(57)【要約】【課題】着色層に空洞が生じず、高精細、高色純度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上に線幅１〜７μｍのブラックマトリクス２の開口部Ａに下記形状の着色層３をポジ型レジストから近接露光法で形成する。極大点Ｐｍａｘの極大高さＨｍａｘと端部開始点Ｐｓの端部高さＨｓとの半値高さＨｈの点を中位点Ｐｈ、基板面でブラックマトリクスと着色層とが出会う点を底部開始点Ｐｂとし、ａ）中位点Ｐｈのテーパー角θが５０〜９０°、ｂ）端部開始点Ｐｓがブラックマトリクス上、ｃ）ブラックマトリクス表面に底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｓに向かって連続して接し、更に隣接着色層上に重なるときはその表面に位置する端部開始点Ｐｓまで連続して接し、ｄ）端部開始点Ｐｓから極大点ＰｍａｘまでヒサシＢがない。表示装置はこのカラーフィルタを備える。【選択図】図１
2014137448.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線幅が１〜７μｍの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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓまで連続して接触しており、
ｄ）前記端部開始点Ｐｓ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、カラーフィルタ。
【請求項２】
前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、
赤色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｘ≧０．５８０であり、
緑色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｙ≧０．５５０であり、
青色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｙ≦０．１３０である、
請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記ブラックマトリクスが樹脂レジストから形成されている、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、ポジ型レジストから形成されている、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ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、青色着色層及び緑色着色層のうちの少なくとも片方である、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】
透明基板の一方の面上に、線幅が１〜７μｍのブラックマトリクスを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、着色層を形成する工程であって、
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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓまで連続して接触しており、
ｄ）前記端部開始点Ｐｓ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、ポジ型着色レジストから近接露光法により形成する、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７】
前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、
赤色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｘ≧０．５８０であり、
緑色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｙ≧０．５５０であり、
青色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｙ≦０．１３０である、
請求項６に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記ブラックマトリクス形成工程（Ａ）にてブラックマトリクスを樹脂レジストから形成する、請求項６又は７に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、着色層の形成順序で２色目以降である、請求項６〜８のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、青色着色層及び緑色着色層のうちの少なくとも片方である、請求項６〜９のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜５のいずれか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し、特に、高精細、高色純度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、透明基板上にブラックマトリクスを形成後、赤色、緑色、青色などの着色層は、色材を含む着色レジストの硬化層としてフォトリソグラフィ法で作製されている。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、マスク開口は着色層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、着色層上に形成される透明導電層の断線などの原因となるため、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、カラーフィルタは、より高精細、より高色純度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、カラーフィルタの着色層は、高色純度に対応するために、着色層中の色材は高濃度になり厚みは厚くなる傾向にある。このため、着色層を着色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、着色層として透過すべき波長光に対してそれ以外の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、カラーフィルタ用の着色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、図８（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の現像後の断面形状が逆テーパー形状であると、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。こうした空洞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ので、逆テーパー形状をポストベイクでレジスト層を軟化流動化させて順テーパー形状にするときに、空洞Ｇ内の空気が逃げ切れず、図８（ｂ）のように、空洞Ｇが着色層３の周囲に残ることがある。空洞Ｇが残ると、図８（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。
【０００７】
こうした空洞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、この問題を解決することが望まれた。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、高精細にしても空洞が生じず、高精細、高色純度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】
【０００９】
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。
【００１０】
（１）透明基板と、
前記透明基板の一方の面上に形成され線幅が１〜７μｍの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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓまで連続して接触しており、
ｄ）前記端部開始点Ｐｓ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、カラーフィルタ。
（２）前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、
赤色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｘ≧０．５８０であり、
緑色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｙ≧０．５５０であり、
青色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｙ≦０．１３０である、
前記（１）のカラーフィルタ。
（３）前記ブラックマトリクスが樹脂レジストから形成されている、前記（１）又は（２）のカラーフィルタ。
（４）前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、ポジ型レジストから形成されている、前記（１）〜（３）のいずれかのカラーフィルタ。
（５）前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、青色着色層及び緑色着色層のうちの少なくとも片方である、前記（１）〜（４）のいずれかのカラーフィルタ。
【００１１】
（６）透明基板の一方の面上に、線幅が１〜７μｍのブラックマトリクスを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、着色層を形成する工程であって、
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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓまで連続して接触しており、
ｄ）前記端部開始点Ｐｓ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、ポジ型着色レジストから近接露光法により形成する、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。
（７）前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、
赤色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｘ≧０．５８０であり、
緑色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｙ≧０．５５０であり、
青色着色層では、その色がＹｘｙ表色系でｙ≦０．１３０である、
前記（６）のカラーフィルタの製造方法。
（８）前記ブラックマトリクス形成工程（Ａ）にてブラックマトリクスを樹脂レジストから形成する、前記（６）又は（７）のカラーフィルタの製造方法。
（９）前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、着色層の形成順序で２色目以降である、前記（６）〜（８）のいずれかのカラーフィルタの製造方法。
（１０）前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を満たす特定形状の着色層が、青色着色層及び緑色着色層のうちの少なくとも片方である、前記（６）〜（９）のいずれかのカラーフィルタの製造方法。
【００１２】
（１１）前記（１）〜（５）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】
【００１３】
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、線幅１〜７μｍのブラックマトリクスと高精細にしても、空洞が生じず、高精細、高色純度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、高色純度に適したものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるカラーフィルタを、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】端部開始点Ｐｓ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４】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５】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６】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７】色純度を説明するｘｙ色度図。
