JP2016138967A - カラーフィルタ、その製造方法及びそれを具備した液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精細化したディスプレイパネル用カラーフィルタを製造する際に、擬似白色ＬＥＤをバックライトとして使用し、形状不良、直線性不良のない赤色着色画素を薄膜で形成することで隣接画素間の混色を防ぎ、且つ、ムラのないディスプレイパネルを提供することを目的とする。【解決手段】透明基板１の一方の面に、赤色画素を含む複数色の着色画素３、その上にオーバーコート４が形成された、白色ＬＥＤを光源としたバックライトを具備する液晶表示装置に用いられるカラーフィルタであって、前記着色画素３の膜厚をＣｔ、オーバーコート４の膜厚をＯｔとした時、Ｃｔ＋Ｏｔが２．０〜３．２μｍであり、且つ、前記赤色画素が、前記白色ＬＥＤを光源とするバックライトで測色した表示色度がＸＹＺ表色系でｘ＝０．６４０±０．０１０、ｙ＝０．３３０±０．０１０、Ｙ≧１７．０である。【選択図】図１

Description

本発明は、カラー液晶表示装置やカラー撮像管素子等に用いるカラーフィルタ、その製造方法及びそれを具備した液晶表示装置に関する。

液晶ディスプレイは、２枚の基板の間に液晶を挟み、この液晶に画素ごとに電圧を印加して光の透過と非透過（遮断）とを制御して、この透過部分と遮断部分とで画面表示を行うディスプレイである。そして、２枚の前記基板のうち一方の基板に画素ごとに透明着色膜を設けて、その透過光を着色することにより、カラー表示を可能としている。この透明着色画素を設けた基板は一般にカラーフィルタと呼ばれるが、このカラーフィルタは、例えば、図１の断面説明図に示すような構造を有している。すなわち、カラーフィルタは、透明基板１と、この透明基板の表面を多数の画素領域に区画する遮光膜２（ＢＭ、ブラックマトリックス）と、前記画素領域に設けられた透明着色画素３とを備えて構成されている。透明着色画素は画素領域ごとに異なる色彩を有しており、代表的には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色の透明着色画素が利用される。

これら３色は光の３原色であり、これら３原色及びその混合によって色彩のほぼ全てを表示することが可能となる。また、ＢＭは、特定の画素領域を透過する光と隣接する画素領域を透過する光との混合を防止するものである。例えば、赤色（Ｒ）画素に隣接して緑色（Ｇ）画素が存在する場合、この両者を透過する光同士の混合を防ぐことで鮮明なカラー画面の表示が可能となる。このようなカラーフィルタの製造方法は、透明基板上にＢＭ、及び３色の着色画素の各層を各々、顔料分散レジスト塗布、露光、及び現像工程等を繰り返すフォトリソグラフィー法（顔料分散法とも呼ばれる）が製造方法の中心となっている。

近年、液晶ディスプレイは、４００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）を超える高精細化が進んでおり、同時に輝度を落とさず高精細化するために高開口率が求められるようになった。これに伴いＢＭの細線化が進んでいる。着色パターン形成時、位置ずれが生じた際に着色画素とＢＭとの隙間からの光漏れを防止するために、その端部がＢＭ上に重なるように形成される。しかし、ＢＭ上に重なる着色部にツノ段差と呼ばれる膜隆起が起こる。ツノ段差が大きいと、液晶の配向乱れなどの表示不良を顕著にもたらす。

従来、ツノ段差を低減する方法として、着色画素上に図２（ａ）に示すようなオーバーコート４を設け、隣接画素間の段差、もしくはＢＭと着色画素との段差を平坦化することが一般的であった。しかし、近年の液晶ディスプレイの汎用化に伴い、カラーフィルタも低価格化し、オーバーコートを設けずにツノ段差を低減する試みがなされている。

特許文献１に記載の発明は、ＢＭとＲＧＢの重なり量、隣接するＲＧＢ層の重なり量を規定し、ツノ段差低減を試みた。特許文献２に記載の発明は、ＲＧＢ層形成後、研磨をすることで、ツノ段差低減を試みた。特許文献３に記載の発明は、ＢＭ膜厚と、ＢＭとガラス基板とのなす角度を規定し、ツノ段差低減を試みた。

しかしながら、近年の高精細化の要求は一層厳しく、ＢＭの細線化により上記文献のようにオーバーコートを用いずにツノ段差を低減することが困難であるため、オーバーコート層を具備することが多くなった。

図２（ｂ）は、従来のカラーフィルタを具備した液晶表示装置の隣接画素透過光の経路
を示す概略図を示した。この図が示すように、Ｇｒｅｅｎ画素が透過部となるが、斜めから見た際に隣接するＢｌｕｅ画素の混色領域ＢＭ（ａ）が発生し、Ｇｒｅｅｎ画素の透過領域ＧＴ（ａ）と合わさった状態で視認されるという混色の問題がある。

また、着色画素の薄膜化へ向けた課題としては赤色着色画素の色再現性の低下が挙げられる。

色再現性は、赤、緑、青色画素から放射される光の色で決まり、それぞれの着色画素の色度点をそれぞれ（ｘＲ、ｙＲ）、（ｘＧ、ｙＧ）、（ｘＢ、ｙＢ）としたとき、ｘ−ｙ色度図上のこれらの３点で規定される三角形の面積（面積Ａとする）で評価される。より具体的には、色再現性は、アメリカＮａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＮＴＳＣ）により定められた標準方式の３原色、赤（０．６７、０．３３）、緑（０．２１、０．７１）、青（０．１４、０．０８）の３点で規定される基準の三角形の面積に対する面積Ａの比（面積Ａ／基準面積）×１００；単位は％、以下ＮＴＳＣ比と略す。）として表現される。このＮＴＳＣ比の値は、一般のノート型ＰＣで４０〜５０％程度、ＰＣ用のモニターで５０〜６０％、液晶テレビでは約７２％であり、近年数量が増大しているスマートフォンや携帯情報端末（タブレット）では、写真やテレビを見る機会が多くなっているため、液晶テレビ同等のＮＴＳＣ比が求められている。

