CN101493648B - 滤色器及其制造方法以及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种滤色器的制造方法，其具有：黑矩阵形成工序，包括：通过使用感光性黑色组合物在基板上形成感光性黑色组合物层、将所述感光性黑色组合物层曝光以及将曝光后的所述感光性黑色组合物层显影来形成具有底切的黑矩阵图案，其中，该底切的长度在黑矩阵宽度方向上为-2.0μm～5.0μm，然后将形成的黑矩阵图案烘烤；着色图案形成工序，包括：通过使用感光性着色组合物在烘烤后的形成了黑矩阵的所述基板上形成感光性着色组合物层、将所述感光性着色组合物层曝光、将曝光后的所述感光性着色组合物层显影以及将显影后的所述感光性着色组合物层烘烤来形成着色图案，其中，该烘烤后的该着色图案与所述黑矩阵相重叠的重叠部在黑矩阵宽度方向上的长度为2.0μm～9.0μm。

Description

滤色器及其制造方法以及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及滤色器(color filter)及其制造方法以及液晶显示装置。
背景技术
滤色器是液晶显示器(Liquid Crystal Display：LCD)和固体摄像元件中不可缺少的构成部件。
例如，液晶显示器逐渐应用于电视机，液晶显示器用滤色器与目前的笔记本电脑(laptop computer)用或监视器(monitor)用滤色器相比，要求具有更高品质的画质。另外，为了生产大型TV，基板尺寸扩大，对合格率提高及成本削减的需求变大。
关于上述画质的提高，在滤色器制造时存在以下问题：在黑矩阵(blackmatrix)与着色像素的边界部分着色图案凸起，因滤色器不平坦而导致画质下降(例如参照日本专利特开平9-113721号公报)。上述边界部分的凸起有时会引起对比度(contrast)下降、颜色不均等。
因此，以往在像素制作后对滤色器的表面进行研磨或在像素上形成保护(overcoat)层(以下有时也称为“OC层”)来应对。但是，若进行研磨或形成OC层，则滤色器的制造工序增加，成本提高。此外，在研磨时，有时会产生滤色器受损等弊端，谋求能省略研磨工序和/或OC层形成工序的方法。
针对于此，尝试了通过减少黑矩阵的锥角(taper angle)来解决上述边界部分凸的问题(例如参照日本专利特开平9-113721号公报和日本专利特开2003-161826号公报)。
在日本专利特开2003-161826号公报中，还通过喷墨(inkjet)法仅在黑矩阵框内赋予着色组合物。
但是，若采用日本专利特开平9-113721号公报中所述的方法，则需要大量工序以得到具有上述锥角的黑矩阵。具体而言，将黑矩阵形成用感光性黑色组合物在基板上涂布干燥后，再涂布正型抗蚀剂(positive resist)，调节该感光性黑色组合物与正型抗蚀剂的显影速度比，是费时费力的方法。
若为了减小锥角而增加底切(undercut)的长度，则显影中底切的显影条件依存性变大，反之若使底切不太大，则黑矩阵的线宽的显影条件依存性变大，在任一种情况下均存在难以稳定生产的问题。
此外，仅通过底切来调节锥角时，抑制着色图案凸起的效果并不充分。而且，该技术并非针对1m×1m以上的大型基板。
另一方面，在日本专利特开2003-161826号公报中，由于通过喷墨法将着色组合物赋予基板来形成着色图案，因此不适于抑制在通过着色组合物的涂布和/或转印等来形成着色图案时产生的黑矩阵与着色图案相重叠的重叠部分的着色图案的凸起。在黑矩阵与着色像素的边界部分，黑矩阵高于着色像素而产生高度差，滤色器不平坦，会产生同样的画质下降问题。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供无需追加研磨或设置OC层等工序、用成本低且简易的方法形成精度良好的黑矩阵、抑制在黑矩阵与着色像素的边界部分的着色图案凸起而得到高品质图像的滤色器及其制造方法以及液晶显示装置。
<1>一种滤色器的制造方法，其具有黑矩阵形成工序和着色图案形成工序，
所述黑矩阵形成工序包含：使用感光性黑色组合物在基板上形成感光性黑色组合物层，将上述感光性黑色组合物层曝光，以及通过将曝光后的上述感光性黑色组合物层显影，来形成具有底切的黑矩阵图案，然后将形成的黑矩阵图案烘烤，其中，该底切的长度在黑矩阵宽度方向上为-2.0μm～5.0μm，
所述着色图案形成工序包含：在烘烤后的形成了黑矩阵的上述基板上，使用感光性着色组合物形成感光性着色组合物层；将上述感光性着色组合物层曝光；将曝光后的上述感光性着色组合物层显影；以及，通过将显影后的上述感光性着色组合物层烘烤，来形成着色图案，其中，该烘烤后的该着色图案与上述黑矩阵相重叠的重叠部在黑矩阵宽度方向上的长度为2.0μm～9.0μm。
<2>根据<1>所述的滤色器的制造方法，其中，在上述基板上形成的上述感光性黑色组合物层的厚度为0.2μm～2.2μm。
<3>根据<1>所述的滤色器的制造方法，其中，在上述黑矩阵形成工序中的上述显影中，显影液的温度为20℃～30℃。
<4>根据<1>所述的滤色器的制造方法，其中，上述黑矩阵形成工序中，在上述感光性黑色组合物层的形成后并在上述曝光前还包含预烘烤。
<5>根据<4>所述的滤色器的制造方法，其中，上述预烘烤中的预烘烤温度为60℃～140℃。
<6>根据<4>所述的滤色器的制造方法，其中，上述预烘烤中的预烘烤时间为30秒～300秒。
<7>根据<1>所述的滤色器的制造方法，其中，上述感光性着色组合物层的层厚为1.8μm～2.8μm。
<8>根据<1>所述的滤色器的制造方法，其中，在上述着色图案形成工序中的上述曝光中，通过掩模图案进行曝光，曝光图案与黑矩阵的交叠部分在黑矩阵宽度方向上的长度为2.0μm～9.0μm。
<9>根据<8>所述的滤色器的制造方法，其中，在上述着色图案形成工序中的上述显影中，显影温度为20℃～35℃，显影时间为20秒～120秒。
<10>根据<8>所述的滤色器的制造方法，其中，上述重叠部分在黑矩阵宽度方向上的长度为2.0μm～8.0μm，上述显影温度为21℃～30℃，上述显影时间为25秒～80秒。
<11>根据<8>所述的滤色器的制造方法，其中，上述重叠部分在黑矩阵宽度方向上的长度为2.0μm～7.0μm，上述显影温度为22℃～26℃，上述显影时间为35秒～75秒。
<12>一种滤色器，其是用<1>～<11>中任一项所述的滤色器的制造方法制造的滤色器，具有黑矩阵与着色图案相重叠的重叠部，上述重叠部在黑矩阵宽度方向的长度为2.0μm～9.0μm。
<13>根据<12>所述的滤色器，其中，上述着色图案的表面中，上述重叠部距离基板表面最远的部分与上述重叠部以外的部分之间在基板法线方向上的距离为0.50μm以下。
<14>一种液晶显示装置，其具有<12>所述的滤色器。
<15>一种液晶显示装置，其具有<13>所述的滤色器。
本发明能提供无需追加研磨或设置OC层等工序、用成本低且简易的方法形成精度良好的黑矩阵、抑制在黑矩阵与着色像素的边界部分的凸起而得到高品质图像的滤色器及其制造方法以及液晶显示装置。
附图说明
图1是设有底切的黑矩阵基板的局部剖面图。
图2是设有底切的黑矩阵基板的局部剖面图。
图3是形成了重叠部的滤色器的局部剖面图。
图4是在重叠部具有角的滤色器的局部剖面图。
图5是用于求角高度的测定方法的概念图。
图6是本发明的滤色器的剖面图。
具体实施方式
以下，对本发明的滤色器及其制造方法以及液晶显示装置进行详细说明。
滤色器的制造方法
本发明的滤色器的制造方法具有黑矩阵形成工序和着色图案形成工序，根据需要还可以具有保护层形成工序、液晶取向辅助图案形成工序、柱状间隔物(column spacer)形成工序等其他工序。
在任一工序中，关于向玻璃基板的成膜而言，可以在玻璃基板上直接涂布感光性组合液来形成，或者也可以在临时支撑体上涂布感光性组合液后转印到玻璃基板。
以下，对黑矩阵形成工序和着色图案形成工序分别进行说明。
黑矩阵形成工序
在本发明的黑矩阵形成工序中，至少通过使用感光性黑色组合物在基板上形成感光性黑色组合物层(感光性黑色组合物层形成工序)、将上述感光性黑色组合物层曝光的工序(曝光工序)以及将上述曝光后的上述感光性黑色组合物层显影(显影工序)，形成在黑矩阵的宽度方向的底切的长度为-2.0μm～5.0μm的黑矩阵图案，然后，通过将形成的黑矩阵图案烘烤(烘烤工序)来形成黑矩阵。在黑矩阵形成工序中，除上述工序外，还可以根据需要具有其他工序。
黑矩阵
在本发明中，黑矩阵的光学浓度(OD值)优选为2.0～8.0，更优选为2.5～8.0，进一步优选为3.5～6.0。若光学浓度为2.0以上，则能抑制对比度下降等显示装置显示品质的下降。
另外，这里所谓的光学浓度是指ISO Visual(视觉)透射光学浓度。作为能在ISO Visual透射光学浓度的测定中使用的测定器，可以列举例如SAKATA INX ENG.Co.，Ltd.的X-Rite 361T(V)。
黑矩阵的线宽(夹于着色图案间的、与黑矩阵长度方向正交的方向上的长度)为5μm～30μm，其从高开口率能确保亮度的观点出发成为优选。关于黑矩阵的厚度(黑矩阵在基板法线方向的长度)，从减小在黑矩阵与着色图案相交叠的重叠部的凸起(优选为0.50μm以下)的观点出发，优选为0.2μm～2.2μm，进一步优选为0.2μm～1.6μm，更优选为0.7μm～1.3μm。若在该厚度范围内，则设有黑矩阵的基板的凹凸即黑矩阵的形成区域与非形成区域的高度差适宜，在黑矩阵形成后能以高精度在其上形成RGB等着色图案(着色像素)。
感光性黑色组合物层形成工序
在本工序中，使用感光性黑色组合物在基板上形成感光性黑色组合物层。
作为能在本工序中使用的基板，可以列举例如在液晶显示元件等中使用的无碱玻璃、钠钙玻璃、PYREX(注册商标)玻璃、石英玻璃及粘附透明导电膜的上述玻璃、以及在固体摄像元件等中使用的光电转换元件基板例如硅基板等。此外，还可以使用塑料基板。其中，从耐试剂性和耐热性的观点出发，优选无碱玻璃。在这些基板上首先形成格子状等黑矩阵以隔离各像素，然后在格子的空缺部分形成着色像素。
另外，在这些基板上，还可以根据需要设置底涂层以改善与上部层之间的密合性、防止物质扩散或使基板表面平坦化。从进一步发挥本发明效果的观点出发，基板优选为大型(一边约为1m以上)基板。
作为在基板上形成感光性黑色组合物层的方法，例如有通过涂布等在基板上赋予感光性黑色组合物的方法。
作为在基板上赋予感光性黑色组合物的方法，可以使用狭缝涂布(slitcoating)、喷墨法、旋转涂布、流延涂布(cast coating)、辊涂布(roll coating)、丝网印刷法(screen printing)等各种赋予方法。其中，从精度和速度的观点出发，优选狭缝涂布。从提高涂布性的观点出发，优选在进行这些涂布前使用紫外线或各种洗涤液将基板洗涤。
此外，还可以使用将事先在临时支撑体上用上述赋予方法形成的涂膜转印到基板上的方法。
关于转印方法，本发明可以优选使用日本专利特开2006-23696号公报的段落编号[0023]、[0036]～[0051]或日本专利特开2006-47592号公报的段落编号[0096]～[0108]中记载的制作方法。
作为转印中使用的层压机(laminator)，可以优选使用WO2006-4225的图24中记载的大型双贴层压机(日语原文：二丁貼ラミネ一タ)或国际申请号JP2007/069132号公报中记载的层压机。使用这些层压机能得到高成产率。
将感光性黑色组合物赋予基板上时的厚度(例如涂布厚度)可以根据所形成的黑矩阵的厚度的设计值来做适当调整，为了抑制着色图案的突起，以薄为宜。一般优选为0.2μm～2.2μm，进一步优选为0.2μm～1.6μm，最优选为0.7μm～1.3μm。
曝光工序
在曝光工序中，将在上述感光性黑色组合物层形成工序中形成的感光性黑色组合物层通过规定的掩模图案(mask pattern)曝光，形成图案(patterning)(负型组合物(negative composition)时，仅使被光照射的涂布膜部分固化)。作为能在曝光中使用的放射线，特别优选使用g线、h线、i线、j线或k线等紫外线。照射量优选为5～500mJ/cm2，进一步优选为10～300mJ/cm2，最优选为10～200mJ/cm2。
曝光机可以采用接近(proximity)方式的曝光机，也可以使用镜面投影(mirror projection)方式、步进(stepper)方式的曝光机。
显影工序
接着，通过进行碱显影处理，例如当感光性黑色组合物为负型时，能使上述曝光中的光未照射部分溶于碱水溶液，仅残留光固化的部分。
作为显影液，采用有机碱显影液或无机碱显影液或其混合溶液。
作为显影液中使用的碱剂，可以列举例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水、乙基胺、二乙基胺、二甲基乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、胆碱(choline)、吡咯(pyrrole)、哌啶(piperidine)以及1，8-二氮杂双环-[5、4、0]-7-十一碳烯(1，8-diazabicyclo-[5，4，0]-7-undecene)等有机碱性化合物。优选将这些碱剂用纯水稀释至0.001质量％～10质量％、优选为0.01质量％～1质量％得到的碱性水溶液作为显影液使用。另外，当使用由上述碱性水溶液形成的显影液时，一般在显影后用纯水洗涤(rinse)。这里，若洗涤不充分，则易残留未固化的残渣，易产生不均，因此本发明优选进行高压水洗。
本发明在该显影工序后、在后述的烘烤工序前，形成底切长度为-2.0μm～5.0μm的黑矩阵图案。黑矩阵图案的剖面形状、特别是底切的形状可以通过曝光、显影以及后述的预烘烤的各条件来控制。为此，首先对底切进行详细说明。
在黑矩阵的形成工序中，在将曝光后的感光性黑色组合物层显影时，与感光性黑色组合物层的表面(指不与基板相接的面；以下，在黑矩阵中也同样)以及接近该表面的层内部(以下也称为“感光性黑色组合物层上部”，在黑矩阵中称为“黑矩阵上部”)相比，感光性黑色组合物层的背面(指与基板相接的面；以下，在黑矩阵中也同样)以及接近该背面的层内部(以下称为“感光性黑色组合物层下部”，在黑矩阵中称为“黑矩阵下部”)的显影为更进一步。此时，感光性黑色组合物层下部为被挖空的状态，将形成有感光性黑色组合物层(黑矩阵)的基板沿黑矩阵的宽度方向切断时，感光性黑色组合物层的形状例如为图1或图2所示的倒锥形(reverse taper)。将这种状态称为具有底切的状态。
通过在感光性黑色组合物层(黑矩阵)上设置底切，当在后续工序中在形成了黑矩阵的基板(以下也称为“黑矩阵基板”)上涂布感光性着色组合物等来设置着色像素时，能使黑矩阵与着色像素的边界部分不易凸起。籍此，在制作滤色器进行图像显示时，能抑制液晶取向紊乱和/或漏光，能得到高品质的图像。
以下，用图对底切进行更详细的说明。
图1和图2是表示在黑矩阵(感光性黑色组合物层)具有底切的状态的黑矩阵基板的剖面图。
如图1所示，底切的长度a作为下述的距离而求出，所述距离为感光性黑色组合物层4的宽度方向的一端P、与在感光性黑色组合物层4的下部之中感光性黑色组合物层4被挖空且没有感光性黑色组合物的部分中的距离上述一端P沿上述宽度方向最远的部分Q之间的距离。距离上述一端P沿上述宽度方向最远的部分不限于图1所示的感光性黑色组合物层4表面与基板2的切点。例如如图2所示那样在感光性黑色组合物层4的厚度方向的上端(表面)与下端(底面)之间的中间部分被挖空的情况下，底切的长度a为从上述一端P到感光性黑色组合物层4中被挖空的部分中距离上述一端P沿上述宽度方向最远的部分R之间的距离。
与上述底切的形成相反，在显影进行过程的早期，有时厚度方向下端的显影进度慢于上端。此时，感光性黑色组合物层下部与感光性黑色组合物层上部相比为伸出的状态，将形成有感光性黑色组合物层(黑矩阵)的基板沿黑矩阵的宽度方向切断时，感光性黑色组合物层的形状为锥形(正基座形状)。
在本发明中，将上述与感光性黑色组合物层上部的一端相比感光性黑色组合物层下部沿上述宽度方向伸出的状态定义为底切为负(-)。负的底切的长度为从感光性黑色组合物层上部的宽度方向一端到感光性黑色组合物层中伸出部分的距离上述一端沿上述宽度方向最远的部分之间的距离。
从减少线宽和底切的显影液温度依存性的观点出发，底切的长度优选为-2.0μm～5.0μm，进一步优选为-2.0μm～4.0μm，最优选为-1.5μm～3.0μm。
为了以良好的精度形成黑矩阵，适当调节曝光和/或显影的条件很重要，特别是通过改变显影的条件，能调节线宽和底切的长度。概念上讲，在略强于常用的显影条件的条件下进行显影，能增加底切量(底切的长度)。但是，若采用强显影条件，则微小的工序条件的改变也会使底切量发生较大变化。若使显影条件向更强的方向改变，则容易产生缺口。因此，必须将曝光和/或显影的条件设定在更稳定的方向。
