(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、該透明基板の一方の面に形成された赤色、緑色および青色の３色からなる着色層と、少なくとも該着色層上に形成された透明保護層とを備え、
前記着色層の紫外線透過率の大きさ（紫外可視分光光度計で測定した３６０〜３８０ｎｍの波長域の紫外線に対する透過率の平均値）は、青色着色層において最も大きく、赤色着色層において最も小さく、
前記透明保護層は前記着色層を覆うように感光性樹脂組成物の塗布膜を形成し、透明基板の裏面から紫外線を照射して前記着色層を介して前記塗布膜を露光、現像、硬化して形成されたものであって、その厚みは前記着色層の紫外線透過率の大きさに依存する紫外線の露光量に応じ、紫外線透過率の大きさが大きい着色層上の透明保護層ほど厚みが大きいことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
透明基板と、該透明基板の一方の面に形成された赤色、緑色および青色の３色からなる着色層と、少なくとも該着色層上に形成された透明保護層とを備え、
前記着色層の紫外線透過率の大きさ（紫外可視分光光度計で測定した３６０〜３８０ｎｍの波長域の紫外線に対する透過率の平均値）は、青色着色層において最も小さく、赤色着色層において最も大きく、
前記透明保護層は前記着色層を覆うように感光性樹脂組成物の塗布膜を形成し、透明基板の裏面から紫外線を照射して前記着色層を介して前記塗布膜を露光、現像、硬化して形成されたものであって、その厚みは前記着色層の紫外線透過率の大きさに依存する紫外線の露光量に応じ、紫外線透過率の大きさが小さい着色層上の透明保護層ほど厚みが大きいことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項３】
透明基板上に、赤色、緑色および青色の３色からなる着色層を、その紫外線透過率の大きさ（紫外可視分光光度計で測定した３６０〜３８０ｎｍの波長域の紫外線に対する透過率の平均値）が、青色着色層において最も大きく、赤色着色層において最も小さくなるように形成する第１の工程、
透明保護層用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて前記着色層を覆うように塗布膜を形成し、透明基板の裏面から紫外線を照射して前記着色層を介して前記塗布膜を露光、現像し、着色層の紫外線透過率の大きさに応じた紫外線の露光量により、塗布膜の厚みを紫外線透過率の大きさが大きい着色層上ほど大きくなるようにした後、前記塗布膜を硬化させて透明保護層を形成する第２の工程、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
透明基板上に、赤色、緑色および青色の３色からなる着色層を、その紫外線透過率の大きさ（紫外可視分光光度計で測定した３６０〜３８０ｎｍの波長域の紫外線に対する透過率の平均値）が、青色着色層において最も小さく、赤色着色層において最も大きくなるように形成する第１の工程、
透明保護層用のポジ型感光性樹脂組成物を用いて前記着色層を覆うように塗布膜を形成し、透明基板の裏面から紫外線を照射して前記着色層を介して前記塗布膜を露光、現像し、着色層の紫外線透過率の大きさに応じた紫外線の露光量により、塗布膜の厚みを紫外線透過率の大きさが小さい着色層上ほど大きくなるようにした後、前記塗布膜を硬化させて透明保護層を形成する第２の工程、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラーフィルタおよびその製造方法に係り、特に表示品質に優れた液晶表示装置用のカラーフィルタとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フラットディスプレイとして、カラーの液晶表示装置が注目されている。一般に、カラー液晶表示装置は、ブラックマトリックスおよび複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）からなる着色層を備えたカラーフィルタと、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）を備えたＴＦＴアレイ基板とを所定の間隙をもたせて貼り合わせており、この間隙部に液晶材料を注入している。したがって、この間隙部は液晶層の厚みそのものであり、液晶層の厚みにムラがあると、カラー液晶表示装置内で輝度ムラ、色ムラが生じ、表示品質を著しく損なうことになるので、液晶層の厚みはできる限り均一であることが望ましい。
【０００３】
一方、液晶層が均一であっても、カラーフィルタの画素の色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって可視光の透過率が異なるという事実がある。したがって、均一で最適な可視光透過率を得るためには、液晶層の厚みを各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に最適なものとする必要がある。
【０００４】