【図８】従来のラーフィルタを高精細にしたときに生じ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）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
《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。
【００１７】
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断面図が図１に対応する。
【００１８】
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。
【００１９】
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１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。
【００２０】
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１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の面上に形成され線幅Ｗが１〜７μｍの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。
ただし、図１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。
【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、着色層３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、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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓまで連続して接触している。
ｄ）端部開始点Ｐｓ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。
【００２３】
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にネガ型着色レジストを用いていたのに対し、ポジ型着色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。
【００２５】
以下、構成要素ごとにさらに詳述する。
【００２６】
《着色層３》
先ず、着色層３について、その形状的特徴から説明する。
【００２７】
＜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。
【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、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をポジ型レジストから形成し、着色層３とするポジ型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。
【００２９】
着色層３の厚みは、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。
【００３０】
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。
【００３１】
＜条件ｂ）端部開始点Ｐｓがブラックマトリクス２上に位置している＞
図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）は、端部開始点Ｐｓ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３（ａ）及び図３（ｂ）が、条件ｂ）に該当している形状例であり、図３（ｃ）が条件ｂ）に該当しない形状例である。
【００３２】
概念図でもある図１では、ブラックマトリクス２の断面形状は、四角形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。
【００３３】
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３（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３（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３（ｃ）のように、端部開始点Ｐｓ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、本発明非該当である。
【００３４】
端部開始点Ｐｓ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。
【００３５】
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５のように、端部開始点Ｐｓ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。
【００３６】
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。
【００３７】
＜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Ｐｓ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Ｐｓまで連続して接触している」である。
【００３８】
「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Ｐｓに向かって連続して接触しており」の意味は、図１（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Ｐｓ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。
【００３９】
「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４の部分拡大断面図を参照して説明する。
図４（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４（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。
【００４０】
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１（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Ｐｓ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Ｐｓ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。
【００４１】
図４（ａ）及び図１では、概念図でもあるので、ブラックマトリクス２の断面形状を四角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４（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４（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Ｐｓ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。
【００４２】
「底部開始点Ｐｂから端部開始点Ｐｓ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４（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４（ａ）に例示の空洞Ｇが存在する場合では、端部開始点Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓ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。
【００４３】
一方、図４（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Ｐｓ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４（ｃ）も本発明非該当である。
【００４４】
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。
【００４５】
〔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Ｐｓまで連続して接触している」の意味を説明する。
図５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Ｐｓに向かって、隣接着色層３ｎの端部開始点Ｐｓｎ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Ｐｓｎから着色層３自体の端部開始点Ｐｓまでは、着色層３と隣接着色層３ｎとの界面を、端部開始点Ｐｓ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。
【００４６】
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。
【００４７】
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５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。
【００４８】
端部開始点Ｐｓ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Ｐｓ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。
【００４９】
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の開口部上での着色層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Ｐｓ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。
【００５０】
＜条件ｄ）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、着色層３の断面形状において、端部開始点Ｐｓ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１（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。
【００５１】
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Ｐｓ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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
＜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、線幅Ｗを１〜７μｍとするブラックマトリクス２と組み合わせることで、線幅Ｗがこのように細くても、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、ネガ型着色レジストではなく、ポジ型着色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。
【００５５】
ここで、図６（ａ）は、図１（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６（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。
【００５６】
＜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１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テーパー部分、或いは傾斜部分は、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。
