JP2006349828A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 着色層のドライエッチング処理と共にエッチング用パターンマスクをなすレジストの除去を可能とする。
【解決手段】 カラーフィルタを作製する際に、着色層のドライエッチング速度Ａ（μｍ／ｍｉｎ）及び層厚Ａｆｔ（μｍ）、並びに感光性樹脂層のドライエッチング速度Ｂ（μｍ／ｍｉｎ）及び層厚Ｂｆｔ（μｍ）が、Ｂｆｔ＝ｋ（Ｂ×Ａｆｔ／Ａ）の関係式を満たす。
【選択図】 なし

Description

本発明は、カラーフィルタの製造方法に関し、詳しくは、ドライエッチング法を利用し、液晶表示素子や固体撮像素子等に用いられるカラーフィルタを構成する着色像の形成に好適なカラーフィルタの製造方法に関する。

液晶表示素子（ＬＣＤ）や固体撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳなど）に用いられるカラーフィルタを作製する方法としては、染色法、印刷法、電着法及び顔料分散法が知られている。

このうち、顔料分散法は、顔料を種々の感光性組成物に分散させた着色感放射線性組成物を用いてフォトリソ法によってカラーフィルタを作製する方法であり、顔料を使用しているために光や熱等に安定であるという利点を有している。また、フォトリソ法によってパターニングするため、位置精度が高く、大画面、高精細カラーディスプレイ用カラーフィルタを作製するのに好適な方法として広く利用されてきた。

顔料分散法によりカラーフィルタを作製する場合、ガラス基板上に感放射線性組成物をスピンコーターやロールコーター等により塗布、乾燥させて塗膜を形成した後、この塗膜をパターン露光、現像することで着色された画素が形成され、この操作を所望の色相数に合わせて各色ごとに繰り返し行なうことによってカラーフィルタが得られる。このような顔料分散法として、アルカリ可溶性樹脂に光重合性モノマーと光重合開始剤とを併用したネガ型感光性組成物を用いた例が記載されたものがある（例えば、特許文献１〜４参照）。

一方、近年、固体撮像素子用のカラーフィルタにおいては更なる高精細化が望まれている。しかしながら、従来の顔料分散系では解像度を更に向上させることは困難であり、顔料の粗大粒子により色ムラが発生する等の問題があるため、固体撮像素子のように微細パターンが要求される用途には適さなかった。

かかる問題に鑑み、従来から顔料に代えて染料を使用する技術が提案されている（例えば、特許文献５参照）。しかしながら、染料を用いた硬化性組成物は、例えば耐光性、耐熱性、溶解性、塗布均一性など様々な性能において、一般に顔料に比べて劣るという問題がある。また、固体撮像素子用カラーフィルタの作製用途の場合には１．５μｍ以下の膜厚が要求されるため、硬化性組成物中に多量の色素を添加しなければならず、したがって基板との密着や硬化度が不充分となったり、フィルタをなす露光部で染料が抜けてしまうなど、パターン形成性が著しく低下してしまうといった問題もある。

また、着色剤としては顔料、染料に関わらず、フォトリソ法を用いてカラーフィルタを作製する場合、着色剤以外の成分、すなわちバインダー樹脂、光重合性化合物、重合開始剤を相当量用いる必要があり、膜厚を薄くできない欠点がある。
一方、近年では、シェーディング低減による画質向上の観点から、カラーフィルタに対しては更なる薄膜化が求められている。

前記フォトリソ法を利用したカラーフィルタの製造方法との比較において、より薄膜でかつ微細なパターン形成に有効な方法として、ドライエッチング法が古くから知られている。このドライエッチング法は従来、色素の蒸着薄膜にパターン形成する方法として採用されており（例えば、特許文献６参照）、薄膜形成に関してはフォトリソ系に比し、同じ分光特性を保持しながら膜厚が１／２以下の薄膜形成が可能である。
特開平２−１８１７０４号公報 特開平２−１９９４０３号公報 特開平５−２７３４１１号公報 特開平７−１４０６５４号公報 特開平６−７５３７５号公報 特開昭５５−１４６４０６号公報

しかしながら、上記したドライエッチング法では、エッチング終了後に非エッチング領域を被覆するためのマスクとして設けられるレジストを剥離除去する工程が不可避であった。

本発明は、上記に鑑みなされたものであり、着色層のドライエッチング処理と共にエッチング用パターンマスクの除去が可能なカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。

前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
＜１＞ 着色層上に感光性樹脂層を有する画像記録材料の少なくとも前記感光性樹脂層をパターン露光する工程と、パターン露光後の前記画像記録材料をアルカリ現像する工程と、アルカリ現像後の画像記録材料にドライエッチング処理を施して前記着色層にパターンを形成する工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、前記着色層のドライエッチング速度Ａ（μｍ／ｍｉｎ）及び層厚Ａｆｔ（μｍ）、並びに前記感光性樹脂層のドライエッチング速度Ｂ（μｍ／ｍｉｎ）及び層厚Ｂｆｔ（μｍ）が、下記関係式を満たすことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
Ｂｆｔ＝ｋ（Ｂ×Ａｆｔ／Ａ）
〔式中、ｋは０＜ｋ＜１．１を満たす値を表す。〕

＜２＞ 前記着色層が、着色剤及び熱硬化性化合物を少なくとも含む着色剤含有熱硬化性組成物を熱硬化させてなり、前記着色剤の濃度が前記着色層の全固形分に対して６５質量％以上１００質量％未満である前記＜１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。

＜３＞ 前記着色剤が顔料であって、前記顔料は熱硬化性樹脂で分散されている前記＜１＞又は＜２＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜４＞ 前記着色剤の濃度が、前記着色層の全固形分に対して６８質量％以上９０質量％未満である前記＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５＞ 前記感光性樹脂層が、ｏ−ナフトキノンジアジド化合物を含んでポジ型に構成されている前記＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６＞ 前記感光性樹脂層が、ネガ型の感光性樹脂組成物を含んでネガ型に構成されている前記＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７＞ 前記感光性樹脂層が、光重合開始剤とエチレン性不飽和結合を有する重合性化合物とを含んでネガ型に構成されている前記＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載のカラーフィルタの製造方法である。

本発明によれば、着色層のドライエッチング処理と共にエッチング用パターンマスクの除去が可能なカラーフィルタの製造方法を提供することができる。

以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について詳細に説明すると共に、該説明を通じて画像記録材料の構成等についても詳述する。

本発明のカラーフィルタの製造方法は、ドライエッチング法によりパターン形成を行なうことによって、具体的には、少なくとも、着色層上にポジ型もしくはネガ型の感光性樹脂層を有する画像記録材料をパターン露光する工程（以下、「露光工程」ともいう。）と、パターン露光された画像記録材料をアルカリ現像する工程（以下、「現像工程」ともいう。）と、アルカリ現像後の画像記録材料をドライエッチング処理する工程（以下、「エッチング工程」ともいう。）とをこの順に行なうことによってカラーフィルタを作製するものであり、前記エッチング工程において、着色層にパターンを形成する際に、着色層の被エッチング領域を被覆しているエッチング用パターンマスクの除去をも行なえるようにし、エッチング工程後にパターンマスクを剥離除去する剥離工程を必要としない構成としたものである。

本発明のカラーフィルタの製造方法により作製されるカラーフィルタは、単色よりなるものであってもよいし、２色以上の複数色よりなるものであってもよい。複数色よりなる場合は、露光工程、現像工程、及びエッチング工程並びに必要に応じて他の工程を複数回繰り返し行なうことによって、複数色よりなるカラーパターンを作製することができる。このとき、最終に形成する色のパターンを形成するに際しては、露光工程及び現像工程が不要であるため、ドライエッチング処理を行なって既設のパターン上に存在する余分な着色層を除去すると共に平坦化を行なうことにより、全ての色パターンを形成することができる。

以下、各工程について詳細に説明する。
−露光工程−
露光工程では、着色層上に感光性樹脂層（以下、「フォトレジスト」ということがある。）を有する画像記録材料の少なくとも感光性樹脂層（フォトレジスト）をパターン状に露光する。本工程での露光により、感光性樹脂層に所望パターンに潜像が形成される。

露光は、少なくとも感光性樹脂層（フォトレジスト）の感光波長に対応する波長光を発する光源を選択して好適に行なうことができ、ｇ線、ｈ線、ｉ線等を所定のマスクパターンを介して照射する等によりパターン状に行なえる。中でも、ｉ線照射によるのが特に好ましい。

−現像工程−
現像工程では、前記露光工程でパターン露光された後の画像記録材料をアルカリ現像する。本工程でのアルカリ現像により、前記露光工程で形成された潜像にしたがってポジ型では感光性樹脂層（フォトレジスト）の露光部のみが現像除去され、ネガ型では感光性樹脂層（フォトレジスト）の非露光部のみが現像除去され、フォトレジストからなるパターンが形成される。このパターンは、後述のエッチング工程で着色層にパターン形成する際のマスクとして機能するものである。

現像は、現像液を用いて行なえ、該現像液としては、膜に悪影響を与えず、露光部を溶解し得るものであればいかなるものも用いることができる。具体的には、種々の有機溶剤の組合わせやアルカリ性の水溶液を用いることができる。

前記アルカリ性の水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム，硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、１，８−ジアザビシクロ−〔５．４．０〕−７−ウンデセン等のアルカリ性化合物を、濃度が０．００１〜１０質量％、好ましくは０．０１〜１質量％となるように溶解してなるアルカリ性水溶液が好適である。なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合は、一般に、現像後水で洗浄する。

前記アルカリ性の水溶液は、アルカリ現像液でもよく、一般に市販されているものは性能が安定しており再現性のよい結果が得られる。市販されているものとしては、例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製のＦＨＤ−５、ＣＤ−２０００等が好適であるが、これに制限されるものではない。

現像時の現像温度、現像時間等の処理条件については、画像記録材料の構成や用いる現像液の種類等により適宜選択することができる。

−エッチング工程−
エッチング工程では、前記現像工程でアルカリ現像された後の画像記録材料をドライエッチング処理し、画像記録材料の着色層にパターンを形成する。本工程で形成されたパターンは、カラーフィルタもしくはカラーフィルタの着色画素を構成する。

本発明では、本工程において特に、ドライエッチング処理を施して着色層にパターンを形成する際に、着色層のエッチングを行なわない領域（非エッチング領域）を覆うようにして前工程でパターン状に設けられたパターンマスク、すなわち感光性樹脂層（フォトレジスト）が、着色層へのパターン形成に要する時間でほぼなくなる（好ましくは同時になくなる）ように、ドライエッチング処理を下記関係式を満たす条件で行なう。

