(57)【要約】【課題】透明電極層をパターニングすることで生じるカラーフィルタ部材の環境耐性の低下や不純物漏出、電気特性の低下を防止することにより、長期の良好な表示品質を有するカラーフィルタおよびその製造方法とそれを用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、透明電極層が部分的にパターン除去された領域に、無機薄膜層（６）が形成されていることを特徴とするカラーフィルタとその製造方法、また、それを用いた液晶表示装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、透光性基板上に、着色層とパターニングされた透明電極層が形成されてなる液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、透明電極層がパターン除去された領域に、無機薄膜層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
少なくとも、透光性基板上に、遮光層、着色層、パターニングされた透明電極層が形成されてなる液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、透明電極層がパターン除去された領域が、透光性基板上および／または遮光層および／または着色層上にあり、それら領域には、無機薄膜層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項３】
無機薄膜層が、少なくとも、酸化ケイ素膜および／または窒化ケイ素膜および／または酸窒化ケイ素膜を含む単層膜、積層膜、傾斜膜のいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項４】
少なくとも、無機薄膜層の最表面が、窒化ケイ素膜ＳｉＮｙ（ｙは正の実数とする）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項５】
少なくとも、無機薄膜層の最表面が、酸窒化ケイ素膜ＳｉＯｘＮｙ（０．８＞ｙ／（ｘ＋ｙ）＞０．５、ただし、ｘ、ｙはそれぞれ正の実数とする）、からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか1項に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
少なくとも、透光性基板上に着色層をパターン形成する工程、透明電極層を形成する工程、透明電極層上に感光性樹脂層をパターン形成する工程、透明電極層をエッチング除去する工程、無機薄膜層を形成する工程、感光性樹脂層を除去する工程を少なくとも有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載の液晶装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項８】
無機薄膜層の成膜法がＣＶＤ法であることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
無機薄膜層の成膜法がスパッタ法であることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置用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、携帯表示端末、パソコンモニター、テレビなど幅広く適用される液晶表示装置のうち、主に発色の役割を担うカラーフィルタ及びその製造方法、ならびに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】
ＶＡ方式の液晶表示装置は、高いコントラスト比を得ることができる利点から広く用いられているが、コントラスト比や色などの表示品位において視野角依存性があるといわれている。
【０００３】
この問題を解決する手段として、画素中央部に感光性樹脂を用いて突起を形成することにより、この突起部分において液晶分子を多方向に配列させ、視野角によらず均一な表示が得られるマルチドメイン技術が知られている。しかし、この方法では、突起部において光漏れが生じやすくコントラストが低下するといった問題があった。
【０００４】
この問題を解決するため、カラーフィルタの電極として用いられているＩＴＯ電極にたとえば矩形のスリット状の非形成領域を設ける方法がある。この方法により、電圧印加時に電極非形成領域付近で斜め電界が生じ、液晶分子を多方向に配列させる効果があるといわれている（特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、ＩＴＯ電極に非形成領域を設けることにより、下地の着色層が露出し、耐熱性や耐溶剤性が低下するため、液晶パネル化において、色度変化や、変色、クラックといった外観上の不良が生じやすいだけでなく、着色層中の不純物が液晶中に漏出することによる残像不良や焼きつき不良や、また、着色層表面における表面抵抗や誘電損失による液晶配向不良など表示品質低下の原因となっている。
