(57)【要約】【課題】各色のレジストパターンを各１回で形成でき、透過型表示領域および反射型表示領域における色特性のばらつきの小さいカラーフィルタおよびその製造方法、ならびに前記カラーフィルタを備える液晶表示装置を提供する。【解決手段】透明絶縁性基板１１上に、有色レジスト層１３を形成し、有色レジスト層１３に対して、透過型表示領域４０に対応する位置に硬化部が形成され、反射型表示領域４１に対応する位置に硬化部と未硬化部とが形成されるように露光を施し、前記硬化部以外の有色レジスト層１３を除去し、反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３の厚みｄ１が、透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３の厚みｄ２よりも薄いカラーフィルタ１４を製造する。カラーフィルタ１４を備える半透過型液晶表示装置１は、透過型表示と反射型表示との両方において、色再現範囲が広く明るい表示が可能である。【選択図】　　　図２
2004020648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成され、透過型表示に使用される領域と反射型表示に使用される領域とを有するカラーフィルタであって、
前記反射型表示に使用される領域の有色層の厚みｄ１は、前記透過型表示に使用される領域の有色層の厚みｄ２よりも薄い（ｄ１＜ｄ２）ことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記反射型表示に使用される領域の有色層は、前記基板に接して形成されることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記厚みｄ１は、前記厚みｄ２の０．５倍以下である（ｄ１≦０．５ｄ２）ことを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
透過型表示に使用される領域と反射型表示に使用される領域とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
基板上に、感光性を有する有色層を形成する工程と、
前記感光性を有する有色層に対して、前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部が形成され、前記反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部と未硬化部とが形成されるように、露光を施す工程と、
前記硬化部以外の前記感光性を有する有色層を除去する工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記感光性を有する有色層は、光が照射された部分が硬化する感光性を有し、
前記感光性を有する有色層に対して、前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部が形成され、前記反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部と未硬化部とが形成されるように、露光を施す工程は、
前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置の前記感光性を有する有色層に対して、前記基板に接しない表面側から光を照射する工程と、
前記反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置および前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置の前記感光性を有する有色層に対して、前記基板に接する表面側から光を照射する工程とを含むことを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記基板上に、感光性を有する有色層を形成する工程は、
支持体上に、前記感光性を有する有色層を形成する工程と、
支持体上に形成された前記感光性を有する有色層を前記基板上に貼着する工程とを含むことを特徴とする請求項５または６記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記基板上に、感光性を有する有色層を形成する工程は、
有色感光性材料を前記基板上に塗布する工程であることを特徴とする請求項５または６記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置、ならびにそれに用いるカラーフィルタおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴を活かして、ワードプロセッサおよびパーソナルコンピュータなどのオフィスオートメーション（ｏｆｆｉｃｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎ；略称：ＯＡ）機器、電子手帳および携帯電話機などの携帯情報端末機器、液晶モニタを備えたカメラ一体型ビデオテープレコーダ（ｖｉｄｅｏ　ｔａｐｅ　ｒｅｃｏｒｄｅｒ；略称：ＶＴＲ）、ならびにパーソナルテレビなどに幅広く用いられている。
【０００３】
液晶表示装置は、陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ　ｔｕｂｅ；略称：ＣＲＴ）表示装置、エレクトロルミネッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏ　ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ；略称：ＥＬ）表示装置およびプラズマディスプレイパネル（ｐｌａ　ｓｍａ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｐａｎｅｌ；略称：ＰＤＰ）などの表示装置と異なり、自ら発光しないので、光源を必要とする。液晶表示装置の光源には、バックライトと呼ばれる蛍光管を備えた装置が用いられ、このバックライトを、液晶表示装置を形成する一対の基板のうちの一方の基板の背後に設置し、バックライトからの光、すなわちバックライト光の透過と遮断を液晶パネルで切替えることによって表示を行う透過型液晶表示装置が多用されている。しかしながら、透過型液晶表示装置を携帯情報端末機器などに用いた場合には以下のような問題がある。透過型液晶表示装置に設けられるバックライトの消費電力は、装置の全消費電力の半分以上を占める程大きいので、必然的に透過型液晶表示装置の消費電力は大きくなる。このように消費電力の大きい透過型液晶表示装置を、戸外で常時携帯して使用される機会が多く、大半がバッテリで駆動される携帯情報端末機器などに用いると、バッテリの電力消耗が激しいので、長時間使用することができない。また、透過型液晶表示装置では常にバックライト光を使用するので、周囲が非常に明るい場合には、周囲の光に比べて表示光が相対的に暗くなり視認性が低下する。また表示光を明るくするためにバックライト光を強くすると、液晶表示装置の消費電力が増大する。
【０００４】
したがって、携帯情報端末機器などには、消費電力を抑えるために、バックライトに代えて反射膜を設置し、反射膜によって周囲の光を反射させて得られる反射光を光源とし、この反射光の透過と遮断を液晶パネルで切替えることによって表示を行う反射型液晶表示装置が用いられている。反射型液晶表示装置の表示モードとしては、透過型液晶表示装置で広く用いられているツイステッドネマティック（ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃ；略称：ＴＮ）モードおよびスーパーツイステッドネマティック（ｓｕｐｅｒ　ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃ；略称：ＳＴＮ）モードなどの偏光板を利用する表示モード、ならびに明るい表示が可能な偏光板を用いない表示モード、たとえば特開平４−７５０２２号公報および特開平９−１３３９３０号公報に開示の相転移型ゲストホストモードなどが開発されている。しかしながら、反射型液晶表示装置は、周囲の光の反射光を利用するので、周囲が暗い場合には、光量が不足し視認性が極端に低下するという問題がある。
【０００５】