スマートフォンやタブレット等の主にバッテリーにて駆動する製品用途のディスプレイのバックライトには、消費電力が低い青色ＬＥＤの表面に蛍光体を塗布することによって形成される擬似白色ＬＥＤを用いる場合が多い。しかしながら擬似白色ＬＥＤをバックライトに用いた場合、長波長領域に発光ピークを持たないことから、液晶表示装置の赤色表示の色再現性が著しく悪化する問題がある。

特許文献４に青色ＬＥＤの表面に赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体を組み合わせた白色ＬＥＤ、特許文献５に３色ＬＥＤが提案されており、いずれも色再現性向上に効果があるものの、ＬＥＤのコスト面から擬似白色ＬＥＤが現在でも主流となっている。

擬似白色ＬＥＤをバックライトとして使用し、赤色着色画素を薄膜で形成するためには、着色画素中に含有する顔料濃度を高くする必要があるが、形状不良、直線性不良等の改善が困難であった。

特開２０１１−１１３００８号公報 特開２００８−２８１６７８号公報 特許第４４７９７０４号公報 ＷＯ０９／０２８３７０号公報 特許第５３１１３２１号公報

本発明は、以上のような事情の下になされ、高精細化したディスプレイパネル用カラーフィルタを製造する際に、擬似白色ＬＥＤをバックライトとして使用し、形状不良、直線性不良のない赤色着色画素を薄膜で形成することで隣接画素間の混色を防ぎ、且つ、ムラのないディスプレイパネルを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、透明基板の一方の面に、赤色画素を含む複数色の着色画素（ａ）、その上にオーバーコート（ｂ）が形成された、白色ＬＥＤを光源としたバックライトを具備する液晶表示装置に用いられるカラーフィルタであって、
前記（ａ）着色画素の膜厚をＣｔ、（ｂ）オーバーコートの膜厚をＯｔとした時、Ｃｔ＋Ｏｔが２．０μｍから３．２μｍであり、且つ、前記赤色画素が、前記白色ＬＥＤを光源とするバックライトで測色した表示色度がＸＹＺ表色系でｘ＝０．６４０±０．０１０、ｙ＝０．３３０±０．０１０、Ｙ≧１７．０であることを特徴とするカラーフィルタである。

また、請求項２に係る発明は、前記着色画素（ａ）の膜厚をＣｔ、オーバーコート（ｂ）の膜厚をＯｔとしたとき、Ｃｔ／Ｏｔの比率が１から１．５であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタである。

また、請求項３に係る発明は、前記着色画素（ａ）が、透明樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、オキシムエステル系光重合開始剤を含有した感光性樹脂組成物からなり、
着色画素（ａ）中の全固形分に対する含有率は、前記透明樹脂が２．５〜４．０質量％、前記オキシムエステル系光重合開始剤が０．５〜１．３質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタである。

また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法であって、
透明基板の一方の面に、着色画素（ａ）をフォトリソ法により形成する工程と、その上にオーバーコート（ｂ）を形成する工程とからなることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

また、請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタを具備した液晶表示装置であって、
バックライトが青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた擬似白色ＬＥＤからなり、４３０〜４７０ｎｍ、５２０〜５７０ｎｍのそれぞれの波長範囲内に発光強度のピーク波長を有することを特徴とする液晶表示装置である。

本発明の請求項１に係る発明によれば、前記（ａ）着色画素の膜厚をＣｔ、（ｂ）オーバーコートの膜厚をＯｔとした時、Ｃｔ＋Ｏｔが２．０μｍから３．２μｍとすることにより、ツノ段差防止、隣接画素の防止及び高精細化を可能とすることができる。

また、前記赤色画素が、前記白色ＬＥＤを光源とするバックライトで測色した表示色度がＸＹＺ表色系でｘ＝０．６４０±０．０１０、ｙ＝０．３３０±０．０１０、Ｙ≧１７．０であることにより、擬似白色ＬＥＤをバックライトとして用いた液晶表示装置に対しても、従来の赤色表示の色再現性低下と輝度低下を抑制することができる。

また、請求項２によれば、前記着色画素（ａ）の膜厚をＣｔ、オーバーコート（ｂ）の膜厚をＯｔとしたとき、Ｃｔ／Ｏｔの比率を１〜１．５とすることにより、図１（ｂ）に示すような隣接画素との混色を防ぐことができる。

また、請求項３によれば、前記着色画素（ａ）が、透明樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、オキシムエステル系光重合開始剤を含有した感光性樹脂組成物からなり、着色画素（ａ）中の全固形分に対する含有率は、前記透明樹脂が２．５〜４．０質量％、前記オキシムエステル系光重合開始剤が０．５〜１．３質量％であることにより、
感光性樹脂組成物中の着色顔料の濃度を高くしても、高精細な画素を形成することができる。

また、請求項４によれば、透明基板の一方の面に、着色画素（ａ）をフォトリソ法により形成する工程と、その上にオーバーコート（ｂ）を形成する工程とからなることにより、高精細な着色画素を容易に形成でき、またＢＭ上の着色画素によるツノ段差を平滑に覆うことで、液晶の配向乱れを抑制することができる。

また、請求項5によれば、バックライトが青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた擬似白色ＬＥＤからなり、４３０〜４７０ｎｍ、５２０〜５７０ｎｍのそれぞれの波長範囲内に発光強度のピーク波長を有することにより、赤色表示の色再現性の低下を抑制することができる。

上記で説明したように、本発明によれば着色画素、特に赤色画素を高濃度で薄膜に形成したカラーフィルタを提供できる、また加えて、隣接画素間の混色を抑制し、擬似白色ＬＥＤを用いても色再現性の良い液晶表示装置を提供することができる。

