專利名稱：圖案形成體的制造方法以及用于其中的光掩膜的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用光催化劑使特性改變時，在形成的圖案形成體中不存在光催化劑，因此隨時間劣化的可能性小的圖案形成體的制造方法以及能夠用于該制造方法中的光掩膜。
采用照相平版印刷法形成高精細的圖案可以在用于液晶顯示裝置等的濾色器著色圖案的形成、微透鏡的形成、精細電路基板的制造、用于圖案曝光的鉻掩膜的制造等中使用，但采用這些方法，必須使用光致抗蝕劑，同時在曝光后通過液體顯像液進行顯像，或進行蝕刻，因此存在必須處理廢液等問題，另外，使用功能性的物質作為光致抗蝕劑的場合，也存在由于顯像時使用的堿液等發生劣化等的問題。
也可以采用印刷等形成濾色器等的高精細圖案，但通過印刷形成的圖案存在位置精度等問題，難于形成高精度的圖案。
另一方面，為了解決這個問題，本發明人等開始不斷研究使用潤濕性通過光催化劑的作用發生改變的物質，從而形成圖案的圖案形成體的制造方法等。但是，由于目前通過光催化劑的作用制造圖案形成體的方法最終制造的圖案形成體本身含有光催化劑，因而根據圖案形成體的種類，有時也存在可能由于該光催化劑引起劣化的問題。
本發明是鑒于上述問題提出的，其主要目的在于提供一種圖案形成體的制造方法，在制造圖案形成體時可以高精度地形成圖案，不需要曝光后的后處理，而且在制造的圖案形成體中不含有光催化劑，因而也不用擔心圖案形成體本身劣化。
為了實現上述目的，本發明在第1項發明中，提供一種圖案形成體的制造方法，其特征在于，具有圖案形成體用基板調制工序和圖案形成工序，其中，上述圖案形成體用基板調制工序是調制具有特性變化層的圖案形成體用基板的工序，該特性變化層的表面特性通過光催化劑的作用發生變化，上述圖案形成工序是設置在基材上形成含有光催化劑的光催化劑含有層而成的光催化劑含有層側基板的光催化劑含有層和上述特性變化層，使它們的間隙為200μm以下，然后由給定的方向照射能量，從而在上述特性變化層表面形成特性發生了變化的圖案。
采用本發明，特別是也沒有必要進行能量照射后的后處理，可以高精度地形成具有各種特性的圖案。另外，照射能量后，由圖案形成體取下光催化劑含有層側基板，因此圖案形成體本身不會包含光催化劑含有層，因此，不用擔心圖案形成體由于光催化劑的作用隨時間發生劣化。而且，光催化劑含有層與特性變化層的間隔在上述范圍內，因此能夠得到具有高效且精度優良的特性改變了的圖案的圖案形成體。
在上述第1項所述的發明中，如第2項發明所述，優選設置上述光催化劑含有層和上述特性變化層，使它們的間隔在0.2μm～10μm的范圍內。由于光催化劑含有層和特性變化層的間隔在0.2μm～10μm的范圍內，因而能夠通過短時間的能量照射得到具有特性變化了的圖案的圖案形成體。
在上述第1或第2項所述的發明中，如第3項發明所述，優選上述光催化劑含有層側基板由基材和在上述基材上形成圖案狀的光催化劑含有層組成。這是因為通過圖案狀地形成光催化劑含有層，不使用光掩膜就能夠在特性變化層上形成特性不同的圖案。另外還是因為，只有與光催化劑含有層對應的面特性發生變化，因而照射的能量并不特別只限于平行的能量，而且能量的照射方向也沒有特別限定，因此具有能量源的種類和設置的自由度大幅增加的優點。
在上述第1或第2項所述的發明中，如第4項發明所述，優選上述光催化劑含有層側基板由基材、在上述基材上形成的光催化劑含有層和形成圖案狀的遮光部組成，上述圖案形成工序中的能量照射優選由光催化劑含有層側基板進行。
這是因為，由于在光催化劑含有層側基板上具有遮光部，在照射能量時不必使用光掩膜等，因而不需要與光掩膜位置重合等，可以簡化工序。
在上述第4項所述的發明中，可以如第5項發明所述，在上述光催化劑含有層側基板中，上述遮光部在上述基材上形成圖案狀，再在其上形成上述光催化劑含有層，另外也可以如第6項發明所述，在上述光催化劑含有層側基板中，在上述基材上形成光催化劑含有層，在上述光催化劑含有層上圖案狀地形成上述遮光部。
遮光部設置在距離特性變化層近的位置，可以說得到的特性圖案在精度上優選。因此，優選在上述位置設置遮光部。另外，在光催化劑含有層上形成遮光部時，具有在設置上述圖案形成工序中的光催化劑含有層和特性變化層時可以作為隔板使用的優點。
在上述第2項所述的發明中，如第7項發明所述，優選上述光催化劑含有層側基板中，在上述光催化劑含有層上圖案狀地形成厚度在0.2μm～10μm范圍內的隔板，使上述隔板與上述特性變化層接觸、曝光。
這樣，在光催化劑含有層上圖案狀地設置隔板，使其與特性變化層接觸進行曝光，從而能夠容易地將光催化劑含有層和特性變化層之間的距離保持在0.2μm～10μm的范圍內。另外，形成了該隔板的部分的光催化劑含有層被隔板覆蓋，因而即使對該部分照射能量，特性變化層上的特性也不發生變化。因此，能夠按照與形成了隔板的圖案相同的圖案在特性變化層上形成特性不同的圖案。
在上述第7項所述的發明中，如第8項發明所述，上述隔板優選用遮光性材料形成的遮光部。這是因為，通過使隔板為遮光部，以遮光部密合在特性變化層上的狀態照射能量，從而可以形成更高精度的圖案。
另外，本發明如第9項發明所述，提供一種圖案形成體的制造方法，其特征在于，設置光催化劑含有層側基板和圖案形成體用基板，其中，上述光催化劑含有層側基板是在透明的基材上圖案狀地形成了遮光部的光掩膜上通過底涂層形成光催化劑含有層得到的，上述圖案形成體用基板至少具有通過上述光催化劑含有層中光催化劑的作用特性發生變化的特性變化層，使上述光催化劑含有層和上述圖案形成體用基板接觸，或者隔開上述光催化劑含有層的光催化劑的作用達到上述特性變化層的距離，設置上述光催化劑含有層側基板，然后照射能量，使照射部分的特性變化層的特性發生變化，接著，取下光催化劑含有層側基板，從而形成特性發生了變化的圖案。
采用本發明，特別是沒有必要進行能量照射后的后處理，可以制造高感光度、高精度的圖案。另外，照射能量后，由圖案上取下光催化劑含有層側基板，因此特性變化層側基板本身不含有光催化劑含有層，因此不用擔心由于光催化劑的作用導致隨時間劣化。而且，由于底涂層的效果，形成圖案時產生上述遮光部，存在于遮光部或遮光部間開口部的殘渣等不影響光催化劑的作用。因此，可以提高光催化劑的感光度，通過短時間的能量照射能夠得到特性變化了的圖案。
在上述第9項所述的發明中，如第10項發明所述，上述光催化劑含有層的光催化劑的作用達到上述特性變化層的距離優選在0.2μm～10μm的范圍內。這是因為，由于光催化劑含有層與特性變化層的間隔在0.2μm～10μm的范圍內，因此通過短時間的能量照射能夠得到具有特性發生了變化的圖案的圖案形成體。
在上述第1至第10項中任意一項所述的發明中，如第11項發明所述，上述光催化劑含有層優選由光催化劑構成的層。這是因為，如果光催化劑含有層是只由光催化劑構成的層，可以提高使特性變化層的特性發生變化的效率，能夠有效地制造圖案形成體。
在上述第11項所述的發明中，如第12項發明所述，上述光催化劑含有層優選通過真空成膜法在基材上使光催化劑成膜而成的層。這是因為，這樣通過真空成膜法形成光催化劑含有層，可以制成表面的凹凸少且均勻膜厚的勻質光催化劑含有層，可以在特性變化層表面均勻且高效地進行特性圖案的形成。
在上述第1至第10項中任意一項所述的發明中，如第13項發明所述，上述光催化劑含有層可以為具有光催化劑和粘接劑的層。這是因為，這樣通過使用粘接劑，可以比較容易地形成光催化劑含有層，結果可以低成本地進行圖案形成體的制造。
在上述第1至第13項中任意一項所述的發明中，如第14項發明所述，上述光催化劑優選為選自氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化鎢(WO3)、氧化鉍(Bi2O3)和氧化鐵(Fe2O3)的1種或2種以上物質，其中，如第15項發明所述，上述光催化劑優選氧化鈦(TiO2)。這是因為，由于二氧化鈦的帶隙能量高，因而作為光催化劑有效，而且化學穩定，無毒性，也容易獲得。
在上述第1至第15項中任意一項所述的發明中，如第16項發明所述，上述圖案形成體用基板優選至少由基板和在該基板上設置的上述特性變化層形成。這是因為，由于通常特性變化層具有各種特性，因而從強度方面、成本方面和功能方面出發，優選在基板上作為薄膜形成。
在上述第16項所述的發明中，如第17項發明所述，上述特性變化層優選通過光催化劑含有層中光催化劑的作用，在照射能量時潤濕性發生變化使得與液體的接觸角降低的潤濕性變化層。該特性變化層的特性有各種各樣，其中，作為重要的可以例舉潤濕性的變化。這是因為，這樣將特性變化層設為潤濕性變化層，可以通過光催化劑的作用制成具有潤濕性發生了變化的圖案的圖案形成體，在該潤濕性發生了變化的部位附著油墨等功能性部用組合物，從而如下所述，可以形成各種功能性元件，例如濾色器或微透鏡等。
在上述第17項所述的發明中，如第18項發明所述，優選上述潤濕性變化層上的與表面張力40mN/m的液體的接觸角在未曝光部分為10°以上，在曝光部分為9°以下。這是因為，未照射能量的部分是需要有疏液性的部分，照射后的部分是要求有親液性的部分，因而必須有這種程度的潤濕性。
在上述第17或第18項所述的發明中，如第19項發明所述，上述潤濕性變化層優選為含有聚有機硅氧烷的層，其中，如第20項發明所述，上述聚有機硅氧烷優選含有氟烷基的聚硅氧烷。這是因為，這種潤濕性變化層通過接觸光催化劑含有層的狀態下的能量照射，能夠得到大幅的潤濕性變化。
在上述第19或第20項所述的發明中，如第21項發明所述，上述聚有機硅氧烷優選YnSiX(4-n)(其中，Y表示烷基、氟烷基、乙烯基、氨基、苯基或環氧基，X表示烷氧基或鹵素。n為0～3的整數。)所示硅化合物的1種或2種以上的水解縮合物或共水解縮合物的聚有機硅氧烷。這是因為，通過將這種聚有機硅氧烷作為材料形成潤濕性變化層，能夠制成形成了潤濕性差大的潤濕性圖案的圖案形成體。
