(57)【要約】【課題】ブラックマトリクスに空洞、欠けが生じず、高精細に適したカラーフィルタとその製造方法、表示装置とする。【解決手段】カラーフィルタ１０は透明基板１上に下記形状の好ましくは線幅１〜７μｍのブラックマトリクス２をポジ型の樹脂レジストから近接露光法で形成し、次いで、その開口部Ａに着色層３を好ましくはポジ型の樹脂レジストから同様の形状で形成する。極大点Ｑｍａｘの極大高さＴｍａｘの半値高さＴｈの点を中位点Ｑｈ、面方向で外側に最も突き出した部分を端部開始点Ｑｅとし、イ）中位点Ｑｈのテーパー角θが５０〜９０°、ロ）透明基材表面に端部開始点Ｑｅの一方から他方まで連続して接し、ハ）端部開始点Ｑｅから極大点ＱｍａｘまでヒサシＢがない。着色層も類似の形状とするのが、高精細及び高色純度の点で好ましい。表示装置はこのカラーフィルタを備える。【選択図】図１
2014153420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板の一方の面上に形成されたブラックマトリクスと、
前記ブラックマトリクスの少なくとも開口部に形成された着色層と、を有し、
前記ブラックマトリクスの線幅方向における厚み方向での断面における前記透明基板の一方の面からの高さについて、前記ブラックマトリクスの高さが最も高くなる極大点Ｑｍａｘの高さを極大高さＴｍａｘとし、
Ｔｍａｘ／２の半値高さＴｈとなる部分を中位点Ｑｈとし、
前記ブラックマトリクスが前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分を端部開始点Ｑｅとするときに、
前記ブラックマトリクスは、
イ）前記中位点Ｑｈにおける前記透明基板の一方の面に平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°であり、
ロ）前記ブラックマトリクスが前記透明基材の表面に、前記端部開始点Ｑｅの一方から他方まで連続して接触しており、
ハ）前記端部開始点Ｑｅから前記極大点Ｑｍａｘに至る部分に前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシが存在しない、
形状のものを含む、カラーフィルタ。
【請求項２】
前記ブラックマトリクスが、ポジ型の樹脂レジストから形成されている、請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記イ）、ロ）及びハ）を満たす特定形状のブラックマトリクスが、線幅が１〜７μｍとなる部分を含む、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記イ）、ロ）及びハ）を満たす特定形状のブラックマトリクスが、前記極大高さＴｍａｘが１〜３μｍとなる部分を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記ブラックマトリクスの光学濃度が４．０以上である、請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記着色層として、
前記ブラックマトリクスの線幅方向における厚み方向での断面における前記透明基板の一方の面からの高さについて、前記着色層の高さが最も高くなる極大点Ｐｍａｘの高さを極大高さＨｍａｘとし、前記着色層が前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分である端部開始点Ｐｅの高さを端部高さＨｓとし、
（Ｈｍａｘ＋Ｈｓ）／２の半値高さＨｈとなる部分を中位点Ｐｈとし、
前記透明基板の一方の面の面内において前記ブラックマトリクスと前記着色層とが出会う部分を底部開始点Ｐｂとするときに、
前記着色層は、
ａ）前記中位点Ｐｈにおける前記透明基板の一方の面に平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°であり、
ｂ）前記端部開始点Ｐｅが前記ブラックマトリクス上に位置しており、
ｃ）前記着色層が前記ブラックマトリクスの側面を含む表面に、前記底部開始点Ｐｂから前記端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触しており、さらに前記着色層が前記着色層と隣り合う隣接着色層の上に一部重なるときは前記隣接着色層の側面を含む表面に、当該表面に位置する前記端部開始点Ｐｅまで連続して接触しており、
ｄ）前記端部開始点Ｐｅから前記極大点Ｐｍａｘに至る部分に前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシが存在しない、
形状のものを含む、請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記着色層が、ポジ型の樹脂レジストから形成されている、請求項６に記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
透明基板と、
前記透明基板の一方の面上に形成されたブラックマトリクスと、
前記ブラックマトリクスの少なくとも開口部に形成された着色層と、を有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記ブラックマトリクスの線幅方向における厚み方向での断面における前記透明基板の一方の面からの高さについて、前記ブラックマトリクスの高さが最も高くなる極大点Ｑｍａｘの高さを極大高さＴｍａｘとし、
Ｔｍａｘ／２の半値高さＴｈとなる部分を中位点Ｑｈとし、
前記ブラックマトリクスが前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分を端部開始点Ｑｅとするときに、
前記ブラックマトリクスは、
イ）前記中位点Ｑｈにおける前記透明基板の一方の面に平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°であり、
ロ）前記ブラックマトリクスが前記透明基材の表面に、前記端部開始点Ｑｅの一方から他方まで連続して接触しており、
ハ）前記端部開始点Ｑｅから前記極大点Ｑｍａｘに至る部分に前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシが存在しない、
形状のブラックマトリクスを、ポジ型の樹脂レジストから近接露光法により形成する、ブラックマトリクス形成工程（Ａ）と、
前記ブラックマトリクスの少なくとも開口部に、着色層を形成する着色層形成工程（Ｂ）と、
を、この順に含む、カラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記イ）、ロ）及びハ）を満たす特定形状のブラックマトリクスが、線幅が１〜７μｍとなる部分を含む、請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記イ）、ロ）及びハ）を満たす特定形状のブラックマトリクスが、前記極大高さＴｍａｘが１〜３μｍとなる部分を含む、請求項８又は９に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記ブラックマトリクスの光学濃度が４．０以上である、請求項８〜１０のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記着色層形成工程（Ｂ）において、
前記ブラックマトリクスの線幅方向における厚み方向での断面における前記透明基板の一方の面からの高さについて、前記着色層の高さが最も高くなる極大点Ｐｍａｘの高さを極大高さＨｍａｘとし、前記着色層が前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分である端部開始点Ｐｅの高さを端部高さＨｓとし、
（Ｈｍａｘ＋Ｈｓ）／２の半値高さＨｈとなる部分を中位点Ｐｈとし、
前記透明基板の一方の面の面内において前記ブラックマトリクスと前記着色層とが出会う部分を底部開始点Ｐｂとするときに、
前記着色層として、
ａ）前記中位点Ｐｈにおける前記透明基板の一方の面に平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°であり、
ｂ）前記端部開始点Ｐｅが前記ブラックマトリクス上に位置しており、
ｃ）前記着色層が前記ブラックマトリクスの側面を含む表面に、前記底部開始点Ｐｂから前記端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触しており、さらに前記着色層が前記着色層と隣り合う隣接着色層の上に一部重なるときは前記隣接着色層の側面を含む表面に、当該表面に位置する前記端部開始点Ｐｅまで連続して接触しており、
ｄ）前記端部開始点Ｐｅから前記極大点Ｐｍａｘに至る部分に前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシが存在しない、
形状の着色層については、ポジ型の樹脂レジストから近接露光法により形成する、請求項８〜１１のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれかに記載のカラーフィルタを含む表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ及びその製造方法、並びに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビジョンなどの表示装置用のカラーフィルタは、一般的に、透明基板上に、樹脂レジストを用いてフォトリソグラフィ法でブラックマトリクスが形成された後、着色層が形成されている。このフォトリソグラフィ法には、生産性に優れる近接露光法（プロキシミティ露光法）が利用される（特許文献１）。
近接露光法では、透明基板の板面に平行な面方向では、マスク開口を通過後の露光光が回折して広がる為に、マスク開口より広い範囲のレジスト層が露光され、厚み方向では透明基板付近の露光量が小さくなり、マスク開口に相当する部分のレジスト層しか露光され硬化しない。そこで、マスク開口はブラックマトリクスよりも小さ目に設定される。ただ、露光及び現像後のレジスト層の断面形状は、透明基板から遠くなる程外側に向かって突き出した逆テーパー形状となる。逆テーパー形状は、ブラックマトリクスや着色層などの品質不良の原因に繋がるため、現像後のポストベイクによって、レジスト層を軟化流動化させて順テーパー形状にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２２０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、スマートフォン、タブレットコンピュータなど、特に多機能携帯情報端末としての中小型の表示装置の普及にともない、カラーフィルタには、より高精細の表示に対応できるものが望まれるようになってきている。そこで、カラーフィルタのブラックマトリクスは、その線幅が従来は１０〜２０μｍ程度であったが、例えば５μｍなどと１０μｍ以下が望まれている。
