JPWO2012067026A1 - カラーフィルタの製造方法、表示素子およびカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

高輝度化に有用なカラーフィルタの製造方法、表示特性に優れた表示素子および高輝度化に有用なカラーフィルタを提供する。カラーフィルタ１０の製造方法は、基板５の上に、着色組成物を用いて着色パターン６を形成する工程と、着色パターン６の表面に凹凸を形成する工程とを有する。凹凸は、エッチング法、ナノインプリント法または研磨法によって形成されることが好ましい。凹凸が形成された着色パターン６の上に保護膜８を形成する工程をさらに有することが好ましい。

Description

本発明は、カラーフィルタの製造方法、表示素子およびカラーフィルタに関する。

カラーフィルタは、可視光の内の特定の波長域の光を透過させて、着色した透過光を生成する。液晶を用いた液晶表示素子は、それ自身で発色することはできないが、カラーフィルタを使用することで、カラー液晶表示素子として機能することができる。また、カラーフィルタは、白色発光層を用いた有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子や、電子ペーパーなどのカラー表示にも利用される。さらに、カラーフィルタを利用すれば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子のカラー撮影が可能となる。

一般に、カラーフィルタは、ガラスなどの透明基板と、赤、緑および青の顔料または染料を含む微小な着色パターンとによって構成される。着色パターンは、透明基板の上に設けられ、格子状などの規則的な形状をとって配列する。

カラーフィルタの製造方法としては、次のようなものが知られている。例えば、透明基板上または所望のパターンの遮光層が形成された透明基板上に、適当な照射線に感応する着色組成物として、着色感放射線性組成物を塗布する。次いで、塗膜を乾燥した後、マスクを介して乾燥塗膜に放射線を照射（以下、「露光」と称す。）し、現像処理を施す。これによって、着色パターンを得る方法である（例えば、特許文献１または２参照。）。また、着色熱硬化性樹脂組成物を用いて、インクジェット方式により、各色のパターンを得る方法なども知られている（例えば、特許文献３参照。）。

近年、表示素子に対する高画質化および高輝度化の要求は益々高まっている。このため、カラーフィルタに対してもこうした性能の向上を可能とするような特性が求められている。具体的には、ＣＩＥ表色系における明るさの刺激値（Ｙ）が高いカラーフィルタが要求されている。

こうした要求に対して、例えば、着色剤として、ポリハロゲン化亜鉛フタロシアニンのような新たな顔料を使用すること（特許文献４参照）や、染料を使用すること（特許文献５参照）などが提案されている。

特開平２−１４４５０２号公報 特開平３−５３２０１号公報 特開２０００−３１０７０６号公報 特開２００７−２８４５８９号公報 特開２０１０−３２９９９号公報

しかしながら、顔料分散型の着色組成物の場合、顔料や組成の改善によって、カラーフィルタのＹ値を向上させて輝度を高める方法には、技術的な限界が来ているとされる。

一方、染料を含む着色組成物を用いて形成された着色パターンには、顔料を含む着色組成物を用いて形成された着色パターンに比べて、耐熱性や耐溶剤性が著しく劣るという問題がある。したがって、染料を含む着色組成物を用いてカラーフィルタを量産するにあたっては、輝度の向上に加えて、耐熱性および耐溶剤性の向上といったさらなる性能の向上が必要とされる。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、高輝度化に有用なカラーフィルタの製造方法と、表示特性に優れた表示素子と、高輝度化に有用なカラーフィルタを提供することにある。

本発明の第１の態様は、基板上に着色パターンを形成する工程と、
着色パターンの表面に凹凸を形成する工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法に関する。

本発明の第１の態様において、凹凸は、エッチング法、ナノインプリント法または研磨法によって形成されることが好ましい。

本発明の第１の態様において、着色パターンの表面に凹凸を形成する工程は、着色パターンの上にレジストパターンを形成し、レジストパターンから露出する着色パターンにエッチング処理を施して凹凸を形成する工程とすることができる。

本発明の第１の態様において、凹凸は、凸部の高さが１０ｎｍ以上、凸部の底辺の幅が１０ｎｍ以上とすることが好ましい。

本発明の第１の態様において、着色パターンは、赤色の着色パターンおよび緑色の着色パターンの内の少なくとも一方を含み、赤色の着色パターンおよび緑色の着色パターンの内の少なくとも一方の表面に凹凸を形成することができる。

本発明の第１の態様は、凹凸が形成された着色パターンの上に保護膜を形成する工程をさらに有することが好ましい。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様により製造されたカラーフィルタを有することを特徴とする表示素子に関する。

本発明の第３の態様は、基板上に複数色の着色パターンを有するカラーフィルタであって、
複数色の着色パターンの内の少なくとも１色の着色パターンの表面に凹凸が形成されており、その凹凸の凸部の高さが１０ｎｍ以上、凸部の底辺の幅が１０ｎｍ以上であることを特徴とするものである。

本発明の第１の態様によれば、高輝度化に有用なカラーフィルタの製造方法が提供される。
本発明の第２の態様によれば、表示特性に優れた表示素子が提供される。
本発明の第３の態様によれば、高輝度化に有用なカラーフィルタが提供される。

本実施の形態のカラーフィルタを備えたカラー液晶表示素子の模式的な断面図である。 実施例１〜実施例３および比較例１で得られた赤色硬化膜の表面ＳＥＭ写真である。 実施例１〜実施例３および比較例１で得られた赤色硬化膜の断面ＳＥＭ写真である。 実施例４〜実施例６および比較例２で得られた緑色硬化膜の表面ＳＥＭ写真である。 実施例４〜実施例６および比較例２で得られた緑色硬化膜の断面ＳＥＭ写真である。 実施例７、実施例８および比較例３で得られた青色硬化膜の表面ＳＥＭ写真である。 実施例７、実施例８および比較例３で得られた青色硬化膜の断面ＳＥＭ写真である。

本発明者は、鋭意検討した結果、カラーフィルタを構成する各色の着色パターンの表面に凹凸を形成することにより、上記した課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
以下、本実施の形態について詳細に説明する。

