyst and a binder. By using such a layer, the critical surface tension can be increased by the action of the photocatalyst by light irradiation, and the contact angle with the liquid can be decreased.
[0055]
Further, when such a photocatalyst containing layer is used in the present invention, the photocatalyst containing layer contains at least a photocatalyst and fluorine, and the fluorine content on the surface of the photocatalyst containing layer irradiates the photocatalyst containing layer with energy. In this case, the photocatalyst-containing layer may be formed so as to be lower than that before energy irradiation due to the action of the photocatalyst.
[0056]
In the method of manufacturing a color filter having such characteristics, a pattern composed of a portion having a small fluorine content can be easily formed by pattern irradiation with energy. Here, fluorine has an extremely low surface energy. Therefore, the surface of a substance containing a large amount of fluorine has a smaller critical surface tension. Therefore, the critical surface tension of the portion having a small fluorine content is larger than the critical surface tension of the surface of the portion having a large fluorine content. This means that the portion with a low fluorine content is a lyophilic region compared to the portion with a high fluorine content. Therefore, forming a pattern composed of a portion having a lower fluorine content than the surrounding surface forms a pattern of a lyophilic region in the liquid repellent region.
[0057]
Therefore, when such a photocatalyst-containing layer is used, the pattern of the lyophilic region can be easily formed in the lyophobic region by irradiating the pattern with energy. Thus, it is possible to easily form a pixel portion and the like, and a color filter with good quality can be manufactured.
[0058]
In the fluorine content contained in the fluorine-containing photocatalyst-containing layer as described above, the fluorine content in the lyophilic region formed by irradiation with energy and having a low fluorine content is a portion not irradiated with energy. When the fluorine content is 100, it is preferably 10 or less, preferably 5 or less, particularly preferably 1 or less.
[0059]
By setting it within such a range, it is possible to make a large difference in lyophilicity between the energy-irradiated portion and the unirradiated portion. Therefore, by forming a pixel portion or the like in such a photocatalyst-containing layer, it becomes possible to accurately form the pixel portion or the like only in the lyophilic region where the fluorine content is reduced, and manufacture a color filter with high accuracy. Because it can. This rate of decrease is based on weight.
[0060]
For the measurement of the fluorine content in the photocatalyst-containing layer, various commonly used methods can be used. For example, X-ray photoelectron spectroscopy (ES-ray photoelectron spectroscopy, ESCA) for Chemical Analysis)), and any method that can quantitatively measure the amount of fluorine on the surface, such as X-ray fluorescence analysis and mass spectrometry, is not particularly limited.
[0061]
As a photocatalyst used in the present invention, for example, titanium oxide (TiO 2) known as an optical semiconductor₂), Zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO)₂), Strontium titanate (SrTiO)_Three), Tungsten oxide (WO_Three), Bismuth oxide (Bi₂O_Three), And iron oxide (Fe₂O_Three1) or a mixture of two or more selected from these.
[0062]
In the present invention, titanium oxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium oxide includes anatase type and rutile type, and both can be used in the present invention, but anatase type titanium oxide is preferable. Anatase type titanium oxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.
[0063]
Examples of such anatase-type titanium oxide 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.
[0064]
The smaller the particle size of the photocatalyst, the more effective the photocatalytic reaction occurs. The average particle size is preferably 50 nm or less, and it is particularly preferable to use a photocatalyst of 20 nm or less. Further, the smaller the particle size of the photocatalyst, the smaller the surface roughness of the formed photocatalyst-containing layer, which is preferable. When the particle size of the photocatalyst exceeds 100 nm, the centerline average surface roughness of the photocatalyst-containing layer becomes coarse, and the photocatalyst The liquid repellency of the non-exposed part of the containing layer is lowered, and the lyophilic expression of the exposed part becomes insufficient.
