JP3812444B2 - カラーフィルタ基板の製造方法および液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタ基板の製造方法および液晶表示パネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる反射型の液晶表示パネルは、液晶を挟持する一対の基板のうち背面側の基板に反射層を有する構成が一般的である。この構成のもと、観察側から液晶表示パネルに入射した太陽光などの外光は、観察側の基板から液晶を透過して反射層の表面に至るとともに、その表面で反射して観察側に出射する。そして、この出射光が観察者によって視認されることによって反射型表示が実現される。反射型の液晶表示パネルはバックライトなどの光源を必要としないため、低消費電力化や薄型化を図ることができるという利点がある。
【０００３】
さらに近年、反射層に開口部を設けた液晶表示パネルも提案されている。この構成の液晶表示パネルによれば、上述した反射型表示に加え、背面側からの入射光（例えばバックライトユニットによる照射光）を反射層の開口部から観察側に出射させることによって、いわゆる透過型表示を行うこともできる。この種の液晶表示パネルは半透過反射型と呼ばれ、外光が十分に存在しない環境においても透過型表示によって表示の視認性を確保できるという利点がある。
【０００４】
ここで、これらの液晶表示パネルに用いられる反射層の表面を鏡面状とした場合、観察側からの入射光が反射層の表面において鏡面反射して観察者に視認される。このため、本来表示すべき画像のほかに近くの人や物の画像が観察者に視認される（以下、この現象を「背景の映りこみ」という）こととなり、表示が見づらくなるといった問題が生じ得る。この背景の映りこみを回避して良好な表示品位を得るために、表面が祖面化された反射層を用いて、その表面で反射して観察側に出射する光を適度に散乱させる構成が提案されている。例えば、背面側の基板に樹脂材料などからなる微細な凹凸を形成するとともに、これを覆うように薄膜状の反射層を設ければ、この反射層の表面には基板表面の凹凸を反映した散乱構造が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法で散乱構造を形成する場合には、まず背面側の基板に樹脂材料からなる層を形成し、次いでこの樹脂層をパターニングすることによって微細な凹凸を形成し、その後に基板上に反射層を形成するといった工程を経る必要があり、製造工程の煩雑化やコストアップを抑えるには限界があるのが現状であった。
【０００６】
本発明は、以上に説明した事情に鑑みてなされたものであり、表示に供される光を簡易な構成によって散乱させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るカラーフィルタ基板は、相互に対向して液晶を挟持する一対の基板のうちの一の基板と、前記一の基板上に設けられて特定の色に対応する波長の光を透過させるカラーフィルタであって、表面が山部および谷部を有する粗面であり、かつ複数の粒子が凝集してなる粒子群が分散されたカラーフィルタとを具備することを特徴としている。このカラーフィルタ基板によれば、当該カラーフィルタへの入射光が粒子群によって散乱させられるとともに、当該カラーフィルタ表面の粗面によってさらに散乱させられる。一方、光を散乱させるための構成がカラーフィルタの形成と同時に得られるので、光を散乱させるための部材（例えば反射層表面の凹凸や散乱板）を別途に形成する必要はない。したがって、本発明によれば、簡易な構成によって光を十分に散乱させることができるという利点がある。
【０００８】
なお、このカラーフィルタ基板においては、前記粒子群を、前記カラーフィルタの色に対応する複数の顔料粒子が凝集したものとすることが望ましい。こうすれば、カラーフィルタ内に顔料粒子とは別個の粒子群を分散させた構成と比較して、製造工程の簡素化および製造コストの低減を図ることができる。もっとも、顔料粒子とは別個の粒子が凝集した粒子群を、カラーフィルタ内に分散させた構成としてもよい。この場合の粒子としては、例えばアクリル系の樹脂材料や、ＳｉＯ₂またはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）といった無機酸化物からなる粒子を用いることが考えられる。このように、顔料粒子とは別個の粒子群をカラーフィルタ内に分散させる場合、（１）顔料粒子についてはカラーフィルタ内に均一に分散させてもよいし、（２）この粒子群と併せて顔料粒子を凝集させてもよい。（２）の構成を採れば、（１）の構成を採った場合と比較して、より強い散乱が得られることとなる。（１）および（２）のうちいずれの構成を採るかは、液晶表示パネルの用途、あるいは要求される散乱の程度などに応じて適宜に選択されることが望ましい。
【０００９】
