カラーフィルタ、液晶表示装置およびカラーフィルタの製造方法
【課題】生産性に優れながら、十分なセルギャップを得ることができ、かつ表示品位の低下が少ないカラーフィルタなどを提供する。
【解決手段】基板と、前記基板上にこの順に形成される第１〜第３の着色層と、を有し、表示領域に隣接して額縁部が形成されるカラーフィルタであって、前記第１〜第３の着色層を用いてブラックマトリクス、画素部、前記額縁部を構成し、前記表示領域にある前記第１〜第３の着色層が積層して、メイン柱を構成し、前記表示領域にある前記第１〜第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、前記額縁部にある前記第１〜第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記サブ柱よりも低い額縁柱を構成することを特徴とするカラーフィルタである。
【解決手段】基板と、前記基板上にこの順に形成される第１〜第３の着色層と、を有し、表示領域に隣接して額縁部が形成されるカラーフィルタであって、前記第１〜第３の着色層を用いてブラックマトリクス、画素部、前記額縁部を構成し、前記表示領域にある前記第１〜第３の着色層が積層して、メイン柱を構成し、前記表示領域にある前記第１〜第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、前記額縁部にある前記第１〜第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記サブ柱よりも低い額縁柱を構成することを特徴とするカラーフィルタである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、特にＶＡ方式、ＴＮ方式、又はＩＰＳ方式の液晶テレビに用いられるカラーフィルタ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、カラーフィルタ等の表示側基板と液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶分子の配列を電気的に制御して表示側基板の透過光又は反射光の量を選択的に変化させ、表示を行うものである。
【０００３】
現在、カラーフィルタは、液晶の配向方式により、以下のような層構成が一般的である。すなわち、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式においては、ブラックマトリクス層＋着色層（ＲＧＢ）＋透明電極層＋柱＋リブの層構成であり、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式では、ブラックマトリクス層＋着色層（ＲＧＢ）＋透明電極層＋柱であり、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式では、ブラックマトリクス層＋着色層＋オーバーコート層＋柱の層構成である。液晶テレビの低価格化のニーズは強く、カラーフィルタに対するコストダウンが求められている。カラーフィルタを低コスト化する方法として、ガラスや感光性樹脂といった材料の低コスト化が挙げられるが、さらなる低コスト化が求められている。
【０００４】
また、カラーフィルタを低コスト化する方法として、層構成を削減することによる工程数を削減する方法は、非常に有用な方法であり、これまで、着色層を積層して柱（フォトスペーサーとも呼ばれる）の代わりとすることで、工程を削減する方法が提案されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９０１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、カラーフィルタの低価格化はさらに求められており、さらにカラーフィルタの製造工程を削減し、生産性を向上することが求められている。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、生産性に優れながら、十分なセルギャップを得ることができ、かつ表示品位の低下が少ないカラーフィルタなどを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するための本発明は、以下のとおりである。
（１）基板と、前記基板上にこの順に形成される第１の着色層、第２の着色層及び第３の着色層と、を少なくとも有し、表示領域に隣接して額縁部が形成されるカラーフィルタであって、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層が積層して、メイン柱を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低い額縁柱を構成することを特徴とするカラーフィルタ。
（２）前記サブ柱を構成する前記第３の着色層の底面積が、前記メイン柱を形成する前記第３の着色層よりも小さいことを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（３）前記サブ柱を構成する前記第２の着色層が、前記画素部を形成する前記第２の着色層から離れた突起状であることを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（４）前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の幅が、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の幅より、狭いことを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（５）前記サブ柱を構成する前記第１の着色層及び／又は前記第２の着色層に、孔部が設けられていることを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（６）前記サブ柱を構成する前記第１の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第１の着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（７）前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（８）さらに、前記基板上に前記第３の着色層の次に形成される第４の着色層を有し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、３以上の着色層が積層して、メイン柱を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱よりも低い額縁柱を構成することを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載のカラーフィルタ。
（９）前記額縁部を構成する、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちの２以上の着色層のうち、少なくとも１つの着色層の厚さが、前記画素部を構成する前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち対応する着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載のカラーフィルタ。
（１０）さらに、前記額縁部の周縁にある周縁部に、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうち２以上の着色層が積層してなる周縁部柱を有することを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載のカラーフィルタ。
（１１）前記メイン柱の頂部と、前記画素部の表面との高さの差であるセルギャップが１．５〜５．０μｍであることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載のカラーフィルタ。
（１２）さらに、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層の上にオーバーコート層を有し、前記メイン柱の頂部のオーバーコート層の表面と、前記画素部の上のオーバーコート層の表面との高さの差であるセルギャップが１．５〜５．０μｍであることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載のカラーフィルタ。
（１３）（１）〜（１２）のいずれかに記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示装置。
（１４）基板上に、少なくとも第１の着色層、第２の着色層及び第３の着色層を形成し、表示領域と、前記表示領域に隣接する額縁部と、を形成するカラーフィルタの製造方法であって、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層が積層して、メイン柱を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低い額縁柱を構成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
（１５）前記サブ柱を構成する前記第３の着色層の底面積を、前記メイン柱を形成する前記第３の着色層よりも小さいように形成することを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（１６）前記サブ柱を構成する前記第２の着色層を、前記画素部を形成する前記第２の着色層から離れた突起状に形成することを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（１７）前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の幅を、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の幅より、狭く形成することを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（１８）前記サブ柱を構成する前記第１の着色層に、孔部を設けることを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（１９）階調マスクを用いて、前記サブ柱を構成する前記第１の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第１の着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（２０）階調マスクを用いて、前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の厚さを、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（２１）さらに、前記基板上に前記第３の着色層の次に第４の着色層を形成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、３以上の着色層が積層して、メイン柱を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱よりも低い額縁柱を構成することを特徴とする（１４）〜（２０）のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
（２２）階調マスクを用いて、前記額縁部を構成する、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうちの２以上の着色層のうち、少なくとも１つの着色層の厚さを、前記画素部を構成する前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうち対応する着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする（１４）〜（２１）のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
（２３）さらに、前記額縁部の周縁に、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層してなる周縁部柱を形成することを特徴とする（１４）〜（２２）のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【０００９】
上記構成のカラーフィルタによれば、第１、第２、第３の着色層を形成するだけで、ブラックマトリクスとメイン柱、サブ柱、額縁柱が得られるため、従来必要であった独立したブラックマトリクス形成工程及び各種の柱形成工程を省くことができ、生産性に優れたカラーフィルタを得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、生産性に優れながら、十分なセルギャップを得ることができ、かつ表示品位の低下が少ないカラーフィルタなどを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）第１の実施形態に係るカラーフィルタ１の概略平面図、（ｂ）カラーフィルタ１の部分的な概略平面図
【図２】（ａ）第１の実施形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を説明する部分斜視図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図。
【図３】図２の続きの図。
【図４】図３の続きの図。
【図５】（ａ）第２の実施形態に係るカラーフィルタ３３の製造工程を説明する部分平面図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図。
【図６】図５の続きの図。
【図７】図６の続きの図。
【図８】（ａ）第３の実施形態に係るカラーフィルタ３７の製造工程を説明する部分平面図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図。
【図９】図８の続きの図。
【図１０】図９の続きの図。
【図１１】（ａ）第４の実施形態に係るカラーフィルタ４３の製造工程を説明する部分平面図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図。
【図１２】図１１の続きの図。
【図１３】図１２の続きの図。
【図１４】（ａ）第５の実施形態に係るカラーフィルタ４７の製造工程を説明する部分平面図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図。
【図１５】図１４の続きの図。
【図１６】図１５の続きの図。
【図１７】（ａ）第６の実施形態に係るカラーフィルタ５１の製造工程を説明する部分平面図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図。
【図１８】図１７の続きの図。
【図１９】図１８の続きの図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。本発明のカラーフィルタは、カラーフィルタと、液晶駆動側基板（不図示）と、カラーフィルタと液晶駆動側基板との間に形成される液晶層（不図示）とを具備し、カラーフィルタと液晶駆動側基板に対し垂直または水平な方向に電界を発生させ、液晶を駆動させる液晶表示装置（不図示）におけるカラーフィルタとして説明する。つまり、ＶＡ方式においては、カラーフィルタに、さらに透明電極層（共通電極として作用する）とリブ（液晶分子の配向制御用の突起）を設け、カラーフィルタの共通電極と液晶駆動側基板の画素電極との間に、カラーフィルタに対して垂直な方向に電界を発生させる。ＴＮ方式においては、カラーフィルタに、さらに透明電極層（共通電極として作用する）を設け、カラーフィルタの共通電極と液晶駆動側基板の画素電極との間に、カラーフィルタに対して垂直な方向に電界を発生させる。また、ＩＰＳ方式においては、カラーフィルタにオーバーコート層を設け、液晶駆動側基板の櫛歯状の共通電極と画素電極との間に、カラーフィルタと液晶駆動側基板に対し水平な方向に電界を発生させる。
【００１３】
（カラーフィルタ１の構成）
まず、図１を参照して、第１の実施形態に係るカラーフィルタ１について説明する。図１（ａ）は、第１の実施形態に係るカラーフィルタ１の概略平面図であり、図１（ｂ）は、カラーフィルタ１の部分的な概略平面図である。なお、各図面は、各構成要素を模式的に示したもので、実際の大きさや相対的な大きさの比率を正確に示したものではない。
【００１４】
