(57)【要約】  【課題】表示品位が高く、かつ、低コストで製造可能な半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法および液晶表示装置を提供する。  【解決手段】基板上に、遮光層、透明樹脂層、第１の着色層、および第２の着色層を順次設けて第１の着色層および第２の着色層がこの順に積層された透過領域と、透明樹脂層と第２の着色層がこの順に積層された反射領域とを一画素中に形成する半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法であって、該透明樹脂層形成後、第１の着色層形成前に該透明樹脂層を親水化処理することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。【選択図】図１
2008083650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、遮光層、透明樹脂層、第１の着色層および第２の着色層を順次設けて形成することにより、第１の着色層および第２の着色層がこの順に積層された透過領域と、透明樹脂層と第２の着色層がこの順に積層された反射領域とを一画素中に形成する半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法であって、該透明樹脂層形成後、第１の着色層形成前に該透明樹脂層を親水化処理することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。
【請求項２】
透明樹脂層が、アクリル系樹脂を含有し、該アクリル系樹脂は、少なくとも分子鎖中にカルボキシル基とヒドロキシル基を含有し、さらにアミド基およびカルボキシルアンモニウム塩で表される基のうち少なくとも一つの基を含有することを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。
【請求項３】
透明樹脂層が、少なくともアクリル系樹脂および水溶性樹脂を含有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。
【請求項４】
前記親水化処理が、遠紫外線の照射であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。
【請求項５】
前記親水化処理が、大気圧プラズマ処理であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法により製造された半透過型液晶表示装置用カラーフィルターを用いたことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルター、特に、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に適したカラーフィルターの製造方法、およびそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半透過型液晶表示装置は、環境光強度によらず視認性の良い表示ができることから、特に携帯電話など多くの製品に用いられている。
【０００３】
半透過型液晶表示装置に適したカラーフィルターとして、複数の着色層が積層され、かつ、最上層が感光性カラーレジストからなる構造を有し、かつ、反射領域において基板と着色層の間に透明樹脂層を有することを特徴とするカラーフィルターが提案されている（特許文献１）。その中でも、反射領域の着色層数が透過領域に積層された着色層数よりも少ないカラーフィルター構成では、反射表示での明るさが特に向上できる（特許文献２）。このようなカラーフィルターを製造する方法の一例について、図２を参照しながら説明する。まず、図２（ａ）に示すように、ブラックマトリクス２を設けた基板１上に透明樹脂層３を設けることにより、段差を形成する。
【０００４】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１の着色層６ｂを形成するための非感光性着色被膜を形成し、続いてその上に第２の着色層６ａを形成するための感光性カラーレジストを積層する。そして、フォトマスクを通して紫外線等を照射することにより、感光性カラーレジストの透過領域４および反射領域５に対応する領域８を露光する。
【０００５】
次に、この基板を現像液で現像し、感光性カラーレジストの非露光部分を除去する。通常の現像条件で現像を行うと、感光性カラーレジストが除去されて露出した部分、すなわち非露光部分に対応する非感光性着色被膜がエッチングされて、いっしょに除去される。しかし、ここでは通常の現像条件よりも現像時間を長くするなどした、過現像条件で現像を行う。この場合、感光性カラーレジストについては、十分な露光量が照射されていれば、架橋が進行しており、現像条件によらず、一定のパターンを得ることができる。一方、非感光性着色被膜は、現像条件の影響を受けるので、現像時間が長くなると、エッチングがさらに進行する。ここで、非感光性着色被膜のエッチングが、透明樹脂層により設けられた段差に到達すると、エッチング速度が非常に遅くなる。この現象を利用して、非感光性着色被膜のエッチングを段差を設けた位置で止めることができる。その後、加熱硬化することにより、図２（ｃ）に示すように、透過領域４に第１の着色層６ｂと第２の着色層６ａが積層され、反射領域５には、透明樹脂層の上に第２の着色層６ａのみが形成されたカラーフィルターが得られる。すなわち、一色の画素につき、１回の露光工程および１回の現像工程だけで、本発明の構造を有するカラーフィルターを製造することができる。
【０００６】
しかし、加工条件によっては、反射領域５の透過領域４に近い領域の一部において、着色層６ｂがエッチングされたことにより生じる一時的な隙間が現像終了後、さらには加熱硬化後にも残存し、図２（ｄ）のように透明樹脂層３と着色層６ａの間に空隙１０が発生してしまうことがあった。空隙が発生した場合、次工程で他の色の画素を形成しようとすると、異なる色の着色材料が空隙に入り込むことがあり、所望の性能を得られない可能性がある。
【特許文献１】特開２００３−２５５３２５号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、表示品位が高く、かつ、低コストで製造可能な半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法、およびそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、遮光層、透明樹脂層、第１の着色層、および第２の着色層を順次設けて第１の着色層および第２の着色層がこの順に積層された透過領域と、透明樹脂層と第２の着色層がこの順に積層された反射領域とを一画素中に形成する半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法であって、該透明樹脂層形成後、第１の着色層形成前に該透明樹脂層を親水化処理することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。
（２）  透明樹脂層が、アクリル系樹脂を含有し、該アクリル系樹脂は、少なくとも分子鎖中にカルボキシル基とヒドロキシル基を含有し、さらにアミド基およびカルボキシルアンモニウム塩で表される基のうち少なくとも一つの基を含有することを特徴とする（１）に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。
（３）  透明樹脂層が、少なくともアクリル系樹脂および水溶性樹脂を含有することを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。
（４）  前記親水化処理が、遠紫外線の照射であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。
（５）  前記親水化処理が、大気圧プラズマ処理であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。