Ｂｆｔ＝ｋ（Ｂ×Ａｆｔ／Ａ）
ここで、Ａは、着色層のドライエッチング速度（μｍ／ｍｉｎ）を表し、Ａｆｔは着色層の層厚（μｍ）を表し、Ｂは感光性樹脂層（フォトレジスト）のドライエッチング速度（μｍ／ｍｉｎ）を表し、Ｂｆｔは感光性樹脂層（フォトレジスト）の層厚（μｍ）を表し、ｋは０＜ｋ＜１．１を満たす値を表す。

すなわち、着色層のドライエッチング処理が終了する時間と、パターンマスクを構成するフォトレジストが同時にエッチングされてなくなるのに要する時間とがほぼ同時に（好ましくは同時に）なるように、パターンマスクをなすフォトレジスト（感光性樹脂層）の膜厚を決める。

具体的手順としては、各色の着色層のドライエッチング処理に要するエッチング速度と、パターンマスクの形成に用いるフォトレジストがエッチング除去されるエッチング速度を予め測定しておき、そのエッチング速度と膜厚との関係が上記の関係式を満たすように、Ｂｆｔ（パターンマスクをなすフォトレジストの膜厚）を決める。上記の関係式において、ｋは０．１〜１．０５が好ましく、０．２〜１．００が最も好ましい。

これにより、着色層のドライエッチング処理の終了時に、着色層の非エッチング領域に上層として設けられたパターンマスク（フォトレジスト）もなくなり、従来エッチング処理後に必要とされていたレジストの剥離工程が不要となる。

前記ドライエッチング速度は、あらかじめ膜厚を測定しておいたサンプルを任意の時間でエッチングを行ない、エッチング後に再度膜厚を測定することで得られる、エッチング時間とエッチングにより減少した膜厚との関係から求めることができる。

なお、膜厚の測定に関しては、基板上に針を接触させて移動させ、その時の針の上下移動変化を電気信号に変えて膜厚を読み取る触針法、光干渉を利用してその周期から膜厚を測定する干渉式膜厚測定法、ＳＥＭ等で薄膜の断面を測長する顕微鏡法等が一般に用いられる。これらの中では、簡便さの点で、触針法や干渉式が使用されることが多いが、これらに限定されるものではない。また、エッチングの終点検出は、発光分光分析法、反射光分光法、ガス分析法、レーザー干渉法、インピーダンス法、圧力測定法など、この業界で知られている手法のいずれを適用してもよく、中でも多くは、発光分光分析法や圧力分析法等を用いた終点検出法である。
例えば、Ｄｅｋｔａｋ ６Ｍ（Ｖｅｅｃｏ社製）を用いて好適に測定できる。

ドライエッチング法の代表的な例としては、特開昭５９−１２６５０６号、特開昭５９−４６６２８号、同５８−９１０８号、同５８−２８０９号、同５７−１４８７０６号、同６１−４１１０２号などの公報に記載のように着色剤を蒸着した後、マスクのレジストを塗布し、パターニングを行いエッチングする方法等が挙げられる。

本工程のドライエッチングでは、酸素やＣＦ₄などのＣＦ系ガス、ＣＯ、ＣＯ₂ガスなどを用い、異方性エッチングすることが可能であり、矩形性に優れたパターン（カラーフィルタ）を形成することができる。

既述のように、エッチング工程後にはフォトレジスト（パターンマスク）の剥離除去を行なう工程が不要であるので、剥離工程を行なうことによって、作製しようとするカラーフィルタを構成する着色層の表面性状に与えるダメージ（表面の荒れや欠陥等）を効果的に回避することができる。

本発明においては、これまで以上に高い着色剤濃度（具体的には、着色層又は着色剤含有熱硬化性組成物中の全固形分に対して５０質量％以上の濃度）に調整しスピンコーターやスリットコートにより均一な塗布を行なうこと、フォトリソ法によるのではなく熱硬化法の利用によることで着色剤以外の固形分を極力低減され薄膜化を実現したこと、ドライエッチング法によりパターンの異方性を維持したまま矩形パターンを形成したこと、並びにこれらの組み合わせによって、従来成し得なかった蒸着に近い薄膜で矩形性と密着性とをともに実現することができる。

次に、本発明のカラーフィルタの製造方法に用いる画像記録材料について詳細に説明する。
画像記録材料は、支持体上に、少なくとも、着色層と、該着色層上に設けられた感光性樹脂層とを有してなり、必要に応じて他の層を有していてもよい。

画像記録材料は、支持体上に着色剤含有熱硬化性組成物を回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して感熱性の着色層を塗設し、加熱により塗設された着色層を硬化させた後、あるいは支持体上に蒸着法により蒸着して着色層を形成した後、さらに該着色層上にフォトレジストを前記同様の塗布方法により塗布して感光性樹脂層を積層することによって作製することができる。

−着色層−
本発明に係る画像記録材料は、少なくとも一層の着色層を有してなる。この着色層は、カラーフィルタを構成する層であり、着色剤と熱硬化性化合物とを少なくとも含む着色樹脂層、又は蒸着法により蒸着された蒸着層のいずれであってもよい。

着色層が着色剤と熱硬化性化合物とを少なくとも含む着色樹脂層で構成される場合、該層は着色剤及び熱硬化性化合物以外に、好ましくはバインダー、硬化剤、硬化触媒を更に含んでなり、必要に応じて添加剤その他成分を用いて構成することができる。まず、着色樹脂層について詳述する。

〈着色剤〉
着色層（又は着色剤含有熱硬化性組成物）は、着色剤の少なくとも１種を用いて好適に構成することができる。着色剤には、顔料、染料等が含まれ、公知のものの中から適宜選択することができる。以下、本発明において好適な顔料及び染料を中心に説明する。

−顔料−
顔料としては、従来公知の種々の無機顔料又は有機顔料が挙げられる。また、無機であれ有機であれ、なるべく細かいものを選択するのが好ましい。
ハンドリング適性を考慮すると、顔料の粒子径としては、体積平均粒子径で０．００１〜０．１μｍが好ましく、０．００５〜０．０５μｍがさらに好ましい。また、粒子径が０．０１±０．００５μｍの範囲内にある顔料粒子が、顔料の総質量に対して７５質量％以上含まれていることが特に好ましい。粒子径の分布を前記範囲とするには、後述する分散方法によって顔料を分散することが特に好ましい。

前記無機顔料としては、金属酸化物や金属錯塩などで示される金属化合物が挙げられ、具体的には、アルミニウム、鉄、コバルト、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモンなどの金属酸化物、及び前記金属の複合酸化物を挙げることができる。

前記有機顔料としては、例えば、
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．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６，３８，４３，７１；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ８１，１０５，１２２，１４９，１５０，１５５，１７１，１７５，１７６，１７７，２０９，２２０，２２４，２４２，２５４，２５５，２６４，２７０；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ１９，２３，３２，３９；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １，２，１５，１５：１，１５：３，１５：６，１６，２２，６０，６６；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７，３６，３７；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｒｏｗｎ２５，２８；
等を挙げることができる。

上記のうち、好ましい有機顔料として、以下のものが挙げられる。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １１，２４，１０８，１０９，１１０，１３８，１３９，１５０，１５１，１５４，１６７，１８０，１８５；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６，７１；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２，１５０，１７１，１７５，１７７，２０９，２２４，２４２，２５４，２５５，２６４；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １９，２３，３２；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：１，１５：３，１５：６，１６，２２，６０，６６；

前記有機顔料は、単独で用いてもよいし、色純度を上げるため種々組合せて用いることもできる。具体例を示すと、赤の顔料としては、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料単独、或いは、それらの少なくとも一種と、ジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料又はペリレン系赤色顔料との組み合わせなどを用いることができる。例えばアントラキノン系顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、ペリレン系顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２４、ジケトピロロピロール系顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４が挙げられ、色再現性の点でＣ．Ｉ．ピグメントイエロー８３又はＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９との組み合わせが好ましい。赤色顔料と黄色顔料との質量比は、１００：５〜１００：５０が好ましく、１００：１０〜１００：３０がさらに好ましい。前記質量比がかかる範囲内にあると光透過率を抑えて色純度を向上させることができ、さらに主波長が短波長よりになってＮＴＳＣ目標色相からずれるのを防止することができる。赤色顔料同士の組み合わせの場合は、色度に併せて調整することができる。

緑の顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料単独、或いは、これとジスアゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、アゾメチン系黄色顔料又はイソインドリン系黄色顔料との組み合わせを用いることができる。例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７，３６，３７とＣ．Ｉ．ピグメントイエロー８３，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０又はＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５との混合が好ましい。緑顔料と黄色顔料との質量比は、１００：５〜１００：１５０が好ましく、１００：３０〜１００：１２０がさらに好ましい。前記質量比がかかる範囲にあると、４００ｎｍ〜４５０ｎｍの光透過率を抑え、色純度を向上させることができ、更に、主波長が長波長よりになってＮＴＳＣ目標色相からずれるのを防止することができる。

青の顔料としては、フタロシアニン系顔料単独、又は、これとジオキサジン系紫色顔料との組み合わせを用いることができる。該組み合わせとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６とＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３との混合が好ましい。青色顔料と紫色顔料との質量比は、１００：０〜１００：３０が好ましく、より好ましくは１００：１０以下である。

更に前記顔料をアクリル系樹脂、マレイン酸系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー及びエチルセルロース樹脂等に微分散させた粉末状加工顔料を用いることによって、分散性及び分散安定性の良好な顔料含有感光樹脂を得ることができる。

既述の通り、顔料を微粒子化すると共に、その粒子サイズ分布がシャープである顔料を用いることが好適である。具体的には、平均粒子径が０．０１μｍ程度であって、かつ７５質量％以上の粒子径が０．０１±０．００５μｍの範囲にある顔料粒子で構成された顔料を用いることが好ましい。顔料の粒子サイズ分布を前記範囲に調整するためには、顔料の分散方法が特に重要である。顔料の分散方法については後述する。

また、本発明においては、あらかじめアクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、マレイン酸樹脂、エチルセルロース樹脂、ニトロセルロース樹脂等で処理した加工顔料も好適に用いることができる。前記加工顔料の形態としては、樹脂と顔料が均一に分散している粉末、ペースト状、ペレット状、ペースト状が好ましい。