[0065]
The color filter of the present invention contains fluorine on the surface of the photocatalyst containing layer as described above, and reduces the fluorine content on the surface of the photocatalyst containing layer by pattern irradiation with energy on the surface of the photocatalyst containing layer, thereby repelling liquid. A color filter obtained by forming a pattern of a lyophilic region in the luminescent region and forming a pixel portion or the like therein may be used. Even in this case, it is preferable to use the titanium dioxide as described above as the photocatalyst. However, the content of fluorine contained in the photocatalyst containing layer in the case of using titanium dioxide in this way is X-ray photoelectron. When analyzed and quantified by spectroscopy, when the titanium (Ti) element is defined as 100, the fluorine (F) element is in a ratio of 500 or more, preferably 800 or more, particularly preferably 1200 or more. It is preferable that the element is contained on the surface of the photocatalyst containing layer.
[0066]
Fluorine (F) is included in the photocatalyst-containing layer to such an extent that the critical surface tension on the photocatalyst-containing layer can be sufficiently lowered, so that the liquid repellency on the surface can be secured, thereby irradiating the pattern with energy. This is because the difference in wettability with the lyophilic region on the surface in the pattern portion where the fluorine content is reduced can be increased, and the quality of the finally obtained color filter can be improved.
[0067]
Further, in such a color filter, the fluorine content in the parent ink region formed by pattern irradiation of energy is 50 or less when the titanium (Ti) element is 100, preferably It is preferably contained in a ratio of 20 or less, particularly preferably 10 or less.
[0068]
If the fluorine content in the photocatalyst-containing layer can be reduced to this extent, sufficient lyophilicity can be obtained to form the pixel portion, etc., and the liquid repellency of the portion where the energy is not irradiated Due to the difference in wettability, the pixel portion and the like can be formed with high accuracy, and a color filter with good quality can be obtained.
[0069]
In the present invention, the binder used in the photocatalyst-containing layer preferably has a high binding energy such that the main skeleton is not decomposed by the photoexcitation of the photocatalyst. For example, (1) chloro or alkoxysilane or the like by sol-gel reaction or the like. Examples include organopolysiloxanes that exhibit high strength by hydrolysis and polycondensation, and (2) organopolysiloxanes crosslinked with reactive silicones that are excellent in water repellency and oil repellency.
[0070]
In the case of (1) above, the general formula:
Y_nSiX_(4-n)
(Here, Y represents an alkyl group, a fluoroalkyl group, a vinyl group, an amino group, a phenyl group or an epoxy group, X represents an alkoxyl group, an acetyl group or a halogen. N is an integer from 0 to 3. )
It is preferable that it is the organopolysiloxane which is a 1 type, or 2 or more types of hydrolysis condensate or cohydrolysis condensate of the silicon compound shown by these. Here, the number of carbon atoms of the group represented by Y is preferably in the range of 1 to 20, and the alkoxy group represented by X is a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group. preferable.
[0071]
Specifically, methyltrichlorosilane, methyltribromosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-t-butoxysilane; ethyltrichlorosilane, ethyltribromosilane, ethyltrimethoxysilane, Ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-t-butoxysilane; n-propyltrichlorosilane, n-propyltribromosilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltriisopropoxy Silane, n-propyltri-t-butoxysilane; n-hexyltrichlorosilane, n-hexyltribromosilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, n-hexyl Lutriisopropoxysilane, n-hexyltri-t-butoxysilane; n-decyltrichlorosilane, n-decyltribromosilane, n-decyltrimethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, n-decyltriisopropoxysilane, n -Decyltri-t-butoxysilane; n-octadecyltrichlorosilane, n-octadecyltribromosilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, n-octadecyltriisopropoxysilane, n-octadecyltri-t-butoxysilane Phenyltrichlorosilane, phenyltribromosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltri-t-butoxysilane; tetrachlorosilane Tetrabromosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, dimethoxydiethoxysilane; dimethyldichlorosilane, dimethyldibromosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane; diphenyldichlorosilane, diphenyldibromosilane, Diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane; phenylmethyldichlorosilane, phenylmethyldibromosilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane; trichlorohydrosilane, tribromohydrosilane, trimethoxyhydrosilane, triethoxyhydrosilane, triisopropoxy Hydrosilane, tri-t-butoxyhydrosilane; vinyltrichlorosilane, vinyltribromosilane, vinyltri Methoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltrit-butoxysilane; trifluoropropyltrichlorosilane, trifluoropropyltribromosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltriethoxysilane, trifluoropropyl Triisopropoxysilane, trifluoropropyltri-t-butoxysilane; γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxy Propyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane; γ-methacryloxypropylmethyldimethyl Xysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriisopropoxysilane, γ-methacryloxypropyl Tri-t-butoxysilane; γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ- Aminopropyltri-t-butoxysilane; γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrieth Xysilane, γ-mercaptopropyltriisopropoxysilane, γ-mercaptopropyltri-t-butoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane And partial hydrolysates thereof; and mixtures thereof can be used.
[0072]
As the binder, polysiloxane containing a fluoroalkyl group can be particularly preferably used. Specifically, one or more of the following hydrocondensation condensates and cohydrolysis condensates of fluoroalkylsilanes can be used. And those generally known as fluorine-based silane coupling agents can be used.
CF_Three(CF₂)_ThreeCH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)_FiveCH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)₇CH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)₉CH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three;
(CF_Three)₂CF (CF₂)_FourCH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three;
(CF_Three)₂CF (CF₂)₆CH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three;
(CF_Three)₂CF (CF₂)₈CH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three;
CF_Three(C₆H_Four) C₂H_FourSi (OCH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)_Three(C₆H_Four) C₂H_FourSi (OCH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)_Five(C₆H_Four) C₂H_FourSi (OCH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)₇(C₆H_Four) C₂H_FourSi (OCH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)_ThreeCH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂;
CF_Three(CF₂)_FiveCH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂;
CF_Three(CF₂)₇CH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂;
CF_Three(CF₂)₉CH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂;
(CF_Three)₂CF (CF₂)_FourCH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂;
(CF_Three)₂CF (CF₂)₆CH₂CH₂Si CH_Three(OCH_Three)₂;
(CF_Three)₂CF (CF₂)₈CH₂CH₂Si CH_Three(OCH_Three)₂;
CF_Three(C₆H_Four) C₂H_FourSiCH_Three(OCH_Three)₂;
CF_Three(CF₂)_Three(C₆H_Four) C₂H_FourSiCH_Three(OCH_Three)₂;
CF_Three(CF₂)_Five(C₆H_Four) C₂H_FourSiCH_Three(OCH_Three)₂;
CF_Three(CF₂)₇(C₆H_Four) C₂H_FourSiCH_Three(OCH_Three)₂;
CF_Three(CF₂)_ThreeCH₂CH₂Si (OCH₂CH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)_FiveCH₂CH₂Si (OCH₂CH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)₇CH₂CH₂Si (OCH₂CH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)₉CH₂CH₂Si (OCH₂CH_Three)_Three;
CF_Three(CF₂)₇SO₂N (C₂H_Five) C₂H_FourCH₂Si (OCH_Three)_Three
By using a polysiloxane containing a fluoroalkyl group as described above as a binder, the liquid repellency of the non-exposed part of the photocatalyst containing layer is greatly improved, and the function of hindering the adhesion of paint for light-shielding part and ink for ink jet system is used. To express.
[0073]
Examples of the reactive silicone (2) include compounds having a skeleton represented by the following general formula.
[0074]
[Chemical 1]