在上述第1至第15項中任意一項所述的發明中，如第22項發明所述，上述圖案形成體用基板也可以是自身具有支撐性的薄膜，且其至少一個表面通過光催化劑含有層中光催化劑的作用，在照射能量時潤濕性發生變化使得與液體的接觸角降低的薄膜狀潤濕性變化層。這是因為，這種圖案形成體在例如使給定材料構成的市售薄膜的一個表面與光催化劑含有層接觸的狀態下，僅照射能量，即可得到潤濕性不同的圖案，可以制成廉價的圖案形成體。
在上述第16項所述的發明中，如第23項發明所述，上述特性變化層也可以是通過光催化劑含有層中光催化劑的作用能分解除去的分解除去層。這樣，通過將特性變化層設成通過光催化劑含有層中光催化劑的作用能分解除去的分解除去層，從而照射了能量的部分通過光催化劑的作用被分解、除去。這樣，照射了能量的部分特別是沒有進行后處理的必要，可以完全分解除去，因此具有各種用途，例如將分解除去層作為光抗蝕劑，使之與光催化劑含有層側基板接觸，進行曝光，從而可以不必進行以往進行的顯像工序，在光抗蝕劑上形成圖案等。
在上述第23項所述的發明中，如第24項發明所述，上述分解除去層和分解除去該分解除去層時露出的基板與液體的接觸角不同。
這樣，通過分解除去層和分解除去該分解除去層時露出的基板與液體的接觸角不同，照射了能量的部分通過光催化劑的作用分解、除去分解除去層，基材露出表面。另一方面，未照射能量的部分殘留有分解除去層。其中，在分解除去層和露出的基材與液體的接觸角不同的場合，例如在用疏液性材料形成分解除去層并且用親液性材料形成基材的場合等，對預先形成功能性部的部分照射能量，使光催化劑發揮作用，從而可以除去該部分的分解除去層，照射了能量的部分成為凹部，且為親液性區域，未照射能量的部分成為凸部，且為疏液性區域。這樣，在設置該功能性部的凹部且親液性區域的部分能夠精確且容易地附著功能性部用組合物。因此，上述特性變化層可以比潤濕性變化層的場合更精確地形成功能性部，而且不必進行顯像工序或洗滌工序等能量照射后的后處理。因此，可以容易地簡化工序，得到具有廉價且精確的功能性部的功能性元件。
上述第23或第24項所述的發明中，如第25項發明所述，上述分解除去層優選自身組織化單分子膜、朗繆爾-Blodgett膜或交替吸附膜中的任意一種。這是因為，這些材料通過光催化劑含有層中光催化劑的作用被分解除去，發揮各種功能。
在上述第1至第25項中任意一項所述的發明中，如第26項發明所述，上述能量照射優選在加熱光催化劑含有層的同時進行。這是因為，通過加熱光催化劑，能夠使光催化劑的感光度上升，有效進行特性變化層上的特性變化。
本發明中，如第27項發明所述，提供一種光掩膜，其特征在于，由透明的基材、在上述透明基材上形成圖案狀的遮光部、在上述透明基材和遮光部上形成的底涂層、在上述底涂層上形成的光催化劑含有層構成。這是因為，如果使用這種光掩膜，僅通過該光掩膜照射能量，就可以得到各種特性發生了變化的圖案，能夠有效地得到圖案形成體。
另外，本發明中，如第28項發明所述，提供一種光掩膜，其特征在于，由透明的基材、在上述透明的基材上形成的光催化劑含有層、以0.2μm～10μm的厚度在上述光催化劑含有層上形成圖案狀的遮光部圖案構成，而且如第29項發明所述，提供一種光掩膜，其特征在于，由透明的基材、以0.2μm～10μm的厚度在上述透明基材上形成圖案狀的遮光部圖案、在上述透明基材和上述遮光部圖案上形成的光催化劑含有層構成。這是因為，這種場合也同樣，通過該光掩膜對上述具有特性變化層的圖案形成體用基板照射能量，從而能夠得到各種特性發生了變化的圖案，能夠有效地得到圖案形成體。
本發明中，如第30項發明所述，還提供一種功能性元件，其特征在于，在采用上述第1至第26項中任意一項發明所述的圖案形成體的制造方法制造的圖案形成體上，設置功能性部。這樣，通過使用本發明的圖案形成體，能夠容易地得到功能性元件。
上述第30項發明所述的功能性元件可以例舉上述功能性部為金屬的功能性元件。此時，例如可以在高精細的電路基板等中應用。
另外，本發明如第32項發明所述，提供一種濾色器，其特征在于，上述第30項發明所述的功能性元件中的功能性部為象素部。這種濾色器為高精度地形成了高精細象素部的濾色器，質量極高。
圖2是表示用于本發明的光催化劑含有層側基板的一個實例的概略剖面圖。
圖3是表示用于本發明的光催化劑含有層側基板的另一個實例的概略剖面圖。
圖4是表示用于本發明的光催化劑含有層側基板的另一個實例的概略剖面圖。
圖5是表示用于本發明的光催化劑含有層側基板的另一個實例的概略剖面圖。
其中，1-基材，2-光催化劑含有層，3-光催化劑含有層側基板，4-基板，5-特性變化層，6-圖案形成體用基板，9-特性變化區域，10-底涂層，13-遮光部。
A、圖案形成體的制造方法本發明的圖案形成體的制造方法的特征在于，具有圖案形成體用基板調制工序，即調制具有特性變化層的圖案形成體用基板的工序，所述特性變化層的表面特性通過光催化劑的作用發生變化；圖案形成工序，即設置在基材上形成含有光催化劑的光催化劑含有層而成的光催化劑含有層側基板的光催化劑含有層和上述特性變化層，使它們的間隙在200μm以下，然后由給定方向照射能量，從而在上述特性變化層表面形成特性發生了變化的圖案。
這樣，在本發明的圖案形成體的制造方法中，設置光催化劑含有層和特性變化層，使之具有給定的間隙，然后由給定方向照射能量，從而通過光催化劑含有層中光催化劑的作用，面對光催化劑含有層且曝光后的部分的特性變化層的特性發生變化，該特性變化層上形成特性發生了變化的部分的圖案。因此，在形成圖案時，不需要曝光后的顯像、洗滌等后處理，因此，比以往工序少，而且能夠廉價地形成特性不同的圖案。而且，通過選擇該特性變化層的材料，可以制成能用于各種用途的圖案形成體。
而且，本發明中，通過光催化劑含有層中光催化劑的作用使特性變化層上的特性發生變化后，取下光催化劑含有層側基板，將圖案形成體側基板作為圖案形成體，因此得到的圖案形成體中未必必須含有光催化劑。因此，能夠防止得到的圖案形成體由于光催化劑的作用而隨時間劣化的缺點。
對于這種本發明的圖案形成體的制造方法，用附圖具體說明。

圖1表示本發明圖案形成體的制造方法的一個實例。
在該實例中，首先調制在基材1上形成光催化劑含有層2而成的光催化劑含有層側基板3以及在基板4上形成特性變化層5而成的圖案形成體用基板6(參照圖1(a)，圖案形成體用基板調制工序)。
接著，如圖1(b)所示，設置上述光催化劑含有層側基板3和圖案形成體用基板6，使各個光催化劑含有層2和特性變化層5具有給定的間隔，然后使用描繪了必要圖案的光掩膜7，通過其由光催化劑含有層側基板3側照射紫外線8。這樣，如圖1(c)所示，在特性變化層5表面上形成由特性發生了變化的區域9組成的圖案(圖案形成工序)。
另外，上述紫外線的照射在上述實例中通過光掩膜7進行，但如下所述，也可以使用圖案狀地形成光催化劑含有層的物質或在光催化劑含有層側基板內形成遮光部的物質，此時，不使用光掩膜7等全面進行曝光。
然后，進行由上述圖案形成體用基板6上取下光催化劑含有層側基板的工序(圖1(d))，可以得到表面具有特性發生了變化的圖案9的圖案形成體6。
對于這種本發明的圖案形成體的制造方法，詳細說明各個要素。
1、光催化劑含有層側基板的調制本發明中，首先調制后述圖案形成工序中使用的光催化劑含有層側基板。該光催化劑含有層側基板具有基材和在該基材上形成的含有光催化劑的光催化劑含有層。
這種光催化劑含有層側基板至少具有光催化劑含有層和基材，通常為在基材上形成采用給定方法形成的薄膜狀光催化劑含有層而成的結構。另外，該光催化劑含有層側基板可以使用形成了圖案狀的遮光部的光催化劑含有層側基板。
(光催化劑含有層)本發明中使用的光催化劑含有層只要是光催化劑含有層中的光催化劑使作為對象的特性變化層的特性發生變化的結構即可，并沒有特別限定，可以由光催化劑和粘接劑構成，也可以用光催化劑單體成膜。另外，其表面的潤濕性可以是親液性，也可以是疏液性。
本發明中使用的光催化劑含有層，可以如上述圖1(a)等所示，在基材1上全面形成，也可以如圖2所示，光催化劑含有層2在基材1上形成圖案狀。
通過這樣圖案狀地形成光催化劑含有層，可以如下述圖案形成工序中說明的那樣，設置光催化劑含有層使之與特性變化層具有給定間隔并照射能量時，不必進行使用光掩膜等的圖案照射，全面進行照射，從而可以在特性變化層上形成特性發生了變化的圖案。
該光催化劑處理層的圖案形成方法并沒有特別限定，例如可以采用照相平版印刷法等進行。
另外，實際上只有面對光催化劑含有層的特性變化層上的部分發生特性變化，因此具有下述優點能量的照射方向只要是對上述光催化劑含有層和特性變化層相對的部分照射能量即可，可以從任意方向進行照射，而且，照射的能量也并不特別限定于平行光等平行的能量。
這樣在光催化劑含有層中的以后述二氧化鈦為代表的光催化劑的作用機理未必明確，認為是通過照射光生成的載體與附近的化合物直接反應，或者通過在氧、水存在的條件下生成的活性氧種使有機物的化學結構發生變化。認為本發明中，該載體對光催化劑含有層附近設置的特性變化層中的化合物發生作用。
作為本發明中使用的光催化劑，可以例舉作為光半導體已知的例如二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化鎢(WO3)、氧化鉍(Bi2O3)和氧化鐵(Fe2O3)，可以由其中選擇1種或將2種以上混合使用。
本發明中，特別優選使用二氧化鈦，這是由于二氧化鈦帶隙能量高，化學穩定，無毒性，容易獲得。二氧化鈦存在銳鈦型和金紅石型，本發明中均可使用，但優選銳鈦型二氧化鈦。銳鈦型二氧化鈦的激發波長在380nm以下。
作為這種銳鈦型二氧化鈦，例如鹽酸抗絮凝型銳鈦型二氧化鈦溶膠(石原產業(株)制STS-02(平均粒徑7nm)，石原產業(株)制ST-K01)、硝酸抗絮凝型銳鈦型二氧化鈦溶膠(日產化學(株)制TA-15(平均粒徑12nm))等。
光催化劑的粒徑越小，越能有效地發生光催化劑反應，因而較理想，平均粒徑優選50nm以下，特別優選使用20nm以下的光催化劑。
本發明中的光催化劑含有層如上所述，可以通過光催化劑單獨形成，另外也可以與粘接劑混合形成。
