JP5453753B2 - カラーフィルタ基板 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置およびその他表示装置に使用されるカラーフィルタ基板に関する。特に、携帯機器に用いられる半透過型カラー液晶表示装置に好適に使用できるカラーフィルタ基板に関する。

近年、液晶表示装置は、薄型である故に省スペース性および軽量性、また省電力性などが評価され、最近では携帯機器ならびにテレビ用途への普及が急速に進んでいる。液晶表示装置は、パネル構成中にカラーフィルタ基板を設けることで、多色表示を行なうことが可能であり、ＲＧＢ３色表示またはこれらに反射用のＲＧＢ画素を加えた６色表示を行なうことが一般的である。

例えば、携帯機器向けの液晶表示装置は、昼間戸外の強い外光下でも視認性を確保するため、一部に反射部を形成した半透過型の液晶表示装置が採用されることが多い。このような場合に、反射部においては反射光を有効に活用するため吸収型円偏光板となるように光路中に位相差が設けられ、透過部においては位相差が生じないよう設計する必要がある。通常は、液晶セルの両面にλ／４位相差フィルムやλ／２位相差フィルムを設けることでこれを実現している。

しかしながら、通常、こうした位相差フィルムの位相差値は面内で同一である。このため、位相差フィルムが組み込まれる液晶表示装置がカラーフィルタ基板によってカラー化されている場合、各色反射部画素の表示領域を通過する光の波長域が異なることに起因して、適切な位相差制御が困難となる。

例えば、携帯機器向け半透過型液晶表示装置の反射部において、おおよそ緑の波長域（中心波長５５０ｎｍ前後）でλ／４の位相差量（約１３８ｎｍ）を有する位相差フィルムを直線偏光板と組み合わせて円偏光板として用いる場合、青の波長域（中心波長４５０ｎｍ前後）ではλ／４より過剰、赤の波長域（中心波長６３０ｎｍ前後）ではλ／４に対して不足となる。その結果、赤および青の表示画素においては完全な円偏光が得られない。

このような問題に対して、液晶セルの内部に位相差層を設けて光学補償を行なう方法が提案されている。

一例としては、膜厚が異なるあるいは種類の異なる重合型液晶材料を成膜することで、３色の表示画素に対応するように位相差量を持たせた位相差素子が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、カラーフィルタの光透過性パターンの厚みを各色毎に異なるように形成して、その上に位相差制御層（液晶性高分子など）を、カラーフィルタ層と位相差制御層の合計厚みが一定になるように積層する手法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。すなわち、厚みを変更することによって、３色の表示画素に対応した位相差量を有する位相差制御層を備えたカラーフィルタである。

しかしながら、これら従来の方法では、当該位相差の問題を容易かつ十分に解消する方法として不適当であると言わざるを得ない。

例えば、特許文献１には、位相差層の膜厚を領域ごとに異ならせる手段として、重合型の液晶材料を成膜し、これに紫外線等の放射線を領域ごとに照射量を変えて露光し、有機溶媒で現像する方法が示されている。この方法では、特に未硬化成分が薄膜に残る場合、最終的な膜厚は現像条件によっても大きく左右されるため、露光時の照射量を制御することで安定して所望の膜厚を得ることは非常に難しい。また、種類の異なる重合型液晶材料をフォトリソグラフィ法や印刷法などを用いてパターニングする場合、その種類ごとに工程が必要となるため、製造工程が煩雑になる。

特許文献２においては、位相差層の膜厚は下地となるカラーフィルタ層の膜厚によって決まるため、位相差層の成膜工程における困難さは幾分解消される。しかしながら、カラーフィルタ層の膜厚を厳密に制御する必要が生じ、カラーフィルタの設計が制限される、あるいはカラーフィルタの製造工程の難度が上がるなどの問題がある。

さらに、液晶セルの内部に位相差層を設ける場合は、透過表示用領域および反射表示用領域において位相差膜表面の平坦性が求められる。これは、透過表示用領域においては完全な等方相となっていることや、液晶層の膜厚が均一になるためである。

また、半透過型液晶表示装置において反射表示用領域を光学異方性として、透過表示用領域を等方性とするためには、位相差層に対して反射部のみをマスクによってパターン露光する必要がある。しかしながら、露光マスク等の設備費の増加、およびアライメント作業等の工程処理時間の増加が懸念される。
特開２００４−１９１８３２号公報 特開２００５−２４９１９号公報

本発明の目的は、簡略化された方法で製造可能であり、優れた表示性能を有する半透過型液晶表示装置を実現することにある。

本発明の１側面によると、基板と、
前記基板の一方の主面上で配列し、異なる色の複数の表示画素から構成され、前記複数の表示画素の各々は、段差のない反射表示用領域と透過表示用領域とを含むカラーフィルタ層、および
前記カラーフィルタ層を間に挟んで前記基板の主面と向き合い、表面が平坦な固体化液晶層を具備し、
前記固体化液晶層は、
前記カラーフィルタ層の複数の表示画素の反射表示用領域に対応する部分では光学異方性を有するとともに前記基板の主面までの距離がＴｒであり、
前記カラーフィルタ層の複数の表示画素の透過表示用領域に対応する部分では複屈折を有さず、前記基板の主面までの距離がＴｔ（Ｔｔ＞Ｔｒ）であり、前記カラーフィルタ層との間に透明層を有し、
前記カラーフィルタ層の複数の表示画素の色毎に異なる値の位相差を有し、
前記カラーフィルタ層の複数の表示画素の色毎にメソゲンの配向の程度が異なる
ことを特徴とするカラーフィルタ基板が提供される。

本発明によると、簡略化された方法で製造可能であり、優れた表示性能を有する半透過型液晶表示装置を実現することができる。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様または類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一態様にかかる液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す液晶表示装置のII−II線に沿った断面図である。図３は、図１，２に示す液晶表示装置が含んでいるカラーフィルタ層を概略的に示す平面図である。図４は、図１，２に示す液晶表示装置が含んでいる固体化液晶層を概略的に示す平面図である。

図１，２に示す液晶表示装置は、アクティブマトリクス駆動方式を採用した半透過型液晶表示装置である。この液晶表示装置は、アレイ基板１０と対向基板２０と液晶層３０と一対の偏光板（図示せず）とバックライト（図示せず）とを含んでいる。

アレイ基板１０は、基板１１０を含んでいる。基板１１０は、ガラス板または樹脂板などの光透過性基板である。

基板１１０の一方の主面上には、画素回路（図示せず）と走査線（図示せず）と信号線（図示せず）と画素電極とが形成されている。

画素回路は、各々が薄膜トランジスタなどのスイッチング素子を含んでいる。画素回路は、基板１１０上でマトリクス状に配列している。

走査線は、画素回路の行に対応して配列している。各画素回路の動作は、走査線から供給される走査信号によって制御される。

信号線は、画素回路の列に対応して配列している。各画素電極は、画素回路を介して信号線に接続されている。

各画素電極は、互いに電気的に接続された透明電極１５０Ｔと反射電極１５０Ｒとを含んでいる。透明電極１５０Ｔは、反射電極１５０Ｒと向き合っていない非重複部を含んでいる。各画素のうち、この非重複部に対応した部分が透過表示部であり、反射電極１５０Ｒに対応した部分が反射表示部である。

