JP2006251783A

JP2006251783A - 液晶表示装置用カラーフィルター、および液晶表示装置

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Publication number: JP2006251783A
Application number: JP2006030557A
Authority: JP
Inventors: Masahito Nishiyama; 雅仁西山; Tetsuo Yamashita; 哲夫山下; Shiyouta Hashimoto; 昇太橋本
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】半透過型液晶表示装置用の反射表示と透過表示の双方において表示性能が良好なカラーフィルターを提供する。
【解決手段】基板上に着色層を有する複数色の画素が形成され、かつ一画素中に透過用領域と反射用領域を有するカラーフィルターであって、反射用領域において基板と着色層の間に透明樹脂層を有し、該透明樹脂層のテーパー部の幅Ｌ１が５μｍ以下であり、かつ該透明樹脂層の端部に突起形状を有していることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター。
【選択図】図１

Description

本発明は、透過型液晶表示と反射型液晶表示の両方の方式を兼ね備えた半透過型液晶表示装置用カラーフィルター、およびそれを用いた液晶表示装置に関するものである。

現在、液晶表示装置は軽量、薄型、低消費電力等の特性を生かし、ノートＰＣ、携帯情報端末、デスクトップモニタ、デジタルカメラなど様々な用途で使用されている。バックライトを使用した液晶表示装置においては、低消費電力化を進めるためにバックライト光の利用効率を高めることが求められ、カラーフィルターの高透過率化が要求されている。一方、カラーフィルターの透過率は年々向上しているが、透過率向上による消費電力の大幅な低下は望めなくなってきている。最近では電力消費量の大きなバックライト光源を必要としない反射型液晶表示装置の開発が進められており、透過型液晶表示装置にくらべ約１／７と大幅な消費電力の低減が可能であることが発表されている（例えば、非特許文献１参照）。

反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置に比べ低消費電力であり、屋外での視認性に優れるという利点はあるものの、十分な環境光強度が確保されない場所では表示が暗くなってしまい、視認性が極端に悪くなるという問題点がある。暗い環境下でも表示が視認されるようにするために、（１）バックライトを設け、反射膜の一部に切り欠きを入れ、一部が透過型表示方式、一部を反射型表示方式とした液晶表示装置、半透過半反射型表示方式（いわゆる半透過型表示方式、例えば、非特許文献２参照）、（２）フロントライトを設けた液晶表示装置などが考案されている。

反射膜の一部に切り欠きを入れ、バックライトを設けた半透過型液晶表示装置では、バックライト光を利用する透過表示と環境光を利用する反射表示が１画素内に共存するため、環境光強度によらず、視認性のよい表示を行うことが出来る（例えば、特許文献１参照）。しかし、図３に示すような従来の構成のカラーフィルター、すなわち、反射用領域と透過用領域が特別には設けられていない、１画素内での着色が均一なカラーフィルターを用いた場合には、鮮やかな透過表示を得ようとすると問題点が生じていた。具体的には透過色の色鮮やかさ（色純度）を向上させると、反射色もそれに伴いさらに色純度が高くなり、色純度とトレードオフの関係にある明るさが極端に低下し、十分な視認性が得られないというものである。

この問題点は、透過表示を行うときにはバックライト光がカラーフィルターを１回透過するのに対して、反射表示では、環境光が入射時と反射時の２回カラーフィルターを透過することに起因する。また、半透過型液晶表示装置では透過表示での光源がバックライト光である一方、反射表示での光源が環境光であるために、色純度だけでなく色調も変化してしまうという問題点もある。これは、環境光がＤ６５光源に代表されるような連続的なスペクトルを持つのに対して、バックライト光源がある特定の波長にスペクトルのピークをもつという光源のスペクトル特性の違いに起因する。

そこで、透過用領域と反射用領域の表示色を同一にする（色純度、明るさ、色調を同一にする）方法として、図４に示すような透過用領域および／または反射用領域をバックライト光と環境光を考慮した適切な複数の色材料で透過用領域６と反射用領域７を塗り分ける方法（例えば、特許文献２参照）や、図５に示すような反射用領域７に着色層を形成する領域４と形成しない領域５とを含む構成が提案されている（例えば特許文献３参照）。しかし、これらの方法では製造コストの増加や、色純度の高い領域では明るさが不十分などの問題があった。

また、透過用領域と反射用領域の表示色を同一にする別の方法としては、反射用領域にスペーサー部を形成して、透過用領域と反射用領域で着色層の膜厚を変えることが記載されている（例えば、特許文献４参照）。図６は、従来知られている膜厚を調整する方式での半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの断面図を模式的に示したものである。反射用領域７には透明樹脂層２が形成され、反射用領域７の着色層４の膜厚は、透過用領域６の着色層４の膜厚に比べて、薄くなっている。しかし、反射用領域７の着色層の膜厚を薄く変えただけでは、色純度、明るさは大きな違いをなくすことができるものの赤、緑、青それぞれ単色の反射表示の色調は透過表示での色調と異なってしまい、反射と透過における見え方に違和感があるという問題があった。

そこで、このような問題点を解決し、製造コストを抑えつつも反射表示と透過表示での色純度、輝度（明るさ）、色調の差をなくすることが可能である図７のような方法が提案されている（例えば特許文献５参照）。この方法によれば、感光性カラーレジストからなる最上層５と下層４を各々異なる着色にすることができ、その優れた色調整機能によって透過表示と反射表示のそれぞれの異なる色純度、明るさ、色調を意図して調整することができ、反射と透過における見え方の違和感をなくすることができる。しかし、透明樹脂層２の形状によっては現像時の画素の剥がれや欠けなどが起こり、著しく歩留まりを低下させることがあった。
特開平１１−１０９４１７号公報（図３）特開２００１−１８３６４６号公報（第１図）特開２０００−１１１９０２号公報特開２００１−３３７７８号公報（第３〜４頁、第２図、第８図）特開２００３−２５５３２５号公報（第１図）「日経マイクロデバイス別冊フラットパネル・ディスプレイ」、１９９８年、ｐ．１２６。「ファインプロセステクノロジージャパン’９９、専門技術セミナーテキストＡ５」、１９９８年７月２日、ｐ．６。

本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み創案されたもので、半透過型液晶表示装置用の反射表示と透過表示の双方において表示性能が良好なカラーフィルターを提供することにある。

本発明者らは、従来技術の課題を解決するために鋭意検討した結果、以下のカラーフィルターによって半透過型液晶表示装置の反射表示と透過表示の双方において表示性能が良好となることを見出した。すなわち、
（１）基板上に着色層を有する複数色の画素が形成され、かつ一画素中に透過用領域と反射用領域を有するカラーフィルターであって、反射用領域において基板と着色層の間に透明樹脂層を有し、該透明樹脂層のテーパー部の幅Ｌ１が５μｍ以下であり、かつ該透明樹脂層の端部に突起形状を有していることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター。
（２）透明樹脂層の膜厚Ｔ１が、０．５〜１０μｍであることを特徴とする（１）記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
（３）少なくとも１色の画素の透過用領域に複数の着色層が積層され、かつ反射用領域には、透過用領域よりも少ない数の着色層が形成されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
（４）積層された着色層のうち下層の着色層のバインダー樹脂がポリイミド樹脂である（１）〜（３）のいずれかに記載のカラーフィルター。
（５）透明樹脂層が、少なくとも樹脂と溶剤と多官能モノマーおよび光重合開始剤を含む感光性透明樹脂組成物を用いて形成されたものであることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のカラーフィルター。
（６）透明樹脂層に用いる感光性透明樹脂組成物に含有される光重合開始剤として、オキシム系の光重合開始剤を含有することを特徴とする（５）に記載のカラーフィルター。
（７）（１）〜（６）のいずれかに記載のカラーフィルターを用いたことを特徴とする液晶表示装置。

本発明のカラーフィルターは反射用領域において基板と着色層の間に透明樹脂層を有し、該透明樹脂層のテーパー部の幅Ｌ１が５μｍ以下であり、かつ該透明樹脂層の端部に突起形状を有している。これにより透過表示および反射表示の双方とも表示性能良好な液晶表示装置に用いるカラーフィルターを画素の剥がれや欠けの発生を抑えて製造することができる。

本発明のカラーフィルターは一画素内に透過用領域と反射用領域を持つ半透過液晶表示装置に好適に用いることができる。

外光を利用するための反射膜が形成される基板は、カラーフィルター側基板、カラーフィルターに対向する基板のいずれでもよい。カラーフィルター側に反射膜が形成されている場合は、色材料が形成されている画素領域の内、反射膜が形成されている領域が反射用領域となり、画素領域の中で反射膜が形成されていない領域が透過用領域となる。反射膜がカラーフィルターに対向する基板上に形成されている場合は、該基板の反射膜形成領域に対応するカラーフィルター画素領域が反射用領域となり、該基板の反射膜が形成されていない領域に対応するカラーフィルター画素領域が透過用領域となる。

