(57)【要約】      （修正有）【課題】斜め方向からの視野角拡大に優れた特性を有するカラーフィルタを低コストで、高い生産性をもって提供する。【解決手段】透明基板上に形成された複数色の透過光用着色層と、複数色の反射光用着色層と、上記着色層を覆うように形成されたオーバーコート層とを有する半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記オーバーコート層は、厚み方向のレターデーションを有し、上記透過光用着色層および上記オーバーコート層の積層部分が有する厚み方向のレターデーションが均一になり、かつ、上記反射光用着色層および上記オーバーコート層の積層部分が有する厚み方向のレターデーションが均一になるように、各、透過光用着色層または反射光用着色層のレターデーションに応じて、上記オーバーコート層の膜厚が異なるようにする。【選択図】図１
2010181715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、前記透明基板上の透過光用領域に形成された複数色の透過光用着色層と、前記透明基板上の反射光用領域に形成された複数色の反射光用着色層と、前記透明基板、前記透過光用着色層、および前記反射光用着色層を覆うように形成されたオーバーコート層とを有する半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記オーバーコート層は、厚み方向のレターデーションを有する材料からなり、各色の前記透過光用着色層および前記透過光用領域に形成された前記オーバーコート層の積層部分が有する厚み方向のレターデーションが均一になり、かつ、各色の前記反射光用着色層および前記反射光用領域に形成された前記オーバーコート層の積層部分が有する厚み方向のレターデーションが均一になるように、各色の前記透過光用着色層および各色の前記反射光用着色層が有する厚み方向のレターデーションに応じて、前記オーバーコート層の膜厚が異なるものであることを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
前記反射光用領域に形成されたオーバーコート層が、光路差調整機能を有することを特徴とする請求項１に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項３】
前記透明基板上の前記反射光用領域に、光路差調整層が別体で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項４】
前記オーバーコート層上に、柱状スペーサが一体で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項５】
透明基板と、前記透明基板上の透過光用領域に形成された複数色の透過光用着色層と、前記透明基板上の反射光用領域に形成された複数色の反射光用着色層と、前記透明基板、前記透過光用着色層、および前記反射光用着色層を覆うように形成されたオーバーコート層とを有する半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記オーバーコート層は、厚み方向のレターデーションを有する材料からなり、当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタが有する厚み方向のレターデーションと、前記半透過半反射型液晶表示装置が当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを有さない状態の厚み方向のレターデーションとが相殺されるように、各色の前記透過光用着色層および各色の前記反射光用着色層が有する厚み方向のレターデーションに応じて、前記オーバーコート層の膜厚が異なるものであることを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項６】
前記反射光用領域に形成されたオーバーコート層が、光路差調整機能を有することを特徴とする請求項５に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項７】
前記透明基板上の前記反射光用領域に、光路差調整層が別体で形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項８】
前記オーバーコート層上に、柱状スペーサが一体で形成されていることを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれかの請求項に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項９】
透明基板上の透過光用領域に複数色の透過光用着色層を形成し、前記透明基板上の反射光用領域に複数色の反射光用着色層を形成する着色層形成工程と、
前記透明基板、前記透過光用着色層、および前記反射光用着色層を覆うように形成されるオーバーコート層を形成するためのオーバーコート層形成用塗工液を、厚み方向のレターデーションを有する材料を用いて調製するオーバーコート層形成用塗工液調製工程と、
前記オーバーコート層形成用塗工液を、前記透明基板、前記透過光用着色層、および前記反射光用着色層を覆うように塗布してオーバーコート層形成用層を形成するオーバーコート層形成用層形成工程と、
前記オーバーコート層形成用層を多階調マスクを用いて露光後、現像することにより、各色の前記透過光用着色層および前記透過光用領域に形成された前記オーバーコート層の積層部分が有する厚み方向のレターデーションが均一になり、かつ、各色の前記反射光用着色層および前記反射光用領域に形成された前記オーバーコート層の積層部分が有する厚み方向のレターデーションが均一になるように、各色の前記透過光用着色層および各色の前記反射光用着色層が有する厚み方向のレターデーションに応じて前記オーバーコート層の膜厚が異なるようにして、オーバーコート層を形成するオーバーコート層形成工程とを有することを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
透明基板上の透過光用領域に複数色の透過光用着色層を形成し、前記透明基板上の反射光用領域に複数色の反射光用着色層を形成する着色層形成工程と、
前記透明基板、前記透過光用着色層、および前記反射光用着色層を覆うように形成されるオーバーコート層を形成するためのオーバーコート層形成用塗工液を、厚み方向のレターデーションを有する材料を用いて調製するオーバーコート層形成用塗工液調製工程と、
前記オーバーコート層形成用塗工液を、前記透明基板、前記透過光用着色層、および前記反射光用着色層を覆うように塗布してオーバーコート層形成用層を形成するオーバーコート層形成用層形成工程と、
前記オーバーコート層形成用層を多階調マスクを用いて露光後、現像することにより、当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタが有する厚み方向のレターデーションと、前記半透過半反射型液晶表示装置が当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを有さない状態の厚み方向のレターデーションとが相殺されるように、各色の前記透過光用着色層および各色の前記反射光用着色層が有する厚み方向のレターデーションに応じて前記オーバーコート層の膜厚が異なるようにして、オーバーコート層を形成するオーバーコート層形成工程とを有することを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
設計用透明基板上の透過光用領域に複数色の設計用透過光用着色層を形成し、前記設計用透明基板上の反射光用領域に複数色の設計用反射光用着色層を形成した後、前記設計用透過光用着色層および前記設計用反射光用着色層が有する厚み方向のレターデーションを測定する測定工程と、
前記測定工程の結果に基づいて、各色の前記設計用透過光用着色層および前記透過光用領域に形成された設計用オーバーコート層の積層部分が有する厚み方向のレターデーションが均一になり、かつ、各色の前記設計用反射光用着色層および前記反射光用領域に形成された前記設計用オーバーコート層の積層部分が有する厚み方向のレターデーションが均一になるように、前記設計用オーバーコート層の形成に用いられる厚み方向のレターデーションを有する材料を選択し、各色の前記設計用透過光用着色層および各色の前記設計用反射光用着色層の厚み方向のレターデーションに応じて前記設計用オーバーコート層の膜厚を決定するオーバーコート層調整工程とを有することを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの設計方法。
【請求項１２】
設計用透明基板上の透過光用領域に複数色の設計用透過光用着色層を形成し、前記設計用透明基板上の反射光用領域に複数色の設計用反射光用着色層を形成した後、前記設計用透過光用着色層および前記設計用反射光用着色層が有する厚み方向のレターデーションを測定する測定工程と、
前記測定工程の結果に基づいて、当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタが有する厚み方向のレターデーションと、前記半透過半反射型液晶表示装置が当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを有さない状態の厚み方向のレターデーションとが相殺されるように、前記設計用オーバーコート層の形成に用いられる厚み方向のレターデーションを有する材料を選択し、各色の前記設計用透過光用着色層および各色の前記設計用反射光用着色層の厚み方向のレターデーションに応じて前記設計用オーバーコート層の膜厚を決定するオーバーコート層調整工程とを有することを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの設計方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの設計方法を用いた設計工程を有することを特徴とする請求項９に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの設計方法を用いた設計工程を有することを特徴とする請求項１０に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項１５】
請求項５から請求項８までのいずれかの請求項に記載された半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを少なくとも有することを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過半反射型液晶表示装置に用いられる半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ、その製造方法、およびその設計方法、さらには、この半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、その省電力、軽量、薄型等といった特徴を有することから、従来のＣＲＴディスプレイに替わり、近年急速に普及している。一般的な液晶表示装置としては、図１９に示すように、入射側の偏光板１０２Ａと、出射側の偏光板１０２Ｂと、液晶セル１０１とを有するものを挙げることができる。偏光板１０２Ａおよび１０２Ｂは、所定の振動方向の振動面を有する直線偏光のみを選択的に透過させるように構成されたものであり、それぞれの振動方向が相互に直角の関係になるようにクロスニコル状態で対向して配置されている。また、液晶セル１０１は画素に対応する多数のセルを含むものであり、偏光板１０２Ａと１０２Ｂとの間に配置されている。
【０００３】
このような液晶表示装置は、上記液晶セルに用いられる液晶材料の配列形態により種々の駆動方式を用いたものが知られている。今日、普及している液晶表示装置の主たるものは、ねじれネマチック方式（ＴＮ）、超ねじれネマチック方式（ＳＴＮ）、複数配向分割型垂直配向方式（ＭＶＡ）、横型電解駆動方式（ＩＰＳ）、およびＯＣＢ(Optically Compensated Bend)等に分類される。なかでも今日においては、上記ＭＶＡ、およびＩＰＳの駆動方式を有するものが広く普及するに至っている。
【０００４】
一方、液晶表示装置はその特有の問題点として、液晶セルや偏光板の屈折率異方性に起因する視野角依存性の問題点がある。この視野角依存性の問題は、液晶表示装置を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合とで視認される画像の色味やコントラストが変化してしまう問題である。このような視野角特性の問題は、近年の液晶表示装置の大画面化に伴って、さらにその問題の重大性を増している。
【０００５】
このような視野角依存性の問題を改善するため、現在までに様々な技術が開発されている。その代表的な方法として位相差フィルムを用いる方法がある。この位相差フィルムを用いる方法は、例えば、図２０に示すように所定の光学特性を有する位相差フィルム１０３を、液晶セル１０１と偏光板１０２Ａおよび１０２Ｂとの間に配置することにより、視野角依存性の問題を改善する方法である。このような方法は位相差フィルム１０３を液晶表示装置に組み込むことのみで上記視野角依存性の問題点を改善できることから、簡便に視野角特性に優れた液晶表示装置を得ることが可能な方法として広く用いられるに至っている。
【０００６】
しかしながら、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、各色の着色層によって異なる位相差を有するため、上記の位相差フィルムを用いた場合、各色の着色層が有する位相差の差異は補償することができないという問題があり、視野角依存性の問題点を完全に解決することは困難であった。
【０００７】
そこで上記問題を解決するため、特許文献１では、カラーフィルタの各色の着色層によって、それぞれ最適な位相差を有する位相差層を形成する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、各色の着色層上に位相差層を形成する必要があるため、工程が煩雑で、コストも高くなるという問題があった。
【０００８】
一方、近年、液晶表示装置として、外光の反射と、バックライト光の透過光とを利用した半透過半反射型液晶表示装置が開発され、この半透過半反射型液晶表示装置は、外光を利用して表示を行なう従来の反射型カラー液晶表示装置に、バックライトを兼ね備え、周囲が暗い場合でもバックライトによる表示（透過表示）が行なえる、という利点を有する。
【０００９】
しかしながら、このような半透過半反射型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、外光が入射光および反射光として着色層を２回通過することから、外光により表示が行われる反射光用領域の色特性と、バックライト光によって表示が行われる透過光用領域との色特性が異なるという問題を有する場合があった。
【００１０】
このような問題を解決するため、例えば上記透過光用領域に膜厚の厚い着色層を形成し、上記反射光用領域に膜厚の薄い着色層を形成する方法等、それぞれの領域に異なる着色層を形成する方法等が採用されていた。しかしながら、この方法では、３色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の着色層を有するカラーフィルタを形成する際、例えばフォトリソグラフィ法等を６回繰り返し行わなければならず、工程が煩雑であった。
【００１１】
また、半透過半反射型液晶表示装置においても、黒表示時には、上述したような視野角依存性の問題があり、この問題に対して、位相差フィルムにより補償を行った場合、反射光用領域および透過光用領域の各色の着色層が有する位相差の差異は補償することができないという問題があった。
【００１２】
したがって、このような半透過半反射型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの各色の着色層上にそれぞれ最適な位相差を有する位相差層を形成する場合は、さらに工程が煩雑になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−２７９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、黒表示時に斜め方向から観察された場合でも、色みを有する黒表示とならないような視野角拡大に優れた特性を有する半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ（以下、単にカラーフィルタと称する。）、このようなカラーフィルタを低コストで、高い生産性をもって提供することが可能なカラーフィルタの製造方法、上記カラーフィルタが視野角特性に優れたものとなるように設計するカラーフィルタの設計方法、および視野角特性に優れた半透過半反射型液晶表示装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、透明基板と、上記透明基板上の透過光用領域に形成された複数色の透過光用着色層と、上記透明基板上の反射光用領域に形成された複数色の反射光用着色層と、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように形成されたオーバーコート層とを有するカラーフィルタであって、上記オーバーコート層は、厚み方向のレターデーション（以下、Ｒｔｈと称する。）を有する材料からなり、各色の上記透過光用着色層および上記透過光用領域に形成された上記オーバーコート層の積層部分（以下、透過光用積層部分と称する。）が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の上記反射光用着色層および上記反射光用領域に形成された上記オーバーコート層の積層部分（以下、反射光用積層部分と称する。）が有するＲｔｈが均一になるように、各色の上記透過光用着色層および各色の上記反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて、上記オーバーコート層の膜厚が異なるものであることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１６】
本発明によれば、上記オーバーコート層が、各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層のＲｔｈに応じて異なる膜厚で形成されていることによって、各色の透過光用積層部分同士のＲｔｈを均一にし、かつ、各色の反射光用積層部分同士のＲｔｈを均一にすることが可能となる。これにより、本発明のカラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置で透過光用領域を用いた表示（以下、透過表示と称する。）時、および反射光用領域を用いた表示（以下、反射表示と称する。）時のいずれの場合においても、黒表示時に斜め方向から観察された際に、色みをもった黒表示とならず、視野角特性に優れたものとすることができる。