下面，对本发明的滤色器的制造方法的优选曝光条件进行说明。若只有感光性黑色组合物层(例如黑色抗蚀剂(black resist)层)的表面固化，则有时不能稳定地通过控制显影条件来控制底切量。因此，j线和/或k线的比率相对于i线、h线和/或g线优选为不对层整体的固化度产生不利影响的较低程度。
接着，对优选的显影条件进行说明。关于底切部分的形成，由于对显影条件、特别是液体温度(显影液的温度)、液体浓度(显影液的浓度)以及液体疲劳度的感受性高，因此优选使用将液体温度、液体浓度和液体疲劳度保持一定的显影系统。
作为将液体浓度和液体疲劳度保持一定的方法，可以列举例如一边监测液体浓度一边自动补充新液或补充液的方法、或间隔一定时间或每处理一定枚数就补充新液或补充液的方法等。关于液体温度，为了抑制温度变动，优选设定成接近周围环境温度的温度。具体而言，优选为20℃～30℃，进一步优选为21℃～27℃，最优选为22℃～25℃。
关于洗涤时的喷淋压，从能防止感光性黑色组合物层(例如黑矩阵)缺陷的观点出发，优选为0.01MPa～0.5MPa，进一步优选为0.05MPa～0.4MPa，更优选为0.05MPa～0.3MPa。
烘烤工序
接着，对黑矩阵图案实施称为烘烤处理(后烘烤)的加热处理。烘烤是用于使感光性黑色组合物完全固化的显影后的加热处理，通常进行150℃～260℃的热固化处理。
烘烤温度优选为150℃～260℃，进一步优选为180℃～260℃，最优选为200℃～250℃。烘烤时间优选为10分钟～150分钟，进一步优选为15分钟～120分钟，更优选为20分钟～90分钟，最优选为20分钟～60分钟。
通过在上述条件范围内将感光性黑色组合物层烘烤，在形成了黑矩阵的基板上形成着色像素时，能抑制黑矩阵与着色像素的重叠部的凸起。
关于烘烤处理，可以在上述条件下使用加热板(hotplate)、对流烤箱(convection oven)(热风循环式干燥机)或高频加热机等加热装置以连续式或间歇式对显影后的感光性黑色组合物层进行烘烤处理。
其他工序
在本发明的黑矩阵形成工序中，在上述感光性黑色组合物层形成工序后、上述曝光工序前，还可以加入预烘烤工序，在上述显影工序后、上述烘烤(后烘烤)工序前，还可以根据需要含有通过曝光将形成的黑矩阵固化的工序。
感光性黑色组合物层的预烘烤温度优选为60℃～140℃，进一步优选为80℃～120℃。预烘烤时间优选为30秒～300秒，进一步优选为80秒～200秒。
着色图案形成工序
在本发明的着色图案形成工序中，至少通过在形成了烘烤后的感光性黑色组合物层(黑矩阵)的基板上使用感光性着色组合物形成感光性着色组合物层(感光性着色组合物层形成工序)、将上述感光性着色组合物层曝光(着色层曝光工序)、将曝光后的上述感光性着色组合物层显影(着色层显影工序)、以及将显影后的上述感光性着色组合物层烘烤(着色层烘烤工序)，来形成该烘烤后的上述着色图案与上述黑矩阵相交叠的重叠部在黑矩阵宽度方向的长度为2.0μm～9.0μm的着色图案。
在本发明中，从抑制重叠部分的凸起的观点出发，感光性着色组合物层的层厚越薄越好。具体而言，优选为1.8μm～2.8μm，进一步优选为1.8μm～2.5μm。
着色图案形成工序除了上述各工序外还可以根据需要设置预烘烤等其他工序。
首先，对上述“重叠”进行说明。
重叠
在形成了黑矩阵的基板上涂布感光性着色组合物等来形成着色图案(着色像素)时，为避免在黑矩阵与着色像素之间产生间隙，通常以感光性着色组合物与黑矩阵交叠的方式使感光性着色组合物略微覆盖(重叠)黑矩阵来形成着色像素。本发明不仅对上述底切进行调节，还将感光性着色图案与黑矩阵相交叠的重叠部的长度调节到2.0μm～9.0μm，能得到高品质的滤色器和/或液晶显示装置。
上述“重叠部的长度”是指使用感光性着色组合物层而形成的着色图案与黑矩阵相重叠的重叠部在黑矩阵宽度方向的长度。用图对其进行更详细的说明。
图3是表示在形成了黑矩阵4的基板2上涂布感光性着色组合物等形成感光性着色组合物层6而由黑矩阵4与感光性着色组合物层6交叠形成重叠部8的状态的滤色器的局部剖面图。这里，重叠部8为长度b的区域，重叠部8的长度b可以作为黑矩阵4的宽度方向上与感光性着色组合物层6对峙的一侧的最外端S与以与黑矩阵4重叠的方式设置的感光性着色组合物层6位于黑矩阵4上的最外端T之间的黑矩阵4宽度方向的距离(长度)来求出。
实际上，在求重叠部8的长度b时，可以将滤色器沿与黑矩阵4的图案的长度方向垂直的方向切割，从其剖面来测定。
在本发明中，从减小重叠部的凸起(优选为0.50μm以下)的观点出发，上述重叠部的长度优选为2.0μm～9.0μm，进一步优选为2.0μm～8.0μm，最优选为2.0μm～7.0μm。
使上述重叠部的长度为9.0μm以下，能在大型基板(一边的长度为1m以上)上稳定地制造滤色器和显示装置。
通过改变感光性着色组合物层的曝光图案位置和/或显影条件，能调节重叠的长度。具体而言，曝光图案与黑矩阵的交叠量越少，能使重叠量越少，显影条件越弱，例如显影温度越低或显影时间越短，可以使重叠量越大。
更具体而言，为了使上述重叠部的长度为2.0μm～9.0μm，优选将曝光图案与黑矩阵的交叠部分在黑矩阵宽度方向的长度设为2.0μm～9.0μm。显影温度优选为20℃～35℃，进一步优选为21℃～30℃，最优选为22℃～26℃。显影时间优选为20秒～120秒，进一步优选为25秒～80秒，最优选为35秒～75秒。
作为上述各条件的优选组合，优选曝光图案与黑矩阵的交叠部分的长度为2.0μm～9.0μm、显影温度为20℃～35℃、显影时间为20秒～120秒的组合。
更优选的组合为曝光图案与黑矩阵的交叠部分的长度为2.0μm～8.0μm、显影温度为21℃～30℃、显影时间为25秒～80秒的组合。
最优选的组合为曝光图案与黑矩阵的交叠部分的长度为2.0μm～7.0μm、显影温度为22℃～26℃、显影时间为35秒～75秒的组合。
如上所述，在黑矩阵与感光性着色组合物层的重叠部，以黑矩阵与感光性着色组合物层一部份交叠的方式使感光性着色组合物覆盖黑矩阵，因此该部分为凸起的状态。通过减小该重叠部的凸起程度，能抑制液晶取向紊乱和/或漏光，得到高品质的图像。用图对重叠部的凸起进行说明。
图4是表示在形成了黑矩阵4的基板2上涂布感光性着色组合物等形成感光性着色组合物层、进行曝光和显影等，形成着色图案6、在黑矩阵4与着色图案6相交叠的重叠部8产生凸起的状态的滤色器的局部剖面图。
上述“重叠部的凸起程度”更具体而言是指着色图案6的表面中上述重叠部8距离基板2表面(基板2的与黑矩阵4和着色图案6接触的面)最远的部分与上述重叠部8以外的平坦表面部分之间的基板法线方向上的距离。换言之，上述“重叠部的凸起程度”是指从距离c减去距离d而得到的距离e，距离c是基板2表面与着色图案6的表面中重叠部8距离基板2表面最远部分之间的基板法线方向的距离，距离d是基板2表面与着色图案6的表面中重叠部8以外的部分之间的基板法线方向的距离。
以下，为了方便，可将上述重叠部的凸起称为“角(horn)”，将上述距离e称为“角的高度”。从获得高品质图像的观点出发，角的高度优选为0.50μm以下，更优选为0.4μm以下，最优选为0.3μm以下。
角的高度可以通过适当设定上述底切的长度和重叠部的长度、黑矩阵的厚度来进行调节。
上述底切的长度与重叠部的长度以及黑矩阵的厚度的优选组合优选为底切长度为-2.0μm～5.0μm、重叠部的长度为2.0μm～9.0μm、黑矩阵的厚度为0.2μm～2.2μm。
更优选的组合为底切长度为-2.0μm～4.0μm、重叠部的长度为2.0μm～8.0μm、黑矩阵的厚度为0.2μm～1.6μm。
最优选的组合为底切长度为-1.5μm～3.0μm、重叠部的长度为2.0μm～7.0μm、黑矩阵的厚度为0.7μm～1.3μm。
接着，对在本发明的着色图案形成工序中进行的各种工序进行说明。感光性着色组合物层形成工序
在感光性着色组合物层形成工序中，在形成了烘烤后的感光性黑色组合物层(黑矩阵)的基板上，使用感光性着色组合物形成感光性着色组合物层。
作为在形成了黑矩阵的基板上形成感光性着色组合物层的方法，可以使用与在基板上形成感光性黑色组合物层的方法相同的方法即涂布方法或转印方法。
其中，从能进一步发挥本发明效果的观点出发，优选使用狭缝涂布器(slit coater)等在形成了黑矩阵的基板面上涂布感光性着色组合物的方法。
为了获得充分的色重现区域并获得充分的面板亮度，感光性着色组合物层的层厚优选为0.5μm～3.0μm，进一步优选为1.0μm～2.5μm的范围。着色层曝光工序
在着色层曝光工序中，将上述感光性着色组合物层曝光。
关于感光性着色组合物层的曝光处理，可以与感光性黑色组合物层的曝光工序同样地进行。当形成多种颜色的着色图案时，通过各色的规定掩模图案(mask pattern)，按各色进行曝光，图案形成(patterning)光照射后的各色感光性着色组合物层(负型组合物(negative composition)时仅使光照射部分固化)。
着色层显影工序
在着色层显影工序中，将曝光后的上述感光性着色组合物层显影。
关于曝光后的感光性着色组合物层的显影处理，可以进行与感光性黑色组合物层的显影工序的说明中所述的操作相同的操作，可以优选使用在上述显影工序中所述的显影液。
作为显影条件，为了调节在黑矩阵与着色像素的重叠部产生的重叠部的长度和角的高度，优选在上述重叠的说明中所述的显影条件下将感光性着色组合物层显影。
着色层烘烤工序
在着色层烘烤工序中，将显影后的上述感光性组合物层烘烤。
关于将显影后的感光性着色组合物层烘烤的方法，可以采用与将上述感光性黑色组合物层烘烤的烘烤工序同样的方法。
另外，当形成RGB(红、绿、蓝)3色相等多种色相的着色图案时，可以按所需的色相数反复进行感光性着色组合物层的形成、曝光、显影和烘烤的循环，也可以按各色相进行感光性组合物层的形成、曝光和显影后，最后对全部色相一起进行烘烤。由此，制作具有黑矩阵和由所需色相形成的着色像素的滤色器。
其他工序
在着色图案形成工序中，也可以在感光性着色组合物层形成工序后、且着色层曝光工序前设置将感光性着色组合物层预烘烤的工序(着色层预烘烤工序)以使感光性着色组合物干燥。
感光性着色组合物层的预烘烤温度优选为60℃～140℃，进一步优选为80℃～120℃。预烘烤时间优选为30秒～300秒，进一步优选为80秒～200秒。
接着，对本发明的滤色器制造方法中使用的感光性着色组合物以及感光性黑色组合物进行详细说明。
感光性着色组合物
本发明的滤色器的着色图案形成用感光性着色组合物是放射线敏感性组合物(例如为负型组合物时，为通过光照射而固化的放射线敏感性组合物)，优选含有(A-1)着色剂、(B)粘合剂聚合物、(C-1)聚合性化合物、(D)光聚合引发剂和(E)溶剂，还可以根据需要含有高分子分散剂或表面活性剂等其他添加物。
在本发明中，优选对用于形成着色图案的感光性着色组合物的物性进行调节以抑制与形成的黑矩阵重叠的部分的厚度。例如，液体粘度越低越好，干燥工序中的液体的流动性越高越好。
(A-1)着色剂
着色剂可以从染料和颜料中适当选择。作为着色剂使用的颜料可以是无机颜料，也可以是有机颜料，考虑到优选为高透射率时，优选粒子尺寸尽量小的颜料。平均粒子尺寸优选为10nm～100nm，更优选为10nm～50nm的范围。通过在本发明使用的感光性着色组合物中使用后述的高分子分散剂，即使在着色剂的尺寸小的情况下，颜料分散性和分散稳定性也很好，因此即使膜厚较薄也能形成色纯度优异的着色像素。
作为能用作着色图案(着色像素)形成用着色剂的无机颜料的例子，可以列举金属氧化物和金属络合物等金属化合物。作为具体例子，可以列举铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑等的金属氧化物以及上述金属的复合氧化物等。
作为有机颜料的例子，可以列举
C.I.颜料黄(C.I.Pigment Yellow)11、24、31、53、83、93、99、108、109、110、138、139、147、150、151、154、155、167、180、185、199；
C.I.颜料橙36、38、43、71；
C.I.颜料红81、105、122、149、150、155、171、175、176、177、209、220、224、242、254、255、264、270；
C.I.颜料紫19、23、32、37、39；
C.I.颜料蓝1、2、15、15:1、15:3、15:6、16、22、60、66；
C.I.颜料绿7、36、37；
C.I.颜料棕25、28；
C.I.颜料黑1等。
本发明进一步优选下述颜料，但并无特殊限制：
C.I.颜料黄11、24、108、109、110、138、139、150、151、154、167、180、185；
C.I.颜料橙36、71；
C.I.颜料红122、150、171、175、177、209、224、242、254、255、264；
C.I.颜料紫19、23、37；
C.I.颜料蓝15:1、15:3、15:6、16、22、60、66；
C.I.颜料绿7、36、37。
这些有机颜料可以单独使用或为了提高色纯度而多种组合使用。组合的具体例子如下所示。
例如，作为红色相(R)用颜料，可以单独使用蒽醌(anthraquinone)颜料、苝(perylene)颜料、二酮基吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)颜料或使用它们中的至少1种与双偶氮(bisazo)黄色颜料、异吲哚啉(isoindoline)黄色颜料和奎酞酮(quinophthalone)黄色颜料中的至少1种和/或苝(perylene)红色颜料的混合等。例如，作为蒽醌颜料，可以列举C.I.颜料红177，作为苝颜料，可以列举C.I.颜料红155或C.I.颜料红224，作为二酮基吡咯并吡咯颜料，可以列举C.I.颜料红254，从色重现性的观点出发，优选它们中的至少1种与C.I.颜料黄139的混合。另外，从得到充分的色纯度以及抑制从NTSC(National Television System Committee)基准的色相偏离的观点出发，红色颜料与黄色颜料的质量比(红色颜料∶黄色颜料)优选为100∶5～100∶50。作为上述质量比，特别优选100∶10～100∶30的范围。另外，当为红色颜料之间的组合时，可以根据色度进行调节。
作为绿色相(G)用颜料，可以单独使用卤化酞菁颜料，或使用其与双偶氮黄色颜料、奎酞酮黄色颜料、甲亚胺(azomethine)黄色颜料或异吲哚啉黄色颜料的混合。例如，作为这样的例子，优选C.I.颜料绿7、36或37和C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄180或C.I.颜料黄185的混合。从得到充分的色纯度以及抑制从NTSC基准的色相偏离的观点出发，绿色颜料与黄色颜料的质量比(绿色颜料∶黄色颜料)优选为100∶5～100∶150。作为上述质量比，特别优选100∶30～100∶120的范围。
作为蓝色相(B)用颜料，可以单独使用酞菁颜料或使用其与二噁嗪紫色颜料的混合。例如，优选C.I.颜料蓝15:6与C.I.颜料紫23的混合。蓝色颜料与紫色颜料的质量比(蓝色颜料∶紫色颜料)优选为100∶0～100∶50，进一步优选为100∶5～100∶30。
关于本发明使用的感光性着色组合物层中的(A-1)着色剂(颜料)的含量，相对于该组合物的总固体成分(质量)，优选为25质量％～75质量％，进一步优选为32质量％～70质量％。若(A-1)着色剂(颜料)的含量在上述范围内，则色浓度充分并能有效地确保优异的色特性。
(B)粘合剂聚合物
为了提高被膜特性和赋予显影特性等，本发明的上述感光性着色组合物优选含有粘合剂聚合物。作为粘合剂聚合物，可以使用下述碱可溶性树脂。
作为本发明使用的碱可溶性树脂，可以从直链状有机高分子聚合物且分子(优选以丙烯酸类共聚物或苯乙烯共聚物为主链的分子)中具有至少1个促进碱可溶性的基团(例如羧基、磷酸基、磺酸基或羟基等)的碱可溶性树脂中适当选择。
作为上述碱可溶性树脂的更优选的例子，可以列举侧链具有羧酸的聚合物例如日本专利特开昭59-44615号公报、日本专利特公昭54-34327号公报、日本专利特公昭58-12577号公报、日本专利特公昭54-25957号公报、日本专利特开昭59-53836号公报以及日本专利特开昭59-71048号公报的各公报中记载的甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、丁烯酸共聚物、马来酸共聚物以及部分酯化马来酸共聚物等、以及侧链具有羧酸的酸性纤维素衍生物以及具有羟基的聚合物与酸酐的加成物等的丙烯酸共聚物。
上述碱可溶性树脂的酸值为10～200mgKOH/g，优选为30～180mgKOH/g，更优选为50～150mgKOH/g的范围。
作为碱可溶性树脂的具体的结构单元，特别优选(甲基)丙烯酸和能与其共聚的其他单体的共聚物。作为上述能与(甲基)丙烯酸共聚的其他单体的例子，可以列举(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯以及乙烯基化合物等。这里，烷基和芳基的氢原子可以被取代基取代。