（６）  （１）〜（５）のいずれかに記載の方法により製造された半透過型液晶表示装置用カラーフィルターを用いたことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のカラーフィルターの製造方法によれば、一画素中に第１の着色層および第２の着色層がこの順に積層された透過領域と、透明樹脂層と第２の着色層がこの順に積層された反射領域とを設け、さらに透明樹脂層を親水化処理することにより、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、色残りや他色の混色の発生を抑えて製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のカラーフィルターについて、半透過液晶表示装置に基づいて説明する。半透過液晶表示装置においては、一画素内に透過領域と反射領域が設けられる。暗い場所ではバックライト光を利用する透過表示を行い、明るい場所では環境光を利用する反射表示を行う。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向するカラーフィルター画素領域が反射領域となり、該基板の反射膜が形成されていない領域に対向するカラーフィルター画素領域が透過領域となる。
【００１１】
本発明のカラーフィルターの一例を示す模式断面図を図１に、模式平面図を図３に示す。
基板上に、少なくとも第１の着色層６ｂ、第２の着色層６ａおよび透明樹脂層３が形成され、一画素中に、第１の着色層６ｂおよび第２の着色層６ａがこの順に積層された透過領域４と、透明樹脂層３と第２の着色層６ａがこの順に積層された反射領域５とが設けられている。なお、ここでいう着色層とは、着色剤と樹脂を含み、液晶表示装置の発色のために用いられる層を指す。
【００１２】
透過領域４と、反射領域５との境界部には、透明樹脂層３によって段差７が形成されている。ここで境界部とは、第１の着色層の輪郭線、すなわち、第１の着色層の最も外側の部分から±１０μｍ以内の範囲に含まれる領域のことを言う。なお、図１に示すように、第１の着色層の輪郭線が厚み方向に傾斜している場合には、第１の着色層が最も外側に出ている部分で見ればよい。透明樹脂層によって段差を形成することにより、簡単な工程で、透過領域４と反射領域５の着色特性が異なるカラーフィルターを形成することができる。
【００１３】
透過領域４は、液晶表示装置において、透過表示用の領域として用いられ、反射領域５は、液晶表示装置において、反射表示用の領域として用いられる。反射領域の着色層数を透過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できる。また、第１の着色層と第２の着色層の着色および膜厚を適宜調整することで、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。なお、第１の着色層を複数の着色層を積層することによって形成しても良い。また、第２の着色層についても、同様に複数の着色層を積層することによって形成しても良い。しかしながら生産性の観点からは、第１の着色層１層と、第２の着色層１層とを組み合わせた２層積層構造であることがより好ましい。また必要に応じて、これらの層の上に、さらに第３の着色層や、オーバーコート層を積層しても良い。
【００１４】
透過領域４と、液晶表示装置における透過表示用の領域は、一致していることが好ましいが、厳密に一致して無くてもよい。透過領域４のうち、面積にして１０％以下の領域が反射領域となっていてもよい。反射領域５と、液晶表示装置における反射表示用の領域の関係についても同様である。
【００１５】
必ずしも、カラーフィルターの全ての画素を、このような構造にする必要はなく、たとえば、赤画素、緑画素、青画素のうちの一色または二色をこのような構造にしても良い。どの画素を本発明の構造とするかは、用いるバックライト光源と環境光の特性差を勘案し、液晶表示装置の表示色（色純度、明るさ、色調）が目標の表示品位となるように決めればよい。通常の場合、カラーフィルターの全ての画素を、本発明の構造にすることが、表示品位の点で最も好ましい。
【００１６】
従来、このような構造をもつ画素を形成する際に、加工条件によっては反射領域の一部に空隙が発生することが問題となっていたが、本発明者らは、透明樹脂層を親水化処理することにより空隙の発生を抑制することができることを見出した。
【００１７】
ここで、本発明における親水化処理とは、透明樹脂層形成後にエネルギー線照射などの表面改質処理や化学薬品や物理的手段による各種洗浄などを行う処理であり、透明樹脂層の表面において水との接触角を小さくさせる処理のことである。
【００１８】
透明樹脂層は感光性透明樹脂組成物あるいは非感光性透明樹脂組成物のいずれを用いても形成することができる。特に限定するわけではないが、感光性透明樹脂組成物を用いることが処理工程を少なくすることができるため好ましい。このとき、使用する樹脂としては、アクリル系樹脂が合成が容易であることから好ましい。感光性透明樹脂組成物は、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ペンチル、ベンジル（メタ）アクリレート、などの不飽和カルボン酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピルなどの不飽和カルボン酸ヒドロキシエステル、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、ジエチルアミノエチルメタ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、（メタ）アクリルアミド、αフェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−オクチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−オクチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ´−メチレンビス（（メタ）アクリルアミド）、Ｎ−ジアセトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−ブトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドＮ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリンなどの不飽和カルボン酸アミド化合物、（メタ）アクリル酸グリシジル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（メタ）アクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリブチル（メタ）アクリレート、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。
【００２１】
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、露光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、（メタ）ア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）重合体が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（メタ）ア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（メタ）アクリル酸クロライドとしては、（メタ）アクリル酸グリシジル、α−エチル（メタ）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、（メタ）アクリル酸クロライド、などがあげられる。
【００２２】