【０００５】
一方、カラーフィルタのブラックマトリクスは、高ＯＤ（光学濃度）に対応するために、ブラックマトリクス中のカーボンブラックなどの遮光材は高濃度になり厚みは厚くなる傾向にある。このため、ブラックマトリクスを樹脂レジストからフォトリソグラフィ法で形成するときに、露光、現像によりパターン化されるレジスト層は、露光光の透過率が著しく抑えられる結果、露光光がレジスト層の透明基板側まで届き難くなっている。そこで、ブラックマトリクス用の樹脂レジストには光重合開始剤を含むネガ型が使われているので、レジスト中の光重合開始剤を高濃度にすることで、露光感度を上げて対処している。
【０００６】
しかしながら、従来のカラーフィルタ２０では、図１１（ａ）の部分拡大断面図に示すように、ブラックマトリクス２とする為に、マスクＭによって露光されたレジスト層２Ａの現像後の断面形状の逆テーパー形状を、ポストベイクで順テーパー形状にするときに、ポストベイクが不完全であると、図１１（ｂ）の部分拡大断面図に示すように、透明基板１と、ブラックマトリクス２とに挟まれるようにして、空洞Ｇが生じることがある。
【０００７】
空洞Ｇが生じると、ブラックマトリクス２は、その部分で厚みが薄くなり遮光性が低下してしまう。ブラックマトリクス２の線幅が１０μｍ以上のときに生じる空洞Ｇの品質低下への影響に比べて、線幅がより細くなり空洞Ｇが生じ得る傾斜面を有する傾斜部の線幅方向で割合が大きくなると、品質低下への影響は無視できない問題となる。しかも、側面を順テーパー形状に変化させた後の傾斜部を含めた外形形状からは、空洞Ｇの存在は識別できず、品質管理上、問題となり得る。
【０００８】
また、側面の傾斜面の形状が逆テーパー形状であると、図１２（ａ）の部分拡大断面図で示すように、ブラックマトリクス２とするためのレジスト層２Ａは、その頂部２ｔの幅Ｗｔに対して、底部２ｂの幅Ｗｂが小さくなる。そして、ブラックマトリクス２の線幅が狭くなるにつれて、図１２（ｂ）の部分拡大断面図で示すように、頂部２ｔが有限の幅であっても、底部２ｂの幅がゼロに近づき、現像時にレジスト層２Ａが剥がれて脱落することがある。また、ブラックマトリクス２とするためのレジスト層２Ａの厚みが、頂部２ｔが一定のままで、厚くなっても、図１２（ｃ）の部分拡大断面図で示すように、底部２ｂの幅がゼロに近づき、やはり、現像時にレジスト層２Ａが剥がれて脱落することがある。
すると、図１２（ｄ）の部分拡大平面図で示すように、ブラックマトリクス２は、その部分に欠けＥが生じることがある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、空洞や欠けが生じず、高精細に適したカラーフィルタ及びその製造方法、並びに表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、次のような構成のカラーフィルタ及びその製造方法、並びに表示装置とした。
【００１１】
（１）透明基板と、
前記透明基板の一方の面上に形成されたブラックマトリクスと、
前記ブラックマトリクスの少なくとも開口部に形成された着色層と、を有し、
前記ブラックマトリクスの線幅方向における厚み方向での断面における前記透明基板の一方の面からの高さについて、前記ブラックマトリクスの高さが最も高くなる極大点Ｑｍａｘの高さを極大高さＴｍａｘとし、
Ｔｍａｘ／２の半値高さＴｈとなる部分を中位点Ｑｈとし、
前記ブラックマトリクスが前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分を端部開始点Ｑｅとするときに、
前記ブラックマトリクスは、
イ）前記中位点Ｑｈにおける前記透明基板の一方の面に平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°であり、
ロ）前記ブラックマトリクスが前記透明基材の表面に、前記端部開始点Ｑｅの一方から他方まで連続して接触しており、
ハ）前記端部開始点Ｑｅから前記極大点Ｑｍａｘに至る部分に前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシが存在しない、
形状のものを含む、カラーフィルタ。
（２）前記ブラックマトリクスが、ポジ型の樹脂レジストから形成されている、前記（１）のカラーフィルタ。
（３）前記イ）、ロ）及びハ）を満たす特定形状のブラックマトリクスが、線幅が１〜７μｍとなる部分を含む、前記（１）又は（２）のカラーフィルタ。
（４）前記イ）、ロ）及びハ）を満たす特定形状のブラックマトリクスが、前記極大高さＴｍａｘが１〜３μｍとなる部分を含む、前記（１）〜（３）のいずれかのカラーフィルタ。
（５）前記ブラックマトリクスの光学濃度が４．０以上である、前記（１）〜（４）のいずれかのカラーフィルタ。
（６）前記着色層として、
前記ブラックマトリクスの線幅方向における厚み方向での断面における前記透明基板の一方の面からの高さについて、前記着色層の高さが最も高くなる極大点Ｐｍａｘの高さを極大高さＨｍａｘとし、前記着色層が前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分である端部開始点Ｐｅの高さを端部高さＨｓとし、
（Ｈｍａｘ＋Ｈｓ）／２の半値高さＨｈとなる部分を中位点Ｐｈとし、
前記透明基板の一方の面の面内において前記ブラックマトリクスと前記着色層とが出会う部分を底部開始点Ｐｂとするときに、
前記着色層は、
ａ）前記中位点Ｐｈにおける前記透明基板の一方の面に平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°であり、
ｂ）前記端部開始点Ｐｅが前記ブラックマトリクス上に位置しており、
ｃ）前記着色層が前記ブラックマトリクスの側面を含む表面に、前記底部開始点Ｐｂから前記端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触しており、さらに前記着色層が前記着色層と隣り合う隣接着色層の上に一部重なるときは前記隣接着色層の側面を含む表面に、当該表面に位置する前記端部開始点Ｐｅまで連続して接触しており、
ｄ）前記端部開始点Ｐｅから前記極大点Ｐｍａｘに至る部分に前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシが存在しない、
形状のものを含む、前記（１）〜（５）のいずれかのカラーフィルタ。
（７）前記着色層が、ポジ型の樹脂レジストから形成されている、前記（６）のカラーフィルタ。
【００１２】
（８）透明基板と、
前記透明基板の一方の面上に形成されたブラックマトリクスと、
前記ブラックマトリクスの少なくとも開口部に形成された着色層と、を有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記ブラックマトリクスの線幅方向における厚み方向での断面における前記透明基板の一方の面からの高さについて、前記ブラックマトリクスの高さが最も高くなる極大点Ｑｍａｘの高さを極大高さＴｍａｘとし、
Ｔｍａｘ／２の半値高さＴｈとなる部分を中位点Ｑｈとし、
前記ブラックマトリクスが前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分を端部開始点Ｑｅとするときに、
前記ブラックマトリクスは、
イ）前記中位点Ｑｈにおける前記透明基板の一方の面に平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°であり、
ロ）前記ブラックマトリクスが前記透明基材の表面に、前記端部開始点Ｑｅの一方から他方まで連続して接触しており、
ハ）前記端部開始点Ｑｅから前記極大点Ｑｍａｘに至る部分に前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシが存在しない、
形状のブラックマトリクスを、ポジ型の樹脂レジストから近接露光法により形成する、ブラックマトリクス形成工程（Ａ）と、
前記ブラックマトリクスの少なくとも開口部に、着色層を形成する着色層形成工程（Ｂ）と、
を、この順に含む、カラーフィルタの製造方法。
（９）前記イ）、ロ）及びハ）を満たす特定形状のブラックマトリクスが、線幅が１〜７μｍとなる部分を含む、前記（８）のカラーフィルタの製造方法。
（１０）前記イ）、ロ）及びハ）を満たす特定形状のブラックマトリクスが、前記極大高さＴｍａｘが１〜３μｍとなる部分を含む、前記（８）又は（９）のカラーフィルタの製造方法。
（１１）前記ブラックマトリクスの光学濃度が４．０以上である、前記（８）〜（１０）のいずれかのカラーフィルタの製造方法。
（１２）前記着色層形成工程（Ｂ）において、
前記ブラックマトリクスの線幅方向における厚み方向での断面における前記透明基板の一方の面からの高さについて、前記着色層の高さが最も高くなる極大点Ｐｍａｘの高さを極大高さＨｍａｘとし、前記着色層が前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分である端部開始点Ｐｅの高さを端部高さＨｓとし、
（Ｈｍａｘ＋Ｈｓ）／２の半値高さＨｈとなる部分を中位点Ｐｈとし、
前記透明基板の一方の面の面内において前記ブラックマトリクスと前記着色層とが出会う部分を底部開始点Ｐｂとするときに、
前記着色層として、
ａ）前記中位点Ｐｈにおける前記透明基板の一方の面に平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°であり、
ｂ）前記端部開始点Ｐｅが前記ブラックマトリクス上に位置しており、
ｃ）前記着色層が前記ブラックマトリクスの側面を含む表面に、前記底部開始点Ｐｂから前記端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触しており、さらに前記着色層が前記着色層と隣り合う隣接着色層の上に一部重なるときは前記隣接着色層の側面を含む表面に、当該表面に位置する前記端部開始点Ｐｅまで連続して接触しており、
ｄ）前記端部開始点Ｐｅから前記極大点Ｐｍａｘに至る部分に前記透明基板の一方の面に平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシが存在しない、
形状の着色層については、ポジ型の樹脂レジストから近接露光法により形成する、前記（８）〜（１１）のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【００１３】