（ａ）本発明のカラーフィルタの断面形状の説明図である。（ｂ）（ａ）を具備した液晶表示装置の隣接画素透過光の経路を示す概略図である。 （ａ）従来のカラーフィタルの断面形状の説明図である。（ｂ）（ａ）を具備した液晶表示装置の隣接画素透過光の経路を示す概略図である。 本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置の概略断面図である。 本発明に係るカラーフィルタの色度測定結果を示すグラフである。

以下、本発明に係る、カラーフィルタ、その製造方法及びそれを用いた液晶表示装置について、図に基づき詳細に説明する。

本発明に係るカラーフィルタは図１（ａ）に示すように、透明基板１の上に、遮光膜（ＢＭ、ブラックマトリックス）２と赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、青色画素Ｂからなる着色画素３、オーバーコート４で構成されている。前記着色画素３はそれぞれ感光性着色組成物からなり、有機顔料、透明樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、光重合開始剤を含有している。以下、本明細書では、透明基板、遮光膜（ＢＭ）、着色画素及びオーバーコートを合わせてカラーフィルタとする。

以下、本発明に係るカラーフィルタに用いられる感光性着色組成物について説明する。

（顔料）
本発明は、一般に市販されている有機顔料を用いることができ、形成する着色層（着色画素）の色相に応じて、染料、天然色素、無機顔料を併用することができる。有機顔料としては、発色性が高く、且つ耐熱性、特に耐熱分解性の高いものが好適に用いられる。有機顔料は、１種を単独で、または２種以上を混合して用いることができる。また、有機顔料は、ソルトミリング、アシッドペースティング等により微細化したものであっても良い。以下に、本実施形態に係る感光性着色組成物に使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）番号で示す。

赤色画素を形成する場合には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１６、２２０、２２３、２２４、２２６、２４０、２５４、２５５、２６４、２７２等の赤色顔料を用いることができる。赤色感光性着色組成物には、黄色顔料、オレンジ色顔料を併用することができる。

本発明に係るカラーフィルタには、赤色画素の他に、緑色、青色及び必要に応じてその他の色（例えばシアン、マゼンタ、オレンジ色）の画素を有している。これらの画素に用いられる着色材料は特に制限はなく、公知の顔料あるいは染料を用いることができる。

緑色画素を形成する場合には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７、５８、５９等の緑色顔料を用いることができる。緑色感光性着色組成物には黄色顔料を併用することができる。

青色画素を形成する場合には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、６４、８０等の青色顔料を用いることができる。青色感光性着色組成物には色再現性を良くするために、紫色顔料を併用することができる。紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ１、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等を例示できる。

前記青色画素には、耐熱性が悪化するなどの耐久性の問題があるため、黄色顔料を併用することが望ましい。

黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９８、１９９、２１３、２１４等が挙げられるが、特にＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０が耐熱性の向上に効果的である。

本発明に係るカラーフィルタには、赤色、緑色、青色及び必要に応じてその他の色（例えばシアン、マゼンタ、オレンジ色）の画素を有している。これらの画素に用いられる着色材料は特に制限はなく、公知の顔料を用いることができる。

シアン色画素を形成する場合には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、８０等の顔料を用いることができる。

マゼンタ色画素を形成する場合には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、１４６、１７７、１７８、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２等の顔料を用いることができる。マゼンタ色感光性着色組成物には黄色顔料を併用することができる。

オレンジ色画素を形成する場合には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、
４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等の顔料を用いることができる。

遮光膜（ＢＭ、ブラックマトリックス）を形成する場合には、カーボンブラック、アニリンブラック、アントラキノン系黒色顔料、ペリレン系黒色顔料、具体的にはＣ．Ｉ．ピグメントブラック１、６、７、１２、２０、３１等を用いることができる。黒色感光性着色組成物には、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料の混合物を用いることもできる。黒色顔料としては、価格、遮光性の大きさからカーボンブラックが好ましく、カーボンブラックは、樹脂などで表面処理されていてもよい。また、色調を調整するため、黒色感光性着色組成物には、青色顔料や紫色顔料を併用することができる。

また、本実施形態に係る感光性着色組成物には、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。染料は、顔料の合計質量を基準（１００質量％）として、０．１〜１０質量％で用いることができる。

染料としては、カーボニウム染料、アゾ染料、クマリン染料、ナフタルイミド染料等が挙げられる。前記カーボニウム染料としては、具体的には、ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、アクリジン染料等が挙げられる。これらの中でも、カーボニウム染料が好ましく、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料がより好ましい。

前記染料としては、例えば、カラーインデックス（Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ出版）で染料に分類されている化合物や染色ノート（色染社）に記載されている公知の染料が挙げられる。以下に、本実施形態に係る感光性着色組成物に使用可能な染料の具体例を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）番号で示す。このような化合物の具体例としては、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ３、７、２５０、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ７７、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｙｅｌｌｏｗ １、３５、４０、９５．Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｒｅｄ １−１、１３、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｖｉｏｌｅｔ ７、１１：１、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｏｒａｎｇｅ ２２、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｂｌｕｅ ７、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｇｒｅｅｎ
１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ １２１、８２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｏｒａｎｇｅ １１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ５８、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ ７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ １１、２４、２６、８５、１００、１４７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ８、１３、２６、２９：１、４６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ １、９、１７、２３９、２４０、２４２、２５４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ２２、 Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ ６、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７、４４、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ ４９、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ５、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７等が挙げられる。

このような化合物の市販品としては、Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔシリーズ（有本化学社製）、ローダミンＢ、ローダミン６ＧＣＰ（田岡化学工業社製）、キノリンイエローＳＳ−５Ｇ、キノリンイエローＧＣ（中央合成化学社製）、アゾソールブリリアントイエロー４ＧＦ、アゾソールファストブルーＧＬＡ、セリトンピンク３Ｂ、ファストイエローＹＬ、ビクトリアブルーＦＮ、ブリリアントスルホフラビンＦＦ、チオフラビン、ベーシックイエローＨＧ、フルオレセイン、エオシン等が挙げられる。