本発明においては、反射用領域と透過用領域の配置について特に限定はないが、反射用領域の内側に透過用領域が含まれることが好ましい。また、透過用領域は画素領域のおおむね中間に位置することが好ましい。

本発明のカラーフィルターにおいては、反射用領域において基板と着色層との間に透明樹脂層を有しており、反射用領域は透明樹脂層部分の膜厚分凸になり、透過用領域は反射用領域に比べて低い凹凸のある基板となる。凹凸のある基板上に非感光性カラーペーストおよび／または感光性カラーレジストを塗布し着色層を形成すると、透過用領域の着色層の膜厚は、非感光性カラーペーストや感光性カラーレジストによる平坦化（レベリング）によって凸が形成されている反射用領域の膜厚に比べて厚くなる。すなわち、反射用領域の着色に比べ、透過用領域の着色（同一光源（例えばＣ光源）で見たときの「色の濃さ」）を濃くすることができる。透明樹脂層のパターン形状としては、図１（ａ）で表されるような順テーパー、図１（ｂ）で表されるようなテーパー部の最下面よりテーパー部の上面位置がせり出しひさしのような形状となる、いわゆる逆テーパーのいずれでも良い。

本発明における透明樹脂層は端部に突起形状を有しており、図１（ａ）に示すようにテーパー部の幅Ｌ１は、テーパー部の最下端と突起形状の頂点位置の基板平行方向における距離で表される。すなわち、本発明における「透明樹脂層の端部に突起形状を有している」とは、透明樹脂層の上面の端部が図１（ａ）に示すような形状になっていることを言う。

逆テーパーの場合、透明樹脂層のテーパー部の幅Ｌ１は端部の突起形状の有無に関わらず、図１（ｂ）に示すようにテーパー部の最下端とテーパー部先端までの、基板平行方向における距離で表される。

順テーパーでも逆テーパーでもなくテーパーが垂直に切り立っている図１（ｃ）のような場合で、かつ端部に突起形状を有しない場合はＬ１＝０と表せるが、本発明においては突起形状を有しないため好ましくない。端部に突起形状を有する場合は、テーパーが部分的に垂直であっても、順テーパーか逆テーパーのどちらかで表現することができ、前述の定義によりＬ１の値を決めることができる。

本発明のカラーフィルターにおいては、反射用領域において基板と着色層の間に透明樹脂層を有しており、該透明樹脂層のテーパー部の幅Ｌ１が５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下であることが重要である。テーパー部の幅が５μｍより大きいと後の工程で作製される着色層に剥がれや欠けが発生しやすくなるため好ましくない。

本発明における透明樹脂層は、端部に突起形状を有している。端部に突起形状を有しているとは、図１（ａ）に示すように、通常の膜厚で表される中央付近部より外側に、中央付近部より高さの高い部分が存在していることであり、この端部の突起形状の高さＴ２とは、端部の突起形状の頂点と中央付近部の膜厚Ｔ１との差の高さで表される。ここでいう透明樹脂層の膜厚Ｔ１とは、図１（ａ）および（ｂ）で示すように基板から中央付近部までの高さを表している。図１（ｄ）のように透明樹脂層の下層の一部分に遮光層などが設けられ透明樹脂層の一部が盛り上がっている場合には、これらの盛り上がりおよび端部の突起形状を除く中央付近部の最小高さまでを膜厚Ｔ１で表す。

透明樹脂層がこのような突起を有することにより、透過用領域に積層された下層側着色層の現像状態を適切に制御することが可能となる。すなわち、透過用領域には下層側着色層が残存した複数の着色層が形成され、反射用領域には下層側着色層が除去されたカラーフィルターを容易に作成することができる。

端部の突起形状の高さＴ２は、好ましくは０．０１μｍ〜１μｍ、より好ましくは０．０５μｍ〜０．５μｍである。端部に突起形状が存在しない場合は、後の工程で作製される着色層に剥がれや欠けが発生しやすくなるため好ましくない。また、端部の突起形状を１μｍより大きくしてもそれほど効果はあがらず、逆に透明樹脂層の作製が困難になる傾向があるため好ましくない。

後述するが、透明樹脂層のテーパー幅Ｌ１および端部の突起形状Ｔ２は、フォトリソ加工の露光工程を最適化することで制御することができる。また、透明樹脂層に用いる材料によっても当然テーパー形状は異なってくるが、本発明においては、該透明樹脂層のテーパー部の幅Ｌ１が５μｍ以下であり、かつ該透明樹脂層の端部に突起形状を有していることが重要であり、本発明の実現のためには特に使用する材料が制限されるものではない。

また、ここで「透明」とは、具体的には可視光領域の平均透過率が８０％以上であることをいう。

透明樹脂層の膜厚Ｔ１は、０．５〜１０μｍであることが好ましく、１〜５μｍであることが、より好ましい。透明樹脂層の膜厚が大きいほど、平坦化により反射用領域と透過用領域に形成される着色層の膜厚差が大きくなり、反射用領域の明るさを明るくする効果が大きいが、１０μｍより大きくなるとカラーフィルター表面の段差が大きくなり、液晶配向に悪影響を及ぼし表示品位が悪化するので好ましくない。０．５μｍより小さくなると、反射用領域と透過用領域に形成される着色層の膜厚差が小さく透過表示と反射表示の色純度の違いをコントロールしにくいので好ましくない。

これら透明樹脂層の形状を実測する方法としては、得られたカラーフィルターを断面ＳＥＭ：日立製作所（株）製、“Ｓ−２３００”走査型電子顕微鏡を用いて観察することにより算出できる。

透明樹脂層は感光性透明樹脂組成物を使用して形成することができる。感光性を持たせるためには、少なくとも樹脂と溶剤と多官能モノマーおよび光重合開始剤を含むことが好ましい。

非感光性ペーストを使用して形成することもできるが、透明樹脂層のテーパー形状を制御することが困難なため、好ましくない。この場合は非感光性ペーストを塗布乾燥した後、ポジ型フォトレジストを塗布乾燥し、続いてマスク露光を行ってからアルカリ現像し、さらにフォトレジストを溶剤で剥離することで透明樹脂層を得ることができる。

感光性透明樹脂組成物を用いて透明樹脂層を形成する場合、樹脂材料としてはポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の材料が使用できる。

使用できるアクリル系樹脂としては、特に限定はないが、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不飽和カルボン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、あるいは酸無水物などがあげられる。

これらは単独で用いても良いが、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いても良い。共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎープロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、１，３−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーンなどのマクロモノマーなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。

また、側鎖にエチレン性不飽和基を付加したアクリル系樹脂を用いると、加工の際の感度がよくなるので好ましく用いることができる。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基のようなものがある。このような側鎖をアクリル系（共）重合体に付加させる方法としては、アクリル系（共）重合体のカルボキシル基や水酸基などを有する場合には、これらにグリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸またはメタクリル酸クロライドを付加反応させる方法が一般的である。その他、イソシアネートを利用してエチレン性不飽和基を有する化合物を付加させることもできる。ここでいうグリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸またはメタクリル酸クロライドとしては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、クロトニルグリシジルエーテル、クロトン酸グリシジルエーテル、イソクロトン酸グリシジルエーテル、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどがあげられる。

これらアクリル系樹脂は、特に限定するわけではないが、分子量は５０００〜３００００が好ましく、７０００〜２００００がより好ましい。分子量が５０００以下であるとパターン形成に支障をきたし、分子量が３００００以上になると現像時にパターンの欠けが発生しやすくなる。また、アクリル樹脂の樹脂酸価は３０〜１２０が好ましく、４０〜９０がより好ましい。樹脂酸価が３０以下であると現像における未露光部の溶解性に支障をきたし、樹脂酸価が１２０以上であると現像時に透明樹脂層のパターンの欠けが発生しやすくなる。

多官能モノマーとしては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、アジピン酸１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド（メタ）アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ（メタ）アクリレート、アルキッド変性（メタ）アクリレートのようなオリゴマー、あるいはトリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、あるいは疎水性の構造をもつ［９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン、［９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）−３−ヒドロキシフェニル］フルオレン、ジシクロペンタンジエニルジアクリレートなどがあげられる。

