(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成され、短辺および長辺を有する長方形状の開口部を備えるブラックマトリクスと、
前記開口部に形成された赤、緑および青の３色の着色部を含む着色層と、
前記３色の着色層が積層されてなり、最上層が緑色の着色層である積層柱と、
を有するカラーフィルタであって、
前記ブラックマトリクスは、長辺方向に隣接する前記開口部に挟まれる同色間領域に、赤色の着色層および青色の着色層が積層されてなる同色間ブラックマトリクスと、短辺方向に隣接する前記開口部の長辺にのみ挟まれる異色間領域に、前記異色間領域を挟む２つの前記開口部に形成される着色部と同色である２色の着色層が積層されてなる異色間ブラックマトリクスとを有し、
前記積層柱が、前記同色間領域に形成され、
前記積層柱を構成する前記３色の着色層が、前記同色間ブラックマトリクスを構成する赤色の着色層および青色の着色層上に、緑色の着色層が積層されてなる３層構造であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記異色間ブラックマトリクスの光学濃度が、１．５以上であ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】
前記各色の着色層の膜厚が、２．０μｍ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの前記ブラックマトリクス、着色層および積層柱が、乾式製膜法により形成され、無機材料からなる無機透明保護層により覆われてなることを特徴とする横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低コストで製造可能なカラーフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴って、液晶ディスプレイの需要が増加している。また、最近においては家庭用の液晶テレビの普及率も高まっており、益々液晶ディスプレイの市場は拡大する状況にある。さらに近年普及している液晶ディスプレイは大画面化の傾向があり、特に家庭用の液晶テレビに関してはその傾向が強くなってきている。このような状況において、液晶ディスプレイを構成する部材についてはより低コストで高品質なものを高生産性で製造することが望まれており、特に液晶ディスプレイをカラー表示化させる機能を有するカラーフィルタ基板は、従来高コストであったことからこのような要望が高まっている。
【０００３】
液晶表示装置は、カラーフィルタ基板と液晶駆動側基板（対向基板）とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄い液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御して表示側基板の透過光の量を選択的に変化させることによって表示を行う。
このような液晶表示装置において、上記カラーフィルタ基板と対向基板との間隙（セルギャップ）は液晶層の厚さそのものであり、色ムラやコントラストムラといった表示ムラを防止し、均一な表示、高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能をカラー液晶表示装置に付与するためには、セルギャップを一定且つ均一に維持する必要がある。
【０００４】
セルギャップを維持する方法としては、上記間隙内にスペーサとしてガラス、アルミナ又はプラスチック等からなる一定サイズの球状又は棒状粒子を多数散在させる方法が用いられてきたが、スペーサとして粒子を散在させる方法では、スペーサの分布が偏り易い等の種々の問題点があった。これら粒子状スペーサの問題点を解消する方法として、遮光部（ブラックマトリクス）上に柱状の着色層を積層して形成した積層スペーサをスペーサとして用いる方法（特許文献１）が開示されている。
また、このようなカラーフィルタ基板の製造方法としては、基板上に、ブラックマトリクスおよび各色の着色層を順次パターン状に形成される方法が一般的に用いられる。このような方法によれば、着色層形成工程を行なうことにより、柱状の積層スペーサを形成することができるため、別途積層スペーサ形成工程を不要なものとすることができる。
しかしながら、近年のコストダウンの要請により、上述した方法であっても工程数が多く、コストを十分に抑制することができないといった問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１９６９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、低コストで製造可能なカラーフィルタを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、長辺方向に隣接する開口部に挟まれる同色間領域に形成される同色間ブラックマトリクスを、赤色の着色層および青色の着色層が積層されてなるものとすることにより、コントラストが高いものとすることができること、および、上記異色間ブラックマトリクスを、上記異色間領域を挟む２つの上記開口部に形成される着色部と同色である２色の着色層が積層されてなるものとすることにより、上記ブラックマトリクスを平坦性に優れたものとすることを見出し、本発明を完成させるに至ったのである。
【０００８】
すなわち、本発明は、基板と、上記基板上に形成され、短辺および長辺を有する長方形状の開口部を備えるブラックマトリクスと、上記開口部に形成された赤、緑および青の３色の着色部を含む着色層と、上記３色の着色層が積層されてなり、最上層が緑色の着色層である積層柱と、を有するカラーフィルタであって、上記ブラックマトリクスは、長辺方向に隣接する上記開口部に挟まれる同色間領域に、赤色の着色層および青色の着色層が積層されてなる同色間ブラックマトリクスと、短辺方向に隣接する上記開口部の長辺にのみ挟まれる異色間領域に、上記異色間領域を挟む２つの上記開口部に形成される着色部と同色である２色の着色層が積層されてなる異色間ブラックマトリクスとを有し、上記積層柱が、上記同色間領域に形成されることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【０００９】
本発明によれば、上記ブラックマトリクスが、着色層が積層されてなるものであることにより、別途ブラックマトリクス形成工程が不要となることから、低コストで製造可能とすることができる。
また、上記同色間ブラックマトリクスが、赤色の着色層および青色の着色層が積層されてなるものであることにより、上記同色間ブラックマトリクスを高い遮光性を有するものとすることができる。このようなことより、本発明のカラーフィルタをコントラストが高いものとすることができる。
さらに、上記異色間ブラックマトリクスが、上記異色間領域を挟む上記開口部に形成される着色部を含む着色層が積層されてなるものであることにより、上記ブラックマトリクスが平坦性に優れたものとすることができる。また、その結果、上記積層柱を容易に形成することができる。
さらにまた、上記積層柱が、最上層が緑色の着色層であり、さらに上記同色間領域に形成されるものであることにより、その高さを高いものとすることができる。
【００１０】
本発明においては、上記異色間ブラックマトリクスの光学濃度が、１．５以上であることが好ましい。上記異色間ブラックマトリクスの光学濃度、１．５以上であることにより、コントラストが高いものとすることができるからである。
【００１１】
本発明においては、上記各色の着色層の膜厚が、２．０μｍ以上であることが好ましい。上記各色の着色層の膜厚が、２．０μｍ以上であることにより、上記積層柱の高さを高いものとすることができるからである。