透明電極１５０Ｔは、透明導電体からなる。透明導電体としては、例えば、インジウム錫酸化物および錫酸化物などの透明導電性酸化物を使用することができる。

反射電極１５０Ｒは、金属または合金からなる。金属または合金としては、例えば、アルミニウム、銀またはそれらの合金を使用することができる。

反射電極１５０Ｒは、透明電極１５０Ｔ上に形成されている。これにより、反射電極１５０Ｒと透明電極１５０Ｔとを電気的に接続している。その代わりに、反射電極１５０Ｒ上に透明電極１５０Ｔを形成してもよい。あるいいは、他の導電体を介して、反射電極１５０Ｒと透明電極１５０Ｔとを電気的に接続してもよい。

画素電極は、配向膜１６０で被覆されている。配向膜１６０は、例えば垂直配向膜である。配向膜１６０の材料としては、例えば、ポリイミドなどの透明樹脂層を使用することができる。

対向基板２０は、基板２１０を含んでいる。基板２１０は、配向膜１６０と向き合っている。基板２１０は、ガラス板または樹脂板などの光透過性基板である。

基板２１０の配向膜１６０との対向面には、固体化液晶層２３０とカラーフィルタ層２２０と対向電極２５０と配向膜２６０とがこの順に形成されている。

カラーフィルタ層２２０は、基板２１０の一方の主面上で配列した複数の単位領域を含んでいる。各単位領域は、先の主面上で配列した第１乃至第３表示画素を含んでいる。

第１表示画素２２０ａは、一部の透明電極１５０Ｔと向き合っている。第１表示画素は、Ｙ方向に各々が延び、Ｘ方向に配列した複数の帯状パターンを形成している。なお、Ｘ方向およびＹ方向は、基板２１０の上述の主面に平行であり且つ互いに交差する方向である。また、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向である。

第１表示画素２２０ａは、Ｙ方向に隣り合った反射表示用領域２２０Ｒａと透過表示用領域２２０Ｔａとを含んでいる。反射表示用領域２２０Ｒａおよび透過表示用領域２２０Ｔａは、それぞれ反射電極Ｒおよび透過電極１５０Ｔと向き合っている。

第２表示画素２２０ｂは、Ｙ方向に各々が延び、Ｘ方向に配列した複数の帯状パターンを形成している。第２表示画素は、Ｙ方向に隣り合った反射表示用領域２２０Ｒｂと透過表示用領域２２０Ｔｂとを含んでいる。反射表示用領域２２０Ｒｂおよび透過表示用領域２２０Ｔｂは、それぞれ反射電極Ｒおよび透過電極１５０Ｔと向き合っている。

第２の表示画素２２０ｂが透過させる光の波長は、白色光を照射したときに第１の表示画素２２０ａと比較してより短く、且つ第３の表示画素２２０ｃと比較してより長い。例えば、白色光を照射したときに第２表示画素２２０ｂが主として透過させる光の波長は、白色光を照射したときに表示画素２２０ａおよび２２０ｃが主として透過させる光の波長と比較して５５０ｎｍにより近い。ここでは、一例として、第１の表示画素２２０ａは赤色着色層であり、第２の表示画素２２０ｂは緑色着色層であるとする。

第３の表示画素２２０ｃは、さらに他の一部の透明電極１５０Ｔと向き合っている。第３の表示画素は、Ｙ方向に各々が延び、Ｘ方向に配列した複数の帯状パターンを形成している。第３着色画素は、Ｙ方向に隣り合った反射表示用領域２２０Ｒｃと透過表示用領域２２０Ｔｃとを含んでいる。反射表示用領域２２０Ｒｃおよび透過表示用領域２２０Ｔｃは、それぞれ反射電極Ｒおよび透過電極１５０Ｔと向き合っている。

第３の表示画素２２０ｃが主として透過させる光は、白色光を照射したときに第２の表示画素２２０ｂと比較して、波長がより短い。ここでは、第３の表示画素２２０ｃは青色着色層であるとする。

第１表示画素が形成している帯状パターンと、第２表示画素が形成している帯状パターンと、第３表示画素が形成している帯状パターンとは、Ｘ方向に隣り合っている。すなわち、第１乃至第３表示画素は、ストライプ配列を形成している。第１乃至第３表示画素は、他の配列を形成していてもよい。例えば、第１乃至第３表示画素は、正方配列またはデルタ配列を形成していてもよい。

固体化液晶層２３０は、リターデイション層である。固体化液晶層２３０は、サーモトロピック液晶化合物または組成物を重合および／または架橋させてなる。固体化液晶層２３０は、典型的には実質的に平坦な表面を有する連続膜である。ただし、その厚さは、反射表示用領域２３０Ｒと透過表示用領域２３０Ｔとで異なっている。具体的には、固体化液晶層２３０の透過用表示領域２３０Ｔにおける下地の厚さ（Ｔ_t）は、反射表示用領域２３０Ｒにおける下地の厚さ（Ｔ_r）より大きい。これについては後述する。

固体化液晶層２３０と基板２１０との間には、配向膜が介在していてもよい。この配向膜としては、例えば、全面にラビング処理および光配向処理などの配向処理を一様に施した樹脂層を使用することができる。この樹脂層としては、例えばポリイミド層を使用することができる。

固体化液晶層２３０は、領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃ、および２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃを含んでいる。領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃ、および２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃの各々は、固体化液晶層２３０の一方の主面から他方の主面に及ぶ領域である。領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃ、および２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃは、Ｚ方向に垂直な方向に隣り合っている。

領域２３０Ｔａは、固体化液晶層２３０のうち、第１の表示画素２２０ａの透過表示用領域２２０Ｔａに対応した領域である。領域２３０Ｒａは、固体化液晶層２３０のうち、第１の表示画素２２０ａの反射表示用領域２２０Ｒａに対応した領域である。領域２３０Ｒａは光学異方性を有しており、領域２３０Ｔａは複屈折を有しない。

ここで、或る領域の「メソゲンの配向の程度」は、その領域におけるメソゲンの配向度を意味する。メソゲンの配向度は、その領域の全体に亘って一定であってもよく、Ｚ方向に沿って変化していてもよい。例えば、或る領域においては、下面付近で配向度がより高く、上面付近で配向度がより低くてもよい。この場合、「メソゲンの配向の程度」は、メソゲンの配向度の厚さ方向についての平均を示す。或る領域が他の領域と比較して配向の程度がより大きいことは、それら領域の屈折率異方性を比較することにより確認することができる。

領域２３０Ｔｂは、固体化液晶層２３０のうち、第２の表示画素２２０ｂの透過表示用領域２２０Ｔｂに対応した領域である。領域２３０Ｒｂは、固体化液晶層２３０のうち、第２の表示画素２２０ｂの反射表示用領域２２０Ｒｂに対応した領域である。領域２３０Ｒｂは光学異方性を有しており、領域２３０Ｔｂは複屈折を有しない。