これらは単独または混合して用いることができる。また、次にあげるような単官能モノマーも併用することができ、例えば、エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレートなどがあり、これらの２種以上の混合物、あるいはエポキシ化合物やメラミン類、グアナミン類、その他の化合物との混合物などが用いられる。これらの多官能及び単官能モノマーやオリゴマーの選択と組み合わせにより、感光性透明樹脂の感度や加工性の特性をコントロールすることが可能である。硬度を高くするにはアクリレート化合物よりメタクリレート化合物が好ましく、また、感度を上げるためには、官能基が３以上ある化合物を含有することが好ましい。

これらの中でも、特に、透明性の高い多官能モノマーとしてフルオレン系モノマーを含有することが好ましい。ここで、フルオレン系モノマーとは分子中にフルオレン骨格と、少なくとも２つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物をいい、例として［９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン、［９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）−３−ヒドロキシフェニル］フルオレン等が挙げられるが、中でも透明性の観点から［９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレンが好ましい。

フルオレン系モノマーを添加する場合においては、樹脂と多官能モノマーとフルオレン系モノマーの合計量中の１０〜９０質量％添加することが好ましい。フルオレン系モノマーの含有量が前記範囲より少ないと透明度の向上効果が少なくなりやすく、多いと現像時の溶解性が低下する傾向にある。

光重合開始剤としては、特に限定はなく、公知のものが使用でき、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルホリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２−（４−メチル）ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、４−（ｐ−メトキシフェニル）−２，６−ジ−（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、エタノン１−[９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル]−１−（ｏ−アセチルオキシム）、１，２−オクタンジオン，１−[４−（フェニルチオ）−，２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）などをあげることができ、これら光重合開始剤を併用して用いることもできる。

使用する光重合開始剤の種類や添加量によって、透明樹脂層のテーパー形状を制御することもできる。特に限定されるわけではないが、例えば２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１は内部硬化性に優れているため好ましく用いられる。

また、オキシム系の光重合開始剤は高感度であるため好ましく用いられ、特に、１，２−オクタンジオン，１−[４−（フェニルチオ）−，２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）、商品名としてはチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製“イルガキュア”ＯＸＥ０１はテーパー幅を小さくしながらも、透明樹脂層の透明性を向上でき、さらに好ましい。

また、２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルホリノプロパン−１−オンとＮ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノンの組み合わせは、高感度でありかつ逆テーパーの形状にすることが可能である。

光重合開始剤の添加量としては、特に限定はないが、感光性透明樹脂組成物全固形分に対して、好ましくは１〜２０ｗｔ％、より好ましくは２〜１０ｗｔである。光重合開始剤の添加量は多いほど感度が向上するが、２０ｗｔ％より多いと順テーパーまたは逆テーパーのいずれにおいても、テーパー幅Ｌ１が大きくなり過ぎる傾向があるため好ましくない。逆に１ｗｔ％より少ないと透明樹脂層が硬化不足のため現像時に剥がれてしまう恐れがあるため好ましくない。

また、光重合開始剤と併せて、有機化合物系紫外線吸収剤を含むこともできる。有機化合物系紫外線吸収剤としては特に限定はなく公知のものが使用できるが、透明性、非着色性の面から、中でもベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物が好ましく用いられる。

ベンゾトリアゾール系化合物の有機化合物系紫外線吸収剤としては、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−ｐ−クレゾール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−６−ビス（１−メチルー１−フェニルエチル）フェノール、２−［５クロロ（２Ｈ）−ベンゾトリアゾール−２−イル］−４−メチル−６−（ｔｅｒｔブチルフェノール）、２，４ジ−ｔｅｒｔブチル−６−（５−クロロベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール、２−（２Ｈベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ｔｅｒｔ−ペンチルフェノール、２−（２Ｈベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テオｔラメチルブチル）フェノール、２（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−ドデシル−４−メチルフェノール、２［２−ヒドロキシ−３−（３，４，５，６テトラヒドロフタルイミド−メチル）−５−メチルフェニル］ベンゾトリアゾールが挙げられる。

ベンゾフェノン系化合物の有機化合物系紫外線吸収剤としてはオクタベンゾン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンが挙げられる。

トリアジン系化合物の有機化合物系紫外線吸収剤としては２−（４，６−ジフェニル−１，３，５トリアジン−２−イル）−５−［（ヘキシル）オキシ］−フェノールが挙げられる。

上記有機化合物系紫外線吸収剤のうち、透明性の点からベンゾトリアゾール系有機化合物系紫外線吸収剤が最も好ましく用いられる。有機化合物系紫外線吸収剤の添加することでテーパー幅を小さくすることもでき、好ましい添加量としては樹脂と多官能モノマの合計重量の０．３〜１０質量％であり、さらに好ましくは２．０〜８．０質量％である。有機化合物系紫外線吸収剤が０．３質量％以下であると、テーパ部を短くする効果が少なく、１０質量％を越えると感度が低下しやすくなる。

本発明の感光性透明樹脂組成物樹脂には、その他必要に応じて重合禁止剤、界面活性剤、密着改良剤を適宜使用しても良い。

本発明で用いる溶媒としては、樹脂成分を容易に溶解するものを使用することができる。例えばメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのエチレングリコールあるいはプロピレングリコール誘導体、あるいは、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル―３―メトキシプロピオネート、３―メチル―３―メトキシブチルアセテートなどの脂肪族エステル類、あるいは、エタノール、３―メチル―３―メトキシブタノールなどの脂肪族アルコール類、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、Ｎ―メチル―２―ピロリドン、Ｎ，Ｎ―ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ―ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、β―プロピオラクトン、γ―ブチロラクトン、γ―バレロラクトン、δ―バレロラクトン、γ―カプロラクトン、ε―カプロラクトンなどのラクトン類を用いることができる。これら樹脂成分を溶解する単独あるいは２種類以上の溶媒の混合溶媒を、適宜組み合わせて使用するのが好ましい。この場合は、副溶剤として、使用する樹脂に対する貧溶媒を用いることも可能である。好ましい溶媒としては、特に限定されるわけではないが、例えばＮ−メチルピロリドンとシクロペンタノンの混合溶媒などがあげられ、特にアクリル系樹脂の場合には、シクロペンタノン単独でも好ましく用いることができる。

透明樹脂組成物には、透明性の高いフィラーを含んでも良い。透明性の高いフィラーを添加することで、透明樹脂層中の樹脂分を減らすことができ、それに応じて着色の原因となる光重合開始剤量を減量することができる。透明性の高いフィラーとしてはシリカ、アルミナ、チタニア、硫酸バリウムなどの無機酸化物粒子、金属粒子、アクリル、スチレン、シリコーン、フッ素含有ポリマなどの樹脂粒子などの材料を使用することができ、特に分散性の面から硫酸バリウム粒子が好ましい。フィラー径は透明樹脂材料の膜厚より小さいことが好ましく、一次粒子径としては、０．０１μｍ〜０．２μｍであることが、透明性向上の観点からより好ましい。

フィラーを用いる場合の添加量は、樹脂と多官能モノマとフィラーの合計重量中の１０〜８０質量％が好ましい。フィラーの添加量が１０質量％より少ないと開始剤減量効果が小さくなりやすく、フィラーが８０質量％を越えると塗膜化した際の自己保持性が低下する傾向にある。

透明樹脂層には、反射用領域に形成する透明樹脂層には光散乱のための粒子を含んでもよい。透明樹脂層に光拡散の粒子を含むことで、正反射成分による表示のギラツキを押さえ、良好な表示特性を得ることができ、かつ透過用領域には透明樹脂層は存在しないので光散乱せずに効率的にバックライトを使用することができる。光散乱のための粒子としてはシリカ、アルミナ、チタニアなどの無機酸化物粒子、金属粒子、アクリル、スチレン、シリコーン、フッ素含有ポリマーなどの樹脂粒子などの材料を使用することができ、シリカ粒子を用いることが好ましい。光散乱粒子の粒径としては０．１〜１０μｍの範囲で用いることができる。光拡散の粒子径が透明樹脂層の厚み以下である場合は透明樹脂層が平坦になるのでより好ましい。

感光性透明樹脂組成物を用いて透明樹脂層を形成する方法としては、透明基板上に感光性透明樹脂組成物を塗布し、ホットプレート、オーブン、真空乾燥を用いて加熱乾燥（プリベーク）する。プリベーク後にマスク露光し、アルカリ現像し、後に加熱硬化することで、透明樹脂層を得る。

感光性透明樹脂組成物を塗布する方法としては、ディップ法、ロールコーター法、スピンコーティング法、ダイコーティング法、ダイコーティングとスピンコーティング併用法、ワイヤーバーコーティング法などが好適に用いられる。

上記により、基板上に感光性透明樹脂組成物を塗布した後、風乾、減圧乾燥、加熱乾燥などにより、溶媒を除去し、感光性透明樹脂組成物の塗膜を形成する。とくに減圧乾燥工程を設けた後、オーブンあるいはホットプレートで追加の加熱乾燥することにより、対流によって生じる塗布欠点が解消されより好ましい。

