JP4348878B2 - 半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半透過型液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、透過型のカラー表示においても、反射型のカラー表示においても、優れた明度、彩度を有する半透過型液晶表示装置を可能とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は自発光型の表示装置ではないので、その表示には他からの光を必要とし、例えば、その後方にバックライトを設け、後方からの光によって表示を行っている。このような液晶表示装置は透過型液晶表示装置と称され、主に屋内のような暗い環境下で用いられる。
また、例えば、その後方に反射層を設け、液晶表示装置を観視する際の周囲からの外光によって表示を行っている。このような液晶表示装置は反射型液晶表示装置と称され、主に屋外のような非常に明るい環境下で用いられる。
【０００３】
上記透過型液晶表示装置においては、その後方に設けられたバックライトからの光はカラーフィルタの着色画素を透過し、液晶表示装置が観視される前方の外部へ射出されるようになっている。
この際の着色画素の分光透過率は、例えば、図５における実線で示すように、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいては透過率が低く、波長６００〜７００ｎｍにおいては透過率が高いものが好ましいものである。
【０００４】
図６は、従来法における反射型液晶表示装置の一例を断面で示す説明図であるが、図６に示すように、反射型液晶表示装置（７０）は、対向基板（７８）、液晶（７５）、カラーフィルタ（７９）などで構成されている。図６において、対向基板（７８）は、画素表示に必要な駆動素子（図示せず）や光拡散反射性の電極層（７６）などが基板（７７）上に形成されたもので構成されている。
また、カラーフィルタ（７９）は、ガラス基板（７１）、着色画素（７２）、オーバーコート層（７３）、透明電極層（７４）などで構成されている。
【０００５】
図６において、外光（Ｌ１）は着色画素（７２）を通過し色光となり、光拡散反射性の電極層（７６）にて反射され、再び着色画素（７２）を通過して、外部へ反射光（Ｌ２）として射出されるようになっている。
このような反射型液晶表示装置用カラーフィルタの着色画素（７２）の色濃度は、透過型液晶表示装置用カラーフィルタのカラーフィルタ画素の色濃度より低い色濃度のものである。
【０００６】
これは、上記のように外部からの光は、入射の際と反射の際の２回にわたり赤色の着色画素を透過し、外部へ射出されるので、例えば、図５における点線で示すように、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいて透過率がやや高く、波長６００〜７００ｎｍにおいても透過率がやや高いものを用いることにより、実線で示す透過型に用いられる赤色の着色画素の分光透過率と同様の効果が得られるようにしているものである。
そして、このような一点鎖線で示すような分光透過率を有する着色画素の形成は、例えば、着色画素に含まれる顔料の含有量を少なくすることにより行われているものである。
【０００７】
さて、液晶表示装置用カラーフィルタの着色画素の形成は、種々な方法により行われているが、感光性樹脂組成物に顔料を分散させた感光性着色樹脂組成物を材料として用い、フォトリソグラフィー法により着色画素を形成する顔料分散法が多く採用されている。
【０００８】
この顔料分散法、すなわち、感光性着色樹脂組成物を用いフォトリソグラフィー法により、上記のような反射型液晶表示装置用カラーフィルタの着色画素を形成する際にも同様に、その着色画素に含まれる顔料の含有量を少なくすることになり、例えば、着色画素の厚さを薄く形成したり、或いは使用する感光性着色樹脂組成物は顔料の含有量を少なくしたものを用いることになる。
【０００９】
そして、上記透過型液晶表示装置は、主に屋内のような暗い環境下で用いられるものであり、屋外のような非常に明るい環境下では、その表示が見にくいといった欠点がある。また、上記反射型液晶表示装置は、主に屋外のような非常に明るい環境下で用いられるものであり、屋内のような暗い環境下では、その表示が見にくいといった欠点がある。
【００１０】
このような透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置に対し、半透過型液晶表示装置と称される液晶表示装置は、１基の液晶表示装置において透過型と反射型の両機能を兼ね備えた液晶表示装置である。
この半透過型液晶表示装置は、屋外のような非常に明るい環境下でも、屋内のような暗い環境下でも用いることができるものであり、モバイル機器に用いられる液晶表示装置として期待されている液晶表示装置である。
【００１１】
図４は、半透過型液晶表示装置の一例の部分を断面で示す説明図である。
図４に示すように、この半透過型液晶表示装置は、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（４０）、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ上に形成された透明電極（４４）、液晶（５０）、ＴＦＴ素子（図示せず）などが形成されたＴＦＴ基板（６０）、ＴＦＴ基板上に形成された透明電極（６１）及び反射電極（６２）で構成されている。
また、透明電極（６１）及び反射電極（６２）はＴＦＴ素子のドレイン電極と接続されている。
【００１２】
ここに用いられている半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（４０）は、ガラス基板（４１）上にブラックマトリックス（４２）、着色画素（４３）が形成されたものである。