以上のように、透過型液晶表示装置および反射型液晶表示装置を携帯情報端末機器に用いた場合にはそれぞれ問題がある。この問題を解決するための手段として、特開平１１−１０１９９２号公報に開示の液晶表示装置のように、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置の開発および商品化が盛んに進められている。以下、このように透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置を「半透過型液晶表示装置」とも称する。
【０００６】
液晶表示装置のカラー表示を実現するために、透過型液晶表示装置および反射型液晶表示装置では、液晶表示装置を形成する一対の基板のうちの一方の基板にカラーフィルタを形成する方法が用いられる。半透過型液晶表示装置においても、透過型液晶表示装置および反射型液晶表示装置と同様に、カラー表示を実現するためにカラーフィルタが使用される。
【０００７】
透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置とでは表示に用いる光源の種類および光の通過経路が異なるので、透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置とには、それぞれ異なる特性を有するカラーフィルタが用いられる。したがって、半透過型液晶表示装置に透過型液晶表示装置用のカラーフィルタまたは反射型液晶表示装置用のカラーフィルタを使用すると、以下のような問題が生じる。
【０００８】
透過型液晶表示装置では、バックライト光が液晶層を介してカラーフィルタを通過することによってカラー表示が可能となる。すなわち、光がカラーフィルタを通過する回数は１回である。したがって、カラーフィルタが光を吸収することによる光透過量の減少の影響は小さく、カラーフィルタを濃い濃度で形成することができるので、透過型液晶表示装置用のカラーフィルタは色再現範囲を広くするために濃い濃度で形成される。この透過型液晶表示装置用のカラーフィルタを半透過型液晶表示装置に使用した場合、透過型表示領域における透過率は視感度補正後で約３２％になるのに対して、反射型表示領域における透過率は約１１％になり、色再現範囲は極端に広がるけれども、非常に暗い表示特性になる。
【０００９】
一方、反射型液晶表示装置では、周囲光が一旦カラーフィルタを通過し、液晶層を介して対向基板に設けられる反射膜に達し、反射膜によって反射された光が液晶層を介して再度カラーフィルタを通過することによって、カラー表示が可能となる。すなわち、光がカラーフィルタを通過する回数は２回である。したがって、カラーフィルタが光を吸収することによる光透過量の減少の影響は大きいので、反射型液晶表示装置用のカラーフィルタは明るさを確保するために薄い濃度で形成される。この反射型液晶表示装置用のカラーフィルタを半透過型液晶表示装置に使用すると、透過型表示領域における光透過量が極端に多くなるので、色の識別が困難になり、色再現範囲が極端に狭くなる。
【００１０】
このような問題を解決するための技術として、特開平８−２８６１７８号公報に開示の技術を挙げることができる。この公報に開示の技術では、各画素部に設けるカラーフィルタに、着色された部分と着色されていない部分とを形成することによって、カラーフィルタを有する液晶表示装置における透過率を向上させることに成功している。
【００１１】
また、半透過型液晶表示装置用のカラーフィルタが開発されている。たとえば、透過型表示に使用される領域と反射型表示に使用される領域とに、それぞれに適した色特性を有する有色レジストパターンが配置されたカラーフィルタ５５が開発されている。図１８は、カラーフィルタ５５を備える半透過型液晶表示装置５の構成を簡略化して示す底面図であり、図１９は、図１８に示す半透過型液晶表示装置５の切断面線Ｂ−Ｂにおける断面構成を示す断面図である。なお、図１８において、透明絶縁性基板５１、ブラックマトリクスパターン５２、透明電極膜５６および液晶層７０は、図が錯綜して理解が困難になるので記載を省略する。
【００１２】
半透過型液晶表示装置５は、カラーフィルタ基板５０、対向基板６０およびカラーフィルタ基板５０と対向基板６０との間に挟持される液晶層７０を含む。カラーフィルタ基板５０には、透明絶縁性基板５１上に、ブラックマトリクスパターン５２、透過型表示領域９０に対応する透過型表示用有色レジストパターン５３および反射型表示領域９１に対応する反射型表示用有色レジストパターン５４を含むカラーフィルタ５５と透明電極膜５６とが形成される。対向基板６０には、透明絶縁性基板６１上に、ソース電極配線６２、ゲート電極配線６３、透過型表示領域９０に対応する透過型表示用透明電極６４、反射型表示領域９１に対応する反射型表示用反射電極６５および図示しないＴＦＴ素子部が形成される。
【００１３】
透過型表示用有色レジストパターン５３は、赤色（Ｒｅｄ；略称：Ｒ）に着色された赤色レジストパターン５３Ｒと緑色（Ｇｒｅｅｎ；略称：Ｇ）に着色された緑色レジストパターン５３Ｇと青色（Ｂｌｕｅ；略称：Ｂ）に着色された青色レジストパターン５３Ｂとを含み、バックライトからの光に対して色再現範囲が広くなるように濃い濃度で形成される。反射型表示用有色レジストパターン５４は、赤色に着色された赤色レジストパターン５４Ｒと緑色に着色された緑色レジストパターン５４Ｇと青色に着色された青色レジストパターン５４Ｂとを含み、光の透過率が高くなるように薄い濃度で形成される。これによって、色再現範囲が広く明るいカラー表示を実現している。
【００１４】
また特開２０００−２９０１２号公報に開示の技術では、反射型表示領域に対応するカラーフィルタに、着色された部分と着色されていない部分とを形成することによって、明るいカラー表示を実現している。
【００１５】
また別の技術として、反射型表示に使用されるべく予め定められる領域に対応する位置に透明なレジストパターンを形成した後スピンコータなどによって有色レジストを塗布することによって、透明なレジストパターン上に有色レジスト層を薄く形成し、透明なレジストパターンが形成された部分と形成されていない部分との段差を利用して反射型表示に使用される領域の有色レジスト層の厚みを、透過型表示に使用される領域の有色レジスト層の厚みよりも薄く形成したカラーフィルタ８３も開発されている。図２０は、カラーフィルタ８３を備える半透過型液晶表示装置８の構成を簡略化して示す底面図であり、図２１は、図２０に示す半透過型液晶表示装置８の切断面線Ｃ−Ｃにおける断面構成を示す断面図である。なお、図２０において、透明絶縁性基板５１、ブラックマトリクスパターン５２、透明電極膜５６および液晶層７０は、図が錯綜して理解が困難になるので記載を省略する。また半透過型液晶表示装置８は、図１８および図１９に示す半透過型液晶表示装置５と類似するので、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００１６】
半透過型液晶表示装置８は、カラーフィルタ基板８０、対向基板６０およびカラーフィルタ基板８０と対向基板６０との間に挟持される液晶層７０を含む。カラーフィルタ基板８０には、透明絶縁性基板５１上に、ブラックマトリクスパターン５２、透明レジストパターン８１および有色レジストパターン８２を含むカラーフィルタ８３と透明電極膜５６とが形成される。有色レジストパターン８２は、赤色に着色された赤色レジストパターン８２Ｒと緑色に着色された緑色レジストパターン８２Ｇと青色に着色された青色レジストパターン８２Ｂとを含む。
【００１７】
カラーフィルタ８３には、反射型表示領域９１の有色レジストパターン８２と透明絶縁性基板５１との間に透明レジストパターン８１が形成されているので、反射型表示領域９１の有色レジストパターン８２の厚みｔ１を、透過型表示領域９０の有色レジストパターン８２の厚みｔ２よりも薄くすることができる。これによって、反射型表示領域９１における透過率を向上させることに成功している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２８６１７８号公報に開示の技術では、透過型液晶表示装置または反射型液晶表示装置におけるカラーフィルタの構成が示されているだけであり、このカラーフィルタの構成をそのまま半透過型液晶表示装置に適用しても良好なカラー表示を実現することはできない。
【００１９】
また、図１８および図１９に示すカラーフィルタ５５の構成では、透過型表示用有色レジストパターン５３と反射型表示用有色レジストパターン５４との位置合せ精度や各パターンの仕上がり精度などが悪いと、透過型表示用有色レジストパターン５３と反射型表示用有色レジストパターン５４との重なり、または透過型表示用有色レジストパターン５３と反射型表示用有色レジストパターン５４との間の隙間が発生することがある。透過型表示用有色レジストパターン５３と反射型表示用有色レジストパターン５４との重なりが生じると、液晶パネルのセルギャップが均一にならず表示不良が発生する恐れがある。また透過型表示用有色レジストパターン５３と反射型表示用有色レジストパターン５４との間に隙間が形成されると、バックライト光または反射膜によって反射された反射光の一部がこの隙間を通過しカラーフィルタを通過しないので、色再現範囲が大幅に狭くなる恐れがある。