続いて、フォトリソ加工の露光工程を行う。該感光性透明樹脂組成物の塗膜上にマスクを設置し、超高圧水銀灯、ケミカル灯、高圧水銀灯等を用いて、紫外線等により選択的に露光する。露光時においては、露光量、および感光性透明樹脂組成物塗膜と露光マスク下面とのギャップ、いわゆる露光ギャップを変えることで、透明樹脂層のテーパー形状を制御することができる。

露光量は３６５ｎｍにおける放射照度の時間積分値で表され、特に限定されるわけではないが、好ましくは５０ｍＪ／ｃｍ^２〜２００ｍＪ／ｃｍ^２である。５０ｍＪ／ｃｍ^２より小さい場合は透明樹脂層のパターンが硬化不足のために現像時に剥がれてしまうことがあるため好ましくなく、２００ｍＪ／ｃｍ^２より大きい場合はテーパー部の幅Ｌ１が大きくなり過ぎる傾向があるため好ましくない。

露光ギャップを大きくすると露光時において照射光がマスク通過時に起こす光の回折の影響が大きくなり、結果として順テーパーになりやすい。また、露光ギャップを適当に設定することで、アルカリ現像においてパターン加工された透明樹脂層が最後の工程である加熱処理において硬化収縮を起こし、端部に突起形状を有することが可能である。露光ギャップの幅は好ましくは５０〜１５０μｍである。１５０μｍより大きいと作製した透明樹脂層のテーパー部の幅Ｌ１が大きくなり過ぎる傾向があり、好ましくない。ギャップの幅を狭くするとテーパー部の幅Ｌ１は小さくなる傾向であるが、ギャップの幅が５０μｍより小さいと端部に突起形状を有しないことがあるため好ましくない。

アルカリ現像液は有機アルカリ現像液と無機アルカリ現像液のどちらも用いることができる。無機アルカリ現像液では炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの水溶液などが好適に用いられる。有機アルカリ現像液ではテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、メタノールアミンなどのアミン系水溶液が好適に用いられる。

これら現像液のアルカリ性物質の濃度は特に限定されるわけではないが、通常０．０１〜５０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％である。アルカリ濃度が低すぎると現像されにくく、またテーパー部の幅Ｌ１が大きくなる傾向があり、逆に高すぎると塗膜表面の膜荒れやパターンのぎざりが起こりやすく好ましくない。また、現像液には界面活性剤も好ましく用いられ、非イオン系界面活性剤などを０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％添加することでパターン形状を向上させることもできる。

アルカリ現像はディップ現像、シャワー現像、パドル現像などの方法が可能であり、これらを組み合わせても良い。シャワー現像では最適な画素形状になるようにシャワー圧力を調整することが好ましく、シャワーの圧力は０．０５〜５ＭＰａが好ましい。シャワー圧力が弱すぎると、パターンの形状が悪化したりテーパー部の幅Ｌ１が大きくなる場合があり、またシャワー圧力が強すぎるとパターンが基板から剥がれることがある。現像後はアルカリ現像液を除去するために適宜純水などによる洗浄工程を加えても良い。

得られた透明樹脂層の塗膜パターンは、その後、加熱処理することによってパターンニングされる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３００℃、好ましくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．２５〜５時間、連続的または段階的に行われる。このとき加熱処理温度を適切に設定することにより透明樹脂層の端部に突起形状を有することができる。例えば、透明樹脂層がガラス転移温度を有する場合には、硬化後のガラス転移温度を３０℃以上は越えない温度で熱硬化することにより、透明樹脂層の端部に突起形状を有することができ、好ましい。一方、ガラス転移温度を３０℃以上越える温度で熱硬化した場合には、硬化収縮したパターンの端部が樹脂の流動により滑らかになり、突起形状ができにくくなることがあるため、注意が必要である。

次に、反射用領域の着色層数を透過用領域の着色層よりも少なくする、すなわち反射表示での明るさを向上させるための手段として、感光性カラーレジストと非感光性カラーペーストとの現像特性の違いに着目し、それぞれからなる着色層を積層させ、一括パターン加工する加工方法について述べる。透過用領域に複数の着色層を積層させること、ならびに反射用領域の着色層数を透過用領域の着色層よりも少なくすることで、透過表示での色純度を向上させた場合でも、明るい反射表示を得ることが出来る。また、積層させるそれぞれの着色塗膜の着色を適宜異ならせることで、透過表示と反射表示のそれぞれで所望の色純度、明るさ、色調を得ることが可能となる。

ここで、ネガ型感光性レジストと非感光性ペーストの現像特性の違いについて述べる。ネガ型感光性レジストでは、紫外線などにより露光された領域は、光架橋反応が進行し、現像液に不溶となる一方、未露光部分は、現像液に溶解する。したがって、十分な露光量の紫外線を照射することで、現像時間によらず、一定のパターンを形成することが出来る。

一方、非感光性ペーストのフォトリソ加工では、それ自体が感光性能を持たないため、感光性のレジストを非感光性ペーストからなる塗膜上に塗布する必要がある。紫外線などの露光により、感光性レジストは露光部分、未露光部分での溶解性が変化するが、非感光性ペーストからなる塗膜層は、光照射によって、なんら溶解性が変化することがない。そのため、適正現像時間よりも現像時間を長くした過現像条件とすることで、上層の感光性レジストに比べて、下層の非感光性ペーストのエッチングをさらに進めることが出来る。

このような現像特性の違いに着目し、感光性カラーレジストならびに非感光性カラーペーストの積層膜を露光後、過現像条件で一括現像することにより、感光性カラーレジスト層と非感光性カラーペースト層とを異なった形状に形成することが出来る。

さらに、反射用領域に透明樹脂層を設けることにより、反射用領域と透過用領域の着色層に段差ができ、この部分で非感光性カラーペーストのエッチング速度が非常に遅くなり、非感光着色層の現像性が制御出来る。すなわち、透過用領域は凹状、反射用領域は凸状となる透明樹脂層を基板上にパターン形成し、その上に非感光性カラーペースト、さらにその上に感光性カラーレジストを積層し、一括現像することで、感光性カラーレジスト層と非感光性カラーペースト層とを所望の形状に加工することが出来る。

本発明のカラーフィルターにおいては、透明樹脂層のテーパー部の幅Ｌ１が５μｍ以下であり、かつ端部に突起形状を有していることが重要である。透明樹脂層がこの条件を満たしていなければ、段差部分でのエッチング速度が平坦部に比較してあまり遅くならず、現像条件の制御が困難である。すなわち、現像条件をやや甘めにすると現像されるべき反射用領域での下層の着色層が未溶解となるため所望のパターンを形成できず、やや厳しい現像条件とした場合には本来現像されるべきではない透過用領域へのエッチングが進行してしまい、結果として画素の剥がれや欠けが起こりやすくなるため好ましくない。

ここで、より具体的に本発明のカラーフィルター加工の一例について述べる。
図２（ａ）には透過用領域と反射用領域の境界に段差をもつようパターン加工された透明樹脂層２の例を示す。この透明樹脂層上に、非感光性カラーペースト、さらにその上に感光性カラーレジストを積層したものが図２（ｂ）である。フォトマスクを介した露光の後、現像液に浸漬すると、上層の感光性カラーレジスト層２４ａのうち、未露光部は溶解し、露光部は溶解せずに現像される。一方、下層の非感光性カラーペースト層２４ｂは、現像時間と共に溶解が進行するが、透明樹脂層の端部の突起部分およびテーパー部の段差部分で非感光性カラーペーストのエッチング速度が極めて遅くなり、透過用領域の非感光性カラーペースト２４ｂは現像されずに、反射用領域の非感光性カラーペースト２４ｂのみが選択的に現像される。

結果として、透過用領域に感光性カラーレジスト層２４ａと非感光性カラーペースト２４ｂが積層され、反射用領域には感光性カラーレジスト層２４ａのみが得られる（図２（ｃ））。

本発明においては、積層される樹脂層は最上層に感光性カラーレジストからなる樹脂層が形成されることが必要であるが、感光性カラーレジストの下の非感光性カラーペーストおよび／または感光性カラーレジスト樹脂層は何層でも積層することが可能である。このとき、透過用領域には複数の着色層が積層されており、反射用領域には透過用領域よりも少ない数の着色層が形成されていることが好ましい。何層積層するかは目標の色特性を達成するために適宜選択されるが、生産性の観点からは少なくとも１色の画素の透過用領域が感光性カラーレジストと他の１層を組み合わせた２層積層構造であることがより好ましく、反射用領域は感光性カラーレジストの１層であることがより好ましい。

