JP4743571B2 - カラーフィルタの作製方法およびカラーフィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックライト光と外光とを選択的に利用して画像表示を行う透過反射型液晶表示装置に係り、とりわけ、透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタの作製方法およびカラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＲＴ等の既存の表示装置の代替技術として、各種のフラットディスプレイが開発されている。その中でも、液晶表示装置は、ノート型およびデスクトップ型のパーソナルコンピュータの他、家庭用のテレビにもその適用範囲を広げつつある。また、通信インフラの発達とともに、持ち運びが可能な携帯情報端末（携帯電話やＰＤＡ（personal data assistant）等）にも、軽くて低消費電力という利点を生かして液晶表示装置が多く用いられている。なお、携帯情報端末用の液晶表示装置としては、電池の寿命を延ばすため、暗いところでは、バックライトから放射されるバックライト光を利用した透過表示モードで画像表示を行い、明るいところでは、外光を利用した反射表示モードで画像表示を行う、透過反射型液晶表示装置が広く用いられている。
【０００３】
従来の透過反射型液晶表示装置は、アレイ基板と、アレイ基板に対向して配置された対向基板と、アレイ基板と対向基板との間に挟持された液晶層とを備えている。また、アレイ基板の各画素領域ごとに、バックライト光を透過する透過部と、外光を反射する反射部とを有し、透過表示モード時には、アレイ基板の透過部で透過されたバックライト光を利用して画像を表示させ、反射表示モード時には、アレイ基板の反射部で反射された外光を利用して画像を表示させるようになっている。
【０００４】
ところで、上述したようなパーソナルコンピュータや携帯情報端末等では、情報量の増大に伴って、利用されるコンテンツがモノクロ表示のコンテンツからカラー表示のコンテンツへと変化してきており、上述した透過反射型液晶表示装置についても、そのカラー化も強く求められている。
【０００５】
ここで、透過反射型液晶表示装置のカラー化は、上述した構成にカラーフィルタを加えることにより実現することができる。カラーフィルタは、各画素領域を構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する３色の着色層を含み、光を３原色に分解して利用することによりカラー表示を実現するものである。
【０００６】
なお、このようなカラーの透過反射型液晶表示装置においては、各画素領域内の透過部と反射部との比率およびバックライト光の強度を調整することにより、透過表示モードおよび反射表示モードでの明るさ（輝度）のバランスをとるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の透過反射型液晶表示装置では、透過表示モード時に、バックライト光がカラーフィルタを１回だけ透過するのに対し、反射表示モード時には、外光がカラーフィルタを２回透過することとなる。このため、透過表示モード時の色を基準にしてカラーフィルタの色設計を行うと、透過表示モード時の明るさに比べて反射表示モード時の明るさが極端に暗くなり、また、透過表示モード時の色に比べて反射表示モード時の色が極端に濃くなる、という問題がある。
【０００８】
ここで、反射表示モード時の明るさを上げるため、各着色画素領域における反射部の割合を増加させることも可能であるが、この場合には、透過表示モード時の明るさが暗くなり、バックライト光の強度を上げる必要がある、という問題がある。また、最初から反射表示モード時の色を基準にしてカラーフィルタの色設計を行うことも可能であるが、この場合には、透過表示モード時の色が極端に薄くなってしまって正しい色がでない、という問題がある。
【０００９】
ところで、このような問題を解決するための一つの手法として、特開２０００−２６７０８１号公報には、透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタにおいて、反射板等に対して観察者側に位置する反射表示用の部位の膜厚を、バックライト光が透過する透過表示用の部位の膜厚よりも薄くするものが記載されている。なお、上記特開２０００−２６７０８１号公報に記載されたものでは、カラーフィルタが積層される画素電極のうち反射型電極の下層にバンプを形成することにより、反射表示用の部位の膜厚を透過表示用の部位の膜厚よりも薄くしている。
【００１０】
しかしながら、上記特開２０００−２６７０８１号公報に記載されたものでは、バンプ上に塗布されるレジストの粘度等を調整することにより、反射表示用の部位の膜厚および透過表示用の部位の膜厚を制御しており、カラーフィルタの幅が通常の各色の着色層で１００μｍ程度あることを考えると、その全域にわたって反射表示用の部位の膜厚および透過表示用の部位の膜厚を均一に保つことは困難である、という問題がある。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、反射表示用の部位の膜厚および透過表示用の部位の膜厚を簡易かつ確実に制御し、透過表示モード時におけるバックライトの消費電力を抑えつつ、反射表示モード時の明るさを上げて反射表示モード時の画面の見やすさを上げるとともに、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色の差を少なくすることができる、カラーフィルタの作製方法およびカラーフィルタを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その第１の解決手段として、バックライト光と外光とを選択的に利用して画像表示を行う透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタの作製方法において、基材上に光感光性着色レジストを塗布する工程と、前記光感光性着色レジストをフォトマスクを介して露光および現像することにより、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する各色の着色層を含むカラーフィルタを形成する工程とを含み、前記カラーフィルタを形成する工程において、前記光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えることにより、前記各着色層に含まれる透過表示用の部位と反射表示用の部位とでその膜厚を異ならせることを特徴とする、カラーフィルタの作製方法である。
【００１２】
本発明は、その第２の解決手段として、前記カラーフィルタを形成する工程において、透明部分、遮光部分および半透明部分を含むフォトマスクにより、前記光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えることを特徴とする、カラーフィルタの作製方法である。
【００１３】
本発明は、その第３の解決手段として、前記フォトマスクの前記半透明部分は、前記光感光性着色レジストの解像度以下の大きさを有する複数の微小透明部分から成ることを特徴とする、カラーフィルタの作製方法である。
【００１４】
本発明は、その第４の解決手段として、前記カラーフィルタを形成する工程において、透明部分および遮光部分を含むフォトマスクをずらしながら前記光感光性着色レジストに対して複数回の露光を行うことにより、前記光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えることを特徴とする、カラーフィルタの作製方法である。
【００１５】
本発明は、その第５の解決手段として、バックライト光と外光とを選択的に利用して画像表示を行う透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタの作製方法において、基材上に、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する各色の着色層を含むカラーフィルタを形成する工程を含み、前記カラーフィルタを形成する工程において、透過表示用の部位の膜厚と反射表示用の部位の膜厚との差に対応する膜厚で透過表示用の部位に第１の着色膜を形成するとともに、反射表示用の部位の膜厚で透過表示用の部位および反射表示用の部位に第２の着色膜を形成することにより、前記各色の着色層に含まれる透過表示用の部位と反射表示用の部位とでその膜厚を異ならせることを特徴とする、カラーフィルタの作製方法である。
【００１６】
本発明は、その第６の解決手段として、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域ごとに、バックライト光を透過する透過部と、外光を反射する反射部とを含む、アレイ基板と、前記アレイ基板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層とを備えた透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタにおいて、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する各色の着色層ごとに、前記アレイ基板の前記透過部に対応して設けられ、当該透過部で透過されたバックライト光を透過させて画像を表示させる透過表示用の部位と、前記アレイ基板の前記反射部に対応して設けられ、当該反射部で反射された外光を透過させて画像を表示させる反射表示用の部位とを含み、前記各着色層に含まれる反射表示用の部位の膜厚は、当該各着色層に含まれる透過表示用の部位の膜厚よりも薄いことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１７】
本発明はその第７の解決手段として、赤色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚が０．５５〜０．６９の範囲にあることを特徴とする、カラーフィルタである。
【００１８】
本発明はその第８の解決手段として、緑色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚が０．５５〜０．７８の範囲にあることを特徴とする、カラーフィルタである。
【００１９】
本発明は、その第９の解決手段として、青色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚が０．３４〜０．５６の範囲にあることを特徴とする、カラーフィルタである。
【００２０】
本発明は、その第１０の解決手段として、赤色の着色層における反射表示用の部位の透過表示用の部位に対する面積比率と、緑色の着色層における反射表示用の部位の透過表示用の部位に対する面積比率とが、青色の着色層における反射表示用の部位の透過表示用の部位に対する面積比率よりも大きいことを特徴とする、カラーフィルタである。
【００２１】
本発明は、その第１１の解決手段として、上記記載のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１および図２(a)(b)(c)(d)(e)(f)は本発明によるカラーフィルタの作製方法の一実施の形態を説明するための図である。
【００２３】
まず、図１により、本実施の形態に係るカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置の全体構成について説明する。
【００２４】
図１に示すように、透過反射型液晶表示装置１は、アレイ基板１１と、アレイ基板１１に対向して配置された対向基板１２と、アレイ基板１１と対向基板１２との間に挟持された液晶層１３とを備えている。
【００２５】
このうち、アレイ基板１１は、スイッチング素子が走査線および信号線とともにアレイ状に形成されたガラス基板１４と、ガラス基板１４に形成されたスイッチング素子に接続された画素電極１５とを有している。なお、画素電極１５は、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色の着色画素領域１Ｒ，１Ｇ，１Ｂごとに、バックライト光ＬＢを透過するＩＴＯ膜等からなる透明電極（透過部）１５ａと、外光ＬＥを反射する金属膜等からなる反射電極（反射部）１５ｂとを有し、透過表示モード時には、アレイ基板１１の透明電極１５ａで透過されたバックライト光ＬＢを利用して画像を表示させ、反射表示モード時には、アレイ基板１１の反射電極１５ｂで反射された外光を利用して画像を表示させるようになっている。また、画素電極１５上には、配向膜（図示せず）が形成されている。
【００２６】