[0075]
However, n is an integer greater than or equal to 2, R¹, R²Each represents a substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl or cyanoalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and 40% or less of the total is vinyl, phenyl or phenyl halide in a molar ratio. R¹, R²Is preferably a methyl group because the surface energy becomes the smallest, and the methyl group is preferably 60% or more by molar ratio. In addition, the chain end or side chain has at least one reactive group such as a hydroxyl group in the molecular chain.
[0076]
In addition to the above organopolysiloxane, a stable organosilicon compound that does not undergo a crosslinking reaction, such as dimethylpolysiloxane, may be mixed in the binder.
[0077]
In the color filter of the present invention, various binders such as organopolysiloxane can be used in the photocatalyst-containing layer. In the present invention, as described above, fluorine is contained in the photocatalyst containing layer containing such a binder and photocatalyst, and the fluorine on the surface of the photocatalyst containing layer is reduced by irradiating energy in a pattern, thereby reducing the liquid repellent region. A lyophilic region may be formed inside. At this time, it is necessary to contain fluorine in the photocatalyst-containing layer. As a method of incorporating fluorine into the photocatalyst-containing layer containing such a binder, a fluorine compound is relatively used for a binder having a high binding energy. Examples thereof include a method of bonding with weak binding energy and a method of mixing a fluorine compound bonded with relatively weak binding energy into the photocatalyst containing layer. By introducing fluorine by such a method, when energy is irradiated, a fluorine bonding site having a relatively low binding energy is first decomposed, and thus fluorine can be removed from the photocatalyst containing layer. is there.
[0078]
Examples of the first method, that is, a method of bonding a fluorine compound with a relatively weak binding energy to a binder having a high binding energy include a method of introducing a fluoroalkyl group as a substituent into the organopolysiloxane. be able to.
[0079]
For example, as described in (1) above, as a method for obtaining an organopolysiloxane, an organopolysiloxane exhibiting high strength can be obtained by hydrolyzing and polycondensing chloro or alkoxysilane or the like by a sol-gel reaction or the like. . Here, in this method, as described above, the above general formula:
Y_nSiX_(4-n)
(Here, Y represents an alkyl group, a fluoroalkyl group, a vinyl group, an amino group, a phenyl group or an epoxy group, X represents an alkoxyl group, an acetyl group or a halogen. N is an integer from 0 to 3. )
An organopolysiloxane is obtained by hydrolyzing or co-hydrolyzing and condensing one or two or more of the silicon compounds represented by formula (1). In this general formula, silicon having a fluoroalkyl group as the substituent Y is obtained. By synthesizing using a compound, an organopolysiloxane having a fluoroalkyl group as a substituent can be obtained. When an organopolysiloxane having such a fluoroalkyl group as a substituent is used as a binder, the carbon bond portion of the fluoroalkyl group is decomposed by the action of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer when irradiated with energy. Therefore, the fluorine content in the portion where the photocatalyst-containing layer surface is irradiated with energy can be reduced.
[0080]
The silicon compound having a fluoroalkyl group used at this time is not particularly limited as long as it has a fluoroalkyl group, but has at least one fluoroalkyl group, and the carbon number of the fluoroalkyl group A silicon compound in which is 4 to 30, preferably 6 to 20, particularly preferably 6 to 16, is preferably used. Specific examples of such a silicon compound are as described above, and among these, the above silicon compound having a fluoroalkyl group having 6 to 8 carbon atoms, that is, a fluoroalkylsilane is preferable.
[0081]
In the present invention, such a silicon compound having a fluoroalkyl group may be used in combination with the above-mentioned silicon compound having no fluoroalkyl group, and these cohydrolyzed condensates may be used as the organopolysiloxane. In addition, one or two or more silicon compounds having such a fluoroalkyl group may be used, and these hydrolyzed condensates and cohydrolyzed condensates may be used as the organopolysiloxane.
[0082]
In the organopolysiloxane having a fluoroalkyl group thus obtained, among the silicon compounds constituting the organopolysiloxane, the silicon compound having the fluoroalkyl group is 0.01 mol% or more, preferably 0.1%. It is preferable that it is contained in mol% or more.
[0083]
By including this degree of fluoroalkyl group, the liquid repellency on the photocatalyst-containing layer can be increased, and the difference in wettability with the portion that has been made lyophilic by irradiation with energy can be increased. Because.
[0084]
In the method shown in (2) above, organopolysiloxane is obtained by crosslinking reactive silicone having excellent water repellency and oil repellency. In this case as well, R in the above general formula is similarly used.¹, R²By making either or both of them a fluorine-containing substituent such as a fluoroalkyl group, it is possible to include fluorine in the photocatalyst-containing layer, and when it is irradiated with energy, it is bonded from a siloxane bond. Since the portion of the fluoroalkyl group having a small energy is decomposed, the content of fluorine on the surface of the photocatalyst-containing layer can be reduced by energy irradiation.
[0085]
On the other hand, as a method of introducing the fluorine compound bonded with an energy weaker than the binding energy of the binder in the latter example, for example, when introducing a low molecular weight fluorine compound, a method of mixing a fluorine-based surfactant In addition, examples of a method for introducing a high molecular weight fluorine compound include a method of mixing a fluorine resin having high compatibility with a binder resin.
