(57)【要約】【課題】  樹脂ブラックマトリックスを用いたカラーフィルタおよび液晶表示装置であって、コントラストの低下や残像等の表示不良が発生するという問題が生じにくいカラーフィルタおよび液晶表示装置を提供すること。【解決手段】  透明基板上に、少なくとも遮光剤を樹脂中に分散させて成るブラックマトリックス層を設け、ブラックマトリックスの開口部を埋めるように透明樹脂層を設けた後、ブラックマトリックスの開口部及びブラックマトリックス上の一部に３原色のそれぞれの着色層を設けたカラーフィルタを提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、遮光剤を樹脂中に分散させて成るブラックマトリックスと、ブラックマトリックスの開口部に３原色のそれぞれの着色層を設けたカラーフィルタにおいて、着色層と透明基板の間であって、かつ開口部の全域に透明樹脂層が形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
透明樹脂層が表示領域全面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
透明樹脂層が感光性樹脂を硬化させたものであることを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタを用いた液晶表示装置。
【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液晶表示装置に関する。特に、樹脂ブラックマトリックスが形成された、透過型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタのブラックマトリックスとしては、金属酸化物、金属窒化物などを用いた金属薄膜、あるいは、遮光剤によって着色された樹脂が一般的に用いられる。
【０００３】
樹脂ブラックマトリックスの場合、金属薄膜に比べ、反射率が小さく、また、製造コストが低く、さらにはパターン加工を行う際に有害物質が発生しにくいという利点がある。しかしながら、樹脂ブラックマトリックスの場合は十分な遮光性を確保するためにブラックマトリックス層を厚くする必要がある。その結果、画素内段差が大きくなり、樹脂ブラックマトリックス開口部周辺に液晶の配向不良が発生し、光漏れによるコントラスト低下や残像等の問題が生じやすい。また、ラビングの不均一も生じやすく、これによる表示不良が生じやすくなる。
【０００４】
これらの問題を解決する手段として、着色層上にオーバーコートを設けることでカラーフィルタ表面を平坦化し、画素内段差を低減する方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ＰＣモニター用途やテレビ用途など、より高い遮光性を必要とするカラーフィルタにおいては、樹脂ブラックマトリクスの膜厚をより厚くする必要がある。この場合には、画素内段差を低減するためにはオーバーコート層をより厚くする必要がある。しかしながら、厚いオーバーコート層を均一に塗布することは困難であり、十分な平坦性が得られず、結果として表示不良が生じる可能性が高い。
【０００６】
半透過型液晶表示装置用途などでは、画素内の着色層厚さに必然的に差を設けることで、透過領域と反射領域の表示色が同等になるように設計する場合があるが、この場合に生じる画素内段差を軽減するために、段差を調節するための平坦化層を形成することで、画素内段差に起因する表示不良を低減する方法がある（例えば、特許文献２）。しかしながら、ブラックマトリックスが樹脂の場合、ブラックマトリックスに着色層が積層されている領域における段差は軽減されず、表示不良が生じる可能性が高い。
【特許文献１】特開平１１−２１８６０６号公報（第３−６頁）
【特許文献２】特開２００３−１５６６１８号公報（第７頁、図１および図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記問題点に鑑み、本発明は樹脂ブラックマトリックスの厚みに起因する画素内段差を低減し、表示不良の発生を防止することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、樹脂ブラックマトリックス層の厚みの影響を低減したカラーフィルタおよび液晶表示装置を提供する。すなわち、本発明のカラーフィルターおよび液晶表示装置は以下の構成からなる。
（１）透明基板上に、遮光剤を樹脂中に分散させて成るブラックマトリックスと、ブラックマトリックスの開口部に３原色のそれぞれの着色層を設けたカラーフィルタにおいて、着色層と透明基板の間であって、かつ開口部の全域に透明樹脂層が形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。
（２）透明樹脂層が表示領域全面に形成されていることを特徴とする前記（１）記載のカラーフィルタ。
（３）透明樹脂層が感光性樹脂を硬化させたものであることを特徴とする前記（１）または（２）記載のカラーフィルタ。
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載のカラーフィルタを用いた液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のカラーフィルタは、ブラックマトリックスが樹脂であり、なおかつ画素内段差が低減された構造である。該カラーフィルタを用いて作製した液晶表示装置は、光漏れによるコントラスト低下や残像などの表示不良を防ぎ、優れた画質を表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のカラーフィルタは、透明基板上に、遮光剤を樹脂中に分散させて成るブラックマトリックス層を設け、さらにその上に透明樹脂層を設け、さらにその上に３原色から成る各着色層を塗布、パターン加工して開口部およびブラックマトリックス上の一部に積層せしめて成る。
