JP2003172816A - 着色層付き基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 外光を反射する反射膜１１が基板１２上
に設けられ、実質的に無色である無色領域を複数有する
着色層１０が反射膜１１上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の複数色形成されている。無色領域における反射
膜１１上に、実質的に無色である無色層６を形成する。
その後、無色層６が形成された無色領域以外の反射膜１
１上の領域に、着色層１０を各色相毎に形成する。 【効果】 着色層１０を形成する前に、無色層６を形成
するので、着色層１０の製造精度に依存せずに、無色層
６の位置ずれを少なくすることができる。したがって、
同一色相の各画素間での表示色度のバラツキが少なく視
認性に優れた表示装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実質的に無色であ
る無色領域を有する着色層が基板上に複数色形成された
着色層付き基板およびその製造方法に関する。本発明の
着色層付き基板は、外部からの入射光（以下、外光とも
いう。）を反射することにより反射表示を行う反射型カ
ラー液晶表示装置に用いることができる。また、外部が
明るいときは反射表示を行い、外部が暗いときはバック
ライト光を透過させることにより透過表示を行う反射透
過両用型（以下「半透過型」ともいう。）カラー液晶表
示装置に用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】半透過型カラー液晶表示装置は、外部が
明るいときは外光を利用した反射表示が可能であり、消
費電力が少ないという特長を有するとともに、外部が暗
いときはバックライトを利用した透過表示が可能であ
り、あらゆる環境において使用できるという特長を有し
ているので、携帯機器等のディスプレイとして広く使用
されている。

【０００３】従来の半透過型カラー液晶表示装置とし
て、特開平１１−１８３８９２号公報に開示の２ウエイ
表示型の液晶表示素子を挙げることができる。同公報に
は、前側基板の内面に設けた赤、緑、青のカラーフィル
タ（以下、「ＣＦ」ともいう。）に、画素領域に部分的
に対応させて開口を設け、後側基板の内面に、前記開口
に対向する反射膜を設けることが開示されている。この
液晶表示素子によれば、反射型表示においては、ＣＦの
開口以外の部分を透過して半透過反射板で反射された着
色光と、ＣＦの開口を透過して前記反射膜で反射された
高輝度の非着色光とを素子前方に出射させて高輝度のカ
ラー画像を表示することができる。また、透過型表示に
おいては、ＣＦの開口以外の部分を透過した着色光だけ
を素子前方に出射させてコントラストの高いカラー画像
を表示することができる。なお、同公報には、ＣＦを形
成する方法として顔料分散法が開示されている（同公報
の段落番号〔００４０〕参照）。

【０００４】特開平８−２８６１７８号公報には、光の
透過する開口部を有するＣＦが各画素部に設けられた反
射型または透過型の液晶表示装置が開示され、これによ
り明るい表示性能を達成し得ることが記載されている。
また同公報には、ＣＦの開口部に対応する領域に、透過
性の高い高透過性ＣＦを設けることが記載され、高透過
性ＣＦを形成する方法として、有機顔料の光脱色反応や
部分染色の方法が記載されている（同公報の段落番号
〔０１０３〕〜〔０１０７〕および図８参照）。

【０００５】一方、ＣＦを形成する方法として、上記の
両公報に記載の顔料分散法等の他に、例えば特開昭６３
−２１０９０１号公報に開示されたレジストダイレクト
電着法が挙げられる。レジストダイレクト電着法は、工
程の簡素化が可能であり、低コストである等の点から、
他の方法に比して有利である。図２４を参照しながら、
レジストダイレクト電着法によって、ＣＦを形成する工
程を説明する。まず、基板８１上に透明導電層８２およ
びポジ型の感光性樹脂組成物層８３を順次形成する（図
２４（ａ））。感光性樹脂組成物層８３上に所定のパタ
ーンを有するポジマスク８４を載置した後に露光し、露
光領域におけるポジ型感光性樹脂組成物層８３を溶出液
によって溶出する（図２４（ｂ））。電着性高分子およ
び色素を含む電着浴中で透明導電層８２に通電して、例
えばＲ（赤）の電着を行う（図２４（ｃ））。Ｇ（緑）
およびＢ（青）の各色相について、Ｒ（赤）の場合と同
様に電着を行って、着色部分を有する感光性樹脂組成物
層８３を形成する（図２４（ｄ）〜図２４（ｇ））。次
に、感光性樹脂組成物層８３全体を露光し、残存する感
光性樹脂組成物を溶出液中で溶出させることにより、透
明導電層８２上にＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の
各色のフィルタが形成される。特開昭６３−２１０９０
１号公報に記載された、開口（無色領域）を有しないＣ
Ｆを形成する場合には、各画素内にＣＦが形成されれば
よいので、パターニング精度があまり要求されない。な
お、ＣＦの開口部では、反射光が着色されず、実質的に
無色となる。以下、ＣＦの開口部分を無色領域ともい
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、開口部を有す
るＣＦを形成する場合、パターニング精度が低いと、開
口部の面積にバラツキが生じ、表示の色度バラツキにつ
ながる。したがって、開口部を有するＣＦを形成する場
合には、パターニング精度が厳しく要求され、工程管理
が困難となる。

【０００７】特開昭６３−２１０９０１号公報に示され
ているレジストダイレクト電着法の場合、同じ感光性樹
脂組成物層８３を使ってＲ、Ｇ、Ｂの各ＣＦを形成する
ので、感光性樹脂組成物層８３の感度が次第に低下し、
ＣＦの寸法精度が低下する。したがって、レジストダイ
レクト電着法によってＣＦに開口部を形成する場合、Ｃ
Ｆの寸法精度の低下とともに、開口部の位置や面積の精
度が低下する。

【０００８】特開平１１−１８３８９２号公報に記載の
液晶表示素子をレジストダイレクト電着法によって形成
した場合には、ＣＦの寸法バラツキにより、ＣＦに開口
部の面積バラツキが発生し、表示色度のバラツキが発生
する。

【０００９】また、特開平８−２８６１７８号公報に
は、光脱色反応や部分染色法により、開口部に対応する
領域に高透過性ＣＦを設けることが記載されている。こ
れらの方法でも露光現像工程などのパターニングが必要
なので、開口部の面積バラツキが発生し、表示色度のバ
ラツキが発生する。さらに、光脱色反応を利用する方法
では、ＣＦの信頼性に問題があり、長期間の使用によ
り、ＣＦの脱色が発生する。また、部分染色法を用いる
場合には、各色それぞれの部分染色を行うので、工程数
の増加が問題となる。

【００１０】さらに、合成樹脂製基板上にＣＦを形成す
る場合、基板に熱膨張の問題などがあり、寸法の変化だ
けでなく、アライメントも困難となり、色度のバラツキ
の問題はより深刻となる。

【００１１】本発明の目的は、表示色度のバラツキが少
なく、視認性に優れた反射型または半透過型カラー液晶
表示装置を提供することにある。また、本発明の他の目
的は、これら液晶表示装置に用いられる着色層付き基板
およびその製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決させるための手段】本発明の着色層付き基
板は、反射層を有する基板上に、複数の画素領域を有す
る着色層が複数色形成された、着色層付き基板であっ
て、前記複数の画素領域のそれぞれは、実質的に無色で
ある無色領域を複数含む。本発明の着色層付き基板によ
れば、一画素中に複数の無色領域が形成されているの
で、反射表示時において、着色のない反射光が一画素中
に分散されて、着色された反射光と合成される。したが
って、一画素中で明るい領域が分散されるので、一画素
中での表示色度のバラツキが少なく、視認性が向上す
る。

【００１３】ここで、「実質的に無色」とは、着色され
ているのが判らない程度の色相のみならず、色味調整程
度の着色がなされることにより僅かに着色されているの
が判る程度の色相を含む。

【００１４】前記複数色の着色層のそれぞれは、前記複
数の画素領域のそれぞれに含まれる前記複数の無色領域
の総面積が同一色相において同じであることが好まし
い。この着色層付き基板によれば、同一色相の各画素に
おいて、着色のない反射光の明るさにバラツキが少なく
なるので、同一色相の各画素間での表示色度のバラツキ
が少なく、視認性が向上する。

【００１５】前記複数色の着色層のそれぞれの前記無色
領域に、実質的に無色な無色層が形成された、着色層付
き基板であって、前記無色層の形成後に、前記複数色の
着色層が形成されていることが好ましい。例えば、前記
無色層は、前記基板上に、実質的に無色である無色樹脂
膜が形成された後に、前記無色領域以外の領域における
前記無色樹脂膜が除去されることによって形成され、前
記複数色の着色層は、前記無色層が形成された領域以外
の領域に各色相毎に形成されていてもよい。この着色層
付き基板によれば、無色領域の大きさ（面積）が無色層
によって決定された後に、各色相の着色層が形成される
ので、着色層の形成マージンに依存せずに、均一な大き
さ（面積）の無色領域をもった着色層付き基板が得られ
る。