−染料−
染料としては、特に制限なく使用することができ、従来カラーフィルタ用として公知の染料などが挙げられる。例えば、特開昭６４−９０４０３号公報、特開昭６４−９１１０２号公報、特開平１−９４３０１号公報、特開平６−１１６１４号公報、特登２５９２２０７号、米国特許第４，８０８，５０１号明細書、米国特許第５，６６７，９２０号明細書、米国特許第５，０５９，５００号明細書、特開平５−３３３２０７号公報、特開平６−３５１８３号公報、特開平６−５１１１５号公報、特開平６−１９４８２８号公報等に記載の色素が挙げられる。

化学構造の観点からは、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系等のアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、ベンジリデン系、オキソノール系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、ベンゾピラン系、インジゴ系、アンスラピリドン系等の染料が使用でき、好ましくは、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、アントラキノン系、アンスラピリドン系の染料である。

また、水又はアルカリ現像を行なうレジスト系に構成される場合には、現像により後述するバインダー及び／又は染料を完全に除去する観点から、酸性染料及び／又はその誘導体を好適に使用できることがある。そのほか、直接染料、塩基性染料、媒染染料、酸性媒染染料、アゾイック染料、分散染料、油溶染料、食品染料、及び／又はこれらの誘導体等も有用に使用することができる。
以下、酸性染料及びその誘導体について詳述する。

−酸性染料及びその誘導体−
酸性染料は、スルホン酸やカルボン酸やフェノール性水酸基等の酸性基を有する色素であれば特に限定されないが、有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩基性化合物との塩形成性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とされる性能の全てを考慮して選択される。

以下、前記酸性染料の具体例を挙げる。但し、本発明においてはこれらに限定されるものではない。例えば、
Ａｃｉｄ ａｌｉｚａｒｉｎ ｖｉｏｌｅｔ Ｎ；
Ａｃｉｄ ｂｌａｃｋ １，２，２４，４８；
Ａｃｉｄ ｂｌｕｅ １，７，９，１５，１８，２３，２５，２７，２９，４０，４２，４５，５１，６２，７０，７４，８０，８３，８６，８７，９０，９２，９６，１０３，１１２，１１３，１２０，１２９，１３８，１４７，１５０，１５８，１７１，１８２，１９２，２１０，２４２，２４３，２５６，２５９，２６７，２７８，２８０，２８５，２９０，２９６，３１５，３２４：１，３３５，３４０；
Ａｃｉｄ ｃｈｒｏｍｅ ｖｉｏｌｅｔ Ｋ；
Ａｃｉｄ Ｆｕｃｈｓｉｎ；
Ａｃｉｄ ｇｒｅｅｎ １，３，５，９，１６，２５，２７，５０，５８，６３，６５，８０，１０４，１０５，１０６，１０９；
Ａｃｉｄ ｏｒａｎｇｅ ６，７，８，１０，１２，２６，５０，５１，５２，５６，６２，６３，６４，７４，７５，９４，９５，１０７，１０８，１６９，１７３；

Ａｃｉｄ ｒｅｄ １，４，８，１４，１７，１８，２６，２７，２９，３１，３４，３５，３７，４２，４４，５０，５１，５２，５７，６６，７３，８０，８７，８８，９１，９２，９４，９７，１０３，１１１，１１４，１２９，１３３，１３４，１３８，１４３，１４５，１５０，１５１，１５８，１７６，１８２，１８３，１９８，２０６，２１１，２１５，２１６，２１７，２２７，２２８，２４９，２５２，２５７，２５８，２６０，２６１，２６６，２６８，２７０，２７４，２７７，２８０，２８１，１９５，３０８，３１２，３１５，３１６，３３９，３４１，３４５，３４６，３４９，３８２，３８３，３９４，４０１，４１２，４１７，４１８，４２２，４２６；
Ａｃｉｄ ｖｉｏｌｅｔ ６Ｂ，７，９，１７，１９；
Ａｃｉｄ ｙｅｌｌｏｗ １，３，７，９，１１，１７，２３，２５，２９，３４，３６，３８，４０，４２，５４，６５，７２，７３，７６，７９，９８，９９，１１１，１１２，１１３，１１４，１１６，１１９，１２３，１２８，１３４，１３５，１３８，１３９，１４０，１４４，１５０，１５５，１５７，１６０，１６１，１６３，１６８，１６９，１７２，１７７，１７８，１７９，１８４，１９０，１９３，１９６，１９７，１９９，２０２，２０３，２０４，２０５，２０７，２１２，２１４，２２０，２２１，２２８，２３０，２３２，２３５，２３８，２４０，２４２，２４３，２５１；

Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ ２，３３，３４，３５，３８，３９，４３，４７，５０，５４，５８，６８，６９，７０，７１，８６，９３，９４，９５，９８，１０２，１０８，１０９，１２９，１３６，１３８，１４１；
Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ３４，３９，４１，４６，５０，５２，５６，５７，６１，６４，６５，６８，７０，９６，９７，１０６，１０７；
Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ７９，８２，８３，８４，９１，９２，９６，９７，９８，９９，１０５，１０６，１０７，１７２，１７３，１７６，１７７，１７９，１８１，１８２，１８４，２０４，２０７，２１１，２１３，２１８，２２０，２２１，２２２，２３２，２３３，２３４，２４１，２４３，２４６，２５０；
Ｄｉｒｅｃｔ Ｖｉｏｌｅｔ ４７，５２，５４，５９，６０，６５，６６，７９，８０，８１，８２，８４，８９，９０，９３，９５，９６，１０３，１０４；

Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ５７，７７，８０，８１，８４，８５，８６，９０，９３，９４，９５，９７，９８，９９，１００，１０１，１０６，１０７，１０８，１０９，１１３，１１４，１１５，１１７，１１９，１３７，１４９，１５０，１５３，１５５，１５６，１５８，１５９，１６０，１６１，１６２，１６３，１６４，１６６，１６７，１７０，１７１，１７２，１７３，１８８，１８９，１９０，１９２，１９３，１９４，１９６，１９８，１９９，２００，２０７，２０９，２１０，２１２，２１３，２１４，２２２，２２８，２２９，２３７，２３８，２４２，２４３，２４４，２４５，２４７，２４８，２５０，２５１，２５２，２５６，２５７，２５９，２６０，２６８，２７４，２７５，２９３；
Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ ２５，２７，３１，３２，３４，３７，６３，６５，６６，６７，６８，６９，７２，７７，７９，８２；

Ｍｏｒｄａｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ５，８，１０，１６，２０，２６，３０，３１，３３，４２，４３，４５，５６，５０，６１，６２，６５；
Ｍｏｒｄａｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３，４，５，８，１２，１３，１４，２０，２１，２３，２４，２８，２９，３２，３４，３５，３６，３７，４２，４３，４７，４８；
Ｍｏｒｄａｎｔ Ｒｅｄ １，２，３，４，９，１１，１２，１４，１７，１８，１９，２２，２３，２４，２５，２６，３０，３２，３３，３６，３７，３８，３９，４１，４３，４５，４６，４８，５３，５６，６３，７１，７４，８５，８６，８８，９０，９４，９５；
Ｍｏｒｄａｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２，４，５，７，１４，２２，２４，３０，３１，３２，３７，４０，４１，４４，４５，４７，４８，５３，５８；
Ｍｏｒｄａｎｔ Ｂｌｕｅ ２，３，７，８，９，１２，１３，１５，１６，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２６，３０，３１，３２，３９，４０，４１，４３，４４，４８，４９，５３，６１，７４，７７，８３，８４；
Ｍｏｒｄａｎｔ Ｇｒｅｅｎ １，３，４，５，１０，１５，１９，２６，２９，３３，３４，３５，４１，４３，５３；
Ｆｏｏｄ Ｙｅｌｌｏｗ ３；
、及びこれらの染料の誘導体が挙げられる。

前記酸性染料の中でも、Ａｃｉｄ ｂｌａｃｋ ２４；
Ａｃｉｄ ｂｌｕｅ ２３，２５，２９，６２，８０，８６，８７，９２，１３８，１５８，１８２，２４３，３２４：１；
Ａｃｉｄ ｏｒａｎｇｅ ８，５１，５６，６３，７４；
Ａｃｉｄ ｒｅｄ １，４，８，３４，３７，４２，５２，５７，８０，９７，１１４，１４３，１４５，１５１，１８３，２１７，２４９；
Ａｃｉｄ ｖｉｏｌｅｔ ７；
Ａｃｉｄ ｙｅｌｌｏｗ １７，２５，２９，３４，４２，７２，７６，９９，１１１，１１２，１１４，１１６，１３４，１５５，１６９，１７２，１８４，２２０，２２８，２３０，２３２，２４３；
Ａｃｉｄ Ｇｒｅｅｎ ２５；
などの染料及びこれらの染料の誘導体が好ましい。

また、前記以外の、アゾ系、キサンテン系、フタロシアニン系の酸性染料も好ましく、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ４４，３８；Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ４５；Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂ， Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ １１０、３−［（５−ｃｈｌｏｒｏ−２−ｐｈｅｎｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｈｙｄｒａｚｏｎｏ］−３，４−ｄｉｈｙｄｒｏ−４−ｏｘｏ−５−［（ｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌ）ａｍｉｎｏ］−２，７−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｄｉｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ等の酸性染料及びこれらの染料の誘導体も好適に使用することができる。

酸性染料の誘導体としては、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有する酸性染料の無機塩、酸性染料と含窒素化合物との塩、酸性染料のスルホンアミド体等が使用でき、硬化性組成物溶液として溶解させることができるものであれば特に限定されないが、有機溶剤や現像液に対する溶解性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とする性能の全てを考慮して選択される。

前記「酸性染料と含窒素化合物との塩」を形成する方法は、酸性染料の溶解性改良（有機溶剤への溶解性付与）や、耐熱性及び耐光性改良に効果的な場合がある。
次に、酸性染料と塩を形成する含窒素化合物、及び酸性染料とアミド結合を形成する含窒素化合物について説明する。

前記含窒素化合物は、塩又はアミド化合物の有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩形成性、染料の吸光度・色価、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、着色剤としての耐熱性及び耐光性等の全てを勘案して選択される。吸光度・色価の観点のみで選択する場合には、前記含窒素化合物としてはできるだけ分子量の低いものが好ましく、中でも、分子量３００以下のものが好ましく、分子量２８０以下のものがより好ましく、分子量２５０以下のものが特に好ましい。