＜カラーフィルタの製造方法＞
本発明者は、着色パターンの表面に凹凸を形成することで、着色パターンを透過する光の取り出し効率を高められることを見出した。このため、本実施の形態のカラーフィルタの製造方法は、少なくとも下記（１）および（２）の工程を含むことを特徴とする。
（１）基板上に着色パターンを形成する工程
（２）着色パターンの表面に凹凸を形成する工程

以下では、（１）および（２）の各工程について、具体例を挙げて詳細に説明する。

（１）基板上に着色パターンを形成する工程
まず、基板を準備する。基板としては、例えば、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなどの透明なガラス基板を用いることができる。また、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミドまたは熱可塑性ポリイミドなどの透明樹脂フィルムを用いることもできる。特に、無アルカリガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性および高温加熱処理における特性に優れている点から好ましく用いられる。

また、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤などによる薬品処理やプラズマ処理の他、イオンプレーティング法、スパッタリング法、気相反応法または真空蒸着法などによる二酸化ケイ素膜の成膜などの適当な前処理を施しておくこともできる。

次に、基板上に、画素を形成する部分を区画するように遮光層（ブラックマトリクス）を形成する。例えば、スパッタや蒸着により成膜したクロムなどの金属薄膜を、フォトリソグラフィ法を利用して所望のパターンに加工する。あるいは、黒色の着色剤を含有する着色組成物を基板上に塗布し、フォトリソグラフィ法によって所望のパターンに加工してもよい。金属薄膜からなる遮光層の膜厚は、通常０．１μｍ〜０．２μｍとすることが好ましい。一方、黒色の着色組成物を用いて形成された遮光膜の膜厚は、１μｍ前後とすることが好ましい。
尚、遮光層は不要とされる場合もあり、その場合は遮光層形成の工程は省略できる。

次に、上記の基板上に、例えば、赤色の着色剤を含有する、ネガ型の感放射線性の着色感放射線性組成物を塗布する。次いで、プレベークを行って溶剤を蒸発させて、塗膜を形成する。その後、フォトマスクを介して塗膜を露光した後、アルカリ現像液で現像して、塗膜の未露光部を溶解除去する。その後、好ましくはポストベークをして、赤色の着色パターンが所定の配列で配置された画素アレイを形成する。

次に、赤色の着色パターンが形成された基板上に、緑色の着色剤を含有する、ネガ型の感放射線性の着色感放射線性組成物を塗布し、上記と同様にして、緑色の着色パターンが所定の配列で配置された画素アレイを形成する。

さらに、赤色と緑色の各着色パターンが形成された基板上に、青色の着色剤を含有する、ネガ型の感放射線性の着色感放射線性組成物を塗布し、上記と同様にして、青色の着色パターンが所定の配列で配置された画素アレイを形成する。

以上のようにして、赤色、緑色および青色の三原色の画素アレイが基板上に配置されたカラーフィルタが得られる。但し、本実施の形態においては、各色の着色パターンを基板上に形成する順序は、上述の例に限定されない。各色の形成順序は適宜変更することが可能である。

着色感放射線性組成物を基板に塗布する際には、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法（スピンコート法）、スリットダイ塗布法またはバーコート法などを適宜選択することができる。均一な膜厚の塗膜が得られる点からは、スピンコート法またはスリットダイ塗布法を採用することが好ましい。

プレベークは、通常、減圧乾燥と加熱乾燥とを組み合わせて行われる。減圧乾燥は、通常、５０Ｐａ〜２００Ｐａに到達するまで行う。また、加熱乾燥の条件は、通常、ホットプレートを用いて、７０℃〜１１０℃の温度の下で１分間〜１０分間程度である。また、塗布される塗膜の厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、０．６μｍ〜８．０μｍ、好ましくは１．２μｍ〜５．０μｍである。

露光に使用される放射線の光源としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯などのランプ光源や、アルゴンイオンレーザ、ＹＡＧレーザ、ＸｅＣｌエキシマーレーザ、窒素レーザなどのレーザ光源などを挙げることができる。一般に、放射される波長が１９０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲にあることが好ましい。また、放射線の露光量は、一般的には１０Ｊ／ｍ^２〜１０，０００Ｊ／ｍ^２が好ましい。

アルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、１，８−ジアザビシクロ−［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ−［４．３．０］−５−ノネンなどの水溶液が好ましく用いられる。アルカリ現像液には、例えば、メタノール、エタノールなどの水溶性有機溶剤や、界面活性剤などを適量添加することもできる。尚、アルカリ現像処理の後は、通常、水洗を行う。

現像処理法としては、例えば、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法またはパドル（液盛り）現像法などを適用することができる。現像条件は、例えば、常温で５秒間〜３００秒間とすることができる。

ポストベークの条件は、温風加熱炉を用いた場合、例えば、１８０℃〜２８０℃で２０分間〜４０分間程度とすることができる。

以上のようにして形成された着色パターンの膜厚は、通常０．５μｍ〜５．０μｍ、好ましくは１．０μｍ〜３．０μｍである。

また、基板上に着色パターンを形成する他の例として、特開平７−３１８７２３号公報および特開２０００−３１０７０６号公報などに開示されている、インクジェット方式により各色の画素を得る方法も挙げられる。

この方法においては、まず、基板の表面上に、遮光機能も兼ねた隔壁を形成する。次いで、この隔壁内に、例えば、赤色の着色剤を含有する着色熱硬化性組成物を、インクジェット装置により吐出する。その後、プレベークを行って溶媒を蒸発させる。次いで、この塗膜を必要に応じて露光した後、ポストベークすることにより硬化させて、赤色の画素パターンを形成する。

次に、赤色の着色パターンが形成された基板上に、緑色の着色剤を含有する着色熱硬化性組成物をインクジェット装置により吐出し、上記と同様にして緑色の画素パターンを形成する。

さらに、赤色と緑色の各着色パターンが形成された基板上に、青色の着色剤を含有する着色熱硬化性組成物をインクジェット装置により吐出し、上記と同様にして青色の画素パターンを形成する。