カラーフィルタ１は、実際の液晶表示装置にて画像などが表示される表示領域３と、表示領域３の周囲にあり液晶表示装置のベゼルに対応する額縁部６と、額縁部６のさらに周囲にあり、液晶表示装置に組み込まれる際には切断されることが多い周縁部７とに分けられる。表示領域３は、実際に液晶表示装置に組み込まれた際に、観察者から観察される領域で有り、図１（ｂ）に示すように、赤、緑、青の画素部４と、各画素部以外の部分でのバックライト光を遮蔽し、隣接する各画素の混色を防止するためのブラックマトリクス５を有する。額縁部６は、液晶表示装置の回路や光源を隠すための遮光部分である。
【００１５】
メイン柱１１は、表示領域３のブラックマトリクス５にあり、カラーフィルタと対向する液晶駆動側基板との距離（セルギャップと呼ばれる）を決める柱である。
サブ柱１３は、表示領域３のブラックマトリクス５にあり、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを貼り合わせる際に、メイン柱の補助として働き、セルギャップが狭くなりすぎることを防ぐ。そのため、サブ柱１３は、メイン柱１１よりも低い。また、液晶パネルとした際には、メイン柱が塑性変形するほどの荷重がかからないよう、パネルを指などで押された際に、荷重を分散する効果を有する。
額縁柱１５は、額縁部６にあり、液晶パネルの額縁部６付近において、セルギャップが変化するのを防ぐ。額縁柱１５は、メイン柱１１よりも低い。
周縁部柱１７は、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを貼り合わせる際に、周縁部７の基板に過大な荷重がかかり、破損することを防ぐ。つまり、通常の張り合わせ工程は、パネルごとに切断する前の状態で行われるため、基板が過大にたわむことを防ぐために、周縁部７にも柱が必要である。周縁部柱１７は、メイン柱１１よりも低い。
なお、メイン柱、サブ柱、額縁柱、周縁部柱は、図１においては円形で示されているが、前述した機能を有するのであれば形状は問わない。例えば楕円形、正方形、長方形などでもよい。
【００１６】
（カラーフィルタ１の製造方法）
続いて、図２〜図４を用いて、図１に示したカラーフィルタ１の構成の詳細と製造方法について説明する。図２〜図４の（ａ）は、第１の実施形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を説明する部分斜視図であり、（ｂ）は、各（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図である。また、図２〜４で図示する領域は、図１（ｂ）で破線で囲まれた領域に対応する。
【００１７】
まず、図２に示すように、基板２１上に、赤色着色層２３を形成する。赤色着色層２３は、表示領域３においてはほぼ格子状に、額縁部６においては全面に、周縁部７においては周縁部柱１７に対応する箇所に形成される。
【００１８】
次に、図３に示すように、基板２１及び赤色着色層２３の上に、緑色着色層２５を形成する。緑色着色層２５は、表示領域３においてはほぼ櫛状に、額縁部６においては額縁柱１５に対応する箇所に、周縁部７においては周縁部柱１７に対応する箇所に形成される。
【００１９】
さらに、図４に示すように、基板２１、赤色着色層２３及び緑色着色層２５の上に、青色着色層２７を形成する。青色着色層２７は、表示領域３においてはほぼストライプ状に、額縁部６においては全面に、周縁部７においては周縁部柱１７に対応する箇所に形成される。
【００２０】
赤色着色層２３、緑色着色層２５、青色着色層２７の形成は、感光性樹脂を塗布した後、所定の適切なパターンを有するフォトマスクを用いて露光し、現像してパターニングした後、焼成工程を経ることで形成される。赤、青、緑の各着色層２３、２５、２７については、各色に応じた適切な着色剤等を分散し含有させた感光性樹脂を用いる。
【００２１】
赤色着色層２３、緑色着色層２５、青色着色層２７を形成した結果、表示領域３の中に、１層の着色層からなる画素部４と、着色層が２層以上積層したブラックマトリクス５と、が得られた。また、表示領域３のブラックマトリクス５において、３層の着色層が積層してなるメイン柱１１と、３層の着色層が積層してなるサブ柱１３が得られた。なお、サブ柱１３は、２層の着色層の積層により形成されても良い。
【００２２】
額縁部６においては、赤色着色層２３と青色着色層２７とが積層し、十分な遮光性能を持つ。また、額縁部６において、緑色着色層２５が形成された箇所は、周囲の額縁部６よりも高くなり額縁柱１５となる。なお、遮光性能を確保できる限り、額縁部６は、赤色着色層２３と緑色着色層２５の積層であっても、緑色着色層２５と青色着色層２７の積層であってもよい。また、額縁部６で、３色の着色層の積層であってもよいが、額縁柱１５と高さの差を出すため、額縁部６を構成する着色層を、階調マスクを用いて形成し、厚さを調節する必要がある。なお、額縁柱１５は、２層の着色層の積層により形成されても良い。
【００２３】
なお、額縁部６をさらに薄くするため、階調マスクを用いて、額縁部６を構成する１つ以上の着色層（図４においては赤色着色層２３と青色着色層２７のいずれかまたは両方）の厚さを薄くしても良い。
【００２４】
周縁部７においては、３層の着色層が積層してなる周縁部柱１７が得られる。
【００２５】
（基板２１）
基板２１は特に限定されるものではなく、カラーフィルタに一般的に用いられる基板を使用することができる。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可撓性のない透明なリジット材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂フィルムなどの可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。前記フレキシブル材としては、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、熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。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おり、好ましい。
【００２６】
（ブラックマトリクス５）
ブラックマトリクス５は、２層以上の着色層が積層して形成される。つまり、赤色の画素部４と緑色の画素部４との間は、赤色着色層２３と緑色着色層２５の積層部分がブラックマトリクス５として機能する。同様に、緑色の画素部４と青色の画素部４との間は、緑色着色層２５と青色着色層２７の積層部分がブラックマトリクス５として機能し、青色の画素部４と赤色の画素部４との間は、青色着色層２７と赤色着色層２３の積層部分がブラックマトリクス５として機能する。ブラックマトリクス５は、２色以上の着色層の積層で形成されるため、十分な光学濃度を有し、十分な遮光性能を得ることができる。
【００２７】
（着色層）
赤色着色層２３、緑色着色層２５、青色着色層２７は、顔料等の各色の着色剤を含む感光性樹脂で形成される。着色層の厚さは０．５μｍ〜５μｍの範囲にあることが望ましい。この範囲より膜厚が小さい、あるいは大きい場合、パターニング特性などの性能を保つのが難しいからである。
【００２８】
（感光性樹脂層）
各着色層に使用される感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。
【００２９】
ネガ型感光性樹脂は特に限定されることはなく、一般的に使用されるネガ型感光性樹脂を用いることができる。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。また、アクリル系ネガ型感光性樹脂として、紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基（例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分）とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、テトラメチルペンタトリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン‐アクリル酸‐ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマーや、メタクリル酸メチル‐スチレン‐アクリル酸共重合体等が挙げられる。
なお、ポジ型感光性樹脂も特に限定されるものではなく、一般的に使用されるものを用いることができる。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。
【００３０】
また、感光性樹脂の塗布方法としては、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、ダイコート法等がある。
【００３１】
赤、緑、青の各着色層２３、２５、２７に用いる感光性樹脂に含有させる着色剤も特に限定されるものではなく、一般的に使用される顔料を始めとして、種々の公知のものを適切に選択し用いることができる。
【００３２】
なお、本実施形態においてカラーフィルタ１は、赤色、青色、緑色の３色の着色層のみを有するが、さらに、黄色やシアンなどの他色の着色層を設け、４色や５色の着色層を有するカラーフィルタとしてもよい。この場合、柱やブラックマトリックスを構成する着色層は赤色、緑色、青色の３色に限らない。例えば、メイン柱部を赤色＋青色＋黄色＋シアンの４つの着色層で構成してもよいし、額縁部を赤色＋シアンで構成してもよい。
【００３３】
（オーバーコート層）
オーバーコート層は、カラーフィルタ１をＩＰＳ方式の液晶表示装置に使用する場合に、各着色層を覆うように形成される。オーバーコート層は、可視光域で透明な樹脂膜、もしくは無機膜で形成される。樹脂膜の場合、通常０．５μｍ〜２．５μｍ程度の厚さを有し、感光性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を用いて形成される。オーバーコート層を感光性樹脂にて形成する場合、感光性樹脂を塗布した後、露光し、現像、焼成することにより形成される。上記の感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。オーバーコート層を熱硬化性樹脂にて形成する場合には、熱硬化性樹脂を塗布した後、焼成することで形成される。オーバーコート層を無機膜で形成する場合、酸化ケイ素膜、窒化ケイ素膜等の透明無機膜を、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法を用いて形成する。透明無機膜の膜厚は、通常０．０５〜２．０μｍ程度である。
【００３４】
（セルギャップ）
メイン柱１１と、画素部４を構成する着色層（例えば赤色着色層２３）の最表面の高さの差であるセルギャップは、１．５〜５．０μｍであることが好ましい。セルギャップの値が液晶層の厚さとなるため、セルギャップが１．５μｍより低いとセルギャップの制御が難しく、５．０μｍより高いとメイン柱の形成が困難になるためである。画面表示の高速応答が求められる場合には、セルギャップが小さいほうが好ましく、セルギャップを２μｍ程度とすることが好ましい。着色層上にオーバーコート層を設ける場合には、メイン柱１１を覆うオーバーコート層と、画素部４の赤色着色層２３を覆うオーバーコート層の高さの差であるセルギャップが、１．５〜５．０μｍであることが好ましい。同様に、セルギャップが１．５μｍより低いとセルギャップの制御が難しく、５．０μｍより高いとメイン柱の形成が困難になるためである。
【００３５】
（第１の実施形態の効果）
第１の実施形態によれば、３色の着色層を形成するだけで、ブラックマトリクス、メイン柱、サブ柱などを形成でき、独立したブラックマトリクス形成工程と各種の柱の形成工程を必要としないため、簡略な製造工程によりカラーフィルタを製造でき、生産性が高く、低コスト化が可能である。
【００３６】
また、メイン柱１１と、画素部４の赤色着色層２３の高さの差であるセルギャップは、十分に高い。また、ブラックマトリクス５と額縁部６は十分な遮光性能を有する。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、本発明のカラーフィルタの第２の実施形態について図５〜図７を用いて説明する。図５〜図７の（ａ）は、第２の実施形態に係るカラーフィルタ３３の製造工程を説明する部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図である。以下の実施形態で第１の実施形態と同一の様態を果たす要素には同一の番号を付し、重複した説明は避ける。なお、図７中の破線は画素部４の領域に対応し、点線は各種柱の領域に対応する。図１０、図１３、図１６、図１９において同じである。
【００３８】
第２の実施形態においては、図６（ａ）、（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３１は、画素部４を形成する緑色着色層３１から独立して離されて形成され、略円柱状または略多角柱状の略突起状に形成されている。
【００３９】
第２の実施形態に係るカラーフィルタ３３の製造工程を説明する。まず、図５に示すとおり、第１の実施形態と同様に、基板２１の上に赤色着色層２３を形成する。
【００４０】
次いで、図６に示すとおり、基板２１及び赤色着色層２３の上に緑色着色層３１を形成する。図６（ａ）、（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３１は、画素部４を形成する緑色着色層３１から独立して離されて形成され、略突起状に形成されている。
【００４１】
さらに、図７に示すとおり、基板２１、赤色着色層２３及び緑色着色層３１の上に、青色着色層２７を形成する。サブ柱１３を形成する箇所の青色着色層２７の厚さは、メイン柱１１が形成される箇所の青色着色層２７よりも小さい。これは、着色層が感光性樹脂の塗布・硬化によって行われるため、同じ工程でも、塗布する箇所の形状により、積層効率に差ができ、平坦な箇所に塗布する場合は厚い着色層が形成され、略突起状の箇所に塗布する場合は、薄い着色層が形成されるからである。なお、サブ柱１３を構成する青色着色層２７は、図７においては画素部４を構成する青色着色層２７と一体化しているが、図４に示す青色着色層２７のように、他の青色着色層２７から独立していても良い。
【００４２】
したがって、突起上の緑色着色層３１の上に形成された青色着色層２７で構成されたサブ柱１３は、メイン柱１１よりも低くなる。
【００４３】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、少ない製造工程にて、十分なセルギャップと十分な表示品位を有するカラーフィルタが得られる。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、本発明のカラーフィルタの第３の実施形態について図８〜図１０を用いて説明する。図８〜図１０の（ａ）は、第３の実施形態に係るカラーフィルタ３７の製造工程を説明する部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図である。
【００４５】
第３の実施形態においては、図９（ａ）、（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３５の幅は、メイン柱１１を形成する箇所の緑色着色層３５の幅よりも狭い。
【００４６】
第３実施形態に係るカラーフィルタ３７の製造工程を説明する。まず、図８に示すとおり、第１の実施形態と同様に、基板２１の上に赤色着色層２３を形成する。
【００４７】
次いで、図９に示すとおり、基板２１及び赤色着色層２３の上に緑色着色層３５を形成する。図９（ａ）、（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３５の、画素部の長手方向に平行な幅は、メイン柱１１を形成する箇所の緑色着色層３５の、画素部の長手方向に平行な幅よりも狭い。
【００４８】
さらに、図１０に示すとおり、基板２１、赤色着色層２３及び緑色着色層３５の上に、青色着色層２７を形成する。サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３５の幅は、メイン柱１１を形成する箇所の緑色着色層３５の幅より狭いため、サブ柱１３を形成する箇所の青色着色層２７の厚さは、メイン柱１１が形成される箇所の青色着色層２７よりもうすい。これは、幅の狭い、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３５の上に、青色着色層２７を形成する場合は、積層効率が悪く、低くなるからである。
【００４９】
したがって、幅の狭い緑色着色層３５の上に形成された青色着色層２７で構成されたサブ柱１３は、メイン柱１１よりも低くなる。
【００５０】
第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、少ない製造工程にて、十分なセルギャップと十分な表示品位を有するカラーフィルタが得られる。
【００５１】
（第４の実施形態）