【００１７】
上記発明においては、上記反射光用領域に形成されたオーバーコート層が、光路差調整機能を有することが好ましい。上記オーバーコート層が光路差調整機能を有することで、別途光路差調整層を形成しなくてもよく、製造工程を簡略化することができる。
【００１８】
また、上記発明においては、上記透明基板上の上記反射光用領域に、光路差調整層が別体で形成されていてもよい。上記光路差調整層を形成することによって、より正確に透過光と反射光との光路差を調整することができるからである。
【００１９】
上記発明においては、上記オーバーコート層上に、柱状スペーサが一体で形成されていてもよい。これにより、製造時の工程数を少なくすることができるからである。
【００２０】
また、本発明は、透明基板と、上記透明基板上の透過光用領域に形成された複数色の透過光用着色層と、上記透明基板上の反射光用領域に形成された複数色の反射光用着色層と、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように形成されたオーバーコート層とを有するカラーフィルタであって、上記オーバーコート層は、Ｒｔｈを有する材料からなり、当該カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該カラーフィルタが有するＲｔｈと、上記半透過半反射型液晶表示装置が当該カラーフィルタを有さない状態（以下、カラーフィルタ未装着液晶表示装置と称する。）のＲｔｈとが相殺されるように、各色の上記透過光用着色層および各色の上記反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて、上記オーバーコート層の膜厚が異なるものであることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００２１】
本発明によれば、上記オーバーコート層を有することにより、カラーフィルタ未装着液晶表示装置とカラーフィルタとのＲｔｈが相殺されるため、カラーフィルタを装着して半透過半反射型液晶表示装置とした際のコントラストを向上させることができる。
【００２２】
上記発明においては、上記反射光用領域に形成されたオーバーコート層が、光路差調整機能を有することが好ましい。上記オーバーコート層が光路差調整機能を有することで、別途光路差調整層を形成しなくてもよく、製造工程を簡略化することができる。
【００２３】
上記発明においては、上記透明基板上の上記反射光用領域に、光路差調整層が別体で形成されていてもよい。上記光路差調整層を形成することによって、より正確に透過光と反射光との光路差を調整することができるからである。
【００２４】
上記発明においては、上記オーバーコート層上に、柱状スペーサが一体で形成されていてもよい。これにより、製造時の工程数を少なくすることができるからである。
【００２５】
本発明は、透明基板上の透過光用領域に複数色の透過光用着色層を形成し、上記透明基板上の反射光用領域に複数色の反射光用着色層を形成する着色層形成工程と、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように形成されるオーバーコート層を形成するためのオーバーコート層形成用塗工液を、Ｒｔｈを有する材料を用いて調製するオーバーコート層形成用塗工液調製工程と、上記オーバーコート層形成用塗工液を、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように塗布してオーバーコート層形成用層を形成するオーバーコート層形成用層形成工程と、上記オーバーコート層形成用層を多階調マスクを用いて露光後、現像することにより、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になるように、各色の上記透過光用着色層および各色の上記反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて上記オーバーコート層の膜厚が異なるようにして、オーバーコート層を形成するオーバーコート層形成工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。
【００２６】
本発明によれば、上記カラーフィルタの製造方法によって製造されたカラーフィルタは、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一なものとなり、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一なものとなる。これにより、製造されたカラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置では、透過表示時の黒表示および反射表示時の黒表示のいずれの場合においても、斜め方向から観察された際に、色みのない黒表示とすることができる。
また、本発明によれば、多階調マスクを用いた一括露光によって、各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層のＲｔｈに応じて、膜厚の異なるオーバーコート層を形成することができるので、各色の反射光用着色層上および各色の透過光用着色層上に、それぞれ最適な位相差層を形成する場合に比べて、工程が簡便であり、低コストでカラーフィルタを形成することが可能となる。
【００２７】
本発明は、透明基板上の透過光用領域に複数色の透過光用着色層を形成し、上記透明基板上の反射光用領域に複数色の反射光用着色層を形成する着色層形成工程と、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように形成されるオーバーコート層を形成するためのオーバーコート層形成用塗工液を、Ｒｔｈを有する材料を用いて調製するオーバーコート層形成用塗工液調製工程と、上記オーバーコート層形成用塗工液を、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように塗布してオーバーコート層形成用層を形成するオーバーコート層形成用層形成工程と、上記オーバーコート層形成用層を多階調マスクを用いて露光後、現像することにより、当該カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該カラーフィルタが有するＲｔｈと、カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺されるように、各色の上記透過光用着色層および各色の上記反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて上記オーバーコート層の膜厚が異なるようにして、オーバーコート層を形成するオーバーコート層形成工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。
【００２８】
本発明によれば、上記カラーフィルタの製造方法によって、カラーフィルタを製造することにより、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈを相殺できるようなカラーフィルタとすることができる。これにより、カラーフィルタを装着して半透過半反射型液晶表示装置とした際のコントラストを向上させることができる。
また、本発明によれば、多階調マスクを用いた一括露光によって、各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層のＲｔｈに応じて、膜厚の異なるオーバーコート層を形成することができるので、各色の透過光用着色層上および各色の反射光用着色層上に、それぞれ最適な位相差層を形成する場合に比べて、工程が簡便であり、低コストでカラーフィルタを形成することが可能となる。
【００２９】
本発明は、設計用透明基板上の透過光用領域に複数色の設計用透過光用着色層を形成し、上記設計用透明基板上の反射光用領域に複数色の設計用反射光用着色層を形成した後、上記設計用透過光用着色層および上記設計用反射光用着色層が有するＲｔｈを測定する測定工程と、上記測定工程の結果に基づいて、各色の上記設計用透過光用着色層および上記透過光用領域に形成された設計用オーバーコート層の積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の上記設計用反射光用着色層および上記反射光用領域に形成された上記設計用オーバーコート層の積層部分が有するＲｔｈが均一になるように、上記設計用オーバーコート層の形成に用いられるＲｔｈを有する材料を選択し、各色の上記設計用透過光用着色層および各色の上記設計用反射光用着色層のＲｔｈに応じて上記設計用オーバーコート層の膜厚を決定するオーバーコート層調整工程とを有することを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの設計方法を提供する。
【００３０】
本発明によれば、各色の上記設計用透過光用着色層および各色の上記設計用反射光用着色層についてＲｔｈを測定し、上記設計用透過光用着色層および上記透過光用領域に形成された設計用オーバーコート層の積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の上記反射光用着色層および上記反射光用領域に形成された上記設計用オーバーコート層の積層部分が有するＲｔｈが均一になるように、設計用オーバーコート層の材料を選択し、膜厚を決定して、オーバーコート層を調整することにより、黒表示時の視野角特性に優れたカラーフィルタを設計することができる。
【００３１】
本発明は、設計用透明基板上の透過光用領域に複数色の設計用透過光用着色層を形成し、上記設計用透明基板上の反射光用領域に複数色の設計用反射光用着色層を形成した後、上記設計用透過光用着色層および上記設計用反射光用着色層が有するＲｔｈを測定する測定工程と、上記測定工程の結果に基づいて、当該カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該カラーフィルタが有するＲｔｈと、カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺されるように、上記設計用オーバーコート層の形成に用いられるＲｔｈを有する材料を選択し、各色の上記設計用透過光用着色層および各色の上記設計用反射光用着色層のＲｔｈに応じて上記設計用オーバーコート層の膜厚を決定するオーバーコート層調整工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの設計方法を提供する。
【００３２】
本発明によれば、各色の上記設計用透過光用着色層および各色の設計用反射光用着色層についてＲｔｈを測定し、当該カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該カラーフィルタが有するＲｔｈと、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈとが相殺されるように、各色の設計用透過光用着色層および各色の設計用反射光用着色層のＲｔｈに応じて、設計用オーバーコート層の材料を選択し、膜厚を決定することにより、コントラストが高いカラーフィルタを設計することができる。
【００３３】
本発明においては、上述したカラーフィルタの製造方法が、上記カラーフィルタの設計方法を用いた設計工程を有していてもよい。上記設計工程を有することにより、各色の上記透過光用積層部分および各色の上記反射光用積層部分のＲｔｈを正確に調整することができるため、高品位なカラーフィルタを製造することができる。
【００３４】
本発明は、上述したカラーフィルタを少なくとも有することを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置を提供する。
【００３５】
本発明によれば、上記カラーフィルタとカラーフィルタ未装着液晶表示装置とのＲｔｈが相殺されるため、コントラストを向上させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明においては、オーバーコート層により各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈを均一なものとし、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈを均一なものとすることができるので、本発明のカラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置では、透過表示時および反射表示時のいずれの場合にも、黒表示が斜め方向から観察された際に、色みを帯びた黒色に見えることなく、良好な黒表示を行うことができる。
また、オーバーコート層により、カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとカラーフィルタのＲｔｈとを相殺することが可能であるため、本発明のカラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置では、コントラストをより向上させることができる。
また、本発明に用いられるオーバーコート層は、多階調マスクを用いた一括工程により、異なる膜厚で形成することができるので、簡便かつ低コストで視野角補償を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタのＲｔｈの分布の一例を示す図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタのＲｔｈの分布の他の一例を示す図である。
【図６】本発明のカラーフィルタのＲｔｈの分布の他の一例を示す図である。
【図７】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図８】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図９】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図１１】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図１２】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図１３】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図１４】本発明のカラーフィルタのＲｔｈの分布の他の一例を示す図である。
【図１５】本発明のカラーフィルタのＲｔｈの分布の他の一例を示す図である。
【図１６】本発明のカラーフィルタのＲｔｈの分布の他の一例を示す図である。
【図１７】本発明のカラーフィルタのＲｔｈの分布の他の一例を示す図である。
【図１８】本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。
【図１９】一般的な液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図２０】位相差フィルムが用いられた液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明のカラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタの設計方法、および半透過半反射型液晶表示装置について説明する。
Ａ．カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、Ｒｔｈを有するオーバーコート層を有することを特徴とするものである。
ここで、オーバーコート層が有するＲｔｈは、オーバーコート層の面内における進相軸方向（屈折率が最も小さい方向）の屈折率Ｎｘ、および、遅相軸方向（屈折率が最も大きい方向）の屈折率Ｎｙと、厚み方向の屈折率Ｎｚと、オーバーコート層の厚みｄ（ｎｍ）とにより、Ｒｔｈ＝｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝×ｄの式で表される値である。
本発明に用いられるオーバーコート層の膜厚は、一般的な膜厚測定機によって測定することができる。一例として、KLA Tencor株式会社の触針式膜厚測定機P・15が挙げられる。
また、本発明に用いられるオーバーコート層のＲｔｈは、位相差層測定装置（AXOMETRICS社製AxoscanTM Mueller Matrix Polarimeter）を用いて、６２０ｎｍ（赤色着色層想定）、５５０ｎｍ（緑色着色層想定）、および４５０ｎｍ（青色着色層想定）の３波長について測定された値を用いるものとする。
【００３９】
本発明のカラーフィルタにおいては、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一なものとなり、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一なものとなるように、各色の上記透過光用着色層および各色の上記反射光用着色層のＲｔｈに応じてオーバーコート層の膜厚が異なる態様(以下、第１実施態様とする。)と、カラーフィルタが半透過半反射液晶表示装置に用いられた際に、上記カラーフィルタのＲｔｈと上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺されるように、各色の上記透過光用着色層および各色の上記反射光用着色層のＲｔｈに応じてオーバーコート層の膜厚が異なる態様(以下、第２実施態様とする。)とが挙げられる。
以下、各実施態様について、それぞれ説明する。
【００４０】
１．第１実施態様
本実施態様のカラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上の透過光用領域に形成された複数色の透過光用着色層と、上記透明基板上の反射光用領域に形成された複数色の反射光用着色層と、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように形成されたオーバーコート層とを有するカラーフィルタであって、上記オーバーコート層は、Ｒｔｈを有する材料からなり、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になるように、各色の上記透過光用着色層および各色の上記反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて、上記オーバーコート層の膜厚が異なるものであることを特徴とするものである。
【００４１】