【特許文献１】特開平6-258649号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
透明電極層をパターニングすることにより生じるカラーフィルタ部材の環境耐性の低下や、不純物漏出、電気特性の低下などを防止することにより、長期にわたり良好な表示品質を有するカラーフィルタおよびその製造方法とそのカラーフィルタを用いた液晶表示装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、少なくとも、透光性基板上に、着色層とパターニングされた透明電極層が形成されてなる液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、透明電極層がパターン除去された領域に、無機薄膜層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、少なくとも、透光性基板上に、遮光層、着色層、パターニングされた透明電極層が形成されてなる液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、透明電極層がパターン除去された領域が、透光性基板上および／または遮光層および／または着色層上にあり、それら領域には、無機薄膜層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、無機薄膜層が、少なくとも、酸化ケイ素膜および／または窒化
ケイ素膜および／または酸窒化ケイ素膜を含む単層膜、積層膜、傾斜膜のいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置用カラーフィルタである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、少なくとも、無機薄膜層の最表面が、窒化ケイ素膜ＳｉＮｙ（ｙは正の実数とする）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。
【００１１】
請求項５に係る発明は、少なくとも、無機薄膜層の最表面が、酸窒化ケイ素膜ＳｉＯｘＮｙ（０．８＞ｙ／（ｘ＋ｙ）＞０．５、ただし、ｘ、ｙはそれぞれ正の実数とする）からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルタである。
【００１２】
請求項６に関する発明は、請求項１〜５のいずれか1項に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１３】
請求項７に関する発明は、少なくとも、透光性基板上に着色層をパターン形成する工程、透明電極層を形成する工程、透明電極層上に感光性樹脂層をパターン形成する工程、透明電極層をエッチング除去する工程、無機薄膜層を形成する工程、感光性樹脂層を除去する工程を少なくとも有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載の液晶装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００１４】
請求項８に関する発明は、無機薄膜層の成膜法がＣＶＤ法であることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００１５】
請求項９に関する発明は、無機薄膜層の成膜法がスパッタ法であることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置用カラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
ＩＴＯ電極をパターニング除去した領域に無機薄膜を形成することにより、遮光層や着色層といったカラーフィルタ部材が表面に露出しないため、環境耐性が向上すると共に、不純物の漏出を防ぐことができるため、長期にわたり、表示品質に優れたカラーフィルタとそれを用いた液晶表示装置を提供することができる。また、ＩＴＯパターニング用の感光性樹脂を用いて、無機薄膜層のパターニング形成が可能であるため、製造工程を簡略化でき、安価なカラーフィルタの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明によるカラーフィルタ基板を、図１に基づいて、その実施の形態の一例を説明するが、本発明はこれに限定するものではない。
【００１８】
本発明の方法に用いられる透光性基板１としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラスなどの市販されている無機ガラスや、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＣなどのプラスチック基板や、これらプラスチック基板上に、酸化シリコンや酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの無機薄膜を表面に成膜したものを、用途に応じて使用することができる。
【００１９】