（１３）前記（１）〜（７）のいずれかのカラーフィルタを含む表示装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるカラーフィルタ及びその製造方法によれば、空洞や欠けが生じず、高精細に適したカラーフィルタとすることができる。
本発明による表示装置によれば、高精細に適したものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるカラーフィルタをブラックマトリクスに注目して、その一実施形態例で説明する部分拡大断面図（ａ）、テーパー角θを説明する断面図（ｂ）、及びヒサシを説明する部分拡大断面図（ｃ）。
【図２】ブラックマトリクスの平面視形状を示す部分拡大平面図。
【図３】本発明によるカラーフィルタの一実施形態例を示す部分拡大断面図。
【図４】従来のカラーフィルタで着色層を高精細にしたときに顕在化し得る空洞を説明する部分拡大断面図（ａ）及び（ｂ）と、色純度低下を説明する部分拡大平面図（ｃ）。
【図５】本発明によるカラーフィルタを着色層に注目して、その一実施形態例で説明する部分拡大断面図（ａ）、テーパー角θを説明する断面図（ｂ）、及びヒサシを説明する部分拡大断面図（ｃ）。
【図６】端部開始点Ｑｅがブラックマトリクス上に位置することを説明する部分拡大断面図。
【図７】着色層が順テーパー形状でも空洞が存在し本発明非該当の形状例を示す部分拡大断面図（ａ）及び（ｃ）と、ブラックマトリクスの表面及び側面を説明するための部分拡大断面図（ｂ）。
【図８】着色層が隣接着色層上に一部重なるときを説明する部分拡大断面図。
【図９】図１（ａ）に例示のカラーフィルタの部分拡大断面図（ａ）と、これから得られる着色層の色濃度の均一性を示す部分拡大平面図（ｂ）。
【図１０】色純度を説明するｘｙ色度図。
【図１１】従来のカラーフィルタでブラックマトリクスを高精細にしたときに顕在化し得る空洞を説明する部分拡大断面図（ａ）及び（ｂ）。
【図１２】従来のカラーフィルタでブラックマトリクスを高精細にしたときに顕在化し得る「欠け」を説明する部分拡大断面図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）、並びに部分拡大平面図（ｄ）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は概念図であり、説明上の都合に応じて適宜、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。
【００１７】
《Ａ》カラーフィルタ１０：
本発明によるカラーフィルタ１０の実施形態を説明する。
【００１８】
図１の部分拡大断面図は、本実施形態のカラーフィルタ１０において、ブラックマトリクス２の線幅方向における厚み方向での断面形状を示す。図２の部分拡大平面図は、ブラックマトリクス２の平面視形状を示し、その開口部Ａは図面上下方向が大きい長方形形状をしており、同図中、この開口部Ａの短辺に平行な図面左右方向となるＣ−Ｃ線で切断したときのブラックマトリクス２の１本の線に注目した断面図が図１に対応する。図３は、本実施形態のカラーフィルタ１０を、着色層３も含めて、一つの着色層３に注目して示す部分拡大断面図である。
なお、本発明においては、ブラックマトリクス２の平面視形状は、図２の形状に限定されない。公知の各種形状をとり得る。
【００１９】
本発明においては、単に「断面形状」、「断面」と言うときは、その断面は、ブラックマトリクス２の線幅方向における厚み方向での断面を意味する。
【００２０】
先ず、図１（ａ）は、本実施形態のカラーフィルタ１０を、それが有するブラックマトリクス２に注目した模式的な部分拡大断面図であり、図１（ｂ）は、テーパー角θの定義を説明する部分拡大断面図であり、図１（ｃ）は、ヒサシＢの定義を説明する部分拡大断面図である。
【００２１】
図３に示すように、本発明によるカラーフィルタ１０は、透明基板１と、透明基板１の一方の面１ｐの面上に形成されたブラックマトリクス２と、ブラックマトリクス２の少なくとも開口部Ａに形成された着色層３と、を有する。
【００２２】
しかも、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、本発明のカラーフィルタ１０において、ブラックマトリクス２は、次の特定形状を有する。すなわち、
ブラックマトリクス２の線幅方向（図面では左右方向）における厚み方向（図面では上下方向）での断面における透明基板１の一方の面１ｐからの高さについて、ブラックマトリクス２の高さが最も高くなる極大点Ｑｍａｘの高さを極大高さＴｍａｘとし、
Ｔｍａｘ／２の半値高さＴｈとなる部分を中位点Ｑｈとし、
ブラックマトリクス２が透明基板１の一方の面１ｐに平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分を端部開始点Ｑｅとするときに、
次の、イ）、ロ）及びｃ）の３条件を全て満す形状のものを含んでいる。
イ）中位点Ｑｈにおける透明基板１の一方の面１ｐに平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°である。
ロ）ブラックマトリクス２が透明基材１の表面に、端部開始点Ｑｅの一方から他方まで連続して接触している。
ハ）端部開始点Ｑｅから極大点Ｑｍａｘに至る部分に透明基板１の一方の面１ｐに平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシＢが存在しない。
【００２３】
こうしたヒサシＢが存在せず上記条件イ）のようにテーパー角θが急峻な順テーパー形状のブラックマトリクス２は、逆テーパー形状に起因する空洞Ｇが安定的に存在しない。また、こうしたヒサシＢが存在せずテーパー角θが急峻な順テーパー形状のブラックマトリクス２は、従来、ブラックマトリクス２にネガ型の樹脂レジストを用いていたのに対し、ポジ型の樹脂レジストを用いて近接露光法を利用して形成することによって、安定的に形成することができる。
【００２４】
本実施形態においては、上記特定形状のブラックマトリクス２は、カラーフィルタ１０の表示領域の全域に形成されている。
なお、本発明においては、上記特定形状のブラックマトリクス２は、カラーフィルタ１０の表示領域の全域に形成されていることが好ましいが、一部であってもよい。
【００２５】
以下、構成要素ごとにさらに詳述する。
【００２６】
《ブラックマトリクス２》
先ず、ブラックマトリクス２について、ブラックマトリクス２を構成する線の部分の断面形状における形状的特徴から説明する。
【００２７】
＜条件イ）テーパー角θが５０〜９０°＞
テーパー角θとは、本発明においては、ブラックマトリクス２の断面形状にて、中位点Ｑｈにおける透明基板１の一方の面１ｐに平行な面に対する傾斜角として定義される。さらに厳密に定義すれば、テーパー角θは、ブラックマトリクス２の層内部側での角度である。したがって、テーパー角θが、９０°未満の範囲で大きくなり９０°に近くなるほど、急斜面となる。
【００２８】
テーパー角θは、本発明においては、５０〜９０°の範囲とする。テーパー角θが９０°より大きいと、逆テーパー形状となってしまい好ましくない。逆テーパー形状は、空洞Ｇの発生のリスクが高いからである。テーパー角θが５０°未満であると、ブラックマトリクス２の厚みが薄くなる傾斜部の幅がより広くなり、ブラックマトリクス２の遮光性を低下させることがある。
なお、傾斜部は、図１（ｂ）で言えば、端部開始点Ｑｅから極大点Ｑｍａｘに至る部分である。
このため、テーパー角θは、５０〜９０°の範囲内で、なるべく大きい方が好ましい。テーパー角θが大きい程、高精細に適した線幅Ｗの細いブラックマトリクス２に対応できるからである。よって、テーパー角θは、好ましくは６０〜９０°、より好ましくは７０〜９０°、さらに好ましくは８０〜９０°である。
テーパー角θを大きくするには、ブラックマトリクス２をポジ型の樹脂レジストから形成し、ブラックマトリクス２とするポジ型の樹脂レジストの樹脂組成、プリベイク、近接露光、現像、ポストベイク、ブラックマトリクス２の厚みなどの諸条件を調整することで行う。
【００２９】
ブラックマトリクス２が条件イ）を満足することで、線幅Ｗが１〜７μｍのブラックマトリクス２であっても、高精細化を安定的に実現することができ、また、遮光性が中央部に比べて低下している傾斜部による遮光性低下の影響を安定的に抑制することができる。したがって、高精細に適したカラーフィルタ１０とすることができる。
【００３０】
＜条件ロ）ブラックマトリクス２が透明基材１の表面に連続して接触＞
「ブラックマトリクス２が透明基材１の表面に連続して接触」の意味は、逆テーパー形状に起因する空洞Ｇが存在しないことを意味する。より具体的には、ブラックマトリクス２が透明基材１の表面に、端部開始点Ｑｅの一方から他方まで連続して接触していることを意味する。
図１１（ｂ）のように空洞Ｇが存在すると、その部分でブラックマトリクス２と透明基材１との界面は不連続となる。
一方、図１（ａ）のように空洞Ｇが存在しない場合では、ブラックマトリクス２は、その幅方向の一方の端部開始点Ｑｅから他方の端部開始点Ｑｅまで、透明基材１の表面に、連続して接触していることなる。
【００３１】
なお、空洞Ｇとして、その全周囲がブラックマトリクス２によって取り囲まれており、透明基板１に接触していないものも、理論的には考えられる。こうした内在型の空洞Ｇは、逆テーパー形状に起因して生じるものではない。
よって、逆テーパー形状に起因する空洞Ｇの存在の有無は、空洞Ｇが透明基材１に接触しているか否かによって判別するのが妥当である。
【００３２】
ブラックマトリクス２が条件ロ）を満足することで、逆テーパー形状に起因する空洞Ｇが存在しないことが担保される。このため、空洞Ｇに起因する問題発生を回避することができる。したがって、高精細に適したカラーフィルタ１０とすることができる。
【００３３】
＜条件ハ）ヒサシＢの非存在＞
図１（ｃ）を参照して、ヒサシＢについて、さらに説明する。ヒサシＢとは、ブラックマトリクス２の断面形状において、端部開始点Ｑｅから極大点Ｑｍａｘに至る部分に透明基板１の一方の面１ｐに平行な面方向で外側に向かって突き出した部分を意味する。同図では、ヒサシＢは、斜線のハッチングが施された部分である。「外側」とは、図１（ｃ）では、ブラックマトリクス２の図面左側の部分に注目しているので、図面左側の向きの矢印方向のことである。換言すると、外側とは、面方向にて注目するブラックマトリクス２の中央部から遠くなる方向である。
【００３４】
ヒサシＢを、ブラックマトリクス２の斜面の角度で定義すれば、端部開始点Ｑｅから極大点Ｑｍａｘに至る任意部分の斜面の角度を傾斜角Θとして、傾斜角Θが９０°を超える斜面を与える部分と定義することができる。こうしたヒサシＢが存在する形状は、逆テーパー形状である。
