JP2007101645A - カラーフィルタおよびこれを有する半透過半反射型液晶表示装置、位相差制御層の形成方法、ならびにカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化が可能な半透過半反射型液晶表示装置を実現するためのカラーフィルタであって、波長分散を低減し、可視光全域に渡って良好な偏光が可能であるカラーフィルタ、および該カラーフィルタを用いて形成され、黒表示の際に光漏れがより少なく高品位な表示を可能とする半透過半反射型液晶表示装置、これらを実現する位相差制御層の形成方法、ならびに該カラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】光透過性を有する基板２の上面に、異なる色の可視光をそれぞれ透過する複数の色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）が配列して構成した着色層４と、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）を前記色パターン４Ｒの上面に分散して形成した位相差制御層５とを有し、前記複数の色パターン４Ｒの色毎に、その上面に分散して形成した位相差パターン５Ｒの厚さが異なることを特徴とするカラーフィルタ１ａ。
【選択図】図１

Description

本発明は、重合性液晶材料により形成される位相差制御層を有する半透過半反射型液晶表示装置用のカラーフィルタに対し、可視光の全域にわたる波長分散を低減する技術に関する。

現在、さまざまな液晶表示装置が開発されているが、光の利用の仕方により、自然光や室内光などの外光を利用する反射型液晶表示装置と、バックライトからの照明光を利用する透過型液晶表示装置と、上記反射と透過の両方が可能な半透過半反射型液晶表示装置とに大別することができる。

半透過半反射型液晶表示装置の一形態としては、図４に示されるタイプの装置が提案されている。図４に示される半透過半反射型液晶表示装置１０１ａは、液晶層１１０を挟んで、上基板１２０と下基板１３０とが設けられている。

下基板１３０の内面側には、半透過半反射層として、アルミニウムなどの金属膜からなる反射板１３４ａと、透過表示用の光透過部１３４ｂが形成されている。さらに該半透過半反射層１３４上には、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：以下「ＩＴＯ」と略記する。）などからなる透明電極層１３５が形成されており、外面側には２枚の位相差板１３１，１３２、および最外面に偏光板１３３が設けられている。さらにその下方にはバックライト１４０が設けられる。反射板１３４ａの設けられた領域（以下、「反射表示領域」という。）では外光を利用した反射表示が行われ、透過部１３４ｂの設けられた領域（以下、「透過表示領域」という。）ではバックライト１４０の照明光を利用した透過表示が行われる。

なお、本発明において、ある層に関して内面側とは液晶層のある側を指し、外面側とはその反対側を意味するものとする。また位相差板とは、所定の位相差を生じさせるためのフィルム状、シート状または板状に予め成形された光学部材であって基材等とは接着層を介して接合する必要のあるものをいう。これに対し、位相差制御層とは、液晶性高分子材料を基材等の上に塗布および硬化させて得られる層構造であって、位相差板と同様の機能を有するものをいう。

なお、本発明において、「１／４波長の位相差」または「１／４波長の位相のずれ」が生じるとは、直線偏光の入射光が円偏光の出射光になること、または円偏光の入射光が直線偏光の出射光になることを意味する。同様に「１／２波長の位相差」または「１／２波長の位相のずれ」が生じるとは、直線偏光の入射光がこれと直交する方向に偏光した出射光になること、または右（左）回り円偏光の入射光がこれと反対回りの左（右）回り円偏光の出射光になることを意味する。また、上記１／４（または１／２）波長の位相差を入射光に与えるものを１／４（または１／２）波長位相差板または１／４（または１／２）波長位相差層という。

上基板１２０の内面側には、ブラックマトリクス１２７と複数の色パターン１２６Ｒ（Ｇ，Ｂ）とからなる着色層１２６が一定の膜厚で形成され、次いで保護膜１２９、透明電極層１２５が設けられており、外面側には下基板１３０と同様に２枚の位相差板１２１，１２２、および最外面に偏光板１２３が設けられている。

下基板１３０および上基板１２０の外面側に設けられた位相差板１２１，１２２，１３１，１３２は、２枚の位相差板１２１と１２２、および１３１と１３２とを合わせてそれぞれ広帯域タイプの１／４波長位相差板として機能し、ほぼ可視光線領域全体にわたって直線偏光を円偏光にするものである。また偏光板と位相差板が上下基板の両外面側に設けられる構成としているため、バックライト１４０および外部からの入射光を共に円偏光とすることが可能である。

しかしながら、上下基板１２０，１３０と偏光板との間にそれぞれ２枚の位相差板を、接着層を介して設ける上記従来の液晶表示装置１０１ａでは、装置全体の膜厚がかなり厚くなってしまうため、装置の小型化という観点から問題がある。また、バックライト１４０から照射された混合光は、偏光板１３３を透過して所定の角度の直線偏光となり、さらに１／４波長位相差板１３２，１３１を通過して円偏光となるが、該円偏光は反射板１３４ａの裏面で反射されると円偏光の向きが逆転する。このため、かかる反射光が１／４波長位相差板１３１，１３２によりさらに偏光され、前記直線偏光と透過軸が直交する直線偏光となって偏光板１３３にいたる結果、偏光板１３３を透過できずこれに吸収されてしまう。よって、このような戻り光をバックライト反射板１４１で再度液晶層１１０に向けて反射することができず、照射光の再利用ができないという問題も生じていた。

この問題を解決するため、下基板１３０における反射表示領域に重ねて位相差制御層１３７を微細にパターニングした半透過半反射型液晶表示装置１０１ｂが提案されている（特許文献１）。これを図５に示す。液晶表示装置１０１ｂでは、基材外面側の位相差板を不要とし、さらにバックライトの光を再利用可能とした。なお、特許文献１記載の発明では、反射表示領域の着色層１２６の厚さまたは色素濃度を、それぞれ透過表示領域における着色層のものよりも薄くすることにより、反射板１３４ａにて反射する入射光が着色層１２６を２回通過して再利用されることの影響を調整している。

位相差制御層１３７を微細にパターニングする一つの手段としては、紫外線硬化性の液晶性高分子材料を用い、液晶状態にした該液晶材料を、フォトリソグラフィー法を用いて局所的に光重合させ、位相差パターン以外の領域をエッチング除去する形成方法がある。

また、図５の液晶表示装置１０１ｂから、着色層１２６および位相差制御層１３７を上基板１２０側に移動させた液晶表示装置１０１ｃおよびカラーフィルタ１０２の発明もまた提案されている。これを図６に示す。

図５および６に記載の半透過半反射型液晶表示装置１０１ｂ，ｃによれば、上下基板１２０，１３０にそれぞれ２枚の位相差板を設ける必要がなく、またバックライト１４０の照射光を再利用可能であるという利点がある。
特開２００４−４４９４号公報

しかしながら、図５および６に示す従来の半透過半反射型液晶表示装置１０１ｂ，ｃにおいては、着色層１２６を構成する色パターンを透過する光の色、すなわち可視光線の波長は、透過する色パターンごとに異なるため、均一な波長ずれを入射光に与える機能のみを有する従来の位相差制御層１３７では、各透過光に最適な位相差量を発生させることができなかった。つまり、従来の位相差制御層１３７では可視光線全域に渡っての良好な円偏光が得られず、液晶表示装置の広帯域化ができないという問題点があった。

かかる広帯域化に関しては、逆波長分散特性を有する位相差フィルム（例として帝人社ＷＲＦフィルムシリーズ）や、従来例に示した１／２波長位相差板や１／４波長位相差板とを組み合わせた位相差フィルムが一般的に用いられる。しかしながら、一般に重合性液晶材料は、屈折率異方性が短波長側で大きくなるという屈折率の波長分散特性を有しており、同一材料かつ同一膜厚で構成した場合、可視光線の全体波長域に渡って良好な円偏光状態を形成することはできない。