僅由光催化劑構成光催化劑含有層的場合，相對于特性變化層上的特性變化的效率提高，在縮短處理時間等成本方面有利。另一方面，由光催化劑和粘接劑構成光催化劑含有層的場合，具有易于形成光催化劑含有層的優點。
作為僅由光催化劑構成的光催化劑含有層的形成方法，可以例舉采用例如濺射法、CVD法、真空蒸鍍法等真空成膜法的方法。通過采用真空成膜法形成光催化劑含有層，可以制成呈均勻的膜且僅含有光催化劑的光催化劑含有層，這樣可以使特性變化層上的特性均勻變化，而且由于只由光催化劑構成，因而與使用粘接劑的場合比較，可以有效地使特性變化層上的特性發生變化。
另外，作為只由光催化劑構成的光催化劑含有層的形成方法，例如光催化劑為二氧化鈦時，在基材上形成無定形二氧化鈦，接著通過燒制使之相變為結晶性二氧化鈦的方法等。作為其中使用的無定形二氧化鈦，可以通過例如四氯化鈦、硫酸鈦等鈦的無機鹽的水解、脫水縮合，在酸存在下，將四乙氧基鈦、四異丙氧基鈦、四正丙氧基鈦、四丁氧基鈦、四甲氧基鈦等有機鈦化合物水解、脫水縮合得到。接著，通過400℃～500℃的燒制可以改性為銳鈦型二氧化鈦，通過600℃～700℃的燒制可以改性為金紅石型二氧化鈦。
另外，使用粘接劑的場合，優選粘接劑的主骨架不會被上述光催化劑的光激發分解的具有高結合能的物質，例如聚有機硅氧烷等。
這樣使用聚有機硅氧烷作為粘接劑的場合，上述光催化劑含有層可以通過下述方法形成將光催化劑和作為粘接劑的聚有機硅氧烷，必要時再與其它添加劑一起分散在溶劑中，調制涂覆液，將該涂覆液涂覆在基材上而形成。作為使用的溶劑，優選乙醇、異丙醇等醇類有機溶劑。涂覆可以通過旋轉涂覆、噴涂、浸涂、滾涂、珠粒涂覆等公知涂覆方法進行。作為粘接劑，在含有紫外線固化型成分的場合，通過照射紫外線進行固化處理，可以形成光催化劑含有層。
另外，作為粘接劑，可以使用無定形二氧化硅前體。該無定形二氧化硅前體用通式SiX4表示，優選X為鹵素、甲氧基、乙氧基或乙酰基等的硅化合物、其水解產物甲硅烷醇或平均分子量3000以下的聚硅氧烷。
具體地說，例如四乙氧基硅烷、四異丙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四甲氧基硅烷等。另外，此時，將無定形二氧化硅的前體和光催化劑的粒子均勻分散在非水性溶劑中，由于空氣中的水分使之水解，形成甲硅烷醇后在常溫下進行脫水縮聚，從而能夠在基材上形成光催化劑含有層。如果在100℃以上進行甲硅烷醇的脫水縮聚，則甲硅烷醇的聚合度增加，可以提高膜表面的強度。另外，這些粘接劑可以單獨使用，也可以2種以上混合使用。
使用粘接劑時的光催化劑含有層中的光催化劑的含量可以設定為5～60重量％，優選20～40重量％的范圍。另外，光催化劑含有層的厚度優選0.05～10μm的范圍。
另外，光催化劑含有層中除上述光催化劑、粘接劑以外，還可以含有表面活性劑。具體地說，例如日光Chemicals(株)制NIKKOL BL、BC、BO、BB各系等的烴類、DuPont社制ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)制Surflon S-141、145、大日本油墨化學工業(株)制Megafac F-141、144、Neos(株)制Futargent F-200、F251、Daikin工業(株)制Unidyne DS-401、402、3M(株)制Frorard FC-170、176等氟系或硅氧烷系非離子表面活性劑，另外，也可以使用陽離子系表面活性劑、陰離子系表面活性劑、兩性表面活性劑。
而且，除上述表面活性劑以外，在光催化劑含有層中可以含有聚乙烯醇、不飽和聚酯、丙烯酸樹脂、聚乙烯、鄰苯二甲酸二芳基酯、三元乙丙橡膠、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、三聚氰胺樹脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酯、聚丁二烯、聚苯并咪唑、聚丙烯腈、表氯醇、聚硫化物、聚異戊二烯等低聚物、聚合物等。
(基材)如圖1所示，本發明中，光催化劑含有層側基板3至少具有基材1和在該基材1上形成的光催化劑含有層2。
此時，構成使用的基材的材料根據后述圖案形成工序中的能量照射方向或得到的圖案形成體是否必須具有透明性等適當選擇。
也就是說，例如圖案形成體使用不透明的物質作為基板時，如圖1(b)所示，能量照射方向必然從光催化劑含有層側基板側進行，在光催化劑含有層側基板3側設置光掩膜7，必須進行能量照射。另外，如下所述，預先以給定圖案在光催化劑含有層側基板上形成遮光部，使用該遮光部形成圖案的場合，也必須從光催化劑含有層側基板側照射能量。此時，基材必須為具有透明性的物質。
另一方面，如果是圖案形成體為透明的場合，也可以在圖案形成體用基板側設置光掩膜，照射能量。另外，在該圖案形成體用基板內形成圖案形成體側遮光部的場合，必須從圖案形成體用基板側照射能量。在這種場合下，基材的透明性不是特別必須。
另外，本發明中使用的基材可以是具有柔性的物質，例如樹脂制薄膜等，也可以是沒有柔性的物質，例如玻璃基板等。這根據后述的圖案形成工序中的能量照射方法適當選擇。
這樣，本發明中用于光催化劑含有層側基板的基材并沒有特別限定其材料，本發明中，由于該光催化劑含有層側基板是反復使用的物質，因而適合使用具有給定強度且其表面與光催化劑含有層的密合性優良的材料。
具體地說，可以例舉玻璃、陶瓷、金屬、塑料等。
另外，為了提高基材表面與光催化劑含有層的密合性，可以在基材上形成底涂層。作為這種底涂層，例如硅烷系、鈦系的偶聯劑等。
(遮光部)本發明使用的光催化劑含有層側基板，可以使用形成了圖案狀遮光部的物質。這樣，通過使用具有遮光部的光催化劑含有層側基板，在照射能量時，不必使用光掩膜或進行采用激光的描繪照射。因此具有下述優點不需要光催化劑含有層側基板和光掩膜的位置重合，因而可以成為簡便的工序，另外，也不需要描繪照射所必須的昂貴裝置，因而在成本方面有利。
這種具有遮光部的光催化劑含有層側基板根據遮光部的形成位置可以有下述兩種實施方式。
一種方式如圖3所示，是在基材1上形成遮光部13，在該遮光部13上形成光催化劑含有層2，得到光催化劑含有層側基板3的實施方式。另一種方式如圖4所示，是在基材1上形成光催化劑含有層2，在其上形成遮光部13，得到光催化劑含有層側基板3的實施方式。
任何一種實施方式與使用光掩膜的場合相比，由于遮光部設置在有間隙地設置上述光催化劑含有層和特性變化層的部分附近，因此對基材內等的能量的擴散影響很少，因而可以非常準確地進行能量的圖案照射。
而且，在上述光催化劑含有層上形成遮光部的實施方式中，設置光催化劑含有層和特性變化層使之具有給定間隙時，通過使該遮光部的膜厚與該間隙的寬度一致，從而具有也可以將上述遮光部作為用于使上述間隙保持一定的隔板使用的優點。
也就是說，在保持給定間隙使上述光催化劑含有層和特性變化層接觸的狀態下進行設置時，通過在使上述遮光部與特性變化層密合的狀態下進行設置，可以使上述給定間隙準確，另外，在該狀態下，通過從光催化劑含有層側基板照射能量，可以高精度地在特性變化層上形成圖案。
這種遮光部的形成方法并沒有特別限定，根據遮光部形成面的特性或必要的對能量的屏蔽性等適當選擇使用。
例如采用濺射法、真空蒸鍍法等形成厚度為1000～2000的鉻等的金屬薄膜，也可以通過形成圖案來形成該薄膜。作為該形成圖案的方法，可以使用濺射等常規的圖案形成方法。
另外，也可以是使樹脂粘接劑中含有碳微粒、金屬氧化物、無機顏料、有機顏料等遮光性顆粒的層形成圖案狀的方法。作為使用的樹脂粘接劑，可以使用1種或混合2種以上聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、明膠、酪蛋白、纖維素等樹脂得到的物質，或者感光性樹脂、以及O/W乳劑型樹脂組合物，例如將反應性硅氧烷乳劑化得到的物質等。作為這種樹脂制遮光部的厚度，可以在0.5～10μm的范圍內進行設定。這樣，樹脂制遮光部的圖案形成方法可以采用一般用于照相平版印刷、印刷法等的方法。
另外，上述說明中，作為遮光部的形成位置，對基材與光催化劑含有層之間以及光催化劑含有層表面的兩種場合進行了說明，但另外也可以采用在基材的未形成光催化劑含有層一側的表面上形成遮光部的方式。在該方式中，認為例如使光掩膜以可裝卸的程度密合在這一表面的場合等，可以適用于小批量地變更圖案形成體的場合。
(底涂層)本發明中，如上所述在基材上圖案狀地形成遮光部，在其上形成光催化劑含有層制成光催化劑含有層側基板的場合，優選在上述遮光部和光催化劑含有層之間形成底涂層。
該底涂層的作用、功能未必明確，認為通過在遮光部和光催化劑含有層之間形成底涂層，底涂層具有下述功能防止作為阻礙光催化劑的作用引起特性變化層的特性變化的原因，即來源于遮光部和遮光部間存在的開口部的雜質擴散，特別是在使遮光部形成圖案時產生的殘渣、金屬或金屬離子等雜質的擴散。因此，通過形成底涂層，高感光度地進行特性變化的處理，結果可以得到高分辨率的圖案。
另外，本發明中，底涂層能夠防止在遮光部和遮光部間形成的開口部存在的雜質影響光催化劑的作用，因此優選在包括開口部的遮光部的整個面上形成底涂層。
圖5是表示形成了這種底涂層的光催化劑含有層側基板的一個實例的圖。在形成了遮光部13的基材1的形成遮光部13一側的表面形成底涂層10，在該底涂層10的表面形成光催化劑含有層2。
在上述基材上圖案狀地形成了遮光部的結構是一般的光掩膜的結構。因此，該底涂層可以說是通過底涂層在光掩膜上形成了光催化劑含有層的結構。
本發明的底涂層只要是設置成光催化劑含有層和光掩膜不會物理接觸的結構即可，并沒有特別限定。也就是說，可以形成底涂層，使光掩膜的遮光部和光催化劑含有層不接觸。
作為構成該底涂層的材料，并沒有特別限定，優選難于被光催化劑的作用分解的無機材料。具體地說，可以例舉無定形二氧化硅。使用這種無定形二氧化硅的場合，該無定形二氧化硅前體用通式SiX4表示，為X為鹵素、甲氧基、乙氧基或乙酰基等的硅化合物，優選它們的水解產物甲硅烷醇或平均分子量3000以下的聚硅氧烷。
