JP2004258252A - カラーフィルタ基板およびその製造方法、並びに製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高品質なカラーフィルタ基板を製造する簡便かつ低コストな製造方法、および、高品質で安価なカラーフィルタ基板を提供する。
【解決手段】ガラス基板４の基板面に、着色液２に対して撥水性を示す光触媒含有層５を形成する第１の工程と、第１の工程にて形成された光触媒含有層５に、着色液２に対して親水性を示す親水性領域６を形成する第２の工程と、第２の工程にて形成された親水性を示す領域に、着色液２を連続して接触させながら該着色液を塗布する第３の工程とを含む製造方法を用いる。
【選択図】 図１
【解決手段】ガラス基板４の基板面に、着色液２に対して撥水性を示す光触媒含有層５を形成する第１の工程と、第１の工程にて形成された光触媒含有層５に、着色液２に対して親水性を示す親水性領域６を形成する第２の工程と、第２の工程にて形成された親水性を示す領域に、着色液２を連続して接触させながら該着色液を塗布する第３の工程とを含む製造方法を用いる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板及びそ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、携帯情報端末、携帯電話、テレビなどへの液晶表示装置の応用が急速に進展している。それぞれの液晶表示装置はカラー化に対応するためにカラーフィルタ基板が用いられており、一般的には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光の３原色がパターン形成されている。
【０００３】
従来のカラーフィルタ基板製造方法としては、カラーレジストを透明基板上に塗布し、露光、現像により着色層をパターン形成する顔料分散法がある。この方法は、まず、基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色の着色層を得る。そしてこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの着色層をパターン形成するものである。
【０００４】
また、染色基材を透明基板上に塗布し、露光、現像により形成した着色層を染色して着色層とする染色法もある。この方法は、先ずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料を付与し、これをフォトリソグラフィ工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸漬して着色層を得る。そしてこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色層をパターン形成するものである。
【０００５】
しかしながら、これらの方式は、各色ごとに洗浄、塗布、露光、現像の各工程を繰り返す必要があり、プロセスの簡略化が困難である。さらに塗布工程において、スピンコート法による材料ロスが大きいという問題もある。また、他の形成方法として、透明電極を透明基板上にパターン形成し、各色の電解液中で透明電極に通電することで電着させる電着法、あるいは透明基板上に各色を印刷し着色層を形成する印刷法があるが、電着法はパターン形状が限定され、印刷法は高精細パターンの形成が困難であるという問題がある。
【０００６】
これに対して、インクジェットヘッドを移動させながら、所定位置にインクを吐出し、直接着色層を形成するインクジェット方式は、インク使用量の低減、プロセスの簡略化によるコスト低減が可能となるため、現在注目されている。
【０００７】
インクジェット方式においては、前処理としてガラス基板上に撥水性パターンと親水性パターンの各領域を形成しておくことで、インクを吐出した時に正確なパターンの着色層を形成することができる。
【０００８】
この点、特許文献１には、感光層にパターン露光することによって、撥水性と親水性のパターンを形成する方法が示されている。すなわち、Ｔｉ３Ｏ、ＳｎＯ２等が含有されている感光性化合物からなる感光層を形成し、該感光層に光照射を行うことで励起生成した電子と正孔が表面の吸着酸素や水と反応して活性酸素を生成させ、感光層表面を親水性を示す領域とするものである。ここで、上記感光性化合物（Ｔｉ３Ｏ、ＳｎＯ２等）は金属酸化物であって、元来撥水、撥油性を示す性質を有し、感光層の光照射されていない領域は、撥水性を示す領域となる。したがって、インクジェット方式によって親水性を示す所定領域にインクを吐出したときに、インクのにじみ等に起因する着色層間の混色を防止することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２５８６２２号公報（公開日：２０００年９月２２日）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１で用いられているようなインクジェット方式においては、所定の位置にインクを吐出させる必要があるため、インク吐出位置を高精度に制御しなければならないという難点がある。そして、インク吐出位置にずれが生じた場合、着色層間の混色や着色層に色がついていない部分が生じる白抜きの原因となる。
【００１１】
さらに、インクジェット方式においては、所定の量のインクを所定の間隔をおいて吐出させる必要があるため、インクの間欠吐出を高度に制御しなければならないという難点がある。そして、間欠吐出安定性が損なわれた場合、着色層の色ムラ等の原因となる。また、インクジェットノズルの目詰まりなども問題である。
【００１２】
以上のように、従来の方式を用いて高品質なカラーフィルタ基板を製造するには、煩雑な製造工程や高度なインク吐出制御を実現しうる高価な製造装置が必要となる。そして、煩雑な製造工程の処理や高価な製造装置の使用は、製造コストの上昇、ひいては製造されるカラーフィルタ基板自体の価格上昇を招来することになる。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的は、高品質なカラーフィルタ基板を製造する簡便かつ低コストな製造方法、および、安価で高品質なカラーフィルタ基板を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記課題を解決するために、透光性基板の基板面に着色液を塗布することで着色層を形成するカラーフィルタ基板製造方法において、上記基板面に形成された、上記着色液に対して親液性を示す領域と撥液性を示す領域に、着色液を連続して接触させながら該着色液を塗布する工程を含んでいることを特徴としている。
【００１５】
上記方法は、上記基板面に形成された、上記着色液に対して親液性を示す領域（以下、親水性領域と称する）と撥液性を示す領域（以下、撥水性領域と称する）に、着色液をいわば直接に塗布するものである。ここで、親液性とは、例えば、親水性や親油性を示し、撥液性とは、例えば、撥水性や撥油性を示す。
【００１６】
すなわち、着色液を基板面に塗布をする際、親液性領域以外の撥液性領域に接触した着色液は、その表面ではじかれた状態になる。この状態で、継続的に着色液を供給しつつ、連続的に着色液を塗布すれば、着色層を形成すべき領域以外の領域（撥液性領域）には着色液が付着しない。
【００１７】
このように、上記方法では着色液を基板面に接触させた状態で着色液の塗布を行うことから、着色液を塗布すべき領域の位置合わせが不要である。さらに、着色液を継続的に供給することから、インクジェット方式と異なりインクの間欠吐出の制御が不要である。よって、煩雑な製造工程やインクジェット方式のような高価な製造装置を必要としない。
【００１８】
これにより、簡便かつ低コストにカラーフィルタ基板を製造できる。
【００１９】
また、基板面（正確には、着色をすべき親液性領域）と着色液とを連続して接触させながら、いわば直接的に着色液の塗布を行うことから、点描のように着色（着色液の塗布）を行うインクジェット方式に比較して、着色層に色ムラや白抜きが発生する可能性が低減する。
【００２０】
これにより、製造されるカラーフィルタ基板の高品質化を実現できる。また、インクジェット方式に比較して着色液の使用量が減らすことができため、製造コストを低減できる。
【００２１】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記した着色液を塗布する工程に、着色液を供給する着色液供給装置の着色液供給口を上記基板面の所定位置に近接させ、着色液をこの所定位置に接液させる工程と、着色液供給口と基板面とを一定の間隔に離し、着色液を上記所定位置から表面張力によって垂れ下がらせる工程と、着色液供給口と基板面とを一定の間隔に保ったまま、着色液供給口と上記透光性基板とを相対移動させ、着色液を親液性を示す領域にのみに塗布する工程とを含んでいることが望ましい。
【００２２】
この方法においては、最初の工程として、着色液供給装置の着色液供給口へ供給され、表面張力により盛り上がった（着色液供給口から外部へ露出した）着色液を基板面の所定位置へ接液させる。このとき、親液性領域以外の撥液性領域に接液した着色液は、撥液性領域表面においてはじかれた状態となる。
【００２３】
次の工程として、着色液供給口と基板面とが一定の間隔を保つよう、着色液供給口を移動させる。すると、親液性領域以外の撥液性領域に接液した着色液は、この撥液性領域表面から完全に離れた状態となり、基板面に残らない。これに対し、親液性領域に接液した着色液は、親液性領域に接触したまま表面張力によって垂れ下がり、着色液供給口と基板面の親液性領域（着色を行うべき領域）とは、いわば、一定の間隔を保ちつつ、着色液を介してつながった状態となる。
【００２４】
さらに次の工程として、上記状態を保ちつつ、着色液供給口あるいは透光性基板を平行移動させる。これにより、着色液は、透光性基板に形成された親液性領域（着色を行うべき領域）にのみに塗布されることになる。
【００２５】
このように、着色液供給口と基板面とを、一定の間隔に保ち、着色すべき領域以外の領域（撥液性領域）と着色液供給口とを完全に離した状態で着色液の塗布を行うことで、より正確に着色すべき領域にのみ着色することが可能となる。これにより、簡便な方法で着色層間の混色を防止することができる。
【００２６】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記した着色液を塗布する工程を少なくとも３回繰り返して基板面上に３色の着色液を塗布して、第１着色層、第２着色層、第３着色層を形成することが望ましい。
【００２７】
例えば、基板面に、紫外線照射によって親液性を発現する撥液層（以下、光触媒含有層と称する）を形成し、この光触媒含有層に所定パターンのフォトマスクを用いて紫外線照射を行うことによって、上記親液性領域を形成し、この親液性領域にのみ所望の着色液を塗布するという工程を少なくとも一度行うことによって、第１着色層、第２着色層、第３着色層の順に３色の着色層を形成する方法である。
【００２８】
ここで、上記光触媒含有層に含まれる光触媒材料とは、例えば、ＴｉＯ２（酸化チタン）、ＳｎＯ２（酸化スズ）等の、元来撥液性をもつ、感光性の金属酸化物であって、紫外線の照射によって親液性を発現するものである。
【００２９】
上記方法において、光触媒含有層は、元来撥液性をもち、紫外線の照射によって親液性を発現する光触媒材料を含むため、上記透光性基板に塗布した初期状態で撥液性を示す。ここで光触媒含有層に紫外線を照射することで、励起生成した電子と正孔が表面の吸着酸素や液と反応して活性酸素を生成し、表面改質により親液性を示す。
【００３０】
この原理を用いれば、着色層を形成したい領域がパターン化されたフォトマスクを介して紫外線照射を行うことで、光触媒含有層における着色層を形成したい領域は親液性領域となり、その他の領域は初期状態の撥液性を示すままとなる。そして、この親液性領域に所望の着色液を塗布するという工程を少なくとも一度行えば、カラーフィルタ基板を製造できる。
【００３１】
すなわち、着色すべき領域がパターン化されたフォトマスクを用い、光触媒含有層に紫外線照射を行うことによって、上記着色すべき領域を親液性領域とする。そして、この親液性領域に所望の色を順に着色すればよい。例えば、まず赤（Ｒ）の着色層を形成すべき領域に赤色の着色液を塗布し、次に緑（Ｇ）の着色層を形成すべき領域に緑色の着色液を塗布し、最後に（Ｂ）の着色層を形成すべき領域に青色の着色液を塗布するものである。これにより、３色（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）の着色層を形成することができる。