キサンテン染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ５１、５２、８７、９２、９４、２８９、３８８、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｖｉｏｌｅｔ９、３０、１０２、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｒｅｄ １、８、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｖｉｏｌｅｔ １０、 Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ ２１８、Ｃ．Ｉ．Ｍｏｒｄａｎｔ Ｒｅｄ ２７、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｒｅｄ ３６、特開２０１０−３２９９９号公報に記載のキサンテン染料及び特許第４４９２７６０号公報に記載のキサンテン染料等が挙げられる。

以上説明した感光性着色組成物には、彩度と明度のバランスをとりつつ、良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を含有させることができる。無機顔料としては、酸化チタン、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（ＩＩＩ））、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等が挙げられる。

無機顔料は、１種を単独で、または２種以上を混合して用いることができる。無機顔料は、顔料の合計質量を基準（１００質量％）として、０．１〜１０質量％で用いることができる。

（透明樹脂）
本発明に係る前記透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上のものを用いることができる。透明樹脂には、非感光性透明樹脂及び感光性透明樹脂が含まれ、これらを単独で用いても、２種以上を混合して用いても良い。

また、透明樹脂の分子量は、２０，０００〜１００，０００の範囲であることが望ましい。透明樹脂の分子量が２０，０００未満では、現像の際にカラーフィルタパターンの直線性が悪化し、膜減り率が増大し、カラーフィルタパターンの断面形状が悪くなる。逆に、１００，０００以上であれば、現像時間が遅くなり、生産性が低下する。したがって、より好ましくは、２０，０００〜６０，０００の範囲が良い。

非感光性透明樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を有しない樹脂であり、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂がある。熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。

感光性透明樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を有する樹脂であり、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する高分子に、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基、カルボキシル基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等のエチレン性不飽和二重結合を有する官能基を前記高分子に導入した樹脂が挙げられる。

具体的には、水酸基を有するエチレン性不飽和単量体及び他のエチレン性不飽和単量体を共重合した共重合体に、水酸基と反応可能な官能基及びエチレン性不飽和二重結合を有する化合物を反応させることにより得られるものがある。水酸基と反応可能な官能基としては、イソシアネート基、カルボキシル基等が挙げられるが、特に反応性の点でイソシアネート基が好ましく、イソシアネート基及びエチレン性不飽和二重結合を有する化合物として具体的には、２−アクリロイルエチルイソシアネート、２−メタクリロイルエチルイソシアネート等が挙げられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合体やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体等の酸無水物を含む高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したもの
も用いられる。

本発明に係る着色画素の形状を制御するため、着色画素固形分中に２．５％〜４．０％含まれていることが望ましい。４．０％以上であれば形状が極端に緩やかな順テーパー形状になり、近年のＢＭ細線化が進むパネル設計において着色画素際の白抜けが問題となる。さらに、透明樹脂の比率が上がることで現像性が悪く、生産効率が低下してしまう。一方、２．５％以下になると着色画素の形状不良、直線性不良が起こり、液晶表示装置においてムラが発生し、表示不良になる。

（エチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマー）
前記エチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマーとしては、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル等が代表例として挙げられる。多官能モノマーは、感光性着色組成物の感度アップの観点から、エチレン性不飽和二重結合を４〜１２個有することが好ましい。３個以下のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマーを含む感光性着色組成物では、所望の感度を得ることができない。

エチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマーは、単独でまたは２種類を以上混合して用いることができる。

エチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマーの含有量は、顔料１００質量部に対して、好ましくは１０〜３００質量部、より好ましくは１０〜２００質量部で用いることができる。

（光重合開始剤）
本発明に係る前記光重合開始剤の例としては、オキシムエステル系光重合開始剤、α−アミノアルキルフェノン系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤が挙げられる。

特に好ましいオキシムエステル系光重合開始剤としては、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（０−アセチルオキシム）、１，２−オクタジオン−１−［４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）］が挙げられる。

特に好ましいアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイドが挙げられる。

特に好ましいα―アミノアルキルアセトフェノン系光重合開始剤としては、２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１、２−（ジメチルアミノ）−２−［（４−メチルチオフェニル）メチル］−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノンが挙げられる。

特に好ましいカルバゾール系光重合開始剤としては、３，６−ビス（２−メチル−２−モルホリノプロピオニル）−９−メチルカルバゾール、３，６−ビス（２−メチル−２−モルホリノプロピオニル）−９−ベンゾイルカルバゾール、３，６−ビス（２−メチル−２−モルホリノプロピオニル）−９−ｎ−ブチルカルバゾール、３，６−ビス（２−メチル−２−モルホリノプロピオニル）−９−ｎ−オクチルカルバゾール、３，６−ビス（２
−メチル−２−モルホリノプロピオニル）−９−ｎ−ドデシルカルバゾールが挙げられる。

これらの光重合開始剤は、１種を単独、または２種以上を混合して用いることができる。光重合開始剤の含有量は、顔料１００質量部に対して５〜２００質量部、好ましくは１０〜１５０質量部の量で用いることができる。

本発明に係る着色画素の形状を制御するため、高感度なオキシムエステル系光重合開始剤を含むことが望ましい。オキシムエステル系光重合開始剤を含むことで着色画素固形分中の光重合開始剤総量を低減でき、前記透明樹脂量を制御しやすくなる。オキシムエステル系光重合開始剤が着色画素固形分中に０．５％〜１．３％含まれていることが望ましい。１．３％以上含まれていると着色画素の形状不良、直線性不良が起こり、ムラとなって認識される。０．５％以下になると着色画素の硬化が不十分で、現像工程において着色画素表面にキズが付き、外観異常となって認識される。

