(57)【要約】 【課題】高品位でパターン再現性の高いカラーフィルタおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  カラーフィルタ１は、基板２、配向膜３、位相差層４、透明無機化合物層５、カラーフィルタ層６、透明導電層８の順に積層された積層体である。カラーフィルタ層６と透明導電層８の間には、オーバーコート層７を設けてもよい。カラーフィルタ層６は、ブラックマトリクス６ＢＭならびにその開口部に所定のパターンで形成された赤色画素６Ｒ、緑色画素６Ｇおよび青色画素６Ｂを含む。【選択図】      図１
2009047941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成される配向膜と、
前記配向膜上に形成される位相差層と、
前記位相差層上に形成される透明無機化合物層と、
前記透明無機化合物層上に形成されるブラックマトリクスと、
前記ブラックマトリクスの開口部に形成される着色画素と、
前記ブラックマトリクスおよび前記着色画素を含んで構成されるカラーフィルタ層上に形成される透明導電層と、
を含むことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記透明無機化合物層は、無機酸化物を含んで構成され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】
前記無機酸化物は、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたはインジウム−スズ酸化物であることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記透明無機化合物層は、低融点ガラスを含んで構成され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５】
前記透明無機化合物層は、無機窒化物を含んで構成され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６】
前記無機窒化物は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素または窒化チタンであることを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記透明無機化合物層は、０．０１μｍ以上５μｍ以下の厚みを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
基板上に配向膜を形成する配向膜形成工程と、
前記配向膜上に光重合性液晶を含んで構成される位相差層を形成する位相差層形成工程と、
前記位相差層上に透明無機化合物層を形成する透明無機化合物層形成工程と、
前記透明無機化合物層上に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、
前記ブラックマトリクスの開口部に着色画素を形成する着色画素形成工程と、
前記ブラックマトリクスおよび前記着色画素を含んで構成されるカラーフィルタ層上に透明導電層を形成する透明導電層形成工程と、
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記透明無機化合物層は、無機酸化物を含んで構成されることを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記透明無機化合物層は、低融点ガラスを含んで構成されることを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記透明無機化合物層は、無機窒化物を含んで構成されることを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイの画質向上のための位相差層を備えたカラーフィルタおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子に求められる要求は高く、光学素子としては、直線偏光板だけでなく、コントラスト向上や視野角拡大を目的として、種々の位相差板と組み合わせて用いることが多くなっている。このような光学素子は、一般的には液晶セルを構成する基板の液晶層とは反対側に接着剤を用いて貼合される。これらにおける位相差制御層としては、ポリカーボネートフィルム等の樹脂フィルムを延伸したものや、複屈折異方性を有する液晶材料を、トリアセチルセルロースフィルム等の透明基材上に塗布して得た位相差制御フィルムが用いられるが、直線偏光板と貼り合わせて積層する際や、積層されたものをさらに液晶セルに貼り付ける際に用いる粘着剤層が光の反射を起こすことがあり、また、位相差板の厚みも無視できない。そこで液晶パネルの構成部材であるカラーフィルタ層に位相差層を積層形成しようとする試みもある（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９８６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