前記「酸性染料と含窒素化合物との塩」における含窒素化合物／酸性染料のモル比（以下、ｎとする。）は、酸性染料分子と対イオンであるアミン化合物とのモル比率を決定する値であり、酸性染料−アミン化合物の塩形成条件によって自由に選択することができる。
具体的には、酸性染料中の酸の官能基数の０＜ｎ≦５の間の数値が実用上多く用いられ、有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩形成性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等、必要とする性能の全てを考慮して選択される。吸光度のみの観点で選択する場合には、ｎは０＜ｎ≦４．５の間の数値をとることが好ましく、０＜ｎ≦４の間の数値をとることがより好ましく、０＜ｎ≦３．５の間の数値をとることが特に好ましい。

前記酸性染料は、構造上酸性基を導入したことによって酸性染料となっていることから、その置換基を変更することで非酸性染料とすることもできる。また、酸性染料は、アルカリ現像の際に好適に作用する場合もあるが、一方で過現像となることもあり、非酸性染料を好適に使用する場合もある。

着色剤の着色層中における濃度としては、全固形分に対して、５０質量％以上１００質量％未満が好ましく、６０質量％以上９０質量％以下がより好ましく、６５質量％以上９０質量％以下が特に好ましい。着色剤の濃度が前記範囲内であると、良好な色相、色濃度のカラーフィルタの形成に有効であると共に、硬化性の点でも好ましい。

〈熱硬化性化合物〉
着色層（又は着色剤含有熱硬化性組成物）は、熱硬化性化合物の少なくとも１種を用いて好適に構成することができる。熱硬化性化合物は、例えば着色層を形成する際に、熱の付与により着色層の硬化を担う化合物であり、加熱により膜硬化を行なえるものであれば特に限定はなく、熱で反応して硬化する官能基（熱硬化性基）を有する化合物の中から選択することができる。

熱硬化性化合物としては、熱硬化性基として例えば、エポキシ基、メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基を有するものが好ましい。

更に好ましい熱硬化性化合物としては、（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）メチロール基、アルコキシメチル基及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換された、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、（ｃ）メチロール基、アルコキシメチル基及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物又はヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも特に、多官能エポキシ樹脂が好ましい。

前記（ａ）エポキシ樹脂としては、エポキシ基を有し、かつ架橋性を有するものであればいずれであってもよく、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、へキサンジオールジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン等の２価のグリシジル基含有低分子化合物；同様に、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールフェノールトリグリシジルエーテル、ＴｒｉｓＰ−ＰＡトリグリシジルエーテル等に代表される３価のグリシジル基含有低分子化合物；同様に、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、テトラメチロールビスフェノールＡテトラグリシジルエーテル等に代表される４価のグリシジル基含有低分子化合物；同様に、ジペンタエリスリトールペンタグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテル等の多価グリシジル基含有低分子化合物；ポリグリシジル（メタ）アクリレート、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−１−ブタノールの１，２−エポキシ−４−（２−オキシラニル）シクロヘキサン付加物等に代表されるグリシジル基含有高分子化合物、等が挙げられる。

また、市販されているものとして、脂環式エポキシ化合物「ＣＥＬ−２０２１」、脂環式固形エポキシ樹脂「ＥＨＰＥ−３１５０」、エポキシ化ポリブタジエン「ＰＢ３６００」、可とう性脂環式エポキシ化合物「ＣＥＬ−２０８１」、ラクトン変性エポキシ樹脂「ＰＣＬ−Ｇ」等が挙げられる（いずれもダイセル化学工業（株）製）。そのほか、「セロキサイド２０００」、「エポリードＧＴ−３０００」、「ＧＴ−４０００」（いずれもダイセル化学工業（株）製）が挙げられる。これらの中では、脂環式エポキシ樹脂が硬化性に優れており、更には「ＥＨＰＥ−３１５０」が硬化性に優れている。
これら化合物は１種単独で使用してもよいし、２種以上組み合わせてもよく、以降に示す他種のものとの組み合わせも可能である。

前記（ｂ）に含まれるメチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基が各化合物に置換している数としては、メラミン化合物の場合２〜６、グリコールウリル化合物、グアナミン化合物、ウレア化合物の場合は２〜４であるが、好ましくはメラミン化合物の場合５〜６、グリコールウリル化合物、グアナミン化合物、ウレア化合物の場合は３〜４である。
以下、前記（ｂ）のメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物及びウレア化合物を総じて、（ｂ）における（メチロール基、アルコキシメチル基又はアシロキシメチル基含有）化合物という。

前記（ｂ）におけるメチロール基含有化合物は、（ｂ）におけるアルコキシメチル基含有化合物をアルコール中で塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸等の酸触媒存在下、加熱することにより得られる。前記（ｂ）におけるアシロキシメチル基含有化合物は、（ｂ）におけるメチロール基含有化合物を塩基性触媒存在下、アシルクロリドと混合攪拌することにより得られる。

以下、前記置換基を有する（ｂ）における化合物の具体例を挙げる。
前記メラミン化合物として、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の１〜５個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の１〜５個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物、などが挙げられる。

前記グアナミン化合物として、例えば、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの１〜３個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの１〜３個のメチロール基をアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。

前記グリコールウリル化合物としては、例えば、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の１〜３個をメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の１〜３個をアシロキシメチル化した化合物又はその混合物、などが挙げられる。

前記ウレア化合物として、例えば、テトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの１〜３個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルウレア、などが挙げられる。
これら（ｂ）における化合物は、単独で使用してもよく、組み合わせて使用してもよい。

前記（ｃ）における化合物、即ち、メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物又はヒドロキシアントラセン化合物は、前記（ｂ）における化合物の場合と同様、上塗りフォトレジストとのインターミキシングを抑制すると共に、膜強度を更に高めるものである。以下、これら化合物を総じて、（ｃ）における（メチロール基、アルコキシメチル基又はアシロキシメチル基含有）化合物ということがある。

前記（ｃ）における化合物に含まれるメチロール基、アシロキシメチル基又はアルコキシメチル基の数としては、一分子当り最低２個必要であり、熱硬化及び保存安定性の観点から、骨格となるフェノール化合物の２位，４位が全て置換されている化合物が好ましい。また、骨格となるナフトール化合物、ヒドロキシアントラセン化合物も、ＯＨ基のオルト位及びパラ位が全て置換されている化合物が好ましい。前記フェノール化合物の３位又は５位は、未置換であっても置換基を有していてもよい。
前記ナフトール化合物においても、ＯＨ基のオルト位以外は、未置換であっても置換基を有していてもよい。

前記（ｃ）におけるメチロール基含有化合物は、フェノール性ＯＨ基の２位又は４位が水素原子である化合物を原料に用い、これを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド等の、塩基性触媒の存在下でホルマリンと反応させることにより得られる。
前記（ｃ）におけるアルコキシメチル基含有化合物は、前記（ｃ）におけるメチロール基含有化合物をアルコール中で塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸等の酸触媒の存在下で加熱することにより得られる。
前記（ｃ）におけるアシロキシメチル基含有化合物は、前記（ｃ）におけるメチロール基含有化合物を塩基性触媒の存在下アシルクロリドと反応させることにより得られる。

前記（ｃ）における骨格化合物としては、フェノール性ＯＨ基のオルト位又はパラ位が未置換の、フェノール化合物、ナフトール化合物、ヒドロキシアントラセン化合物等が挙げられ、例えば、フェノール、クレゾールの各異性体、２，３−キシレノ−ル、２，５−キシレノ−ル、３，４−キシレノール、３，５−キシレノール、ビスフェノールＡなどのビスフェノール類；４，４'−ビスヒドロキシビフェニル、ＴｒｉｓＰ−ＰＡ（本州化学工業（株）製）、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒドロキシアントラセン、等が使用される。

前記（ｃ）の具体例としては、フェノール化合物又はナフトール化合物として、例えば、トリメチロールフェノール、トリ（メトキシメチル）フェノール、トリメチロールフェノールの１〜２個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、トリメチロール−３−クレゾール、トリ（メトキシメチル）−３−クレゾール、トリメチロール−３−クレゾールの１〜２個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、２，６−ジメチロール−４−クレゾール等のジメチロールクレゾール、テトラメチロールビスフェノールＡ、テトラメトキシメチルビスフェノールＡ、テトラメチロールビスフェノールＡの１〜３個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、テトラメチロール−４，４'−ビスヒドロキシビフェニル、テトラメトキシメチル−４，４'−ビスヒドロキシビフェニル、ＴｒｉｓＰ−ＰＡのヘキサメチロール体、ＴｒｉｓＰ−ＰＡのヘキサメトキシメチル体、ＴｒｉｓＰ−ＰＡのヘキサメチロール体の１〜５個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、ビスヒドロキシメチルナフタレンジオール、等が挙げられる。

また、ヒドロキシアントラセン化合物として、例えば、１，６−ジヒドロキシメチル−２，７−ジヒドロキシアントラセン等が挙げられ、アシロキシメチル基含有化合物として、例えば、前記メチロール基含有化合物のメチロール基を、一部又は全部アシロキシメチル化した化合物等が挙げられる。

これらの化合物の中で好ましいものとしては、トリメチロールフェノール、ビスヒドロキシメチル−ｐ−クレゾール、テトラメチロールビスフェノールＡ、ＴｒｉｓＰ−ＰＡ（本州化学工業（株）製）のヘキサメチロール体又はそれらのメチロール基がアルコキシメチル基及びメチロール基とアルコキシメチル基の両方で置換されたフェノール化合物が挙げられる。
これら（ｃ）における化合物は、１種単独で使用してもよく、２種以上を組合わせて使用してもよい。

前記熱硬化性化合物の着色層中における総含有量としては、素材により異なるが、層の全固形分（質量）に対して、０．１〜７０質量％が好ましく、０．２〜５０質量％がより好ましく、１〜３０質量％が特に好ましい。

〈バインダー〉
着色層（又は着色剤含有熱硬化性組成物）は、バインダーの少なくとも１種を用いて好適に構成することができる。バインダーは、顔料分散液の調製の際に添加する場合が多く、アルカリ可溶性を必要とせず、有機溶剤に可溶であればよい。

前記バインダーとしては、線状有機高分子重合体で、有機溶剤に可溶であるものが好ましい。このような線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマー、例えば、特開昭５９−４４６１５号、特公昭５４−３４３２７号、特公昭５８−１２５７７号、特公昭５４−２５９５７号、特開昭５９−５３８３６号、特開昭５９−７１０４８号の各公報に記載されているような、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等が挙げられ、また同様に側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体が有用である。