【００１１】
本発明に用いられる透明基板としては、特に限定されるものではなく、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラスなどの無機ガラス類、有機プラスチックのフィルムまたはシートなどが好ましく用いられる。
【００１２】
ブラックマトリクス層に用いられる樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの感光性または非感光性の材料が好ましく用いられる。ブラックマトリクス層に用いられる樹脂は、画素や保護膜に用いられる樹脂よりも高い耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、樹脂ブラックマトリクス形成後の工程で使用される有機溶剤に耐性を持つ樹脂が好ましいことからポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられる。
【００１３】
ここで、ポリイミド系樹脂としては、特に限定されるものではないが、通常下記一般式（Ｉ）で表される構造単位を主成分とするポリイミド前駆体（ｎ＝１〜２）を加熱または適当な触媒によってイミド化したものが好適に用いられる。
【００１４】
【化１】
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【００１５】
また、ポリイミド系樹脂には、イミド結合の他に、アミド結合、スルホン結合、エーテル結合、カルボニル結合などのイミド結合以外の結合が含まれていても差し支えない。
【００１６】
上記一般式（Ｉ）中、Ｒ１は少なくとも２個以上の炭素原子を有する３価または４価の有機基である。耐熱性の面から、Ｒ１は環状炭化水素、芳香族または芳香族複素環を含有し、かつ、炭素数６〜３０の３価または４価の基が好ましい。Ｒ１の例としてフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、シクロブチル基、シクロペンチル基などが挙げられるがこれらに限定されない。
【００１７】
Ｒ２は少なくとも２個以上の炭素原子を有する２価の有機基であるが、耐熱性の面から、Ｒ２は環状炭化水素、芳香族環または芳香族樹脂環を含有し、かつ炭素数６〜３０の２価の基が好ましい。Ｒ２の例として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、ジフェニルメタン基、シクロヘキシルメタン基などが挙げられるがこれらに限定されない。構造単位（Ｉ）を主成分とするポリマーはＲ１、Ｒ２がこれらのうち各々１種から構成されていてもよいし、各々２種以上から構成される共重合体であってもよい。さらに、基板との接着性を向上させるために、耐熱性を低下させない範囲でジアミン成分として、シロキサン構造を有するビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンなどを共重合するのが好ましい。
【００１８】
構造単位（Ｉ）を主成分とするポリマーの具体的な例として、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルトリフルオロプロパンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物などからなる群から選ばれた１種以上のカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、３，３’−ジアミノフェニルエーテル、４，４’−ジアミノフェニルエーテル、３，４’−ジアミノフェニルエーテル、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スルホン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらのポリイミド前駆体は公知の方法、すなわち、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを選択的に組み合わせて、溶媒中で反応させることにより合成される。
【００１９】
樹脂ブラックマトリクス用遮光剤としては、カーボンブラック、チタン酸窒化物、酸化チタン、四酸化鉄などの金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉の他に、赤、青、緑色の顔料の混合物などを用いることができる。この中でも、特にカーボンブラック、チタン酸窒化物は遮光性が優れており、特に好ましい。また、色度調整等のために、遮光剤に他の顔料を混合させて無彩色にするのが好ましい。
【００２０】
ブラックマトリクス用の樹脂がポリイミドの場合、黒色ペースト溶媒としては、通常、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、γ−ブチロラクトンなどのラクトン系極性溶媒などが好適に使用される。
【００２１】
遮光剤や、遮光剤に対して他の顔料などを分散させる方法としては、例えば、ポリイミド前駆体溶液中に遮光剤や分散剤などを混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボールミルなどの分散機中で分散させる方法などがあるが、この方法に特に限定されない。また、遮光剤の分散性向上、あるいは塗布性やレベリング性向上のために種々の添加剤が加えられていてもよい。