位相差層上にカラーフィルタ層を積層する場合、カラーフィルタ層形成用の樹脂や顔料が位相差層表面に吸着しやすく、カラーフィルタの品位を低下させることが問題であった。
【０００５】
本発明の目的は、従来の問題を解決して、高品位でパターン再現性の高いカラーフィルタおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、基板と、
前記基板上に形成される配向膜と、
前記配向膜上に形成される位相差層と、
前記位相差層上に形成される透明無機化合物層と、
前記透明無機化合物層上に形成されるブラックマトリクスと、
前記ブラックマトリクスの開口部に形成される着色画素と、
前記ブラックマトリクスおよび前記着色画素を含んで構成されるカラーフィルタ層上に形成される透明導電層と、
を含むことを特徴とするカラーフィルタである。
【０００７】
また本発明は、前記透明無機化合物層は、無機酸化物を含んで構成されることを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記無機酸化物は、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたはインジウム−スズ酸化物であることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記透明無機化合物層は、低融点ガラスを含んで構成されることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記透明無機化合物層は、無機窒化物を含んで構成されることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記無機窒化物は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素または窒化チタンであることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記透明無機化合物層は、０．０１μｍ以上５μｍ以下の厚みを有することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、基板上に配向膜を形成する配向膜形成工程と、
前記配向膜上に光重合性液晶を含んで構成される位相差層を形成する位相差層形成工程と、
前記位相差層上に透明無機化合物層を形成する透明無機化合物層形成工程と、
前記透明無機化合物層上に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、
前記ブラックマトリクスの開口部に着色画素を形成する着色画素形成工程と、
前記ブラックマトリクスおよび前記着色画素を含んで構成されるカラーフィルタ層上に透明導電層を形成する透明導電層形成工程と、
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１４】
また本発明は、前記透明無機化合物層は、無機酸化物を含んで構成されることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記透明無機化合物層は、低融点ガラスを含んで構成されることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記透明無機化合物層は、無機窒化物を含んで構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、カラーフィルタは、基板と、基板上に形成される配向膜と、配向膜上に形成される位相差層と、位相差層上に形成される透明無機化合物層と、透明無機化合物層上に形成されるブラックマトリクスと、ブラックマトリクスの開口部に形成される着色画素と、ブラックマトリクスおよび着色画素を含んで構成されるカラーフィルタ層上に形成される透明導電層とを含む。
【００１８】
位相差層とカラーフィルタ層との間に、透明無機化合物層を含むことによって、カラーフィルタ層形成材料に含まれる樹脂や顔料が位相差層に吸着することを防ぎ、これらが異物として残るのを防止できるので、カラーフィルタ層のパターン形成が容易になり、位相差層上にパターン再現性の高いカラーフィルタ層を形成することができる。また外観上も、むらが発生せず、高品位なカラーフィルタを得ることができる。
【００１９】
また本発明によれば、透明無機化合物層は、無機酸化物を含んで構成されることが好ましい。この無機酸化物は、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたはインジウム−スズ酸化物であることが好ましい。透明性の高い薄膜を形成することが容易であり、また薄膜表面を非常に平坦に仕上げることが可能であるため、無機酸化物層上にカラーフィルタ層を形成することによって高品位なカラーフィルタを得ることができる。
【００２０】