前記以外に、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの等や、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、ポリ（２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート）、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、等も有用である。

また、親水性を有するモノマーを共重合してもよく、この例としては、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、２級又は３級のアルキルアクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、モルホリン（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、ビニルイミダゾール、ビニルトリアゾール、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、分岐又は直鎖のプロピル（メタ）アクリレート、分岐又は直鎖のブチル（メタ）アクリレート、フェノキシヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、等が挙げられる。

これら各種バインダーの中でも、耐熱性の観点からは、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル／アクリルアミド共重合体樹脂が好ましく、現像性制御の観点からは、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル／アクリルアミド共重合体樹脂が好ましい。

前記アクリル系樹脂としては、ベンジル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド等から選ばれるモノマーからなる共重合体、例えばベンジルメタアクリレート／メタアクリル酸、ベンジルメタアクリレート／ベンジルメタアクリルアミドのような各共重合体、ＫＳレジスト−１０６（大阪有機化学工業（株）製）、サイクロマーＰシリーズ（ダイセル化学工業（株）製）等が好ましい。

バインダーは、顔料の分散樹脂ばかりでなく、熱硬化性樹脂としての機能をも併せ持つものも使用可能である。すなわち、前記熱硬化性化合物のうちバインダー機能を有しているものを選択でき、既述のバインダーで熱硬化機能を有しているものをそのまま使用することができる。エポキシ基をバインダー中に含むものが好ましい。
中でも、グリシジル（メタ）アクリレートなどアクリル樹脂系のものを共重合した樹脂が好ましい。例えば、ベンジルメタアクリレート／グリシジルメタクリレート共重合体、ヒドロキシエチルメタクリレート／ベンジルメタアクリレート／グリシジルメタアクリレート共重合体、ベンジルメタアクリレート／ヒドロキシエチルメタアクリレート／グリシジルメタアクリレート／イソブチルメタアクリレート共重合体、並びにこれらと目的に応じて他のモノマーを種々組み合わせたものが挙げられる。また、各々の共重合比、分子量なども任意に選択可能である。

これらのバインダー中に前記着色剤を高濃度に分散させることで、下層等との密着性を付与でき、これらはスピンコート、スリットコート時の塗布面状にも寄与している。

前記バインダーとしては、重量平均分子量（ＧＰＣ法で測定されたポリスチレン換算値）が１０００〜２×１０⁵の重合体が好ましく、２０００〜１×１０⁵の重合体がより好ましく、５０００〜５×１０⁴の重合体が特に好ましい。

バインダーの着色層中における含有量は、全固形分（質量）に対して、０．０１〜９０質量％が好適であり、着色層の薄膜化の観点からは極力少量であるのが好ましいことから、０．１〜８０質量％がより好ましく、０．５〜７０質量％が特に好ましい。

〈硬化剤〉
着色層（又は着色剤含有熱硬化性組成物）は、少なくとも１種の硬化剤を用いて好適に構成することができる。前記熱硬化性化合物としてエポキシ樹脂を用いる場合には、硬化剤を添加することが好ましい。この場合、加熱によりエポキシ基と反応して重合反応し、架橋密度が向上することで硬化する。

エポキシ樹脂の硬化剤は、種類が非常に多く、性質、樹脂と硬化剤の混合物との可使時間、粘度、硬化温度、硬化時間、発熱などが使用する硬化剤の種類によって非常に異なるため、硬化剤の使用目的、使用条件、作業条件などによって適当な硬化剤を選ばねばならない。硬化剤に関しては、垣内弘編「エポキシ樹脂（昇晃堂）」第５章に詳しく解説されている。以下、硬化剤の例を挙げる。

触媒的に作用するものとして、第３アミン類、三フッ化ホウ素−アミンコンプレックスが、エポキシ樹脂の官能基と化学量論的に反応するものとして、ポリアミン、酸無水物等が、また、常温硬化のものとしては、ジエチレントリアミン、ポリアミド樹脂が、中温硬化のものとしては、ジエチルアミノプロピルアミン、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールが、高温硬化のものとしては、無水フタル酸、メタフェニレンジアミン等が挙げられる。また、化学構造の観点からは、アミン類では、脂肪族ポリアミンとしてジエチレントリアミンが、芳香族ポリアミンとしてメタフェニレンジアミンが、第二及び第三アミンとしてトリス（ジメチルアミノメチル）フェノールが、酸無水物として無水フタル酸、ポリアミド樹脂、ポリスルフィド樹脂、三フッ化ホウ素−モノエチルアミンコンプレックスが、合成樹脂初期縮合物としてフェノール樹脂、その他ジシアンジアミド、等が挙げられる。

硬化剤を添加する場合、着色層の薄膜化の観点からは極力少量の方が好ましく、具体的には着色層の固形分（質量）に対して、３５質量％以下が好ましく、より好ましくは３０質量％以下であり、更に好ましくは２５質量％以下である。

〈硬化触媒〉
着色層（又は着色剤含有熱硬化性組成物）は、少なくとも１種の硬化触媒を用いて好適に構成することができる。
高い着色剤濃度を実現するためには、前記硬化剤との反応による硬化以外に、主としてエポキシ基同士の反応による硬化が有効である。この場合には、硬化剤を用いずに硬化触媒を用いて構成することが好ましい。

前記硬化触媒の具体例としては、市販されているものもあり、例えば、ジャパンエナジー（株）製のイミダゾールシランシリーズＩＳ−１０００、同ＩＳ−１０００Ｄ、同ＩＭ−１０００、同ＳＰ−１０００、同ＩＡ−１０００Ａ、同ＩＡ−１００Ｐ、同ＩＡ−１００Ｆ、同ＩＡ−１００ＡＤ、同ＩＡ−１００ＦＤ、同ＩＭ−１００Ｆ、同ＩＳ−３０００、同ＩＳ−４０００などのほか、四国化成（株）製の１Ｂ２ＰＺ、ＳＦＺ等が有用である。但し、これらに制限されるものではない。

硬化触媒を用いる場合の、該硬化触媒の着色層中における添加量としては、エポキシ当量が１５０〜２００程度のエポキシ樹脂に対して、質量基準で１／１０〜１／１０００程度が好ましく、より好ましくは１／２０〜１／５００程度、更に好ましくは１／３０〜１／２５０程度であり、前記範囲のわずかな量で硬化させることが可能である。

〈溶剤〉
着色層の形成は、上記したように、既述の着色剤及び熱硬化性化合物、並びに必要に応じてバインダー、硬化剤、硬化触媒等を含んで調製された着色剤含有熱硬化性組成物を用いて行なえるが、着色剤含有熱硬化性組成物の調製には一般に、溶剤を用いることができる。すなわち、着色剤含有熱硬化性組成物は、各種成分が溶剤に溶解された溶液（例えば塗布液）として用いることができる。

前記溶剤としては、各成分の溶解性や着色剤含有熱硬化性組成物の塗布性を満足すれば基本的に特に限定はなく、特に染料、バインダーの溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。

具体的には、エステル類、例えば、酢酸エチル、酢酸−ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、等；

３−オキシプロピオン酸メチル、３−オキシプロピオン酸エチル等の３−オキシプロピオン酸アルキルエステル類、例えば、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、等；２−オキシプロピオン酸メチル、２−オキシプロピオン酸エチル、２−オキシプロピオン酸プロピル等の２−オキシプロピオン酸アルキルエステル類、例えば、２−メトキシプロピオン酸メチル、２−メトキシプロピオン酸エチル、２−メトキシプロピオン酸プロピル、２−エトキシプロピオン酸メチル、２−エトキシプロピオン酸エチル、２−オキシ−２−メチルプロピオン酸メチル、２−オキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、２−メトキシ−２−メチルプロピオン酸メチル、２−エトキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、等；ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、２−オキソブタン酸メチル、２−オキソブタン酸エチル、等；

エーテル類、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、等；

ケトン類、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、等；
芳香族炭化水素類、例えば、トルエン、キシレン、等が好適に挙げられる。

〈その他各種添加剤〉
着色層及び、これを構成する着色剤含有熱硬化性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じてその他の各種添加物、例えば、分散剤、充填剤、前記以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤、等を配合することができる。

−分散剤−
分散剤は、前記顔料の分散性を向上させるために添加することができる。
分散剤としては、公知のものを適宜選定して用いることができ、例えば、カチオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、高分子分散剤等が挙げられる。

さらに、特開平１０−２５４１３３号公報に記載の、主鎖部に特定の酸アミド基含有モノマー及び四級アンモニウム塩モノマー残基を有するグラフト共重合体もまた、顔料を微分散する優れた作用を有することから分散剤として用いることができる。前記グラフト共重合体を用いることで、エネルギーや時間の消費を低減しながら顔料を微細に分散させることができると共に、分散した顔料が時間経過に伴なって凝集したり沈降することがなく、長期間にわたる分散安定性を維持することができる。

分散剤は、１種単独で用いる以外に２種以上組み合わせて用いてもよい。
分散剤の着色層（又は着色剤含有熱硬化性組成物）中における添加量としては、通常顔料１００質量部に対して、０．１〜５０質量部程度が好ましい。

また、分散剤以外の各種添加物の具体例としては、ガラス、アルミナ等の充填剤；ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリフロロアルキルアクリレート等の結着樹脂以外の高分子化合物；ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の界面活性剤；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤；２，２−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール等の酸化防止剤；２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤；及びポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤を挙げることができる。

〜着色剤含有熱硬化性組成物の調製〜
以下、本発明に係る画像記録材料の着色層の形成に用いる着色剤含有熱硬化性組成物の調製方法について説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。

前記着色剤として顔料を用いる場合、顔料はその粒子サイズ分布が既述の範囲となるように分散させて用いるのが好ましいが、その調整には分散方法が重要であり、好適な分散方法として、例えば、ニーダーや二本ロールなどのロールミルを用いて高粘度状態で分散する乾式分散（混練分散処理）と、三本ロールやビーズミル等を用いて比較的低粘度状態で分散する湿式分散（微分散処理）とを組み合わせた分散方法が挙げられる。また、前記分散方法においては、２種以上の顔料を共分散したり、混練分散処理時には溶剤を使用しないか若しくは使用量をできるだけ少なくしたり、各種分散剤を用いる方法も好適である。更に、ソルベントショックを和らげるために樹脂成分を前記混練分散処理時と微分散処理時とに分けて添加（２分割使用）したりすることが好ましく、また、混練分散処理から微分散処理に移行する際に顔料粒子が再凝集するのを防止するために溶解性に優れた樹脂成分を用いるのが好ましい。更に、微分散処理時に使用するビーズミルのビーズに高硬度のセラミックスを使用したり、粒径の小さいビーズを使用したりする手段も有効である。尚、前記樹脂成分としては、例えば、上述のアルカリ可溶性樹脂を用いることができる。