次に、本発明のカラーフィルタの第４の実施形態について図１１〜図１３を用いて説明する。図１１〜図１３の（ａ）は、第４の実施形態に係るカラーフィルタ４３の製造工程を説明する部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図である。
【００５２】
第４の実施形態においては、図１１（ａ）、（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の赤色着色層３９に、孔部４１を有する。
【００５３】
第４実施形態に係るカラーフィルタ４３の製造工程を説明する。まず、図１１に示すとおり、基板２１の上に赤色着色層３９を形成する。赤色着色層３９のパターニングの際に、孔部４１が得られるようにパターニングを行う。なお、図１１では、基板２１が露出する程度まで、赤色着色層３９を貫通した孔部４１を形成したが、孔部４１は必ずしも貫通する必要はなく、単なるくぼみであっても良い。
【００５４】
次いで、図１２に示すとおり、基板２１及び赤色着色層３９の上に緑色着色層２５を形成する。図１２（ａ）、（ｂ）で示すとおり、赤色着色層３９の孔部４１の存在により、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層２５は、くぼみとなる。
【００５５】
さらに、図１３に示すとおり、基板２１、赤色着色層３９及び緑色着色層２５の上に、青色着色層２７を形成する。サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層２５は、くぼんでいるため、サブ柱１３はメイン柱１１よりも低くなる。
【００５６】
第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、少ない製造工程にて、十分なセルギャップと十分な表示品位を有するカラーフィルタが得られる。なお、前述の説明では、最初に形成される赤色着色層に孔部が形成されるとしているが、次に形成される緑色着色層のサブ柱を形成する箇所に孔部を形成しても良い。その際、赤色着色層に孔部を形成してもしなくてもよい。
【００５７】
（第５の実施形態）
次に、本発明のカラーフィルタの第５の実施形態について図１４〜図１６を用いて説明する。図１４〜図１６の（ａ）は、第５の実施形態に係るカラーフィルタ４７の製造工程を説明する部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図である。
【００５８】
第５の実施形態においては、図１４（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の赤色着色層４５の厚さを、階調マスクを用いて低くする。
【００５９】
第５実施形態に係るカラーフィルタ４７の製造工程を説明する。まず、図１４に示すとおり、基板２１の上に赤色着色層４５を形成する。赤色着色層４５のパターニングの際に、サブ柱１３を形成する箇所の赤色着色層４５の厚さが薄くなるように、階調マスクを用いてパターニングを行う。階調マスクの詳細については、後述する。
【００６０】
次いで、図１５に示すとおり、基板２１及び赤色着色層４５の上に緑色着色層２５を形成する。
【００６１】
さらに、図１６に示すとおり、基板２１、赤色着色層４５及び緑色着色層２５の上に、青色着色層２７を形成する。サブ柱１３を形成する箇所の赤色着色層４５の厚さが薄いため、サブ柱１３はメイン柱１１よりも低くなる。
【００６２】
第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、少ない製造工程にて、十分なセルギャップと十分な表示品位を有するカラーフィルタが得られる。
【００６３】
（第６の実施形態）
次に、本発明のカラーフィルタの第６の実施形態について図１７〜図１９を用いて説明する。図１７〜図１９の（ａ）は、第６の実施形態に係るカラーフィルタ５１の製造工程を説明する部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図である。
【００６４】
第６の実施形態においては、図１８（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層４９の厚さを、階調マスクを用いて低くする。
【００６５】
第６実施形態に係るカラーフィルタ５１の製造工程を説明する。まず、図１７に示すとおり、第１の実施形態と同様に、基板２１の上に赤色着色層２３を形成する。
【００６６】
次いで、図１８に示すとおり、基板２１及び赤色着色層２３の上に緑色着色層４９を形成する。緑色着色層４９のパターニングの際に、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層４９の厚さが薄くなるように、階調マスクを用いてパターニングを行う。
【００６７】
さらに、図１９に示すとおり、基板２１、赤色着色層２３及び緑色着色層４９の上に、青色着色層２７を形成する。サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層４９の厚さが薄いため、サブ柱１３はメイン柱１１よりも低くなる。
【００６８】
第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、少ない製造工程にて、十分なセルギャップと十分な表示品位を有するカラーフィルタが得られる。
【００６９】
なお、第２〜第６の実施形態においては、周縁部７及び周縁部柱１７の形成については省略したが、第２〜第６の実施形態において、カラーフィルタの製造時には周縁部７及び周縁部柱１７を有していても良い。
【００７０】
また、第２〜第６の実施形態においても、各カラーフィルタは、図１のような、表示領域３、額縁部６を少なくとも有する構成を有する。
【００７１】
（階調マスク）
階調マスクは、透明基板と、遮光膜と、透過率調整機能を有する半透明膜とが順不同に積層され、透明基板上に遮光膜が設けられた遮光部と、透明基板上に半透明膜のみが設けられた半透過部と、透明基板上に遮光膜および半透明膜のいずれも設けられていない透過部とを有する。
【００７２】
遮光膜は、実質的に露光光を透過しないものであり、露光波長における平均透過率が０．１％以下であることが好ましい。遮光膜としては、一般にカラーフィルタに用いられる遮光膜を用いることができ、例えばクロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの膜が挙げられる。中でも、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系膜が好適に用いられる。このようなクロム系膜は、最も使用実績があり、コスト、品質の点で好ましいからである。このクロム系膜は、単層であってもよく、２層以上が積層されたものであってもよい。
【００７３】
遮光膜の膜厚としては、特に限定されるものではなく、例えばクロム膜の場合には５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。
【００７４】
遮光膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ）が用いられる。成膜後、遮光膜のパターニングを行う。パターニング方法は特に限定されないが、通常はリソグラフィー法が用いられる。
【００７５】
半透明膜を得る方法には、露光機の解像限界以下の微細なスリットやメッシュのパターンを遮光膜に形成する方法と、任意の透過率を有する膜をさらに積層する方法とのいずれかが用いられる。通常、前者の膜を用いるものをグレートーンマスクやスリットマスク、後者の膜を用いるものをハーフトーンマスクやスタックドレイヤーマスクなどと呼ぶ。
【００７６】
ハーフトーンマスクに使用される任意の透過率を有する半透明膜としては、例えばクロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素等の酸化物、窒化物、炭化物などの膜が挙げられる。半透明膜および遮光膜を同一エッチング設備、工程でパターニングし得るという利点から、半透明膜と遮光膜が同系の材料からなる膜であることが好ましい。前述するように遮光膜がクロム系膜であることが好ましいことから、半透明膜も、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、酸化窒化炭化クロムなどのクロム系膜であることが好ましい。また、これらのクロム系膜は、機械的強度に優れており、さらには安定しているため、長時間の使用に耐えうるマスクとすることができる。
【００７７】
また、半透明膜は、単層であってもよく、複数の層で構成されていてもよい。これにより、複数の透過率を有する多階調のマスクとすることができる。
【００７８】
半透明膜の膜厚としては、例えばクロム膜の場合は５ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることができ、また酸化クロム膜の場合は５ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。半透明膜の透過率はその膜厚により変わるので、膜厚を制御することで所望の透過率とすることができる。また、半透明膜が酸素、窒素、炭素などを含む場合は、その透過率は組成により変わるので、膜厚と組成とを同時にコントロールすることで所望の透過率を実現できる。
【００７９】
半透明膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ）が用いられる。例えばスパッタリング法を用いて酸化窒化炭化クロム膜を成膜する場合は、Ａｒガス等のキャリアガス、酸素（炭酸）ガス、窒素ガスを反応装置内に導入し、Ｃｒターゲットを用いた反応性スパッタリング法にて酸化窒化炭化クロム膜を成膜することができる。この際、酸化窒化炭化クロム膜の組成の制御は、Ａｒガス、酸素（炭酸）ガス、窒素ガスの流量の割合を制御することにより行うことができる。成膜後、パターニングを行い、半透明膜を形成する。
【００８０】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るカラーフィルタ等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【実施例】
【００８１】
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
［実施例１］
１．ネガ型の感光性樹脂組成物の調製
重合槽中にメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を６３重量部、アクリル酸（ＡＡ）を１２重量部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を６重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を８８重量部仕込み、攪拌し溶解させた後、２，２´−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）を７重量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、８５℃で２時間攪拌し、更に１００℃で１時間反応させた。得られた溶液に、更にメタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）を７重量部、トリエチルアミンを０．４重量部、及びハイドロキノンを０．２重量部添加し、１００℃で５時間攪拌し、共重合樹脂溶液（固形分５０％）を得た。
【００８２】
次に下記の材料を室温で攪拌、混合して感光性樹脂組成物とした。
＜感光性樹脂組成物の組成＞
・上記共重合樹脂用液（固形分５０％）：１６重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（サートマー社 ＳＲ３９９）：２４重量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社 エピコート１８０Ｓ７０）：４重量部
・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：４重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル：５２重量部
【００８３】
２．着色層用感光性樹脂組成物の調製
次に、下記組成の赤色用感光性樹脂組成物、緑色用感光性樹脂組成物、および青色用感光性樹脂組成物を調製した。
＜赤色用感光性樹脂組成物の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４：８重量部
（ＢＡＳＦ社「イルガーフォーレッド Ｂ-ＣＦ」）
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０：２重量部
（バイエル社製「Ｅ‐４ＧＮ」）
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
・上記の感光性樹脂組成物：３０重量部
・酢酸−３−メトキシブチル：５７重量部
【００８４】
＜緑色用感光性樹脂組成物の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：５重量部
（アビシア社製 モナストラルグリーンθＹ−Ｃ）
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０：５重量部
（バイエル社製「Ｅ‐４ＧＮ」）
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
・上記の感光性樹脂組成物：３０重量部
・酢酸−３−メトキシブチル：５７重量部
【００８５】
＜青色用感光性樹脂組成物の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６：８重量部
（大日精化工業株式会社製「Ｃｈｒｏｍｏｆｉｎｅ Ｂｌｕｅ ５２０１Ａ」）
・Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３：２重量部
（山陽色素株式会社製「Ｆａｓｔ Ｖｉｏｌｅｔ ＢＬＤ」）
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
・上記の感光性樹脂組成物：３０重量部
・酢酸−３−メトキシブチル：５７重量部
【００８６】
３．着色層の作製
（赤色着色層の作製）
透明基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製ＥＡＧＬＥ ＸＧガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側に、赤色用感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、１００℃で３分間乾燥させた。次いで、第１の実施形態に対応したパターンを有する赤色着色層用のフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプで露光した後、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、基板を２３０℃の雰囲気下に３０分間の加熱処理を施すことで、厚さ約３．２μｍの赤色着色層を形成した。この赤色着色層のパターンは図２のようであり、表示領域内に略格子状のパターンで、額縁部の全面を覆うパターンで、周縁部に略円柱状のパターンで形成され、長方形状（１５０μｍ×４５０μｍ）の赤色の画素部が得られる大きさとした。
【００８７】
（緑色着色層の作製）
次に、緑色用感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色着色層を形成した。この緑色着色層は図３のようであり、表示領域内に略櫛状のパターンで、額縁部に略円柱状のパターンで、周縁部で赤色着色層上に円柱状のパターンで形成された。基板上に形成された緑色着色層の厚さは約３．２μｍであったが、赤色着色層上に形成された緑色着色層の厚さは約２．６μｍであった。
【００８８】
（青色着色層の作製）
次に、青色用感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、青色着色層を形成した。この青色着色層は図４のようであり、表示領域内に略ストライプ状のパターンで、額縁部では全面を覆うパターンで、周縁部で緑色着色層上に円柱状のパターンで形成された。基板上に形成された青色着色層の厚さは約３．２μｍであったが、赤色着色層と緑色着色層とで形成されたブラックマトリックス上のメイン柱部青色着色層の厚さは約２．１μｍであった。
【００８９】
４．オーバーコート層の作製
着色層を形成済みの上記カラーフィルター基板に、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、オーバーコート層を形成した。ただしオーバーコート層を露光するさいにはフォトマスクを使用しないことで、表示領域、額縁部、周縁部がオーバーコート層で覆われるようにした。オーバーコート層の厚さは周縁部で約１．５μｍであった。