【００３２】
このように上記方法によれば、上述した染色法等のように、異なる色の着色層を形成するたびに露光、現像の工程を繰り返すことが不要となり、カラーフィルタ基板の製造工程の簡便化を実現できる。
【００３３】
なお、本発明として記載した構成を、前記発明として記載した各構成と、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【００３４】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記方法に加え、上記工程において、上記基板面上の、各色の着色液を塗布すべき領域のみに、親液性領域が形成されていることが望ましい。
【００３５】
例えば、第１着色層を形成すべき領域を親液性とするパターニングを行い、この第１着色層を形成すべき領域に着色液を塗布し、次に、第２着色層を形成すべき領域を親液性とするパターニングを行い、この第２着色層を形成すべき領域に着色液を塗布し、次に、第３着色層を形成すべき領域を親水性とするパターニングを行い、この第３着色層を形成すべき領域に着色液を塗布することによって、第１着色層、第２着色層および第３着色層を形成すればよいのである。
【００３６】
ここでいうパターニングとは、着色すべき領域がパターン化されたフォトマスクを介して、上記光触媒含有層に紫外線照射を行うことによって、上記着色すべき領域を親液性領域とすることである。
【００３７】
上記方法は、第１〜第３着色層（例えば、赤の着色層、緑の着色層、青の着色層）を形成する場合に、各着色層を形成する度に、紫外線照射による親液性領域の形成（パターニング）と、この親液性領域への着色液の塗布を行うものである。
【００３８】
例えば、まず、赤の着色層を形成すべき領域をパターニングし、この領域に赤の着色液を塗布する。次に、緑の着色層を形成すべき領域をパターニングし、この領域に緑の着色液を塗布する。次に、青の着色層を形成すべき領域をパターニングし、この領域に青の着色液を塗布するのである。
【００３９】
この方法によれば、各色の着色液を塗布する場合に、その色の着色層を形成すべき領域（その色の着色液を塗布すべき領域のみ）が親液性領域となっているため、着色層間の混色をより確実に防止することができる。
【００４０】
なお、本発明として記載した構成を、前記発明として記載した各構成と、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【００４１】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記方法に加えて、着色液を基板面（光触媒含有層）に接液する際、着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【００４２】
上記方法は、既に形成された着色層があることを前提に、次の着色層を形成する場合に関するものである。
【００４３】
すなわち、着色液供給口へ供給され、表面張力によって盛り上がった（着色液供給口から外部へ露出した）着色液を、光触媒含有層の所定位置へ接液させる場合に、その所定位置につき、着色層が形成されていない位置に着色液を接液し、既に形成された着色層に上記着色液を付着させないようにするものである。
【００４４】
これにより、既に形成されている着色層と接することなく、次の着色層を形成すべき領域（親液性領域）に着色液を塗布することができ、着色層間の混色をより確実に防止することができる。
【００４５】
なお、本発明として記載した構成を、前記発明として記載した各構成と、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【００４６】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記第２着色層を形成する際に、第１着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【００４７】
これにより、既に形成されている第１着色層と接することなく、第２着色層を形成すべき領域（親液性領域）に所望の着色液を塗布することができ、第１着色層と第２着色層間の混色を防止することができる。
【００４８】
また、上記第３着色層を形成する際に、第１着色層および第２着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【００４９】
これにより、既に形成されている第１および第２着色層と接することなく、第３着色層を形成すべき領域（親液性領域）に所望の着色液を塗布することができ、第１および第２着色層と第３着色層間の混色を防止することができる。
【００５０】
なお、本発明として記載した構成を、前記発明として記載した各構成と、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【００５１】
本発明のカラーフィルタ基板の製造装置は、透光性基板の基板面に着色液が塗布されたカラーフィルタ基板の製造装置において、上記透光性基板の基板面に形成された、上記着色液に対して親液性および撥液性を示す親撥液性領域に、着色液を継続的に供給するノズルを有することを特徴としている。
【００５２】
ここで、本発明のカラーフィルタ基板の製造装置においては、上記ノズルの先端部（ノズル先端部）には、毛細管現象を利用して、着色液が継続的に供給されることが望ましい。
【００５３】
ここで、毛細管現象とは、液体中に毛管状の管を挿入した場合に、管中の液面が、管外の液面に比べて上昇する現象をいう。
【００５４】
上記構成は、毛細管現象によってノズル先端部へ引導され、ノズル先端部から表面張力によって露出した着色液を、親撥液パターンが形成された基板面（光触媒含有層）にいわば直接に塗布するものである。
【００５５】
これにより、ノズル先端部から露出した着色液が基板面へ塗布され、ノズル先端部の着色液が減少すると、ほぼその減少量だけ、毛細管現象により、いわば自動的に上記ノズル先端部へ着色液が供給されることになる。すなわち、複雑な装置を必要とすることなく、ノズル先端部へ継続的かつ安定的に着色液を供給することができる。
【００５６】
したがって、着色（着色液の塗布）の際に、容易に色むらや白抜けを防止できる。また、インクジェット方式に比較して、使用インク量を低減させることができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の一形態を説明する。
【００５８】
まず、図４に、本発明におけるカラーフィルタ基板１の断面図を示す。図４に示すとおり、本発明の製造方法によって製造されたカラーフィルタ基板１は、ガラス基板４（透光性基板）上にブラックマトリクス３と光触媒含有層５が形成され、この光触媒含有層５上に着色層８（Ｒ）、着色層９（Ｇ）、着色層１０（Ｂ）が形成された構造である。ここで、ブラックマトリクス３は、各着色層間の遮光層である。
【００５９】
次に、カラーフィルタ基板１の製造方法についての原理を、図１〜図２および図４に基づいて説明する。ここで、図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明における着色液の塗布工程を示し、図２（ａ）〜（ｂ）は、本発明のカラーフィルタ基板１の製造方法で用いる塗布装置１１（着色液供給装置）の構造を示す。
【００６０】
まず第１の工程として、上記透光性基板４の基板面に、着色液２に対して撥水性（撥液性）を示す光触媒含有層５を形成する。次に、第２の工程として、第１の工程にて形成された光触媒含有層５上に、上記着色液２に対して親水性（親液性）を示す親水性領域６を形成する。次に、第３の工程として、光触媒含有層５上に、着色液２を連続して接触させることによって、親水性領域６に着色液２を塗布する。
【００６１】
本発明は、第３の工程に特徴点をもつ。そこでこの第３の工程を、より詳細に説明する。
【００６２】
上記第３の工程において、まず、図１（ａ）のように、塗布装置１１（着色液供給装置）のノズル先端部２４（着色液供給口）を光触媒含有層５における親水性領域６の所定位置７に近接させ、表面張力により盛り上がった（ノズル先端部２４から外部へ露出した）着色液２を光触媒含有層５の所定位置７へ接液させる。このとき、親水性領域６以外の撥水性領域に接液した着色液２は、撥水性領域表面においてはじかれた状態となる。
【００６３】
そして、この状態のまま、図１（ｂ）に示すように、ノズル先端部２４を下に一定の距離移動させ、ノズル先端部２４と光触媒含有層５とを一定の間隔に離し、着色液２を上記所定位置７から垂れ下がらせる。すると、親水性領域６以外の撥水性領域に接液した着色液２は、この撥水性領域表面から完全に離れた状態となり、光触媒含有層５に残らない。これに対し、親水性領域６に接液した着色液２は、親水性領域６に接液（付着）したまま表面張力によって垂れ下がり、ノズル先端部２４と光触媒含有層５の親水性領域６（着色すべき領域）とは、いわば、一定の間隔を保ちつつ、着色液２を介してつながった状態となる。
【００６４】
さらにこの状態を保ちつつ、図１（ｃ）に示すように、ノズル先端部２４あるいは透光性基板４を、親水性領域６と平行に移動させる。これにより、着色液２は、透光性基板４に形成された光触媒含有層５（着色すべき親水性領域）にのみに塗布されることになる。
【００６５】
その後、親水性領域６に塗布された着色液２を焼成する。これにより、１つの色を示す着色層が形成される。そして、以上の第３の工程（着色液の塗布工程）および焼成工程を３度繰り返すことにより、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を示す３種類の着色層を形成することができる。
【００６６】
次に、上記のカラーフィルタ基板１の製造方法に用いる塗布装置１１について、図１および図２に基づいて説明する。
【００６７】
図２（ａ）に示すように、塗布装置１１（着色液供給装置）は、着色液２を貯蔵する液槽２１、供給管２５、ノズル２２を有する。このノズル２２は図１（ａ）に示されるように、三角柱を横にしたような形状であって、親水性領域６に略垂直な２つの平面ではさまれた微小な間隙２３を有する。この間隙２３は着色液２の浸透空間である。なお、図２（ａ）に示すように、塗布装置１１を縦断面にすると、ノズル２２の間隙２３は毛管状となる。
【００６８】
そして、着色液２は、毛細管現象によって、液槽２１から供給管２５を介してこのノズル２２の（毛管状）間隙２３へ浸透し、ノズル先端部２４（着色液供給口）へ供給される。ノズル先端部２４へ供給された着色液２は、表面張力により盛り上った状態（ノズル先端部２４から外部へ露出した状態）となる。この状態で着色液２は光触媒含有層５へ接液され、光触媒含有層５へ塗布される。
【００６９】
以下に、本実施の形態における上記カラーフィルタ基板１の製造方法を図１、図３および図５を参照しながら説明する。
【００７０】
ここで、図３は本実施の形態における着色液の塗布工程を、図５は本実施の形態における着色層の形成工程を示す。
【００７１】
まず、ガラス基板４（このガラス基板４には、ブラックマトリクス３がストライプ状に形成されている）上に光触媒含有層５を以下の方法で形成する。
【００７２】
アナターゼ型酸化チタン微粒子分散液とフルオロアルキルシランを加水分解、縮合反応により合成させ、溶剤中にアナターゼ型酸化チタンが分散した塗布液を生成する。そして、この塗布液をスピンコート法によって、０．１μｍの膜厚でガラス基板４上に塗布する。その後、ガラス基板４上に塗布された塗布液を２００℃で１０分間乾燥させ、硬化させる。これにより、ガラス基板４上に光触媒含有層５が形成される。（図５（ａ））
次に、図５（ｂ）に示すように、光触媒含有層５にフォトマスク１２ａを介して紫外線照射を行い、第１着色層８の形成位置を含む親水性領域６ａ（図３（ａ）の破線で囲んだ領域）を形成する。ここで、フォトマスク１２ａは、紫外線が親水性領域６ａに照射されるようにパターニングされている。これにより、光触媒含有層５上に親水性領域６ａとそれ以外の撥水性領域とが形成される。
【００７３】
次に、以下の方法で、赤色（Ｒ）の着色層８を形成する。
【００７４】