また本発明によれば、透明無機化合物層は、低融点ガラスを含んで構成されることができる。透明性の高い薄膜を形成することが容易であり、また薄膜表面を非常に平坦に仕上げることが可能であるため、ガラス薄膜層上にカラーフィルタ層を形成することによって高品位なカラーフィルタを得ることができる。
【００２１】
また本発明によれば、透明無機化合物層は、無機窒化物を含んで構成されることができる。この無機窒化物は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素または窒化チタンであることが好ましい。透明性の高い薄膜を形成することが容易であり、また薄膜表面を非常に平坦に仕上げることが可能であるため、無機窒化物層上にカラーフィルタ層を形成することによって高品位なカラーフィルタを得ることができる。
【００２２】
また本発明によれば、透明無機化合物層は、０．０１μｍ以上５μｍ以下の厚みを有することが好ましい。カラーフィルタ層形成材料に含まれる樹脂や顔料が位相差層に吸着することを防ぎ、また透明無機化合物層の透明性を保つので、高品位なカラーフィルタを得ることができる。
【００２３】
また本発明によれば、カラーフィルタの製造方法は、基板上に配向膜を形成する配向膜形成工程と、配向膜上に光重合性液晶を含んで構成される位相差層を形成する位相差層形成工程と、位相差層上に透明無機化合物層を形成する透明無機化合物層形成工程と、透明無機化合物層上に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、ブラックマトリクスの開口部に着色画素を形成する着色画素形成工程と、ブラックマトリクスおよび着色画素を含んで構成されるカラーフィルタ層上に透明導電層を形成する透明導電層形成工程とを含む。
【００２４】
位相差層とカラーフィルタ層との間に、透明無機化合物層を含むことによって、カラーフィルタ層形成材料に含まれる樹脂や顔料が位相差層に吸着することを防ぎ、これらが異物として残るのを防止できるので、カラーフィルタ層のパターン形成が容易になり、位相差層上にパターン再現性の高いカラーフィルタ層を形成することができる。また外観上も、むらが発生せず、高品位なカラーフィルタを得ることができる。
【００２５】
また本発明によれば、透明無機化合物層は、無機酸化物を含んで構成されることが好ましい。この無機酸化物は、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたはインジウム−スズ酸化物であることが好ましい。透明性の高い薄膜を形成することが容易であり、また薄膜表面を非常に平坦に仕上げることが可能であるため、無機酸化物層上にカラーフィルタ層を形成することによって高品位なカラーフィルタを得ることができる。
【００２６】
また本発明によれば、透明無機化合物層は、低融点ガラスを含んで構成されることができる。透明性の高い薄膜を形成することが容易であり、また薄膜表面を非常に平坦に仕上げることが可能であるため、ガラス薄膜層上にカラーフィルタ層を形成することによって高品位なカラーフィルタを得ることができる。
【００２７】
また本発明によれば、透明無機化合物層は、無機窒化物を含んで構成されることができる。この無機窒化物は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素または窒化チタンであることが好ましい。透明性の高い薄膜を形成することが容易であり、また薄膜表面を非常に平坦に仕上げることが可能であるため、無機窒化物層上にカラーフィルタ層を形成することによって高品位なカラーフィルタを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、本発明のカラーフィルタ１を示す断面図である。カラーフィルタ１は、基板２、配向膜３、位相差層４、透明無機化合物層５、カラーフィルタ層６、オーバーコート層７、透明導電層８の順に積層された積層体である。カラーフィルタ層６は、ブラックマトリクス６ＢＭならびにその開口部に所定のパターンで形成された赤色画素６Ｒ、緑色画素６Ｇおよび青色画素６Ｂを含む。
【００２９】
位相差層４とカラーフィルタ層６との間に、透明無機化合物層５を含むことによって、カラーフィルタ層６を形成するのに用いる材料に含まれる樹脂や顔料が位相差層４に吸着することを防ぎ、これらが異物として残るのを防止できるので、カラーフィルタ層６のパターン形成が容易になり、位相差層４上にパターン再現性の高いカラーフィルタ層６を形成することができる。また外観上も、むらが発生せず、高品位なカラーフィルタ１を得ることができる。
【００３０】
以下本発明に係るカラーフィルタ１の材料およびその製造方法の各工程について説明する。
【００３１】
図２は、本発明のカラーフィルタ１の製造方法を説明するフローチャートである。本発明のカラーフィルタ１の製造方法は、基板２上に配向膜３を形成する配向膜形成工程（ステップＳ１）と、配向膜３上に光重合性液晶を含んで構成される位相差層４を形成する位相差層形成工程（ステップＳ２）と、位相差層４上に透明無機化合物層５を形成する透明無機化合物層形成工程（ステップＳ３）と、透明無機化合物層５上にブラックマトリクス６ＢＭを形成するブラックマトリクス形成工程（ステップＳ４）と、ブラックマトリクス６ＢＭの開口部に着色画素６Ｒ，６Ｇ，６Ｂを形成する着色画素形成工程（ステップＳ５）と、ブラックマトリクス６ＢＭおよび着色画素６Ｒ，６Ｇ，６Ｂを含んで構成されるカラーフィルタ層６上に透明導電層８を形成する透明導電層形成工程（ステップＳ６）とを含む。