まず始めに、透光性基板１上に、遮光層２を塗布、乾燥した後に（図１(ａ)）、フォトマスク１０を用いて所定のパターンに露光し（図１(ｂ)）、現像およびポストベークを行うことにより、遮光層２をパターン形成する（図１(ｃ)）。遮光層２の膜厚に特に制限はないが、含有するカーボンブラック量から必要な光学濃度を得るために膜厚を設定することが望ましい。およそ１〜２μｍ程度である。
遮光層２の形成方法としては、スピンコート法やスリットコート法、バーコート法などの塗布法や、インクジェット法、印刷法などを用いることができる。
【００２０】
次に、遮光層２を形成した透光性基板１上に、着色層３を形成する。着色層３としては複数色の画素から構成されている。複数色としては、赤、緑、青（ＲＧＢ）の組み合わせやイエロー、マゼンダ、シアン（ＹＭＣ）の組み合わせが挙げられる。
着色層３の作製方法としては、公知の方法を用いることができ、スリットコート法やスピンコート法、ロールコート法などの塗布法で着色層を形成後にフォトリソグラフィー法によりパターニングしてもよく、インクジェット法や、グラビア印刷法、フレキソ印刷法などの印刷法、エッチング法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、透明樹脂中に、顔料を、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた着色組成物を透明基板上に塗布製膜して着色層を形成し、着色層をパターン露光、現像することで一色の画素を形成する工程を各色毎に繰り返し行ってカラーフィルタを作製するフォトレジスト法が好ましい。
【００２１】
ここでは一例として、着色層３として複数色（ＲＧＢ）を形成する場合の一例を説明する。Ｒ着色層を塗布、乾燥した後に（図１(ｄ))、Ｒ着色層を形成する開口部に対応したフォトマスクを用いて露光し(図１(ｅ))、現像およびポストベーク処理を施すことにより、Ｒ着色層３１を形成することができる（図１(ｆ))。以下、図１(ｄ)〜図１(ｆ)の工程を３色分繰り返すことにより、Ｇ着色層３２およびＢ着色層３３が形成されたカラーフィルタ基板を得ることができる（図１(ｇ))。各色塗布膜厚は任意であるが、分光透過率などを考慮すると通常はプリベーク後の膜厚で通常１〜２μｍ程度である。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、乾燥して任意の一色の画素が得られる。
【００２２】
遮光層２および、着色層３１〜３３の材料としては、着色剤となる顔料を、透明樹脂中に光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させる。分散させる方法はミルベース、３本ロール、ジェットミル等様々な方法があり特に限定されるものではない。
【００２３】
遮光材としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸窒化チタン、四酸化鉄などの金属酸化物分や顔料、その他既知の遮光材料を用いることができる。さらには、遮光層の色調を調整するために、以下に示す補色の顔料を必要に応じて混合してもよい。
【００２４】
本発明の感光性着色組成物に用いることのできる有機顔料の具体例を示す。
赤色フィルタセグメント（画素）を形成するための赤色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．
Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができる。赤色着色組成物には、黄色顔料、橙色顔料を併用することができる。
【００２５】
黄色顔料としてはＣ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。橙色顔料としてはＣ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等が挙げられる。
【００２６】
緑色フィルタセグメントを形成するための緑色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を用いることができる。緑色着色組成物には赤色着色組成物と同様の黄色顔料を併用することができる。
【００２７】
青色フィルタセグメントを形成するための青色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等の青色顔料、好ましくはＣ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：６を用いることができる。また、青色着色組成物には、Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料、好ましくはＣ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２３を併用することができる。
【００２８】
また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（III））、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。
【００２９】