ここで、「各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になる」とは、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが、本実施態様のカラーフィルタを半透過半反射型液晶表示装置に用いた際に、透過表示で黒表示を行った場合において、斜め方向から観察された際に、色みを帯びた黒表示が観察されない程度に揃い、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈについても、同様に、反射表示で黒表示を行った場合において、斜め方向から観察された際に、色みを帯びた黒表示が観察されない程度に揃うことを指す。具体的には、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈの最大値と最小値の差の絶対値、および、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈの最大値と最小値との差の絶対値が、５ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以下、特に好ましくは１ｎｍ以下の場合を示すこととする。
【００４２】
また、本実施態様においては、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈ、および各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈはそれぞれ均一となればよく、上記透過光用積層部分が有するＲｔｈと、上記反射光用積層部分が有するＲｔｈとは、同一の値であってもよいし、異なる値となっていてもよい。
【００４３】
次に、本実施態様のカラーフィルタを図を用いて説明する。
図１は、本実施態様のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本実施態様のカラーフィルタ１０は、透明基板１と、透明基板１上の透過光用領域ｔに形成された複数色の透過光用着色層２ｔ（図１中では赤色透過光用着色層２ｔ（Ｒ）、緑色透過光用着色層２ｔ（Ｇ）、青色透過光用着色層２ｔ（Ｂ））と、透明基板1上の反射光用領域ｒに形成された反射光用着色層２ｒ（図１中では赤色反射光用着色層２ｒ（Ｒ）、緑色反射光用着色層２ｒ（Ｇ）、青色反射光用着色層２ｒ（Ｂ））と、透明基板１、透過光用着色層２ｔおよび反射光用着色層２ｒを覆うように形成されたオーバーコート層３とを有するものである。また、オーバーコート層３は、Ｒｔｈを有する材料からなり、オーバーコート層３の膜厚は、各色の透過光用積層部分のＲｔｈが均一になり、かつ、各色の反射光用積層部分のＲｔｈが均一になるように形成される。したがって、オーバーコート層３は、各色の透過光用着色層２ｔおよび各色の反射光用着色層２ｒのＲｔｈに応じて膜厚の異なるものとなる。
なお、本実施態様のカラーフィルタ１０は、通常、透明基板１上に画素を区画する遮光部４を有する。
【００４４】
次に、本実施態様における着色層のＲｔｈとオーバーコート層のＲｔｈとの関係について説明する。
図２は、カラーフィルタの透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈの分布の一例を示す図である。図２では、透過光用着色層および反射光用着色層に赤色、緑色、青色の３色が用いられている場合を示している。図２に示すように、赤色透過光用着色層Ｒ（ｔ）、緑色透過光用着色層Ｇ（ｔ）、および青色透過光用着色層Ｂ（ｔ）はそれぞれ異なるＲｔｈを有している。また、赤色反射光用着色層Ｒ（ｒ）、緑色反射光用着色層Ｇ（ｒ）、および青色反射光用着色層Ｂ（ｒ）もそれぞれ異なるＲｔｈを有している。通常、液晶表示装置に用いられる位相差層は、上述した各色の透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈについて補償するものではないので、カラーフィルタによっては、斜め方向から黒表示を観察した場合、特定の波長の光において漏れ光が生じることにより、色みをおびた黒色が観察されるという問題があった。
一方、本実施態様においては、各色の透過光用着色層上および各色の反射光用着色層上にＲｔｈを有するオーバーコート層を、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一なものになり、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一なものになるように異なる膜厚で形成している。上記Ｒｔｈを均一にすることによって、本実施態様のカラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置においては、透過表示時および反射表示時のいずれの場合も、斜め方向から黒表示を観察した際に、特定の波長の光における漏れ光が生じないため、色みを帯びた黒表示とはならず、良好な黒表示を行うことができる。
以下、本実施態様のカラーフィルタの各構成について説明する。
【００４５】
ａ．オーバーコート層
本実施態様に用いられるオーバーコート層は、後述する透明基板、透過光用着色層、および反射光用着色層を覆うように形成されるものであり、Ｒｔｈを有する材料からなり、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になるように、各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層のＲｔｈに応じて上記オーバーコート層の膜厚が異なるものである。
【００４６】
本実施態様に用いられるオーバーコート層は、Ｒｔｈを有する材料からなるものである。このような材料としては、透過光用積層部分が有するＲｔｈを均一にし、かつ、反射光用積層部分が有するＲｔｈを均一にすることができる程度のＲｔｈを有する材料であれば特に限定されるものではない。
このようなオーバーコート層の材料が有するＲｔｈとしては、具体的には、Ｒｔｈが正の値である場合、オーバーコート層１μｍ当たり１ｎｍ／μｍ〜３０ｎｍ／μｍの範囲内、中でも、２ｎｍ／μｍ〜２０ｎｍ／μｍの範囲内、特に、３ｎｍ／μｍ〜１０ｎｍ／μｍであることが好ましい。また、Ｒｔｈが負の値である場合、オーバーコート層１μｍ当たり−１ｎｍ／μｍ〜−３０ｎｍ／μｍの範囲内、中でも、−２ｎｍ／μｍ〜−２０ｎｍ／μｍの範囲内、特に、−３ｎｍ／μｍ〜−１０ｎｍ／μｍの範囲内であることが好ましい。上記オーバーコート層の材料が有するＲｔｈの絶対値が上記範囲に満たない場合、各色の透過光用着色層上および各色の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層の膜厚が厚くなりすぎるからであり、上記範囲を超える場合、オーバーコート層１μｍ当たりのＲｔｈの変化が大きくなるので、形成されるオーバーコート層によるＲｔｈの正確な調整が困難となるからである。
【００４７】
本実施態様に用いられるオーバーコート層の材料としては、透明で、Ｒｔｈを有するもものであれば特に限定されるものではなく、光硬化性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。本実施態様においては、光硬化性樹脂を用いることがより好ましい。光硬化性樹脂を用いることで、異なる膜厚のオーバーコート層を多階調マスクを用いて一括で形成することが可能となるからである。
このようなオーバーコート層の材料としては、バインダー樹脂成分、モノマー成分、重合開始剤（光硬化性樹脂の場合は光重合開始剤、熱硬化性樹脂の場合は熱重合開始剤）、添加剤等が挙げられる。
一般的なオーバーコート層に用いられる材料は、Ｒｔｈを有するものであり、用いられる材料の構成成分によってＲｔｈの値は変化するものである。
本発明に用いられるオーバーコート層の材料は、所望のＲｔｈの値を有するように、各成分が調整されたものとする。
【００４８】
具体的に、上記オーバーコート層の材料に用いられるバインダー樹脂成分としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ 樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体（例えば、東亜合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの酸無水物等の１種以上からなるポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。また、上記のコポリマーにグリシジル基または水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記のバインダー樹脂のなかで、合わせて使用するモノマーとの相溶性等の観点から、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメタクリル酸エチル樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂とポリメタクリル酸エチル樹脂の共重合体、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、エチルヒドロキシエチルセルロース、セルローストリアセテート等を好ましく使用することができる。特に好ましくは、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメタクリル酸エチル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル酸とスチレン、グリシジルメタクリレートとの共重合体、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、および、これらの変性物を使用することができる。
特に、バインダー樹脂として好ましいエポキシ樹脂としては、三菱油化シェル（株）製エピコートシリーズ、ダイセル（株）製セロキサイドシリーズ、エポリードシリーズ、または、ビスフェノール−Ａ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｓ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸グリシジルエステル、ポリオールグリシジルエステル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、グリシジル（メタ）アクリレートとラジカル重合可能なモノマーとの共重合エポキシ化合物等を挙げることができる。このようなバインダー樹脂の含有量は、樹脂組成物の不揮発成分の１０重量％〜９０重量％、好ましくは２０重量％〜８０重量％の範囲が望ましい。
【００４９】
また、上記オーバーコート層に用いられるモノマー成分としては、少なくとも１つの重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物が用いられる。具体的には、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、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テトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、および、上記のアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、３−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレート���ノマー、および、これらのアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたエポキシメタクリレートオリゴマー、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、アクリレート基を有するポリエステルアクリレート、アクリレート基を有するエポキシアクリレート樹脂、メタクリレート基を有するポリウレタンメタクリレート、メタクリレート基を有するポリエステルメタクリレート、メタクリレート基を有するエポキシメタクリレート樹脂等が挙げられる。
これらは使用することができるモノマーの一例であり、これらに限定されるものではない。また、このようなモノマーの含有量は、樹脂組成物の不揮発成分の１０重量％〜９０重量％、好ましくは２０重量％〜８０重量％の範囲が望ましい。
【００５０】
上記オーバーコート層に用いられる重合開始剤（光硬化性樹脂の場合は光重合開始剤、熱硬化性樹脂の場合は熱重合開始剤）、添加剤等については一般的な樹脂部材に用いられるものと同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【００５１】
また、上述した材料を用いたオーバーコート層の材料のＲｔｈの絶対値が、所望する値より小さい場合は、重合性液晶、無機針状結晶、一つ以上の架橋性基をもつ平面構造基を有する有機化合物等を添加してもよい。
【００５２】
本実施態様に用いられるオーバーコート層は、通常は単一の層で形成されるものであるが、Ｒｔｈの絶対値が大きな第１オーバーコート層を形成し、第１オーバーコート層上に、液晶に対して非汚染物であり、Ｒｔｈの絶対値が小さい透明樹脂からなる第２オーバーコート層が形成されているような積層構造を有するオーバーコート層であってもよい。Ｒｔｈの絶対値が大きな第１オーバーコート層に用いられる材料には、液晶に対して悪影響を及ぼすものがあるからである。これを上記のように積層構造とすることにより、材料の選択の幅を広げることが可能となる。
また、積層構造を有することで、オーバーコート層が有するＲｔｈの絶対値を大きなものとすることができるので、各色の着色層が有するＲｔｈの絶対値が大きな値であっても、対応することが可能となる。
【００５３】
このようなオーバーコート層の形成方法としては、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一となり、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一となるように、各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層のＲｔｈに応じて膜厚の異なるオーバーコート層を形成することができるのであれば、特に限定されるものではなく、例えば、多階調マスクを用いたフォトリソグラフィ法であってもよいし、それぞれの厚みに応じてオーバーコート層形成用塗工液を複数回塗布することによって形成したものであってもよいが、本実施態様においては、多階調マスクを用いたフォトリソグラフィ法によって形成することが好ましい。多階調マスクを用いることにより、一括露光によって、各色の透過光用着色層上および各色の反射光用着色層上にそれぞれ膜厚の異なるオーバーコート層を形成することができるからである。具体的には、後述する「Ｂ．カラーフィルタの製造方法」に記載された方法を用いることができる。
【００５４】
本実施態様に用いられるオーバーコート層の膜厚としては、透過光用積層部分が有するＲｔｈを均一なものにし、かつ、反射光用積層部分が有するＲｔｈを均一なものにすることができるのであれば特に限定されるものではなく、オーバーコート層が形成される各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層が有するＲｔｈにより適宜決定されるものである。
【００５５】
本実施態様においては、反射光用着色層上に形成されたオーバーコート層が光路差調整機能を有していてもよい。
ここで、「光路差調整機能」とは、本実施態様のカラーフィルタを半透過半反射型液晶表示装置に用いた際に、透過光と反射光との光路差を調整するものである。
一般に、半透過半反射型液晶表示装置においては、透過表示時には、透過光が液晶層を１回通過するのに対し、反射表示時には、反射光が液晶層を２回通過することから、反射光の光路が透過光の光路の半分になるようにする必要がある。
本実施態様においては、図３に例示するように、反射光用着色層上に形成されたオーバーコート層が、反射光の光路を透過光の光路の半分にすることができる膜厚を有しているもの、または、図４に例示するように、反射光用積層部分の膜厚が透過光用積層部分の膜厚よりも大きくなり、かつ、反射光の光路が透過光の光路の半分となるように光路差調整の一部を担うことができる膜厚を有するものを光路差調整機能を有するオーバーコート層とする。
上記オーバーコート層が、反射光用積層部分の膜厚が透過光用積層部分の膜厚よりも大きくなり、かつ、反射光の光路が透過光の光路の半分となるように光路差調整の一部を担うことができる膜厚を有する場合は、図４に例示するように、反射光用領域のオーバーコート層上に、別体で光路差調整層５を形成して光路差の調整を行ってもよいし、また図示しないが、半透過半反射型液晶表示装置とした場合の対向基板側に光路差調整層を形成して、光路差の調整を行ってもよい。
ここで、図３および図４において説明していない符号については、図１と同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
【００５６】
また、本実施態様においては、各色の反射光用着色層上に形成されているオーバーコート層のうち、少なくとも１色以上の反射光用着色層上に形成されているオーバーコート層が光路差調整機能を有していればよく、すべての色の反射光用着色層上に形成されているオーバーコート層が光路差調整機能を有していることが特に好ましい。
【００５７】
ここで、反射光用着色層上に形成されたオーバーコート層が光路差調整機能を有する場合のカラーフィルタのＲｔｈの分布について、図を用いて説明する。図５は、反射光用着色層上に形成されたオーバーコート層が光路差調整機能を有するカラーフィルタのＲｔｈの分布の一例を示す図である。
図５に示すように、本実施態様のカラーフィルタに用いられる各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層が有するＲｔｈがすべて同じ符号である場合は、反射光用積層部分のＲｔｈの絶対値を透過光用積層部分のＲｔｈの絶対値よりも大きくすることによって、図３および図４に示すように、各色の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層の膜厚を各色の透過光用着色層上に形成されるオーバーコート層の膜厚よりも大きくすることが可能となり、反射光用着色層上に形成されたオーバーコート層に光路差調整機能を付与することができる。カラーフィルタのＲｔｈの分布が図５のように示される場合、カラーフィルタの各色の反射光用着色層上に形成されたオーバーコート層は、すべて光路差調整機能を有するものとなる。
【００５８】