以上のようにして、赤色、緑色および青色の三原色の着色パターンが基板上に配置されたカラーフィルタが得られる。但し、本実施の形態においては、各色の着色パターンを形成する順序は、上記の例に限定されない。各色の形成順序は適宜変更することが可能である。

尚、上述の隔壁は、遮光機能のみならず、区画内に吐出された各色の着色組成物が混色しないための機能も果たしている。そのため、上記した第一の例で使用される遮光層（ブラックマトリクス）に比べて膜厚が厚い。隔壁は、通常、黒色の組成物を用いて形成される。

カラーフィルタを形成する際に使用される基板や放射線の光源、また、プレベークやポストベークの方法や条件は、上記した第一の例と同様である。インクジェット方式により形成された着色パターンの膜厚は、隔壁の高さと同程度である。

尚、本実施の形態において、カラーフィルタを構成する着色パターンは、赤色、緑色および青色に限られるものではなく、黄色、マゼンダ色およびシアン色を三原色とする着色パターンであってもよい。また、三原色の画素に対応する着色パターンに加えて、第４や第５の着色パターンを形成することもできる。例えば、特表２００５−５２３４６５号公報などに開示されているように、赤色、緑色および青色の三原色の画素に対応する着色パターンに加え、表色範囲を広げるための第４の画素（黄色画素）や第５の画素（シアン画素）を配置することができる。

着色パターンは、通常、感放射線性または熱硬化性の着色組成物を用いて形成される。着色パターンを形成する工程で用いられる着色組成物は、少なくとも、着色剤、バインダー樹脂および架橋剤を含有する。また、必要に応じて、着色組成物に感放射線性を付与することを目的として光重合開始剤を含有することもできる。着色組成物は、通常、溶媒を配合して液状組成物として使用される。以下、各成分について説明する。

着色剤は、着色性を有すれば特に限定されるものではなく、カラーフィルタの用途に応じて色彩や材質を適宜選択することができる。具体的には、顔料、染料および天然色素の何れをも着色剤として使用することができる。カラーフィルタには、高い色純度、輝度およびコントラストなどが求められることから、顔料、染料またはそれらの混合物が好ましく使用される。

顔料は、有機顔料および無機顔料のいずれの使用も可能である。

有機顔料としては、例えば、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ 社発行）において、ピグメントに分類されている化合物が挙げられる。好ましくは、下記のようなカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）名が付されているものを挙げることができる。

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、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１１；
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８；

Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４；
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３；

Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０；
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８；
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２５；
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７。

無機顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、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、合成鉄黒またはカーボンブラックなどを挙げることができる。

本実施の形態において、有機顔料は、いわゆるソルトミリングにより、一次粒子を微細化して使用することが好ましい。ソルトミリングの方法としては、例えば、特開平８−１７９１１１号公報に開示されている方法を採用することができる。

染料は、各種の油溶性染料、直接染料、酸性染料および金属錯体染料などの中から適宜選択して使用することができる。例えば、下記のようなカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）名が付されているものを挙げることができる。

Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー８２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー８８、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９８、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１７９；
Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４５、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９；
Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ２、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ７、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ１１、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ２６、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ５６；
Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５９、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６７；

Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１７、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２９、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー４０、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー７６；
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９１、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９７、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１３８、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１５１；
Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ５１、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ６３；
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー８０、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー８３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０；
Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン９、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン１６、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２７。

本実施の形態において、着色剤は、単独または２種以上を混合して使用することができる。

着色組成物に使用されるバインダー樹脂は、特に限定されるものではないが、酸性官能基を有する重合体を含有することが好ましい。酸性官能基としては、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、イミド酸基、スルホ基、スルフィノ基またはスルフェノ基などを挙げることができる。これらの内、カルボキシル基が好ましく用いられる。

カルボキシル基を有する重合体としては、例えば、特開平５−１９４６７号公報、特開平６−２３０２１２号公報、特開平７−１４０６５４号公報、特開平７−２０７２１１号公報、特開平８−２５９８７６号公報、特開平９−３２５４９４号公報、特開平１０−３１３０８号公報、特開平１０−３００９２２号公報、特開平１１−１４０１４４号公報、特開平１１−１７４２２４号公報、特開平１１−２３１５２３号公報、特開平１１−２５８４１５号公報、特開２０００−５６１１８号公報、特開２００２−２９６７７８号公報、特開２００４−１０１７２８号公報および特開２００８−１８１０９５号公報などに開示されている重合体を挙げることができる。

本実施の形態において、バインダー樹脂は、単独または２種以上を混合して使用することができる。

着色組成物に使用される架橋剤は、２個以上の重合可能な基を有する化合物であれば、特に限定されるものではない。重合可能な基としては、例えば、エチレン性不飽和基、オキシラニル基、オキセタニル基またはＮ−アルコキシメチルアミノ基などを挙げることができる。

本実施の形態において、架橋剤としては、２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物、または、２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物が好ましく用いられる。

特に好ましい架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートと無水こはく酸を反応させて得られる化合物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートと無水こはく酸を反応させて得られる化合物、特開平１１−４４９５５号公報の段落〔００１５〕〜段落〔００１８〕に記載されているカプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ヘキサ（アルコキシメチル）メラミンまたはＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（アルコキシメチル）ベンゾグアナミンなどを挙げることができる。

本実施の形態において、架橋剤は、単独または２種以上を混合して使用することができる。

着色組成物に使用される光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線またはＸ線などの放射線の露光により、上述の架橋剤の硬化反応を開始し得る活性種を発生することのできる化合物である。

好ましい光重合開始剤としては、例えば、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、Ｏ−アシルオキシム系化合物、オニウム塩系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、ジアゾ系化合物またはイミドスルホナート系化合物などを挙げることができる。

本実施の形態において、光重合開始剤は、公知の増感剤や水素供与体と併用することができる。また、光重合開始剤は、単独または２種以上を混合して使用することができる。

着色組成物に使用される溶媒は、着色組成物を構成する各成分を分散または溶解し、且つ、これらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものであることが好ましい。