作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸芳基酯的例子，可以列举由CH2＝C(R1)(COOR3)表示的化合物，这里，R1表示氢原子或碳原子数为1～5的烷基，R3表示碳原子数为1～8的烷基或碳原子数为6～12的芳烷基。作为具体例子，可以列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯(烷基是碳原子数为1～8的烷基)、甲基丙烯酸羟基缩水甘油酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯等。
另外，分子侧链具有聚氧化烯链的树脂也可以作为碱可溶性树脂的优选例子来列举。作为上述聚氧化烯链，可以采用聚环氧乙烷链、聚环氧丙烷链或聚四亚甲基二醇链或将它们合用，末端为氢原子、直链或支链的烷基。
聚环氧乙烷链和/或聚环氧丙烷链的重复单元的数目优选为1～20，进一步优选为2～12。作为侧链具有聚氧化烯链的丙烯酸共聚物的例子，可以列举以聚乙二醇(甲基)丙烯酸一酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸一酯、聚(乙二醇-丙二醇)(甲基)丙烯酸一酯等以及它们的末端OH基被烷基封链后的化合物，例如甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸一酯、乙氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸一酯以及甲氧基聚(乙二醇-丙二醇)(甲基)丙烯酸一酯等为共聚成分的丙烯酸共聚物。
作为上述乙烯基化合物的例子，可以列举由CH2＝CR1R2表示的化合物，这里，R1表示氢原子或碳原子数为1～5的烷基，R2表示碳原子数为6～10的芳香族烃环。作为具体例子，可以列举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、聚苯乙烯大分子单体、聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体等。
能共聚的其他单体可以单独使用1种，或2种以上组合使用。其中，特别优选(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物以及由(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/其他单体形成的多元共聚物。
如上所述，丙烯酸类树脂具有20～200mgKOH/g的范围的酸值。若酸值在200以下，则丙烯酸类树脂在碱中的溶解性不会过大，能防止显影适宜范围(显影宽容度(latitude))变窄。另一方面，若在20以上，则在碱中的溶解性不易减小，因而能防止显影时间较长。
关于丙烯酸类树脂的重均分子量Mw(用GPC法(凝胶渗透色谱法)测定的聚苯乙烯换算值)，为了实现易于在涂布等工序上使用感光性着色组合物的粘度范围，并确保膜强度，优选为2000～100000，进一步优选为3000～50000。
为了提高本发明的感光性着色组合物的交联效率，可以单独使用通过赋予碱可溶性树脂聚合性基团而得到的树脂或与不含聚合性基团的碱可溶性树脂合用。作为通过赋予碱可溶性树脂聚合性基团而得到的树脂的例子，可以列举侧链含有芳基、(甲基)丙烯基或芳氧基烷基等的聚合物等。具有聚合性双键的碱可溶性树脂能在碱显影液中显影，还具有光固性和热固性。这些含有聚合性基团的聚合物的例子如下所示，只要在1分子中含有COOH基或OH基等碱可溶性基团和碳-碳不饱和键即可，不限于下述物质。
(1)事先使异氰酸酯基与OH反应并残留1个未发应的异氰酸酯基且含有至少1个(甲基)丙烯酰基的化合物与含有羧基的丙烯酸树脂反应得到的氨基甲酸乙酯改性的含聚合性双键丙烯酸树脂；
(2)含有羧基的丙烯酸树脂与分子内具有环氧基和聚合性双键的化合物的反应得到的含不饱和基的丙烯酸树脂；
(3)ACID-PENDANT型环氧丙烯酸酯树脂；
(4)含有OH基的丙烯酸树脂与具有聚合性双键的二元酸酐反应而得到的含聚合性双键的丙烯酸树脂。
上述树脂中特别优选(1)和(2)的树脂。
作为具体例子，可以使用例如使具有OH基的丙烯酸-2-羟乙酯与例如含有COOH基的甲基丙烯酸、能与它们共聚的丙烯酸化合物或乙烯基化合物等单体的共聚物与含有对OH基具有反应性的环氧环和碳碳不饱和键的化合物(例如丙烯酸缩水甘油酯等化合物)而反应得到的化合物等。在与OH基的反应中，除环氧环外，还可以使用酸酐、具有异氰酸酯基或丙烯酰基的化合物。
另外，还可以使用日本专利特开平6-102669号公报、日本专利特开平6-1938号公报中记载的由具有环氧环的化合物和丙烯酸之类的不饱和羧酸反应而得到的化合物与饱和或不饱和多元酸酐反应得到的反应物。
作为兼具COOH基之类的碱可溶性基团和碳碳不饱和基团的化合物的例子，可以列举DIANALNR系列(三菱丽阳株式会社(Mitsubishi RayonCo.，Ltd.)制)；Photomer 6173(含COOH基的聚氨酯丙烯酸低聚物、Diamond Shamrock Co.Ltd.制)；VISCOTE R-264、KS抗蚀剂106(均为大阪有机化学工业株式会社(Osaka Organic Chemical Industry Ltd.)制)；CYCLOMER P系列、PLACCEL CF200系列(均为大赛璐化学工业株式会社(DICEL Chemical Industries，Ltd.)制)；Ebecryl 3800(DAICEL-CYTECCOMPANY Ltd.制)等。
碱可溶性树脂的添加量优选为感光性着色组合物层的总固体成分中的3质量％～30质量％的范围，进一步优选为5质量％～20质量％。
在感光性着色组合物的制备时，作为粘合剂聚合物，除上述碱可溶性树脂外，优选进一步添加下述环氧树脂。作为环氧树脂，可以列举双酚(bisphenol)A型环氧树脂、甲酚线型酚醛(cresol novolac)型环氧树脂、联苯(biphenyl)型环氧树脂以及脂环式环氧化合物等在分子中具有2个以上环氧环的化合物。
例如，作为双酚A型环氧树脂的例子，可以列举EPOTOHTO YD-115、YD-118T、YD-127、YD-128、YD-134、YD-8125、YD-7011R、ZX-1059、YDF-8170、YDF-170等(以上均为东都化成株式会社(Tohto Kasei Co.，Ltd.)制)、DENACOL EX-1101、EX-1102、EX-1103等(以上均为NagaseChemteX Corporation制)、PLACCEL GL-61、GL-62、G101、G102(以上均为大赛璐化学工业株式会社制)等。此外，作为可以使用的环氧树脂，还可以列举与它们类似的双酚F型环氧树脂以及双酚S型环氧树脂。
另外，也可以使用Ebecryl 3700、3701、600(以上均为DAICEL-CYTECCOMPANY Ltd.制)等环氧丙烯酸酯。作为甲酚线型酚醛型环氧树脂的例子，可以列举EPOTOHTO YDPN-638、YDPN-701、YDPN-702、YDPN-703、YDPN-704等(以上均为东都化成株式会社制)、DENACOL EM-125等(以上为长濑化成制)。作为联苯型环氧树脂的例子，可以列举3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二缩水甘油基联苯等。作为脂环式环氧化合物的例子，可以列举CELLOXIDE 2021、2081、2083、2085、EPOLEAD GT-301、GT-302、GT-401、GT-403、EHPE-3105(以上为大赛璐化学工业株式会社制)、SANTOHTO ST-3000、ST-4000、ST-5080、ST-5100等(以上为东都化成株式会社制)、Epiclon430、同673、同695、同850S、同4032(以上为大日本油墨化学工业株式会社(DIC Corporation)制)等。另外，还可以使用1，1，2，2-四(对氧化缩水甘油基苯基)乙烷、三(对氧化缩水甘油基苯基)甲烷、三缩水甘油基三(羟乙基)异氰酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯、作为胺型环氧树脂的EPOTOHTOYH-434和YH-434L以及在双酚A型环氧树脂的骨架中进行二聚酸改性的缩水甘油酯等。
其中，优选的树脂为“分子量/环氧环的数目”为100以上的树脂，进一步优选为130～500。若“分子量/环氧环的数目”小，则固化性高，固化时的收缩大，若过大，则固化性不足，可靠性欠佳，平坦性变差。
作为优选的化合物的具体例子，可以列举EPOTOHTO YD-115、118T、127、YDF-170、YDPN-638、YDPN-701、PLACCEL GL-61、GL-62、3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二缩水甘油基联苯、CELLOXIDE 2021、2081、EPOLEAD GT-302、GT-403、EHPE-3105等。
(C-1)聚合性化合物
本发明使用的感光性着色组合物优选含有(C-1)聚合性化合物。
本发明能使用的聚合性化合物从具有至少1个烯属不饱和双键的加聚性化合物且具有至少1个、优选2个以上末端烯属不饱和键的化合物中选择。这种化合物组在本领域广为人知，在本发明中均可以使用而无特殊限制。它们例如可以是单体、预聚物(即二聚物或三聚物)以及低聚物或它们的混合物以及它们的共聚物等化学形态。作为单体及其共聚物的例子，可以列举不饱和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、异丁烯酸、马来酸等)及其酯类和酰胺类。优选使用不饱和羧酸与脂肪族多元醇化合物的酯类、或不饱和羧酸与脂肪族多元胺化合物的酰胺类。另外，还优选使用具有羟基、氨基或巯基等亲核性取代基的不饱和羧酸酯类或酰胺类与单官能或多官能异氰酸酯类或单官能或多官能环氧类的加成反应产物以及上述不饱和羧酸酯类或酰胺类与单官能或多官能羧酸的脱水缩合反应产物等。另外，还优选具有异氰酸酯基或环氧基等亲电性取代基的不饱和羧酸酯类或酰胺类与单官能或多官能醇类、胺类或硫醇类的加成反应物以及具有卤基或甲苯磺酰氧基等离去性取代基的不饱和羧酸酯类或酰胺类与单官能或多官能醇类、胺类或硫醇类的取代反应物。作为其他例子，还可以使用将上述不饱和羧酸置换成不饱和膦酸、苯乙烯或乙烯基醚等而得到的化合物组。
作为脂肪族多元醇化合物与不饱和羧酸的酯的单体的具体例子，作为丙烯酸酯，可以列举乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、四亚甲基二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、1，4-环己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、山梨糖醇三丙烯酸酯、山梨糖醇四丙烯酸酯、山梨糖醇五丙烯酸酯、山梨糖醇六丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰酸酯、聚酯丙烯酸酯低聚物以及三聚异氰酸EO改性三丙烯酸酯等；
作为甲基丙烯酸酯，可以列举四亚甲基二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇二甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、山梨糖醇三甲基丙烯酸酯、山梨糖醇四甲基丙烯酸酯、双〔对-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基〕二甲基甲烷以及双〔对-(甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基〕二甲基甲烷等；作为衣康酸酯，可以列举乙二醇二衣康酸酯、丙二醇二衣康酸酯、1，3-丁二醇二衣康酸酯、1，4-丁二醇二衣康酸酯、四亚甲基二醇二衣康酸酯、季戊四醇二衣康酸酯以及山梨糖醇四衣康酸酯等；
作为丁烯酸酯，可以列举乙二醇二丁烯酸酯、四亚甲基二醇二丁烯酸酯、季戊四醇二丁烯酸酯以及山梨糖醇四丁烯酸酯等；
作为异丁烯酸酯，可以列举乙二醇二异丁烯酸酯、季戊四醇二异丁烯酸酯以及山梨糖醇四异丁烯酸酯等；
作为马来酸酯，可以列举乙二醇二马来酸酯、三乙二醇二马来酸酯、季戊四醇二马来酸酯以及山梨糖醇四马来酸酯等。
作为其他酯的例子，优选使用例如日本专利特公昭51-47334号公报、日本专利特开昭57-196231号公报中记载的脂肪族醇系酯类、日本专利特开昭59-5240号公报、日本专利特开昭59-5241号公报、日本专利特开平2-226149号公报中记载的具有芳香族系骨架的酯、日本专利特开平1-165613号公报中记载的含有氨基的酯等。此外，上述酯单体还可以作为混合物使用。
作为脂肪族多元胺化合物与不饱和羧酸的酰胺的单体的具体例子，可以列举亚甲基双丙烯酰胺、亚甲基双甲基丙烯酰胺、1，6-六亚甲基双丙烯酰胺、1，6-六亚甲基双甲基丙烯酰胺、二亚乙基三胺三丙烯酰胺、亚二甲苯基双丙烯酰胺以及亚二甲苯基双甲基丙烯酰胺等。作为其他优选的酰胺类单体的例子，可以列举日本专利特公昭54-21726号公报中记载的具有亚环己基结构的酰胺。
另外，还优选用异氰酸酯与羟基的加成反应而制造的氨基甲酸乙酯类加聚性化合物，作为其具体例子，可以列举例如日本专利特公昭48-41708号公报中记载的1分子中具有2个以上异氰酸酯基的聚异氰酸酯化合物与下述通式(V)表示的含有羟基的乙烯基单体加成而得到的1分子中含有2个以上聚合性乙烯基的乙烯基氨基甲酸乙酯化合物等。
CH2＝C(R4)COOCH2CH(R5)OH  (V)
(其中，R4和R5分别独立地表示H或CH3。)
优选日本专利特开昭51-37193号公报、日本专利特公平2-32293号公报、日本专利特公平2-16765号公报中记载的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯类、日本专利特公昭58-49860号公报、日本专利特公昭56-17654号公报、日本专利特公昭62-39417号公报、日本专利特公昭62-39418号公报中记载的具有环氧乙烷类骨架的氨基甲酸乙酯化合物类。此外，通过使用日本专利特开昭63-277653号公报、日本专利特开昭63-260909号公报、日本专利特开平1-105238号公报中记载的分子内具有氨基结构或硫化物结构的加聚性化合物类，能得到感光速度快的光聚合性组合物。
作为其他例子，可以列举日本专利特开昭48-64183号公报、日本专利特公昭49-43191号公报、日本专利特公昭52-30490号公报的各公报中记载的聚酯丙烯酸酯类、环氧树脂与(甲基)丙烯酸反应而得到的环氧丙烯酸酯类等多官能丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。另外，还可以列举日本专利特公昭46-43946号公报、日本专利特公平1-40337号公报、日本专利特公平1-40336号公报中记载的特定的不饱和化合物、日本专利特开平2-25493号公报中记载的乙烯基膦酸类化合物等。在某些情况下，优选使用日本专利特开昭61-22048号公报中记载的含有全氟烷基的结构。此外，还可以使用在日本胶粘协会志(Journal of the Adhesion Society of Japan)vol.20、No.7、300～308页(1984年)中记载的光固性单体和低聚物。
关于这些聚合性化合物的结构、单独使用还是合用、添加量等使用方法的详细内容可以根据最终的感光性材料的性能设计来任意设定。例如，可以基于以下的观点来选择。
在灵敏度方面，优选每一分子的不饱和基团含量多的结构，多数情况下优选2官能以上。为了提高着色图像部即感光性着色组合物层的强度，以3官能以上为宜。此外，通过合用不同官能数和/或不同聚合性基团(例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯类化合物、乙烯基醚类化合物)的聚合性化合物来调节灵敏度和强度这两者的方法也很有效。从固化灵敏度的观点出发，优选使用含有2个以上(甲基)丙烯酸酯结构的化合物，进一步优选使用含有3个以上的化合物，最优选使用含有4个以上的化合物。从固化灵敏度以及未曝光部的显影性的观点出发，优选含有EO改性体。从固化灵敏度以及曝光部强度的观点出发，优选含有脲烷键。
对于与感光性着色组合物层中的其他成分(例如粘合剂聚合物、引发剂、着色剂(颜料或染料等))的相溶性和/或分散性，加聚化合物的选择和使用方法是重要因素。例如，使用低纯度化合物或2种以上合用有时能提高相溶性。另外，为了提高与基板的密合性，还可以选择特定的结构。