図６は、反射光用着色層上に形成されたオーバーコート層が光路差調整機能を有するカラーフィルタのＲｔｈの分布の他の一例を示す図である。図６に示すように、カラーフィルタに用いられる各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層が有するＲｔｈの符号が異なる場合（図６では、赤色透過光用着色層および赤色反射光用着色層のＲｔｈが負、緑色透過光用着色層および緑色反射光用着色層のＲｔｈが負、青色透過光用着色層および青色反射光用着色層のＲｔｈが正である場合）は、例えば反射光用積層部分のＲｔｈの絶対値を透過光用積層部分のＲｔｈの絶対値よりも大きくすることによって、例えば図７に示すように、赤色反射光用着色層２ｒ（Ｒ）および緑色反射光用着色層２ｒ（Ｇ）上に形成されたオーバーコート層３に光路差調整機能を付与することができる。符号の異なる反射光用着色層上のオーバーコート層については、各色の反射光用積層部分のＲｔｈの設定により、光路差調整機能の有無が決定される。
なお、図７について説明していない符号については、図４と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
【００５９】
ここで、図６のカラーフィルタのＲｔｈの分布に示すように、透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈの符号と、上記オーバーコート層のＲｔｈの符号とが異なる場合、上記透過光用着色層および反射光用着色層上に形成される上記オーバーコート層は、透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈを相殺し、かつ、他の色の透過光用積層部分および反射光用積層部分のＲｔｈと均一になるようなＲｔｈを有するように膜厚を調整して形成される。
例えば、本実施態様のカラーフィルタの各色の着色層が図６のようなＲｔｈの分布を示す場合、青色透過光用着色層上に形成されるオーバーコート層は、青色透過光用着色層のＲｔｈ（２０ｎｍ）を相殺し、かつ、他の色の透過光用積層部分のＲｔｈ（−１５ｎｍ）と均一にするため、−３５ｎｍのＲｔｈを有するような膜厚に調整して形成される。また、青色反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層についても同様に、青色反射光用着色層のＲｔｈ（１０ｎｍ）を相殺し、かつ、他の色の反射光用積層部分のＲｔｈ（−２５ｎｍ）と均一にするため、−３５ｎｍのＲｔｈを有するような膜厚に調整して形成される。
【００６０】
本実施態様において、形成されるオーバーコート層の最大膜厚としては、用いられるカラーフィルタにより適宜選択されるものであるが、反射光用着色層上に形成されたオーバーコート層が光路差調整機能を有する場合は、１．０μｍ〜１５μｍの範囲内、なかでも２．０μｍ〜１０μｍの範囲内、特に３．０μｍ〜８μｍの範囲内であることが好ましい。オーバーコート層の最大膜厚が上記範囲に満たない場合、光路差を調整するのに必要な膜厚を有するオーバーコート層を形成することが困難となるからであり、上記範囲を超える場合、液晶表示装置とした場合に厚みが大きくなりすぎるからである。
また、上記オーバーコート層の最小膜厚としては、用いられるカラーフィルタにより適宜選択されるものであるが、０．５μｍ〜３．０μｍの範囲内、なかでも０．８μｍ〜２．５μｍの範囲内、特に１．０μｍ〜２．０μｍの範囲内であることが好ましい。上記範囲に満たない場合は、透明基板、透過光用着色層、および反射光用着色層上を覆うようにオーバーコート層を形成することが困難になるからであり、上記範囲を超える場合は、オーバーコート層の膜厚が厚くなりすぎるからである。
【００６１】
ｂ.透過光用着色層および反射光用着色層
本実施態様に用いられる透過光用着色層は、透明基板上の透過光用領域に形成されるものである。また、本実施態様に用いられる反射光用着色層は透明基板上の反射光用領域に形成されるものである。ここで、本実施態様においては、透過光用着色層および反射光用着色層とから構成される画素部を着色層と表現する。通常、カラーフィルタには、赤色、緑色、および青色の３色の着色層が用いられる。
【００６２】
上記着色層は、画素に対応して規則的に配列される。着色層の配列としては、各色の着色層が巨視的に見て平均的に配列されていれば特に限定されるものではなく、例えばストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等が挙げられる。
【００６３】
上記着色層は、各色の顔料や染料等の着色剤をバインダー樹脂中に分散または溶解させたものである。
赤色着色層に用いられる着色剤としては、例えばペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
緑色着色層に用いられる着色剤としては、例えばハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
青色着色層に用いられる着色剤としては、例えば銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
【００６４】
また、着色層に用いられるバインダー樹脂としては、透明な樹脂が挙げられる。
上記着色層の形成方法として印刷法を用いる場合、バインダー樹脂としては、例えばポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、着色層の形成方法としてフォトリソグラフィ法を用いる場合、バインダー樹脂としては、通常、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する電離放射線硬化性樹脂が使用される。通常は、電子線硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂が用いられる。
紫外線硬化性樹脂を使用する場合には、バインダー樹脂に光重合開始剤が単独または複数組み合わせて使用される。また、紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を用いてもよい。
【００６５】
本実施態様に用いられる透過光用着色層と、反射光用着色層とは、透過表示時と、反射表示時とでの色特性の違いが調整されているのであれば特に限定されるものではない。例えば、各色の透過光用着色層と反射光用着色層に用いられる顔料濃度を調整して形成されたもの、また例えば、透過光用着色層および反射光用着色層を同じ膜厚で形成し、反射光用着色層にピンホール部を設けて調整されたもの、また例えば、透過光用着色層と反射光用着色層とで膜厚比を調整したもの等が挙げられる。本実施態様において用いられる透過光用着色層および反射光用着色層としては、なかでも、透過光用着色層と反射光用着色層とで膜厚比を調整したものであることが好ましい。透過光用着色層および反射光用着色層で同一の材料を用いることができ、多階調マスクを用いて透過光用着色層および反射光用着色層を一括して形成することが可能であるからである。また、反射光用着色層にピンホール部を設けて調整されたものに比べて、上述したオーバーコート層により、透過光用積層部分および反射光用積層部分が有するＲｔｈを調整するのが容易となるからである。
【００６６】
このような透過光用着色層および反射光用着色層の膜厚比（反射光用着色層の膜厚／透過光用着色層の膜厚）としては、透過表示時と、反射表示時とでの色特性の違いを調整することができるのであれば特に限定されるものではないが、０．２〜０．８の範囲内、中でも０．３〜０．７の範囲内、特に０．４〜０．６の範囲内であることが好ましい。透過光用着色層および反射光用着色層の膜厚比が上記範囲に満たない場合や、上記範囲を超える場合は、透過表示時と反射表示時とで色特性の違いが認識され、高品位な表示を行うことが困難となるからである。
【００６７】
また、着色層の膜厚としては、用いられるカラーフィルタにより、適宜選択されるものであるが、通常、上記透過光用着色層の膜厚としては、１．０μｍ〜８．０μｍの範囲内であり、上記反射光用着色層の膜厚としては、０．５μｍ〜３．０μｍの範囲内である。
【００６８】
また、本実施態様に用いられる着色層としては、例えば、図８に示すように、上述したオーバーコート層３が平坦に形成されるように各色の透過光用着色層２ｔの膜厚および各色の反射光用着色層２ｒの膜厚を異ならせてもよい。
例えば図８に示すように、オーバーコート層の表面を平坦なものにするために、上記着色層の膜厚が、各色の透過光用着色層および反射光用着色層によって異なるものである場合は、着色層形成用塗工液の処方を調整する必要がある。着色層の膜厚を変える際には、一般的には、通常よりも厚くする場合には、使用する感光性樹脂組成物中の着色剤の配合量割合を減らし、また、通常よりも薄くする場合には、着色剤の配合量割合を増やす等の調整が行われる。また、塗布厚みが使用する感光性樹脂組成物の粘度によって変化する場合には、感光性樹脂組成物の粘度を適宜選択することが好ましい。
図８に示すように、透過光用着色層よりも反射光用着色層の膜厚を厚くする場合には、反射光用着色層の色濃度が薄くなるように、各色の反射光用着色層形成用塗工液の処方を調整する必要がある。
ここで図８において、説明していない符号については、図１と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
【００６９】
上記着色層の形成方法としては、例えば着色剤をバインダー樹脂に混合、分散または可溶化させて着色層形成用塗工液を調製し、この着色層形成用塗工液を用いてフォトリソグラフィ法によってパターニングする方法、あるいは、着色層形成用塗工液を用いてインクジェット法によりパターニングする方法が用いられる。
【００７０】
本実施態様に用いられる着色層のＲｔｈとしては、用いられるカラーフィルタに応じて異なるものであるが、各色の透過光用着色層のＲｔｈの最大値と最小値の差の絶対値、および、各色の反射光用着色層のＲｔｈの最大値と最小値との差の絶対値が、１０ｎｍ以下、中でも８ｎｍ以下、特に５ｎｍ以下であることが好ましい。上記透過光用着色層のＲｔｈの最大値と最小値の差の絶対値、および上記反射光用着色層のＲｔｈの最大値と最小値の差の絶対値が上記範囲を超える場合、オーバーコート層を形成することによって、各色の着色層および上記オーバーコート層の積層部分が有するＲｔｈを均一にすることが困難だからである。なお、上記透過光用着色層のＲｔｈの最大値と最小値の差の絶対値、および上記反射光用着色層のＲｔｈの最大値と最小値の差の絶対値の下限としては、１ｎｍ以上である。上記の値よりも小さい場合は、オーバーコート層を形成して、各色の透過光用積層部分、および各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈを均一にする必要性があまり大きくないためである。
【００７１】
ｃ.透明基板
本実施態様に用いられる透明基板は、着色層、および必要に応じて遮光部を形成可能であり、可視光に対して透明な基材であれば特に限定されるものではない。
本実施態様においては、透明基板がＲｔｈを有さないものであることがより好ましい。このような透明基板としては、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板と同様のものとすることができる。
【００７２】
具体的には、無アルカリガラス、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、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等が挙げられる。
【００７３】
ｄ.その他の部材
本実施態様のカラーフィルタは、上記オーバーコート層、上記着色層、および上記透明基板を少なくとも有しているのであれば特に限定されるものではなく、必要な部材を適宜加えてもよい。例えば、光路差調整層、柱状スペーサ、遮光部等が挙げられる。以下、それぞれについて説明する。
【００７４】
（ｉ）光路差調整層
本実施態様に用いられる光路差調整層は、上記透明基板上の反射光用領域に別体で形成されるものである。
また、上記光路差調整層は、本実施態様のカラーフィルタを半透過半反射型液晶表示装置に用いた際に、透過光および反射光が、それぞれ液晶を通過する距離を調整するために形成されるものである。
【００７５】
例えば図４に示すように、反射光用着色層上のオーバーコート層が光路差調整機能を有するものであり、かつ、透過光と反射光との光路差を調整するのに十分な膜厚を有していないものである場合、上記光路差調整層は、上記反射光用着色層上の上記オーバーコート層上に別体で形成され、上記オーバーコート層および光路差調整層の積層部分の膜厚が、反射光の光路を透過光の光路の半分にすることができる膜厚となるように形成される。
また、反射光用着色層上のオーバーコート層が光路差調整機能を有さない場合は、上記光路差調整層は、透明基板上の反射光用領域に別体で形成され、反射光の光路を透過光の光路の半分にすることができる膜厚となるように形成される。この場合、光路差調整層としては、図９に示すように、オーバーコート層３の反射光用領域上に形成されていてもよいし、図１０に示すように、透明基板１直上の反射光用領域に形成されていてもよい。ここで、図９および図１０で説明していない符号については図４と同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
ここで、上記光路差調整層は、透過光および反射光がそれぞれ液晶を通過する距離を調整するために形成されるものであるため、図３に示すように、反射光用着色層上のオーバーコート層が光路差調整機能を有し、かつ、反射光の光路を透過光の光路の半分にすることができる膜厚を有しているものについては、上記光路差調整層は形成されない。
【００７６】
また本実施態様においては、本実施態様のカラーフィルタに用いられる複数色の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層のうち、少なくとも１色以上の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層が光路差調整機能を有していない、もしくは光路差調整層により膜厚を補う必要がある場合は、上記光路差調整層が形成される。
【００７７】
本実施態様に用いられる光路差調整層の材料については、透明で、透過光と反射光との光路差を調整できる程度の膜厚の光路差調整層を形成することができるのであれば特に限定されるものではなく、一般的な透明樹脂部材に用いられるものと同様とすることができる。
【００７８】
（ｉｉ）柱状スペーサ
本実施態様に用いられる柱状スペーサは、カラーフィルタ上に形成される層の厚みを一定に保つために形成されるものである。
【００７９】
このような柱状スペーサとしては、所望の高さに形成することができれば、特に限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、柱状スペーサ６がオーバーコート層３と一体で形成されたものであってもよいし、例えば図１２に示すように、柱状スペーサ６が遮光部４上に樹脂等を用いて形成されたものであってもよいし、また例えば、図１３に示すように、柱状スペーサ６が遮光部４上に着色層形成用塗工液を用いて形成されたものであってもよいが、本実施態様においては、なかでも、柱状スペーサ６が上記オーバーコート層３と一体で形成されたものであることが好ましい。上記オーバーコート層と柱状スペーサとを多階調マスクを用いて一括して形成することにより、別途柱状スペーサを形成しなくてよいため、製造工程を簡略化することができるからである。
なお、図１１から図１３において、説明していない符号については、図１と同様とすることができるのでここでの記載は省略する。
【００８０】
上記柱状スペーサの形状、高さ等については、一般的なカラーフィルタに用いられる柱状スペーサと同様とすることができるのでここでの記載は省略する。
【００８１】
（ｉｉｉ）遮光部
本実施態様に用いられる遮光部は、上記透明基板上に形成され、画素を画定するものである。このような遮光部としては、一般的なカラーフィルタに用いられる遮光部と同様とすることができるのでここでの記載は省略する。
【００８２】
２．第２実施態様
本実施態様のカラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上の透過光用領域に形成された複数色の透過光用着色層と、上記透明基板上の反射光用領域に形成された複数色の反射光用着色層と、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように形成されたオーバーコート層とを有する半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記オーバーコート層は、Ｒｔｈを有する材料からなり、当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタが有するＲｔｈと、カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺されるように、各色の上記透過光用着色層および各色の上記反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて、上記オーバーコート層の膜厚が異なるものであることを特徴とするものである。
【００８３】
ここで、「当該カラーフィルタが有するＲｔｈと、カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈとが相殺される」とは、当該カラーフィルタの各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈと、各色の上記透過光用着色層に対応する波長領域での上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとの差の絶対値、および、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈと、各色の上記反射光用着色層に対応する波長領域での上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとの差の絶対値が、当該カラーフィルタがカラーフィルタ未装着液晶表示装置を有する半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際、黒表示時に、斜め方向から観察された場合であっても、色みを帯びた黒表示とならず、かつ、コントラストを向上させることができる程度に０に近い値となることを指す。具体的には、上記Ｒｔｈの差の絶対値が、５ｎｍ以下、中でも３ｎｍ以下、特に１ｎｍ以下の場合を示すこととする。
【００８４】
またここで、「カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈ」とは、半透過半反射型液晶表示装置に本実施態様のカラーフィルタが装着されていない状態の半透過半反射型液晶表示装置自体のＲｔｈを指す。また、このようなＲｔｈは、例えば半透過半反射型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ以外の構成について、それぞれＲｔｈを測定し、シミュレーションにより求めることができる。半透過半反射型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ以外の構成の膜厚およびＲｔｈの測定方法としては、上述したオーバーコート層の膜厚およびＲｔｈと同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