【００１２】
本発明は、上記カラーフィルタのブラックマトリクス、着色層および積層柱が、乾式製膜法により形成され、無機材料からなる無機透明保護層により覆われてなることを特徴とする横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを提供する。
【００１３】
本発明によれば、上記カラーフィルタを用いることにより、低コストで製造可能なものとすることができる。
また、上記カラーフィルタのブラックマトリクス、着色層および積層柱が覆われる透明保護層が、乾式製膜法により形成され、無機材料からなる無機透明保護層であることにより、スペーサ高さが高く、バリア性に優れたものとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、低コストで製造可能なカラーフィルタを提供するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、カラーフィルタおよび横電界液晶駆動方式用カラーフィルタに関するものである。
以下、本発明のカラーフィルタおよび横電界液晶駆動方式用カラーフィルタについて詳細に説明する。
【００１６】
Ａ．カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、基板と、上記基板上に形成され、短辺および長辺を有する長方形状の開口部を備えるブラックマトリクスと、上記開口部に形成された赤、緑および青の３色の着色部を含む着色層と、上記３色の着色層が積層されてなり、最上層が緑色の着色層である積層柱と、を有するカラーフィルタであって、上記ブラックマトリクスは、長辺方向に隣接する上記開口部に挟まれる同色間領域に、赤色の着色層および青色の着色層が積層されてなる同色間ブラックマトリクスと、短辺方向に隣接する上記開口部の長辺にのみ挟まれる異色間領域に、上記異色間領域を挟む２つの上記開口部に形成される着色部と同色である２色の着色層が積層されてなる異色間ブラックマトリクスとを有し、上記積層柱が、上記同色間領域に形成されることを特徴とするものである。
【００１７】
このような本発明のカラーフィルタを図を参照して説明する。図１は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略平面図である。また、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図であり、図４は、図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。図１〜４に例示するように本発明のカラーフィルタ１０は、基板１と、上記基板１上に形成され、短辺および長辺を有する長方形状の開口部２を備えるブラックマトリクス５と、上記開口部２に形成された赤、緑および青の３色の着色部（６Ｒ，６Ｂ，６Ｇ）を含む着色層（１６Ｒ，１６Ｂ，１６Ｇ）と、上記３色の着色層が積層されてなり、最上層が上記緑色の着色層１６Ｇである積層柱７とを有する。
ここで、この例のブラックマトリクス５は、長辺方向に隣接する上記開口部２に挟まれる同色間領域１３に、赤色の着色層１６Ｒおよび青色の着色層１６Ｂがこの順で積層されてなる同色間ブラックマトリクス３と、赤色の着色部６Ｒおよび青色の着色部６Ｂが形成される開口部２の長辺にのみ挟まれる異色間領域１４に、赤色の着色層１６Ｒおよび青色の着色層１６Ｂがこの順で積層した異色間ブラックマトリクス４および青色の着色部６Ｂおよび緑色の着色部６Ｇが形成される開口部２にのみ挟まれる異色間領域１４に、青色の着色層１６Ｂおよび緑色の着色層１６Ｇがこの順で積層した異色間ブラックマトリクス４の２種類の異色間ブラックマトリクス４とを有するものである。
また、上記積層柱７が、上記赤色の着色部６Ｒに挟まれた、上記同色間領域１３内に形成されている。
【００１８】
また、図１〜４において、上記ブラックマトリクス５は、表示領域を囲む額縁領域１９上に、赤色および青色の着色層がこの順で積層されてなる額縁領域ブラックマトリクス９を含むものである。
ここで、表示領域とは、上記着色部が形成される開口部が配置され、液晶表示装置が製造された際に、液晶表示領域として用いられる領域をいうものである。
【００１９】
本発明によれば、上記ブラックマトリクスが、着色層が積層されてなるものであることにより、上記ブラックマトリクス形成工程が不要となることから低コストで製造可能とすることができる。
また、上記同色間ブラックマトリクスが、赤色の着色層および青色の着色層が積層されてなるものであることにより、上記同色間ブラックマトリクスを高い遮光性を有するものとすることができる。このようなことより、本発明のカラーフィルタをコントラストが高いものとすることができる。
さらに、上記異色間ブラックマトリクスが、上記異色間領域を挟む上記開口部に形成される着色部を含む着色層が積層されてなるものであることにより、上記ブラックマトリクスが平坦性に優れたものとすることができる。また、その結果、上記積層柱を容易に形成することができる。
さらにまた、上記積層柱が、最上層が緑色の着色層であり、さらに上記同色間領域に形成されるものであることにより、その高さを高いものとすることができる。
ここで、上記ブラックマトリクスが、赤色の着色層および青色の着色層が積層されてなる同色間ブラックマトリクス、および、短辺方向に隣接する上記開口部にのみ挟まれる異色間領域に、両側の上記開口部に形成される着色部を含む着色層が積層されてなる異色間ブラックマトリクスを有し、上記積層柱が、最上層が緑色の着色層であり、さらに上記同色間領域に形成されるものであることにより、上述した効果を奏する理由については、以下のとおりである。
【００２０】
すなわち、通常のカラーフィルタの製造方法は、黒色顔料を含むブラックマトリクス形成材料を塗布したのち、開口部が形成されるようにパターン露光および現像することにより、開口部を備える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と、各色の着色部を含む着色層を形成する着色層形成工程とを含むものである。
【００２１】
一方、本発明においては、上記ブラックマトリクスが、上記着色層が積層されてなるものであるため、上記ブラックマトリクス形成工程を行なう必要がない。このため、工程数が少ないものとすることができ、低コストで製造可能なものとすることができる。
【００２２】
また、上記異色間領域は、通常、液晶表示装置とすることにより、対向基板にある電極により遮蔽されることになる。一方、上記同色間領域上にも、対向基板の電極が存在するが、上記同色間領域の全てを覆うものではなく、遮蔽される部分と、遮蔽されない部分が生じてしまう。このようなことから、上記異色間領域および同色間領域を比較した場合、同色間領域を選択的に遮蔽性の高いものとすることにより、本発明のカラーフィルタをコントラストの高いものとすることができるのである。
ここで、赤、緑、青の３色のうち２色を選択して混色させた場合、赤および青の組み合わせが最も高い光学濃度を有することが知られている。このため、同色間ブラックマトリクスを、高い光学濃度を発揮する組み合わせである赤色の着色層および青色の着色層が積層されてなるものとすることにより、上記同色間ブラックマトリクスが高い遮光性を有するものとすることができる。このように、同色間ブラックマトリクスが、赤色の着色層および青色の着色層が積層されてなるものであることにより、本発明のカラーフィルタをコントラストの高いものとすることができるのである。
【００２３】