これらアクリル系樹脂の中でも、ポリマー構造中にアルカリ可溶性基としてカルボキシル基を含むことが好ましく、水との親和性向上の観点からヒドロキシル基を同時に含むことが好ましい。さらに親水性基としてアミド基、カルボキシルアンモニウム塩で表される群からなる基のうち、少なくとも一つの基を含むことが、透明樹脂層を親水化処理した時の色加工の空隙発生抑制効果が向上するため好ましい。これらは対応するモノマーを共重合させても良く、また、重合後にカルボキシル基の一部を反応させてアミド基を生成させたりアミン化合物により中和することに生成させても良い。対応するモノマーを共重合させる場合には、例えば、ａ）カルボキシル基を持つ（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸から選ばれる１種類以上のモノマーとともに、ｂ）ヒドロキシル基を持つヒドロキシエチル（メタ）クリレート、さらにはｃ）アミド基を持つアクリルアミド、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，−Ｎ，−ジメチル（メタ）アクリルアミドから選ばれる１種類以上のモノマーを選択し、ａ）〜ｃ）を共重合させたものが挙げられ、さらに（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ベンジルなどの不飽和カルボン酸エステルや、スチレン、その他上記記載の共重合可能なエチレン性不飽和化合物を共重合させることができる。  
【００２３】
これらアクリル系樹脂は、特に限定するわけではないが、重量平均分子量は６０００〜６００００が好ましく、１００００〜４００００がより好ましい。重量平均分子量が６０００以下であると現像時にパターンの欠けが発生しやすくなり、重量平均分子量が６００００以上になるとぎざりや太りが発生し良好なパターンを形成できなくなることがある。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。
【００２４】
また、上記樹脂とは別に、水溶性樹脂を添加しても良い。水溶性樹脂としてはカゼイン、ポリビニルアルコール、でんぷん、ポリビニルエーテル／無水マレイン酸重合体、カルボキシアルキルセルロースの水溶性塩、水溶性セルロースエーテル類、カルボキシアルキル澱粉の水溶性塩、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド類、水溶性ポリアミド、ポリアクリル酸の水溶性塩、ゼラチン、エチレンオキサイド重合体、キチン類、キトサン類などが挙げられる。上記の中でも、ポリビニルアルコールもしくはポリビニルピロリドンが好ましい。これら水溶性樹脂は、アクリル系樹脂との相溶性に問題がなければ特に限定されず使用できる。
【００２５】
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。
【００２６】
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）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、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。
【００２７】
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−モルホリノプロパノン−１、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。
【００２８】
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。
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。
【００２９】
界面活性剤は、感光性透明樹脂組成物の塗布性、および表面の均一性を良好にする目的で、添加することができる。具体的には、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミンなどの陰イオン界面活性剤、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなどの陽イオン界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタインなどの両性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ソルビタンモノステアレートなどの非イオン界面活性剤、フッ素系界面活性剤やシリコン系界面活性剤などがあげられる。
【００３０】
これら界面活性剤の中でもフッ素系界面活性剤は、少量の添加により効果が得られるため好ましい。具体的には、“メガファック”Ｆ１４２Ｄ、Ｆ１７１、Ｆ１７２、Ｆ１７３、Ｆ１７７、Ｆ１８３、Ｒ３０、Ｒ０８、ＢＬ２０、Ｆ４７５、Ｆ４７７、Ｆ４４３（大日本インキ化学工業（株）製）、“エフトップ”ＥＦ３０１、ＥＦ３０３、ＥＦ３５１、ＥＦ３５２（新秋田化成（株）製）、“サーフロンＳ３８１、Ｓ３８２、ＳＣ１０１、ＳＣ１０５（旭硝子（株）製）、Ｅ５８４４（（株）ダイキンファインケミカル研究所製）、ＢＭ−１０００、ＢＭ−１１００（いずれも商品名：ＢＭ Ｃｈｅｍｉｅ社製）などが挙げられる。
【００３１】
かかる界面活性剤の添加量は、感光性透明樹脂組成物に対して、好ましくは０．００１〜１０質量％、さらに好ましくは０．０１〜１質量％であるのがよい。添加量がこの範囲より少ないと、塗布性や表面の均一性の改良の効果が小さいため好ましくない。逆に多すぎると塗布性や表面均一性が不良となることがあり、さらには透明樹脂層の表面が撥水性になってしまい親水化処理をうまく施せなくなることがあるため好ましくない。
【００３２】
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。  
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、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。
【００３８】
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。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。
【００３９】
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。
【００４０】
これら透明樹脂層を形成後に、親水化処理を行うことが好ましい。親水化処理としては、エネルギー線の照射による表面改質として、紫外線照射、プラズマ処理、コロナ処理、電子線照射などがあげられ、薬品による処理として酸処理、アルカリ処理、などをあげることができる。また、上記方法以外にも純水を用いたブラシ洗浄や超音波洗浄など透明樹脂層上の汚れを除去する方法により親水化処理を行っても良い。これら親水化処理は、適宜組み合わせても良い。
【００４１】
親水化処理は、透明樹脂層形成後、第１の着色層形成前であれば、いつ行っても良い。また、各画素ごと、例えば赤、青、緑の各色の第１の着色層の形成前に繰り返し行っても良いし、赤、青、緑のうち、最初に形成される第１着色層の形成前に１回だけ行っても良い。反射領域における他色の混色や空隙を防止できる点では、赤、青、緑の各色の第１の着色層の形成前に繰り返し行うことが好ましい。
【００４２】
これらの親水化処理の中でも、紫外線照射は好ましく用いられる。紫外線照射処理は、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等のランプが挙げられる。例えばＦｕｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、Ｖランプや（株）オーク製作所のメタルハライドランプなどの市販ランプ用いることができ、また、（株）ジーエスユアサライティング社製の遠紫外線応用装置ＤＵＶ照射装置やウシオ電機（株）製のエキシマＶＵＶ／Ｏ３洗浄装置などを用いることもできる。これら紫外線のなかでも波長領域が遠紫外線（２８０ｎｍ〜１００ｎｍ）の範囲を含むことが好ましい。具体的には、例えば、１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの遠紫外線が放出される低圧水銀ランプや、１７２ｎｍの遠紫外線が放出されるキセノンエキシマランプなどが好ましく用いられる。これら遠紫外線を利用する場合には、酸素ガスの存在下で照射することが好ましく行われ、このとき、遠紫外線のエネルギーにより活性酸素やオゾンを生成し、被塗布物表面の有機物を分解することが可能であり、また、被塗布物表面に直接作用して被塗布物表面にヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基等の親水性基を生成するため好ましい。照射条件はそれぞれのランプによって異なり、特に限定されるわけではないが、例えば、低圧水銀ランプを５〜５，０００ｍＪ／ｃｍ2の光量の範囲で５秒〜１０分照射する方法や、エキシマランプを１〜３，０００ｍＪ／ｃｍ2の光量の範囲で１秒〜３分照射する方法が挙げられる。