【００２０】
このような透過型表示用有色レジストパターン５３と反射型表示用有色レジストパターン５４との重なりおよび透過型表示用有色レジストパターン５３と反射型表示用有色レジストパターン５４との隙間を光が通過することを防止するために、透過型表示用有色レジストパターン５３と反射型表示用有色レジストパターン５４との境界部分にブラックマトリクスパターンを形成することが考えられる。ブラックマトリクスパターンの形成によって、セルギャップが均一になり、色再現範囲も広くなるけれども、画素開口率が大幅に低下するという問題がある。
【００２１】
また透過型液晶表示装置用カラーフィルタおよび反射型液晶表示装置用カラーフィルタでは、Ｒ、ＧおよびＢの各色のパターンを各１回のフォトリソグラフィプロセスによって形成するけれども、図１８および図１９に示すカラーフィルタ５５では、Ｒ、ＧおよびＢの各色のパターンを各２回のフォトリソグラフィプロセスによって形成するので、原価上昇および歩留の低下が懸念される。
【００２２】
また、特開２０００−２９０１２号公報に開示の技術では、反射型表示領域に対応するカラーフィルタに、着色された部分と着色されていない部分とを形成するので、反射膜によって反射された反射光の一部は、カラーフィルタの着色されていない部分を通過し、着色された部分を通過しない。したがって、着色されていない部分を通過した光が表示光に含まれるので、色再現範囲が狭くなる。
【００２３】
また、図２０および図２１に示すカラーフィルタ８３では、反射型表示領域９１の有色レジストパターン８２は、透明レジストパターン８１を形成した後、有色レジストを塗布することによって、透過型表示領域９０の有色レジストパターン８２と同時に形成される。このとき、有色レジストパターン８２は、透過型表示領域９０の有色レジストパターン８２が所望の厚みになるように、透過型表示領域９０の有色レジストパターン８２の厚みを基準にして形成される。すなわち、反射型表示領域９１の透明レジストパターン８１上に形成される有色レジストパターン８２の厚みｔ１は、下層の透明レジストパターン８１の厚みと透過型表示領域９０に形成される有色レジストパターン８２の厚みｔ２によって副次的に決まるので、反射型表示領域９１の有色レジストパターン８２の厚みｔ１の精度は、透過型表示領域９０の有色レジストパターン８２の厚みｔ２の精度よりも悪くなる。したがって、反射型表示領域９１の有色レジストパターン８２の厚みｔ１のばらつきは、透過型表示領域９０の有色レジストパターン８２の厚みｔ２のばらつきよりも大きくなるので、反射型表示領域９１では色再現範囲および光透過量が大きくばらつき、色特性のばらつきが大きくなる。
【００２４】
また反射型表示領域９１における透過率をさらに向上させ、より明るい表示を得るために、反射型表示領域９１の有色レジストパターン８２の厚みｔ１を、透過型表示領域９０の有色レジストパターン８２の厚みｔ２に比べてさらに薄くすることが考えられる。この場合、透過型表示領域９０の有色レジストパターン８２の厚みｔ２は変更せずに、反射型表示領域９１の有色レジストパターン８２の厚みｔ１のみを薄くするために、下層の透明レジストパターン８１の厚みを厚くする必要がある。しかしながら、透明レジストパターン８１を厚く形成し、その上にスピンコータなどによって有色レジストを塗布すると、放射状のむらが発生するので、有色レジストパターン８２を基板上に均一に形成することはできない。したがって、カラーフィルタ８３の構成では、反射型表示領域９１の有色レジストパターン８２の厚みｔ１を、透過型表示領域９０の有色レジストパターン８２の厚みｔ２に比べて一層薄くすること、特にｔ１をｔ２の０．５倍より小さくする（ｔ１＜０．５ｔ２）ことは困難である。
【００２５】
本発明の目的は、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置に使用されるカラーフィルタのＲ、ＧおよびＢの各色のレジストパターンを各１回で形成することができ、透過型表示領域および反射型表示領域における色特性のばらつきの小さいカラーフィルタおよびその製造方法、ならびに前記カラーフィルタを備える液晶表示装置を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に形成され、透過型表示に使用される領域と反射型表示に使用される領域とを有するカラーフィルタであって、前記反射型表示に使用される領域の有色層の厚みｄ１は、前記透過型表示に使用される領域の有色層の厚みｄ２よりも薄い（ｄ１＜ｄ２）ことを特徴とするカラーフィルタである。
【００２７】
本発明に従えば、カラーフィルタは、基板上に形成され、透過型表示に使用される領域と反射型表示に使用される領域とを有し、前記反射型表示に使用される領域の有色層の厚みｄ１は、前記透過型表示に使用される領域の有色層の厚みｄ２よりも薄い（ｄ１＜ｄ２）。このことによって、前記反射型表示に使用される領域における透過率を向上させ、前記透過型表示に使用される領域における透過率よりも高くすることができるので、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置に使用した場合、反射型表示領域における色特性を、透過型表示領域における色特性に近づけることができ、色再現範囲が広く明るい表示を実現することのできるカラーフィルタを得ることができる。
【００２８】
また本発明は、前記反射型表示に使用される領域の有色層は、前記基板に接して形成されることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、前記反射型表示に使用される領域の有色層は、前記基板に接して形成される。すなわち、前記反射型表示に使用される領域の有色層は、他の層を介することなく前記透過型表示に使用される領域の有色層と同時に前記基板上に形成された後、厚みを調整されるので、前記反射型表示に使用される領域の有色層の厚みｄ１は、他の層の厚みおよび前記透過型表示に使用される領域の有色層の厚みｄ２の影響を受けない。したがって、前記厚みｄ１のばらつきを小さくすることができるので、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置に使用した場合の透過型表示領域および反射型表示領域における色特性のばらつきを小さくすることができる。
【００３０】
また本発明は、前記厚みｄ１は、前記厚みｄ２の０．５倍以下である（ｄ１≦０．５ｄ２）ことを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、前記厚みｄ１は、前記厚みｄ２の０．５倍以下である（ｄ１≦０．５ｄ２）。このことによって、前記反射型表示に使用される領域における透過率をさらに向上させることができるので、より明るい表示を実現することができる。
【００３２】
また本発明は、前記カラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置である。
【００３３】
本発明に従えば、液晶表示装置は、前記カラーフィルタを備える。このことによって、透過型表示と反射型表示との両方において、色再現範囲が広く明るい表示の可能な液晶表示装置を実現することができる。
【００３４】
また本発明は、透過型表示に使用される領域と反射型表示に使用される領域とを有するカラーフィルタの製造方法であって、基板上に、感光性を有する有色層を形成する工程と、前記感光性を有する有色層に対して、前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部が形成され、前記反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部と未硬化部とが形成されるように、露光を施す工程と、前記硬化部以外の前記感光性を有する有色層を除去する工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００３５】