より具体的に説明する。位相差板（および位相差制御層）に要求される位相差量は、着色層を構成する色パターンの色（実際には透過光の波長）ごとに異なる。例えば、赤色光の中心波長を６５０ｎｍ、緑色光の中心波長を５５０ｎｍ、および青色光の中心波長を４５０ｎｍとすると、１／４波長位相差板に要求される位相差量は、赤色光では６５０／４＝１６３ｎｍ、緑色光では５５０／４＝１３８ｎｍ、青色光では４５０／４＝１１３ｎｍとなる。そのため、一般的に光学設計時には、視感度の最も大きい緑色付近（５５０ｎｍ付近）の波長で円偏光が実現するよう位相差板は形成されている。したがって、赤色領域および青色領域では位相差量が不十分または過剰であって完全な円偏光が得られず、液晶画面において黒表示を行う際にはこれらの光成分の漏れが発生し、紫がかった黒表示となってしまうという問題点があった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、薄型化が可能な半透過半反射型液晶表示装置を実現するためのカラーフィルタであって、波長分散を低減し、可視光全域に渡って良好な偏光が可能であるカラーフィルタ、および該カラーフィルタを用いて形成され、黒表示の際に光漏れがより少なく高品位な表示を可能とする半透過半反射型液晶表示装置、これらを実現する位相差制御層の形成方法、ならびに該カラーフィルタの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明にかかるカラーフィルタは、
（１）光透過性を有する基材の上面に、
異なる色の可視光をそれぞれ透過する複数の色パターンを配列して構成した着色層と、
位相差パターンを前記色パターンの上面に分散して形成した位相差制御層とを有し、
前記複数の色パターンの色毎に、その上面に分散して形成した位相差パターンの厚さが異なることを特徴とするカラーフィルタ；
（２）色パターンの厚さが色毎に異なることを特徴とする上記（１）記載のカラーフィルタ；
（３）色パターンの厚さと、その上面に形成した位相差パターンの厚さとの合計が、前記色パターンの色によらず一定であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のカラーフィルタ；
（４）位相差制御層のうち、前記位相差パターン以外の領域においては、位相差量が実質的にゼロであることを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載のカラーフィルタ；
（５）位相差制御層のうち、前記位相差パターンは光学的異方性の液晶材料からなり、該位相差パターン以外の領域は光学的等方性の液晶材料からなることを特徴とする上記（１）から（４）のいずれかに記載のカラーフィルタ；
（６）位相差制御層が、紫外線重合型のサーモトロピック型液晶材料からなることを特徴とする上記（１）から（５）のいずれかに記載のカラーフィルタ；
（７）位相差制御層の片側上面であって、前記着色層と接していない片側上面に、保護膜が設けられていることを特徴とする上記（１）から（６）のいずれかに記載のカラーフィルタ；
を要旨とする。

また本発明にかかる半透過半反射型液晶表示装置は、
（８）上記（１）から（７）のいずれかに記載のカラーフィルタにおける前記位相差パターンと対向する位置に反射表示領域を有する半透過半反射型液晶表示装置；
を要旨とする。

また本発明にかかる位相差制御層の形成方法は、
（９）光透過性の着色層の上面に、
紫外線重合型の液晶性化合物を含有する重合性液晶組成物の層を成膜し、
前記液晶性化合物を液晶相温度にて配向させ、
前記層の上面に所定のパターンにパターニングされたフォトマスクを設け、
前記配向した液晶性化合物を、液晶相温度にて、該フォトマスクを介し、紫外線露光により重合および固定化して位相差パターンを形成する、位相差制御層の形成方法；
（１０）液晶相温度における紫外線露光により前記位相差パターンが形成された後、フォトマスクを除去し、さらに、前記層において未重合であった液晶性化合物を等方相温度にて紫外線露光することにより、重合させ固定化することを特徴とする上記（９）記載の位相差制御層の形成方法；
（１１）等方相温度が、前記層において未重合であった液晶性化合物の等方相転移温度以上であって、かつ熱重合反応が進行する熱重合温度である上記（１０）記載の位相差制御層の形成方法；
（１２）液晶相温度における紫外線露光により前記位相差パターンが形成された後、フォトマスクを除去し、さらに、前記層において未重合であった液晶性化合物を等方相転移温度以上であって、かつ熱重合反応が進行する熱重合温度に加熱することにより、熱重合させ固定化することを特徴とする請求項９記載の位相差制御層の形成方法；
（１３）熱重合温度が、前記液晶性化合物の等方相転移温度以上であって、かつ１７０℃以上、２６０℃以下である上記（１１）または（１２）に記載の位相差制御層の形成方法；
を要旨とする。

さらに本発明にかかるカラーフィルタの製造方法は、
（１４）光透過性を有する基材の上面に、
異なる色の可視光をそれぞれ透過し、前記色毎に厚さの異なる複数の色パターンを配列して着色層を構成し、
該着色層の上面に、紫外線重合型の液晶性化合物を含有する重合性液晶組成物の層を、前記着色層との合計厚さが前記色によらず一定の厚さとなるよう成膜し、
前記液晶性化合物を液晶相温度にて配向させ、
前記層の上面に所定のパターンにパターニングされたフォトマスクを設け、
前記配向した液晶性化合物を、液晶相温度にて、該フォトマスクを介し、紫外線露光により重合および固定化して位相差パターンを形成し、さらに、
前記フォトマスクを除去し、
前記層において未重合であった液晶性化合物を等方相転移温度以上で、かつ熱重合反応が進行する熱重合温度に加熱することにより、熱重合させ固定化するカラーフィルタの製造方法；
を要旨とする。

本発明にかかるカラーフィルタは、色パターンの各色に応じて、その上に積層される位相差パターンの厚さを変化させるものである。このため、該カラーフィルタを半透過半反射型液晶表示装置と組み合わせて用いた場合、色毎に、すなわちカラーフィルタを透過する可視光の波長に応じて最適な位相差量を得ることができる。これにより、可視光全域に渡って均一な偏光が可能となるため、高品位な位相差機能付きカラーフィルタ、およびこれを用いた半透過半反射型液晶表示装置が実現可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて具体的に説明する。ただし本発明は以下の実施の形態に限られるものではない。図１は、本発明の第一の実施の形態にかかるカラーフィルタ１ａの断面模式図である。

カラーフィルタは、光透過性を有する基材に光吸収型の着色層を積層したものであり、例えば液晶表示装置の液晶配向基板の構成部材である光学素子に用いられる。カラーフィルタは、着色層を構成するマイクロカラーフィルタ（着色画素）の色、サイズまたは配置形態によって各種を採り得る。マイクロカラーフィルタは、色毎にパターニングして配置され、各色の色パターンを形成する。マイクロカラーフィルタが透過する色については、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）からなる３原色系が一般的であるが、必ずしもこれらに限るものではなく、本発明のカラーフィルタの着色層は２色以上のマイクロカラーフィルタからなるものであればそれらの色は限定されない。マイクロカラーフィルタの配置形態については、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型などが代表的である。本実施の形態では、ストライプ型のカラーフィルタを例に、以下説明する。

本実施の形態にかかるカラーフィルタ１ａは、基板２上に、着色層４と位相差制御層５とを積層してなることを特徴とする。該カラーフィルタ１ａを直線偏光板と組み合わせて使用することにより、着色層４にて所定の色の光を透過させる着色機能のみならず、位相差制御層５にて、円偏光を得るための１／４波長位相差板や、直線偏光の偏光角を９０度回転させる１／２波長位相差板などの位相差制御機能をも得ることができる。

ただし本発明において、液晶性材料を配向させてなる位相差制御層の下地基板、および駆動用の液晶層を挟み込む一組の基材には配向膜を形成することが好適である。しかしながら、その膜厚は一般に数百Å程度ときわめて薄いことから、これを挟む二層の合計厚さに関する説明においてはこれを無視するものとする。また位相差制御層や液晶層の積層方法や積層の順序に関する以下の説明においては、明示の場合を除き配向膜に関する記載は省略する。

本発明のカラーフィルタ１ａに用いる位相差制御層５は、光軸が層面に水平で、正の複屈折異方性を有するものが好ましい。かかる位相差制御層を「正のＡプレート」とよぶ。また、液晶表示装置に対する視野角度が増大した場合の、見かけの屈折率の変化を低減させる光学補償機能を得ることを目的として、光軸が位相差制御層に垂直で負の複屈折異方性を有する位相差層（以下、「負のＣプレート」という。）、または同じく光軸が位相差制御層に垂直で正の複屈折異方性を有する位相差層（以下、「正のＣプレート」という。）を、上記した正のＡプレートの機能を有する位相差制御層５の内面側または外面側にさらに積層して用いることも可能である。

図１に示すように、カラーフィルタ１ａは、透明な基板２の上にブラックマトリックス３が分散して積層され、該ブラックマトリックス３の設けられていない領域（開口部）に、光透過性のあるマイクロカラーフィルタを色毎に配列した赤色パターン４Ｒ、緑色パターン４Ｇ、および青色パターン４Ｂの各色パターンからなる着色層４が積層されている。さらに着色層４の上には、液晶性高分子からなる位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）が分散して形成された位相差制御層５を有する。なお、同図に示すように、位相差パターン５Ｒと５Ｇ、５Ｇと５Ｂ、５Ｂと５Ｒ、または５Ｒ（Ｇ，Ｂ）同士は、それぞれ隣り合う二つ以上のものが一体に形成されていてもよい。また、位相差制御層５のうち、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）の設けられていない領域（等方部５０）では、位相差量が実質的にゼロであることが好ましい。等方部５０は空孔であっても、光学的等方相からなる液晶性高分子材料またはその他の光学的等方材料から形成してもよい。

なお本発明において、等方部５０における「位相差量が実質的にゼロである」とは、等方部５０における位相差量が、隣接する位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）における入射光と透過光との位相差量に対し１０％以下であることを意味するものとする。