[0086]
In the present invention, the photocatalyst-containing layer can contain a surfactant in addition to the above-mentioned photocatalyst and binder. Specifically, hydrocarbon systems 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 Ink Chemical industry Co., Ltd. MegaFuck F-141, 144, Neos Co., Ltd., Fategent F-200, F251, Daikin Industries Co., Ltd. Unidyne DS-401, 402, 3M Co., Ltd. Fluorado FC-170, Fluorine-based or silicone-based nonionic surfactants such as 176 can be mentioned, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.
[0087]
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.
[0088]
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.
[0089]
The photocatalyst-containing layer can be formed by dispersing a photocatalyst and a binder in a solvent together with other additives as necessary to prepare a coating solution, and applying the coating solution. 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.
[0090]
(Transparent substrate)
The transparent substrate used in the method for producing a color filter of the present invention is not particularly limited as long as it is conventionally used in a color filter. For example, quartz glass, pyrex glass, synthetic quartz plate, etc. A transparent rigid material having no flexibility, or a transparent flexible material having flexibility such as 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 the present invention, a transparent substrate is usually used, but a reflective substrate or a white substrate can also be used. Further, the transparent substrate may be subjected to surface treatment for preventing alkali elution, imparting a gas barrier property or other purposes as required.
[0091]
(Inkjet device)
The ink jet apparatus used in the present invention is not particularly limited, but a method in which charged ink is continuously ejected and controlled by a magnetic field, a method in which ink is ejected intermittently using a piezoelectric element, and an ink are used. An ink jet apparatus using various methods such as a method of heating and intermittently using the foaming can be used. Among these, an ink jet apparatus using the piezoelectric element (piezo element) is preferably used.
[0092]
(Pixel part)
In the method for producing a color filter of the present invention, the photocatalyst-containing layer is subjected to pattern irradiation with energy so that the position where the pixel portion is formed is made a lyophilic region. It has a feature in that the pixel portion is formed by applying ink.
[0093]
A pixel portion formed by such an ink jet apparatus is usually formed of three colors of red (R), green (G), and blue (B). In the present invention, a striped pixel portion is preferably used as the pixel portion. If necessary, the stripe-shaped pixel portion may be divided at a place other than the opening, that is, a place corresponding to the light shielding part.
[0094]
Ink used in the ink jet apparatus as described above is roughly classified into water-based and oil-based. Any ink can be used in the present invention. As a preferable solvent in the present invention, a solvent containing propylene glycol monoethyl ether acetate as a main component or a solvent containing diethylene glycol monobutyl ether acetate as a main component for improving ink resilience is suitably used.
[0095]
In the water-based ink used in the present invention, water alone or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent can be used as a solvent. On the other hand, an oil-based ink is preferably used based on a solvent having a high boiling point 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.
[0096]
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 the present invention. Furthermore, so-called hot melt inks and UV curable inks can also be used.
[0097]
In the present invention, it is particularly preferable to use a 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.
[0098]
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.
[0099]
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.
[0100]
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 the allyl ketone etc., what can obtain desired hardening characteristics and recording characteristics 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.
[0101]
5. Other
In the manufacturing method of the color filter of this invention, you may have the process of manufacturing the member which comprises various color filters as needed.
[0102]
(Shading part forming process)
In the manufacturing method of the color filter of this invention, you may have a light-shielding part formation process which forms a light-shielding part (black matrix). This light shielding portion forming step may be performed before the pixel portion forming step described above, or may be performed after the pixel portion forming step is performed.
[0103]
Such a light shielding part forming step may be a method of forming a thin metal film of chromium or the like having a thickness of about 1000 to 2000 mm by, for example, a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like, and patterning the thin film. As the patterning method, a normal patterning method such as sputtering can be used.
[0104]
Moreover, the method of forming the light-shielding part which contained light-shielding particles, such as carbon microparticles, a metal oxide, an inorganic pigment, and an organic pigment, in the resin binder may be used. As the resin binder to be used, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, cellulose, or a mixture of one or more kinds, photosensitive resin, or O / A W emulsion type resin composition, for example, an emulsion of a reactive silicone can be used. The thickness of such a resin light-shielding portion can be set within a range of 0.5 to 10 μm. As a method for patterning the resin light-shielding portion, a generally used method such as a photolithography method or a printing method can be used.
[0105]
(Protective layer forming step)
