JP5076477B2 - 半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとその製造方法および半透過型液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、半透過型の液晶表示装置とこれに用いるカラーフィルタとその製造方法に関する。

フラットディスプレイとして、液晶表示装置（ＬＣＤ）は、その薄型、軽量、低消費電力といった特徴により、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯電話、ビデオカメラ等から大画面テレビまで市場が急速に拡大してきた。
また、近年の携帯電話等のモバイル機器の高画質化の要請から、従来の透過型液晶表示装置の特徴（明るくコントラスト比の高い表示が可能）と反射型液晶表示装置の特徴（低消費電力）とを兼ね備えた半透過型の液晶表示装置の需要が高まっている。
従来の半透過型液晶表示装置では、透過光領域では光源からの光がカラーフィルタの着色層を１回通過するのに対し、反射光領域では外光がカラーフィルタの着色層を２回通過するので、透過用領域と反射用領域の両方で明るく色純度が高い表示を行うことが困難であった。このため、反射用領域の着色層の一部に開口部を設けるとともに、この部位に透明誘電体層を形成して反射用領域の液晶層の厚みを透過用領域の液晶層の厚みの略半分とすることにより、反射用領域での外光の利用効率を高めた液晶表示装置が開発されている（特許文献１）。しかし、この液晶表示装置では、色純度の改善が未だ十分ではない。

また、透過用領域の着色層を高濃度の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色とし、一方、反射用領域の着色層を低濃度の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の計６色からなる構成とし、かつ、これらの着色層の厚みを、反射用領域の液晶層の厚みが透過用領域の液晶層の厚みの略半分となるように設定した６色型のカラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置が開発されている（特許文献２）。この反射型液晶表示装置は、透過用領域と反射用領域の両方で明るく色純度が高い表示を行うことが可能であるが、カラーフィルタの着色層を形成するために６回の工程が必要であり、製造コスト低減に支障を来たすものであった。

また、反射用領域に透明誘電体層を有し、この透明誘電体層を被覆するように着色層が存在し、反射用領域の着色層の厚みを透過用領域の着色層の厚みよりも小さくすることにより、反射用領域の液晶層の厚みを透過用領域の液晶層の厚みよりも小さくした液晶表示装置が開発されている（特許文献３）。この液晶表示装置では、１つの反射用領域に上記の透明誘電体層を複数配置してもよいとされている。このような透明誘電体層を備えるカラーフィルタでは、着色層の形成に要する工程数が、透明誘電体層と赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の計４回であり、上述のような６色型のカラーフィルタに比べて製造コストの低減が可能であった。
特開２００４−８６１０８号公報 特開２００４−１８４７３７号公報 特開２００４−８５９８６号公報

しかし、上述の特許文献３の液晶表示装置では、透明誘電体層が配設されている反射用領域において、透明導電体層を被覆する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の着色層が隣接した状態であり、このため、透明誘電体層上で着色層の重なりが生じて凸部が形成される場合がある。また、上述のように、１つの反射用領域に複数個の透明誘電体層が配置されると、隣接する透明誘電体層間に着色層が沈み込んで凹部が生じる場合がある。このように透明誘電体層上に凸部、あるいは凹部が存在すると、反射用領域の液晶層の厚みの制御が難しく、また、液晶配向の乱れを生じることがあり、表示品質の低下を来たすという問題があった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、表示品質に優れた半透過型液晶表示装置と、この液晶表示装置に使用するためのカラーフィルタとその製造方法を提供することを目的とする。

上記のような目的を達成するために、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板と、該透明基板上に配設されたストライプ形状の複数色の着色層と、各色の前記着色層からなるように画定された複数の画素と、を備え、該画素を構成する各着色層は反射用領域と透過用領域を有し、前記反射用領域には前記透明基板と前記着色層との間に透明樹脂層が介在し、隣接する前記着色層における前記透明樹脂層は、着色層の長手方向に沿って異なる位置をとり相互に不連続となっており、前記透明樹脂層の厚みは２．６〜４．０μｍの範囲であり、前記反射用領域における着色層の厚みｔは０．３〜１．０μｍの範囲であり、前記透過用領域における着色層の厚みＴは１．５〜２．５μｍの範囲であり、前記反射用領域における着色層の厚みｔと、前記透過用領域における着色層の厚みＴとの比ｔ／Ｔは０．２０〜０．５０の範囲であるような構成とした。

また、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板と、該透明基板上に間隔を設けて並設されたストライプ形状の透明樹脂層と、該透明樹脂層を被覆するように透明樹脂層の長手方向に沿って各透明樹脂層毎に配設されたストライプ形状の複数色の着色層と、各色の前記着色層からなるように画定された複数の画素と、を備え、該画素を構成する各着色層は前記透明樹脂層が存在する部位が反射用領域であり、前記透明樹脂層が存在しない部位が透過用領域であり、前記透明樹脂層の厚みは２．６〜４．０μｍの範囲であり、前記反射用領域における着色層の厚みｔは０．３〜１．０μｍの範囲であり、前記透過用領域における着色層の厚みＴは１．５〜２．５μｍの範囲であり、前記反射用領域における着色層の厚みｔと、前記透過用領域における着色層の厚みＴとの比ｔ／Ｔは０．２０〜０．５０の範囲であるような構成とした。

本発明の他の態様として、各画素の境界部位、および各色の着色層間に位置するように前記透明基板上にブラックマトリックスを備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記着色層、前記透明樹脂層を覆うように共通透明電極を有し、さらに、前記反射用領域に位置する前記共通透明電極上にスペーサを有し、前記反射用領域における前記共通透明電極から前記スペーサの頂部までの高さは、前記透過用領域における前記共通透明電極から前記スペーサの頂部までの高さの約半分であるような構成とした。

本発明の半透過型の液晶表示装置に用いるカラーフィルタの製造方法は、透明基板の表面に並行して配列するストライプ状の着色層形成領域を設定するとともに、複数色の着色層からなる画素領域を複数設定し、該画素領域毎の各着色層形成領域に、着色層形成領域の長手方向に沿って異なる位置となり相互に不連続となるように透明樹脂層を形成する透明樹脂層形成工程と、前記透明基板上に着色層用塗工液を塗布して塗工層を形成し、所望のマスクを介して前記塗工層を露光し現像することにより所望の前記着色層形成領域に前記透明樹脂層を被覆するように着色層を形成する操作を複数色分繰り返す着色層形成工程と、を有し、前記透明樹脂層形成工程では、透明樹脂層の厚みを２．６〜４．０μｍの範囲で設定し、前記着色層形成工程では、前記透明樹脂層上に形成される塗工層の厚みｔ′を０．３〜１．０μｍの範囲で設定し、前記透明樹脂層が存在しない部位の塗工層の厚みＴ′を１．５〜２．５μｍの範囲で設定するとともに、厚みの比ｔ′／Ｔ′を０．２０〜０．５０の範囲で設定するような構成とした。