このため、Ｒ、Ｇ、Ｂの色ごとに着色層の厚みに変化をもたせ、色ごとに液晶層を所定の厚みに設定する、いわゆるマルチギャップのカラーフィルタが開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、上述のようなＲ、Ｇ、Ｂの色ごとに厚みの異なる着色層を従来公知の顔料分散法により形成する場合、最も厚みの小さい着色層の形成において使用する感光性塗料の着色材含有率が高くなり、地汚れ、色ムラ、基板との密着性不良等が発生するという問題があった。
【０００６】
また、均一な厚みの着色層を形成し、この着色層上に保護層用の感光性樹脂組成物を用いて塗布膜を形成し、この塗布膜を階調露光することにより所望の厚みの透明保護層を形成してマルチギャップのカラーフィルタとする方法がある。しかし、階調露光用のフォトマスクを使用することにより塗布膜の階調露光を行う場合、フォトマスクの作製が難しいという問題があり、また、塗布膜の階調露光をステップ露光で行う場合は、露光工程に要する時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、着色層の色ごとに最適な液晶層の厚みをもち表示品質に優れた液晶表示装置を可能とするカラーフィルタと、このようなカラーフィルタを簡便に製造できる製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明のカラーフィルタは、透明基板と、該透明基板の一方の面に形成された赤色、緑色および青色の３色からなる着色層と、少なくとも該着色層上に形成された透明保護層とを備え、前記着色層の紫外線透過率の大きさ（紫外可視分光光度計で測定した３６０〜３８０ｎｍの波長域の紫外線に対する透過率の平均値）は、青色着色層において最も大きく、赤色着色層において最も小さく、前記透明保護層は前記着色層を覆うように感光性樹脂組成物の塗布膜を形成し、透明基板の裏面から紫外線を照射して前記着色層を介して前記塗布膜を露光、現像、硬化して形成されたものであって、その厚みは前記着色層の紫外線透過率の大きさに依存する紫外線の露光量に応じ、紫外線透過率の大きさが大きい着色層上の透明保護層ほど厚みが大きいような構成とした。
【０００９】
また、本発明のカラーフィルタは、透明基板と、該透明基板の一方の面に形成された赤色、緑色および青色の３色からなる着色層と、少なくとも該着色層上に形成された透明保護層とを備え、前記着色層の紫外線透過率の大きさ（紫外可視分光光度計で測定した３６０〜３８０ｎｍの波長域の紫外線に対する透過率の平均値）は、青色着色層において最も小さく、赤色着色層において最も大きく、前記透明保護層は前記着色層を覆うように感光性樹脂組成物の塗布膜を形成し、透明基板の裏面から紫外線を照射して前記着色層を介して前記塗布膜を露光、現像、硬化して形成されたものであって、その厚みは前記着色層の紫外線透過率の大きさに依存する紫外線の露光量に応じ、紫外線透過率の大きさが小さい着色層上の透明保護層ほど厚みが大きいような構成とした。
【００１０】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、透明基板上に、赤色、緑色および青色の３色からなる着色層を、その紫外線透過率の大きさ（紫外可視分光光度計で測定した３６０〜３８０ｎｍの波長域の紫外線に対する透過率の平均値）が、青色着色層において最も大きく、赤色着色層において最も小さくなるように形成する第１の工程、  透明保護層用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて前記着色層を覆うように塗布膜を形成し、透明基板の裏面から紫外線を照射して前記着色層を介して前記塗布膜を露光、現像し、着色層の紫外線透過率の大きさに応じた紫外線の露光量により、塗布膜の厚みを紫外線透過率の大きさが大きい着色層上ほど大きくなるようにした後、前記塗布膜を硬化させて透明保護層を形成する第２の工程、を有するような構成とした。
【００１１】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、透明基板上に、赤色、緑色および青色の３色からなる着色層を、その紫外線透過率の大きさ（紫外可視分光光度計で測定した３６０〜３８０ｎｍの波長域の紫外線に対する透過率の平均値）が、青色着色層において最も小さく、赤色着色層において最も大きくなるように形成する第１の工程、透明保護層用のポジ型感光性樹脂組成物を用いて前記着色層を覆うように塗布膜を形成し、透明基板の裏面から紫外線を照射して前記着色層を介して前記塗布膜を露光、現像し、着色層の紫外線透過率の大きさに応じた紫外線の露光量により、塗布膜の厚みを紫外線透過率の大きさが小さい着色層上ほど大きくなるようにした後、前記塗布膜を硬化させて透明保護層を形成する第２の工程、を有するような構成とした。
【００１２】
このような本発明では、着色層上に形成された透明保護層用の感光性樹脂組成物の塗布膜を、透明基板の裏面から紫外線を照射して着色層を介することにより露光するので、着色層の３６０〜３８０ｎｍの領域での紫外線透過率の平均値の大きさに応じて各色ごとに塗布膜の露光量に差が生じ、現像、硬化によって色ごとに所望の厚みを有する透明保護層が形成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して説明する。