本発明においては、特に、２種以上の顔料を用い、更に２種以上の顔料を５００００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度状態で分散した後に、更に１０００ｍＰａ・ｓ以下の低粘度状態で分散して得られた着色剤を用いるのが好ましい。
なお、一般に顔料は合成後、種々の方法で乾燥を経て供給される。通常は水媒体から乾燥させて粉末体として供給されるが、水が乾燥するには大きな蒸発潜熱を必要とし、乾燥して粉末とさせるには大きな熱エネルギーを与えるため、顔料は一次粒子が集合した凝集体（二次粒子）を形成しているのが普通である。

着色剤として顔料を用いる場合、まず顔料にバインダーを、混練分散処理後の粘度が５０，０００ｍＰａ・ｓ以上（好ましくは５０，０００〜１００，０００ｍＰａ・ｓ）の比較的高粘度になるように加えて混練分散処理を施すのが好ましい。ここで、混練分散処理は、高粘度分散であってもよいし、乾式分散であってもよい。次いで、必要に応じて混練分散処理後の分散物にバインダーを追加添加し、微分散処理後の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下（好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以下）の比較的低粘度になるように微分散処理を施すことが好ましい。なお、微分散処理は、低粘度分散であってもよいし湿式分散であってもよい。

混練分散処理においては、溶剤の比率が被分散物に対して０〜２０質量％であることが好ましい。溶剤を多く使用せずに分散を行なうと、顔料粒子の表面をビヒクルの樹脂成分を主体とした構成成分との濡れを促進させることができ、顔料粒子表面が形成する界面を、顔料粒子と空気との固体／気体界面から、顔料粒子とビヒクル溶液との固体／溶液界面に変換することができる。顔料粒子の表面が形成する界面を空気から溶液に変換し混合攪拌すると、顔料を一次粒子に近い微小な状態にまで分散することができる。

このように、顔料を高度に分散させるためには、顔料粒子表面が形成する界面を空気から溶液に変換することが有効である。かかる変換には強い剪断力や圧縮力が必要である。このため、前記混練分散処理においては、強い剪断力や圧縮力を発揮できる混練機を用い、被混練物として高粘度のものを用いるのが好ましい。

また、前記微分散処理時においては、ガラスやセラミックの微粒状の分散用メディアと共に混合攪拌することが好ましい。さらに、微分散処理時における溶剤の比率は、被分散物の２０〜９０質量％であることが好ましい。前記微分散処理時においては、顔料粒子を微小な状態にまで均一に安定させて分布させることが必要であることから、凝集している顔料粒子に衝撃力と剪断力とを付与できる分散機とを用い、被分散物として低粘度のものを用いるのが好ましい。

着色剤として染料を用いる場合には、上記のような分散を必要とせず、溶剤にバインダーと共に溶解させて用いることができる。

上記のようにして得られた顔料の分散物又は染料溶解液に、熱硬化性化合物（例えばエポキシ樹脂）と硬化触媒及び／又は硬化剤とを添加し、あるいは既にバインダー自体が熱硬化性化合物である場合には硬化触媒及び／又は硬化剤を添加して熱硬化機能を付与し、必要に応じて溶剤を添加することによって、着色剤含有熱硬化性組成物を調製することができる。

また、着色層を支持体上に形成する場合、着色剤含有熱硬化性組成物を支持体上に塗布して膜形成した後、加熱を行なって膜を硬化させることにより好適に形成することができる。加熱は塗布後の乾燥と同時であってもよく、塗布乾燥後に別途加熱硬化する工程を設けてもよい。加熱は、オーブン、ホットプレートなど公知の加熱手段を用いて、好ましくは１３０〜３００℃、更に好ましくは１５０〜２８０℃、特に好ましくは１７０〜２６０℃の条件で、好ましくは１０秒〜３時間、更に好ましくは３０秒〜２時間、特に好ましくは６０秒〜６０分の範囲で行なうことができる。但し、製造を考慮すると硬化に要する時間は短時間であるほど好ましい。

次に、着色層が蒸着法による蒸着層で構成する場合を詳述する。
本発明では、蒸着法によって、カラーフィルタ又はその着色画素を構成する着色層の形成を行なってもよい。複数色からなるカラーフィルタの場合、既述のように少なくとも１色を着色樹脂層で構成すると共に、他の少なくとも１色を蒸着により構成するようにしてもよい。

蒸着によるカラーフィルタの形成は、古くから知られている技術であり、特開昭５８−９１０８、同５８−１４４８０３号公報など、真空蒸着法により薄膜を形成するものである。なお、蒸着に使用可能な顔料や染料には、特に制限はなく、既述の着色樹脂層（着色剤含有熱硬化性組成物）に使用可能な着色剤として挙げた顔料、染料と同じものを使用することができる。

蒸着法については、「カラーフィルターの成膜技術とケミカルス」（渡辺順次監修、ｐ.２２７中段〜ｐ.２２９第７行〔（１３）蒸着法〕、シーエムシー（株）発行）に詳細な記載があり、本発明において参照することができる。

蒸着条件としては、真空度が１．３３〜１．３３×１０^-8Ｐａ（１０^-2〜１０^-10ｔｏｒｒ）で、温度が１８０〜６００℃の範囲が好ましい。
また、着色層の密着性改良のため、既述の着色樹脂層（着色剤含有熱硬化性組成物）と同時に、あるいは色素蒸着の前又は後に蒸着するようにすることも可能である。

着色層の層厚としては、０．００５〜０．９μｍが好ましく、０．０１〜０．６５μｍがより好ましく、０．０２〜０．６μｍが特に好ましい。

−感光性樹脂層−
本発明に係る画像記録材料は、前記着色層の上層として、少なくとも一層の感光性樹脂層を有する。この感光性樹脂層は、ポジ型もしくはネガ型のフォトレジストで構成されており、前記着色層にドライエッチング処理を施してパターン形成する際のパターンマスクとして機能するものである。

ポジ型フォトレジストとしては、紫外線（ｇ線、ｉ線）、エキシマー・レーザー等を含む遠紫外線、電子線、イオンビーム及びＸ線等の放射線に感応するポジ型の感光性樹脂組成物を使用できる。
感光性樹脂層を露光するものとしては、前記放射線のうちｇ線、ｉ線が好ましく、中でもｉ線が好ましい。

具体的には、ポジ型フォトレジストとして、キノンジアジド化合物及びアルカリ可溶性樹脂を含有する組成物が好ましい。キノンジアジド化合物及びアルカリ可溶性樹脂を含有するポジ型の感光性樹脂組成物は、５００ｎｍ以下の波長の光照射によりキノンジアジド基が分解してカルボキシル基を生じ、結果としてアルカリ不溶状態からアルカリ可溶性になることを利用し、ポジ型フォトレジストとして用いることができる。この感光性樹脂組成物は、解像力が著しく優れているので、ＩＣやＬＳＩ等の集積回路の作製に用いられている。前記キノンジアジド化合物としては、ナフトキノンジアジド化合物が挙げられる。

近年、集積回路については集積度の向上に伴なって配線の幅が微細化され、このためエッチングも従来のウェットエッチングに代えてドライエッチングが主流になっている。このドライエッチングではレジストの形状がそのまま被エッチング層の形状に反映されるので、レジストの形状が悪いとエッチング不要の部分までエッチングされてしまい、集積回路の不良や歩留り悪化の原因となる。このため、現像残さ（スカム）等の少ないプロファイルの良好なレジストが従来以上に要求されている。また、ドライエッチングでは基板の温度が上昇し、レジストパターンが熱変形を起こして寸法精度が低下することがある。このため、レジストの耐熱性が従来以上に要求されている。このような観点で現在使用されているポジ型フォトレジストをみると、プロファイル、スカム、解像度、及び耐熱性等の諸性能について満足するものが数多く市販されており、例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ（株）製のＦＨ−６０００シリーズ、例えばＦＨ−６４００Ｌ、ＦＨ−６８００Ｌなど、同社製のＦＨｉ−３０００シリーズ、例えばＦＨｉ−３２００、ＦＨｉ−３９５０等、同社製のＦＨｉ−６００シリーズ、例えばＦＨｉ−６４４、ＦＨｉ−６４５、同社製のＦｉ−ＳＰシリーズ、例えばＦｉ−ＳＰ２等が挙げられる。但し、これに限らずパターン形成に好ましいマスク形状のものができるのであれば、市販の有無に関わらずポジ型の感光性樹脂組成物として使用可能である。

前記ネガ型のフォトレジストとしては、紫外線（ｇ線、ｉ線）、遠紫外線、Ｘ線、電子線、分子線、γ線、シンクロトロン放射線等の輻射線に感応するネガ型の感光性樹脂組成物が挙げられる。詳しくは、解像力および感度に優れ、かつ現像残りによる微小欠陥が実質上発生しないネガ型感光性樹脂組成物が好ましい。

フォトレジストは、着色層上に、スピン塗布法またはローラー塗布法で例えば０．５〜３μｍの厚みに塗布される。その後、加熱、乾燥し、露光マスクを介して回路パターン等を紫外線照射などにより焼き付け、更に必要に応じ露光後加熱工程（ＰＥＢ）を経てから現像すればネガ画像が得られる。更にこの画像をマスクとしてエッチングすることにより着色層にパターン状の加工を施すことができる。