本実施の形態において、好ましい溶媒としては、例えば、プロピ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、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、３−メトキシブチルアセテート、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メチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、１，３−ブチレングリコールジアセテート、１，６−ヘキサンジオールジアセテート、乳酸エチル、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、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、ぎ酸ｎ−アミル、酢酸ｉ−アミル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸エチル、酪酸ｉ−プロピル、酪酸ｎ−ブチルまたはピルビン酸エチルなどを挙げることができる。

本実施の形態において、溶媒は、単独または２種以上を混合して使用することができる。

本実施の形態の着色組成物は、必要に応じて、その他の成分をさらに含有することもできる。例えば、その他の成分として、アクリル系共重合体、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレンイミンおよびポリアリルアミンなどの顔料分散剤；フッ素系界面活性剤およびシリコン系界面活性剤などの界面活性剤；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、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、３−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシランおよび３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどの密着促進剤等を挙げることができる。

（２）着色パターンの表面に凹凸を形成する工程
上記工程により形成された着色パターンの表面に凹凸を形成する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、エッチング法、ナノインプリント法または酸化セリウム粒子などを用いた研磨法などを挙げることができる。

エッチング法としては、ドライエッチングおよびウエットエッチングのいずれの方法の適用も可能である。ドライエッチングは、反応性の気体（エッチングガス）やイオン、ラジカルによって材料をエッチングする方法である。これに対して、ウエットエッチングは、液体によって材料のエッチングを行う方法である。

製造コストを考慮した場合、酸またはアルカリによるウエットエッチングが好ましい。一方、凹凸形成の再現性を考慮した場合には、微細加工に適したドライエッチングが好ましい。

ドライエッチングには、反応ガス中に材料を曝す方法（反応性ガスエッチング）や、プラズマによりガスをイオン化・ラジカル化してエッチングする反応性イオンエッチングなどがある。

反応性イオンエッチングによるドライエッチング装置としては、種々の方式のものが挙げられる。いずれの方式においても、装置構成は概ね同様である。すなわち、所要の真空圧に保持したチャンバ内で、エッチングガスに電磁波などを与えて、ガスをプラズマ化する。また、同時に、チャンバ内で試料基板が載置される陰極に高周波電圧を印加する。これにより、プラズマ中のイオン種やラジカル種を試料方向に加速させて衝突させ、イオンによるスパッタリングと、エッチングガスの化学反応とを同時に起こして、試料の微細加工を行う。

本実施の形態においては、上述した工程により着色パターンを形成した後、着色パターンに対して、そのまま直接にエッチング処理を行うことが可能である。また、フォトリソグラフィ技術を利用し、着色パターン上にマスクとなるレジストパターンを形成した後、そこから露出する着色パターン部分にエッチング処理を施してもよい。この方法によれば、複数色ある着色パターンの中から、所望の色の着色パターンを選択して凹凸を設けることが可能であり、さらに所望の個所に所望の程度の凹凸を設けることが可能である。

また、ナノインプリント法では、予め電子線リソグラフィー等により数十〜数百ｎｍの凹凸パターンを形成した原盤を、着色パターンが形成された基板に押し付け、原盤の凹凸を着色パターンに転写する。より具体的には、米国特許５７７２９０５号明細書、Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ ｅｔ ａｌ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７６，３１１４（１９９５）等を参考にすることができる。ナノインプリント法によっても、複数色ある着色パターンの中から、所望の色の着色パターンを選択して凹凸を設けることが可能であり、さらに所望の個所に所望の程度の凹凸を設けることが可能である。

上記の通り、着色組成物を用いて形成された着色パターンの表面に凹凸を形成することで、着色パターンを透過する光の取り出し効率を高めることができる。かかる効果は、特に、赤色の着色パターンと緑色の着色パターンで顕著である。したがって、赤色および緑色の着色パターンの内の少なくとも一方を選択して、その表面に凹凸を付与してもよい。

着色パターンの表面に形成される凹凸のサイズについては、所望の値に調整することが可能であるが、好ましくは凸部の高さは１０ｎｍ以上、凸部の底辺の幅は１０ｎｍ以上である。本実施の形態においては、凸部の高さは５０ｎｍ以上であることがより好ましく、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることがさらに好ましく、８０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることが特に好ましい。一方、凸部の幅は２０ｎｍ以上であることが好ましく、２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることがより好ましい。尚、着色パターンの表面に形成される凹凸のサイズは、ＳＥＭ写真を画像解析することにより測定したものである。また、カラーフィルタのＹ値を向上させることを目的とする場合、凹凸を形成しようとする着色パターンの総画素面積の内の３０％以上の表面に凹凸が形成されていることが好ましい。その場合、凹凸が形成された領域が、カラーフィルタ全体においても、そして任意の一画素内においても、一部分に偏ることなく、全体に均一に分散されるよう構成されることが好ましい。

このようにして凹凸が形成された着色パターン上に、さらに保護膜を設けることで、表示素子の表示特性を高めることができる。保護膜としては、硬化性組成物から形成される有機膜若しくは有機無機ハイブリッド膜、またはＳｉＮｘ膜およびＳｉＯｘ膜などの無機膜を挙げることができる。本実施の形態においては、硬化性組成物を用いて保護膜を形成することが好ましい。

硬化性樹脂組成物を用いて保護膜を形成する方法としては、例えば、特開平４−５３８７９号公報または特開平６−１９２３８９号公報などに開示されている方法を採用することができる。この方法によれば、まず、硬化性樹脂組成物を、着色パターンが形成された基板表面に塗布し、プレベークにより溶媒を除去して塗膜とする。この塗膜を、必要に応じて露光・現像することにより所望のパターンとした後、ポストベークすることにより保護膜を形成する。

保護膜を形成する際に使用される放射線の光源、また、プレベークやポストベークの方法や条件は、上述した（１）基板上に着色組成物を用いて着色パターンを形成する工程での着色パターンを形成する方法と同様である。このようにして、形成された保護膜の膜厚は、通常０．１μｍ〜８．０μｍ、好ましくは０．１μｍ〜６．０μｍである。