まず、塗布装置１１（図２（ａ）参照）を用いて、着色液２ａ（赤色（Ｒ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を上記親水性領域６ａに塗布する。
【００７５】
すなわち、最初の工程として、毛細管現象によって、液槽２１、ノズル２５からノズル先端部２４へ供給（引導）され、表面張力により盛り上った（外部に露出した）着色液２ａを、親水性領域６ａの端部へ接液させる（図１（ａ））。図３（ａ）に示すとおり、この状態において、ノズル先端部２４の位置（接液位置）は７ａとする。このとき、上記撥水性領域に接液した着色液２ａは、その表面においてはじかれた状態となる。
【００７６】
次の工程として、図１（ｂ）のように、ノズル先端部２４と光触媒含有層５とが一定の間隔を保つよう、ノズル２３を下に移動させる。すると、上記撥水性領域に接液した着色液は、その表面から完全に離れた状態となり、光触媒含有層５に残らない。これに対し、親水性領域６ａに付着した着色液２ａは、光触媒含有層５に接液したまま表面張力により下へ垂れ下がり、ノズル先端部２４と光触媒含有層５の親水性を示す領域とは、いわば、一定の間隔を保ちつつ、着色液２ａを介してつながった状態となる。
【００７７】
さらに次の工程として、図１（ｃ）のように、ノズル先端部２４と着色液２ａとを、上記状態に保ちつつ、ノズル先端部２４あるいはガラス基板４を水平に平行移動させる。これにより、着色液２ａは、ガラス基板４に形成された光触媒含有層５上の親水性領域６ａのみに塗布される。
【００７８】
以上により、親水性領域６ａに、１μｍの膜厚で着色液２ａ（赤色（Ｒ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を塗布する。その後、親水性領域６ａに塗布された着色液２ａを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、赤色（Ｒ）の第１着色層８が形成される。（図５（ｃ））。
【００７９】
次に、図５（ｄ）に示すように、光触媒含有層５にフォトマスク１２ｂを介して紫外線照射を行い、第２着色層９を形成する位置を含む親水性領域６ｂを形成する。ここで、フォトマスク１２ｂは、親水性領域６ｂ（図３（ｂ）の破線で囲んだ領域）に紫外線が照射されるようなパターンが形成されている。これにより、光触媒含有層５上に親水性領域６ｂが形成される。
【００８０】
次に、第１着色層８の形成時と同様に、図２（ａ）に示す塗布装置、図１に示す塗布方法を用いて、着色液２ｂ（緑色（Ｇ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を親水性領域６ｂのみに１μｍの膜厚で塗布する。ここで、ノズル先端部２４を親水性領域６ｂの端部へ接液させる（図１（ａ）参照）際、このノズル先端部２４の位置は、図３（ｂ）に示す７ｂとする。これにより、既に形成された着色層８に着色液２ｂが付着してしまうことがなくなり、着色層８と着色層９との間の混色を防止することができる。
【００８１】
以上により、親水性領域６ｂに、１μｍの膜厚で着色液２ｂが塗布される。その後、この親水性領域６ｂに塗布された着色液２ｂを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、緑色（Ｇ）の第２着色層９が形成される。（図５（ｅ））。
【００８２】
次に、図５（ｆ）に示すように、光触媒含有層５にフォトマスク１２ｃを介して紫外線照射を行い、第３着色層１０を形成する位置を含む親水性領域６ｃを形成する。ここで、フォトマスク１２ｃは、親水性領域６ｃ（図３（ｃ）の破線で囲んだ領域）に紫外線が照射されるようにパターニングされている。これにより、光触媒含有層５上に親水性領域６ｃが形成される。
【００８３】
次に、第１着色層８および第２着色層９の形成時と同様に、図２（ａ）に示す塗布装置、図１に示す塗布方法を用いて、着色液２ｃ（青（Ｂ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を親水性領域６ｃのみに１μｍの膜厚で塗布する。ここで、ノズル先端部２４を親水性領域６ｃの端部へ接液させる際（図１（ａ）参照）、このノズル先端部２４の位置は、図３（ｃ）に示す７ｃとする。これにより、既に形成された着色層８および着色層９に着色液２ｃが付着してしまうことがなくなり、着色層８および着色層９と着色層１０との間の混色を防止することができる。
【００８４】
以上により、親水性領域６ｃに、１μｍの膜厚で着色液２ｃが塗布される。その後、親水性領域６ｃに塗布された着色液２ｃを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、青色（Ｂ）の第３着色層１０が形成される。（図５（ｇ））。
【００８５】
以上の工程によって、光触媒含有層５上に赤色（Ｒ）の着色層８、緑色（Ｇ）の着色層９、青色（Ｂ）の着色層１０から成るカラーフィルタ基板１を形成することができる。
【００８６】
以上のように、上記方法では着色液２（２ａ〜２ｃ）を直接光触媒含有層５に接液させた状態で着色層（８〜１０）の形成を行うことから、着色液２（２ａ〜２ｃ）を塗布すべき領域（６ａ〜６ｃ）の位置合わせが不要である。さらに着色液（２ａ〜２ｃ）を連続的に供給することから、インクジェット方式と異なりインクの間欠吐出の制御が不要である。よって、煩雑な製造工程やインクジェット方式のような高価な製造装置を必要としない。
【００８７】
これにより、簡便かつ低コストにカラーフィルタ基板１を製造できる。
【００８８】
また、光触媒含有層５と着色液（２ａ〜２ｃ）とを連続して接触させながら、いわば直接的に着色液（２ａ〜２ｃ）の塗布を行うことから、点描のように着色（着色液の塗布）を行うインクジェット方式に比較して、着色層（８〜１０）に色ムラや白抜きが発生する可能性が低減する。
【００８９】
これにより、製造されるカラーフィルタ基板１の高品質化を実現できる。また、インクジェット方式に比較して着色液（２ａ〜２ｃ）の使用量が減らすことができため、製造コストを低減できる。
【００９０】
さらに、この方法によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の着色液（２ａ〜２ｃ）を塗布する場合に、その色の着色層（８〜１０）を形成すべき領域のみが親水性領域（６ａ〜６ｃ）となっているため、着色層（８〜１０）間の混色をより確実に防止することができる。実際、このように作成されたカラーフィルタ基板１を光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ムラ、白抜け等の品質不良は観察されなかった。
【００９１】
なお、光触媒含有層に分散する金属酸化物としては、上記実施の形態で用いた酸化チタン（例えば、ＴｉＯ２）のほかに、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３等が挙げられる。
【００９２】
ＴｉＯ２は、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。酸化チタン（ＴｉＯ２）にはアナターゼ型とルチル型があるが、上記実施の形態で用いたアナターゼ型は、励起波長が３８０ｎｍ以下であり、低温焼成、光触媒反応の効率が良いなどの利点がある。
【００９３】
なお、着色液（２ａ〜２ｃ）の塗布方法はスピンコート法に限らず、スプレーコート法、ディップコート法、バーコート法等でもよく、均一な着色液の膜厚が形成できればよい。
【００９４】
なお、図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態におけるカラーフィルタ基板１の着色層形成面側から見た平面図である。ここで、斜線で示す領域１３、領域１４領域１５は、ブラックマトリクス３上にあり、それぞれ、第１着色層８、第２着色層９、第３着色層１０を形成するためのノズル先端部２４の接液位置（着色液塗布開始地点）である。
【００９５】
しかしながら、ノズル先端部２４の接液位置はこれに限定されない。すなわち、既に形成されている着色層と重ならない接液位置であればよく、図６（ｂ）や図６（ｃ）の平面図で示す構成などでもよい。
【００９６】
例えば、図６（ｂ）に示されるように、着色層９（Ｇ）を形成する際に、既に形成された着色層８（Ｒ）が接液された領域１３が存在するブラックマトリクス領域３ａとは反対側のブラックマトリクス領域３ｃ上の領域１４に接液し、この位置から着色層９（Ｇ）に着色液２ｂを塗布するものである。これにより、既に形成された着色層８に着色液２ｂが付着してしまうことがなくなり、着色層間の混色を防止することができる。
【００９７】
さらに、着色層１０（Ｂ）を形成する際には、領域１３および領域１４が存在するブラックマトリクス領域３ａおよび３ｃとは異なる、ブラックマトリクス領域３ｂ上の領域１５に接液し、この位置から着色層１０（Ｂ）に着色液２ｃを塗布する。これにより、既に形成された着色層８および着色層９に着色液２ｃが付着してしまうことがなくなり、着色層間の混色を防止することができる。
【００９８】
また、図６（ｃ）に示されるように、着色層１０（Ｂ）を形成する際に、領域１３および領域１４が存在するブラックマトリクス領域３ａおよび３ｃとは異なる、ブラックマトリクス領域３ｄ上の領域１５に接液し、この位置から着色層１０（Ｂ）に着色液２ｃを塗布してもよい。
【００９９】
上記の実施の形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の着色層を形成する毎に、パターニング工程を行ったが、１度のパターニング工程で数色の着色層を形成してもよい。すなわち、フォトマスクを介して紫外線照射を行う、パターニング工程を少なくすることもできる。これを図７、図８を用いて説明する。ここで、図７（ａ）〜（ｆ）は着色層の形成工程を、図８は着色液の塗布工程を示す。
【０１００】
まず、ガラス基板４（このガラス基板４には、ブラックマトリクス３がストライプ状に形成されている）上に光触媒含有層５を形成する（図７（ａ）参照）。
【０１０１】
次に、図７（ｂ）に示すように、光触媒含有層５にフォトマスク１２ａを介して紫外線照射を行い、第１着色層８を形成する位置を含む親水性領域６ａを形成する。ここで、フォトマスク１２ａは、親水性領域６ａ（図８の黒線で囲んだ領域）に紫外線が照射されるようにパターニングされている。これにより、光触媒含有層５上に親水性領域６ａとそれ以外の撥水性領域とが形成される。
【０１０２】
その後、上記した実施の形態１と同じ装置、方法を用いて、親水性領域６ａに、１μｍの膜厚で着色液２ａ（赤色（Ｒ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を塗布する。ここで、ノズル先端部２４を親水性領域６ｂの端部へ接液させる（図１（ａ）参照）際、このノズル先端部２４の位置は、図８に示す７ｄとする。
【０１０３】
その後、親水性領域６ａに塗布された着色液２ａを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、赤色（Ｒ）の第１着色層８が形成される。（図７（ｃ））。
【０１０４】
次に、図７（ｄ）に示すように、光触媒含有層５にフォトマスク１２ｄを介して紫外線照射を行い、第２着色層９および第３着色層１０を形成する位置を含む親水性領域６ｂおよび６ｃを形成する。ここで、フォトマスク１２ｄは、親水性領域６ｂおよび６ｃ（図８の破線で囲んだ領域）に紫外線が照射されるようなパターンが形成されている。これにより、光触媒含有層５上に親水性領域６ｂおよび６ｃが形成される。
【０１０５】
次に、第１着色層８の形成時と同様に、図２（ａ）に示す塗布装置、図１に示す塗布方法を用いて、着色液２ｂ（緑色（Ｇ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を親水性領域６ｂのみに１μｍの膜厚で塗布する。ここで、ノズル先端部２４を親水性領域６ｂの端部へ接液させる（図１（ａ）参照）際、このノズル先端部２４の位置は、図８に示す７ｅとする。これにより、既に形成された着色層８に着色液２ｂが付着してしまうことがなくなり、着色層間の混色を防止することができる。
【０１０６】
以上により、親水性領域６ｂに、１μｍの膜厚で着色液２ｂが塗布される。その後、この親水性領域６ｂに塗布された着色液２ｂを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、緑色（Ｇ）の第２着色層９が形成される。（図７（ｅ））。