さらに、上記着色部の形成は、通常、平面視上、上記開口部よりも広い面積に着色層が形成されることにより行なわれる。上記開口部上に、上記着色部が形成されていない箇所である白抜けの発生を防ぐためである。したがって、上記異色間ブラックマトリクスを、上記同色間ブラックマトリクス同様に、赤色および青色の着色層が積層されてなるものとする場合、上記緑色の着色部に隣接する異色間ブラックマトリクスは、上記赤色および青色の着色層の積層体上に緑色の着色層が乗り上げたものとなるおそれがある。
この場合、上記ブラックマトリクスは、緑色の着色部の周囲のみが高さの高いものとなり、カラーフィルタの平面視上、上記ブラックマトリクスの厚み分布に偏りが生じるおそれがある。その結果、均一なセルギャップとなるような積層柱の形成位置について設計の自由度が低下し、均一なセルギャップの達成に必要な積層柱の形成が困難なものとなる可能性がある。
【００２４】
一方、本発明においては、上記異色間ブラックマトリクスが、上記異色間領域を挟む２つの上記開口部に形成される着色部と同色である２色の着色層が積層されてなるものであることにより、上記ブラックマトリクスが平坦性に優れたものとすることができる。このため、均一なセルギャップを達成するために形成される積層柱の形成位置について設計の自由度が大きなものとすることができ、上記積層柱の形成が容易なものとなる。
【００２５】
さらにまた、上記着色層を積層する方法は、着色層を構成する材料を含む着色層形成用塗工液を、その直下の着色層である下層着色層上に塗布した後、パターン露光および現像する方法が通常用いられる。
ここで、上記着色層形成用塗工液を塗布する下層着色層の平面視面積が小さい場合、塗布された着色層形成用塗工液は、徐々に、上記下層着色層上からより低い位置に流れ落ちるレベリングを生じる。このため、上記下層着色層上に形成される着色層の厚みは薄いものとなる。
【００２６】
一方、本発明における積層柱は、上記同色間領域に形成される。すなわち、上記赤色および青色の着色層が積層されてなる同色間ブラックマトリクス上に、緑色の着色層を積層することにより形成されるものである。
ここで、積層柱を構成する緑色の着色層の平面視形状は、通常、円形等のドット状に形成される。このため、上記積層柱を構成する緑色の着色層が１色目または２色目に形成される場合、上記緑色の着色層上に形成される赤色および青色の着色層は、その形成に用いられる着色層形成用塗工液が、レベリングするために、厚みが薄いものとなる。
しかしながら、本発明における積層柱は、緑色の着色層が最上層であるため、緑色の着色層により赤色および青色の着色層の厚みが薄いものなることを防ぐことができる。したがって、上記積層柱の高さを高いものとすることができる。
【００２７】
また、上記同色間ブラックマトリクスは、上記同色間領域に帯状に形成されるものである。また、長辺方向に隣接する開口部の間隔である同色間領域の幅は、短辺方向に隣接する開口部の間隔である異色間領域の幅よりも広くなるように設計されるのが一般的である。
このため、上記積層柱は、上記同色間領域に形成されることにより、上記異色間領域に形成される場合と比較して、最上層に形成される緑色の着色層を形成するために用いられる緑色着色層形成用塗工液が上記開口部の短辺方向および長辺方向へレベリングすることが抑制される。
したがって、最上層に形成される緑色の着色層の厚みが厚いものとすることができ、最終的に得られる積層柱の高さを高いものとすることができる。
【００２８】
本発明のカラーフィルタは、上記ブラックマトリクス、積層柱、着色層および基板を有するものである。以下、本発明のカラーフィルタの各構成について説明する。
【００２９】
１．ブラックマトリクス
本発明に用いられるブラックマトリクスは、同色間ブラックマトリクスと、異色間ブラックマトリクスを少なくとも含むものである。
【００３０】
（１）同色間ブラックマトリクス
本発明に用いられる同色間ブラックマトリクスは、長辺方向に隣接する上記開口部に挟まれる同色間領域に、後述する赤色の着色層および青色の着色層が積層されてなるものである。
【００３１】
ここで、同色間領域とは、長辺方向に隣接する上記開口部に挟まれる領域であり、上記開口部にのみ挟まれ、上記開口部に隣接する同色間隣接領域、および、上記同色間隣接領域の上記開口部の短辺方向に隣接する隣接領域を含むものである。
具体的には、図５に例示するように、上記同色間領域１３は、上記開口部２の短辺にのみ挟まれ、上記開口部２の短辺に隣接する同色間隣接領域２３、および、上記同色間隣接領域２３の両側に隣接し、上記開口部２の短辺と接していない隣接領域３３を有するものである。
また、上記開口部２の長辺間にのみ挟まれた領域は異色間領域１４であり後述する異色間ブラックマトリクスが形成される領域である。
さらに、上記表示領域を囲む領域は額縁領域１９であり、後述する額縁領域ブラックマトリクスが形成される領域である。
なお、図５において、着色層、積層柱、および、ブラックマトリクスの記載は省略されている。また、図５中の符号については、図１のものと同一のものである。
【００３２】
本発明に用いられる同色間ブラックマトリクスにおける、上記赤色の着色層および青色の着色層の積層順としては、赤色の着色層が先に形成され、次いで青色の着色層が形成されたものとしても良く、その逆であっても良い。
【００３３】
本発明に用いられる同色間ブラックマトリクスの光学濃度としては、通常のカラーフィルタにおけるブラックマトリクスと同等の遮光性を発揮するものであれば良く、１．５以上であることが好ましく、なかでも１．５〜４．０の範囲内であることが好ましく、特に２．０〜３．５の範囲内であることが好ましい。上記範囲内であることにより、本発明のカラーフィルタをコントラストの高いものとすることができるからである。
なお、光学濃度とは、厚み方向の光学濃度であり、このような光学濃度の測定方法としては、光学濃度を精度良く測定することが出来る方法であれば良い。例えば、分光測色計により測色し、分光のＹ値から光学濃度を算出する方法を用いることができる。なお、分光測色計としては、オリンパス光学工業（株）製、分光測色計を用いることができる。
【００３４】
（２）異色間ブラックマトリクス
本発明に用いられる異色間ブラックマトリクスは、短辺方向に隣接する上記開口部の長辺にのみ挟まれる異色間領域に、上記異色間領域を挟む２つの上記開口部に形成される着色部と同色である２色の着色層が積層されてなるものである。
【００３５】
このような異色間ブラックマトリクスとしては、具体的には、上記異色間領域を挟む開口部に形成される着色部が赤色および青色である場合には、上記赤色および青色の着色層が積層されてなるものとなる。同様に、上記異色間領域を挟む開口部に形成される着色部が赤色および緑色である場合には、上記異色間ブラックマトリクスは、上記赤色および緑色の着色層からなり、上記着色部が青色および緑色である場合には青色および緑色の着色層が積層されてなるものとなる。
【００３６】
上記異色間ブラックマトリクスを構成する赤、緑、青の３色の着色層の積層順としては、緑色の着色層が最上層であれば良い。
したがって、上記異色間ブラックマトリクスが、上記赤色および緑色の着色層が積層されてなるものである場合には、赤色の着色層が最下層となり、緑色の着色層が最上層となる。また、上記青色および緑色の着色層が積層されてなるものである場合には、青色の着色層が最下層となり、緑色の着色層が最上層となる。
また、上記異色間ブラックマトリクスが、赤色および青色の着色層からなるものである場合には、いずれの積層順であっても良い。
【００３７】
本発明に用いられる異色間ブラックマトリクスの光学濃度としては、通常のカラーフィルタにおけるブラックマトリクスと同等の遮光性を発揮するものであれば良く、１．５以上であることが好ましく、なかでも１．５〜４．０の範囲内であることが好ましく、特に２．０〜３．５の範囲内であることが好ましい。上記範囲内であることにより、本発明のカラーフィルタをコントラストの高いものとすることができるからである。