【００９０】
［実施例２］
実施例２−１、２−２、２−３として、［実施例１］で調製した着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を用い、第２、第３、第４の実施形態のそれぞれに対応したパターンを有するフォトマスクを用いて、カラーフィルタを作製した。
（赤色着色層の作製）
第２、第３、第４の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例１と同様の操作によりそれぞれ、図５、図８、図１１のようなパターンを形成した。赤色着色層の厚さは約２．４μｍとなるように塗布条件は変更した。
（緑色着色層の作製）
第２、第３、第４の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例１と同様の操作によりそれぞれ、図６、図９、図１２のようなパターンを形成した。緑色着色層の厚さは約２．４μｍとなるように塗布条件は変更した。赤色着色層上に形成された緑色着色層の厚さは約２．１μｍであった。
（青色着色層の作製）
第２、第３、第４の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例１と同様の操作によりそれぞれ、図７、図１０、図１３のようなパターンを形成した。青色着色層の厚さは約２．４μｍとなるように塗布条件は変更した。赤色着色層と緑色着色層とで形成されたブラックマトリックス上のメイン柱部青色着色層の厚さは約１．４μｍであった。
【００９１】
［実施例３］
［実施例１］で調製した着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を用い、第５の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用いて、カラーフィルタを作製した。
（赤色着色層の作製）
第５の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例２と同様の操作により図１４のようなパターンを形成した。サブ柱が形成されるブラックマトリックス部分の赤色着色層の厚さを薄くするため、当該箇所を形成するフォトマスクのパターンは光透過率１６％のグレートーンパターンとした。光透過率１６％のグレートーンパターンは、フォトマスク上の遮光膜に１．０μｍ×１．０μｍサイズの略正方形透過部をｘ方向、ｙ方向ともに２．５μｍのピッチで配置することで形成した。赤色着色層の厚さは画素部で約２．４μｍ、グレートーンパターンで形成した部分で約１．９μｍだった。
（緑色着色層の作製）
第５の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例２と同様の操作によりそれぞれ、図１５のようなパターンを形成した。緑色着色層の厚さは約２．４μｍ、赤色着色層上に形成された緑色着色層の厚さは約２．１μｍであった。
（青色着色層の作製）
第５の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例２と同様の操作によりそれぞれ、図１６のようなパターンを形成した。青色着色層の厚さは約２．４μｍ、赤色着色層と緑色着色層とで形成されたブラックマトリックス上のメイン柱部青色着色層の厚さは約１．４μｍであった。
【００９２】
［比較例１］
１．ブラックマトリックス層用感光性樹脂組成物の調製
まず、下記分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色顔料分散液を調製した。
＜黒色顔料分散液の組成＞
・黒色顔料：２３重量部
・高分子分散材（ビックケミー・ジャパン（株） Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１）：２重量部
・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）：７５重量部
次に、上記黒色顔料分散液を、下記分量の成分を十分混合して、遮光部用感光性樹脂組成物を得た。
＜遮光部用感光性樹脂組成物の組成＞
・上記黒色顔料分散液：４０重量部
・実施例１の感光性樹脂組成物：２５重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル：３５重量部
【００９３】
２．カラーフィルタの作製
（ブラックマトリクスの作製）
透明基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製ＥＡＧＬＥ ＸＧガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側に、ブラックマトリックス層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、１００℃で３分間乾燥させた。次いで、ブラックマトリックス層用のフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプで露光した後、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、基板を２３０℃の雰囲気下に３０分間の加熱処理を施すことで、厚さ約１．２μｍ、線幅３０μｍ、ピッチ１５０μｍのブラックマトリックス層を形成した。
【００９４】
（着色層の作製）
次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うように、実施例１で調製した赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色パターン用のフォトマスクを介して、露光、現像して、厚さ約２．４μｍの赤色着色層を形成した。この赤色パターンは、長方形状（１５０μｍ×４５０μｍ）とした。
その後、実施例１で調製した緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、実施例１で調製した青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色着色層、青色着色層を形成した。これにより、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層が配列された着色層を形成した。
（柱の形成）
さらに、実施例１で調製したネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、フォトスペーサー用のフォトマスクを介して、露光、現像して、高さ約３．５μｍの柱状のフォトスペーサーを形成した。
【００９５】
［カラーフィルタの評価］
実施例１、２、３および比較例１のカラーフィルタ額縁部の光学濃度、メイン柱・サブ柱・額縁柱・周縁部柱の高さを測定した。
光学濃度は、オリンパス光学工業（株）製、分光測色計、ＯＳＰ−ＳＰ２００により測色し、分光のＹ値からＯＤ（光学濃度）値を算出した。
各柱の高さは、高さプロファイルを、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｐ−１５（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｊａｐａｎ Ｌｔｄ．社製）により測定し、着色画素表面と柱部との高低差および、ガラス基板面と柱部の高低差を算出した。
実施例と比較例の評価結果を以下の表１、表２にまとめた。
【００９６】
【表１】
【００９７】
【表２】
【００９８】
評価結果から分かるように、実施例１、２、３は、独立したブラックマトリクス形成工程やフォトスペーサー形成工程を有しないが、十分なブラックマトリクスの光学濃度を持ち、十分なセルギャップ（メイン柱の画素部最表面からの高さ）を持つカラーフィルタを得ることができた。
【符号の説明】
【００９９】
１………カラーフィルタ
３………表示領域
４………画素部
５………ブラックマトリクス
６………額縁部
７………周縁部
１１………メイン柱
１３………サブ柱
１５………額縁柱
１７………周縁部柱
２１………基板
２３………赤色着色層
２５………緑色着色層
２７………青色着色層
３１………緑色着色層
３３………カラーフィルタ
３５………緑色着色層
３７………カラーフィルタ
３９………赤色着色層
４１………孔部
４３………カラーフィルタ
４５………赤色着色層
４７………カラーフィルタ
４９………緑色着色層
５１………カラーフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、特にＶＡ方式、ＴＮ方式、又はＩＰＳ方式の液晶テレビに用いられるカラーフィルタ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、カラーフィルタ等の表示側基板と液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶分子の配列を電気的に制御して表示側基板の透過光又は反射光の量を選択的に変化させ、表示を行うものである。
【０００３】
現在、カラーフィルタは、液晶の配向方式により、以下のような層構成が一般的である。すなわち、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式においては、ブラックマトリクス層＋着色層（ＲＧＢ）＋透明電極層＋柱＋リブの層構成であり、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式では、ブラックマトリクス層＋着色層（ＲＧＢ）＋透明電極層＋柱であり、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式では、ブラックマトリクス層＋着色層＋オーバーコート層＋柱の層構成である。液晶テレビの低価格化のニーズは強く、カラーフィルタに対するコストダウンが求められている。カラーフィルタを低コスト化する方法として、ガラスや感光性樹脂といった材料の低コスト化が挙げられるが、さらなる低コスト化が求められている。
【０００４】
また、カラーフィルタを低コスト化する方法として、層構成を削減することによる工程数を削減する方法は、非常に有用な方法であり、これまで、着色層を積層して柱（フォトスペーサーとも呼ばれる）の代わりとすることで、工程を削減する方法が提案されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９０１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、カラーフィルタの低価格化はさらに求められており、さらにカラーフィルタの製造工程を削減し、生産性を向上することが求められている。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、生産性に優れながら、十分なセルギャップを得ることができ、かつ表示品位の低下が少ないカラーフィルタなどを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するための本発明は、以下のとおりである。
（１）基板と、前記基板上にこの順に形成される第１の着色層、第２の着色層及び第３の着色層と、を少なくとも有し、表示領域に隣接して額縁部が形成されるカラーフィルタであって、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層が積層して、メイン柱を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低い額縁柱を構成することを特徴とするカラーフィルタ。
（２）前記サブ柱を構成する前記第３の着色層の底面積が、前記メイン柱を形成する前記第３の着色層よりも小さいことを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（３）前記サブ柱を構成する前記第２の着色層が、前記画素部を形成する前記第２の着色層から離れた突起状であることを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（４）前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の幅が、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の幅より、狭いことを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（５）前記サブ柱を構成する前記第１の着色層及び／又は前記第２の着色層に、孔部が設けられていることを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（６）前記サブ柱を構成する前記第１の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第１の着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（７）前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタ。
（８）さらに、前記基板上に前記第３の着色層の次に形成される第４の着色層を有し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、３以上の着色層が積層して、メイン柱を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱よりも低い額縁柱を構成することを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載のカラーフィルタ。
（９）前記額縁部を構成する、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちの２以上の着色層のうち、少なくとも１つの着色層の厚さが、前記画素部を構成する前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち対応する着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載のカラーフィルタ。
（１０）さらに、前記額縁部の周縁にある周縁部に、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうち２以上の着色層が積層してなる周縁部柱を有することを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載のカラーフィルタ。
（１１）前記メイン柱の頂部と、前記画素部の表面との高さの差であるセルギャップが１．５〜５．０μｍであることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載のカラーフィルタ。
（１２）さらに、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層の上にオーバーコート層を有し、前記メイン柱の頂部のオーバーコート層の表面と、前記画素部の上のオーバーコート層の表面との高さの差であるセルギャップが１．５〜５．０μｍであることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載のカラーフィルタ。
（１３）（１）〜（１２）のいずれかに記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示装置。
（１４）基板上に、少なくとも第１の着色層、第２の着色層及び第３の着色層を形成し、表示領域と、前記表示領域に隣接する額縁部と、を形成するカラーフィルタの製造方法であって、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層が積層して、メイン柱を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低い額縁柱を構成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
（１５）前記サブ柱を構成する前記第３の着色層の底面積を、前記メイン柱を形成する前記第３の着色層よりも小さいように形成することを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（１６）前記サブ柱を構成する前記第２の着色層を、前記画素部を形成する前記第２の着色層から離れた突起状に形成することを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（１７）前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の幅を、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の幅より、狭く形成することを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（１８）前記サブ柱を構成する前記第１の着色層に、孔部を設けることを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（１９）階調マスクを用いて、前記サブ柱を構成する前記第１の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第１の着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（２０）階調マスクを用いて、前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の厚さを、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする（１４）に記載のカラーフィルタの製造方法。