另外，底涂層的膜厚優選在0.001μm至1μm的范圍內，特別優選在0.001μm至0.1μm的范圍內。
2、圖案形成體用基板調制工序本發明的圖案形成體的制造方法中，如圖1所示，首先準備在與上述光催化劑含有層側基板3對峙的位置上設置的圖案形成體用基板6。
該圖案形成體用基板只要是至少具有特性變化層的物質即可，并沒有特別限定，從強度等的關系出發，優選在基板上形成該特性變化層。另外，如果必要，也可以形成其它的保護層，但必須至少在一個面整面或部分露出特性變化層。
本發明中，所謂圖案形成體用基板表示在特性變化層上尚未形成特性變化部位的圖案的狀態下的基板，對該圖案形成體用基板進行曝光，將特性變化層上形成了特性變化部位的圖案得到的物質制成圖案形成體。
(1)特性變化層所謂本發明的特性變化層，只要是特性通過光催化劑的作用發生變化的層即可，可以是任何層，例如可以是在特性變化層中混合螺吡喃等光色材料或能通過光催化劑的作用分解的有機色素等，通過光催化劑的作用將特性變化層制成著色的層。
另外，也可以將通過使用例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴等聚合物材料等，曝光的部分由于光催化劑的作用，導入極性基團，或者使表面狀態為粗的狀態，提高了與各種物質的粘接性的層作為特性變化層。這樣，通過將特性變化層制成粘接性變化的粘接性變化層，通過圖案曝光可以形成粘接性優良的圖案。具有這種粘接性優良的部位的圖案的圖案形成體，例如通過在該圖案形成體上蒸鍍金屬成分，形成金屬薄膜，接著利用粘接性的差異通過例如粘接劑或藥物等剝離金屬薄膜，從而可以形成金屬薄膜的圖案。采用這種方法，可以不形成抗蝕劑的圖案而形成金屬薄膜的圖案，可以形成比采用印刷法得到的物質具有高精度圖案的印刷基板或電路元件等。
另外，本發明中，這種特性變化層可以通過干式法，即真空蒸鍍法等形成，另外也可以通過濕式法，即旋轉涂覆法或浸涂法等方法形成。
這樣，特性變化層只要是具有通過光催化劑的作用發生變化的各種特性的層即可，并沒有特別限定，本發明中，特別是從得到的功能性元件等的關系出發，其中特性變化層通過光催化劑的作用潤濕性發生變化從而形成潤濕性產生的圖案的潤濕性變化層的場合，以及特性變化層通過光催化劑的作用被分解除去從而形成凹凸產生的圖案的分解除去層的場合這兩種情況更能得到本發明的有效性，因此理想。
(潤濕性變化層)本發明的潤濕性變化層只要是通過上述光催化劑的作用表面潤濕性發生變化的層即可，并沒有特別限定，優選通過一般伴隨照射能量的光催化劑的作用，潤濕性發生變化使其潤濕性變化層表面與液體的接觸角降低的層。
這樣，通過曝光(本發明中，表示不僅照射光，而且也照射能量)制成潤濕性發生變化使之與液體的接觸角降低的潤濕性變化層，從而通過上述遮光部照射能量，可以容易地使潤濕性圖案狀地發生變化，形成與液體的接觸角小的親液性區域的圖案，通過使該親液性區域附著功能性部用組合物，能夠容易地形成功能性元件。因此，能夠有效制造功能性元件，在成本方面有利。
其中，所謂親液性區域是與液體的接觸角小的區域，是對功能性部用組合物的潤濕性良好的區域，例如功能性元件如果是濾色器，為對象素部(著色層)著色用的油墨的潤濕性良好的區域，另外功能性元件如果是微透鏡，為對微透鏡形成用組合物的潤濕性良好的區域。另外，所謂疏液性區域，是與液體的接觸角大的區域，是對上述功能性部用組合物的潤濕性差的區域。
上述潤濕性變化層在未曝光的部分，即疏液性區域最好顯示與表面張力40mN/m的液體的接觸角為10°以上，優選顯示與表面張力30mN/m的液體的接觸角為10°以上，特別優選顯示與表面張力20mN/m的液體的接觸角為10°以上的潤濕性。這是因為，未曝光的部分在本發明中是要求疏液性的部分，因而與液體的接觸角小的場合，疏液性不充分，出現上述功能性部形成用組合物殘留的可能性，因而不理想。
另外，上述潤濕性變化層優選如果曝光則與液體的接觸角降低，與表面張力40mN/m的液體的接觸角為9°以下，優選與表面張力50mN/m的液體的接觸角為10°以下，特別優選與表面張力60mN/m的液體的接觸角為10°以下的層。這是因為，如果曝光的部分，即親液性區域與液體的接觸角大，則可能該部分的功能性部形成用組合物的擴展差，從而可能產生功能性部破碎等問題。
另外，其中所述與液體的接觸角是用接觸角測定器(協和界面科學(株)制CA-Z型)測定與具有各種表面張力的液體的接觸角(由微量注射器滴加液滴30秒后)，由其結果或將其結果制成曲線得到的角度。另外，進行該測定時，作為具有各種表面張力的液體，使用純正化學株式會社制的潤濕指數標準液。
另外，本發明中，使用上述潤濕性變化層時，也可以形成上述潤濕性變化層，使該潤濕性變化層中含有氟，而且該潤濕性變化層表面的氟含量在對潤濕性變化層照射能量時，通過上述光催化劑的作用與照射能量前相比降低。
如果是具有這種特征的潤濕性變化層，通過圖案照射能量，可以容易地形成由氟含量少的部分構成的圖案。其中，氟具有極低的表面能量，因而大量含有氟的物質的表面的臨界表面張力變得更小。因此，與氟含量大的部分的表面的臨界表面張力比較，氟含量少的部分的臨界表面張力變大。這也就是說，意味著氟含量少的部分與氟含量多的部分相比，為親液性區域。因此，與周圍的表面相比，形成由氟含量少的部分構成的圖案就是在疏液性區域內形成親液性區域的圖案。
因此，使用這種潤濕性變化層的場合，通過圖案照射能量，可以容易地在疏液性區域內形成親液性區域的圖案，因此，能夠容易地只在該親水性區域形成功能性部，可以制造低成本且質量優良的功能性元件。
作為在上述含氟的潤濕性變化層中含有的氟的含量，照射能量形成的氟含量低的親液性區域中的氟含量，在將未照射能量部分的氟含量作為100的場合為10以下，優選5以下，特別優選1以下。
通過控制在該范圍內，可以使能量照射部分和未照射部分的潤濕性產生很大差異。因此，通過在這種潤濕性變化層上形成功能性部，可以只在氟含量降低的親液性區域準確地形成功能性部，可以精度優良地得到功能性元件。另外，該降低率以重量為基準。
這種潤濕性變化層中的氟含量的測定可以使用一般采用的各種方法，只要是例如X射線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy，也稱作ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis))、熒光X射線分析法、質量分析法等可以定量測定表面氟量的方法即可，并沒有特別限定。
作為用于這種潤濕性變化層的材料，只要是上述潤濕性變化層的特性，即通過曝光接觸的光催化劑含有層中的光催化劑使潤濕性發生變化的材料，而且具有難于通過光催化劑的作用劣化、分解的主鏈的物質即可，并沒有特別限定，可以例舉例如(1)通過溶膠凝膠反應等水解、縮聚氯或烷氧基硅烷等，發揮大強度的聚有機硅氧烷，(2)將疏液性或疏油性優良的反應性硅氧烷交聯得到的聚有機硅氧烷等聚有機硅氧烷。
上述(1)的場合，優選通式YnSiX(4-n)(其中，Y表示烷基、氟烷基、乙烯基、氨基、苯基或環氧基，X表示烷氧基、乙酰基或鹵素。n為0～3的整數。)表示的硅化合物中1種或2種以上的水解縮合物或共水解縮合物的聚有機硅氧烷。另外，其中，Y表示的基團的碳原子數優選在1～20的范圍內，另外，X表示的烷氧基優選甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基。
另外，特別優選使用含有氟烷基的聚有機硅氧烷，具體地說，可以例舉下述氟烷基硅烷中1種或2種以上的水解縮合物、共水解縮合物，可以使用已知一般作為氟系硅烷偶聯劑的物質。
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；和CF3(CF2)7SO2N(C2H5)C2H4CH2Si(OCH3)3。
通過將上述含有氟烷基的聚硅氧烷作為粘接劑使用，表現出下述功能大幅提高潤濕性變化層的未曝光部的疏液性，例如在功能性元件為濾色器時，阻礙象素部著色用油墨這種功能性部用組合物的附著。
另外，作為上述(2)的反應性硅氧烷，可以例舉具有下述通式所示骨架的化合物。
〔化1〕其中，n為2以上的整數，R1、R2分別為碳原子數1～10的取代或未取代的烷基、烯基、芳基或氰烷基，用摩爾比表示，總體的40％以下為乙烯基、苯基、鹵代苯基。另外，由于R1、R2為甲基的物質表面能量最小，因此優選，用摩爾比表示，甲基優選為60％以上。另外，在鏈末端或側鏈上，分子鏈中至少具有1個以上羥基等反應性基團。
另外，也可以混合上述聚有機硅氧烷和二甲基聚硅氧烷等不進行交聯反應的穩定有機硅氧烷化合物。
本發明中，這樣可以在潤濕性變化層中使用聚有機硅氧烷等各種材料，但如上所述，在潤濕性變化層中含有氟，對潤濕性的圖案形成有效。因此，優選使難于通過光催化劑的作用劣化、分解的材料中含有氟，具體地說，優選使聚有機硅氧烷材料中含有氟制成潤濕性變化層。
這樣，作為使聚有機硅氧烷材料中含有氟的方法，可以例舉下述方法對通常具有高結合能的主劑通過比較弱的結合能結合氟化合物的方法，在潤濕性變化層中混入通過比較弱的結合能結合的氟化合物的方法等。這是因為，采用該方法引入氟，從而在照射能量的場合，首先分解結合能量比較小的氟結合部位，這樣可以由潤濕性變化層中除去氟。
作為上述第1種方法，即對具有高結合能的粘接劑，通過比較弱的結合能結合氟化合物的方法，可以例舉將氟烷基作為取代基導入上述聚有機硅氧烷的方法等。
例如，作為得到聚有機硅氧烷的方法，如上述(1)所述，可以通過溶膠凝膠反應等水解、縮聚氯或烷氧基硅烷等，得到發揮大強度的聚有機硅氧烷。其中，該方法中，如上所述，將上述通式YnSiX(4-n)(其中，Y表示烷基、氟烷基、乙烯基、氨基、苯基或環氧基，X表示烷氧基、乙酰基或鹵素。n為0～3的整數。)表示的硅化合物中1種或2種以上通過水解縮合物或共水解縮合得到聚有機硅氧烷，在該通式中，通過使用具有氟烷基作為取代基Y的硅化合物進行合成，可以得到具有氟烷基作為取代基的聚有機硅氧烷。將這種具有氟烷基作為取代基的聚有機硅氧烷作為粘接劑使用的場合，照射能量時，通過接觸的光催化劑含有層中光催化劑的作用，分解氟烷基的碳鍵部分，因而可以使潤濕性變化層表面照射了能量的部分的氟含量降低。