このカラーフィルタ基板は、反射型または半透過反射型の液晶表示パネルの基板として用いることができる。すなわち、これらの液晶表示パネルを構成する一対の基板のうち背面側に位置する基板として用いた場合には、他の基板側からの入射光を反射させるための反射層を前記一の基板上に設けるとともに、前記カラーフィルタが前記反射層の面上に設けられた構成とすればよい。もっとも、本発明に係るカラーフィルタ基板は、液晶表示パネルの背面側の基板としてのみならず、観察側の基板としても利用し得るものである。このように反射層を有する液晶表示パネルに対して本発明に係るカラーフィルタ基板を適用すれば、反射層表面における鏡面反射に起因した背景の映り込みを回避して良好な表示品位が得られる。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る液晶表示パネルは、相互に対向して液晶を挟持する一対の基板と、前記一対の基板のうちの一の基板上に設けられて特定の色に対応する波長の光を透過させるカラーフィルタであって、表面が山部と谷部を有する粗面であり、かつ複数の粒子が凝集してなる粒子群が分散されたカラーフィルタとを具備することを特徴としている。この液晶表示パネルによれば、カラーフィルタへの入射光が、粒子群によって散乱させられるとともに、カラーフィルタ表面の粗面によってさらに散乱させられる。一方、光を散乱させるための構成がカラーフィルタの形成と同時に得られるので、光を散乱させるための部材を別途に形成する必要はない。したがって、簡易な構成によって光を散乱させることができるという効果が得られる。なお、この液晶表示パネルにおいても、上述したカラーフィルタ基板と同様に、カラーフィルタの色に対応する複数の顔料粒子が凝集したもの、あるいは顔料粒子とは別個の粒子が凝集したもののいずれについても、カラーフィルタ内に分散された前記粒子群として用いることができる。
【００１１】
なお、本発明が適用される液晶表示パネルとしては、反射型または半透過反射型の液晶表示パネルが考えられる。すなわち、カラーフィルタが設けられた前記一の基板を観察側の基板とする一方、当該一の基板側からの入射光を反射させる反射層を他の基板上に設けた構成としてもよい。あるいは、カラーフィルタが設けられた前記一の基板を背面側の基板として用い、たの基板側からの入射光を反射させる反射層を当該一の基板上に設けた構成としてもよい。なお、この場合には、カラーフィルタが反射層に対して観察側に位置することとなる。これらの液晶表示パネルによれば、カラーフィルタの粒子群のみならず当該カラーフィルタ表面の粗面によって観察側への出射光を散乱させることができるから、反射層表面の鏡面反射に起因した背景の映り込みを有効に回避することができる。なお、反射層を具備する液晶表示パネルにおいては、背面側からの入射光を観察側に透過させる開口部を当該反射層に設けてもよい。こうすれば、反射型表示のみならず透過型表示をも実現することができる。
【００１２】
また、本発明に係る電子機器は、上述した液晶表示パネルを備えることを特徴としている。上述したように、本発明に係る液晶表示パネルによれば、表示に供される光を簡易な構成によって散乱させることができるから、製造工程の簡略化や良好な表示品位が要求される電子機器に特に好適である。なお、かかる電子機器としては、例えばパーソナルコンピュータや携帯電話機などが考えられる。もっとも、本発明を適用し得る電子機器はこれに限られるものではなく、液晶表示パネルを表示部として備える種々の電子機器に本発明を適用できることは言うまでもない。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明は、表面が山部および谷部を有する粗面であるカラーフィルタを基板に形成してなるカラーフィルタ基板を製造する方法であって、複数の粒子が凝集してなる粒子群を含む感光性のカラーフィルタ形成用組成物によって前記基板の面上に膜体を形成する第１工程と、前記膜体のうちカラーフィルタとなるべき部分の全域に光を照射することにより、前記膜体のうち厚さ方向における一部のみを硬化させる第２工程と、前記膜体のうちカラーフィルタの山部となるべき部分に選択的に光を照射することにより当該光が照射された部分を硬化させる第３工程と、前記膜体のうち前記第２工程および前記第３工程にて硬化された部分以外の部分を除去して前記カラーフィルタを形成する第４工程とを有する。
このカラーフィルタの製造方法においては、前記第４工程によって形成されたカラーフィルタを加熱することにより前記山部および前記谷部の角部を丸める第５工程を実施してもよい。
また、本発明は、表面が山部および谷部を有する粗面であるカラーフィルタを一の基板に形成してなるカラーフィルタ基板と当該カラーフィルタ基板に対向する他の基板との間に液晶が封止された液晶表示パネルを製造する方法であって、複数の粒子が凝集してなる粒子群を含む感光性のカラーフィルタ形成用組成物によって前記一の基板の面上に膜体を形成する第１工程と、前記膜体のうちカラーフィルタとなるべき部分の全域に光を照射することにより、前記膜体のうち厚さ方向における一部のみを硬化させる第２工程と、前記膜体のうちカラーフィルタの山部となるべき部分に選択的に光を照射することにより当該光が照射された部分を硬化させる第３工程と、前記膜体のうち前記第２工程および前記第３工程にて硬化された部分以外の部分を除去して前記カラーフィルタを形成する第４工程と、前記第４工程によって作成されたカラーフィルタ基板と前記他の基板とを貼り合わせる第５工程とを有する。
この液晶表示パネルの製造方法においては、前記第５工程に先立ち、前記第４工程によって形成されたカラーフィルタを加熱することにより前記山部および前記谷部の角部を丸める工程を実施してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。なお、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００１５】
＜Ａ：第１実施形態＞
＜Ａ−１：液晶表示パネルの構成＞