【００３２】
図３（ａ）〜（ｆ）は、本発明のカラーフィルタ１の製造方法を説明する断面図である。
【００３３】
〔配向膜形成工程（ステップＳ１）〕（図３（ａ）参照）
基板２上に配向膜３を形成する。基板２としては、ガラス、シリコンまたは石英等の無機基板、あるいは次に列挙するような有機基板を用いる。すなわち、有機基板としては、ポリメチルメタクリレートの如きアクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレートや、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの如きポリエステル樹脂、トリアセチルセルロースの如きセルロース系樹脂、シンジオタクティック・ポリスチレンの如きスチレン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリシクロヘキセン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂など、一般的なプラスチックからなるものが使用可能である。基板の厚みには、特に限定はないが、用途に応じ、たとえば、５μｍ〜１ｍｍ程度のものが好ましい。
【００３４】
配向膜３は、後述する位相差層４を構成するために用いる光重合性液晶を所定の方向に配列させるためのものである。配向膜３は、ポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂（たとえば、商品名：サンエバー、日産化学工業株式会社製）等の樹脂を溶解した樹脂組成物を塗布し、乾燥させて得られる膜に、布を巻き付けたローラ等により所定の方向に摩擦して、配向膜３表面の性質を擦った方向に変化させることによって、形成することができる（ラビング法）。
【００３５】
また光反応性官能基をもつ化合物からなる光配向膜に、偏光紫外線を照射して、膜内の分子に異方的な化学反応を生じさせることによっても、配向能を有する配向膜３を得ることができる（光配向法）。
【００３６】
配向膜３の厚みは０．０５〜０．２μｍであることが好ましい。
なお位相差層４を二層重ねる場合は、一層目と二層目との間に配向膜３を積層することが好ましい。
【００３７】
〔位相差層形成工程（ステップＳ２）〕（図３（ｂ）参照）
配向能を有する配向膜３上に、光重合性液晶を含んで構成される塗工液を塗布して、位相差層４を形成する。
【００３８】
＜光重合性液晶＞
光重合性液晶としては、ネマチック相またはスメクチック相を示す光重合性液晶であれば特に限定されるものではないが、ネマチック液晶材料を好適に使用できる。ネマチック液晶のなかでも、液晶分子中に二種以上の重合性基を有するネマチック液晶を好適に使用できる。
【００３９】
光重合性液晶は、重合性モノマー分子、重合性オリゴマー分子、重合性ポリマー分子等を単体で使用してもよく、またこれらのうち二種以上を混合して使用してもよい。
また市販の材料の一例としてはＬＣ２４２（商品名、ＢＡＳＦ社製）が挙げられる。
【００４０】
＜その他の成分＞
光重合性液晶を含む塗工液が、光重合開始剤を含んで構成されることが好ましい。光重合開始剤としては、ラジカル重合性開始剤を好適に使用できる。ラジカル重合性開始剤は、紫外線等のエネルギーによりフリーラジカルを発生するものである。市販の光重合開始剤を使用することもでき、たとえばイルガキュア１８４、イルガキュア３６９、イルガキュア６５１、イルガキュア８１９、イルガキュア９０７（いずれも商品名、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製）等を好適に使用できる。
【００４１】
光重合開始剤は、光重合性液晶の液晶規則性を大きく損なわない範囲で添加することが好ましい。光重合開始剤の添加量は、光重合性液晶の量を基準に、一般的には０．０１〜１５質量％、好ましくは０．１〜１２質量％、より好ましくは、０．５〜１０質量％の範囲である。
【００４２】
光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することもできる。
【００４３】
さらに界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤を含有することにより、塗膜の均一性を向上し、かつ空気界面での液晶配向を制御できる。
【００４４】
界面活性剤としては、光重合性液晶の液晶発現性を損なうものでなければ、特に限定されることはない。たとえばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル等の非イオン性界面活性剤、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル等の陰イオン性界面活性剤等が挙げられる。またアクリルオリゴマーやアクリルポリマー等を添加してもよい。