【００２２】
樹脂ブラックマトリクスを形成する方法としては、黒色ペーストを透明基板上に塗布、乾燥した後に、パターニングを行う。黒色ペーストを塗布する方法としては、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥（セミキュア）を行う。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常５０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好ましい。
【００２３】
黒色ペースト被膜は感光性または非感光性の樹脂を用いたペーストを使用し、上記手法により形成される。樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ型フォトレジストまたは酸素遮断膜を除去し、加熱乾燥（本キュア）する。本キュア条件は、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量により若干異なるが、通常２００〜３５０℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、透明基板上に樹脂ブラックマトリクスが形成される。
【００２４】
樹脂ブラックマトリクスの膜厚は、好ましくは０．５〜２．０μｍ、より好ましくは０．７〜１．５μｍである。この膜厚が０．５μｍよりも薄い場合には遮光性が不十分になることからも好ましくない。
【００２５】
本発明のカラーフィルタでは、樹脂ブラックマトリックス層を設けた後、ブラックマトリックスの開口部を埋めるように透明樹脂層をパターン加工によって形成する、あるいは、ブラックマトリックス層が形成されている領域全面を覆うように透明樹脂層を設けることで画素内段差が低減される。本発明で言う「画素内段差」について、図に基づいて説明する。図１はカラーフィルタの模式断面図である。図１に示されるカラーフィルタは、透明基板２２上にブラックマトリックス２４及び該ブラックマトリックス２４の開口部上及び該ブラックマトリックスの一部上に設けられた着色層２６を有する。着色層２６は、ブラックマトリックス２４の開口部上では図示のように平坦であるが、ブラックマトリックス２４のパターン上では、図示のようにブラックマトリックス２４のために着色層２６が盛り上がる。作製されたカラーフィルタの開口部の平坦部分と盛り上がりの頂点までの段差を本発明で規定する「画素内段差」と定義する。
【００２６】
透明樹脂層に用いられる樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ゼラチンなどが好ましく用いられるが、着色層形成工程や透明性導電膜の成膜工程、液晶表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、着色層形成工程や液晶表示装置の製造工程で使用される有機溶剤への耐性を持つ樹脂が好ましいことから、ポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂が好ましく用いられる。
【００２７】
透明樹脂層を塗布する方法としては、黒色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥を行う。このとき、レベリング性向上を目的として、必要に応じて真空乾燥、予備加熱乾燥（セミキュア）を行ってもよい。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常５０〜２００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。このようにして得られた透明樹脂被膜は、必要に応じてブラックマトリックスの開口部を埋めるようにパターン加工するが、樹脂が非感光性樹脂である場合は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を形成した後に露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ型フォトレジストまたは酸素遮断膜を除去し、加熱乾燥（本キュア）する。本キュア条件は、樹脂および塗布量により若干異なるが、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。
【００２８】
透明樹脂層の膜厚は、樹脂ブラックマトリックス層の膜厚により好適に選択することができる。ブラックマトリックスの開口部を埋めるように透明樹脂層をパターン加工によって形成する場合、透明樹脂層の膜厚は、樹脂ブラックマトリックス層の膜厚に対して±０．８μmが好適であり、±０．５μmがより好ましく、±０．２μmが最も好適である。また、ブラックマトリックス層が形成されている領域全面を覆うように透明樹脂層を設ける場合、透明樹脂層の膜厚は、画素内段差を小さくする点からは厚い方が効果的であるが、均一塗布が困難になるので好ましくなく、０．３〜３．０μｍが好適であり、０．５〜２．０μｍがより好ましく、０．８〜１．５μｍが最も好適である。
【００２９】
樹脂ブラックマトリックス間には開口部が設けられるが、この開口部を少なくとも被覆するように３原色のそれぞれの着色層が複数配列される。すなわち、１つの開口部は、３原色のいずれか１つの着色層により被覆され、各色の着色層が複数配列される。