領域２３０Ｔｃは、固体化液晶層２３０のうち、第３の表示画素２２０ｃの透過表示用領域２２０Ｔｃに対応した領域である。領域２３０Ｒｃは、固体化液晶層２３０のうち、第３の表示画素２２０ｃの反射表示用領域２２０Ｒｃに対応した領域である。領域２３０Ｒｃは光学異方性を有しており、領域２３０Ｔｃは複屈折を有しない。

領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃの各々では、例えば、メソゲンは配向していないか、または、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃと比較してメソゲンの配向の程度がより小さい。領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃは、メソゲンの配向の程度が互いに等しくてもよく、互いに異なっていてもよい。ここでは、一例として、領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃの各々において、メソゲンは配向していないとする。すなわち、領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃの各々は、光学的に等方性であるとする。

領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃの各々は、領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃと比較して、メソゲンの配向の程度がより大きい。そして、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃは、メソゲンの配向の程度が互いに異なっている。例えば、領域２３０Ｒａは、領域２３０Ｒｂと比較してメソゲンの配向の程度がより高く、領域２３０Ｒｂは、領域２３０Ｒｃと比較してメソゲンの配向の程度がより高い。この場合、領域２３０Ｒａは、領域２３０Ｒｂと比較して屈折率異方性がより大きく、領域２３０Ｒｂは、領域２３０Ｒｃと比較して屈折率異方性がより大きい。

図２に示す液晶表示装置においては、透過表示用領域の表示画素２２０Ｔｂと固体化液晶層２３０Ｔｂとの間に透明層２４０を配置することによって、固体化液晶層２３０の透過表示用領域の厚さと反射表示用領域の厚さとに差を設けている。領域２３０Ｔａおよび２３０Ｔｃも同様に、透明層２４０を介して、それぞれ表示画素２２０Ｔａおよび２２０Ｔｃ上に配置される。固体化液晶層２３０の反射表示用領域の厚さは、一般的には、１．０〜３．０μｍである。固体化液晶層２３０の透過表示用領域の厚さは、この厚さの５〜８０％であることが望まれる。この範囲内であれば、反射領域の固体化液晶層が凸形のうねりを生じるといった不都合を伴なうことなく、固体化液晶層表面の平坦性を確保することができる。固体化液晶層作製時、反射領域へパターン露光後、加工工程を行なう際に、透過領域の液晶化合物の浸透圧の関係から、反射領域に移動して、その後、硬化することに起因する。

可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において８０％以上の透過率を有する樹脂（透明樹脂）であれば、透明層２４０の形成に用いることができる。樹脂の透過率は、９５％以上であることがより好ましい。具体的には、透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が挙げられる。こうした樹脂を用いて、印刷法またはフォトリソグラフィ法によって、基板２１０の所定の領域にパターン形成することができる。

対向電極２５０は、カラーフィルタ層２２０上に形成されている。対向電極２５０は、表示領域の全体に亘って広がった連続膜である。対向電極２５０は、例えば、上述した透明導電体からなる。

配向膜２６０は、対向電極２５０を被覆している。配向膜２６０は、例えば垂直配向膜である。配向膜２６０の材料としては、例えば、ポリイミドなどの透明樹脂層を使用することができる。

なお、基板２１０とカラーフィルタ層２２０と固体化液晶層２３０とは、カラーフィルタ基板を構成している。カラーフィルタ基板は、他の構成要素をさらに含んでいてもよい。例えば、カラーフィルタ基板は、対向電極２５０をさらに含んでいてもよい。あるいは、カラーフィルタ基板は、ブラックマトリクスをさらに含んでいてもよい。

アレイ基板１０と対向基板２０とは、枠形状の接着剤層（図示せず）を介して貼り合わされている。アレイ基板１０と対向基板２０と接着剤層とによって、中空構造が形成される。

液晶層３０は、液晶化合物または液晶組成物からなる。この液晶化合物または液晶組成物は、流動性を有しており、アレイ基板１０と対向基板２０と接着剤層とに囲まれた空間を満たしている。アレイ基板１０と対向基板２０と接着剤層と液晶層３０とは、液晶セルを形成している。

ここでは、一例として、液晶層３０が含んでいる液晶化合物は、棒状のメソゲンを含んだ誘電率異方性が負の液晶分子であり、電圧無印加時に液晶分子のメソゲンがＺ方向にほぼ平行に配向しているとする。また、電圧印加時には、液晶分子のメソゲンは、Ｚ方向に対してＸ方向またはＹ方向へ向けて傾くかまたはＸ方向またはＹ方向にほぼ平行に配向する。

偏光板は、液晶セルの両主面に貼り付けられている。ここでは、一例として、これら偏光板は、直線偏光板であり、それらの透過軸が直交し且つＸ方向に対して４５°の角度を為すように配置されているとする。

バックライトは、偏光板を間に挟んでアレイ基板１０と向き合っている。バックライトは、例えば、液晶セルに向けて白色光を照射する。

この液晶表示装置では、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃの各々のリターデイションを任意に設定可能である。したがって、主としてより波長の短い光を透過する色の画素には、それに対応したより低いリターデイションとし、主としてより波長の長い光を透過する色の画素には、それに対応したより高いリターデイションとする。例えば、領域２３０Ｒａに、白色光を照射したときに第１の表示領域２２０ａが主として透過させる光と波長がほぼ等しい光に対する四分の一波長板としての役割を担わせることができる。そして、領域２３０Ｒｂに、白色光を照射したときに第２の表示領域２２０ｂが主として透過させる光と波長がほぼ等しい光に対する四分の一波長板としての役割を担わせることができる。加えて、領域２３０Ｒｃに、白色光を照射したときに第３の表示領域２２０ｃが主として透過させる光と波長がほぼ等しい光に対する四分の一波長板としての役割を担わせることができる。それゆえ、例えば、全ての反射表示部において、最適な光学補償を達成することができる。

特に、固体化液晶層２３０においては、透過表示用の領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃが複屈折を有しないとともに、反射表示用の領域２３０Ｒａ乃至Ｒｃは光学異方性を有する。こうした構造は、領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃと基板２１０との間に透明層２４０を設けることによって可能となった。

また、この液晶表示装置では、領域２３０Ｔａ乃至２３０Ｔｃは光学的に等方性であるので、固体化液晶層２３０を設けることに起因して、透過表示により達成されるコントラスト比が低下することはない。

しかも、固体化液晶層２３０においては、こうした無配向状態の透過表示用領域の厚さが小さいことに起因して、固体化液晶層２３０の消偏性や色づきが抑制されるといった効果も得られる。

図２に示した液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板２０の一部拡大図を、図５に示す。基板２１０上に設けられたカラーフィルタ層２２０の透過表示用領域２２０Ｔには、透明層２４０が設けられる。固体化液晶層２３０の下層においては、この透明層２４０の膜厚に相当する高さで、透過表示用領域と反射表示用領域とに段差が生じることになる。言い換えると、固体化液晶層２３０における透過表示用領域の下層は、透明層２４０からなる凸部を有する。