【００１６】前記無色層および前記着色層の上に、前記
無色層および前記着色層を平坦化するための平坦化膜が
形成され、前記無色層と前記平坦化膜とが略同一の屈折
率を有することが好ましい。この着色層付き基板によれ
ば、無色層と平坦化膜との屈折率が略同一であるので、
無色層と平坦化膜との界面の反射が少なくなり、光学特
性が向上する。

【００１７】前記着色層が赤、青および緑の着色層であ
り、前記基板上の複数箇所における前記着色層のそれぞ
れの色相について反射時の色度を測定した場合、前記基
板上の各箇所における各色相のＹ値の平均値が略同じで
あることが好ましい。この着色層付き基板によれば、基
板上の各箇所における各色相のＹ値の平均値が略同じで
あるので、反射光の白表示が基板全体でバラツキがな
く、設計値どおりの白表示を行うことができる。

【００１８】前記複数の画素領域のそれぞれは、光が透
過する透過領域と、前記反射層によって光が反射する反
射領域とを有し、前記複数の無色領域は、前記反射領域
内に含まれてもよい。この着色層付き基板によれば、外
部が明るいときは、着色のない反射光と着色された反射
光とが合成されるので明るい表示が得られる。また、外
部が暗いときはバックライト光を透過させて色表示を行
うことができる。

【００１９】前記基板は樹脂製基板であっても良い。

【００２０】本発明の着色層付き基板の製造方法は、実
質的に無色である無色領域を複数有する着色層が基板上
に複数色形成された、着色層付き基板を製造する方法で
あって、実質的に無色である無色層を形成する工程と、
前記無色層が形成された無色領域以外の領域に、複数色
の前記着色層を各色相毎に形成する工程とを有する。本
発明の製造方法によれば、着色層が形成される前に無色
層が形成されるので、着色層の製造精度に依存せずに、
無色層の位置ずれを少なくすることができる。したがっ
て、同一色相の各画素間での表示色度のバラツキが少な
い着色層付き基板が得られる。

【００２１】前記基板上にレジスト膜を形成する工程
と、前記レジスト膜に対して露光および現像処理を施し
て、前記無色領域における前記レジスト膜を除去した
後、前記無色領域に前記無色層を形成する工程と、前記
無色層を形成した後に、前記レジスト膜に対して露光お
よび現像処理を施して、前記着色層が形成される領域に
おける前記レジスト膜を除去し、前記着色層を形成する
工程とを有していてもよい。この製造方法によれば、レ
ジスト感度がもっとも良い最初の露光、現像工程によっ
て、無色領域におけるレジスト膜を除去することができ
るので、無色領域に無色層を精度良く形成することがで
きる。また、無色層を形成するために用いたレジスト膜
を着色層の形成のために用いることができるので、製造
工程を簡略化することができる。

【００２２】本発明の着色層付き基板の製造方法は、前
記無色層が、前記着色層の顔料以外の材料と同系統の材
料から構成されていることが好ましい。この製造方法に
よれば、着色層の形成方法と同じ方法を用いて無色層を
形成することができるので、製造工程を簡略化すること
ができる。なお、「同系統の材料」とは、着色層を構成
する材料のうち顔料以外の材料が同じことをいい、無色
層は顔料を全く含まない無色透明樹脂、あるいは色調調
整用の顔料を含む実質的に無色な透明樹脂から構成され
る。

【００２３】本発明の着色層付き基板の製造方法は、前
記基板上に、実質的に無色である感光性の樹脂膜を形成
する工程と、前記無色領域以外の領域における前記樹脂
膜を除去して、前記無色領域に無色層を形成する工程
と、前記無色層が形成された領域以外の領域に、複数色
の前記着色層を各色相毎に形成する工程とを有していて
も良い。この製造方法によれば、感光性の樹脂膜に対し
て、露光、現像、焼成の各工程を施すことによって、無
色領域に無色層を形成することができる。したがって、
無色層を形成するために、樹脂膜上にレジスト膜を形成
する必要がなく、製造工程を簡略化することができる。

【００２４】本発明の着色層付き基板の製造方法は、前
記無色層を形成した後、前記基板上にレジスト膜を形成
する工程と、前記レジスト膜に対して露光および現像処
理を施して、複数色のうちいずれか一色の前記着色層が
形成される領域における前記レジスト膜を除去した後、
前記一色の着色層を形成する工程と、前記一色の着色層
を形成した後に、前記レジスト膜に対して露光および現
像処理を施して、前記一色以外の他色の前記着色層が形
成される領域における前記レジスト膜を除去し、前記他
色の着色層を形成する工程とを有していても良い。この
製造方法によれば、繰り返し使用が可能な逐次露光現像
型フォトレジストを用いて着色層を形成する場合でも、
無色層の位置ずれを少なくすることができる。したがっ
て、同一色相の各画素間での表示色度のバラツキが少な
い着色層付き基板が得られる。

【００２５】本発明の着色層付き基板の製造方法は、前
記無色層および／または前記着色層が電着によって形成
されていても良い。この製造方法によれば、レジストダ
イレクト電着法などの電着によって無色層または着色層
を形成した場合でも、無色領域の位置や面積のバラツキ
が生じ難く、表示色度のバラツキを少なくすることがで
きる。

【００２６】本発明の着色層付き基板の製造方法は、前
記基板が樹脂製基板であっても良い。本発明の製造方法
によれば、熱膨張の問題を有する樹脂（プラスチック）
製基板を用いた場合でも、無色領域の位置や面積のバラ
ツキが生じにくく、表示色度のバラツキを少なくするこ
とができる。

【００２７】本発明の液晶表示装置は、本発明の着色層
付き基板を有する。本発明の液晶表示装置によれば、表
示色度のバラツキが少なく、基板面内を均一な表示にす
ることができる。

【００２８】本発明の液晶表示装置は、前記無色層およ
び／または前記着色層が電着によって形成された着色層
付き基板の製造方法、または前記基板が樹脂製基板であ
る着色層付き基板の製造方法のいずれかの方法で製造さ
れた着色層付き基板を有する液晶表示装置であって、前
記基板上には、光を透過する開口部と光を反射する反射
部とを有する反射層が形成され、前記無色領域が前記反
射部上に形成されていることが好ましい。この液晶表示
装置は半透過型カラー液晶表示装置であり、用いられる
着色層付き基板は、着色層の無色領域の形成精度が高め
られ、かつ着色層の無色領域が反射層の反射部上に位置
ずれすることなく形成されている。したがって、表示色
度のバラツキが少なく、基板面内での均一な表示が可能
である。

【００２９】本発明の液晶表示装置は、適応範囲が極め
て広く、あらゆる分野の電子機器に適応することが可能
である。本発明の液晶表示装置は、反射および透過の両
方で高品位な色表示が可能であるので、屋外から屋内へ
の移動する場合のように、環境変化が大きく、低消費電
力が必要な携帯型電子機器に高い適応性がある。また、
他にも電子掲示板やＦＡＸ、ホームエレクトロニクス端
末用ディスプレイにも活用することが可能である。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施形態を説明する。以下の実施形態では、液晶
表示装置の例として半透過型液晶表示装置を説明する
が、本発明の液晶表示装置は、反射型液晶表示装置に適
応することもできる。また、単純マトリクス駆動方式の
ＳＴＮ液晶表示装置を例にするが、本発明の液晶表示装
置は、ＴＦＴ（Thin Film Trasistor:薄膜トランジス
タ）やＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal ）などのスイッ
チング素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液
晶表示装置に適用することができる。さらに、本発明の
着色層付き基板は、液晶表示装置に限らず、外光を反射
して表示を行う様々な反射方式の表示装置にも適応可能
である。

【００３１】（実施形態１）図１は、実施形態１の半透
過型カラー液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
この液晶表示装置は、観察者側（図１においては上側）
から、上側偏光板１、第一位相差板２ａ、第二位相差板
２ｂ、前方散乱板３、ガラス製の上側基板４、透明表示
用電極（単に「透明電極」ともいう）５、配向膜（不図
示）、液晶層８、配向膜（不図示）、透明電極５、オー
バーコート膜９、着色層１０、反射層１１、ガラス製の
下側基板１２、第三位相差板２ｃ、下側偏光板１３、バ
ックライト１４の順序で構成される。