また、半透過型の液晶表示装置に用いるカラーフィルタの製造方法は、透明基板の表面に並行して配列するストライプ状の着色層形成領域を設定するとともに、複数色の着色層からなる画素領域を複数設定し、前記着色層形成領域毎にその長手方向に沿ってストライプ状の透明樹脂層を、隣接する着色層形成領域に位置する透明樹脂層が離間した状態となるように形成する透明樹脂層形成工程と、前記透明基板上に着色層用塗工液を塗布して塗工層を形成し、所望のマスクを介して前記塗工層を露光し現像することにより所望の前記着色層形成領域に前記透明樹脂層を被覆するように着色層を形成する操作を複数色分繰り返す着色層形成工程と、を有し、前記透明樹脂層形成工程では、透明樹脂層の厚みを２．６〜４．０μｍの範囲で設定し、前記着色層形成工程では、前記透明樹脂層上に形成される塗工層の厚みｔ′を０．３〜１．０μｍの範囲で設定し、前記透明樹脂層が存在しない部位の塗工層の厚みＴ′を１．５〜２．５μｍの範囲で設定するとともに、厚みの比ｔ′／Ｔ′を０．２０〜０．５０の範囲で設定するような構成とした。

本発明の他の態様として、ストライプ状の前記透明樹脂層の幅を７〜３０μｍの範囲に設定するような構成とした。

本発明の半透過型液晶表示装置は、所定の間隔のセルを形成するように対向したＴＦＴ基板と半透過型液晶表示装置用カラーフィルタと、前記セルに充填された液晶層とを備える半透過型液晶表示装置であって、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは上述の本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタであり、ＴＦＴ基板は前記カラーフィルタの透過用領域と反射用領域に対応するように透明画素電極と反射用電極を備えるような構成とした。

本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、隣接する着色層における反射用領域を構成する透明樹脂層が、着色層の長手方向に沿って異なる位置にあるので、あるいは、隣接する着色層における反射用領域を構成する透明樹脂層が間隔を設けて並設されているので、透明樹脂層上では異なる色の着色層が存在することがなく、したがって、着色層の重なりがなく平坦であり、これにより、半透過型液晶表示装置に用いた場合に、反射用領域の液晶層の厚みの制御が容易であり、かつ、液晶配向の乱れを防止することができる。

また、本発明の製造方法では、透明樹脂層形成工程において、画素領域毎の各着色層形成領域に、その長手方向に沿って異なる位置となるように透明樹脂層を形成するので、その後の着色層形成工程では、透明樹脂層上に塗布された着色層用塗工液が周囲の透明基板上に流れ易く、透明樹脂層上に形成される塗工層の薄膜化が容易であり、また、透明樹脂層は１色の着色層で被覆され、透明樹脂層上に異なる色の着色層が形成されることがないので、着色層の重なりを防止することができる。

また、本発明の製造方法では、透明樹脂層形成工程において、着色層形成領域毎にその長手方向に沿ってストライプ状の透明樹脂層を、隣接する着色層形成領域に位置する透明樹脂層とは離間した状態となるように形成するので、その後の着色層形成工程では、透明樹脂層上に塗布された着色層用塗工液が周囲の透明基板上に流れ易く、透明樹脂層上に形成される塗工層の薄膜化が容易であり、また、透明樹脂層は１色の着色層で被覆され、透明樹脂層上に異なる色の着色層が形成されることがないので、着色層の重なりを防止することができる。

また、本発明の液晶表示装置は、カラーフィルタの反射用領域を構成する透明樹脂層上に着色層の重なり、あるいは、沈み込みによる凹凸がなく平坦であるので、反射用領域の液晶層の厚みの制御が容易であり、かつ、液晶配向の乱れが防止され、透過用領域と反射用領域の両方で明るく色純度が高い表示を行うことができる。

以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して説明する。
［カラーフィルタ］
第１の実施形態
図１は、本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す平面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線における拡大縦断面図であり、図３は図１のII−II線における拡大縦断面図である。図１〜図３において、カラーフィルタ１１は、透明基板１２と、この透明基板１２上に形成されたマトリックス状のブラックマトリックス１３と、着色層１４とを備えている。

着色層１４は、ストライプ形状の赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂが配列されたものであり、各色の着色層１４（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂ）からなるように画定された画素Ｐ（図１において太線で囲んだ部位）が複数設定されている。各画素Ｐを構成する各着色層１４（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂ）は、反射用領域Ｐ１（図１では斜線を付して示してある）と透過用領域Ｐ２とを有している。各反射用領域Ｐ１では、透明基板１２と各着色層１４（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂ）との間に透明樹脂層１６が介在する。そして、隣接する着色層１４（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂ）において、透明樹脂層１６は、着色層１４の長手方向（図１の矢印ａ方向）に沿って異なる位置をとっている。
尚、反射用領域Ｐ１と透過用領域Ｐ２の面積比は、例えば、２：１〜１：５とすることができる。

また、カラーフィルタ１１は、上記のブラックマトリックス１３、着色層１４および透明樹脂層１６を覆うように共通透明電極１７を有している。また、透明樹脂層１６に位置する共通透明電極１７上にはスペーサ１８が配設されており、このスペーサ１８を覆うように配向膜（図示せず）を有している。尚、スペーサ１８の個数、配設位置には特に制限はない。
カラーフィルタ１１を構成する透明基板１２は、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材であってよい。この中で特にコーニング社製１７３７ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。

ブラックマトリックス１３は、各画素Ｐの境界部位、および各色の着色層１４（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂ）間に位置するマトリックス形状であり、クロム等の金属薄膜からなるものでよく、また、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂からなる層にカーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたものであってもよい。さらに、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングしてブラックマトリックス１３を形成することもできる。

また、着色層１４を構成する赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂは、例えば、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成することができる。そして、本発明では、反射用領域Ｐ１における着色層１４（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂ）の厚みｔが、透過用領域Ｐ２における着色層１４（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂ）の厚みＴよりも小さいことが好ましい。この場合、上記の厚みｔの範囲は０．３〜１．０μｍ、好ましくは０．４〜０．６μｍの範囲であり、上記の厚みｔと厚みＴとの比ｔ／Ｔは、０．２０〜０．５０、好ましくは０．２５〜０．３０の範囲である。本発明では、着色層１４（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂ）の厚みが上記のような範囲であることにより、特に、厚みｔが従来のカラーフィルタに比べて小さく、かつ、均一であるので、明るく色純度の高い表示が可能となる。

カラーフィルタ１１を構成する透明樹脂層１６は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなるものであってよい。この透明樹脂層１６の厚みは、２．６〜４．０μｍの範囲で設定することができ、スペーサ１８の高さとともに、透明樹脂層１６上（反射用領域Ｐ１）の液晶層の厚みが、透過用領域Ｐ２の液晶層の厚みの約半分となるように設定する。また、透明樹脂層１６の形状は、例えば、立方体形状、直方体形状、截頭角錐形状等であってよく、特に制限はない。
共通透明電極１７は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等であってよく、厚みは、例えば、２００〜５０００Å程度とすることができる。
また、スペーサ１８は、カラーフィルタ１１とＴＦＴ基板との間隙部分に形成される液晶層の厚みを所望の厚みに設定するものであり、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなるものであってよい。
また、共通透明電極１７、スペーサ１８を覆うように形成されている配向膜（図示せず）は、例えば、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミド、変性ポリイミド等からなるものでよく、厚みは５００〜１０００Å程度とすることができる。