すなわち、透過表示用領域２３０Ｔの下地の厚さ（Ｔ_t）は反射表示用領域２３０Ｒの下地の厚さ（Ｔ_r）より大きい。下地の膜厚差（Ｔ_t−Ｔ_r）は、０．５μｍ以上であることが好ましい。０，５μｍ以上であれば、その上に形成される固体化液晶層２３０の透過表示用領域の膜厚が、反射表示用領域より０．５μｍ以上薄くなる。したがって、固体化液晶層の表面の平坦性を高めることができる。固体化液晶層２３０の表面は、実質的に平坦とすることができ、そのうねりの幅は通常、０．２μｍ程度以下である。

透明層２４０は、固体化液晶層２３０の透過表示用領域２３０Ｔの下層に設けられればよく、例えば、図６に示すような層構成とすることもできる。図６に示す液晶表示装置のカラーフィルタ基板２０においては、基板２１０上に、固体化液晶層２３０およびカラーフィルタ層２２０が順次形成されている。固体化液晶層２３０の透過表示用領域２３０Ｔの下層には、上述したような透明層２４０が配置される。

固体化液晶層２３０の下層における膜厚差（Ｔ_t−Ｔ_r）は、表示画素自体の膜厚を変えることによって設けることもできる。具体的には、図７に示されるように、透過表示用領域２２０Ｔの厚さを、反射表示用領域２２０Ｒの厚さより大きく形成してもよい。例えば顔料が分散された樹脂を用いてカラーフィルタ層２２０を形成する場合には、顔料に対する樹脂の組成比を増やすことによって、同色度を維持しつつ膜厚を厚くすることが可能となる。

この場合も、透明層２４０を固体化液晶層２３０の透過表示用領域２３０Ｔの下層に設けたのと同様の効果が得られる。

カラーフィルタ層２２０は、例えば以下のような手法により、基板２１０上に形成することができる。一例によると、表示画素２２０ａ乃至２２０ｃの各々は、顔料担体とこれに分散させた顔料とを含んだ着色組成物の膜を形成し、この膜を硬化させることにより得られる。

着色組成物の顔料としては、有機顔料および／または無機顔料を使用することができる。着色組成物は、１種の有機または無機顔料を含んでいてもよく、複数種の有機顔料および／または無機顔料を含んでいてもよい。

顔料は、発色性が高く且つ耐熱性、特には耐熱分解性が高いことが好ましく、通常は、有機顔料が用いられる。以下に、着色組成物に使用可能な有機顔料の具体例をカラーインデックス番号で示す。

赤色着色組成物の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２および２７９などの赤色顔料を用いることができる。赤色着色組成物の有機顔料として、赤色顔料と黄色顔料との混合物を使用してもよい。この黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３または２１４を使用することができる。

緑色着色組成物の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６および３７などの緑色顔料を用いることができる。緑色着色組成物の有機顔料として、緑色顔料と黄色顔料との混合物を使用してもよい。この黄色顔料としては、例えば、赤色着色組成物について例示したのと同様のものを使用することができる。

青色着色組成物の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０および６４などの青色顔料を用いることができる。青色着色組成物の有機顔料として、青色顔料と紫色顔料との混合物を使用してもよい。この紫色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２または５０を使用することができる。

無機顔料としては、例えば、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（III））、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑およびコバルト緑などの金属酸化物粉、金属硫化物粉、または金属粉を使用することができる。無機顔料は、例えば、彩度と明度とをバランスさせつつ、良好な塗布性、感度および現像性などを達成するために、有機顔料と組み合わせて用いられ得る。

着色組成物は、顔料以外の着色成分をさらに含んでいてもよい。例えば、着色組成物は、十分な耐熱性を達成できるのであれば、染料を含有していてもよい。この場合、染料を用いた調色が可能である。

透明樹脂は、可視光領域である４００乃至７００ｎｍの全波長領域に亘って好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の透過率を有している樹脂である。透明樹脂の材料、すなわち顔料担体としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および感光性樹脂などの透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物を使用することができる。顔料担体としての透明樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、感光性樹脂またはそれらの２つ以上を含んだ混合物である。透明樹脂の前駆体は、例えば、放射線照射により硬化するモノマーおよび／またはオリゴマーを含んでいる。

着色組成物において、透明樹脂は、顔料１００質量部に対して、例えば３０乃至７００質量部、好ましくは６０乃至４５０質量部の量で用いる。透明樹脂とその前駆体との混合物を顔料担体として用いる場合には、着色組成物において、透明樹脂は、顔料１００質量部に対して、例えば２０乃至４００質量部、好ましくは５０乃至２５０質量部の量で用いる。この場合、透明樹脂の前駆体は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば１０乃至３００質量部、好ましくは１０乃至２００質量部の量で用いる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリイミド樹脂を使用することができる。

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂またはフェノール樹脂を使用することができる。

感光性樹脂としては、例えば、水酸基、カルボキシル基およびアミノ基などの反応性の置換基を有する線状高分子に、イソシアネート基、アルデヒド基およびエポキシ基などの反応性置換基を有するアクリル化合物、メタクリル化合物または桂皮酸を反応させて、アクリロイル基、メタクリロイル基およびスチリル基など光架橋性基を線状高分子に導入した樹脂を使用することができる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物およびα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物などの酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキルアクリレートおよびヒドロキシアルキルメタクリレートなどの水酸基を有するアクリル化合物またはメタクリル化合物によりハーフエステル化した樹脂も使用することができる。

透明樹脂の前駆体であるモノマーおよび／またはオリゴマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリシクロデカニルメタクリレート、メラミンアクリレート、メラミンメタクリレート、エポキシアクリレートおよびエポキシメタクリレートなどのアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル；アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、アクリロニトリル、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

着色組成物を紫外線などの光を照射することによって硬化する場合、着色組成物には例えば光重合開始剤を添加する。

光重合開始剤としては、例えば、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オンおよび２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オンなどのアセトフェノン系光重合開始剤；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルおよびベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系光重合開始剤；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノンおよび４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイドなどのベンゾフェノン系光重合開始剤；チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンおよび２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン系光重合開始剤；２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジンおよび２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジンなどのトリアジン系光重合開始剤；ボレート系光重合開始剤；カルバゾール系光重合開始剤；イミダゾール系光重合開始剤；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

光重合開始剤は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば５乃至２００質量部、好ましくは１０乃至１５０質量部の量で使用する。

光重合開始剤と共に増感剤を使用してもよい。

増感剤としては、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノンおよび４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノンなどの化合物を使用することができる。

増感剤は、光重合開始剤１００質量部に対して、例えば０．１乃至６０質量部の量で使用することができる。

着色組成物は、多官能チオールなどの連鎖移動剤をさらに含有していてもよい。

多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物である。多官能チオールとしては、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

多官能チオールは、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば０．２乃至１５０質量部、好ましくは０．２乃至１００質量部の量で使用する。

着色組成物は、溶剤をさらに含有していてもよい。溶剤を使用すると、顔料の分散性を向上させることができ、それゆえ、基材１１０上に着色組成物を乾燥膜厚が例えば０．２乃至５μｍとなるように塗布することが容易になる。

溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

溶剤は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば８００乃至４０００質量部、好ましくは１０００乃至２５００質量部の量で使用する。

着色組成物は、例えば、１種以上の顔料を、必要に応じて上述した光重合開始剤とともに、顔料担体および有機溶剤中に、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダおよびアトライタなどの分散装置を用いて微細に分散させることにより製造することができる。２種以上の顔料を含む着色組成物は、異なる顔料を含んだ分散体を調製し、それら分散体を混合することにより製造してもよい。

顔料を顔料担体および有機溶剤中に分散させる際には、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤および顔料誘導体などの分散助剤を使用することができる。分散助剤は、顔料の分散性を向上させ、分散後の顔料の再凝集を抑制する。したがって、分散助剤を用いて顔料を顔料担体および有機溶剤中に分散させてなる着色組成物を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。

分散助剤は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば０．１乃至４０質量部、好ましくは０．１乃至３０質量部の量で使用する。

樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、顔料担体と相溶性のある部位とを含んでいる。樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着して顔料の顔料担体への分散性を安定化する。

樹脂型顔料分散剤としては、例えば、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸アミン塩、ポリカルボン酸部分アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩および水酸基含有ポリカルボン酸エステル、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離カルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドおよびその塩などの油性分散剤；アクリル酸−スチレン共重合体、メタクリル酸−スチレン共重合体、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−メタクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコールおよびポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂若しくは水溶性高分子化合物；ポリエステル類、変性ポリアクリレート類、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル類、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミンおよびポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートおよびポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩およびそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタインおよびアルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物である。色素誘導体は、使用する顔料と色相が近いことが好ましいが、添加量が少なければ色相の異なっていてもよい。用語「有機色素」は、一般に色素とは呼ばれている化合物に加え、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系およびアントラキノン系化合物などの淡黄色の芳香族多環化合物を包含している。色素誘導体としては、例えば、特開昭６３−３０５１７３号公報、特公昭５７−１５６２０号公報、特公昭５９−４０１７２号公報、特公昭６３−１７１０２号公報、または特公平５−９４６９号公報に記載されているものを使用できる。特に、塩基性基を有する色素誘導体は、顔料の分散性を高める効果が大きい。着色組成物は、１種の色素誘導体を含んでいてもよく、複数の色素誘導体を含んでいてもよい。

着色組成物には、その粘度の経時的安定性を高めるために貯蔵安定剤を添加してもよい。貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド；ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド；乳酸およびシュウ酸などの有機酸；その有機酸のメチルエーテル；ｔ−ブチルピロカテコール；テトラエチルホスフィンおよびテトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン；亜リン酸塩；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

貯蔵安定剤は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば０．１乃至１０質量部の量で含有させる。

着色組成物には、基板との密着性を高めるために、シランカップリング剤などの密着向上剤を添加してもよい。

シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシランおよびビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン類；γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン類およびメタクリルシラン類；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランおよびγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシシラン類；Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランおよびγ−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどのチオシラン類；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

シランカップリング剤は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば０．０１乃至１００質量部の量で含有させる。

着色組成物は、例えば、グラビアオフセット用印刷インキ、水無しオフセット印刷インキ、シルクスクリーン印刷用インキ、インキジェット印刷用インキ、または溶剤現像型若しくはアルカリ現像型着色レジストの形態で調製することができる。着色レジストは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂と、モノマーと、光重合開始剤と、有機溶剤とを含有する組成物中に色素を分散させたものである。

顔料は、着色組成物の全固形分１００質量部に対して、例えば５乃至７０質量部、好ましくは２０乃至５０質量部の量で用いる。なお、着色組成物の残りの固形分の殆どは、顔料担体が含んでいる樹脂バインダである。

着色組成物を成膜に使用する前に、遠心分離、焼結フィルタおよびメンブレンフィルタなどの精製装置によって、着色組成物から、例えば５μｍ以上の粒子、好ましくは１μｍ以上の粒子、より好ましくは０．５μｍ以上の粒子を除去してもよい。

表示画素２２０ａ乃至２２０ｃの各々は、例えば、印刷法によって形成することができる。印刷法によると、着色組成物の印刷と乾燥とを行なうことにより、表示画素２２０ａ乃至２２０ｃの各々を形成することができる。したがって、印刷法は、低コストで量産性に優れている。しかも、近年の印刷技術の発展により、高い寸法精度および平滑度を有する微細パターンの印刷を行なうことができる。

印刷法を利用する場合、着色組成物が印刷版またはブランケット上で乾燥および固化を生じないように着色組成物の組成を設計する。また、印刷法では、印刷機内での着色組成物の流動性を最適化することが重要である。したがって、着色組成物に分散剤や耐湿顔料を添加して、その粘度を調整してもよい。

表示画素２２０ａ乃至２２０ｃの各々は、フォトリソグラフィ法を利用して形成してもよい。フォトリソグラフィ法によれば、カラーフィルタ層２２０を、印刷法と比較してより高い精度で形成することができる。

この場合、まず、溶剤現像型またはアルカリ現像型着色レジストとして調製した着色組成物を、例えば基材２１０上に塗布する。この塗布には、スプレーコート、スピンコート、スリットコートおよびロールコートなどの塗布方法を利用する。この塗膜は、乾燥膜厚が例えば０．２乃至１０μｍとなるように形成する。

次いで、この塗膜を乾燥させる。塗布膜の乾燥には、例えば、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブンまたはホットプレートを利用する。塗膜の乾燥は、省略することができる。

続いて、塗膜に、フォトマスクを介して紫外線を照射する。すなわち、塗膜をパターン露光に供する。

その後、塗膜を溶剤若しくはアルカリ現像液に浸漬させるかまたは塗膜に現像液を噴霧する。これにより、塗膜から可溶部を除去して、表示画素２２０ａをレジストパターンとして得る。

さらに、これと同様の手順で、表示画素２２０ｂおよび２２０ｃを順次形成する。以上のようにして、カラーフィルタ層２２０を得る。なお、この方法では、着色レジストの重合を促進するために、熱処理を施してもよい。

このフォトリソグラフィプロセスでは、アルカリ現像液として、例えば、炭酸ナトリウム水溶液または水酸化ナトリウム水溶液を使用することができる。あるいは、アルカリ現像液として、ジメチルベンジルアミンおよびトリエタノールアミンなどの有機アルカリを含んだ液を使用してもよい。

現像液には、消泡剤および界面活性剤などの添加剤を添加してもよい。現像には、例えば、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ現像法またはパドル現像法を利用することができる。

露光感度を高めるために、以下の処理を追加してもよい。すなわち、着色レジストの第１塗膜を乾燥させた後、この第１塗膜の上に、水溶性またはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールまたは水溶性アクリル樹脂を塗布する。そして、この第２塗膜を乾燥させた後に、上述のパターン露光を行なう。第２塗膜は、第１塗膜における重合が酸素によって阻害されるのを防止する。したがって、より高い露光感度を達成できる。