【００３２】本明細書において、表示の最小単位を「絵
素」と呼び、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の複数の
「画素」から１つの「絵素」が構成されることとする。
「画素」に対応する液晶表示装置の領域（以下、「画素
領域」と言う。）は、液晶層を挟む透明電極によって規
定される。例えば、単純マトリクス型液晶表示装置にお
いては、ストライプ状に設けられる列電極と、列電極に
直交するように設けられる行電極とが互いに交差するそ
れぞれの領域が画素領域を規定する。アクティブマトリ
クス型液晶表示装置においては、画素電極とこれに対向
する対向電極とが画素領域を規定する。なお、ブラック
マトリクスが設けられる構成においては、厳密には、表
示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、ブ
ラックマトリクスの開口部に対応する領域が画素領域に
対応することになる。

【００３３】図２は、実施形態１の液晶表示装置におけ
る一つの絵素を模式的に示す平面図である。本実施形態
ではＲ、Ｇ、Ｂの各色相の画素から一絵素が形成され
る。Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、
それぞれの画素領域内に実質的に無色である無色領域を
複数有する。本実施形態では、各着色層１０Ｒ、１０
Ｇ、１０Ｂは、４つの円形の無色領域を有する。各無色
領域には、実質的に無色である無色層６が形成されてい
る。

【００３４】本実施形態では、１画素領域に含まれる複
数の無色領域の総面積をＲ、Ｇ、Ｂの各画素領域で等し
くなるようにしているが、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色相それぞれ
の無色領域の総面積を調整することによって、色調の調
整を行なうこともできる。例えば、製造プロセスを経て
黄色味を帯びたプラスチック基板が存在する場合、黄色
の補色に近い青（Ｂ）の着色層１０Ｂの反射領域の割合
を大きくして、反射表示時の白表示を白色光に近くする
ために、青（Ｂ）の着色層１０Ｂにおける無色領域の大
きさ（面積）を赤（Ｒ）および緑（Ｇ）の各着色層１０
Ｒ、１０Ｇにおける無色領域の大きさ（面積）よりも小
さくしても良い。

【００３５】本実施形態の液晶表示装置における反射層
１１は、バックライト１４からの光を透過させるための
開口部１１ａを有している。画素領域のうち反射層１１
が形成された領域が反射領域となり、反射層１１の開口
部１１ａの領域が透過領域となる。各画素領域内におけ
る開口部１１ａの位置は、無色層６が形成された無色領
域に重ならないように設計される。すなわち無色層６が
形成された無色領域は、反射領域内に含まれる（言い換
えれば、無色層６は反射領域内に形成される）。一画素
あたりの複数の開口部１１ａの総面積は、画素領域の面
積の２５％〜８０％が好ましく、例えば３０％に設定す
る。２５％未満では、透過光の利用が少なく透過表示時
の画面が暗くなり、８０％を超えると、透過表示は十分
であるが、反射表示の画面が暗くなり、視認性に問題が
生じる。反射層１１は下側基板１２にアルミニウムを１
０００Å（１００ｎｍ）蒸着することによって形成さ
れ、開口部１１ａはフォトリソ法を用いてアルミニウム
のパターニングにより形成することができる。

【００３６】本実施形態では、反射層１１の開口部１１
ａの大きさ（面積）、言い換えれば１画素領域内に含ま
れる複数の透過領域の総面積をＲ、Ｇ、Ｂの各画素領域
で等しくなるようにしているが、個々の着色層の視感度
や好みの色相に合わせて、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層１０
Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂに適した面積に調整しても良い。例
えば、製造プロセスを経て黄色味を帯びたプラスチック
基板が存在する場合、黄色の補色に近い青（Ｂ）の画素
領域における反射層１１の開口部１１ａの大きさ（面
積）を赤（Ｒ）および緑（Ｇ）の各画素領域における反
射層１１の開口部１１ａの大きさ（面積）よりも大きく
して、透過表示時の白表示を白色光に近くすることがで
きる。

【００３７】着色層１０の上には、着色層１０の表面を
平坦化するために、アクリル樹脂系のオーバーコート膜
（平坦化膜）９が形成されている。上側基板４上と、下
側基板１２のオーバーコート膜（平坦化膜）９上とに、
それぞれＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を蒸着し、エッ
チングすることにより、マトリックス状の透明電極５を
それぞれ形成する。画素領域の周囲を光吸収性の物質で
ブラックマトリクスを形成しても良い。これにより光を
遮る効果が向上するので、高コントラスト化に寄与でき
る。透明表示用電極５の上に、ポリイミドを印刷により
塗布し、焼成を行って配向膜を形成する。その後、液晶
分子のねじれ角が、２４０°ツイストとなるようにラビ
ング処理を行う。

【００３８】上下の両基板４，１３をシール樹脂で貼り
合わせた後、複屈折Δn およびピッチを調整した液晶材
料を注入し、ＳＴＮ液晶セルを形成する。これに、それ
ぞれが所望のｄΔｎ（ｄは位相差板の厚さである。）を
持つポリカーボネート延伸の位相差板２ａ，２ｂ，２ｃ
と、前方散乱板３と、ニュートラルグレイの上側偏光板
１および下側偏光板１３とを、各部材の光軸が液晶セル
に対してそれぞれ所定の方向になるように貼り付ける。
さらに、観察者側に対して反対側に、バックライト１４
を設けて、液晶セルにバックライト光が入射されるよう
にする。

【００３９】なお、図示しないが、前方散乱板３の代わ
りに、下側基板１２上にアクリル系樹脂を塗布し、表面
に凹凸を形成した後、反射層１１を形成して光拡散機能
を付与していても良い。また、図３に示すように、反射
層１１を鏡面形成し、光散乱性物質を分散させた透明樹
脂からなるオーバーコート膜９ａを散乱層として別途形
成してもよい。

【００４０】実施形態１における各光学素子の軸角度を
図４に示す。ＳＴＮ液晶層８の下側基板１２側の配向方
向２５から上側基板４側の配向方向２６までに液晶分子
がねじれる角度を２４０°とする。時計回りを正とし、
反時計回りを負としたとき、第二位相差板２ｂの遅相軸
１７に対して液晶分子の上側配向方向２６がなす角を１
２０°、第一位相差板２ａの遅相軸１８に対して第二位
相差板２ｂの遅相軸１７がなす角を４０°、上側偏光板
１の吸収軸１９に対して第一位相差板２ａの遅相軸１８
がなす角を７５°とする。また、下側基板１２側の配向
方向２５に対して第三位相差板２ｃの遅相軸２０がなす
角を５０°、第三位相差板２ｃの遅相軸２０に対して下
側偏光板１３の吸収軸２１がなす角を−４０°とする。

【００４１】各レターデーション値の設定は、ＳＴＮ液
晶層８（８００ｎｍ）、第一位相差板２ａ（６８０ｎ
ｍ）、第二位相差板２ｂ（１８０ｎｍ）、第三位相差板
２ｃ（１４０ｎｍ）とし、反射時・透過時にノーマリー
ブラックモードとなる液晶表示装置を構成する。

【００４２】本実施形態の液晶表示装置は、開口部１１
ａを有する反射層１１と、無色層６を有する着色層１０
とを、開口部１１ａと無色層６とが１画素領域中の異な
る領域に位置するように設けられている。これにより、
液晶表示装置の背面に設けた光源（バックライト１４）
を利用する透過表示時には、反射層１１の開口部１１ａ
を透過した光が、着色層１０を通過し出射されること
で、表示色彩度を満足する明るい表示が得られる。光源
の輝度、反射層１１の開口部１１ａの面積や形状、着色
層１０の彩度、透過率や膜厚を調整することによって、
所望の特性の透過表示が得られる。

【００４３】また、外光を利用する反射表示時には、液
晶表示装置の前方から入射した光が、着色層１０または
無色層６を通り、反射層１１の反射部（反射層１１の開
口部１１ａ以外の部分）で反射され、再び着色層１０ま
たは無色層６を通過し出射される。したがって、着色の
ない出射光と着色された出射光との合成出射光となり、
明るい表示が得られる。本実施形態では、一画素中に複
数（４つ）の無色層６が分散されているので、反射表示
時において、着色のない反射光が一画素中に分散され
て、着色された反射光と合成される。したがって、一画
素中で明るい領域が分散されるので、一画素中での表示
色度のバラツキが少なく、視認性が向上する。着色層１
０の特性、無色層６の面積や形状を適時調整することに
より、出射光の明るさや彩度を調整することが可能にな
る。また、無色層６を大きくすることで、色純度の高い
着色層カラーフィルタを採用することも可能となる。