本発明のカラーフィルタ
図１は、本発明の一実施形態であるカラーフィルタを使用した液晶表示装置の例を示す縦断面図である。図１において、液晶表示装置１は本発明のカラーフィルタ１１とＴＦＴアレイ基板２１とを液晶層３１を介して対向させた構造である。
【００１４】
本発明のカラーフィルタ１１は、透明基板１２、透明基板１２の一方の面に所定のパターンで形成されたブラックマトリックス（遮光層）１３、複数色からなる着色層１４、着色層１４上に形成された透明保護層１６、透明導電膜１７とを備えている。そして、着色層１４は、赤色着色層１４Ｒ、緑色着色層１４Ｇおよび青色着色層１４Ｂからなり、色ごとに、３６０〜３８０ｎｍの領域での紫外線透過率の平均値（以下、「紫外線透過率の大きさ」という）が異なるものである。すなわち、着色層１４の各色における紫外線透過率の大きさは、▲１▼１４Ｒ＜１４Ｇ＜１４Ｂ、あるいは、▲２▼１４Ｒ＞１４Ｇ＞１４Ｂとなるように設定されている。
【００１５】
このような着色層１４上に設けられた透明保護層１６は、着色層１４の各色の着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの紫外線透過率の大きさに対応するような厚みを有している。図示例では、透明保護層１６の厚みは、青色着色層１４Ｂ上の透明保護層１６Ｂの厚みが最も大きく、以下、緑色着色層１４Ｇ上の透明保護層１６Ｇ、赤色着色層１４Ｒ上の透明保護層１６Ｒの順に厚みが小さいものとなっている。
【００１６】
一方、ＴＦＴアレイ基板２１は、基板２２上に薄膜トランジスタ（図示せず）に接続された表示電極２３を備えており、カラーフィルタ１１の各着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂと、対応するＴＦＴアレイ基板２１の表示電極２３とが対向するように位置合わせがなされている。
【００１７】
このような液晶表示装置１では、液晶層３１の厚みは均一ではなく、各着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ上においてそれぞれ最適な厚みとなっている。図示例では、各着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ上の透明保護層１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの厚みに対応して、液晶層３１の厚みは、それぞれＴＲ、ＴＧ、ＴＢとなっており、液晶層３１の厚みの最適化がなされている。したがって、カラーフィルタ１１の画素を構成する各色の着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂにおける可視光の透過率が均一で最適なものとなり、表示品質に優れた液晶表示装置１が可能となる。
【００１８】
本発明のカラーフィルタ１１を構成する透明基板１２としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のないリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有するフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるＬＣＤ用のカラー液晶表示装置に適している。
【００１９】
また、透明基板１２に形成されているブラックマトリックス１３は、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜４０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングして形成したもの、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール誘導体樹脂、ゼラチン系樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングして形成したもの、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングして形成したもの等、いずれであってもよい。
【００２０】
本発明のカラーフィルタ１１を構成する着色層１４は、赤色着色層１４Ｒ、緑色着色層１４Ｇおよび青色着色層１４Ｂがモザイク型、トライアングル型、ストライプ型、４画素配置型等の所望のパターンで配列されたものである。このような着色層１４の厚みは０．５〜３．０μｍ程度の範囲で各色均一に設定することができる。また、液晶層３１の厚みＴＲ、ＴＧ、ＴＢの設定を考慮して、図２に示されるように、予め着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの厚みに差を設けるようにしてもよい。この場合、使用する感光性樹脂組成物の着色材含有率が高くなり、地汚れ、色ムラ、基板との密着性不良等が発生しない範囲で着色層の厚みを設定する必要がある。
【００２１】