透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において、透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上混合して用いることができる。
【００３０】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００３１】
感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。
【００３２】
用いることのできる重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリ
レート、エチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（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、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（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、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（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、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（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、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。
【００３３】
紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４'−メチルジフェニルサルファイド、３，３'，４，４'−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２−クロルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４'−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系化合物、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）〕、Ｏ−（アセチル）−Ｎ−（１−フェニル−２−オキソ−２−（４'−メトキシ−ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。これらの光重合開始剤は１種または２種以上混合して用いることができる。光重合開始剤の使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として０．５〜５０重量％が好ましく、より好ましくは３〜３０重量％である。
【００３４】
さらに、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２−ジメチルアミノエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ−ジメチルパラトルイジン、４，４'−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'−ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は１種または２種以上混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として０．５〜６０重量％が好ましく、より好ましくは３〜４０重量％である。
【００３５】
さらに、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、１種または２種以上混合して用いることができる。多官能チオールの使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として０．１〜３０重量％が好ましく、より好ましくは１〜２０重量％である。０．１質量％未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、３０質量％を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。
【００３６】
また、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−Ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
【００３７】
次に、透明電極層４を形成する（図１（ｈ））。透明電極層４の材料としては、可視光領域における透過率と、表面抵抗値を両立できる膜であれば特に制限はないが、一般的に用いられているインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）などを好適に用いることができる。また、これら透明電極層の膜厚は、特に制限はないが、１００〜１５０ｎｍ程度である。