本発明に従えば、透過型表示に使用される領域と反射型表示に使用される領域とを有するカラーフィルタは、基板上に、感光性を有する有色層を形成する工程と、前記有色層に対して、前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部が形成され、前記反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部と未硬化部とが形成されるように、露光を施す工程と、前記硬化部以外の前記有色層を除去する工程とを経て製造される。前述の露光を施す工程において露光量を変化させることによって、前記反射型表示に使用される領域の前記有色層の厚みｄ１を変えることができるので、容易に前記反射型表示に使用される領域における光学特性を広い範囲で変更することができる。すなわち、１回のフォトリソグラフィプロセスによって、前記反射型表示に使用される領域に、前記透過型表示に使用される領域の前記有色層の厚みｄ２よりも薄い厚みｄ１（ｄ１＜ｄ２）の前記有色層を形成し、前記反射型表示に使用される領域における透過率を向上させ、前記透過型表示に使用される領域における透過率よりも高くすることができることができる。このことによって、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置に使用した場合、反射型表示領域における色特性を、透過型表示領域における色特性に近づけることができ、色再現範囲が広く明るい表示を実現することのできるカラーフィルタを得ることができる。また、前記反射型表示に使用される領域の前記有色層は、他の層を介することなく前記透過型表示に使用される領域の前記有色層と同時に前記基板上に形成された後、厚みを調整されるので、前記反射型表示に使用される領域の前記有色層の厚みｄ１は、他の層の厚みおよび前記透過型表示に使用される領域の前記有色層の厚みｄ２の影響を受けない。したがって、前記厚みｄ１のばらつきを小さくすることができるので、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置に使用した場合の透過型表示領域および反射型表示領域における色特性のばらつきを小さくすることができる。
【００３６】
また本発明は、前記感光性を有する有色層は、光が照射された部分が硬化する感光性を有し、前記感光性を有する有色層に対して、前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部が形成され、前記反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部と未硬化部とが形成されるように、露光を施す工程は、前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置の前記感光性を有する有色層に対して、前記基板に接しない表面側から光を照射する工程と、前記反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置および前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置の前記感光性を有する有色層に対して、前記基板に接する表面側から光を照射する工程とを含むことを特徴とする。
【００３７】
本発明に従えば、感光性を有する有色層は、光が照射された部分が硬化する感光性を有し、前記有色層に対して、前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部が形成され、前記反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置に硬化部と未硬化部とが形成されるように、露光を施す工程は、前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置の前記有色層に対して、前記基板に接しない表面側から光を照射する工程と、前記反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置および前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置の前記有色層に対して、前記基板に接する表面側から光を照射する工程とを含む。このことによって、前記反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置および前記透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置の前記有色層に対し、前記基板に接する表面側から照射する光の照射量によって、前記反射型表示に使用される領域の前記有色層の厚みｄ１を決定することができるので、前記厚みｄ１のばらつきを極めて小さくすることができ、均一な色特性を得ることができる。
【００３８】
また本発明は、前記基板上に、感光性を有する有色層を形成する工程は、支持体上に、前記感光性を有する有色層を形成する工程と、支持体上に形成された前記感光性を有する有色層を前記基板上に貼着する工程とを含むことを特徴とする。
【００３９】
本発明に従えば、支持体上に、感光性を有する有色層を形成し、支持体上に形成された前記有色層を前記基板上に貼着することによって、前記基板上に、前記有色層が形成される。このようにして、前記有色層を前記基板上に均一に、高歩留で形成することができ、色特性のばらつきを小さくすることができる。また、前記基板上に形成される前記有色層は、表面上に支持体を有し、前記支持体が前記有色層の保護層として機能するので、前記有色層を傷つけることなく、前記基板を裏返して光を照射することができる。したがって、透過型液晶表示装置用のカラーフィルタまたは反射型液晶表示装置用のカラーフィルタの製造設備において、前記基板の一方の表面側から光を照射できるように露光装置を設けるだけで、前記有色層に対して前記基板の両表面側から光を照射することができる。
【００４０】
また本発明は、前記基板上に、感光性を有する有色層を形成する工程は、有色感光性材料を前記基板上に塗布する工程であることを特徴とする。
【００４１】
本発明に従えば、前記基板上に、感光性を有する有色層を形成する工程は、有色感光性材料を前記基板上に塗布する工程である。このことによって、製造工程数を増加させることなく、前記基板上に感光性を有する有色層を均一に形成することができ、色特性のばらつきを小さくすることができるので、生産性がよい。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態であるカラーフィルタ１４を備える半透過型液晶表示装置１の構成を簡略化して示す底面図であり、図２は、図１に示す半透過型液晶表示装置１の切断面線Ａ−Ａにおける断面構成を示す断面図である。なお、図１において、透明絶縁性基板１１、ブラックマトリクスパターン１２、透明電極膜１５および液晶層３０は、図が錯綜して理解が困難になるので記載を省略する。
【００４３】
半透過型液晶表示装置１は、カラーフィルタ基板１０、対向基板２０、およびカラーフィルタ基板１０と対向基板２０との間に挟持される液晶層３０を含む。カラーフィルタ基板１０には、ガラスなどからなる透明絶縁性基板１１上に、ブラックマトリクスパターン１２が所定のパターンに形成され、ブラックマトリクスパターン１２に囲まれて、赤色（Ｒ）に着色された赤色レジストパターン１３Ｒ、緑色（Ｇ）に着色された緑色レジストパターン１３Ｇおよび青色（Ｂ）に着色された青色レジストパターン１３Ｂが所定のパターンに形成され、ブラックマトリクスパターン１２と赤色レジストパターン１３Ｒと緑色レジストパターン１３Ｇと青色レジストパターン１３Ｂとを含むカラーフィルタ１４上に透明電極膜１５が形成される。赤色レジストパターン１３Ｒ、緑色レジストパターン１３Ｇおよび青色レジストパターン１３Ｂは、有色層である有色レジスト層１３で形成される。対向基板２０には、ガラスなどからなる透明絶縁性基板２１上に、ソース電極配線２２、ゲート電極配線２３、透過型表示領域４０に対応する透過型表示用透明電極２４、反射型表示領域４１に対応する反射型表示用反射電極２５および図示しないＴＦＴ素子部が形成される。
【００４４】
半透過型液晶表示装置１は、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置である。半透過型液晶表示装置１では、赤色、緑色および青色の３色の有色レジストパターン、すなわち赤色レジストパターン１３Ｒ、緑色レジストパターン１３Ｇおよび青色レジストパターン１３Ｂを透明絶縁性基板１１上に並べて配置したカラーフィルタ１４を使用し、液晶層３０に印加する電圧を制御することによって各色の有色レジストパターンを透過する光量を調整し、透過した光を混色することによって様々な色を表示する加法混色法を用いてカラー表示を実現する。
【００４５】