本発明のカラーフィルタ１１を構成する透明保護層１６は、公知のネガ型感光性樹脂、ポジ型感光性樹脂を用いて形成したものである。すなわち、後述するように、着色層１４の各色の紫外線透過率の大きさが▲１▼１４Ｒ＜１４Ｇ＜１４Ｂである場合、公知のネガ型の透明感光性樹脂を用いて形成することができ、また、着色層１４の各色の紫外線透過率の大きさが▲２▼１４Ｒ＞１４Ｇ＞１４Ｂである場合、公知のポジ型の透明感光性樹脂を用いて形成することができる。着色層１４上における透明保護層１６の厚みは、使用する液晶材料等を考慮して設定することができ、例えば、赤色着色層１４Ｒ上における透明保護層１６Ｒの厚みを０〜２．０μｍ程度、緑色着色層１４Ｇ上における透明保護層１６Ｇの厚みを０．２〜２．５μｍ程度、青色着色層１４Ｂ上における透明保護層１６Ｂの厚みを１．５〜４．０μｍ程度とし、透明保護層１６Ｒと１６Ｇの厚みの差を０．２〜１．０μｍ程度、透明保護層１６Ｇと１６Ｂの厚みの差を０．５〜１．５μｍ程度に設定することができる。
【００２２】
透明導電膜１７は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、およびその合金等により形成されたものである。このような透明導電膜１７の厚みは２００〜２０００Å程度が好ましい。
【００２３】
本発明のカラーフィルタの製造方法
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法を上述のカラーフィルタ１１を例として説明する。
【００２４】
図３は本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形態を示す工程図である。本発明のカラーフィルタの製造方法では、まず、第１の工程として、所定のパターン形状でブラックマトリックス１３を備えた透明基板１２上に、色ごとに紫外線透過率の異なる赤色着色層１４Ｒ、緑色着色層１４Ｇおよび青色着色層１４Ｂが配列されてなる着色層１４を形成する（図３（Ａ））。着色層１４の形成は、例えば、公知のネガ型あるいはポジ型の感光性レジストに着色材を含有させた感光性樹脂組成物を用いた顔料分散法等により形成することができ、着色層１４の各色の紫外線透過率の設定は、使用する各色の感光性樹脂組成物における紫外線吸収剤の含有量を調整することにより行うことができる。使用する紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、サリチル酸エステル系、シアノアクリレート系の化合物等を挙げることができる。
【００２５】
このような着色層１４における紫外線透過率の大きさは、▲１▼１４Ｒ＜１４Ｇ＜１４Ｂ、あるいは、▲２▼１４Ｒ＞１４Ｇ＞１４Ｂとなるように設定する。
【００２６】
尚、本発明は液晶層厚の最適化を透明保護層の厚みにより制御するので、着色層１４の厚みは０．５〜３．０μｍ程度の範囲で均一に形成することができるが、予め着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの厚みに若干の差を設け、さらに、透明保護層の厚みを制御することにより、液晶層厚の最適化の適応範囲をより広げることができる。
【００２７】
次に、第２の工程として、まず、着色層１４を覆うように透明保護層用の感光性樹脂組成物を用いて塗布膜１５を形成する（図３（Ｂ））。使用する感光性樹脂は、着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの紫外線透過率の大きさが▲１▼１４Ｒ＜１４Ｇ＜１４Ｂである場合にはネガ型の感光性樹脂であり、着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの紫外線透過率の大きさが▲２▼１４Ｒ＞１４Ｇ＞１４Ｂである場合にはポジ型の感光性樹脂である。具体的には、ネガ型の感光性樹脂組成物としては、光重合性、架橋性を有するアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミック酸系樹脂等の光透過性のネガ型感光性樹脂の１種または２種以上を用い、これに酸化防止剤、界面活性剤、消泡剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、分散剤、粘度調整剤等を添加したものを使用することができる。また、ポジ型の感光性樹脂組成物としては、ノボラック系樹脂、ポリアミック酸系樹脂、マレイミド−スチレン共重合体、ポリビニルフェノール誘導体等の樹脂と光酸発生剤の混合物、ポリアミック酸誘導体等の光透過性のポジ型感光性樹脂の１種または２種以上を用い、これに酸化防止剤、界面活性剤、消泡剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、分散剤、粘度調整剤等を添加したものを使用することができる。
【００２８】
この塗布膜１５の厚みは均一であり、各色の着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂごとに所望の厚みをもつ透明保護層１６の最終形状等を考慮して塗布膜１５の厚みを設定することができ、例えば、１．０〜７．０μｍ程度の範囲で設定することができる。
【００２９】