（２１）さらに、前記基板上に前記第３の着色層の次に第４の着色層を形成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、３以上の着色層が積層して、メイン柱を構成し、前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱よりも低い額縁柱を構成することを特徴とする（１４）〜（２０）のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
（２２）階調マスクを用いて、前記額縁部を構成する、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうちの２以上の着色層のうち、少なくとも１つの着色層の厚さを、前記画素部を構成する前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうち対応する着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする（１４）〜（２１）のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
（２３）さらに、前記額縁部の周縁に、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層してなる周縁部柱を形成することを特徴とする（１４）〜（２２）のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【０００９】
上記構成のカラーフィルタによれば、第１、第２、第３の着色層を形成するだけで、ブラックマトリクスとメイン柱、サブ柱、額縁柱が得られるため、従来必要であった独立したブラックマトリクス形成工程及び各種の柱形成工程を省くことができ、生産性に優れたカラーフィルタを得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、生産性に優れながら、十分なセルギャップを得ることができ、かつ表示品位の低下が少ないカラーフィルタなどを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）第１の実施形態に係るカラーフィルタ１の概略平面図、（ｂ）カラーフィルタ１の部分的な概略平面図
【図２】（ａ）第１の実施形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を説明する部分斜視図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図。
【図３】図２の続きの図。
【図４】図３の続きの図。
【図５】（ａ）第２の実施形態に係るカラーフィルタ３３の製造工程を説明する部分平面図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図。
【図６】図５の続きの図。
【図７】図６の続きの図。
【図８】（ａ）第３の実施形態に係るカラーフィルタ３７の製造工程を説明する部分平面図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図。
【図９】図８の続きの図。
【図１０】図９の続きの図。
【図１１】（ａ）第４の実施形態に係るカラーフィルタ４３の製造工程を説明する部分平面図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図。
【図１２】図１１の続きの図。
【図１３】図１２の続きの図。
【図１４】（ａ）第５の実施形態に係るカラーフィルタ４７の製造工程を説明する部分平面図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図。
【図１５】図１４の続きの図。
【図１６】図１５の続きの図。
【図１７】（ａ）第６の実施形態に係るカラーフィルタ５１の製造工程を説明する部分平面図、（ｂ）（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図。
【図１８】図１７の続きの図。
【図１９】図１８の続きの図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。本発明のカラーフィルタは、カラーフィルタと、液晶駆動側基板（不図示）と、カラーフィルタと液晶駆動側基板との間に形成される液晶層（不図示）とを具備し、カラーフィルタと液晶駆動側基板に対し垂直または水平な方向に電界を発生させ、液晶を駆動させる液晶表示装置（不図示）におけるカラーフィルタとして説明する。つまり、ＶＡ方式においては、カラーフィルタに、さらに透明電極層（共通電極として作用する）とリブ（液晶分子の配向制御用の突起）を設け、カラーフィルタの共通電極と液晶駆動側基板の画素電極との間に、カラーフィルタに対して垂直な方向に電界を発生させる。ＴＮ方式においては、カラーフィルタに、さらに透明電極層（共通電極として作用する）を設け、カラーフィルタの共通電極と液晶駆動側基板の画素電極との間に、カラーフィルタに対して垂直な方向に電界を発生させる。また、ＩＰＳ方式においては、カラーフィルタにオーバーコート層を設け、液晶駆動側基板の櫛歯状の共通電極と画素電極との間に、カラーフィルタと液晶駆動側基板に対し水平な方向に電界を発生させる。
【００１３】
（カラーフィルタ１の構成）
まず、図１を参照して、第１の実施形態に係るカラーフィルタ１について説明する。図１（ａ）は、第１の実施形態に係るカラーフィルタ１の概略平面図であり、図１（ｂ）は、カラーフィルタ１の部分的な概略平面図である。なお、各図面は、各構成要素を模式的に示したもので、実際の大きさや相対的な大きさの比率を正確に示したものではない。
【００１４】
カラーフィルタ１は、実際の液晶表示装置にて画像などが表示される表示領域３と、表示領域３の周囲にあり液晶表示装置のベゼルに対応する額縁部６と、額縁部６のさらに周囲にあり、液晶表示装置に組み込まれる際には切断されることが多い周縁部７とに分けられる。表示領域３は、実際に液晶表示装置に組み込まれた際に、観察者から観察される領域で有り、図１（ｂ）に示すように、赤、緑、青の画素部４と、各画素部以外の部分でのバックライト光を遮蔽し、隣接する各画素の混色を防止するためのブラックマトリクス５を有する。額縁部６は、液晶表示装置の回路や光源を隠すための遮光部分である。
【００１５】
メイン柱１１は、表示領域３のブラックマトリクス５にあり、カラーフィルタと対向する液晶駆動側基板との距離（セルギャップと呼ばれる）を決める柱である。
サブ柱１３は、表示領域３のブラックマトリクス５にあり、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを貼り合わせる際に、メイン柱の補助として働き、セルギャップが狭くなりすぎることを防ぐ。そのため、サブ柱１３は、メイン柱１１よりも低い。また、液晶パネルとした際には、メイン柱が塑性変形するほどの荷重がかからないよう、パネルを指などで押された際に、荷重を分散する効果を有する。
額縁柱１５は、額縁部６にあり、液晶パネルの額縁部６付近において、セルギャップが変化するのを防ぐ。額縁柱１５は、メイン柱１１よりも低い。
周縁部柱１７は、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを貼り合わせる際に、周縁部７の基板に過大な荷重がかかり、破損することを防ぐ。つまり、通常の張り合わせ工程は、パネルごとに切断する前の状態で行われるため、基板が過大にたわむことを防ぐために、周縁部７にも柱が必要である。周縁部柱１７は、メイン柱１１よりも低い。
なお、メイン柱、サブ柱、額縁柱、周縁部柱は、図１においては円形で示されているが、前述した機能を有するのであれば形状は問わない。例えば楕円形、正方形、長方形などでもよい。
【００１６】
（カラーフィルタ１の製造方法）
続いて、図２〜図４を用いて、図１に示したカラーフィルタ１の構成の詳細と製造方法について説明する。図２〜図４の（ａ）は、第１の実施形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を説明する部分斜視図であり、（ｂ）は、各（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図である。また、図２〜４で図示する領域は、図１（ｂ）で破線で囲まれた領域に対応する。
【００１７】
まず、図２に示すように、基板２１上に、赤色着色層２３を形成する。赤色着色層２３は、表示領域３においてはほぼ格子状に、額縁部６においては全面に、周縁部７においては周縁部柱１７に対応する箇所に形成される。
【００１８】
次に、図３に示すように、基板２１及び赤色着色層２３の上に、緑色着色層２５を形成する。緑色着色層２５は、表示領域３においてはほぼ櫛状に、額縁部６においては額縁柱１５に対応する箇所に、周縁部７においては周縁部柱１７に対応する箇所に形成される。
【００１９】
さらに、図４に示すように、基板２１、赤色着色層２３及び緑色着色層２５の上に、青色着色層２７を形成する。青色着色層２７は、表示領域３においてはほぼストライプ状に、額縁部６においては全面に、周縁部７においては周縁部柱１７に対応する箇所に形成される。
【００２０】
赤色着色層２３、緑色着色層２５、青色着色層２７の形成は、感光性樹脂を塗布した後、所定の適切なパターンを有するフォトマスクを用いて露光し、現像してパターニングした後、焼成工程を経ることで形成される。赤、青、緑の各着色層２３、２５、２７については、各色に応じた適切な着色剤等を分散し含有させた感光性樹脂を用いる。
【００２１】
赤色着色層２３、緑色着色層２５、青色着色層２７を形成した結果、表示領域３の中に、１層の着色層からなる画素部４と、着色層が２層以上積層したブラックマトリクス５と、が得られた。また、表示領域３のブラックマトリクス５において、３層の着色層が積層してなるメイン柱１１と、３層の着色層が積層してなるサブ柱１３が得られた。なお、サブ柱１３は、２層の着色層の積層により形成されても良い。
【００２２】
額縁部６においては、赤色着色層２３と青色着色層２７とが積層し、十分な遮光性能を持つ。また、額縁部６において、緑色着色層２５が形成された箇所は、周囲の額縁部６よりも高くなり額縁柱１５となる。なお、遮光性能を確保できる限り、額縁部６は、赤色着色層２３と緑色着色層２５の積層であっても、緑色着色層２５と青色着色層２７の積層であってもよい。また、額縁部６で、３色の着色層の積層であってもよいが、額縁柱１５と高さの差を出すため、額縁部６を構成する着色層を、階調マスクを用いて形成し、厚さを調節する必要がある。なお、額縁柱１５は、２層の着色層の積層により形成されても良い。
【００２３】
なお、額縁部６をさらに薄くするため、階調マスクを用いて、額縁部６を構成する１つ以上の着色層（図４においては赤色着色層２３と青色着色層２７のいずれかまたは両方）の厚さを薄くしても良い。
【００２４】
周縁部７においては、３層の着色層が積層してなる周縁部柱１７が得られる。
【００２５】
（基板２１）
基板２１は特に限定されるものではなく、カラーフィルタに一般的に用いられる基板を使用することができる。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可撓性のない透明なリジット材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂フィルムなどの可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。前記フレキシブル材としては、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、熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。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おり、好ましい。
【００２６】
（ブラックマトリクス５）
ブラックマトリクス５は、２層以上の着色層が積層して形成される。つまり、赤色の画素部４と緑色の画素部４との間は、赤色着色層２３と緑色着色層２５の積層部分がブラックマトリクス５として機能する。同様に、緑色の画素部４と青色の画素部４との間は、緑色着色層２５と青色着色層２７の積層部分がブラックマトリクス５として機能し、青色の画素部４と赤色の画素部４との間は、青色着色層２７と赤色着色層２３の積層部分がブラックマトリクス５として機能する。ブラックマトリクス５は、２色以上の着色層の積層で形成されるため、十分な光学濃度を有し、十分な遮光性能を得ることができる。
【００２７】
（着色層）
赤色着色層２３、緑色着色層２５、青色着色層２７は、顔料等の各色の着色剤を含む感光性樹脂で形成される。着色層の厚さは０．５μｍ〜５μｍの範囲にあることが望ましい。この範囲より膜厚が小さい、あるいは大きい場合、パターニング特性などの性能を保つのが難しいからである。
【００２８】
（感光性樹脂層）
各着色層に使用される感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。
【００２９】
ネガ型感光性樹脂は特に限定されることはなく、一般的に使用されるネガ型感光性樹脂を用いることができる。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。また、アクリル系ネガ型感光性樹脂として、紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基（例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分）とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、テトラメチルペンタトリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン‐アクリル酸‐ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマーや、メタクリル酸メチル‐スチレン‐アクリル酸共重合体等が挙げられる。
なお、ポジ型感光性樹脂も特に限定されるものではなく、一般的に使用されるものを用いることができる。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。
【００３０】
また、感光性樹脂の塗布方法としては、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、ダイコート法等がある。
【００３１】
赤、緑、青の各着色層２３、２５、２７に用いる感光性樹脂に含有させる着色剤も特に限定されるものではなく、一般的に使用される顔料を始めとして、種々の公知のものを適切に選択し用いることができる。
【００３２】
なお、本実施形態においてカラーフィルタ１は、赤色、青色、緑色の３色の着色層のみを有するが、さらに、黄色やシアンなどの他色の着色層を設け、４色や５色の着色層を有するカラーフィルタとしてもよい。この場合、柱やブラックマトリックスを構成する着色層は赤色、緑色、青色の３色に限らない。例えば、メイン柱部を赤色＋青色＋黄色＋シアンの４つの着色層で構成してもよいし、額縁部を赤色＋シアンで構成してもよい。
【００３３】
（オーバーコート層）
オーバーコート層は、カラーフィルタ１をＩＰＳ方式の液晶表示装置に使用する場合に、各着色層を覆うように形成される。オーバーコート層は、可視光域で透明な樹脂膜、もしくは無機膜で形成される。樹脂膜の場合、通常０．５μｍ〜２．５μｍ程度の厚さを有し、感光性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を用いて形成される。オーバーコート層を感光性樹脂にて形成する場合、感光性樹脂を塗布した後、露光し、現像、焼成することにより形成される。上記の感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。オーバーコート層を熱硬化性樹脂にて形成する場合には、熱硬化性樹脂を塗布した後、焼成することで形成される。オーバーコート層を無機膜で形成する場合、酸化ケイ素膜、窒化ケイ素膜等の透明無機膜を、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法を用いて形成する。透明無機膜の膜厚は、通常０．０５〜２．０μｍ程度である。