【００４４】次に、図５を参照しながら、実施形態１の
液晶表示装置に用いられる着色層付き基板の製造工程を
説明する。まず、開口部１１ａを有する反射層１１付き
ガラス基板１２上に、着色層を電着するためのＩＴＯ膜
（不図示）を基板全面に形成する（図５（ａ））。感光
性を有する無色透明な樹脂１５をスピンコート塗布法等
の方法で塗布し（図５（ｂ）、その後、露光、現像、焼
成の各工程を経て、無色領域に無色層６を形成する（図
５（ｃ））。

【００４５】繰り返し使用可能な逐次露光現像型フォト
レジスト１６を全面に塗布し（図５（ｄ））、レジスト
ダイレクト電着法によって、遮光膜であるブラックマト
リクス（Ｂｋ）７を形成する（図５（ｅ））。なお、逐
次露光現像型フォトレジスト１６は、一度塗布すれば、
露光、現像、加熱工程を何度経ても感光性を保持できる
レジストである。赤色に着色される画素領域より少し広
い範囲のレジスト１６に対して露光、現像処理を施し
て、赤色の画素領域のレジスト１６を除去する（図５
（ｆ））。レジストダイレクト電着法によって、赤色の
着色層１０Ｒを形成する（図５（ｇ））。電着形成する
とき、無色領域には無色層６が設けられており、もはや
この領域には着色層は形成されない。したがって、各色
相の画素領域の無色層６は着色層１０の製造精度の影響
を受けることなく形成することができる。

【００４６】さらに、同様にして、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
の各色相の着色層１０Ｇ、１０Ｂを順次電着形成するこ
とによって、本実施形態における着色層１０Ｒ、１０
Ｇ、１０Ｂが得られる（図５（ｈ）、図５（ｉ））。さ
らに、着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂおよび無色層６の
上に、オーバーコート膜（平坦化膜）９を形成する（図
５（ｊ））。なお、オーバーコート膜（平坦化膜）９の
形成を省くこともできる。例えば、無色層６の膜厚と、
着色層１０の膜厚とを略同じ厚さにすることによって、
無色層６と着色層１０との間の段差が解消されるので、
平坦化膜９の形成を省くことができる。無色層６と着色
層１０とが平坦化されると、無色層６と着色層１０との
間の段差が軽減され、表示品位の向上が期待できる。

【００４７】この製造方法を用いることによって、着色
層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの形成に先駆けて、無色層６
を形成することができるので、従来の製造方法のよう
に、着色層の製造にともなう無色領域の位置や大きさの
バラツキの影響を受けることなく、均一な無色領域を有
する着色層付き基板が得られる。

【００４８】（実施形態２）図６および図７は実施形態
２の液晶表示装置を説明する図であり、実施形態１の液
晶表示装置の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成
要素を同じ参照符号で示し、その説明を省略する。

【００４９】実施形態２の着色層付き基板は、反射層１
１上の各無色領域に着色層１０の開口部１０ａが形成さ
れ、開口部１０ａ内にはオーバーコートが充填されてい
る点で、反射層１１上の各無色領域に無色層６が形成さ
れた実施形態１の着色層付き基板と異なる。

【００５０】図８を参照しながら、実施形態２の液晶表
示装置に用いられる着色層付き基板の製造工程を説明す
る。まず、開口部１１ａを有する反射層１１付きガラス
基板１２上に、着色層を電着するためのＩＴＯ膜を基板
全面に形成する（図８（ａ））。繰り返し使用可能な逐
次露光現像型フォトレジスト１６を全面に塗布した後
（図８（ｂ））、パターニングによりブラックマトリク
ス（Ｂｋ）７を形成する領域のレジスト１６を除去し
（図８（ｃ））、レジストダイレクト電着法によって、
遮光膜であるブラックマトリクス（Ｂｋ）７を形成する
（図８（ｄ））。

【００５１】赤色に着色される画素領域より少し広い範
囲のレジスト１６に対して露光、現像処理を施して、無
色領域を除く赤色の画素領域のレジスト１６を除去する
（図８（ｅ））。レジストダイレクト電着法によって、
レジスト１６が除去された領域に赤色の着色層１０Ｒを
形成する（図８（ｆ））。同様にして、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の各色相の着色層１０Ｇ、１０Ｂを順次電着形成
した後（図８（ｇ）、図８（ｈ））、無色領域に残存す
るレジスト１６を除去して、各着色層１０Ｒ、１０Ｇ、
１０Ｂの無色領域に開口部１０ａを形成する（図８
（ｉ））。さらに、着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの上
に、オーバーコート膜（平坦化膜）９を形成する。この
とき、各着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部１０ａ
内に、オーバーコートが充填される（図８（ｊ））。

【００５２】この製造方法により得られた着色層１０の
無色領域（開口部１０ａ）の大きさ（面積）を調べる
と、同一基板での着色層の形成順による寸法バラツ
キ、同一基板での基板中央部と基板端部での寸法バラ
ツキ、生産バラツキ（ロットのバラツキ）による寸法
バラツキがあり、得られた液晶表示装置には、反射表示
における表示品位（色調）のバラツキといった不具合が
発生することが判明した。

【００５３】これらの、無色領域（開口部１０ａ）の寸
法バラツキが発生した原因については以下の説明ができ
る。レジストダイレクト電着法では、同じレジストを複
数回利用することでパターン形成するので、Ｂｋ、Ｒ、
Ｇ、Ｂと順々に焼成工程に付すことによって、レジスト
の感度が低下し、Ｒ、Ｇ、Ｂと順に寸法精度が次第に低
下する。

【００５４】一般的に、レジストの感度が低下した場
合、同一の露光量では設計値より小さい寸法に仕上が
る。したがって、無色領域の大きさを設計値通りに仕上
げようとすると、露光量を上げるなどの条件の変更が必
要となり、形成しようとする着色層毎に条件を変えなけ
ればならない。また、この調整量もシビアなので、生産
ロットによるバラツキが生じる。

【００５５】無色領域のない着色層の寸法精度（パター
ニング精度）は、最終的に遮光膜や画素線間（隣接する
電極の間隙）により決定される。詳しく説明すると、例
えば単純マトリクス構造の場合、隣接するストライプ電
極の線間は、表示に寄与しない領域であり、この領域で
は液晶分子の制御が行えない。そこで、この領域にブラ
ックマトリクスなどの遮光膜が設けられる。遮光膜は、
通常、画素線間よりも大きく形成されるので、遮光膜の
プロセス精度が開口率に与える影響は大きい。また、遮
光膜を設けない場合には、ストライプ電極の線間の誤
差、言い換えればストライプ電極のパターニング精度が
開口率に与える影響が大きくなる。したがって、着色層
の寸法精度よりも、遮光膜や画素線間のプロセス精度の
ほうが開口率に与える影響が大きく、着色層の製造精度
はそれほど要求されない。

【００５６】また、各着色層での電着形成後の焼成工程
における熱のかかり方が基板面内で異なるので、熱量の
大きい領域ではレジストの感度がより低下する。一般的
に、基板中央部よりも基板端部のほうが、大きな熱量が
かかり、レジストの感度がより低下するので、基板中央
部から基板端部に行くほど着色層の無色領域は設計値よ
りも小さい寸法に仕上がる傾向にある。

【００５７】さらに、上述のの影響との影響とが重
なることで、着色層を１色目（Ｒ）から２色目（Ｇ）、
２色目（Ｇ）から３色目（Ｂ）と形成していくに従い、
上記の「同一基板での基板中央部と基板端部での寸法
バラツキ」のバラツキ量が大きくなる。

【００５８】図９は、実施形態２で示した方法により、
基板中央部（領域２）における着色層１０の無色領域
（開口部１０ａ）の大きさが設計値通りになるように、
露光条件等を調整しながら製造した場合の一絵素を模式
的に示す平面図である。基板中央部（領域２）と比較し
て基板端部（領域１）では無色領域の寸法が小さくなる
傾向があり、Ｒ、Ｇ、Ｂと製造工程を順次繰り返すこと
により、Ｒ、Ｇ、Ｂでの無色領域の寸法が次第に小さく
なる。これは、基板中央部（領域２）よりも基板端部
（領域１）の方がレジストの感度が低下するので、基板
端部（領域１）の無色領域の寸法精度が劣るためであ
り、さらに寸法精度のズレはＲ＜Ｇ＜Ｂと着色層を形成
した順に大きくなっている。また、露光条件等を都度調
整することが必要であるので、生産性が悪くなる。