In the method for manufacturing a color filter of the present invention, a protective layer forming step of forming a protective layer on the pixel portion may be further performed. This protective layer is provided to flatten the color filter and to prevent elution of the components contained in the pixel portion or the pixel portion and the photocatalyst containing layer into the liquid crystal layer.
[0106]
The thickness of the protective layer can be set in consideration of the light transmittance of the material used, the surface state of the color filter, and the like, and can be set, for example, in the range of 0.1 to 2.0 μm. The protective layer can be formed using, for example, a known transparent photosensitive resin, two-component curable transparent resin, or the like having a light transmittance required as a transparent protective layer.
[0107]
6). About color filters
The color filter of the present invention is formed by applying ink on a transparent substrate, a photocatalyst-containing layer formed on the transparent substrate, and a lyophilic region formed in a stripe shape on the photocatalyst-containing layer. In the color filter having at least a pixel portion, the width of the ink applied to the stripe-like lyophilic region is formed so as to change along the longitudinal direction thereof.
[0108]
By forming the width of the ink applied to the stripe-like lyophilic region in this way so as to change along the longitudinal direction, it becomes possible to change the thickness of the ink as described above. The density of the ink in the pixel portion can be changed along the stripe direction. As a result, even when there is a variation in the amount of ink discharged from the nozzles of the head of the ink jet apparatus and the unevenness of each stripe is conspicuous, the unevenness of each stripe is conspicuous due to the unevenness of the density of ink along this stripe. The yield of the color filter finally obtained can be improved.
[0109]
Here, the width of the ink applied onto the lyophilic region, that is, the rate of change in the width in the lyophilic region is the same as the variation in the color density due to the variation in the ink discharge amount from the nozzle of the head. It is preferable that the ratio be such that the variation is. In general, the variation in the amount of ink discharged between the nozzles is approximately 5%. In the present invention, although it varies greatly depending on the size of the pixel portion, etc., the narrowest portion is assumed to be 100. In particular, the widest portion is preferably in the range of 102 to 110, particularly in the range of 104 to 106.
[0110]
Other configurations in the present invention are the same as those described above, and a description thereof is omitted here.
[0111]
As another embodiment of the color filter of the present invention, a transparent substrate, a photocatalyst containing layer formed on the transparent substrate, and a lyophilic region formed in a stripe shape on the photocatalyst containing layer In a color filter having at least a pixel portion formed by applying ink, the ink applied to the stripe-like lyophilic region is separated by a liquid repellent region at a predetermined interval, and the interval It is possible to list those formed so as to change. Also in this case, as described above, it is possible to change the area of the lyophilic region to which the ink is applied by changing the interval between the lyophobic regions that divide the lyophilic region. It is possible to change the density of the ink along the stripe, and it is possible to improve the yield of the color filter as described above.
[0112]
In this case, the liquid-repellent region that divides the lyophilic region is formed at a position overlapping the light-shielding portion (black matrix) formed on the color filter or on the counter substrate as described above. Usually, the opening is not formed. In this case, the interval between the liquid-repellent regions, that is, the length of the lyophilic region varies depending on the size of the pixel portion, but is usually the shortest for the same reason as the width of the lyophilic region. When 100 is taken, it is preferably in the range of 102 to 110, particularly in the range of 104 to 106.
[0113]
In this case as well, other configurations are the same as those described above, and thus description thereof is omitted here.
[0114]
Furthermore, in the present invention, the width of the ink applied to the stripe-like lyophilic region is formed so as to change along the longitudinal direction, and further on the lyophilic region formed in the stripe shape. The applied ink is separated by a liquid repellent area at a predetermined interval, and the interval is changed, that is, the two color filters described above are combined. Also good.
[0115]
Here, since the width and length of the ink applied to the lyophilic region are the same as those described above, description thereof is omitted here. Further, other configurations are the same as those described above, and thus description thereof is omitted here.
[0116]
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.
[0117]
【The invention's effect】
In the present invention, by applying the ink so as to have a predetermined shading along the stripes of the stripe-like lyophilic region, unevenness occurs in the longitudinal direction of the pixel portions formed in the stripe form. . Therefore, even when there is color unevenness based on the difference in the discharge amount between the nozzles of the ink jet device between the respective pixel portions in the stripe shape, it can be made inconspicuous. Thereby, the yield at the time of manufacture of a color filter can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a method for manufacturing a color filter by moving a head of an ink jet apparatus in parallel to a stripe-like lyophilic region.
FIG. 2 is a schematic plan view for explaining one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic plan view for explaining another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Head
2 ... lyophilic area
3 ... Nozzle
4 ... Opening