作為此時使用的具有氟烷基的硅化合物，只要是具有氟烷基的物質即可，并沒有特別限定，適用至少具有1個氟烷基且該氟烷基的碳原子數為4至30，優選6至20，特別優選6至16的硅化合物。這種硅化合物的具體實例如上所述，其中，優選具有碳原子數為6至8的氟烷基的上述硅化合物，即氟烷基硅烷。
本發明中，可以將這種具有氟烷基的硅化合物與上述沒有氟烷基的硅化合物混合使用，將它們的共水解縮合物作為上述聚有機硅氧烷使用，也可以使用這種具有氟烷基的硅化合物中1種或2種以上，將它們的水解縮合物、共水解縮合物作為上述聚有機硅氧烷使用。
這樣得到的具有氟烷基的聚有機硅氧烷中，構成該聚有機硅氧烷的硅化合物內，含有上述具有氟烷基的硅化合物為0.01摩爾％以上，優選0.1摩爾％以上。
這是因為，通過這種程度含有氟烷基，能夠提高潤濕性變化層上的疏液性，能夠增大與照射能量形成親液性區域的部分的潤濕性的差異。
另外，上述(2)所示的方法中，通過交聯疏液性優良的反應性硅氧烷得到聚有機硅氧烷，此時也同樣，通過使上述通式中的R1、R2中任意一個或兩個成為氟烷基等含有氟的取代基，從而可以使潤濕性變化層中含有氟，另外，照射能量時，由于硅氧烷鍵結合能小的氟烷基部分被分解，因此通過照射能量可以使潤濕性變化層表面的氟含量降低。
另一方面，作為后一個例子，即導入通過比粘接劑的結合能弱的能量結合的氟化合物的方法，例如導入低分子量的氟化合物的場合，可以例舉混入例如氟系表面活性劑的方法等，另外，作為導入高分子量的氟化合物的方法，可以例舉混合與粘接劑樹脂的相溶性高的氟樹脂等方法。
在本發明的潤濕性變化層中，還可以含有表面活性劑。具體地說，例如日光Chemicals(株)制NIKKOL BL、BC、BO、BB各系等的烴類、DuPont社制ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)制Surflon S-141、145、大日本油墨化學工業(株)制Megafac F-141、144、Neos(株)制FutargentF-200、F251、Daikin工業(株)制Unidyne DS-401、402、3M(株)制Frorard FC-170、176等氟系或硅氧烷系非離子表面活性劑，另外，也可以使用陽離子系表面活性劑、陰離子系表面活性劑、兩性表面活性劑。
另外，除上述表面活性劑以外，在潤濕性變化層中還可以含有聚乙烯醇、不飽和聚酯、丙烯酸樹脂、聚乙烯、鄰苯二甲酸二芳基酯、三元乙丙橡膠、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、三聚氰胺樹脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酯、聚丁二烯、聚苯并咪唑、聚丙烯腈、表氯醇、聚硫化物、聚異戊二烯等低聚物、聚合物等。
這種潤濕性變化層可以通過下述方法形成將上述成分，必要時再與其它添加劑一起分散在溶劑中，調制涂覆液，將該涂覆液涂覆在基板上而形成。作為使用的溶劑，優選乙醇、異丙醇等醇類有機溶劑。涂覆可以通過旋轉涂覆、噴涂、浸涂、滾涂、珠粒涂覆等公知涂覆方法進行。另外，在含有紫外線固化型成分的場合，通過照射紫外線進行固化處理，可以形成潤濕性變化層。
本發明中，該潤濕性變化層的厚度根據光催化劑引起的潤濕性變化速度等的關系，優選為0.001μm～1μm，特別優選在0.01μm～0.1μm的范圍內。
本發明中，通過使用上述成分的潤濕性變化層，在接觸的光催化劑含有層中光催化劑的作用下，利用上述成分的一部分即有機基團或添加劑的氧化、分解等作用，使曝光部的潤濕性發生變化成為親液性，從而可以使之與未曝光部分的潤濕性產生很大的差別。因此，通過提高與功能性部用組合物，例如象素部著色用油墨等的相容性(親液性)和相斥性(疏液性)，可以得到質量優良且在成本方面有利的濾色器等功能性元件。
另外，本發明中使用的潤濕性變化層如上所述，只要是潤濕性通過光催化劑的作用變化的層即可，并沒有特別限定，但特別優選不含光催化劑的層。這是因為，這樣如果在潤濕性變化層中不含光催化劑，之后制成功能性元件進行使用時，不用擔心隨時間劣化，可以經過長時間不出現問題地使用。
上述潤濕性變化層通常在基板上形成，本發明中，該潤濕性變化層用自身具有支撐性的材料形成，可以不包括基板。
另外，本發明中所謂具有自身支撐性，是沒有其它支撐材料能夠以有形的狀態存在。
作為這種本發明中使用的潤濕性變化層的材料，具體地說，可以例舉使光催化劑含有層與其表面接觸，通過照射能量，相對于與之后涂覆的功能性部用組合物具有的表面張力相同的表面張力的液體的接觸角至少在1°以上，優選在5°以上，特別優選在10°以上變化的材料。
另外，該潤濕性變化層必須用能夠透過照射的能量的材料形成。
作為這種材料，例如聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚氟乙烯、聚甲醛樹脂、尼龍、ABS、PTFE、甲基丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、聚偏二氟乙烯、聚甲醛、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、硅氧烷等。
(分解除去層)
接著說明分解除去層。該分解除去層是在曝光時通過光催化劑含有層中光催化劑的作用，分解除去曝光部分的分解除去層的層。
這種分解除去層通過光催化劑的作用分解除去曝光的部分，因而不用進行顯像工序或洗滌工序即可形成由有分解除去層的部分和沒有分解除去層的部分構成的圖案，即能夠形成有凹凸的圖案。因此，采用該方法能夠容易地形成各種印刷版原版等必須有凹凸圖案的部件。另外，通過在篩網上涂覆該分解除去層，使之與光催化劑含有層側基板接觸，進行圖案曝光，從而可以分解除去曝光部分的分解除去層，因而無需顯像、洗滌工序即可形成篩網印刷的原版。而且，用具有抗蝕特性的材料形成該分解除去層的場合，通過使之與光催化劑含有層側基板接觸，進行圖案曝光，從而能夠容易地形成抗蝕劑的圖案。因此，作為無需顯像、洗滌工序的光抗蝕劑也可以在半導體制造工序等中使用。
另外，該分解除去層通過曝光引起的光催化劑的作用被氧化分解、氣化等，因而不需要現像、洗滌工序等特別的后處理即可除去，但是根據分解除去層的材料液可以進行洗滌工序等。
另外，使用該分解除去層的場合，不僅形成凹凸，而且可以通過進行分解除去露出的基材與分解除去層的特性差異形成圖案。作為這種特性，可以例舉粘接性、顯色性等各種特性，本發明中，其中可以例舉潤濕性，通過該潤濕性的差異形成圖案，在最終形成元件時的有效性方面優選。
也就是說，本發明中，優選構成分解除去層與分解除去該分解除去層而露出的基板與液體的接觸角不同，特別優選分解除去層上與液體的接觸角大于基板與液體的接觸角。
作為這種分解除去層表面所要求的疏液性，相對于與之后涂覆的功能性部用組合物具有的表面張力相同的表面張力的液體的接觸角優選30°以上，特別優選40°以上，其中最優選50°以上。
作為能夠用于這種分解除去層的材料，具體地說，適用功能性薄膜，即自身組織化單分子膜、朗繆爾-Blodgett膜和交替吸附膜等，也可以使用其它氟系樹脂等。
這里，對本發明使用的自身組織化單分子膜、朗繆爾-Blodgett膜和交替吸附膜進行具體說明。
a、自身組織化單分子膜發明人不知道自身組織化單分子膜(Self-Assembled Monolayer)公式性定義的存在，但作為一般認為是自身組織化膜的物質的解釋，例如Abraham Ulman的綜述“Formation and Structure of Self-AssembledMonolayer”，Chemical Review，96，1533-1554(1996)比較優秀。如果參考該綜述，所謂自身組織化單分子膜，是指在適當的基板表面上吸附、結合(自身組織化)適當的分子，結果產生的單分子層。作為能形成自身組織化膜的某些材料，例如脂肪酸等表面活性劑分子、烷基三氯硅烷類或烷基醇化物類等有機硅分子、烷硫醇類等有機硫分子、烷基磷酸酯類等有機磷酸分子等。分子結構的一般共性在于，具有比較長的烷基鏈，在一個分子末端存在與基板表面相互作用的官能團。烷基鏈部分是分子之間二維填充時的分子間作用力的來源。可是，這里所示的實例是最簡單的結構，已報道了由分子的另一端具有氨基或羧基等官能團的分子、亞烷基鏈部分為氧乙烯基鏈的分子、氟碳化合物鏈的分子、它們的復合型鏈的分子等各種分子構成的自身組織化單分子膜。另外，也有由多種分子構成的復合型自身組織化單分子膜。另外，最近，以Dentrimer為代表的在一層基板表面以顆粒狀形成具有多個官能團(也有時官能團為一個)的高分子或直鏈狀(也有時為支鏈結構)高分子得到的物質(后者總稱為polymer brush)有時也被認為是自身組織化單分子膜。本發明中這些物質也包括在自身組織化單分子中。
b、朗繆爾-Blodgett膜本發明中使用的朗繆爾-Blodgett膜(Langmuir-Blodgett Film)如果在基板上形成，在形態上與上述自身組織化單分子膜沒有很大差別。朗繆爾-Blodgett膜的特征可以說在于其形成方法和其引起的高度的二維分子填充性(高取向性、高秩序性)。也就是說，一般地首先將朗繆爾-Blodgett膜形成分子在氣液界面上展開，其展開膜通過料槽(trough)凝聚，變化成高度填充的凝聚膜。實際上，將其移至適當的基板上進行使用。通過這里概略表示的方法可以形成單分子膜至任意分子層的多層膜。另外，不僅低分子，而且高分子、膠體顆粒等也可以作為膜材料。關于適用各種材料的最近的實例，在宮下德治等的綜述“對創制Soft-baseNanodevice的Nanotechnology的展望”高分子50卷9月號644-647(2001)中詳細進行了敘述。