１画素の領域（Ｐｘ）はブラックマトリックス（４２）を除くと、光透過領域（Ｔｒ）と光反射領域（Ｒｅ）とで構成されている。
光透過領域（Ｔｒ）は、透過型液晶表示装置として機能する領域であり、光反射領域（Ｒｅ）は、反射型液晶表示装置として機能する領域である。
着色画素（４３）の光透過領域（Ｔｒ）には、透過型用の厚さ（Ｄ７）を有する着色層（着色層７）（４５）が形成され、また、光反射領域（Ｒｅ）には、反射型用の厚さ（Ｄ８）を有する着色層（着色層８）（４６）が形成されている。
【００１３】
すなわち、１画素の領域（Ｐｘ）内では、光透過領域（Ｔｒ）の厚さＤ７を有する着色層（着色層７）（４５）と、光反射領域（Ｒｅ）の厚さＤ８を有する着色層（着色層８）（４６）とで着色画素（４３）が構成され、Ｄ７とＤ８は、Ｄ７＞Ｄ８の関係にある。
着色層７（４５）の厚さは、透過型用の厚さ、すなわち、その分光透過率は図５に実線で示すような、例えば、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいては透過率が低く、波長６００〜７００ｎｍにおいては透過率が高い透過型液晶表示装置に好適な分光透過率を有する。
【００１４】
光透過領域（Ｔｒ）においては白太矢印（Ａ）で示すバックライトからの白色光が、ＴＦＴ基板（６０）、透明電極（６１）、液晶（５０）、透明電極（４４）を経て着色画素（４３）の光透過領域（Ｔｒ）の着色層７（４５）を通過し色光となり白細矢印（ａ）で示すように、外部へ射出するようになっている。
従って、この半透過型液晶表示装置のバックライトを点灯し透過型液晶表示装置として使用した際には、透過型液晶表示装置として優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をする。
【００１５】
また、この半透過型液晶表示装置のバックライトを消灯し、屋外のような非常に明るい環境下で反射型液晶表示装置として使用した際には、光反射領域（Ｒｅ）において、斜線太矢印（Ｂ）で示す周囲からの外光が、ガラス基板（４１）、光反射領域（Ｒｅ）の反射型用の厚さ（Ｄ８）を有する着色層８（４６）を通過し色光となり斜線細矢印（ｂ’）で示すように、反射電極（６２）にて反射され、再び外部へ射出するようになっている。
【００１６】
この際の反射光は、着色層８（４６）を２回にわたり通過している。着色層７（４５）の厚さ（Ｄ７）より薄い厚さ（Ｄ８）を有する着色層であり、その分光透過率は図５に一点鎖線で示すような、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいて透過率がかなり高く、波長６００〜７００ｎｍにおいても透過率が高い、すなわち、反射型液晶表示装置の分光透過率として好適な分光透過率を有するものとなっている。
【００１７】
このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを用いることにより、透過型液晶表示装置としての優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をし、また、反射型液晶表示装置として暗くならず、優れた明度、彩度を有する反射カラー表示をすることが可能となる。
【００１８】
しかし、このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際には、１画素の領域（Ｐｘ）内に、光透過領域（Ｔｒ）の厚さ（Ｄ７）を有する着色層（着色層７）と、光反射領域（Ｒｅ）の厚さ（Ｄ８）を有する着色層（着色層８）の２種の着色層を各々形成することになり、カラーフィルタを構成する赤色、緑色、青色３色の着色層の形成には各々１色２回の工程が必要となる。
従って、このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程は煩雑なものとなり、高価なカラーフィルタとなってしまう。
また、このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、光透過領域（Ｔｒ）の厚さ（Ｄ７）を有する着色層（着色層７）と、光反射領域（Ｒｅ）の厚さ（Ｄ８）を有する着色層（着色層８）の表面には段差が生じており、液晶表示装置の表示品質を劣化させる原因の一つとなっている。
【００１９】
図３は、上記の煩雑な工程を簡略して製造する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとして提案されたものである。
図３に示す半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（３０）は、ガラス基板（３１）上にブラックマトリックス（３２）、透明層（３７）、着色画素（３３）が形成されたものであり、光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の厚さ（Ｄ４）を有する着色層（着色層４）（３５）と、光反射領域（Ｒｅ）には厚さ（Ｄ６）を有する透明層（３７）及び反射型用の厚さ（Ｄ５）を有する着色層（着色層５）（３６）が形成されたものである。
【００２０】
この半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（３０）の製造方法は、先ず、ガラス基板（３１）上にブラックマトリックス（３２）、透明層（３７）を形成し、次に、１画素内での光透過領域（Ｔｒ）と光反射領域（Ｒｅ）の区別なく、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて、同時に透過型用の厚さ（Ｄ４）を有する着色層（着色層４）（３５）と、透明層（３７）上に反射型用の厚さ（Ｄ５）を有する着色層（着色層５）（３６）を形成するといった方法である。
【００２１】