【００５７】
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、ポジ型着色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。
【００５８】
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。
【００５９】
＜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。
【００６０】
＜着色層３の色純度＞
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
図７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７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。
【００６５】
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、各色の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。
【００６６】
＜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着色レジストでも形成できるならば、ネガ型着色レジストから形成してもよい。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、ポジ型着色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、ポジ型着色レジストから形成されている。
以下、ポジ型着色レジスト、ネガ型着色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。
【００６７】
〔ポジ型着色レジスト〕
ポジ型着色レジストとしては、ポジ型のレジストであれば特に制限はないが、代表的には、少なくとも、色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。
ポジ型着色レジストでは、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、着色層３となる。
【００６８】
（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。
【００６９】
（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。
【００７０】
（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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
（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。
【００７５】
（硬化剤）
ポジ型着色レジストには、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。
【００７６】
（添加剤）
ポジ型着色レジストは、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。
【００７７】
（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色材とを含むポジ型着色レジストが挙げられる。
【００７８】
〔ネガ型着色レジスト〕
ネガ型着色レジストとしては、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、ネガ型着色レジストには、少なくとも、色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。
ネガ型着色レジストでは、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、着色層３となる。
【００７９】
（色材）
色材としては、前記ポジ型着色レジストで列記したものなどを用いることができる。
【００８０】
（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。
【００８１】
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、前記ポジ型着色レジストと同様のものを用いることができる。
ネガ型着色レジストは、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。
【００８２】
《ブラックマトリクス２》
本発明においては、ブラックマトリクス２は、線幅Ｗが１〜７μｍである。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、混色が生じ易くなる。よって、線幅の下限は１μｍである。
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。
【００８３】
ブラックマトリクス２には、公知の材料及び形成法を採用することができる。例えば、クロムやクロム化合物などの金属材料、黒色の色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。
ブラックマトリクス２の厚みは、クロムなどの金属膜による場合、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。このため、空洞発生は起こりにくいが、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。
【００８４】
樹脂レジストには、カーボンブラック、チタンブラックなど黒色の色材と、感光性樹脂とを含むレジストを用いることができる。樹脂レジストとしては、ポジ型、ネガ型いずれでもよい。ポジ型の場合は、前記した着色層３で列記したポジ型着色レジストで、その色材を黒色の色材に変更したものを用いることができる。ネガ型の場合は、前記した着色層３で列記したネガ型着色レジストで、その色材を黒色の色材に変更したものを用いることができる。
【００８５】
樹脂レジストによるブラックマトリクス２の厚み、クロム等の金属膜による場合に比べて小さくなる光学濃度を補うために、通常１〜２μｍ程度である。このため、金属膜によるブラックマトリクス２に比べて、空洞発生は起こりやすい。しかし、本発明においては、ブラックマトリクス２の厚みが厚くても、空洞発生を抑制できるため、ブラックマトリクス２としては、金属膜に比べて工程数を減らせる点で、樹脂レジストが好ましい。
【００８６】
《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。
【００８７】
《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。
【００８８】
《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。
【００８９】
《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。
【００９０】
《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、線幅Ｗが１〜７μｍのブラックマトリクス２を形成する工程である。ブラックマトリクス２の内容については、既に上述したので、ここでは省略するが、ブラックマトリクス２を樹脂レジストから形成する際は、樹脂レジストはネガ型でも、ポジ型でも、いずれでもよい。
【００９１】
＜樹脂レジスト製のブラックマトリクス２＞
ブラックマトリクス形成工程（Ａ）にて、ブラックマトリクス２を形成する際は、樹脂レジストから形成するのが好ましい。既に述べたように、本発明の特定形状の着色層３の特徴は、厚みが例えば１〜２μｍ程度と、金属膜から形成したブラックマトリクス２に比べてより厚くなる樹脂レジストから形成したブラックマトリクス２に対して、より効果的だからである。
【００９２】
《着色層形成工程（Ｂ）》
着色層形成工程（Ｂ）は、ブラックマトリクス２の少なくとも開口部Ａに、特定形状の着色層３を形成する工程である。
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Ｐｓ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、ポジ型着色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Ｐｓ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Ｐｓ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Ｐｓまで連続して接触している。
ｄ）端部開始点Ｐｓ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。
【００９３】
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、ポジ型着色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。
【００９４】
着色層３の形成に用いるポジ型着色レジストについては、上述したので、ここでは省略する。ポジ型着色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。
【００９５】
＜着色層３の色純度＞
着色層形成工程（Ｂ）にて形成する着色層３の色純度は、高色純度であることが好ましい。高色純度とは、赤色、緑色、青色について、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。
【００９６】
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、各所の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を製造することができる。
【００９７】
＜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、本発明の高精細、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。
【００９８】
＜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の形成する際に、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。
【００９９】
《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、ブラックマトリクスの開口部上での着色層の逆テーパー形状に起因する空洞発生、混色による色純度低下を抑制でき、高精細、高色純度に適したカラーフィルタとすることができる。
【０１００】
《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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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、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】
【０１０４】
１    透明基板
１ｐ  一方の面
２    ブラックマトリクス
２ｂ  底部
２ｍ  中間部
２ｓ  側面
２ｔ  頂部
３    着色層
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
Ｇ    空洞
Ｈｈ      半値高さ
Ｈｍａｘ  極大高さ
Ｈｓ      端部高さ
Ｐｂ      底部開始点
Ｐｈ      中位点
Ｐｍａｘ  極大点
Ｐｓ      端部開始点
Ｐｓｎ    隣接着色層の端部開始点
ＱｓＨ    ブラックマトリクスの側面の極大点
ＱｓＬ    ブラックマトリクスの側面の極小点（底部）
Ｗ    線幅
ｗ３  重なり幅
θ    テーパー角
Θ    傾斜角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図６】
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【図８】
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