c、交替吸附膜一般地，交替吸附膜(Layer-by-Layer Self-Assembled Film)是通過將具有最少帶2個正或負電荷的官能團的材料依次吸附、結合在基板上進行層壓形成的膜。具有多個官能團的材料在增加膜強度或耐久性等方面的優點很多，因此最近多使用離子性高分子(高分子電解質)作為材料。另外，蛋白質、金屬或氧化物等具有表面電荷的顆粒，所謂“膠體顆粒”作為膜形成物質使用的情況也很多。而且，最近報道了積極地利用氫鍵、配位鍵、疏水性相互作用等弱于離子鍵的相互作用的膜。最近對于交替吸附膜的實例，稍偏向于將靜電相互作用作為驅動力的材料系，在Paula T.Hammond的綜述“Recent Explorations in Electrostatic MultilayerThin Film Assembly”Current Opinion in Colloid & Interface Science，4，430-442(2000)中比較詳細。如果將最簡單的工序作為實例進行說明，交替吸附膜是通過反復進行吸附具有正(負)電荷的材料-洗滌-吸附具有負(正)電荷的材料-洗滌的循環至給定次數而形成的膜。完全沒有必要象朗繆爾-Blodgett膜那樣，進行展開-凝聚-移送的操作。另外，從它們制造方法的不同可以看出，交替吸附膜一般沒有朗繆爾-Blodgett膜的二維高取向性、高秩序性。但是，交替吸附膜及其制造方法具有很多以往的成膜方法沒有的優點，如能夠容易地形成沒有缺陷的致密的膜，在微小凹凸面、管內面或球面等上也能夠均勻成膜等優點。
另外，作為分解除去層的膜厚，只要是在下述能量照射工序中可以通過照射的能量分解除去的膜厚即可，并沒有特別限定。作為具體的膜厚，根據照射的能量的種類或分解除去層的材料等有很大差異，一般優選在0.001μm～1μm的范圍內，特別優選在0.01μm～0.1μm的范圍內。
(2)基板本發明的圖案形成體的制造方法中，從特別變化層與強度的關系或與最終的功能性元件的關系出發，優選如圖1所示，在基板4上形成。作為這種基板，根據圖案形成體或由圖案形成體形成的功能性元件的用途，可以例舉玻璃、鋁及其合金等金屬、塑料、織物、無紡布等。
3、圖案形成工序本發明中，接著進行圖案形成工序，即不接觸地設置光催化劑含有層和特性變化層，使它們的間隙為200μm以下，然后從給定方向照射能量。
這樣，通過以給定間隔使光催化劑含有層和特性變化層分離進行設置，使氧、水和通過光催化劑作用產生的活性氧種易于解吸。也就是說，使光催化劑含有層和特性變化層的間隔比上述范圍小的場合，上述活性氧種難于解吸，結果存在特性的變化速度變慢的可能性，因而不理想，使間隔比上述范圍大而進行設置的場合，產生的活性氧種難于到達特性變化層，此時也存在特性的變化速度變慢的可能性，因而不理想。
本發明中，從圖案精度非常優良，光催化劑的感光度也高，因此特性變化的效率優良的角度考慮，上述間隙優選在0.2μm～10μm的范圍內，特別優選在1μm～5μm的范圍內。這種間隙的范圍特別是對可高精度地控制間隙的小面積圖案形成體用基板特別有效。
另一方面，對例如300mm×300mm這種大面積圖案形成體用基板進行處理時，使之不接觸，而且在光催化劑含有層側基板和圖案形成體用基板之間設置上述微細的間隙是非常困難的。因此，圖案形成體用基板是比較大的面積時，上述間隙優選在10～100μm的范圍內，特別優選在50～75μm的范圍內。這是因為，通過將間隙控制在該范圍內，不會產生圖案模糊等圖案精度降低的問題或光催化劑的感光度惡化、特性變化的效率惡化等問題，而且具有不會產生特性變化層上特性變化不均的效果。
這樣，在將比較大面積的圖案形成體用基板進行曝光時，優選將曝光裝置內的光催化劑含有層側基板和圖案形成體用基板在定位裝置中的間隙設定在10μm～200μm的范圍內，特別優選設定在25μm～75μm的范圍內。這是因為，通過將設定值控制在該范圍內，不會導致圖案精度的大幅降低或光催化劑感光度的大幅惡化，而且可以使光催化劑含有層側基板與圖案形成體用基板不接觸地進行設置。
本發明中，最好這種保持間隙的設置狀態至少僅在曝光期間維持。
作為均勻形成這種極狹窄間隙設置光催化劑含有層和特性變化層的方法，可以例舉使用隔板的方法。而且，通過這樣使用隔板，能夠形成均勻的間隙，同時由于該隔板接觸的部分光催化劑的作用未及特性變化層表面，因而通過使該隔板具有與上述圖案相同的圖案，可以在特性變化層上形成給定的圖案。
本發明中，也可以作為一個部件形成這種隔板，但為了簡化工序，如上述光催化劑含有層側基板一欄中說明的那樣，優選在光催化劑含有層側基板的光催化劑含有層表面形成。另外，在上述光催化劑含有層側基板調制工序的說明中，作為遮光部進行了說明，但在本發明中，由于這種隔板最好具有保護表面的作用，使光催化劑的作用不能達到特性變化層表面，因而也可以用沒有屏蔽照射的能量的功能的材料形成。
接著，在維持上述接觸狀態的狀態下，對接觸的部分進行能量照射。另外，本發明中所說的能量照射(曝光)，是包括照射不論是否可以通過光催化劑含有層使特性變化層表面的特性發生變化的能量線的概念，并不只限于可見光的照射。
通常將用于這種曝光的光的波長設定在400nm以下的范圍，優選在380nm以下的范圍。這是因為，如上所述，用于光催化劑含有層使用的優選光催化劑為二氧化鈦，作為通過該二氧化鈦使光催化劑作用活化的能量，優選上述波長的光。
作為能夠在這種曝光中使用的光源，例如水銀燈、金屬鹵化物燈、氙燈、eximer燈以及其它各種光源。
除通過使用上述光源、經光掩膜進行圖案照射的方法以外，也可以使用利用eximer、YAG等激光圖案狀地進行描繪照射的方法。
另外，曝光時的能量照射量是為了特性變化層表面通過光催化劑含有層中光催化劑的作用使特性變化層表面的特性發生變化而必需的照射量。
此時，通過加熱光催化劑含有層同時進行曝光，在可以使感光度上升，進行有效的特性變化方面優選。具體地說，優選在30℃～80℃的范圍內加熱。
本發明的曝光方向根據是否在光催化劑含有層側基板上形成遮光部等圖案形成方法、或者光催化劑含有層側基板或圖案形成體用基板是否透明來決定。
也就是說，在光催化劑含有層側基板上形成遮光部的場合，必須從光催化劑含有層側基板側進行曝光，而且，此時光催化劑含有層側基板相對于照射的能量必須透明。另外，此時，在光催化劑含有層上形成遮光部，而且使用該光催化劑含有層側遮光部，使之具有上述作為隔板的功能的場合，曝光方向可以從光催化劑含有層側基板側，也可以從圖案形成體用基板側。
另外，圖案狀地形成光催化劑含有層場合的曝光方向如上所述，只要是對光催化劑含有層和特性變化層接觸的部分照射能量，可以從任何方向進行照射。
同樣，使用上述隔板的場合，也是只要對接觸的部分照射能量，可以從任何方向進行照射。
使用光掩膜的場合，從設置光掩膜側照射能量。此時，設置光掩膜側的基板，即光催化劑含有層側基板或圖案形成體用基板中的任意一個必須透明。
如果結束上述能量照射，使光催化劑含有層側基板離開與特性變化層的接觸位置，這樣，如圖1(d)所示，在特性變化層5上形成由特性變化了的特性變化區域9構成的圖案。
這種圖案形成工序中的特性變化層表面的特性變化大體可以分為兩種類型，一種是使其表面的性質發生變化的類型，另一種是除去的類型。
也就是說，所謂改變表面性質的場合，是特性變化層表面的化合物通過光催化劑的作用改性，使其化學性質、物理性質發生變化的場合。例如，使表面電阻值發生變化的場合、使表面化學活性發生變化的場合、使表面粘接性發生變化的場合等。具體地說，上述潤濕性變化層是代表性的實例。
另一方面，作為其它性質，通過伴隨能量照射的光催化劑的作用除去特性變化層的場合也包含在本發明所說的特性變化層的特性變化中。例如，基板上的特性變化層只除去照射了能量的部分的場合、在特性變化層表面只有照射了能量的部分形成凹部的場合、以及在特性變化層表面通過照射能量發生部分除去生成凹凸的場合等。這些場合的代表性實例是上述分解除去層。
4、功能性元件通過在上述圖案形成體用基板上形成特性變化了的圖案，可以得到圖案形成體。然后，沿著該圖案，使之附著功能性部形成用組合物，從而可以得到各種功能性元件。
這種功能性元件在沿著上述圖案形成體的圖案形成功能性部的方面具有特點。
其中，所謂功能性表示光學的(光選擇吸收性、反射性、偏振性、光選擇透過性、非線性光學性、熒光或磷光的發光性、光致色變性等)、磁的(硬磁性、軟磁性、非磁性、透磁性等)、電、電子的(導電性、絕緣性、壓電性、熱電性、電介性等)、化學的(吸附性、脫附性、催化性、吸水性、離子傳導性、氧化還原性、電化學性、電致變色性等)、機械的(耐磨損性等)、熱的(導熱性、絕熱性、紅外線放射性等)、生物功能的(生物相容性、抗血栓性等)各種功能。
將這種功能性部設置在與圖案形成體的圖案相對應的部位，可以采用利用親液性區域和疏液性區域的潤濕性差的方法或利用親液性區域和疏液性區域密合性差的方法等進行。
例如，作為利用潤濕性變化層上的潤濕性圖案的密合性差的場合，在整個潤濕性變化層上蒸鍍作為功能性部用組合物的金屬，然后用粘接劑等進行剝離，從而可以只在密合性優良的親液性區域形成作為功能性部的金屬圖案。這樣，能夠容易地形成印刷基板等。
另外，作為利用潤濕性變化層上的潤濕性圖案的潤濕性差的場合，通過在圖案形成體上涂覆功能性部用組合物，只在潤濕性優良的親液性區域附著功能性部用組合物，能夠容易地只在圖案形成體的親液性區域的圖案上設置功能性部。
作為本發明中使用的功能性部用組合物，如上所述，根據功能性元件的功能、功能性元件的形成方法等而有很大差別，例如，根據上述密合性的差別形成金屬圖案的場合，該功能性部用組合物為金屬，另外，根據潤濕性的差異形成圖案的場合，可以使用以紫外線固化型單體等為代表的不用溶劑稀釋的組合物或用溶劑稀釋的液體狀的組合物等。