ネガ型の感光性樹脂層は、光重合開始剤とエチレン性不飽和結合を有する重合性化合物を含むことが好ましい。このような感光性樹脂層の形成に用いられるネガ型の感光性樹脂組成物については下記の技術が知られている。
例えば、特公昭５４−２３５７４号公報では、有機ハロゲン化物からなる光酸発生剤と組合せてノボラック樹脂を光硬化させる技術が記載されている。また、西独公開特許２０５７４７３号公報には、ジアゾ化合物からなる光酸発生剤とメチロール化メラミンなどからなる光硬化性組成物との結合剤としてノボラックなどのフェノール樹脂を適用できることが記載されている。更に特開昭６０−２６３１４３号公報では、光酸発生剤とメラミン樹脂などの酸硬化性アミノブラスト樹脂、それに一般的なノボラック樹脂とからなる組成物が記載されており、水性現像可能で熱安定性の高いネガ画像が得られるとされている。また、特開昭６２−１６４０４５号公報には、かかる組成物の光酸発生剤として、遠紫外域に光吸収を有する有機ハロゲン化物が有利に使えることが記載されている。同様に、特開平２−５２３４８号公報には、類似の系の光酸発生剤として、特定領域のｐＫａ値を持つ有機ハロゲン化物が有利であることが記載されている。更に、特開平２−１５４２６６号公報には、同様な光硬化性組成物の光酸発生剤として、オキスムスルフォン酸エステル類が有効であることの記載がある。また、別な例として、特開平２−１４６０４４号公報では、特定のトリクロロトリアジン基を有する光酸発生剤とアルコキシ化メラミンにｍ−クレゾールを３０％以上含有するノボラック樹脂を組み合わせた組成物が高エネルギー線露光用に有用であることが記載されている。更に、欧州特許３９７４６０Ａ号公報には、同様な組成物に於いて分岐度の高いノボラック樹脂を用いることが示されている。

これらネガ型の感光性樹脂組成物は、市販されたものがあり、例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ（株）社製のＳＣシリーズ、例えば、「ＳＣ−６０」、「ＳＣ−４５０」等、同社製のＨＲシリーズ、例えば、「ＨＲ−１００」、「ＨＲ−２００」、同社製のＨＮＲシリーズ、例えば、「ＨＮＲ−８０」、「ＨＮＲ−１２０」などが挙げられる。但し、これらに限らず、パターン形成に好ましいマスク形状のものができるのであれば、市販の有無に関わらず使用可能である。

感光性樹脂層の層厚としては、０．０１〜３μｍが好ましく、０．１〜 ２．５μｍが好ましく、０．１５〜２μｍが更に好ましい。

−支持体−
本発明に係る画像記録材料は、支持体を用いて構成することができる。支持体としては、例えば、液晶表示素子等に用いられるソーダガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、石英ガラスおよびこれらに透明導電膜を付着させたものや、撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等や、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）等が挙げられる。これらの支持体には、各画素を隔離するブラックストライプが形成されている場合もある。
また、これらの支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止あるいは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。

本発明のカラーフィルタの製造方法により作製されたカラーフィルタは、液晶表示素子やＣＣＤ等の固体撮像素子に用いることができ、特に１００万画素を超えるような高解像度のＣＣＤ素子やＣＭＯＳ等に好適である。例えば、ＣＣＤを構成する各画素の受光部と集光するためのマイクロレンズとの間に配置されるカラーフィルタとして用いることができる。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。

＜着色剤含有熱硬化性組成物の調製＞
−顔料分散液の調製−
緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）の各色についてそれぞれ下記表１に示す各素材をそれぞれニーダーで均一に混練した後に、混練物を二本ロールで乾式分散処理（混練分散処理）した。
次いで、乾式分散処理を施された分散物に、溶剤成分としてプロピレングリコールモノメチルエチルアセテートを７８５質量部加えた。その後、ホモジナイザーにて２０００ｒｐｍで３０分間攪拌処理し、顔料が均一に分散した、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）の各色の分散組成物を調製した。得られた分散組成物を、０．３ｍｍジルコニアビーズを用いたビーズ分散機（商品名：ディスパーマット、ＧＥＴＺＭＡＮＮ社製）にて微分散処理を施した。

その後、２．５μｍフィルターにて濾過を行ない、顔料が均一に分散された各色の顔料分散液（１）〜（３）を得た。尚、各顔料分散液について混練分散処理時及び微分散処理時における混練物（分散物）の粘度、並びに、各顔料分散液における顔料の平均粒子径及び粒子径０．０１±０．００５μｍの範囲にある顔料粒子の占める割合を表１に示す。なお、顔料の粒子径の測定は、日機装（株）製のＭＩＣＲＯＴＲＡＣ ＵＰＡ １５０を用い、各着色樹脂組成物をプロピレングリコールモノメチルエチルアセテートで希釈したものをサンプルとして測定した。

−着色剤含有熱硬化性組成物の調製−
得られた各色の顔料分散液について、顔料分散液（１）に対しては２０質量部、顔料分散液（２）に対しては６質量部、顔料分散液（３）に対しては８質量部の多官能エポキシ樹脂「ＥＨＰＥ−３１５０」（ダイセル化学（株）製）を添加した。さらに、各顔料分散液に、硬化触媒として四国化成(株)製の「１Ｂ２ＰＺ」を前記多官能エポキシ樹脂の１／５０（質量）となるように添加した。溶解確認後、本組成物中の固形分が１５質量％になるように、プロピレングリコールモノメチルエチルアセテートでピグメントショックが起こらないように注意しながら希釈した。前記手順により、顔料分散液（１）は７２．０質量％、顔料分散液（２）は７１．０質量％、顔料分散液（３）は７５．１質量％といった高い顔料濃度の３色の着色剤含有熱硬化性組成物Ｒ，Ｇ，Ｂを調製した。

（実施例１）
−膜厚の調整−
富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ（株）製の「ＣＴ−２０００Ｌ」を塗布し硬化させた下塗り層を有するシリコンウェハー基板を３枚用意し、シリコンウェハー基板の各々の下塗り層上に、上記のようにして得られた着色剤含有熱硬化性組成物Ｒ，Ｇ，及びＢの各々をスピンコータにてそれぞれ膜厚０．５μｍの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートにて１００℃で２分間の加熱処理を行ない、塗布膜を乾燥させ、パターン形成用の着色層Ｒ，Ｇ，Ｂを設けた。続いて、ホットプレートを使用して２２５℃で６分間の加熱を行ない、着色層を熱硬化させた。熱硬化後の層厚はいずれも、０．５μｍであった。

次に、上記とは別に前記同様に下塗り層を有するシリコンウェハー基板を用意し、その下塗り層上に、ＦＨｉ−３９５０（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製；ポジ型フォトレジスト）を膜厚が約１．５μｍとなるようにスピンコータで塗布し、レジスト層を形成した後、これを１００℃で２分間加熱処理し乾燥させた。その後、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製の現像液ＦＨＤ−５を用いて１分間現像処理を行ない、乾燥後の層厚を０．４９５μｍとした。

そして、シリコンウエハー基板上に各々設けた着色層及びレジスト層に対して、ＣＦ₄／Ｏ₂／Ａｒ＝２／２／１の混合ガスを用いてドライエッチング処理を１分間施し、エッチング前後の層厚をＤｅｋｔａｋ ６Ｍ（Ｖｅｅｃｏ社製）により測定し、得られた測定値からエッチング速度を算出した。その結果、下記の通りであった。
・着色層（Ｇ）・・・・・・・・・・・・０．３５μｍ／ｍｉｎ
・着色層（Ｂ）・・・・・・・・・・・・０．３０μｍ／ｍｉｎ
・着色層（Ｒ）・・・・・・・・・・・・０．３３μｍ／ｍｉｎ
・レジスト層（ＦＨｉ−３９５０）・・・０．２４μｍ／ｍｉｎ

以上の結果から、０．５μｍの層厚の着色層（Ｇ）でのパターン形成時はＦＨｉ−３９５０の膜厚を０．３４３μｍに、０．５μｍの層厚の着色層（Ｂ）でのパターン形成時は膜厚を０．４０μｍに、０．５μｍの層厚の着色層（Ｒ）でのパターン形成時は膜厚を０．３６４μｍにそれぞれ設定した。
このとき、各着色層のエッチング速度をＡとし、その層厚をＡｆｔとすると共に、ＦＨｉ−３９５０からなるレジスト層のエッチング速度をＢとし、その層厚をＢｆｔとすると、ＲＧＢ全色とも、Ｂｆｔ＝Ｂ×Ａｆｔ／Ａの関係を満たす。

−画像記録材料の作製−
上記とは別に、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ（株）製の「ＣＴ−２０００Ｌ」を塗布し硬化させた下塗り層を有するシリコンウェハー基板を３枚用意し、シリコンウェハー基板の各々の下塗り層上に、上記の着色剤含有熱硬化性組成物Ｒ，Ｇ，及びＢの各々をスピンコータにてそれぞれ膜厚０．５μｍの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートにて１００℃で２分間の加熱処理を行ない、塗布膜を乾燥させ、パターン形成用の着色層Ｒ，Ｇ，Ｂを設けた。続いて、ホットプレートを使用して２２５℃で６分間の加熱を行ない、着色層を熱硬化させた。熱硬化後の層厚はいずれも、０．５μｍであった。

続いて、熱硬化させた各色の着色層の表面にＦＨｉ−３９５０（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製；ポジ型フォトレジスト）を、それぞれの塗布厚が上記した膜厚となるようにスピンコータで塗布し、レジスト層を形成した後、これを１００℃で２分間加熱処理し乾燥させ、画像記録材料とした。

−カラーフィルタの作製−
上記のようにして得られた各画像記録材料に対して、レジスト層の上方からｉ線ステッパーを用いて、２００ｍＪ／ｃｍ²の露光量でパターン露光を行なった。次いで、パターン露光後の各画像記録材料に対して、アルカリ現像液ＦＨＤ−５（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）を用いて１分間現像処理を行ない、１．５μｍ×１．５μｍサイズの格子状に、レジスト層が残るマスク部とフォトレジストが溶解して着色層が露出する非マスク部とを形成した。

次いで、マスク部と非マスク部とが形成された各画像記録材料に対し、ＣＦ₄／Ｏ₂／Ａｒ＝２／２／１の混合ガスを用いてドライエッチング処理を施して着色層の非マスク部をエッチングし、マスクパターン様のパターンを着色層に形成した。このとき、マスク部におけるレジスト層は着色層上に残っておらず、レジスト層を剥離するための剥離工程は不要であった。なお、ドライエッチング処理は、発光分光分析法により行ない、非マスク部の着色層がちょうどエッチングされたところでエッチングを終了するように設定して行なった。
以上のようにして、各色について、矩形性の高い１．５μｍ四方のパターンが形成され、シリコンウェハー基板上にＢ、Ｇ、又はＲのパターンが形成されてなるカラーフィルタを作製した。

（実施例２）
−Ｂｌｕｅパターンの形成−
実施例１と同様にして、青色（Ｂｌｕｅ）パターンを形成した。このとき、実施例１と同様に、ドライエッチングの終了と共にマスク部におけるレジスト層も着色層上に残っておらず、レジスト層を剥離する剥離工程は不要であった。