第２の実施形態
また、上述のような本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、複数配向分割型垂直配向モード、すなわちMulti-domain Vertical Alignmentモード（ＭＶＡモード）の液晶表示装置に使用することもできる。図４は、ＭＶＡモードに使用する本発明のカラーフィルタの一例を示す図１相当の平面図であり、図５は図４のIII−III線における拡大縦断面図である。図４、図５において、カラーフィルタ１１′は、透過用領域Ｐ２に位置する共通透明電極１７上に、液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための透明な突起１９が配設されている他は、上述のカラーフィルタ１１と同様であり、同じ部材には同じ部材番号を付し、説明を省略する。

カラーフィルタ１１′を構成する突起１９は、近傍の液晶分子にプレチルト角度を与える作用、および、電気力線を所望の方向に歪ませる作用をなすことにより、例えば、後述する液晶表示装置において、単独で、または、ＴＦＴ基板の透明画素電極が有するスリットあるいは突起と協働して液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御することを可能とするものである。
このような突起１９は、図示例では、スポット形状であり、大きさは、高さ０．５〜３．０μｍ、幅（透明基板１２に平行な面での断面幅）５〜２０μｍ程度とすることができる。
このような本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ１１，１１′は、隣接する着色層１４（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂ）における反射用領域Ｐ１を構成する透明樹脂層１６が、着色層１４の長手方向に沿って異なる位置にあり、相互に非連続となっているので、透明樹脂層１６上に異なる色の着色層１４が存在することはなく、したがって、着色層１４の重なりがなく平坦である。これにより、半透過型液晶表示装置に用いた場合に、反射用領域Ｐ１の液晶層の厚みの制御が容易であり、かつ、液晶配向の乱れを防止することができる。

第３の実施形態
図６は、本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す平面図であり、図７は図６のIV−IV線における拡大縦断面図であり、図８は図６のＶ−Ｖ線における拡大縦断面図である。図６〜図８において、カラーフィルタ２１は、透明基板２２と、この透明基板２２上に形成されたマトリックス状のブラックマトリックス２３と、着色層２４と、透明樹脂層２６とを備えている。

透明樹脂層２６は、透明基板２２上に間隔を設けて並設されたストライプ形状のものである。また、この透明樹脂層２６の長手方向（図６の矢印ａ方向）に沿ってストライプ形状の着色層２４が形成されており、着色層２４は赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂが配列されたものである。図示例では、透明樹脂層２６は各色の着色層２４（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂ）の幅方向（図６の矢印ｂ方向）の一方の側端部寄り（図６では左寄り）に位置している。そして、各色の着色層２４（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂ）からなるように画定された画素Ｐ（図６において太線で囲んだ部位）が複数設定されている。各画素Ｐを構成する各着色層２４（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂ）は、透明樹脂層２６が存在する部位が反射用領域Ｐ１（図６では斜線を付して示してある）であり、透明樹脂層２６が存在しない部位が透過用領域Ｐ２である。

尚、反射用領域Ｐ１と透過用領域Ｐ２の面積比は、例えば、２：１〜１：５とすることができる。また、透明樹脂層２６の位置は特に制限はなく、各色の着色層２４（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂ）の幅方向（図６の矢印ｂ方向）の反対側の側端部寄り（図６では右寄り）でもよく、幅方向の略中央部であってもよい。いずれにしても、各色の着色層２４（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂ）の配設ピッチに対応した一定の間隔を設けて透明樹脂層２６が配設されていればよい。
また、カラーフィルタ２１は、上記のブラックマトリックス２３、着色層２４および透明樹脂層２６を覆うように共通透明電極２７が配設されている。そして、透明樹脂層２６に位置する共通透明電極２７上にはスペーサ２８が配設されており、このスペーサ２８を覆うように配向膜（図示せず）を有している。
カラーフィルタ２１を構成する透明基板２２は、上述の透明基板１２と同様とすることができる。

ブラックマトリックス２３は、各画素Ｐの境界部位、および各色の着色層２４（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂ）間に位置するマトリックス形状であり、材質は上述のブラックマトリックス１３と同様とすることができる。
また、着色層２４を構成する赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂは、上述の着色層１４と同様とすることができる。本発明では、反射用領域Ｐ１における着色層２４（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂ）の厚みｔが、透過用領域Ｐ２における着色層２４（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂ）の厚みＴよりも小さいことが好ましい。この場合、上記の厚みｔの範囲は０．３〜１．０μｍ、好ましくは０．４〜０．６μｍの範囲であり、上記の厚みｔと厚みＴとの比ｔ／Ｔは、０．２０〜０．５０、好ましくは０．２５〜０．３０の範囲である。本発明では、着色層２４（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂ）の厚みが上記のような範囲であり、特に、厚みｔが従来のカラーフィルタに比べて小さく、かつ、均一であるので、明るく色純度の高い表示が可能となる。

カラーフィルタ２１を構成する透明樹脂層２６は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなるものであってよい。この透明樹脂層２６の幅は、反射用領域Ｐ１の面積に応じて設定することができ、例えば、３０μｍ以下、好ましくは７〜３０μｍ、より好ましくは１０〜２０μｍの範囲で設定することができる。また、透明樹脂層２６の厚みは、２．６〜４．０μｍの範囲で設定することができ、スペーサ２８の高さとともに、透明樹脂層２６上（反射用領域Ｐ１）の液晶層の厚みが、透過用領域Ｐ２の液晶層の厚みの約半分となるように設定する。また、透明樹脂層２６の幅方向の断面は、図８に示される例では、台形であるが、これに限定されるものでなく、正方形、長方形等であってもよい。

共通透明電極２７、スペーサ２８は、上述の共通透明電極１７、スペーサ１８と同様とすることができる。尚、図示例では、スペーサ２８は各画素Ｐ毎に透明樹脂層２６上に位置するように１個配設されているが、スペーサ２８の個数、配設位置には特に制限はない。
また、共通透明電極２７、スペーサ２８を覆うように形成されている配向膜（図示せず）は、例えば、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミド、変性ポリイミド等からなるものでよく、厚みは５００〜１０００Å程度とすることができる。

第４の実施形態
また、上述のような本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、ＭＶＡモードの液晶表示装置に使用することもできる。図９は、ＭＶＡモードに使用する本発明のカラーフィルタの一例を示す図６相当の平面図である。図９において、カラーフィルタ２１′は、透過用領域Ｐ２に位置する共通透明電極２７上に、液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための透明な突起２９が配設されている他は、上述のカラーフィルタ２１と同様であり、同じ部材には同じ部材番号を付し、説明を省略する。
カラーフィルタ２１′を構成する突起２９は、近傍の液晶分子にプレチルト角度を与える作用、および、電気力線を所望の方向に歪ませる作用をなすことにより、例えば、後述する液晶表示装置において、単独で、または、ＴＦＴ基板の透明画素電極が有するスリットあるいは突起と協働して液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御することを可能とするものである。

このような突起２９は、図示例では、スポット形状であるが、突起２９の形状、個数は特に制限はない。例えば、図１０に示されるように、透明樹脂層２６の長手方向（図１０の矢印ａ方向）で、画素Ｐ毎に配設されたジグザグ形状であってよく、さらに、透明樹脂層２６の長手方向に連続したジグザグ形状であってもよい。
このような本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ２１，２１′は、透明樹脂層２６上に異なる色の着色層２４（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇおよび青色パターン２４Ｂ）が存在せず、したがって、着色層２４の重なりがなく平坦である。これにより、半透過型液晶表示装置に用いた場合に、反射用領域Ｐ１の液晶層の厚みの制御が容易であり、かつ、液晶配向の乱れを防止することができる。
上述の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは例示であり、本発明はこれらに限定されるものではない。