【００３８】
次に、この透明電極層４をパターニングする。まずは、透明電極層４上に、ポジ型の感光性樹脂層５を形成し、フォトマスクによる露光および、現像といった通常のフォトリソグラフィー工法を用いることにより、感光性樹脂層５をパターニングする（図１(ｉ))。次に、この感光性樹脂層５のパターンを利用して、透明電極層４のパターニングを行う。透明電極層のパターニングとしては、塩酸水溶液や酸化第二鉄水溶液、シュウ酸水溶液、臭化水素水溶液などの市販の酸性水溶液に浸漬することにより、露出した部分のみ透明電極層を除去することができる（図１(ｊ))。
【００３９】
次に、無機薄膜層６を成膜すると、透明電極層４が除去された領域（図では、着色層３上、遮光層２上）および、感光性樹脂層５の上に形成される（図１(ｋ))。この次に、感
光性樹脂層５をアルカリ剥離液を用いて剥離することにより、感光性樹脂層５上に形成された無機薄膜層が除去されるために、透明電極層がパターニング除去された領域のみに無機薄膜層がパターン形成される（図１(ｌ))。ここで、無機薄膜層６のパターニング性をよくするために、感光性樹脂層５はパターニング時に逆テーパー形状となるような感光性樹脂を用いてもよい。
【００４０】
無機薄膜層６を形成することにより、透明電極層４が除去され露出した遮光層２や着色層３を保護し環境耐性が向上すると共に、これらの層からの不純物の漏出が抑制され、また、カラーフィルタ表面の絶縁化による電気特性が向上することにより、液晶表示装置の表示品位向上に効果が得られる。
【００４１】
用いられる材料の具体例としては、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ、ｘは正の実数）や酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ、ｘは正の実数）、酸化ゲルマニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化クロムなどの無機酸化膜、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ、ｘは正の実数）や窒化アルミニウムなどの無機窒化膜、酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ、ｘ、ｙはそれぞれ正の実数）などの無機酸窒化膜、炭化ケイ素や炭化水素膜などの無機炭化膜や、フッ化リチウムなどの無機フッ化膜などが挙げられる。膜の形態としては、これら例示した無機薄膜を単層膜として用いてもよいが、必要に応じて、いずれかの組み合わせの積層膜にして用いてもよく、成分比が徐々に変化する成分傾斜膜を用いてもよい。
【００４２】
特に、バリア性能や膜耐性、成膜性の面で、酸化ケイ素膜、酸窒化ケイ素膜、窒化ケイ素膜を用いることが好ましく、さらに、少なくとも無機薄膜層６の最表面層として、窒化ケイ素膜もしくは、酸窒化ケイ素膜（ＳｉＯｘＮｙ、ｘ、ｙはそれぞれ正の実数）が形成されていることがより好ましい。これによりバリア性能や酸アルカリ耐性がより向上し、例えば、上述した感光性樹脂５のアルカリ剥離工程においても、無機薄膜層のバリア性能が劣化することはない。
【００４３】
膜構成例としては、酸化ケイ素単層膜（ＳｉＯｘ）、酸窒化ケイ素単層膜（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化ケイ素単層膜（ＳｉＮｙ）、酸化ケイ素／窒化ケイ素積層膜、酸化ケイ素／酸窒化ケイ素積層膜、酸窒化ケイ素／窒化ケイ素積層膜、酸窒化ケイ素傾斜膜などが挙げられる。
【００４４】
これら無機薄膜層６の膜厚としては、単層膜、積層膜、傾斜膜においても、総厚０．０１〜１μｍ程度が好適に使用することができる。たとえば、酸化ケイ素膜と窒化ケイ素膜との積層膜の場合には、窒化ケイ素膜は０．０１μｍ以上とすることにより最低限のバリア性能、耐アルカリ性能を発揮することができる。
【００４５】
無機薄膜層の形成方法としては、目的に応じて選べばよく、一般的な成膜法としては、蒸着法、プラズマ支援蒸着法、スパッタ法、 イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などが挙げられる。特に、後述する理由により、窒化ケイ素膜ＳｉＮｙを成膜する際にはＣＶＤ法、酸窒化ケイ素膜ＳｉＯｘＮｙを成膜する際には、ＣＶＤ法やスパッタ法を用いることがより好ましい。
【００４６】
以下、本発明における無機薄膜層として、好適に用いることができる例を記載する。
酸化ケイ素膜ＳｉＯｘは、各種成膜法で形成可能であり、光線透過率は９５％以上、水蒸気透過度は、成膜条件等により異なるが、モコン法で計測した場合０．１０〜０．３０ｇ／ｍ2・ｄａｙ程度（ＪＩＳ Ｋ７１２９のＢ法  ＭＯＣＯＮ社製：ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ ３／３２、温度４０℃、湿度９０％ＲＨの環境下での測定値）と、バリア性と透明性の両立性に優れた膜であるが、窒化ケイ素膜に比べると、バリア性やアルカリ耐性の面で劣り、例えば、上述した感光性樹脂層５をアルカリ剥離する工程に通すと、酸化ケイ素膜