【０１０７】
次に、第１着色層８および第２着色層９の形成時と同様に、図２（ａ）に示す塗布装置、図１に示す塗布方法を用いて、着色液２ｃ（青（Ｂ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を親水性領域６ｃのみに１μｍの膜厚で塗布する。ここで、ノズル先端部２４を親水性領域６ｃの端部へ接液させる際（図１（ａ）参照）、このノズル先端部２４の位置は、図８に示す７ｆとする。これにより、既に形成された着色層８および着色層９に着色液２ｃが付着してしまうことがなくなり、着色層間の混色を防止することができる。
【０１０８】
以上により、親水性領域６ｃに、１μｍの膜厚で着色液２ｃが塗布される。その後、親水性領域６ｃに塗布された着色液２ｃを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、青色（Ｂ）の第３着色層１０が形成される。（図７（ｆ））。
【０１０９】
以上の工程によって、光触媒含有層５上に赤色（Ｒ）の着色層８、緑色（Ｇ）の着色層９、青色（Ｂ）の着色層１０から成るカラーフィルタ基板１を形成することができる。
【０１１０】
なお、図８の７ｄ〜７ｅは、本実施の形態におけるノズル先端部２４の接液位置（着色液塗布開始地点）である。
【０１１１】
しかしながら、上述したように、ノズル先端部２４の接液位置はこれに限定されない。すなわち、既に形成されている着色層と重ならない接液位置であればよい。
【０１１２】
また、一度のパターニング工程によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）すべての色の着色層を形成すべき領域を親水性領域にしても良い。そして、各色を形成すべき親水性領域ごとに、１μｍの膜厚で着色液２を塗布し、この親水性領域に塗布された着色液２を、２００℃で３０分間、焼成する。これを各色につき繰り返すことで、光触媒含有層５上に赤色（Ｒ）の着色層８、緑色（Ｇ）の着色層９、青色（Ｂ）の着色層１０から成るカラーフィルタ基板１を形成することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態においては、図２（ａ）に示される構造の塗布装置１１を用いたが、塗布装置１１の構造はこれに限定されない。例えば、図２（ｂ）に示されるように、液槽２１の内部にノズル２２が設けられ、供給管２５を介さず、着色液２が液槽２１から直接にノズル２２（その間隙２３）に供給されるような構造であってもよい。
【０１１４】
また、本実施の形態において、着色液２は親水性を示す水性のものを用いたが、これに限定されない。例えば親油性を示す油性のものであっても良い。
【０１１５】
また、酸化チタン等が分散された光触媒含有層をパターニングし、光触媒含有層に親水、撥水領域を形成した場合、さらに、この後親水領域のみに水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ性溶液を塗布することで、親水領域の光触媒含有層を除去することもできる。
【０１１６】
最後に、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、以上のように、透光性基板の基板面に着色液を塗布することで着色層を形成するカラーフィルタ基板製造方法において、上記基板面に形成された、上記着色液に対して親液性を示す領域と撥液性を示す領域に、着色液を連続して接触させながら該着色液を塗布する工程を含んでいることを特徴としている。
【０１１８】
上記方法によれば、上記方法では着色液を基板面に接触させた状態で着色液の塗布を行うことから、着色液を塗布すべき領域の位置合わせが不要である。さらに、着色液を継続的に供給することから、インクジェット方式と異なりインクの間欠吐出の制御が不要である。よって、煩雑な製造工程やインクジェット方式のような高価な製造装置を必要としない。
【０１１９】
これにより、簡便かつ低コストにカラーフィルタ基板を製造できる。
【０１２０】
また、基板面（正確には、着色をすべき親液性領域）と着色液とを連続して接触させながら、いわば直接的に着色液の塗布を行うことから、点描のように着色（着色液の塗布）を行うインクジェット方式に比較して、着色層に色ムラや白抜きが発生する可能性が低減する。
【０１２１】
これにより、製造されるカラーフィルタ基板の高品質化を実現できる。また、インクジェット方式に比較して着色液の使用量が減らすことができため、製造コストを低減できる。
【０１２２】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記着色液を塗布する工程に、着色液を供給する着色液供給装置の着色液供給口を上記基板面の所定位置に近接させ、着色液をこの所定位置に接液させる工程と、着色液供給口と基板面とを一定の間隔に離し、着色液を上記所定位置から垂れ下がらせる工程と、着色液供給口と基板面とを一定の間隔に保ったまま、着色液供給口と上記透光性基板とを相対移動させ、着色液を親液性を示す領域にのみに塗布する工程とを含んでいることが望ましい。
【０１２３】
このように、着色液供給口と基板面とを、一定の間隔に保ち、着色すべき領域以外の領域（撥液性領域）と着色液供給口とを完全に離した状態で着色液の塗布を行うことで、より正確に着色すべき領域にのみ着色することが可能となる。これにより、簡便な方法で着色層間の混色を防止することができる。
【０１２４】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記した着色液を塗布する工程を少なくとも３回繰り返して基板面上に３色の着色液を塗布して、第１着色層、第２着色層、第３着色層を形成することが望ましい。
【０１２５】
例えば、基板面に、紫外線照射によって親液性を発現する光触媒含有層を形成し、この光触媒含有層に所定パターンのフォトマスクを用いて紫外線照射を行うことによって、上記親液性領域を形成し、この親液性領域にのみ所望の着色液を塗布するという工程を少なくとも一度行うことによって、第１着色層、第２着色層、第３着色層の順に３色の着色層を形成すればよい。
【０１２６】
上記方法によれば、上述した染色法等のように、異なる色の着色層を形成するたびに露光、現像の工程を繰り返すことが不要となり、カラーフィルタ基板の製造工程の簡便化を実現できる。
【０１２７】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記工程において、各色の着色液を塗布すべき領域のみに、親液性領域が形成されていることが望ましい。
【０１２８】
例えば、第１着色層を形成すべき領域を親液性とするパターニングを行い、この第１着色層を形成すべき領域に着色液を塗布し、次に、第２着色層を形成すべき領域を親液性とするパターニングを行い、この第２着色層を形成すべき領域に着色液を塗布し、次に、第３着色層を形成すべき領域を親水性とするパターニングを行い、この第３着色層を形成すべき領域に着色液を塗布することによって、第１着色層、第２着色層および第３着色層を形成すればよい。
【０１２９】
上記方法によれば、各色の着色液を塗布する場合に、その色の着色層を形成すべき領域（その色を着色すべき領域のみ）が親液性領域となっているため、着色層間の混色をより確実に防止することができる。
【０１３０】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記方法に加えて、着色液を基板面（光触媒含有層）に接液する際、着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【０１３１】
上記方法によれば、既に形成されている着色層と接することなく、次の着色層を形成すべき領域（親液性領域）に着色液を塗布することができ、着色層間の混色をより確実に防止することができる。
【０１３２】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記第２着色層を形成する際に、第１着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【０１３３】
上記方法によれば、既に形成されている第１着色層と接することなく、第２着色層を形成すべき領域（親液性領域）に所望の着色液を塗布することができ、第１着色層と第２着色層間の混色を防止することができる。
【０１３４】
また、上記第３着色層を形成する際に、第１着色層および第２着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【０１３５】
上記方法によれば、既に形成されている第１および第２着色層と接することなく、第３着色層を形成すべき領域（親液性領域）に所望の着色液を塗布することができ、第１および第２着色層と第３着色層間の混色を防止することができる。
【０１３６】
なお、本発明として記載した構成を、前記発明として記載した各構成と、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【０１３７】
本発明のカラーフィルタ基板の製造装置は、透光性基板の基板面に着色液が塗布されたカラーフィルタ基板の製造装置において、上記透光性基板の基板面に形成された、上記着色液に対して親液性および撥液性を示す親撥液性領域に、着色液を継続的に供給するノズルを有することを特徴としている。
【０１３８】
ここで、本発明のカラーフィルタ基板の製造装置においては、上記ノズルの先端部（ノズル先端部）には、毛細管現象を利用して、着色液が継続的に供給されることが望ましい。
【０１３９】
上記方法によれば、ノズル先端部から露出した着色液が基板面へ塗布され、ノズル先端部の着色液が減少すると、ほぼその減少量だけ、毛細管現象により、いわば自動的に上記ノズル先端部へ着色液が供給されることになる。すなわち、複雑な装置を必要とすることなく、ノズル先端部へ継続的かつ安定的に着色液を供給することができる。
【０１４０】
したがって、着色（着色液の塗布）の際に、容易に色むらや白抜けを防止できる。また、インクジェット方式に比較して、使用インク量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）ないし図１（ｃ）は、図１で示す塗布装置を用いた、本発明における着色液の塗布方法を示す工程図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法で用いる塗布装置の構成を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）ないし図３（ｄ）は、本発明における着色液の塗布方法を、光触媒含有層の平面図を用いて説明する工程図である。
【図４】本発明の製造方法で作成したカラーフィルタ基板の断面図である。
【図５】図５（ａ）ないし図５（ｇ）は、本発明の実施の形態における着色層の形成方法を説明する工程図である。
【図６】図６（ａ）ないし図６（ｃ）は、本発明における着色液の塗布方法を説明する工程図である。
【図７】図７（ａ）ないし図７（ｆ）は、本発明の実施の形態における着色層の形成方法を説明する工程図である。
【図８】本発明の実施の形態における着色液の塗布方法を、説明する工程図である。
【符号の説明】
１ カラーフィルタ基板
２ 着色液
３ ブラックマトリクス
４ ガラス基板（透光性基板）
５ 光触媒含有層
６ 親水性領域
８ 第１着色層
９ 第２着色層
１０ 第３着色層
１１ 塗布装置（着色液供給装置）
２１ 液槽
２２ ノズル
２４ ノズル先端部（着色液供給口）
２５ 供給管
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板及びそ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、携帯情報端末、携帯電話、テレビなどへの液晶表示装置の応用が急速に進展している。それぞれの液晶表示装置はカラー化に対応するためにカラーフィルタ基板が用いられており、一般的には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光の３原色がパターン形成されている。
【０００３】
従来のカラーフィルタ基板製造方法としては、カラーレジストを透明基板上に塗布し、露光、現像により着色層をパターン形成する顔料分散法がある。この方法は、まず、基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色の着色層を得る。そしてこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの着色層をパターン形成するものである。