この方法は、図３に示す透明層（３７）のようなパターン状の層が形成されたガラス基板上に、例えば、スピンナー法で感光性着色樹脂組成物を全面に塗布すると、その層上の塗布膜の膜厚（Ｄ５）はガラス基板上の塗布膜の膜厚（Ｄ４）よりも薄く塗布されるといった塗布膜の性向を利用したものである。
しかし、光透過領域（Ｔｒ）の厚さＤ４と光反射領域（Ｒｅ）の厚さ（Ｄ５）の各々を所望する厚さに同時に形成することは極めて困難なことである。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、１画素内の光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の厚さを有する着色層、光反射領域（Ｒｅ）には反射型用の厚さを有する着色層を具備する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造に際し、ガラス基板上の１画素内の光反射領域（Ｒｅ）に透明層を形成し、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて全面に着色層を設けても、光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の適切な厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域（Ｒｅ）には反射型用の適切な厚さを有する着色層（着色層２）を形成することのでき、且つ着色層１と着色層２表面の段差を少なくすることのできる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供することを課題とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、１画素内に光透過領域と光反射領域を有する半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法において、
１）ガラス基板上の１画素内の光反射領域に透明層を形成し、
２）該透明層を含むガラス基板上の該１画素内の光透過領域が透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）になるように該１画素内全面に着色感光性樹脂組成物を塗布し、フォトリソグラフィー法により着色層を形成し、
３）上記着色層の着色層１とは段差の有る透明層上の着色層を、反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）の厚さに研磨機により研磨し、着色層１と着色層２表面の段差を少なくすることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００２４】
また、本発明は、上記発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）の研磨後の厚さ１に対し、前記反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）の研磨後の厚さが１／２であることを特徴とする請求項１記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を、その一実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法によって製造された半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一例の部分を示す断面図である。
図１に示すように、この半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（１０）は、ガラス基板（１１）上にブラックマトリックス（１２）、透明層（１７）、着色画素（１３）が形成されたものである。
【００２６】
着色画素（１３）は、その光透過領域（Ｔｒ）には、透過型用の適切な厚さ（Ｄ１）を有する着色層（着色層１）（１５）が形成され、また、光反射領域（Ｒｅ）には、透明層（１７）上に反射型用の適切な厚さ（Ｄ２）を有する着色層（着色層２）（１６）が形成されている。
従って、この半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置としての優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をし、また、反射型液晶表示装置として暗くならず、優れた明度、彩度を有する反射カラー表示をすることが可能となる。
【００２７】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の工程の説明図である。
図２（ａ）に示すように、先ず、画素間にブラックマトリックス（１２）が形成されたガラス基板（１１）上の光反射領域（Ｒｅ）に透明層（１７）を、例えば、透明な感光性樹脂組成物を用いて形成する。
この透明層（１７）の厚さ（Ｄ３）は、予め定めた、透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）の厚さ（Ｄ１）、及び反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）の厚さ（Ｄ２）に基づいて設定する。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示すように、透明層（１７）を形成したガラス基板（１１）上の全面に感光性着色樹脂組成物を用いて着色層（２３）を設ける。
この際に設ける着色層（２３）の厚さは、光透過領域（Ｔｒ）の着色層の厚さが、予め定めた、透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）の厚さ（Ｄ１）よりやや厚い厚さ（Ｄ１’）に設ける。この時、同時に透明層（１７）上に設けられる着色層の厚さ（Ｄ２’）は、光透過領域（Ｔｒ）の着色層の厚さ（Ｄ１’）よりやや薄いものとなる。