基于以上观点，作为优选的例子，可以列举双酚A二丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯EO改性体、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、山梨糖醇三丙烯酸酯、山梨糖醇四丙烯酸酯、山梨糖醇五丙烯酸酯、山梨糖醇六丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯EO改性体以及二季戊四醇六丙烯酸酯EO改性体等。作为市售品，优选氨基甲酸乙酯低聚物(urethane oligomer)UAS-10、UAB-140(日本制纸化学株式会社(Nippon Paper Chemicals)制)、DPHA(日本化药公司(NipponKayaku Co.，Ltd.)制)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(共荣社化学工业株式会社(Kyoeisha Chemical Co.，Ltd.)制)。
其中，进一步优选双酚A二丙烯酸酯EO改性体、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯EO改性体、二季戊四醇六丙烯酸酯EO改性体以及作为市售品的DPHA(日本化药公司制)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(共荣社化学工业株式会社制)。
(C-1)聚合性化合物的含量优选为本发明的感光性着色组合物层中的总固体成分中的5质量％～55质量％，进一步优选为10质量％～50质量％，更优选为15质量％～45质量％。
(D)光聚合引发剂
本发明的感光性着色组合物优选含有(D)光聚合引发剂。
上述光聚合引发剂是在光的作用下分解并引发和促进上述(C-1)聚合性化合物聚合的化合物，优选在波长300nm～500nm的区域有吸收。上述光聚合引发剂可以单独使用或2种以上合用。
作为上述光聚合引发剂，可以列举例如有机卤化物、噁二唑(oxidiazole)化合物、羰基化合物、缩酮(ketal)化合物、苯偶姻(benzoin)化合物、吖啶(acridine)化合物、有机过氧化物、偶氮化合物、香豆素(coumarin)化合物、叠氮(azide)化合物、茂金属(metallocene)化合物、六芳基双咪唑(hexaarylbiimidazole)化合物、有机硼酸化合物、二磺酸化合物、肟酯(oxime ester)化合物、鎓盐(onium salt)化合物、酰基膦(氧化物)(acylphosphine oxide)化合物。
作为有机卤化物的具体例子，可以列举在若林等“Bull Chem.SocJapan”42、2924(1969)、美国专利第3905815号说明书、日本专利特公昭46-4605号公报、日本专利特开昭48-36281号公报、日本专利特开昭55-32070号公报、日本专利特开昭60-239736号公报、日本专利特开昭61-169835号公报、日本专利特开昭61-169837号公报、日本专利特开昭62-58241号公报、日本专利特开昭62-212401号公报、日本专利特开昭63-70243号公报、日本专利特开昭63-298339号公报、M.P.Hutt“Journalof Heterocyclic Chemistry”1(No3)，(1970)”中记载的化合物，特别是三卤代甲基取代的噁二唑化合物、s-三嗪化合物。
作为s-三嗪化合物的例子，更优选在s-三嗪环上结合至少1个一卤代、二卤代或三卤代甲基的s-三嗪衍生物。作为具体例子，可以列举2，4，6-三(一氯甲基)-s-三嗪、2，4，6-三(二氯甲基)-s-三嗪、2，4，6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-甲基-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-正丙基-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(α，α，β-三氯乙基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-苯基-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3，4-环氧基苯基)-4、6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对氯苯基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-〔1-(对甲氧基苯基)-2，4-丁二烯基〕-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-苯乙烯基-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧基苯乙烯基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对异丙基氧基苯乙烯基)-4、6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-苯基硫代-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-苄基硫代-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、4-(o-溴-p-N，N-(二乙氧基羰基氨基)-苯基)-2，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2，4，6-三(二溴甲基)-s-三嗪、2，4，6-三(三溴甲基)-s-三嗪、2-甲基-4，6-双(三溴甲基)-s-三嗪以及2-甲氧基-4，6-双(三溴甲基)-s-三嗪等。
作为噁二唑化合物的例子，可以列举2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1，3，4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(氰基苯乙烯基)-1，3，4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(萘-1-基)-1，3，4-噁二唑以及2-三氯甲基-5-(4-苯乙烯基)苯乙烯基-1，3，4-噁二唑等。
作为羰基化合物的例子，可以列举二苯甲酮(benzophenone)、米氏酮(Michler′s ketone)、2-甲基二苯甲酮、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4-溴二苯甲酮以及2-羧基二苯甲酮等二苯甲酮衍生物、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮、α-羟基-2-甲基苯基丙酮、1-羟基-1-甲基乙基-(p-异丙基苯基)酮、1-羟基-1-(p-十二烷基苯基)酮、2-甲基-1-(4’-(甲基硫代)苯基)-2-吗啉代-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1、2，4，6-三甲基苯甲酰-二苯基-膦氧化物、1，1，1-三氯甲基-(p-丁基苯基)酮以及2-苄基-2-二甲基氨基-4-吗啉代苯丁酮等苯乙酮衍生物、噻吨酮(thioxanthone)、2-乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2，4-二甲基噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮以及2，4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮衍生物、以及p-二甲基氨基苯甲酸乙酯和p-二乙基氨基苯甲酸乙酯等苯甲酸酯衍生物等。
作为缩酮化合物的例子，可以列举苄基二甲基缩酮和苄基-β-甲氧基乙基乙基缩醛等。
作为苯偶姻化合物的例子，可以列举间苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚、苯偶姻甲基醚和邻苯偶姻苯甲酸甲酯等。
作为吖啶化合物的例子，可以列举9-苯基吖啶、9-吡啶基吖啶、9-吡嗪基吖啶、1，2-二(9-吖啶基)乙烷、1，3-二(9-吖啶基)丙烷、1，4-二(9-吖啶基)丁烷、1，5-二(9-吖啶基)戊烷、1，6-二(9-吖啶基)己烷、1，7-二(9-吖啶基)庚烷、1，8-二(9-吖啶基)辛烷、1，9-二(9-吖啶基)壬烷、1，10-二(9-吖啶基)癸烷、1，11-二(9-吖啶基)十一烷和1，12-二(9-吖啶基)十二烷等二(9-吖啶基)烷等。
作为有机过氧化物的例子，可以列举三甲基环己酮过氧化物、乙酰丙酮过氧化物、1，1-双(叔丁基过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-双(叔丁基过氧化)环己烷、2，2-双(叔丁基过氧化)丁烷、叔丁基过氧化氢、过氧化氢异丙苯(cumene hydroperoxide)、二异丙基苯过氧化物、2，5-二甲基己烷-2，5-二过氧化氢、1，1，3，3-四甲基丁基过氧化氢、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化二异丙苯(dicumyl peroxide)、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷、2，5-オキサノイルパ一オキサイド、过氧化琥珀酸、过氧化苯甲酰、2，4-二氯苯甲酰过氧化物、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二-2-乙基己酯、过氧化二碳酸二-2-乙氧基乙酯、过氧化碳酸二甲氧基异丙酯、过氧化二碳酸二(3-甲基-3-甲氧基丁基)酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯(tert-butyl peroxypivalate)、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化辛酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、タ一シルカ一ボネ一ト、3，3’，4，4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、3，3’，4，4’-四(叔己基过氧化羰基)二苯甲酮、3，3’，4，4’-四(p-异丙基异丙苯基过氧化羰基)二苯甲酮、羰基二(叔丁基过氧化二氢二邻苯二甲酸酯)以及羰基二(叔己基过氧化二氢二邻苯二甲酸酯)等。
作为偶氮化合物的例子，可以列举日本专利特开平8-108621号公报中记载的偶氮化合物等。
作为香豆素化合物的例子，可以列举3-甲基-5-氨基-((s-三嗪-2-基)氨基)-3-苯基香豆素、3-氯-5-二乙基氨基-((s-三嗪-2-基)氨基)-3-苯基香豆素以及3-丁基-5-二甲基氨基-((s-三嗪-2-基)氨基)-3-苯基香豆素等。
作为叠氮化合物的例子，可以列举在美国专利第2848328号说明书、美国专利第2852379号说明书以及美国专利第2940853号说明书中记载的有机叠氮化合物、2，6-双(4-叠氮苯亚甲基)-4-乙基环己酮(BAC-E)等。
作为茂金属化合物的例子，可以列举在日本专利特开昭59-152396号公报、日本专利特开昭61-151197号公报、日本专利特开昭63-41484号公报、日本专利特开平2-249号公报、日本专利特开平2-4705号公报、日本专利特开平5-83588号公报中记载的各种二茂钛(titanocene)化合物例如二环戊二烯基-Ti-联苯、二环戊二烯基-Ti-双-2，6-二氟苯-1-基、二环戊二烯基-Ti-双-2，4-二-氟苯-1-基、二环戊二烯基-Ti-双-2，4，6-三氟苯-1-基、二环戊二烯基-Ti-双-2，3，5，6-四氟苯-1-基、二环戊二烯基-Ti-双-2，3，4，5，6-五氟苯-1-基、二-甲基环戊二烯基-Ti-双-2，6-二氟苯-1-基、二-甲基环戊二烯基-Ti-双-2，4，6-三氟苯-1-基、二-甲基环戊二烯基-Ti-双-2，3，5，6-四氟苯-1-基、二-甲基环戊二烯基-Ti-双-2，3，4，5，6-五氟苯-1-基、以及在日本专利特开平1-304453号公报和日本专利特开平1-152109号公报中记载的铁-芳烃(arene)络合物等。
作为六芳基双咪唑化合物的例子，可以列举日本专利特公平6-29285号公报、美国专利第3479185号、美国专利第4311783号、美国专利第4622286号等各说明书中记载的各种化合物，作为具体例子，可以列举2，2’-双(o-氯苯基)-4，4’，5，5’-四苯基双咪唑、2，2’-双(o-溴苯基)4，4’，5，5’-四苯基双咪唑、2，2’-双(o，p-二氯苯基)-4，4’，5，5’-四苯基双咪唑、2，2’-双(o-氯苯基)-4，4’，5，5’-四(m-甲氧基苯基)双咪唑、2，2’-双(o，o’-二氯苯基)-4，4’，5，5’-四苯基双咪唑、2，2’-双(o-硝基苯基)-4，4’，5，5’-四苯基双咪唑、2，2’-双(o-甲基苯基)-4，4’，5，5’-四苯基双咪唑以及2，2’-双(o-三氟苯基)-4，4’，5，5’-四苯基双咪唑等。
作为有机硼酸盐化合物的例子，可以列举日本专利特开昭62-143044号公报、日本专利特开昭62-150242号公报、日本专利特开平9-188685号公报、日本专利特开平9-188686号公报、日本专利特开平9-188710号公报、日本专利特开2000-131837号公报、日本专利特开2002-107916号公报、专利第2764769号公报、日本专利特开2002-116539号公报等各公报以及Kunz，Martin“Rad Tech’98.Proceeding April 19-22，1998，Chicago”等中记载的有机硼酸盐、日本专利特开平6-157623号公报、日本专利特开平6-175564号公报以及日本专利特开平6-175561号公报中记载的有机硼锍络合物或有机硼氧锍(boron oxosulfonium)络合物、日本专利特开平6-175554号公报以及日本专利特开平6-175553号公报中记载的有机硼碘鎓(boron iodonium)络合物、日本专利特开平9-188710号公报中记载的有机硼鏻(boron phosphonium)络合物、以及日本专利特开平6-348011号公报、日本专利特开平7-128785号公报、日本专利特开平7-140589号公报、日本专利特开平7-306527号公报和日本专利特开平7-292014号公报等中记载的有机硼过渡金属配位络合物等。
作为二磺酸化合物的例子，可以列举日本专利特开昭61-166544号公报和日本专利特开2002-328465号说明书等中记载的化合物等。
作为肟酯(oxime ester)化合物的例子，可以列举在J.C.S.PerkinII(1979)1653-1660、J.C.S.Perkin II(1979)156-162、Journal ofPhotopolymer Science and Technology(1995)202-232以及日本专利特开2000-66385号公报中记载的化合物、以及在日本专利特开2000-80068号公报和日本专利特表2004-534797号公报中记载的化合物等。作为具体例子，优选汽巴精化公司制的IRGACURE OXE-01以及OXE-02等。
作为鎓盐化合物的例子，可以列举在S.I.Schlesinger，Photogr.Sci.Eng.，18，387(1974)以及T.S.Bal et al，Polymer，21，423(1980)中记载的重氮盐(diazonium)、美国专利第4069055号说明书以及日本专利特开平4-365049号公报等中记载的铵盐、美国专利第4069055号说明书和美国专利第4069056号说明书等各说明书中记载的鏻盐、欧洲专利第104143号说明书、日本专利特开平2-150848号公报以及日本专利特开平2-296514号公报的各公报中记载的碘鎓盐等。
本发明能优选使用的碘鎓盐是二芳基碘鎓盐，从稳定性的观点出发，优选被2个以上烷基、烷氧基或芳氧(aryloxy)基等给电子基取代。
作为本发明能优选使用的锍盐的例子，可以列举在欧洲专利第370693号说明书、欧洲专利第390214号说明书、欧洲专利第233567号说明书、欧洲专利第297443号说明书、欧洲专利第297442号说明书、美国专利第4933377号说明书、美国专利第4760013号说明书、美国专利第4734444号说明书、美国专利第2833827号说明书、德国专利第2904626号说明书、德国专利第3604580号说明书、德国专利第3604581号说明书的各说明书中记载的锍盐。从稳定性和灵敏度的观点出发，该锍盐优选被吸电子基取代。吸电子基的哈密特值优选大于0。作为优选的吸电子基的例子，可以列举卤原子和羧酸等。