【００５９】図１０は、実施形態２で示した方法によ
り、基板端部（領域１）における着色層１０の無色領域
（開口部１０ａ）の大きさが設計値通りになるように、
露光条件等を調整しながら製造した場合の一絵素を模式
的に示す平面図である。基板端部（領域１）と比較して
基板中央部（領域２）では無色領域の寸法が大きくなる
傾向があり、Ｒ、Ｇ、Ｂと露光、現像を繰り返すことに
より、Ｒ、Ｇ、Ｂでの無色領域の寸法が次第に大きくな
る。これは、基板端部（領域１）よりも基板中央部（領
域２）の方がレジストの感度が高くなるので、基板中央
部（領域２）の無色領域の寸法精度が劣るためであり、
寸法精度のズレはＲ＜Ｇ＜Ｂと着色層を形成した順に大
きくなっている。また、露光条件等を都度調整すること
が必要であるので、生産性が悪くなる。

【００６０】図１１は、実施形態１の一絵素を模式的に
示す平面図である。最初に無色層６を形成することによ
って、無色領域の大きさを決定しているので、実施形態
２のように、レジストの感度低下による着色層の寸法精
度の影響を受けることなく、基板面内で寸法バラツキは
生じない。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域のそれ
ぞれに含まれる複数の無色領域（開口部１０ａ）の総面
積が同一色相において同じである。また、実施形態１で
は、レジストの感度低下によるカラーフィルタの寸法精
度の影響は、画素周辺に配置される遮光膜や、表示に寄
与しない画素線間により吸収されるので、露光条件等を
都度調整する必要がなく、生産性が低下することもな
い。

【００６１】次に、基板中央部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域
（開口部１０ａ）の直径が設計値になるように露光条件
等を設定した場合、すなわち図９に示す実施形態２の場
合における基板中央部および基板端部のＲ，Ｇ，Ｂの無
色領域（開口部１０ａ）の直径を表１に示す。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１によると、基板端部では、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の開口部は設計値よりも小さくなる。さらに、Ｒ（１色
目）よりもＧ（２色目）、Ｇ（２色目）よりもＢ（３色
目）の方が設計値からのズレが大きくなることが判る。
これは、上述の通り、基板中央部よりも基板端部の方が
露光感度が低下するためである。また、Ｒ，Ｇ，Ｂと焼
成工程を繰り返すことにより、基板中央部と基板端部と
の露光感度の差が大きくなるためである。

【００６４】図８（ｊ）に示す実施形態２の着色層付き
基板を用いて作製した液晶表示装置について、反射時の
色度を測定した。反射時の色度を表２に、色度図を図１
２にそれぞれ示す。

【００６５】

【表２】

【００６６】ここで、反射時の色度のみを測定した理由
は、着色層の無色領域の精度が、反射光による表示状態
に大きな影響を与えるからである。つまり、透過光表示
では、液晶表示装置の背面側から入射される光が反射層
の開口部を通過し、透過領域の着色層を経て観察者に届
くので、透過光は着色層の無色領域を通ることはなく、
無色領域の精度による大きな影響は受けないからであ
る。

【００６７】なお、色度の測定には、オリンパス製ＯＳ
Ｐ−２００（Ｃ光源２゜視野、ガラスリファレンス）を
用いた。着色層付き基板に対して、Red （赤）Green
（緑）Blue（青）の各色相を各画素ごとに反射光による
色度の測定を行なった。Red （赤）Green （緑）Blue
（青）の各色相の反射分光特性の測定により、Red
（赤）Green （緑）Blue（青）各々のＹ値、ｘ値、ｙ値
（ＸＹＺ表色系）を得た。また白表示については、Ｒ
（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）各々のＸ値，Ｙ値，Ｚ値の平均
値からＹ値、ｘ値、ｙ値を求めた。

【００６８】表２および図１２から、基板中央部では、
Ｒ，Ｇ，Ｂの無色領域（開口部１０ａ）の面積は設計値
どおりであり、設計通りの色度を示すことが判る。しか
しながら、基板端部では、色度は設計値からずれてお
り、反射Ｙ値が小さくなり、また色が濃くなっているの
が判る。さらに、この色度のズレ量は、ＲよりもＧ、Ｇ
よりもＢのほうが大きいことがわかる。この色度のズレ
量がそれぞれ違うので、基板端部では、白表示の色度も
設計値からずれてしまう。したがって、基板中央部の
Ｒ，Ｇ，Ｂの無色領域（開口部１０ａ）を設計値になる
ように露光条件等を設定した場合、基板中央部は、設計
値どおりの表示をするのに対して、基板端部は、反射時
の表示が暗く、また全体的に青っぽい表示になる。

【００６９】次に、基板端部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域
（開口部１０ａ）の直径が設計値になるように露光条件
等を設定した場合、すなわち図１０に示す実施形態２の
場合における基板中央部および基板端部のＲ，Ｇ，Ｂの
無色領域（開口部１０ａ）の直径を表３に示す。

【００７０】

【表３】

【００７１】表３によると、基板中央部では、Ｒ，Ｇ，
Ｂの開口部は設計値よりも大きくなる。さらに、Ｒ（１
色目）よりもＧ（２色目）、Ｇ（２色目）よりもＢ（３
色目）の方が設計値からのズレが大きくなることがわか
る。これは、上述の通り、基板端部よりも基板中央部の
方が露光感度が高くなるためである。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ
と焼成工程を繰り返すことにより、基板中央部と基板端
部との露光感度の差が大きくなるためである。

【００７２】この着色層付き基板の反射時の色度を表４
に、色度図を図１３にそれぞれ示す。なお、色度の測定
方法等は上記表２、図１２の場合と同じである。

【００７３】

【表４】

【００７４】表４および図１３から、基板端部では、
Ｒ，Ｇ，Ｂの開口部の面積は設計値どおりであり、設計
通りの色度を示していることが判る。しかしながら、基
板中央部では、色度は設計値からずれており、色が薄く
なっているのがわかる。さらに、この色度のズレ量は、
ＲよりもＧ、ＧよりもＢのほうが大きいことがわかる。
この色度のズレ量がそれぞれ違うので、基板中央部で
は、白表示の色度も設計値からずれてしまう。したがっ
て、基板端部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域（開口部１０ａ）
を設計値になるように露光条件等を設定した場合、基板
端部は、設計値どおりの表示をするのに対して、基板中
央部は、反射時の色が淡く、また全体的に黄色っぽい表
示になる。以上の結果から、実施形態２では、基板面内
を均一な表示にすることは不可能であることが判る。

【００７５】次に、実施形態１における基板中央部およ
び基板端部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域（無色層６）の直径
を表５に示す。

【００７６】

【表５】

【００７７】表５によると、基板中央部、基板端部とも
に、Ｒ，Ｇ，Ｂの無色領域の直径は設計値どおりであ
る。仮に、Ｒ，Ｇ，Ｂの無色領域の直径が色相ごとに異
なるような設計の場合であっても、それぞれ設計値通り
の無色領域に仕上げることが可能である。これは、無色
層６を形成することにより無色領域の面積を最初に決め
ているからである。すなわち、実施形態１では、実施形
態２のような露光、現像、焼成を繰り返すことによる、
基板面内でのレジストの露光感度の差が生じないので、
無色領域の面積は、設計値どおりに仕上がる。

【００７８】実施形態１の着色層付き基板の反射時の色
度を表６に、色度図を図１４にそれぞれ示す。なお、色
度の測定方法等は上記表２、図１２の場合と同じであ
る。

【００７９】

【表６】

【００８０】表６および図１４から、Ｒ，Ｇ，Ｂとも無
色領域の大きさは設計値どおりに仕上がっているので、
基板中央部、基板端部とも、設計値どおりの色度を示し
ている。したがって、実施形態１では、基板の中央部と
端部とで、表示の色度ずれがなく、基板面内で均一な表
示にすることが可能となる。

【００８１】実施形態１では、基板中央部および基板端
部におけるＲ，Ｇ，Ｂの各色相それぞれのＹ値が同じで
ある。言い換えれば基板中央部と基板端部とで白表示の
Ｙ値が同じである。しかし、基板中央部と基板端部とで
白表示のＹ値が同一でなくても、基板面内で均一な表示
を行なうことができる程度のＹ値の差異があっても良
い。具体的には、１以下程度のＹ値の差異があっても良
い。実施形態１および２では、基板中央部と基板端部の
２箇所について反射時の色度を測定しているが、３箇所
以上の箇所について反射時の色度を測定し、各箇所にお
けるＹ値の平均値（白表示のＹ値）を算出し、各箇所で
のＹ値を比較しても良い。

【００８２】（実施形態３）実施形態３では、基板が樹
脂製基板である場合について説明する。本実施形態の着
色層付き基板は、基板が樹脂製である点を除けば、基板
がガラス製である実施形態１の着色層付き基板と異なる
ところがないので、本実施形態の構成要素や製造方法の
説明を省略する。

【００８３】合成樹脂（プラスチック）製基板を用いた
場合、基板が製造過程で膨張、収縮するので、アライメ
ント精度が悪くなる。したがって、着色層内の無色領域
を精度良く形成するのが非常に困難である。本発明の製
造方法は、この課題に対して非常に有効である。