【００２９】
続いて、図２（ｃ）に示すように、透明層（１７）上に設けた厚さＤ２’の着色層を選択的に研磨し、反射型用の厚さ（Ｄ２）を有する着色層（着色層２）（１６）に形成する。
点線は、研磨前の状態を示すものであり、光反射領域（Ｒｅ）では、厚さＤ２’の着色層を選択的に研磨して厚さＤ２の着色層（着色層２）（１６）を形成し、また、光透過領域（Ｔｒ）では、厚さＤ１’の着色層が僅かに研磨されて厚さＤ１の着色層（着色層１）（１５）を形成する。
【００３０】
この着色層２の厚さＤ２は、着色層１の厚さＤ１の１に対し１／２であることが好ましい。厚さＤ２が厚さＤ１の１／２であることによって、透過型のカラー表示においても、また反射型のカラー表示においても、優れた明度、彩度を有する半透過型液晶表示装置を可能とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとなる。
【００３１】
この研磨は平盤研磨機を用いて行う。例えば、研磨機のプレートに研磨パッドとしてＪＩＳ硬度８５以上のポリウレタン発泡布を貼り、研磨液として一次粒子０．１〜１．０μｍ（二次粒子３０〜８０μｍ）のアルミナ研磨剤を分散させた研磨液を用い、研磨パッド上にこの研磨液を滴下し、ここにカラーフィルタの膜面側を対向させて載せて行う。
研磨圧は約１．５×１０４ Ｐａ程度、回転数は３０ｒｐｍ程度であるが、研磨剤、研磨圧、回転数などの条件は着色層の材質、研磨量によって適宜選択する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、ガラス基板上の１画素内の光反射領域に透明層を形成し、該透明層を含むガラス基板上の該１画素内の光透過領域が透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）になるように該１画素内全面に着色感光性樹脂組成物を塗布し、フォトリソグラフィー法により着色層を形成し、上記着色層の着色層１とは段差の有る透明層上の着色層を、反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）の厚さに研磨機により研磨し、着色層１と着色層２表面の段差を少なくするので、光反射領域に透明層を形成し、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて全面に着色層を設けても、光透過領域には透過型用の適切な厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域には反射型用の適切な厚さを有する着色層（着色層２）を形成することのできる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。また、得られたカラーフィルタの着色層１と着色層２の表面の段差は少ないものとなり、液晶注入時の支障や配向不良が低減されたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法によって製造された半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一例の部分を示す断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の工程の説明図である。
【図３】従来法における半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一例を示す説明図である。
【図４】従来法における半透過型液晶表示装置の一例を断面で示す説明図である。
【図５】透過型液晶表示装置用及び反射型液晶表示装置用カラーフィルタの赤色の着色画素の分光透過率を示した説明図である。
【図６】従来法における反射型液晶表示装置の一例を断面で示す説明図である。
【符号の説明】
１０…本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
１１、３１、４１、７１…ガラス基板
１２、３２、４２…ブラックマトリックス
１３、３３、４３、７２…着色画素
４４…透明電極
１５、３５、４５…光透過領域の着色層
１６、３６、４６…光反射領域の着色層
１７、３７…透明層
２３…着色層
３０…従来法による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
４０…従来法による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
７９…カラーフィルタ
５０、７５…液晶
６０…ＴＦＴ素子などが形成されたＴＦＴ基板
６１…ＴＦＴ基板上に形成された透明電極
６２…ＴＦＴ基板上に形成された反射電極
７０…反射型液晶表示装置の一例
７３…オーバーコート層
７４…透明電極層
７６…光拡散反射性の電極層
７７…基板
７８…対向基板
Ｄ１…着色層１の厚さ
Ｄ２…着色層２の厚さ
Ｄ３…透明層の厚さ
Ｌ１…外光
Ｌ２…反射光
Ｐｘ…１画素の領域
Ｒｅ…光反射領域
Ｔｒ…光透過領域
【発明の属する技術分野】
本発明は半透過型液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、透過型のカラー表示においても、反射型のカラー表示においても、優れた明度、彩度を有する半透過型液晶表示装置を可能とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は自発光型の表示装置ではないので、その表示には他からの光を必要とし、例えば、その後方にバックライトを設け、後方からの光によって表示を行っている。このような液晶表示装置は透過型液晶表示装置と称され、主に屋内のような暗い環境下で用いられる。