【０００４】
また、染色基材を透明基板上に塗布し、露光、現像により形成した着色層を染色して着色層とする染色法もある。この方法は、先ずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料を付与し、これをフォトリソグラフィ工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸漬して着色層を得る。そしてこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色層をパターン形成するものである。
【０００５】
しかしながら、これらの方式は、各色ごとに洗浄、塗布、露光、現像の各工程を繰り返す必要があり、プロセスの簡略化が困難である。さらに塗布工程において、スピンコート法による材料ロスが大きいという問題もある。また、他の形成方法として、透明電極を透明基板上にパターン形成し、各色の電解液中で透明電極に通電することで電着させる電着法、あるいは透明基板上に各色を印刷し着色層を形成する印刷法があるが、電着法はパターン形状が限定され、印刷法は高精細パターンの形成が困難であるという問題がある。
【０００６】
これに対して、インクジェットヘッドを移動させながら、所定位置にインクを吐出し、直接着色層を形成するインクジェット方式は、インク使用量の低減、プロセスの簡略化によるコスト低減が可能となるため、現在注目されている。
【０００７】
インクジェット方式においては、前処理としてガラス基板上に撥水性パターンと親水性パターンの各領域を形成しておくことで、インクを吐出した時に正確なパターンの着色層を形成することができる。
【０００８】
この点、特許文献１には、感光層にパターン露光することによって、撥水性と親水性のパターンを形成する方法が示されている。すなわち、Ｔｉ３Ｏ、ＳｎＯ２等が含有されている感光性化合物からなる感光層を形成し、該感光層に光照射を行うことで励起生成した電子と正孔が表面の吸着酸素や水と反応して活性酸素を生成させ、感光層表面を親水性を示す領域とするものである。ここで、上記感光性化合物（Ｔｉ３Ｏ、ＳｎＯ２等）は金属酸化物であって、元来撥水、撥油性を示す性質を有し、感光層の光照射されていない領域は、撥水性を示す領域となる。したがって、インクジェット方式によって親水性を示す所定領域にインクを吐出したときに、インクのにじみ等に起因する着色層間の混色を防止することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２５８６２２号公報（公開日：２０００年９月２２日）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１で用いられているようなインクジェット方式においては、所定の位置にインクを吐出させる必要があるため、インク吐出位置を高精度に制御しなければならないという難点がある。そして、インク吐出位置にずれが生じた場合、着色層間の混色や着色層に色がついていない部分が生じる白抜きの原因となる。
【００１１】
さらに、インクジェット方式においては、所定の量のインクを所定の間隔をおいて吐出させる必要があるため、インクの間欠吐出を高度に制御しなければならないという難点がある。そして、間欠吐出安定性が損なわれた場合、着色層の色ムラ等の原因となる。また、インクジェットノズルの目詰まりなども問題である。
【００１２】
以上のように、従来の方式を用いて高品質なカラーフィルタ基板を製造するには、煩雑な製造工程や高度なインク吐出制御を実現しうる高価な製造装置が必要となる。そして、煩雑な製造工程の処理や高価な製造装置の使用は、製造コストの上昇、ひいては製造されるカラーフィルタ基板自体の価格上昇を招来することになる。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的は、高品質なカラーフィルタ基板を製造する簡便かつ低コストな製造方法、および、安価で高品質なカラーフィルタ基板を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記課題を解決するために、透光性基板の基板面に着色液を塗布することで着色層を形成するカラーフィルタ基板製造方法において、上記基板面に形成された、上記着色液に対して親液性を示す領域と撥液性を示す領域に、着色液を連続して接触させながら該着色液を塗布する工程を含んでいることを特徴としている。
【００１５】
上記方法は、上記基板面に形成された、上記着色液に対して親液性を示す領域（以下、親水性領域と称する）と撥液性を示す領域（以下、撥水性領域と称する）に、着色液をいわば直接に塗布するものである。ここで、親液性とは、例えば、親水性や親油性を示し、撥液性とは、例えば、撥水性や撥油性を示す。
【００１６】
すなわち、着色液を基板面に塗布をする際、親液性領域以外の撥液性領域に接触した着色液は、その表面ではじかれた状態になる。この状態で、継続的に着色液を供給しつつ、連続的に着色液を塗布すれば、着色層を形成すべき領域以外の領域（撥液性領域）には着色液が付着しない。
【００１７】
このように、上記方法では着色液を基板面に接触させた状態で着色液の塗布を行うことから、着色液を塗布すべき領域の位置合わせが不要である。さらに、着色液を継続的に供給することから、インクジェット方式と異なりインクの間欠吐出の制御が不要である。よって、煩雑な製造工程やインクジェット方式のような高価な製造装置を必要としない。
【００１８】
これにより、簡便かつ低コストにカラーフィルタ基板を製造できる。
【００１９】
また、基板面（正確には、着色をすべき親液性領域）と着色液とを連続して接触させながら、いわば直接的に着色液の塗布を行うことから、点描のように着色（着色液の塗布）を行うインクジェット方式に比較して、着色層に色ムラや白抜きが発生する可能性が低減する。
【００２０】
これにより、製造されるカラーフィルタ基板の高品質化を実現できる。また、インクジェット方式に比較して着色液の使用量が減らすことができため、製造コストを低減できる。
【００２１】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記した着色液を塗布する工程に、着色液を供給する着色液供給装置の着色液供給口を上記基板面の所定位置に近接させ、着色液をこの所定位置に接液させる工程と、着色液供給口と基板面とを一定の間隔に離し、着色液を上記所定位置から表面張力によって垂れ下がらせる工程と、着色液供給口と基板面とを一定の間隔に保ったまま、着色液供給口と上記透光性基板とを相対移動させ、着色液を親液性を示す領域にのみに塗布する工程とを含んでいることが望ましい。
【００２２】
この方法においては、最初の工程として、着色液供給装置の着色液供給口へ供給され、表面張力により盛り上がった（着色液供給口から外部へ露出した）着色液を基板面の所定位置へ接液させる。このとき、親液性領域以外の撥液性領域に接液した着色液は、撥液性領域表面においてはじかれた状態となる。
【００２３】
次の工程として、着色液供給口と基板面とが一定の間隔を保つよう、着色液供給口を移動させる。すると、親液性領域以外の撥液性領域に接液した着色液は、この撥液性領域表面から完全に離れた状態となり、基板面に残らない。これに対し、親液性領域に接液した着色液は、親液性領域に接触したまま表面張力によって垂れ下がり、着色液供給口と基板面の親液性領域（着色を行うべき領域）とは、いわば、一定の間隔を保ちつつ、着色液を介してつながった状態となる。
【００２４】
さらに次の工程として、上記状態を保ちつつ、着色液供給口あるいは透光性基板を平行移動させる。これにより、着色液は、透光性基板に形成された親液性領域（着色を行うべき領域）にのみに塗布されることになる。
【００２５】
このように、着色液供給口と基板面とを、一定の間隔に保ち、着色すべき領域以外の領域（撥液性領域）と着色液供給口とを完全に離した状態で着色液の塗布を行うことで、より正確に着色すべき領域にのみ着色することが可能となる。これにより、簡便な方法で着色層間の混色を防止することができる。
【００２６】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記した着色液を塗布する工程を少なくとも３回繰り返して基板面上に３色の着色液を塗布して、第１着色層、第２着色層、第３着色層を形成することが望ましい。
【００２７】
例えば、基板面に、紫外線照射によって親液性を発現する撥液層（以下、光触媒含有層と称する）を形成し、この光触媒含有層に所定パターンのフォトマスクを用いて紫外線照射を行うことによって、上記親液性領域を形成し、この親液性領域にのみ所望の着色液を塗布するという工程を少なくとも一度行うことによって、第１着色層、第２着色層、第３着色層の順に３色の着色層を形成する方法である。
【００２８】
ここで、上記光触媒含有層に含まれる光触媒材料とは、例えば、ＴｉＯ２（酸化チタン）、ＳｎＯ２（酸化スズ）等の、元来撥液性をもつ、感光性の金属酸化物であって、紫外線の照射によって親液性を発現するものである。
【００２９】
上記方法において、光触媒含有層は、元来撥液性をもち、紫外線の照射によって親液性を発現する光触媒材料を含むため、上記透光性基板に塗布した初期状態で撥液性を示す。ここで光触媒含有層に紫外線を照射することで、励起生成した電子と正孔が表面の吸着酸素や液と反応して活性酸素を生成し、表面改質により親液性を示す。
【００３０】
この原理を用いれば、着色層を形成したい領域がパターン化されたフォトマスクを介して紫外線照射を行うことで、光触媒含有層における着色層を形成したい領域は親液性領域となり、その他の領域は初期状態の撥液性を示すままとなる。そして、この親液性領域に所望の着色液を塗布するという工程を少なくとも一度行えば、カラーフィルタ基板を製造できる。
【００３１】
すなわち、着色すべき領域がパターン化されたフォトマスクを用い、光触媒含有層に紫外線照射を行うことによって、上記着色すべき領域を親液性領域とする。そして、この親液性領域に所望の色を順に着色すればよい。例えば、まず赤（Ｒ）の着色層を形成すべき領域に赤色の着色液を塗布し、次に緑（Ｇ）の着色層を形成すべき領域に緑色の着色液を塗布し、最後に（Ｂ）の着色層を形成すべき領域に青色の着色液を塗布するものである。これにより、３色（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）の着色層を形成することができる。
【００３２】
このように上記方法によれば、上述した染色法等のように、異なる色の着色層を形成するたびに露光、現像の工程を繰り返すことが不要となり、カラーフィルタ基板の製造工程の簡便化を実現できる。
【００３３】
なお、本発明として記載した構成を、前記発明として記載した各構成と、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【００３４】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記方法に加え、上記工程において、上記基板面上の、各色の着色液を塗布すべき領域のみに、親液性領域が形成されていることが望ましい。
【００３５】
例えば、第１着色層を形成すべき領域を親液性とするパターニングを行い、この第１着色層を形成すべき領域に着色液を塗布し、次に、第２着色層を形成すべき領域を親液性とするパターニングを行い、この第２着色層を形成すべき領域に着色液を塗布し、次に、第３着色層を形成すべき領域を親水性とするパターニングを行い、この第３着色層を形成すべき領域に着色液を塗布することによって、第１着色層、第２着色層および第３着色層を形成すればよいのである。
【００３６】
ここでいうパターニングとは、着色すべき領域がパターン化されたフォトマスクを介して、上記光触媒含有層に紫外線照射を行うことによって、上記着色すべき領域を親液性領域とすることである。
【００３７】
上記方法は、第１〜第３着色層（例えば、赤の着色層、緑の着色層、青の着色層）を形成する場合に、各着色層を形成する度に、紫外線照射による親液性領域の形成（パターニング）と、この親液性領域への着色液の塗布を行うものである。
【００３８】