【００３０】
カラーフィルタを構成する着色層は、少なくとも３原色の色彩を含む。すなわち、加色法によりカラー表示を行う場合は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色が選択され、減色法によりカラー表示を行う場合は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３原色が選択される。一般には、これらの３原色を含んだ要素を１単位としてカラー表示の絵素とすることができる。着色層には、着色剤により着色された樹脂が用いられる。
【００３１】
着色層に用いられる着色剤としては、有機顔料、無機顔料、染料等を好適に用いることができ、さらには、紫外線吸収剤、分散材、レベリング剤等の種々の添加剤を添加してもよい。有機顔料としては、フタロシアニン系、アジレーキ系、縮合アゾ系、キナクリドン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系が好適に用いられる。
【００３２】
着色層に用いられる樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の感光性又は非感光性の材料が好ましく用いられ、着色剤をこれらの樹脂中に分散あるいは溶解させて着色することが好ましい。感光性の樹脂としては、光分解型樹脂、光架橋型樹脂、光重合型樹脂等のタイプがあり、特にエチレン不飽和結合を有するモノマー、オリゴマー又はポリマーと紫外線によりラジカルを発生する開始剤とを含む感光性組成物、感光性ポリアミック酸組成物等が好適に用いられる。非感光性の樹脂としては、上記の各種ポリマー等で現像処理が可能なものが好ましく用いられるが、透明導電膜の成膜工程や、液晶表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造工程で使用される有機溶媒への耐性を持つ樹脂が好ましいことから、ポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられる。ここで、好ましいポリイミド系樹脂としては、上記した樹脂ブラックマトリックスの材料として好ましく用いられるポリイミド樹脂を挙げることができる。
【００３３】
着色層を形成する方法としては、樹脂ブラックマトリックスおよび透明樹脂層を形成した基板上に塗布、乾燥した後に、パターニングを行う。着色剤を分散又は溶解させ着色ペーストを得る方法としては、溶媒中に樹脂と着色剤を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボールミル等の分散機中で分散させる方法等があるが、この方法に特に限定されない。
【００３４】
着色ペーストを塗布する方法としては、黒色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥（セミキュア）を行う。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常６０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好ましい。
【００３５】
このようにして得られた着色ペースト被膜は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ型フォトレジストまたは酸素遮断膜を除去し、加熱乾燥（本キュア）する。本キュア条件は、樹脂により異なるが、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量により若干異なるが、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、ブラックマトリクスおよび透明樹脂層を形成した基板上にパターニングされた着色層が形成される。
【００３６】
上記のようにブラックマトリクスおよび透明樹脂層を形成した基板上に第１色目の着色層を全面にわたって形成した後に、不必要な部分をフォトリソグラフィ法により除去し、所望の第１色目の着色層のパターンを形成する。この場合、ブラックマトリクスの開口部を少なくとも被覆する部分と、ブラックマトリクス上の一部に着色層を残す部分とが形成される。第２色目および第３色目も同様な操作を繰り返して着色層を形成する。
【００３７】
３原色の膜厚は特に限定されないが、好ましくは１層当たり３μｍ以下、より好ましくは２．４μｍ以下である。膜厚が３μｍを越えると着色層の均一塗布が困難になるので好ましくない。
【００３８】
着色層の上には必要に応じて透明保護膜（オーバーコート）を形成できる。オーバーコート層に用いられる樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ゼラチンなどが好ましく用いられるが、透明性導電膜の成膜工程や液晶表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造装置で使用される有機溶剤への耐性を持つ樹脂が好ましいことから、ポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂が好ましく用いられる。
【００３９】