本発明においては、透過表示と反射表示の色純度、明るさ、色調を所望の特性とするためには、透過用領域の着色と反射用領域の着色が異なることが好ましい。反射用領域の着色と透過用領域の着色を変える方法としては、最上層の感光性カラーレジストからなる着色層とそれ以外の着色層の着色が異なる構成とすることがあげられる。「着色が異なる」とは、同一光源（例えばＣ光源）で透過用領域と反射用領域を見たときの色純度、明るさ（透過率）、色調が異なることを指す。最上層の感光性カラーレジストと感光性カラーレジストおよび／または非感光性カラーペーストからなる下層着色層との着色は同一とする必要はなく目的に応じて異なることが好ましい。

着色を異ならせる方法としては、使用する着色剤数、着色剤種類、着色剤組成、着色剤濃度を異ならせることで達成することができる。勿論、使用される着色剤が同じであっても混合比率を変えれば達成される色度を異ならせることができる。たとえば、最上層を主顔料と副顔料の両者を使用した着色とし、下層着色層には主顔料あるいは副顔料のみを使用した着色とする、あるいは、最上層と下層着色層で主顔料の種類を変えるなどが可能である。

また、着色塗液の平坦化（レベリング）によっても、反射用領域の着色と透過用領域の着色（同一光源（例えばＣ光源）で見たときの「色の濃さ」）を変えることができる。例えば、基板上の反射用領域に透明樹脂層を形成すると反射用領域は透明樹脂層部分の膜厚分凸になり、透過用領域は反射用領域に比べて低い部分的に凸のある基板となる。凸のある基板上に非感光性カラーペーストおよび／または感光性カラーレジストを塗布し着色層を形成すると、透過用領域の着色層の膜厚は、非感光性カラーペーストや感光性カラーレジストによる平坦化（レベリング）によって凸が形成されている反射用領域の膜厚に比べて厚くなる。すなわち、反射用領域の着色に比べ、透過用領域の着色を濃くすることが出来る。

着色塗液の平坦化（レベリング）の程度は、塗液の粘度、固形分濃度により調整することが出来る。塗液の粘度が低いとより平坦化しやすくなり、また塗液中の固形分濃度が高いとより平坦化しやすくなる。最上層の着色層に用いる感光性カラーレジスト中の固形分濃度は１０重量％から３０重量％であることが好ましく、下層の着色層に用いる非感光性カラーペーストおよび／または感光性カラーレジスト中の固形分濃度は３重量％から１５重量％であることが好ましい。

本発明では少なくとも一色の画素について非感光性カラーペーストおよび／または感光性カラーレジストからなる着色層と感光性カラーレジストからなる着色層を積層させることが好ましいが、積層させる色については、特に限定はなく赤画素、緑画素、青画素のいずれでもよく、積層させる色画素は１色でも２色でも３色でもよいが、用いるバックライト光源と環境光の特性差を勘案し、目標の着色を達成できるように個々の積層させる色材料の着色を決めることが好ましい。

好ましい画素の着色設計には、光源の違いを考慮に入れるため、透過用領域はバックライトに用いられる光源としてＣ光源、２波長型光源、３波長型光源の内のいずれか、反射用領域は環境光としての太陽光（自然光）に近いＤ６５光源で行うことが好ましい。ここでいう２波長型のＬＥＤ光源の例としては、青色ＬＥＤと黄色蛍光体または黄緑色蛍光体とを組み合わせて白色光を発するＬＥＤ光源があげられる。また、３波長型光源の例としては、３波長冷陰極管、紫外ＬＥＤと赤、青、緑蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤ光源、赤、青、緑各色のＬＥＤを組み合わせた白色ＬＥＤ光源、青色ＬＥＤと赤色蛍光体ならびに緑色蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤ光源、有機エレクトロルミネッセンス光源などがあげられる。

本発明で使用する色材料は、着色成分と樹脂成分を含むペーストである。樹脂成分としては、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の材料が好ましく用いられる。感光性、非感光性のどちらの材料でも使用することが可能である。

感光性カラーレジストは、着色成分と樹脂成分を含み、樹脂成分は光によって反応する感光成分を含む。光照射された樹脂が現像液への溶解速度のあがるポジ型と、光照射された樹脂が現像液への溶解速度の下がるネガ型があり、どちらも使用することが可能であるが、可視光で感光成分の透明性の高いネガ型樹脂が好ましく用いられる。

本発明のカラーぺーストにおいて、ポリアミック酸あるいはアクリル系樹脂といった樹脂成分と、着色剤とは、通常、重量比で１：９〜９：１、好ましくは２：８〜８：２、より好ましくは３：７〜７：３の範囲で混合して用いられる。樹脂成分の量が少なすぎると、着色被膜の基板との接着性が不良となり、逆に顔料の量が少なすぎると着色度が問題となる。また、該ペーストにおいては、塗工性、乾燥性などの観点から、樹脂成分と顔料をあわせた固形分濃度は、２〜４０ｗｔ％、好ましくは３〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは５〜２５ｗｔ％の範囲で使用する。

本発明のカラーフィルターは、少なくとも赤、緑、青の３色の色画素から構成され、使用される着色材料は、有機顔料、無機顔料、染料問わず着色剤全般を使用することができる。代表的な顔料の例として、ピグメントレッド（ＰＲ−）、２、３、２２、３８、１４９，１６６、１６８、１７７，２０６、２０７、２０９、２２４、２４２，２５４、ピグメントオレンジ（ＰＯ−）５、１３、１７、３１、３６、３８、４０、４２、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、７１、ピグメントイエロー（ＰＹ−）１２、１３、１４、１７、２０、２４、８３、８６、９３、９４、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０，１５３、１５４、１６６、１７３、１８５、ピグメントグリーン（ＰＧ−）７、１０、３６、ピグメントブルー（ＰＢ−）１５（１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６）、２１、２２、６０、６４、ピグメントバイオレット（ＰＶ−）１９、２３、２９、３２、３３、３６、３７、３８、４０、５０などが挙げられる。本発明ではこれらに限定されずに種々の顔料を使用することができる。

上記顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理、顔料誘導体処理などの表面処理が施されているものを使用しても良い。なお、ＰＲ（ピグメントレッド）、ＰＹ（ピグメントイエロー）、ＰＶ（ピグメントバイオレット）、ＰＯ（ピグメントオレンジ）等は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；The Society of Dyers and Colourists社発行）の記号であり、正式には頭にＣ．Ｉ．を付するもの（例えば、Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４など）である。これは染料や染色の標準を規定したものであり、それぞれの記号は特定の標準となる染料とその色を指定するものもである。なお、以下の本発明の説明においては、原則として、前記Ｃ．Ｉ．の表記は省略（例えば、Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４ならば、ＰＲ２５４）する。

本発明のカラーフィルターでは非感光性カラーペーストに含まれる着色剤は、感光性カラーレジストに含まれる着色剤と同じでも良く、異なっていても良く、どちらか一方が染料で他方が顔料であっても良く、独立に調製することができる。また、１色あたり２種類以上の着色剤を用いて、色度を調整することがあるが、非感光性カラーペーストと感光性カラーレジストに含まれる着色剤は、着色剤数、着色剤種類、着色剤組成、着色剤濃度は独立に調製することが可能である。

非感光性カラーペーストまたは感光性カラーレジストを塗布する方法としては、ディップ法、ロールコーター法、スピンコーティング法、ダイコーティング法、ダイコーティングとスピンコーティング併用法、ワイヤーバーコーティング法などが好適に用いられる。

画素を形成する方法としては、画素の反射用領域に透明樹脂層が形成された透明基板上に、たとえば非感光性カラーペーストを塗布、ホットプレート、オーブン、真空乾燥を用いて加熱乾燥（セミキュア）する。このセミキュア膜上に感光性カラーレジストを塗布し、加熱乾燥（プリベーク）する。プリベーク後にマスク露光し、アルカリ現像し、加熱硬化させるフォトリソ工程で非感光性カラーペースト層と感光性カラーレジスト層とを同時にパターニングでき、積層構成でありながら１回のフォトリソ加工で１色の画素を形成することができる。

当然、着色層を積層しないこともでき、感光性カラーレジストを用いて画素を形成する方法としては、画素の反射用領域に透明樹脂層が形成された透明基板上に、感光性カラーレジストを塗布し、ホットプレート、オーブン、真空乾燥を用いて加熱乾燥（プリベーク）する。プリベーク後にマスク露光し、アルカリ現像し、後に加熱硬化することで、１色の画素を得る。非感光性カラーペーストを用いて画素を形成する例としては、画素の反射用領域に透明樹脂層が形成された透明基板上に、非感光性ペーストを塗布し、ホットプレート、オーブン、真空乾燥などを用いて加熱乾燥（セミキュア）する。セミキュア膜上にポジ型フォトレジストを塗布し、加熱乾燥（プリベーク）する。プリベーク後にマスク露光し、アルカリ現像し、フォトレジストを溶剤で剥離することで着色層を形成し加熱硬化させ、１色の画素を得る。これらの工程を適宜組み合わせ、３回以上繰り返し行うことで赤、緑、青の各画素を作製できる。