保護膜の形成に用いられる硬化性樹脂組成物としては、例えば、特開平３−１８８１５３号公報または特開平４−５３８７９号公報などに開示されている熱硬化性樹脂組成物、特開平６−１９２３８９号公報または特開平８−１８３８１９号公報などに開示されている感放射線性樹脂組成物、特開２００６−１９５４２０号公報または特開２００８−２０８３４２号公報などに開示されているポリオルガノシロキサンを含有する硬化性組成物などを挙げることができる。

本実施の形態のカラーフィルタの製造方法によれば、ＣＩＥ表色系における明るさの刺激値（Ｙ）の高いカラーフィルタが得られる。したがって、本実施の形態のカラーフィルタを用いることにより、輝度の高い表示素子とすることが可能である。本実施の形態のカラーフィルタは、例えば、カラー液晶表示素子用カラーフィルタ、固体撮像素子の色分解用カラーフィルタ、有機ＥＬ表示素子用カラーフィルタ、電子ペーパー用カラーフィルタを始めとする各種のカラーフィルタとして好適である。

＜カラーフィルタ＞
本実施の形態のカラーフィルタは、上述した本実施の形態のカラーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタである。

具体的には、本実施の形態のカラーフィルタでは、上述した顔料や染料等を含む、赤色、緑色および青色の三原色の着色パターンが所定の配列で配置されて画素アレイを有し、この画素アレイが基板上に配置されて構成される。尚、カラーフィルタを構成する着色パターンは、黄色、マゼンダ色およびシアン色を三原色とする着色パターンであってもよい。また、上述のように、赤色、緑色および青色の三原色の画素に対応する着色パターンに加え、表色範囲を広げるための第４の画素（黄色画素）や第５の画素（シアン画素）を配置するよう、第４および第５の着色パターンを形成することもできる。

また、本実施の形態のカラーフィルタでは、基板上、画素を形成する部分を区画するように遮光層（ブラックマトリクス）を有することが好ましい。尚、遮光層を有しないことも可能である。

本実施の形態のカラーフィルタでは、着色パターンの表面に、上述のエッチング法、ナノインプリント法または研磨法などによって形成された微細な凹凸が設けられる。凹凸のサイズは、所望の値に調整することが可能であるが、凸部の高さを１０ｎｍ以上、凸部の底辺の幅を１０ｎｍ以上とすることが好ましい。さらに、凸部の高さは、５０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることがより好ましく、８０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることが特に好ましい。一方、凸部の幅は、２０ｎｍ以上であることが好ましく、２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることがより好ましい。

また、カラーフィルタのＹ値を向上させることを目的とする場合、凹凸を形成しようとする着色パターンの総画素面積の内、３０％以上の表面に、凹凸が形成されていることが好ましい。その場合、上述したように、着色パターンの表面に凹凸が形成された領域が、カラーフィルタ全体においても、そして任意の一画素内においても、一部領域に偏ることなく、全体に均一に分散されるよう構成されることが好ましい。

本実施の形態のカラーフィルタは、凹凸が形成された着色パターン上に保護膜を有することが好ましい。保護膜を有することで、表示素子の製造工程におけるカラーフィルタの耐プロセス性を高めることができる。保護膜としては、上述のように、硬化性組成物から形成される有機膜若しくは有機無機ハイブリッド膜、またはＳｉＮｘ膜およびＳｉＯｘ膜などの無機膜を挙げることができる。本実施の形態においては、硬化性組成物を用いて保護膜を形成することが好ましい。

本実施の形態のカラーフィルタは、上記構成を有することにより、ＣＩＥ表色系における明るさの刺激値（Ｙ）が高いものとなる。したがって、このカラーフィルタは、例えば、カラー液晶表示素子用カラーフィルタ、固体撮像素子の色分解用カラーフィルタ、有機ＥＬ表示素子用カラーフィルタおよび電子ペーパー用カラーフィルタを始めとする各種のカラーフィルタとして有用である。

＜表示素子＞
本実施の形態の表示素子は、上述した本実施の形態のカラーフィルタを有するものである。表示素子の具体例としては、カラー液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子または電子ペーパーなどを挙げることができる。

本実施の形態のカラー液晶表示素子は、以下の構造とすることができる。

カラー液晶表示素子は、例えば、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）が配置された駆動用基板と、本実施の形態のカラーフィルタが設けられた別の基板とが、液晶層を介して対向する構造とすることができる。あるいは、カラー液晶表示素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配置された駆動用基板の表面上に本実施の形態のカラーフィルタを形成した基板と、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：錫をドープした酸化インジュウム）電極を形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造とすることもできる。後者の構造は、開口率を格段に向上させることができ、明るく高精細な液晶表示素子が得られるという利点を有する。

図１は、本実施の形態のカラーフィルタを有するカラー液晶表示素子の模式的な断面図である。

図１に示す液晶表示素子１は、本実施の形態のカラー液晶表示素子の一例であり、ＴＦＴ駆動によるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶モードの表示素子である。このカラー液晶表示素子は、上記した駆動用基板とカラーフィルタを形成した基板とが、ＴＮ液晶の層を介して対向した構造を有する。すなわち、図１に示すように、透明な基板２の液晶１３に接する側には、ＴＦＴ（図示されない）と透明な画素電極３とが格子状に配設され、駆動用基板を構成している。また、透明な基板５の液晶１３に接する側には、画素電極３に対向する位置に、赤色、緑色および青色の着色パターン６と、ブラックマトリクス７と、着色パターン６の上に設けられた保護膜８とを有するカラーフィルタ１０が配置されている。ここで、着色パターン６の表面には、上述した微細な凹凸が設けられている。さらに、カラーフィルタ１０の上には、透明な共通電極１１が設けられている。