一方、対向基板１２は、ガラス基板１７と、ガラス基板１７上に形成されたカラーフィルタ１８と、カラーフィルタ１８上に形成されたＩＴＯ膜等からなる透明な対向電極１９とを有している。なお、カラーフィルタ１８は、各色の着色画素領域１Ｒ，１Ｇ，１Ｂごとに着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを含んでおり、着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂのうちアレイ基板１１の透明電極１５ａの上方に位置する部分により、アレイ基板１１の透明電極１５ａで透過されたバックライト光ＬＢを透過させて画像を表示させる透過表示用の部位１８ａが構成されている。また、着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂのうちアレイ基板１１の反射電極１５ｂの上方に位置する部分により、アレイ基板１１の反射電極１５ｂで反射された外光ＬＥを透過させて画像を表示させる反射表示用の部位１８ｂが構成されている。
【００２７】
図１に示す透過反射型液晶表示装置１において、透過表示モード時には、アレイ基板１１の透明電極１５ａを透過したバックライト光ＬＢが、カラーフィルタ１８の透過表示用の部位１８ａを１回だけ透過する。これに対し、反射表示モード時には、外部から入射された外光ＬＥが、カラーフィルタ１８の反射表示用の部位１８ｂを１回透過した後、アレイ基板１１の反射電極１５ｂによって反射され、再度同一の反射表示用の部位１８ｂを透過する。
【００２８】
ここで、透過表示モード時と反射表示モード時との間での色の差を小さくし、違和感のない表示を行うためには、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、カラーフィルタ１８の各色の着色画素領域１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに含まれる透過表示用の部位１８ａの色度座標値（ｔｘ，ｔｙ）と、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、カラーフィルタ１８の各色の着色画素領域１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに含まれる反射表示用の部位１８ｂの色度座標値（ｒｘ，ｒｙ）との差が０．０５以内、より好ましくは０．０２以内であることが好ましい。より具体的には、赤色の着色画素領域１８Ｒに対応する色度座標値については、そのｘ値の差が０．０５以内（より好ましくは０．０２以内）であることが好ましい。また、緑色の着色画素領域１８Ｇに対応する色度座標値については、そのｙ値の差が０．０５以内（より好ましくは０．０２以内）であることが好ましい。さらに、青色の着色画素領域１８Ｂに対応する色度座標値については、そのｙ値の差が０．０５以内（より好ましくは０．０２以内）であることが好ましい。
【００２９】
本実施の形態では、透過表示モード時と反射表示モード時との間での色の差が上述したような範囲にあるようにするため、各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに含まれる反射表示用の部位１８ｂの膜厚を、当該各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに含まれる透過表示用の部位１８ａの膜厚よりも薄くしている。
【００３０】
ここで、各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂにおける反射表示用の部位１８ｂの透過表示用の部位１８ａに対する膜厚比は、各色で条件が異なっている。具体的には、赤色の着色層１８Ｒに関しては、赤色の着色層１８Ｒのうち透過表示用の部位１８ａの膜厚を１としたとき、反射表示用の部位１８ｂの膜厚が０．５５〜０．６９の範囲にある場合に、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色が近く、違和感なく表示が行われる。また、緑色の着色層１８Ｇに関しては、緑色の着色層１８Ｇのうち透過表示用の部位１８ａの膜厚を１としたとき、反射表示用の部位１８ｂの膜厚が０．５５〜０．７８の範囲にある場合に、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色が近く、違和感なく表示が行われる。さらに、青色の着色層１８Ｂに関しては、青色の着色層１８Ｂのうち透過表示用の部位１８ａの膜厚を１としたとき、反射表示用の部位１８ｂの膜厚が０．３４〜０．５６の範囲にある場合に、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色が近く、違和感なく表示が行われる。
【００３１】
また、赤色の着色層１８Ｒにおける反射表示用の部位１８ｂの透過表示用の部位１８ａに対する面積比率と、緑色の着色層１８Ｇにおける反射表示用の部位１８ｂの透過表示用の部位１８ａに対する面積比率とは、青色の着色層１８Ｂにおける反射表示用の部位１８ｂの透過表示用の部位１８ａに対する面積比率よりも大きいことが好ましい。
【００３２】
次に、このような構成からなる透過反射型液晶表示装置１で用いられるカラーフィルタ１８の作製方法について説明する。
【００３３】
図２(a)(b)(c)(d)(e)(f)に示すように、まず、ガラス基板（基材）１７上に赤色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｒ′を塗布し（図２(a)）、次いで、赤色用の光感光性着色レジスト１８Ｒ′をフォトマスク２０を介して露光および現像することにより、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色の着色画素領域に対応する赤色の着色層１８Ｒを形成する（図２(b)）。
【００３４】
同様にして、赤色の着色層１８Ｒが形成されたガラス基板１７上に、緑色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｇ′を塗布し（図２(c)）、次いで、緑色用の光感光性着色レジスト１８Ｇ′をフォトマスク２０を介して露光および現像することにより、複数の画素領域のそれぞれを構成する緑色の着色画素領域に対応する緑色の着色層１８Ｇを形成する（図２(d)）。
【００３５】
同様にして、赤色の着色層１８Ｒおよび緑色の着色層１８Ｇが形成されたガラス基板１７上に、青色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｂ′を塗布し（図２(e)）、次いで、青色用の光感光性着色レジスト１８Ｂ′をフォトマスク２０を介して露光および現像することにより、複数の画素領域のそれぞれを構成する青色の着色画素領域に対応する青色の着色層１８Ｂを形成する（図２(f)）。
【００３６】
これにより、ガラス基板１７上に各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを含むカラーフィルタ１８が形成される。
【００３７】
なお、カラーフィルタ１８を形成する工程で用いられるフォトマスク２０は、完全な透光性を有する透明部分２０ａ、完全な遮光性を有する遮光部分２０ｂ、および中間的な透過率を有する半透明部分２０ｃを含んでおり、各色の光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′に対する露光量を部位に応じて変えることにより、各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに含まれる透過表示用の部位１８ａと反射表示用の部位１８ｂとでその膜厚を異ならせることができるようになっている。ここで、図２(b)(d)(e)に示すように、フォトマスク２０の透明部分２０ａおよび半透明部分２０ｃは各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに含まれる透過表示用の部位１８ａおよび反射表示用の部位１８ｂに対応している。
【００３８】
なお、フォトマスク２０の半透明部分２０ｃは例えば、ハーフトーンもしくはハッチングパターンとして構成することができる。ハッチングパターンの場合、このような半透明部分２０ｃは、光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′の解像度以下の大きさを有する複数の微小透明部分を含むことが好ましい。具体的には例えば、光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′の解像度が通常１０μｍ程度であるので、半透明部分２０ｃの微小透明部分の大きさが例えば５μｍ角以内であれば、個々の微小透明部分による露光量の変動が直接感知されることがなく、最終的な積分された露光量として感知される。
【００３９】
ここで、ネガ型レジストである光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′は、露光量に応じて現像後の膜厚が図３に示すように変化し、また、膜厚に応じて透過率が図４に示すように変化する。このため、図３および図４に示すような特性に基づいて、所望の膜厚または透過率を実現するよう、現像後の残膜量を変化させることにより、色を調整することができる。
【００４０】
その後、カラーフィルタ１８が形成されたガラス基板１７上に必要によっては透明平坦化膜を形成し、その後ＩＴＯ膜等からなる透明な対向電極１９を形成する。さらに、対向電極１９の表面に配向膜（図示せず）を形成し、この配向膜の表面をラビングすることにより配向処理を施す。
【００４１】
これにより、対向基板１２が作製される。
【００４２】
一方、対向基板１２に対向するアレイ基板１１を作製するため、ガラス基板１４上にスパッタリング法によりアルミニウム膜等の金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ法により走査線およびゲート電極等をパターニングする。次に、その上にＣＶＤ法により窒化シリコン膜等の絶縁膜を形成する。そして、その上にスパッタリング法によりアルミニウム膜等の金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ法により信号線、ソース電極およびドレイン電極をパターニングする。これにより、ガラス基板１４上に信号線および走査線が互いに直交するように形成されるとともに、信号線と走査線との交差部にスイッチング素子がアレイ状に形成される。
【００４３】
次いで、このようにして信号線、走査線およびスイッチング素子が形成されたガラス基板１４上にスパッタリング法によりアルミニウム膜等の金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ法により図１の符号１５ｂに示すような形状にパターニングすることにより、画素電極１５（反射電極１５ｂ）を形成する。
【００４４】
さらに、ガラス基板１４上にスパッタリング法によりＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィ法により図１の符号１５ａに示すような形状にパターニングすることにより、画素電極１５（透明電極１５ａ）を形成する。
【００４５】
その後、アレイ基板１１の表面に配向膜（図示せず）を形成し、この配向膜の表面をラビングすることにより配向処理を施す。
【００４６】
これにより、アレイ基板１１が作製される。
【００４７】
その後、スペーサ等を介して対向基板１２およびアレイ基板１１を対向させた後、対向基板１２およびアレイ基板１１間に液晶材料を注入して液晶層１３を形成する。そして、必要に応じて、対向基板１２の表面に位相差板（図示せず）や偏光板（図示せず）等を取り付けることにより、最終的に、図１に示すような透過反射型液晶表示装置１が製造される。
【００４８】
このように本実施の形態によれば、各色の光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′に対する露光量を部位に応じて変えることにより、各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに含まれる透過表示用の部位１８ａと反射表示用の部位１８ｂとでその膜厚を異ならせているので、透過表示用の部位１８ａの膜厚および反射表示用の部位１８ｂの膜厚を簡易かつ確実に制御することができ、このため、透過表示モード時におけるバックライトの消費電力を抑えつつ、反射表示モード時の明るさを上げて反射表示モード時の画面の見やすさを上げるとともに、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色の差を少なくすることができる。
【００４９】