透明樹脂層の形成によって、表面の平坦性が損なわれ透過用領域と反射用領域の表面段差が生じる場合があるので、画素上に平坦化層としてオーバーコート層を形成してもよい。具体的には、エポキシ膜、アクリルエポキシ膜、アクリル膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイミド膜、ケイ素含有ポリイミド膜、ポリイミドシロキサン膜等が挙げられる。

カラーフィルターの形成は、ガラス、高分子フィルム等の透明基板側に限定されず、駆動素子側基板にも行うことができる。カラーフィルターのパターン形状については、ストライプ状、アイランド状などがあげられるが特に限定されるものではない。また、必要に応じてカラーフィルター上に柱状の固定式スペーサーが配置されていてもよい。

本発明のカラーフィルターは、半透過型液晶表示装置に組み込まれて使用される。ここで、半透過型液晶表示装置とは、対向基板あるいはカラーフィルターの反射領域にはアルミニウム膜や銀膜等から成る反射膜を備え、透過領域にはそのような反射膜がないことを特徴とする液晶表示装置である。本発明のカラーフィルターは、液晶表示装置の駆動方法、表示方式にも限定されず、アクティブマトリクス方式、パッシブマトリクス方式、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢ、ＶＡモードなど種々の液晶表示装置に適用される。また、液晶表示装置の構成、例えば偏光板の数、散乱体の位置等にも限定されずに使用することができる。

本発明のカラーフィルター作製方法の一例を述べる。

透明基板上に少なくともポリアミック酸、黒色着色剤、溶剤からなる非感光性カラーペーストを透明基板上に塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、ポリアミック酸黒色着色被膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、６０〜２００℃の範囲で１分〜６０分行うのが好ましい。次にこのようにして得られたポリアミック酸黒色被膜にポジ型フォトレジストを塗布し、ホットプレートを使用して６０〜１５０℃の範囲で１〜３０分加熱乾燥させる。露光装置を用いて、紫外線を照射し目的のパターンを焼き付け、アルカリ現像して所望位置に所望パターンで樹脂ブラックマトリクス層を得る。樹脂ブラックマトリクス層は２００〜３００℃で加熱硬化させる。

次に感光性透明樹脂組成物をブラックマトリクスが形成された透明基板の全面に塗布し、ホットプレートを使用し、６０〜１５０℃の範囲で１〜３０分加熱乾燥させる。露光装置を用いて、紫外線を照射し目的のパターンを焼き付け、アルカリ現像して所望位置に所望パターンで透明樹脂層を得る。透明樹脂層は２００〜３００℃で加熱硬化させる。

次に着色層を積層して画素を形成する。少なくともポリアミック酸、着色剤、溶剤からなる非感光性カラーペーストを透明樹脂層が形成された透明基板上に塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、ポリアミック酸着色被膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、６０〜２００℃の範囲で１分〜６０分行うのが好ましい。次に、このようにして得られたポリアミック酸着色被膜に、アクリル系ポリマー、アクリル系多官能モノマー、光重合開始剤からなる感光性アクリル樹脂、着色剤、溶剤からなる感光性カラーレジストを塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、感光性アクリル着色被膜を積層形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、６０〜２００℃の範囲で１分〜３時間行うのが好ましい。続いて感光性アクリル着色被膜にフォトマスクと露光装置を用いて紫外線をパターン状に照射する。露光後、アルカリ現像液により、感光性アクリル着色被膜とポリアミック酸着色被膜のエッチングを同時に行う。

ポリアミック酸着色被膜は、その後、加熱硬化することによって、ポリイミド着色被膜に変換される。加熱硬化は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３５０℃、好ましくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．５〜５時間、連続的または段階的に行われる。

感光性アクリル着色層を積層しない他の色の画素がある場合は、ポリアミック酸着色被膜を形成した後、フォトレジストを塗布し、フォトレジスト被膜を形成する。続いて該フォトレジスト被膜上にフォトマスクと露光装置を用いてパターン状に紫外線照射する。露光後、アルカリ現像液により、フォトレジスト被膜とポリアミック酸被膜のエッチングを同時に行う。エッチング後、不要となったフォトレジスト被膜を剥離し、ポリアミック酸を加熱硬化することでポリイミド着色膜を得る。

以上の工程を赤、緑、青の画素について行うと、液晶表示装置用カラーフィルターが作製できる。

次に、このカラーフィルターを用いて作成した半透過型液晶表示装置の一例について述べる。上記カラーフィルター上に、透明保護膜を形成し、さらにその上にＩＴＯ膜などの透明電極を製膜する。次に、このカラーフィルター基板と、金属蒸着膜などがパターニングされた半透過反射膜、半透過反射膜上の透明絶縁膜、さらにその上にＩＴＯ膜などの透明電極が形成された半透過反射基板とを、さらにそれらの基板上に設けられた液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜、およびセルギャップ保持のためのスペーサーを介して、対向させてシールし貼りあわせる。なお、半透過反射基板上には、反射膜、透明電極以外に、光拡散用の突起物、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、および走査線、信号線などを設け、ＴＦＴ液晶表示装置や、ＴＦＤ液晶表示装置を作成することができる。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封止する。つぎに、ＩＣドライバー等を実装することによりモジュールが完成する。

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
実施例１
Ａ．感光性透明樹脂組成物（透明樹脂層に用いる）の作製
アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）７０．０ｇ、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３０．０ｇ、光重合開始剤として２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１を５．０ｇに溶剤としてシクロペンタノン２２０．５ｇを加え、濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−１）を得た。

Ｂ．ポリアミック酸溶液の作製
４，４′−ジアミノジフェニルエーテル９５．１ｇおよびビス(３−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン６．２ｇをγ−ブチロラクトン５２５ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２２０ｇと共に仕込み、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物１４４．１ｇを添加し、７０℃で３時間反応させた後、無水フタル酸３．０ｇを添加し、さらに７０℃で２時間反応させ、２５重量％のポリアミック酸溶液（ＰＡＡ）を得た。

Ｃ．ポリマー分散剤の合成
４，４′−ジアミノベンズアニリド１６１．３ｇ、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン１７６．７ｇ、およびビス(３−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン１８．６ｇをγ−ブチロラクトン２６６７ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン５２７ｇと共に仕込み、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物４３９．１ｇを添加し、７０℃で３時間反応させた後、無水フタル酸２．２ｇを添加し、さらに７０℃で２時間反応させ、２０重量％のポリアミック酸溶液であるポリマー分散剤（ＰＤ）を得た。

Ｄ．非感光性黒色ペーストの作製
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル及びビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンをＮ−メチル−２−ピロリドンを溶媒として反応させ、ポリイミド前駆体（ポリアミック酸）溶液を得た。

三菱化成（株）製カーボンブラック“ＭＡ１００”４．６ｇ、ポリイミド前駆体溶液２４ｇおよびＮ−メチルピロリドン６１．４ｇをホモジナイザーを用いて、7000 rpmで３０分間分散し、ガラスビーズをろ過して非感光性黒色ペーストを調製した。

Ｅ．非感光性カラーペーストの作製
ピグメントレッドＰＲ２５４、３．６ｇ（８０ｗｔ％）、ピグメントレッドＰＲ１７７、０．９ｇ（２０ｗｔ％）とポリマー分散剤（ＰＤ）２２．５ｇおよびγ−ブチロラクトン４２．８ｇ、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール２０．２ｇをガラスビーズ９０ｇとともに仕込み、ホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで５時間分散後、ガラスビーズを濾過し、除去した。このようにしてＰＲ２５４とＰＲ１７７からなる分散液５％溶液（ＲＤ）を得た。

分散液（ＲＤ）４５．６ｇにポリアミック酸溶液（ＰＡＡ）１８．２ｇをγ−ブチロラクトン３９．５２ｇで希釈した溶液を添加混合し、顔料／樹脂比率が２５／７５である赤色カラーペースト（ＲＰＩ−１）を得た。同様にして、ピグメントグリーンＰＧ３６とピグメントイエローＰＹ１５０の重量混合比（Ｇ／Ｙ）が６０／４０で、顔料／樹脂比率が３５／６５である緑色カラーペースト（ＧＰＩ−１）、ピグメントブルーＰＢ１５：６からなり、顔料／樹脂比率が２０／８０である青色カラーペースト（ＢＰＩ−１）を得た。各カラーペーストの固形分濃度は５．３％に調製した。