基板２と基板５には、それぞれ、配向膜１２が設けられている。配向膜１２をラビング処理することにより、両基板２、５の間に挟持された液晶１３の均一な配向を実現できる。

基板２と基板５において、液晶１３に接する側と反対の側には、それぞれ偏光板１４が配置されている。基板２と基板５の間隔は、通常、２μｍ〜１０μｍであり、これらは、周辺部に設けられたシール材１６によって互いに固定されている。

図１において、符号１７は、バックライトユニット（図示されない）から液晶１３に向けて照射されたバックライト光である。バックライトユニットとしては、例えば、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）などの蛍光管と、散乱板とが組み合わされた構造のものを用いることができる。また、白色ＬＥＤを光源とするバックライトユニットを用いることもできる。白色ＬＥＤとしては、例えば、赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、青色ＬＥＤとを組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと、赤色ＬＥＤと、緑色蛍光体とを組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと、赤色発光蛍光体と、緑色発光蛍光体とを組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと、ＹＡＧ系蛍光体との混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと、橙色発光蛍光体と、緑色発光蛍光体とを組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤと、赤色発光蛍光体と、緑色発光蛍光体と、青色発光蛍光体とを組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤなどを挙げることができる。

本実施形態のカラー液晶表示素子には、上述のＴＮ型の他、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅｓ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型またはＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型などの液晶モードとすることもできる。

本実施の形態のカラーフィルタを有する有機ＥＬ表示素子は、適宜の構造を採ることが可能であり、例えば、特開平１１−３０７２４２号公報に開示されている構造を挙げることができる。

本実施の形態のカラーフィルタを有する電子ペーパーは、適宜の構造を採ることが可能であり、例えば、特開２００７−４１１６９号公報に開示されている構造を挙げることができる。

以上、本実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。

〔着色剤分散液の調製〕
調製例１
着色剤として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４を２．３質量部、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７を１１．４質量部、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０を１．３質量部、分散剤としてＢＹＫ（登録商標）−２１３２４（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）を８質量部（固形分濃度＝４０質量％）、溶媒として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＝９０／１０（質量比）混合溶媒を固形分濃度が２０％となるよう用いて、ビーズミルにより１２時間混合・分散して、顔料分散液（Ｍ−１）を調製した。

調製例２
着色剤として、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８を９．７質量部、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０を５．３質量部、分散剤としてＢＹＫ（登録商標）−２１３２４（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）を８質量部（固形分濃度＝４０質量％）、溶媒として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＝９０／１０（質量比）混合溶媒を固形分濃度が２０％となるよう用いて、ビーズミルにより１２時間混合・分散して、顔料分散液（Ｍ−２）を調製した。

調製例３
着色剤として、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６を９．３質量部、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレットを５．７質量部、分散剤としてＢＹＫ（登録商標）−２１３２４（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）を８質量部（固形分濃度＝４０質量％）、溶媒として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＝９０／１０（質量比）混合溶媒を固形分濃度が２０％となるよう用いて、ビーズミルにより１２時間混合・分散して、顔料分散液（Ｍ−３）を調製した。

〔バインダー樹脂の合成〕
合成例１
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル２質量部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２００質量部を仕込み、引き続きメタクリル酸１５質量部、Ｎ−フェニルマレイミド２０質量部、ベンジルメタクリレート５５質量部、スチレン１０質量部および分子量調節剤として２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン（日油（株）製 商品名：ノフマー（登録商標）ＭＳＤ）３質量部を仕込んで、窒素置換した。その後ゆるやかに撹拌して、反応溶液の温度を８０℃に上昇させ、この温度を５時間保持して重合することにより、樹脂溶液（固形分濃度＝３３質量％）を得た。得られた樹脂は、Ｍｗ＝１６，０００、Ｍｎ＝７，０００であった。この樹脂溶液を「バインダー樹脂溶液（Ｐ１）」とする。

〔着色感放射線性組成物の調製〕
調製例４
顔料分散液（Ｍ−１）１００質量部、バインダー樹脂としてバインダー樹脂溶液（Ｐ１）３０質量部（固形分濃度＝３３質量％）、架橋剤としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート１５質量部、光重合開始剤として２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン４質量部と４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン１質量部、フッ素系界面活性剤としてＤＩＣ株式会社製メガファック（登録商標）Ｆ−５５４を０．１質量部および溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを混合して、固形分濃度２２％の赤色感放射線性組成物（ＣＲ−１）を調製した。

調製例５
調製例４において、顔料分散液（Ｍ−１）の代わりに顔料分散液（Ｍ−２）を用いた以外は、調製例４と同様にして緑色感放射線性組成物（ＣＲ−２）を調製した。

調製例６
調製例４において、顔料分散液（Ｍ−１）の代わりに顔料分散液（Ｍ−３）を用いた以外は、調製例４と同様にして青色感放射線性組成物（ＣＲ−３）を調製した。

以下、本実施例の赤色感放射線性組成物（ＣＲ−１）、緑色感放射線性組成物（ＣＲ−２）および青色感放射線性組成物（ＣＲ−３）を用いた着色パターンの形成と、その着色パターンへの凹凸形成の実施例を述べる。尚、以下では、着色パターンを着色硬化膜と称する。

実施例１
＜赤色硬化膜の形成および凹凸の形成＞
赤色感放射線性組成物（ＣＲ−１）をソーダガラス基板上に、スピンコータを用いて塗布した後、８０℃のクリーンオーブン内で１０分間プレベークを行って、塗膜を形成した。

次いで、塗膜が形成された基板を室温に冷却した後、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、塗膜に３６５ｎｍ、４０５ｎｍおよび４３６ｎｍの各波長を含む放射線を４００Ｊ／ｍ²の露光量で露光した。その後、これらの基板に対して、２３℃の０．０４質量％水酸化カリウム水溶液からなる現像液を、現像圧１ｋｇｆ／ｃｍ²（ノズル径１ｍｍ）で吐出することにより、１分間のシャワー現像を行った。その後、これらの基板を超純水で洗浄し、風乾した後、さらに２３０℃のクリーンオーブン内で３０分間ポストベークを行うことにより、基板上に赤色の硬化膜を形成した。