まず、図１を参照して、本発明をパッシブマトリクス方式の反射型液晶表示パネルに適用した第１実施形態について説明する。同図に示すように、この液晶表示パネル１ａは、相互に対向する第１基板１０と第２基板２０とがシール材３１を介して貼り合わされるとともに、両基板とシール材３１とによって囲まれた領域に、例えばＴＮ（Twisted Nematic）型やＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型などの液晶３２が封止された構成となっている。以下では、図１に示すように、液晶３２に対して第１基板１０側を「観察側」と表記する。すなわち、液晶表示パネル１ａによる表示画像を視認する観察者が位置する側という意味である。一方、液晶３２に対して第２基板２０側を「背面側」と表記する。
【００１６】
第１基板１０および第２基板２０は、ガラスや石英、プラスチック等の光透過性を有する板状部材である。このうち観察側に位置する第１基板１０の外側（液晶３２とは反対側）表面には、干渉色を補償するための位相差板１０１と、入射光を偏光させるための偏光板１０２とが貼着されている。一方、第１基板１０のうち液晶３２との対向面には複数のコモン電極１１が形成されている。ここで、図２は、液晶表示パネル１ａの電極構成を示す平面図である。図２におけるＡ−Ａ’線からみた断面図が図１に相当する。図１および図２に示すように、各コモン電極１１はＸ方向に延在する帯状の電極であり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料によって形成される。
【００１７】
他方、第２基板２０の面上には、複数のセグメント電極２５が設けられている。各セグメント電極２５は、コモン電極１１と同様にＩＴＯなどの透明導電材料によって形成された帯状の電極であり、図１および図２に示すように、コモン電極１１と交差する方向（すなわち図中のＹ方向）に延在する。図１に示すように、コモン電極１１およびセグメント電極２５は、それぞれ配向膜１２および２６によって覆われている。配向膜１２および２６は、例えばポリイミドなどによって形成された有機薄膜であり、電圧が印加されていないときの液晶３２の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。
【００１８】
第１基板１０と第２基板２０との間に挟持された液晶３２は、コモン電極１１とセグメント電極２５との間に印加された電圧に応じてその配向方向が変化する。以下では、図２の右下部分に示すように、コモン電極１１とセグメント電極２５とが対向する領域を「サブ画素５」と表記する。つまり、サブ画素５は、液晶３２の配向方向が電圧の印加に応じて変化する領域の最小単位であるということができる。図２に示すように、複数のサブ画素５はＸ方向およびＹ方向にわたってマトリクス状に配列し、各々が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のうちのいずれかに対応している。そして、これらの３色に対応する３つのサブ画素５Ｒ、５Ｇおよび５Ｂの組によって、表示画像の最小単位に相当するひとつの画素（ドット）が構成される。
【００１９】
再び図１に示すように、第２基板２０における液晶３２との対向面には、反射層２１、遮光層２２、カラーフィルタ２３、オーバーコート層２４が、第２基板２０の表面からみてこの順に設けられている。このうち反射層２１は、例えばアルミニウムや銀といった単体金属、またはこれらの金属を主成分とする合金などによって形成された薄膜であり、光反射性を有する。観察側から液晶表示パネル１ａに入射した太陽光や室内照明光などの外光は、第１基板１０および液晶３２を透過して反射層２１に至るとともに、その表面で反射する。この反射光が観察側に出射して観察者に視認される結果、反射型表示が行なわれるのである。なお、本実施形態における反射層２１の表面は、散乱構造（凹凸）を持たない平坦面である。
【００２０】
次に、遮光層２２は、マトリクス状に配列する各サブ画素５の間隙（つまり、コモン電極１１とセグメント電極２５とが対向しない領域）を覆うように格子状に形成され、各サブ画素５の周囲を遮光する役割を担っている。この遮光層２２は、例えばカーボンブラックが分散された黒色樹脂材料や、クロム（Ｃｒ）などの金属によって形成される。
【００２１】
カラーフィルタ２３（２３Ｒ、２３Ｇおよび２３Ｂ）は、各サブ画素５に対応して設けられた樹脂層であり、顔料によってサブ画素５の色に対応した色、すなわち赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のいずれかにそれぞれ着色されている。したがって、各色のカラーフィルタ２３は、その色に対応する波長の光を選択的に透過させる。なお、本実施形態においては、セグメント電極２５の延在方向に列をなす複数のサブ画素５にわたって同一色のカラーフィルタ２３が配列された構成（いわゆるストライプ配列）を採用した場合を例示する。
【００２２】
ここで、図３は、カラーフィルタ２３を拡大して示す断面図であり、図４はひとつのカラーフィルタ２３の一部をさらに拡大して示す断面図である。これらの図に示すように、各色のカラーフィルタ２３の表面は、多数の山部（凸部）２３２と谷部（凹部）２３３とを有する滑らかな粗面２３１となっている。これらの山部２３２および谷部２３３は、カラーフィルタ２３表面においてランダムな位置に分散している。ここで、図４に示すように、カラーフィルタ２３表面におけるひとつの山部２３２の頂上から当該山部２３２に隣接する他の山部２３２の頂上までの距離（換言すれば、ひとつの谷部２３３の底から当該谷部２３３に隣接する他の谷部２３３の底までの距離）をピッチＰとすると、カラーフィルタ２３全面にわたるピッチＰの平均値は６．５μｍないし７．５μｍ程度である。また、谷部２３３の底を基準としたときの山部２３２の頂上までの距離（換言すれば、山部２３２の頂上を基準としたときの谷部２３３の底までの距離）を高さＨとすると、カラーフィルタ２３全面にわたる高さＨの平均値は９μｍ程度である。