カラーフィルタ層２２０は、他の方法で形成してもよい。例えば、インキジェット法、電着法または転写法を利用して形成してもよい。インキジェット法によってカラーフィルタ層２２０を形成する場合、例えば、基材２１０上に予め遮光性離画壁を形成しておき、この遮光性離画壁によって区画された領域に向けてノズルからインキを吐出することにより各着色層を得る。電着法によってカラーフィルタ層２２０を形成する場合、基材２１０上に予め透明導電膜を形成しておき、着色組成物からなるコロイド粒子の電気泳動によって着色組成物を透明導電膜上に堆積させることにより各着色層を得る。転写法を利用する場合、剥離性の転写ベースシートの表面に予めカラーフィルタ層２２０を形成しておき、このカラーフィルタ層２２０をベースシートから基材２１０上に転写する。

図７に示したように透過表示用領域２２０Ｔと反射表示用領域２２０Ｒとにおいて、厚さの異なる表示画素を形成する場合には、それぞれ所定の組成の組成物を用いてパターニングを行なえばよい。

固体化液晶層２３０は、例えば以下の手法により形成することができる。
まず、所定の下地が形成された基板２１０上に、光重合性または光架橋性のサーモトロピック液晶材料を含んだ液晶材料層を形成する。下地は、例えば選択的に形成された透明層とすることができる。場合によっては、透明層と基板との間には、上述したようなカラーフィルタ層が形成される。あるいは、透過表示用領域の厚さが反射表示用領域の厚さより大きな表示画素が、下地として形成される。

こうした基板２１０上には、例えば、メソゲンが基板の主面に平行な１方向に配向した液晶材料層を形成する。そして、この液晶材料層をパターン露光と熱処理とに供することによって、固体化液晶層２３０を得る。

液晶材料層は、例えば、基板２１０上に、サーモトロピック液晶化合物を含んだコーティング液を塗布し、必要に応じて塗膜を乾燥させることにより得られる。液晶材料層では、サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造を形成している。

コーティング液は、サーモトロピック液晶化合物に加え、例えば、溶剤、キラル剤、光重合開始剤、熱重合開始剤、増感剤、連鎖移動剤、多官能モノマーおよび／またはオリゴマー、樹脂、界面活性剤、重合禁止剤、貯蔵安定剤および密着向上剤などの成分を、この液晶化合物を含んだ組成物が液晶性を失わない範囲で加えることができる。

サーモトロピック液晶化合物としては、例えば、アルキルシアノビフェニル、アルコキシビフェニル、アルキルターフェニル、フェニルシクロヘキサン、ビフェニルシクロヘキサン、フェニルビシクロヘキサン、ピリミジン、シクロヘキサンカルボン酸エステル、ハロゲン化シアノフェノールエステル、アルキル安息香酸エステル、アルキルシアノトラン、ジアルコキシトラン、アルキルアルコキシトラン、アルキルシクロヘキシルトラン、アルキルビシクロヘキサン、シクロヘキシルフェニルエチレン、アルキルシクロヘキシルシクロヘキセン、アルキルベンズアルデヒドアジン、アルケニルベンズアルデヒドアジン、フェニルナフタレン、フェニルテトラヒドロナフタレン、フェニルデカヒドロナフタレン、これらの誘導体、またはそれら化合物のアクリレートを使用することができる。

溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

光重合開始剤としては、例えば、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オンおよび２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オンなどのアセトフェノン系光重合開始剤；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルおよびベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系光重合開始剤；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノンおよび４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイドなどのベンゾフェノン系光重合開始剤；チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンおよび２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン系光重合開始剤；２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジンおよび２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジンなどのトリアジン系光重合開始剤；ボレート系光重合開始剤；カルバゾール系光重合開始剤；イミダゾール系光重合開始剤；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

増感剤は、例えば、光重合開始剤と共に使用することができる。増感剤としては、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノンおよび４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノンなどの化合物を使用することができる。

連鎖移動剤としては、例えば多官能チオールを使用することができる。多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物である。多官能チオールとしては、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

多官能モノマーおよび／またはオリゴマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリシクロデカニルメタクリレート、メラミンアクリレート、メラミンメタクリレート、エポキシアクリレートおよびエポキシメタクリレートなどのアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル；アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、アクリロニトリル、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂を使用することができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリイミド樹脂を使用することができる。

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂またはフェノール樹脂を使用することができる。

感光性樹脂としては、例えば、水酸基、カルボキシル基およびアミノ基などの反応性の置換基を有する線状高分子に、イソシアネート基、アルデヒド基およびエポキシ基などの反応性置換基を有するアクリル化合物、メタクリル化合物または桂皮酸を反応させて、アクリロイル基、メタクリロイル基およびスチリル基など光架橋性基を線状高分子に導入した樹脂を使用することができる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物およびα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物などの酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキルアクリレートおよびヒドロキシアルキルメタクリレートなどの水酸基を有するアクリル化合物またはメタクリル化合物によりハーフエステル化した樹脂も使用することができる。

界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミンおよびポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートおよびポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩およびそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタインおよびアルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

重合禁止剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシアニソール、２−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシアニソール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、スチレン化フェノール、スチレン化ｐ−クレゾール、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、テトラキス〔メチレン−３−（３’，５’−ジ−１−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕メタン、オクタデシル ３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニルプロピオネート）、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、２，２’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ（α−メチルシクロヘキシル）−５，５’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）イソシアヌレート、１，３，５−トリス（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾイル）イソシアヌレート、ビス〔２−メチル−４−（３−ｎ−アルキルチオプロピオニルオキシ）−５−ｔ−ブチルフェニル〕スルフィド、１−オキシ−３−メチル−イソプロピルベンゼン、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ノニルフェノール）、アルキル化ビスフェノール、２，５−ジ−ｔ−アミルハイドロキノン、ポリブチル化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−エチルフェノール、２，６−ビス（２’−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチル−５’−メチル−ベンジル）−４−メチルフェノール、１，３，５−トリス（４−ｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２，６−ジメチルベンジル）イソシアヌレート、テレフタロイルージ（２，６−ジメチル−４−ｔ−ブチル−３−ヒドロキシベンジルスルフィド）、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−α−ジメチルアミノ−ｐ−クレゾール、２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−シクロヘキシルフェノール）、トルエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、ヘキサメチレングリコール−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン、６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリン）−２，４−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシナミド）、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル−リン酸ジエチルエステル、２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（２−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、トリス〔β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル−オキシエチル〕イソシアヌレート、２，４，６−トリブチルフェノール、ビス〔３，３−ビス（４’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチルフェニル）−ブチリックアシッド〕グリコールエステル、４−ヒドロキシメチル−２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノールおよびビス（３−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルベンジル）サルファイドなどのフェノール系禁止剤；Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合物およびジアリール−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン系禁止剤；ジラウリル・チオジプロピオネート、ジステアリル・チオジプロピオネートおよび２−メルカプトベンズイミダノールなどの硫黄系禁止剤；ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系禁止剤；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド；ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド、乳酸およびシュウ酸などの有機酸；そのメチルエーテル；ｔ−ブチルピロカテコール；テトラエチルホスフィンおよびテトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン；亜リン酸塩；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