また本発明において、層の上下とは基板２を最下層とする積層の並び順を意味するものであって、空間内の鉛直上下方向とは無関係である。また、液晶性高分子とは、液晶状態が室温において固定化されたものを指し、例えば、分子構造中に重合性基を有する液晶性モノマーを架橋させて、架橋前の光学的異方性を保持したまま硬化させたもの、またはガラス転移温度を有し、該ガラス転移温度以上に加熱すると液晶相を示し、その後、該ガラス転移温度以下に冷却することにより、液晶組織を凍結することができる高分子型液晶を指す。なお、本発明において、着色層４を構成する各色パターンについては、「光透過性である」旨の記述を省くことがある。また、Ｒ、ＧおよびＢの各文字は、順に、赤色、緑色および青色を表すものとし、以降においても同様である。

位相差制御層５の上面には保護膜６が積層されている。尚、分散して設けられたブラックマトリックス３の開口部は、カラーフィルタ１ａを液晶表示装置に用いた場合にその画素部に相当する。またかかる液晶表示装置が半透過半反射型である場合、位相差制御層５の位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）は反射表示領域に対向する位置に設けられるとよい。

基板２は光透過性を有し、光学的に等方性のものが好ましいが、必要に応じて局所的に光学的異方性または遮光性の領域を設けることもできる。また光透過率はカラーフィルタの用途に応じて適宜選定可能である。具体的には、ガラス、シリコン、もしくは石英等の無機基材か、次に列挙するような有機基材からなる。即ち、有機基材としては、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、もしくはシンジオタクティック・ポリスチレン等、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、もしくはポリエーテルニトリル等、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、もしくはポリノルボルネン系樹脂等、または、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン、ポリプロピレン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、もしくは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。基板２の厚さについても、用途に応じて、例えば５μｍ〜３ｍｍ程度のものが使用される。

ブラックマトリックス３は、例えばカラーフィルタ１ａを液晶表示装置に組み合わせた際に、その画素間からの光の漏れ（漏れ光）を防止し、またアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置に対してはアクティブ素子の光劣化等を避けるために設けられる遮光層である。その材料および製法は特に限定されないが、例えば、黒色着色剤を含有する塗料タイプの樹脂組成物を基板２の片側全面に塗布し、一旦固化させた後、感光性樹脂組成物を適用してパターニングを行うか、または黒色着色剤を含有する塗料タイプの感光性樹脂組成物を用いて、塗布、露光および現像を行うことにより形成することができる。

この他、ブラックマトリックス３は、ＣｒＯｘ／Ｃｒ（ｘは任意の数、「／」は積層を表す。）の積層構造からなる２層クロムブラックマトリックス、あるいはさらに反射率を低減させたＣｒＯｘ／ＣｒＮｙ／Ｃｒ（ｘ，ｙは任意の数）の積層構造からなる３層クロムブラックマトリックス等を、蒸着、イオンプレーティング、またはスパッタリング等の各種の方法で必要に応じ、金属、金属酸化物、もしくは金属窒化物等の薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法を利用してパターン化する方法、無電界メッキ法、または黒色のインキ組成物を用いた印刷法等を利用しても好適に形成することができる。ブラックマトリックス３の厚みは、薄膜で形成する場合には、０．２μｍ〜０．４μｍ程度であり、印刷法によるときは０．５μｍ〜２μｍ程度である。

着色層４の色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）は、ブラックマトリックス３の開口部毎に設けたものであってもよいが、便宜的にはブラックマトリックス３と重なる部分があってもよく、図１における手前側から奥側の方向にストライプ状に設けることができる。その形成方法については、所定の色に着色したインキ組成物を調製し色パターン毎にシルクスクリーン印刷等の印刷をしてもよいが、所定の色の着色剤を含有した塗料タイプの感光性樹脂組成物にて基板２をコーティングし、フォトリソグラフィー法によってパターニングする方法が、着色層４の膜厚を精度よく調整することができるため好ましい。着色層４の厚さは１μｍ〜５μｍ程度とするのが一般的である。

一般的な着色層４においては、各色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）の厚さをあえて異ならせることはしないが、本発明においては、位相差制御層５の厚さを変えるために、その下層にあたる着色層４の各色パターンの厚さを色に応じて変化させる。このとき、通常よりも着色層４の厚さを厚くする場合には、使用する感光性樹脂組成物中の着色剤の配合量割合を減らし、逆に、通常よりも薄くする場合には、着色剤の配合量割合を増やすことでカラーフィルタ１ａの色バランスを調整するとよい。また、このような感光性樹脂組成物の塗布厚を制御してコーティングやシルクスクリーン印刷を行う場合、コーティング条件もしくは印刷条件、または感光性樹脂組成物の粘度を適正に選択して行う。

本実施の形態において、正のＡプレートの機能を有する位相差制御層５は、光軸が位相差制御層５に水平で、その上面が基板２の上面と平行な平面をなす。また、着色層４を構成する色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）の厚さは、青色パターン４Ｂの厚さＤ（Ｂ）が最も厚く、緑色パターン４Ｇの厚さＤ（Ｇ）、赤色パターン４Ｒの厚さＤ（Ｒ）の順に厚さが薄くなって、色毎に厚さが異なる。この結果、着色層４上の位相差制御層５の厚さは、青色パターン４Ｂ上の厚さｄ（Ｂ）が最も薄く、緑色パターン４Ｇ上の厚さｄ（Ｇ）、および赤色パターン４Ｒ上の厚さｄ（Ｒ）の順に厚さが厚くなっている。

正のＡプレートの一例である１／４波長（λ／４）位相差板に要求される位相差（リタデーション）は透過する可視光線の色毎に異なり、厳密には、赤色光では６５０／４＝１６３[ｎｍ]、緑色光では５５０／４＝１３８[ｎｍ]、および青色光では４５０／４＝１１３[ｎｍ]である。よってかかる位相差を本発明にかかる位相差制御層５により得るためには、着色層４の青色パターン４Ｂ上に積層される位相差制御層の厚さをｄ（Ｂ）、同じく緑色パターン４Ｇ上の位相差制御層の厚さをｄ（Ｇ）、赤色パターン４Ｒ上の位相差制御層の厚さをｄ（Ｒ）とすると、Δｎ（Ｒ）×ｄ（Ｒ）＝１６３[ｎｍ]、Δｎ（Ｇ）×ｄ（Ｇ）＝１３８[ｎｍ]、Δｎ（Ｂ）×ｄ（Ｂ）＝１１３[ｎｍ]であることが好ましい。ここで、Δｎ（Ｒ）、Δｎ（Ｇ）、およびΔｎ（Ｂ）は、位相差制御層５を構成する素材の、光軸方向の屈折率と、光軸直交方向の屈折率との差である。よって、ｄ（Ｒ）＝１６３／Δｎ（Ｒ）[ｎｍ]、ｄ（Ｇ）＝１３８／Δｎ（Ｇ）[ｎｍ]、およびｄ（Ｂ）＝１１３／Δｎ（Ｂ）[ｎｍ]とすることが好ましい。

同様に、位相差制御層５において、正のＡプレートの他の例である１／２波長（λ／２）位相差板の機能を得るための位相差量は、赤色光では６５０／２＝３２５[ｎｍ]、緑色光では５５０／２＝２７５[ｎｍ]、青色光では４５０／２＝２２５[ｎｍ]であるから、各色パターンの厚さは、ｄ（Ｒ）＝３２５／Δｎ（Ｒ）[ｎｍ]、 ｄ（Ｇ）＝２７５／Δｎ（Ｇ）[ｎｍ]、およびｄ（Ｂ）＝２２５／Δｎ（Ｂ）[ｎｍ]とすることが好ましい。

ここで、位相差制御層５を液晶材料で構成した場合、Δｎ（Ｒ）、Δｎ（Ｇ）、Δｎ（Ｂ）は一般に液晶材料の屈折率の波長分散特性から、Δｎ（Ｒ）＜Δｎ（Ｇ）＜Δｎ（Ｂ）の順となる。よってこの場合、位相差パターンの厚さは、ｄ（Ｒ）＞ｄ（Ｇ）＞ｄ（Ｂ）となる。すなわち本発明のカラーフィルタにおいて、１／４または１／２波長位相差板などに代表される正のＡプレートの機能を最も好適に得るためには、位相差パターンの厚さは、赤色パターンの上に積層されるものを最も厚くし、以降、緑色、青色の順とする。

ただし、位相差制御層５によって正または負のＣプレートの機能を得る場合は、上記１／４または１／２波長位相差板とは異なる位相差量を与える必要がある。したがって、各色パターンに対応する位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）の最適な厚さについては、目的とする位相差制御層５の機能に応じて、赤色から緑色、緑色から青色にいたるに従ってより大きくすべき場合と、逆に小さくすべき場合とがありうる。

位相差制御層５を上記所望の厚さとするには複数の方法がある。ひとつは、着色層４を均一な厚さに形成し、その上に塗布する液晶性高分子材料の厚さを、対応する色毎に微調整しつつパターニングする方法である。この場合、着色層４の上面はフラットであるが、位相差制御層５の上面には凹凸が生じることとなる。