オーバーコート層を塗布する方法としては、黒色ペースト、着色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥を行う。このとき、レベリング性向上を目的として、必要に応じて真空乾燥、予備加熱乾燥（セミキュア）を行ってもよい。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常６０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好ましい。また、加熱乾燥（本キュア）時のキュア条件は、樹脂および塗布量により若干異なるが、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。
【００４０】
オーバーコート層の膜厚は０〜３．０μｍが望ましい。画素内段差を小さくする点からは厚い方が効果的であるが、均一塗布が難しくなる。また、ブラックマトリクス層、透明樹脂層、着色層の膜厚の組み合わせより好適に選択することができる。
【００４１】
必要によりカラーフィルタの最上層に透明導電膜が形成される。導電膜の材料としては特に制限はないが、透明性に優れた材料が好ましく用いられ、特に好ましくはＩＴＯが用いられる。
【００４２】
成膜方法に特に制限はなく、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＥＢ法、導電性微粒子をポリイミドなどの樹脂に分散させた材料を黒色ペーストなどの場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーにより塗布、加熱処理する方法などが好適に用いられる。
【００４３】
また、広視野角特性を特徴とするＩＰＳ方式のＬＣＤに使用するカラーフィルタにおいては、表示領域に透明導電膜は設けられない。
【実施例】
【００４４】
以下、好ましい実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明するが、下記実施例によって本発明の効力は何ら制限されるものではない。
【００４５】
実施例１
（樹脂ブラックマトリックスの作成）
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、４、４’−ジアミノジフェニルエーテル、及び、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンをＮ−メチル−２−ピロリドンを溶媒として反応させ、ポリイミド前駆体（ポリアミック酸）溶液を得た。
【００４６】
表１の組成を有するカーボンブラックミルベースをホモジナイザ−を用いて、７０００ｒｐｍで３０分分散し、ガラスビーズを濾過して、ブラックペーストを調整した。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
ガラス基板（コーニング製、１７３７材）に上記ブラックペーストをカーテンフローコータで塗布し、ホットプレートで１４０℃、１０分間乾燥し、黒色の樹脂塗膜を形成した。ポジ型フォトレジスト（クラリアント社製、ＡＺ  ＲＦＰ２５０ＳＡ）をカーテンフローコータで塗布、ホットプレートで１１０℃、５分間プリベイクし、超高圧水銀灯を用いて１２０ｍＪ／ｃｍ2 紫外線照射してマスク露光した後、２．２５％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて、フォトレジストの現像と樹脂塗膜のエッチングを同時に行い、パターンを形成、メチルセロソルブアセテートでレジスト剥離し、ホットプレートで２９０℃、１０分間加熱することでイミド化させ、ブラックマトリックス層を形成した。
【００４９】
ブラックマトリックス層の膜厚を測定したところ、１．２５μｍであった。
（透明樹脂層の作成）
次に、ネガ型感光性アクリル樹脂溶液（日本合成ゴム社製、ＮＮ８１０）をカーテンフローコータで塗布し、ホットプレートで８０℃、１０分乾燥、超高圧水銀灯を用いて２２０ｍＪ／ｃｍ2紫外線照射してマスク露光した後、０．３％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて現像してパターン形成し、ホットプレートで２４０℃、１０分加熱乾燥させ、透明樹脂層を形成した。マスクは、ブラックマトリックスを形成するために用いたものと同一のマスクを用いた。ブラックマトリックスの開口部に形成された透明樹脂層の膜厚を測定したところ、１．２２μmであった。
（着色層の作成）
次に、赤、緑、青の顔料として各々Color index No.65300 Pigment Red 177で示されるジアントラキノン系顔料、Color index No.74265 Pigment Green 36 で示されるフタロシアニングリーン系顔料、Color index No.74160 Pigment Blue 15-4で示されるフタロシアニンブルー系顔料を用意した。ポリイミド前駆体溶液に上記顔料を各々混合分散させて、赤、緑、青の３種類の着色ペーストを得た。
【００５０】
つぎに、樹脂ブラックマトリックス上に透明樹脂層を形成した基板上に赤ペーストをカーテンフローコータで塗布し、ホットプレートで１２０℃、１０分乾燥、赤色の樹脂塗膜を形成した。この後、ポジ型フォトレジスト（クラリアント社製、ＡＺ  ＲＦＰ２５０ＳＡ）をカーテンフローコータで塗布、ホットプレートで１２０℃、５分間プリベイクし、超高圧水銀灯を用いて１２０ｍｊ／ｃｍ2  紫外線照射してマスク露光した後、２．２５％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて、フォトレジストの現像と樹脂塗膜のエッチングを同時に行い、パターンを形成、メチルセロソルブアセテートでレジスト剥離し、ホットプレートで２８０℃、１０分加熱することでイミド化させ、赤色着色層を形成した。マスクのパターンはアイランドパターンであり形成された赤色着色層パターンもアイランドパターンであった。赤色着色層のブラックマトリックス開口部における膜厚を測定したところ１．６μｍであった。