Ｆ．感光性カラーレジストの作製
ピグメントレッドＰＲ２０９、７．０５ｇを３−メチル−３−メトキシブタノール５０ｇとともに仕込み、ホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで５時間分散後、ガラスビーズを濾過し、除去した。アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）７０．００ｇ、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３０．００ｇ、光重合開始剤として２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１を１５．００ｇにシクロペンタノン２６０．００ｇを加えた濃度２０重量％の感光性アクリル樹脂溶液１００ｇを加え、顔料／樹脂比率が２６／７４である赤色カラーレジストを得た。同様にして、ピグメントグリーンＰＧ３６とピグメントイエローＰＹ１５０の重量混合比（Ｇ／Ｙ）が７０／３０で、顔料／樹脂比率が１０／９０である緑色カラーレジスト（ＧＡＣ−１）、ピグメントブルーＰＢ１５：６からなり、顔料／樹脂比率が１０／９０である青色カラーレジスト（ＢＡＣ−１）を得た。各カラーレジストの固形分濃度は１７．２％に調製した。

Ｇ．カラーフィルターの作製と評価
コーニングジャパン株式会社製０．７ｍｍ厚ガラス基板“１７３７”上に、上記Ｄで調製した非感光性黒色ペーストを熱処理後の膜厚が１．０μｍとなるようスピンナーで塗布して、黒色塗膜を形成した。該塗膜を、１２０℃のオーブンで２０分乾燥し、この上にポジ型フォトレジスト（東京応化株式会社製“ＯＦＰＲ−８００”）を塗布し、９０℃で１０分オーブン乾燥した。ユニオン光学株式会社製紫外線露光機“ＰＥＭ−６Ｍ”を用い、各色画素の周辺部に格子状にブラックマトリクスが残るフォトマスクパターンを介して、６０ｍＪ／ｃｍ^２（３６５ｎｍの紫外線強度）で露光した。

露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの２．０％の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォトレジストの現像および黒色塗膜のエッチングを同時に行った。エッチング後不要となったフォトレジスト層をアセトンで剥離し、２４０℃で３０分熱処理し、樹脂ブラックマトリクスを得た。

ブラックマトリクスがパターン加工されたガラス基板上に熱処理後の膜厚が３．０μｍになるように感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−１）をスピンナーで塗布し、該塗膜を９０℃のオーブンで１０分乾燥した後、ユニオン光学株式会社製紫外線露光機“ＰＥＭ−６Ｍ”を用い、フォトマスクパターンを介して赤、緑、青の各画素の反射用領域に透明樹脂層が残るように１５０ｍＪ/ｃｍ^２（３６５ｎｍの紫外線強度）、露光ギャップ５０μｍで露光した。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド０．１％の水溶液からなる現像液に浸漬し、２２０℃のオーブンで３０分熱処理し、赤、緑、青画素の反射用領域に透明樹脂層を得た。

次に透過用領域の画素中央での熱処理後の膜厚が０．７μｍになるように赤ペースト（ＲＰＩ−１）をスピンナーで基板上に塗布し、該塗膜を１２０℃のオーブンで２０分乾燥した。該塗膜の上に透過用領域の画素の中央での熱処理後の膜厚が、ＲＰＩ−１からなる塗膜との合計が、１．７μｍになるように赤レジスト（ＲＡＣ−１）をスピンナーで基板上に塗布し、該塗膜を８０℃のオーブンで１０分間熱処理した。ユニオン光学株式会社製紫外線露光機“ＰＥＭ−６Ｍ”を用い、赤画素の透過用領域と反射用領域は光が透過するクロム製フォトマスクを介して、１００ｍＪ／ｃｍ^２（３６５ｎｍの紫外線強度）、ギャップ１００μｍで露光した。露光後にテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの２．０％の水溶液からなる現像液に浸積し、ＲＡＣ−１およびＲＰＩ−１から得た積層された着色層を現像した。現像後に２４０℃のオーブンで３０分熱処理をし透過用領域と反射用領域を有する赤画素を得た。このとき、赤画素に欠けや剥がれは観察されずパターンは良好であった。

次に、透過用領域の画素中央での熱処理後の膜厚が０．７μｍになるように緑ペースト（ＧＰＩ−１）をスピンナーで基板上に塗布し、該塗膜を１２０℃のオーブンで２０分乾燥した。該塗膜の上に透過用領域の画素の中央での熱処理後の膜厚が、ＧＰＩ−１からなる塗膜との合計が、１．７μｍになるように緑レジスト（ＧＡＣ−１）をスピンナーで基板上に塗布し、該塗膜を８０℃のオーブンで１０分間熱処理した。ユニオン光学株式会社製紫外線露光機“ＰＥＭ−６Ｍ”を用い、緑画素の透過用領域と反射用領域は光が透過するクロム製フォトマスクを介して、１００ｍＪ／ｃｍ^２、ギャップ１００μｍで露光した。露光後にテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの２．０％の水溶液からなる現像液に浸積し、ＧＡＣ−１およびＧＰＩ−１から得た積層された着色層を現像した。現像後に２４０℃のオーブンで３０分熱処理をし透過用領域と反射用領域を有する緑画素を得た。このとき、緑画素に欠けや剥がれは観察されず外観は良好であった。

次に、透過用領域の画素中央での熱処理後の膜厚が０．７μｍになるように青ペースト（ＢＰＩ−１）をスピンナーで基板上に塗布し、該塗膜を１２０℃のオーブンで２０分乾燥した。該塗膜の上に透過用領域の画素の中央での熱処理後の膜厚が、ＢＰＩ−１からなる塗膜との合計が、１．７μｍになるように青レジスト（ＢＡＣ−１）をスピンナーで基板上に塗布し、該塗膜を８０℃のオーブンで１０分間熱処理した。ユニオン光学株式会社製紫外線露光機“ＰＥＭ−６Ｍ”を用い、緑画素の透過用領域と反射用領域は光が透過するクロム製フォトマスクを介して、１００ｍＪ／ｃｍ^２、ギャップ１００μｍで露光した。露光後にテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの２．０％の水溶液からなる現像液に浸積し、ＢＡＣ−１およびＢＰＩ−１から得た積層された着色層を現像した。現像後に２４０℃のオーブンで３０分熱処理をし透過用領域と反射用領域を有する緑画素を得た。このとき、青画素に欠けや剥がれは観察されず外観は良好であった。

得られた画素上にオーバーコート層を２．０μｍの厚みで製膜し、さらにその上にＩＴＯ膜を膜厚０．１４μｍとなるようにスパッタリングした。

得られたカラーフィルターを断面ＳＥＭ：日立製作所（株）製、“Ｓ−２３００”走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、透明樹脂層の膜厚Ｔ１は３．０μｍ、テーパー部の幅Ｌ１は１．７μｍ、突起形状の高さＴ２は０．１μｍであった。作製したカラーフィルターの透明樹脂層の形状および画素の外観について表１にまとめた。

実施例２〜５
ガラス基板上に熱処理後の膜厚が所望の膜厚Ｔ１になるように感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−１）をスピンナーで塗布し、該塗膜を９０℃のオーブンで１０分乾燥した。露光量を１５０ｍＪ／ｃｍ^２（実施例２〜４）もしくは８０ｍＪ／ｃｍ^２（実施例５）、露光ギャップを１００μｍ（実施例２、４、５）もしくは１５０μｍ（実施例３）にした以外は実施例１と同様にして赤、緑、青画素の反射用領域に透明樹脂層を得た。

次に実施例１と同様にして、透過用領域の画素中央での熱処理後の膜厚が０．７μｍになるように赤ペースト（ＲＰＩ−１）を塗布乾燥し、ＲＰＩ−１からなる塗膜との合計が１．７μｍになるように赤レジスト（ＲＡＣ−１）を塗布、熱処理した。フォトマスクを介して露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの２．０％の水溶液からなる現像液に浸積し、ＲＡＣ−１およびＲＰＩ−１から得た積層された着色層を現像した。現像後に２４０℃のオーブンで３０分熱処理をし透過用領域と反射用領域を有する赤画素を得た。

同様にしてＧＰＩ−１およびＧＡＣ−１を用いて緑画素を、ＢＰＩ−１およびＢＡＣ―１を用いて青画素を得た。

得られた画素に欠けや剥がれは観察されず外観は良好であった。得られた画素上にオーバーコート層を２．０μｍの厚みで製膜し、さらにその上にＩＴＯ膜を膜厚０．１４μｍとなるようにスパッタリングして得られたカラーフィルターを断面ＳＥＭにより観察し、透明樹脂層の形状を測定した。