他の方法として、着色層４の色パターンの厚さと、位相差制御層５の位相差パターンの厚さの合計をある一定値Ｓとし、色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）の厚さの方を、それぞれＤ（Ｒ）＝Ｓ−ｄ（Ｒ）、Ｄ（Ｇ）＝Ｓ−ｄ（Ｇ）、Ｄ（Ｂ）＝Ｓ−ｄ（Ｂ）の関係を有するよう色毎に変化させて設けることもできる。この場合、位相差制御層５にて正のＡプレートの機能を得る場合は、青色＞緑色＞赤色の順に色パターンを厚くすることが好適である。

位相差パターンのパターニングは、例えば（1）液晶材料の塗布、(2)プリベイク、(3)フォトマスクを介したパターニング露光、(4)有機溶剤等を用いた現像、(5)ポストベイク、の工程を、液晶材料の塗工膜厚を変化させつつ必要回数繰り返すことにより可能であるが、本手法は極めて多くの作業コストを要するため、カラーフィルタ１ａの全体を通じて一度のみの成形作業にて位相差制御層５を得ることが望まれる。一方、着色層４の成形についてもこれと同等の工程数を必要とするものであるが、着色層４については色毎にインキ組成物が全く異なることから、必然的に色の数だけパターニング作業を繰り返して色パターンを形成する必要がある。

したがって、位相差制御層５を色毎に例えば３回のパターニング作業の繰り返しによって成形することは従来のカラーフィルタと比較して極めて多くの工程数の増加を伴うことになるところ、色パターンの厚さをＲ，Ｇ，Ｂの色毎に変化させて成形することについては、材料の塗布量を色毎に増減させるだけですみ、工程数は増加しない。また、表面に凹凸の設けられた着色層４の上に位相差制御層５の液晶性高分子材料を全面に塗布し、両層の合計厚さが面全体で均一となるよう積層成形する場合は、液晶性高分子材料を塗布、重合させる工程を着色層４の面全体に対して一度だけ実施すれば足りるため、色の数だけ同様の作業を繰り返し行う必要はない。以上より、本発明にかかる位相差制御層５の形成方法によれば、従来の方法と比較して、工程数を増加させることなく位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）を所望の厚さに微調整し、カラーフィルタ１ａの広帯域化を実現することができる。

なお、着色層４を構成する各色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）、およびこれに対応する位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）の厚さは、形成時の塗布条件、溶剤の揮発等により、また、硬化時の収縮等により、上記の関係から導かれる値に対してバラツキを生じることがある。また、凹凸を有する着色層４の表面に液晶性高分子材料を塗布して位相差制御層５を形成する場合、形成された位相差制御層５の表面には、下層の凹凸の影響が若干残ることがあり、この結果、位相差制御層５を厚く形成すべき箇所において厚みが薄くなる傾向がある。これらの点を考慮し、かつ、各色光ごとに異なる位相差量を実現するためには、各色パターン上の位相差制御層５の厚さｄ（Ｂ）、ｄ（Ｇ）、およびｄ（Ｒ）が、理論値に対し、±２０％以下であることが好ましく、±１５％以下であることがさらに好ましい。

また、位相差制御層５の厚さが、着色層４の各色パターン上で、理論値からの差を生じることを織り込んで、例えば、下層の凹凸により薄くなる箇所では、該当する色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）を理論値よりも薄く形成し、その上における位相差制御層５が厚く形成されるようにしてもよい。本発明においては、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）の厚さが、理論値に対し、±２０％以下の誤差である場合、「色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）の厚さと、その上面に形成された位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）の厚さとの合計が一定である」とする。

上記のカラーフィルタ１ａにおいて、色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）を色ごとに厚さを微調整するには、各色パターンを感光性または感熱性樹脂組成物を用いて形成する際の材料の塗布厚さまたは露光・加熱条件を制御することで行うことができる。さらにその上面全体に位相差制御層５の形成用組成物を所定量適用し、マスキングを施した上で所定の露光を行うことにより、下層の各色パターンの厚さに応じて、位相差パターンの厚さが場所ごとに所望の値に自動的に調整される。これにより、繰り返しのパターニング作業によらず、対応する色毎に位相差パターンの厚さを変えることができる。また、従来のカラーフィルタにおいては、所定の厚さのある位相差制御板を、さらにかなりの厚さを有する粘着剤層を用いて基板に接着して用いたところ、本発明にかかる位相差制御層５は数μｍ程度以下の薄い層として形成できるので、これらの厚さの差だけ液晶表示装置７を全体に薄くすることができる。

液晶性高分子材料よりなる位相差制御層５の光軸を該層５に水平とする場合には、重合性の液晶性モノマーを重合させることにより形成することができる。具体的には、該モノマーに光重合開始剤を配合した光重合性液晶組成物を着色層４上に一面に塗布し、所定のパターンを介して紫外線露光等をすることにより、位相差パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）を分散して形成することができる。
また、光軸が層に垂直な位相差制御層５を積層形成する場合には、さらに重合性のキラル剤を配合した光重合性液晶組成物を用いて、同様に形成することができる。

位相差制御層５を構成する液晶性高分子は、電離放射線照射により液晶状態が固定化されたものであり、詳しくは分子構造中に不飽和結合基を有する液晶性のモノマーを、液晶状態で３次元架橋させ、その液晶構造の配向特性を保持したまま、該液晶構造を固定化してなる高分子である。上記３次元架橋可能な液晶性モノマーとしては、例えば特開平７−２５８６３８号公報や、特表平１０−５０８８８２号公報で開示されているような、液晶性モノマーがある。このような３次元架橋可能な液晶性モノマーの一例としては、例えば下記[化１]に示す一般式（１）で表される化合物（Ｉ）や、[化２]に例示する化合物（ＩＩ）を挙げることができる。また、これらの化合物は加熱重合性も有している。本発明に用いることのできる液晶性高分子を構成するモノマー材料としては、一般式（１）で表される化合物（Ｉ）のうちの１種の化合物もしくは２種以上の混合物、[化２]に例示する化合物（ＩＩ）のうちの１種の化合物或いは２種以上の混合物、またはこれらの組み合わせによる混合物を用いることができる。

化合物（Ｉ）を表す一般式（１）において、Ｒ¹およびＲ²はそれぞれ水素またはメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからＲ¹およびＲ²はともに水素であることが好ましい。Ｘは水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、シアノ基またはニトロ基のいずれであってもよいが、塩素またはメチル基であることが好ましい。また、化合物（Ｉ）の分子鎖両端の（メタ）アクリロイロキシ基、芳香環とのスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すａおよびｂは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ａ＝ｂ＝０である一般式（１）の化合物は安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、ａおよびｂがそれぞれ１３以上である一般式（１）の化合物は、等方相転移温度（ＴＩ）が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶性を示す温度範囲が狭くなり好ましくない。

上述した３次元架橋可能な化合物は、いずれもネマチック規則性をとり得る重合性液晶モノマーであるが、本発明においては、従来提案されているネマチック配向規則性を示す重合性液晶オリゴマーや重合性液晶ポリマーを適宜選択して用いることが可能である。

本発明における位相差制御層５を形成するためには、上述したネマチック配向性の重合性液晶にカイラル剤を添加してもよい。これにより得られるコレステリック規則性を有するカイラルネマチック液晶を、位相差制御層５を構成する液晶として好適に用いることができる。本発明において、上記カイラル剤は、負のＣプレートを形成する際に用いられる。

本発明において用いることのできるカイラル剤は、一般式（１）に包含される化合物（Ｉ）または化合物（ＩＩ）に記載する化合物等が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋ピッチを誘起させる目的で用いられる。そのため、分子内に光学活性な部位を有する化合物であることが重要である。具体的には、１つもしくは２つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミン、キラルなスルフォキシド等のようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、またはクムレン、ビナフトール等の軸不斉を持つ化合物が挙げられる。例えば市販のカイラルネマチック液晶、より具体的にはＭｅｒｃｋ社製Ｓ−８１１等を用いることができる。また用いるカイラル剤の分子量は、１５００以下であることが好ましい。

尚、選択したカイラル剤の性質によっては、液晶性化合物が形成するネマチック規則性の破壊、配向性の低下等を招く虞がある。加えて、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量使用は、液晶材料組成物のコストアップを招く。従って本発明に用いられるカイラル剤としては、液晶性高分子の配向に螺旋ピッチを誘発する効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には[化３]に記載する一般式（２）〜（４）で表されるような化合物であって、分子内に軸不斉を有する低分子化合物の使用が好ましい。