【００８５】
本実施態様において、併用される上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置としては、カラーフィルタ未装着液晶表示装置内のＲｔｈの符号がすべて正、もしくはすべて負であってもよいし、正負が混在している場合であってもよい。
本実施態様のカラーフィルタは、オーバーコート層によって、Ｒｔｈの調整を行っているため、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置としては、カラーフィルタ未装着液晶表示装置内のＲｔｈの符号がすべて正、もしくはすべて負であるものがより好ましい。
【００８６】
上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置は、一般的な半透過半反射型液晶表示装置に用いられる構成を有するものであるが、その構成によっては、カラーフィルタ未装着液晶表示装置が波長依存性を示す場合がある。このような波長依存性としては、例えば短波長側のＲｔｈの方が長波長側のＲｔｈの値よりも小さくなる逆分散型の波長依存性や、例えば短波長側のＲｔｈの方が長波長側のＲｔｈの値よりも大きくなる正分散型の波長依存性が挙げられる。また、カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈが波長依存性を有さないフラット型を示す場合もある。
本実施態様においては、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈが相殺されるようなＲｔｈを有するカラーフィルタとすることができればよく、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈ、および各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈは、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈにより決定されるものである。
【００８７】
例えば、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が逆分散型の波長依存性を示す場合は、短波長側のＲｔｈの方が長波長側のＲｔｈの値よりも小さくなるので、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈを相殺するために、短波長側の色の透過光用積層部分および反射光用積層部分が有するＲｔｈは、短波長側の色のＲｔｈの方が長波長側の色のＲｔｈの値よりも大きくなるように調整される。
また、例えば上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が正分散型の波長依存性を示す場合は、短波長側のＲｔｈの方が長波長側のＲｔｈの値よりも大きくなるので、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈを相殺するために、短波長側の色の透過光用積層部分および反射光用積層部分が有するＲｔｈは、短波長側の色のＲｔｈの方が長波長側の色のＲｔｈの値よりも小さくなるように調整される。
また、例えば上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が波長依存性を有さないフラット型になる場合は、Ｒｔｈは一定となるので、各色の透過光用積層部分および反射光用積層部分が有するＲｔｈは、それぞれの色において上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有する所定のＲｔｈと相殺されるように調整される。
ここで、各色の透過光用積層部分、および各色の反射光用積層部分のＲｔｈは、各色の透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈに応じて、Ｒｔｈを有するオーバーコート層の膜厚を異ならせることによって調整されるものである。
【００８８】
本実施態様におけるカラーフィルタのＲｔｈと上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとの関係について図を用いて説明する。
まず、本実施態様のカラーフィルタのＲｔｈと、逆分散型の波長依存性を示す上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺される場合について図１４を用いて説明する。
図１４は、本実施態様のカラーフィルタのＲｔｈの分布の一例を示す図である。図１４では、透過光用着色層および反射光用着色層が赤色、緑色、青色の３色である場合について示している。このとき、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置は、例えば赤色光領域で＋３０ｎｍ、緑色光領域で＋２５ｎｍ、青色光領域で＋２０ｎｍのＲｔｈを有するものとする。この場合、本実施態様のカラーフィルタの透過光用着色層および反射光用着色層上には、図１４に示すように、赤色の透過光用積層部分Ｒ（ｔ）および反射光用積層部分Ｒ（ｒ）のＲｔｈが−３０ｎｍ、緑色の透過光用積層部分Ｇ（ｔ）および反射光用積層部分Ｇ（ｒ）のＲｔｈが−２５ｎｍ、青色の透過光用積層部分Ｂ（ｔ）および反射光用積層部分Ｂ（ｒ）のＲｔｈが−２０ｎｍとなるように、Ｒｔｈを有する材料により、各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて膜厚の異なるオーバーコート層が形成される。
【００８９】
次に、本実施態様のカラーフィルタのＲｔｈと、正分散型の波長依存性を示す上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺される場合について図１５を用いて説明する。図１５は、本実施態様のカラーフィルタのＲｔｈの分布の一例を示す図である。図１５では、透過光用着色層および反射光用着色層が赤色、緑色、青色の３色である場合について示している。このとき、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置は、例えば赤色光領域で＋２０ｎｍ、緑色光領域で＋２５ｎｍ、青色光領域で＋３０ｎｍのＲｔｈを有するものとする。この場合、本実施態様のカラーフィルタの透過光用着色層上および反射光用着色層上には、図１５に示すように、赤色の透過光用積層部分Ｒ（ｔ）および反射光用積層部分Ｒ（ｒ）のＲｔｈが−２０ｎｍ、緑色の透過光用積層部分Ｇ（ｔ）および反射光用積層部分Ｇ（ｒ）のＲｔｈが−２５ｎｍ、青色の透過光用積層部分Ｂ（ｔ）および反射光用積層部分Ｂ（ｒ）のＲｔｈが−３０ｎｍとなるように、Ｒｔｈを有する材料により、各色の透過光用着色層および反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて膜厚の異なるオーバーコート層が形成される。
【００９０】
次に、本実施態様のカラーフィルタのＲｔｈと、フラット型の上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺される場合について図１６を用いて説明する。図１６は、本実施態様のカラーフィルタのＲｔｈの分布の一例を示す図である。図１６では、透過光用着色層および反射光用着色層が赤色、緑色、青色の３色である場合について示している。このとき、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置は波長分散性を示さず、赤色光領域、緑色光領域、および青色光領域で＋３０ｎｍのＲｔｈを有するものとする。この場合、図１６に示すように、本実施態様のカラーフィルタの透過光用着色層上および反射光用着色層上には、赤色の透過光用積層部分Ｒ（ｔ）および反射光用積層部分Ｒ（ｒ）のＲｔｈ、緑色の透過光用積層部分Ｇ（ｔ）および反射光用積層部分Ｇ（ｒ）のＲｔｈ、青色の透過光用積層部分Ｂ（ｔ）および反射光用積層部分Ｂ（ｒ）のＲｔｈがそれぞれ−３０ｎｍとなるように、Ｒｔｈを有する材料により、各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて膜厚の異なるオーバーコート層が形成される。
【００９１】
ここで、本実施態様のカラーフィルタと併用されるカラーフィルタ未装着液晶表示装置が示す波長依存性は、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置中の各構成が示す波長依存性によって決まるものである。上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が示す波長依存性としては、上述した逆分散型、正分散型、およびフラット型以外にも、次のような波長依存性が考えられる。
例えば、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置中の構成に、逆分散型の波長依存性を示す構成と、正分散型の波長依存性を示す構成とを有する場合には、赤色波長領域および青色波長領域におけるＲｔｈの方が緑色波長領域におけるＲｔｈよりも大きくなるような波長依存性、もしくは緑色波長領域におけるＲｔｈの方が赤色波長領域および青色波長領域におけるＲｔｈよりも大きくなるような波長依存性等が考えられる。
このような波長依存性を示すカラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈと、本実施態様のカラーフィルタが有するＲｔｈとを相殺する場合も、上述した逆分散型、正分散型、およびフラット型のそれぞれのカラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈと本実施態様のカラーフィルタが有するＲｔｈとを相殺する場合と同様にして、カラーフィルタが有するＲｔｈの調整が行われる。
【００９２】
本実施態様によれば、上述したように、カラーフィルタのＲｔｈと上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺されることにより、カラーフィルタを装着して半透過半反射型液晶表示装置とした際のコントラストを向上させることができる。
上記カラーフィルタのＲｔｈと上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺されることにより、コントラストを向上させることができる理由としては、カラーフィルタのＲｔｈと上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺されることにより、本実施態様のカラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置全体のＲｔｈの絶対値を小さなものとすることができるので、漏れ光の強度を小さくすることが可能となるためである。
以下、各構成について説明する。
【００９３】
ａ．オーバーコート層
本実施態様に用いられるオーバーコート層は、上述したように、本実施態様のカラーフィルタを半透過半反射型液晶表示装置に用いた際に、上記カラーフィルタのＲｔｈとカラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺されるように、各色の透過光用着色層および反射光用着色層に応じて異なる膜厚で形成されているものである。
【００９４】
上記オーバーコート層に用いられる材料、形成方法、最大膜厚、最小膜厚等については、「１．第１実施態様」と同様とすることができるのでここでの記載は省略する。
【００９５】
本実施態様においては、形成されるオーバーコート層の膜厚は、本実施態様のカラーフィルタと併用されるカラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈを相殺するように決定されるものである。本実施態様においては、反射光用着色層上に形成されたオーバーコート層が光路差調整機能を有していてもよい。
光路差調整機能については、「１．第１実施態様」の項で説明したものと同様となるのでここでの記載は省略する。
【００９６】
本実施態様においては、図１４から図１６のカラーフィルタの透過光用積層部分および反射光用積層部分が有するＲｔｈの分布に示すように、通常、反射光用着色層は透過光用領域よりも薄膜に形成されるので、反射光用着色層が有するＲｔｈは透過光用着色層が有するＲｔｈの値よりも小さくなる。そのため、透過光用積層部分と反射光用積層部分とが同じＲｔｈを有するためには、反射光用領域上に形成されるオーバーコート層の膜厚は、透過光用領域上に形成されるオーバーコート層の膜厚よりも大きくなる。このように形成されるオーバーコート層により、各色について、反射光用積層部分の膜厚が透過光用積層部分の膜厚よりも大きくすることができるので、反射光と透過光との光路差を調整することが可能となる。
また本実施態様においては、反射光用領域上に形成されたオーバーコート層のみで、反射光と透過光との光路差を調整することが最も好ましい。しかしながら、上記オーバーコート層は、本実施態様のカラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該カラーフィルタが有するＲｔｈと、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈとが相殺されるように、透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈに応じて膜厚が異なるものであるため、反射光用領域上に形成されたオーバーコート層が、光路差調整に十分な膜厚を有することは困難である場合がある。この場合は、反射光用領域上に形成されたオーバーコート層上に光路差調整層を別体で形成して、反射光と透過光との光路差の調整が行われる。
【００９７】
また、図１４から図１６には、各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層のＲｔｈの符号がすべて同じである場合について示しているが、例えば、図１７のように、各色の透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈの符号が異なる場合（図１７は赤色透過光用着色層および赤色反射光用着色層のＲｔｈが負、緑色透過光用着色層および緑色反射光用着色層のＲｔｈが負、および、青色透過光用着色層および青色反射光用着色層のＲｔｈが正である場合を示している。）も、半透過半反射型液晶表示装置とした際に併用されるカラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈと相殺されるようにオーバーコート層が形成される。このとき、例えば併用されるカラーフィルタ未装着液晶表示装置が、波長分散性を示さず、赤色光領域、緑色光領域、および青色光領域で＋３０ｎｍのＲｔｈを有するものである場合を示している。この場合、赤色および緑色の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層は透過光用着色層上に形成されるオーバーコート層よりも膜厚が大きくなるため、光路差調整機能を有し、青色の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層は、透過光用着色層上に形成されるオーバーコート層よりも膜厚が小さくなるため、光路差調整機能を有しないものとなる。
本実施態様においては、本実施態様のカラーフィルタに用いられる複数色の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層のうち、少なくとも１色以上の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層が有していればよい。
【００９８】
また、ここで、上記透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈの符号が、上記オーバーコート層のＲｔｈと符号が異なる場合、上記透過光用着色層および反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層は、上記透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈを相殺し、かつ、上記透過光用着色層および反射光用着色層に対応する波長領域でのカラーフィルタ未装着表示装置のＲｔｈを相殺することが可能となるような膜厚に調整される。
例えば、本実施態様のカラーフィルタの各色の着色層が図１７のようなＲｔｈの分布を示す場合、青色透過光用着色層上に形成されるオーバーコート層は、青色透過光用着色層のＲｔｈ（２０ｎｍ）を相殺し、かつカラーフィルタ未装着表示装置のＲｔｈ（３０ｎｍ）を相殺することができるように、−５０ｎｍのＲｔｈを有するような膜厚に調整して形成される。また、青色反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層も、同様に、青色反射光用着色層のＲｔｈ（１０ｎｍ）を相殺し、かつカラーフィルタ未装着表示装置のＲｔｈ（３０ｎｍ）を相殺することができるように、−４０ｎｍのＲｔｈを有するような膜厚に調整して形成される。
【００９９】
ｂ.透過光用着色層および反射光用着色層
本実施態様に用いられる透過光用着色層は、透明基板上の透過光用領域に形成されるものである。また、本実施態様に用いられる反射光用着色層は、透明基板上の反射光用領域に形成されるものである。通常のカラーフィルタでは、赤色、緑色、および青色が用いられる。
【０１００】
本実施態様に用いられる各色の透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈとしては、用いられるカラーフィルタによって異なるものであるが、上記カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈと、各色の上記透過光用着色層に対応する波長領域での上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとの差の絶対値、および、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈと、各色の上記反射光用着色層に対応する波長領域での上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとの差の絶対値が、１０ｎｍ以下、中でも８ｎｍ以下、特に５ｎｍ以下であることが好ましい。上記範囲を超える場合、オーバーコート層により、カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈを相殺することができなくなるからである。