作为其他优选的锍盐的例子，可以列举三芳基锍盐的一个取代基具有香豆素结构或蒽醌结构且具有300nm以上吸收的锍盐。作为另一优选锍盐的例子，还可以列举三芳基锍盐具有芳氧(aryloxy)基或芳硫基作为取代基且具有300nm以上吸收的锍盐。
作为鎓盐化合物的例子，可以列举在J.V.Crivello et al，Macromolecules，10(6)，1307(1977)以及J.V.Crivello et al，J.Polymer Sci.，Polymer Chem.Ed.，17，1047(1979)中记载的硒鎓(selenonium)盐以及在C.S.Wen et al，Teh，Proc.Conf.Rad.Curing ASIA，p478 Tokyo，Oct(1988)中记载的鉮(arsonium)盐等鎓盐等。
作为酰基膦(氧化物)化合物的例子，可以列举汽巴精化公司制的IRUGACURE819、DAROCURE 4265、DAROCURE TPO等。
作为(D)光聚合引发剂的例子，从曝光灵敏度的观点出发，可以列举三卤代甲基三嗪化合物、苄基二甲基缩酮化合物、α-羟基酮化合物、α-氨基酮化合物、酰基膦类化合物、氧化膦化合物、茂金属化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚物(triarylimidazole dimer)、鎓盐化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物及其衍生物、环戊二烯-苯-铁络合物及其盐、卤代甲基噁二唑化合物以及3-芳基取代香豆素化合物。
更优选三卤代甲基三嗪化合物、α-氨基酮化合物、酰基膦化合物、氧化膦化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚物、鎓盐化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物，最优选选自三卤代甲基三嗪化合物、α-氨基酮化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚物、二苯甲酮化合物中的至少1种化合物。
(D)光聚合引发剂的含量相对于感光性着色组合物层中的总固体成分优选为0.1质量％～20质量％，进一步优选为0.5质量％～15质量％，特别优选为1质量％～10质量％。在该范围内，可以得到良好的灵敏度和图案形成性。
(E)溶剂
本发明使用的感光性着色组合物一般可以使用溶剂来制备。
作为溶剂的例子，可以列举酯类，例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷基酯类、乳酸甲酯、乳酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯以及乙氧基乙酸乙酯；3-羟基丙酸甲酯以及3-羟基丙酸乙酯等3-羟基丙酸烷基酯(例如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等)；2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯以及2-羟基丙酸丙酯等2-羟基丙酸烷基酯类(例如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-氧基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)；丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯以及1，3-丁二醇二乙酸酯等；
醚类，例如二甘醇二甲基醚、四氢呋喃(tetrahydrofuran)、乙二醇一甲基醚、乙二醇一乙基醚、甲基溶纤剂乙酸酯(methyl cellosolve acetate)、乙基溶纤剂乙酸酯、二甘醇一甲基醚、二甘醇一乙基醚、二甘醇一丁基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、二甘醇二乙基醚、二甘醇一乙基醚乙酸酯、二甘醇一丁基醚、二甘醇一丁基醚乙酸酯、丙二醇正丙基醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇正丁基醚乙酸酯、丙二醇苯基醚、丙二醇苯基醚乙酸酯、二丙二醇一甲基醚乙酸酯、二丙二醇正丙基醚乙酸酯、二丙二醇正丁基醚乙酸酯、三丙二醇一正丁基醚以及三丙二醇甲基醚乙酸酯等；
酮类，例如丙酮、甲乙酮、环己酮(cyclohexanone)、2-庚酮以及3-庚酮等；
醇类，例如乙醇、异丙醇、丙二醇甲基醚、丙二醇一正丙基醚以及丙二醇一正丁基醚；以及
芳香族烃类，例如甲苯和二甲苯等。
其中，优选3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乳酸乙酯、二甘醇二甲基醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、环己酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯以及丙二醇乙基醚乙酸酯等。
溶剂可以单独使用，也可以2种以上组合使用。
其他添加物
另外，在本发明使用的感光性着色组合物中，除上述成分外，还可以根据目的使用各种公知的添加剂。
以下，对这样的添加剂进行说明。
分散剂
本发明的感光性着色组合物优选含有高分子分散剂。该高分子分散剂是重均分子量在3000～100000范围内的树脂。此外，优选酸值为20～300mg/g。以下有时将这种特定的高分子分散剂简称为“分散树脂”。
本发明的分散树脂是作为在上述(A-1)着色剂中列举的颜料的分散剂或后述的黑矩阵形成用感光性黑色组合物中的作为遮光剂(黑矩阵形成用颜料)的分散剂而起作用的化合物。
分散树脂由于必须具有特定的酸值，因而优选为具有酸性基的高分子化合物。
作为该高分子化合物的高分子骨架，优选选自乙烯基单体的聚合物、乙烯基单体的共聚物、酯聚合物、醚聚合物、氨基甲酸乙酯聚合物、酰胺聚合物、环氧聚合物及有机硅(silicone)聚合物以及它们的改性物或共聚物[例如包含聚醚/聚氨酯共聚物、聚醚/乙烯基单体聚合物的共聚物等(无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物中的任一种)]中的至少1种。进一步优选选自乙烯基单体的聚合物、乙烯基单体的共聚物、酯聚合物、醚聚合物、氨基甲酸乙酯聚合物以及它们的改性物或共聚物中的至少1种，特别优选乙烯基单体的聚合物和乙烯基单体的共聚物。
作为在上述高分子骨架中导入酸性基的方法，可以列举例如在上述高分子骨架聚合时使含有酸性基的单体共聚的方法、或在上述高分子骨架聚合后通过高分子反应导入的方法。
作为含有酸性基的单体的例子，可以列举(甲基)丙烯酸、丁烯酸(crotonic acid)、衣康酸(itaconic acid)、马来酸(maleic acid)、富马酸(phmalic acid)、肉桂酸(cinnamic acid)、丙烯酸二聚体(acrylic aciddimer)、乙烯基苯甲酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、磷酸一(甲基)丙烯酰基乙酯或甲基丙烯酸-2-羟乙酯等含醇性羟基的单体以及通过使马来酸酐或富马酸酐等环状酸酐等反应而得到的单体等。
此外，具有酸性基的高分子化合物还可以含有乙烯基单体成分作为共聚成分。
作为上述乙烯基单体的例子，没有特殊限制，可以列举(甲基)丙烯酸酯类、丁烯酸酯类、乙烯基酯类、马来酸二酯类、富马酸二酯类、衣康酸二酯类、(甲基)丙烯酰胺类、乙烯基醚类、乙烯基醇的酯类、苯乙烯类以及(甲基)丙烯腈等。
作为上述“酸性基”的优选例子，可以列举羧酸基、磺酸基、一硫酸酯基、磷酸基、一磷酸酯基以及硼酸基，进一步优选羧酸基、磺酸基、一硫酸酯基、磷酸基以及一磷酸酯基，特别优选羧酸基、磺酸基以及磷酸基。
为了提高分散性，本发明的感光性着色组合物还优选含有具有碱性氮原子(basic nitrogen atom)的基团。作为上述具有碱性氮原子的基团的例子，可以优选列举氨基(-NH2)、取代亚氨基(-NHR8或-N R9R10；其中，R8、R9和R10分别独立地表示碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为6以上的芳基或碳原子数为7以上的芳烷基)、下述化学式(a1)表示的胍基(guanidyl)或下述化学式(a2)表示的脒基(amidinyl)等。
Figure G2009100027840D00331
上述化学式(a1)中，R11和R12分别独立地表示碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为6以上的芳基或碳原子数为7以上的芳烷基。
上述化学式(a2)中，R13和R14分别独立地表示碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为6以上的芳基或碳原子数为7以上的芳烷基。
其中，氨基(-NH2)、取代亚氨基(-NHR8或-N R9R10；其中，R8、R9和R10分别独立地表示碳原子数为1～10的烷基、苯基或苄基)、上述化学式(a1)表示的胍基[化学式(a1)中，R11和R12分别独立地表示碳原子数为1～10的烷基、苯基或苄基]、上述化学式(a2)表示的脒基[化学式(a2)中，R13和R14分别独立地表示碳原子数为1～10的烷基、苯基或苄基]等还含有由1～200个氢原子以及0～20个硫原子形成的基团，它们可以是未取代，也可以进一步具有取代基。
其他的分散剂
本发明使用的感光性着色组合物还可以将上述分散树脂和目前公知的分散剂(颜料分散剂)合用。
作为公知的分散剂(颜料分散剂)的例子，可以列举高分子分散剂(例如聚酰胺胺及其盐、高分子量不饱和酸酯、改性聚氨酯、改性聚酯、改性聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸类共聚物)、聚环氧乙烷烷基磷酸酯、聚环氧乙烷烷基胺、烷醇胺以及颜料衍生物等。
高分子分散剂从其结构上可以进一步分为直链状高分子、末端改性型高分子、接枝型高分子(graft polymer)以及嵌段型高分子(block polymer)。
高分子分散剂吸附于颜料的表面，起防止再凝集的作用。因此，作为优选的结构，可以列举具有针对颜料表面的锚定(anchor)部位的末端改性型高分子、接枝型高分子或嵌段型高分子。另一方面，颜料衍生物具有通过对颜料表面进行改性来促进高分子分散剂吸附的效果。
作为本发明能使用的公知的分散剂(颜料分散剂)的具体例子，可以列举BYK Chemie公司制的Disperbyk-107(羧酸酯)、130(聚酰胺)、161、162、163、164、165、166、170(高分子共聚物)、EFKA公司制的EFKA4047、4050、4010、4165(聚氨酯类)、EFKA4330、4340(嵌段共聚物)、4400、4402(改性聚丙烯酸酯)、5010(聚酯酰胺)、6220(脂肪酸聚酯)、6745(酞菁衍生物)、6750(偶氮颜料衍生物)、味之素精细化学公司(Ajinomoto Fine-Techno Co.，Inc.)制的AJISPER PB821、PB822、共荣社化学公司(Kyoeisha Chemical Co.，Ltd.)制的FLOWLEN TG-710(氨基甲酸乙酯低聚物)、POLYFLOW No.50E、No.300(丙烯酸类共聚物)、楠本化成公司(Kusumoto Chemicals Ltd.)制的DISPARLON #7004(聚醚酯)、DA-703-50、DA-705、DA-725、花王公司(KAO Corporation)制的EMULGEN920、930、935、985(聚环氧化烯壬基苯基醚)、ACETAMIN 86(十八烷胺乙酸酯)、路博润公司(The Lubrizol Corporation)制的SOLSPERSE 5000(酞菁衍生物)、22000(偶氮颜料衍生物)、13240(聚酯胺)、3000、17000、27000(末端部具有功能部的高分子)、24000、28000、32000、38500(接枝型高分子)、日光化学公司(Nikko Chemicals Co.，Ltd.)制的NIKKOLT106(聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯)、MYS-IEX(聚氧乙烯单硬脂酸酯)等。
上述公知的分散剂可以根据需要在相对于分散树脂为10质量％～100质量％即分散剂/分散树脂＝1/10～1/1(等量)的范围内使用。
表面活性剂
若颜料浓度增大，则涂布液的触变性(thixotropy)一般会变大，因此在基板上涂布或转印感光性着色组合物而形成感光性着色组合物层(着色层涂膜)后的膜厚易产生不均。特别是通过狭缝涂布法形成感光性着色组合物层(着色层涂膜)时，感光性着色组合物层形成用涂布液在干燥前流平形成均一厚度的涂膜很重要。因此，上述感光性着色组合物优选含有合适的表面活性剂。作为上述表面活性剂的例子，可以列举日本专利特开2003-337424号公报、日本专利特开平11-133600号公报中公开的表面活性剂。
作为用于提高涂布性的表面活性剂的例子，可以列举非离子型(nonionic)表面活性剂、氟类表面活性剂、有机硅类(silicone)表面活性剂等。
作为非离子型表面活性剂的例子，可以列举聚氧乙烯二醇类、聚氧丙烯二醇类、聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基芳基醚类、聚氧乙烯烷基酯类、聚氧丙烯烷基醚类、聚氧丙烯烷基芳基醚类、聚氧丙烯烷基酯类、失水山梨醇烷基酯类以及一甘油烷基酯类等。
作为非离子型表面活性剂的具体例子，可以列举聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇等聚氧化烯二醇类；聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧丙烯十八烷基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧化烯烷基醚类；聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯聚苯乙烯化醚、聚氧乙烯三苄基苯基醚、聚氧乙烯-丙烯聚苯乙烯化醚、聚氧乙烯壬基苯基醚等聚氧乙烯芳基醚類；聚氧乙烯二月桂酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯等聚氧化烯二烷基酯；失水山梨醇脂肪酸酯；以及聚氧化烯山梨糖醇酐脂肪酸酯类等。
作为它们的更具体的例子，可以列举艾德科PLURONIC系列、艾德科NOL系列、TETRONIC系列(以上为艾德科株式会社制)、EMULGEN系列、RHEODOL系列(以上为花王株式会社制)、ELEMINOL系列、NONIPOL系列、OCTAPOL系列、DODECAPOL系列、NEWPOL系列(以上为三洋化成株式会社制)、PIONIN系列(竹本油脂株式会社制)、NISSANNONION系列(日本油脂株式会社制)等。可以适当使用它们的市售品。优选的HLB(Hydrophile-Lipophile Balance：亲水亲油平衡值)值为8～20，更优选为10～17。
作为氟类表面活性剂的例子，可以列举在末端、主链和侧链中的至少任一部位具有氟代烷基或氟代亚烷基的化合物。
作为具体的市售品的例子，可以列举MEGAFAC F142D、MEGAFACF172、MEGAFAC F173、MEGAFAC F176、MEGAFAC F177、MEGAFACF183、MEGAFAC 780、MEGAFAC 781、MEGAFAC R30、MEGAFAC R08(大日本油墨株式会社(Dic corporation)制)、FLUORAD FC-135、FLUORAD FC-170C、FLUORAD FC-430、FLUORAD FC-431(住友3M株式会社制)、SURFLON S-112、SURFLON S-113、SURFLON S-131、SURFLON S-141、SURFLON S-145、SURFLON S-382、SURFLON SC-101、SURFLON SC-102、SURFLON SC-103、SURFLON SC-104、SURFLONSC-105、SURFLON SC-106(旭硝子株式会社制)、EFTOP EF351、EFTOP352、EFTOP 801、EFTOP 802(JEMCO株式会社制)等。