（任意成分）
本発明に適用可能な感光性着色組成物は、基本的に増感剤は必要としないが、光重合開始剤と併用してもかまわない。これらの増感剤は、１種を単独で、または２種以上を混合して用いることができる。増感剤の含有量は、光重合開始剤１００質量部に対して０．１〜６０質量部が好ましい。

また本発明に適用可能な感光性着色組成物は、さらに、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、１種を単独で、または２種以上を混合して用いることができる。多官能チオールの含有量は、顔料１００質量部に対して０．０５〜１００質量部が好ましく、より好ましくは０．１〜６０質量部である。

本発明に適用可能な感光性着色組成物は、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。貯蔵安定剤は、感光性着色組成物中の顔料１００質量部に対して、０．１〜１０質量部の量で用いることができる。

本発明の感光性着色組成物は、顔料を十分に組成物中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布して着色画素または遮光膜（ＢＭ、ブラックマトリックス）を形成することを容易にするために、溶剤を含有させることができる。溶剤は単独でも、また、混合して用いてもよい。

前記溶剤としては、例えば１，２，３−トリクロロプロパン、１，３−ブタンジオール、１，３−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコールジアセテート、１，４−ジオキサン、２−ヘプタノン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、３，５，５−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オン、３，５，５−トリメチルシクロヘキサノン、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メチル−１，３−ブタンジオール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテート、３−メトキシブタノール、３−メトキシブチルアセテート、４−ヘプタノン、ｍ−キシレン、ｍ−ジエチルベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ｎ−ブチルアルコール、ｎ−ブチルベンゼン、ｎ−プロピルアセテート、Ｎ−メチルピロリドン、ｏ−キシレン、ｏ−クロロトルエン、ｏ−ジエチルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｐ−クロロトルエン、ｐ−ジエチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、γ―ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、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メチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリ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ジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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ブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、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メチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸ｎ−アミル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、二塩基酸エステル等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。

エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーや透明樹脂に顔料を分散する際には、適宜、界面活性剤、樹脂型顔料分散剤、色素誘導体等の分散剤が使用できる。分散剤は、顔料の分散に優れ、分散後の顔料の再凝集を防止する効果が大きいので、分散剤を用いて顔料を透明樹脂及び有機溶剤中に分散してなる感光性着色組成物を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。顔料分散剤は、感光性着色組成物中の顔料１００質量部に対して、０．１〜４０質量部、好ましくは０．１〜３０質量部の量で用いることができる。

界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤、また、フッ素系やシリコーン系の界面活性剤が挙げられる。

樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーや透明樹脂と相溶性のある部位とを有する樹脂であり、顔料に吸着して顔料のエチレン性不飽和二重結合を有するモノマーへの分散を安定化する働きをするものである。樹脂型顔料分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレー
トなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸（部分）アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などの油性分散剤、（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。

色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物である。このような有機色素には、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。色素誘導体としては、特開昭６３−３０５１７３号公報、特公昭５７−１５６２０号公報、特公昭５９−４０１７２号公報、特公昭６３−１７１０２号公報、特公平５−９４６９号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独でまたは２種類以上を混合して用いることができる

（感光性着色組成物の製法）
本発明に適用できる感光性着色組成物は、顔料、必要に応じて染料を、必要に応じて上記顔料分散剤と共に、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、透明樹脂及び有機溶剤中に、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散し、光重合開始剤を添加して製造することができる。また、２種以上の色素を含むカラーフィルタ用感光性着色組成物は、各色素を別々に、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー等に微細に分散したものを混合して製造することもできる。

また、本発明に適用できる感光性着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、５μｍ以上の粗大粒子、好ましくは１μｍ以上の粗大粒子、さらに好ましくは０．５μｍ以上の粗大粒子及び混入した塵の除去を行うことが好ましい。

次に、着色画素上に形成される保護膜（オーバーコート）について説明する。
オーバーコートは透明樹脂からなり、用いることのできる樹脂組成物としては、１つには、２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物を含有するものである。２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物としては、ビスフェノールＡ型エポキシ、ビスフェノールＦ型エポキシ、ジヒドロキシビフェニル型エポキシ、フェノールノボラック型エポキシなどが挙げられる

樹脂組成物にエポキシ化合物を含有させる場合は、公知のエポキシ硬化剤を配合することがよく、エポキシ硬化剤としてはカルボン酸類、フェノール類、アミン類などがあるが、好ましくは多価カルボン酸類、多価フェノール類やその酸無水物、カルボン酸をキャップしたブロック酸などがあり、具体的にはトリメリット酸、ピロメリット酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸類、テトラヒドロフタル酸等の脂環族多価カルボン酸類、アジピン酸、こはく酸、ブタンテトラカルボン酸等の脂肪族多価カルボン酸類、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和脂肪族多価カルボン酸類などが挙げられる。

オーバーコート用樹脂組成物に用いることのできる樹脂組成物の２つ目は、多価不飽和二重結合を有するアクリルモノマーを固形分に対し５０〜７０％含み、かつバインダ樹脂、硬化開始剤を含む樹脂組成物である。

樹脂としては、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ノボラック系樹脂、マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂などがあげられる。

重合性モノマーとしては、例えば、以下に示すようなモノマーを混合して、又は単独で使用することができる。例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等の水酸基を含むモノマーや、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類、あるいは、ペンタエリストールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールヘキサ（メタ）アクリレートのカプロラクトン付加物のヘキサ（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレートなどがあげられる。前記重合性モノマーの一部が、カルボキシル基含有多官能性単量体を含む重合性モノマーであることが好ましい。例えば、ペンタエリスリトール又はその誘導体であっても良い。