例えば、まず、赤の着色層を形成すべき領域をパターニングし、この領域に赤の着色液を塗布する。次に、緑の着色層を形成すべき領域をパターニングし、この領域に緑の着色液を塗布する。次に、青の着色層を形成すべき領域をパターニングし、この領域に青の着色液を塗布するのである。
【００３９】
この方法によれば、各色の着色液を塗布する場合に、その色の着色層を形成すべき領域（その色の着色液を塗布すべき領域のみ）が親液性領域となっているため、着色層間の混色をより確実に防止することができる。
【００４０】
なお、本発明として記載した構成を、前記発明として記載した各構成と、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【００４１】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記方法に加えて、着色液を基板面（光触媒含有層）に接液する際、着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【００４２】
上記方法は、既に形成された着色層があることを前提に、次の着色層を形成する場合に関するものである。
【００４３】
すなわち、着色液供給口へ供給され、表面張力によって盛り上がった（着色液供給口から外部へ露出した）着色液を、光触媒含有層の所定位置へ接液させる場合に、その所定位置につき、着色層が形成されていない位置に着色液を接液し、既に形成された着色層に上記着色液を付着させないようにするものである。
【００４４】
これにより、既に形成されている着色層と接することなく、次の着色層を形成すべき領域（親液性領域）に着色液を塗布することができ、着色層間の混色をより確実に防止することができる。
【００４５】
なお、本発明として記載した構成を、前記発明として記載した各構成と、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【００４６】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記第２着色層を形成する際に、第１着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【００４７】
これにより、既に形成されている第１着色層と接することなく、第２着色層を形成すべき領域（親液性領域）に所望の着色液を塗布することができ、第１着色層と第２着色層間の混色を防止することができる。
【００４８】
また、上記第３着色層を形成する際に、第１着色層および第２着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【００４９】
これにより、既に形成されている第１および第２着色層と接することなく、第３着色層を形成すべき領域（親液性領域）に所望の着色液を塗布することができ、第１および第２着色層と第３着色層間の混色を防止することができる。
【００５０】
なお、本発明として記載した構成を、前記発明として記載した各構成と、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【００５１】
本発明のカラーフィルタ基板の製造装置は、透光性基板の基板面に着色液が塗布されたカラーフィルタ基板の製造装置において、上記透光性基板の基板面に形成された、上記着色液に対して親液性および撥液性を示す親撥液性領域に、着色液を継続的に供給するノズルを有することを特徴としている。
【００５２】
ここで、本発明のカラーフィルタ基板の製造装置においては、上記ノズルの先端部（ノズル先端部）には、毛細管現象を利用して、着色液が継続的に供給されることが望ましい。
【００５３】
ここで、毛細管現象とは、液体中に毛管状の管を挿入した場合に、管中の液面が、管外の液面に比べて上昇する現象をいう。
【００５４】
上記構成は、毛細管現象によってノズル先端部へ引導され、ノズル先端部から表面張力によって露出した着色液を、親撥液パターンが形成された基板面（光触媒含有層）にいわば直接に塗布するものである。
【００５５】
これにより、ノズル先端部から露出した着色液が基板面へ塗布され、ノズル先端部の着色液が減少すると、ほぼその減少量だけ、毛細管現象により、いわば自動的に上記ノズル先端部へ着色液が供給されることになる。すなわち、複雑な装置を必要とすることなく、ノズル先端部へ継続的かつ安定的に着色液を供給することができる。
【００５６】
したがって、着色（着色液の塗布）の際に、容易に色むらや白抜けを防止できる。また、インクジェット方式に比較して、使用インク量を低減させることができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の一形態を説明する。
【００５８】
まず、図４に、本発明におけるカラーフィルタ基板１の断面図を示す。図４に示すとおり、本発明の製造方法によって製造されたカラーフィルタ基板１は、ガラス基板４（透光性基板）上にブラックマトリクス３と光触媒含有層５が形成され、この光触媒含有層５上に着色層８（Ｒ）、着色層９（Ｇ）、着色層１０（Ｂ）が形成された構造である。ここで、ブラックマトリクス３は、各着色層間の遮光層である。
【００５９】
次に、カラーフィルタ基板１の製造方法についての原理を、図１〜図２および図４に基づいて説明する。ここで、図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明における着色液の塗布工程を示し、図２（ａ）〜（ｂ）は、本発明のカラーフィルタ基板１の製造方法で用いる塗布装置１１（着色液供給装置）の構造を示す。
【００６０】
まず第１の工程として、上記透光性基板４の基板面に、着色液２に対して撥水性（撥液性）を示す光触媒含有層５を形成する。次に、第２の工程として、第１の工程にて形成された光触媒含有層５上に、上記着色液２に対して親水性（親液性）を示す親水性領域６を形成する。次に、第３の工程として、光触媒含有層５上に、着色液２を連続して接触させることによって、親水性領域６に着色液２を塗布する。
【００６１】
本発明は、第３の工程に特徴点をもつ。そこでこの第３の工程を、より詳細に説明する。
【００６２】
上記第３の工程において、まず、図１（ａ）のように、塗布装置１１（着色液供給装置）のノズル先端部２４（着色液供給口）を光触媒含有層５における親水性領域６の所定位置７に近接させ、表面張力により盛り上がった（ノズル先端部２４から外部へ露出した）着色液２を光触媒含有層５の所定位置７へ接液させる。このとき、親水性領域６以外の撥水性領域に接液した着色液２は、撥水性領域表面においてはじかれた状態となる。
【００６３】
そして、この状態のまま、図１（ｂ）に示すように、ノズル先端部２４を下に一定の距離移動させ、ノズル先端部２４と光触媒含有層５とを一定の間隔に離し、着色液２を上記所定位置７から垂れ下がらせる。すると、親水性領域６以外の撥水性領域に接液した着色液２は、この撥水性領域表面から完全に離れた状態となり、光触媒含有層５に残らない。これに対し、親水性領域６に接液した着色液２は、親水性領域６に接液（付着）したまま表面張力によって垂れ下がり、ノズル先端部２４と光触媒含有層５の親水性領域６（着色すべき領域）とは、いわば、一定の間隔を保ちつつ、着色液２を介してつながった状態となる。
【００６４】
さらにこの状態を保ちつつ、図１（ｃ）に示すように、ノズル先端部２４あるいは透光性基板４を、親水性領域６と平行に移動させる。これにより、着色液２は、透光性基板４に形成された光触媒含有層５（着色すべき親水性領域）にのみに塗布されることになる。
【００６５】
その後、親水性領域６に塗布された着色液２を焼成する。これにより、１つの色を示す着色層が形成される。そして、以上の第３の工程（着色液の塗布工程）および焼成工程を３度繰り返すことにより、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を示す３種類の着色層を形成することができる。
【００６６】
次に、上記のカラーフィルタ基板１の製造方法に用いる塗布装置１１について、図１および図２に基づいて説明する。
【００６７】
図２（ａ）に示すように、塗布装置１１（着色液供給装置）は、着色液２を貯蔵する液槽２１、供給管２５、ノズル２２を有する。このノズル２２は図１（ａ）に示されるように、三角柱を横にしたような形状であって、親水性領域６に略垂直な２つの平面ではさまれた微小な間隙２３を有する。この間隙２３は着色液２の浸透空間である。なお、図２（ａ）に示すように、塗布装置１１を縦断面にすると、ノズル２２の間隙２３は毛管状となる。
【００６８】
そして、着色液２は、毛細管現象によって、液槽２１から供給管２５を介してこのノズル２２の（毛管状）間隙２３へ浸透し、ノズル先端部２４（着色液供給口）へ供給される。ノズル先端部２４へ供給された着色液２は、表面張力により盛り上った状態（ノズル先端部２４から外部へ露出した状態）となる。この状態で着色液２は光触媒含有層５へ接液され、光触媒含有層５へ塗布される。
【００６９】
以下に、本実施の形態における上記カラーフィルタ基板１の製造方法を図１、図３および図５を参照しながら説明する。
【００７０】
ここで、図３は本実施の形態における着色液の塗布工程を、図５は本実施の形態における着色層の形成工程を示す。
【００７１】
まず、ガラス基板４（このガラス基板４には、ブラックマトリクス３がストライプ状に形成されている）上に光触媒含有層５を以下の方法で形成する。
【００７２】
アナターゼ型酸化チタン微粒子分散液とフルオロアルキルシランを加水分解、縮合反応により合成させ、溶剤中にアナターゼ型酸化チタンが分散した塗布液を生成する。そして、この塗布液をスピンコート法によって、０．１μｍの膜厚でガラス基板４上に塗布する。その後、ガラス基板４上に塗布された塗布液を２００℃で１０分間乾燥させ、硬化させる。これにより、ガラス基板４上に光触媒含有層５が形成される。（図５（ａ））
次に、図５（ｂ）に示すように、光触媒含有層５にフォトマスク１２ａを介して紫外線照射を行い、第１着色層８の形成位置を含む親水性領域６ａ（図３（ａ）の破線で囲んだ領域）を形成する。ここで、フォトマスク１２ａは、紫外線が親水性領域６ａに照射されるようにパターニングされている。これにより、光触媒含有層５上に親水性領域６ａとそれ以外の撥水性領域とが形成される。
【００７３】
次に、以下の方法で、赤色（Ｒ）の着色層８を形成する。
【００７４】
まず、塗布装置１１（図２（ａ）参照）を用いて、着色液２ａ（赤色（Ｒ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を上記親水性領域６ａに塗布する。
【００７５】
すなわち、最初の工程として、毛細管現象によって、液槽２１、ノズル２５からノズル先端部２４へ供給（引導）され、表面張力により盛り上った（外部に露出した）着色液２ａを、親水性領域６ａの端部へ接液させる（図１（ａ））。図３（ａ）に示すとおり、この状態において、ノズル先端部２４の位置（接液位置）は７ａとする。このとき、上記撥水性領域に接液した着色液２ａは、その表面においてはじかれた状態となる。
【００７６】
次の工程として、図１（ｂ）のように、ノズル先端部２４と光触媒含有層５とが一定の間隔を保つよう、ノズル２３を下に移動させる。すると、上記撥水性領域に接液した着色液は、その表面から完全に離れた状態となり、光触媒含有層５に残らない。これに対し、親水性領域６ａに付着した着色液２ａは、光触媒含有層５に接液したまま表面張力により下へ垂れ下がり、ノズル先端部２４と光触媒含有層５の親水性を示す領域とは、いわば、一定の間隔を保ちつつ、着色液２ａを介してつながった状態となる。
【００７７】
さらに次の工程として、図１（ｃ）のように、ノズル先端部２４と着色液２ａとを、上記状態に保ちつつ、ノズル先端部２４あるいはガラス基板４を水平に平行移動させる。これにより、着色液２ａは、ガラス基板４に形成された光触媒含有層５上の親水性領域６ａのみに塗布される。
【００７８】
以上により、親水性領域６ａに、１μｍの膜厚で着色液２ａ（赤色（Ｒ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を塗布する。その後、親水性領域６ａに塗布された着色液２ａを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、赤色（Ｒ）の第１着色層８が形成される。（図５（ｃ））。
【００７９】