【００３８】
（３）ブラックマトリクス
本発明に用いられるブラックマトリクスは、上記同色間ブラックマトリクスおよび異色間ブラックマトリクスを少なくとも含むものであれば良いが、通常、表示領域を囲む額縁領域上に形成される額縁領域ブラックマトリクスを含むものである。
【００３９】
上記額縁領域ブラックマトリクスは、後述する着色層が積層されてなり、所望の遮蔽性を発揮するものであれば良いが、通常、赤色および青色の着色層が積層されて形成されるものである。上記額縁領域は、上記同色間ブラックマトリクスと同様に、高い遮蔽性が要求されるからである。
また、赤色、青色および緑色の３色の着色層を積層した場合には、上記額縁領域ブラックマトリクスの厚みが厚いものとなり、平面視上、ブラックマトリクスの厚み分布が生じ、上記ブラックマトリクスの平坦性が低下するからである。また、このようなことから、積層柱の形成位置について設計の自由度が低下するおそれがあるからである。
【００４０】
上記額縁領域ブラックマトリクスを構成する着色層の積層順および光学濃度については、上記「（１）同色間ブラックマトリクス」と同様の内容であるので、ここでの説明は省略する。
【００４１】
本発明に用いられるブラックマトリクスにおける開口部の形状は、短辺および長辺を有する長方形状であり、長方形であっても長方形と接するように囲まれる形状であっても良い。長方形と接するように囲まれる形状としては、具体的には、図６（ａ）および（ｂ）に例示するように、長方形の角部に切り欠きを有する形状の開口部２や、図６（ｃ）に例示する、楕円形の開口部２や、図６（ｄ）に例示する多角形の開口部２を挙げることができる。
【００４２】
２．積層柱
本発明に用いられる積層柱は、上記同色間領域に、後述する３色の着色層が積層されてなり、最上層が緑色の着色層であるものである。
【００４３】
本発明に用いられる積層柱の形成位置、すなわち、最上層に形成される緑色の着色層が形成される位置としては、上記同色間領域内であれば良く、上記同色間隣接領域、および、上記隣接領域のいずれに形成するものであっても良い。
本発明においては、なかでも同色間隣接領域に形成されるものであることが好ましく、特に１色目または２色目に形成される着色部に挟まれる同色間隣接領域に形成されるものであることが好ましく、なかでも特に１色目に形成される着色部に挟まれる同色間隣接領域に形成されるものであることが好ましい。上記同色間隣接領域は、通常、上記隣接領域と比較し広い面積となるように形成される。このため、最上層となる緑色の着色層を安定的に形成することができるからである。
なお、上記積層柱の形成位置とは、平面視した場合における上記積層柱を構成する緑色の着色層の中心をいうものである。
【００４４】
また、２色目に形成される着色部に挟まれる同色間隣接領域である場合には、３色目に塗布される緑色の着色層の形成に用いられる緑色着色層形成用塗工液が、２色目に形成された着色部方向、すなわち２色目の着色部の長辺方向にレベリングすることを抑制することができるからである。したがって、２色目に形成される着色部に挟まれる同色間隣接領域であることにより、上記同色間隣接領域における３色目の着色層の厚みを厚いものとすることができるからである。その結果、上記積層柱の高さを高いものとすることができるからである。
【００４５】
さらに、１色目に形成される着色部に挟まれる同色間隣接領域である場合には、２色目に形成される着色層の形成に用いられる２色目着色層形成用塗工液が、上記１色目に形成された着色部方向、すなわち、１色目の着色部の長辺方向にレベリングすることを抑制することができるからである。このため、２色目の着色層の厚みを厚いものとすることができるからである。また、３色目、すなわち、緑色の着色層の形成に用いられる緑色着色層形成用塗工液が、１色目に形成された着色部方向、すなわち１色目の着色部の長辺方向にレベリングすることを抑制することができるからである。したがって、１色目に形成される着色部に挟まれる同色間隣接領域であることにより、上記同色間隣接領域における２色目および３色目の着色層の厚みを厚いものとすることができるからである。その結果、上記積層柱の高さをより高いものとすることができるからである。
【００４６】
本発明において、最上層に形成される緑色の着色層の平面視形状および平面視面積としては、所望のセルギャップを維持できるものであれば良い。
【００４７】
本発明に用いられる積層柱の高さとしては、所望のセルギャップを形成することができるものであれば良く、具体的には、３．５μｍ〜６．０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも３．５μｍ〜５．５μｍの範囲内であることが好ましく、特に４．０μｍ〜５．０μｍの範囲内であることが好ましい。上記範囲内であることにより、十分なスペーサ高さを形成することができるからである。
なお、上記積層柱の高さとは、後述する着色部表面から垂直方向に、上記積層柱の頂部までの高さをいうものである。
【００４８】
本発明に用いられる積層柱の形成数としては、液晶表示装置に用いた場合に、所望のセルギャップを形成することができるものであれば良い。本発明においては、表示領域において、画素１個あたり、０．５１個以上形成されていることが好ましく、なかでも０．５５個〜０．７７個の範囲内であることが好ましい。上記範囲内であることにより、セルギャップの均一性に優れたものとすることができるからである。
なお、１画素とは、開口部に形成された１の着色部をいうものである。
【００４９】
３．着色層
本発明に用いられる着色層は、上記開口部に形成される赤、緑および青の３色の着色部を含むものである。すなわち、赤、緑および青の３色の着色層からなるものである。
また、上記着色部は、長辺方向に隣接する上記開口部に形成された上記着色部の色が同色となるように、配置されるものである。
【００５０】
本発明に用いられる各色の着色層の形成順としては、緑色の着色層が３色目に形成されるものであれば良い。このため、赤、青、緑の順番であっても良く、青、赤、緑の順番であっても良い。
ここで、上記緑色の着色層を３色目に形成する理由は、上述したように、上記積層柱の最上層を緑色の着色層とすることで、上記積層柱の高さを高いものとすることができるからである。
【００５１】
本発明における各色の着色層は、各色の顔料や染料等の着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものであり、フォトリソグラフィー法により形成されるものである。
【００５２】
本発明において、赤（Ｒ）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
緑（Ｇ）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
青（Ｂ）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
【００５３】
上記着色層に用いられるバインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。この場合、着色剤および感光性樹脂を含有する着色部形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
【００５４】
上記各色の着色層の膜厚は、２．０μｍ以上であることが好ましく、なかでも２．０μｍ〜５．０μｍの範囲内であることが好ましく、特に、２．５μｍ〜３．５μｍの範囲内であることが好ましい。上記範囲内であることにより、上記積層柱の高さを十分に高いものとすることができるからである。