【００４３】
また、プラズマ処理は、ガスの存在下で高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、そのプラズマにより励起された気体を用いて表面改質を行うものであり、プラズマ処理が施された表面部分のみが親水化され、好ましい。
【００４４】
プラズマ処理の方法としては特に限定されないが、装置及び操作を簡便化できることから大気圧プラズマ処理が好適である。なお、本明細書において大気圧とは、大気圧近傍の圧力下のことを意味し、具体的には０．９ａｔｍ〜１．１ａｔｍの圧力下のことを意味する。
【００４５】
上記大気圧プラズマ処理時に用いる処理ガスとしては特に限定されないが、例えば、酸素、空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、アンモニア、一酸化炭素、水蒸気を単独もしくは組み合わせて使用することができる。中でも酸素ガスは透明樹脂層の親水化する効果が大きいため好ましく、ガス全体に対して１体積％〜２５体積％含むことが好ましい。
【００４６】
このような処理ガスを対向する電極間に供給しながら、高周波、パルス波、マイクロ波等の電界を印加してグロー放電プラズマを発生させることによりプラズマ化したガスが生成させることができる。
【００４７】
プラズマ処理の温度は、特に制限されないが、温度１０〜５０℃の範囲であることが好ましく、処理時間は、例えば、１秒〜１０００秒の範囲で行えばよく、好ましくは３秒〜６００秒の範囲である。
【００４８】
また、親水化処理としてアルカリ処理を行うこともできる。アルカリ処理は、パターン加工を行う場合のアルカリ現像とは異なり、透明樹脂層が現像や加熱処理などを経てパターニングされた後に行うものであり、透明樹脂層の表面の汚れの除去や改質により親水化することができる。
【００４９】
アルカリ処理に用いられる溶液としては、アルカリ現像で使用されるものと同様のものが挙げられ、ディップ、シャワー、パドルやこれらの組み合わせなどの各方法にて行うことができる。特に、シャワーによるアルカリ処理は透明樹脂層の表面の汚れを除去する効率が良いため好ましく、シャワーの圧力は好ましくは、０．１〜１０ＭＰａ、より好ましくは１〜５ＭＰａである。アルカリ処理の時間は、特に制限されないが、例えば、５秒〜５分の範囲で行えば良く、液温としては、室温、もしくは加温して用いることができ、通常１０℃〜４０℃の範囲で行われる。
【００５０】
透明樹脂層の膜厚ｔｄは、２μｍ以上、１０μｍ以下が好ましく、より好ましくは、３μｍ以上、７μｍ以下、さらに好ましくは、４μｍ以上、６μｍ以下である。透明樹脂層の膜厚ｔｄが厚すぎると透明基板全体に均一な膜厚と形状で形成することが困難になる。逆に透明樹脂層の膜厚ｔｄが薄すぎると透過領域、反射領域間の段差が小さくなるため、現像マージンが小さくなる。
【００５１】
第１の着色層の膜厚ｔ１は、好ましくは０．３μｍ以上、５μｍ以下、より好ましくは０．４μｍ以上、３μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以上、２．５μｍ以下である。膜厚ｔ１は、透過領域６の中央で測定する。膜厚ｔ１が厚すぎるとパターン解像性が悪くなり、また耐溶剤性も悪くなりやすい。逆に膜厚ｔ１が薄すぎると、着色層以外の樹脂層を形成した基板に塗布した際、凹凸に追随できず、膜切れによる未着色部が発生しやすくなる。
【００５２】
また、第２の着色層の膜厚ｔ２の好ましい範囲は、０．３μｍ以上、３μｍ以下、より好ましくは、０．５μｍ以上、２μｍ以下、さらに好ましくは、０．８μｍ以上、１．５μｍ以下である。第２の着色層の膜厚ｔ２が薄すぎると、第２の着色層のパターン欠けが発生することがある。逆に膜厚ｔ２が厚すぎると、下層の第１の着色層のエッチングが遅くなる傾向があるため、生産タクトが長くなり効率が落ちることがある。
【００５３】
第１の着色層は、非感光性カラーペーストを塗布した後、乾燥することにより非感光性着色塗膜を形成し、該非感光性着色塗膜をパターン加工した後、加熱硬化させることにより、好ましく形成することができる。また、第２の着色層は、感光性カラーレジストの溶液を塗布した後、乾燥することにより感光性カラーレジスト層を形成し、該感光性カラーレジスト層を光硬化させることにより、好ましく形成することができる。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。非感光組成物においては、特に限定するわけではないが、顔料、ポリイミド前駆体、溶剤を含むことが望ましい。ここで、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸について説明する。
【００５４】
本発明におけるポリアミック酸の合成には、テトラカルボン酸二無水物として、たとえば、脂肪族系または脂環式系のものを用いることができ、その具体的な例として、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，５−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−ビシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−Ｃ］フラン−１，３−ジオンなどが挙げられる。また、芳香族系のものを用いると、耐熱性の良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、３，３´，４，４´−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、４，４´−オキシジフタル酸無水物、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３”，４，４”−パラターフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３”，４，４”−メタターフェニルテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。また、フッ素系のものを用いると、短波長領域での透明性が良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、４，４´−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物などが挙げられる。なお、本発明は、これらに限定されずにテトラカルボン酸二無水物が１種または２種以上用いられる。
【００５５】
また、本発明におけるポリアミック酸の合成には、ジアミンとして、たとえば、脂肪族系または脂環式系のものを用いることができ、その具体的な例として、エチレンジアミン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、４，４´−ジアミノ−３，３´−ジメチルジシクロヘキシルメタン、４，４´−ジアミノ−３，３´−ジメチルジシクロヘキシルなどが挙げられる。また、芳香族系のものを用いると、耐熱性の良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、３，４´−ジアミノジフェニルエーテル、４，４´−ジアミノジフェニルメタン、３，３´−ジアミノジフェニルメタン、４，４´−ジアミノジフェニルスルホン、３，３´−ジアミノジフェニルスルホン、４，４´−ジアミノジフェニルサルファイド、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ベンジジン、３，３´−ジメチルベンジジン、３，３´−ジメトキシベンジジン、ｏ−トリジン、４，４”−ジアミノターフェニル、１，５−ジアミノナフタレン、３，３´−ジメチル−４，４´−ジアミノジフェニルメタン、４，４´−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホンなどが挙げられる。また、フッ素系のものを用いると、短波長領域での透明性が良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンなどが挙げられる。