また、例えば、その後方に反射層を設け、液晶表示装置を観視する際の周囲からの外光によって表示を行っている。このような液晶表示装置は反射型液晶表示装置と称され、主に屋外のような非常に明るい環境下で用いられる。
【０００３】
上記透過型液晶表示装置においては、その後方に設けられたバックライトからの光はカラーフィルタの着色画素を透過し、液晶表示装置が観視される前方の外部へ射出されるようになっている。
この際の着色画素の分光透過率は、例えば、図５における実線で示すように、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいては透過率が低く、波長６００〜７００ｎｍにおいては透過率が高いものが好ましいものである。
【０００４】
図６は、従来法における反射型液晶表示装置の一例を断面で示す説明図であるが、図６に示すように、反射型液晶表示装置（７０）は、対向基板（７８）、液晶（７５）、カラーフィルタ（７９）などで構成されている。図６において、対向基板（７８）は、画素表示に必要な駆動素子（図示せず）や光拡散反射性の電極層（７６）などが基板（７７）上に形成されたもので構成されている。
また、カラーフィルタ（７９）は、ガラス基板（７１）、着色画素（７２）、オーバーコート層（７３）、透明電極層（７４）などで構成されている。
【０００５】
図６において、外光（Ｌ１）は着色画素（７２）を通過し色光となり、光拡散反射性の電極層（７６）にて反射され、再び着色画素（７２）を通過して、外部へ反射光（Ｌ２）として射出されるようになっている。
このような反射型液晶表示装置用カラーフィルタの着色画素（７２）の色濃度は、透過型液晶表示装置用カラーフィルタのカラーフィルタ画素の色濃度より低い色濃度のものである。
【０００６】
これは、上記のように外部からの光は、入射の際と反射の際の２回にわたり赤色の着色画素を透過し、外部へ射出されるので、例えば、図５における点線で示すように、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいて透過率がやや高く、波長６００〜７００ｎｍにおいても透過率がやや高いものを用いることにより、実線で示す透過型に用いられる赤色の着色画素の分光透過率と同様の効果が得られるようにしているものである。
そして、このような一点鎖線で示すような分光透過率を有する着色画素の形成は、例えば、着色画素に含まれる顔料の含有量を少なくすることにより行われているものである。
【０００７】
さて、液晶表示装置用カラーフィルタの着色画素の形成は、種々な方法により行われているが、感光性樹脂組成物に顔料を分散させた感光性着色樹脂組成物を材料として用い、フォトリソグラフィー法により着色画素を形成する顔料分散法が多く採用されている。
【０００８】
この顔料分散法、すなわち、感光性着色樹脂組成物を用いフォトリソグラフィー法により、上記のような反射型液晶表示装置用カラーフィルタの着色画素を形成する際にも同様に、その着色画素に含まれる顔料の含有量を少なくすることになり、例えば、着色画素の厚さを薄く形成したり、或いは使用する感光性着色樹脂組成物は顔料の含有量を少なくしたものを用いることになる。
【０００９】
そして、上記透過型液晶表示装置は、主に屋内のような暗い環境下で用いられるものであり、屋外のような非常に明るい環境下では、その表示が見にくいといった欠点がある。また、上記反射型液晶表示装置は、主に屋外のような非常に明るい環境下で用いられるものであり、屋内のような暗い環境下では、その表示が見にくいといった欠点がある。
【００１０】
このような透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置に対し、半透過型液晶表示装置と称される液晶表示装置は、１基の液晶表示装置において透過型と反射型の両機能を兼ね備えた液晶表示装置である。
この半透過型液晶表示装置は、屋外のような非常に明るい環境下でも、屋内のような暗い環境下でも用いることができるものであり、モバイル機器に用いられる液晶表示装置として期待されている液晶表示装置である。
【００１１】
図４は、半透過型液晶表示装置の一例の部分を断面で示す説明図である。
図４に示すように、この半透過型液晶表示装置は、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（４０）、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ上に形成された透明電極（４４）、液晶（５０）、ＴＦＴ素子（図示せず）などが形成されたＴＦＴ基板（６０）、ＴＦＴ基板上に形成された透明電極（６１）及び反射電極（６２）で構成されている。
また、透明電極（６１）及び反射電極（６２）はＴＦＴ素子のドレイン電極と接続されている。
【００１２】
ここに用いられている半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（４０）は、ガラス基板（４１）上にブラックマトリックス（４２）、着色画素（４３）が形成されたものである。
１画素の領域（Ｐｘ）はブラックマトリックス（４２）を除くと、光透過領域（Ｔｒ）と光反射領域（Ｒｅ）とで構成されている。
光透過領域（Ｔｒ）は、透過型液晶表示装置として機能する領域であり、光反射領域（Ｒｅ）は、反射型液晶表示装置として機能する領域である。
着色画素（４３）の光透過領域（Ｔｒ）には、透過型用の厚さ（Ｄ７）を有する着色層（着色層７）（４５）が形成され、また、光反射領域（Ｒｅ）には、反射型用の厚さ（Ｄ８）を有する着色層（着色層８）（４６）が形成されている。
【００１３】
すなわち、１画素の領域（Ｐｘ）内では、光透過領域（Ｔｒ）の厚さＤ７を有する着色層（着色層７）（４５）と、光反射領域（Ｒｅ）の厚さＤ８を有する着色層（着色層８）（４６）とで着色画素（４３）が構成され、Ｄ７とＤ８は、Ｄ７＞Ｄ８の関係にある。