なお、各色の透過光用積層部分のＲｔｈと上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとの差の絶対値、および各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈと上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとの差の絶対値の下限としては、１ｎｍ以上である。上記範囲に満たない場合、オーバーコート層を用いてカラーフィルタのＲｔｈと上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとを相殺する必要性があまり大きくないためである。
【０１０１】
本実施態様に用いられる透過光用着色層および反射光用着色層の材料、形成方法、形状、膜厚等については、「１．第１実施態様」の項で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
【０１０２】
ｃ．透明基板
本実施態様に用いられる透明基板については、「１．第１実施態様」の項で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
【０１０３】
ｄ．その他
本実施態様に用いられるその他の部材、および用途についても、「１．第１実施態様」の項で説明したものと同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
【０１０４】
Ｂ．カラーフィルタの製造方法
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。
本発明においては、「Ａ．カラーフィルタ  １．第１実施態様」の項に記載されたカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法(以下、第３実施態様とする。)と、「Ａ．カラーフィルタ  ２．第２実施態様」のカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法(以下、第４実施態様とする。)との２つの態様が存在する。
以下、それぞれについて説明する。
【０１０５】
１．第３実施態様
本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、「Ａ．カラーフィルタ  １．第１実施態様」の項に記載されたカラーフィルタを製造する製造方法であり、透明基板上の透過光用領域に複数色の透過光用着色層を形成し、上記透明基板上の反射光用領域に複数色の反射光用着色層を形成する着色層形成工程と、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように形成されるオーバーコート層を形成するためのオーバーコート層形成用塗工液を、Ｒｔｈを有する材料を用いて調製するオーバーコート層形成用塗工液調製工程と、上記オーバーコート層形成用塗工液を、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように塗布してオーバーコート層形成用層を形成するオーバーコート層形成用層形成工程と、上記オーバーコート層形成用層を多階調マスクを用いて露光後、現像することにより、各色の上記透過光用着色層および上記透過光用領域に形成された上記オーバーコート層の積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の上記反射光用着色層および上記反射光用領域に形成された上記オーバーコート層の積層部分が有するＲｔｈが均一になるように、各色の上記透過光用着色層および各色の上記反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて上記オーバーコート層の膜厚が異なるようにして、オーバーコート層を形成するオーバーコート層形成工程とを有することを特徴とする製造方法である。
【０１０６】
本実施態様のカラーフィルタの製造方法を図を用いて説明する。図１８は本実施態様のカラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、透明基板１上に遮光部４を形成し、透明基板１上の透過光用領域に透過光用着色層２ｔ（図中では、赤色透過光用着色層２ｔ（Ｒ）、緑色透過光用着色層２ｔ（Ｇ）、青色透過光用着色層２ｔ（Ｂ））を形成し、透明基板１上の反射光用領域に反射光用着色層２ｒ（図中では、赤色反射光用着色層２ｒ（Ｒ）、緑色反射光用着色層２ｒ（Ｇ）、青色反射光用着色層２ｒ（Ｂ））を形成する着色層形成工程(図１８（ａ）)と、オーバーコート層３を形成するためのオーバーコート層形成用塗工液を調製するオーバーコート層形成用塗工液調製工程(図示せず)と、上記オーバーコート層形成用塗工液を上記透明基板１、透過光用着色層２ｔ、および反射光用着色層２ｒを覆うようにして塗布し、オーバーコート層形成用層３’を形成するオーバーコート層形成用層形成工程(図１８（ｂ）)と、上記オーバーコート層形成用層３’を多階調マスク６０を用いて露光光で露光し(図１８（ｃ）)、その後現像することによってオーバーコート層３を形成するオーバーコート層形成工程(図１８（ｄ）)とを少なくとも有することを特徴とするものである。
ここで、オーバーコート層３は、各色の透過光用積層部分のＲｔｈが均一になり、かつ、各色の反射光用積層部分のＲｔｈが均一になるように、各色の透過光用着色層２ｔおよび各色の反射光用着色層２ｒが有するＲｔｈに応じて膜厚を変えて形成されるものである。
したがって、オーバーコート層形成用塗工液調製工程では、各色の透過光用積層部分のＲｔｈが均一になり、かつ、各色の反射光用積層部分のＲｔｈが均一になるようにすることができる程度のＲｔｈを有するオーバーコート層形成用塗工液が調製される。
【０１０７】
本実施態様によれば、Ｒｔｈを有するオーバーコート層を形成することによって、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈを均一にし、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈを均一にすることができる。これにより、製造されたカラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置では、透過表示時および反射表示時のいずれの場合においても、黒表示時に斜め方向から観察された際に、色みのない黒表示とすることができる。
また、本発明によれば、多階調マスクを用いた一括露光によって、各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層のＲｔｈに応じて、膜厚の異なるオーバーコート層を形成することができるので、各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層のＲｔｈに応じて、それぞれ最適な位相差層を形成する場合に比べて、工程が簡便であり、低コストでカラーフィルタを形成することが可能となる。
【０１０８】
以下、それぞれの工程について説明する。
ａ.着色層形成工程
透明基板上の透過光用領域に複数色の透過光用着色層を形成し、上記透明基板上の反射光用領域に複数色の反射光用着色層を形成する工程である。
【０１０９】
本工程に用いられる各色の透過光用着色層および各色の反射光用着色層の材料については、「Ａ．カラーフィルタ」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
【０１１０】
本工程において、形成される各色の反射光用着色層および各色の透過光用着色層は、各色同士の反射光用着色層と透過光用着色層との間で、透過表示時および反射表示時での色特性の違いが調整されているのであれば特に限定されるものではない。
本工程においては、透過光用着色層の膜厚と反射光用着色層の膜厚とを調整することによって形成することが好ましい。透過光用着色層および反射光用着色層について、同一の材料を用いることができ、多階調マスクによって、各色の反射光用着色層および透過光用着色層を一括して形成することができるからである。
【０１１１】
また、本工程においては、図８に示すように、後工程で形成されるオーバーコート層が平坦性を有するために、各色の着色層の膜厚をそれぞれ異なる膜厚で形成してもよい。
それぞれの膜厚が異なるように着色層を形成する場合は、透過光用着色層および反射光用着色層の形成用塗工液の組成を調整して各色の間で、輝度や色純度のばらつきが少ないように形成を行うものとする。
【０１１２】
本工程に用いられる透過光用着色層および反射光用着色層の形成方法としては、一般的なカラーフィルタの形成方法に用いられる方法と同様とすることができ、「Ａ．カラーフィルタ」の項で説明した方法と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【０１１３】
ｂ.オーバーコート層形成用塗工液調製工程
本工程は、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように形成されるオーバーコート層を形成するためのオーバーコート層形成用塗工液を、Ｒｔｈを有する材料を用いて調製する工程である。
【０１１４】
本工程においてオーバーコート層形成用塗工液の調製に用いられる材料としては、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になる程度のＲｔｈを有し、オーバーコート層を形成することができるのであれば特に限定されるものではない。
上記オーバーコート層形成用塗工液の材料については、「Ａ．カラーフィルタ」の項で説明したオーバーコート層の材料と同様とすることができるのでここでの記載は省略する。
【０１１５】
本工程において調製されるオーバーコート層形成用塗工液は、上述した材料のほかに、溶剤を含むものである。
本工程において用いられる溶剤としては、一般的な樹脂部材を形成する際に用いられる溶剤と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【０１１６】
ｃ.オーバーコート層形成用層形成工程
本工程は、上記オーバーコート層形成用塗工液を上記透明基板、透過光用着色層、および反射光用着色層を覆うようにして塗布し、オーバーコート層形成用層を形成する工程である。
【０１１７】
本工程で形成されるオーバーコート層形成用層の膜厚としては、各色の透過光用積層部分のＲｔｈを均一にし、かつ、各色の反射光用積層部分のＲｔｈを均一にすることができる程度の膜厚を有するオーバーコート層を形成することができればよく、各色の透過光用着色層上および各色の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層のうち、最大となる膜厚を少なくとも有していれば特に限定されるものではない。
【０１１８】
本工程に用いられるオーバーコート層形成用層の形成方法としては、上記透明基板および着色層を覆うようにして、透明基板全面に均一な膜厚で形成することができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等を使用することができる。
【０１１９】
ｄ．オーバーコート層形成工程
本工程は、上記オーバーコート層形成用層を多階調マスクを用いて露光後、現像することにより、各色の上記透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の上記反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になるように、各色の透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈに応じて上記オーバーコート層の膜厚が異なるようにして上記オーバーコート層を形成する工程である。
【０１２０】
本工程に用いられる多階調マスクは、各色の透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になるように、各色の透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈに応じて、オーバーコート層の膜厚が異なるようにオーバーコート層形成用層を露光することができる多階調マスクであれば特に限定されるものではない。このような多階調マスクとしては、一般的に用いられているものを使用することができるが、透明基板上に遮光膜層および半透明膜層が形成され、透明基板上に遮光膜層が設けられた遮光領域と、透明基板上に半透明膜層のみが設けられた半透明領域と、透明基板のみを有する透過領域とを有するハーフトーンマスクであることがより好ましい。
【０１２１】
また、露光方法としては、特に限定されるものではなく、例えば感光性樹脂層の表面から数十μｍ程度の間隙をあけて多階調マスクを配置し、露光するプロキシミティ露光を行うことができる。この露光により、照射部分で光反応が生じる。
【０１２２】
上記の露光後は、現像が行われる。
ネガ型の感光性樹脂を用いた場合は、現像により、オーバーコート層形成用層が部分的に除去される。具体的は、露光により硬化した部分が残存し、その他の部分が選択的に除去される。多階調マスクの透過領域から露光された部位では硬化反応が十分に進行するのに対し、半透明領域から露光された部位では硬化反応が不十分となるので、各色の上記透過光用着色層および各色の反射光用着色層に応じて膜厚の異なるオーバーコート層を形成することができる。
またポジ型の感光性樹脂を用いた場合は、現像により、露光部分が選択的に除去される。この場合、多階調マスクの透過領域から露光された部分は、光分解反応が十分に進行して除去され、多階調マスクの遮光領域から露光された部分は残存し、半透明領域から露光された部位では分解反応が不十分となるので、各色の上記透過光用着色層および各色の反射光用着色層に応じて膜厚の異なるオーバーコート層を形成することができる。
ネガ型の感光性樹脂およびポジ型の感光性樹脂のいずれを用いた場合においても、現像は、一般的なアルカリ現像方法に従って行うことができる。
【０１２３】
また、露光および現像後、形成されたオーバーコート層に対して加熱処理（ポストベーク）を施してもよい。この加熱処理は、例えば温度１００℃〜２５０℃、処理時間１０分〜６０分程度で適宜設定することができる。
【０１２４】
本実施態様においては、露光時において、反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層の膜厚が、透過光用着色層上に形成されるオーバーコート層の膜厚よりも大きくなるような多階調マスクを用いて露光することにより、反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層に光路差調整機能を付与してもよい。これにより、製造されたカラーフィルタを半透過半反射型液晶表示装置とした際に、透過光と反射光との光路差をオーバーコート層を用いて調製することができるようになるためである。
【０１２５】
ｅ.その他の工程
本実施態様のカラーフィルタの製造方法においては、上述した着色層形成工程、オーバーコート層形成用塗工液調製工程、オーバーコート層形成用層形成工程、およびオーバーコート層形成工程を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要な工程を適宜加えることができる。本実施態様においては、「Ａ．カラーフィルタ  １．第１実施態様」の項で記載されたカラーフィルタを精度高く製造するために、カラーフィルタを設計する設計工程を有することが好ましい。上記設計工程で用いられるカラーフィルタの設計方法については、後述する「Ｃ．カラーフィルタの設計方法」の項で説明する。
また、例えば、透明基板上の反射光用領域に光路差調調製層を形成する光路差調整層形成工程、上記透明基板上に遮光部を形成する遮光部形成工程、柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程を有していてもよい。柱状スペーサについては、上述したオーバーコート層形成工程の露光時に、上記オーバーコート層と柱状スペーサとの層が形成された多階調マスクを用いて露光を行い、上記オーバーコート層と一体で形成することがより好ましい。
【０１２６】
２．第４実施態様
本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、上述した「Ａ．カラーフィルタ  ２．第２実施態様」の項に記載されたカラーフィルタを製造する製造方法であって、透明基板上の透過光用領域に複数色の透過光用着色層を形成し、上記透明基板上の反射光用領域に複数色の反射光用着色層を形成する着色層形成工程と、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように形成されるオーバーコート層を形成するためのオーバーコート層形成用塗工液を、Ｒｔｈを有する材料を用いて調製するオーバーコート層形成用塗工液調製工程と、上記オーバーコート層形成用塗工液を、上記透明基板、上記透過光用着色層、および上記反射光用着色層を覆うように塗布してオーバーコート層形成用層を形成するオーバーコート層形成用層形成工程と、上記オーバーコート層形成用層を多階調マスクを用いて露光後、現像することにより、当該半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該カラーフィルタが有するＲｔｈと、カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺されるように、各色の上記透過光用着色層および各色の上記反射光用着色層が有するＲｔｈに応じて上記オーバーコート層の膜厚が異なるようにして、オーバーコート層を形成するオーバーコート層形成工程とを有することを特徴とする製造方法である。
【０１２７】
本実施態様によれば、上記のようにオーバーコート層を形成することにより、本実施態様のカラーフィルタのＲｔｈおよび上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈは相殺されるため、上記カラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置では、コントラストを向上させることができる。
また、本実施態様においては、上記オーバーコート層を多階調マスクを用いて一括露光して形成することによって、各色の透過光用積層部分のＲｔｈ、および各色の反射光用積層部分のＲｔｈを調整することが可能であるので、各色の上記透過光用着色層および反射光用着色層にそれぞれ最適な位相差層を形成してＲｔｈを調整する場合に比べ、工程を簡略化することが可能となる。
【０１２８】
本実施態様のカラーフィルタの製造方法に用いられる着色層形成工程、およびオーバーコート層形成用層形成工程については、「１．第３実施態様」の項で説明した工程と同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