作为有机硅类表面活性剂的例子，可以列举Toray Silicone DC3PA、Toray Silicone DC7PA、Toray Silicone SH11PA、Toray Silicone SH21PA、Toray Silicone SH28PA、Toray Silicone SH29PA、Toray Silicone SH30PA、Toray Silicone SH-190、Toray Silicone SH-193、Toray Silicone SZ-6032、ToraySilicone SF-8428、Toray Silicone DC-57、Toray Silicone DC-190(以上为东丽·道康宁·有机硅株式会社(Dow Corning Toray Silicone Co.，Ltd.)制)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452(以上为Momentive Performance Materials Japan制)等。
这些表面活性剂的量相对于用于形成感光性着色组合物层的涂布液100质量份优选为5质量份以下，进一步优选为2质量份以下。当表面活性剂的量超过5质量份时，涂布干燥时易使表面粗糙，平滑性容易下降。
为了促进未固化部的碱溶解性以进一步提高光固性组合物的显影性，可以添加有机羧酸、优选重均分子量为1000以下的低分子量有机羧酸。作为该有机羧酸的具体例子，可以列举甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、特戊酸、己酸、二乙基乙酸、庚酸(enanthic acid)、辛酸等脂肪族一元羧酸；草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸(pimelic acid)、辛二酸(suberic acid)、壬二酸(azelaic acid)、癸二酸(sebacic acid)、巴西基酸(brasylicacid)、甲基丙二酸(methylmalonic acid)、乙基丙二酸、二甲基丙二酸、甲基琥珀酸、四甲基琥珀酸、柠康酸(citraconic acid)等脂肪族二元羧酸；丙三酸(tricarballylic acid)、乌头酸(aconitic acid)、樟脑三酸(camphoronic acid)等脂肪族三元羧酸；苯甲酸、甲苯酸(toluic acid)、枯酸(cuminic acid)、2，3-二甲基苯甲酸(hemellitic acid)、均三甲苯酸(mesitylene acid)等芳香族一元羧酸；邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三甲酸(trimellitic acid)、均苯三甲酸(trimesic acid)、偏苯四甲酸(mellophanic acid)、均苯四甲酸(pyromellitic acid)等芳香族多元羧酸；苯基乙酸、苯氧基乙酸、甲氧基苯氧基乙酸、氢化阿托酸(hydratropic acid)、氢化肉桂酸(hydrocinnamic acid)、扁桃酸(mandelic acid)、苯基琥珀酸、阿托酸(atropic acid)、肉桂酸、肉桂酸甲酯、肉桂酸苄酯、亚肉桂基乙酸(cinnamylidene acetate)、香豆酸(cumaricacid)、伞形酸(umbellic acid)等其他羧酸。
烷氧基硅烷(alkoxysilane)化合物
从提高与基板的密合性等观点出发，本发明使用的感光性着色组合物还可以含有烷氧基硅烷化合物、具体为硅烷偶联剂。
硅烷偶联剂优选具有烷氧基甲硅烷基作为能与无机材料化学结合的水解性基团，作为更优选的硅烷偶联剂的例子，可以列举能与有机树脂相互作用或成键而显示亲和性的、(甲基)丙烯酰基、苯基、巯基、环氧基硅烷，作为特别优选的例子，可以列举(甲基)丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷。
使用硅烷偶联剂时的添加量优选为在使用于本发明的感光性着色组合物层中的总固体成分中的0.2～5.0质量％的范围，进一步优选为0.5～3.0质量％。
共增感剂
本发明使用的感光性着色组合物还优选根据需要含有共增感剂。本发明的共增感剂具有进一步提高增感色素和/或引发剂对活性放射线的灵敏度或抑制氧对聚合性化合物的聚合抑制等作用。
作为该共增感剂的例子，可以列举胺类例如M.R.Sander等著《Journalof Polymer Society》第10卷3173页(1972)、日本专利特公昭44-20189号公报、日本专利特开昭51-82102号公报、日本专利特开昭52-134692号公报、日本专利特开昭59-138205号公报、日本专利特开昭60-84305号公报、日本专利特开昭62-18537号公报、日本专利特开昭64-33104号公报、Research Disclosure 33825号记载的化合物等，作为具体例子，可以列举三乙醇胺、对二甲基氨基苯甲酸乙酯、对甲酰基二甲基苯胺、对甲基硫代二甲基苯胺等。
作为共增感剂的其他例子，可以列举硫醇和硫醚类，例如日本专利特开昭53-702号公报、日本专利特公昭55-500806号公报、日本专利特开平5-142772号公报记载的硫醇化合物、日本专利特开昭56-75643号公报的二硫醚化合物等。作为具体的例子，可以列举2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基-4(3H)-喹唑啉、β-巯基萘等。
作为共增感剂的其他例子，可以列举氨基酸化合物(例如N-苯基甘氨酸等)、日本专利特公昭48-42965号公报记载的有机金属化合物(例如乙酸三丁基锡(tributyl tin acetate)等)、日本专利特公昭55-34414号公报记载的供氢体、日本专利特开平6-308727号公报记载的硫化合物(例如三噻烷等)等。
从提高聚合成长速度和链转移平衡的固化速度的观点出发，这些共增感剂的含量优选为固化性组合物的总固体成分的质量的0.1～30质量％的范围，进一步优选为1～25质量％的范围，更优选为0.5～20质量5％的范围。
聚合抑制剂
在本发明中，在感光性着色组合物的制造中或保存中，为了阻止具有能聚合的烯属性不饱和双键的化合物的不必要的热聚合，优选在感光性着色组合物中添加少量热聚合抑制剂。
作为本发明能使用的热聚合抑制剂的例子，可以列举氢醌(hydroquinone)、对甲氧基苯酚、二叔丁基对甲酚、邻苯三酚(pyrogallol)、叔丁基儿茶酚(t-butyl catechol)、苯醌(benzoquinone)、4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N-亚硝基苯基羟胺亚铈盐等。
热聚合抑制剂的添加量优选为相对于感光性着色组合物层中的质量为约0.01质量％～约5质量％。另外，还可以根据需要添加二十二烷酸(behenic acid)或二十二烷酰胺等高级脂肪酸衍生物等以防止由氧引起的聚合抑制，在涂布后的干燥过程中偏聚于感光层的表面。高级脂肪酸衍生物的添加量优选为总组合物的约0.5质量％～约10质量％。
增塑剂
在本发明中，还可以添加无机填充剂或增塑剂以改善感光性着色组合物层的物性或添加能提高感光层表面的油墨着壁性的感脂化剂等。
作为增塑剂的例子，可以列举邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二(十二烷基)酯、三甘醇二辛酸酯、二甲基二醇邻苯二甲酸酯、磷酸三甲酚酯(tricresyl phosphate)、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、三乙酸甘油酯等。在使用粘合剂的情况下，可以添加相对于具有烯属性不饱和双键的化合物和粘合剂的总质量为10质量％以下的增塑剂。
通过使用上述成分，本发明的感光性着色组合物以高灵敏度固化且保存稳定性也很好。另外，还显示对基板的高密合性。因此，含有上述各种成分的感光性着色组合物可以优选用于滤色器。
感光性黑色组合物
本发明使用的感光性黑色组合物优选含有(A-2)遮光剂、(B)粘合剂聚合物、(C-2)聚合性化合物、(D)光聚合引发剂以及(E)溶剂，还可以根据需要含有分散剂或表面活性剂等其他添加剂。
(A-2)遮光剂
作为(A-2)遮光剂的例子，除上述(A-1)着色剂外，还可以列举炭黑(carbon black)、钛黑(titanium black)、金属微粒、金属氧化物、硫化物的微粒等。其中，特别优选遮光性和成本的平衡良好的炭黑。
它们可以根据需要单独使用或多种组合使用。例如，可炭黑单独使用，或与有机颜料混合，或将炭黑与有机颜料合用等。
作为遮光用材料，一直以来将至少2种以上作为黑色着色剂的屏蔽可见光区域的颜料合用。作为这些颜料的例子，可以列举日本专利特开2005-17716号公报[0038]～[0040]、日本专利特开2005-17521号公报[0080]～[0088]中记载的颜料，关于使用这些颜料形成遮光层的方法，公开在日本专利特开平7-271020等中。
为了进一步增强遮光效果，在日本专利特开2000-147240、日本专利特开2000-143985、日本专利特开2005-338328、日本专利特开2006-154849等中开发了炭黑、钛黑或石墨等作为理想的遮光材料。在本发明中，从遮光性和成本的观点出发，炭黑是遮光材料的优选例子。
作为炭黑的例子，优选颜料黑(Pigment Black)7(炭黑)。作为炭黑，可以列举例如三菱化学公司(Mitsubishi Chemical Corporation)制的炭黑(Carbon Black)#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#980、#970、#960、#950、#900、#850、MCF88、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA220、IL30B、IL31B、IL7B、IL11B、IL52B、#4000、#4010、#55、#52、#50、#47、#45、#44、#40、#33、#32、#30、#20、#10、#5、CF9、#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、DIABLACK A、DIABLACK N220M、DIABLACK N234、DIABLACK I、DIABLACK LI、DIABLACK II、DIABLACK N339、DIABLACK SH、DIABLACK SHA、DIABLACK LH、DIABLACK H、DIABLACK HA、DIABLACK SF、DIABLACK N550M、DIABLACK E、DIABLACK G、DIABLACK R、DIABLACK N760M、DIABLACK LP；Evonik Degussa Japan制的炭黑Color Black FW200、Color Black FW2、Color Black FW1、Color Black FW18、Color BlackS170、Color Black S160、Special Black6、Special Black5、Special Black4、Special Black4A、Printex U、Printex V、Printex 140U、Printex 140V、Printex35；Cabot Corporation制的炭黑REGAL 400、REGAL 400R、REGALXC72、VULCAN XC72R、MOGUL L、MONARCH 1400、MONARCH 1000、BLACK PEARL S1400；Asahi Carbon Co.，Ltd.制的炭黑SUNBLACK900、SUNBLACK910、SUNBLACK930、SUNBLACK960、SUNBLACK970等。为了增大电阻，作为优选的例子还可以列举将这些炭黑用高分子化合物覆盖后的物质。这些炭黑的优选单粒子的大小为10nm～100nm，进一步优选为10nm～50nm。
(C-2)聚合性化合物
作为黑矩阵形成用感光性黑色组合物中的(C-2)聚合性化合物，也可以优选列举在上述感光性着色组合物中使用的(C-1)聚合性化合物，特别优选下述化合物。
作为感光性黑色组合物中的聚合性化合物，优选具有2个以上烯属性性不饱和双键并在光的照射下加聚的单体或低聚物。作为这样的单体和低聚物的例子，可以列举分子中具有至少1个加聚性烯属不饱和基团且常压下的沸点为100℃以上的化合物。作为其具体例子，可以列举聚乙二醇一(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇一(甲基)丙烯酸酯及苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等单官能丙烯酸酯和单官能甲基丙烯酸酯；聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三(丙烯酰氧基乙基)异氰酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯；以及三羟甲基丙烷或甘油等多官能醇与环氧乙烷或环氧丙烷加成后(甲基)丙烯酸酯化得到的物质等多官能丙烯酸酯或多官能甲基丙烯酸酯。
作为优选的例子，还可以列举酸性多官能光固性化合物。作为酸性多官能光固性化合物的例子，可以列举(1)通过用二元酸酐将具有羟基和3个以上光固性官能团的单体或低聚物改性而导入羧基而得到的化合物、(2)通过使具有羟基和3个以上光固性官能团的单体或低聚物与具有缩水甘油基或异氰酸酯基和COOH基的化合物等加成来导入羧基而得到的化合物、或(3)通过用浓硫酸或发烟硫酸将具有3个以上光固性官能团的芳香族化合物改性来导入磺酸基而得到的化合物等。另外，还可以将含有酸性多官能光固性化合物单体作为重复单元的低聚物作为酸性多官能光固性化合物使用。
作为酸性多官能光固性化合物的优选例子，可以列举下述通式(i)或通式(ii)表示的化合物。另外，在通式(i)和通式(ii)中，当T或G为氧化烯基时，碳原子侧的末端与R、X或W结合。
Figure G2009100027840D00421
通式(i)中，R表示(甲基)丙烯酰氧基，X表示-COOH基或-OPO3H2基。T表示氧化烯基，这里，亚烷基的碳原子数为1～4。n为0～20。
通式(ii)中，W与通式(i)中的R或X同义，6个W中有3个以上的W与R同义。G与通式(i)中的T同义。Z表示-O-或-OC＝ONH(CH2)qNHCOO-。p为0～20，q为1～8。一分子内多个存在的R、T、G、W可以分别相同，也可以不同。
作为通式(i)和通式(ii)表示的酸性多官能光固性化合物的市售品的例子，可以列举东亚合成株式会社制的含羧基的3官能丙烯酸酯TO-756以及含羧基的5官能丙烯酸酯TO-1382等。
作为更具体的例子，可以列举日本专利特公昭48-41708号公报、日本专利特公昭50-6034号公报以及日本专利特开昭51-37193号公报中记载的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯类；日本专利特开昭48-64183号公报、日本专利特公昭49-43191号公报以及日本专利特公昭52-30490号公报中记载的聚酯丙烯酸酯类；作为环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应产物的环氧丙烯酸酯类等多官能丙烯酸酯和多官能甲基丙烯酸酯。其中，优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、上述含羧基的5官能丙烯酸酯等。此外，优选的例子还有日本专利特开平11-133600号公报中记载的“聚合性化合物B”。
黑矩阵形成用感光性黑色组合物中的(C-2)聚合性化合物的含量优选为感光性黑色组合物层的总固体成分中的5质量％～50质量％，进一步优选为7质量％～40质量％，更优选为10质量％～35质量％。
感光性黑色组合物中使用的(B)粘合剂聚合物、(D)聚合引发剂、(E)溶剂、其他添加剂等与上述着色图案形成用的感光性着色组合物中的相同，优选的含量也相同。
滤色器
本发明的滤色器是用本发明的滤色器制造方法制造的滤色器，具有黑矩阵与着色图案相重叠的重叠部，上述重叠部的黑矩阵宽度方向的长度为2.0μm～9.0μm。
使用上述感光性着色组合物和感光性黑色组合物并用本发明的滤色器制造方法制造的本发明的滤色器，其角的高度被抑制得较低，且重叠部的长度适宜，能进行高品质显示。优选上述重叠部的长度为2.0μm～9.0μm，上述角的高度为0.50μm以下。
液晶显示装置
本发明的液晶显示装置是具备本发明滤色器的液晶显示装置。因此，能显示高品质的图像。