次に、透明基板１２の裏面から紫外線を照射して、着色層１４を介し塗布膜１５を露光する（図３（Ｃ））。これにより、塗布膜１５は着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの紫外線透過率の大きさに応じた露光量で露光される。すなわち、着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの紫外線透過率の大きさが▲１▼１４Ｒ＜１４Ｇ＜１４Ｂである場合、ネガ型感光性の塗布膜１５は青色着色層１４Ｂ上で露光量が最大となり、赤色着色層１４Ｒ上で露光量が最小となる。また、着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの紫外線透過率の大きさが▲２▼１４Ｒ＞１４Ｇ＞１４Ｂである場合、ポジ型感光性の塗布膜１５は青色着色層１４Ｂ上で露光量が最小となり、赤色着色層１４Ｒ上で露光量が最大となる。したがって、露光後の現像、硬化処理により形成される透明保護層１６の厚みは、青色着色層１４Ｂ上の透明保護層１６Ｂの厚みが最も大きく、以下、緑色着色層１４Ｇ上の透明保護層１６Ｇ、赤色着色層１４Ｒ上の透明保護層１６Ｒの順に厚みが小さいものとなる（図３（Ｄ））。各色の着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ上の透明保護層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂの厚みは、例えば、透明保護層１６Ｒを０〜１．５μｍの範囲、透明保護層１６Ｇを０．５〜２．０μｍの範囲、透明保護層１６Ｂを１．０〜２．５μｍの範囲で設定することができる。
【００３０】
その後、上記の透明保護層１６上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、およびその合金等を用いて、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の公知の方法により所定のパターンで透明導電膜１７を形成する（図３（Ｅ））。これにより、カラーフィルタ１１が得られる。
【００３１】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
【００３２】
（実施例１）  まず、ガラス基板（コーニング（株）製７０５９ガラス  厚み０．７ｍｍ）上に真空蒸着法によりクロム薄膜（厚み１０００Å）を成膜し、このクロム薄膜上にスピン塗布方法により感光性レジスト（東京応化工業（株）製ＯＦＰＲ８００）を塗布し乾燥した。次いで、ブラックマトリックス用のフォトマスクを介して感光性レジスト層を露光・現像しレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてクロム薄膜をエッチングし、レジストパターンを剥離除去してブラックマトリックスを形成した。エッチング液は硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸を混合した水溶液を使用した。
【００３３】
一方、下記組成のベース感光性樹脂を用いて、下記組成の各色の着色層用の感光性樹脂組成物Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を調製した。これらの感光性樹脂組成物Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は、紫外線吸収剤の添加量を調整することにより、紫外線透過率の大きさ（３６０〜３８０ｎｍの領域での紫外線透過率の平均値）がＲ１＜Ｇ１＜Ｂ１となるように設定した。
【００３４】
ベース感光性樹脂の組成
・ｏ−クレゾールノボラックエポキシアクリレート    …  ９．５重量部
（水酸基の５０％を無水フタル酸と反応させたもの）
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート        …  ９．５重量部
（日本化薬（株）製ＤＰＨＡ）
・イルガキュアー９０７（チバガイギー社製）        …      １重量部
・イルガキュアー３６９（チバガイギー社製）        …      ２重量部
・エチルセロソルブアセテート                      …    ８０重量部
・ベンゾフェノン                                  …      １重量部
赤色感光性樹脂組成物Ｒ１
・ベース感光性樹脂                                …    ５０重量部
・エチルセロソルブアセテート                      …    ８５重量部
・クロモフタルレッドＢＲＮ（チバガイギー社製）    …    １０重量部
・紫外線吸収剤                                    …      ５重量部
２−エチルヘキシル−２シアノ−３，３´−ジフェニルアクリレート
緑色感光性樹脂組成物Ｇ１
・ベース感光性樹脂                                …    ５０重量部