【００２３】
一方、各色のカラーフィルタ２３には、その色に対応する顔料粒子２３４が分散されている。さらに、図４に示すように、これら顔料粒子２３４のうちの一部は顔料粒子群２３５を構成している。この顔料粒子群２３５は複数の顔料粒子２３４が凝集したものであり、その直径は約０．１μｍ程度である。ここで、顔料粒子２３４の凝集について詳述する。
【００２４】
顔料粒子２３４が分散された樹脂材料によってカラーフィルタ２３を形成するとき、これらの顔料粒子２３４を樹脂材料中において適度に分散させるために、この樹脂材料に分散剤を混入するのが一般的である。ここで、図６は、顔料粒子２３４および分散剤が混入された樹脂材料（以下、「カラーフィルタ形成用液状組成物」と表記する）の粘度と、分散剤の添加量との一般的関係を示すグラフであり、図７は、カラーフィルタ形成用液状組成物の粘度と分散剤の添加量との実測結果を示すグラフである。なお、これらのグラフにおいては、分散剤の添加量が横軸に、カラーフィルタ形成用液状組成物の粘度が縦軸にそれぞれ示されている。また、分散剤の添加量は、カラーフィルタ形成用液状組成物に対する質量百分率（ｗｔ％）として示されている。
【００２５】
図６に示すように、分散剤の添加量を増加させたとき、カラーフィルタ形成用液状組成物の粘度は、最初に比較的高い値から減少し続け、その後に極小値となって上昇に転じるという傾向を示すのが一般的である。具体的には、図７に示すように、分散剤の添加量を１ｗｔ％程度の過小量から徐々に増加させていくと、カラーフィルタ形成用液状組成物の粘度は、３ｗｔ％程度の添加量に至るまで減少し続け、その後に３．５ｗｔ％程度の添加量のときに極小値となって、４ｗｔ％程度の添加量を超えた後は上昇に転じるという特性を示す。以下では、図６および図７に示すように、分散剤の添加量をカラーフィルタ形成用液状組成物の粘度変化の態様に応じて３つの区間に分け、各々の区間を「第１の区間Ｃ１」「第２の区間Ｃ２」および「第３の区間Ｃ３」と表記する。すなわち、第１の区間Ｃ１は、分散剤の過小に起因してカラーフィルタ形成用液状組成物の粘度が高くなる区間であり、第２の区間Ｃ２は、カラーフィルタ形成用液状組成物の粘度が極小値近傍となる区間であり、第３の区間Ｃ３は、分散剤の過多に起因してカラーフィルタ形成用液状組成物の粘度が上昇する区間である。
【００２６】
ここで、図５は、分散剤の添加量を第２の区間Ｃ２内の値としたカラーフィルタ形成用液状組成物によって形成されたカラーフィルタ２３を、図４に示したカラーフィルタ２３との対比例として示す図である。図５に示すように、分散剤の添加量を第２の区間Ｃ２内の値とすると、各顔料粒子２３４が凝集し合うことなく適度に分散し、カラーフィルタ２３内に均等に分布することとなる。これに対し、図４に示した本実施形態に係るカラーフィルタ２３は、分散剤の添加量を第１の区間Ｃ１内の値としたカラーフィルタ形成用液状組成物によって形成されている。このように分散剤の添加量を第１の区間Ｃ１内の値とすることにより、複数の顔料粒子２３４が凝集して顔料粒子群２３５が構成される。
【００２７】
本願発明者による試験によれば、図５に示したように顔料粒子を凝集させないカラーフィルタ２３に対して光を照射すると、当該カラーフィルタ２３を透過した光はほとんど散乱しないのに対し、図４に示したように複数の顔料粒子２３４が凝集してなる顔料粒子群２３５を有するカラーフィルタ２３に光を照射すると、当該カラーフィルタ２３の透過光が散乱するという知見を得るに至った。このような相違は、以下の理由によって生じるものと考えられる。すなわち、顔料粒子２３４が均等に分布するカラーフィルタ２３（図５）への入射光は、当該カラーフィルタ２３中の顔料粒子２３４を透過するときに樹脂材料と顔料粒子２３４との屈折率の相違に起因して散乱する。しかしながら、均等に分布する顔料粒子２３４の各々から同様に出射する散乱光が打ち消し合うために、結果としてカラーフィルタ２３からの出射光はほとんど散乱しないこととなる。これに対し、顔料粒子群２３５を有するカラーフィルタ２３への入射光は、顔料粒子群２３５を構成する顔料粒子２３４を透過するときに散乱する一方、顔料粒子２３４がカラーフィルタ２３内に偏在していることに起因して相互に打ち消し合うことが抑えられるため、結果としてカラーフィルタ２３から散乱光として出射するのである。
【００２８】
さらに、本願発明者による試験によれば、表面が粗面化されたカラーフィルタ２３に光を照射したときに、顔料粒子群２３５を透過することによって散乱した光は、散乱の程度をさらに増してカラーフィルタ２３から出射するという知見を得るに至った。具体的には、顔料粒子２３４を凝集させたカラーフィルタ形成用液状組成物を用いて、図４に示すように表面が粗面化されたカラーフィルタ２３と、表面が平坦な（粗面化されていない）カラーフィルタ２３とを作成し、各々の光学特性を調査した。この結果、表面が粗面化されたカラーフィルタ２３によれば、表面が平坦であるカラーフィルタ２３と比べて高いヘイズ値（曇価）が得られるという知見を得るに至った。具体的には、表面が粗面化されたカラーフィルタ２３と表面が平坦なカラーフィルタ２３との間には、７０（％）ないし８０（％）程度のヘイズ値の差異が認められた。すなわち、図４に示したように、カラーフィルタ２３の表面を粗面２３１とすることによって、表面を粗面化させることなく単に顔料粒子２３４を凝集させた構成と比較して、当該カラーフィルタ２３からの出射光をさらに散乱させることができるのである。