【００８４】具体的には、図５に示すように、無色層を
形成後にブラックマトリクスを形成する場合、無色層が
ブラックマトリクス（遮光層）で仕切られる領域内ある
いは電極で形成される画素領域内に入るように、ブラッ
クマトリクス形成時の露光工程のみ厳しい温度管理を行
えばよく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色相については、あまり厳格
でない温度管理条件で、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層の露光、
現像をおこなえばよい。また、ブラックマトリクス形成
後に、無色層を形成する場合でも、無色層が着色層より
も先に形成され、着色層内の無色領域が決定されるの
で、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層は、あまり厳格でない温度管
理下で形成することができる。つまり、本実施形態にお
いては、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層を形成する際の温度管理
を厳格にする必要がなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色相の露光条
件のマージンが広がり、実施形態１と同様の色度が得ら
れる。

【００８５】合成樹脂製基板を用いた場合、製造過程で
基板が膨張、収縮し易いので、上述の逐次露光現像型フ
ォトレジストを用いた場合に限らず、顔料分散法等の着
色層を順次形成する製造方法においても、着色層内の無
色領域を精度良く形成することは困難である。つまり、
着色層が形成されるときの熱影響や着色層の膜応力の影
響を受けて、合成樹脂製基板が膨張、収縮するので、ア
ライメント精度がガラス基板に比べ劣る。以下に、合成
樹脂製基板を用いた従来の製造方法による着色層付き基
板を比較例として挙げて、合成樹脂製基板の熱による影
響に関して詳述する。

【００８６】合成樹脂製基板では、露光時の温度によっ
て、基板の膨張、収縮が起こりアライメントズレが発生
する。着色層に無色領域（開口部）を設けない場合は、
着色層が画素領域内に配置されれば良いので、雰囲気温
度を設定することで生産可能である。具体的には、基板
の温度を±０．３℃程度で管理すればよく、これ以上の
厳しい温度管理を必要としなかった。

【００８７】しかしながら、着色層に無色領域（開口
部）を設ける場合は、着色層の開口部と、ブラックマト
リックスまたは反射層の開口部とが重ならないようにす
る必要があり、さらに厳しい基板の温度管理が必要とな
る。基板の温度管理を厳しくするためには、工場の雰囲
気温度、露光器の温度を厳しく管理するだけでなく、露
光器に投入される基板の温度管理も必要になる。例え
ば、遮光膜の製膜工程から各着色層形成までの滞留時間
が全体的に短かった場合では、設定タクト時間よりも短
いので、基板温度が設定よりも高い状態で露光され、図
１５に示すように、基板の端部では、無色領域（開口部
１０ａ）は、設計の位置よりも内側（基板中央部側）に
形成され、内側のブラックマトリックス７と開口部が重
なってしまう。

【００８８】逆に、滞留時間が長かった場合や、過冷却
になった場合では、遮光膜露光時の温度よりも、Ｒ，
Ｇ，Ｂの露光時の温度が低くなるので、図１６に示すよ
うに、基板の端部では、無色領域（開口部１０ａ）は、
設計の位置よりも外側（基板端部側）に形成され、開口
部が外側のブラックマトリックス７と重なってしまう。
このように、着色層に無色領域（開口部１０ａ）を設け
る場合は、厳しい温度管理が必要であり、その為に生産
性が低下するといった問題がある。

【００８９】ここで、基板中央部がアライメントされる
ように条件を設定した場合の基板中央部における一絵素
の模式的な平面図を図１７に、基板端部における一絵素
の模式的な平面図を図１８にそれぞれ示す。図１７に示
すように、基板中央部では、アライメントされ、着色層
１０の開口部１０ａが画素領域内に形成される。しかし
ながら、図１８に示すように、基板端部では、着色層１
０の開口部１０ａはブラックマトリックス７と重なり、
開口部１０ａの面積は小さくなってしまう。これは、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各着色層１０を形成する際に、露光時の温
度がばらついたことにより、基板の膨張、収縮が起こ
り、重なりが発生したためである。

【００９０】図１８（ｂ）に示すように、アライメント
ズレが１０μｍ発生した場合の色度を表７に、色度図を
図１９にそれぞれ示す。

【００９１】

【表７】

【００９２】図１９に示すように、基板中央部では、設
計値どおりの色度を示すことがわかる。しかしながら、
基板端部では、開口部１０ａの面積が小さくなるので、
Ｙ値が小さくなる。したがって、この着色層付き基板を
用いて、液晶表示装置を作製したときに、基板中央部
は、設計どおりの表示をするのに対して、基板端部は、
全体的な色度の変化はないが、反射時の表示が暗い表示
になる。なお、図１８では、Ｒ，Ｇ，Ｂの全ての着色層
１０について、開口部１０ａのズレを起こした場合を示
したが、図２０に示すように、Ｂのみ、またはＲのみや
Ｇのみが開口部１０ａのズレを起こす場合もありうる。
このような場合も、図１９と同様に、基板の中央部と端
部とで色度ズレをおこす。

【００９３】次に、合成樹脂製基板上に、レジストダイ
レクト電着法を用いて着色層１０を形成する場合につい
て説明する。基板中央部が設計値になるように、また基
板中央部がアライメントされるように設定した場合の基
板中央部における一絵素の模式的な平面図を図１７に、
基板端部における一絵素の模式的な平面図を図２１にそ
れぞれ示す。

【００９４】基板中央部では、アライメントされ、着色
層１０の開口部１０ａが画素領域内に配置される。ま
た、開口部１０ａも設計どおりの大きさに仕上がる。し
かしながら、基板端部では、アライメントズレをおこ
し、開口部１０ａがブラックマトリックス７と重なって
しまう。また、実施形態２と同様に、全ての着色層１０
について開口部１０ａが小さくなる。さらに、実施形態
２と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂの順で各着色層１０を形成する
に従って、次第に設計値からのズレが大きくなることが
わかる。この色度を表８に、色度図を図２２にそれぞれ
示す。

【００９５】

【表８】

【００９６】基板中央部では、アライメントズレもな
く、また開口部１０ａの面積も設計どおりであるので、
設計値どおりの色度を示す。しかしながら、基板端部で
は、アライメントズレが発生し、また開口部１０ａも小
さく仕上がる。したがって、Ｙ値は小さくなり、色度は
設計値からずれて、色が濃くなっているのがわかる。ま
た、この色度のズレ量は、ＲよりもＧ、ＧよりもＢのほ
うが大きいことがわかる。さらに、この色度ズレは、実
施形態２のズレ量より大きく（図１２参照）、合成樹脂
製基板を用いた場合のほうが、基板面内での色度ズレは
大きい。したがって、この着色層付き基板を用いて液晶
表示装置を作製したときに、基板中央部は、設計どおり
の表示をするのに対して、基板端部は、反射時の表示が
暗く、また全体的に青っぽい表示になる。また、このバ
ラツキ量は、合成樹脂製基板を用いた場合のほうが大き
い。なお、開口部１０ａの大きさや位置がずれることに
よって、開口部１０ａの領域と反射板１１の開口部１１
ａの領域とが重なることがあり得る。この場合、反射表
示のみならず、透過表示においても基板面内での色度ズ
レを生じるおそれがある。

【００９７】実施形態３では、合成樹脂製基板１２上
に、レジストダイレクト電着法を用いて着色層１０を形
成する場合であっても、図２３に示すように、基板中央
部、基板端部とも、無色領域に無色層６を設計値どおり
に形成することができる。したがって、基板の中央部と
端部とで、表示の色度ずれがなく、基板面内で均一な表
示にすることが可能となる。

【００９８】（実施形態４）実施形態４では、着色層の
無色領域を決定する無色層として、顔料分散カラーフィ
ルタ材料と同系統の材料であって、かつ顔料を含まない
透明樹脂を用いた場合について説明する。本実施形態で
は、着色層の形成工程と同工程において、無色領域に無
色層を形成することができる。本実施形態の液晶表示装
置は、実施形態１の液晶表示装置の構成要素と同じであ
るので、本実施形態の液晶表示装置の構成要素の説明を
省略する。