・エチルセロソルブアセテート                      …    ５０重量部
・ジグライム                                      …    ３５重量部
・リオノールグリーン２Ｙ−３０１                  …      ８重量部
（東洋インキ製造（株）製）
・紫外線吸収剤                                    …  ２．５重量部
２−エチルヘキシル−２シアノ−３，３´−ジフェニルアクリレート
青色感光性樹脂組成物Ｂ１
・ベース感光性樹脂                                …    ５０重量部
・エチルセロソルブアセテート                      …    ５０重量部
・ジグライム                                      …    ３５重量部
・クロモフタルブルーＡ３Ｒ（チバガイギー社製）    …    １２重量部
【００３５】
次に、上記のガラス基板上に感光性樹脂組成物Ｂ１をスピンコート法（回転数６００r.p.m.）により塗布して乾燥し、青色着色層用のフォトマスクを介して露光し現像して青色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。同様にして、感光性樹脂組成物Ｇ１、感光性樹脂組成物Ｒ１を用いて、緑色着色層、赤色着色層を形成した（図３（Ａ）に相当）。尚、上記の各色の感光性樹脂組成物に含有させた開始剤の感光域は４０５ｎｍ付近である。
【００３６】
このように形成した青色着色層Ｂ、緑色着色層Ｇ、赤色着色層Ｒについて、３６０〜３８０ｎｍの波長域の紫外線に対する透過率の平均値を紫外可視分光光度計で測定した結果、青色着色層Ｂ＝５．０〜５．５％、緑色着色層Ｇ＝２．５〜３．０％、赤色着色層Ｒ＝１．０％以下であった。
【００３７】
次に、下記組成の透明保護層用のネガ型感光性組成物を調製し、着色層を形成したガラス基板上にスピンコート法（回転数５００r.p.m.）により塗布し、１００℃で５分間乾燥して塗布膜を形成した（図３（Ｂ）に相当）。
【００３８】
保護層用の感光性組成物
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート          …  ４０重量部
（日本化薬（株）製ＤＰＨＡ）
・メチルメタクリレート／メタクリル酸
／ベンジルメタクリレート共重合体                  …  ４０重量部
・イルガキュアー９０７（チバガイギー社製）          …  ２０重量部
・２，２´−ビス（２−クロロフェニル）−４，４´，５，５´
−テトラフェニルビスイミダゾール                  …  １０重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート  …２５０重量部
【００３９】
次に、ガラス基板の裏面から超高圧水銀ランプを用いて３６５ｎｍの紫外線を３００ｍＪ／ｃｍ2 照射し、着色層を介して塗布膜を露光した（図３（Ｃ）に相当）。その後、炭酸ナトリウム０．１重量％水溶液に界面活性剤を添加して調製した現像液に１分間浸漬して現像を行い、塗布膜の未硬化部分を除去し、次いで２００℃で６０分間の熱処理を行って透明保護層を形成した（図３（Ｄ）に相当）。この透明保護層の厚みは、青色着色層上で２．０μｍ、緑色着色層上で１．０μｍ、赤色着色層上で０．３μｍであった。次に、透明保護層上にスパッタリング法によりＩＴＯの透明導電膜（厚み１０００Å）を形成してカラーフィルタを得た（図３（Ｅ）に相当）。
【００４０】
このカラーフィルタは、地汚れ、色ムラ、ガラス基板と着色層との密着性不良等がない良好なものであった。
【００４１】
さらに、上記のカラーフィルタを用いて、液晶層の厚みを青色着色層上で３．７μｍ、緑色着色層上で４．７μｍ、赤色着色層上で５．４μｍとして図１に示されるような液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の表示品質は優れたものであった。
【００４２】
（実施例２）  実施例１と同様にして、ガラス基板（コーニング（株）製７０５９ガラス  厚み０．７ｍｍ）上にブラックマトリックスを形成した。
また、実施例１と同様のベース感光性樹脂を用いて、下記組成の各色の着色層用の感光性樹脂組成物Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を調製した。これらの感光性樹脂組成物Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２は、紫外線吸収剤の添加量を調整することにより、紫外線透過率の大きさ（３６０〜３８０ｎｍの領域での紫外線透過率の平均値）がＲ２＞Ｇ２＞Ｂ２となるように設定した。
【００４３】
赤色感光性樹脂組成物Ｒ２
・ベース感光性樹脂                                …    ５０重量部
・エチルセロソルブアセテート                      …    ８５重量部