【００４５】
界面活性剤の添加量は、光重合性液晶の量を基準に、一般的には０．０１〜１質量％、好ましくは０．０５〜０．５質量％の範囲である。
【００４６】
光重合性液晶および上記の各成分を溶媒に溶解させて塗工液とすることができる。使用できる溶媒として、光重合性液晶および各成分を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、有機溶媒を好適に使用できる。塗膜を均一に形成するためには、溶剤として、酢酸３−メトキシブチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン等を好適に使用できる。
【００４７】
＜塗布方法＞
塗布方法としては、公知の技術を用いることができる。具体的には、スピンコート法、スリットコート法、ロールコート法、グラビアコート法等により、塗工液を塗布することができる。ただし位相差特性の面内分布を良好にするためにはスリットコート法を用いることが好ましい。なお配向膜３と位相差層４との密着性を上げるため、配向膜３上に接着剤層（不図示）を設けてから、接着剤層上に塗工液を塗布して位相差層４を形成してもよい。
【００４８】
次に、塗膜を光重合性液晶が液晶構造を発現する所定の温度に保持し、その状態で、塗膜に電離放射線を照射して光重合性液晶を重合させて硬化させ、光学素子の任意の位置に位相差層４を形成する。
【００４９】
電離放射線として紫外線を使用する場合は、使用する光重合性液晶にもよるが、一般に照射線量は５０〜２０００ｍＪ／ｃｍ２、好ましくは１００〜１５００ｍＪ／ｃｍ２である。露光波長は、２００〜４５０ｎｍ程度が好ましい。
【００５０】
部分的に露光して、光硬化後に位相差層４の未露光部分を溶剤等でエッチングして、除去することで所定の部分にのみ位相差層４を付与してもよい。溶剤はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、イソプロパノール等が挙げられる。エッチングは室温〜５０℃で、２０〜３００秒間行うことが好ましい。
【００５１】
光硬化後は、位相差層４に熱処理（アニール処理）を行うことが好ましい。光硬化後に１５０〜２５０℃、５分〜１２０分の範囲でアニール処理を行うことが好ましい。１５０℃未満では、後述する透明無機化合物層５と位相差層４との密着性が不十分である。２５０℃を超えると位相差層４の成分の熱分解が起こるため、好ましくない。
位相差層４の厚みは０．５〜３μｍであることが好ましい。
【００５２】
〔透明無機化合物層形成工程（ステップＳ３）〕（図３（ｃ）参照）
位相差層４上にスパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法等の物理的成長法や減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、触媒ＣＶＤ法、大気圧下ＣＶＤ法等の化学的成長法などの公知の手法を用いて、透明無機化合物層５を形成する。これらの方法は、透明無機化合物層５が所定の膜厚で形成されるよう、条件を適宜設定して行えばよい。とくにスパッタリング法を用いることが好ましく、たとえば酸化ケイ素（ＳｉＯ2）膜をスパッタリングによって形成する場合は、高純度ケイ素、または所定の成分が配合された高純度ケイ素合金をターゲットとして用い、不活性ガスとしてのアルゴンおよび酸化剤としての酸素ガスを同時に供給して、ターゲットから発生するケイ素を酸化させながら行うことが好ましい。このときの真空度は０．１〜１Ｐａ程度であり、印加電圧は０．３〜０．６Ｗ程度である。また、このときの基板温度は、室温〜１５０℃程度の範囲から適宜選ぶことができるが、基板温度を低温に保つほうが、膜厚のばらつきを小さくできるので、基板温度を室温付近に保ってスパッタリングを行うことは、一つの好ましい形態である。
【００５３】
透明無機化合物層５は、無機酸化物を含んで構成されることが好ましく、たとえば酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、インジウム−スズ酸化物（Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2：ＩＴＯ）であることが好ましい。
【００５４】