着色層７（４５）の厚さは、透過型用の厚さ、すなわち、その分光透過率は図５に実線で示すような、例えば、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいては透過率が低く、波長６００〜７００ｎｍにおいては透過率が高い透過型液晶表示装置に好適な分光透過率を有する。
【００１４】
光透過領域（Ｔｒ）においては白太矢印（Ａ）で示すバックライトからの白色光が、ＴＦＴ基板（６０）、透明電極（６１）、液晶（５０）、透明電極（４４）を経て着色画素（４３）の光透過領域（Ｔｒ）の着色層７（４５）を通過し色光となり白細矢印（ａ）で示すように、外部へ射出するようになっている。
従って、この半透過型液晶表示装置のバックライトを点灯し透過型液晶表示装置として使用した際には、透過型液晶表示装置として優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をする。
【００１５】
また、この半透過型液晶表示装置のバックライトを消灯し、屋外のような非常に明るい環境下で反射型液晶表示装置として使用した際には、光反射領域（Ｒｅ）において、斜線太矢印（Ｂ）で示す周囲からの外光が、ガラス基板（４１）、光反射領域（Ｒｅ）の反射型用の厚さ（Ｄ８）を有する着色層８（４６）を通過し色光となり斜線細矢印（ｂ’）で示すように、反射電極（６２）にて反射され、再び外部へ射出するようになっている。
【００１６】
この際の反射光は、着色層８（４６）を２回にわたり通過している。着色層７（４５）の厚さ（Ｄ７）より薄い厚さ（Ｄ８）を有する着色層であり、その分光透過率は図５に一点鎖線で示すような、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいて透過率がかなり高く、波長６００〜７００ｎｍにおいても透過率が高い、すなわち、反射型液晶表示装置の分光透過率として好適な分光透過率を有するものとなっている。
【００１７】
このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを用いることにより、透過型液晶表示装置としての優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をし、また、反射型液晶表示装置として暗くならず、優れた明度、彩度を有する反射カラー表示をすることが可能となる。
【００１８】
しかし、このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際には、１画素の領域（Ｐｘ）内に、光透過領域（Ｔｒ）の厚さ（Ｄ７）を有する着色層（着色層７）と、光反射領域（Ｒｅ）の厚さ（Ｄ８）を有する着色層（着色層８）の２種の着色層を各々形成することになり、カラーフィルタを構成する赤色、緑色、青色３色の着色層の形成には各々１色２回の工程が必要となる。
従って、このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程は煩雑なものとなり、高価なカラーフィルタとなってしまう。
また、このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、光透過領域（Ｔｒ）の厚さ（Ｄ７）を有する着色層（着色層７）と、光反射領域（Ｒｅ）の厚さ（Ｄ８）を有する着色層（着色層８）の表面には段差が生じており、液晶表示装置の表示品質を劣化させる原因の一つとなっている。
【００１９】
図３は、上記の煩雑な工程を簡略して製造する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとして提案されたものである。
図３に示す半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（３０）は、ガラス基板（３１）上にブラックマトリックス（３２）、透明層（３７）、着色画素（３３）が形成されたものであり、光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の厚さ（Ｄ４）を有する着色層（着色層４）（３５）と、光反射領域（Ｒｅ）には厚さ（Ｄ６）を有する透明層（３７）及び反射型用の厚さ（Ｄ５）を有する着色層（着色層５）（３６）が形成されたものである。
【００２０】
この半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（３０）の製造方法は、先ず、ガラス基板（３１）上にブラックマトリックス（３２）、透明層（３７）を形成し、次に、１画素内での光透過領域（Ｔｒ）と光反射領域（Ｒｅ）の区別なく、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて、同時に透過型用の厚さ（Ｄ４）を有する着色層（着色層４）（３５）と、透明層（３７）上に反射型用の厚さ（Ｄ５）を有する着色層（着色層５）（３６）を形成するといった方法である。
【００２１】
この方法は、図３に示す透明層（３７）のようなパターン状の層が形成されたガラス基板上に、例えば、スピンナー法で感光性着色樹脂組成物を全面に塗布すると、その層上の塗布膜の膜厚（Ｄ５）はガラス基板上の塗布膜の膜厚（Ｄ４）よりも薄く塗布されるといった塗布膜の性向を利用したものである。