ラジカル重合性モノマーの重合反応を開始させる活性種を発生するラジカル発生材としては熱重合開始剤のほか、一般的な光重合開始剤と呼ばれるものにおいても熱によりラジカルを発生するため、本発明に使用することができる。具体的には、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−ｉｓｏ−ブタレ−ト、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ベンゾイルジオキシ）ヘキサン、１，４−ビス［α−（ｔｅｒｔ−ブチルジオキシ）−ｉｓｏ−プロポキシ］ベンゼン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルジオキシ）ヘキセンヒドロペルオキシド、α−（ｉｓｏ−プロピルフェニル）−ｉｓｏ−プロピルヒドロペルオキシド、２，５−ビス（ヒドロペルオキシ）−２，５−ジメチルヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルジオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルジオキシ）バレレ−ト、シクロヘキサノンペルオキシド、２，２´，５，５´−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３´，４，４´−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３´，４，４´−テトラ（ｔｅｒｔ−アミルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３´，４，４´−テトラ（ｔｅｒｔ−ヘキシルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３´−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボニル）−４，４´−ジカルボキシベンゾフェノン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエ−ト、ｔ−ブチルジペルオキシイソフタレ−トなどの有機過酸化物や、９，１０−アンスラキノン、１−クロロアンスラキノン、２−クロロアンスラキノン、オクタメチルアンスラキノン、２−ベンズアンスラキノンなどのキノン類や、ベンゾインメチル、ベンゾインエチルエーテル、α−メチルベンゾイン、α−フェニルベンゾインなどのベンゾイン誘導体などを挙げることができる。さらに、本発明で使用することのできるラジカル重合開始剤としてはＢＡＳＦ社製のＩｒｇａｃｕｒｅ６５１、１８４、１１７３、９０７、３６９、８１９、ＣＧＩ１２４やＢＡＳＦ社製のＴＰＯ、日本化薬（株）製のＫａｙａｕｒｅＤＴＥＸ、あるいは４，４´−ジエチルアミノベンゾフェノン、４，４´−ジメチルアミノベンゾフェノンのようなベンゾフェノン類の他に、ビイミダゾール化合物、トリアジン化合物などをも挙げることができる。

次に、本発明に係るカラーフィルタの製造方法について説明する。

［着色画素の製造工程］
（塗布工程）
カラーフィルタの透明基板には、硝子基板、石英基板、プラスチック基板等、公知の透明基板材料が使用でき、中でも透明性、強度、耐熱性、耐候性において優れている硝子基板が好ましい。感光性樹脂組成物の塗布工程では、スリットダイコーター、スピンコーター等、公知の塗工装置を用いることができる。その後、溶剤成分を除去するため必要に応じて、減圧乾燥処理やプリベーク処理を施すことができる。

（露光工程）
前記パターン露光をする工程では、従来公知の露光方法により着色画素または遮光膜（ＢＭ、ブラックマトリックス）を形成できる。前記パターン露光する工程では、透明基板の上面から紫外線、或いは電子線照射してパターンを硬化させる。照射する光或いは放射線としては、感光性着色組成物が硬化する吸収波長を有するものであれば特に限定されるものではないが、紫外線或いは電子線が特に好ましい。特に、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等による紫外線照射処理が好ましい。また、不要な波長はそれに対応するフィルタを介してカットすることが望ましい。

（現像工程）
現像工程では、従来公知の現像方法により、前記感光性着色組成物の未露光部分を除去して着色画素、または遮光膜（ＢＭ、ブラックマトリックス）を形成する。未露光部分の除去に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。

（焼成工程）
本実施形態においては、着色画素及び遮光膜を形成した後、加熱処理を施して熱硬化させる工程を設けることができる。加熱方法としてはコンベクションオーブン、ホットプレート、ハロゲンヒータ、ＩＲオーブンによる加熱等が利用でき、特に限定されるものではない。ここで、焼成条件は、２００〜２５０℃で１０分〜６０分間加熱することが好ましい。

［オーバーコート製造工程］
次に、着色画素上に形成されるオーバーコートの製造工程について説明する。
オーバーコート用の樹脂組成物に多価不飽和結合を有するアクリルモノマー、バインダ樹脂、硬化開始剤を含む場合、前記着色画素の製造工程と同様の方法でオーバーコートを製造することができる。

オーバーコート製造工程における露光工程では、着色画素との密着性が良好なオーバーコート層を製造することができるため、波長３５０ｎｍ以下をカットした紫外線で露光することが望ましい。

３５０ｎｍ以下の短波長紫外線をカットせずに透明樹脂を硬化させた場合は、波長３５０ｎｍ以上の紫外線のみで硬化させた場合に比べ、単位時間あたりに照射されるエネルギーが大きいため、より短時間で硬化が進み、下地基材との間に歪みが発生しやすい。

さらに、オーバーコート層を構成する樹脂組成物の短波長領域における光の透過率は小
さいため、紫外線照射により硬化が進行する過程において、短波長紫外線は透明樹脂層内部に侵入しにくく表面に近い部分ほど硬化が進むため、短波長紫外線を照射しない場合と比較してオーバーコート層内部の硬化に偏りが生じ、より歪み（ストレス）が発生しやすいと考えられる。

そこで、波長３５０ｎｍ以下の紫外線をフィルタなどで除き、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）のみを露光に使用することにより、硬化がオーバーコート層全体で徐々に進行するようにすると、オーバーコート層に蓄積される歪みが小さくなり、オーバーコート層のストレスが少なくなる結果、着色画素との密着性低下を抑止することが可能となる。

オーバーコート用の樹脂組成物に２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物を含有する場合、露光工程、現像工程を省略する以外は、前記着色画素の製造工程と同様の方法でオーバーコートを製造することができる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中、「部」及び「％」は「質量部」及び「質量％」をそれぞれ意味する。

まず、実施例及び比較例で用いたアクリル樹脂溶液及び顔料分散体の調製を以下の方法で行った。なお、樹脂の分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したポリスチレン換算の質量平均分子量である。