［カラーフィルタの製造方法］
第１の実施形態
次に、上述のカラーフィルタ１１を例として、本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形態を説明する。図１１〜図１３は本発明のカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
本発明のカラーフィルタの製造方法では、まず、透明樹脂層形成工程にて、並行して配列するストライプ状の着色層形成領域を設定するとともに、複数色の着色層からなる画素領域を複数設定する。図示例では、赤色パターン、緑色パターンおよび青色パターンを形成するためのストライプ状の着色層形成領域１４′Ｒ、１４′Ｇ、１４′Ｂが繰り返し配列するように設定されている。尚、図示例では、１つの画素Ｐを太線で囲んで示している。そして、設定した着色層形成領域と画素領域に対応させて、各画素の境界部位、および各色の着色層間に位置するように、透明基板１２の表面にマトリックス形状のブラックマトリックス１３を形成する（図１１（Ａ））。

透明基板１２としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製１７３７ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。
ブラックマトリックス１３の形成は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより行なうことができる。また、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングしてブラックマトリックス１３を形成してもよい。さらに、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングしてブラックマトリックス１３を形成することもできる。

次いで、画素Ｐ毎に各着色層形成領域１４′Ｒ、１４′Ｇ、１４′Ｂに、着色層形成領域の長手方向（図に矢印ａで示される方向）に沿って異なる位置となるように透明樹脂層１６を形成する（図１１（Ｂ））。図示例では、１つの画素Ｐにおいて、着色層形成領域１４′Ｒの一方の端部側（図面では上側）に透明樹脂層１６が位置し、着色層形成領域１４′Ｇの略中央に透明樹脂層１６が位置し、着色層形成領域１４′Ｂの他方の端部側（図面では下側）に透明樹脂層１６が位置する。したがって、形成された複数の透明樹脂層１６は、いずれも他の透明樹脂層１６と非連続な独立したものとなる。尚、図示例では、透明樹脂層１６に斜線を付して示している。
透明樹脂層１６の形成は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂組成物を用いてスクリーン印刷法により形成することができる。また、感光性の透明樹脂組成物を全面に塗布し、所望のマスクを介して露光し、現像することにより形成することもできる。この透明樹脂層１６の厚みは、２．６〜４．０μｍの範囲で設定することができ、後工程で形成するスペーサ１８の高さとともに、透明樹脂層１６上（反射用領域）の液晶層の厚みが、透過用領域における液晶層の厚みの半分となるように設定する。

次に、着色層形成工程にて、透明基板１２上に所望の着色層用塗工液（図示例では赤色の着色層用塗工液４Ｒ）を塗布して塗工層を形成する（図１２（Ａ））。この塗工層の形成では、上述のように、複数の透明樹脂層１６が相互に非連続な独立したものであるため、透明樹脂層１６上に塗布された着色層用塗工液４Ｒが、図面に矢印で示したように周囲の透明基板１２上に流れ易く、透明樹脂層１６上に形成される塗工層の薄膜化が容易である。本発明では、透明樹脂層１６上に形成される塗工層の厚みｔ′を、例えば、０．３〜１．０μｍの範囲で任意に設定することができ、また、透明樹脂層１６が存在しない部位（透過用領域）の塗工層の厚みＴ′を１．５〜２．５μｍの範囲で任意に設定することができるとともに、厚みの比ｔ′／Ｔ′を０．２０〜０．５０の範囲で任意に設定することができる。

次いで、赤色の着色層用塗工液４Ｒからなる塗工層を、所望のマスクを介して露光し現像し、その後、必要に応じて硬化処理を施すことにより、着色層形成領域１４′Ｒに、透明樹脂層１６を被覆するように着色層１４Ｒ（赤色パターン１４Ｒ）を形成する（図１２（Ｂ））。尚、上述の本発明のカラーフィルタの説明のように、１つの画素Ｐにおいて透明樹脂層１６が存在する部位が反射用領域Ｐ１（図示例では斜線を付している）であり、他の部位が透過用領域Ｐ２となる。
次に、着色層１４Ｒが形成された透明基板１２上に緑色の着色層用塗工液４Ｇを塗布して塗工層を形成する（図１３（Ａ））。この塗工層の形成でも、透明樹脂層１６上に塗布された着色層用塗工液４Ｇが、図面に矢印で示したように周囲に流れ易く、透明樹脂層１６上に形成される塗工層の薄膜化が容易である。次いで、緑色の着色層用塗工液４Ｇからなる塗工層を、所望のマスクを介して露光し現像し、その後、必要に応じて硬化処理を施すことにより、着色層形成領域１４′Ｇに、透明樹脂層１６を被覆するように着色層１４Ｇ（緑色パターン１４Ｇ）を形成する（図１３（Ｂ））。
同様の操作を青色の着色層用塗工液を用いて繰り返し、着色層形成領域１４′Ｂに透明樹脂層１６を被覆するように着色層１４Ｂ（青色パターン１４Ｂ）を形成する。尚、着色層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇ、青色パターン１４Ｂ）の形成順序は上述の例に限定されるものではない。

本発明の製造方法では、上述のように、透明樹脂層１６上に形成される塗工層の薄膜化が容易であるとともに、透明樹脂層１６は１色の着色層のみで被覆され、透明樹脂層１６上に異なる色の着色層が形成されることがないので、着色層の重なりを防止することができる。
次に、複数色の着色層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ（赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇ、青色パターン１４Ｂ）からなる着色層１４と、透明樹脂層１６を覆うように共通透明電極１７を形成する。共通透明電極１７の形成は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により行なうことができる。このような共通透明電極１７の厚みは、例えば、２００〜５０００Å程度とすることができる。

次に、共通透明電極１７上に感光性樹脂組成物を塗布し、スペーサ用マスクを介して露光、現像することにより（その後、必要に応じて焼成処理を施してもよい）、スペーサ１８を形成する。これにより、図１〜３に示されるような本発明のカラーフィルタ１１が得られる。
尚、図４、図５に示されるようなカラーフィルタ１１′を製造する場合には、スペーサ１８の形成と同時に突起１９を形成することができる。

第２の実施形態
図１４〜図１５は、上述のカラーフィルタ２１を例として本発明のカラーフィルタの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
この実施形態では、本発明のカラーフィルタの製造方法では、まず、透明樹脂層形成工程にて、上述の実施形態と同様に、並行して配列するストライプ状の着色層形成領域を設定するとともに、複数色の着色層からなる画素領域を複数設定する。図示例では、赤色パターン、緑色パターンおよび青色パターンを形成するためのストライプ状の着色層形成領域２４′Ｒ、２４′Ｇ、２４′Ｂが繰り返し配列するように設定されている。また、図示例では、１つの画素Ｐを太線で囲んで示している。そして、設定した着色層形成領域と画素領域に対応させて、各画素の境界部位、および各色の着色層間に位置するように、透明基板２２の表面にマトリックス形状のブラックマトリックス２３を形成する（図１４（Ａ））。