また、透明無機化合物層５は、低融点ガラスを含んで構成されることもできる。低融点ガラスとは、ガラス転移点が６００℃以下のガラスである。低融点ガラスの好適な例として、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物およびホウ素酸化物を必須成分として含むガラス（いわゆるホウケイ酸ガラス）を挙げることができる。これら酸化物の含有割合は、ケイ素酸化物１００質量部に対して、アルミニウム酸化物が１０〜５０質量部、ホウ素酸化物が３〜３０質量部の範囲にあることが好ましい。また、このガラスは、リン酸やハロゲン原子を含まないことが、化学的安定性の観点から好ましい。さらに、このガラスは、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属の含有量が、酸化物換算で１０質量％以下、とりわけ５質量％以下であることが好ましい。アルカリ金属の含有量が多いと、位相差層４の上に設けたガラス薄膜層中でアルカリ金属や水分子が拡散して、カラーフィルタ１の基板側へ水分や酸素などの反応性物質が透過しやすくなり、また、その上に設けるカラーフィルタ層６やオーバーコート層７が水分を含有する場合には、その水分がガラス薄膜層側に浸透して上記のようなカラーフィルタ基板側への反応性物質の透過が一層顕著になりやすいからである。そこで、低アルカリガラスまたは無アルカリガラスと呼ばれるものを用いることが一層好ましい。好適な低融点ガラスの市販品として、たとえば、Ｓｈｏｔｔ社から販売されている「Ｔｅｍｐａｘ」（商品名、ガラス転移温度５２５℃）を挙げることができる。
【００５５】
あるいは透明無機化合物層５は、無機窒化物を含んで構成されることもでき、たとえば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化チタン（ＴｉＮ）であることが好ましい。
【００５６】
これらによれば透明性の高い薄膜を形成することが容易であり、また薄膜表面を非常に平坦に仕上げることが可能であるため、透明無機化合物層５上にカラーフィルタ層６を形成することによって高品位なカラーフィルタ１を得ることができる。
【００５７】
本発明では、カラーフィルタ層６の形成材料が位相差層４に吸着し、異物として残るのを防ぐため、両者の間に透明無機化合物層５を形成することから、この透明無機化合物層５は、上記の無機酸化物、低融点ガラスおよび無機窒化物の中でも、従来のカラーフィルタ層が形成されるガラス基板に近い成分である、無機酸化物（とりわけ酸化ケイ素）または低融点ガラスで構成するのが一層好ましい。
【００５８】
透明無機化合物層５の厚みは好ましくは０．０１μｍ以上５μｍ以下、より好ましくは０．０２μｍ以上２μｍ以下であり、さらには０．０５μｍ以上０．３μｍ以下であるのが一層好ましい。カラーフィルタ層６に含まれる樹脂や顔料が位相差層４に吸着することを防ぎ、また透明無機化合物層５の透明性を保つので、高品位なカラーフィルタ１を得ることができる。０．０１μｍ未満の場合、カラーフィルタ層６を形成するのに用いる材料に含まれる樹脂や顔料が位相差層４に吸着してしまい、残渣になる可能性がある。一方５μｍを超える場合、透明無機化合物層５の透明性を保つことが難しくなる。
【００５９】
透明無機化合物層５の透明性について、酸化ケイ素膜を例に説明する。図４は、酸化ケイ素膜における波長と透過率との関係を示すグラフである。横軸に波長（ｎｍ）、縦軸に透過率（％）を示す。
【００６０】
用いた酸化ケイ素膜の厚みは０．１４μｍである。酸化ケイ素膜は、たとえば青色光波長域である４５０〜４８５ｎｍ、緑色光波長域である５００〜５６５ｎｍ、赤色光波長域である６２５〜７４０ｎｍの範囲、つまりカラーフィルタ１の波長範囲である４５０〜７４０ｎｍで、透過率が９６％以上を保っており、透明性を保っていることがわかる。
【００６１】
酸化ケイ素膜は、ＲＦスパッタ装置（商品名:ＳＰＦ−５３０Ｈ、キヤノンアネルバ株式会社製）により、高純度Ｓｉ（Ｂドープ）をターゲットとして、基板温度１２０℃、真空度０．５Ｐａ、アルゴン５０ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｃ／ｍｉｎ）、酸素３．９ｓｃｃｍ、印加電力０．４８Ｗ、電極間距離７０％、基板回転数２４ｒｐｍの条件で３０分間スパッタリングを行って得た。
【００６２】
〔ブラックマトリクス形成工程（ステップＳ４）〕（図３（ｄ）参照）
ブラックマトリクス６ＢＭは、後述する着色画素におけるＲＧＢ（赤、緑、青の色材）の各ドット（画素）周辺を窓枠のように黒く縁取り、光漏れ防止（遮光）の役割を果たし、同時にコントラスト向上や製造時の混色防止の役目も担っている。特性的には、反射率が低く色が純黒で加工（たとえばエッチング加工）が容易であることが好ましい。ブラックマトリクス６ＢＭは、非画素部に対応するパターンを形成し、画素部に対応する開口部を形成する。
【００６３】
ブラックマトリクス６ＢＭは、黒色着色剤を含有する樹脂組成物を含むことが好ましい。塗料タイプの樹脂組成物を透明無機化合物層５の上一面に塗布して、一旦固化させた後、レジストを塗布、レジスト露光、レジスト現像、樹脂組成物エッチングおよびレジスト除去を行うことによって、所望のパターンを形成することができる。または黒色着色剤を含有する塗料タイプの感光性樹脂組成物を塗布して、感光性樹脂組成物露光および感光性樹脂組成物現像を行なうことによってパターンを形成することもできる。そのほか黒色のインキ組成物を用いた印刷法等によっても、ブラックマトリクス６ＢＭを形成することができる。
【００６４】