（アクリル樹脂溶液合成例）
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を収容し、この容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、下記混合物を１時間かけて滴下し、重合反応を行った。
メタクリル酸 ２０．０部
メチルメタクリレート １０．０部
ｎ−ブチルメタクリレート ５５．０部
２−ヒドロキシエチルメタクリレート １５．０部
２，２´−アゾビスイソブチロニトリル ４．０部

滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル１．０部をシクロヘキサノン５０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、アクリル樹脂溶液を得た。

室温まで冷却した後、アクリル樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃で、２０分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成したアクリル樹脂溶液に不揮発分が２０質量％になるようにシクロヘキサノンを添加して、アクリル樹脂溶液を調製した。得られたアクリル樹脂の質量平均分子量Ｍｗは４０，０００であった。

（顔料分散体の調製）
下記表１に示す組成の混合物を均一に攪拌混合し、直径１ｍｍのガラスビーズを用いてサンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し、赤色顔料分散体Ｒ、緑色顔料分散体Ｇ、青色顔料分散体Ｂ、及び黒色顔料分散体ＢＭを調製した。
ＰＲ２５４：ジケトピロロピロール系顔料
（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４）
（ＢＡＳＦ社製「イルガフォーレッドＢ−ＣＦ」）
ＰＲ１７７：アントラキノン系顔料
（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７）
（ＢＡＳＦ社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」）
ＰＧ５８：ハロゲン化亜鉛フタロシアニン系顔料
（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８）
（ＤＩＣ社製「ファストゲングリーンＡ１０」）
ＰＢ１５：６：ε型銅フタロシアニン顔料
（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６）
（ＢＡＳＦ社製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）
ＰＶ２３：ジオキサジン系紫色顔料
（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３）
（トーヨーカラー社製「リオノゲンバイオレットＲＬ」）
ＰＹ１５０：ニッケルアゾ錯体系顔料
（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０）
（ランクセス社製「Ｅ４ＧＮ」）
ＣＢ：カーボンブラック（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７）
（三菱化学社製「ＭＡ１１」）
顔料分散剤：日本ルーブリゾール社製「ソルスパース２００００」）
アクリル樹脂溶液：先に調製したアクリル樹脂溶液
有機溶剤：シクロヘキサノン

（感光性着色組成物の調製）
先に調製した顔料分散体Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＢＭを含む、下記表２に示す処方の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して、各感光性着色組成物を得た。
顔料分散体：先に調製した顔料分散体
アクリル樹脂溶液：先に調製したアクリル樹脂溶液
光重合開始剤：オキシムエステル系光重合開始剤エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（０−アセチルオキシム） （ＢＡＳＦ社製「イルガキュアＯＸＥ−０２」）
モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（東亞合成社製「アロニックス Ｍ−４０２」）
有機溶剤：シクロヘキサノン

＜実施例１、比較例１〜５＞
（ＢＭパタ−ン形成）
前記表２に示したＢＭ１組成物を、１０ｃｍ×１０ｃｍのガラス基板上にダイコーターで約１．２μｍの厚さに塗工し、７０℃のオーブン内に１５分間静置し、余剰の溶剤を乾燥、除去した。

次に、上記ＢＭ１組成物の塗膜から１５０μｍの間隔をあけて、６μｍのストライプ状のパターンを有するフォトマスクをセットし、５０ｍＪ／ｃｍ^２の露光量（３６５ｎｍ基準）で光照射、その後、現像して未露光部分を取り除いた後、この基板を２３０℃で３０分加熱して、ＢＭを形成した。

（着色画素のパタ−ン形成）
前記ＢＭを形成した１０ｃｍ×１０ｃｍのガラス基板上に、表２に示したＲ１組成物を
焼成後１．５μｍの厚さになるように塗工、２０μｍのストライプ状のパターンを有するフォトマスクを用いること以外は、ＢＭパターン形成と同様の工程で赤色着色画素を形成した。

次に、表２に示したＧ１及びＢ１組成物を用いて、赤色の着色画素の形成と同様の工程で、緑色及び青色の着色画素を形成し、ＢＭと赤色、緑色、青色の３色の着色画素からなるカラーフィルタ１を得た。

前記表２に示したＲ２、Ｇ２、Ｂ２組成物を焼成後２．０μｍの厚さになるように塗工する以外は前記カラーフィルタ１の形成と同様の工程でカラーフィルタ２を得た。

前記表２に示したＲ２、Ｇ２、Ｂ２組成物を焼成後１．５μｍの厚さになるように塗工する以外は前記カラーフィルタ１の形成と同様の工程でカラーフィルタ３を得た。

前記表２に示したＲ３〜Ｒ６組成物を焼成後１．５μｍの厚さになるように塗工する以外は前記カラーフィルタ１の形成と同様の工程でカラーフィルタ４〜７を得た。

前記表２に示したＲ１、Ｇ１、Ｂ１組成物を、前記カラーフィルタ１の形成と同様の工程でカラーフィルタ８を得た。

（オーバーコート形成）
前記、１０ｃｍ×１０ｃｍのカラーフィルタ１〜７上に、ネガ型の感光性樹脂（ＪＳＲ（株）製ＮＮ５５０）を１．５μｍの厚みになるように塗工、乾燥しオーバーコート層とした。