得られた硬化膜に対して、神港精機社製プラズマエッチング装置ＥＸＡＭを用いて、ドライエッチング処理を行い、硬化膜の表面全体に凹凸を形成した。この時、ＲＦパワーは４００Ｗであった。表１にドライエッチング処理条件を示す。

実施例２および実施例３
＜赤色硬化膜の形成および凹凸の形成＞
実施例１と同様にして赤色硬化膜を形成するとともに、ドライエッチング処理時間を表１に示す時間としたこと以外は、実施例１と同様にして凹凸の形成を行った。

比較例１
＜赤色硬化膜の形成＞
実施例１と同様にして、赤色硬化膜を形成した。しかし、実施例１で行ったドライエッチング処理による凹凸の形成は行わなかった。

実施例４
＜緑色硬化膜の形成および凹凸の形成＞
緑色感放射線性組成物（ＣＲ−２）をソーダガラス基板上に、スピンコータを用いて塗布した後、８０℃のクリーンオーブン内で１０分間プレベークを行って、塗膜を形成した。

次いで、塗膜が形成された基板を室温に冷却した後、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、塗膜に３６５ｎｍ、４０５ｎｍおよび４３６ｎｍの各波長を含む放射線を４００Ｊ／ｍ²の露光量で露光した。その後、これらの基板に対して、２３℃の０．０４質量％水酸化カリウム水溶液からなる現像液を、現像圧１ｋｇｆ／ｃｍ²（ノズル径１ｍｍ）で吐出することにより、１分間のシャワー現像を行った。その後、これらの基板を超純水で洗浄し、風乾した後、さらに２３０℃のクリーンオーブン内で３０分間ポストベークを行うことにより、基板上に緑色の硬化膜を形成した。

得られた硬化膜に対して、神港精機社製プラズマエッチング装置ＥＸＡＭを用いて、ドライエッチング処理を行い、硬化膜の表面全体に凹凸を形成した。この時、ＲＦパワーは４００Ｗであった。表１にドライエッチング処理条件を示す。

実施例５および実施例６
＜緑色硬化膜の形成および凹凸の形成＞
実施例４と同様にして緑色硬化膜を形成するとともに、ドライエッチング処理時間を表１に示す時間としたこと以外は、実施例４と同様にして凹凸の形成を行った。

比較例２
＜緑色硬化膜の形成＞
実施例４と同様にして緑色硬化膜を形成した。しかし、実施例４で行ったドライエッチング処理による凹凸の形成は行わなかった。

実施例７
＜青色硬化膜の形成および凹凸の形成＞
青色感放射線性組成物（ＣＲ−３）をソーダガラス基板上に、スピンコータを用いて塗布した後、８０℃のクリーンオーブン内で１０分間プレベークを行って、塗膜を形成した。

次いで、塗膜が形成された基板を室温に冷却した後、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、塗膜に３６５ｎｍ、４０５ｎｍおよび４３６ｎｍの各波長を含む放射線を４００Ｊ／ｍ²の露光量で露光した。その後、これらの基板に対して、２３℃の０．０４質量％水酸化カリウム水溶液からなる現像液を、現像圧１ｋｇｆ／ｃｍ²（ノズル径１ｍｍ）で吐出することにより、１分間シャワー現像を行った。その後、これらの基板を超純水で洗浄し、風乾した後、さらに２３０℃のクリーンオーブン内で３０分間ポストベークを行うことにより、基板上に青色の硬化膜を形成した。

得られた硬化膜に対して、神港精機社製プラズマエッチング装置ＥＸＡＭを用いて、ドライエッチング処理を行い、硬化膜の表面全体に凹凸を形成した。この時、ＲＦパワーは４００Ｗであった。表１にドライエッチング処理条件を示す。

実施例８
＜青色硬化膜の形成および凹凸の形成＞
実施例７と同様にして青色硬化膜を形成するとともに、ドライエッチング処理時間を表１に示す時間としたこと以外は、実施例７と同様にして凹凸の形成を行った。

比較例３
＜青色硬化膜の形成＞
実施例７と同様にして青色硬化膜を形成した。しかし、実施例７で行ったドライエッチング処理による凹凸の形成は行わなかった。

上記した各実施例および各比較例におけるドライエッチング処理条件を表１に示す。

実施例９
＜ＳＥＭ像評価＞
実施例１〜実施例８および比較例１〜比較例３において得られた、凹凸が形成された各色硬化膜について、それぞれ４００００倍の倍率にてＳＥＭ写真を撮影し、各硬化膜の表面に形成された凹凸の状態を評価した。

図２は、実施例１〜実施例３および比較例１で得られた赤色硬化膜の表面ＳＥＭ写真である。

図３は、実施例１〜実施例３および比較例１で得られた赤色硬化膜の断面ＳＥＭ写真である。

図４は、実施例４〜実施例６および比較例２で得られた緑色硬化膜の表面ＳＥＭ写真である。

図５は、実施例４〜実施例６および比較例２で得られた緑色硬化膜の断面ＳＥＭ写真である。

図６は、実施例７、実施例８および比較例３で得られた青色硬化膜の表面ＳＥＭ写真である。

図７は、実施例７、実施例８および比較例３で得られた青色硬化膜の断面ＳＥＭ写真である。

図２〜図７に示す各色硬化膜についてのＳＥＭ写真評価の結果から、各色硬化膜の表面に形成される凹凸のサイズについては、高さが８０ｎｍ〜２００ｎｍ、幅が２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることが分かった。そして、ドライエッチング処理時間を長くするほど、各色硬化膜に形成される凹凸のサイズは大きくなる傾向があることも分かった。

実施例１０
＜色度特性の評価＞
実施例１〜実施例８および比較例１〜比較例３において得られた、凹凸が形成された各色硬化膜について、カラーアナライザ（大塚電子（株）製ＭＣＰＤ（登録商標）２０００）を用い、Ｃ光源、２度視野にて、ＣＩＥ表色系における色度座標値（ｘ，ｙ）および刺激値（Ｙ）を測定した。評価結果を表２に示す。