「テーパー角θ」は特定の中位点Ｑｈの部分での斜面の角度、つまり中位点Ｑｈの傾斜角Θであり、傾斜角Θの一種である。
【００３５】
図１（ｃ）からも理解できるように、テーパー角θが５０〜９０°に収まる形状であっても、ヒサシＢを有する形状もあり得る。
ヒサシＢが存在するような形状は、例え、テーパー角θが上記角度範囲内であったとしても、安定的に空洞発生を抑制できない。このため、ヒサシＢは、存在しないことが好ましい。
【００３６】
ブラックマトリクス２が条件ハ）を満足することで、ヒサシＢが存在することで生じやすい空洞Ｇの発生を、安定的に防ぐことができる。したがって、高精細に適したカラーフィルタ１０とすることができる。
【００３７】
＜条件イ）、ロ）及びハ）による効果＞
本発明においては、ブラックマトリクス２を上記条件イ）、ロ）及びハ）の３条件を満たすものとすることで、線幅Ｗを１〜７μｍと細くても、逆テーパー形状に起因する空洞発生、欠け発生を防ぐことができ、カラーフィルタ１０を安定的に高精細に適したものとすることが可能となる。
これら３条件のうちのいずれの１条件でも満たさないと、空洞発生、欠け発生のリスクが高くなる。したがつて、これら３条件の全てを満たすことが好ましい。
こうした、条件イ）、ロ）及びハ）を全て満たすブラックマトリクス２は、ブラックマトリクス形成用の樹脂レジストに、ネガ型の樹脂レジストではなく、ポジ型の樹脂レジストを用いることで、安定的に形成することができる。
【００３８】
＜ブラックマトリクス２の線幅＞
上記条件イ）、ロ）及びハ）の全ての条件を満足する特定形状による効果が、より際立って得られるようにするには、ブラックマトリクス２の線幅Ｗが１〜７μｍであることが好ましい。線幅Ｗは、好ましくは１〜６μｍ、より好ましくは１〜５μｍ、さらに好ましくは１〜４μｍである。線幅Ｗを上記範囲とすることにより、高精細に対応可能となる。より高精細に対応可能とする点で、線幅Ｗは細い方が好ましいが、線幅Ｗが１μｍ未満となると、ブラックマトリクス２を介して隣接する着色層３同士の混色が生じ易くなる。よって、線幅Ｗの下限は１μｍとすることが好ましい。
【００３９】
＜ブラックマトリクス２の厚み：極大高さＴｍａｘ＞
テーパー角θか同じでも厚みが増えれば、遮光性が低下している傾斜部の幅も増え、高精細化の妨げとなる。よって、上記条件イ）、ロ）及びハ）の全ての条件を満足する特定形状による効果が、より効果的に得られるようにするには、ブラックマトリクス２の厚み、すなわち、極大高さＴｍａｘは、１〜３μｍとなる部分を含むことが好ましい。極大高さＴｍａｘが前記範囲よりも大きいと、カラーフィルタ１０の表面の平坦性が低下し、液晶表示装置において配向ムラを生じることがあり、極大高さＴｍａｘが前記範囲よりも小さいと、ブラックマトリクス２に求められる遮光性が得られないことがあるからである。
また、厚みが前記値を満足する部分は、表示領域の全域であることが好ましい。厚みが前記値を満足することによる効果を、表示領域の全域で得ることができるからである。
【００４０】
＜ブラックマトリクス２の光学濃度＞
上記条件イ）、ロ）及びハ）の全ての条件を満足する特定形状による効果が、より実用的に得られるようにするには、ブラックマトリクス２のＯＤ（光学濃度）は、好ましくは４．０以上、より好ましくは４．２以上である。ＯＤが上記値未満であると、ブラックマトリクス２に求められる遮光性が得られないことがあるからである。ＯＤの上限は、材料、形成法及びコストなどの制約から例えば、６．０である。
ＯＤの測定は、ブラックマトリクス２の線幅が細くて、その線の部分を直接測定できないときは、測定用に同じ厚みで例えば縦横５０μｍの四角形の層を形成し、この層について透過光でＯＤを測定した値を採用することができる。測定は、例えば直径１０μｍの円形部分について行う。ＯＤの測定は、例えば、顕微分光測光装置（オリンパス株式会社製、ＯＳＰ−ＳＰ２００）など市販の測定装置によって測定することができる。
【００４１】
＜ブラックマトリクス２の材料＞
本発明によるカラーフィルタ１０において、ブラックマトリクス２の材料及びその形成方法は、上記特定形状を有するように形成できれば、特に制限はない。例えば、クロムやクロム化合物などの金属材料、遮光材を含む樹脂レジストを用いることができる。
クロムの場合は、透明基板１の全面にクロム薄膜を蒸着により形成後、フォトレジストを塗布し、露光、現像後、エッチングにより不要部分のクロム薄膜を除去することで、ブラックマトリクス２を形成することができる。このため、樹脂レジストを用いる場合に比べてエッチングが必要など、工程数が多くなる。クロムなどの金属膜による場合、ブラックマトリクス２の厚みは、樹脂レジストによる場合に比べて薄く、通常０．２〜０．３μｍ程度である。
従来から一般的なネガ型の樹脂レジストでも形成できるならば、ネガ型の樹脂レジストから、ブラックマトリクス２を形成してもよい。但し、より確実に安定的に、空洞発生を抑制して特定形状のブラックマトリクス２を形成できる点で、ポジ型の樹脂レジストから形成するのが好ましい。本実施形態においては、ブラックマトリクス２は、ポジ型の樹脂レジストから形成されている。
以下、ポジ型の樹脂レジスト、ネガ型の樹脂レジストについて説明する。なお、これらレジストの露光には、通常、紫外線が使用される。
【００４２】
〔ポジ型の樹脂レジスト〕
ポジ型の樹脂レジストとしては、特に制限はないが、代表的には、少なくとも、遮光材とアルカリ可溶性樹脂と感光剤と溶剤とを含むレジストを用いることができる。
ポジ型の樹脂レジストでは、露光された部分が現像により除去されて、露光されていない部分が現像後も残り、ブラックマトリクス２となる。
【００４３】
（遮光材）
遮光材としては、ブラックマトリクス２において公知の色材を用いることができる。例えば、カーボンブラック、チタンブラックなど黒色の色材を用いることができる。或いは、赤色、緑色及び青色の３色の色材を併用したものを遮光材として用いて、これらの混色により黒色を呈するようにしてもよい。
【００４４】
（アルカリ可溶性樹脂）
アルカリ可溶性樹脂は、少なくとも露光後の現像時に、アルカリ性の現像液に可溶性を示し、成膜性を有する樹脂であれば、特に制限はない。
アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂、カルボキシル基を有する樹脂が挙げられる。
フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、或いは、ヒドロキシスチレン繰り返し単位を有する樹脂であるヒドロキシスチレンとｐ−アセトメトキシスチレンとの共重合体などが挙げられる。
カルボキシル基を有する樹脂としては、例えば、アクリル酸共重合体、メタクリル酸共重合体、マレイン酸共重合体等が挙げられる。
【００４５】
（感光剤）
感光剤としては、キノンジアジド化合物、光酸発生剤、光塩基発生剤などが挙げられる。
【００４６】
キノンジアジド化合物としては、例えば、ｏ−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステル、ｏ−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステルなどが挙げられる。キノンジアジドスルホン酸エステルのエステル成分は、例えば、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン及びそのフェニル基にヒドロキシル基を付加したビスフェノールＡ誘導体、１，１，１−トリ（４−ヒドロキシフェニル）エタン及びそのフェニル基にヒドロキシル基を付加した化合物等が挙げられる。
【００４７】
光酸発生剤としては、オニウム塩、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、スルホンイミド化合物、ジアゾケトン化合物等が挙げられる。
【００４８】
光塩基発生剤としては、遷移金属錯体、オルトニトロベンジルカルボメート類、α，α−ジメチル−３，５−ジメトキシベンジルカルバメート類、アシルオキシイミノ類等が挙げられる。
【００４９】
（溶剤）
溶剤としては、公知のものを用いることができる。例えば、溶剤としては、３−トリメトキシブチルアセテート（ＭＢＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）、ジエチレングリコールメチルエチルエーテルなどを用いることができる。
【００５０】
（硬化剤）
ポジ型の樹脂レジストには、硬化剤として、メラミン樹脂、エポキシ化合物、ノボラック樹脂、オキセタン化合物又はアルコシキド化合物などを含有させることができる。硬化剤により、解像度、熱硬化性、耐熱性などを向上させることができる。例えば、メラミン樹脂としては、ヘキサメトキシメチロールメラミンなどが挙げられる。
【００５１】
（添加剤）
ポジ型の樹脂レジストは、各種添加剤を含むことができる。添加剤は、例えば、界面活性剤、酸化防止剤、安定剤、密着向上剤等が挙げられる。
【００５２】
（代表的なアルカリ可溶性樹脂と感光剤との組み合わせ）
代表的な感光剤とアルカリ可溶性樹脂の組み合わせを例示すれば、アルカリ可溶性樹脂としてフェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂としてノボラック樹脂と、キノンジアジド化合物と遮光材とを含むポジ型の樹脂レジストが挙げられる。
【００５３】
〔ネガ型の樹脂レジスト〕
ネガ型の樹脂レジストとしては、ネガ型のレジストであれば、公知のものを用いることができる。代表的には、ネガ型の樹脂レジストには、少なくとも、遮光材と感光性樹脂と溶剤とを含むレジストを用いることができる。
ネガ型の樹脂レジストでは、露光されなかった部分が現像により除去されて、露光された部分が現像後も残り、ブラックマトリクス２となる。
【００５４】
（遮光材）
遮光材としては、前記ポジ型の樹脂レジストで列記したものなどを用いることができる。
【００５５】
（感光性樹脂）
感光性樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ桂皮酸ビニル系樹脂、環化ゴムなどの、光反応性基を有する感光性樹脂が挙げられる。
例えば、アクリル系樹脂では、アルカリ可溶性樹脂、多官能アクリレート系モノマー、光重合開始剤などからなるものが挙げられる。
【００５６】
アルカリ可溶性樹脂には、ベンジルメタクリレート−メタクリル酸共重合体などのメタクリル酸エステル共重合体が挙げられる。
多官能アクリレート系モノマーには、例えば、トリメチロールプロパントリ（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、などが挙げられる。  なお、（メタ）アクリレートとは、メタクリレート、又は、アクリレートのいずれかであることを意味する。