使用する透明基板２２は、上述の透明基板１２と同様とすることができ、ブラックマトリックス２３の形成は、上述のブラックマトリックス１３と同様に行なうことができる。
次いで、着色層形成領域２４′Ｒ、２４′Ｇ、２４′Ｂ毎にその長手方向（図に矢印ａで示される方向）に沿ってストライプ状の透明樹脂層２６を、隣接する着色層形成領域に位置する透明樹脂層２６が離間した状態となるように形成する（図１４（Ｂ））。図示例では、透明樹脂層２６は各着色層形成領域２４′Ｒ、２４′Ｇ、２４′Ｂの幅方向（図１４（Ｂ）の矢印ｂ方向）の一方の側端部寄り（図では左寄り）に位置している。尚、図示例では、透明樹脂層２６は斜線を付して示してある。

透明樹脂層２６の形成は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂組成物を用いてスクリーン印刷法により形成することができる。また、感光性の透明樹脂組成物を全面に塗布し、所望のマスクを介して露光し、現像することにより形成することもできる。この透明樹脂層２６の幅は、反射用領域Ｐ１の面積に応じて設定することができるが、後工程の着色層形成工程での塗工液の流れを容易にして透明樹脂層２６上の着色層の薄膜化を達成するために、３０μｍ以下、好ましくは７〜３０μｍ、より好ましくは１０〜２０μｍの範囲で設定することができる。透明樹脂層２６の幅が３０μｍを超えると、着色層の薄膜化に支障を来たすことがあり、好ましくない。また、透明樹脂層２６の厚みは、２．６〜４．０μｍの範囲で設定することができ、後工程で形成するスペーサ２８の高さとともに、透明樹脂層２６上（反射用領域）の液晶層の厚みが、透過用領域における液晶層の厚みの半分となるように設定する。

次に、着色層形成工程にて、透明基板２２上に所望の着色層用塗工液（図示例では赤色の着色層用塗工液４Ｒ）を塗布して塗工層を形成する（図１５（Ａ））。この塗工層の形成では、上述のように、複数の透明樹脂層２６が相互に離間したものであるため、透明樹脂層２６上に塗布された着色層用塗工液４Ｒが、図面に矢印で示したように周囲の透明基板２２上に流れ易く、透明樹脂層２６上に形成される塗工層の薄膜化が容易である。本発明では、透明樹脂層２６上に形成される塗工層の厚みｔ′を、例えば、０．３〜１．０μｍの範囲で任意に設定することができ、また、透明樹脂層２６が存在しない部位（透過用領域）の塗工層の厚みＴ′を１．５〜２．５μｍの範囲で任意に設定することができるとともに、厚みの比ｔ′／Ｔ′を０．２０〜０．５０の範囲で任意に設定することができる。
次いで、赤色の着色層用塗工液４Ｒからなる塗工層を、所望のマスクを介して露光し現像し、その後、必要に応じて硬化処理を施すことにより、着色層形成領域２４′Ｒに、透明樹脂層２６を被覆するように着色層２４Ｒ（赤色パターン２４Ｒ）を形成する（図１５（Ｂ））。尚、上述の本発明のカラーフィルタの説明のように、１つの画素Ｐにおいて透明樹脂層２６が存在する部位が反射用領域Ｐ１（図示例では斜線を付している）であり、他の部位が透過用領域Ｐ２となる。

同様の操作を、緑色の着色層用塗工液、青色の着色層用塗工液を用いて繰り返し、着色層形成領域２４′Ｇに透明樹脂層２６を被覆するように着色層２４Ｇ（緑色パターン２４Ｇ）を形成し、更に、着色層形成領域２４′Ｂに透明樹脂層２６を被覆するように着色層２４Ｂ（青色パターン２４Ｂ）を形成する。尚、着色層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇ、青色パターン２４Ｂ）の形成順序は上述の例に限定されるものではない。
本発明の製造方法では、上述のように、透明樹脂層２６上に形成される塗工層の薄膜化が容易であるとともに、透明樹脂層２６は１色の着色層のみで被覆され、透明樹脂層２６上に異なる色の着色層が形成されることがないので、着色層の重なりを防止することができる。

次に、複数色の着色層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ（赤色パターン２４Ｒ、緑色パターン２４Ｇ、青色パターン２４Ｂ）からなる着色層２４と、透明樹脂層２６を覆うように共通透明電極２７を形成する。共通透明電極２７の形成は、上述の共通透明電極１７の形成と同様に行なうことができる。
次に、共通透明電極２７上に感光性樹脂組成物を塗布し、スペーサ用マスクを介して露光、現像することにより（その後、必要に応じて焼成処理を施してもよい）、スペーサ２８を形成する。これにより、図６〜８に示されるような本発明のカラーフィルタ２１が得られる。
尚、図９、図１０に示されるようなカラーフィルタ２１′を製造する場合には、スペーサ２８の形成と同時に突起２９を形成することができる。
尚、上述の製造方法は本発明に一例であり、これに限定されるものではない。

［液晶表示装置］
次に、本発明の半透過型液晶表示装置について説明する。
第１の実施形態
図１６および図１７は、本発明の半透過型液晶表示装置の一実施形態を示す概略部分断面図であり、図１６は図２相当の断面（図１のＩ−Ｉ線断面）を示し、図１７は図３相当の断面（図１のII−II線断面）を示す。
図１６および図１７において、半透過型液晶表示装置１は、カラーフィルタ１１とＴＦＴ基板３１とを所定の間隔で対向させ、周辺部をシール部材（図示せず）により封止し、間隙部分に液晶層２を備えたものである。尚、カラーフィルタ１１は、スペーサ１８を覆うように配向膜（図示せず）を有しており、また、カラーフィルタ１１とＴＦＴ基板３１の外側には、それぞれ偏光板（図示せず）が配設されている。

本発明の半透過型液晶表示装置１を構成するカラーフィルタ１１は上述のような本発明のカラーフィルタであり、ここでの説明は省略する。この半透過型液晶表示装置１では、透明樹脂層１６（反射用領域）上の液晶層２の厚みｔ１と、透過用領域の液晶層２の厚みＴ１は適宜設定することができ、通常、厚みｔ１は厚みＴ１の半分とする。
本発明の半透過型液晶表示装置１を構成するＴＦＴ基板３１は、各画素に対応するように透明基板３２上に液晶駆動用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３３、透明画素電極３４、および反射用電極３５を備え、透明画素電極３４と反射用電極３５を覆うように配設された配向膜（図示せず）を備えている。
本発明の半透過型液晶表示装置１を構成するＴＦＴ基板３１には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３３を開閉するゲート線群（図示せず）、映像信号を供給する信号線群（図示せず）、および、カラーフィルタ１１の共通透明電極１７への電圧供給線（図示せず）が配設されている。これらのリード線は、通常、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３３の製造工程で一括して形成されたアルミニウム等の金属からなるものである。