に亀裂や剥がれが生じ、水蒸気透過度は０．５〜１．０ｇ／ｍ2・ｄａｙに低下してしまうことがわかった。
【００４７】
一方、窒化ケイ素膜ＳｉＮｙは、スパッタ法やイオンプレーティング法、ＣＶＤ法を用いて形成することができ、水蒸気透過度としてはモコン法の測定限界値である０．０１ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下の膜を得ることができるが、Ｓｉ3Ｎ4ターゲットを用いてスパッタ法やイオンプレーティング法によりＳｉＮｙ膜を形成した場合、膜は黄茶褐色に着色してしまい、光線透過率は６０％程度まで低下するといった問題がある。このような着色した膜を、透明電極の非形成領域に設けると、非形成領域周辺部における光漏れが防止されコントラストが向上するといった効果がある一方で、パネルの透過率が減少してしまうといった問題がある。
【００４８】
この問題を解決する方法として、窒化ケイ素膜ＳｉＮｙの成膜法としてＣＶＤ法を用いる方法がある。ＣＶＤ法ではシランガス、水素ガス、アンモニアガス、窒素ガスなどの反応性ガスを、プラズマや熱などで反応させることにより、窒化ケイ素膜が形成されるため、水素を含有した窒化ケイ素膜が形成される。これにより窒化ケイ素膜の光線透過率を低下させる原因であるＳｉの結合手を水素で埋めることができ、光線透過率９５％以上、水蒸気透過度０．０１ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下の優れたバリア膜を形成することができる。この膜は、上述した感光性樹脂層５のアルカリ剥離工程に通しても、亀裂やはがれが生じることなく、水蒸気透過度は維持される。また、そのほかの方法として、反応性ガスとしてトリスジメチルアミノシラン（ＴＤＭＡＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、テトラメチルジシラザン（ＴＭＤＳ）などの有機シリコン化合物を用いることにより、炭素を含有させた窒化ケイ素膜などもあげられる。
【００４９】
しかし、ＣＶＤ装置は高価な上、ランニングコストが高いため、カラーフィルタの生産としてはスパッタ法が一般的に用いられているのが現状である。
スパッタ法で形成した窒化ケイ素膜の着色化を解決する方法として、酸窒化ケイ素膜を用いることが好ましい。
これは、Ｓｉ3Ｎ4ターゲットを用いてスパッタする際に、少量の酸素ガスを添加することにより容易に形成することができる。酸窒化ケイ素膜の光線透過率と水蒸気透過度は、酸窒化ケイ素膜ＳｉＯｘＮｙにおける酸素ｘと窒素ｙの原子数比ｙ／（ｘ＋ｙ）により変化する。
本発明において、光線透過率とバリア性、アルカリ耐性を共に向上させるためには、０．５＜ｙ／（ｘ＋ｙ）＜０．８であることが好ましい。
０＜ｙ／（ｘ＋ｙ）＜０．５の範囲においては、光線透過率は酸化ケイ素膜と同様に９５％程度を維持できるものの、水蒸気透過度としては、０．１０〜０．５０ｇ／ｍ2・ｄａｙ程度で、感光性樹脂層５のアルカリ剥離工程に通すことにより水蒸気透過度は０．５０〜１．０ｇ／ｍ2・ｄａｙに低下してしまうといった酸化ケイ素膜に近い性質を示した。
【００５０】
一方、０．８＜ｙ／（ｘ＋ｙ）＜１．０においては、０．０１〜０．０５ｇ／ｍ2・ｄａｙ程度水蒸気透過度が得られるものの、着色膜となり光線透過率は６０〜７０％程度に低下してしまう。
【００５１】
以上の結果から、０．５＜ｙ／（ｘ＋ｙ）＜０．８の原子数比を持つ酸窒化ケイ素膜を成膜することにより、光線透過率は８５％以上、水蒸気透過度は０．０１〜０．１０ｇ／ｍ2・ｄａｙで、感光性樹脂層５のアルカリ剥離工程においても劣化することのない膜を形成することができる。
【００５２】
これら、酸化ケイ素膜、酸窒化ケイ素膜、窒化ケイ素膜の膜組成は、Ｘ線光電子分光法
（ＸＰＳ）により測定が可能であり、具体的な装置としては、（株）島津製作所製：ＥＳＣＡ３２００が挙げられる。
【００５３】
無機薄膜層６の効果としては、透明電極層が除去された着色層上に形成された場合には、着色層からの不純物の溶出を防ぐと共に着色層表面の絶縁化の効果があるため、残像不良や配向不良といった表示品位の低下を防止する効果が一つ挙げられる。また、着色化した無機薄膜層６を用いる場合には、明度が低下するといった問題があるが、この部分における光漏れを防止することができるため、コントラストが向上するといった効果がある。さらには、着色層以外にも、例えば、シール部分にあたる領域に、無機薄膜層を形成することにより接着強度を向上させる効果もある。
【００５４】
以上の構成で、本発明の目的は達成されるが、必要に応じて、その他の機能構造物を形成してもよい。例えば、半透過型液晶の場合は、着色層に反射部と透過部を設け反射部に白色層を形成してもよく、また、表面の段差を平坦化するためにオーバーコート層を設けてもよく、またその他、液晶層のギャップ制御のためのフォトスペーサーや、液晶の配向制御膜（ＭＶＡ）、位相差制御膜などを、単一もしくは組み合わせて形成してもよい。
【実施例１】
【００５５】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。