あるいは、ブラックマトリクス６ＢＭは、酸化クロム（ＣｒＯｘ）／クロム（Ｃｒ）（ｘは任意の数、「／」は積層を表す）の積層構造からなる２層クロムブラックマトリクスや、多層構造を有する超低反射ブラックマトリクスなどであってもよい。蒸着、イオンプレーティング、またはスパッタリング等の各種の方法で必要に応じ金属、金属酸化物、または金属窒化物等の薄膜を透明無機化合物層５上に形成し、フォトリソグラフィー法または無電界メッキ法によってパターンを形成することができる。
【００６５】
ブラックマトリクス６ＢＭの厚みは、樹脂ブラックマトリクスでは０．５〜２μｍ程度、クロムブラックマトリクスでは０．２〜０．４μｍ程度であることが好ましい。
【００６６】
〔着色画素形成工程（ステップＳ５）〕（図３（ｅ）参照）
カラーフィルタ層６の各着色画素（赤色画素６Ｒ、緑色画素６Ｇおよび青色画素６Ｂ）は、ブラックマトリクス６ＢＭの開口部毎に設けたものであってもよいが、便宜的には、図１における手前側から奥側の方向に帯状に設けたものであってもよい。また開口部の形状は、ストライプ形状、ドット形状、またはこれらの変形形状のいずれであってもよい。着色画素（赤色画素６Ｒ、緑色画素６Ｇおよび青色画素６Ｂ）は、所定の色に着色したインキ組成物を調製して、各色のパターンごとに印刷する印刷法や、所定の色の着色剤を含有した塗料タイプの感光性樹脂組成物を用いるフォトリソグラフィー法によって形成することができる。特に、フォトリソグラフィー法によって形成することが好ましい。ブラックマトリクス６ＢＭと着色画素（赤色画素６Ｒ、緑色画素６Ｇおよび青色画素６Ｂ）とでカラーフィルタ層６が構成され、このカラーフィルタ層６の厚みは、１μｍ〜５μｍ程度であることが好ましい。
【００６７】
また必要に応じて、カラーフィルタ層６上にオーバーコート層７を形成してもよい。オーバーコート層７は、アクリル樹脂を含んで構成される透明保護膜であることが好ましく、厚みは１〜３μｍであることが好ましい。オーバーコート層７は、カラーフィルタ層６の全面を覆うように形成してもよいし、パターン化して部分的に形成してもよい。
【００６８】
〔透明導電層形成工程（ステップＳ６）〕（図３（ｆ）参照）
その後、透明電極である透明導電層８を形成する。透明導電層８は、液晶セルにおける電極となるものである。透明導電層８としてはインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の既知の透明導電性化合物を用いることができる。形成方法はスパッタリング法、蒸着法等が挙げられる。また透明導電層８形成後に電極の性能を更に向上させるための熱処理（アニール処理）を実施してもよい。熱処理は、温度２２０〜２４０℃、処理時間５〜１２０分間の条件で行うことが好ましい。
【実施例】
【００６９】
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、特に限定されるものではない。以下において、「部」および「％」は特に断らない限りそれぞれ「重量部」および「重量％」を意味する。
【００７０】
（実施例１）
〔配向膜形成工程（ステップＳ１）〕
３７０ｍｍ×４７０ｍｍ×０．５ｍｍ厚の無アルカリガラス基板（コーニング社製、品番；Ｅ２Ｋ）を準備し、洗浄を行った後、この基板上にポリイミド樹脂系の配向膜形成用インキ組成物（日産化学株式会社から入手）をスピンコート法にて形成し、温度１８０℃で１時間焼成し、その後、レーヨン製ラビングクロスを用いて、ロール回転数５００ｒｐｍ、基板送り速度１６．７ｍｍ／秒、押し込み量０．１５ｍｍの条件で表面にラビング処理を行った。こうして、厚みが０．１μｍの配向膜を形成した。
【００７１】
〔位相差層形成工程（ステップＳ２）〕
以下の各成分を混合して、位相差層形成用の感光性樹脂組成物を調製した。
位相差層形成用感光性樹脂組成物：
硬化性液晶：ビス［４−［４−（アクリロイルオキシ）ブトキシカルボニル
オキシ］安息香酸］−２−メチル−１，４−フェニレン
（商品名：ＬＣ−２４２、ＢＡＳＦ社製）                            ３０部
光重合開始剤：２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−
モルホリノプロパン−１−オン（商品名：イルガキュア９０７、
チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製）                    ０．９部
添加剤：アクリルポリマー（商品名：ＢＹＫ−３６１Ｎ、ビックケミー社製）
０．０３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            ６９部
【００７２】
調製した位相差層形成用感光性樹脂組成物を、配向膜上にスリットコート法により塗布し、次に基板ごとホットプレート上に載せ、温度１２０℃で３分間加熱して溶剤を除去し、塗膜の液晶構造を安定化させた。その後、波長３６５ｎｍの紫外線を用い、照射線量が１２００ｍＪ／ｃｍ２になるよう全面に照射を行い、引き続き、温度２３０℃で２０分間のポストベークを行った。こうして、厚みが１．５μｍの位相差層を形成した。
【００７３】
〔透明無機化合物層形成工程（ステップＳ３）〕
位相差層上にスパッタリング法により、厚みが約０．１μｍの酸化ケイ素の薄膜を形成した。スパッタリングは、基板温度を室温に保ちながら行った。