光重合開始剤には、アルキルフェノン系、オキシムエステル系、トリアジン系、チタネート系などが用いられる。
溶剤は、前記ポジ型の樹脂レジストと同様のものを用いることができる。
ネガ型の樹脂レジストは、各種添加剤を含むことができる。添加剤は、例えば、界面活性剤、酸化防止剤、安定剤、密着向上剤等が挙げられる。
【００５７】
《着色層３》
着色層３は、本発明においては、ブラックマトリクス２の少なくとも開口部Ａに形成される。
ただし、上述ブラックマトリクス２による高精細化の効果を、より活かせる点では、着色層３についても、その断面形状を上述ブラックマトリクス２と類似の特定形状とすることが好ましい。着色層３においても、逆テーパー形状に起因する空洞発生を防止することができるからである。
【００５８】
図４は着色層３における空洞Ｇを説明する図である。図４（ａ）の部分拡大断面図に示すように、着色層３にする為のレジスト層３Ａの現像後の断面形状が逆テーパー形状であると、着色層３でもブラックマトリクス２と同様に、これを順テーパー形状にするポストベイクが不完全なときに、図４（ｂ）のように、透明基板１と、透明基板１上のブラックマトリクス２と着色層３とに挟まれるようにして、空洞Ｇが生じることがある。
空洞Ｇが生じると、図４（ｃ）の平面図で示すように、着色層３の周囲に色濃度が薄い部分が生じて、着色層３全体としての色純度を低下させてしまう。しかも、空洞Ｇで生じた界面部分での界面反射により透過光量が減り、色濃度が不連続となる境界線（図面で縦筋）が見えることがある。
【００５９】
こうした、着色層３における空洞Ｇの問題は、ブラックマトリクス２の線幅が１０μｍ以上のときは、例え空洞Ｇが生じても、ブラックマトリクス２上で生じていたため、顕在化しなかった問題であった。しかし、高精細化が進むなかで、着色層３においても、この問題を解決することが好ましい。
【００６０】
以下、着色層３における、好ましい特定形状について詳述する。
【００６１】
図５の部分拡大断面図は、本実施形態のカラーフィルタ１０において、ブラックマトリクス２の線幅方向における厚み方向での断面形状を示す。この断面形状は、前述図２の部分拡大平面図中、ブラックマトリクス２の開口部Ａの短辺に平行な図面左右方向となるＣ−Ｃ線で切断したときの断面形状に対応する。
【００６２】
先ず、着色層３と、この着色層３と隣り合う隣接着色層との関係を考慮する必要がない形状の場合を説明する。このため、図５は、ブラックマトリクス２における注目する開口部Ａ及びこの開口部Ａに形成された着色層３に対して、注目する開口部Ａに隣接する開口部、及び注目する着色層３に隣り合う隣接着色層は、ともに図示を省略してある。
【００６３】
図５（ａ）は、本実施形態のカラーフィルタ１０を、それが有する複数の着色層３のうち一つの着色層３に注目した模式的な部分拡大断面図であり、図５（ｂ）は、テーパー角θの定義を説明する部分拡大断面図であり、図５（ｃ）は、ヒサシＢの定義を説明する部分拡大断面図である。
図５に示す本実施形態では、着色層３は開口部Ａの部分と共に、開口部Ａから外側に一部はみ出しており、ブラックマトリクス２の開口部Ａ側の一部を被覆するように形成されている形態である。
【００６４】
図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、本発明のカラーフィルタ１０において、着色層３は、次の特定形状を有することが好ましい。すなわち、
ブラックマトリクス２の線幅方向（図面では左右方向）における厚み方向（図面では上下方向）での断面における透明基板１の一方の面１ｐからの高さについて、注目する着色層３の高さが最も高くなる極大点Ｐｍａｘの高さを極大高さＨｍａｘとし、注目する着色層３が透明基板１の一方の面１ｐに平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分である端部開始点Ｐｅの高さを端部高さＨｓとし、
（Ｈｍａｘ＋Ｈｓ）／２の半値高さＨｈとなる部分を中位点Ｐｈとし、
透明基板１の一方の面１ｐの面内においてブラックマトリクス２と注目する着色層３とが出会う部分を底部開始点Ｐｂとするときに、
次の、ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）の４条件を全て満す形状のものを含んでいる。
ａ）中位点Ｐｈにおける透明基板１の一方の面１ｐに平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°である。
ｂ）端部開始点Ｐｅがブラックマトリクス２上に位置している。
ｃ）着色層３がブラックマトリクス２の側面を含む表面に、底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触しており、さらに着色層３が当該着色層３と隣り合う隣接着色層３ｎの上に一部重なるときは隣接着色層３ｎの側面を含む表面に、当該表面に位置する前記端部開始点Ｐｅまで連続して接触している。
ｄ）端部開始点Ｐｅから極大点Ｐｍａｘに至る部分に透明基板１の一方の面１ｐに平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシＢが存在しない。
【００６５】
こうしたヒサシＢが存在せず上記条件ａ）のようにテーパー角θが急峻な順テーパー形状の着色層３は、逆テーパー形状に起因する空洞Ｇが安定的に存在しない。また、こうしたヒサシＢが存在せずテーパー角θが急峻な順テーパー形状の着色層３は、従来、着色層３にネガ型の樹脂レジストを用いていたのに対し、ポジ型の樹脂レジストを用いて近接露光法を利用して形成することによって、安定的に形成することができる。
【００６６】
本発明においては、上記特定形状の着色層３は、カラーフィルタ１０が有する複数の着色層３の全てであることが好ましい。ただし、一部の着色層３を上記特定形状としてもよい。例えば、特に高精細、高色純度に影響する色の着色層３のみを上記特定形状としてもよい。
【００６７】
以下、着色層３について、その構成要素を形状的特徴から詳述する。
【００６８】
＜条件ａ）テーパー角θが５０〜９０°＞
テーパー角θとは、本発明においては、着色層３の断面形状にて、中位点Ｐｈにおける透明基板１の一方の面１ｐに平行な面に対する傾斜角として定義される。さらに厳密に定義すれば、テーパー角θは、着色層３の層内部側での角度である。したがって、テーパー角θが、９０°未満の範囲で大きくなり９０°に近くなるほど、急斜面となる。
【００６９】
テーパー角θは、本発明においては、５０〜９０°の範囲とする。テーパー角θが９０°より大きいと、逆テーパー形状となってしまい好ましくない。逆テーパー形状は、空洞Ｇの発生のリスクが高いからである。テーパー角θが５０°未満であると、着色層３の厚みが薄くなる部分の幅がより広くなり、ブラックマトリクス２を跨いで隣の開口部Ａまで
着色層３が形成され混色し色純度を低下させたり、或いは、開口部Ａの領域内において、着色層３の外周部に厚みが薄い部分が生じて、色純度を低下させたりすることがある。
このため、テーパー角θは、５０〜９０°の範囲内で、なるべく大きい方が好ましい。テーパー角θが大きい程、高精細に適した線幅Ｗの細いブラックマトリクス２に対応できるからである。よって、テーパー角θは、好ましくは６０〜９０°、より好ましくは７０〜９０°、さらに好ましくは８０〜９０°である。
テーパー角θを大きくするには、着色層３をポジ型の樹脂レジストから形成し、着色層３とするポジ型の樹脂レジストの樹脂組成、プリベイク、近接露光、現像、ポストベイク、着色層３の厚みなどの諸条件を調整することで行う。
【００７０】
着色層３が条件ａ）を満足することで、線幅Ｗが１〜７μｍのブラックマトリクス２であっても、高精細化を安定的に実現することができ、また、混色などによる色純度低下を安定的に防ぐことができる。したがって、高精細、高色純度に適したカラーフィルタ１０とすることができる。
【００７１】
＜条件ｂ）端部開始点Ｐｅがブラックマトリクス２上に位置している＞
図６（ａ）、図６（ｂ）、及び図６（ｃ）は、端部開始点Ｐｅとブラックマトリクス２との位置関係について、ブラックマトリクス２の断面形状が丸みを帯びた形状の場合で説明する図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）が、条件ｂ）に該当している形状例であり、図６（ｃ）が条件ｂ）に該当しない形状例である。
【００７２】
概念図でもある図５では、ブラックマトリクス２の断面形状は、台形形状と単純な形状として描いたが、とりわけブラックマトリクス２を樹脂レジストから形成する場合の断面形状は、露光、現像、ポストベイクなどの操作により、丸みを帯びるのが普通である。ここでは、こうした丸みを帯びた形状のブラックマトリクス２のときの場合で説明する。ただし、着色層３の形状的特徴を説明する図面においては、ブラックマトリクス２に関しては前記イ）、ロ）及びハ）を満たす形状的特徴を必ずしも満たしている形状で描いている訳ではない。
【００７３】
着色層３とブラックマトリクス２との重なりの程度は、底部開始点Ｐｂから測った、ブラックマトリクス２と着色層３との重なり幅ｗ３でみると、図６（ａ）ではブラックマトリクス２の線幅Ｗの１／２未満の場合であり、図６（ｂ）ではブラックマトリクス２の線幅Ｗの１／２超過の場合である。重なり幅ｗ３の最大は、ブラックマトリクス２の線幅Ｗである。但し、図６（ｃ）のように、端部開始点Ｐｅが隣の開口部Ａにまで延びて存在する形状は混色が生じ、条件ｂ）に非該当である。
【００７４】
端部開始点Ｐｅがブラックマトリクス２上に位置しているとは、ブラックマトリクス２の外縁である底部開始点Ｐｂと一致していることも含む。同図では、ブラックマトリクス２に対して注目する着色層３が存在する図面右側の開口部Ａの方にのみ底部開始点Ｐｂを描いてあるが、図示はしないが反対側の図面左側の底部開始点Ｐｂと一致していることも含む。但し、製造誤差を考慮して安定的に混色を防げる点で、底部開始点Ｐｂと一致する位置は除外するのが好ましい。
【００７５】
ブラックマトリクス２上に位置しているとは、後述する図８のように、端部開始点Ｐｅがブラックマトリクス２上に一部重なる隣接着色層３ｎの上に位置しているように、ブラックマトリクス２とは接しない形態も含む。
【００７６】
着色層３が条件ｂ）を満足することで、線幅Ｗが１〜７μｍのブラックマトリクス２であっても、混色による色純度低下を確実に防ぐことができる。したがって、高精細、高色純度に適したカラーフィルタ１０とすることができる。
【００７７】
＜条件ｃ）着色層３がブラックマトリクス２、隣接着色層３ｎの表面と連続して接触＞