密着向上剤としては、例えば、シランカップリング剤を使用することができる。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシランおよびビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン類；γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン類およびメタクリルシラン類；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランおよびγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシシラン類；Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン類；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン；γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

コーティング液の塗布には、例えば、スピンコート法；スリットコート法；凸版印刷、スクリーン印刷、平版印刷、反転印刷およびグラビア印刷などの印刷法；これらの印刷法にオフセット方式を組み合わせた方法；インキジェット法；またはバーコート法を利用することができる。

液晶材料層は、例えば、均一な厚さを有している連続膜として形成する。上述した方法によれば、塗布面が十分に平坦である限り、液晶材料層を均一な厚さを有している連続膜として形成することができる。

コーティング液の塗布に先立って、基板２１０の表面に、配向処理を施してもよい。あるいは、コーティング液の塗布に先立って、基板２１０上に、液晶化合物の配向を規制する配向膜を形成してもよい。この配向膜は、例えば、基板２１０上にポリイミドなどの透明樹脂層を形成し、この透明樹脂層にラビングなどの配向処理を施すことにより得られる。この配向膜は、光配向技術を利用して形成してもよい。

次に、第１露光プロセスを行なう。すなわち、液晶材料層の反射表示用領域の領域に、それぞれ異なる露光量で光を照射する。例えば、液晶材料層のうち領域２３０Ｒａに対応した領域には、最大の露光量で光を照射する。液晶材料層のうち領域２３０Ｒｂに対応した領域には、液晶材料層のうち領域２３０Ｒａに対応した領域と比較してより小さな露光量で光Ｌを照射する。液晶材料層のうち領域２３０Ｒｃに対応した領域には、液晶材料層のうち領域２３０Ｒｂに対応した領域と比較してより小さな露光量で光Ｌを照射する。そして、例えば、液晶材料層のうち透過表示用領域２３０Ｔａ乃至Ｔｃに対応した領域には光を照射しない。これにより、液晶材料層の光を照射した部分で、メソゲンが形成している配向構造を維持させたまま、サーモトロピック液晶化合物の重合または架橋を生じさせる。

サーモトロピック液晶化合物の重合または架橋生成物では、そのメソゲン基は固定化されている。露光量が最大の領域では、サーモトロピック液晶化合物の重合または架橋生成物の含有率が最も高く、未重合および未架橋のサーモトロピック液晶化合物の含有率が最も小さい。そして、露光量が小さくなるほど、重合または架橋生成物の含有率はより低くなり、未重合および未架橋のサーモトロピック液晶化合物の含有率はより高くなる。

したがって、露光量がより大きな領域では、メソゲン基はより高い割合で固定化され、露光量がより小さな領域では、メソゲン基はより低い割合で固定化される。そして、露光量がゼロの領域では、メソゲン基は固定化されない。

第１露光プロセスに使用する光は、紫外線、可視光線および赤外線などの電磁波である。電磁波の代わりに、電子線を使用してもよい。それらの１つのみを使用してもよく、それらの２つ以上を使用してもよい。

第１露光プロセスは、上述した不均一な重合または架橋を生じさせることができれば、どのような方法で行なってもよい。例えば、この露光プロセスでは、フォトマスクを用いた露光を複数回行なってもよい。あるいは、この露光プロセスでは、ハーフトーンマスク、グレイトーンマスクまたは波長制限マスクを用いた露光を行なってもよい。あるいは、フォトマスクを使用する代わりに、電子ビームなどの放射線または光束を液晶材料層上で走査させてもよい。あるいは、これらを組み合わせてもよい。

第１露光プロセスを終了した後、第１熱処理プロセスを行なう。すなわち、液晶材料層を、サーモトロピック液晶化合物が液晶相から等方相へと変化する相転移温度と等しい温度以上に加熱する。未反応化合物であるサーモトロピック液晶化合物のメソゲンは固定化されていない。それゆえ、液晶材料層を相転移温度以上に加熱すると、未反応化合物のメソゲンの配向の程度が低下する。例えば、未反応化合物のメソゲンは、液晶相から等方相へと変化する。他方、サーモトロピック液晶化合物の重合または架橋生成物では、メソゲンは固定化されている。

したがって、第１露光プロセスにおける露光量がより小さな領域では、第１露光プロセスにおける露光量がより大きな領域と比較してメソゲンの配向の程度がより低くなる。そして、第１露光プロセスにおいて露光しなかった領域では、この熱処理によってメソゲンの配向構造が消失する。

その後、未反応化合物のメソゲンについて配向の程度を低下させたまま、未反応化合物を重合および／または架橋させる。

例えば、以下に説明する第２露光プロセスを行なう。すなわち、サーモトロピック液晶化合物が等方相から液晶相へと変化する相転移温度よりも高い温度に液晶材料層を維持したまま、液晶材料層の全体に光を照射する。液晶材料層には、未反応化合物のほぼ全てが重合および／または架橋反応を生じるのに十分な露光量で光を照射する。これにより、未反応化合物の重合または架橋を生じさせ、配向の程度を低下させたメソゲンを固定化する。以上のようにして、固体化液晶層２３０が得られる。

なお、或る液晶化合物は、等方相から液晶相へと変化する第１相転移温度が、液晶相から等方相へと変化する第２相転移温度と比較してより低い。それゆえ、特定の場合には、第２露光プロセスにおける液晶材料層の温度は、第１熱処理プロセスの加熱温度と比較してより低くてもよい。但し、通常は、簡便性の観点で、第２露光プロセスにおける液晶材料層の温度は、第１相転移温度以上とする。

第２露光プロセスには、第１露光プロセスに使用可能な光として例示したのと同様の光を使用することができる。第２露光プロセスに使用する光と第１露光プロセスに使用する光とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。

第２露光プロセスでは、液晶材料層の全体に亘って露光量が等しくてもよい。この場合、微細なパターンが設けられたフォトマスクを使用する必要がない。したがって、この場合、プロセスを簡略化することができる。

あるいは、第２露光プロセスは、第１露光プロセスにおける露光量と第２露光プロセスにおける露光量との和である合計露光量が全ての領域で互いに等しくなるように行なってもよい。例えば、或る領域の合計露光量が他の領域の合計露光量と比較して著しく大きい場合、後者の合計露光量を十分に大きな値とすると、前者が不所望なダメージを受けるか、または、この領域の近傍でカラーフィルタ層２２０が不所望なダメージを受ける可能性がある。合計露光量を全ての領域で等しくすると、そのようなダメージを防止できる。

未反応化合物の重合および／または架橋は、他の方法で行なってもよい。

例えば、未反応化合物、すなわちサーモトロピック液晶化合物が第１相転移温度よりも高い重合および／または架橋温度に加熱することによって重合および／または架橋する材料である場合、第２露光プロセスの代わりに、第２熱処理プロセスを行なってもよい。具体的には、第２露光プロセスの代わりに、液晶材料層を重合および／または架橋温度以上に加熱して、未反応化合物を重合および／または架橋させる。これにより、固体化液晶層２３０を得る。なお、第１熱処理における加熱温度は、例えば、第１相転移温度以上であり且つ重合および／または架橋温度未満とする。