しかし、光透過領域（Ｔｒ）の厚さＤ４と光反射領域（Ｒｅ）の厚さ（Ｄ５）の各々を所望する厚さに同時に形成することは極めて困難なことである。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、１画素内の光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の厚さを有する着色層、光反射領域（Ｒｅ）には反射型用の厚さを有する着色層を具備する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造に際し、ガラス基板上の１画素内の光反射領域（Ｒｅ）に透明層を形成し、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて全面に着色層を設けても、光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の適切な厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域（Ｒｅ）には反射型用の適切な厚さを有する着色層（着色層２）を形成することのでき、且つ着色層１と着色層２表面の段差を少なくすることのできる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供することを課題とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、１画素内に光透過領域と光反射領域を有する半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法において、
１）ガラス基板上の１画素内の光反射領域に透明層を形成し、
２）該透明層を含むガラス基板上の該１画素内の光透過領域が透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）になるように該１画素内全面に着色感光性樹脂組成物を塗布し、フォトリソグラフィー法により着色層を形成し、
３）上記着色層の着色層１とは段差の有る透明層上の着色層を、反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）の厚さに研磨機により研磨し、着色層１と着色層２表面の段差を少なくすることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００２４】
また、本発明は、上記発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）の研磨後の厚さ１に対し、前記反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）の研磨後の厚さが１／２であることを特徴とする請求項１記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を、その一実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法によって製造された半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一例の部分を示す断面図である。
図１に示すように、この半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（１０）は、ガラス基板（１１）上にブラックマトリックス（１２）、透明層（１７）、着色画素（１３）が形成されたものである。
【００２６】
着色画素（１３）は、その光透過領域（Ｔｒ）には、透過型用の適切な厚さ（Ｄ１）を有する着色層（着色層１）（１５）が形成され、また、光反射領域（Ｒｅ）には、透明層（１７）上に反射型用の適切な厚さ（Ｄ２）を有する着色層（着色層２）（１６）が形成されている。
従って、この半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置としての優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をし、また、反射型液晶表示装置として暗くならず、優れた明度、彩度を有する反射カラー表示をすることが可能となる。
【００２７】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の工程の説明図である。
図２（ａ）に示すように、先ず、画素間にブラックマトリックス（１２）が形成されたガラス基板（１１）上の光反射領域（Ｒｅ）に透明層（１７）を、例えば、透明な感光性樹脂組成物を用いて形成する。
この透明層（１７）の厚さ（Ｄ３）は、予め定めた、透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）の厚さ（Ｄ１）、及び反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）の厚さ（Ｄ２）に基づいて設定する。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示すように、透明層（１７）を形成したガラス基板（１１）上の全面に感光性着色樹脂組成物を用いて着色層（２３）を設ける。
この際に設ける着色層（２３）の厚さは、光透過領域（Ｔｒ）の着色層の厚さが、予め定めた、透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）の厚さ（Ｄ１）よりやや厚い厚さ（Ｄ１’）に設ける。この時、同時に透明層（１７）上に設けられる着色層の厚さ（Ｄ２’）は、光透過領域（Ｔｒ）の着色層の厚さ（Ｄ１’）よりやや薄いものとなる。
【００２９】
続いて、図２（ｃ）に示すように、透明層（１７）上に設けた厚さＤ２’の着色層を選択的に研磨し、反射型用の厚さ（Ｄ２）を有する着色層（着色層２）（１６）に形成する。
点線は、研磨前の状態を示すものであり、光反射領域（Ｒｅ）では、厚さＤ２’の着色層を選択的に研磨して厚さＤ２の着色層（着色層２）（１６）を形成し、また、光透過領域（Ｔｒ）では、厚さＤ１’の着色層が僅かに研磨されて厚さＤ１の着色層（着色層１）（１５）を形成する。
【００３０】
この着色層２の厚さＤ２は、着色層１の厚さＤ１の１に対し１／２であることが好ましい。厚さＤ２が厚さＤ１の１／２であることによって、透過型のカラー表示においても、また反射型のカラー表示においても、優れた明度、彩度を有する半透過型液晶表示装置を可能とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとなる。