【００５６】
また、ジアミンの一部として、シロキサンジアミンを用いると、無機基板との接着性を良好にすることができる。シロキサンジアミンは、通常、全ジアミン中の１〜２０モル％量用いる。シロキサンジアミンの量が少なすぎれば接着性向上効果が発揮されず、多すぎれば耐熱性が低下する。シロキサンジアミンの具体例としては、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサンなどが挙げられる。本発明は、これに限定されずにジアミンが１種または２種以上用いられる。
【００５７】
次に、ポリアミック酸の構造単位の繰り返し数について述べる。ポリイミド膜の力学的特性は、分子量が大きいほど良好であるため、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸の分子量も大きいことが望まれる。一方、ポリアミック酸膜を湿式エッチングによりパターン加工を行う場合、ポリアミック酸の分子量が大きすぎると、現像に要する時間が長くなりすぎるという問題がある。したがって、構造単位の繰り返し数の好ましい範囲は１５〜１０００、より好ましくは１８〜４００、さらに好ましくは２０〜１００である。なお、ポリアミック酸の分子量には一般にばらつきがあるため、ここでいう構造単位の繰り返し数の好ましい範囲とは、この範囲の中に全ポリアミック酸の５０モル％以上、好ましくは７０モル％以上、さらに好ましくは９０モル％以上が入っていることを意味する。
【００５８】
感光性組成物においては、特に限定するわけではないが、顔料、分散剤、アクリル樹脂、多官能モノマー、光重合開始剤、および、溶剤を含むことが望ましい。使用できるアクリル樹脂、多官能モノマー、光重合開始剤、溶剤については感光性透明樹脂組成物に用いたものと同様である。また必要に応じて、界面活性剤、密着性改良剤などを添加することが出来る。
【００５９】
本発明に使用される着色剤は、有機顔料、無機顔料、染料を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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
本発明のカラーフィルターの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。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分加熱乾燥（セミキュア）を行うことが好ましい。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（プリベーク）。次に、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た後、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。
【００６４】
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。
【００６５】
その後、紫外線照射やプラズマ処理、各種洗浄工程などにより親水化処理を行う。
【００６６】
次に第１の着色層と第２の着色層を積層して画素を形成する。まず、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乾燥し、非感光性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の上に、アクリル系樹脂、多官能モノマー、光重合開始剤、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、フォトマスクと露光装置を用いて、感光性アクリル着色被膜に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非感光性ポリアミック酸着色被膜のエッチングを同時に行う。
【００６７】
非感光性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。
【００６８】
感光性アクリル着色層を積層しない画素がある場合は、非感光性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、フォトマスクと露光装置を用いて、該フォトレジスト被膜に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非感光性ポリアミック酸着色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、非感光性ポリアミック酸着色被膜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。
【００６９】
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。    
【実施例】
【００７０】
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．ポリアミック酸溶液（ＰＡＡ）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。
【００７１】
Ｂ．ポリアミック酸溶液（ＰＤ）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（ＰＤ）を得た。
【００７２】
Ｃ−１．アクリル系樹脂溶液の合成例１
１０００ｃｃの４つ口フラスコに３−メトキシ−３−メチル−ブタノール１５０ｇを仕込み、これを９０℃に保ち、窒素シール、撹拌を行いながらメタクリル酸メチル２０ｇ、スチレン３０ｇ、メタアクリロアミド１０ｇ、メタクリル酸４０ｇにｎ−ドデシルメルカプタン１．１ｇ、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル１．２ｇを混合して滴下ロートで３０分かけて滴下した。この後４時間反応を続けた後、窒素シールをやめ、ハイドロキノンモノメチルエーテル０．１ｇ、付加触媒としてジメチルベンジルアミン０．４ｇを加えた。グリシジルメタクリレート３３ｇを３０分かけて滴下し、さらに９０℃で３時間撹拌することで付加反応を行った。３−メトキシ−３−メチル−ブタノールを加えて固形分濃度を調整し、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミド基を有する重量平均分子量Ｍｗ２万８千、酸価９８ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分濃度４０％のアクリル系樹脂溶液（ＡＰ−１）を得た。
【００７３】
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、７０００ｒｐｍで３０分間分散し、ガラスビーズをろ過してブラックペーストを調製した。
【００７４】
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％）、ポリアミック酸溶液（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。このようにして顔料としてＰＲ２５４とＰＲ１７７を含む分散液（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、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。
【００７５】
Ｆ−１．感光性透明樹脂組成物（透明樹脂層に用いる）の作製
上記Ｃ−１で合成した２０重量％のアクリル系樹脂溶液（ＡＰ−１）を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４．７ｇ、フッ素系界面活性剤として“メガファック”Ｒ−０８（大日本化学工業（株）製）０．３ｇに溶剤としてシクロペンタノン２１０．０ｇを加え、濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−１）を得た。