前記、カラーフィルタ８上に、０．８μｍの厚みになるように塗工する以外は前記カラーフィルタ１〜７と同様の工程でオーバーコート層を形成した。

（白色ＬＥＤバックライトと組み合わせた液晶表示装置の作製）
本発明のカラーフィルタは、透明ＩＴＯ電極層、ポリイミド配向層を順次積層せしめ、例えば薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対置させ液晶層を介して、液晶表示装置を構成することができる。図４は本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。液晶表示装置の作製方法について、以下に説明する。得られたカラーフィルタ上に、透明ＩＴＯ電極層を形成し、その上にポリイミド配向層を形成した。このガラス基板の他方の表面に偏光板を形成した。他方、別の（第２の）ガラス基板の一方の表面にＴＦＴアレイ及び画素電極を形成し、他方の表面に偏光板を形成した。このようにして準備された２つのガラス基板を電極層同士が対面するよう対向させて配置し、フォトスペーサを用いて両基板の間隔を一定に保ちながら位置合わせし、液晶組成物注入用開口部を残すように周囲を封止剤で封止した。開口部から液晶組成物を注入した後、開口部を封止した。このようにして作製した液晶表示装置をバックライトユニットの白色ＬＥＤ光源と組み合わせて液晶表示装置を作製した。

（カラーフィルタの色度測定と色再現域の評価）
着色画素の色度を、分光色度測定機（大塚電子製：ＬＣＦ−１１００）を使用して測定した。図５に示す白色ＬＥＤと組み合わせた時に得られた色度結果及び液晶表示装置のＮＴＳＣ比を算出した結果を、表３に示す。

（膜厚設計とカラーフィルタの品質）
＜実施例１、比較例１〜２＞
実施例１は、赤色着色画素の固形分中の透明樹脂比率が３．６％、固形分中の開始剤比率が０．６％であり、形状不良、表面キズ起因のムラのない良好なカラーフィルタ１が得られた。また、カラーフィルタ１を具備する液晶パネルを作製したところ、着色画素とオーバーコートの膜厚の合計が３μｍであるため、混色のない良質な液晶パネルを得ることができた。一方比較例１は、形状不良、表面キズ起因のムラのない良好なカラーフィルタ２が得られたが、着色画素とオーバーコートの膜厚の合計が３．５μｍであるため、混色が発生し良質な液晶パネルを得ることができなかった。また、比較例２は着色画素とオーバーコートの膜厚の合計が３μｍであるため、混色のない液晶パネルを得ることができたが、ＮＴＳＣ比が５５．６と低く、色再現性の乏しい液晶パネルとなった。

（固形分中の光重合開始剤量とカラーフィルタの品質）
＜比較例３、４＞
比較例３、４は着色画素とオーバーコートの膜厚の合計が３μｍであるため、混色のない液晶パネルを得ることができた。しかしながら、比較例３は固形分中のオキシムエステル系光重合開始剤が０．４％で膜の硬化が不十分であり、現像工程において表面にキズがつき、カラーフィルタ４は表面キズ起因の外観ムラとなった。一方、比較例４は固形分中のオキシムエステル系光重合開始剤が１．５％で膜の硬化が過剰で形状不良となり、カラーフィルタ５は形状不良起因の外観ムラとなった。

（固形分中の光重合開始剤量とカラーフィルタの品質）
＜比較例５、６＞
比較例５、６は着色画素とオーバーコートの膜厚の合計が３μｍであるため、混色のない良質な液晶パネルを得ることができた。しかしながら、比較例５は固形分中の透明樹脂量が２．３％で少なく、現像工程で形状不良となり、カラーフィルタ６は形状不良起因の外観ムラとなった。比較例６は固形分中の透明樹脂量が４．３％と過剰であり、現像処理速度が大幅に遅延し、生産性が低下した。さらに、膜の硬化が不十分となり、現像工程で表面にキズがつき、カラーフィルタ７は表面キズ起因の外観ムラとなった。

（オーバーコート膜厚とカラーフィルタの品質）
＜比較例７＞
比較例７は、オーバーコートの膜厚が０．８μｍとした以外は実施例１と同じであるが、オーバーコートを１．０μｍ以下で塗工する場合、膜厚均一性が悪く、着色画素のツノ段差を完全に被覆することが困難であった。カラーフィルタ８はツノ段差の影響で液晶の配向乱れの表示不良となった。

１…透明基板、２…遮光膜（ＢＭ、ブラックマトリックス）、３…着色画素、４…保護膜（オーバーコート）、５…液晶、５´…透過部、６…ＴＦＴ、７…ドレイン線、８…液晶表示装置、９、１０…透明基板、１１…カラーフィルタ、１２、１３…透明電極、１４、１５…配向層、１６、１７…偏光板、１８…バックライトユニット。

Claims (5)

1. 透明基板の一方の面に、赤色画素を含む複数色の着色画素（ａ）、その上にオーバーコート（ｂ）が形成された、白色ＬＥＤを光源としたバックライトを具備する液晶表示装置に用いられるカラーフィルタであって、
   前記着色画素（ａ）の膜厚をＣｔ、オーバーコート（ｂ）の膜厚をＯｔとした時、Ｃｔ＋Ｏｔが２．０μｍから３．２μｍであり、且つ、前記赤色画素が、前記白色ＬＥＤを光源とするバックライトで測色した表示色度がＸＹＺ表色系でｘ＝０．６４０±０．０１０、ｙ＝０．３３０±０．０１０、Ｙ≧１７．０であることを特徴とするカラーフィルタ。
2. 前記着色画素（ａ）の膜厚をＣｔ、オーバーコート（ｂ）の膜厚をＯｔとしたとき、Ｃｔ／Ｏｔの比率が１から１．５であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
3. 前記着色画素（ａ）が、透明樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、オキシムエステル系光重合開始剤を含有した感光性樹脂組成物からなり、
   着色画素（ａ）中の全固形分に対する含有率は、前記透明樹脂が２．５〜４．０質量％、前記オキシムエステル系光重合開始剤が０．５〜１．３質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法であって、
   透明基板の一方の面に、着色画素（ａ）をフォトリソ法により形成する工程と、その上にオーバーコート（ｂ）を形成する工程とからなることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタを具備した液晶表示装置であって、
   バックライトが青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた擬似白色ＬＥＤからなり、４３０〜４７０ｎｍ、５２０〜５７０ｎｍのそれぞれの波長範囲内に発光強度のピーク波長を有することを特徴とする液晶表示装置。