用溶劑稀釋的液體狀組合物的場合，溶劑優選水、乙二醇等顯示高表面積張力的物質。另外，作為功能性部用組合物，由于粘度越低，越能在短時間內形成圖案，因而特別優選。但是，用溶劑稀釋的液體狀組合物的場合，在形成圖案時，溶劑的揮發引起粘度的上升，表面張力發生變化，因此希望溶劑為低揮發性。
作為本發明中使用的功能性部用組合物，也可以通過使之附著在圖案形成體上進行配置而成為功能性部，另外也可以在圖案形成體上設置后，用藥劑進行處理，或者用紫外線、熱等處理后成為功能性部。此時，作為功能性部用組合物的粘接劑，在含有通過紫外線、熱、電子束等發揮效果的成分的場合，通過進行固化處理，能夠迅速形成功能性部，因而優選。
如果具體說明這種功能性元件的形成方法，例如將功能性部用組合物通過采用浸涂、滾涂、葉片涂覆、旋轉涂覆等涂覆方法，使用含有噴墨等的噴嘴噴出裝置等裝置進行涂覆，從而在圖案形成體表面的親液性區域圖案上形成功能性部。
而且，通過在無電解電鍍的金屬膜形成方法中使用本發明的圖案形成體，從而可以得到作為功能性部具有金屬膜圖案的功能性元件。具體地說，通過利用潤濕性的差，用化學電鍍的前處理液只對圖案形成體的潤濕性變化層表面的親液性區域進行處理，接著將處理后的圖案形成體浸漬在化學電鍍液中，從而可以得到在潤濕性變化層上具有所需金屬圖案的功能性元件。采用這種方法，能夠不形成抗蝕劑圖案即可形成金屬圖案，因此作為功能性元件，可以制造印刷基板或電路元件。
另外，在整個面上設置功能性部用組合物后，利用疏液性區域和親液性區域的潤濕性的差異，除去不需要的部分，從而可以沿著圖案形成功能性部。利用潤濕性變化層上親液性區域和疏液性區域的密合性差，例如在密合粘接帶后通過采用剝下的剝離、鼓風、采用溶劑進行的處理等后處理除去不需要的部分，可以得到功能性部的圖案。
此時，必須在本發明的圖案形成體的潤濕性變化層表面全面設置功能性部用組合物，作為該方法，可以例舉例如PVD、CVD等真空成膜方法。
作為這樣得到的功能性元件，具體地說，可以例舉濾色器、微透鏡、印刷基板、電路元件等。
5、濾色器濾色器是在液晶顯示裝置等中使用的結構，是在玻璃基板等上以高精度的圖案形成紅、綠、藍等多個象素部的結構。通過將本發明的圖案形成體用于該濾色器的制造中，能夠低成本地制成高精度的濾色器。
也就是說，在上述圖案形成體的親液性區域中，用例如噴墨裝置等使油墨(功能性部用組合物)附著、固化，從而可以容易地形成象素部(功能性部)，這樣，通過少的工序數可以得到高精度的濾色器。
另外，本發明中，可以將上述圖案形成體的遮光部直接作為濾色器中的黑底使用。因此，如果在上述本發明的圖案形成體上形成作為功能性部的象素部(著色層)，無需另外形成黑底即可得到濾色器。
B、光掩膜接著說明本發明的光掩膜。本發明的光掩膜至少有下述3種方式。
第1種方式的光掩膜，其特征在于，由透明基材、以0.2μm～10μm的厚度在上述透明基材上形成圖案狀的遮光部圖案、在上述透明基材和上述遮光部圖案上形成的光催化劑含有層構成，其具體實例如圖3所示。
這樣，本發明中，上述圖案形成體的制造方法中，著眼于具有遮光部的光催化劑含有層側基板的功能面，將其作為光掩膜。
另外，第2種方式的光掩膜，其特征在于，由透明基材、在上述透明基材上形成的光催化劑含有層、以0.2μm～10μm的厚度在上述光催化劑含有層上形成圖案狀的遮光部圖案構成，其具體實例如圖4所示。
而且，第3種方式的光掩膜，其特征在于，由透明基材、在上述透明基材上形成圖案狀的遮光部、在上述透明基材和遮光部上形成的底涂層、在上述底涂層上形成的光催化劑含有層構成，其具體實例如圖5所示。
任何光掩膜的各要素與上述“圖案形成體的制造方法”一欄中說明情況的相同，而且各方式表現出的作用效果也與上述“圖案形成體的制造方法”一欄中說明的情況相同，因此省略這里的說明。
另外，本發明并不只限于上述實施方式。上述實施方式只是示例，具有與本發明權利要求所述的技術思想實質上相同的構成，并發揮同樣作用效果的均包含在本發明的技術范圍內。
實施例下面通過實施例更詳細地說明本發明。
〔實施例1〕在以100μm的垂直空間(line-and-space)形成厚0.4μm的鉻制遮光部圖案的石英玻璃基板上，涂覆TEIKA(株)制的光催化劑用氧化鈦涂覆劑TKC301，在350℃下干燥3小時，制成帶有光催化劑含有層的光掩膜(光催化劑含有層側基板)。
接著，在玻璃基板上涂覆向甲基三甲氧基硅烷5g中添加0.1N鹽酸水溶液3g室溫下攪拌1小時而成的溶液，150℃下干燥10分鐘，形成潤濕性變化層。
在其上密合先前的光掩膜，從光掩膜側用超高壓水銀燈以20mW/cm2(365nm)的照度照射紫外線，在潤濕性變化層表面上形成潤濕性圖案。此時，未曝光部的水的接觸角為72°，為了使曝光部的水的接觸角達到10°以下，需進行120秒。另外，潤濕性變化層表面上的未曝光部為95μm，曝光部為105μm。
〔實施例2〕除使用實施例1的鉻制圖案形成體的厚度為0.1μm的物質以外，與實施例1同樣形成圖案。結果，為了使曝光部的水的接觸角達到10°以下，需進行370秒。
〔實施例3〕在實施例1的圖案形成體中，將遮光部制成分散了碳黑的樹脂粘接劑制的厚20μm的物質，除此以外，與實施例1同樣形成圖案。結果，為了使曝光部的水的接觸角達到10°以下，需進行560秒。
〔實施例4〕不密合光掩膜和潤濕性變化層的曝光，將遮光部圖案上的光催化劑含有層與潤濕性變化層的間隙設定為10μm，除此以外，與實施例1同樣形成圖案。結果，為了使曝光部的水的接觸角達到10°以下，需進行120秒。另外，潤濕性變化表面上的未曝光部為80μm，曝光部為120μm。
〔實施例5〕在以50μm的垂直空間形成厚0.4μm的鉻制遮光部圖案的石英玻璃制光掩膜上，涂覆混合下述組成成分后25℃下攪拌24小時調制而成的底涂層用涂覆液，然后在120℃下加熱20分鐘，形成厚度為0.1μm的底涂層。
<底涂層用涂覆液的組成>
·0.1N鹽酸水溶液 50g·四甲氧基硅烷100g接著，在底涂層上涂覆石原產業制的光催化劑無機用涂覆劑ST-K01，然后在150℃下加熱20分鐘，形成厚0.15μm的光催化劑含有層，形成帶有光催化劑的光掩膜(光催化劑含有層側基板)。
接著，在玻璃基板上涂覆混合下述組成成分后在25℃下攪拌24小時調制而成的氟系硅氧烷用涂覆液，然后在120℃下加熱15分鐘，形成厚0.05μm的特性變化層。
<氟系硅氧烷涂覆液的組成>
·0.2N鹽酸水溶液 25g·氟烷基硅烷 15g·四甲氧基硅烷 50g在其上密合先前的光掩膜，從光掩膜側用超高壓水銀燈以20mW/cm2(365nm)的照度照射紫外線，在特性變化層表面上形成潤濕性圖案。此時，未曝光部的水的接觸角為106°，為了使曝光部的水的接觸角達到10°以下，需進行120秒。另外，此時的未曝光部位的寬度為49μm，曝光部的寬度為51μm。
〔參考例〕在實施例5中，不形成底涂層，形成帶有光催化劑的光掩膜，除此以外，與上述實施例5同樣形成圖案。結果，為了使曝光部與水的接觸角達到10°以下，需進行240秒。另外，此時的未曝光部位的寬度為40μm，曝光部的寬度為60μm。
〔實施例6〕在以50μm的垂直空間形成厚0.4μm的鉻制遮光層圖案的石英玻璃制光掩膜上，涂覆混合下述組成成分后25℃下攪拌24小時調制而成的底涂層用涂覆液，然后在120℃下加熱20分鐘，形成厚度為0.1μm的底涂層。
<底涂層用涂覆液的組成>
·0.1N鹽酸水溶液 50g·四甲氧基硅烷100g接著，在底涂層上涂覆石原產業制的光催化劑無機用涂覆劑ST-K03，然后在150℃下加熱20分鐘，形成厚0.15μm的光催化劑含有層，形成帶有光催化劑的光掩膜(光催化劑含有層側基板)。
接著，在370×470mm的玻璃基板上涂覆混合下述組成成分后在25℃下攪拌24小時調制而成的氟系硅氧烷用涂覆液，然后在120℃下加熱15分鐘，形成厚0.05μm的特性變化層。
<氟系硅酮涂覆液的組成>
·0.2N鹽酸水溶液 25g·氟烷基硅烷 15g·四甲氧基硅烷 50g使用大型自動曝光型MA-6000系((株)大日本科研制)，在其上將與光掩膜的間隙設定為60μm，從光掩膜側以20mW/cm2(365nm)的照度照射紫外線，在特性變化層表面上形成潤濕性圖案。此時，面內的4個點的間隙實測在53～64μm的范圍內。另外，未曝光部的潤濕標準試劑(40mN/m)的接觸角為75°，為了使曝光部的潤濕標準試劑(40mN/m)的接觸角達到9°以下，需進行150秒。另外，此時的未曝光部位的寬度為49μm，曝光部的寬度為51μm。
〔實施例7〕除將實施例6的間隙設定為150μm以外，與實施例6同樣形成圖案。此時，面內的4個點的間隙實測在145μm～152μm的范圍內。結果，為了使曝光部的潤濕標準試劑(40mN/m)的接觸角達到9°以下，需進行230秒。另外，此時的未曝光部位的寬度為47μm，曝光部的寬度為53μm。
〔比較例1〕除將實施例6的間隙設定為250μm以外，與實施例6同樣形成圖案。結果，為了使曝光部的潤濕標準試劑(40mN/m)的接觸角達到9°以下，需進行360秒。另外，此時的未曝光部位的寬度為15μm，曝光部的寬度為85μm。
〔比較例2〕除將實施例6的間隙設定為5μm以外，與實施例6同樣形成圖案。出現光催化劑含有層和特性變化層接觸的部分，結果，在面內潤濕性的變化產生差異，不能得到均勻的圖案。
〔實施例8〕在以50μm的垂直空間形成厚0.4μm的鉻制遮光層圖案的石英玻璃制光掩膜上，涂覆混合下述組成成分后25℃下攪拌24小時調制而成的底涂層用涂覆液，然后在120℃下加熱20分鐘，形成厚度為0.1μm的底涂層。
<底涂層用涂覆液的組成>
·0.1N鹽酸水溶液 50g·四甲氧基硅烷 100g接著，在底涂層上涂覆石原產業制的光催化劑無機用涂覆劑ST-K03，然后在150℃下加熱20分鐘，形成厚0.15μm的光催化劑含有層，制成帶有光催化劑的光掩膜(光催化劑含有層側基板)。
接著，將在玻璃基板上蒸鍍了金的基板在用己烷溶解了十八烷硫醇的自身組織化膜組合物中浸漬24小時，通過金在玻璃基板上形成分解除去層。