【００２９】
ここで、ヘイズ値とは、ある試料への入射光が当該試料を透過するときに散乱する程度を表す値であり、以下の式により定義される（ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）Ｋ６７１４−１９７７）。
ヘイズ値（曇価）Ｈ＝（散乱光透過率Ｔｄ／全光線透過率Ｔｔ）×１００（％）
ここで、全光線透過率Ｔｔは、試料（ここではカラーフィルタ２３）への入射光量のうち当該試料を透過した光量の割合を示す値であり、散乱光透過率Ｔｄは、試料に対して所定方向から光を照射したときに当該試料を透過した光量のうち上記所定方向以外の方向に出射した光量（すなわち散乱光量）の割合を示す値である。したがって、ヘイズ値Ｈが高ければ散乱の程度が大きく、逆にヘイズ値Ｈが低ければ散乱の程度が小さいということができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、カラーフィルタ２３中の顔料粒子２３４が凝集し、かつ当該カラーフィルタ２３の表面が粗面化されているため、液晶表示パネル１ａから出射する光を当該カラーフィルタ２３によって十分に散乱させることができる。したがって、反射層２１表面に凹凸を形成するために第２基板２０の表面に微細な凹凸を形成する工程や、光を散乱させるための層を別個に形成する工程を要することなく、背景の映り込みを抑えた良好な表示品位を得ることができる。
【００３１】
＜Ａ−２：液晶表示パネルの製造方法＞
次に、図８および図９を参照して、本実施形態に係る液晶表示パネル１ａの製造方法について説明する。なお、図１基板上の各要素については公知の各種技術を用いて製造することができるため説明を省略し、以下では、主に第２基板２０上の各要素の製造方法について説明する。
【００３２】
まず、第２基板２０のうち第１基板１０と対向すべき面の全面を覆うように光反射性を有する金属の薄膜をスパッタリング法などを用いて形成する。この後、フォトリソグラフィおよびエッチング技術を用いてこの薄膜をパターニングすることにより、図８（ａ）に示す反射層２１を形成する。次いで、反射層２１が形成された第２基板２０を覆うように、クロム（Ｃｒ）からなる薄膜をスパッタリング法などによって形成する。この後、フォトリソグラフィおよびエッチング技術を用いてこの薄膜をパターニングすることにより、図８（ｂ）に示すように、各サブ画素５の間隙に重なる格子状の遮光層２２を形成する。なお、ここではクロムによって遮光層２２を形成したが、カーボンブラックなどによって黒に着色された樹脂材料を用いて形成してもよい。また、後の工程により形成される３色分のカラーフィルタ２３を、各サブ画素５の間隙部分に積層することによって遮光層２２を形成してもよい。
【００３３】
続いて、以下に詳述するように、第２基板２０の面上に赤色、緑色および青色の３色のカラーフィルタ２３を順次形成する。なお、ここでは、赤色のカラーフィルタ２３、緑色のカラーフィルタ２３、青色のカラーフィルタ２３の順に形成するものとするが、各色のカラーフィルタ２３の形成順序をこれに限定する趣旨ではない。
【００３４】
まず、図８（ｃ）に示すように、アクリル系やエポキシ系の樹脂材料をベースとして分散剤と赤色の顔料とを含むカラーフィルタ形成用液状組成物を、スピンコート法などによって第２基板２０の面上に塗布して樹脂層６１を形成する。上述したように、このカラーフィルタ形成用液状組成物における分散剤の添加量は、図６および図７に示した第１の区間Ｃ１内の添加量に調整されている。したがって、樹脂層６１には、複数の顔料粒子２３４が凝集してなる顔料粒子群２３５が含まれることとなる。なお、ここでは、露光に伴う光反応で硬化するネガ型の樹脂材料をベース樹脂として含むカラーフィルタ形成用液状組成物を用いて樹脂層６１を形成するものとする。顔料の材料としては、アゾレーキ系、縮合アゾ系、キナクリドン系、イソインドリノン系、ベリノン系、ペリレン系、不溶性アゾ系、フタロシアニン系、ジオキサジン系、アントラキノン系、またはチオイン系などを用いることができる。また、分散剤の材料としては、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛もしくはポリエチレワックス、または有機系材料であるポリオキシエチレンアルギルフェニルエーテル系、ポリエチレングリエールジエステル系、ソルビタン脂肪酸エステル系、脂肪酸変形ポリエステル系、または３級アミン変形ポリウレタン系などを用いることができる。
【００３５】
次いで、図８（ｄ）に示すように、マスク６２を介して樹脂層６１に紫外線を照射する。同図に示すように、マスク６２には、樹脂層６１のうち赤色のカラーフィルタ２３Ｒが形成されるべき領域（すなわちサブ画素５Ｒに対応する領域）と重なるように、紫外線を透過させる透光部６２１が形成されている。さらに、紫外線の露光量は、樹脂層６１のうち厚さ方向の一部のみが光反応によって硬化するように、すなわち厚さ方向の全部にわたって硬化しないように調整されている。図８（ｄ）においては、樹脂層６１のうちこの露光工程によって硬化した部分にハッチングが施されている。
【００３６】