上記のＴＦＴ基板３１を構成する透明基板３２としては、上述のカラーフィルタ１１の透明基板１２と同じものを使用することができる。
また、透明画素電極３４は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、電極形成用のマスクを介したスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。もしくは、公知のフォトリソグラフィーの手法とエッチングの手法を組み合わせることにより形成することができる。
また、反射用電極３５は、１画素Ｐの中で、カラーフィルタ１１の透明樹脂層１６（反射用領域Ｐ１）に対向する部位の透明画素電極３４上に設けられている。この反射用電極３５は、電極材料としてアルミニウム等を用いて、電極形成用のマスクを介したスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。

上述のような本発明の半透過型液晶表示装置１では、カラーフィルタ１１の透明基板１２、透明樹脂層１６を透過し、液晶層２を通過した光が、反射用電極３５で反射され、同じ光路を戻って、画像表示（観察者に認識）される。一方、ＴＦＴ基板３１の裏面に光源を配設することにより、反射用電極３５が存在しない領域（透過用領域Ｐ２）では、透過光による画像表示がなされる。そして、カラーフィルタ１１は、反射用領域Ｐ１を構成する透明樹脂層１６上に着色層１４の重なりによる凸部がないので、反射用領域Ｐ１の液晶層２の厚みの制御が容易であり、かつ、液晶配向の乱れが防止され、透過用領域Ｐ２と反射用領域Ｐ１の両方で明るく色純度が高い表示を行うことができる。

第２の実施形態
図１８および図１９は、本発明の半透過型液晶表示装置の他の実施形態を示す概略部分断面図であり、図１８は図７相当の断面（図６のIV−IV線断面）を示し、図１９は図８相当の断面（図６のＶ−Ｖ線断面）を示す。
図１８および図１９において、半透過型液晶表示装置１′は、カラーフィルタ２１とＴＦＴ基板４１とを所定の間隔で対向させ、周辺部をシール部材（図示せず）により封止し、間隙部分に液晶層２を備えたものである。尚、カラーフィルタ２１は、スペーサ２８を覆うように配向膜（図示せず）を有しており、また、カラーフィルタ２１とＴＦＴ基板４１の外側には、それぞれ偏光板（図示せず）が配設されている。
本発明の半透過型液晶表示装置１′を構成するカラーフィルタ２１は上述のような本発明のカラーフィルタであり、ここでの説明は省略する。この半透過型液晶表示装置１′では、透明樹脂層２６（反射用領域Ｐ１）上の液晶層２の厚みｔ２と、透過用領域の液晶層２の厚みＴ２は適宜設定することができ、通常、厚みｔ２は厚みＴ２の半分とする。

本発明の半透過型液晶表示装置１′を構成するＴＦＴ基板４１は、各画素に対応するように透明基板４２上に液晶駆動用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４３、透明画素電極４４、および反射用電極４５を備え、透明画素電極４４と反射用電極４５を覆うように配設された配向膜（図示せず）を備えている。
本発明の半透過型液晶表示装置１′を構成するＴＦＴ基板４１には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４３を開閉するゲート線群（図示せず）、映像信号を供給する信号線群（図示せず）、および、カラーフィルタ２１の共通透明電極２７への電圧供給線（図示せず）が配設されている。これらのリード線は、通常、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４３の製造工程で一括して形成されたアルミニウム等の金属からなるものである。
上記のＴＦＴ基板４１を構成する透明基板４２としては、上述のカラーフィルタ２１の透明基板２２と同じものを使用することができる。

また、透明画素電極４４は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、電極形成用のマスクを介したスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。もしくは、公知のフォトリソグラフィーの手法とエッチングの手法を組み合わせることにより形成することができる。
また、反射用電極４５は、１画素Ｐの中で、カラーフィルタ２１の透明樹脂層２６（反射用領域Ｐ１）に対向する部位の透明画素電極４４上に設けられている。この反射用電極４５は、電極材料としてアルミニウム等を用いて、電極形成用のマスクを介したスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。

上述のような本発明の半透過型液晶表示装置１′では、カラーフィルタ２１の透明基板２２、透明樹脂層２６を透過し、液晶層２を通過した光が、反射用電極４５で反射され、同じ光路を戻って、画像表示（観察者に認識）される。一方、ＴＦＴ基板４１の裏面に光源を配設することにより、反射用電極４５が存在しない領域（透過用領域Ｐ２）では、透過光による画像表示がなされる。そして、カラーフィルタ２１は、反射用領域Ｐ１を構成する透明樹脂層２６上に着色層２４の重なりによる凸部がないので、反射用領域Ｐ１の液晶層２の厚みの制御が容易であり、かつ、液晶配向の乱れが防止され、透過用領域Ｐ２と反射用領域Ｐ１の両方で明るく色純度が高い表示を行うことができる。

上述の液晶表示装置は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４および図５に示されるようなカラーフィルタ１１′、あるいは、図９、図１０に示されるようなカラーフィルタ２１′を使用することも可能である。例えば、上述の半透過型液晶表示装置１′のカラーフィルタとして図１０に示されるカラーフィルタ２１′を使用することができ、この場合、ジグザグ形状の突起２９に対応して、透明画素電極４４にジグザグ形状のスリットを形成してもよい。このようなスリットは、カラーフィルタ２１′の突起２９の配列ピッチに対して半ピッチずれたピッチで形成する。
尚、図示例では、１画素Ｐを構成する透明画素電極３４，４４上の所望の部位（透明樹脂層１６，２６が存在する反射用領域Ｐ１に対向する部位）に反射用電極３５，４５が設けられているが、この反射用電極３５，４５が存在する部位には透明画素電極３４，４４が存在せず、かつ、透明画素電極３４，４４と反射用電極３５，４５とが電気的に接続されたものであってもよい。

次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
＜透明樹脂層形成工程＞
カラーフィルタ用の透明基板として、３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面に下記組成のブラックマトリックス用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布した。プリベーク後、所定のフォトマスクを介して露光し、過剰に現像した後、ポストベークを行って、線幅１０μｍのブラックマトリックスを形成した。このブラックマトリックスは、５０μｍ×１７０μｍの長方形の開口部を有するマトリックス形状であった。尚、着色層形成領域をピッチ６０μｍで並行して配列するストライプ状に設定し、また、１つの画素を３本の着色層形成領域からなる１８０μｍ×１８０μｍの寸法に画定し、これを基準に上記のブラックマトリックスを形成した。
（ブラックマトリックス用のネガ型感光性樹脂組成物）
・カーボンブラック … ６１重量部
・感光性樹脂組成物 … ３９重量部
・メトキシブチルアセテート … ３００重量部

尚、上記の感光性樹脂組成物は、下記組成を有するものである。
（感光性樹脂組成物）
・アクリル樹脂 … ３２重量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート … ４２重量部
・エピコート１８０Ｓ７０（三菱油化シェル（株）製） … １８重量部
・開始剤 … ８重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７）

次に、ブラックマトリックスを覆うように、下記組成の透明樹脂層形成用のネガ型感光性樹脂塗工液をスピンコート法により塗布し、５０μｍ×５０μｍの正方形状の開口部を複数備えたマスクを介して露光し、現像した。これにより、図１１（Ｂ）に示されるようなパターンで、６０μｍ×６０μｍの正方形状の透明樹脂層（厚み３．９μｍ）を形成した。
（透明樹脂層形成用のネガ型感光性樹脂塗工液）
・スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体 … ４２重量部
・エピコート１８０Ｓ７０（三菱油化シェル（株）製） … １８重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート … ３２重量部
・開始剤 … ８重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７）
・溶剤 … ３００重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