なお、上述した実施の形態においては、カラーフィルタ１８を形成する工程において、透明部分２０ａ、遮光部分２０ｂおよび半透明部分２０ｃを含むフォトマスク２０により、各色の光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′に対する露光量を部位に応じて変えるようにしているが、これに限らず、図５(a)(b)(c)(d)に示すように、個々の着色層を形成する際に、透明部分および遮光部分を含むフォトマスクをずらしながら光感光性着色レジストに対して複数回の露光を行うことにより、光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えるようにしてもよい。
【００５０】
具体的には例えば、赤色の着色層１８Ｒを形成する場合を例に挙げて説明すれば、図５(a)(b)(c)(d)に示すように、まず、ガラス基板（基材）１７上に赤色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｒ′を塗布した後（図５(a)）、赤色用の光感光性着色レジスト１８Ｒ′に対して、透明部分２１ａおよび遮光部分２１ｂを含むフォトマスク２１を介して全体の露光量の５０％の露光量で１回目の露光を行う。なお、フォトマスク２１は、形成される着色層１８Ｒの透過表示用の部位１８ａおよび片側の反射表示用の部位１８ｂに相当する大きさを有している。
【００５１】
次に、フォトマスク２１を、片側の反射表示用の部位１８ｂに相当する分だけ、形成される着色層１８Ｒの延在方向（ストライプ方向）に直交する方向（紙面右側方向）にずらした上で、赤色用の光感光性着色レジスト１８Ｒ′に対して、全体の露光量の５０％の露光量で２回目の露光を行う。
【００５２】
これにより、形成される着色層１８Ｒの透過表示用の部位で２回の露光（１００％の露光量）が重ねて行われる一方で、反射表示用の部位では１回の露光（５０％の露光量）が行われ、透過表示用の部位１８ａおよび反射表示用の部位１８ｂを有する赤色の着色層１８Ｒが形成される。
【００５３】
なおこのとき、透過表示用の部位１８ａの露光量の５０％の露光量で所望の膜厚比の反射表示用の部位１８ｂが形成されるよう各色の光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′の感度を調整しておくことが好ましい。
【００５４】
また、上述した実施の形態においては、カラーフィルタ１８を形成する工程において、透明部分２０ａ、遮光部分２０ｂおよび半透明部分２０ｃを含むフォトマスク２０により、各色の光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′に対する露光量を部位に応じて変えるようにしているが、これに限らず、図６(a)(b)(c)(d)に示すように、透過表示用の部位の膜厚と反射表示用の部位の膜厚との差に対応する膜厚で透過表示用の部位に第１の着色膜を形成するとともに、反射表示用の部位の膜厚で透過表示用の部位および反射表示用の部位に第２の着色膜を形成することにより、各色の着色層に含まれる透過表示用の部位と反射表示用の部位とでその膜厚を異ならせるようにしてもよい。
【００５５】
具体的には例えば、赤色の着色層１８Ｒを形成する場合を例に挙げて説明すれば、図６(a)(b)(c)(d)に示すように、まず、ガラス基板（基材）１７上に１層目の赤色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｒ′を塗布した後（図６(a)）、赤色用の光感光性着色レジスト１８Ｒ′に対して、透明部分２２ａおよび遮光部分２２ｂを含むフォトマスク２２を介して露光および現像することにより、透過表示用の部位１８ａに第１の着色膜１８Ｒ′を形成する（図６(b)）。なお、フォトマスク２２は、形成される着色層１８Ｒの透過表示用の部位１８ａに相当する大きさを有している。
【００５６】
次に、ガラス基板（基材）１７および第１の着色膜１８Ｒ′上に２層目の赤色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｒ″を塗布した後（図６(c)）、赤色用の光感光性着色レジスト１８Ｒ′に対して、透明部分２３ａおよび遮光部分２３ｂを含むフォトマスク２３を介して露光および現像することにより、反射表示用の部位１８ｂの膜厚で透過表示用の部位１８ａおよび反射表示用の部位１８ｂに第２の着色膜１８Ｒ″を形成する。なお、フォトマスク２３は、形成される着色層１８Ｒの透過表示用の部位１８ａおよび両方の反射表示用の部位１８ｂに相当する大きさを有している。
【００５７】
これにより、透過表示用の部位１８ａおよび反射表示用の部位１８ｂを有する赤色の着色層１８Ｒが形成される。
【００５８】
なお、上述した実施の形態においては、カラーフィルタ１８を対向基板１２側に設けているが、これに限らず、図７に示すように、アレイ基板１１側に設けるようにしてもよい。
【００５９】
また、上述した実施の形態においては、画素電極１５の透明電極１５ａによりアレイ基板１１の透過部を形成し、反射電極１５ｂによりアレイ基板１１の反射部を形成しているが、これに限らず、画素電極１５の全体を透明電極として形成し、反射部に対応する部分に反射板を形成するようにしてもよい。
【００６０】
さらに、上述した実施の形態においては、バックライト光を照射する光源としてＦ１０光源を用いているが、透過反射型液晶表示装置に実際に組み込まれるバックライト光源としてはこれ以外の任意の光源を用いることが可能である。
【００６１】
【実施例】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例について述べる。
【００６２】
（実施例１）
カラーフィルタ付きの対向基板を作製するため、基材として３００×４００×０．７ｔｍｍのＮＡ３５（ＮＨテクノガラス製）を準備し、その上に、１０００オングストロームの膜厚のクロム膜をスパッタリング法により成膜した。その上に、レジストとしてＯＦＰＲ−８００（東京応化製）を塗布し、フォトマスクを介して露光および現像することにより、ブラックマトリクス用のレジスト層を形成した。そして、クロム膜およびレジスト層が形成された基板をエッチングし、レジスト層を剥離することにより、クロムのブラックマトリクス付きの基板を形成した。
【００６３】
その後、基板上に赤色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて５０％の透過率を持つハーフトーンの半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６１倍の膜厚０．８２μｍ）を有する赤色の着色層を形成した。
【００６４】
同様の工程で、基板上に緑色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて５０％の透過率を持つハーフトーンの半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６６倍の膜厚０．８９μｍ）を有する緑色の着色層を形成した。
【００６５】
同様の工程で、基板上に青色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて４０％の透過率を持つハーフトーンの半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．４４倍の膜厚０．５９μｍ）を有する青色の着色層を形成した。
【００６６】
さらに、その上に、ＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜して対向電極を形成し、カラーフィルタ付きの対向基板を作製した。
【００６７】
そして、このようにして作製されたカラーフィルタ付きの対向基板を用いて透過反射型液晶表示装置を製造した。
【００６８】
その結果、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の各色の色度座標値は、次表１のとおりであった。
【００６９】
【表１】
また、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、反射表示モード時の各色の色度座標値は、次表２のとおりであった。
【００７０】
【表２】
この場合、目視により、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色および明るさを比較したところ、違和感がなかった。
【００７１】
比較例として、透過表示用の部位と反射表示用の部位とで膜厚が同一のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置を用いて、同様の条件で、反射表示モード時の各色の色度座標値を測定した。その結果は、次表３のとおりであった。
【００７２】
【表３】
この場合、透過表示モード時に比べて、反射表示モード時の色が濃く、また明るさも足りず、全体として非常に見にくい画面となった。
【００７３】
（実施例２）
上述した実施例１と同様の工程により、クロムのブラックマトリクス付きの基板を形成した。
【００７４】
その後、基板上に赤色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて５０％の透過率を持つ市松模様パターン（２μｍ角の微小透明部分を複数持つパターン）の半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６１倍の膜厚０．８２μｍ）を有する赤色の着色層を形成した。
【００７５】
同様の工程で、基板上に緑色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて５０％の透過率を持つ市松模様パターン（２μｍ角の微小透明部分を複数持つパターン）の半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６６倍の膜厚０．８９μｍ）を有する緑色の着色層を形成した。
【００７６】
同様の工程で、基板上に青色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて４０％の透過率を持つ市松模様パターン（２μｍ角の微小透明部分を複数持つパターン）の半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．４４倍の膜厚０．５９μｍ）を有する青色の着色層を形成した。
【００７７】
さらに、その上に、ＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜して対向電極を形成し、カラーフィルタ付きの対向基板を作製した。
【００７８】
そして、このようにして作製されたカラーフィルタ付きの対向基板を用いて透過反射型液晶表示装置を製造した。
【００７９】
その結果、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の各色の色度座標値は、次表４のとおりであった。
【００８０】
【表４】
また、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、反射表示モード時の各色の色度座標値は、次表５のとおりであった。
【００８１】
【表５】
この場合、目視により、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色および明るさを比較したところ、違和感がなかった。
【００８２】
比較例として、透過表示用の部位と反射表示用の部位とで膜厚が同一のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置を用いて、同様の条件で、反射表示モード時の各色の色度座標値を測定した。その結果は、次表６のとおりであった。
【表６】
この場合、透過表示モード時に比べて、反射表示モード時の色が濃く、また明るさも足りず、全体として非常に見にくい画面となった。
（実施例３）
上述した実施例１と同様の工程により、クロムのブラックマトリクス付きの基板を形成した。
【００８３】
その後、基板上に赤色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して、透過表示用の部位および片側の反射表示用の部位を露光した後、フォトマスクをずらし、透過表示用の部位および反対側の反射表示用の部位を露光した。これにより、透過表示用の部位に対して反射表示用の部位の露光量が５０％となった。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６１倍の膜厚０．８２μｍ）を有する赤色の着色層を形成した。
【００８４】