【００５６】
はじめに、透光性基板１として無アルカリガラスを用い、その上に、感光性アクリル樹脂中にカーボンブラックを分散させた遮光層２をスピンコート法を用いて塗布、ホットプレートにてプレベークした後に、フォトマスクで所定のパターン露光およびアルカリ現像を行い、ポストベークすることにより、１μｍ厚のパターニングされた遮光層２を得た。
【００５７】
次に、感光性アルカリ樹脂中に、赤色の顔料を分散させたＲ着色層を、スピンコート法を用いて、塗布し、ホットプレートにてプレベークした後に、フォトマスクで所定のパターン露光およびアルカリ現像を行い、ポストベークすることにより、Ｒ着色層３１、同様の製造工程にて、Ｇ着色層３２、Ｂ着色層３３を形成することにより、膜厚が１．５μｍの着色層３を形成した。
【００５８】
次に、透明電極層４として、スパッタ法を用いて、インジウム錫酸化物を０．１４μｍ積層した後に、スピンコート法により感光性樹脂層としてアクリル樹脂を１μｍの厚みで塗工し、フォトマスク１０による露光、現像により感光性樹脂層をパターニングする。
【００５９】
次に、シュウ酸水溶液中に浸漬することにより、感光性樹脂層５がパターニングされて露出した透明電極層４を除去することができる。
【００６０】
次に、無機薄膜層６として窒化ケイ素膜（０．３μｍ）を用い、プラズマＣＶＤ法を用いて、シラン、水素、窒素、アンモニアのガスを使用して膜を形成し、アルカリ剥離液に浸漬することにより感光性樹脂層５を剥離した。これにより、透明電極層４がパターニング除去された部分に無機薄膜層をパターニング形成されたカラーフィルタが得られる。
【００６１】
このカラーフィルタ基板を用いて液晶表示装置を作製した結果、９０℃で５００時間の環境試験を行っても、液晶配向の乱れや残像不良といったパネル不良は発生せず、長期にわたりパネル品質に優れた液晶表示装置が得られた。また、このパネルを解体して液晶を抽出し、原子吸光法を用いて液晶中のアルカリイオン分析を実施したが、１ｃｍ2あたり１ｎｇ（ナノグラム）以下とほとんど不純物の検出はなかった。
【実施例２】
【００６２】
実施例１で記載した無機薄膜層として、スパッタ法を用いて、酸窒化ケイ素膜（ＳｉＯｘＮｙ）を形成した以外は全て同じ構成である。酸窒化ケイ素膜は、スパッタターゲットとしてＳｉ3Ｎ4を用い、アルゴンと酸素の混合ガスを用いて形成した。Ｘ線光電子分光法で膜の組成を調べた結果、ｙ／（ｘ＋ｙ）＝０．７であった。
【００６３】
このカラーフィルタ基板を用いて液晶表示装置を作製した結果、９０℃で５００時間の環境試験を行っても、液晶配向の乱れや残像不良といったパネル不良は発生せず、長期にわたりパネル品質に優れた液晶表示装置が得られた。また、このパネルを解体して液晶を抽出し、原子吸光法を用いて液晶中のアルカリイオン分析を実施したが、１ｃｍ2あたり１ｎｇ（ナノグラム）以下とほとんど不純物の検出はなかった。
＜比較例１＞
実施例１、２で記載した無機薄膜層を形成せずに、感光性樹脂層を剥離し、カラーフィルタ基板を得た。
【００６４】
このカラーフィルタ基板を用いて液晶表示装置を作製し、９０℃で５００時間の環境試験を行った結果、液晶配向の乱れによる視野角の低下や、残像不良が生じるなど、パネル品質が大幅に低下した液晶表示装置が得られた。
【００６５】
さらに、このパネルを解体して液晶を抽出し、原子吸光法を用いて液晶中のアルカリイオン分析を実施した結果、１ｃｍ2あたり５０ｎｇ（ナノグラム）のＮａイオンが検出された。
＜比較例２＞
実施例２で記載した酸窒化ケイ素膜の組成として、ｙ／（ｘ＋ｙ）＝０．３の膜を形成した以外は全て同じ構成である。
【００６６】
このカラーフィルタ基板を用いて液晶表示装置を作製し、９０℃で５００時間の環境試験を行った結果、液晶配向の乱れによる視野角の低下や、残像不良が生じるなど、パネル品質が大幅に低下した液晶表示装置が得られた。
【００６７】
さらに、このパネルを解体して液晶を抽出し、原子吸光法を用いて液晶中のアルカリイオン分析を実施した結果、１ｃｍ2あたり１０ｎｇ（ナノグラム）のＮａイオンが検出された。
＜比較例３＞
実施例２で記載した酸窒化ケイ素膜の組成として、ｙ／（ｘ＋ｙ）＝０．９の膜を形成した以外は全て同じ構成である。
【００６８】
このカラーフィルタ基板を用いて液晶表示装置を作製した結果、９０℃で５００時間の環境試験を行っても、液晶配向の乱れや残像不良といったパネル不良は発生せず、長期にわたりパネル品質に優れた液晶表示装置が得られた。また、このパネルを解体して液晶を抽出し、原子吸光法を用いて液晶中のアルカリイオン分析を実施したが、１ｃｍ2あたり１ｎｇ（ナノグラム）以下とほとんど不純物の検出はなかった。しかし、パネルの明度は１０％低下した。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１：透光性基板
２：遮光層
３：着色層
３１：Ｒ着色層
３２：Ｇ着色層
３３：Ｂ着色層
４：透明電極層
５：感光性樹脂層
６：無機薄膜層
１０：フォトマスク
【図１】
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