＜着色層形成工程＞
次に、下記組成の赤色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液、青色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液を調製した。
（赤色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液）
・赤顔料 … ４．８重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドＡ２Ｂ）
・黄顔料 … １．２重量部
（ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９）
・分散剤（アビシア社製ソルパース２４０００ … ３．０重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマーＩ … ５．０重量部
・開始剤 … １．４重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７）
・開始剤 … ０．６重量部
（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′−ビスイミダゾール）
・界面活性剤 … １．０重量部
（日本油脂（株）製 ノニオンＨＳ−２１０）
・溶剤 … ７９．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

（緑色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液）
・緑顔料 … ４．２重量部
（アビシア社製 モナストラルグリーン９Ｙ−Ｃ）
・黄顔料 … １．８重量部
（ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９）
・分散剤（アビシア社製ソルパース２４０００ … ３．０重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマーＩ … ５．０重量部
・開始剤 … １．４重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７）
・開始剤 … ０．６重量部
（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′−ビスイミダゾール）
・溶剤 … ８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

（青色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液）
・青顔料 … ６．０重量部
（ＢＡＳＦ社製 ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ）
・顔料誘導体（アビシア社製 ソルスパース１２０００）… ０．６重量部
・分散剤（アビシア社製ソルパース２４０００ … ２．４重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマーＩ … ５．０重量部
・開始剤 … １．４重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７）
・開始剤 … ０．６重量部
（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′−ビスイミダゾール）
・溶剤 … ８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

尚、上記のポリマーＩ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である。

次いで、上記のように設定した着色層形成領域に所定の色の着色層を形成した。すなわち、ガラス基板上にブラックマトリックスと透明樹脂層を覆うように赤色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液をスピンコート法により塗布して塗工層を形成した。その後、この塗工層を赤色パターン用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色パターンを形成した。この赤色パターンは、図１２（Ｂ）に示されるように、透明樹脂層を被覆するストライプ形状（幅６０μｍ）であった。
その後、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液、青色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液を用いて、同様の操作により、緑色パターン、青色パターンを形成した。これにより、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンが図１〜図３に示されるようなパターンで配列された着色層を形成した。この着色層は、透明樹脂層上での厚みが０．５μｍであり、透明基板上の厚みが２．４μｍであった。

次に、ブラックマトリックス、透明樹脂層、着色層を覆うように酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる共通透明電極（厚み１５００Å）をスパッタリング法により形成した。
次に、ネガ型感光性樹脂組成物として、ＪＳＲ（株）製 ＮＮ８５０を共通透明電極上にスピンコート法により塗布し、スペーサ形成用のマスクを介して露光し、現像した。その後、２３０℃、３０分間の焼成処理を施して、スペーサを形成した。スペーサは、透明樹脂層上の着色層に位置し、高さ１．８μｍ、太さ約１２μｍであった。
次に、共通透明電極とスペーサを覆うように、配向膜用塗料（日産化学（株）製 ＳＥ−５３００）をスピンコート法で塗布し、２２０℃、６０分間の焼成処理を施して、厚み（共通透明電極上の厚み）２００Åの配向膜を形成し、カラーフィルタを得た。

一方、ＴＦＴ基板用の透明基板として、３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法により酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を１５００Åの厚さに成膜して透明電極とした。
次に、この透明電極上にポジ型感光性レジスト（東京応化工業（株）製 ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、透明画素電極をエッチングして透明電極を形成した。

次いで、６０μｍ×６０μｍの大きさの開口部を、上記の透明樹脂層と対向するような配置で備えたマスクを介して、透明画素電極上にアルミニウム電極（反射用電極）をスパッタリング法により成膜（厚み１０００Å）して形成した。これにより、６０μｍ×１８０μｍの大きさの領域毎に、６０μｍ×１２０μｍの透明画素電極と、各透明画素電極上に６０μｍ×６０μｍの反射用電極を形成した。その後、上記のカラーフィルタ作製の場合と同様にして、透明画素電極および反射用電極上に厚み２００Åの配向膜を形成し、ＴＦＴ基板を得た。
尚、実際のＴＦＴ基板は、液晶駆動用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えた基板上に、画素形状にパターニングされた透明電極、反射用電極を備えるが、本実施例では、簡略化のためＴＦＴを省略してＴＦＴ基板とした。

次に、カラーフィルタとＴＦＴ基板を配向膜形成面側を対向させ、かつ、反射用電極がカラーフィルタの透明樹脂層が存在する領域（反射用領域）と対向するようにして貼り合わせ、次いで、真空注入法を用いて液晶をセル内に注入し、注入口を紫外線硬化樹脂を用いて封止し、その後、アニーリング処理を行って流動配向効果をキャンセルした。これにより、評価用の液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の液晶層の厚みは、透明樹脂層が存在する部位で１．８μｍ、透明樹脂層が存在しない部位で３．８μｍであった。

［実施例２］
＜透明樹脂層形成工程＞
まず、実施例１と同様に着色層形成領域と画素を画定し、実施例１と同様にして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を覆うように、実施例１と同様の透明樹脂層形成用のネガ型感光性樹脂塗工液をスピンコート法により塗布し、幅１５μｍのストライプ状の開口部をピッチ６０μｍで複数備えたマスクを介して露光し、現像した。これにより、図１４（Ｂ）に示されるようなパターンで、線幅２０μｍのストライプ状の透明樹脂層（厚み３．８μｍ）を形成した。

＜着色層形成工程＞
次に、実施例１と同様の赤色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液、青色パターン用のネガ型感光性樹脂塗工液を使用し、実施例１と同様にして、着色層形成領域に所定の色の着色層を形成した。これにより、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンが図６〜図８に示されるようなパターンで配列された着色層を形成した。この着色層は、透明樹脂層上での厚みが０．６μｍであり、透明基板上の厚みが２．４μｍであった。
次に、実施例１と同様にして、共通透明電極、スペーサ、配向膜を形成し、カラーフィルタを得た。
次いで、実施例１と同様にＴＦＴ基板を作製し、評価用の液晶表示装置を作製した。

［比較例］
透明樹脂層（１６′）を、図２０に示されるように、隣接する着色層に渡って連続する形状で形成した他は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを得た。但し、透明樹脂層上において隣接する赤色パターン、緑色パターン、青色パターンが２．０μｍの幅で重複するように故意に設定した。これにより、透明樹脂層上での単層の着色層の厚みが１．３μｍであり、重なり部分の厚みが１．９μｍであり、また、透明基板上での着色層の厚みが２．４μｍであった。
次いで、実施例１と同様にＴＦＴ基板を作製し、評価用の液晶表示装置を作製した。

［評 価］
実施例１、２で作製した液晶表示装置は、反射用領域において着色層の重なりがなく、表示ムラのないものであった。また、屋外の環境光で表示特性を観察した結果、透過用領域と反射用領域での明るさに差がなく良好な表示が可能であった。尚、光源として、２波長型のＬＥＤ光源を用いた。
これに対して、比較例で作製した液晶表示装置は、反射用領域において着色層の重なりあるため、表示ムラが確認された。また、上記と同様にして、屋外の環境光で表示特性を観察した結果、反射用領域での色が濃く、表示色が非常に暗いものであった。