なお、上記着色層の膜厚は、基板表面から垂直方向に、上記各色の着色層が含む各着色部の表面までの高さをいうものである。
【００５５】
４．基板
本発明に用いられる基板の材料としては、従来よりカラーフィルタに用いられているものを用いることができる。このような材料としては、例えば、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明な無機基板、および、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明な樹脂基板等を挙げることができる。なかでも本発明において無機基板を用いることが好ましく、無機基板のなかでもガラス基板を用いることが好ましい。さらには、上記ガラス基板のなかでも無アルカリタイプのガラス基板を用いることが好ましい。上記無アルカリタイプのガラス基板は寸度安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、かつ、ガラス中にアルカリ成分を含まないことから、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに好適に用いることができるからである。
【００５６】
上記基板は、透明な基板であってもよく、または、反射性の基板や白色に着色したものであってもよいが、本発明においては通常透明なものが用いられる。
【００５７】
５．カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、上記基板と、ブラックマトリクスと、着色層と、積層柱とを有するものであれば良く、必要に応じて配向膜、透明保護層、透明電極等の他の構成を有するものであっても良い。
【００５８】
６．カラーフィルタの製造方法
本発明のカラーフィルタの製造方法としては、上記各構成を精度良く形成することができるものであれば良い。
このようなカラーフィルタの製造方法としては、具体的には、図７に示すように、基板１を準備し（図７（ａ））、次いで、上記基板１の全面に赤色の着色層１６Ｒの形成に用いられる赤色着色層形成用塗工液を塗布し、フォトマスクを介しての露光および現像を行うことにより、赤色の着色部６Ｒが形成される開口部２、上記開口部２の両側の異色間領域１４および上記同色間領域１３上に、赤色の着色層１６Ｒを形成する（図７（ｂ））。次いで、上記赤色の着色層１６Ｒの形成方法と同様の方法により、青色の着色部６Ｂが形成される開口部２、上記開口部２の両側の異色間領域１４および上記同色間領域１３上に、青色の着色層１６Ｂを形成する（図７（ｃ））。次いで、上記赤色の着色層１６Ｒの形成方法と同様の方法により、緑色の着色部６Ｇが形成される開口部２、上記開口部２の両側の異色間領域１４および上記積層柱７が形成される同色間領域１３上に、緑色の着色層１６Ｇを形成する（図７（ｄ））方法を挙げることができる。
なお、図７中の符号については、図１のものと同一のものである。
【００５９】
７．用途
本発明のカラーフィルタの用途としては、液晶表示装置に用いることができ、なかでも、セルギャップが均一であり、表示品位に優れ、さらに低コストで製造可能であることが要求される液晶表示装置に好適に用いられる。
【００６０】
Ｂ．横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ
次に、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタについて説明する。本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタは、上記カラーフィルタの上記ブラックマトリクス、着色層および積層柱が、乾式製膜法により形成され、無機材料からなる無機透明保護層により覆われてなることを特徴とするものである。
【００６１】
このような本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを図を参照して説明する。図８は、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図８に例示するように、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ２０は、基板１と、上記基板１の同色間領域１３上に形成された上記同色間ブラックマトリクス３、異色間領域上に形成された異色間ブラックマトリクス（図示なし）、および、上記額縁領域１９上に形成された額縁領域ブラックマトリクス１９を含み開口部２を備えるブラックマトリクスと、上記開口部２に形成された赤色の着色部６Ｒ、青色の着色部（図示なし）、および緑色の着色部（図示なし）を含む着色層（１６Ｒ、１６Ｂ、１６Ｇ）と、上記赤、緑、青の３色の着色層（１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）が積層されてなる積層柱７と、上記ブラックマトリクス、着色層、および、積層柱７を覆うように形成された無機透明保護層８とを有するものである。
ここで、上記無機透明保護層は、乾式製膜法により形成され、無機材料からなるものである。
【００６２】
本発明によれば、上記カラーフィルタを用いることにより、低コストで製造可能なものとすることができる。
また、上記カラーフィルタのブラックマトリクス、着色層および積層柱が覆われる透明保護層が、乾式製膜法により形成され、無機材料からなる無機透明保護層であることにより、スペーサ高さが高く、バリア性に優れたものとすることができる。
【００６３】
ここで、透明保護層として、乾式製膜法により形成され、無機材料からなる無機透明保護層を用いることにより、上述した効果を奏する理由は、以下のとおりである。
【００６４】
すなわち、横電界液晶駆動方式用カラーフィルタには、ブラックマトリクスや着色層から、液晶層に、着色剤等の汚染物質が溶出し、電気信頼性等の低下を引き起こすことを防止するため、上記着色層等の上に、透明保護層が形成される。
ここで、従来のカラーフィルタにおける透明保護層は、通常、透明樹脂からなる樹脂製透明保護層が用いられる。また、このような樹脂製透明保護層の形成方法は、上記着色層等の表面に、上記樹脂製透明保護層を形成する材料を含む透明保護層形成用塗工液を塗工した後、パターン露光および現像することにより形成する方法が用いられる。
【００６５】
このような樹脂製透明保護層を上記カラーフィルタに形成する場合には、図９に例示するように、上記カラーフィルタ１０を準備し（図９（ａ））、上記透明保護層形成用塗工液を塗工する方法が用いられる（図９（ｂ））。ここで、図９（ｂ）に示すように、上記透明保護層形成用塗工液が塗布された直後には、上記ブラックマトリクス、赤色、緑色および青色の着色層（１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ）、および積層柱７上に比較的均一な厚みで上記透明保護層形成用塗工液の塗膜１０８´が形成される。しかしながら、上記透明保護層形成用塗工液の塗膜１０８´は、徐々に低い位置へと流れ落ちるレベリングを生じる(図９（ｃ）)。このため、露光・現像を行うことにより最終的に形成される樹脂製透明保護層８は、上記積層柱７上において膜厚が薄く、上記各色の着色部である赤色の着色部６Ｒ、緑色の着色部(図示せず)および青色の着色部（図示せず）上において、膜厚が厚いものとなる(図９（ｄ）)。
なお、図９中の符号については、図１のものと同一のものである。
【００６６】
したがって、最終的に形成されるスペーサ高さ、すなわち、上記各色の着色部上に形成された透明保護層の表面から垂直方向に、上記積層柱上に形成された透明保護層の表面までの距離が、上記透明保護層形成前におけるスペーサ高さ、すなわち、上記積層柱の高さである上記着色部表面から垂直方向に、上記積層柱の頂部までの距離よりも極めて短いものとなる。