【０１２９】
ａ.オーバーコート層形成用塗工液調製工程
本工程は、上記透明基板、上記透過光用着色層、および反射光用着色層を覆うように形成されるオーバーコート層を形成するためのオーバーコート層形成用塗工液を、Ｒｔｈを有する材料を用いて調製する工程である。
【０１３０】
本工程に用いられるオーバーコート層形成用塗工液の材料としては、上記オーバーコート層形成用塗工液により形成されたオーバーコート層を有するカラーフィルタのＲｔｈと、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈとが相殺される程度のＲｔｈを有し、上記オーバーコート層を形成することができる材料であれば特に限定されるものではない。
上記オーバーコート層形成用塗工液の材料については、「１．第３実施態様」の項で記載したオーバーコート層の材料と同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
【０１３１】
ｂ．オーバーコート層形成工程
本工程は、上記オーバーコート層形成用層を多階調マスクを用いて露光後、現像することにより、当該カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該カラーフィルタが有するＲｔｈと、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈとが相殺されるように、各色の透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈに応じて上記オーバーコート層の膜厚が異なるようにして上記オーバーコート層を形成する工程である。
【０１３２】
本工程に用いられる多階調マスクは、本実施態様のカラーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、上記カラーフィルタが有するＲｔｈと、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈとが相殺されるように、各色の透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈに応じてオーバーコート層の膜厚が異なるように、オーバーコート層形成用層を露光することができるのであれば特に限定されるものではない。
本工程に用いられる階調マスク、露光機については、「１．第３実施態様」の項で記載したものと同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
また、露光後に行われる現像工程、乾燥工程についても、「１．第３実施態様」の項で記載したものと同様とすることができるのでここでの記載は省略する。
【０１３３】
ｃ.その他の工程
本実施態様のカラーフィルタの製造方法においては、上述した着色層形成工程、オーバーコート層形成用塗工液調製工程、オーバーコート層形成用層形成工程、オーバーコート層形成工程、および光路差調整層形成工程を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要な工程を適宜加えることができる。本実施態様においては、「Ａ．カラーフィルタ  １．第２実施態様」の項で記載されたカラーフィルタを精度高く製造するために、カラーフィルタを設計する設計工程を有することが好ましい。上記設計工程で用いられるカラーフィルタの設計方法については、後述する「Ｃ．カラーフィルタの設計方法」の項で説明する。
また、その他の工程については、「１．第３実施態様」の項で説明した工程と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【０１３４】
Ｃ．カラーフィルタの設計方法
本発明のカラーフィルタの設計方法は、「Ａ．カラーフィルタ」の項で説明したカラーフィルタを設計する方法である。
【０１３５】
本発明においては、「Ａ．カラーフィルタ  １．第１実施態様」の項に記載されたカラーフィルタを設計する方法（以下、第５実施態様とする。）と、「Ａ．カラーフィルタ  第２実施態様」の項に記載されたカラーフィルタを設計する方法（以下、第６実施態様とする。）との２つの実施態様が存在する。以下、それぞれの実施態様について説明する。
【０１３６】
１．第５実施態様
本実施態様のカラーフィルタの設計方法は、「Ａ．カラーフィルタ  １．第１実施態様」の項に記載されたカラーフィルタを設計する設計方法であり、設計用透明基板上の透過光用領域に複数色の設計用透過光用着色層を形成し、上記設計用透明基板上の反射光用領域に複数色の設計用反射光用着色層を形成した後、上記設計用透過光用着色層および上記設計用反射光用着色層が有するＲｔｈを測定する測定工程と、上記測定工程の結果に基づいて、各色の上記設計用透過光用着色層および上記透過光用領域に形成された設計用オーバーコート層の積層部分（以下、設計用透過光用積層部分と称する。）が有するＲｔｈが均一になり、かつ、各色の上記設計用反射光用着色層および上記反射光用領域に形成された上記設計用オーバーコート層の積層部分（以下、設計用反射光用積層部分と称する。）が有するＲｔｈが均一になるように、上記設計用オーバーコート層の形成に用いられるＲｔｈを有する材料を選択し、各色の上記設計用透過光用着色層および各色の上記設計用反射光用着色層のＲｔｈに応じて上記設計用オーバーコート層の膜厚を決定するオーバーコート層調整工程とを有することを特徴とする設計方法である。
【０１３７】
本実施態様によれば、各色の上記設計用透過光用着色層および上記設計用反射光用着色層のＲｔｈを測定し、測定結果に基づいて、設計用オーバーコート層の材料を選択し、膜厚を決定することにより、各色の設計用透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一となり、かつ、各色の設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一となるようなカラーフィルタを設計することが可能となる。
以下、各工程について説明する。
【０１３８】
ａ.測定工程
本実施態様における測定工程は、設計用透明基板上の透過光用領域に複数色の設計用透過光用着色層を形成し、上記透明基板上の反射光用領域に複数色の設計用反射光用着色層を形成した後、上記設計用透過光用着色層および上記設計用反射光用着色層が有するＲｔｈを測定する工程である。
本実施態様のカラーフィルタの設計方法は、実際に製造されるカラーフィルタを設計する方法である。
したがって、本工程における設計用透過光用着色層および設計称反射光用着色層の形成工程は、上述した「Ｂ.カラーフィルタの製造方法  １．第３実施態様  ａ.着色層形成工程」の項で記載した工程と同様とすることができる。
【０１３９】
本工程に用いられる各色の上記透過光用着色層および上記反射光用着色層のＲｔｈの測定方法としては、各色の透過光用着色層および反射光用着色層のそれぞれのＲｔｈを正確に測定することが可能であれば特に限定されるものではない。本工程に用いられる測定方法として、各色の透過光用着色層および反射光用着色層の膜厚については、オーバーコート層の膜厚の測定方法と同様であるため、ここでの記載は省略する。また、各色の透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈについては、赤色の透過光用着色層および反射光用着色層には６２０ｎｍの波長を、緑色の透過光用着色層および反射光用着色層には５５０ｎｍの波長を、青色の透過光用着色層および反射光用着色層には４５０ｎｍの波長をそれぞれ測定波長として、位相差測定装置（AXOMETRICS社製AxoscanTM Mueller Matrix Polarimeter）を用いて測定された値を用いるものとする。
【０１４０】
ｂ.オーバーコート層調整工程
本実施態様におけるオーバーコート層調整工程は、上記測定工程の結果に基づいて、各色の上記設計用透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、上記設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になるように、各色の透過光用着色層および反射光用着色層のＲｔｈに応じて膜厚の異なる設計用オーバーコート層の形成に用いられるＲｔｈを有する材料を選択し、上記設計用オーバーコート層の膜厚を決定する工程である。
【０１４１】
本工程においては、各色の上記設計用透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、上記設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になるように、上記オーバーコート層の材料を選択し、上記オーバーコート層の膜厚を決定することができるのであれば特に限定されるものではない。
【０１４２】
図２は、カラーフィルタのＲｔｈの分布の一例を示す図である。
図２では、透過光用着色層および反射光用着色層が赤色、緑色、および青色の３色であり、各着色層が有するＲｔｈがすべて同じ符号を有する場合について示している。
上記測定工程において測定された設計用透過光用着色層および設計用反射光用着色層が、図２に示すようなＲｔｈを有する場合、オーバーコート層に用いられるＲｔｈを有する材料としては、各色の上記設計用透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、上記設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になるようにすることができるのであれば特に限定されるものではなく、設計用透過光用着色層および設計用反射光用着色層と同じ符号のＲｔｈを有する材料(図２の場合は負のＲｔｈ)であってもよいし、異なる符号のＲｔｈを有する材料であってもよい。
【０１４３】
次に、各色の上記設計用透過光用着色層および設計用反射光用着色層のＲｔｈの値の符号が異なる場合について図６を用いて説明する。
図６は、カラーフィルタのＲｔｈの分布の他の一例を示す図である。
図６は、赤色透過光用着色層および赤色反射光用着色層のＲｔｈが負、緑色透過光用着色層および緑色反射光用着色層のＲｔｈが負、青色透過光用着色層および青色反射光用着色層のＲｔｈが正である場合について示している。
上記測定工程において測定された設計用着色層が、図６に示すようなＲｔｈを有する場合、オーバーコート層に用いられるＲｔｈを有する材料としては、各色の上記設計用透過光用積層部分が有するＲｔｈが均一になり、かつ、上記設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈが均一になるようにすることができるのであれば特に限定されるものではなく、図６においては、例えば赤色および緑色の設計用透過光用着色層および設計用反射光用着色層と同じ符号のＲｔｈを有する材料(図６の場合は負のＲｔｈ)であってもよいし、異なる符号のＲｔｈを有する材料であってもよい。
【０１４４】
本工程においては、通常、上記測定工程の結果に基づいて、オーバーコート層に用いられる材料を選択した後、選択された上記オーバーコート層の材料が有するＲｔｈの値によって、各色の上記設計用透過光用着色層および設計用反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層の膜厚が決定される。
また、本実施態様においては、各色の上記設計用透過光用積層部分が有するＲｔｈと、上記設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈとは、それぞれが均一になっていればよく、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
また本工程においては、上記設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈを、上記設計用透過光用積層部分が有するＲｔｈよりも大きく設定し、上記設計用反射光用着色層上に形成される設計用オーバーコート層の膜厚が大きくなるようにして光路差調整機能を付与してもよい。この場合、上記設計用反射光用着色層上に形成される設計用オーバーコート層の膜厚のみで光路差を調整することができるように膜厚を決定してもよいし、光路差調整の一部を担うように形成し、別途光路差調整層を形成して調整することができるように膜厚を決定してもよい。また、カラーフィルタに用いられる複数色の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層のうち、少なくとも一色以上の反射光用着色層上に形成されるオーバーコート層が光路差調整機能を有していればよい。
【０１４５】
本工程において、選択される設計用オーバーコート層の材料については、「Ａ．カラーフィルタ」の項で記載したオーバーコート層の材料と同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
【０１４６】
本工程により決定される設計用オーバーコート層の膜厚については、選択された設計用オーバーコート層の材料により適宜決定されるものである。
【０１４７】
ｃ．その他
本実施態様のカラーフィルタの設計方法としては、上述した測定工程、およびオーバーコート層調整工程を少なくとも有しているのであれば、特に限定されるものではなく、必要な工程を適宜加えることができる。例えば、設計されたカラーフィルタの各色の上記設計用透過光用積層部分のＲｔｈ、および各色の設計用反射光用積層部分のＲｔｈをそれぞれ測定し、それぞれのＲｔｈの値が均一であることを確認する確認工程等が挙げられる。
【０１４８】
本実施態様のカラーフィルタの設計方法は、「Ａ．カラーフィルタ  １．第１実施態様」に記載されたようなカラーフィルタを設計することができるのであれば特に限定されるものではないが、通常、カラーフィルタの製造工程の前に、予め設計用カラーフィルタを形成することにより行われる。
なお、精度等において問題がない場合においては、シミュレーションによって設計が行われる場合もある。
【０１４９】
また、上述したように、本実施態様のカラーフィルタの設計方法は、上記「Ｂ．カラーフィルタの製造方法」の設計工程で用いられることが好ましい。
【０１５０】
本実施態様のカラーフィルタの設計方法を用いた設計工程は、所望するカラーフィルタを設計することができるのであれば特に限定されるものではなく、例えば予め設計用カラーフィルタを形成した後に製造工程を行ってもよいし、また例えば「Ｂ．カラーフィルタの製造方法」の初回の着色層形成工程後に形成された透過光用着色層および反射光用着色層を設計用透過光用着色層および反射光用着色層として測定工程を行い、その後オーバーコート層調整工程によりオーバーコート層の材料を選択し、膜厚を決定してから、初回のオーバーコート層形成用塗工液調製工程を行うようにして、製造工程に組み込んで設計工程を行ってもよい。
【０１５１】
２．第６実施態様
本実施態様のカラーフィルタの設計方法は、「Ａ．カラーフィルタ  ２．第２実施態様」の項に記載されたカラーフィルタの設計方法であり、設計用透明基板上の透過光用領域に複数色の設計用透過光用着色層を形成し、上記設計用透明基板上の反射光用領域に複数色の設計用反射光用着色層を形成した後、上記設計用透過光用着色層および上記設計用反射光用着色層が有するＲｔｈを測定する測定工程と、上記測定工程の結果に基づいて、当該カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該カラーフィルタが有するＲｔｈと、カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈとが相殺されるように、上記設計用オーバーコート層の形成に用いられるＲｔｈを有する材料を選択し、各色の上記設計用透過光用着色層および各色の上記設計用反射光用着色層のＲｔｈに応じて上記設計用オーバーコート層の膜厚を決定するオーバーコート層調整工程とを有することを特徴とする設計方法である。
【０１５２】
本実施態様によれば、各色の上記設計用透過光用着色層および各色の反射光用着色層を測定し、測定結果に基づいて、オーバーコート層の膜厚を決定することにより、上記カラーフィルタが有するＲｔｈと、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈとが相殺されるようなカラーフィルタを設計することが可能となる。
以下、各工程について説明する。
【０１５３】
ａ．測定工程
本実施態様における測定工程は、設計用透明基板上に透過光用領域および反射光用領域を有する複数色の設計用着色層を形成し、各色の上記設計用透過光用着色層および各色の反射光用着色層のＲｔｈを測定する工程である。
本工程は上述した「１．第５実施態様  ａ．測定工程」の項で説明した工程と同様とすることができるのでここでの記載は省略する。
【０１５４】
ｂ.オーバーコート層調整工程
本実施態様におけるオーバーコート層調整工程は、上記測定工程の結果に基づいて、当該カラーフィルタが半透過半反射型液晶表示装置に用いられた際に、当該カラーフィルタが有するＲｔｈと、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈとが相殺されるように、各色の透過光用領域および反射光用領域のＲｔｈに応じて膜厚の異なる設計用オーバーコート層の形成に用いられるＲｔｈを有する材料を選択し、上記設計用オーバーコート層の膜厚を決定する工程である。
【０１５５】
例えば上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が逆分散型の波長依存性を示す場合は、短波長側のＲｔｈの方が長波長側のＲｔｈよりも小さくなるので、本工程において、上記設計用オーバーコート層は、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置がのＲｔｈを相殺するため、図１４のカラーフィルタのＲｔｈの分布の例に示すように、短波長側の色の設計用透過光用積層部分および設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈの方が、長波長側の色の設計用透過光用着色層積層部分および設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈよりも大きくなるようにして（図１４では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順に設計用透過光用着色層積層部分および設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈが大きくなるようにして）、上記設計用オーバーコート層の材料が選択され、上記設計用オーバーコート層の膜厚が決定される。
【０１５６】