【００７６】
Ｇ．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て除去し、赤色分散液を得た。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（登録商標）Ｐ、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）７０．００ｇ、多官能モノマーとしてペンタエリスリトールテトラメタクリレート３０．００ｇ、光重合開始剤として“イルガキュア（登録商標）”３６９  １５．００ｇにシクロペンタノン２６０．００ｇを加え、濃度２０重量％の感光性アクリル樹脂溶液（ＡＣ−１）を得た。前記赤色分散液に感光性アクリル樹脂溶液（ＡＣ−１）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、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。
【００７７】
Ｈ．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で作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。キャノン株式会社製紫外線露光機“ＰＬＡ−５０１Ｆ”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／ｃｍ２（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、ポリアミック酸の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。
【００７８】
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になるよう上記Ｆ−１で得た感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−１）をスピンナーで塗布して塗膜を形成した。該塗膜を９０℃のオーブンで１０分乾燥し、透過領域が画素の中央に配置され、赤、緑、青、各画素の透過領域以外の領域に透明樹脂層が残るフォトマスクパターンを介して、６０ｍＪ／ｃｍ２（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０．２％の水溶液からなる現像液に浸漬し、現像を行った。２２０℃で３０分熱処理し、赤、緑、青画素の透過領域以外の領域に透明樹脂層を得た。
【００７９】
得られた基板は、親水化処理のために、遠紫外線照射を行った。遠紫外線照射には、（株）ジーエスユアサライティング社製のＤＵＶ照射装置ＤＵＶ−１５００−１を用いて低圧水銀ランプにより、空気雰囲気下、室温にて主として１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの遠紫外線を含む紫外線を３０秒（１５００ｍＪ／ｃｍ２）照射した。
【００８０】
次に透過領域の画素中央での熱処理後の膜厚が１．２μｍになるように、上記Ｅで得た非感光性赤ペーストをスピンナーで基板上に塗布して塗膜を形成し、該塗膜を１２０℃のオーブンで２０分乾燥した。該塗膜の上に、反射領域での熱処理後の膜厚が１．０μｍになるように、上記Ｇで得た感光性赤レジストをスピンナーで塗布した。該塗膜を８０℃のオーブンで１０分熱処理し、紫外線露光機を用い、１００ｍＪ／ｃｍ２（３６５ｎｍの紫外線強度）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１．０％の水溶液からなる現像液に浸漬し、非感光性赤色被膜ならびに感光性赤色レジストが積層された着色層を６０秒で現像した。現像後、純水シャワーによるリンスを３０秒行い、圧空により水滴を除去した後、２２０℃で３０分熱処理し、透過領域と反射領域を備えた赤画素を得た。
【００８１】
次に、上記と同じ紫外線照射を再度行った後、上記Ｅで得た非感光性緑ペーストならびに上記Ｇで得た感光性緑レジストからなる積層着色層を赤画素の場合と同様にしてフォトリソ加工し、緑画素を得た。
【００８２】
さらに上記と同じ紫外線照射を行った後、上記Ｅで得た非感光性青ペーストならびに上記Ｇで得た感光性青レジストからなる積層着色層を同様にフォトリソ加工し、青画素を得て、カラーフィルターを作製した。
【００８３】
作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素について、光学顕微鏡で観察し、以下の基準で判定した。
【００８４】
○：１００画素全てにおいて他色の混色や空隙がなく、良好なパターンのもの
△：１００画素のうち１〜５画素に他色の混色が見られるもの
□：１００画素のうち６画素以上に他色の混色が見られるもの
▲：１００画素のうち１〜５画素に空隙が見られるもの
■：１００画素のうち６画素以上に空隙が見られるもの
結果を表１にまとめた。赤、青、緑の全ての画素において空隙や次色の混色などはなく、全てのパターンが良好であった。
【００８５】
実施例２
実施例１と同様にして、ブラックマトリクスおよび透明樹脂層を形成した後、大気圧プラズマ処理を行った。大気圧プラズマには松下電工エマシンアンドビジョン（株）製の大気圧プラズマクリーニング装置Ａｉｐｌａｓｍａを用いた。このとき、プラズマ発生装置の処理幅が５０ｍｍのため、基板をステージに載せ１０ｍｍ／ｓのスピードにて左右に搬送させて基板全面が５秒間処理されるようにした。
【００８６】
次に、実施例１と同じようにしてフォトリソ加工と大気圧プラズマ処理を繰り返し、赤画素、緑画素、青画素を得てカラーフィルターを作製した。
【００８７】
作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素を顕微鏡にて観察すると空隙や次色の混色などはなく、全てのパターンが良好であった。
【００８８】
実施例３
実施例１と同様にして、ブラックマトリクスおよび透明樹脂層を形成した後、紫外線照射を行った。紫外線照射の条件は、実施例１と同様にした。その後、純水シャワーによるリンスを３０秒行い、圧空により水滴を除去した後、６０℃のオーブンで３０分間加熱乾燥させて、純水洗浄を行った。
【００８９】
次に、実施例１と同じようにして赤画素についてフォトリソ加工行い、再度紫外線照射と純水洗浄を行い緑画素についてフォトリソ加工を、さらに紫外線照射と純水洗浄を行い青画素についてフォトリソ加工を行い、カラーフィルターを作製した。作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素を顕微鏡にて観察すると空隙や次色の混色などはなく、全てのパターンが良好であった。
【００９０】
実施例４
実施例１と同様にして、ブラックマトリクスおよび透明樹脂層を形成した後、アルカリ洗浄を行った。アルカリには、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの２．０％の水溶液を用い、６０秒間シャワーによりアルカリ処理を行った後、純水シャワーによるリンスを３０秒行い、圧空により水滴を除去、６０℃のオーブンで３０分間加熱乾燥させて、純水洗浄を行った。
【００９１】
次に、実施例１と同じようにしてフォトリソ加工とアルカリ処理および純水洗浄を繰り返し、赤画素、緑画素、青画素を得てカラーフィルターを作製した。
【００９２】
作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素を顕微鏡にて観察すると、緑１００画素のうちのごく一部の画素に、次色である青色が染みこんで混色している部分があったが、おおむねパターンは良好であった。
【００９３】
実施例５
実施例１と同様にして、ブラックマトリクスおよび透明樹脂層を形成した後、紫外線照射を行い、フォトリソ加工を行って赤画素を得た。ここでは、親水化処理を行うのはこの１回のみで、続いて実施例１と同じようにして青画素についてフォトリソ加工を、さらに続いて、青画素についてフォトリソ加工を得てカラーフィルターを作製した。