図２に示すように、カラーフィルタ１４の有色レジスト層１３は、対向基板２０の透過型表示用透明電極２４および反射型表示用反射電極２５それぞれに対応し、反射型表示に使用される領域すなわち反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３の厚みｄ１は、透過型表示に使用される領域すなわち透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３の厚みｄ２よりも薄く（ｄ１＜ｄ２）なっている。このことによって、カラーフィルタ１４の反射型表示領域４１に対応する位置における透過率を向上させ、透過型表示領域４０に対応する位置における透過率よりも高くすることができるので、半透過型液晶表示装置１の反射型表示領域４１における色特性を、透過型表示領域４０における色特性に近づけることができる。したがって、半透過型液晶表示装置１では、透過型表示と反射型表示との両方において、色再現範囲が広く明るい表示が可能である。
【００４６】
前記厚みｄ１は、前記厚みｄ２の０．５倍以下である（ｄ１≦０．５ｄ２）ことが好ましい。このことによって、カラーフィルタ１４の反射型表示領域４１に対応する位置における透過率をさらに向上させることができるので、より明るい表示を実現することができる。
【００４７】
図１および図２に示す半透過型液晶表示装置１に備わるカラーフィルタ１４の製造方法を説明する。図３〜図７は、カラーフィルタ１４の製造における各工程の状態を模式的に示す断面図である。なお、本実施形態では赤色レジストパターン１３Ｒ、緑色レジストパターン１３Ｇおよび青色レジストパターン１３Ｂの順に形成するものとする。
【００４８】
図３は、透明絶縁性基板１１上に、ブラックマトリクスパターン１２および有色レジスト層１３を形成した状態を示す図である。
【００４９】
まず、ガラスなどからなる透明絶縁性基板１１上に、スパッタ法などによってブラックマトリクスパターン１２となる金属膜を形成し、フォトリソグラフィプロセスおよびエッチング処理によって、所定のパターンのブラックマトリクスパターン１２を形成する。
【００５０】
ブラックマトリクスパターン１２が形成された透明絶縁性基板１１上に、スピンコータなどを用いて有色感光性材料である赤色の有色レジストを均一な厚みになるように塗布し、感光性を有する有色層である有色レジスト層１３を形成する。有色レジスト層１３は、光が照射された部分が硬化する感光性を有する材料で形成される。
【００５１】
形成された有色レジスト層１３に対して、以下のように露光を施す。
図４は、透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３に対して、透明絶縁性基板１１に接しない表面側から光を照射した状態を示す図である。所定のパターンに形成されたフォトマスク１７を用いて、透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置すなわち透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３に対して、透明絶縁性基板１１に接しない表面側、すなわち参照符４２の方向から光を照射し、透過型表示領域４０に対応する位置に硬化部１６ａを形成する。
【００５２】
図５は、反射型表示領域４１に対応する位置および透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３に対して、透明絶縁性基板１１に接する表面側から光を照射した状態を示す図である。透明絶縁性基板１１に接しない表面側からの露光処理後、所定のパターンに形成されたフォトマスク１８を用いて、反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置すなわち反射型表示領域４１に対応する位置および透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３に対して、透明絶縁性基板１１に接する表面側、すなわち参照符４３の方向から光を照射し、反射型表示領域４１に対応する位置に硬化部１６ｃと未硬化部１６ｂとを形成する。図５に示す工程において、図４に示す工程で使用する露光装置と同じ露光装置を使用して露光を施す場合、透明絶縁性基板１１を裏返して露光装置内の保持台である露光ステージに保持する必要があるので、有色レジスト層１３が直接露光ステージに接し、有色レジスト層１３に傷が発生する。したがって、図５に示す工程では、図４に示す工程で使用する露光装置と異なり、透明絶縁性基板１１を裏返すことなく透明絶縁性基板１１が接するように保持した状態で、有色レジスト層１３に対して透明絶縁性基板１１に接する表面側から光を照射できる露光装置が必要である。
【００５３】
以上のように露光を施すことによって、透過型表示領域４０に対応する位置に硬化部１６ａが形成され、反射型表示領域４１に対応する位置に硬化部１６ｃと未硬化部１６ｂとが形成される。
【００５４】
図６は、赤色レジストパターン１３Ｒを形成した状態を示す図である。透明絶縁性基板１１に接する表面側からの露光処理が施された透明絶縁性基板１１に対して現像処理を施すことによって、前述の図５に示す硬化部１６ａおよび硬化部１６ｃ以外の不要な有色レジスト層１３を除去する。これによって、反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３の厚みｄ１が、透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３の厚みｄ２よりも薄い（ｄ１＜ｄ２）赤色レジストパターン１３Ｒが形成される。
【００５５】
図７は、カラーフィルタ１４を形成した状態を示す図である。赤色レジストパターン１３Ｒと同様にして、緑色レジストパターン１３Ｇおよび青色レジストパターン１３Ｂを順に形成し、カラーフィルタ１４を得る。
【００５６】
以上のように、本実施形態によるカラーフィルタ１４の製造方法では、前述の図４および図５に示す露光工程において露光量を変化させることによって、反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３の厚みｄ１を変えることができるので、容易に反射型表示領域４１に対応する位置における光学特性を広い範囲で変更することができる。すなわち、図３に示すように有色レジスト層１３を形成し、図４および図５に示すように露光を施すという１回のフォトリソグラフィプロセスによって、反射型表示領域４１に対応する位置に、透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３の厚みｄ２よりも薄い厚みｄ１（ｄ１＜ｄ２）の有色レジスト層１３を形成し、カラーフィルタ１４の反射型表示領域４１に対応する位置における透過率を向上させ、透過型表示領域４０に対応する位置における透過率よりも高くすることができる。このことによって、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する半透過型液晶表示装置１に使用した場合、反射型表示領域４１における色特性を、透過型表示領域４０における色特性に近づけることができ、色再現範囲が広く明るい表示を実現することのできるカラーフィルタ１４を得ることができる。
【００５７】
また、反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３は、透明絶縁性基板１１に接して形成される。すなわち、反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３は、他の層を介することなく透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３と同時に透明絶縁性基板１１上に形成された後、厚みを調整されるので、前記厚みｄ１は、他の層の厚みおよび前記厚みｄ２の影響を受けない。したがって、前記厚みｄ１のばらつきを小さくすることができるので、半透過型液晶表示装置１に使用した場合の透過型表示領域４０および反射型表示領域４１における色特性のばらつきを小さくすることができる。
【００５８】
また、前述の図５に示す工程において、反射型表示領域４１に対応する位置および透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３に対し、透明絶縁性基板１１に接する表面側から照射する光の照射量によって、前記厚みｄ１を決定することができるので、前記厚みｄ１のばらつきを極めて小さくすることができ、均一な色特性を得ることができる。また前記厚みｄ１を、容易に前記厚みｄ２の０．５倍以下（ｄ１≦０．５ｄ２）にすることができる。