在其上密合先前的光掩膜，從光掩膜側用超高壓水銀燈以20mW/cm2(365nm)的照度照射紫外線，在特性變化層表面上形成潤濕性圖案。此時，為了分解除去自身組織化膜，需進行150秒。另外，此時的未曝光部位的寬度為49μm，曝光部的寬度為51μm。
采用本發明，特別是不必進行能量照射后的后處理即可高精度地形成具有各種特性的圖案。另外，能量照射后，從圖案形成體上取下光催化劑含有層側基板，因此，圖案形成體自身不含有光催化劑含有層，因此，不用擔心圖案形成體因光催化劑的作用隨時間劣化。而且，光催化劑含有層和特性變化層的間隔在上述范圍內，因此，具有下述效果能夠得到具有有效且精度優良的特性變化了的圖案的圖案形成體。
權利要求
1.一種圖案形成體的制造方法，其特征在于，具有圖案形成體用基板調制工序和圖案形成工序，其中，上述圖案形成體用基板調制工序是調制具有特性變化層的圖案形成體用基板的工序，該特性變化層的表面特性通過光催化劑的作用發生變化，上述圖案形成工序是設置在基材上形成含有光催化劑的光催化劑含有層而成的光催化劑含有層側基板的光催化劑含有層和上述特性變化層，使它們的間隙為200μm以下，然后由給定的方向照射能量，從而在上述特性變化層表面形成特性發生了變化的圖案。
2.如權利要求1所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，設置上述光催化劑含有層和上述特性變化層，使它們的間隔在0.2μm～10μm的范圍內。
3.如權利要求1或2所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述光催化劑含有層側基板由基材和在上述基材上形成圖案狀的光催化劑含有層組成。
4.如權利要求1或2所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述光催化劑含有層側基板由基材、在上述基材上形成的光催化劑含有層和形成圖案狀的遮光部組成，上述圖案形成工序中的能量照射由光催化劑含有層側基板進行。
5.如權利要求4所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，在上述光催化劑含有層側基板中，上述遮光部在上述基材上形成圖案狀，再在其上形成上述光催化劑含有層。
6.如權利要求4所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，在上述光催化劑含有層側基板中，在上述基材上形成光催化劑含有層，在上述光催化劑含有層上圖案狀地形成上述遮光部。
7.如權利要求2所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述光催化劑含有層側基板中，在上述光催化劑含有層上圖案狀地形成厚度在0.2μm～10μm范圍內的隔板，使上述隔板與上述特性變化層接觸、曝光。
8.如權利要求7所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述隔板為用遮光性材料形成的遮光部。
9.一種圖案形成體的制造方法，其特征在于，設置光催化劑含有層側基板和圖案形成體用基板，其中，上述光催化劑含有層側基板是在透明的基材上圖案狀地形成了遮光部的光掩膜上通過底涂層形成光催化劑含有層得到的，上述圖案形成體用基板至少具有通過上述光催化劑含有層中光催化劑的作用特性發生變化的特性變化層，使上述光催化劑含有層和上述圖案形成體用基板接觸，或者隔開上述光催化劑含有層的光催化劑的作用達到上述特性變化層的距離，設置上述光催化劑含有層側基板，然后照射能量，使照射部分的特性變化層的特性發生變化，接著，取下光催化劑含有層側基板，從而形成特性發生了變化的圖案。
10.如權利要求9所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述光催化劑含有層的光催化劑的作用達到上述特性變化層的距離在0.2μm～10μm的范圍內。
11.如權利要求1至10中任意一項所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述光催化劑含有層是由光催化劑構成的層。
12.如權利要求11所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述光催化劑含有層是通過真空成膜法在基材上使光催化劑成膜而成的層。
13.如權利要求1至10中任意一項所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述光催化劑含有層是具有光催化劑和粘接劑的層。
14.如權利要求1至13中任意一項所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述光催化劑為選自氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化鎢(WO3)、氧化鉍(Bi2O3)和氧化鐵(Fe2O3)的1種或2種以上的物質。
15.如權利要求14所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述光催化劑為氧化鈦(TiO2)。
16.如權利要求1至15中任意一項所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述圖案形成體用基板至少由基板和在該基板上設置的上述特性變化層形成。
17.如權利要求16所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述特性變化層是通過光催化劑含有層中光催化劑的作用，在照射能量時潤濕性發生變化使得與液體的接觸角降低的潤濕性變化層。
18.如權利要求17所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述潤濕性變化層上的與表面張力40mN/m的液體的接觸角在未曝光部分為10°以上，在曝光部分為9°以下。
19.如權利要求17或18所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述潤濕性變化層為含有聚有機硅氧烷的層。
20.如權利要求19所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述聚有機硅氧烷為含有氟烷基的聚硅氧烷。
21.如權利要求19或20所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述聚有機硅氧烷為YnSiX(4-n)所示硅化合物的1種或2種以上的水解縮合物或共水解縮合物的聚有機硅氧烷，其中，Y表示烷基、氟烷基、乙烯基、氨基、苯基或環氧基，X表示烷氧基或鹵素，n為0～3的整數。
22.如權利要求1至15中任意一項所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述圖案形成體用基板是自身具有支撐性的薄膜，且其至少一個表面通過光催化劑含有層中光催化劑的作用，在照射能量時潤濕性發生變化使得與液體的接觸角降低的薄膜狀潤濕性變化層。
23.如權利要求16所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述特性變化層是通過光催化劑含有層中光催化劑的作用能分解除去的分解除去層。
24.如權利要求23所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述分解除去層和分解除去該分解除去層時露出的基板與液體的接觸角不同。
25.如權利要求23或24所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述分解除去層是自身組織化單分子膜、朗繆爾-Blodgett膜或交替吸附膜中的任意一種。
26.如權利要求1至25中任意一項所述的圖案形成體的制造方法，其特征在于，上述能量照射在加熱光催化劑含有層的同時進行。
27.一種光掩膜，其特征在于，由透明的基材、在上述透明基材上形成圖案狀的遮光部、在上述透明基材和遮光部上形成的底涂層、在上述底涂層上形成的光催化劑含有層構成。
28.一種光掩膜，其特征在于，由透明的基材、在上述透明的基材上形成的光催化劑含有層、以0.2μm～10μm的厚度在上述光催化劑含有層上形成圖案狀的遮光部圖案構成。
29.一種光掩膜，其特征在于，由透明的基材、以0.2μm～10μm的厚度在上述透明基材上形成圖案狀的遮光部圖案、在上述透明基材和上述遮光部圖案上形成的光催化劑含有層構成。
30.一種功能性元件，其特征在于，在采用上述權利要求1至26中任意一項所述的圖案形成體的制造方法制造的圖案形成體上，設置功能性部。
31.如權利要求30所述的功能性元件，其特征在于，上述功能性部為金屬。
32.一種濾色器，其特征在于，權利要求30所述的功能性元件的功能性部為象素部。
全文摘要
本發明的主要目的在于提供一種圖案形成體的制造方法,其在制造圖案形成體時,可以高精度地形成圖案,不需要曝光后的后處理,而且在制造的圖案形成體中不含有光催化劑,因而不用擔心圖案形成體自身劣化。為了解決上述問題,本發明提供一種圖案形成體的制造方法,其特征在于,具有圖案形成體用基板調制工序和圖案形成工序,其中,上述圖案形成體用基板調制工序是調制具有特性變化層的圖案形成體用基板的工序,該特性變化層的表面特性通過光催化劑的作用發生變化,上述圖案形成工序是設置在基材上形成含有光催化劑的光催化劑含有層而成的光催化劑含有層側基板的光催化劑含有層和上述特性變化層,使它們的間隙為200μm以下,然后由給定的方向照射能量,從而在上述特性變化層表面形成特性發生了變化的圖案。
文檔編號G03F7/20GK1379284SQ02108419
公開日2002年11月13日 申請日期2002年3月29日 優先權日2001年3月29日
發明者小林弘典 申請人:大日本印刷株式會社