【００３４】
（セルギャップ）
メイン柱１１と、画素部４を構成する着色層（例えば赤色着色層２３）の最表面の高さの差であるセルギャップは、１．５〜５．０μｍであることが好ましい。セルギャップの値が液晶層の厚さとなるため、セルギャップが１．５μｍより低いとセルギャップの制御が難しく、５．０μｍより高いとメイン柱の形成が困難になるためである。画面表示の高速応答が求められる場合には、セルギャップが小さいほうが好ましく、セルギャップを２μｍ程度とすることが好ましい。着色層上にオーバーコート層を設ける場合には、メイン柱１１を覆うオーバーコート層と、画素部４の赤色着色層２３を覆うオーバーコート層の高さの差であるセルギャップが、１．５〜５．０μｍであることが好ましい。同様に、セルギャップが１．５μｍより低いとセルギャップの制御が難しく、５．０μｍより高いとメイン柱の形成が困難になるためである。
【００３５】
（第１の実施形態の効果）
第１の実施形態によれば、３色の着色層を形成するだけで、ブラックマトリクス、メイン柱、サブ柱などを形成でき、独立したブラックマトリクス形成工程と各種の柱の形成工程を必要としないため、簡略な製造工程によりカラーフィルタを製造でき、生産性が高く、低コスト化が可能である。
【００３６】
また、メイン柱１１と、画素部４の赤色着色層２３の高さの差であるセルギャップは、十分に高い。また、ブラックマトリクス５と額縁部６は十分な遮光性能を有する。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、本発明のカラーフィルタの第２の実施形態について図５〜図７を用いて説明する。図５〜図７の（ａ）は、第２の実施形態に係るカラーフィルタ３３の製造工程を説明する部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図である。以下の実施形態で第１の実施形態と同一の様態を果たす要素には同一の番号を付し、重複した説明は避ける。なお、図７中の破線は画素部４の領域に対応し、点線は各種柱の領域に対応する。図１０、図１３、図１６、図１９において同じである。
【００３８】
第２の実施形態においては、図６（ａ）、（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３１は、画素部４を形成する緑色着色層３１から独立して離されて形成され、略円柱状または略多角柱状の略突起状に形成されている。
【００３９】
第２の実施形態に係るカラーフィルタ３３の製造工程を説明する。まず、図５に示すとおり、第１の実施形態と同様に、基板２１の上に赤色着色層２３を形成する。
【００４０】
次いで、図６に示すとおり、基板２１及び赤色着色層２３の上に緑色着色層３１を形成する。図６（ａ）、（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３１は、画素部４を形成する緑色着色層３１から独立して離されて形成され、略突起状に形成されている。
【００４１】
さらに、図７に示すとおり、基板２１、赤色着色層２３及び緑色着色層３１の上に、青色着色層２７を形成する。サブ柱１３を形成する箇所の青色着色層２７の厚さは、メイン柱１１が形成される箇所の青色着色層２７よりも小さい。これは、着色層が感光性樹脂の塗布・硬化によって行われるため、同じ工程でも、塗布する箇所の形状により、積層効率に差ができ、平坦な箇所に塗布する場合は厚い着色層が形成され、略突起状の箇所に塗布する場合は、薄い着色層が形成されるからである。なお、サブ柱１３を構成する青色着色層２７は、図７においては画素部４を構成する青色着色層２７と一体化しているが、図４に示す青色着色層２７のように、他の青色着色層２７から独立していても良い。
【００４２】
したがって、突起上の緑色着色層３１の上に形成された青色着色層２７で構成されたサブ柱１３は、メイン柱１１よりも低くなる。
【００４３】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、少ない製造工程にて、十分なセルギャップと十分な表示品位を有するカラーフィルタが得られる。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、本発明のカラーフィルタの第３の実施形態について図８〜図１０を用いて説明する。図８〜図１０の（ａ）は、第３の実施形態に係るカラーフィルタ３７の製造工程を説明する部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図である。
【００４５】
第３の実施形態においては、図９（ａ）、（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３５の幅は、メイン柱１１を形成する箇所の緑色着色層３５の幅よりも狭い。
【００４６】
第３実施形態に係るカラーフィルタ３７の製造工程を説明する。まず、図８に示すとおり、第１の実施形態と同様に、基板２１の上に赤色着色層２３を形成する。
【００４７】
次いで、図９に示すとおり、基板２１及び赤色着色層２３の上に緑色着色層３５を形成する。図９（ａ）、（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３５の、画素部の長手方向に平行な幅は、メイン柱１１を形成する箇所の緑色着色層３５の、画素部の長手方向に平行な幅よりも狭い。
【００４８】
さらに、図１０に示すとおり、基板２１、赤色着色層２３及び緑色着色層３５の上に、青色着色層２７を形成する。サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３５の幅は、メイン柱１１を形成する箇所の緑色着色層３５の幅より狭いため、サブ柱１３を形成する箇所の青色着色層２７の厚さは、メイン柱１１が形成される箇所の青色着色層２７よりもうすい。これは、幅の狭い、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層３５の上に、青色着色層２７を形成する場合は、積層効率が悪く、低くなるからである。
【００４９】
したがって、幅の狭い緑色着色層３５の上に形成された青色着色層２７で構成されたサブ柱１３は、メイン柱１１よりも低くなる。
【００５０】
第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、少ない製造工程にて、十分なセルギャップと十分な表示品位を有するカラーフィルタが得られる。
【００５１】
（第４の実施形態）
次に、本発明のカラーフィルタの第４の実施形態について図１１〜図１３を用いて説明する。図１１〜図１３の（ａ）は、第４の実施形態に係るカラーフィルタ４３の製造工程を説明する部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図である。
【００５２】
第４の実施形態においては、図１１（ａ）、（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の赤色着色層３９に、孔部４１を有する。
【００５３】
第４実施形態に係るカラーフィルタ４３の製造工程を説明する。まず、図１１に示すとおり、基板２１の上に赤色着色層３９を形成する。赤色着色層３９のパターニングの際に、孔部４１が得られるようにパターニングを行う。なお、図１１では、基板２１が露出する程度まで、赤色着色層３９を貫通した孔部４１を形成したが、孔部４１は必ずしも貫通する必要はなく、単なるくぼみであっても良い。
【００５４】
次いで、図１２に示すとおり、基板２１及び赤色着色層３９の上に緑色着色層２５を形成する。図１２（ａ）、（ｂ）で示すとおり、赤色着色層３９の孔部４１の存在により、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層２５は、くぼみとなる。
【００５５】
さらに、図１３に示すとおり、基板２１、赤色着色層３９及び緑色着色層２５の上に、青色着色層２７を形成する。サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層２５は、くぼんでいるため、サブ柱１３はメイン柱１１よりも低くなる。
【００５６】
第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、少ない製造工程にて、十分なセルギャップと十分な表示品位を有するカラーフィルタが得られる。なお、前述の説明では、最初に形成される赤色着色層に孔部が形成されるとしているが、次に形成される緑色着色層のサブ柱を形成する箇所に孔部を形成しても良い。その際、赤色着色層に孔部を形成してもしなくてもよい。
【００５７】
（第５の実施形態）
次に、本発明のカラーフィルタの第５の実施形態について図１４〜図１６を用いて説明する。図１４〜図１６の（ａ）は、第５の実施形態に係るカラーフィルタ４７の製造工程を説明する部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図である。
【００５８】
第５の実施形態においては、図１４（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の赤色着色層４５の厚さを、階調マスクを用いて低くする。
【００５９】
第５実施形態に係るカラーフィルタ４７の製造工程を説明する。まず、図１４に示すとおり、基板２１の上に赤色着色層４５を形成する。赤色着色層４５のパターニングの際に、サブ柱１３を形成する箇所の赤色着色層４５の厚さが薄くなるように、階調マスクを用いてパターニングを行う。階調マスクの詳細については、後述する。
【００６０】
次いで、図１５に示すとおり、基板２１及び赤色着色層４５の上に緑色着色層２５を形成する。
【００６１】
さらに、図１６に示すとおり、基板２１、赤色着色層４５及び緑色着色層２５の上に、青色着色層２７を形成する。サブ柱１３を形成する箇所の赤色着色層４５の厚さが薄いため、サブ柱１３はメイン柱１１よりも低くなる。
【００６２】
第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、少ない製造工程にて、十分なセルギャップと十分な表示品位を有するカラーフィルタが得られる。
【００６３】
（第６の実施形態）
次に、本発明のカラーフィルタの第６の実施形態について図１７〜図１９を用いて説明する。図１７〜図１９の（ａ）は、第６の実施形態に係るカラーフィルタ５１の製造工程を説明する部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）でのＡ−Ａ’部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）でのＢ−Ｂ’部分断面図である。
【００６４】
第６の実施形態においては、図１８（ｂ）で示すとおり、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層４９の厚さを、階調マスクを用いて低くする。
【００６５】
第６実施形態に係るカラーフィルタ５１の製造工程を説明する。まず、図１７に示すとおり、第１の実施形態と同様に、基板２１の上に赤色着色層２３を形成する。
【００６６】
次いで、図１８に示すとおり、基板２１及び赤色着色層２３の上に緑色着色層４９を形成する。緑色着色層４９のパターニングの際に、サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層４９の厚さが薄くなるように、階調マスクを用いてパターニングを行う。
【００６７】
さらに、図１９に示すとおり、基板２１、赤色着色層２３及び緑色着色層４９の上に、青色着色層２７を形成する。サブ柱１３を形成する箇所の緑色着色層４９の厚さが薄いため、サブ柱１３はメイン柱１１よりも低くなる。
【００６８】
第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、少ない製造工程にて、十分なセルギャップと十分な表示品位を有するカラーフィルタが得られる。
【００６９】
なお、第２〜第６の実施形態においては、周縁部７及び周縁部柱１７の形成については省略したが、第２〜第６の実施形態において、カラーフィルタの製造時には周縁部７及び周縁部柱１７を有していても良い。
【００７０】
また、第２〜第６の実施形態においても、各カラーフィルタは、図１のような、表示領域３、額縁部６を少なくとも有する構成を有する。
【００７１】
（階調マスク）
階調マスクは、透明基板と、遮光膜と、透過率調整機能を有する半透明膜とが順不同に積層され、透明基板上に遮光膜が設けられた遮光部と、透明基板上に半透明膜のみが設けられた半透過部と、透明基板上に遮光膜および半透明膜のいずれも設けられていない透過部とを有する。
【００７２】
遮光膜は、実質的に露光光を透過しないものであり、露光波長における平均透過率が０．１％以下であることが好ましい。遮光膜としては、一般にカラーフィルタに用いられる遮光膜を用いることができ、例えばクロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの膜が挙げられる。中でも、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系膜が好適に用いられる。このようなクロム系膜は、最も使用実績があり、コスト、品質の点で好ましいからである。このクロム系膜は、単層であってもよく、２層以上が積層されたものであってもよい。
【００７３】
遮光膜の膜厚としては、特に限定されるものではなく、例えばクロム膜の場合には５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。
【００７４】
遮光膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ）が用いられる。成膜後、遮光膜のパターニングを行う。パターニング方法は特に限定されないが、通常はリソグラフィー法が用いられる。
【００７５】
半透明膜を得る方法には、露光機の解像限界以下の微細なスリットやメッシュのパターンを遮光膜に形成する方法と、任意の透過率を有する膜をさらに積層する方法とのいずれかが用いられる。通常、前者の膜を用いるものをグレートーンマスクやスリットマスク、後者の膜を用いるものをハーフトーンマスクやスタックドレイヤーマスクなどと呼ぶ。
【００７６】
ハーフトーンマスクに使用される任意の透過率を有する半透明膜としては、例えばクロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素等の酸化物、窒化物、炭化物などの膜が挙げられる。半透明膜および遮光膜を同一エッチング設備、工程でパターニングし得るという利点から、半透明膜と遮光膜が同系の材料からなる膜であることが好ましい。前述するように遮光膜がクロム系膜であることが好ましいことから、半透明膜も、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、酸化窒化炭化クロムなどのクロム系膜であることが好ましい。また、これらのクロム系膜は、機械的強度に優れており、さらには安定しているため、長時間の使用に耐えうるマスクとすることができる。
【００７７】
また、半透明膜は、単層であってもよく、複数の層で構成されていてもよい。これにより、複数の透過率を有する多階調のマスクとすることができる。
【００７８】
半透明膜の膜厚としては、例えばクロム膜の場合は５ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることができ、また酸化クロム膜の場合は５ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。半透明膜の透過率はその膜厚により変わるので、膜厚を制御することで所望の透過率とすることができる。また、半透明膜が酸素、窒素、炭素などを含む場合は、その透過率は組成により変わるので、膜厚と組成とを同時にコントロールすることで所望の透過率を実現できる。
【００７９】
半透明膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ）が用いられる。例えばスパッタリング法を用いて酸化窒化炭化クロム膜を成膜する場合は、Ａｒガス等のキャリアガス、酸素（炭酸）ガス、窒素ガスを反応装置内に導入し、Ｃｒターゲットを用いた反応性スパッタリング法にて酸化窒化炭化クロム膜を成膜することができる。この際、酸化窒化炭化クロム膜の組成の制御は、Ａｒガス、酸素（炭酸）ガス、窒素ガスの流量の割合を制御することにより行うことができる。成膜後、パターニングを行い、半透明膜を形成する。
【００８０】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るカラーフィルタ等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【実施例】