−Ｇｒｅｅｎパターンの形成−
Ｂｌｕｅパターンが形成されたシリコンウェハー基板を用い、既述のようにして調製した緑色の着色剤含有熱硬化性組成物Ｇを、シリコンウェハー基板のＢｌｕｅパターンが形成されている側に塗布した後、ホットプレートを使用して１００℃で２分間の加熱処理し塗布膜を乾燥させて、緑色パターン形成用の膜厚０．５μｍの着色層（Ｇ層）を設けた。続いて、ホットプレートを使用して２２５℃で６分間の加熱を行ない、Ｇ層を熱硬化させた。続いて、熱硬化させたＧ層（着色層）上に、ＦＨｉ−３９５０（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製；ポジ型フォトレジスト）を、実施例１と同様の膜厚（すなわち膜厚０．３４３μｍ）となるようにスピンコータで塗布し、レジスト層を形成した後、これを１００℃で２分間加熱処理し乾燥させて、緑色用画像記録材料とした。

この緑色用画像記録材料に対して、実施例１と同様にしてパターン露光及び現像処理を施して、１．５μｍ×１．５μｍサイズの格子状に、ポジ型フォトレジストが残るマスク部とフォトレジストが溶解して着色層（Ｇ層）が露出する非マスク部とを形成した。その後、実施例１同様にしてドライエッチング処理を施し、緑色のパターンをＧ層に形成した。このようにして、緑色（Ｇｒｅｅｎ）パターンを形成した。このとき、実施例１と同様に、ドライエッチングの終了と共にマスク部におけるレジスト層も着色層上に残っておらず、レジスト層を剥離する剥離工程は不要であった。
なお、ドライエッチング処理は、実施例１と同様に、発光分光分析法により行ない、非マスク部の着色層がちょうどエッチングされたところでエッチングを終了するように設定して行なった。

−Ｒｅｄパターンの形成−
上記より、Ｂｌｕｅパターン及びＧｒｅｅｎパターンが形成されたシリコンウェハー基板を用い、既述のようにして調製した赤色の着色剤含有熱硬化性組成物Ｒを、シリコンウェハー基板のＢｌｕｅパターン及びＧｒｅｅｎパターンが形成されている側に更に塗布した後、ホットプレートを使用して１００℃で２分間の加熱処理し、塗布膜を乾燥させて、赤色パターン形成用の膜厚０．５μｍの着色層（Ｒ層）を設けた。続いて、ホットプレートを使用して２２５℃で６分間の加熱を行ない、Ｒ層を熱硬化させて赤色用画像記録材料とした。

そして、ＣＦ₄／Ｏ₂／Ａｒ＝２／２／１の混合ガスを用いてエッチバックを行ない、Ｂｌｕｅパターン及びＧｒｅｅｎパターン上にあるＲ層を除去し、ＲＧＢ３色よりなるカラーフィルタを作製した。
なお、エッチングの終点は発光分光分析法により検出して行ない、Ｂｌｕｅパターン及びＧｒｅｅｎパターン上にあるＲ層がちょうどエッチングされたところでエッチングを終了するように設定して行なった。

（実施例３）
実施例１において、「−膜厚の調整−」で用いたＦＨｉ−３９５０をＦＨｉ−３２００（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製；ポジ型フォトレジスト）に代えてエッチング速度を算出すると共に、「−画像記録材料の作製−」では、熱硬化させた緑色の着色層Ｇの表面に塗布したＦＨｉ−３９５０をＦＨｉ−３２００に代え、着色層（Ｇ）の層厚（Ａｆｔ）を０．５６μｍとし、ＦＨｉ−３２００の膜厚（Ｂｆｔ）を０．１４μｍとして３４秒間のエッチング処理を行ない、最終的に膜厚０．５μｍの緑色（Ｇｒｅｅｎ）パターンが形成されるようにしたこと以外、実施例１と同様にして、カラーフィルタを作製した。

ここで、ＦＨｉ−３２００を用いて実施例１と同様に算出したエッチング速度Ｂは０．３５μｍ／ｍｉｎであった。なお、エッチング速度Ａは実施例１と同様に０．３５μｍ／ｍｉｎである。そして、本発明における関係式〔Ｂｆｔ＝ｋ（Ｂ×Ａｆｔ／Ａ）〕でのｋの値は０．２５であった。

Ｇｒｅｅｎパターンを形成した際、実施例１と同様に、ドライエッチングの終了と共にマスク部におけるレジスト層も着色層上に残っておらず、レジスト層を剥離する剥離工程は不要であった。

（比較例１）
実施例３において、着色層（Ｇ）の層厚Ａｆｔ及びＦＨｉ−３２００の膜厚Ｂｆｔ並びにエッチング時間を、着色層（Ｇ）の層厚（Ａｆｔ）を０．５μｍとし、ＦＨｉ−３２００の膜厚（Ｂｆｔ）を０．５８μｍとし、８６秒間のドライエッチング処理を行なうようにしたこと以外、実施例３と同様にして、カラーフィルタを作製した。
その結果、着色層（Ｇ）上には約０．０８μｍのレジスト膜が残り、レジストの剥離工程を必要とした。このとき、関係式中のｋは１．１６であった。

（実施例４）
実施例１において、着色剤含有熱硬化性組成物Ｂ，Ｇ，Ｒをそれぞれ、下記組成を混合、溶解して調製した青色の染料溶解液（Ｂ）、緑色の染料溶解液（Ｇ）、及び赤色の染料溶解液（Ｒ）に代えたこと以外、実施例１と同様にして、エッチング速度を測定し、シリコンウェハー基板上にＢ、Ｇ、又はＲのパターンが形成されてなるカラーフィルタを作製した。

〈染料溶解液の組成〉
−染料溶解液（Ｇ）−
ａｃｉｄ Ｇｒｅｅｎ ２５ …１１５部
ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ１７ … ４０部
樹脂（実施例１の顔料分散液（１）に同じ） … ２５部
エポキシ樹脂（ダイセル化学工業（株）製、ＥＨＰＥ−３１５０）… １９．６部
硬化触媒（四国化成（株）製、１Ｂ２ＰＺ） … ０．４部

−染料溶解液（Ｂ）−
ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ２３ …１２５部
ａｃｉｄ ｖｉｏｌｅｔ ７ … ２５部
樹脂（実施例１の顔料分散液（２）に同じ） … ２０部
エポキシ樹脂（ダイセル化学工業（株）製、ＥＨＰＥ−３１５０）… １９．６部
硬化触媒（ジャパンエナジー製、ＩＭ−１０００） … ０．４部

−染料溶解液（Ｒ）−
ａｃｉｄ Ｒｅｄ ８ …８０部
ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ３４ …２０部
樹脂（実施例１の顔料分散液（３）に同じ） …１０部
エポキシ樹脂（ダイセル化学工業（株）製、エポリードＧＴ４０１）… ５部
エポキシ樹脂（ダイセル化学工業（株）製、ＥＨＰＥ−３１５０） … ９．６部
硬化触媒（ジャパンエナジー製、ＩＭ−１０００） … ０．３部
硬化触媒（四国化成（株）製、１Ｂ２ＰＺ） … ０．１部

本実施例でのエッチング速度の測定に基づいて、０．５μｍの層厚の各色の着色層でのパターン形成時におけるＦＨｉ−３９５０の膜厚を設定し、設定された膜厚にしたがってレジスト層を形成し、実施例１と同様の方法でドライエッチング処理を行なった結果、ドライエッチングの終了と共にちょうどマスク部におけるレジスト層も着色層上に残っておらず、レジスト層を剥離するための剥離工程は不要であった。詳細について下記表２に示す。
以上のようにして、着色剤として染料を用いた場合も、エッチング用パターンマスクをなすレジスト層の厚みを制御することで、剥離工程の省略が可能であり、ＲＧＢ３色のカラーフィルタを作製することができた。また、このようにして作製されたカラーフィルタの表面は膜表面の荒れも抑えられた。

（実施例５）
実施例１において、着色剤含有熱硬化性組成物Ｒを塗布して着色層Ｒを設ける操作に代えて、赤色顔料（日本真空（株）製）の蒸着により蒸着して着色層Ｒを設けるようにすると共に、着色層Ｒのエッチング速度を算出し、さらに 着色層（Ｒ）の層厚Ａｆｔ及びＦＨｉ−３９５０の膜厚Ｂｆｔ並びにエッチング時間を、着色層（Ｒ）の層厚（Ａｆｔ）を０．２４８μｍとし、ＦＨｉ−３９５０の膜厚（Ｂｆｔ）を０．１９８μｍとし、４２．５秒間のドライエッチング処理を行なうように変更したこと以外、実施例１と同様にして、シリコンウェハー基板上にＲのパターンが形成されたカラーフィルタを作製した。

ここで、蒸着された着色層（Ｇ）の実施例１と同様に算出したエッチング速度Ａは０．３μｍ／ｍｉｎであった。なお、エッチング速度Ｂは実施例１と同様に０．２４μｍ／ｍｉｎである。そして、本発明における関係式〔Ｂｆｔ＝ｋ（Ｂ×Ａｆｔ／Ａ）〕でのｋの値は１．０であった。

Ｒｅｄパターンを形成した際、実施例１と同様に、ドライエッチングの終了と共にマスク部におけるレジスト層も着色層上に残っておらず、レジスト層を剥離する剥離工程は不要であった。

前記表２に示すように、実施例では、着色層のドライエッチング処理と共にエッチング用パターンマスク（レジスト層）の除去が可能であり、剥離工程を設けることなく、レジスト残渣を伴なわずに良好なカラーフィルタを作製することができた。これに対し、比較例では、パターンマスクをなすレジストの除去が不充分であり、剥離工程をなくすことができず、また、形成されたカラーフィルタへのダメージを回避することはできなかった。

Claims (1)

1. 着色層上に感光性樹脂層を有する画像記録材料の少なくとも前記感光性樹脂層をパターン露光する工程と、パターン露光後の前記画像記録材料をアルカリ現像する工程と、アルカリ現像後の画像記録材料にドライエッチング処理を施して前記着色層にパターンを形成する工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
   前記着色層のドライエッチング速度Ａ（μｍ／ｍｉｎ）及び層厚Ａｆｔ（μｍ）、並びに前記感光性樹脂層のドライエッチング速度Ｂ（μｍ／ｍｉｎ）及び層厚Ｂｆｔ（μｍ）が、下記関係式を満たすことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
   Ｂｆｔ＝ｋ（Ｂ×Ａｆｔ／Ａ）
   〔式中、ｋは０＜ｋ＜１．１を満たす値を表す。〕