【００７４】
〔ブラックマトリクス形成工程（ステップＳ４）〕
透明無機化合物層上に、ブラックマトリクス形成用フォトレジスト（住友化学株式会社製、品番：ＴＫ−１９）を、スピンコート法により塗布し、引き続き温度７０℃で２分間のプリベークを行い、その後、所定のパターンを介して、透明無機化合物層とフォトマスクとのギャップ（以下「露光ギャップ」という）を２００μｍとし、照射線量が８０ｍＪ／ｃｍ２になるよう紫外線露光を行った。露光後、０．２％炭酸ナトリウム水溶液を用いたスプレー現像を２３℃で７０秒間行い、次に水洗し、さらに温度２３０℃で１９分間のポストベークを行って、着色画素に対応する開口部を有する厚みが１．２μｍのブラックマトリクスを形成した。
【００７５】
〔着色画素形成工程（ステップＳ５）〕
ブラックマトリクスが形成された透明無機化合物層上に、赤色パターン形成用フォトレジスト（住友化学株式会社製、品番：ＮＦ−Ｒ０１７ＭＡ）をスピンコート法により塗布し、温度６０℃で２分間のプリベークを行った後、所定のパターンを介して、露光ギャップ１５０μｍにて、紫外線光源による照射線量が１４０ｍＪ／ｃｍ２になるようアライメント露光を行った。引き続き、０．０４４％水酸化カリウム水溶液を用いたスプレー現像を２４℃で６０秒間行った後、水洗し、さらに温度２１０℃で１９分間のポストベークを行い、ブラックマトリクスの所定の開口部に対応する位置に、厚みが１．１μｍの赤色パターンを形成した。
【００７６】
続いて、上記の赤色パターンの形成工程と同様にして、緑色パターン形成用フォトレジスト（住友化学株式会社製、品番：Ｍ−Ｇ３７２Ｓ）を用いて、厚みが１．０μｍの緑色パターンを、また、その後、青色パターン形成用フォトレジスト（住友化学株式会社製、品番：ＮＦ−Ｂ０１６Ｍ）を用いて、厚みが１．１μｍの青色パターンを形成した。こうして、赤色、緑色および青色の各色パターンをブラックマトリクスの異なる開口部に対応する位置に配列するよう形成し、赤色、緑色および青色の三色のパターンが配列したカラーフィルタ層を形成した。
【００７７】
さらに、赤色、緑色および青色のパターンが形成されたカラーフィルタ層の上に、オーバーコート層を形成した。すなわち、アクリル系ポリマーからなる保護膜材料（ＪＳＲ株式会社製、品番：オプトマーＳＳ６９０８）をスピンコート法により塗布し、温度１００℃で２分間のプリベークを行った後、温度２４０℃で３８分間のポストベークを行い、パターン全面に厚みが１．５μｍの透明保護膜であるオーバーコート層を形成した。
【００７８】
〔透明導電層形成工程（ステップＳ６）〕
オーバーコート層上に、ＩＴＯ膜を基板温度１２０℃の条件下でスパッタリング法により形成した。ＩＴＯ膜形成後は、温度２３０℃で２０分間のアニール処理を行った。こうして、膜厚０．１４５μｍ、透過率９６％（波長５５０ｎｍでの値）、抵抗値１９Ω／ｓｑ．の透明導電層を形成した。
【００７９】
このようにして得られた、位相差層を有するカラーフィルタの位相差値（リタデーション）を、位相差測定装置（商品名：ＫＯＢＲＡ−ＷＰＲ、王子計測機器株式会社製）により求めた。測定は波長５８６．５ｎｍで行った。リタデーションは、約１３５ｎｍ（λ／４機能）であった。
【００８０】
また、ブラックマトリクスを形成する際、ならびに赤色、緑色および青色の各着色画素を形成する際に、位相差層上には残渣がなく、外観も問題なかった。
【００８１】
（比較例１）
透明無機化合物層形成工程（ステップＳ３）を行わず、透明無機化合物層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製した。この場合ブラックマトリクスを形成する際、ならびに赤色、緑色および青色の各着色画素を形成する際に、樹脂や有機顔料の残渣が多く残り、カラーフィルタとして使用できないものであった。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明のカラーフィルタ１を示す断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタ１の製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】本発明のカラーフィルタ１の製造方法を説明する断面図である。
【図４】酸化ケイ素膜における波長と透過率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１  カラーフィルタ
２  基板
３  配向膜
４  位相差層
５  透明無機化合物層
６  カラーフィルタ層
６ＢＭ  ブラックマトリクス
６Ｒ  赤色画素
６Ｇ  緑色画素
６Ｂ  青色画素
７  オーバーコート層
８  透明導電層
【図１】
2009047941.tif 000003
【図２】
2009047941.tif 000004
【図３】
2009047941.tif 000005
【図４】
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