作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素を顕微鏡にて観察すると、緑１００画素のうちのごく一部の画素に、次色である青色が染みこんで混色している部分があった。また、青１００画素のうちのごく一部の画素に、透明樹脂層と青色着色膜との間に空隙が見られた。これら一部の混色や空隙のあるもの以外の画素は、パターンは良好であった。
【００９４】
実施例６
Ｃ−２．アクリル系樹脂溶液の合成例２
１０００ｃｃの４つ口フラスコに３−メトキシ−３−メチル−ブタノール１５０ｇを仕込み、これを９０℃に保ち、窒素シール、撹拌を行いながらメタクリル酸メチル３０ｇ、スチレン３０ｇ、メタクリル酸４０ｇにｎ−ドデシルメルカプタン１．１ｇ、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル１．２ｇを混合して滴下ロートで３０分かけて滴下した。この後４時間反応を続けた後、窒素シールをやめ、ハイドロキノンモノメチルエーテル０．１ｇ、付加触媒としてジメチルベンジルアミン０．４ｇを加えた。グリシジルメタクリレート３０ｇを３０分かけて滴下し、さらに９０℃で３時間撹拌することで付加反応を行った。反応液を９０℃に保ったまま、トリエチルアミン３ｇ、３−メトキシ−３−メチル−ブタノール７ｇの溶液を３０分かけて滴下し、さらに９０℃で２時間撹拌を行い、カルボキシル基の一部をアミン塩に変換した。３−メトキシ−３−メチル−ブタノールを加えて固形分濃度を調整し、カルボキシル基、ヒドロキシル基、カルボキシルアンモニウム塩を有する重量平均分子量Ｍｗ３万４千、酸価８２ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分濃度４０％のアクリル系樹脂溶液（ＡＰ−２）を得た。
【００９５】
Ｆ−２．感光性透明樹脂組成物（透明樹脂層に用いる）の作製
上記Ｃ−２で合成した２０重量％のアクリル系樹脂溶液（ＡＰ−２）を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４．７ｇ、フッ素系界面活性剤としてメガファックＲ−０８（大日本化学工業（株）製）０．３ｇに溶剤としてシクロペンタノン２１０．０ｇを加え、濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−２）を得た。
【００９６】
Ｈ．カラーフィルターの作製と評価
実施例１と同様にしてブラックマトリクスを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になるよう上記Ｆ−２で得た感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−２）をスピンナーで塗布して塗膜を形成した。該塗膜を９０℃のオーブンで１０分乾燥し、透過領域が画素の中央に配置され、赤、緑、青、各画素の透過領域以外の領域に透明樹脂層が残るフォトマスクパターンを介して、６０ｍＪ／ｃｍ２（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０．２％の水溶液からなる現像液に浸漬し、現像を行った。２２０℃で３０分熱処理し、赤、緑、青画素の透過領域以外の領域に透明樹脂層を得た。得られた基板は、親水化処理するために紫外線照射を行った。紫外線照射の条件は、実施例１と同様にした。
【００９７】
次に、実施例１と同じようにしてフォトリソ加工と紫外線照射を繰り返し、赤画素、緑画素、青画素を得てカラーフィルターを作製した。作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素を顕微鏡にて観察すると空隙や次色の混色などはなく、全てのパターンが良好であった。
【００９８】
実施例７
Ｃ−３．アクリル系樹脂溶液の合成例３
１０００ｃｃの４つ口フラスコに３−メトキシ−３−メチル−ブタノール１５０ｇを仕込み、これを９０℃に保ち、窒素シール、撹拌を行いながらメタクリル酸メチル３０ｇ、スチレン３０ｇ、メタクリル酸４０ｇにｎ−ドデシルメルカプタン１．１ｇ、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル１．２ｇを混合して滴下ロートで３０分かけて滴下した。この後４時間反応を続けた後、窒素シールをやめ、ハイドロキノンモノメチルエーテル０．１ｇ、付加触媒としてジメチルベンジルアミン０．４ｇを加えた。グリシジルメタクリレート３０ｇを３０分かけて滴下し、さらに９０℃で３時間撹拌することで付加反応を行った。反応液を９０℃に保ったまま、モノエタノールアミン３ｇ、３−メトキシ−３−メチル−ブタノール７ｇの溶液を３０分かけて滴下し、さらに９０℃で２時間撹拌を行い、カルボキシル基の一部をアミン塩に変換した。３−メトキシ−３−メチル−ブタノールを加えて固形分濃度を調整し、カルボキシル基、ヒドロキシル基、カルボキシルアンモニウム塩を有する重量平均分子量Ｍｗ３万５千、酸価７８ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分濃度４０％のアクリル系樹脂溶液（ＡＰ−３）を得た。
【００９９】
Ｆ−３．感光性透明樹脂組成物（透明樹脂層に用いる）の作製
上記Ｃ−３で合成した２０重量％のアクリル系樹脂溶液（ＡＰ−３）を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４．７ｇ、フッ素系界面活性剤としてメガファックＲ−０８（大日本化学工業（株）製）０．３ｇに溶剤としてシクロペンタノン２１０．０ｇを加え、濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−３）を得た。
【０１００】
Ｈ．カラーフィルターの作製と評価
実施例１と同様にしてブラックマトリクスを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になるよう上記Ｆ−３で得た感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−３）をスピンナーで塗布して塗膜を形成した。該塗膜を９０℃のオーブンで１０分乾燥し、透過領域が画素の中央に配置され、赤、緑、青、各画素の透過領域以外の領域に透明樹脂層が残るフォトマスクパターンを介して、６０ｍＪ／ｃｍ２（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、現像を行った。２２０℃で３０分熱処理し、赤、緑、青画素の透過領域以外の領域に透明樹脂層を得た。得られた基板は、親水化処理するために紫外線照射を行った。紫外線照射の条件は、実施例１と同様にした。
【０１０１】
次に、実施例１と同じようにしてフォトリソ加工と紫外線照射を繰り返し、赤画素、緑画素、青画素を得てカラーフィルターを作製した。作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素を顕微鏡にて観察すると空隙や次色の混色などはなく、全てのパターンが良好であった。
【０１０２】
実施例８
Ｃ−４．アクリル系樹脂溶液の合成例４
１０００ｃｃの４つ口フラスコに３−メトキシ−３−メチル−ブタノール１５０ｇを仕込み、これを９０℃に保ち、窒素シール、撹拌を行いながらメタクリル酸メチル５０ｇ、スチレン３５ｇ、メタクリル酸１５ｇにｎ−ドデシルメルカプタン１．１ｇ、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル１．２ｇを混合して滴下ロートで３０分かけて滴下した。この後４時間反応を続けた後、窒素シールをやめ、ハイドロキノンモノメチルエーテル０．１ｇを加えた。３−メトキシ−３−メチル−ブタノールを加えて固形分濃度を調整し、重量平均分子量Ｍｗ２万５千、酸価９５ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分濃度４０重量％のアクリル系樹脂溶液（ＡＰ−４）を得た。
【０１０３】
Ｆ−４．感光性透明樹脂組成物（透明樹脂層に用いる）の作製
上記Ｃ−４で合成した２０重量％のアクリル系樹脂溶液（ＡＰ−４）を７０．０ｇ、水溶性樹脂としてポリビニルピロリドン（和光純薬製、ポリビニルピロリドンＫ３０）を５．０ｇ、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２５．０ｇ、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４．７ｇ、フッ素系界面活性剤としてメガファックＲ−０８（大日本化学工業（株）製）０．３ｇに溶剤として３−メチル−３−メトキシブタノール２１０．０ｇを加え、濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−４）を得た。