・クロモフタルレッドＢＲＮ（チバガイギー社製）    …    １０重量部
緑色感光性樹脂組成物Ｇ２
・ベース感光性樹脂                                …    ５０重量部
・エチルセロソルブアセテート                      …    ５０重量部
・ジグライム                                      …    ３５重量部
・リオノールグリーン２Ｙ−３０１                  …      ８重量部
（東洋インキ製造（株）製）
・紫外線吸収剤                                    …  ２．５重量部
２−エチルヘキシル−２シアノ−３，３´−ジフェニルアクリレート
青色感光性樹脂組成物Ｂ２
・ベース感光性樹脂                                …    ５０重量部
・エチルセロソルブアセテート                      …    ５０重量部
・ジグライム                                      …    ３５重量部
・クロモフタルブルーＡ３Ｒ（チバガイギー社製）    …    １５重量部
・紫外線吸収剤                                    …    １０重量部
２−エチルヘキシル−２シアノ−３，３´−ジフェニルアクリレート
【００４４】
次に、上記のガラス基板上に感光性樹脂組成物Ｂ２をスピンコート法（回転数６００r.p.m.）により塗布して乾燥し、青色着色層用のフォトマスクを介して露光し現像して青色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。同様にして、感光性樹脂組成物Ｇ２、感光性樹脂組成物Ｒ２を用いて、緑色着色層、赤色着色層を形成した（図３（Ａ）に相当）。
【００４５】
このように形成した青色着色層Ｂ、緑色着色層Ｇ、赤色着色層Ｒについて、実施例１と同様にして３６０〜３８０ｎｍの波長域の紫外線に対する平均透過率を測定した結果、青色着色層Ｂ＝０．５％以下、緑色着色層Ｇ＝１０〜１１％、赤色着色層Ｒ＝２２〜２３％であった。
【００４６】
次に、下記組成の透明保護層用のポジ型感光性組成物を調製し、着色層を形成したガラス基板上にスピンコート法（回転数５００r.p.m.）により塗布し、１２０℃で４分間乾燥して塗布膜を形成した（図３（Ｂ）に相当）。
【００４７】
保護層用の感光性塗布液
・ｔ−ブトキシカルボニル基（ｔ−ＢＯＣ）で保護された
ポリビニルフェノール樹脂                          …  １０重量部
・ヘキサメトキシメチロール化メラミン                …  １０重量部
・乳酸エチル                                        …  ５０重量部
・光酸発生剤（ミドリ化学（株）製ＴＡＺ−１０４）    …  １０重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート  …１５０重量部
【００４８】
次に、ガラス基板の裏面から超高圧水銀ランプを用いて３６５ｎｍの紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ2 照射し、着色層を介して塗布膜を露光した（図３（Ｃ）に相当）。その後、水酸化カリウム水溶液１．０重量％に界面活性剤を加えて調製した現像液に１．５分間浸漬して現像を行い、さらに低高圧水銀ランプを用いて全面に紫外線照射（３００ｍＪ／ｃｍ2 ）を行った後、２００℃で６０分間の熱処理を行って透明保護層を形成した（図３（Ｄ）に相当）。この透明保護層の厚みは、青色着色層上で１．７μｍ、緑色着色層上で０．７μｍ、赤色着色層上で０．０５μｍであった。次いで、透明保護層上にスパッタリング法によりＩＴＯの透明導電膜（厚み１０００Å）を形成してカラーフィルタを得た（図３（Ｅ）に相当）。
【００４９】
このカラーフィルタは、地汚れ、色ムラ、ガラス基板と着色層との密着性不良等がない良好なものであった。
【００５０】
さらに、上記のカラーフィルタを用いて、液晶層の厚みを青色着色層上で３．７μｍ、緑色着色層上で４．７μｍ、赤色着色層上で５．４μｍとして図１に示されるような液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の表示品質は優れたものであった。
【００５１】
（比較例）
まず、実施例１と同様のベース感光性樹脂を用いて、下記組成の各色の着色層用の感光性樹脂組成物Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´を調製した。
【００５２】
赤色感光性樹脂組成物Ｒ´
・ベース感光性樹脂                                …    ５０重量部
・エチルセロソルブアセテート                      …    ８５重量部
・クロモフタルレッドＢＲＮ（チバガイギー社製）    …    １０重量部
緑色感光性樹脂組成物Ｇ´
・ベース感光性樹脂                                …    ７５重量部