次に、図９（ｅ）に示すように、上記マスク６２とは異なるマスク６３を介して樹脂層６１に紫外線を照射する。同図に示すように、このマスク６３には、赤色のカラーフィルタ２３Ｒが形成されるべき領域のうち山部２３２となるべき領域と重なるように透光部６３１が形成されている。したがって、この露光工程の後には、図９（ｅ）にハッチングを施して示すように、樹脂層６１のうちカラーフィルタ２３表面の山部２３２となるべき領域が硬化することとなる。
【００３７】
続いて樹脂層６１を現像し、露光によって硬化した部分を残して樹脂層６１を除去する。この現像工程により、図９（ｆ）に示すように、樹脂層６１のうち赤色のカラーフィルタ２３Ｒ以外の部分が除去されるとともに、赤色のカラーフィルタ２３Ｒ表面において谷部２３３に対応する領域が当該樹脂層６１の厚さ方向における一部分にわたって除去される。この結果、表面が山部２３２と谷部２３３とを有する粗面である赤色のカラーフィルタ２３Ｒが得られる。
【００３８】
この後、図８（ｃ）および（ｄ）、ならびに図９（ｅ）および（ｆ）に示したのと同様の手順で、緑色および青色のカラーフィルタ２３Ｇおよび２３Ｂを順次形成する。この一連の工程を繰り返すことにより、図９（ｇ）に示すように、表面に山部２３２と谷部２３３とを有する赤色、緑色および青色のカラーフィルタ２３Ｒ、２３Ｇおよび２３Ｂが得られる。
【００３９】
次に、各カラーフィルタ２３をその熱変形温度以上に加熱する。この加熱によってカラーフィルタ２３の表面は軟化し、その熱変形によって山部２３２および谷部２３３の角部が丸められる。この結果、図９（ｈ）に示すように、カラーフィルタ２３の表面は、滑らかな山部２３２と谷部２３３とを有する粗面２３１となる。
【００４０】
続いて、エポキシ系やアクリル系などの樹脂材料をスピンコート法などによって第２基板２０上に塗布した後、これを焼成してオーバーコート層２４を形成する。さらに、オーバーコート層２４の面上にＩＴＯからなるセグメント電極２５を形成するとともに、これらのセグメント電極２５を覆うように配向膜２６を形成してラビング処理を施す。
【００４１】
以上が第２基板２０上の各要素の製造方法である。以後、この方法により得られた第２基板２０と、コモン電極１１および配向膜１２が形成された第１基板１０とを、電極形成面を対向させた状態でシール材３１を介して貼り合わせる。そして、シール材３１に設けられた開口部２１１分から液晶３２を注入した後にこの部分を封止するとともに、位相差板１０１および偏光板１０２を第１基板１０に貼着することによって、図１に示した液晶表示パネル１ａが得られる。
【００４２】
このように、本実施形態に係る製造方法によれば、液晶表示パネル１ａからの出射光を散乱させるための構造が、カラーフィルタ２３の形成と同時に形成される。したがって、光を散乱させる散乱層をカラーフィルタ２３とは別個に形成した場合と比較して製造工程を簡素化することができ、ひいては製造コストを低く抑えることができるという利点がある。
【００４３】
＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、図１０を参照して、本発明の第２実施形態に係る液晶表示パネルの構成を説明する。なお、図１０に示す各部のうち、前掲図１に示した第１実施形態に係る液晶表示パネル１ａと共通するものについては同一の符号が付されている。
【００４４】
上記実施形態においては、背面側に位置する第２基板２０の面上にカラーフィルタ２３、遮光層２２およびオーバーコート層２４が形成された構成を例示した。これに対し、本実施形態に係る液晶表示パネル１ｂにおいては、図１０に示すように、観察側に位置する第１基板１０の面上にこれらの要素が設けられている。
【００４５】
すなわち、第１基板１０のうち液晶３２と対向する面上には、各サブ画素５の間隙部分に重なる遮光層２２と、顔料によって赤色、緑色または青色のいずれかに着色されたカラーフィルタ２３とが設けられている。本実施形態におけるカラーフィルタ２３は、図３および図４に示したカラーフィルタ２３と同様のものであり、表面が微細な山部２３２と谷部２３３とからなる粗面２３１であるとともに、複数の顔料粒子２３４が凝集してなる顔料粒子群２３５が分散されている。さらに、図１０に示すように、カラーフィルタ２３および遮光層２２が形成された第１基板１０の表面はオーバーコート層２４によって覆われている。そして、コモン電極１１はオーバーコート層２４の表面に設けられ、配向膜１２はオーバーコート層２４を覆うように形成されている。なお、本実施形態に係る液晶表示パネル１ｂのカラーフィルタ２３は、上記第１実施形態において図８および図９を参照して説明したのと同様のプロセスを経て製造される。
【００４６】
一方、第２基板２０の内側表面に設けられた反射層２１は、樹脂材料などからなる絶縁層２７によって覆われている。セグメント電極２５および配向膜２６は、この絶縁層２７の面上に設けられる。
【００４７】
このように、観察側に位置する第１基板１０にカラーフィルタ２３を設けた構成によっても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、本発明に係るカラーフィルタ基板とは、観察側または背面側のいずれに配置されるかを問わず、複数の顔料粒子２３４が凝集してなる顔料粒子群２３５を含む樹脂材料によって形成されるとともに表面が粗面化されたカラーフィルタ２３を有する基板を意味する。
【００４８】
＜Ｃ：変形例＞
以上この発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００４９】