【００６７】
また、上記樹脂製透明保護層を用いて、上記汚染物質の溶出防止を十分に行なう場合、上記樹脂製透明保護層の膜厚を非常に厚いものとする必要がある。この場合、上記積層柱上に塗布される上記透明保護層形成用塗工液の塗膜の膜厚が厚いものとなり、レベリングにより、上記積層柱上から流れ落ちる上記透明保護層形成用塗工液の量がより多くなる。このため、上記スペーサ高さがより低いものになる。
【００６８】
一方、本発明においては、透明保護層として上述した無機透明保護層を用いるものであるため、上記着色層上および上記積層柱上における無機透明保護層の膜厚を、ほぼ均一な膜厚とすることができる。
このため、上記スペーサ高さを、上記無機透明保護層形成前におけるスペーサ高さとほぼ同一とすることができ、上記スペーサ高さが高いものとすることができるのである。
また、上記無機材料からなる無機透明保護層は膜厚が薄い場合であっても、高いバリア性を発揮するため、容易にバリア性が高いものとすることができる。
【００６９】
本発明に用いられるカラーフィルタは、上記「Ａ．カラーフィルタ」の項に記載した内容と同様であるので、ここでの説明を省略する。
以下、本発明に用いられる無機透明保護層について説明する。
【００７０】
１．無機透明保護層
本発明に用いられる無機透明保護層は、乾式製膜法により形成されるものであり、無機材料からなるものである。
また、上記カラーフィルタにおける上記ブラックマトリクス、着色層および積層柱を覆うように形成されるものであり、液晶表示装置に用いた場合に、上記ブラックマトリクス、着色層および積層柱から液晶層に、着色剤等の汚染物質が溶出することを防ぐことができるものである。
【００７１】
このような無機透明保護層を構成する無機材料としては、所望のバリア性を発揮するものであれば良く、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化タンタルにガリウム、セリウム、アルミニウム、カーボン、スズおよびボロンのいずれかをドープさせたものを挙げることができる。
本発明においては、なかでも酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化インジウム、酸化亜鉛または酸化チタンにガリウム、セリウム、アルミニウムおよびスズのいずれかをドープさせたものを好ましく用いることができ、特に、酸化ケイ素または酸化インジウムにガリウム、セリウムおよびスズのいずれかをドープさせたものを好ましく用いることができる。上記ブラックマトリクス、着色層および積層柱に含有される汚染物質が液晶層に溶出することを防ぐバリア性に優れた無機透明保護層を形成することができるからである。
【００７２】
なお、本発明においては、上記１種類の無機材料を用いて１層の無機透明保護層を形成するものであっても良く、２種類以上の無機材料を用いて２層以上の無機透明保護層を形成するものであっても良い。
【００７３】
本発明に用いられる無機透明保護層の膜厚としては、所望のバリア性を発揮するものであれば良いが、２００Å〜１８００Åの範囲内であることが好ましく、なかでも、４００Å〜１４００Åの範囲内であることが好ましく、特に６００Å〜１４００Åの範囲内であることが好ましい。上記範囲内であることにより、上述したバリア性に優れ、かつ、スペーサ高さを高いものとすることができるからである。
【００７４】
本発明に用いられる乾式製膜法としては、上記無機材料を所望の位置および膜厚で付着させることができる方法であれば良い。
具体的には、スパッタリング、真空蒸着、プラズマＣＶＤ等を挙げることができ、なかでもスパッタリングを好ましく用いることができる。横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ以外の方式のカラーフィルタには、通常ＩＴＯ等からなる透明電極層が形成される。ここで、ＩＴＯ等からなる透明電極層は、通常、スパッタリング法により形成される。このため、上記乾式製膜法としてスパッタリング法を用いることにより、上記透明電極層の形成に使用される既存のスパッタリング装置を用いて、上記無機透明保護層を形成することができるからである。したがって、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを低コストなものとすることができるからである。
【００７５】
２．横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ
本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタは、上記カラーフィルタの上記ブラックマトリクス、着色層および積層柱が、無機材料からなる無機透明保護層により覆われてなるものであれば良く、必要に応じて他の構成を有するものであっても良い。
このような他の構成としては、上記無機透明保護層上に形成される配向膜等を挙げることができる。
【００７６】
上記配向膜は、例えば可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミド、変性ポリイミド等の有機化合物を、一般的な印刷法、塗布方法により塗布し、その後、焼成することにより形成することができる。このような配向膜には、配向処理（ラビング）は不要である。
配向膜の厚みは、５００Å〜１０００Å程度とすることができる。
【００７７】
また、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタのスペーサ高さとしては、所望のセルギャップを形成することができるものであれば良いが、具体的には、２．５μｍ〜５．０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも２．５μｍ〜４．５μｍの範囲内であることが好ましく、特に３．０μｍ〜４．０μｍの範囲内であることが好ましい。
なお、スペーサ高さとは、上記各色の着色部上に形成される無機透明保護層の表面から垂直方向に、上記積層柱上に形成される無機透明保護層の表面までの厚みをいうものである。
【００７８】
本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの用途としては、液晶表示装置に用いることができ、なかでも、セルギャップが均一であり、表示品位に優れ、低コストで製造することが可能であり、さらにバリア性が要求される液晶表示装置に好適に用いられる。
【００７９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００８０】
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
【００８１】
［実施例１］
１．ブラックマトリクス、着色層および積層柱の形成
透明基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備し、定法にしたがって洗浄した。
次に、下記組成の赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
【００８２】
＜赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物＞
・赤顔料（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製  クロモフタルレッドＡ２Ｂ）
４．８重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ社製  パリオトールイエローＤ１８１９）        １．２重量部