【００５９】
また、前述の図３に示すように、有色レジスト層１３は、有色感光性材料である有色レジストを透明絶縁性基板１１上に塗布することによって形成される。したがって、製造工程数を増加させることなく、透明絶縁性基板１１上に有色レジスト層１３を均一に形成することができ、色特性のばらつきを小さくすることができるので、生産性がよい。
【００６０】
図８は、本発明の第２の実施の形態であるカラーフィルタ１４０を備える半透過型液晶表示装置２の構成を簡略化して示す概略断面図である。本実施の形態の半透過型液晶表示装置２は、実施の第１形態の半透過型液晶表示装置１と類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６１】
注目すべきは、カラーフィルタ１４０の赤色レジストパターン１３０Ｒ、緑色レジストパターン１３０Ｇおよび青色レジストパターン１３０Ｂが、透明絶縁性基板１１上に貼着されてなる有色レジスト層１３０で形成されていることである。
【００６２】
図８に示す半透過型液晶表示装置２に備わるカラーフィルタ１４０の製造方法を説明する。図９〜図１１、図１３、図１４および図１６は、カラーフィルタ１４０の製造における各工程の状態を模式的に示す断面図である。本実施の形態のカラーフィルタ１４０の製造方法は、実施の第１形態のカラーフィルタ１４の製造方法と類似するので、同様の工程については説明を省略し、異なる工程について以下に説明する。
【００６３】
本実施の形態では、実施の第１形態における有色感光性材料である有色レジストを透明絶縁性基板１１上に塗布する工程と、図５に示す参照符４３の方向から露光を施す工程とに代えて、支持体フィルム１３１上に、有色レジスト層１３０を形成する工程と、支持体フィルム１３１上に形成された有色レジスト層１３０を透明絶縁性基板１１上に貼着する工程と、図１１に示す参照符４４の方向から露光を施す工程とを行う。
【００６４】
図９は、透明絶縁性基板１１上に、ブラックマトリクスパターン１２を形成した後、有色有機フィルム１３２を貼着した状態を示す図である。
【００６５】
まず、支持体である支持体フィルム１３１上に、有色感光性材料、たとえば有色有機レジストを塗布し乾燥させることによって、感光性を有する有色層である有色レジスト層１３０を形成する。これによって、支持体フィルム１３１上に有色レジスト層１３０が形成された有色有機フィルム１３２を得る。有色レジスト層１３０は、光が照射された部分が硬化する感光性を有する材料で形成される。支持体フィルム１３１には、後述する有色レジスト層１３０に対する露光工程において露光に使用される光を透過させる性質を有するものが用いられる。たとえば、後述する有色レジスト層１３０に対する露光工程において３６５ｎｍ近傍の紫外線を使用する場合には、支持体フィルム１３１に３６５ｎｍ近傍の紫外線を透過させる性質を有するものを用いた有色有機フィルム１３２、具体的には富士写真フィルム株式会社製のトランサーフィルム（商品名）などを用いる。また支持体フィルム１３１の厚みは、透明絶縁性基板１１の厚みよりも薄くなっている。
【００６６】
得られた有色有機フィルム１３２を、実施の第１形態と同様にして所定のパターンのブラックマトリクスパターン１２が形成された透明絶縁性基板１１上に貼着する。すなわち、支持体フィルム１３１上に形成された有色レジスト層１３０を透明絶縁性基板１１上に貼着することによって、透明絶縁性基板１１上に有色レジスト層１３０を形成する。このようにして、有色レジスト層１３０を透明絶縁性基板１１上に均一に、高歩留で形成することができ、半透過型液晶表示装置１に使用した場合の色特性のばらつきを小さくすることができる。
【００６７】
形成された有色レジスト層１３０に対して、以下のように露光を施す。
図１０は、透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３０に対して、透明絶縁性基板１１に接しない表面側から光を照射した状態を示す図である。実施の第１形態と同様にして、所定のパターンに形成されたフォトマスク１７を用いて、透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３０に対して、透明絶縁性基板１１に接しない表面側、すなわち参照符４２の方向から光を照射し、透過型表示領域４０に対応する位置に硬化部１６０ａを形成する。支持体フィルム１３１は、前述のように露光に使用される光を透過させる性質を有するので、支持体フィルム１３１を透過させて有色レジスト層１３０を露光することができる。
【００６８】
図１１は、反射型表示領域４１に対応する位置および透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３０に対して、透明絶縁性基板１１に接する表面側から光を照射した状態を示す図である。透明絶縁性基板１１に接しない表面側からの露光処理が施された透明絶縁性基板１１を裏返し、所定のパターンに形成されたフォトマスク１９を用いて、反射型表示領域４１に対応する位置および透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３０に対して、透明絶縁性基板１１に接する表面側、すなわち参照符４４の方向から光を照射し、反射型表示領域４１に対応する位置に硬化部１６０ｃと未硬化部１６０ｂとを形成する。このとき、透明絶縁性基板１１上に形成される有色レジスト層１３０は、表面上に支持体フィルム１３１を有し、支持体フィルム１３１が有色レジスト層１３０の保護層として機能するので、有色レジスト層１３０を傷つけることなく、透明絶縁性基板１１を裏返して光を照射することができる。すなわち、透明絶縁性基板１１を裏返して露光装置内の露光ステージに保持しても有色レジスト層１３０に傷などは発生しないので、図１１に示す工程では、図１０に示す工程で使用する露光装置と同じ露光装置を使用して露光を施すことができる。したがって、本実施形態では、透過型液晶表示装置用のカラーフィルタまたは反射型液晶表示装置用のカラーフィルタの製造設備において、透明絶縁性基板１１の一方の表面側から光を照射できるように露光装置を設けるだけで、有色レジスト層１３０に対して透明絶縁性基板１１の両表面側から光を照射することができる。
【００６９】
以上のように露光を施すことによって、実施の第１形態と同様に、透過型表示領域４０に対応する位置に硬化部１６０ａが形成され、反射型表示領域４１に対応する位置に硬化部１６０ｃと未硬化部１６０ｂとが形成される。
【００７０】
なお、図１０および図１１に示す露光工程では、露光に使用する露光装置の焦点位置がずれると、パターン精度が低下する。この焦点位置のずれは、図１０に示す露光工程では、投影レンズを有する逐次式露光装置（別称：ステップアンドリピート式露光装置）を用いる場合には焦点位置を補正する機構によって、またプロキシミティギャップ方式露光装置を用いる場合には露光ステージの高さを調整する機構によって最小限に抑えることができる。
【００７１】
これに対して、図１１に示す露光工程では、支持体フィルム１３１の厚みよりも厚い厚みを有する透明絶縁性基板１１を介して有色レジスト層１３０を露光するので、図１０に示す露光工程よりも焦点位置がずれやすく、前述の焦点位置を補正する機構または露光ステージの高さを調整する機構などを用いても、焦点位置のずれを抑制することは難しい。したがって、この場合には、露光に用いるフォトマスク１９の設計値を補正することによって、焦点位置のずれによるパターン精度への影響を抑える。
【００７２】
図１２は、露光量とフォトマスクの設計値に対する線幅シフト量との関係を示す図であり、図１２において、横軸は露光量（ｍＪ／ｃｍ２）を示し、縦軸はフォトマスクの設計値に対する線幅シフト量（μｍ）を示す。ここで、フォトマスクの設計値に対する線幅シフト量とは、露光によって得られるパターンの線幅のフォトマスクの設計値からのずれのことである。図１２（ａ）は、有色レジスト層１３０が赤色（Ｒ）のレジストで形成された場合を示す図であり、図１２（ｂ）は、緑色（Ｇ）のレジストで形成された場合を示す図であり、図１２（ｃ）は、青色（Ｂ）のレジストで形成された場合を示す図である。図１２では、有色レジスト層１３０に対して、透明絶縁性基板１１に接しない表面側から露光を施した場合１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂと、透明絶縁性基板１１に接する表面側から露光を施した場合１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂとを示す。また図１２では、有色レジスト層１３０に対して、透明絶縁性基板１１に接しない表面側から施す露光を表面露光と表記し、透明絶縁性基板１１に接する表面側から施す露光を裏面露光と表記する。なお、露光に際し、露光装置にはプロキシミティギャップ方式露光装置を使用し、露光ステージの高さを補正する機構は使用しなかった。