次に、図５（ｄ）に示すように、光触媒含有層５にフォトマスク１２ｂを介して紫外線照射を行い、第２着色層９を形成する位置を含む親水性領域６ｂを形成する。ここで、フォトマスク１２ｂは、親水性領域６ｂ（図３（ｂ）の破線で囲んだ領域）に紫外線が照射されるようなパターンが形成されている。これにより、光触媒含有層５上に親水性領域６ｂが形成される。
【００８０】
次に、第１着色層８の形成時と同様に、図２（ａ）に示す塗布装置、図１に示す塗布方法を用いて、着色液２ｂ（緑色（Ｇ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を親水性領域６ｂのみに１μｍの膜厚で塗布する。ここで、ノズル先端部２４を親水性領域６ｂの端部へ接液させる（図１（ａ）参照）際、このノズル先端部２４の位置は、図３（ｂ）に示す７ｂとする。これにより、既に形成された着色層８に着色液２ｂが付着してしまうことがなくなり、着色層８と着色層９との間の混色を防止することができる。
【００８１】
以上により、親水性領域６ｂに、１μｍの膜厚で着色液２ｂが塗布される。その後、この親水性領域６ｂに塗布された着色液２ｂを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、緑色（Ｇ）の第２着色層９が形成される。（図５（ｅ））。
【００８２】
次に、図５（ｆ）に示すように、光触媒含有層５にフォトマスク１２ｃを介して紫外線照射を行い、第３着色層１０を形成する位置を含む親水性領域６ｃを形成する。ここで、フォトマスク１２ｃは、親水性領域６ｃ（図３（ｃ）の破線で囲んだ領域）に紫外線が照射されるようにパターニングされている。これにより、光触媒含有層５上に親水性領域６ｃが形成される。
【００８３】
次に、第１着色層８および第２着色層９の形成時と同様に、図２（ａ）に示す塗布装置、図１に示す塗布方法を用いて、着色液２ｃ（青（Ｂ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を親水性領域６ｃのみに１μｍの膜厚で塗布する。ここで、ノズル先端部２４を親水性領域６ｃの端部へ接液させる際（図１（ａ）参照）、このノズル先端部２４の位置は、図３（ｃ）に示す７ｃとする。これにより、既に形成された着色層８および着色層９に着色液２ｃが付着してしまうことがなくなり、着色層８および着色層９と着色層１０との間の混色を防止することができる。
【００８４】
以上により、親水性領域６ｃに、１μｍの膜厚で着色液２ｃが塗布される。その後、親水性領域６ｃに塗布された着色液２ｃを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、青色（Ｂ）の第３着色層１０が形成される。（図５（ｇ））。
【００８５】
以上の工程によって、光触媒含有層５上に赤色（Ｒ）の着色層８、緑色（Ｇ）の着色層９、青色（Ｂ）の着色層１０から成るカラーフィルタ基板１を形成することができる。
【００８６】
以上のように、上記方法では着色液２（２ａ〜２ｃ）を直接光触媒含有層５に接液させた状態で着色層（８〜１０）の形成を行うことから、着色液２（２ａ〜２ｃ）を塗布すべき領域（６ａ〜６ｃ）の位置合わせが不要である。さらに着色液（２ａ〜２ｃ）を連続的に供給することから、インクジェット方式と異なりインクの間欠吐出の制御が不要である。よって、煩雑な製造工程やインクジェット方式のような高価な製造装置を必要としない。
【００８７】
これにより、簡便かつ低コストにカラーフィルタ基板１を製造できる。
【００８８】
また、光触媒含有層５と着色液（２ａ〜２ｃ）とを連続して接触させながら、いわば直接的に着色液（２ａ〜２ｃ）の塗布を行うことから、点描のように着色（着色液の塗布）を行うインクジェット方式に比較して、着色層（８〜１０）に色ムラや白抜きが発生する可能性が低減する。
【００８９】
これにより、製造されるカラーフィルタ基板１の高品質化を実現できる。また、インクジェット方式に比較して着色液（２ａ〜２ｃ）の使用量が減らすことができため、製造コストを低減できる。
【００９０】
さらに、この方法によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の着色液（２ａ〜２ｃ）を塗布する場合に、その色の着色層（８〜１０）を形成すべき領域のみが親水性領域（６ａ〜６ｃ）となっているため、着色層（８〜１０）間の混色をより確実に防止することができる。実際、このように作成されたカラーフィルタ基板１を光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ムラ、白抜け等の品質不良は観察されなかった。
【００９１】
なお、光触媒含有層に分散する金属酸化物としては、上記実施の形態で用いた酸化チタン（例えば、ＴｉＯ２）のほかに、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３等が挙げられる。
【００９２】
ＴｉＯ２は、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。酸化チタン（ＴｉＯ２）にはアナターゼ型とルチル型があるが、上記実施の形態で用いたアナターゼ型は、励起波長が３８０ｎｍ以下であり、低温焼成、光触媒反応の効率が良いなどの利点がある。
【００９３】
なお、着色液（２ａ〜２ｃ）の塗布方法はスピンコート法に限らず、スプレーコート法、ディップコート法、バーコート法等でもよく、均一な着色液の膜厚が形成できればよい。
【００９４】
なお、図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態におけるカラーフィルタ基板１の着色層形成面側から見た平面図である。ここで、斜線で示す領域１３、領域１４領域１５は、ブラックマトリクス３上にあり、それぞれ、第１着色層８、第２着色層９、第３着色層１０を形成するためのノズル先端部２４の接液位置（着色液塗布開始地点）である。
【００９５】
しかしながら、ノズル先端部２４の接液位置はこれに限定されない。すなわち、既に形成されている着色層と重ならない接液位置であればよく、図６（ｂ）や図６（ｃ）の平面図で示す構成などでもよい。
【００９６】
例えば、図６（ｂ）に示されるように、着色層９（Ｇ）を形成する際に、既に形成された着色層８（Ｒ）が接液された領域１３が存在するブラックマトリクス領域３ａとは反対側のブラックマトリクス領域３ｃ上の領域１４に接液し、この位置から着色層９（Ｇ）に着色液２ｂを塗布するものである。これにより、既に形成された着色層８に着色液２ｂが付着してしまうことがなくなり、着色層間の混色を防止することができる。
【００９７】
さらに、着色層１０（Ｂ）を形成する際には、領域１３および領域１４が存在するブラックマトリクス領域３ａおよび３ｃとは異なる、ブラックマトリクス領域３ｂ上の領域１５に接液し、この位置から着色層１０（Ｂ）に着色液２ｃを塗布する。これにより、既に形成された着色層８および着色層９に着色液２ｃが付着してしまうことがなくなり、着色層間の混色を防止することができる。
【００９８】
また、図６（ｃ）に示されるように、着色層１０（Ｂ）を形成する際に、領域１３および領域１４が存在するブラックマトリクス領域３ａおよび３ｃとは異なる、ブラックマトリクス領域３ｄ上の領域１５に接液し、この位置から着色層１０（Ｂ）に着色液２ｃを塗布してもよい。
【００９９】
上記の実施の形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の着色層を形成する毎に、パターニング工程を行ったが、１度のパターニング工程で数色の着色層を形成してもよい。すなわち、フォトマスクを介して紫外線照射を行う、パターニング工程を少なくすることもできる。これを図７、図８を用いて説明する。ここで、図７（ａ）〜（ｆ）は着色層の形成工程を、図８は着色液の塗布工程を示す。
【０１００】
まず、ガラス基板４（このガラス基板４には、ブラックマトリクス３がストライプ状に形成されている）上に光触媒含有層５を形成する（図７（ａ）参照）。
【０１０１】
次に、図７（ｂ）に示すように、光触媒含有層５にフォトマスク１２ａを介して紫外線照射を行い、第１着色層８を形成する位置を含む親水性領域６ａを形成する。ここで、フォトマスク１２ａは、親水性領域６ａ（図８の黒線で囲んだ領域）に紫外線が照射されるようにパターニングされている。これにより、光触媒含有層５上に親水性領域６ａとそれ以外の撥水性領域とが形成される。
【０１０２】
その後、上記した実施の形態１と同じ装置、方法を用いて、親水性領域６ａに、１μｍの膜厚で着色液２ａ（赤色（Ｒ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を塗布する。ここで、ノズル先端部２４を親水性領域６ｂの端部へ接液させる（図１（ａ）参照）際、このノズル先端部２４の位置は、図８に示す７ｄとする。
【０１０３】
その後、親水性領域６ａに塗布された着色液２ａを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、赤色（Ｒ）の第１着色層８が形成される。（図７（ｃ））。
【０１０４】
次に、図７（ｄ）に示すように、光触媒含有層５にフォトマスク１２ｄを介して紫外線照射を行い、第２着色層９および第３着色層１０を形成する位置を含む親水性領域６ｂおよび６ｃを形成する。ここで、フォトマスク１２ｄは、親水性領域６ｂおよび６ｃ（図８の破線で囲んだ領域）に紫外線が照射されるようなパターンが形成されている。これにより、光触媒含有層５上に親水性領域６ｂおよび６ｃが形成される。
【０１０５】
次に、第１着色層８の形成時と同様に、図２（ａ）に示す塗布装置、図１に示す塗布方法を用いて、着色液２ｂ（緑色（Ｇ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を親水性領域６ｂのみに１μｍの膜厚で塗布する。ここで、ノズル先端部２４を親水性領域６ｂの端部へ接液させる（図１（ａ）参照）際、このノズル先端部２４の位置は、図８に示す７ｅとする。これにより、既に形成された着色層８に着色液２ｂが付着してしまうことがなくなり、着色層間の混色を防止することができる。
【０１０６】
以上により、親水性領域６ｂに、１μｍの膜厚で着色液２ｂが塗布される。その後、この親水性領域６ｂに塗布された着色液２ｂを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、緑色（Ｇ）の第２着色層９が形成される。（図７（ｅ））。
【０１０７】
次に、第１着色層８および第２着色層９の形成時と同様に、図２（ａ）に示す塗布装置、図１に示す塗布方法を用いて、着色液２ｃ（青（Ｂ）の顔料が分散されたカラーレジスト）を親水性領域６ｃのみに１μｍの膜厚で塗布する。ここで、ノズル先端部２４を親水性領域６ｃの端部へ接液させる際（図１（ａ）参照）、このノズル先端部２４の位置は、図８に示す７ｆとする。これにより、既に形成された着色層８および着色層９に着色液２ｃが付着してしまうことがなくなり、着色層間の混色を防止することができる。
【０１０８】
以上により、親水性領域６ｃに、１μｍの膜厚で着色液２ｃが塗布される。その後、親水性領域６ｃに塗布された着色液２ｃを、２００℃で３０分間、焼成する。これにより、青色（Ｂ）の第３着色層１０が形成される。（図７（ｆ））。
【０１０９】
以上の工程によって、光触媒含有層５上に赤色（Ｒ）の着色層８、緑色（Ｇ）の着色層９、青色（Ｂ）の着色層１０から成るカラーフィルタ基板１を形成することができる。
【０１１０】
なお、図８の７ｄ〜７ｅは、本実施の形態におけるノズル先端部２４の接液位置（着色液塗布開始地点）である。
【０１１１】
しかしながら、上述したように、ノズル先端部２４の接液位置はこれに限定されない。すなわち、既に形成されている着色層と重ならない接液位置であればよい。
【０１１２】
また、一度のパターニング工程によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）すべての色の着色層を形成すべき領域を親水性領域にしても良い。そして、各色を形成すべき親水性領域ごとに、１μｍの膜厚で着色液２を塗布し、この親水性領域に塗布された着色液２を、２００℃で３０分間、焼成する。これを各色につき繰り返すことで、光触媒含有層５上に赤色（Ｒ）の着色層８、緑色（Ｇ）の着色層９、青色（Ｂ）の着色層１０から成るカラーフィルタ基板１を形成することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態においては、図２（ａ）に示される構造の塗布装置１１を用いたが、塗布装置１１の構造はこれに限定されない。例えば、図２（ｂ）に示されるように、液槽２１の内部にノズル２２が設けられ、供給管２５を介さず、着色液２が液槽２１から直接にノズル２２（その間隙２３）に供給されるような構造であってもよい。