実施例１〜実施例８において得られた、凹凸が形成された各色硬化膜は、対応する比較例で得られた硬化膜に対し、いずれも高いＹ値を示した。特に、実施例１〜実施例６において得られた、凹凸が形成された赤色硬化膜および緑色硬化膜において、その効果が大きかった。

実施例１１
＜カラーフィルタの製造と評価＞
赤色感放射線性組成物（ＣＲ−１）を、ブラックマトリクスが形成されたガラス基板上に、スリットアンドスピンコータを用いて塗布した後、９０℃のホットプレートで３分間プレベークを行って、塗膜を形成した。

次いで、塗膜が形成された基板を室温に冷却した後、高圧水銀ランプを用い、ストライプ状フォトマスクを介して、塗膜に３６５ｎｍ、４０５ｎｍおよび４３６ｎｍの各波長を含む放射線を、１，０００Ｊ／ｍ²の露光量で露光した。その後、得られた基板に対して、２３℃の０．０４質量％水酸化カリウム水溶液からなる現像液を、現像圧１ｋｇｆ／ｃｍ²（ノズル径１ｍｍ）で吐出してシャワー現像を行った後、超純水で洗浄し、さらに２３０℃のクリーンオーブン内で２０分間ポストベークを行った。これにより、基板上に、上記実施例１と同等の色度座標値（ｘ，ｙ）を示す赤色のストライプ状着色パターンを形成した。

次いで、同様の方法により、緑色感放射線性組成物（ＣＲ−２）を用いて、赤色のストライプ状着色パターンの隣に、上記実施例４と同等の色度座標値（ｘ，ｙ）を示す緑色のストライプ状着色パターンを形成した。

次いで、同様の方法により、青色感放射線性組成物（ＣＲ−３）を用いて、緑色のストライプ状着色パターンの隣に、上記実施例７と同等の色度座標値（ｘ，ｙ）を示す青色のストライプ状着色パターンを形成することにより、赤色、緑色および青色のストライプ状着色パターンからなるカラーフィルタを作製した。

各色着色パターン形成の後、神港精機社製プラズマエッチング装置ＥＸＡＭ（ＲＦパワー：４００Ｗ／ガス種（流量）：酸素（２０ｍｌ／分）＋アルゴン（５ｍｌ／分））を用いて、４０秒間ドライエッチング処理を行った。

得られたカラーフィルタについて、冷陰極蛍光管をバックライト光源としたときの、白表示での刺激値（Ｙ）を測定した。その結果、白表示での刺激値（Ｙ）は、後述する比較例４に比べて、０．６ポイント向上した。

比較例４
＜カラーフィルタの製造と評価＞
実施例１０と同様にして、赤色、緑色および青色のストライプ状着色パターンからなるカラーフィルタを作製した。しかし、実施例１０で行ったドライエッチング処理による凹凸の形成は行わなかった。得られたカラーフィルタについて、冷陰極蛍光管をバックライト光源としたときの、白表示での刺激値（Ｙ）を測定し、実施例１０で得られたカラーフィルタのＹ値と比較した。

実施例１２
＜カラーフィルタの液晶表示素子への適用＞
実施例１１で得られた、赤色、緑色および青色のストライプ状着色パターンからなるカラーフィルタを用い、着色パターンの上に後述する組成からなる熱硬化性樹脂組成物を、スリットアンドスピンコータを用いて塗布した。８０℃のホットプレートで２分間プレベークを行って塗膜を形成し、さらに２３０℃のクリーンオーブン内で６０分間ポストベークを行うことにより、膜厚１．５μｍの保護膜を形成した。

次いで、このカラーフィルタを用いて液晶表示素子を製造した。液晶表示素子は、上述した図１に示すカラー液晶表示素子と同様の構造を有する。得られたカラー液晶表示素子は、優れた電気特性と表示特性を示した。

次に、カラーフィルタの保護膜として用いた熱硬化性樹脂組成物について説明する。

熱硬化性樹脂組成物は、メタクリル酸グリシジル／スチレン／メタクリル酸ｔ−ブチル／メタクリル酸ジシクロペンタニル＝４０／１０／３０／２０（質量比）共重合体（数平均分子量Ｍｎ＝６，０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝２．０）を１００質量部、ノボラック型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名「エピコート１５２」）を４０質量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを２０質量部、界面活性剤ＦＴＸ−２１８（（株）ネオス製）を０．２質量部含有する。溶剤としては、ジエチレングリコールメチルエチルエーテルを用いた。熱硬化性樹脂組成物の固形分濃度は、１５質量％であった。

１ 液晶表示素子
２、５ 基板
３ 画素電極
６ 着色パターン
７ ブラックマトリクス
８ 保護膜
１０ カラーフィルタ
１１ 共通電極
１２ 配向膜
１３ 液晶
１４ 偏光板
１６ シール材
１７ バックライト光

Claims (8)

1. 基板上に着色パターンを形成する工程と、
   前記着色パターンの表面に凹凸を形成する工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 前記凹凸は、エッチング法、ナノインプリント法または研磨法によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
3. 前記着色パターンの表面に凹凸を形成する工程は、前記着色パターンの上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンから露出する前記着色パターンにエッチング処理を施して、前記凹凸を形成する工程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の製造方法。
4. 前記凹凸は、凸部の高さが１０ｎｍ以上、凸部の底辺の幅が１０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
5. 前記着色パターンは、赤色の着色パターンおよび緑色の着色パターンの内の少なくとも一方を含み、前記赤色の着色パターンおよび前記緑色の着色パターンの内の少なくとも一方の表面に前記凹凸を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
6. 前記凹凸が形成された前記着色パターンの上に保護膜を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法により製造されたカラーフィルタを有することを特徴とする表示素子。
8. 基板上に複数色の着色パターンを有するカラーフィルタであって、
   前記複数色の着色パターンの内の少なくとも１色の前記着色パターンの表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の凸部の高さが１０ｎｍ以上、凸部の底辺の幅が１０ｎｍ以上であることを特徴とするカラーフィルタ。