同様の工程で、基板上に緑色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して、透過表示用の部位および片側の反射表示用の部位を露光した後、フォトマスクをずらし、透過表示用の部位および反対側の反射表示用の部位を露光した。これにより、透過表示用の部位に対して反射表示用の部位の露光量が５０％となった。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６６倍の膜厚０．８９μｍ）を有する緑色の着色層を形成した。
【００８５】
同様の工程で、基板上に青色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して、透過表示用の部位および片側の反射表示用の部位を露光した後、フォトマスクをずらし、透過表示用の部位および反対側の反射表示用の部位を露光した。これにより、透過表示用の部位に対して反射表示用の部位の露光量が４０％となった。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．４４倍の膜厚０．５９μｍ）を有する青色の着色層を形成した。
【００８６】
さらに、その上に、ＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜して対向電極を形成し、カラーフィルタ付きの対向基板を作製した。
【００８７】
そして、このようにして作製されたカラーフィルタ付きの対向基板を用いて透過反射型液晶表示装置を製造した。
【００８８】
その結果、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の各色の色度座標値は、次表７のとおりであった。
【００８９】
【表７】
また、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、反射表示モード時の各色の色度座標値は、次表８のとおりであった。
【００９０】
【表８】
この場合、目視により、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色および明るさを比較したところ、違和感がなかった。
【００９１】
比較例として、透過表示用の部位と反射表示用の部位とで膜厚が同一のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置を用いて、同様の条件で、反射表示モード時の各色の色度座標値を測定した。その結果は、次表９のとおりであった。
【００９２】
【表９】
この場合、透過表示モード時に比べて、反射表示モード時の色が濃く、また明るさも足りず、全体として非常に見にくい画面となった。
【００９３】
（実施例４）
上述した実施例１と同様の工程により、クロムのブラックマトリクス付きの基板を形成した。
【００９４】
その後、基板上に赤色の光感光性着色レジストを０．５８５μｍの膜厚でスピンコートし、透過表示用の部位にのみ対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位に膜厚が０．５３μｍの赤色の着色膜を形成した。その後、再度、赤色の光感光性着色レジストを０．９２μｍの膜厚で塗布し、透過表示用の部位および反射表示用の部位に対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像および露光することにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６１倍の膜厚０．８２μｍ）を有する赤色の着色層を形成した。
【００９５】
同様の工程で、基板上に緑色の光感光性着色レジストを０．５１μｍの膜厚でスピンコートし、透過表示用の部位にのみ対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位に膜厚が０．４６μｍの緑色の着色膜を形成した。その後、再度、緑色の光感光性着色レジストを０．８９μｍの膜厚で塗布し、透過表示用の部位および反射表示用の部位に対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像および露光することにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６６倍の膜厚０．８９μｍ）を有する緑色の着色層を形成した。
【００９６】
同様の工程で、基板上に青色の光感光性着色レジストを１．１３μｍの膜厚でスピンコートし、透過表示用の部位にのみ対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位に膜厚が０．７６μｍの青色の着色膜を形成した。その後、再度、青色の光感光性着色レジストを０．６６μｍの膜厚で塗布し、透過表示用の部位および反射表示用の部位に対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像および露光することにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．４４倍の膜厚０．５９μｍ）を有する青色の着色層を形成した。
【００９７】
さらに、その上に、ＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜して対向電極を形成し、カラーフィルタ付きの対向基板を作製した。
【００９８】
そして、このようにして作製されたカラーフィルタ付きの対向基板を用いて透過反射型液晶表示装置を製造した。
【００９９】
その結果、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の各色の色度座標値は、次表１０のとおりであった。
【０１００】
【表１０】
また、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、反射表示モード時の各色の色度座標値は、次表１１のとおりであった。
【０１０１】
【表１１】
この場合、目視により、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色および明るさを比較したところ、違和感がなかった。
【０１０２】
比較例として、透過表示用の部位と反射表示用の部位とで膜厚が同一のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置を用いて、同様の条件で、反射表示モード時の各色の色度座標値を測定した。その結果は、次表１２のとおりであった。
【０１０３】
【表１２】
この場合、透過表示モード時に比べて、反射表示モード時の色が濃く、また明るさも足りず、全体として非常に見にくい画面となった。
【０１０４】
（実施例５）
上述した実施例１において、カラーフィルタの各色の着色層の透過表示用の部位に対する反射表示用の部位の膜厚比を適宜変えながら、反射表示モード時の各色の色度座標値を測定した。
【０１０５】
その結果、赤色の着色層については、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、反射表示モード時の色度座標値（ｘ値）は次表１３のとおりとなった。なお、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の赤色の色度座標値は、（ｘ，ｙ）＝（０．５３９，０．３０３）であった。
【０１０６】
【表１３】
上記表１３から分かるように、反射表示モード時における色度座標値（ｘ値）は、透過表示用の部位に対する反射表示用の部位の膜厚比が０．６１のときに０．５３９となり、見た目での色変化をなくすことができた。また、膜厚を変化させたときの色の変化の認知度は上記表１３の「色の差」の項目に示したとおりとなり、ｘ値が０．５５〜０．６９の範囲内で色の同一性を保つことができた。
【０１０７】
また、緑色の着色層については、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、反射表示モード時の色度座標値（ｙ値）は次表１４のとおりとなった。なお、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の赤色の色度座標値は、（ｘ，ｙ）＝（０．３４０，０．４６６）であった。
【０１０８】
【表１４】
上記表１４から分かるように、反射表示モード時における色度座標値（ｙ値）は、透過表示用の部位に対する反射表示用の部位の膜厚比が０．６６のときに０．４６６となり、見た目での色変化をなくすことができた。また、膜厚を変化させたときの色の変化の認知度は上記表１４の「色の差」の項目に示したとおりとなり、ｙ値が０．５５〜０．７８の範囲内で色の同一性を保つことができた。
【０１０９】
さらに、青色の着色層については、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、反射表示モード時の色度座標値（ｙ値）は次表１５のとおりとなった。なお、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の赤色の色度座標値は、（ｘ，ｙ）＝（０．１８０，０．２２６）であった。
【０１１０】
【表１５】
上記表１５から分かるように、反射表示モード時における色度座標値（ｙ値）は、透過表示用の部位に対する反射表示用の部位の膜厚比が０．４４のときに０．２２６となり、見た目での色変化をなくすことができた。また、膜厚を変化させたときの色の変化の認知度は上記表１５の「色の差」の項目に示したとおりとなり、０．３４〜０．５６の範囲内で色の同一性を保つことができた。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、反射表示用の部位の膜厚および透過表示用の部位の膜厚を簡易かつ確実に制御し、透過表示モード時におけるバックライトの消費電力を抑えつつ、反射表示モード時の明るさを上げて反射表示モード時の画面の見やすさを上げるとともに、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色の差を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置を示す断面図。
【図２】本発明によるカラーフィルタの作製方法の一実施の形態を説明するための図。
【図３】光感光性着色レジストの残膜量と露光量との関係を示す図。
【図４】着色層の透過率と波長との関係を膜厚ごとに示す図。
【図５】本発明によるカラーフィルタの作製方法の他の実施の形態を説明するための図。
【図６】本発明によるカラーフィルタの作製方法のさらに他の実施の形態を説明するための図。
【図７】図１に示す透過反射型液晶表示装置の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 透過反射型液晶表示装置
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ 着色画素領域
１１ アレイ基板
１２ 対向基板
１３ 液晶層
１４，１７ ガラス基板
１５ 画素電極
１５ａ 反射電極（反射部）
１５ｂ 透明電極（透過部）
１８ カラーフィルタ
１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′，１８Ｒ″ 光感光性着色レジスト
１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ 着色層
１８ａ 透過表示用の部位
１８ｂ 反射表示用の部位
１９ 対向電極
２０，２１，２２，２３ フォトマスク
２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ 透明部分
２０ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ 遮光部分
２０ｃ 半透明部分
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックライト光と外光とを選択的に利用して画像表示を行う透過反射型液晶表示装置に係り、とりわけ、透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタの作製方法およびカラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＲＴ等の既存の表示装置の代替技術として、各種のフラットディスプレイが開発されている。その中でも、液晶表示装置は、ノート型およびデスクトップ型のパーソナルコンピュータの他、家庭用のテレビにもその適用範囲を広げつつある。また、通信インフラの発達とともに、持ち運びが可能な携帯情報端末（携帯電話やＰＤＡ（personal data assistant）等）にも、軽くて低消費電力という利点を生かして液晶表示装置が多く用いられている。なお、携帯情報端末用の液晶表示装置としては、電池の寿命を延ばすため、暗いところでは、バックライトから放射されるバックライト光を利用した透過表示モードで画像表示を行い、明るいところでは、外光を利用した反射表示モードで画像表示を行う、透過反射型液晶表示装置が広く用いられている。