＜Ｃ−１：変形例１＞
上記各実施形態においては、反射型の液晶表示パネル１ａおよび１ｂを例示したが、反射型表示に加えて透過型表示も可能な半透過反射型の液晶表示パネルにも本発明を適用できる。すなわち、例えば、図１１に示す液晶表示パネル１ｃは、図１に示した液晶表示パネル１ａの反射層２１の代わりに、開口部２１１を有する反射層２１が設けられるとともに、位相差板２０１および偏光板２０２が第２基板２０の表面に貼着された構成となっている。この構成によれば、第１基板１０側からの入射光が反射層２１（開口部２１１以外の部分）の表面で反射して反射型表示が行なわれる一方、背面側に配置されたバックライトユニット（図示略）からの照射光が、反射層２１の開口部２１１を通過して観察側に出射して、これにより透過型表示が実現される。同様に、図１２に示す液晶表示パネル１ｄは、図１０に示した液晶表示パネル１ｂの反射層２１の代わりに、開口部２１１を有する反射層２１を設けるとともに、位相差板２０１および偏光板２０２が第２基板２０の表面に貼着された構成となっている。この構成によっても、図１１に示した液晶表示パネル１ｃと同様に、反射型表示と透過型表示を適宜に切り換えることができる。図１１および図１２に示した半透過反射型の液晶表示パネル１ｃおよび１ｄにおいても、顔料粒子群２３５を有するとともに表面が粗面化されたカラーフィルタ２３を用いることにより、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
【００５０】
なお、本変形例においては、開口部２１１を有する反射層２１によって反射型表示と透過型表示の双方を実現する構成としたが、かかる反射層２１に代えて、照射された光のうちの一部を透過させて他の一部を反射させる、いわゆるハーフミラーを用いた半透過反射型の液晶表示パネルにも、本発明を適用できる。
【００５１】
＜Ｃ−２：変形例２＞
上記各実施形態および変形例においては、カラーフィルタの透過光を散乱させるための粒子群として、当該カラーフィルタの色に対応した顔料粒子２３４が凝集してなる顔料粒子群２３５を用いた場合を例示した。しかしながら、本発明に係るカラーフィルタはこれに限られるものではなく、カラーフィルタ内に、顔料粒子とは別個の粒子が凝集してなる粒子群を分散させてもよい。この種の粒子としては、例えば、アクリル系の樹脂材料からなる粒子や、ＳｉＯ_２またはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）といった無機酸化材料からなる粒子を用いることができる。
【００５２】
＜Ｃ−３：変形例３＞
上記実施形態においては、スイッチング素子を持たないパッシブマトリクス方式の液晶表示パネルを例示したが、ＴＦＤ（Thin Film Diode）に代表される二端子型スイッチング素子や、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）に代表される三端子型スイッチング素子を備えたアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルにも、本発明を適用できることは言うまでもない。また、上記各実施形態においては、同一色のカラーフィルタ２３が一列をなすストライプ配列を採用した構成を例示したが、カラーフィルタ２３の配列の態様としては、この他にモザイク配列やデルタ配列を採用することもできる。このように、カラーフィルタ２３が形成されたカラーフィルタ基板、およびこのカラーフィルタ基板を用いた液晶表示パネルであれば、その他の構成要素に係る態様の如何を問わず本発明を適用可能である。
【００５３】
＜Ｄ：電子機器＞
次に、本発明に係る液晶表示パネルを用いた電子機器について説明する。
【００５４】
＜Ｄ−１：モバイル型コンピュータ＞
まず、本発明に係る液晶表示パネルを、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１３は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ９１は、キーボード９１１を備えた本体部９１２と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部９１３とを備えている。なお、かかるパーソナルコンピュータにおいては、外光が十分に存在しない環境においても表示の視認性を確保すべく、背面側にバックライトユニットを備えた半透過反射型の液晶表示パネル１ｃまたは１ｄ（図１１または図１２参照）を用いることが望ましい。
【００５５】
＜Ｄ−２：携帯電話機＞
続いて、本発明に係る液晶表示パネルを、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１４は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機９２は、複数の操作ボタン９２１のほか、受話口９２２、送話口９２３とともに、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部９２４を備える。なお、この種の携帯電話機においても、暗所における表示の視認性を確保するために、半透過反射型の液晶表示パネル１ｃまたは１ｄを用いることが望ましい。
【００５６】