【００７３】
図１２に示すように、赤色、緑色および青色のいずれの有色レジスト層１３０の場合も、透明絶縁性基板１１に接しない表面側から露光を施した場合１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの線幅シフト量よりも、透明絶縁性基板１１に接する表面側から露光を施した場合１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂの線幅シフト量の方が大きくなっているけれども、透明絶縁性基板１１に接する表面側から露光を施した場合１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂの線幅シフト量は、露光量の増加に伴って増加し、透明絶縁性基板１１に接する表面側から露光を施した場合１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂの露光量と線幅シフト量との関係は安定している。したがって、露光量と線幅シフト量との関係を考慮してフォトマスクの設計値を補正することによって、透明絶縁性基板１１に接する表面側からの露光においても所望の線幅を確保し、高いパターン精度を得ることができる。
【００７４】
なお、前述の実施の第１形態における図５に示す露光工程においても、本実施形態と同様に、露光に使用するフォトマスク１８の設計値を補正することによって、焦点位置のずれによるパターン精度への影響を抑えることができる。
【００７５】
図１３は、有色レジスト層１３０から支持体フィルム１３１を剥離する様子を示す図である。透明絶縁性基板１１に接する表面側からの露光処理後、有色レジスト層１３０から支持体フィルム１３１を剥離する。支持体フィルム１３１の剥離方法としては、粘着テープなどを使用して剥離する方法が多用されている。
【００７６】
図１４は、赤色レジストパターン１３０Ｒを形成した状態を示す図である。支持体フィルム１３１が剥離された透明絶縁性基板１１に対して、実施の第１形態と同様にして現像処理を施すことによって、前述の図１３に示す硬化部１６０ａおよび硬化部１６０ｃ以外の不要な有色レジスト層１３０を除去する。これによって、実施の第１形態と同様に、反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３０の厚みｄ１が、透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３０の厚みｄ２よりも薄い（ｄ１＜ｄ２）赤色レジストパターン１３０Ｒが形成される。
【００７７】
図１５は、露光量と露光によって得られるパターンの厚みとの関係を示す図であり、図１５において、横軸は露光量（ｍＪ／ｃｍ２）を示し、縦軸は厚み（μｍ）を示す。図１５（ａ）は、有色レジスト層１３０が赤色（Ｒ）のレジストで形成された場合を示す図であり、図１５（ｂ）は、緑色（Ｇ）のレジストで形成された場合を示す図であり、図１５（ｃ）は、青色（Ｂ）のレジストで形成された場合を示す図である。図１５では、有色レジスト層１３０に対して、透明絶縁性基板１１に接しない表面側から露光を施した場合１０２Ｒ、１０２Ｇおよび１０２Ｂと、透明絶縁性基板１１に接する表面側から露光を施した場合１０３Ｒ、１０３Ｇおよび１０３Ｂとを示す。また図１５では、図１２と同様に、有色レジスト層１３０に対して、透明絶縁性基板１１に接しない表面側から施す露光を表面露光と表記し、透明絶縁性基板１１に接する表面側から施す露光を裏面露光と表記する。
【００７８】
図１５に示すように、赤色、緑色および青色のいずれの有色レジスト層１３０の場合も、透明絶縁性基板１１に接する表面側から露光を施した場合１０３Ｒ、１０３Ｇおよび１０３Ｂに得られるパターンの厚みは露光量の増加に伴って増加し、露光量と透明絶縁性基板１１に接する表面側から露光を施した場合１０３Ｒ、１０３Ｇおよび１０３Ｂに得られるパターンの厚みとの関係は安定している。また透明絶縁性基板１１に接する表面側から露光を施した場合１０３Ｒ、１０３Ｇおよび１０３Ｂに得られるパターンの厚みは、透明絶縁性基板１１に接しない表面側から露光を施した場合１０２Ｒ、１０２Ｇおよび１０２Ｂに得られるパターンの厚みを１としたときの０．５以下になっている。したがって、前述の図１１に示す工程において、反射型表示領域４１に対応する位置および透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３０に対し、透明絶縁性基板１１に接する表面側から照射する光の照射量によって、反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３０の厚みｄ１を決定することができる。また前記厚みｄ１を、容易に透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３０の厚みｄ２の０．５倍以下（ｄ１≦０．５ｄ２）にすることができる。
【００７９】
図１６は、カラーフィルタ１４０を形成した状態を示す図である。赤色レジストパターン１３０Ｒと同様にして、緑色レジストパターン１３０Ｇおよび青色レジストパターン１３０Ｂを順に形成する。
【００８０】
以上の工程以外は、実施の第１形態と同様にして、カラーフィルタ１４０を得る。
【００８１】
以上のように、本実施形態によるカラーフィルタ１４０の製造方法では、実施の第１形態と同様に、前述の図１０および図１１に示す露光工程において露光量を変化させることによって、反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３０の厚みｄ１を変えることができるので、容易に反射型表示領域４１に対応する位置における光学特性を広い範囲で変更することができる。したがって、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する半透過型液晶表示装置２に使用した場合、反射型表示領域４１における色特性を、透過型表示領域４０における色特性に近づけることができ、色再現範囲が広く明るい表示を実現することのできるカラーフィルタ１４０を得ることができる。
【００８２】
また、実施の第１形態と同様に、反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３０は、他の層を介することなく透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３０と同時に透明絶縁性基板１１上に形成された後、厚みを調整されるので、前記厚みｄ１のばらつきを小さくすることができ、半透過型液晶表示装置２に使用した場合の透過型表示領域４０および反射型表示領域４１における色特性のばらつきを小さくすることができる。
【００８３】
また、実施の第１形態と同様に、前述の図１１に示す工程において照射する光の照射量によって、前記厚みｄ１を決定することができるので、前記厚みｄ１のばらつきを極めて小さくすることができ、均一な色特性を得ることができる。また前記厚みｄ１を、容易に前記厚みｄ２の０．５倍以下（ｄ１≦０．５ｄ２）にすることができる。
【００８４】
図１７は、カラーフィルタ１４０を備える半透過型液晶表示装置２の反射型表示領域４１における光学特性１０４および透過型表示領域４０における光学特性１０５、ならびに一般的な反射型液晶表示装置における光学特性１０６を示す図である。図１７において、横軸は色再現範囲（％）を示し、縦軸は白表示時の透過率（％）を示す。また図１７において、反射型表示領域４１における光学特性１０４は、反射型表示領域４１に対応する位置の有色レジスト層１３０の厚みｄ１を変化させ白表示時の透過率を変化させたときの反射型表示領域４１における色再現範囲の変化を示す。
【００８５】
図１７に示すように、カラーフィルタ１４０を備える半透過型液晶表示装置２では、反射型表示領域４１における光学特性１０４を、透過型表示領域４０における光学特性１０５に近づけ、色再現範囲が広く明るい表示を実現することができる。また、反射型表示領域４１における光学特性１０４を、一般的な反射型液晶表示装置の光学特性１０６に近づけ、より明るい表示を実現することもできる。
【００８６】