【０００３】
従来の透過反射型液晶表示装置は、アレイ基板と、アレイ基板に対向して配置された対向基板と、アレイ基板と対向基板との間に挟持された液晶層とを備えている。また、アレイ基板の各画素領域ごとに、バックライト光を透過する透過部と、外光を反射する反射部とを有し、透過表示モード時には、アレイ基板の透過部で透過されたバックライト光を利用して画像を表示させ、反射表示モード時には、アレイ基板の反射部で反射された外光を利用して画像を表示させるようになっている。
【０００４】
ところで、上述したようなパーソナルコンピュータや携帯情報端末等では、情報量の増大に伴って、利用されるコンテンツがモノクロ表示のコンテンツからカラー表示のコンテンツへと変化してきており、上述した透過反射型液晶表示装置についても、そのカラー化も強く求められている。
【０００５】
ここで、透過反射型液晶表示装置のカラー化は、上述した構成にカラーフィルタを加えることにより実現することができる。カラーフィルタは、各画素領域を構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する３色の着色層を含み、光を３原色に分解して利用することによりカラー表示を実現するものである。
【０００６】
なお、このようなカラーの透過反射型液晶表示装置においては、各画素領域内の透過部と反射部との比率およびバックライト光の強度を調整することにより、透過表示モードおよび反射表示モードでの明るさ（輝度）のバランスをとるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の透過反射型液晶表示装置では、透過表示モード時に、バックライト光がカラーフィルタを１回だけ透過するのに対し、反射表示モード時には、外光がカラーフィルタを２回透過することとなる。このため、透過表示モード時の色を基準にしてカラーフィルタの色設計を行うと、透過表示モード時の明るさに比べて反射表示モード時の明るさが極端に暗くなり、また、透過表示モード時の色に比べて反射表示モード時の色が極端に濃くなる、という問題がある。
【０００８】
ここで、反射表示モード時の明るさを上げるため、各着色画素領域における反射部の割合を増加させることも可能であるが、この場合には、透過表示モード時の明るさが暗くなり、バックライト光の強度を上げる必要がある、という問題がある。また、最初から反射表示モード時の色を基準にしてカラーフィルタの色設計を行うことも可能であるが、この場合には、透過表示モード時の色が極端に薄くなってしまって正しい色がでない、という問題がある。
【０００９】
ところで、このような問題を解決するための一つの手法として、特開２０００−２６７０８１号公報には、透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタにおいて、反射板等に対して観察者側に位置する反射表示用の部位の膜厚を、バックライト光が透過する透過表示用の部位の膜厚よりも薄くするものが記載されている。なお、上記特開２０００−２６７０８１号公報に記載されたものでは、カラーフィルタが積層される画素電極のうち反射型電極の下層にバンプを形成することにより、反射表示用の部位の膜厚を透過表示用の部位の膜厚よりも薄くしている。
【００１０】
しかしながら、上記特開２０００−２６７０８１号公報に記載されたものでは、バンプ上に塗布されるレジストの粘度等を調整することにより、反射表示用の部位の膜厚および透過表示用の部位の膜厚を制御しており、カラーフィルタの幅が通常の各色の着色層で１００μｍ程度あることを考えると、その全域にわたって反射表示用の部位の膜厚および透過表示用の部位の膜厚を均一に保つことは困難である、という問題がある。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、反射表示用の部位の膜厚および透過表示用の部位の膜厚を簡易かつ確実に制御し、透過表示モード時におけるバックライトの消費電力を抑えつつ、反射表示モード時の明るさを上げて反射表示モード時の画面の見やすさを上げるとともに、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色の差を少なくすることができる、カラーフィルタの作製方法およびカラーフィルタを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その第１の解決手段として、バックライト光と外光とを選択的に利用して画像表示を行う透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタの作製方法において、基材上に光感光性着色レジストを塗布する工程と、前記光感光性着色レジストをフォトマスクを介して露光および現像することにより、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する各色の着色層を含むカラーフィルタを形成する工程とを含み、前記カラーフィルタを形成する工程において、前記光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えることにより、前記各着色層に含まれる透過表示用の部位と反射表示用の部位とでその膜厚を異ならせることを特徴とする、カラーフィルタの作製方法である。
【００１２】
本発明は、その第２の解決手段として、前記カラーフィルタを形成する工程において、透明部分、遮光部分および半透明部分を含むフォトマスクにより、前記光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えることを特徴とする、カラーフィルタの作製方法である。
【００１３】
本発明は、その第３の解決手段として、前記フォトマスクの前記半透明部分は、前記光感光性着色レジストの解像度以下の大きさを有する複数の微小透明部分から成ることを特徴とする、カラーフィルタの作製方法である。
【００１４】
本発明は、その第４の解決手段として、前記カラーフィルタを形成する工程において、透明部分および遮光部分を含むフォトマスクをずらしながら前記光感光性着色レジストに対して複数回の露光を行うことにより、前記光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えることを特徴とする、カラーフィルタの作製方法である。
【００１５】
本発明は、その第５の解決手段として、バックライト光と外光とを選択的に利用して画像表示を行う透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタの作製方法において、基材上に、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する各色の着色層を含むカラーフィルタを形成する工程を含み、前記カラーフィルタを形成する工程において、透過表示用の部位の膜厚と反射表示用の部位の膜厚との差に対応する膜厚で透過表示用の部位に第１の着色膜を形成するとともに、反射表示用の部位の膜厚で透過表示用の部位および反射表示用の部位に第２の着色膜を形成することにより、前記各色の着色層に含まれる透過表示用の部位と反射表示用の部位とでその膜厚を異ならせることを特徴とする、カラーフィルタの作製方法である。
【００１６】
本発明は、その第６の解決手段として、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域ごとに、バックライト光を透過する透過部と、外光を反射する反射部とを含む、アレイ基板と、前記アレイ基板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層とを備えた透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタにおいて、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する各色の着色層ごとに、前記アレイ基板の前記透過部に対応して設けられ、当該透過部で透過されたバックライト光を透過させて画像を表示させる透過表示用の部位と、前記アレイ基板の前記反射部に対応して設けられ、当該反射部で反射された外光を透過させて画像を表示させる反射表示用の部位とを含み、前記各着色層に含まれる反射表示用の部位の膜厚は、当該各着色層に含まれる透過表示用の部位の膜厚よりも薄いことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１７】
本発明はその第７の解決手段として、赤色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚が０．５５〜０．６９の範囲にあることを特徴とする、カラーフィルタである。
【００１８】
本発明はその第８の解決手段として、緑色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚が０．５５〜０．７８の範囲にあることを特徴とする、カラーフィルタである。
【００１９】
本発明は、その第９の解決手段として、青色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚が０．３４〜０．５６の範囲にあることを特徴とする、カラーフィルタである。
【００２０】
本発明は、その第１０の解決手段として、赤色の着色層における反射表示用の部位の透過表示用の部位に対する面積比率と、緑色の着色層における反射表示用の部位の透過表示用の部位に対する面積比率とが、青色の着色層における反射表示用の部位の透過表示用の部位に対する面積比率よりも大きいことを特徴とする、カラーフィルタである。
【００２１】
本発明は、その第１１の解決手段として、上記記載のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１および図２(a)(b)(c)(d)(e)(f)は本発明によるカラーフィルタの作製方法の一実施の形態を説明するための図である。
【００２３】
まず、図１により、本実施の形態に係るカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置の全体構成について説明する。
【００２４】
図１に示すように、透過反射型液晶表示装置１は、アレイ基板１１と、アレイ基板１１に対向して配置された対向基板１２と、アレイ基板１１と対向基板１２との間に挟持された液晶層１３とを備えている。
【００２５】
このうち、アレイ基板１１は、スイッチング素子が走査線および信号線とともにアレイ状に形成されたガラス基板１４と、ガラス基板１４に形成されたスイッチング素子に接続された画素電極１５とを有している。なお、画素電極１５は、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色の着色画素領域１Ｒ，１Ｇ，１Ｂごとに、バックライト光ＬＢを透過するＩＴＯ膜等からなる透明電極（透過部）１５ａと、外光ＬＥを反射する金属膜等からなる反射電極（反射部）１５ｂとを有し、透過表示モード時には、アレイ基板１１の透明電極１５ａで透過されたバックライト光ＬＢを利用して画像を表示させ、反射表示モード時には、アレイ基板１１の反射電極１５ｂで反射された外光を利用して画像を表示させるようになっている。また、画素電極１５上には、配向膜（図示せず）が形成されている。
【００２６】
一方、対向基板１２は、ガラス基板１７と、ガラス基板１７上に形成されたカラーフィルタ１８と、カラーフィルタ１８上に形成されたＩＴＯ膜等からなる透明な対向電極１９とを有している。なお、カラーフィルタ１８は、各色の着色画素領域１Ｒ，１Ｇ，１Ｂごとに着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを含んでおり、着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂのうちアレイ基板１１の透明電極１５ａの上方に位置する部分により、アレイ基板１１の透明電極１５ａで透過されたバックライト光ＬＢを透過させて画像を表示させる透過表示用の部位１８ａが構成されている。また、着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂのうちアレイ基板１１の反射電極１５ｂの上方に位置する部分により、アレイ基板１１の反射電極１５ｂで反射された外光ＬＥを透過させて画像を表示させる反射表示用の部位１８ｂが構成されている。