上記[化３]に示す一般式（２）〜（４）において、Ｒ⁴は水素又はメチル基を示す。Ｙは[化４][化５]に示す（ｉ）〜（ｘｘｉｖ）の任意の一つであるが、中でも式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）及び（ｖｉｉ）の何れか一つであることが好ましい。またアルキレン基の長鎖を示すｃ及びｄは、それぞれ個別に２〜１２の範囲であることがさらに好ましい。ｃ又はｄの値が０又は１である化合物は、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高い。一方、ｃ又はｄの値が１３以上である化合物は、融点（Ｔｍ）が低い。これにより、ｃ及びｄの値が上記好ましい範囲を外れる化合物をカイラル剤として用いると、化合物（Ｉ）又は化合物（ＩＩ）に例示される液晶性モノマー材料との相溶性が低下し、濃度によっては相分離等が起きる虞がある。

尚、本発明に用いられるカイラル剤は、重合性を有することを必須とするものではない。しかしながら、得られる位相差制御層の熱安定性等の考慮すると、上述した３次元架橋の可能な液晶性モノマー材料と重合し、コレステリック規則性を固定化することが可能な重合性のカイラル剤を用いることが好ましい。特に、分子の両末端に重合性官能基があることが、耐熱性のよい位相差制御層を得る上で好ましい。

上述に記載する一般式（２）〜（４）で表されるカイラル剤であれば、短ピッチのコレステリック規則性を有する位相差制御層を良好に形成することが可能である。但し、本発明に用いられるカイラル剤は、上述に限定されるものではない。上記化合物（Ｉ）や上記化合物（ＩＩ）と溶液状態或いは溶融状態において相溶し、上記液晶性高分子の液晶性を損なうことなく、これら液晶性高分子が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋ピッチを誘起させることができるものであれば、本発明のカイラル剤として用いることが可能である。

本発明の３次元架橋可能な液晶性モノマー材料に配合されるカイラル剤の量は、用いる液晶性高分子材料の量、螺旋ピッチ誘起能力や最終的に得られる偏光選択反射層（即ち、位相差制御層）のコレステリック性を考慮して適宜決定することができる。特に、用いる液晶性モノマー材料の量との関係においては、液晶性モノマー材料の合計量１００重量部当たり、０．０１〜６０重量部、好ましくは０．１〜４０重量部、さらに好ましくは０．５〜３０重量部、最も好ましくは１〜２０重量部の範囲でカイラル剤の量が決定されることが好ましい。液晶性モノマー材料１００重量部に対するカイラル剤との配合量が０．０１重量部よりも少ない場合は、液晶性モノマー材料に充分なコレステリック性を付与できない場合があり、６０重量部を越える場合には、液晶性モノマー材料の配向が阻害され、位相差制御層５の形成時、紫外線等の活性放射線によって配向を固定化させる際に悪影響を及ぼす虞がある。

以下、位相差制御層５の形成方法について説明する。
着色層４上に位相差制御層５を積層形成するに先立って、着色層４の上面には図示しない配向膜を形成する。配向膜は、位相差制御層５を構成する液晶高分子を所定の方向に配列させるための薄膜であり、一般にミクロンオーダーの着色層４および位相差制御層５の厚さに対してその厚さは無視できる。その形成方法としては、着色層４の上面にポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂等の樹脂被膜を形成し、さらにその上面を、布を巻き付けたローラ等により所定の方向に摩擦するラビング処理を施すことが代表的である。なお、位相差制御層を二層重ねて形成する際には、一層目と二層目との間にも配向膜を積層することが好ましい。

位相差制御層５を形成するには、上記のような光重合性を有する液晶組成物を用い、必要に応じて溶剤で溶解もしくは希釈し、スピンコーティング法、ダイコーティング、スリットコーティング、またはその他の適宜な方法により、まず配向膜上に塗布を行う。かかる塗布により、着色層４と一連の膜として形成することにより、着色層４を構成する各色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）の厚さの違いを利用して、対応する色毎に液晶組成物の塗布厚を変化させることができる。従って、厚さの無視できる配向膜を含め、着色層４と、塗布された液晶組成物の合計厚さは場所によらず均一とすることが好適である。

次に、基板２や着色層４とともに、塗布された液晶組成物を液晶相温度に加熱して液晶分子を配向させる（プレベイク）。さらに液晶状態を保持させたまま、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）を形成すべき箇所、すなわちカラーフィルタを半透過半反射型液晶表示装置に組み合わせて用いる際に反射表示領域となる部分のみに紫外線をパターン露光する。具体的には、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）を形成すべき領域を開口したマスキングを施し、該領域を紫外線重合により硬化させる。

なお、本発明でいう「液晶相温度」とは、液晶組成物が液晶相を示す温度範囲をいい、液晶相転移温度から等方相転移温度までの温度範囲のほか、液晶組成物が液晶相を示す限り過冷却状態や過加熱状態の温度範囲も含むものとする。液晶組成物が等方相を示す温度範囲を意味する「等方相温度」についても同様とする。

位相差制御層５のうち、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）以外の部分には等方部５０が形成される。その方法は限定されるものではなく、光重合により硬化した位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）以外の部分をエッチングにより除去してもよい。ただし、かかる除去部の空隙を光学的等方性の材料で埋める工程を省くため、本発明にかかる位相差制御層５の形成方法においては、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）が紫外線露光により硬化した状態で、マスキングを除去し、さらに全体を等方相温度状態で、かつ熱重合が効率的に進行する温度に加熱（ポストベイク）することが好適である。

一般に紫外線重合型液晶分子中の反応性不飽和二重結合は、熱によっても重合する。マスクを介した紫外線照射により固定化した位相差制御部も、紫外線のみの硬化では硬化度が不十分であることから、露光後に併せて加熱処理を行い、完全に重合反応を終了させることが好ましい。ここで生産において実質的な反応速度を得るためには、１７０℃以上に加熱することが好ましい。またかかる温度は液晶分子が片端または両端に有する該二重結合が開環する温度でもある。このため、１７０℃以上のポストベイクを行っていない場合、位相差制御層５の形成後に例えば液晶駆動用の配向膜など他の層を高温で焼成すると、あらかじめ紫外線照射により固定化した位相差制御層５において、重合反応が不完全であった液晶分子の配向がこの熱によって変化してしまい、色毎に微調整した位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）の位相差量が変動するという問題が生じる。したがって、位相差制御層５をポストベイクする際にこれらの温度まで加熱し、他の層を焼成する前に十分に液晶分子を重合させておくことが好ましい。
一方、加熱温度が高いほど液晶分子の重合反応速度は速くなるが、２６０℃を超える領域では分解反応が支配的となり、位相差層自体の劣化が顕著となる。特に液晶分子が両端に反応性不飽和二重結合を有する液晶組成物の場合、２６０℃を超える温度に加熱すると、重合した液晶分子が熱摂動により配向変化し、位相差が低下し、また重合した液晶組成物自体が分解する虞がある。このため本発明においては、ポストベイクにより等方部５０を得るための重合温度は液晶性高分子材料の種類によらず１７０℃以上２６０℃以下の範囲で設定することが好ましい。

これにより、配向膜上に塗布された液晶組成物のうち、液晶相状態における紫外線露光を行う上記工程では未重合であった領域を、光学的等方性の材料に相転移させ、さらにそのまま重合硬化をさせることで等方部５０を得ることができるため、溶剤現像やドライエッチングなどの工程を不用とし、きわめて少ない工程数によって位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）のパターニングを行うことができる。また、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）の形成後に溶剤現像やドライエッチングなどにより未重合部分を除去する従来の方式に比べ、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）と等方部５０との境界がきわめて精度よく形成されることから、高い解像度で位相差制御層５を得ることができる。

また、等方部の形成には、前述のポストベイクによる熱重合の他にも、等方相状態に加熱して紫外線露光を行うことで等方部５０を重合させることも可能である。この場合、硬化には紫外線を使用しているため、等方相を示す温度であれば温度は特に限定されないが、上記したように１７０℃以上２６０℃以下の熱重合温度にて紫外線露光を併用することにより、さらに短時間で、かつ熱劣化しにくい位相差制御層５を得ることができる。

位相差制御層５は、着色層４を構成する各色パターンの上に積層されていればよく、これを越える領域をカバーする必要は無い。本手法には、たとえばインクジェットや、スクリーン印刷、フレキソ印刷などが適応可能であり、カラーフィルタの外周部を除く有効表示部分のみに過不足なく積層することができる。このようにすると、位相差制御層５は、液晶表示装置を構成する際等の、基板２上のシール予定部分、および／または、導通材料の積層予定部分を除いて積層できる。全面に製膜された位相差制御層５は、シール剤、上下基板の導通剤を考えた場合、シールの信頼性を低下させ、また、対向基板と電気的接点を設けたり、ＴＡＢ（テープオートボンディング）との電気接点を設けたりする場合にも、柔らかい位相差制御層５が下地となるため、確実な接触のためには、当該領域において除去されていることが好ましい。