以上に述べたように、本発明の第１および第２の実施の形態では、赤色、緑色および青色の各色の有色レジストパターンは、赤色レジストパターン、緑色レジストパターンおよび青色レジストパターンの順に形成されるけれども、これに限定されることなく、どのような順序で形成してもよい。また有色レジストパターンの色は、赤色、緑色および青色の３色であるけれども、これに限定されることなく、他の色の有色レジストパターンを形成し、それらの有色レジストパターンを透過する光を混色することによってカラー表示を実現してもよい。
【００８７】
また、ブラックマトリクスパターン１２は、金属膜によって形成されるけれども、これに限定されることなく、遮光性および感光性を有する樹脂、たとえばブラックマトリクス用有色レジストを用いて形成してもよい。この場合には、透明絶縁性基板１１上に、スピンコータなどによってブラックマトリクス用有色レジストなどを塗布する、または表面上にブラックマトリクス用有色レジストなどが塗布された有色有機フィルムを貼着することによって有色レジスト層を形成し、フォトリソグラフィプロセスによって、所定のパターンのブラックマトリクスパターン１２を形成する。
【００８８】
また、有色レジスト層１３，１３０は、光が照射された部分が硬化する感光性を有する材料で形成されるけれども、これに限定されることなく、光が照射された部分が現像剤に対して可溶な状態に変化する感光性を有する材料で形成してもよい。この場合には、前述の露光工程において用いるフォトマスクのパターンを変更する。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、反射型表示に使用される領域における透過率を向上させ、透過型表示に使用される領域における透過率よりも高くすることができるので、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置に使用した場合、反射型表示領域における色特性を、透過型表示領域における色特性に近づけることができ、色再現範囲が広く明るい表示を実現することのできるカラーフィルタを得ることができる。
【００９０】
また本発明によれば、反射型表示に使用される領域の有色層の厚みのばらつきを小さくすることができるので、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置に使用した場合の透過型表示領域および反射型表示領域における色特性のばらつきを小さくすることができる。
【００９１】
また本発明によれば、反射型表示に使用される領域における透過率をさらに向上させることができるので、より明るい表示を実現することができる。
【００９２】
また本発明によれば、透過型表示と反射型表示との両方において、色再現範囲が広く明るい表示の可能な液晶表示装置を実現することができる。
【００９３】
また本発明によれば、反射型表示に使用される領域に、透過型表示に使用される領域の有色層の厚みよりも薄い厚みの有色層を形成し、反射型表示に使用される領域における透過率を向上させ、透過型表示に使用される領域における透過率よりも高くすることができるので、透過型表示と反射型表示との両方の表示を実現する液晶表示装置に使用した場合、反射型表示領域における色特性を、透過型表示領域における色特性に近づけることができ、色再現範囲が広く明るい表示を実現することのできるカラーフィルタを得ることができる。
【００９４】
また本発明によれば、反射型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置および透過型表示に使用される領域となるべく予め定められる位置の有色層に対し、基板に接する表面側から照射する光の照射量によって、反射型表示に使用される領域の有色層の厚みを決定することができるので、反射型表示に使用される領域の有色層の厚みのばらつきを極めて小さくすることができ、均一な色特性を得ることができる。
【００９５】
また本発明によれば、感光性を有する有色層を基板上に均一に、高歩留で形成することができ、色特性のばらつきを小さくすることができるとともに、透過型液晶表示装置用のカラーフィルタまたは反射型液晶表示装置用のカラーフィルタの製造設備において、基板の一方の表面側から光を照射できるように露光装置を設けるだけで、有色層に対して基板の両表面側から光を照射することができる。
【００９６】
また本発明によれば、製造工程数を増加させることなく、基板上に感光性を有する有色層を均一に形成することができ、色特性のばらつきを小さくすることができるので、生産性がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるカラーフィルタ１４を備える半透過型液晶表示装置１の構成を簡略化して示す底面図である。
【図２】図１に示す半透過型液晶表示装置１の切断面線Ａ−Ａにおける断面構成を示す断面図である。
【図３】透明絶縁性基板１１上に、ブラックマトリクスパターン１２および有色レジスト層１３を形成した状態を示す図である。
【図４】透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３に対して、透明絶縁性基板１１に接しない表面側から光を照射した状態を示す図である。
【図５】反射型表示領域４１に対応する位置および透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３に対して、透明絶縁性基板１１に接する表面側から光を照射した状態を示す図である。
【図６】赤色レジストパターン１３Ｒを形成した状態を示す図である。
【図７】カラーフィルタ１４を形成した状態を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態であるカラーフィルタ１４０を備える半透過型液晶表示装置２の構成を簡略化して示す概略断面図である。
【図９】透明絶縁性基板１１上に、ブラックマトリクスパターン１２を形成した後、有色有機フィルム１３２を貼着した状態を示す図である。
【図１０】透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３０に対して、透明絶縁性基板１１に接しない表面側から光を照射した状態を示す図である。
【図１１】反射型表示領域４１に対応する位置および透過型表示領域４０に対応する位置の有色レジスト層１３０に対して、透明絶縁性基板１１に接する表面側から光を照射した状態を示す図である。
【図１２】露光量とフォトマスクの設計値に対する線幅シフト量との関係を示す図である。
【図１３】有色レジスト層１３０から支持体フィルム１３１を剥離する様子を示す図である。
【図１４】赤色レジストパターン１３０Ｒを形成した状態を示す図である。
【図１５】露光量と露光によって得られるパターンの厚みとの関係を示す図である。
【図１６】カラーフィルタ１４０を形成した状態を示す図である。
【図１７】カラーフィルタ１４０を備える半透過型液晶表示装置２の反射型表示領域４１における光学特性１０４および透過型表示領域４０における光学特性１０５、ならびに一般的な反射型液晶表示装置における光学特性１０６を示す図である。
【図１８】カラーフィルタ５５を備える半透過型液晶表示装置５の構成を簡略化して示す底面図である。
【図１９】図１８に示す半透過型液晶表示装置５の切断面線Ｂ−Ｂにおける断面構成を示す断面図である。
【図２０】カラーフィルタ８３を備える半透過型液晶表示装置８の構成を簡略化して示す底面図である。
【図２１】図２０に示す半透過型液晶表示装置８の切断面線Ｃ−Ｃにおける断面構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１　半透過型液晶表示装置
２　半透過型液晶表示装置
１０　カラーフィルタ基板
１１，２１　透明絶縁性基板
１２　ブラックマトリクスパターン
１３，１３０　有色レジスト層
１３Ｒ，１３０Ｒ　赤色レジストパターン
１３Ｇ，１３０Ｇ　緑色レジストパターン
１３Ｂ，１３０Ｂ　青色レジストパターン
１４，１４０　カラーフィルタ
１５　透明電極膜
１６ａ，１６ｃ，１６０ａ，１６０ｃ　硬化部
１６ｂ，１６０ｂ　未硬化部
１７，１８，１９　フォトマスク
２０　対向基板
２２　ソース電極配線
２３　ゲート電極配線
２４　透過型表示用透明電極
２５　反射型表示用反射電極
３０　液晶層
４０　透過型表示領域
４１　反射型表示領域
１３１　支持体フィルム
１３２　有色有機フィルム
【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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【図２１】
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