隔离件可以优选采用利用涂布的制作方法或利用转印的制作方法。从工序简单的观点出发，优选利用涂布的制作方法。从隔离件高度的均一性好的观点出发，优选利用转印的制作方法。关于利用转印的制作方法，特别优选日本专利特开2008-146018号中记载的方法。
关于显示装置的定义和各显示装置的说明，例如在“电子显示器(佐佐木昭夫著、株式会社工业调查会1990年发行)”“显示器(伊吹顺章著、产业图书株式会社、1989年发行)”等中有记载。另外，关于液晶显示装置，例如在“次世代液晶显示技术(内田龙男编辑、株式会社工业调查会1994年发行)”中有记载。对于能使用本发明的液晶显示装置没有特殊限制，例如可以适用于上述“次世代液晶显示技术”中记载的各种方式的液晶显示装置。
其中，本发明对于彩色TFT(Thin Film Transistor)方式的液晶显示装置特别有效。关于彩色TFT方式的液晶显示装置，例如在“彩色TFT液晶显示器(共立出版株式会社1996年发行)”中有记载。此外，本发明还可以适用于IPS(In-Plane Switching)等的横向电场驱动方式、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)等的像素分割方式等视角扩大的液晶显示装置、STN(Super-twisted Nematic)、TN(Twisted Nematic)、VA(VerticalAlignment)、OCS(On Chip Spacer)、FFS(Fringe Field Switching)以及R-OCR(Reflective Optically Compensated Bend)等。这些方式例如在“EL(Electro-Luminescence)、PDP(Plasma Display Panel)、LCD(Liquid CrystalDisplay)显示器-技术与市场的最新动向-(东丽研究中心(Toray ResearchCenter Inc.)调查研究部门2001年发行)”的第43页中有记载。
液晶显示装置除滤色器以外还由电极基板、偏振膜、相位差膜、背光源(backlight)、隔离件(spacer)、视角保障膜等各种部件构成。本发明的带遮光膜的基板可以应用于用这些公知的部件构成的液晶显示装置。
关于这些部件，例如在“94液晶显示器周边材料·化学的市场(岛健太郎、株式会社CMC(CMC Publishing Co.，Ltd.)1994年发行)”、“2003液晶相关市场的现状与未来展望(下卷)(表良吉、株式会社富士总研(Fuji Chimera Research Institute Inc.)2003年发行)”中有记载。
关于背光源，在SID meeting Digest 1380(2005)(A.Konno et.al)、显示器月刊2005年12月号的18～24页(岛康裕)、同25～30页(八木 隆明)等中有记载。
本发明的滤色器与目前公知的冷阴极管的三波长管组合时，能实现高对比度(contrast)。此外，使用红、绿和蓝的LED光源(RGB-LED)作为背光源，能提供亮度高且色纯度高的色重现性好的液晶显示装置。
另一方面，液晶显示装置所要求的性能是图像响应速度的提高。为了提高响应速度，对液晶的取向速度进行改良。另一方面，从单元(cell)的结构方面考虑，为降低成本也需要减少液晶层的厚度。减少液晶层厚度所需的另一技术是减少在着色像素与黑矩阵的边界部分的液晶取向紊乱。因此，力求减少在着色像素与黑矩阵的边界部分的凸起(角)。
在用本发明的滤色器制造方法制造的滤色器中，在黑矩阵形成用感光性黑色组合物层设有-2.0μm～5.0μm的底切，着色图案(着色像素)形成用感光性着色组合物层与黑矩阵的重叠部的长度为2.0μm～9.0μm，能减小角。
如上所述，本发明的滤色器由于角小，因而能减少上述重叠部的液晶取向的紊乱，图像显示时的视觉辨认性也提高。在本发明的液晶显示装置由于使用本发明的滤色器，能使各着色像素与黑矩阵的重叠部平坦，若平坦性良好，则液晶层变薄，在敷设透明电极ITO前，无需研磨或赋予平坦化层，有助于工序的合理化以及成本下降和批量生产。
[实施例]
下面，列举实施例来更具体地说明本发明。下述实施例所示的材料、试剂、比例、仪器、操作等只要不脱离本发明的范围均可作适当变更。因此，本发明的范围不限于下述具体例子。另外，以下的实施例中，在无特殊说明的前提下，“％”和“份”表示“质量％”和“质量份”，分子量表示重均分子量。“wt％”表示“质量％”。
实施例1
1.感光性黑色组合物的制备
炭黑分散液(K-1)的制备
按下述处方来制备炭黑分散液(K-1)。
·炭黑(Degussa公司制的COLOR BLACK FW2)
                                                ...26.7份
·分散剂(楠本化成制DISPARLON DA7500(酸值26；胺值40))
                                                ...3.3份
·甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(＝72/28[摩尔比]共聚物、分子量30000、丙二醇一甲基醚乙酸酯的50％溶液)              10份
·丙二醇一甲基醚乙酸酯                          ...60份
将上述各成分在3000rpm的条件下使用匀质机(homogenizer)搅拌1小时。将得到的混合溶液在采用0.3mm锆珠(zirconium beads)的珠分散机(商品名：DESPERMAT、格茨曼公司(VMA-格茨曼GMBH)制)中实施8小时微分散处理，得到炭黑分散液(K-1)。
使用得到的炭黑分散液(K-1)，按下述表1的处方来制备感光性黑色组合物涂布液CK-1、CK-3和CK-4。表1中的数值表示质量比。
[表1]
Figure G2009100027840D00461
表1中的各成分的详细情况如下所述。
·树脂溶液C-2：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(＝85/15[摩尔比]共聚物、Mw10000、丙二醇一甲基醚乙酸酯的50wt％溶液)
·UV固化性树脂C-3：商品名CYCLOMER P ACA-250大赛璐化学工业株式会社制[侧链具有脂环基、COOH基和丙烯酰基的丙烯酸类共聚物、丙二醇一甲基醚乙酸酯溶液(固体成分：50％)]
·聚合性化合物C-5：商品名TO-1382(东亚合成株式会社制)
(以二季戊四醇五丙烯酸酯的末端OH基的一部分被COOH基取代的5官能的具有丙烯酰基的单体为主要成分)
·引发剂C-7：商品名“OXE-02”(汽巴精化公司制)
·表面活性剂C-8：商品名“MEGAFAC R30”(大日本油墨化学工业株式会社制)
·溶剂：PGMEA＝丙二醇一甲基醚乙酸酯
EEP＝3-乙氧基乙基丙酸酯
2.利用涂布形成黑矩阵
感光性黑色组合物层形成工序
使用狭缝涂布机(slit coater)(型号HC6000、平田机工株式会社(Hirata Corporation)制)、调节狭缝与玻璃基板之间的间距以及喷出量以使后烘烤后的膜厚为1.1μm并以涂布速度120mm/秒将得到的感光性黑色组合物CK-1涂布于洗涤后的玻璃基板(Corning Incorporated制的MILLENIUM、厚0.7mm)。
预烘烤工序和曝光工序
接着，使用加热板(hot plate)，在90℃下加热120秒(预烘烤处理)后，使用接近(proximity)方式曝光机(型号LE5565A、株式会社日立高科技公司(Hitachi High-Technologies Corporation)制)，在60mJ/cm2下曝光。
显影工序
然后，用水平运送型显影装置进行显影。即，采用氢氧化钾显影液CDK-1(富士胶片电子材料株式会社(FUJIFILM Electronic Materials Co.，Ltd.)制)的1.0％显影液(即，含有CDK-1 1质量份和纯水99质量份的稀释液；23℃)，设定喷淋压为0.10MPa，显影55秒，用纯水洗涤，得到显影后的黑矩阵。
这里，使用显微测长仪测定黑矩阵的线宽，结果为23.4μm。使用SEM(Scanning Electron Microscope：扫描电子显微镜)拍摄剖面照片，测定底切的长度，结果为1.0μm。
关于SEM摄影，在黑矩阵的格子的长边的中央附近，沿黑矩阵的宽度方向并与基板表面垂直地将黑矩阵与基板一起切割来进行。此外，将显影温度分别改为22℃和24℃(23℃±1℃)来进行显影，分别测定在这些显影条件下的线宽和底切的长度(底切量)。将各温度下的线宽之差作为Δ线宽，将各温度下的底切量之差作为Δ底切。
烘烤工序
接着，在220℃的洁净烘箱(clean oven)中进行40分钟后烘烤处理，形成着色像素形成的区域的开口为90μm×200μm、黑矩阵的厚度为1.2μm、黑矩阵的线宽约为25μm的格子状黑矩阵基板。
使用X-Rite 361T(V)(SAKATA INX ENG.Co.，Ltd.制)测定制得的黑矩阵的光学浓度(OD)，结果为4.1。
3.感光性着色组合物的制备
3-1.红色(R)用感光性着色组合物涂布液CR-1的制备
按下述处方来制备红色(R)用分散液(R-1)。
·颜料红254(SEM观察下的平均粒径为43nm)            ...11份
·颜料红177(SEM观察下的平均粒径为58nm)            ...4份
·下述分散树脂A-3                                 ...5份
·分散剂(商品名：Disperbyk-161、日本毕克化学公司制)
(丙二醇一甲基醚乙酸酯的30％溶液)                  ...3份
·碱可溶性树脂：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(＝75/25[摩尔比]共聚物、分子量30000、丙二醇一甲基醚乙酸酯溶液(固体成分：50％))                                                ...9份
·溶剂B：丙二醇一甲基醚乙酸酯                     ...68份
将上述各成分在3000rpm的条件下使用匀质机搅拌1小时。将得到的混合溶液在采用0.3mm锆珠的珠分散机(商品名：DESPERMAT、格茨曼公司制)中实施4小时微分散处理，得到红色(R)用分散液(R-1)。用SEM观察，结果平均粒径为36nm。
使用得到的红色(R)用分散液(R-1)，按下述处方来制备红色(R)用感光性着色组合物涂布液CR-1。
·红色(R)用分散液(R-1)                            ...100份
·环氧树脂(商品名EHPE3150大赛璐化学工业公司制)    ...2份聚合性化合物：DPHA日本化药(株式会社)制                                                    ...8份
·聚合引发剂：4-(邻溴对-N，N-二(乙氧基羰基甲基))氨基-苯基-2，6-二(三氯甲基)-s-三嗪                                   ...1份
·聚合引发剂：2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1                                                    ...1份
·聚合引发剂：二乙基噻吨酮                        ...0.5份
·聚合抑制剂：对甲氧基苯酚                        ...0.001份
·氟类表面活性剂(商品名：MEGAFAC R30大日本油墨化学工业公司制)
                                                        ...0.01份
·非离子型表面活性剂(商品名：TETRONIC R150艾德科公司制)
                                                        ...0.2份
·溶剂：丙二醇正丁基醚乙酸酯                            ...30份
·溶剂：丙二醇一甲基醚乙酸酯                            ...100份
将上述成分混合搅拌，得到红色(R)用感光性着色组合物涂布液CR-1。
3-2.绿色(G)用感光性着色组合物涂布液CG-1的制备
按下述处方来制备绿色(G)用分散液(G-1)。
·颜料绿36(SEM观察下的平均粒径为47nm)                    ...11份
·颜料黄150(SEM观察下的平均粒径为39nm)                   ...7份
·下述分散树脂A-3                                        ...5份
·分散剂(商品名：Disperbyk-161、日本毕克化学公司制30％溶液)
                                                         ...3份
·碱可溶性树脂：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(＝85/15[摩尔比]共聚物、分子量30000、丙二醇一甲基醚乙酸酯溶液(固体成分：50％))                                                       ...11份
·溶剂：丙二醇一甲基醚乙酸酯                             ...70份
将上述各成分在3000rpm的条件下使用匀质机搅拌1小时。将得到的混合溶液在采用0.3mm锆珠的珠分散机(商品名：DESPERMAT、格茨曼公司制)中实施8小时微分散处理，得到绿色(G)用分散液(G-1)。
使用得到的绿色(G)用分散液(G-1)，按下述处方来制备绿色(G)用感光性着色组合物涂布液CG-1。用SEM观察，结果平均粒径为32nm。
·绿色(G)用分散液(G-1)                                   ...100份
·环氧树脂：(商品名EHPE3150大赛璐化学工业公司制)         ...2份
聚合性化合物：DPHA日本化药(株式会社)制                                                           ...8份
·聚合性化合物：季戊四醇的四(乙氧基丙烯酸酯)             ...2份
·聚合引发剂：1，3-双三卤代甲基-5-苯并四氢呋喃三嗪                                                ...2份
·聚合引发剂：2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1                                                ...1份
·聚合引发剂：二乙基噻吨酮                    ...0.5份
·聚合抑制剂：对甲氧基苯酚                    ...0.001份
·氟类表面活性剂(商品名：MEGAFAC R08大日本油墨化学工业公司制)
                                              ...0.02份
·非离子型表面活性剂(商品名：EMALGNE A-60花王公司制)
                                              ...0.5份
·溶剂：丙二醇一甲基醚乙酸酯                  ...120份
·溶剂：丙二醇正丁基醚乙酸酯                  ...30份
将上述组成混合搅拌，得到绿色(G)用感光性着色组合物涂布液CG-1。
3-3.蓝色(B)用感光性着色组合物涂布液CB-1的制备
按下述处方来制备蓝色(B)用分散液(B-1)。
·颜料蓝15:6(SEM观察下的平均粒径为55nm)       ...14份
·颜料紫23(SEM观察下的平均粒径为61nm)         ...1份
·下述分散树脂A-3                             ...5份
·分散剂(商品名：Disperbyk-161、日本毕克化学公司制30％溶液)
                                              ...3份
·碱可溶性树脂：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(＝80/20[摩尔比]共聚物、分子量30000、丙二醇一甲基醚乙酸酯溶液(固体成分：50质量％))                                              ...4份