【００８１】
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
［実施例１］
１．ネガ型の感光性樹脂組成物の調製
重合槽中にメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を６３重量部、アクリル酸（ＡＡ）を１２重量部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を６重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を８８重量部仕込み、攪拌し溶解させた後、２，２´−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）を７重量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、８５℃で２時間攪拌し、更に１００℃で１時間反応させた。得られた溶液に、更にメタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）を７重量部、トリエチルアミンを０．４重量部、及びハイドロキノンを０．２重量部添加し、１００℃で５時間攪拌し、共重合樹脂溶液（固形分５０％）を得た。
【００８２】
次に下記の材料を室温で攪拌、混合して感光性樹脂組成物とした。
＜感光性樹脂組成物の組成＞
・上記共重合樹脂用液（固形分５０％）：１６重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（サートマー社 ＳＲ３９９）：２４重量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社 エピコート１８０Ｓ７０）：４重量部
・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：４重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル：５２重量部
【００８３】
２．着色層用感光性樹脂組成物の調製
次に、下記組成の赤色用感光性樹脂組成物、緑色用感光性樹脂組成物、および青色用感光性樹脂組成物を調製した。
＜赤色用感光性樹脂組成物の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４：８重量部
（ＢＡＳＦ社「イルガーフォーレッド Ｂ-ＣＦ」）
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０：２重量部
（バイエル社製「Ｅ‐４ＧＮ」）
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
・上記の感光性樹脂組成物：３０重量部
・酢酸−３−メトキシブチル：５７重量部
【００８４】
＜緑色用感光性樹脂組成物の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：５重量部
（アビシア社製 モナストラルグリーンθＹ−Ｃ）
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０：５重量部
（バイエル社製「Ｅ‐４ＧＮ」）
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
・上記の感光性樹脂組成物：３０重量部
・酢酸−３−メトキシブチル：５７重量部
【００８５】
＜青色用感光性樹脂組成物の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６：８重量部
（大日精化工業株式会社製「Ｃｈｒｏｍｏｆｉｎｅ Ｂｌｕｅ ５２０１Ａ」）
・Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３：２重量部
（山陽色素株式会社製「Ｆａｓｔ Ｖｉｏｌｅｔ ＢＬＤ」）
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
・上記の感光性樹脂組成物：３０重量部
・酢酸−３−メトキシブチル：５７重量部
【００８６】
３．着色層の作製
（赤色着色層の作製）
透明基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製ＥＡＧＬＥ ＸＧガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側に、赤色用感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、１００℃で３分間乾燥させた。次いで、第１の実施形態に対応したパターンを有する赤色着色層用のフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプで露光した後、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、基板を２３０℃の雰囲気下に３０分間の加熱処理を施すことで、厚さ約３．２μｍの赤色着色層を形成した。この赤色着色層のパターンは図２のようであり、表示領域内に略格子状のパターンで、額縁部の全面を覆うパターンで、周縁部に略円柱状のパターンで形成され、長方形状（１５０μｍ×４５０μｍ）の赤色の画素部が得られる大きさとした。
【００８７】
（緑色着色層の作製）
次に、緑色用感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色着色層を形成した。この緑色着色層は図３のようであり、表示領域内に略櫛状のパターンで、額縁部に略円柱状のパターンで、周縁部で赤色着色層上に円柱状のパターンで形成された。基板上に形成された緑色着色層の厚さは約３．２μｍであったが、赤色着色層上に形成された緑色着色層の厚さは約２．６μｍであった。
【００８８】
（青色着色層の作製）
次に、青色用感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、青色着色層を形成した。この青色着色層は図４のようであり、表示領域内に略ストライプ状のパターンで、額縁部では全面を覆うパターンで、周縁部で緑色着色層上に円柱状のパターンで形成された。基板上に形成された青色着色層の厚さは約３．２μｍであったが、赤色着色層と緑色着色層とで形成されたブラックマトリックス上のメイン柱部青色着色層の厚さは約２．１μｍであった。
【００８９】
４．オーバーコート層の作製
着色層を形成済みの上記カラーフィルター基板に、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、オーバーコート層を形成した。ただしオーバーコート層を露光するさいにはフォトマスクを使用しないことで、表示領域、額縁部、周縁部がオーバーコート層で覆われるようにした。オーバーコート層の厚さは周縁部で約１．５μｍであった。
【００９０】
［実施例２］
実施例２−１、２−２、２−３として、［実施例１］で調製した着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を用い、第２、第３、第４の実施形態のそれぞれに対応したパターンを有するフォトマスクを用いて、カラーフィルタを作製した。
（赤色着色層の作製）
第２、第３、第４の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例１と同様の操作によりそれぞれ、図５、図８、図１１のようなパターンを形成した。赤色着色層の厚さは約２．４μｍとなるように塗布条件は変更した。
（緑色着色層の作製）
第２、第３、第４の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例１と同様の操作によりそれぞれ、図６、図９、図１２のようなパターンを形成した。緑色着色層の厚さは約２．４μｍとなるように塗布条件は変更した。赤色着色層上に形成された緑色着色層の厚さは約２．１μｍであった。
（青色着色層の作製）
第２、第３、第４の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例１と同様の操作によりそれぞれ、図７、図１０、図１３のようなパターンを形成した。青色着色層の厚さは約２．４μｍとなるように塗布条件は変更した。赤色着色層と緑色着色層とで形成されたブラックマトリックス上のメイン柱部青色着色層の厚さは約１．４μｍであった。
【００９１】
［実施例３］
［実施例１］で調製した着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を用い、第５の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用いて、カラーフィルタを作製した。
（赤色着色層の作製）
第５の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例２と同様の操作により図１４のようなパターンを形成した。サブ柱が形成されるブラックマトリックス部分の赤色着色層の厚さを薄くするため、当該箇所を形成するフォトマスクのパターンは光透過率１６％のグレートーンパターンとした。光透過率１６％のグレートーンパターンは、フォトマスク上の遮光膜に１．０μｍ×１．０μｍサイズの略正方形透過部をｘ方向、ｙ方向ともに２．５μｍのピッチで配置することで形成した。赤色着色層の厚さは画素部で約２．４μｍ、グレートーンパターンで形成した部分で約１．９μｍだった。
（緑色着色層の作製）
第５の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例２と同様の操作によりそれぞれ、図１５のようなパターンを形成した。緑色着色層の厚さは約２．４μｍ、赤色着色層上に形成された緑色着色層の厚さは約２．１μｍであった。
（青色着色層の作製）
第５の実施形態に対応したパターンを有するフォトマスクを用い、実施例２と同様の操作によりそれぞれ、図１６のようなパターンを形成した。青色着色層の厚さは約２．４μｍ、赤色着色層と緑色着色層とで形成されたブラックマトリックス上のメイン柱部青色着色層の厚さは約１．４μｍであった。
【００９２】
［比較例１］
１．ブラックマトリックス層用感光性樹脂組成物の調製
まず、下記分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色顔料分散液を調製した。
＜黒色顔料分散液の組成＞
・黒色顔料：２３重量部
・高分子分散材（ビックケミー・ジャパン（株） Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１）：２重量部
・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）：７５重量部
次に、上記黒色顔料分散液を、下記分量の成分を十分混合して、遮光部用感光性樹脂組成物を得た。
＜遮光部用感光性樹脂組成物の組成＞
・上記黒色顔料分散液：４０重量部
・実施例１の感光性樹脂組成物：２５重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル：３５重量部
【００９３】
２．カラーフィルタの作製
（ブラックマトリクスの作製）
透明基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製ＥＡＧＬＥ ＸＧガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側に、ブラックマトリックス層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、１００℃で３分間乾燥させた。次いで、ブラックマトリックス層用のフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプで露光した後、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、基板を２３０℃の雰囲気下に３０分間の加熱処理を施すことで、厚さ約１．２μｍ、線幅３０μｍ、ピッチ１５０μｍのブラックマトリックス層を形成した。
【００９４】
（着色層の作製）
次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うように、実施例１で調製した赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色パターン用のフォトマスクを介して、露光、現像して、厚さ約２．４μｍの赤色着色層を形成した。この赤色パターンは、長方形状（１５０μｍ×４５０μｍ）とした。
その後、実施例１で調製した緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、実施例１で調製した青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色着色層、青色着色層を形成した。これにより、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層が配列された着色層を形成した。
（柱の形成）
さらに、実施例１で調製したネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、フォトスペーサー用のフォトマスクを介して、露光、現像して、高さ約３．５μｍの柱状のフォトスペーサーを形成した。
【００９５】
［カラーフィルタの評価］
実施例１、２、３および比較例１のカラーフィルタ額縁部の光学濃度、メイン柱・サブ柱・額縁柱・周縁部柱の高さを測定した。
光学濃度は、オリンパス光学工業（株）製、分光測色計、ＯＳＰ−ＳＰ２００により測色し、分光のＹ値からＯＤ（光学濃度）値を算出した。
各柱の高さは、高さプロファイルを、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｐ−１５（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｊａｐａｎ Ｌｔｄ．社製）により測定し、着色画素表面と柱部との高低差および、ガラス基板面と柱部の高低差を算出した。
実施例と比較例の評価結果を以下の表１、表２にまとめた。
【００９６】
【表１】
【００９７】
【表２】
【００９８】
評価結果から分かるように、実施例１、２、３は、独立したブラックマトリクス形成工程やフォトスペーサー形成工程を有しないが、十分なブラックマトリクスの光学濃度を持ち、十分なセルギャップ（メイン柱の画素部最表面からの高さ）を持つカラーフィルタを得ることができた。
【符号の説明】
【００９９】
１………カラーフィルタ
３………表示領域
４………画素部
５………ブラックマトリクス
６………額縁部
７………周縁部
１１………メイン柱
１３………サブ柱
１５………額縁柱
１７………周縁部柱
２１………基板
２３………赤色着色層
２５………緑色着色層
２７………青色着色層
３１………緑色着色層
３３………カラーフィルタ
３５………緑色着色層
３７………カラーフィルタ
３９………赤色着色層
４１………孔部
４３………カラーフィルタ
４５………赤色着色層
４７………カラーフィルタ
４９………緑色着色層
５１………カラーフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上にこの順に形成される第１の着色層、第２の着色層及び第３の着色層と、
を少なくとも有し、
表示領域に隣接して額縁部が形成されるカラーフィルタであって、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し
前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層が積層して、メイン柱を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、
前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低い額縁柱を構成する
ことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記サブ柱を構成する前記第３の着色層の底面積が、前記メイン柱を形成する前記第３の着色層よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記サブ柱を構成する前記第２の着色層が、前記画素部を形成する前記第２の着色層から離れた突起状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。
【請求項４】