なお、本発明に係る液晶表示パネルを適用可能な電子機器としては、図１３に示したパーソナルコンピュータや図１４に示した携帯電話機のほかにも、液晶テレビや、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。本発明に係る液晶表示パネルによれば、簡易な構成によって背景の映り込みを防ぐことができるから、製造コストの低減や良好な表示品位が要求される電子機器に特に好適である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示に供される光を簡易な構成によって散乱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図２】 同液晶表示パネルの要部構成を示す平面図である。
【図３】 同液晶表示パネルのカラーフィルタを拡大して示す断面図である。
【図４】 同液晶表示パネルのひとつのカラーフィルタを拡大して示す断面図である。
【図５】 図４に示すカラーフィルタの対比例として、分散剤の添加量を異ならせたカラーフィルタ形成用液状組成物によって形成されたカラーフィルタを拡大して示す断面図である。
【図６】 カラーフィルタ形成用液状組成物の粘度と分散剤の添加量との一般的関係を示すグラフである。
【図７】 カラーフィルタ形成用液状組成物の粘度と分散剤の添加量との実測結果を示すグラフである。
【図８】 同液晶表示パネルの製造プロセスを示す断面図である。
【図９】 同液晶表示パネルの製造プロセスを示す断面図である。
【図１０】 本発明の第２実施形態に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図１１】 本発明の変形例に係る半透過反射型の液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図１２】 本発明の変形例に係る半透過反射型の液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図１３】 本発明に係る液晶表示パネルを用いた電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図１４】 本発明に係る液晶表示パネルを用いた電子機器の一例たる携帯電話機の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ……液晶表示パネル、１０……第１基板、１１……コモン電極、１２……配向膜、２０……第２基板、２１……反射層、２１１……開口部、２２……遮光層、２３（２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ）……カラーフィルタ、２３１……粗面、２３２……山部、２３３……谷部、２３４……顔料粒子（粒子）、２３５……顔料粒子群（粒子群）、２４……オーバーコート層、２５……セグメント電極、２６……配向膜、２７……絶縁層、１０１，２０１……位相差板、１０２，２０２……偏光板、３１……シール材、３１……液晶、５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）……サブ画素、９１……パーソナルコンピュータ（電子機器）、９２……携帯電話機（電子機器）。

Claims (4)

1. 表面が山部および谷部を有する粗面であるカラーフィルタを基板に形成してなるカラーフィルタ基板を製造する方法であって、
   複数の粒子が凝集してなる粒子群を含む感光性のカラーフィルタ形成用組成物によって前記基板の面上に膜体を形成する第１工程と、
   前記膜体のうちカラーフィルタとなるべき部分の全域に光を照射することにより、前記膜体のうち厚さ方向における一部のみを硬化させる第２工程と、
   前記膜体のうちカラーフィルタの山部となるべき部分に選択的に光を照射することにより当該光が照射された部分を硬化させる第３工程と、
   前記膜体のうち前記第２工程および前記第３工程にて硬化された部分以外の部分を除去して前記カラーフィルタを形成する第４工程と
   を有するカラーフィルタ基板の製造方法。
2. 前記第４工程によって形成されたカラーフィルタを加熱することにより前記山部および前記谷部の角部を丸める第５工程
   を有する請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
3. 表面が山部および谷部を有する粗面であるカラーフィルタを一の基板に形成してなるカラーフィルタ基板と当該カラーフィルタ基板に対向する他の基板との間に液晶が封止された液晶表示パネルを製造する方法であって、
   複数の粒子が凝集してなる粒子群を含む感光性のカラーフィルタ形成用組成物によって前記一の基板の面上に膜体を形成する第１工程と、
   前記膜体のうちカラーフィルタとなるべき部分の全域に光を照射することにより、前記膜体のうち厚さ方向における一部のみを硬化させる第２工程と、
   前記膜体のうちカラーフィルタの山部となるべき部分に選択的に光を照射することにより当該光が照射された部分を硬化させる第３工程と、
   前記膜体のうち前記第２工程および前記第３工程にて硬化された部分以外の部分を除去して前記カラーフィルタを形成する第４工程と、
   前記第４工程によって作成されたカラーフィルタ基板と前記他の基板とを貼り合わせる第５工程と
   を有する液晶表示パネルの製造方法。
4. 前記第５工程に先立ち、前記第４工程によって形成されたカラーフィルタを加熱することにより前記山部および前記谷部の角部を丸める工程
   を有する請求項３に記載の液晶表示パネルの製造方法。

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