【００３１】
この研磨は平盤研磨機を用いて行う。例えば、研磨機のプレートに研磨パッドとしてＪＩＳ硬度８５以上のポリウレタン発泡布を貼り、研磨液として一次粒子０．１〜１．０μｍ（二次粒子３０〜８０μｍ）のアルミナ研磨剤を分散させた研磨液を用い、研磨パッド上にこの研磨液を滴下し、ここにカラーフィルタの膜面側を対向させて載せて行う。
研磨圧は約１．５×１０４ Ｐａ程度、回転数は３０ｒｐｍ程度であるが、研磨剤、研磨圧、回転数などの条件は着色層の材質、研磨量によって適宜選択する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、ガラス基板上の１画素内の光反射領域に透明層を形成し、該透明層を含むガラス基板上の該１画素内の光透過領域が透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）になるように該１画素内全面に着色感光性樹脂組成物を塗布し、フォトリソグラフィー法により着色層を形成し、上記着色層の着色層１とは段差の有る透明層上の着色層を、反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）の厚さに研磨機により研磨し、着色層１と着色層２表面の段差を少なくするので、光反射領域に透明層を形成し、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて全面に着色層を設けても、光透過領域には透過型用の適切な厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域には反射型用の適切な厚さを有する着色層（着色層２）を形成することのできる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。また、得られたカラーフィルタの着色層１と着色層２の表面の段差は少ないものとなり、液晶注入時の支障や配向不良が低減されたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法によって製造された半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一例の部分を示す断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の工程の説明図である。
【図３】従来法における半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一例を示す説明図である。
【図４】従来法における半透過型液晶表示装置の一例を断面で示す説明図である。
【図５】透過型液晶表示装置用及び反射型液晶表示装置用カラーフィルタの赤色の着色画素の分光透過率を示した説明図である。
【図６】従来法における反射型液晶表示装置の一例を断面で示す説明図である。
【符号の説明】
１０…本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
１１、３１、４１、７１…ガラス基板
１２、３２、４２…ブラックマトリックス
１３、３３、４３、７２…着色画素
４４…透明電極
１５、３５、４５…光透過領域の着色層
１６、３６、４６…光反射領域の着色層
１７、３７…透明層
２３…着色層
３０…従来法による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
４０…従来法による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
７９…カラーフィルタ
５０、７５…液晶
６０…ＴＦＴ素子などが形成されたＴＦＴ基板
６１…ＴＦＴ基板上に形成された透明電極
６２…ＴＦＴ基板上に形成された反射電極
７０…反射型液晶表示装置の一例
７３…オーバーコート層
７４…透明電極層
７６…光拡散反射性の電極層
７７…基板
７８…対向基板
Ｄ１…着色層１の厚さ
Ｄ２…着色層２の厚さ
Ｄ３…透明層の厚さ
Ｌ１…外光
Ｌ２…反射光
Ｐｘ…１画素の領域
Ｒｅ…光反射領域
Ｔｒ…光透過領域
Claims (2)
- １画素内に光透過領域と光反射領域を有する半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法において、
１）ガラス基板上の１画素内の光反射領域に透明層を形成し、
２）該透明層を含むガラス基板上の該１画素内の光透過領域が透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）になるように該１画素内全面に着色感光性樹脂組成物を塗布し、フォトリソグラフィー法により着色層を形成し、
３）上記着色層の着色層１とは段差の有る透明層上の着色層を、反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）の厚さに研磨機により研磨し、着色層１と着色層２表面の段差を少なくすることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。 - 前記透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）の研磨後の厚さ１に対し、前記反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）の研磨後の厚さが１／２であることを特徴とする請求項１記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
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