前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の幅が、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の幅より、狭いことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記サブ柱を構成する前記第１の着色層及び／又は前記第２の着色層に、孔部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記サブ柱を構成する前記第１の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第１の着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
さらに、前記基板上に前記第３の着色層の次に形成される第４の着色層を有し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し
前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、３以上の着色層が積層して、メイン柱を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、
前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱よりも低い額縁柱を構成する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項９】
前記額縁部を構成する、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちの２以上の着色層のうち、少なくとも１つの着色層の厚さが、前記画素部を構成する前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち対応する着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項１０】
さらに、前記額縁部の周縁にある周縁部に、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうち２以上の着色層が積層してなる周縁部柱を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項１１】
前記メイン柱の頂部と、前記画素部の表面との高さの差であるセルギャップが１．５〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項１２】
さらに、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層の上にオーバーコート層を有し、
前記メイン柱の頂部のオーバーコート層の表面と、前記画素部の上のオーバーコート層の表面との高さの差であるセルギャップが１．５〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
基板上に、少なくとも第１の着色層、第２の着色層及び第３の着色層を形成し、
表示領域と、前記表示領域に隣接する額縁部と、を形成するカラーフィルタの製造方法であって、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し
前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層が積層して、メイン柱を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、
前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低い額縁柱を構成する
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項１５】
前記サブ柱を構成する前記第３の着色層の底面積を、前記メイン柱を形成する前記第３の着色層よりも小さいように形成することを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１６】
前記サブ柱を構成する前記第２の着色層を、前記画素部を形成する前記第２の着色層から離れた突起状に形成することを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１７】
前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の幅を、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の幅より、狭く形成することを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１８】
前記サブ柱を構成する前記第１の着色層に、孔部を設けることを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１９】
階調マスクを用いて、前記サブ柱を構成する前記第１の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第１の着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２０】
階調マスクを用いて、前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の厚さを、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２１】
さらに、前記基板上に前記第３の着色層の次に第４の着色層を形成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し
前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、３以上の着色層が積層して、メイン柱を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、
前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱よりも低い額縁柱を構成する
ことを特徴とする請求項１４〜２０のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２２】
階調マスクを用いて、前記額縁部を構成する、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうちの２以上の着色層のうち、少なくとも１つの着色層の厚さを、前記画素部を構成する前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうち対応する着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする請求項１４〜２１のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２３】
さらに、前記額縁部の周縁に、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層してなる周縁部柱を形成することを特徴とする請求項１４〜２２のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板上にこの順に形成される第１の着色層、第２の着色層及び第３の着色層と、
を少なくとも有し、
表示領域に隣接して額縁部が形成されるカラーフィルタであって、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し
前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層が積層して、メイン柱を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、
前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低い額縁柱を構成する
ことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記サブ柱を構成する前記第３の着色層の底面積が、前記メイン柱を形成する前記第３の着色層よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記サブ柱を構成する前記第２の着色層が、前記画素部を形成する前記第２の着色層から離れた突起状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。
【請求項４】
前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の幅が、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の幅より、狭いことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記サブ柱を構成する前記第１の着色層及び／又は前記第２の着色層に、孔部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記サブ柱を構成する前記第１の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第１の着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
さらに、前記基板上に前記第３の着色層の次に形成される第４の着色層を有し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し
前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、３以上の着色層が積層して、メイン柱を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、
前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱よりも低い額縁柱を構成する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項９】
前記額縁部を構成する、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちの２以上の着色層のうち、少なくとも１つの着色層の厚さが、前記画素部を構成する前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち対応する着色層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項１０】
さらに、前記額縁部の周縁にある周縁部に、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうち２以上の着色層が積層してなる周縁部柱を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項１１】
前記メイン柱の頂部と、前記画素部の表面との高さの差であるセルギャップが１．５〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項１２】
さらに、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層の上にオーバーコート層を有し、
前記メイン柱の頂部のオーバーコート層の表面と、前記画素部の上のオーバーコート層の表面との高さの差であるセルギャップが１．５〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
基板上に、少なくとも第１の着色層、第２の着色層及び第３の着色層を形成し、
表示領域と、前記表示領域に隣接する額縁部と、を形成するカラーフィルタの製造方法であって、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し
前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層が積層して、メイン柱を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、
前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層のうち、２以上の着色層が積層して、前記メイン柱より低い額縁柱を構成する
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項１５】
前記サブ柱を構成する前記第３の着色層の底面積を、前記メイン柱を形成する前記第３の着色層よりも小さいように形成することを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１６】
前記サブ柱を構成する前記第２の着色層を、前記画素部を形成する前記第２の着色層から離れた突起状に形成することを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１７】
前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の幅を、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の幅より、狭く形成することを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１８】
前記サブ柱を構成する前記第１の着色層に、孔部を設けることを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１９】
階調マスクを用いて、前記サブ柱を構成する前記第１の着色層の厚さが、前記メイン柱を構成する前記第１の着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２０】
階調マスクを用いて、前記サブ柱を構成する前記第２の着色層の厚さを、前記メイン柱を構成する前記第２の着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする請求項１４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２１】
さらに、前記基板上に前記第３の着色層の次に第４の着色層を形成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２つの着色層が積層して、ブラックマトリクスを構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうちいずれか１つの着色層により、画素部を構成し
前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層して、前記額縁部を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、３以上の着色層が積層して、メイン柱を構成し、
前記表示領域にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱より低いサブ柱を構成し、
前記額縁部にある前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち、２以上の着色層が積層してなり、前記メイン柱よりも低い額縁柱を構成する
ことを特徴とする請求項１４〜２０のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２２】
階調マスクを用いて、前記額縁部を構成する、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうちの２以上の着色層のうち、少なくとも１つの着色層の厚さを、前記画素部を構成する前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び第４の着色層のうち対応する着色層の厚さよりも薄いように形成することを特徴とする請求項１４〜２１のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２３】
さらに、前記額縁部の周縁に、前記第１の着色層、前記第２の着色層及び前記第３の着色層、または、前記第１の着色層、前記第２の着色層、前記第３の着色層及び前記第４の着色層のうち２以上の着色層が積層してなる周縁部柱を形成することを特徴とする請求項１４〜２２のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１５９７５７（Ｐ２０１２−１５９７５７Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３９２（Ｐ２０１１−２０３９２）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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