・エチルセロソルブアセテート                      …    ５０重量部
・ジグライム                                      …    ３５重量部
・リオノールグリーン２Ｙ−３０１                  …      ８重量部
（東洋インキ製造（株）製）
青色感光性樹脂組成物Ｂ´
・ベース感光性樹脂                                …  １００重量部
・エチルセロソルブアセテート                      …    ５０重量部
・ジグライム                                      …    ３５重量部
・クロモフタルブルーＡ３Ｒ（チバガイギー社製）    …    １２重量部
【００５３】
次に、ガラス基板（コーニング（株）製７０５９ガラス  厚み０．７ｍｍ）上に感光性樹脂組成物Ｂ´をスピンコート法（回転数４００r.p.m.）により塗布して乾燥し、青色着色用のフォトマスクを介して露光し現像して青色着色層（厚み３．２μｍ）を形成した。同様にして、感光性樹脂組成物Ｇ´、感光性樹脂組成物Ｒ´を用いて、緑色着色層（厚み２．２μｍ）、青色着色層（厚み１．５μｍ）を形成して各色ごとに厚みの異なる構造を有する着色層を形成した。
【００５４】
次いで、下記組成の保護層用塗布液をスピンコート法（回転数７００r.p.m.）により塗布して乾燥し、次に、フォトマスクを介して超高圧水銀ランプを用い、着色層の形成領域およびその周辺部にのみ紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ2 照射した。
【００５５】
保護層用塗布液
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート          …  ４０重量部
（日本化薬（株）製ＤＰＨＡ）
・メチルメタクリレート／メタクリル酸
／ベンジルメタクリレート共重合体                  …  ４０重量部
・イルガキュアー９０７（チバガイギー社製）          …  ２０重量部
・２，２´−ビス（２−クロロフェニル）−４，４´，５，５´
−テトラフェニルビスイミダゾール                  …  １０重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート  …４００重量部
【００５６】
その後、炭酸ナトリウム０．１重量％水溶液に界面活性剤を加えて調製した現像液に１．５分間浸漬して現像を行い、さらに２００℃で６０分間の熱処理を行って透明保護層を形成した。この透明保護層上にスパッタリング法によりＩＴＯの透明導電膜（厚み１０００Å）を形成して比較としてのカラーフィルタを得た。
【００５７】
このカラーフィルタは、特に青色着色層を厚膜化したことにより、膜厚分布の悪化による色ムラ、ガラス基板との密着性不良が発生し、液晶表示装置用のカラーフィルタとして使用に供し得ないものであった。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によればカラーフィルタは、透明基板の一方の面に色ごとに異なる紫外線透過率をもつ複数色からなる着色層と、少なくとも着色層上に形成された透明保護層とを備え、この透明保護層の厚みは着色層の紫外線透過率の大きさに対応して着色層の色ごとに異なるものであり、このようなカラーフィルタを用いて製造される液晶表示装置では、着色層の色ごとに最適な液晶層の厚みを設定することができ、表示品質に優れた液晶表示装置が可能となる。そして、本発明のカラーフィルタを、第１の工程で透明基板上に色ごとに紫外線透過率の異なる複数色からなる着色層を形成し、第２の工程で透明保護層用の感光性樹脂組成物を用いて上記着色層を覆うように塗布膜を形成し、透明基板の裏面から紫外線を照射し着色層を介して塗布膜を露光、現像し、着色層の紫外線透過率の大きさに応じて色ごとに塗布膜を所望の厚みにした後、この塗布膜を硬化させて透明保護層を形成することにより製造するので、着色層の厚膜化による地汚れ、色ムラ、基板との密着性不良等を生じることがなく、かつ、階調露光用のフォトマスクや複雑な露光工程が不要であり、簡便にカラーフィルタを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるカラーフィルタを使用した液晶表示装置の例を示す縦断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【符号の説明】
１…液晶表示装置
１１…カラーフィルタ
１２…透明基板
１３…ブラックマトリックス
１４（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）…着色層
１５…透明保護層用の塗布膜
１６…透明保護層
１７…透明導電膜
３１…液晶層
【図１】
0004445053.tif 000002
【図２】
0004445053.tif 000003
【図３】
0004445053.tif 000004