あるいは、第１熱処理プロセスの後に、第２熱処理プロセスと第２露光プロセスとを順次行なってもよい。あるいは、第１熱処理プロセスの後に、第２露光プロセスと第２熱処理プロセスとを順次行なってもよい。あるいは、第１熱処理プロセスの後に、第２熱処理プロセスと第２露光プロセスと第２熱処理プロセスとを順次行なってもよい。このように第２露光プロセスと第２熱処理プロセスとを組み合わせると、未反応化合物の重合および／または架橋をより確実に進行させることができる。それゆえ、より強固な固体化液晶層２３０を得ることができる。

未反応化合物が或る温度に加熱することによって重合および／または架橋する材料である場合、第１熱処理における加熱温度は、それが重合および／または架橋する温度以上であってもよい。但し、この場合、配向の程度の低下と重合および／または架橋とが同時に進行する。そのため、製造条件が固体化液晶層２３０の光学特性に及ぼす影響が比較的大きい。

なお、屈折率異方性と第１露光プロセスにおける露光量とは、必ずしも比例関係にある訳ではない。但し、材料および露光量が一定の条件のもとでは、屈折率異方性の再現性は高い。それゆえ、或る屈折率異方性を達成するのに必要な条件、例えば露光量を見出すのは容易であり、また、安定した製造を行なうことも容易である。

すでに説明したように、本発明においては、固体化液晶層２３０の表面の平坦性を高めることができ、これについては次のように説明される。図５に示したように、固体化液晶層２３０の下地の高さが、反射表示用領域より透過表示用領域において高い構造であると、液晶材料が塗布され膜面がレベリングされた場合、膜厚は均一とはならない。具体的には、透過表示用領域の膜厚が反射表示用領域の膜厚より薄くなる。

通常は、反射表示用領域へのパターン露光後、加熱工程を行なう際に、透過表示用領域の液晶化合物が浸透圧の関係から、反射表示用領域に移動し、その後、硬化することによって反射表示用領域の膜面が凸となる。こうして、固体化液晶層の膜面にうねりが生じる。本発明の構造の場合には、透過表示用領域の固体化液晶層の膜厚が薄いため、液晶化合物の移動量が小さくなり、うねりを抑制することができる。

上述したように、本発明においては、固体化液晶層は下層の所定の領域に凸部を有する。具体的には、固体化液晶層の基板側表面は凹凸を有しており、透過表示用領域の基板側表面は、反射表示用領域の基板側表面より高い位置に存在する。これに起因して、露光マスクを用いたパターン露光を行なうことなく、固体化液晶層の反射表示用領域に異方相パターンを設けることが可能である。

図８に示されるように、透過表示用領域２２０Ｔの厚さが反射表示用領域２２０Ｒより大きい表示画素２２０が形成された基板２１０上に、液晶材料層２３０’を成膜する。下地の表示画素の厚さの違いに起因して、液晶材料層２３０’においては、透過表示用領域２３０’Ｔ厚さが反射表示用領域２３０’Ｒの厚さより小さくなる。

こうした液晶材料層２３０’に対し、好ましくは大気下で光Ｌ１を照射して全面露光を行なうと、膜厚の薄い領域内では空気中の酸素が容易に内部拡散する。酸素阻害によって、光重合開始剤はほとんど反応することがないため、透過表示用領域２３０’Ｔの液晶材料層では硬化が進ままない。したがって、その後の加熱工程で等方相に転移して、図９に示されるように無配向状態のまま固定化される。

一方、液晶材料層２３０’の反射表示用領域２３０’Ｒは、透過表示用領域よりも膜厚が厚いため、酸素阻害の影響は相対的に少ない。光重合開始剤の反応は進行して、露光時に硬化される。その結果、後の加熱工程においても、図９に示されるように配向性を保つことが可能となる。

全面露光が行なわれることから、固体化液晶層の反射表示用領域における位相差を、露光量によって制御することはできない。しかしながら、例えば下地の高さを制御することによって、固体化液晶層の反射表示用領域における位相差の制御をすることは可能である。また、露光マスク等を用いることなく、透過表示用領域と反射表示用領域とにおいて複屈折率の異なる固体化液晶層を作製することができるので、設備費の削減や工程処理時間の短縮化が可能となる。

更なる利益および変形は、当業者には容易である。それゆえ、本発明は、そのより広い側面において、ここに記載された特定の記載や代表的な態様に限定されるべきではない。したがって、添付の請求の範囲およびその等価物によって規定される本発明の包括的概念の真意または範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能である。

本発明の一態様にかかる液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図１に示す液晶表示装置のII−II線に沿った断面図。 図１および２に示す液晶表示装置が含んでいるカラーフィルタ層を概略的に示す平面図。 図１および２に示す液晶表示装置が含んでいる固体化液晶層を概略的に示す平面図。 一態様にかかるカラーフィルタ基板の一部を示す拡大断面図。 一変形例にかかる液晶表示装置を概略的に示す断面図。 他の態様にかかるカラーフィルタ基板の一部を示す拡大断面図。 一態様にかかるカラーフィルタ基板の製造工程を示す断面図。 図８に続く工程を示す断面図。

符号の説明

１０…アレイ基板； ２０…対向基板； ３０…液晶層； １１０…基板
１５０Ｒ…反射電極； １５０Ｔ…透明電極； １６０…配向膜； ２１０…基板
２２０…カラーフィルタ層； ２２０ａ…表示画素； ２２０ｂ…表示画素
２２０ｃ…表示画素； ２３０…固体化液晶層； ２３０Ｒａ…領域
２３０Ｒｂ…領域； ２３０Ｒｃ…領域； ２３０Ｔａ…領域； ２３０Ｔｂ…領域
２３０Ｔｃ…領域； ２３０’…液晶材料層； ２３０’Ｒ…領域
２３０’Ｔ…領域； ２５０…対向電極； ２６０…配向膜。

Claims (1)

1. 基板と、
   前記基板の一方の主面上で配列し、異なる色の複数の表示画素から構成され、前記複数の表示画素の各々は、段差のない反射表示用領域と透過表示用領域とを含むカラーフィルタ層、および
   前記カラーフィルタ層を間に挟んで前記基板の主面と向き合い、表面が平坦な固体化液晶層を具備し、
   前記固体化液晶層は、
   前記カラーフィルタ層の複数の表示画素の反射表示用領域に対応する部分では光学異方性を有するとともに前記基板の主面までの距離がＴｒであり、
   前記カラーフィルタ層の複数の表示画素の透過表示用領域に対応する部分では複屈折を有さず、前記基板の主面までの距離がＴｔ（Ｔｔ＞Ｔｒ）であり、前記カラーフィルタ層との間に透明層を有し、
   前記カラーフィルタ層の複数の表示画素の色毎に異なる値の位相差を有し、
   前記カラーフィルタ層の複数の表示画素の色毎にメソゲンの配向の程度が異なる
   ことを特徴とするカラーフィルタ基板。

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