【００２７】
図１に示す透過反射型液晶表示装置１において、透過表示モード時には、アレイ基板１１の透明電極１５ａを透過したバックライト光ＬＢが、カラーフィルタ１８の透過表示用の部位１８ａを１回だけ透過する。これに対し、反射表示モード時には、外部から入射された外光ＬＥが、カラーフィルタ１８の反射表示用の部位１８ｂを１回透過した後、アレイ基板１１の反射電極１５ｂによって反射され、再度同一の反射表示用の部位１８ｂを透過する。
【００２８】
ここで、透過表示モード時と反射表示モード時との間での色の差を小さくし、違和感のない表示を行うためには、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、カラーフィルタ１８の各色の着色画素領域１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに含まれる透過表示用の部位１８ａの色度座標値（ｔｘ，ｔｙ）と、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、カラーフィルタ１８の各色の着色画素領域１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに含まれる反射表示用の部位１８ｂの色度座標値（ｒｘ，ｒｙ）との差が０．０５以内、より好ましくは０．０２以内であることが好ましい。より具体的には、赤色の着色画素領域１８Ｒに対応する色度座標値については、そのｘ値の差が０．０５以内（より好ましくは０．０２以内）であることが好ましい。また、緑色の着色画素領域１８Ｇに対応する色度座標値については、そのｙ値の差が０．０５以内（より好ましくは０．０２以内）であることが好ましい。さらに、青色の着色画素領域１８Ｂに対応する色度座標値については、そのｙ値の差が０．０５以内（より好ましくは０．０２以内）であることが好ましい。
【００２９】
本実施の形態では、透過表示モード時と反射表示モード時との間での色の差が上述したような範囲にあるようにするため、各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに含まれる反射表示用の部位１８ｂの膜厚を、当該各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに含まれる透過表示用の部位１８ａの膜厚よりも薄くしている。
【００３０】
ここで、各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂにおける反射表示用の部位１８ｂの透過表示用の部位１８ａに対する膜厚比は、各色で条件が異なっている。具体的には、赤色の着色層１８Ｒに関しては、赤色の着色層１８Ｒのうち透過表示用の部位１８ａの膜厚を１としたとき、反射表示用の部位１８ｂの膜厚が０．５５〜０．６９の範囲にある場合に、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色が近く、違和感なく表示が行われる。また、緑色の着色層１８Ｇに関しては、緑色の着色層１８Ｇのうち透過表示用の部位１８ａの膜厚を１としたとき、反射表示用の部位１８ｂの膜厚が０．５５〜０．７８の範囲にある場合に、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色が近く、違和感なく表示が行われる。さらに、青色の着色層１８Ｂに関しては、青色の着色層１８Ｂのうち透過表示用の部位１８ａの膜厚を１としたとき、反射表示用の部位１８ｂの膜厚が０．３４〜０．５６の範囲にある場合に、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色が近く、違和感なく表示が行われる。
【００３１】
また、赤色の着色層１８Ｒにおける反射表示用の部位１８ｂの透過表示用の部位１８ａに対する面積比率と、緑色の着色層１８Ｇにおける反射表示用の部位１８ｂの透過表示用の部位１８ａに対する面積比率とは、青色の着色層１８Ｂにおける反射表示用の部位１８ｂの透過表示用の部位１８ａに対する面積比率よりも大きいことが好ましい。
【００３２】
次に、このような構成からなる透過反射型液晶表示装置１で用いられるカラーフィルタ１８の作製方法について説明する。
【００３３】
図２(a)(b)(c)(d)(e)(f)に示すように、まず、ガラス基板（基材）１７上に赤色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｒ′を塗布し（図２(a)）、次いで、赤色用の光感光性着色レジスト１８Ｒ′をフォトマスク２０を介して露光および現像することにより、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色の着色画素領域に対応する赤色の着色層１８Ｒを形成する（図２(b)）。
【００３４】
同様にして、赤色の着色層１８Ｒが形成されたガラス基板１７上に、緑色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｇ′を塗布し（図２(c)）、次いで、緑色用の光感光性着色レジスト１８Ｇ′をフォトマスク２０を介して露光および現像することにより、複数の画素領域のそれぞれを構成する緑色の着色画素領域に対応する緑色の着色層１８Ｇを形成する（図２(d)）。
【００３５】
同様にして、赤色の着色層１８Ｒおよび緑色の着色層１８Ｇが形成されたガラス基板１７上に、青色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｂ′を塗布し（図２(e)）、次いで、青色用の光感光性着色レジスト１８Ｂ′をフォトマスク２０を介して露光および現像することにより、複数の画素領域のそれぞれを構成する青色の着色画素領域に対応する青色の着色層１８Ｂを形成する（図２(f)）。
【００３６】
これにより、ガラス基板１７上に各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを含むカラーフィルタ１８が形成される。
【００３７】
なお、カラーフィルタ１８を形成する工程で用いられるフォトマスク２０は、完全な透光性を有する透明部分２０ａ、完全な遮光性を有する遮光部分２０ｂ、および中間的な透過率を有する半透明部分２０ｃを含んでおり、各色の光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′に対する露光量を部位に応じて変えることにより、各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに含まれる透過表示用の部位１８ａと反射表示用の部位１８ｂとでその膜厚を異ならせることができるようになっている。ここで、図２(b)(d)(e)に示すように、フォトマスク２０の透明部分２０ａおよび半透明部分２０ｃは各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに含まれる透過表示用の部位１８ａおよび反射表示用の部位１８ｂに対応している。
【００３８】
なお、フォトマスク２０の半透明部分２０ｃは例えば、ハーフトーンもしくはハッチングパターンとして構成することができる。ハッチングパターンの場合、このような半透明部分２０ｃは、光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′の解像度以下の大きさを有する複数の微小透明部分を含むことが好ましい。具体的には例えば、光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′の解像度が通常１０μｍ程度であるので、半透明部分２０ｃの微小透明部分の大きさが例えば５μｍ角以内であれば、個々の微小透明部分による露光量の変動が直接感知されることがなく、最終的な積分された露光量として感知される。
【００３９】
ここで、ネガ型レジストである光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′は、露光量に応じて現像後の膜厚が図３に示すように変化し、また、膜厚に応じて透過率が図４に示すように変化する。このため、図３および図４に示すような特性に基づいて、所望の膜厚または透過率を実現するよう、現像後の残膜量を変化させることにより、色を調整することができる。
【００４０】
その後、カラーフィルタ１８が形成されたガラス基板１７上に必要によっては透明平坦化膜を形成し、その後ＩＴＯ膜等からなる透明な対向電極１９を形成する。さらに、対向電極１９の表面に配向膜（図示せず）を形成し、この配向膜の表面をラビングすることにより配向処理を施す。
【００４１】
これにより、対向基板１２が作製される。
【００４２】
一方、対向基板１２に対向するアレイ基板１１を作製するため、ガラス基板１４上にスパッタリング法によりアルミニウム膜等の金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ法により走査線およびゲート電極等をパターニングする。次に、その上にＣＶＤ法により窒化シリコン膜等の絶縁膜を形成する。そして、その上にスパッタリング法によりアルミニウム膜等の金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ法により信号線、ソース電極およびドレイン電極をパターニングする。これにより、ガラス基板１４上に信号線および走査線が互いに直交するように形成されるとともに、信号線と走査線との交差部にスイッチング素子がアレイ状に形成される。
【００４３】
次いで、このようにして信号線、走査線およびスイッチング素子が形成されたガラス基板１４上にスパッタリング法によりアルミニウム膜等の金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ法により図１の符号１５ｂに示すような形状にパターニングすることにより、画素電極１５（反射電極１５ｂ）を形成する。
【００４４】
さらに、ガラス基板１４上にスパッタリング法によりＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィ法により図１の符号１５ａに示すような形状にパターニングすることにより、画素電極１５（透明電極１５ａ）を形成する。
【００４５】
その後、アレイ基板１１の表面に配向膜（図示せず）を形成し、この配向膜の表面をラビングすることにより配向処理を施す。
【００４６】
これにより、アレイ基板１１が作製される。
【００４７】
その後、スペーサ等を介して対向基板１２およびアレイ基板１１を対向させた後、対向基板１２およびアレイ基板１１間に液晶材料を注入して液晶層１３を形成する。そして、必要に応じて、対向基板１２の表面に位相差板（図示せず）や偏光板（図示せず）等を取り付けることにより、最終的に、図１に示すような透過反射型液晶表示装置１が製造される。
【００４８】
このように本実施の形態によれば、各色の光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′に対する露光量を部位に応じて変えることにより、各色の着色層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに含まれる透過表示用の部位１８ａと反射表示用の部位１８ｂとでその膜厚を異ならせているので、透過表示用の部位１８ａの膜厚および反射表示用の部位１８ｂの膜厚を簡易かつ確実に制御することができ、このため、透過表示モード時におけるバックライトの消費電力を抑えつつ、反射表示モード時の明るさを上げて反射表示モード時の画面の見やすさを上げるとともに、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色の差を少なくすることができる。
【００４９】
なお、上述した実施の形態においては、カラーフィルタ１８を形成する工程において、透明部分２０ａ、遮光部分２０ｂおよび半透明部分２０ｃを含むフォトマスク２０により、各色の光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′に対する露光量を部位に応じて変えるようにしているが、これに限らず、図５(a)(b)(c)(d)に示すように、個々の着色層を形成する際に、透明部分および遮光部分を含むフォトマスクをずらしながら光感光性着色レジストに対して複数回の露光を行うことにより、光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えるようにしてもよい。
【００５０】