【０１０４】
Ｈ．カラーフィルターの作製と評価
実施例１と同様にしてブラックマトリクスを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になるよう上記Ｆ−４で得た感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−４）をスピンナーで塗布して塗膜を形成した。該塗膜を９０℃のオーブンで１０分乾燥し、透過領域が画素の中央に配置され、赤、緑、青、各画素の透過領域以外の領域に透明樹脂層が残るフォトマスクパターンを介して、６０ｍＪ／ｃｍ２（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０．２％の水溶液からなる現像液に浸漬し、現像を行った。２２０℃で３０分熱処理し、赤、緑、青画素の透過領域以外の領域に透明樹脂層を得た。得られた基板は、親水化処理するために紫外線照射を行った。紫外線照射の条件は、実施例１と同様にした。
【０１０５】
次に、実施例１と同じようにしてフォトリソ加工と紫外線照射を繰り返し、赤画素、緑画素、青画素を得てカラーフィルターを作製した。作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素を顕微鏡にて観察すると空隙や次色の混色などはなく、全てのパターンが良好であった。
【０１０６】
実施例９
Ｆ−５．感光性透明樹脂組成物（透明樹脂層に用いる）の作製
上記実施例８のＣ−４で合成した２０重量％のアクリル系樹脂溶液（ＡＰ−４）を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４．７ｇ、フッ素系界面活性剤としてメガファックＲ−０８（大日本化学工業（株）製）０．３ｇに溶剤として３−メチル−３−メトキシブタノール２１０．０ｇを加え、濃度２０重量％の感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−５）を得た。
【０１０７】
Ｈ．カラーフィルターの作製と評価
実施例１と同様にしてブラックマトリクスを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になるよう上記Ｆ−５で得た感光性透明樹脂組成物（ＴＡＣ−５）をスピンナーで塗布して塗膜を形成した。該塗膜を９０℃のオーブンで１０分乾燥し、透過領域が画素の中央に配置され、赤、緑、青、各画素の透過領域以外の領域に透明樹脂層が残るフォトマスクパターンを介して、６０ｍＪ／ｃｍ２（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０．２％の水溶液からなる現像液に浸漬し、現像を行った。２２０℃で３０分熱処理し、赤、緑、青画素の透過領域以外の領域に透明樹脂層を得た。得られた基板は、親水化処理するために紫外線照射を行った。紫外線照射の条件は、実施例１と同様にした。
【０１０８】
次に、実施例１と同じようにしてフォトリソ加工と紫外線照射を繰り返し、赤画素、緑画素、青画素を得てカラーフィルターを作製した。作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素を顕微鏡にて観察すると、緑１００画素のうちのごく一部の画素に、次色である青色が染みこんで混色している部分があったが、おおむねパターンは良好であった。
【０１０９】
比較例１
実施例１と同様にして、ブラックマトリクスおよび透明樹脂層を形成した後、親水化処理を行わずに、赤画素についてフォトリソ加工を行った。続いて、緑画素、青画素についても親水化処理を行わずにフォトリソ加工し、カラーフィルターを作製した。
作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素を顕微鏡にて観察すると、赤１００画素のうちの半分以上の画素で、次色の緑色の混色が見られた。また、緑１００画素のうちのほとんどの画素で、次色の青色の混色が見られた。青画素においては、青色着色膜と透明樹脂層との間に、空隙が生じていた。すなわち、比較例１で作製したカラーフィルターは、混色により欠陥が生じ、設計通りの色性能を発揮できなくなっていた。
【０１１０】
比較例２
実施例９と同様にして、ブラックマトリクスおよび透明樹脂層を形成した後、親水化処理を行わずに、赤画素についてフォトリソ加工を行った。続いて、緑画素、青画素についても親水化処理を行わずにフォトリソ加工し、カラーフィルターを作製した。
作製した赤１００画素、緑１００画素、青１００画素を顕微鏡にて観察すると、赤１００画素のうちのほとんどの画素で、次色の緑色の混色が見られた。また、緑１００画素のうちのほとんど全ての画素で、次色の青色の混色が見られた。青画素においては、青色着色膜と透明樹脂層との間に、空隙が生じていた。すなわち、比較例２で作製したカラーフィルターは、混色により欠陥が生じ、設計通りの色性能を発揮できなくなっていた。
【０１１１】
【表１】
2008083650.tif 000003
【０１１２】
実施例でのカラーフィルターは、次色の混色がほとんどなく外観は良好で色設計通りの性能がでていた。一方、比較例でのカラーフィルターは、赤画素に次色の緑色が入り込み、また、緑画素に次色の青色が入り込むことで、カラーフィルターとしての性能を著しく損なうものとなっていた。
【０１１３】
実施例１０  
＜液晶表示装置の作成＞
実施例１〜９、および比較例１および２で作成したカラーフィルター基板に１４００オングストロームの膜厚でＩＴＯ膜を製膜し、次に高さ３μｍの固定スペーサーを形成した。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、さらにその上にパターン加工されたＩＴＯ膜などの透明電極が形成され、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を形成した半透過反射基板と該カラーフィルター基板とを対向させて、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、注入口を封入する。つぎに、ＩＣドライバー等を実装することにより液晶表示装置が完成する。
【０１１４】
液晶表示装置の作成において、すべての実施例、比較例においては、配向膜として通常使用されているＴＮ方式用の配向膜、ならびにＴＮ液晶を用いた。
【０１１５】
実施例１〜９、比較例１および２で作製したカラーフィルターを用いた半透過型液晶表示装置について、表示特性を検査した。
【０１１６】
実施例１〜９のカラーフィルターを用いた半透過型液晶表示装置では、実施例４、５および９の緑画素１００画素のうちの数画素でわずかに反射表示が青味の表示となっていた他は、すべての液晶表示装置について、反射表示、透過表示とも所望の特性が得られた。一方、比較例１および２のカラーフィルターを用いた半透過型液晶表示装置では、反射表示での色度が所望の性能とは異なり、表示品位が著しく悪いものであった。これは、反射領域への次色の混色によるカラーフィルターの欠陥が原因であった。
【０１１７】
以上のように、本発明のカラーフィルターを用いることで反射領域と透過領域とをそれぞれ所望の色特性にし、欠陥なくカラーフィルターを製造することができた。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明のカラーフィルターの一例を示す模式断面図
【図２】本発明のカラーフィルターの製造工程の一例を示すフロー図
【図３】本発明のカラーフィルターの一例を示す模式平面図
【符号の説明】
【０１１９】
１  ：透明基板
２  ：ブラックマトリックス
３  ：透明樹脂層
４  ：透過領域
５  ：反射領域
６ａ：第２の着色層
６ｂ：第１の着色層
７：段差
８：露光部
９：未露光部
【図１】
2008083650.tif 000004
【図２】
2008083650.tif 000005
【図３】
2008083650.tif 000006