【００９９】以下に、実施形態４の着色層付き基板の製
造方法について説明を行う。まず、開口部１１ａを有す
る反射膜１１付きガラス基板１２上に、着色層を電着す
るためのＩＴＯ膜を基板全面に形成する。繰り返し使用
可能な逐次露光現像型フォトレジスト１６を全面に塗布
する。無色領域におけるレジスト１６を露光、現像する
ことによって除去する。電着用ＩＴＯ膜が露出した領域
（無色領域）に、顔料を分散しない電着用カラーフィル
タ材料を電着させて、顔料なし着色層（無色層６に相当
する）を形成する。この顔料なし着色層（無色層）は、
無色透明の樹脂から形成され、例えば電着用カラーフィ
ルタ材料に用いられているポリエステル／メラミン樹脂
系アニオン型電着樹脂が用いられる。同様に、遮光膜で
あるブラックマトリクス（Ｂｋ）を電着形成する領域の
レジスト１６を露光、現像して、電極を露出させ、遮光
層を電着形成する。

【０１００】次に、赤色に着色される画素領域より少し
広い範囲のレジスト１６に対して露光、現像処理を施し
て、赤色の画素領域のレジスト１６を除去する。レジス
トダイレクト電着法によって、赤色の着色層１０Ｒを形
成する。赤色の着色層１０Ｒを電着形成するとき、無色
領域には顔料なし着色層（無色層６に相当する）が設け
られており、もはやこの領域には着色層は形成されな
い。したがって、各色相の画素領域の無色層６は着色層
１０の製造精度の影響を受けることなく形成することが
できる。

【０１０１】さらに、同様にして、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
の各色相の着色層１０Ｇ、１０Ｂを順次電着形成するこ
とによって、本実施形態における着色層１０Ｒ、１０
Ｇ、１０Ｂが得られる。さらに、着色層１０Ｒ、１０
Ｇ、１０Ｂおよび顔料なし着色層（無色層６に相当す
る）の上に、オーバーコート膜（平坦化膜）９を形成す
る。

【０１０２】本実施形態では、例えばＲＧＢの着色層を
形成する前の工程で、顔料なし着色層（無色層６に相当
する）を形成するので、従来の製造方法のように、着色
層の製造にともなう無色領域の位置や大きさのバラツキ
の影響を受けることなく、均一な無色領域を有する着色
層付き基板が得られる。また、本実施形態では、着色層
の形成工程と同じ工程を用いることが可能であり、最初
の一回目の露光、現像により、着色層１０内の無色領域
が決定されるので、無色領域の寸法バラツキは発生しな
い。

【０１０３】なお、本実施形態では、顔料なし着色層
（無色層６に相当する）を用いたが、例えば色調調整用
の顔料を透明樹脂に分散させる程度であれば、無色領域
を透過する光は高輝度を維持することができるので、本
実施形態の着色層付き基板と同等の効果が得られる。ま
た、本実施形態では、遮光膜を形成しているが、遮光膜
は形成しなくても構わない。

【０１０４】（実施形態５）本実施形態では、実施形態
１で得られる着色層付き基板における無色層６の屈折率
に関する検討を行った。実施形態１の着色層付き基板に
おけるオーバーコート膜（平坦化膜）９の屈折率は１．
５である。そこで、無色層６として、屈折率が１．５ま
たは１．７の２種類の透明樹脂を用いて、反射光による
色度測定をおこなった。なお、測定方法は、実施形態１
で示した通りである。その結果を表９に示す。

【０１０５】

【表９】

【０１０６】表９から、屈折率の相違によって、色度
（ｘ，ｙ）は変化しないが、Ｙ値が変化することが判
る。すなわち、無色層６とオーバーコート膜（平坦化
膜）９とで屈折率を合わせることによって、反射率が向
上し、本実施形態ではＹ値が約３％向上している。した
がって、無色層６の屈折率を、オーバーコート膜（平坦
化膜）９に合わせるのが好ましい。本実施形態では、無
色層６とオーバーコート膜（平坦化膜）９とで屈折率が
同一であるが、必ずしも同一でなくてもよく、屈折率が
０．１以下程度の差異を有していても良い。無色層６と
オーバーコート膜（平坦化膜）９の屈折率は、例えば溝
尻光学工業所製ＤＨＡ−ＯＬＸ／Ｓ４を用いて測定する
ことができる。なお、着色層１０とオーバーコート膜
（平坦化膜）９とは、同系統の材料が一般に用いられる
ので、これらの屈折率は略同一である。

【０１０７】（他の実施形態）実施形態１〜５では、前
方散乱板３を用いているが、凹凸を有する基板や凹凸を
有する樹脂層が設けられた基板を前方散乱板３に代えて
用いることによって、反射時の散乱効果を得るようにし
ても良い。実施形態１〜５では、観測者と反対側の下側
基板１２に、着色層１０を形成しているが、観測者側の
上側基板４に着色層１０を形成し、下側基板１２に反射
層１１を形成しても良い。また、実施形態１〜５では、
下側基板１２の液晶層８側に反射層１１が形成されてい
るが、下側基板１２の背面側（バックライト１４側）に
反射層１１が形成されていても良い。さらに、実施形態
１〜５では偏光板を有する液晶表示装置を例に説明した
が、本発明は偏光板が不要なゲストホスト方式、高分子
分散方式の液晶表示装置にも適応することができる。

【０１０８】実施形態１〜５では、赤、緑、青の混色に
よりフルカラー画像を表示するが、マゼンタ、イエロ
ー、シアンの混色によりフルカラー画像を表示しても良
い。また、画素の配列として、モザイク配列型や格子状
配列型などいずれの配列をも採用し得る。

【０１０９】実施形態１〜５では、無色層６は着色され
ていないが、無色層６に色味調整程度の着色を施しても
よい。例えば、実施形態１〜５の液晶表示装置の無色層
６に色味調整程度の着色を施すことによって、反射表示
時の色調のみを調整することが可能になり、反射表示時
と透過表示で微妙に色調を調整することが可能になる。
また、光散乱性物質を分散させた透明樹脂から無色層６
を形成して、無色層６に光拡散機能を付与してもよい。

【０１１０】（実施形態６）アクティブ駆動方式やパッ
シブ駆動方式などの駆動方式を問わず、本発明の着色層
付き基板を有する液晶表示装置、例えば半透過型カラー
液晶表示装置は、様々な電子機器のディスプレイとして
用いることができる。今日、表示装置を搭載した製品と
しては、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソ
ナルコンピュータ（ディスプレイ）、ノート型パーソナ
ルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタル時計、ヘッ
ドマウントディスプレイ、カーナビゲーション（モニタ
ー）、プロジェクションテレビ、液晶テレビなどが挙げ
られる。

【０１１１】これら電子機器を図２５に例示する。図２
５（ａ）は、折り畳み式の携帯電話機を開いた状態を示
す正面および背面図である。携帯電話機（本体）１００
０は、アンテナ１００１、音声出力部１００２、主表示
部１００３、操作スイッチ１００５、音声入力部１００
６を有しており、本体１０００の背面に、副表示部１０
０４を有する。本発明の液晶表示装置は、主表示部１０
０３および副表示部１００４等に適応できる。

【０１１２】図２５（ｂ）は、ＰＤＡの斜視図である。
ＰＤＡ（本体）２０００は、表示部２００１、操作スイ
ッチ２００２、外部接続端子２００３を有する。本発明
の液晶表示装置は、表示部２００１に適応することがで
きる。

【０１１３】図２５（ｃ）は、ノート型パソコンの斜視
図である。パソコン（本体）３０００は、表示部３００
１、キーボード３００２、外部接続端子３００３を有す
る。本発明の液晶表示装置は、表示部３００１に適応す
ることができる。

【０１１４】図２５（ｄ）は、液晶テレビの斜視図であ
る。液晶テレビ（本体）４０００は、表示部４００１、
受信部４００２、操作スイッチ４００３を有する。本発
明の液晶表示装置は、表示部４００１に適応することが
できる。

【０１１５】図２５（ｅ）は、ビデオカメラの斜視図で
ある。ビデオカメラ（本体）５０００は、表示部５００
１、受像部５００２、操作スイッチ５００３、ファイン
ダー５００４を有する。本発明の液晶表示装置は、表示
部５００１に適応することができる。

【０１１６】以上の様に、本発明の液晶表示装置は、適
応範囲が極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適応す
ることが可能である。特に反射および透過の両方で高品
位な色表示が可能であるので、図２５に示した携帯型電
子機器に高い適応性がある。また、他にも電子掲示板や
ＦＡＸ、ホームエレクトロニクス端末用ディスプレイに
も活用することが可能である。

【０１１７】

【発明の効果】本発明の着色層付き基板によれば、反射
光による表示色度のバラツキが少なく視認性に優れた表
示装置、例えば液晶表示装置が得られる。本発明の着色
層付き基板の製造方法によれば、着色層の製造精度に依
存せずに、無色領域の位置ずれを少なくすることができ
る。したがって、同一色相の各画素間での表示色度のバ
ラツキが少ない着色層付き基板が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の半透過型カラー液晶表示装置を模
式的に示す断面図である。