条件ｃ）は、「着色層３がブラックマトリクス２の側面２ｓを含む表面に、底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触しており、さらに着色層３が当該着色層３と隣り合う隣接着色層３ｎの上に一部重なるときは隣接着色層３ｎの側面を含む表面に、当該表面に位置する前記端部開始点Ｐｅまで連続して接触している」である。
【００７８】
「ブラックマトリクス２の側面２ｓを含む表面に、底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触しており」の意味は、図５（ｂ）で説明すれば、図中、ブラックマトリクス２の側面下部の底部開始点Ｐｂから、側面２ｓを経て、ブラックマトリクス２の上面に位置する端部開始点Ｐｅに向かって、折れ線で示す矢印に沿って、着色層３がブラックマトリクス２の表面に連続して接触していることを意味する。
【００７９】
「側面２ｓを含む表面に、・・（中略）・・連続して接触しており」の意味を、これに該当しない図７の部分拡大断面図を参照して説明する。
図７（ａ）は、着色層３が順テーパー形状であるが、空洞Ｇが存在し本発明に非該当の形状例を示す。図７（ａ）に示すように、空洞Ｇは、透明基板１、ブラックマトリクス２及び着色層３によって周囲を取り囲まれている。同図にて、ブラックマトリクス２の側面２ｓは、注目している着色層３側において、側面２ｓの極小点ＱｓＬから、側面２ｓの極大点ＱｓＨに至る透明基板１の一方の面１ｐに垂直な面である。側面２ｓにおける極小点ＱｓＬは、ブラックマトリクス２における底部２ｂでもある。ブラックマトリクス２の底部２ｂとは、ブラックマトリクス２の表面と透明基板１とが接触する部分である。しかし、同図の場合、この底部２ｂは、着色層３が接していないので底部開始点Ｐｂではない。
なお、本発明においては、ブラックマトリクス２の「表面」とは、ブラックマトリクス２が透明基板１と接触している面であるブラックマトリクス２の底面は除外する。
【００８０】
側面２ｓは、空洞Ｇが存在するために、側面２ｓのうち極小点ＱｓＬ側の部分では、着色層３に接触していない。つまり、側面２ｓのうち極小点ＱｓＬ側の部分では着色層３と界面を形成していない。したがって、同図の場合では、底部２ｂは底部開始点Ｐｂではない。
空洞Ｇが存在しなければ、着色層３は、図５（ｂ）のように、ブラックマトリクス２としての底部２ｂであり極小点ＱｓＬであり且つ着色層３としての底部開始点Ｐｂから、極大点ＱｓＨを経て端部開始点Ｐｅに至るブラックマトリクス２の表面部分で、ブラックマトリクス２と連続して接触して、連続した界面を形成することになる。このうち、極大点ＱｓＨから端部開始点Ｐｅに至る界面部分は、ブラックマトリクス２の側面２ｓではないが、ブラックマトリクス２の表面の一部である。ただ、側面２ｓもブラックマトリクス２の表面の一部である。
【００８１】
図７（ａ）及び図５では、概念図でもあるので、ブラックマトリクス２の断面形状を台形として描いている関係上、透明基板１の板面である一方の面１ｐに垂直な面として、明確な側面２ｓが存在した。
しかし、図７（ｂ）に示すように、例えば、ブラックマトリクス２の断面形状が、表面が全体的に丸みを帯びており、線幅Ｗに対して厚みが小さい形状では、明確な側面２ｓが存在しないこともある。つまり、底部２ｂの近傍は側面２ｓと捉えることができるが、表面の最高位の頂部２ｔは、感覚的にも側面２ｓの最高位の極大点ＱｓＨと捉え難く、表面の最高位の頂部２ｔの近傍も、感覚的にも側面２ｓと捉え難い。さらに、底部２ｂと頂部２ｔとの間の中間部２ｍの面は、側面２ｓか否か判断に迷う。
一方、「表面」と言うと、図７（ａ）で言えば、透明基板１の一方の面１ｐに平行な面、具体的には同図で端部開始点Ｐｅを含む面のみを意味すると捉えるべきとすることもあり得る。
しかし、「側面」も含めた意味での「表面」とすれば、上記のような不明確さは解消される。よって、本発明においては、「表面」の意味には「側面」の部分も含むことを明示的に示した上で、着色層３とブラックマトリクス２との接触関係の規定について、「ブラックマトリクス２の側面２ｓを含む表面に」と表現する。
【００８２】
「底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触しており」の意味は、逆テーパー形状に起因する空洞Ｇが存在しないことを意味する。図７（ａ）のように空洞Ｇが存在すると、その部分でブラックマトリクス２と着色層３との界面は不連続となる。具体的には、同図では、ブラックマトリクス２の側面における極小点ＱｓＬから極大点ＱｓＨに至る表面に連続して界面が形成されていない。連続して界面が形成されているのは、ブラックマトリクス２に空洞Ｇが接する最高位の部分である点Ｑｓｇから極大点ＱｓＨに至る部分である。極小点ＱｓＬから点Ｑｓｇに至る部分では、ブラックマトリクス２と着色層３との界面が形成されていない。
このため、図７（ａ）に例示の空洞Ｇが存在する場合では、端部開始点Ｐｅ自体が存在しないので、着色層３は「底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触して」いない。つまり、「底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触しており」とは、逆テーパー形状に起因する空洞Ｇが、ブラックマトリクス２と着色層３との間に存在しないことを意味する。
【００８３】
一方、図７（ｃ）に例示の空洞Ｇが存在する場合では、透明基板１の一方の面１ｐの面内でブラックマトリクス２と着色層３とが一点で出会う底部開始点Ｐｂが存在する。しかし、着色層３は、底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｅに向かって、ブラックマトリクス２の側面２ｓを含む表面に連続して接触していない。したがって、この図７（ｃ）も本発明非該当である。
【００８４】
なお、空洞Ｇとして、その全周囲が着色層３によって取り囲まれており、ブラックマトリクス２にも、透明基板１にも接触していないものも、理論的には考えられる。こうした内在型の空洞Ｇは、逆テーパー形状に起因して生じるものではない。
よって、逆テーパー形状に起因する空洞Ｇの存在の有無は、空洞Ｇがブラックマトリクス２に接触しているか否かによって判別するのが妥当である。
【００８５】
〔着色層３が当該着色層３と隣り合う隣接着色層３ｎの上に重なる形態〕
「さらに着色層３が当該着色層３と隣り合う隣接着色層３ｎの上に一部重なるときは隣接着色層３ｎの側面を含む表面に、当該表面に位置する端部開始点Ｐｅまで連続して接触している」の意味を説明する。
図８は、注目する着色層３が、これと隣り合う隣接着色層３ｎの上に一部重なるときの一例を示す部分拡大断面図である。こうした形状は、透明基板１上にブラックマトリクス２が形成された後、注目する着色層３よりも先に、隣接着色層３ｎが形成されるときに生じ得る。
同図の場合、着色層３は、ブラックマトリクス２の側面２ｓを含む表面に、底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｅに向かって、隣接着色層３ｎの端部開始点Ｐｅｎまで連続して接触している。さらに、隣接着色層３ｎの端部開始点Ｐｅｎから着色層３自体の端部開始点Ｐｅまでは、着色層３と隣接着色層３ｎとの界面を、端部開始点Ｐｅまで隣接着色層３ｎの側面を含む表面に連続して接触している。
【００８６】
隣接着色層３ｎにおける「側面を含む表面」の意味は、隣接着色層３ｎにおいても、前述した、ブラックマトリクス２に対して説明した意味と同じである。
【００８７】
ここで説明する、着色層３と隣接着色層３ｎとの関係においては、図８に示すように、
隣接着色層３ｎは、着色層３と互いに隣り合い且つ互いに接している層であった。
しかし、本発明においては、図示はしないが、着色層３に隣り合う隣接着色層３ｎは、互いに接していないものもあり得る。隣接着色層３ｎの「隣接」の意味は、互いに隣り合う意味であり、さらに互いに接していることを必須とする意味ではない。
【００８８】
端部開始点Ｐｅが隣接着色層３ｎの表面に位置する場合も含めて、着色層３が底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｅに至るまで、これと接触する空気以外の他の層（ブラックマトリクス２、隣接着色層３ｎ、或いはこれら両方）と連続して接触している形状は、逆テーパー形状に起因する空洞Ｇの発生を防ぐことによって形成することができる。
【００８９】
以上のように、着色層３が条件ｃ）を満足することで、線幅Ｗを１〜７μｍと細くしたブラックマトリクス２で生じやすかった、ブラックマトリクス２の開口部Ａ上での着色層３の逆テーパー形状に起因する空洞発生による色純度低下を安定的に防ぐことができる。したがって、高精細、高色純度に適したカラーフィルタ１０とすることができる。
なお、先に形成した着色層３で空洞Ｇが生じると、次の着色層３を形成する時に、次の着色層３が空洞Ｇの内部に進入し、混色が生じることもあり、空洞Ｇに起因する混色も防ぐことができる。ただし、こうした空洞Ｇによる混色が生じるときの、次の着色層３の端部開始点Ｐｅは隣の開口部Ａ上に侵入しており、ブラックマトリクス２上に位置しているものではないので、条件ｂ）を満たさない着色層３である。
【００９０】
＜条件ｄ）ヒサシＢの非存在＞
図５（ｃ）を参照して、ヒサシＢについて、さらに説明する。ヒサシＢとは、着色層３の断面形状において、端部開始点Ｐｅから極大点Ｐｍａｘに至る部分に透明基板１の一方の面１ｐに平行な面方向で外側に向かって突き出した部分を意味する。同図では、ヒサシＢは、斜線のハッチングが施された部分である。「外側」とは、図５（ｃ）では、着色層３の図面左側の部分に注目しているので、図面左側の向きの矢印方向のことである。換言すると、外側とは、面方向にて注目する着色層３の中央部から遠くなる方向である。
【００９１】
ヒサシＢを、着色層３の斜面の角度で定義すれば、端部開始点Ｐｅから極大点Ｐｍａｘに至る任意部分の斜面の角度を傾斜角Θとして、傾斜角Θが９０°を超える斜面を与える部分と定義することができる。こうしたヒサシＢが存在する形状は、逆テーパー形状である。
「テーパー角θ」は特定の中位点Ｐｈの部分での斜面の角度、つまり中位点Ｐｈの傾斜角Θであり、傾斜角Θの一種である。
【００９２】
図５（ｃ）からも理解できるように、テーパー角θが５０〜９０°に収まる形状であっても、ヒサシＢを有する形状もあり得る。
ヒサシＢが存在するような形状は、例え、テーパー角θが上記角度範囲内であったとしても、安定的に空洞発生を抑制できない。このため、ヒサシＢは、存在しないことが好ましい。
【００９３】