なお、本発明においては、位相差制御層５を着色層４の上に形成する際には、下層の着色層４は、各色パターンごとに厚みが異なる結果、凹凸状態をなしている。このため、その上に塗布される液晶性高分子材料の上面は必ずしも平面とはならず、下層の凹凸が、塗布された該材料の上面に及ぶことがある。このため、必要に応じ、フィルムやガラス板で液晶性高分子材料の上面を被覆し、該上面を強制的に平面化させてもよい。

保護膜６は、平坦性、耐薬品性、耐熱性、耐ＩＴＯ性等を向上させるための層である。この保護膜６は、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド等、種々の光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、または二液硬化型樹脂により形成することができる。保護膜６は、その材料に応じて、スピンコート、印刷、フォトリソグラフィー等の方法により形成することができる。保護膜６の膜厚は０．３〜５．０μｍ程度の範囲内で適宜選定可能であり、０．５〜３．０μｍ程度の範囲内で選定することが、保護膜６の強度およびカラーフィルタ１ａ全体の薄型化の観点から好ましい。

図２は、図１に示すカラーフィルタ１ａを用いた本発明の第二の実施の形態にかかる半透過半反射型液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。図の上側が液晶表示の観察側である。かかる液晶表示装置７ａは、観察側より、上側の直線偏光板８、上基板２、着色層４、位相差制御層５、保護膜６、液晶層９および半透過半反射層１０、下基板２’、下側の直線偏光板８’が順に積層された構造を有している。このうち、上基板２、着色層４、位相差制御層５、保護膜６の四層がこの順に積層された積層体が、先の実施の形態にかかる位相差制御機能を有するカラーフィルタ１ａに相当する。

なお、上記の構造においては、液晶表示装置において通常行なわれる次のような加工が施されている。まず、偏光板８は、上基板２に粘着剤層を介して貼り付けられていることが好ましい。上基板２はブラックマトリックス３を伴うことが好ましい。上基板２および下基板２’の互いに向かい合う内面側には透明電極層１１，１１’が形成されている。また上基板２および下基板２’は、着色層４から透明電極層１１’までの各層を保持し、周縁部でシールされている。シールされた内部には、液晶の封入により液晶層９が積層されている。さらに、透明電極層１１および１１’の互いに向かい合う内面側には、好ましくは配向膜が形成されている。

図２に示す液晶表示装置７ａにおいて、位相差制御層５が１／４波長位相差板の機能を有する場合について以下さらに詳しく説明する。

液晶層９における位相差の生成パターンは液晶表示装置７ａのタイプによって様々であるが、本実施の形態にかかる液晶層９においては、暗表示を行う場合に入射光と透過光との位相のずれが無い状態をとるものとする。具体的には、例えば以下の方式により実現される。
（ｉ）光軸が液晶層９に対して水平となるよう液晶高分子を寝かせて配向させ、暗表示を行うときは透明電極層１１，１１’にて電圧を印加して該分子を垂直に立たせる方式。
（ｉｉ）光軸が液晶層９に対して垂直となるよう液晶高分子を立たせて配向させ、暗表示を行うときは透明電極層１１，１１’による印加を行わない方式。
本実施の形態においては、上記（ｉ）を例に説明する。

一方、液晶表示装置７ａにおいて明表示を行う場合は、液晶層９にて入射光と透過光の間に所定の位相差を生じさせるものとする。このときの位相差量を、図２に示すように反射表示領域では１／４波長（λ／４）、透過表示領域では１／２波長（λ／２）とすることで暗表示および明表示を好適に実現することができる。したがって、上記（ｉ）、（ｉｉ）のいずれの方式についても、液晶分子の水平配向状態においては、透過表示領域において１／２波長の位相差を得ている。また、同図に示すように、下基板２’と反射板１０ａとの間には絶縁層１３が設けられ、反射表示領域における液晶層９の厚さが透過表示領域のそれに対し半分としている。これにより、液晶高分子を水平配向させた場合、液晶層９の透過光に対し、透過表示領域においては１／２波長、反射表示領域においてはこの半分の１／４波長の位相差が与えられる。

絶縁層１３の材料は光透過性の等方性材料であれば特に限定されず、例えばアクリル樹脂など、保護膜６と同様の材料を用いることで材料の共通化ができる。このうち、特に光硬化型樹脂を好適に用いることができる。絶縁層１３の形成方法は特に限定されるものではない。例えば光硬化型樹脂を材料とする場合、下基板２’に該材料を均一の厚さに塗布し、反射板１０ａに相当する領域にのみ開口パターンを施したフォトマスクをその上に形成し、紫外線露光によって開口部分を光重合硬化させ、さらにマスクの施されていた未重合の材料をエッチング除去することによって、絶縁層１３を高い解像度で得ることができる。上記光硬化型樹脂材料の塗布厚については、光重合硬化時に、これと反射板１０ａの厚さとを合計して、液晶層９の透過表示部の厚さに対し略半分となるよう調整する。

かかる液晶層９を有する液晶表示装置７ａにて暗表示を行う場合、透明電極層１１，１１’は液晶層９に電圧を印加し、液晶層９では入射光と透過光の間に位相ずれが無い状態を形成する。また、直線偏光板８の透過軸を紙面に垂直とし、直線偏光板８’の透過軸を紙面に水平とする。
図の上方から反射表示領域に入射した混合光は、直線偏光板８を透過する際に紙面に垂直な直線偏光となる。基板２および着色層４では位相のずれは生じない。位相差制御層５では、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）にて１／４波長の位相ずれが生じ、前記直線偏光は右回り円偏光になる。液晶層９をそのまま通過した該円偏光は反射板１０ａで反射して左回り円偏光になる。かかる反射光は液晶層９を図中上方に通過した後、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）にて１／４波長の位相ずれが与えられて、紙面に水平な直線偏光となる。よって直線偏光板８の透過軸は紙面に垂直であるため、かかる反射光はすべてがこれに吸収され、結果、反射表示領域においては暗表示がおこなわれる。
一方、バックライト４０からの混合光が、図中下方から上方に向けて透過表示領域に入射した場合、まず直線偏光板８’を透過する際に紙面に水平な直線偏光となる。液晶層９を通過した透過光は、位相差制御層５の等方部５０においても位相ずれは生じず、結果、前記直線偏光はそのまま直線偏光板８にいたる。この場合も紙面に水平な直線偏光は直線偏光板８にてすべて吸収され、暗表示がおこなわれる。

一方、明表示を行う場合、透明電極層１１，１１’による液晶層９への電圧印加は行わない。このため、液晶層９では、反射表示領域においては１／４波長の位相差が、透過表示領域では１／２波長の位相差が、それぞれ入射光に与えられる。
図の上方から反射表示領域に入射した混合光は、直線偏光板８を透過する際に紙面に垂直な直線偏光となる。基板２および着色層４では位相のずれは生じない。位相差制御層５では、位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）にて１／４波長の位相ずれが生じ、前記直線偏光は右回り円偏光となる。該円偏光は液晶層９にてさらに１／４波長のずれが生じ、紙面に水平な直線偏光となる。かかる直線偏光は反射板１０ａで反射しても偏光の向きは変わらないため、反射光は液晶層９を図中上方に進行しつつ１／４波長の位相ずれが与えられて右回り円偏光となる。かかる反射光は位相差パターン５Ｒ（Ｇ，Ｂ）にてさらに１／４波長の位相差が与えられて、紙面に垂直な直線偏光となり、直線偏光板８に戻る。直線偏光板８の透過軸は紙面に垂直であるため、かかる反射光はすべてがこれを透過し、結果、反射表示領域においては明表示がおこなわれる。
一方、バックライト４０からの混合光が、図中下方から上方に向けて透過表示領域に入射した場合、まず直線偏光板８’を透過する際に紙面に水平な直線偏光となる。液晶層９では１／２波長の位相ずれが与えられるため、透過光は紙面に垂直な直線偏光となって位相差制御層５にいたる。位相差制御層５の等方部５０では位相ずれは生じず、結果、前記直線偏光はそのまま直線偏光板８を透過する。これにより、透過表示領域においても明表示がおこなわれる。

なお、バックライト４０からの混合光が反射表示領域に入射した場合、直線偏光板８’を透過する際に紙面に水平な直線偏光となる。下基板２’および絶縁層１３では位相ずれは生じず、直線偏光は反射板１０ａの裏面で図中下方に鏡面反射する。ただし直線偏光は反射板１０ａでの反射によっても偏光の向きを変えないため、紙面に水平な直線偏光のまま直線偏光板８’を下向きに通過してバックライト反射板４１に至る。つまり、バックライト４０から放射された光は、紙面に水平な直線偏光としてバックライト反射板４１で反射され、再利用が可能となるため、バックライトのパワーを節減できる。かかる反射光は、反射板１０ａおよびバックライト反射板４１に対し所定の入射角を有して往復するため、再利用が繰り替えされることで、いずれ透過表示領域に入射することとなる。

以上より、本発明にかかる位相差制御層５を有するカラーフィルタ１ａが適用された半透過半反射型液晶表示装置７は、透明電極層１１，１１’による電圧印加時に暗表示が行われ、電圧非印加時に明表示が行われる、いわゆるノーマリホワイトタイプの液晶表示装置となり、高いコントラスト比が得られる。