·溶剂：丙二醇一甲基醚乙酸酯                  ...73份
将上述各成分在3000rpm的条件下使用匀质机搅拌1小时。将得到的混合溶液在采用0.3mm锆珠的珠分散机(商品名：DESPERMAT、格茨曼公司制)中实施4小时微分散处理，得到蓝色(B)用分散液(B-1)。用SEM观察，结果平均粒径为39nm。
使用得到的蓝色(B)用分散液(B-1)，按下述处方来制备蓝色(B)用感光性着色组合物涂布液CB-1。
·蓝色(B)用分散液(B-1)                                 ...100份
·碱可溶性树脂：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(＝80/20[摩尔比]共聚物、分子量30000、丙二醇一甲基醚乙酸酯溶液(固体成分：50质量％))                                                        ...7份
·环氧树脂(商品名CELLOXIDE 2080大赛璐化学工业公司制)
                                                        ...2份
·UV固化性树脂：(商品名サイクロマ一P ACA-250大赛璐化学工业公司制)(侧链具有脂环基、COOH基和丙烯酰基的丙烯酸类共聚物、丙二醇一甲基醚乙酸酯溶液(固体成分：50质量％))
                                                        ...4份
聚合性化合物：DPHA日本化药(株式会社)制                                                          ...12份
·聚合引发剂：1-(9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰)-9H-咔唑-3-基)-1-(邻乙酰基肟)乙烷                                                   ...3份
·聚合抑制剂：对甲氧基苯酚                              ...0.001份
·氟类表面活性剂(商品名：MEGAFAC R08大日本油墨化学工业公司制)
                                                        ...0.02份
·非离子型表面活性剂(商品名：EMALGNE A-60花王公司制)    ...1.0份
·溶剂：3-乙氧基丙酸乙酯                                ...20份
·溶剂：丙二醇一甲基醚乙酸酯                            ...150份
将上述成分混合搅拌，得到蓝色(B)用感光性着色组合物涂布液CB-1。
4.分散树脂A-3的合成
4-1.链转移剂A3的合成
将二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)[DPMP；堺化学工业株式会社(SakaiChemical Industry Co.，Ltd.)制](下述化合物(33))7.83份以及具有吸附部位且具有碳-碳双键的下述化合物(m-6)4.55份溶解于丙二醇一甲基醚28.90份，在氮气流下加热至70℃。向其中加入2，2-偶氮双(2，4-二甲基戊腈)[V-65、和光纯药工业株式会社(Wake pure chemical Industries Ltd.)制]0.04份，加热3小时。然后，加入0.04份V-65，在氮气流下，于70℃反应3小时。冷却至室温，得到下示硫醇(mercaptan)化合物(连转移剂A3)的30％溶液。
Figure G2009100027840D00521
4-2.分散树脂A-3的合成
将上述得到的链转移剂A3的30％溶液4.99份、甲基丙烯酸甲酯19.0份、甲基丙烯酸1.0份以及丙二醇一甲基醚4.66份的混合溶液在氮气流下加热至90℃。一边搅拌该混合溶液，一边花2.5小时滴加2，2’-偶氮二异丁酸二甲酯[V-601、和光纯药工业株式会社制]0.139份、丙二醇一甲基醚5.36份以及丙二醇一甲基醚乙酸酯9.40份的混合溶液。滴加结束后，在90℃下反应2.5小时，然后加入2，2’-偶氮二异丁酸二甲酯0.046份和丙二醇一甲基醚乙酸酯4.00份的混合溶液，再反应2小时。向反应液加入丙二醇一甲基醚1.52份和丙二醇一甲基醚乙酸酯21.7份后，冷却至室温，得到特定分散树脂A-3(以聚苯乙烯换算的重均分子量为24000)的溶液(含有特定分散树脂30质量％、丙二醇一甲基醚21质量％、丙二醇一甲基醚乙酸酯49质量％)。
该特定分散树脂A-3的酸值为48mgKOH/g。分散树脂A-3的结构如下所示。
Figure G2009100027840D00522
滤色器的制作
感光性着色组合物层形成工序
将得到的红色(R)用感光性着色组合物涂布液CR-1涂布在上述黑矩阵基板的黑矩阵形成面侧。具体而言，与感光性黑色组合物层形成的情况相同，调节狭缝与黑矩阵基板之间的间距以及喷出量以使后烘烤后的感光性着色组合物层的层厚为约2.4μm并以涂布速度120mm/秒进行涂布。
着色层预烘烤工序和着色层曝光工序
接着，使用加热板，在100℃下加热120秒(预烘烤处理)后，使用接近方式曝光机(型号LE5565A、株式会社日立高科技公司制)，在60mJ/cm2下曝光。
对掩模图案和曝光机进行设定使曝光图案与黑矩阵的交叠(曝光重叠量)为4.5μm。
着色层显影工序和着色层烘烤工序
然后，采用氢氧化钾类显影液CDK-1(富士胶片电子材料株式会社制)的1.0％显影液(含有1质量份的CDK-1和99质量份的纯水的稀释液、25℃)，设定喷淋压为0.2MPa，显影45秒，用纯水洗涤。
接着，在220℃的洁净烘箱内后烘烤处理30分钟，形成经热处理的红色像素。
然后，除了将上述感光性着色组合物层形成工序、着色层预烘烤工序、着色层曝光工序、着色层显影工序以及着色层烘烤工序中的红色(R)用感光性着色组合物涂布液CR-1改为绿色(G)用感光性着色组合物涂布液CG-1外，其余均同样操作来形成绿色像素。然后，除了将红色(R)用感光性着色组合物涂布液CR-1改为蓝色(B)用感光性着色组合物涂布液CB-1外，其余均同样操作来形成蓝色像素，得到滤色器。
拍摄随机选择的10像素SEM剖面照片，测定感光性着色组合物层与黑矩阵的重叠部在黑矩阵宽度方向的长度，算术平均值为4.5μm。
关于上述SEM剖面照片，对在黑矩阵的长边的中央附近与长边方向成直角的剖面进行SEM摄影。
使用接触式表面粗糙度仪P-10(KLA Tencor Japan制)，测定随机选择的100个着色图案的“角”的高度，算术平均值为0.25μm。关于角的高度测定，如图5所示，在黑矩阵10的格子长边的中央附近，使触针12沿上述黑矩阵10的宽度方向(A方向)移动来进行。
关于各色着色图案与黑矩阵形成的角的高度，求出着色图案的表面中重叠部距离基板表面最远的部分与重叠部以外的平坦表面部分之间在基板法线方向上的距离。
液晶显示装置的制作
在上述得到的滤色器的R像素、G像素和B像素以及黑矩阵上进一步通过溅射(sputtering)形成ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)透明电极。另行准备玻璃基板作为对置基板，同样通过溅射来形成ITO透明电极。然后，在相当于上述ITO透明电极上的隔板的上方的部分设置柱状光感应隔离件(photospacer)，在其上进一步设置由聚酰亚胺形成的取向膜。
然后，在相当于包围滤色器的着色像素组周围而设置的黑矩阵外框的位置上，利用定量喷出方式涂布紫外线固化树脂的密封剂，滴加TN模式用液晶，与对置基板贴合。将贴合的基板进行UV照射后，热处理使密封剂固化。由此得到液晶单元。在该液晶单元的两面贴附SANRITZCorporation制偏振片HLC2-2518，然后配置在构成冷阴极管的背光源并成为设有上述偏振片的液晶单元的背面一侧，制作液晶显示装置。
液晶显示装置的画质评价
将液晶显示装置通电，肉眼观察各种显示图像，按下述评价基准进行评价。结果如表3所示。
评价基准
◎：无斑，显示非常鲜艳生动。
○：无斑，显示鲜艳生动。
△：无斑，显示不生动。
×：有斑，泛白，无法观赏。
实施例2～实施例9和比较例1～比较例4
除了将实施例1中的黑矩阵底切量以及着色图案形成工序中的重叠量用表2所示的值代替外，均与实施例1同样操作，制作滤色器。然后使用制作的滤色器，与实施例1同样操作来制作液晶显示装置。
[表2]
  底切量   重叠量
  实施例2   1.0μm   2.5μm
  实施例3   1.0μm   6.5μm
  实施例4   1.0μm   7.5μm
  实施例5   -2.0μm   4.5μm
  实施例6   -1.0μm   4.5μm
  实施例7   2.5μm   4.5μm
  实施例8   4.0μm   4.5μm
  实施例9   5.0μm   4.5μm
  比较例1   -3.0μm   4.5μm
  比较例2   6.0μm   4.5μm
  比较例3   1.0μm   1.0μm
  比较例4   1.0μm   10.0μm
对在上述实施例2～实施例9以及比较例1～比较例4中制作的各液晶显示装置，与实施例1同样地进行画质评价。结果如表3所示。
另外，在比较例3中，由于产生诸如在黑矩阵与像素之间产生局部间隙等漏白现象，因此为不适合后述评价和制作显示装置的滤色器。
表3中，底切量、重叠量、角的高度、Δ线宽以及Δ底切的单位均为“μm”。
由表3可知：实施例1～实施例9的滤色器的凸起高度和显示不均得到抑制，使用这些滤色器的液晶显示装置具有高品质的画质。
尤其是用本发明的制造方法制作的实施例1～实施例9的滤色器得到抑制显示不均这一预想不到的效果。

Claims (11)

1.一种滤色器的制造方法，其具有：
黑矩阵形成工序，包括：通过使用感光性黑色组合物在基板上形成感光性黑色组合物层、将所述感光性黑色组合物层曝光以及将曝光后的所述感光性黑色组合物层显影来形成具有底切的黑矩阵图案，然后将所形成的黑矩阵图案烘烤，其中，该底切的长度在黑矩阵宽度方向上为-2.0μm～5.0μm；
着色图案形成工序，包括：通过使用感光性着色组合物在烘烤后的形成有黑矩阵的所述基板上形成感光性着色组合物层、将所述感光性着色组合物层曝光、将曝光后的所述感光性着色组合物层显影以及将显影后的所述感光性着色组合物层烘烤来形成着色图案，其中，该烘烤后的该着色图案与所述黑矩阵相重叠的重叠部在黑矩阵宽度方向上的长度为2.0μm～9.0μm，
在所述基板上形成的所述感光性黑色组合物层的厚度为0.2μm～2.2μm，
所述感光性着色组合物层的层厚为1.8μm～2.8μm。
2.根据权利要求1所述的滤色器的制造方法，其中，在所述黑矩阵形成工序中的所述显影中，显影液的温度为20℃～30℃。
3.根据权利要求1所述的滤色器的制造方法，其中，所述黑矩阵形成工序中，在形成所述感光性黑色组合物层之后、所述曝光之前还包括预烘烤。
4.根据权利要求3所述的滤色器的制造方法，其中，所述预烘烤中的预烘烤温度为60℃～140℃。
5.根据权利要求3所述的滤色器的制造方法，其中，所述预烘烤中的预烘烤时间为30秒～300秒。
6.根据权利要求1所述的滤色器的制造方法，其中，在所述着色图案形成工序中的所述曝光中，隔着掩模图案进行曝光，曝光图案与黑矩阵的交叠部分在黑矩阵宽度方向上的长度为2.0μm～9.0μm。
7.根据权利要求6所述的滤色器的制造方法，其中，在所述着色图案形成工序中的所述显影中，显影温度为20℃～35℃，显影时间为20秒～120秒。
8.根据权利要求6所述的滤色器的制造方法，其中，所述重叠部分在黑矩阵宽度方向上的长度为2.0μm～8.0μm，所述显影温度为21℃～30℃，所述显影时间为25秒～80秒。
9.根据权利要求6所述的滤色器的制造方法，其中，所述重叠部分在黑矩阵宽度方向上的长度为2.0μm～7.0μm，所述显影温度为22℃～26℃，所述显影时间为35秒～75秒。
10.一种滤色器，其是用权利要求1～9中任一项所述的滤色器的制造方法制造的滤色器，具有黑矩阵与着色图案相重叠的重叠部，所述重叠部在黑矩阵宽度方向的长度为2.0μm～9.0μm，
在所述着色图案的表面，所述重叠部距离基板表面最远的部分与所述重叠部以外的部分之间在基板法线方向上的距离为0.50μm以下。
11.一种液晶显示装置，其具有权利要求10所述的滤色器。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102033429B (zh) * 2010-11-17 2012-08-08 绵阳艾萨斯电子材料有限公司 等离子显示屏电极用感光树脂
EP2725423B1 (en) * 2011-06-24 2021-09-01 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Negative-type photosensitive resin composition, pattern forming method, cured film, insulating film, and color filter
JP6080543B2 (ja) * 2012-12-26 2017-02-15 東京応化工業株式会社 ネガ型感光性樹脂組成物
CN104460104B (zh) * 2014-12-26 2017-07-21 深圳市华星光电技术有限公司 确定彩色滤色块与黑矩阵的交叠区域的边缘的方法
CN107728374B (zh) * 2017-11-29 2021-01-29 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 一种彩色滤光膜基板及其制备方法
CN111399101A (zh) * 2020-04-02 2020-07-10 苏州市联超光电科技有限公司 一种多波段滤光片

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006064760A (ja) * 2004-08-24 2006-03-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd カラー画像表示装置の着色層の形成方法
TW200804877A (en) * 2006-07-05 2008-01-16 Allied Material Technology Corp Manufacturing method of color filter and photo mask thereof
JP2008026857A (ja) * 2006-07-20 2008-02-07 Allied Material Technology Corp カラーフィルタおよび製造用のフォトマスク

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2872595B2 (ja) * 1994-07-01 1999-03-17 キヤノン株式会社 カラーフィルタの製造方法及び液晶パネルの製造方法
JPH09189904A (ja) * 1996-01-08 1997-07-22 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルター
JP2006098943A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタ
JP2007121800A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタ基板

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006064760A (ja) * 2004-08-24 2006-03-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd カラー画像表示装置の着色層の形成方法
TW200804877A (en) * 2006-07-05 2008-01-16 Allied Material Technology Corp Manufacturing method of color filter and photo mask thereof
JP2008026857A (ja) * 2006-07-20 2008-02-07 Allied Material Technology Corp カラーフィルタおよび製造用のフォトマスク

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