【００５１】
水洗後同様にして、樹脂ブラックマトリックス上に透明樹脂層を形成した基板に赤色着色層を形成した基板に、緑ペーストを塗布、パターン加工し、緑色着色層を形成した。緑色着色層のブラックマトリックス開口部での膜厚を測定したところ１．６μｍであった。
【００５２】
さらに水洗後同様にして樹脂ブラックマトリックス上に透明樹脂層を形成した基板に赤、緑の着色層を形成した基板上に青ペーストを塗布、パターン加工し、青色着色層を形成した。青色着色層のブラックマトリックス開口部における膜厚を測定したところ１．６μｍであった。
【００５３】
以上によって、図２の模式断面図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。
（カラーフィルタの画素内段差の測定）
このようにして作製したカラーフィルタの各着色層の画素内段差を表面段差計（日本真空製、ＤＥＫＴＡＫ）で測定したところ、表２の結果を得た。
（液晶表示装置の作製と評価）
このようにして作製したカラーフィルタ上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、同様に、対向する液晶表示素子用基板についても、ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。この２枚の基板を樹脂ブラックマトリックスにかかるようにシール剤を塗布し貼り合わせた。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注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせることによって液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置のコントラストを測定したところ、表２の結果を得た。
【００５４】
実施例２
実施例１と同様にしてブラックマトリックス層を形成した後、エポキシ系樹脂溶液をカーテンフローコータで塗布し、ホットプレートで２８０℃、１０分加熱して、表示領域全面を覆うように透明樹脂層を形成した。なお、エポキシ系樹脂溶液は、トリメリット酸  ６５．０５ｇをγ−ブチロラクトン  ２８０ｇに溶解した後に、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン  ７４．９５ｇを添加し、１２０℃で２時間加熱して得られた溶液  ２０ｇに、ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル  ７ｇ、ジエチレングリコールジメチルエーテル  １５ｇを加えて、室温（約２３℃）で、２時間攪拌して得た。開口部の透明樹脂層の膜厚を測定したところ１．２μｍであった。
【００５５】
着色層の作成以降は、実施例１と同様に実施した。
【００５６】
以上によって、図３の模式断面図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。
【００５７】
このようにして作製したカラーフィルタの画素内段差および液晶表示装置のコントラストを測定したところ、表２の結果を得た。
【００５８】
比較例１
透明樹脂層の作成工程を省いた他は実施例１あるいは２と同様の方法で作製したカラーフィルタの画素内段差、および液晶表示装置のコントラストを測定したところ、表２の結果を得た。
【００５９】
実施例３
実施例２と同様にしてカラーフィルタを作製した後、さらに実施例２と同様のエポキシ系樹脂溶液をカーテンフローコータで塗布し、ホットプレートで２８０℃、１０分加熱してオーバーコート層を形成した。素ガラス部分の膜厚を測定したところ２．４μｍであった。
【００６０】
着色層の作成以降は、実施例１と同様に実施した。
【００６１】
以上によって、図４の模式断面図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。
【００６２】
このようにして作製したカラーフィルタの画素内段差および液晶表示装置のコントラストを測定したところ、表２の結果を得た。
【００６３】
比較例２
透明樹脂層の作成工程を省いた他は実施例３と同様の方法で作製したカラーフィルタの画素内段差、および液晶表示装置のコントラストを測定したところ、表２の結果を得た。
【００６４】
【表２】
2005189267.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明で規定されるカラーフィルタ画素内段差を説明するための模式断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの一例を示す模式断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの一例を示す模式断面図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
２２  ：透明基板
２４  ：樹脂ブラックマトリックス
２５  ：透明樹脂層
２６  ：着色層
２６Ｒ：赤色の着色層
２６Ｇ：緑色の着色層
２６Ｂ：青色の着色層
２８  ：オーバーコート層
【図１】
2005189267.tif 000006
【図２】
2005189267.tif 000007
【図３】
2005189267.tif 000008
【図４】
2005189267.tif 000009