・分散剤（ビックケミー社製ディスパービック１６１）              ３．０重量部
・モノマー（サートマー社製  ＳＲ３９９）                        ４．０重量部
・ポリマーＩ                                                    ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製  イルガキュア９０７）
１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）                                  ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）    ８０．０重量部
【００８３】
＜青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物＞
・青顔料（ＢＡＳＦ社製  ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ）          ６．０重量部
・顔料誘導体（アビシア社製  ソルスパース５０００）              ０．６重量部
・分散剤（ビックケミー社製ディスパービック１６１）              ２．４重量部
・モノマー（サートマー社製  ＳＲ３９９）                        ４．０重量部
・ポリマーＩ                                                    ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製  イルガキュア９０７）
１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）                                  ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）    ８０．０重量部
【００８４】
＜緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物＞
・緑顔料（アビシア社製  モナストラルグリーン９Ｙ−Ｃ）          ４．２重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ社製  パリオトールイエローＤ１８１９）        １．８重量部
・分散剤（ビックケミー社製ディスパービック１６１）              ３．０重量部
・モノマー（サートマー社製  ＳＲ３９９）                        ４．０重量部
・ポリマーＩ                                                    ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製  イルガキュア９０７）
１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）                                  ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）    ８０．０重量部
【００８５】
なお、上記のポリマーＩは、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。
ここで、上記重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、標準ポリスチレン換算値として求めたものである。
【００８６】
次いで、赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色着色層を形成した。
この赤色着色層の平面視形状としては、開口部所定の位置を中心に開口部およびブラックマトリックスの一部となる赤色縦ストライプ線を幅１７０μｍとなるよう形成し、横ストライプ線幅７５μｍ、横ストライプピッチ４５０μｍとなるブラックマトリックスパターンも同時に形成した。
【００８７】
次いで、上記透明基板上に赤色着色層を覆うように青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、青色着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像して、青色着色層を形成した。この青色着色層の平面視形状としては、開口部所定の位置を中心に開口部およびブラックマトリックスの一部となる青色縦ストライプ線を幅１７０μｍとなるよう形成し、横ストライプ線幅７５μｍ、横ストライプピッチ４５０μｍとなるブラックマトリックスパターンを同時に形成した。これにより、開口部位置に形成されたストライプ線の幅１７０μｍのうち、赤色着色層が形成される開口部に隣接する１０μｍが、赤色着色層と重なり、重なり部を異色間ブラックマトリクスとした。また、横ストライプは、赤色着色層の横ストライプ線上に重なるように形成され、重なり部を同色間ブラックマトリクスとした。また、青色着色部が形成される開口部に挟まれる領域を積層柱形成部位とした。
【００８８】
次いで、上記透明基板上に赤色着色層および青色着色層を覆うように緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、緑色着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像して、緑色着色層を形成した。この緑色着色層の平面視形状としては、開口部所定の位置を中心に開口部およびブラックマトリックスの一部となる緑色縦ストライプを線幅１７０μｍとなるよう形成し、上記積層柱形成部位上の青色着色層上に直径３５μｍのドットパターンも同時に形成した。これにより、ストライプ線の幅１７０μｍのうち、赤色着色層が形成される開口部に隣接する１０μｍが赤色着色層上に重なるように形成され、青色着色層が形成された開口部に隣接する１０μｍが青色着色層上に重なるように形成され、重なり部を異色間ブラックマトリクスとした。
【００８９】
以上のように、着色積層により形成されたブラックマトリクスパターンができ、短辺が１５０μｍで、長辺が４５０μｍの開口部が、短辺方向に１０μｍ間隔で、長辺方向に７５μｍ間隔で形成された。すなわち、異色間ブラックマトリクスの幅が１０μｍで、同色間ブラックマトリクスの幅が７５μｍであった。また、長辺方向に隣接する開口部に挟まれる領域は、開口部の長辺方向の長さが７５μｍで、開口部の短辺方向の長さが１５０μｍの長方形状の領域となった。
【００９０】
２．無機保護層の形成
次に、上記の着色層を形成したガラス基板上にガリウムをドープした酸化インジウム膜（無機保護層）を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。無機保護層の膜厚は５００Åとした。
【００９１】
＜成膜条件＞
・ガス流量比  Ａｒ：Ｏ２＝１：０．１
・パワー：１．５ｋＷ
・ガス圧：３ｍＴｏｒｒ
【００９２】
［実施例２］
上記無機保護層に替えて、下記の保護層用組成物および樹脂製透明保護層形成方法を用いて樹脂製保護層とした以外は、実施例１と同様にカラーフィルタを作製した。
【００９３】
（保護層用組成物の組成）
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体        …  ３２重量部