Claims

The stripe-shaped lyophilic region is formed by irradiating energy on the photocatalyst-containing layer side surface of the transparent substrate having the photocatalyst-containing layer on the surface in a stripe shape, and ink is then applied to the lyophilic region by an inkjet device In the method of manufacturing a color filter having at least a step of forming a pixel portion by applying
The step of applying ink by the ink jet device is a step of applying ink by moving the head of the ink jet device relatively in a direction parallel to the stripe-like lyophilic region, and further applying in this step. A method for producing a color filter, wherein the ink is applied so as to have a predetermined shading along the stripes of the stripe-like lyophilic region.

The method of applying the ink so as to have a predetermined shading along the stripe of the stripe-like lyophilic region is performed by changing the amount of ink ejected from the head of the ink jet apparatus. The manufacturing method of the color filter of Claim 1.

The method of applying the ink so as to have a predetermined shading along the stripe of the stripe-like lyophilic region is performed by changing the area of the stripe-like lyophilic region. A method for producing a color filter according to 1.

The method of applying the ink so as to have a predetermined shading along the stripe of the stripe-shaped lyophilic region changes the amount of ink ejected from the head of the inkjet apparatus, and further, the stripe-shaped lyophilic liquid The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the method is performed by changing the area of the color region.

5. The method according to claim 2, wherein the method of changing the amount of ink ejected from the head of the ink jet apparatus is performed by changing the number of ink drops from the head of the ink jet apparatus. A method for producing a color filter.

5. The method according to claim 2, wherein the method of changing the amount of ink ejected from the head of the ink jet apparatus is performed by changing the size of ink drop from the head of the ink jet apparatus. A method for producing a color filter.

The color filter according to claim 6, wherein the method of changing the amount of ink ejected from the head of the ink jet apparatus is further performed by changing the number of ink drops from the head of the ink jet apparatus. Production method.

7. The ink-jet device is a piezo-type ink-jet device, and the size of an ink drop from a head is changed by modulating a voltage with respect to a piezo element of the piezo-type ink-jet device. Or the manufacturing method of the color filter of Claim 7.

The inkjet apparatus is an inkjet apparatus having a plurality of heads having different drop sizes in ink to be ejected in order to apply one stripe-like lyophilic region, and selects a head to be ejected from the plurality of heads. The method of manufacturing a color filter according to claim 6 or 7, wherein the size of the ink drop is changed.

5. The color filter according to claim 3, wherein the method of changing the area of the stripe-like lyophilic region is performed by changing the width of the stripe-like lyophilic region. 6. Production method.

The method of changing the area of the striped lyophilic region forms a lyophobic region that divides the lyophilic region at a predetermined interval in the longitudinal direction of the striped lyophilic region. 5. The method for producing a color filter according to claim 3, wherein the method is performed by changing a length of the lyophilic region delimited by the liquid region.

12. The method for producing a color filter according to claim 11, wherein the method of changing the area of the striped lyophilic region is performed by further changing the width of the striped lyophilic region.

A color having at least a transparent substrate, a photocatalyst-containing layer formed on the transparent substrate, and a pixel portion formed by applying ink on a lyophilic region formed in a stripe shape on the photocatalyst-containing layer The color filter according to claim 1, wherein the width of the ink applied to the stripe-like lyophilic region changes along the longitudinal direction.

A color having at least a transparent substrate, a photocatalyst-containing layer formed on the transparent substrate, and a pixel portion formed by applying ink on a lyophilic region formed in a stripe shape on the photocatalyst-containing layer In the filter, the ink applied to the stripe-like lyophilic region is divided by the liquid repellent region at a predetermined interval, and the color is formed so that the interval changes. filter.

A color having at least a transparent substrate, a photocatalyst-containing layer formed on the transparent substrate, and a pixel portion formed by applying ink on a lyophilic region formed in a stripe shape on the photocatalyst-containing layer In the filter, the ink applied to the stripe-like lyophilic region is formed so that the width of the ink changes along the longitudinal direction thereof, and the ink is further applied to the stripe-like lyophilic region. Are separated by a liquid repellent region at a predetermined interval, and the color filter is formed so that the interval changes.