【０１１４】
また、本実施の形態において、着色液２は親水性を示す水性のものを用いたが、これに限定されない。例えば親油性を示す油性のものであっても良い。
【０１１５】
また、酸化チタン等が分散された光触媒含有層をパターニングし、光触媒含有層に親水、撥水領域を形成した場合、さらに、この後親水領域のみに水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ性溶液を塗布することで、親水領域の光触媒含有層を除去することもできる。
【０１１６】
最後に、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、以上のように、透光性基板の基板面に着色液を塗布することで着色層を形成するカラーフィルタ基板製造方法において、上記基板面に形成された、上記着色液に対して親液性を示す領域と撥液性を示す領域に、着色液を連続して接触させながら該着色液を塗布する工程を含んでいることを特徴としている。
【０１１８】
上記方法によれば、上記方法では着色液を基板面に接触させた状態で着色液の塗布を行うことから、着色液を塗布すべき領域の位置合わせが不要である。さらに、着色液を継続的に供給することから、インクジェット方式と異なりインクの間欠吐出の制御が不要である。よって、煩雑な製造工程やインクジェット方式のような高価な製造装置を必要としない。
【０１１９】
これにより、簡便かつ低コストにカラーフィルタ基板を製造できる。
【０１２０】
また、基板面（正確には、着色をすべき親液性領域）と着色液とを連続して接触させながら、いわば直接的に着色液の塗布を行うことから、点描のように着色（着色液の塗布）を行うインクジェット方式に比較して、着色層に色ムラや白抜きが発生する可能性が低減する。
【０１２１】
これにより、製造されるカラーフィルタ基板の高品質化を実現できる。また、インクジェット方式に比較して着色液の使用量が減らすことができため、製造コストを低減できる。
【０１２２】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記着色液を塗布する工程に、着色液を供給する着色液供給装置の着色液供給口を上記基板面の所定位置に近接させ、着色液をこの所定位置に接液させる工程と、着色液供給口と基板面とを一定の間隔に離し、着色液を上記所定位置から垂れ下がらせる工程と、着色液供給口と基板面とを一定の間隔に保ったまま、着色液供給口と上記透光性基板とを相対移動させ、着色液を親液性を示す領域にのみに塗布する工程とを含んでいることが望ましい。
【０１２３】
このように、着色液供給口と基板面とを、一定の間隔に保ち、着色すべき領域以外の領域（撥液性領域）と着色液供給口とを完全に離した状態で着色液の塗布を行うことで、より正確に着色すべき領域にのみ着色することが可能となる。これにより、簡便な方法で着色層間の混色を防止することができる。
【０１２４】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記した着色液を塗布する工程を少なくとも３回繰り返して基板面上に３色の着色液を塗布して、第１着色層、第２着色層、第３着色層を形成することが望ましい。
【０１２５】
例えば、基板面に、紫外線照射によって親液性を発現する光触媒含有層を形成し、この光触媒含有層に所定パターンのフォトマスクを用いて紫外線照射を行うことによって、上記親液性領域を形成し、この親液性領域にのみ所望の着色液を塗布するという工程を少なくとも一度行うことによって、第１着色層、第２着色層、第３着色層の順に３色の着色層を形成すればよい。
【０１２６】
上記方法によれば、上述した染色法等のように、異なる色の着色層を形成するたびに露光、現像の工程を繰り返すことが不要となり、カラーフィルタ基板の製造工程の簡便化を実現できる。
【０１２７】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記工程において、各色の着色液を塗布すべき領域のみに、親液性領域が形成されていることが望ましい。
【０１２８】
例えば、第１着色層を形成すべき領域を親液性とするパターニングを行い、この第１着色層を形成すべき領域に着色液を塗布し、次に、第２着色層を形成すべき領域を親液性とするパターニングを行い、この第２着色層を形成すべき領域に着色液を塗布し、次に、第３着色層を形成すべき領域を親水性とするパターニングを行い、この第３着色層を形成すべき領域に着色液を塗布することによって、第１着色層、第２着色層および第３着色層を形成すればよい。
【０１２９】
上記方法によれば、各色の着色液を塗布する場合に、その色の着色層を形成すべき領域（その色を着色すべき領域のみ）が親液性領域となっているため、着色層間の混色をより確実に防止することができる。
【０１３０】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記方法に加えて、着色液を基板面（光触媒含有層）に接液する際、着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【０１３１】
上記方法によれば、既に形成されている着色層と接することなく、次の着色層を形成すべき領域（親液性領域）に着色液を塗布することができ、着色層間の混色をより確実に防止することができる。
【０１３２】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法においては、上記第２着色層を形成する際に、第１着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【０１３３】
上記方法によれば、既に形成されている第１着色層と接することなく、第２着色層を形成すべき領域（親液性領域）に所望の着色液を塗布することができ、第１着色層と第２着色層間の混色を防止することができる。
【０１３４】
また、上記第３着色層を形成する際に、第１着色層および第２着色層が形成されていない位置に接液することが望ましい。
【０１３５】
上記方法によれば、既に形成されている第１および第２着色層と接することなく、第３着色層を形成すべき領域（親液性領域）に所望の着色液を塗布することができ、第１および第２着色層と第３着色層間の混色を防止することができる。
【０１３６】
なお、本発明として記載した構成を、前記発明として記載した各構成と、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【０１３７】
本発明のカラーフィルタ基板の製造装置は、透光性基板の基板面に着色液が塗布されたカラーフィルタ基板の製造装置において、上記透光性基板の基板面に形成された、上記着色液に対して親液性および撥液性を示す親撥液性領域に、着色液を継続的に供給するノズルを有することを特徴としている。
【０１３８】
ここで、本発明のカラーフィルタ基板の製造装置においては、上記ノズルの先端部（ノズル先端部）には、毛細管現象を利用して、着色液が継続的に供給されることが望ましい。
【０１３９】
上記方法によれば、ノズル先端部から露出した着色液が基板面へ塗布され、ノズル先端部の着色液が減少すると、ほぼその減少量だけ、毛細管現象により、いわば自動的に上記ノズル先端部へ着色液が供給されることになる。すなわち、複雑な装置を必要とすることなく、ノズル先端部へ継続的かつ安定的に着色液を供給することができる。
【０１４０】
したがって、着色（着色液の塗布）の際に、容易に色むらや白抜けを防止できる。また、インクジェット方式に比較して、使用インク量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）ないし図１（ｃ）は、図１で示す塗布装置を用いた、本発明における着色液の塗布方法を示す工程図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法で用いる塗布装置の構成を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）ないし図３（ｄ）は、本発明における着色液の塗布方法を、光触媒含有層の平面図を用いて説明する工程図である。
【図４】本発明の製造方法で作成したカラーフィルタ基板の断面図である。
【図５】図５（ａ）ないし図５（ｇ）は、本発明の実施の形態における着色層の形成方法を説明する工程図である。
【図６】図６（ａ）ないし図６（ｃ）は、本発明における着色液の塗布方法を説明する工程図である。
【図７】図７（ａ）ないし図７（ｆ）は、本発明の実施の形態における着色層の形成方法を説明する工程図である。
【図８】本発明の実施の形態における着色液の塗布方法を、説明する工程図である。
【符号の説明】
１ カラーフィルタ基板
２ 着色液
３ ブラックマトリクス
４ ガラス基板（透光性基板）
５ 光触媒含有層
６ 親水性領域
８ 第１着色層
９ 第２着色層
１０ 第３着色層
１１ 塗布装置（着色液供給装置）
２１ 液槽
２２ ノズル
２４ ノズル先端部（着色液供給口）
２５ 供給管
Claims (10)
- 透光性基板の基板面に着色液を塗布することで着色層を形成するカラーフィルタ基板製造方法において、
上記基板面に形成された、上記着色液に対して親液性を示す領域と撥液性を示す領域に、着色液を連続して接触させながら該着色液を塗布する工程を含んでいることを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。 - 上記着色液を塗布する工程は、
着色液を供給する着色液供給装置の着色液供給口を上記基板面の所定位置に近接させ、着色液をこの所定位置に接液させる工程と、
着色液供給口と基板面とを一定の間隔に離し、着色液を上記所定位置から表面張力によって垂れ下がらせる工程と、
着色液供給口と基板面とを一定の間隔に保ったまま、着色液供給口と上記透光性基板とを相対移動させ、着色液を親液性を示す領域にのみに塗布する工程とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。 - 上記着色液を塗布する工程を、少なくとも３回繰り返して基板面上に３色の着色液を塗布し、第１着色層、第２着色層、第３着色層を形成することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 上記基板面上の、各色の着色液を塗布すべき領域のみに、親液性領域が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 着色液を基板面に接液する際、着色層が形成されていない位置に接液することを特徴とする請求項２項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 上記第２着色層を形成する際に、第１着色層が形成されていない位置に接液することを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 上記第３着色層を形成する際に、第１着色層および第２着色層が形成されていない位置に接液することを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 透光性基板の基板面に着色液が塗布されたカラーフィルタ基板の製造装置において、
上記透光性基板の基板面に形成された、上記着色液に対して親液性および撥液性を示す親撥液性領域に、着色液を継続的に供給するノズルを有することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造装置。 - 上記ノズルの先端部には、毛細管現象を利用して、着色液が継続して供給されることを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタ基板の製造装置。
- 請求項１から７のいずれか１項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするカラーフィルタ基板。
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