具体的には例えば、赤色の着色層１８Ｒを形成する場合を例に挙げて説明すれば、図５(a)(b)(c)(d)に示すように、まず、ガラス基板（基材）１７上に赤色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｒ′を塗布した後（図５(a)）、赤色用の光感光性着色レジスト１８Ｒ′に対して、透明部分２１ａおよび遮光部分２１ｂを含むフォトマスク２１を介して全体の露光量の５０％の露光量で１回目の露光を行う。なお、フォトマスク２１は、形成される着色層１８Ｒの透過表示用の部位１８ａおよび片側の反射表示用の部位１８ｂに相当する大きさを有している。
【００５１】
次に、フォトマスク２１を、片側の反射表示用の部位１８ｂに相当する分だけ、形成される着色層１８Ｒの延在方向（ストライプ方向）に直交する方向（紙面右側方向）にずらした上で、赤色用の光感光性着色レジスト１８Ｒ′に対して、全体の露光量の５０％の露光量で２回目の露光を行う。
【００５２】
これにより、形成される着色層１８Ｒの透過表示用の部位で２回の露光（１００％の露光量）が重ねて行われる一方で、反射表示用の部位では１回の露光（５０％の露光量）が行われ、透過表示用の部位１８ａおよび反射表示用の部位１８ｂを有する赤色の着色層１８Ｒが形成される。
【００５３】
なおこのとき、透過表示用の部位１８ａの露光量の５０％の露光量で所望の膜厚比の反射表示用の部位１８ｂが形成されるよう各色の光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′の感度を調整しておくことが好ましい。
【００５４】
また、上述した実施の形態においては、カラーフィルタ１８を形成する工程において、透明部分２０ａ、遮光部分２０ｂおよび半透明部分２０ｃを含むフォトマスク２０により、各色の光感光性着色レジスト１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′に対する露光量を部位に応じて変えるようにしているが、これに限らず、図６(a)(b)(c)(d)に示すように、透過表示用の部位の膜厚と反射表示用の部位の膜厚との差に対応する膜厚で透過表示用の部位に第１の着色膜を形成するとともに、反射表示用の部位の膜厚で透過表示用の部位および反射表示用の部位に第２の着色膜を形成することにより、各色の着色層に含まれる透過表示用の部位と反射表示用の部位とでその膜厚を異ならせるようにしてもよい。
【００５５】
具体的には例えば、赤色の着色層１８Ｒを形成する場合を例に挙げて説明すれば、図６(a)(b)(c)(d)に示すように、まず、ガラス基板（基材）１７上に１層目の赤色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｒ′を塗布した後（図６(a)）、赤色用の光感光性着色レジスト１８Ｒ′に対して、透明部分２２ａおよび遮光部分２２ｂを含むフォトマスク２２を介して露光および現像することにより、透過表示用の部位１８ａに第１の着色膜１８Ｒ′を形成する（図６(b)）。なお、フォトマスク２２は、形成される着色層１８Ｒの透過表示用の部位１８ａに相当する大きさを有している。
【００５６】
次に、ガラス基板（基材）１７および第１の着色膜１８Ｒ′上に２層目の赤色用の光感光性着色レジスト（ネガ型レジスト）１８Ｒ″を塗布した後（図６(c)）、赤色用の光感光性着色レジスト１８Ｒ′に対して、透明部分２３ａおよび遮光部分２３ｂを含むフォトマスク２３を介して露光および現像することにより、反射表示用の部位１８ｂの膜厚で透過表示用の部位１８ａおよび反射表示用の部位１８ｂに第２の着色膜１８Ｒ″を形成する。なお、フォトマスク２３は、形成される着色層１８Ｒの透過表示用の部位１８ａおよび両方の反射表示用の部位１８ｂに相当する大きさを有している。
【００５７】
これにより、透過表示用の部位１８ａおよび反射表示用の部位１８ｂを有する赤色の着色層１８Ｒが形成される。
【００５８】
なお、上述した実施の形態においては、カラーフィルタ１８を対向基板１２側に設けているが、これに限らず、図７に示すように、アレイ基板１１側に設けるようにしてもよい。
【００５９】
また、上述した実施の形態においては、画素電極１５の透明電極１５ａによりアレイ基板１１の透過部を形成し、反射電極１５ｂによりアレイ基板１１の反射部を形成しているが、これに限らず、画素電極１５の全体を透明電極として形成し、反射部に対応する部分に反射板を形成するようにしてもよい。
【００６０】
さらに、上述した実施の形態においては、バックライト光を照射する光源としてＦ１０光源を用いているが、透過反射型液晶表示装置に実際に組み込まれるバックライト光源としてはこれ以外の任意の光源を用いることが可能である。
【００６１】
【実施例】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例について述べる。
【００６２】
（実施例１）
カラーフィルタ付きの対向基板を作製するため、基材として３００×４００×０．７ｔｍｍのＮＡ３５（ＮＨテクノガラス製）を準備し、その上に、１０００オングストロームの膜厚のクロム膜をスパッタリング法により成膜した。その上に、レジストとしてＯＦＰＲ−８００（東京応化製）を塗布し、フォトマスクを介して露光および現像することにより、ブラックマトリクス用のレジスト層を形成した。そして、クロム膜およびレジスト層が形成された基板をエッチングし、レジスト層を剥離することにより、クロムのブラックマトリクス付きの基板を形成した。
【００６３】
その後、基板上に赤色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて５０％の透過率を持つハーフトーンの半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６１倍の膜厚０．８２μｍ）を有する赤色の着色層を形成した。
【００６４】
同様の工程で、基板上に緑色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて５０％の透過率を持つハーフトーンの半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６６倍の膜厚０．８９μｍ）を有する緑色の着色層を形成した。
【００６５】
同様の工程で、基板上に青色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて４０％の透過率を持つハーフトーンの半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．４４倍の膜厚０．５９μｍ）を有する青色の着色層を形成した。
【００６６】
さらに、その上に、ＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜して対向電極を形成し、カラーフィルタ付きの対向基板を作製した。
【００６７】
そして、このようにして作製されたカラーフィルタ付きの対向基板を用いて透過反射型液晶表示装置を製造した。
【００６８】
その結果、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の各色の色度座標値は、次表１のとおりであった。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【００７１】
比較例として、透過表示用の部位と反射表示用の部位とで膜厚が同一のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置を用いて、同様の条件で、反射表示モード時の各色の色度座標値を測定した。その結果は、次表３のとおりであった。
【００７２】
【表３】
【００７３】
（実施例２）
上述した実施例１と同様の工程により、クロムのブラックマトリクス付きの基板を形成した。
【００７４】
その後、基板上に赤色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて５０％の透過率を持つ市松模様パターン（２μｍ角の微小透明部分を複数持つパターン）の半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６１倍の膜厚０．８２μｍ）を有する赤色の着色層を形成した。
【００７５】
同様の工程で、基板上に緑色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて５０％の透過率を持つ市松模様パターン（２μｍ角の微小透明部分を複数持つパターン）の半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６６倍の膜厚０．８９μｍ）を有する緑色の着色層を形成した。
【００７６】
同様の工程で、基板上に青色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して露光した。なお、フォトマスクとしては、反射表示用の部位に対応する部分に、透過表示用の部位に対応する部分に比べて４０％の透過率を持つ市松模様パターン（２μｍ角の微小透明部分を複数持つパターン）の半透明部分を含むものを用いた。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．４４倍の膜厚０．５９μｍ）を有する青色の着色層を形成した。
【００７７】
さらに、その上に、ＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜して対向電極を形成し、カラーフィルタ付きの対向基板を作製した。
【００７８】
そして、このようにして作製されたカラーフィルタ付きの対向基板を用いて透過反射型液晶表示装置を製造した。
【００７９】
その結果、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の各色の色度座標値は、次表４のとおりであった。
【００８０】
【表４】
【００８１】
【表５】
【００８２】
比較例として、透過表示用の部位と反射表示用の部位とで膜厚が同一のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置を用いて、同様の条件で、反射表示モード時の各色の色度座標値を測定した。その結果は、次表６のとおりであった。
【表６】
（実施例３）
上述した実施例１と同様の工程により、クロムのブラックマトリクス付きの基板を形成した。
【００８３】
その後、基板上に赤色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して、透過表示用の部位および片側の反射表示用の部位を露光した後、フォトマスクをずらし、透過表示用の部位および反対側の反射表示用の部位を露光した。これにより、透過表示用の部位に対して反射表示用の部位の露光量が５０％となった。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６１倍の膜厚０．８２μｍ）を有する赤色の着色層を形成した。
【００８４】
同様の工程で、基板上に緑色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して、透過表示用の部位および片側の反射表示用の部位を露光した後、フォトマスクをずらし、透過表示用の部位および反対側の反射表示用の部位を露光した。これにより、透過表示用の部位に対して反射表示用の部位の露光量が５０％となった。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６６倍の膜厚０．８９μｍ）を有する緑色の着色層を形成した。
【００８５】
同様の工程で、基板上に青色の光感光性着色レジストを１．５μｍの膜厚でスピンコートし、フォトマスクを介して、透過表示用の部位および片側の反射表示用の部位を露光した後、フォトマスクをずらし、透過表示用の部位および反対側の反射表示用の部位を露光した。これにより、透過表示用の部位に対して反射表示用の部位の露光量が４０％となった。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．４４倍の膜厚０．５９μｍ）を有する青色の着色層を形成した。
【００８６】
さらに、その上に、ＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜して対向電極を形成し、カラーフィルタ付きの対向基板を作製した。
【００８７】
そして、このようにして作製されたカラーフィルタ付きの対向基板を用いて透過反射型液晶表示装置を製造した。
【００８８】
その結果、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の各色の色度座標値は、次表７のとおりであった。
【００８９】
【表７】
【００９０】
【表８】
【００９１】