着色層３が条件ｄ）を満足することで、ヒサシＢが存在することで生じやすい空洞Ｇの発生を、安定的に防ぐことができる。したがって、高精細、高色純度に適したカラーフィルタ１０とすることができる。
【００９４】
＜条件ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）による効果＞
本発明においては、着色層３を上記条件ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）の４条件を満たすものとし、ブラックマトリクス２と組み合わせるときに、ブラックマトリクス２の線幅Ｗが１〜７μｍと細くても、逆テーパー形状に起因する空洞発生、及び空洞発生による色純度低下、また、混色発生による色純度低下を防ぐことができ、カラーフィルタ１０を安定的に高精細、高色純度に適したものとすることが可能となる。
これら４条件のうちのいずれの１条件でも満たさないと、空洞発生、色純度低下が生じるリスクが高くなる。したがつて、これら４条件の全てを満たすことが好ましい。
こうした、条件ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を全て満たす着色層３は、着色層３形成用の着色レジストに、ネガ型の樹脂レジストではなく、ポジ型の樹脂レジストを用いることで、安定的に形成することができる。
【００９５】
ここで、図９（ａ）は、図５（ａ）で例示したカラーフィルタ１０の部分拡大断面図であり、図９（ｂ）は、このカラーフィルタ１０の着色層３の色濃度の均一性を例示する部分拡大平面図である。このカラーフィルタ１０には、空洞Ｇが開口部Ａの内部において着色層３に存在せず、しかも、開口部Ａの内部において着色層３の厚みが一定であるので、着色層３の色濃度が均一となる。
【００９６】
＜極大点Ｐｍａｘとブラックマトリクス２の開口部Ａとの位置関係＞
図５の断面図で示すように、前記特定形状の着色層３においては、着色層３の厚みが薄くなってゆく極大点Ｐｍａｘよりも外側の部分、換言すると順テーパー形状をした傾斜部は、その全ての部分が、開口部Ａ上には位置してなく、ブラックマトリクス２上に位置している。
このため、従来のカラーフィルタに見受けられるような、着色層３の厚みが、当該着色層３の中央部の厚みに対して、当該着色層３の周囲で薄くなる部分が存在しない。図示はしないが、こうした形状は、極大点Ｐｍａｘが、ブラックマトリクス２上に位置しているときの形状でもある。極大点Ｐｍａｘが、ブラックマトリクス２上には位置しておらず、開口部Ａ上に位置しているときは、開口部Ａの内部において、着色層３の周囲に厚みが薄い部分が生じて、色純度を低下させることがある。
【００９７】
よって、極大点Ｐｍａｘは、色純度の点で、ブラックマトリクス２上に位置するのが好ましい。
ただ、極大点Ｐｍａｘが、開口部Ａ上に位置する場合でも、極大点Ｐｍａｘの厚みが開口部Ａの中央部の厚み対して厚く、且つ、開口部Ａとブラックマトリクス２との境界部分での着色層３の厚みが、開口部Ａの中央部の厚み以上であるときは、むしろ、開口部Ａの領域内において、着色層３の周囲に厚みが厚い部分が生じており、色純度を低下させることはない。
こうした、極大点Ｐｍａｘが、ブラックマトリクス２上に位置しているような断面形状の着色層３は、着色層３形成用の着色レジストに、ポジ型の樹脂レジストを用いることで、安定的に形成することができる。
【００９８】
こうして、着色層３の厚みが、ブラックマトリクス２の開口部Ａの部分において、開口部Ａの中央部での厚みに比べて薄い部分が存在しないようにすることで、厚みが薄い部分によって生じる色純度の低下を防ぐことができる。この結果、高精細、高色純度に適したカラーフィルタ１０とすることができる。
【００９９】
＜着色層３の厚み：極大高さＨｍａｘ＞
着色層３の厚み、すなわち、極大高さＨｍａｘは、例えば１．５〜３．０μｍであり、好ましくは２．０〜３．０μｍであり、より好ましくは２．５〜３．０μｍである。着色層３の厚みは、色純度を高くする点では、厚い方が好ましいが、厚みが厚いほど、同じテーパー角θでも、着色層３の外周部斜面の幅が大きくなり、混色などの点で高精細とする際に不利となる。しかし、条件ａ）を満たした形状とすることで、これを改善できる。
【０１００】
＜複数色の着色層３中の特定形状の着色層３＞
上述した、条件ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層３は、カラーフィルタ１０が有する複数の着色層３の全てでなくてもよい。例えば、着色層３の色が、赤色、緑色、青色の３色である形態では、この中で、緑色、青色の着色層３について上記特定形状のものとすることが好ましい。特に、緑色及び青色の着色層３は、高色純度化するとネガ型レジストでは逆テーパー形状が強くなり空洞発生が起こり易く、これによる色純度低下が生じ易いからである。
【０１０１】
＜着色層３の色及び色数＞
本実施形態においては、着色層３は、赤色、緑色、青色の３色の着色層３が形成されている。ただし、本発明においては、着色層３の色及び色数については、これに限定されない。例えば、さらに黄色着色層があってもよい。
【０１０２】
＜着色層３の色純度＞
本発明においては、高色純度とは、赤色、緑色、青色については、以下の特性を示すことを意味する。
着色層３が赤色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｘ≧０．５８０であり、好ましくはｘ≧０．６００である。
着色層３が緑色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｙ≧０．５５０であり、好ましくはｙ≧０．６００である。
着色層３が青色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｙ≦０．１３０であり、好ましくはｙ≦０．１１０である。
【０１０３】
Ｙｘｙ表色系とは、ＪＩＳ  Ｚ８７０１：１９９９で規定されるＸＹＺ表色系（国際照明委員会（ＣＩＥ）で規定されるＣＩＥ  １９３１  ＸＹＺ表色系でもある）に基づく表色系である。
本発明においては、このＹｘｙ表色系で、光源に標準光源Ｃを用いた透過光のｘｙ色度図上での色度座標（ｘ，ｙ）のｘ及びｙが、上記ｘ及びｙに該当する。
【０１０４】
上記各色において、ｘ値乃至はｙ値が上記条件を満足しないときは、各色はｘｙ色度図上において、色度座標が白色点に近くなり、色純度が低下する。
なお、赤色着色層においてはｘ値のみで規定し、ｙ値では規定しないのは、元々、ｘ値が大きくｙ値が小さい色である赤色では、ｘ値で代表して、実用上、赤色の色純度を示すことができるからである。
同様に、緑色着色層においてはｙ値のみで規定し、ｘ値では規定しないのは、ｘ値が小さくｙ値が大きい色である緑色では、ｙ値で代表して、実用上、緑色の色純度を示すことができるからである。
同様に、青色着色層においてはｙ値のみで規定し、ｘ値では規定しないのは、ｘ値が小さくｙ値も小さい色である青色では、ｙ値で代表して、実用上、青色の色純度を示すことができるからである。
【０１０５】
図１０は、色純度を説明するｘｙ色度図である。ｘｙ色度図において、馬蹄形の線が、国際照明委員会（ＣＩＥ）によって規定される可視光領域の境界線であり、この境界線上側曲線部分が単色光のスペクトル軌跡で最も色純度が高く、馬蹄形の内部にゆく程、色純度が低くなる。図１０に、上記した各色の色純度の条件範囲を示す。また、同図中に、頂点Ｒ、頂点Ｇ及び頂点Ｂの三角形は、ＮＴＳＣ−ＲＧＢの色空間を示す。
【０１０６】
本発明では、ブラックマトリクス２の線幅が１〜７μｍと高精細にしても、ブラックマトリクス２の開口部上での、着色層３の逆テーパー形状に起因する空洞発生を抑制でき、また、混色を防げるので、空洞発生及び混色によって、着色層３が本来持っている色純度の低下を抑制できる。こうした色純度の低下は、着色層３の各色が本来持っている色純度が高いほど、無視できなくなる。
このため、本発明では、着色層３の赤、緑、青の各色が本来持っている色純度が上記のような高色純度のものであっても、その色純度低下を防いで、高色純度に適したカラーフィルタ１０とできる。
【０１０７】
＜着色層３の材料＞
本発明によるカラーフィルタ１０において、着色層３の材料及びその形成方法は、上記特定形状を有するように形成できれば、特に制限はない。従来から一般的なネガ型の樹脂レジストでも形成できるならば、ネガ型の樹脂レジストから着色層３を形成してもよい。但し、より確実に安定的に、空洞発生を抑制して特定形状の着色層３を形成できる点で、ポジ型の樹脂レジストから形成するのが好ましい。本実施形態においては、着色層３は、ポジ型の樹脂レジストから形成されている。
ポジ型の樹脂レジスト、ネガ型の樹脂レジストは、上述ブラックマトリクス２において説明した樹脂レジストについて、その構成成分中の遮光材を、赤色、緑色、青色などの色材に変更したものを用いることができる。また、これらレジストの露光には、ブラックマトリクス２の場合と同様に、通常、紫外線が使用される。
よつて、ここでは、色材についてのみ説明し、さらなる説明は省略する。
【０１０８】
（色材）
色材としては、着色層３の色に応じて、カラーフィルタ用途において公知の色材を用いることができる。例えば、顔料では、ジケトピロロピロール系、アントラキノン系、ペリレン系などの赤色顔料、フタロシアニン系、イソインドリン系などの緑色顔料、フタロシアニン系、トリアリールメタン系、アントラキノン系などの青色顔料、イソインドリン系、アントラキノン系などの黄色顔料、キナクリドン系などの紫色顔料である。
色材には、染料を用いることもできる。染料では、例えば、アントラキノン系、ペリレン系などの赤色染料、フタロシアニン系などの緑色染料、トリアリールメタン系、メチン系、アントラキノン系、アゾ系などの青色染料である。
【０１０９】
《透明基板１》
透明基板１は、公知の材料を用いることができる。例えば、透明基板１の材料としては、ガラス、石英の他、樹脂を用いることができる。樹脂は、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などである。
【０１１０】
《その他の構成層》
本発明においては、カラーフィルタ１０は、上記した透明基板１、ブラックマトリクス２及び着色層３に加えて、さらにカラーフィルタ１０において公知の、その他の構成要素を含むことができる。例えば、透明導電層、配向層、スペーサなどである。
【０１１１】
《製造方法》
本発明によるカラーフィルタ１０を製造する方法としては、特に制限はないが、上述特定形状のブラックマトリクス２、或いはさらにこれに加えて、上述特定形状の着色層３を安定的に形成できる点で、次に述べる、本発明に係るカラーフィルタの製造方法が好ましい製造方法である。
【０１１２】
《Ｂ》カラーフィルタの製造方法：