・エピコート１８０Ｓ７０（ジャパンエポキシレジン（株）製）…  １８重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート                …  ４２重量部
・開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア９０７）…８重量部
・３−メトキシブチルアセテート                            …３００重量部
【００９４】
（樹脂製透明保護層形成方法）
上記３色の着色層が形成された基板上に、上記保護層用組成物をスピンコート法により塗布した。次に、１×１０−２Ｔｏｒｒ程度の真空度で減圧乾燥した後、９０℃でプリベークした後、保護層用組成物の塗布膜から１００μｍの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用い、ブラックマトリックス層を含めて着色層の形成領域に相当する領域を紫外線で１０秒間照射した。次いで、０．０５％水酸化カリウム水溶液（液温２３℃）中に１分間浸漬してアルカリ現像し、塗布膜の未硬化部分のみを除去して樹脂製透明保護層を形成し、カラーフィルタを作製した。
【００９５】
［比較例］
１．ブラックマトリクスの形成
透明基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この透明基板を定法にしたがって洗浄した後、ネガ型感光性ブラックレジスト（東京応化工業（株）製  ＣＦＰＲ ＤＮ−８３）を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像、熱処理して縦ストライプ線幅１０μｍ、縦ストライプピッチ１５０μｍ、横ストライプ線幅７５μｍ、横ストライプピッチ４５０μｍとなる格子状のブラックマトリックスパターンを形成した。これにより、短辺が１５０μｍで、長辺が４５０μｍの開口部が、短辺方向に１０μｍ間隔で、長辺方向に７５μｍ間隔で形成された。また、長辺方向に隣接する開口部に挟まれる領域は、開口部の長辺方向の長さが７５μｍで、開口部の短辺方向の長さが１５０μｍの長方形状の領域となった。
また、長辺方向に隣接する開口部に挟まれる領域のうち、青色着色部が形成される開口部に挟まれる領域を積層柱形成部位とした。
【００９６】
２．着色層の形成
赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物の調整法は実施例１と同様である。
【００９７】
次いで、上記透明基板上にブラックマトリックスを覆うように赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色着色層を形成した。この赤色着色層の平面視形状としては、開口部所定の位置に赤色縦ストライプ線を幅１４５μｍとなるよう形成した。また、長辺方向に隣接する開口部に形成された赤色着色部同士が連続的となるように赤色縦ストライプ線を形成した。
【００９８】
次いで、上記透明基板上にブラックマトリックスを覆うように青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、青色着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像して、青色着色層を形成した。この青色着色層の平面視形状としては、開口部所定の位置に青色縦ストライプ線を幅１４５μｍとなるよう形成した。また、長辺方向に隣接する開口部に形成される青色着色部同士が連続的となるように青色縦ストライプ線を形成した。
【００９９】
次いで、上記透明基板上にブラックマトリックスを覆うように緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、緑色着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像して、緑色着色層を形成した。この緑色着色層の平面視形状としては、開口部所定の位置に緑色縦ストライプを線幅１４５μｍとなるよう形成した。また、長辺方向に隣接する開口部に形成される緑色着色部同士が連続的となるように緑色縦ストライプを形成した。
【０１００】
３．透明保護層の形成
次に、上記の着色層を形成したガラス基板上に、実施例２と同様に樹脂製透明保護層を形成した。
【０１０１】
４．スペーサの形成
次に、上記保護層上にネガ型感光性樹脂組成物（ＪＳＲ製  オプトマーＮＮ８５０)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、１００℃にて３分間プリベークした。その後、上記の階調マスクを介して下記条件にて露光した。
【０１０２】
＜露光条件＞
・露光量：１００ｍＪ／ｃｍ２（Ｉ線換算）
・露光ギャップ：１５０μｍ
【０１０３】
次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、２３０℃、３０分間の加熱処理を施し、高さの異なる高スペーサおよび低スペーサを同時形成し、カラーフィルタを作製した。
【０１０４】
［評価］
上記実施例で作製したカラーフィルタのスペーサ高さを測定した。実施例１の積層柱およびスペーサ高さは４．０μｍとなり、実施例２では３．０μｍとなった。このように実施例では十分なスペーサ高さとすることができる積層柱を有するカラーフィルタを形成することができた。
また実施例では着色層３層（赤、緑、青）および透明保護層の形成のため、計４工程でカラーフィルタを作製できるのに対し、比較例ではブラックマトリックス、着色層３層（赤、緑、青）、透明保護層およびスペーサの形成の計６工程必要となる。このことより、実施例では２工程削減することができた。
なお、上記スペーサ高さは、上記青色着色部上に形成された上記透明保護層表面を基準として測定した。
また、実施例および比較例で得られたカラーフィルタを用いて液晶表示装置を形成し、コントラストの測定を行なったところ、差がみられなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明のカラーフィルタの一例を示す概略平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】本発明における同色間領域および異色間領域を説明する説明図である。
【図６】本発明における開口部を説明する説明図である。
【図７】本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。
【図８】本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【図９】従来の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  …  基板
２  …  開口部
３  …  同色間ブラックマトリクス
４  …  異色間ブラックマトリクス
５  …  ブラックマトリクス
６Ｒ  …  赤色の着色部
６Ｇ  …  緑色の着色部
６Ｂ  …  青色の着色部
７  …  積層柱
８  …  無機透明保護層
９  …  額縁領域ブラックマトリクス
１０  …  カラーフィルタ
１３  …  同色間領域
１４  …  異色間領域
１６Ｒ  …  赤色の着色層
１６Ｇ  …  緑色の着色層
１６Ｂ  …  青色の着色層
１９  …  額縁領域
２０  …  横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ
１０８  …  透明保護層
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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