また例えば、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が正分散型の波長依存性を示す場合には、短波長側のＲｔｈの方が長波長側のＲｔｈよりも大きくなるので、本工程において、上記設計用オーバーコート層は、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈを相殺するため、図１５のカラーフィルタのＲｔｈの分布の例に示すように、短波長側の色の設計用透過光用積層部分および設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈの方が、長波長側の色の設計用透過光用着色層積層部分および設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈよりも小さくなるようにして（図１５では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順に設計用透過光用着色層積層部分および設計用反射光用積層部分が有するＲｔｈが小さくなるようにして）、上記設計用オーバーコート層の材料が選択され、上記設計用オーバーコート層の膜厚が決定される。
【０１５７】
また例えば、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が波長依存性を示さないフラット型である場合は、波長領域によらずＲｔｈは一定の値を有するものであるので、本工程においては、上記オーバーコート層が、図１６のカラーフィルタのＲｔｈの分布の例に示すように、各色の上記設計用着色層およびオーバーコート層の積層部分が有するＲｔｈが、カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈの値を相殺するように、上記オーバーコート層の材料が選択され、上記オーバーコート層の膜厚が決定される。
【０１５８】
また、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置が、上述した逆分散型、正分散型、およびフラット型以外の波長依存性を示す場合においても、各色の上記設計用着色層およびオーバーコート層の積層部分が有するＲｔｈが、カラーフィルタ未装着液晶表示装置が有するＲｔｈの値を相殺するように、上記オーバーコート層の材料が選択され、上記オーバーコート層の膜厚が決定される。
【０１５９】
本工程においては、通常、上記測定工程の結果に基づいて、オーバーコート層に用いられる材料を選択した後、選択された上記設計用オーバーコート層の材料が有するＲｔｈの値によって、各色の上記設計用透過光用着色層上および各色の設計用反射光用着色層上に形成される設計用オーバーコート層の膜厚が決定される。
本工程において、上記カラーフィルタの透過光用着色層のＲｔｈがすべて同じ符号である場合は、反射光領域上に形成される設計用オーバーコート層の膜厚が大きくなるように設計して、光路差機能を付与してもよい。
【０１６０】
本工程において、上記設計用オーバーコート層の材料については、「Ａ．カラーフィルタ」の項で記載したオーバーコート層の材料と同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
【０１６１】
ｃ．その他
本実施態様のカラーフィルタの設計方法としては、上述した測定工程、およびオーバーコート層調整工程を少なくとも有しているのであれば、特に限定されるものではなく、必要な工程を適宜加えることができる。具体的な工程については、「１．第５実施態様」の項で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
本実施態様のカラーフィルタの設計方法は、「Ａ．カラーフィルタ  ２．第２実施態様」に記載されたようなカラーフィルタを設計することができるのであれば特に限定されるものではないが、通常、カラーフィルタの製造工程の前に、予め設計用カラーフィルタを形成することにより行われる。
なお、精度等において問題がない場合においては、シミュレーションによって設計が行われる場合もある。
【０１６２】
また、上述したように、本実施態様のカラーフィルタの設計方法は、上記「Ｂ．カラーフィルタの製造方法」の設計工程で用いられることが好ましい。
本実施態様のカラーフィルタの設計方法が上記設計工程に用いられる場合については、「１．第５実施態様」の項で説明した場合と同様であるのでここでの記載は省略する。
【０１６３】
Ｄ．半透過半反射型液晶表示装置
本発明の半透過半反射型液晶表示装置は、「Ａ．カラーフィルタ  ２．第２実施態様」の項に記載されたカラーフィルタを少なくとも有するものである。
【０１６４】
本発明によれば、上記カラーフィルタ未装着液晶表示装置のＲｔｈが相殺されるように上記カラーフィルタが形成されているため、コントラストが高い半透過半反射型液晶表示装置とすることができる。
【０１６５】
本発明の半透過半反射型液晶表示装置においては、透過表示時および反射表示時の白表示状態とした際の輝度をＴｏｎ、黒表示状態とした際の輝度をＴｏｆｆとしたとき、Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆの比で表わされるコントラストが５００以上、中でも８００以上、特に１０００以上であることが好ましい。上記範囲に満たない場合、コントラストが低く、表示品位が損なわれる可能性があるからである。
以下、本発明のカラーフィルタの各構成について説明する。
【０１６６】
ａ．カラーフィルタ
本発明に用いられるカラーフィルタについては、「Ａ．カラーフィルタ  ２．第２実施態様」の項で記載したので、ここでの記載は省略する。
【０１６７】
ｂ．半透過半反射型液晶表示装置
本発明の半透過半反射型液晶表示装置は、上述したカラーフィルタを少なくとも有するものであれば特に限定されるものではない。
本発明の半透過半反射型液晶表示装置は、例えば大型ディスプレイや携帯情報端末等に用いられるものである。
【０１６８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１６９】
［実施例１］
（遮光部の形成）
透明基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この透明基板を定法にしたがって洗浄した後、ネガ型感光性ブラックレジスト（東京応化工業（株）製  ＣＦＰＲ ＤＮ−８３）を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像、熱処理して縦ストライプ線幅１０μｍ、縦ストライプピッチ１５０μｍ、横ストライプ線幅７５μｍ、横ストライプピッチ４５０μｍとなる格子状の遮光部を形成した。これにより、短辺が１５０μｍで、長辺が４５０μｍの開口部が、短辺方向に１０μｍ間隔で、長辺方向に７５μｍ間隔で形成された。また、長辺方向に隣接する開口部に挟まれる領域は、開口部の長辺方向の長さが７５μｍで、開口部の短辺方向の長さが１５０μｍの長方形状の領域となった。
【０１７０】
（着色材料の作成）
次に、下記の顔料を用いて赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。各色共に、透過部と反射部の形成にはネガ型感光性樹脂組成物を用いた。
【０１７１】
＜赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物＞
・赤顔料（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）
４．８重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ社製  パリオトールイエローＤ１８１９）        １．２重量部
・分散剤（ビックケミー社製ディスパービック１６１）              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（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製  イルガキュア９０７）
１．４重量部
・開始剤（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´−ビイミダゾール）                                  ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）    ８０．０重量部
なお、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。
ここで、上記重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、標準ポリスチレン換算値として求めたものである。
【０１７２】
＜青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物＞
・青顔料（ＢＡＳＦ社製  ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ）          ６．０重量部
・顔料誘導体（アビシア社製  ソルスパース５０００）              ０．６重量部
・分散剤（ビックケミー社製ディスパービック１６１）              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（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製  イルガキュア９０７）
１．４重量部
・開始剤（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´−ビイミダゾール）                                  ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）    ８０．０重量部
【０１７３】
＜緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物＞
・緑顔料（アビシア社製  モナストラルグリーン９Ｙ−Ｃ）          ４．２重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ社製  パリオトールイエローＤ１８１９）        １．８重量部
・分散剤（ビックケミー社製ディスパービック１６１）              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（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製  イルガキュア９０７）
１．４重量部
・開始剤（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´−ビイミダゾール）                                  ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）    ８０．０重量部
【０１７４】
（着色層の形成）
上記透明基板上の遮光部の開口部に、赤色着色層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、まず赤色反射光用着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像、焼成して、赤色反射光用着色層を形成した。次に赤色着色層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、赤色透過光用着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像、焼成して、赤色透過光用着色層を形成した。この場合、反射光用着色層の膜厚は１．８μｍ、透過光用着色層の膜厚は２．９μｍとなるように形成した。緑色着色層については反射光用着色層の膜厚は１．７μｍ、透過光用着色層の膜厚は２．８μｍ、青色着色層については反射光用着色層の膜厚は２．０μｍ、透過光用着色層の膜厚は３．０μｍとなるように赤色着色層の形成と同様の手法により遮光部の開口部に形成した。
これら着色層のＲｔｈを測定したところ、赤色、緑色、青色の透過光用着色層はそれぞれ−６ｎｍ、−１２ｎｍ、−８ｎｍ、赤色、緑色、青色の反射光用着色層は−４ｎｍ、−６ｎｍ、−５ｎｍであった。
ここで、上記着色層のＲｔｈの測定方法としては、各色の着色層の中心部の膜厚をKLA Tencor株式会社の触針式膜厚測定機P・15によって測定し、Ｒｔｈについては位相差層測定装置（AXOMETRICS社製AxoscanTM Mueller Matrix Polarimeter）を用い、測定波長は赤色着色層は６２０ｎｍ、緑色着色層は５５０ｎｍ、青色着色層は４５０ｎｍとした。
【０１７５】
（オーバーコート層の調整）
次に、オーバーコート層の調整を行った。オーバーコート層形成用塗工液として下記のものを選んだ。
【０１７６】
＜オーバーコート層形成用塗工液の組成＞
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体            …  ３２重量部
・エピコート１８０Ｓ７０（ジャパンエポキシレジン（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                    …  ４２重量部
・開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア９０７）    …８重量部
・３−メトキシブチルアセテート                                …３００重量部
【０１７７】
上記オーバーコート層形成用塗工液をスピンコート法によりガラス基板上に塗布、露光、現像、焼成し、オーバーコート層の単層を形成した。このオーバーコート層の単層のＲｔｈを測定したところ１μｍあたり測定波長が６２０ｎｍでは−２．５ｎｍ、５５０ｎｍでは−２．８ｎｍ、４５０ｎｍでは−３．０ｎｍであった。
ここで、オーバーコート層の単層のＲｔｈは、膜厚についてはKLA Tencor株式会社の触針式膜厚測定機P・15によって測定を行い、位相差層測定装置（AXOMETRICS社製AxoscanTM Mueller Matrix Polarimeter）を用いて、６２０ｎｍ（赤色着色層想定）、５５０ｎｍ（緑色着色層想定）、および４５０ｎｍ（青色着色層想定）の３波長について測定を行った。
これにより赤色、緑色、青色の着色層のＲｔｈを均一にするためには赤色反射光用着色層上は４．４μｍ、赤色透過光用着色層上は３．６μｍ、緑色反射光用着色層上は１．１μｍ、緑色透過光用着色層上は３．２μｍ、青色反射光用着色層上は３．３μｍ、青色透過光用着色層上は２．３μｍのオーバーコート層が必要になることが分かった。
【０１７８】
（オーバーコート層の形成）
オーバーコート層を形成する際に用いるハーフトーンマスクの透過率は、赤色反射光用着色層上は８０％、赤色透過光用着色層上は６０％、緑色反射光用着色層上は５５％、緑色透過光用着色層上は２０％、青色反射光用着色層上は５０％、青色透過光用着色層上は４０％、また柱状スペーサ部が１００％となるように設計した。上記オーバーコート層形成用塗工液を上記透明基板および着色層上に塗布し、このマスクを用いて露光を行い、その後に現像、焼成を行い、オーバーコート層を形成した。
各色の着色層およびオーバーコート層の積層部分のＲｔｈを測定するとそれぞれ赤色、緑色、青色の透過光用積層部分はそれぞれ−１４ｎｍ、−１５ｎｍ、−１４ｎｍ、赤色、緑色、青色の反射光用積層部分は−１３ｎｍ、−１４ｎｍ、−１６ｎｍであった。
このカラーフィルタを用いてパネルを組み、正面方向と斜め４５度方向からの色度測定および外観の観察を行った。
【０１７９】
［実施例２］
遮光部および着色層の形成は実施例１と同様の手法で行った。また、オーバーコート層形成用塗工液も実施例１と同様に調製した。
カラーフィルタ以外の各部材のＲｔｈを測定し、カラーフィルタ未装着液晶表示装置の合計のＲｔｈを算出すると、赤色波長では１６ｎｍ、緑色波長では２０ｎｍ、青色波長では１８ｎｍであった。
ここで、上記各部材のＲｔｈの測定方法としては、位相差層測定装置（AXOMETRICS社製AxoscanTM Mueller Matrix Polarimeter）を用い、測定波長は６２０ｎｍ、５５０ｎｍ、４５０ｎｍの３波長とした。
カラーフィルタとカラーフィルタ未装着液晶表示装置とのＲｔｈを相殺するために、赤色反射光用着色層上は４．５μｍ、赤色透過光用着色層上は４．０μｍ、緑色反射光用着色層上は５．０μｍ、緑色透過光用着色層上は２．９μｍ、青色反射光用着色層上は４．３μｍ、青色透過光用着色層上は３．３μｍのオーバーコート層が必要であることが分かった。
【０１８０】
オーバーコート層を形成する際に用いるハーフトーンマスクの透過率は、赤色反射光用着色層上は７０％、赤色透過光用着色層上は６０％、緑色反射光用着色層上は８０％、緑色透過光用着色層上は４０％、青色反射光用着色層上は５５％、青色透過光用着色層上は４５％、また柱状スペーサ部が１００％となるように設計した。上記オーバーコート層形成用塗工液を上記透明基板および着色層上に塗布し、このマスクを用いて露光を行い、その後に現像、焼成を行い、オーバーコート層を形成した。
各色の着色層およびオーバーコート層の積層部分のＲｔｈを測定するとそれぞれ赤色、緑色、青色の透過光用積層部分はそれぞれ−１６ｎｍ、−２１ｎｍ、−１８ｎｍ、赤色、緑色、青色の反射光用積層部分は−１５ｎｍ、−２０ｎｍ、−１８ｎｍであった。
このカラーフィルタを用いてパネルを組み、正面方向と斜め４５度方向からの外観の観察を行った。
【０１８１】
［比較例１］
遮光部および着色層の形成は実施例１と同様の手法で行った。
オーバーコート層の形成時には、透過率が一様なマスクを用い、全ての着色層で同じ膜厚となるようにした。またオーバーコート層形成後、柱状スペーサの形成を行った。
このカラーフィルタを用いてパネルを組み、正面方向と斜め４５度方向からの外観の観察を行った。
【０１８２】
［評価］
黒表示時に、実施例１および実施例２については色つきが改善されていた。比較例１については赤みを帯びた黒色となった。
【符号の説明】
【０１８３】
１  …  透明基板
２ｔ、２ｔ（Ｒ）、２ｔ（Ｇ）、２ｔ（Ｂ）  …  透過光用着色層
２ｒ、２ｒ（Ｒ）、２ｒ（Ｇ）、２ｒ（Ｂ）  …  反射光用着色層
３  …  オーバーコート層
３’  …  オーバーコート層形成用層
４  …  遮光部
５  …  光路差調整層
６  …  柱状スペーサ
１０  …  カラーフィルタ
６０  …  階調マスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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