半透過型の液晶表示装置の製造において利用することができる。

本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す平面図である。 図１のＩ−Ｉ線における拡大縦断面図である。 図１のII−II線における拡大縦断面図である。 本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す図１相当の平面図である。 図４のIII−III線における拡大縦断面図である。 本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す平面図である。 図６のIV−IV線における拡大縦断面図である。 図６のＶ−Ｖ線における拡大縦断面図である。 本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す図６相当の平面図である。 本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す図６相当の平面図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の一実施形態を示す概略部分断面図であり、図２相当の断面（図１のＩ−Ｉ線断面）を示す。 本発明の半透過型液晶表示装置の一実施形態を示す概略部分断面図であり、図３相当の断面（図１のII−II線断面）を示す。 本発明の半透過型液晶表示装置の他の実施形態を示す概略部分断面図であり、図７相当の断面（図６のIV−IV線断面）を示す。 本発明の半透過型液晶表示装置の他の実施形態を示す概略部分断面図であり、図８相当の断面（図６のＶ−Ｖ線断面）を示す。 比較例の透明樹脂層を説明するための図１１（Ｂ）相当の平面図である。

符号の説明

１，１′…半透過型液晶表示装置
１１，１１′，２１，２１′…半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
１２，２２…透明基板
１３，２３…ブラックマトリックス
１４，２４…着色層
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ，２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ…着色パターン
１４′Ｒ，１４′Ｇ，１４′Ｂ，２４′Ｒ，２４′Ｇ，２４′Ｂ…着色層形成領域
１６，２６…透明樹脂層
１７，２７…共通透明電極
１８，２８…スペーサ
１９，２９…突起
３１，４１…ＴＦＴ基板
３２，４２…透明基板
３３，４３…ＴＦＴ
３４，４４…透明画素電極
３５，４５…反射用電極
Ｐ…画素
Ｐ１…反射用領域
Ｐ２…透過用領域

Claims (8)

1. 半透過型の液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、
   透明基板と、該透明基板上に配設されたストライプ形状の複数色の着色層と、各色の前記着色層からなるように画定された複数の画素と、を備え、該画素を構成する各着色層は反射用領域と透過用領域を有し、前記反射用領域には前記透明基板と前記着色層との間に透明樹脂層が介在し、隣接する前記着色層における前記透明樹脂層は、着色層の長手方向に沿って異なる位置をとり相互に不連続となっており、前記透明樹脂層の厚みは２．６〜４．０μｍの範囲であり、前記反射用領域における着色層の厚みｔは０．３〜１．０μｍの範囲であり、前記透過用領域における着色層の厚みＴは１．５〜２．５μｍの範囲であり、前記反射用領域における着色層の厚みｔと、前記透過用領域における着色層の厚みＴとの比ｔ／Ｔは０．２０〜０．５０の範囲であ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。
2. 半透過型の液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、
   透明基板と、該透明基板上に間隔を設けて並設されたストライプ形状の透明樹脂層と、該透明樹脂層を被覆するように透明樹脂層の長手方向に沿って各透明樹脂層毎に配設されたストライプ形状の複数色の着色層と、各色の前記着色層からなるように画定された複数の画素と、を備え、該画素を構成する各着色層は前記透明樹脂層が存在する部位が反射用領域であり、前記透明樹脂層が存在しない部位が透過用領域であり、前記透明樹脂層の厚みは２．６〜４．０μｍの範囲であり、前記反射用領域における着色層の厚みｔは０．３〜１．０μｍの範囲であり、前記透過用領域における着色層の厚みＴは１．５〜２．５μｍの範囲であり、前記反射用領域における着色層の厚みｔと、前記透過用領域における着色層の厚みＴとの比ｔ／Ｔは０．２０〜０．５０の範囲であ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。
3. 各画素の境界部位、および各色の着色層間に位置するように前記透明基板上にブラックマトリックスを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
4. 前記着色層、前記透明樹脂層を覆うように共通透明電極を有し、さらに、前記反射用領域に位置する前記共通透明電極上にスペーサを有し、前記反射用領域における前記共通透明電極から前記スペーサの頂部までの高さは、前記透過用領域における前記共通透明電極から前記スペーサの頂部までの高さの約半分であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
5. 半透過型の液晶表示装置に用いるカラーフィルタの製造方法において、
   透明基板の表面に並行して配列するストライプ状の着色層形成領域を設定するとともに、複数色の着色層からなる画素領域を複数設定し、該画素領域毎の各着色層形成領域に、着色層形成領域の長手方向に沿って異なる位置となり相互に不連続となるように透明樹脂層を形成する透明樹脂層形成工程と、
   前記透明基板上に着色層用塗工液を塗布して塗工層を形成し、所望のマスクを介して前記塗工層を露光し現像することにより所望の前記着色層形成領域に前記透明樹脂層を被覆するように着色層を形成する操作を複数色分繰り返す着色層形成工程と、を有し、
   前記透明樹脂層形成工程では、透明樹脂層の厚みを２．６〜４．０μｍの範囲で設定し、
   前記着色層形成工程では、前記透明樹脂層上に形成される塗工層の厚みｔ′を０．３〜１．０μｍの範囲で設定し、前記透明樹脂層が存在しない部位の塗工層の厚みＴ′を１．５〜２．５μｍの範囲で設定するとともに、厚みの比ｔ′／Ｔ′を０．２０〜０．５０の範囲で設定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。
6. 半透過型の液晶表示装置に用いるカラーフィルタの製造方法において、
   透明基板の表面に並行して配列するストライプ状の着色層形成領域を設定するとともに、複数色の着色層からなる画素領域を複数設定し、前記着色層形成領域毎にその長手方向に沿ってストライプ状の透明樹脂層を、隣接する着色層形成領域に位置する透明樹脂層が離間した状態となるように形成する透明樹脂層形成工程と、
   前記透明基板上に着色層用塗工液を塗布して塗工層を形成し、所望のマスクを介して前記塗工層を露光し現像することにより所望の前記着色層形成領域に前記透明樹脂層を被覆するように着色層を形成する操作を複数色分繰り返す着色層形成工程と、を有し、
   前記透明樹脂層形成工程では、透明樹脂層の厚みを２．６〜４．０μｍの範囲で設定し、
   前記着色層形成工程では、前記透明樹脂層上に形成される塗工層の厚みｔ′を０．３〜１．０μｍの範囲で設定し、前記透明樹脂層が存在しない部位の塗工層の厚みＴ′を１．５〜２．５μｍの範囲で設定するとともに、厚みの比ｔ′／Ｔ′を０．２０〜０．５０の範囲で設定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。
7. ストライプ状の前記透明樹脂層の幅を７〜３０μｍの範囲に設定することを特徴とする請求項６に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。
8. 所定の間隔のセルを形成するように対向したＴＦＴ基板と半透過型液晶表示装置用カラーフィルタと、前記セルに充填された液晶層とを備える半透過型液晶表示装置において、
   半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタであり、ＴＦＴ基板は前記カラーフィルタの透過用領域と反射用領域に対応するように透明画素電極と反射用電極を備えることを特徴とする半透過型液晶表示装置。

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