図３は、図１に示す位相差制御層を有するカラーフィルタ１ａを適用した、本発明の第三の実施の形態にかかる半透過半反射型液晶表示装置７ｂの構成を示す断面模式図である。液晶表示装置７ｂは、図の上側（観察側）より、直線偏光板８、上基板２、着色層４、位相差制御層５、液晶層９、下基板２’、別の位相差制御層５’、直線偏光板８’などが順に配列された構造を有している。これらのうち、基板２、着色層４、位相差制御層５および保護層６の四層の積層体が、第一の実施の形態にかかるカラーフィルタ１ａに相当する。また、液晶表示装置７ｂにおいては、例えば負のＣプレートの機能を有する第二の位相差制御層５’を基板２’の外面側に併せて用いている。すなわち、本実施の形態にかかる液晶表示装置７ｂは、液晶層９において、光軸が液晶層９に対して垂直となるよう液晶高分子を立たせて配向させ、明表示を行うときにのみ透明電極層１１，１１’による印加を行う方式としたものである。

位相差制御層５’は、別途形成した位相差制御板を基板２’に粘着剤層を介して接合して得ることもできるが、基板２’の外側に液晶性高分子を塗布し、これを配向させた薄膜として形成することにより液晶表示装置７ｂを全体に薄くできるため好適である。

位相差制御層５’については、色パターン４Ｒ（Ｇ，Ｂ）の色によらず全体に均一な複屈折異方性を有するものが適用されている。

図３に示す液晶表示装置７ｂにおいて、例えば第二の位相差制御層５’にＣプレートの機能をもたせることにより、視野角を改善した垂直配向モード液晶表示装置を得ることができる。

［実施例１］
（１）基板および着色層の構成
基板上に形成するブラックマトリックスおよび着色層の各色パターンを形成するための各感光性樹脂組成物（フォトレジスト）を調製した。各フォトレジストは、顔料、分散剤、および溶媒にビーズを加え、ペイントシェーカーを分散機として用い、３時間分散させた後、ビーズを取り除いて得られた分散液と、ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤および溶剤からなるレジスト組成物とを混合することにより調製した。各フォトレジストの組成は下記に示す通りで、部数はいずれも質量基準である。透過部と反射部の分光濃度を合わせ込むため、各ＲＧＢにおいて透過部用と反射部用を構成するものとし、計６色のフォトレジストを調整した。

（ｉ）ブラックマトリックス形成用フォトレジスト
・黒顔料・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１４．０部
（大日精化工業（株）製、ＴＭブラック＃９５５０）
・分散剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１．２部
（ビックケミー（株）製、ディスパービック１１１）
・ポリマー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２．８部
（昭和高分子（株）製、（メタ）アクリル系樹脂、品番：ＶＲ６０）
・モノマー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・３．５部
（サートマー（株）製、多官能アクリレート、品番：ＳＲ３９９）
・添加剤（分散性改良剤）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．７部
（綜研化学（株）製、ケミトリーＬ−２０）
・開始剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１．６部
（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）−ブタノン−１）
・開始剤（４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン）・・・・・・０．３部
・開始剤（２，４−ジエチルチオキサントン）・・・・・・・・・・０．１部
・溶剤（エチレングリコールモノブチルエーテル）・・・・・・・７５．８部

（ｉｉ）赤色パターン形成用フォトレジスト
・赤色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４）・・・・・・・・・・・・・・・１．７５部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）、クロモフタールＤＰＰ Ｒｅｄ ＢＰ）
・黄色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３９）・・・・・・・・・・・・・・・０．３部
（ＢＡＳＦ社製、パリオトールイエローＤ１８１９））
・分散剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１．５部
（ゼネカ（株）製、ソルスパース２４０００）
・ポリマー１（下記）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５．０部
・モノマー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４．０部
（サートマー（株）製、多官能アクリレート、品番：ＳＲ３９９）
・開始剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１．４部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製、イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．６部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・８０．０部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
なお、ポリマー１は、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００であり、以降においても同じである。上記の組成は反射部用途であり、透過部用途としては赤顔料、黄顔料、および分散剤をそれぞれ２倍としたフォトレジストを使用した。

（ｉｉｉ）緑色パターン形成用フォトレジスト
上記の赤色パターン形成用フォトレジストにおける赤色顔料および黄色顔料に替えて、顔料として下記のものを下記の配合量で用いた。
・緑色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＧ７）・・・・・・・・・・・・・・・・・１．９部
（大日精化製セイカファストグリーン５３１６Ｐ））
・黄色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３９）・・・・・・・・・・・・・・・１．１部
（ＢＡＳＦ社製、パリオトールイエローＤ１８１９）
上記の組成は反射部用途であり、透過部用途としては緑顔料、黄顔料、および分散剤をそれぞれ２倍としたフォトレジストを使用した。

（ｉｖ）青色パターン形成用フォトレジスト
上記の赤色パターン形成用フォトレジストにおける赤色顔料、黄色顔料、および分散剤に替えて、下記のものを下記の配合量で用いた。
・青色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＢ１５：６）・・・・・・・・・・・・・・２．３部
（ＢＡＳＦ社製ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ））
・紫色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＶ２３）・・・・・・・・・・・・・・・・０．７部
（クラリアント社製、フォスタパームＲＬ−ＮＦ）
・顔料誘導体・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．３部
（ゼネカ（株）製ソルスパース１２０００）
・分散剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１．２部
（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）
上記の組成は反射部用途であり、透過部用途としては上記のすべての成分をそれぞれ２倍としたフォトレジストを使用した。

基板には、厚みが０．７ｍｍの溶融成形ホウケイ酸薄板ガラス（米国コーニング社製、品番：７０５９）を準備し、洗浄を行った後、該基板上にブラックマトリックス形成用フォトレジストを、スピンコート法により塗布し、塗布後、温度：９０℃、および加熱時間：３分間の条件でプレベイクを行い、プレベイク後、所定のパターンを介し、照射線量が１００ｍＪ／ｃｍ²になるよう紫外線露光を行い、露光後、０．０５％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒間行った後、温度：２００℃、および加熱時間：３０分間の条件でポストベイクを行い、画素に相当する開口部を有する厚みが１．２μｍのブラックマトリックスを形成した。

次に、ブラックマトリックスが形成された基板上に反射表示用の赤色フォトレジストをスピンコート法により全面に塗布し、ホットプレート上で温度：８０℃、および加熱時間：３分間の条件でプレベイクを行い、引き続き赤色反射表示部分のみを所定のパターンを介して照射線量が２００ｍＪ／ｃｍ²になるよう紫外線露光を行い、同様にアルカリを用いたスプレー現像を行った。さらに温度：２２０℃、および加熱時間：３０分間の条件でポストベイクを行い、赤色反射画素に相当する部分に、厚みが１．２μｍの着色パターンを形成した。赤色反射用のレジストを赤色透過用レジストに偏光した以外は、上記と同様な手法を用いて透過部に透過用赤色画素を形成した。

さらに緑色反射部、同透過部、青色反射部、同透過部に関しても、それぞれインクとフォトマスクを変更しつつ同様の手法を用いて構成した。それぞれの膜厚は以下の通りとした。
・赤色反射部・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ １．０７μｍ
・赤色透過部・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ １．１０μｍ
・緑色反射部・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ １．３０μｍ
・緑色透過部・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ １．２９μｍ
・青色反射部・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ １．６０μｍ
・青色透過部・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ １．６１μｍ

（２）位相差制御層インキの構成
重合可能な液晶材料としては、ＲＭＭ３４（商品名：メルク社製）を用いた。液晶材料２５重量部、光重合開始材として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（イルガキュアＩｒｇ１８４：チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）を１重量部、溶剤としてのトルエン７４重量部を混合して製作した。
上記液晶材料の液晶相転移温度は約６０℃、等方相転移温度は約１２０℃である。

（３）パターニングした位相差層の構成
基板上にブラックマトリックスおよび着色層が形成された上に、可溶性ポリイミド樹脂系の配向膜形成用インキ組成物（ＪＳＲ（株）製：ＡＬ１２５４）をフレキソ印刷法により必要箇所にパターン状に印刷し、印刷後、乾燥させて溶剤を除去した後、温度：２００℃、および加熱時間：１時間の条件で焼成を行い、焼成後、表面にラビング処理を行って、厚みが７００Åの配向膜を形成した。次に、位相差制御層インキをスピンコーティング法を用いて塗工した。続いて当該基板をホットプレート上で、温度：１００℃、加熱時間：５分間の条件で加熱して、残存溶剤を除去し液晶構造を発現させた。その後、フォトマスクを介して紫外線照射（照射線量：１０Ｊ／ｃｍ²，波長：３６５ｎｍ）を行い、各色の反射表示部のみ固定化した。次に、未硬化部分の液晶が等方相で、かつ熱重合反応が進行する２００℃となるよう基板を４０分間加熱し、液晶層を熱重合により固定化した。構成した位相差層は良好な配向特性を示し、各色での位相差量は以下の通りとなった。