【図２】実施形態１の液晶表示装置における一つの絵素
を模式的に示す平面図である。

【図３】オーバーコート膜９ａに散乱効果を付与した他
の実施形態の半透過型カラー液晶表示装置を模式的に示
す断面図である。

【図４】実施形態１における各光学素子の軸角度を示す
図である。

【図５】実施形態１の液晶表示装置に用いられる着色層
付き基板の製造工程を説明するための模式的な断面図で
ある。

【図６】実施形態２の液晶表示装置を模式的に示す断面
図である。

【図７】実施形態２の液晶表示装置における一つの絵素
を模式的に示す平面図である。

【図８】実施形態２の液晶表示装置に用いられる着色層
付き基板の製造工程を説明するための模式的な断面図で
ある。

【図９】実施形態２で示した方法により、基板中央部に
おける着色層１０の無色領域（開口部１０ａ）の大きさ
が設計値通りになるように、露光条件等を調整しながら
製造した場合の一絵素を模式的に示す平面図である。

【図１０】実施形態２で示した方法により、基板端部に
おける着色層１０の無色領域（開口部１０ａ）の大きさ
が設計値通りになるように、露光条件等を調整しながら
製造した場合の基板中央部および基板端部における一絵
素を模式的に示す平面図である。

【図１１】実施形態１の着色層付き基板の基板中央部お
よび基板端部における一絵素を模式的に示す平面図であ
る。

【図１２】図９に示す着色層付き基板の基板中央部およ
び基板端部における反射時の色度図である。

【図１３】図１０に示す着色層付き基板の基板中央部お
よび基板端部における反射時の色度図である。

【図１４】実施形態１に示す着色層付き基板の基板中央
部および基板端部における反射時の色度図である。

【図１５】比較例において基板が膨張したときの基板端
部における一絵素を模式的に示す平面図である。

【図１６】比較例において基板が収縮したときの基板端
部における一絵素を模式的に示す平面図である。

【図１７】図１７（ａ）は基板中央部がアライメントさ
れるように条件を設定した場合の基板中央部における一
絵素の模式的な平面図であり、図１７（ｂ）は、無色領
域１０ａとブラックマトリクス７との位置関係を示す平
面図である。

【図１８】図１８（ａ）は基板中央部がアライメントさ
れるように条件を設定した場合の基板端部における一絵
素の模式的な平面図であり、図１８（ｂ）は、無色領域
１０ａとブラックマトリクス７との位置関係を示す平面
図である。

【図１９】図１７（ｂ）に示すように、アライメントズ
レが１０μｍ発生した場合の色度図である。

【図２０】青色の着色層１０においてのみ開口部１０ａ
のズレを起こした場合の一絵素の模式的な平面図であ
る。

【図２１】合成樹脂製基板上に、レジストダイレクト電
着法を用いて着色層１０を形成した場合の基板端部にお
ける一絵素の模式的な平面図である。

【図２２】合成樹脂製基板上に、レジストダイレクト電
着法を用いて着色層１０を形成した場合の基板中央部お
よび基板端部における反射時の色度図である。

【図２３】実施形態３の着色層付き基板の基板中央部お
よび基板端部における一絵素を模式的に示す平面図であ
る。

【図２４】レジストダイレクト電着法によって、カラー
フィルターを形成する工程を説明するための模式的な断
面図である。

【図２５】本発明の液晶表示装置が用いられる電子機器
を例示する図である。

【符号の説明】

１ 上側偏光板 ２ａ 第一位相差板 ２ｂ 第二位相差板 ２ｃ 第三位相差板 ３ 前方散乱板 ４ 上側基板 ５ 透明表示用電極 ６ 無色層 ７ ブラックマトリクス ８ 液晶層 ９ オーバーコート膜（平坦化膜） １０ 着色層 １１ 反射膜 １２ 下側基板 １３ 下側偏光板 １４ バックライト １５ 感光性を有する無色透明な樹脂 １６ 逐次露光現像型フォトレジスト

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/35 Ｇ０９Ｆ 9/35 (72)発明者 ▲吉▼村 和也 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA11 BA45 BA62 BA66 BB01 BB02 BB08 BB28 BB42 2H091 FA02Y FA15Y FA35Y FA41Z FC06 FC12 GA02 GA03 GA06 GA07 GA16 LA12 LA15 LA17 5C094 AA03 AA08 AA42 AA43 CA24 ED03

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射層を有する基板上に、複数の画素領
   域を有する着色層が複数色形成された、着色層付き基板
   であって、 前記複数の画素領域のそれぞれは、実質的に無色である
   無色領域を複数含む、着色層付き基板。
2. 【請求項２】 前記複数色の着色層のそれぞれは、前記
   複数の画素領域のそれぞれに含まれる前記複数の無色領
   域の総面積が同一色相において同じである、請求項１に
   記載の着色層付き基板。
3. 【請求項３】 前記複数色の着色層のそれぞれの前記無
   色領域に、実質的に無色な無色層が形成された、着色層
   付き基板であって、前記無色層の形成後に、前記複数色
   の着色層が形成された、請求項１に記載の着色層付き基
   板。
4. 【請求項４】 前記無色層および前記着色層の上に、前
   記無色層および前記着色層を平坦化するための平坦化膜
   が形成され、前記無色層と前記平坦化膜とが略同一の屈
   折率を有する、請求項３に記載の着色層付き基板。
5. 【請求項５】 前記着色層が赤、青および緑の着色層で
   あり、前記基板上の複数箇所における前記着色層のそれ
   ぞれの色相について反射時の色度を測定した場合、前記
   基板上の各箇所における各色相のＹ値の平均値が略同じ
   である、請求項１に記載の着色層付き基板。
6. 【請求項６】 前記複数の画素領域のそれぞれは、光が
   透過する透過領域と、前記反射層によって光が反射する
   反射領域とを有し、前記複数の無色領域は、前記反射領
   域内に含まれる、請求項１に記載の着色層付き基板。
7. 【請求項７】 前記基板が樹脂製基板である、請求項１
   に記載の着色層付き基板。
8. 【請求項８】 実質的に無色である無色領域を複数有す
   る着色層が基板上に複数色形成された、着色層付き基板
   を製造する方法であって、 実質的に無色である無色層を形成する工程と、 前記無色層が形成された無色領域以外の領域に、複数色
   の前記着色層を各色相毎に形成する工程とを有する、着
   色層付き基板の製造方法。
9. 【請求項９】 前記基板上にレジスト膜を形成する工程
   と、 前記レジスト膜に対して露光および現像処理を施して、
   前記無色領域における前記レジスト膜を除去した後、前
   記無色領域に前記無色層を形成する工程と、 前記無色層を形成した後に、前記レジスト膜に対して露
   光および現像処理を施して、前記着色層が形成される領
   域における前記レジスト膜を除去し、前記着色層を形成
   する工程とを有する、請求項８に記載の着色層付き基板
   の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記無色層が、前記着色層の顔料以外
    の材料と同系統の材料から構成される、請求項８または
    ９に記載の着色層付き基板の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記基板上に、実質的に無色である感
    光性の樹脂膜を形成する工程と、 前記無色領域以外の領域における前記樹脂膜を除去し
    て、前記無色領域に無色層を形成する工程と、 前記無色層が形成された領域以外の領域に、複数色の前
    記着色層を各色相毎に形成する工程とを有する、請求項
    ８に記載の着色層付き基板の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記無色層を形成した後、前記基板上
    にレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に対して露光および現像処理を施して、
    複数色のうちいずれか一色の前記着色層が形成される領
    域における前記レジスト膜を除去した後、前記一色の着
    色層を形成する工程と、 前記一色の着色層を形成した後に、前記レジスト膜に対
    して露光および現像処理を施して、前記一色以外の他色
    の前記着色層が形成される領域における前記レジスト膜
    を除去し、前記他色の着色層を形成する工程とを有す
    る、請求項８に記載の着色層付き基板の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記無色層および／または前記着色層
    が電着によって形成される、請求項８から１２のいずれ
    か１項に記載の着色層付き基板の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記基板が樹脂製基板である、請求項
    ８から１３のいずれか１項に記載の着色層付き基板の製
    造方法。
15. 【請求項１５】 請求項１から７のいずれか１項に記載
    の着色層付き基板を有する液晶表示装置。
16. 【請求項１６】 請求項１３または１４に記載の方法で
    製造された着色層付き基板を有する液晶表示装置であっ
    て、 前記基板上には、光を透過する開口部と光を反射する反
    射部とを有する反射層が形成され、前記無色領域が前記
    反射部上に形成された、液晶表示装置。
17. 【請求項１７】 請求項１５に記載の液晶表示装置を有
    する、電子機器。