実施例６
アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）７０．０ｇ、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３０．０ｇ、光重合開始剤として２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１を１０．０ｇに溶剤としてシクロペンタノン２４０．５ｇを加えて得られた濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−２）を用い、膜厚Ｔ１が１．８μｍ、露光ギャップ１００μｍで露光した以外は実施例１と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

実施例７
アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）７０．０ｇ、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３０．０ｇ、光重合開始剤として２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルホリノプロパン−１−オンを３．０ｇ、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノンを２．０ｇに溶剤としてシクロペンタノン２２０．５ｇを加えて得られた濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−３）を用い、膜厚Ｔ１が２．５μｍ、露光ギャップ１００μｍで露光した以外は実施例１と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

得られた画素に欠けや剥がれは観察されず外観は良好であった。得られた画素上にオーバーコート層を２．０μｍの厚みで製膜し、さらにその上にＩＴＯ膜を膜厚０．１４μｍとなるようにスパッタリングして得られたカラーフィルターを断面ＳＥＭにより観察し、透明樹脂層の形状を測定した。このとき、透明樹脂層の形状は、テーパー部の最下面よりテーパー部の上面位置がせり出した、いわゆる逆テーパーとなっていた。

実施例８
アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）７０．０ｇ、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３０．０ｇ、光重合開始剤として１，２−オクタンジオン，１−[４−（フェニルチオ）−，２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製“イルガキュア”ＯＸＥ０１を３．０ｇ、溶剤としてシクロペンタノン２１２．５ｇを加えて得られた濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−４）を用い、膜厚Ｔ１が３．０μｍ、露光ギャップ１５０μｍで露光した以外は実施例１と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

実施例９
感光性透明樹脂組成物ＴＡＣ−４を用い、膜厚Ｔ１が２．０μｍにした以外は実施例７と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

実施例１０
沈降性硫酸バリウム（一次粒子径０．０３μｍ）１４．４ｇとアクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）１０６ｇ、溶媒としてシクロペンタノン１２２ｇをガラスビーズ９０ｇとともに仕込み、ホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで５時間分散後、ガラスビーズを濾過、除去し、硫酸バリウム分散液を得た。この硫酸バリウム分散液２１８．２ｇに多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート４１．０ｇ、光重合開始剤として１，２−オクタンジオン，１−[４−（フェニルチオ）−，２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製“イルガキュア”ＯＸＥ０１を２．０ｇ、溶剤としてシクロペンタノン２２３．８ｇを加えて得られた濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−５）を用い、膜厚Ｔ１が３．０μｍ、露光ギャップ１５０μｍで露光した以外は実施例１と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

実施例１１
アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）７０．０ｇ、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート１５．０ｇおよび［９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン１５．０ｇ光重合開始剤として１，２−オクタンジオン，１−[４−（フェニルチオ）−，２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製“イルガキュア”ＯＸＥ０１を３．０ｇ、溶剤としてシクロペンタノン２１２．５ｇを加えて得られた濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−６）を用い、膜厚Ｔ１が３．０μｍ、露光ギャップ１５０μｍで露光した以外は実施例１と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

実施例１２
アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）７０．０ｇ、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３０．０ｇ、光重合開始剤として１，２−オクタンジオン，１−[４−（フェニルチオ）−，２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製“イルガキュア”ＯＸＥ０１を５．０ｇ、紫外線吸収剤として２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１、１、３、３−テトラメチルブチル）フェノールを１ｇ、
溶剤としてシクロペンタノン２２４．５ｇを加えて得られた濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−７）を用い、膜厚Ｔ１が３．０μｍ、露光ギャップ１５０μｍで露光した以外は実施例１と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

実施例１３
沈降性硫酸バリウム（一次粒子径０．０３μｍ）１４．４ｇとアクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）１０６ｇ、溶媒としてシクロペンタノン１２２ｇをガラスビーズ９０ｇとともに仕込み、ホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで５時間分散後、ガラスビーズを濾過、除去し、硫酸バリウム分散液を得た。この硫酸バリウム分散液２１８．２ｇに多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３２．８ｇおよび［９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン８．２ｇ、光重合開始剤として１，２−オクタンジオン，１−[４−（フェニルチオ）−，２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製“イルガキュア”ＯＸＥ０１を３．０ｇ、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ペンチルフェノール１ｇ、溶剤としてシクロペンタノン２３１．８ｇを加えて得られた濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−８）を用い、膜厚Ｔ１が３．０μｍ、露光ギャップ１５０μｍで露光した以外は実施例１と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

実施例１４
感光性透明樹脂組成物ＴＡＣ−８を用い、膜厚Ｔ１が４．０μｍにした以外は実施例１３と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

比較例１
露光ギャップ３０μｍで露光した以外は実施例１と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

赤画素については欠けや剥がれは観察されず外観は良好であったが、緑画素では画素の透過用領域および反射用領域の双方において、欠け、剥がれが観察された。青画素については緑画素よりは軽微なものの青画素の反射用領域において欠け、剥がれが観察された。
得られた画素上にオーバーコート層を２．０μｍの厚みで製膜し、さらにその上にＩＴＯ膜を膜厚０．１４μｍとなるようにスパッタリングして得られたカラーフィルターを断面ＳＥＭにより観察し、透明樹脂層の形状を測定したしたところ、透明樹脂層の膜厚Ｔ１は３．０μｍ、テーパー部の幅Ｌ１は０．９μｍであり、突起形状がない形状となっていた。

比較例２〜４
所望の膜厚Ｔ１になるように感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−１もしくはＴＡＣ−２）を塗布し、露光量を１５０ｍＪ／ｃｍ^２で露光ギャップを２５０μｍ（比較例２）、露光量を３００ｍＪ／ｃｍ^２で露光ギャップを１００μｍ（比較例３）、露光量を１５０ｍＪ／ｃｍ^２で露光ギャップを１００μｍ（比較例３）にした以外は実施例１と同様にして赤、緑、青画素の反射用領域に透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

得られた画素に欠けや剥がれが観察された。得られた画素上にオーバーコート層を２．０μｍの厚みで製膜し、さらにその上にＩＴＯ膜を膜厚０．１４μｍとなるようにスパッタリングして得られたカラーフィルターを断面ＳＥＭにより観察し、透明樹脂層の形状を測定した。

比較例５
アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）７０．０ｇ、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３０．０ｇ、光重合開始剤として２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルホリノプロパン−１−オンを３．０ｇに溶剤としてシクロペンタノン２４０．５ｇを加えて得られた濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−９）を用い、膜厚Ｔ１が３．０μｍ、露光ギャップ１００μｍで露光した以外は実施例１と同様にして透明樹脂層を作製し、続いて赤、緑、青の各画素を得た。

本発明の透明樹脂層の模式断面図本発明のカラーフィルター加工の例従来のカラーフィルターの模式断面図従来のカラーフィルターの模式断面図従来のカラーフィルターの模式断面図従来のカラーフィルターの模式断面図従来のカラーフィルターの模式断面図

符号の説明

１：透明基板
２：透明樹脂層
３：ブラックマトリックス
４：着色層
５：無着色領域
６：透過用領域
７：反射用領域
８Ｂ：青画素領域
８Ｇ：緑画素領域
８Ｒ：赤画素領域
９：オーバーコート層
１４ａ：濃色着色層（透過用領域用）
１４ｂ：淡色着色層（反射用領域用）
２４ａ：感光性カラーレジストからなる着色層
２４ｂ：非感光性カラーペーストからなる着色層

Claims

基板上に着色層を有する複数色の画素が形成され、かつ一画素中に透過用領域と反射用領域を有するカラーフィルターであって、反射用領域において基板と着色層の間に透明樹脂層を有し、該透明樹脂層のテーパー部の幅Ｌ１が５μｍ以下であり、かつ該透明樹脂層の端部に突起形状を有していることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター。
透明樹脂層の膜厚Ｔ１が、０．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
少なくとも１色の画素の透過用領域に複数の着色層が積層され、かつ反射用領域には、透過用領域よりも少ない数の着色層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
積層された着色層のうち下層の着色層のバインダー樹脂がポリイミド樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルター。
透明樹脂層が、少なくとも樹脂と溶剤と多官能モノマーおよび光重合開始剤を含む感光性透明樹脂組成物を用いて形成されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルター。
透明樹脂層に用いる感光性透明樹脂組成物に含有される光重合開始剤として、オキシム系の光重合開始剤を含有することを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルター。
請求項１〜６のいずれかに記載のカラーフィルターを用いたことを特徴とする液晶表示装置。