比較例として、透過表示用の部位と反射表示用の部位とで膜厚が同一のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置を用いて、同様の条件で、反射表示モード時の各色の色度座標値を測定した。その結果は、次表９のとおりであった。
【００９２】
【表９】
【００９３】
（実施例４）
上述した実施例１と同様の工程により、クロムのブラックマトリクス付きの基板を形成した。
【００９４】
その後、基板上に赤色の光感光性着色レジストを０．５８５μｍの膜厚でスピンコートし、透過表示用の部位にのみ対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位に膜厚が０．５３μｍの赤色の着色膜を形成した。その後、再度、赤色の光感光性着色レジストを０．９２μｍの膜厚で塗布し、透過表示用の部位および反射表示用の部位に対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像および露光することにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６１倍の膜厚０．８２μｍ）を有する赤色の着色層を形成した。
【００９５】
同様の工程で、基板上に緑色の光感光性着色レジストを０．５１μｍの膜厚でスピンコートし、透過表示用の部位にのみ対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位に膜厚が０．４６μｍの緑色の着色膜を形成した。その後、再度、緑色の光感光性着色レジストを０．８９μｍの膜厚で塗布し、透過表示用の部位および反射表示用の部位に対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像および露光することにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．６６倍の膜厚０．８９μｍ）を有する緑色の着色層を形成した。
【００９６】
同様の工程で、基板上に青色の光感光性着色レジストを１．１３μｍの膜厚でスピンコートし、透過表示用の部位にのみ対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像およびポストベークすることにより、透過表示用の部位に膜厚が０．７６μｍの青色の着色膜を形成した。その後、再度、青色の光感光性着色レジストを０．６６μｍの膜厚で塗布し、透過表示用の部位および反射表示用の部位に対応する透明部分を含むフォトマスクを介して露光した。この基板を現像および露光することにより、透過表示用の部位（膜厚１．３５μｍ）および反射表示用の部位（透過表示用の部位に対して０．４４倍の膜厚０．５９μｍ）を有する青色の着色層を形成した。
【００９７】
さらに、その上に、ＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜して対向電極を形成し、カラーフィルタ付きの対向基板を作製した。
【００９８】
そして、このようにして作製されたカラーフィルタ付きの対向基板を用いて透過反射型液晶表示装置を製造した。
【００９９】
その結果、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の各色の色度座標値は、次表１０のとおりであった。
【０１００】
【表１０】
【０１０１】
【表１１】
【０１０２】
比較例として、透過表示用の部位と反射表示用の部位とで膜厚が同一のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置を用いて、同様の条件で、反射表示モード時の各色の色度座標値を測定した。その結果は、次表１２のとおりであった。
【０１０３】
【表１２】
【０１０４】
（実施例５）
上述した実施例１において、カラーフィルタの各色の着色層の透過表示用の部位に対する反射表示用の部位の膜厚比を適宜変えながら、反射表示モード時の各色の色度座標値を測定した。
【０１０５】
その結果、赤色の着色層については、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、反射表示モード時の色度座標値（ｘ値）は次表１３のとおりとなった。なお、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の赤色の色度座標値は、（ｘ，ｙ）＝（０．５３９，０．３０３）であった。
【０１０６】
【表１３】
【０１０７】
また、緑色の着色層については、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、反射表示モード時の色度座標値（ｙ値）は次表１４のとおりとなった。なお、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の赤色の色度座標値は、（ｘ，ｙ）＝（０．３４０，０．４６６）であった。
【０１０８】
【表１４】
【０１０９】
さらに、青色の着色層については、外光としてＤ６５光源を用いて測定したときの、反射表示モード時の色度座標値（ｙ値）は次表１５のとおりとなった。なお、バックライト光としてＦ１０光源を用いて測定したときの、透過表示モード時の赤色の色度座標値は、（ｘ，ｙ）＝（０．１８０，０．２２６）であった。
【０１１０】
【表１５】
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、反射表示用の部位の膜厚および透過表示用の部位の膜厚を簡易かつ確実に制御し、透過表示モード時におけるバックライトの消費電力を抑えつつ、反射表示モード時の明るさを上げて反射表示モード時の画面の見やすさを上げるとともに、透過表示モード時と反射表示モード時との間で色の差を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置を示す断面図。
【図２】本発明によるカラーフィルタの作製方法の一実施の形態を説明するための図。
【図３】光感光性着色レジストの残膜量と露光量との関係を示す図。
【図４】着色層の透過率と波長との関係を膜厚ごとに示す図。
【図５】本発明によるカラーフィルタの作製方法の他の実施の形態を説明するための図。
【図６】本発明によるカラーフィルタの作製方法のさらに他の実施の形態を説明するための図。
【図７】図１に示す透過反射型液晶表示装置の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 透過反射型液晶表示装置
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ 着色画素領域
１１ アレイ基板
１２ 対向基板
１３ 液晶層
１４，１７ ガラス基板
１５ 画素電極
１５ａ 反射電極（反射部）
１５ｂ 透明電極（透過部）
１８ カラーフィルタ
１８Ｒ′，１８Ｇ′，１８Ｂ′，１８Ｒ″ 光感光性着色レジスト
１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ 着色層
１８ａ 透過表示用の部位
１８ｂ 反射表示用の部位
１９ 対向電極
２０，２１，２２，２３ フォトマスク
２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ 透明部分
２０ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ 遮光部分
２０ｃ 半透明部分
Claims (7)
- バックライト光と外光とを選択的に利用して画像表示を行う透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタの作製方法において、
基材上に光感光性着色レジストを塗布する工程と、
前記光感光性着色レジストをフォトマスクを介して露光および現像することにより、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する各色の着色層を含むカラーフィルタを形成する工程と、
を含み、
前記カラーフィルタを形成する工程において、前記光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えることにより、前記各着色層に含まれる透過表示用の部位と反射表示用の部位とでその膜厚を異ならせることを特徴とし、
赤色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚を０．５５〜０．６９の範囲とし、
緑色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚を０．５５〜０．７８の範囲とし、
青色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚を０．３４〜０．５６の範囲とする
ことを特徴とするカラーフィルタの作製方法。 - 前記カラーフィルタを形成する工程において、透明部分、遮光部分および半透明部分を含むフォトマスクにより、前記光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えることを特徴とする、請求項１記載のカラーフィルタの作製方法。
- 前記カラーフィルタを形成する工程において、透明部分および遮光部分を含むフォトマスクをずらしながら前記光感光性着色レジストに対して複数回の露光を行うことにより、前記光感光性着色レジストに対する露光量を部位に応じて変えることを特徴とする、請求項１記載のカラーフィルタの作製方法。
- バックライト光と外光とを選択的に利用して画像表示を行う透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタの作製方法において、
基材上に、複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する各色の着色層を含むカラーフィルタを形成する工程を含み、
前記カラーフィルタを形成する工程において、透過表示用の部位の膜厚と反射表示用の部位の膜厚との差に対応する膜厚で透過表示用の部位に第１の着色膜を形成するとともに、反射表示用の部位の膜厚で透過表示用の部位および反射表示用の部位に第２の着色膜を形成することにより、前記各色の着色層に含まれる透過表示用の部位と反射表示用の部位とでその膜厚を異ならせることを特徴とし、
赤色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚を０．５５〜０．６９の範囲とし、
緑色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚を０．５５〜０．７８の範囲とし、
青色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚を０．３４〜０．５６の範囲とする
ことを特徴とするカラーフィルタの作製方法。 - 複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域ごとに、バックライト光を透過する透過部と、外光を反射する反射部とを含む、アレイ基板と、前記アレイ基板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層とを備えた透過反射型液晶表示装置で用いられるカラーフィルタにおいて、
複数の画素領域のそれぞれを構成する赤色、緑色および青色の各色の着色画素領域に対応する各色の着色層ごとに、
前記アレイ基板の前記透過部に対応して設けられ、当該透過部で透過されたバックライト光を透過させて画像を表示させる透過表示用の部位と、
前記アレイ基板の前記反射部に対応して設けられ、当該反射部で反射された外光を透過させて画像を表示させる反射表示用の部位と、
を含み、
前記各着色層に含まれる反射表示用の部位の膜厚は、当該各着色層に含まれる透過表示用の部位の膜厚よりも薄く、
赤色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚が０．５５〜０．６９の範囲にあり、
緑色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚が０．５５〜０．７８の範囲にあり、
青色の着色層のうち透過表示用の部位の膜厚を１としたとき、反射表示用の部位の膜厚が０．３４〜０．５６の範囲にある
ことを特徴とするカラーフィルタ。 - 赤色の着色層における反射表示用の部位の透過表示用の部位に対する面積比率と、緑色の着色層における反射表示用の部位の透過表示用の部位に対する面積比率とが、青色の着色層における反射表示用の部位の透過表示用の部位に対する面積比率よりも大きいことを特徴とする、請求項５に記載のカラーフィルタ。
- 請求項５または６に記載のカラーフィルタを備えた透過反射型液晶表示装置。
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