部位 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・膜厚[μｍ]／位相差[ｎｍ]
赤色（６１０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．６５／１５４
緑色（５５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．４６／１３６
青色（４５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．２１／１１３

次に後工程での駆動用液晶の配向膜製膜プロセスを想定し、位相差層の下地配向膜として用いた可溶性ポリイミド樹脂系の配向膜形成用インキ組成物を塗工し、２２０℃１時間の過熱テストを行ったところ、膜厚、位相差は以下の通りとなり、ほとんど変化は見られなかった。
部位 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・膜厚[μｍ]／位相差[ｎｍ]
赤色（６１０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．６４／１５２
緑色（５５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．４６／１３４
青色（４５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．２１／１１２
これは２００℃４０分での焼成過程で重合反応が十分に進行し、実用上十分な架橋密度が得られているためと考えられる。

各ＲＧＢの波長において、位相差量は入射光の波長のほぼ１／４となっており、可視光領域全体にわたって高品位な円偏光が得られた。

［実施例２］
実施例２として、紫外線露光後に２００℃で加熱し、さらに当該状況で紫外線（照射線量：１０Ｊ／ｃｍ²，波長：３６５ｎｍ）を１０分間に渡って加熱しつつ露光した以外は実施例１と同様に構成したサンプルに関して、各色での位相差量は以下の通りとなった。
赤色（６１０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．６２／１５５
緑色（５５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．４３／１３７
青色（４５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．１９／１１２
構成したサンプルに関して、実施例１と同様な条件で耐配向膜テストを行ったところ、膜厚、位相差ともにほぼ初期の値を維持していた。紫外線の併用により、硬化に必要な時間が短縮されたものと考えられる。

［比較例１］
比較例１として、液晶相温度における紫外線露光による位相差パターンの形成後に１６０℃で加熱して未重合の等方相部分を熱硬化させた以外は実施例１と同様に構成したサンプルに関して、各色での位相差量は以下の通りとなった。
部位 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・膜厚[μｍ]／位相差[ｎｍ]
赤色（６１０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．４９／１５８
緑色（５５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．３３／１３９
青色（４５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．１１／１１５
さらに実施例１と同様な条件で耐配向膜テストを行ったところ、膜厚、位相差は以下の通りとなった。
部位 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・膜厚[μｍ]／位相差[ｎｍ]
赤色（６１０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．４５／１２５
緑色（５５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．３０／１１２
青色（４５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．０６／９４
位相差値はテスト前の８０％程度まで低下した。これは、熱硬化時に反応が十分に進行せず、架橋密度が不足したためと考えられる。

［比較例２］
比較例２として、紫外線露光後に２７０℃で加熱して等方相部分を熱硬化させた以外は実施例１と同様に構成したサンプルに関して、各色での位相差量は以下の通りとなった。
部位 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・膜厚[μｍ]／位相差[ｎｍ]
赤色（６１０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．７０／５４
緑色（５５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．５１／４３
青色（４５０ｎｍ）反射部・・・・・・・・・・・・・１．２３／３４
実施例１と比較して、比較例２は膜厚あたりの位相差量が大きく低下した。これは焼成時に２７０℃に加熱することにより、架橋後の液晶分子に熱摂動が発生し、配向秩序度が低下して屈折率異方性が低下したためと考えられる。加熱による位相差低下量が大きい場合は、位相差量の制御が難しく、また材料自体に黄変が発生して著しく光学特性を低下させる。

本発明の第一の実施の形態にかかるカラーフィルタ１ａの断面模式図である。 カラーフィルタ１ａを適用した本発明の第二の実施の形態にかかる半透過半反射型液晶表示装置７ａの断面模式図である。 カラーフィルタ１ａを適用した本発明の第三の実施の形態にかかる半透過半反射型液晶表示装置７ｂの断面模式図である。 液晶セルの外部に位相差板を有する従来の半透過半反射型液晶表示装置の構造を示す断面模式図である。 反射表示領域に位相差制御層をパターン形成した従来の半透過半反射型液晶表示装置の構造を示す断面模式図である。 上基板に位相差制御層をパターン形成した従来のカラーフィルタとこれを用いた半透過半反射型液晶表示装置の構造を示す断面模式図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１０２ カラーフィルタ
２ （上）基板
２’ 下基板
３，１２７ ブラックマトリックス
４，１２６ 着色層
４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ 色パターン
５，５’，１３７ 位相差制御層
５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ 位相差パターン
５’ａ 反射領域
５’ｂ 透過領域
５０，５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ 等方部
６，１２９ 保護膜
７ａ，７ｂ，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ 半透過半反射型液晶表示装置
８，８’，１２３，１３３ 直線偏光板
９，１１０ 液晶層
１０，１３４ 半透過半反射層
１０ａ，１３４ａ 反射板
１０ｂ，１３４ｂ 光透過部
１１，１１’，１２５，１３５ 透明電極層
１３ 絶縁層
４０，１４０ バックライト
４１，１４１ バックライト反射板
１２０ 上基板
１３０ 下基板
１２１，１２２，１３１，１３２ 位相差板

Claims (14)

1. 光透過性を有する基材の上面に、
   異なる色の可視光をそれぞれ透過する複数の色パターンを配列して構成した着色層と、
   位相差パターンを前記色パターンの上面に分散して形成した位相差制御層とを有し、
   前記複数の色パターンの色毎に、その上面に分散して形成した位相差パターンの厚さが異なることを特徴とするカラーフィルタ。
2. 色パターンの厚さが色毎に異なることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
3. 色パターンの厚さと、その上面に形成した位相差パターンの厚さとの合計が、前記色パターンの色によらず一定であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
4. 位相差制御層のうち、前記位相差パターン以外の領域においては、位相差量が実質的にゼロであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカラーフィルタ。
5. 位相差制御層のうち、前記位相差パターンは光学的異方性の液晶材料からなり、該位相差パターン以外の領域は光学的等方性の液晶材料からなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカラーフィルタ。
6. 位相差制御層が、紫外線重合型のサーモトロピック型液晶材料からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のカラーフィルタ。
7. 位相差制御層の片側上面であって、前記着色層と接していない片側上面に、保護膜が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のカラーフィルタ。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のカラーフィルタにおける前記位相差パターンと対向する位置に反射表示領域を有する半透過半反射型液晶表示装置。
9. 光透過性の着色層の上面に、
   紫外線重合型の液晶性化合物を含有する重合性液晶組成物の層を成膜し、
   前記液晶性化合物を液晶相温度にて配向させ、
   前記層の上面に所定のパターンにパターニングされたフォトマスクを設け、
   前記配向した液晶性化合物を、液晶相温度にて、該フォトマスクを介し、紫外線露光により重合および固定化して位相差パターンを形成する、位相差制御層の形成方法。
10. 液晶相温度における紫外線露光により前記位相差パターンが形成された後、フォトマスクを除去し、さらに、前記層において未重合であった液晶性化合物を等方相温度にて紫外線露光することにより、重合させ固定化することを特徴とする請求項９記載の位相差制御層の形成方法。
11. 等方相温度が、前記層において未重合であった液晶性化合物の等方相転移温度以上であって、かつ熱重合反応が進行する熱重合温度である請求項１０記載の位相差制御層の形成方法。
12. 液晶相温度における紫外線露光により前記位相差パターンが形成された後、フォトマスクを除去し、さらに、前記層において未重合であった液晶性化合物を等方相転移温度以上であって、かつ熱重合反応が進行する熱重合温度に加熱することにより、熱重合させ固定化することを特徴とする請求項９記載の位相差制御層の形成方法。
13. 熱重合温度が、前記液晶性化合物の等方相転移温度以上であって、かつ１７０℃以上、２６０℃以下である請求項１１または１２に記載の位相差制御層の形成方法。
14. 光透過性を有する基材の上面に、
    異なる色の可視光をそれぞれ透過し、前記色毎に厚さの異なる複数の色パターンを配列して着色層を構成し、
    該着色層の上面に、紫外線重合型の液晶性化合物を含有する重合性液晶組成物の層を、前記着色層との合計厚さが前記色によらず一定の厚さとなるよう成膜し、
    前記液晶性化合物を液晶相温度にて配向させ、
    前記層の上面に所定のパターンにパターニングされたフォトマスクを設け、
    前記配向した液晶性化合物を、液晶相温度にて、該フォトマスクを介し、紫外線露光により重合および固定化して位相差パターンを形成し、さらに、
    前記フォトマスクを除去し、
    前記層において未重合であった液晶性化合物を等方相転移温度以上で、かつ熱重合反応が進行する熱重合温度に加熱することにより、熱重合させ固定化するカラーフィルタの製造方法。
    

Images