本発明に係るラーフィルタの製造方法は、ブラックマトリクス形成工程（Ａ）と、着色層形成工程（Ｂ）とを少なくともこの順に含む。
【０１１３】
《ブラックマトリクス形成工程（Ａ）》
ブラックマトリクス形成工程（Ａ）は、特定形状のブラックマトリクス２を形成する工程である。
すなちわ、形成するブラックマトリクス２として、
ブラックマトリクス２の線幅方向における厚み方向での断面における透明基板１の一方の面１ｐからの高さについて、ブラックマトリクス２の高さが最も高くなる極大点Ｑｍａｘの高さを極大高さＴｍａｘとし、ブラックマトリクス２が透明基板１の一方の面１ｐに平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分を端部開始点Ｑｅとし、
Ｔｍａｘ／２の半値高さＴｈとなる部分を中位点Ｑｈとするときに、
次の、イ）、ロ）及びハ）の３条件を全て満す特定形状のブラックマトリクス２を、ポジ型の樹脂レジストから近接露光法により形成する工程である。
イ）中位点Ｑｈにおける透明基板１の一方の面１ｐに平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°である。
ロ）ブラックマトリクス２が透明基材１の表面に、端部開始点Ｑｅの一方から他方まで連続して接触している。
ハ）端部開始点Ｑｅから極大点Ｑｍａｘに至る部分に透明基板１の一方の面１ｐに平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシＢが存在しない。
【０１１４】
ブラックマトリクス２の形成に用いるポジ型の樹脂レジストについては、上述したので、ここでは省略する。ポジ型の樹脂レジストをパターンニングするための近接露光法としては、紫外線を露光光に用いるなど公知の方法を採用することができる。プリベイク、ポストベイク、現像などの操作は、ポジ型における公知の方法を採用することができる。
【０１１５】
＜線幅、厚み、及び光学濃度＞
ブラックマトリクス２の線幅、厚み、及び光学濃度については、物の発明としての上述ブラックマトリクス２において説明したので、ここでは、さらなる説明は省略する。
【０１１６】
《着色層形成工程（Ｂ）》
着色層形成工程（Ｂ）は、前記ブラックマトリクス２の少なくとも開口部Ａに、着色層３を形成する工程である。
【０１１７】
着色層形成工程（Ｂ）にて、着色層３を形成するには、基本的には、公知の材料及び形成法を採用することができる。
ただし、着色層３は上述特定形状のものとして形成するのが好ましい。
【０１１８】
すなちわ、形成する着色層３として、
ブラックマトリクス２の線幅方向における厚み方向での断面における透明基板１の一方の面１ｐからの高さについて、着色層３の高さが最も高くなる極大点Ｐｍａｘの高さを極大高さＨｍａｘとし、着色層３が透明基板１の一方の面１ｐに平行な面方向で外側に向かって最も突き出した部分である端部開始点Ｐｅの高さを端部高さＨｓとし、
（Ｈｍａｘ＋Ｈｓ）／２の半値高さＨｈとなる部分を中位点Ｐｈとし、
透明基板１の一方の面１ｐの面内においてブラックマトリクス２と注目する着色層３とが出会う部分を底部開始点Ｐｂとするときに、
次の、ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）の４条件を全て満す特定形状の着色層３については、ポジの樹脂レジストから近接露光法により形成する工程である。
ａ）中位点Ｐｈにおける透明基板１の一方の面１ｐに平行な面に対するテーパー角θが、５０〜９０°である。
ｂ）端部開始点Ｐｅがブラックマトリクス２上に位置している。
ｃ）着色層３がブラックマトリクス２の側面を含む表面に、底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｅに向かって連続して接触しており、さらに着色層３が当該着色層３と隣り合う隣接着色層３ｎの上に一部重なるときは隣接着色層３ｎの側面を含む表面に、当該表面に位置する前記端部開始点Ｐｅまで連続して接触している。
ｄ）端部開始点Ｐｅから極大点Ｐｍａｘに至る部分に透明基板１の一方の面１ｐに平行な面方向で外側に向かって突き出したヒサシＢが存在しない。
【０１１９】
上記にて、「特定形状の着色層３については」とは、上記特定形状としない着色層３は、必ずしも、ポジ型の樹脂レジストから近接露光法により形成しなくてもよいという意味である。
【０１２０】
着色層３の形成に用いるポジの樹脂レジストについては、上述したので、ここでは省略する。ポジの樹脂レジストをパターンニングするための近接露光法としては、紫外線を露光光に用いるなど公知の方法を採用することができる。プリベイク、ポストベイク、現像などの操作は、ポジ型における公知の方法を採用することができる。
【０１２１】
＜特定形状の着色層３の形成順序＞
着色層形成工程（Ｂ）にて複数色の着色層３を形成する際に、上記特定形状の着色層３を形成する順番は、２色目以降とするのが好ましい。例えば、着色層３が３色の場合、２色目又は３色目のいずれか、或いは、２色目及び３色目とする。これは、通常、１色目となる赤色は、緑色や青色に比べて逆テーパー形状に起因する問題が生じにくいからである。
このため、２色目以降を上記特定形状の着色層３として形成することで、本形態の高精細、高色純度に適し製造方法の効果を、より効果的に発揮させることができる。
【０１２２】
＜特定形状の着色層３の色＞
着色層形成工程（Ｂ）にて複数色の着色層３を形成する際に、上記特定形状の着色層３の色は、例えば、着色層３の色が、赤色、緑色、青色の３色である形態では、この中で、緑色と青色の着色層３について上記特定形状のものとすることが好ましい。特に、緑色及び青色の着色層３は、高色純度化するとネガ型の樹脂レジストでは逆テーパー形状が強くなり空洞発生が起こり易く、これによる色純度低下が生じ易いからである。
【０１２３】
《本製造方法による効果》
以上のよう製造方法とすることで、線幅Ｗが１〜７μｍのブラックマトリクス２であっても、逆テーパー形状に起因する空洞発生及び欠け発生を抑制でき、高精細に適したカラーフィルタとすることができる。
【０１２４】
さらに、着色層３についても、特定形状のものとして形成することにより、着色層３でも逆テーパー形状に起因する空洞発生を抑制するとともに、逆テーパー形状に起因する混色による色純度低下を抑制し、高精細に適した上に高色純度に適したカラーフィルタとすることができる。
【０１２５】
《Ｃ》表示装置：
本発明による表示装置は、上述した本発明によるカラーフィルタ１０を含む表示装置である。以下、液晶表示装置とＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例に説明する。
【０１２６】
表示装置としての液晶表示装置の一例を例示すれば、上記したカラーフィルタ１０を用いたカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に対向して配置され駆動用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成された対向基板と、カラーフィルタ基板と対向基板との間に充填された液晶層とを有する。カラーフィルタ基板には、ＩＴＯなどによる透明電極、配向膜、スペーサなどが通常形成される。また、カラーフィルタ基板及び対向基板の外側には、偏光板が配置される。
液晶表示装置は、上記部材の他に、導光板、拡散板、プリズムシート、光源などから構成される公知のバックライトを含んでいてもよい。また、液晶表示装置は、この他、駆動回路を含み得る。
液晶の駆動方式は、ＴＮ方式、ＳＴＮ方式、ＩＰＳ方式など各種方式でよい。
【０１２７】
表示装置としてのＥＬ表示装置の一例を例示すれば、上記したカラーフィルタ１０を用いたカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に対向して配置され、カラーフィルタ１０の着色層３に対応して互いに独立に白色発光する有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）である白色発光有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ基板とを有する。白色発光有機ＥＬ素子からの白色光が、カラーフィルタ１０の着色層３によって変調されてカラー画像を表示する。
ＥＬ表示装置は、この他、駆動回路を含み得る。
【０１２８】
本発明による表示装置は、このような構成とすることで、高精細化、或いはさらに高色純度に適した表示装置とすることができる。
《Ｄ》用途：
本発明によるカラーフィルタ１０の用途は、特に限定されない。例えば、液晶表示装置、無機又は有機の電界発光（ＥＬ）表示装置などである。
本発明による表示装置の用途は、特に限定されない。例えば、スマートフォンなどの携帯電話、タブレットコンピュータなどの携帯情報端末、電子書籍端末、パーソナルコンピュータ、モニターディスプレイ、デジタルカメラ、デジタルフォトフレーム、などである。
【符号の説明】
【０１２９】
１    透明基板
１ｐ  一方の面
２    ブラックマトリクス
２Ａ  レジスト層
２ｂ  底部
２ｍ  中間部
２ｓ  側面
２ｔ  頂部
３    着色層
３Ａ  レジスト層
３ｎ  隣接着色層
１０    カラーフィルタ
２０    従来のカラーフィルタ
Ａ    開口部
Ｂ    ヒサシ
Ｅ    欠け
Ｇ    空洞
Ｈｈ      半値高さ
Ｈｍａｘ  極大高さ
Ｈｓ      端部高さ
Ｍ        マスク
Ｐｂ      底部開始点
Ｐｅ      端部開始点
Ｐｅｎ    隣接着色層の端部開始点
Ｐｈ      中位点
Ｐｍａｘ  極大点
Ｑｈ      中位点
Ｑｅ      端部開始点
Ｑｍａｘ  極大点
ＱｓＨ    側面の極大点
ＱｓＬ    側面の極小点（底部）
Ｔｈ      半値高さ
Ｔｍａｘ  極大高さ
Ｗ    線幅
ｗ３  重なり幅
Ｗｂ  底部の幅
Ｗｔ  頂部の幅
θ    テーパー角
Θ    傾斜角
【図１】
2014153420.tif 000003
【図２】
2014153420.tif 000004
【図３】
2014153420.tif 000005
【図５】
2014153420.tif 000006
【図６】
2014153420.tif 000007
【図７】
2014153420.tif 000008
【図８】
2014153420.tif 000009
【図１０】
2014153420.tif 000010
【図１１】
2014153420.tif 000011
【図１２】
2014153420.tif 000012
【図４】
2014153420.tif 000013
【図９】
2014153420.tif 000014