JP4264217B2 - 着色層付き基板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実質的に無色である無色領域を有する着色層が基板上に複数色形成された着色層付き基板およびその製造方法に関する。本発明の着色層付き基板は、外部からの入射光（以下、外光ともいう。）を反射することにより反射表示を行う反射型カラー液晶表示装置に用いることができる。また、外部が明るいときは反射表示を行い、外部が暗いときはバックライト光を透過させることにより透過表示を行う反射透過両用型（以下「半透過型」ともいう。）カラー液晶表示装置に用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】
半透過型カラー液晶表示装置は、外部が明るいときは外光を利用した反射表示が可能であり、消費電力が少ないという特長を有するとともに、外部が暗いときはバックライトを利用した透過表示が可能であり、あらゆる環境において使用できるという特長を有しているので、携帯機器等のディスプレイとして広く使用されている。
【０００３】
従来の半透過型カラー液晶表示装置として、特開平１１−１８３８９２号公報に開示の２ウエイ表示型の液晶表示素子を挙げることができる。同公報には、前側基板の内面に設けた赤、緑、青のカラーフィルタ（以下、「ＣＦ」ともいう。）に、画素領域に部分的に対応させて開口を設け、後側基板の内面に、前記開口に対向する反射膜を設けることが開示されている。この液晶表示素子によれば、反射型表示においては、ＣＦの開口以外の部分を透過して半透過反射板で反射された着色光と、ＣＦの開口を透過して前記反射膜で反射された高輝度の非着色光とを素子前方に出射させて高輝度のカラー画像を表示することができる。また、透過型表示においては、ＣＦの開口以外の部分を透過した着色光だけを素子前方に出射させてコントラストの高いカラー画像を表示することができる。なお、同公報には、ＣＦを形成する方法として顔料分散法が開示されている（同公報の段落番号〔００４０〕参照）。
【０００４】
特開平８−２８６１７８号公報には、光の透過する開口部を有するＣＦが各画素部に設けられた反射型または透過型の液晶表示装置が開示され、これにより明るい表示性能を達成し得ることが記載されている。また同公報には、ＣＦの開口部に対応する領域に、透過性の高い高透過性ＣＦを設けることが記載され、高透過性ＣＦを形成する方法として、有機顔料の光脱色反応や部分染色の方法が記載されている（同公報の段落番号〔０１０３〕〜〔０１０７〕および図８参照）。
【０００５】
一方、ＣＦを形成する方法として、上記の両公報に記載の顔料分散法等の他に、例えば特開昭６３−２１０９０１号公報に開示されたレジストダイレクト電着法が挙げられる。レジストダイレクト電着法は、工程の簡素化が可能であり、低コストである等の点から、他の方法に比して有利である。図２４を参照しながら、レジストダイレクト電着法によって、ＣＦを形成する工程を説明する。まず、基板８１上に透明導電層８２およびポジ型の感光性樹脂組成物層８３を順次形成する（図２４（ａ））。感光性樹脂組成物層８３上に所定のパターンを有するポジマスク８４を載置した後に露光し、露光領域におけるポジ型感光性樹脂組成物層８３を溶出液によって溶出する（図２４（ｂ））。電着性高分子および色素を含む電着浴中で透明導電層８２に通電して、例えばＲ（赤）の電着を行う（図２４（ｃ））。Ｇ（緑）およびＢ（青）の各色相について、Ｒ（赤）の場合と同様に電着を行って、着色部分を有する感光性樹脂組成物層８３を形成する（図２４（ｄ）〜図２４（ｇ））。次に、感光性樹脂組成物層８３全体を露光し、残存する感光性樹脂組成物を溶出液中で溶出させることにより、透明導電層８２上にＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の各色のフィルタが形成される。特開昭６３−２１０９０１号公報に記載された、開口（無色領域）を有しないＣＦを形成する場合には、各画素内にＣＦが形成されればよいので、パターニング精度があまり要求されない。なお、ＣＦの開口部では、反射光が着色されず、実質的に無色となる。以下、ＣＦの開口部分を無色領域ともいう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、開口部を有するＣＦを形成する場合、パターニング精度が低いと、開口部の面積にバラツキが生じ、表示の色度バラツキにつながる。したがって、開口部を有するＣＦを形成する場合には、パターニング精度が厳しく要求され、工程管理が困難となる。
【０００７】
特開昭６３−２１０９０１号公報に示されているレジストダイレクト電着法の場合、同じ感光性樹脂組成物層８３を使ってＲ、Ｇ、Ｂの各ＣＦを形成するので、感光性樹脂組成物層８３の感度が次第に低下し、ＣＦの寸法精度が低下する。したがって、レジストダイレクト電着法によってＣＦに開口部を形成する場合、ＣＦの寸法精度の低下とともに、開口部の位置や面積の精度が低下する。
【０００８】
特開平１１−１８３８９２号公報に記載の液晶表示素子をレジストダイレクト電着法によって形成した場合には、ＣＦの寸法バラツキにより、ＣＦに開口部の面積バラツキが発生し、表示色度のバラツキが発生する。
【０００９】
また、特開平８−２８６１７８号公報には、光脱色反応や部分染色法により、開口部に対応する領域に高透過性ＣＦを設けることが記載されている。これらの方法でも露光現像工程などのパターニングが必要なので、開口部の面積バラツキが発生し、表示色度のバラツキが発生する。さらに、光脱色反応を利用する方法では、ＣＦの信頼性に問題があり、長期間の使用により、ＣＦの脱色が発生する。また、部分染色法を用いる場合には、各色それぞれの部分染色を行うので、工程数の増加が問題となる。
【００１０】
さらに、合成樹脂製基板上にＣＦを形成する場合、基板に熱膨張の問題などがあり、寸法の変化だけでなく、アライメントも困難となり、色度のバラツキの問題はより深刻となる。
【００１１】
本発明の目的は、表示色度のバラツキが少なく、視認性に優れた反射型または半透過型カラー液晶表示装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、これら液晶表示装置に用いられる着色層付き基板およびその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の着色層付き基板は、反射層を有する基板上に複数の画素領域が形成され、該各画素領域毎に着色層と実質的に無色である複数の無色領域とが前記反射層上に設けられた着色層付き基板であって、前記各無色領域に設けられ、前記着色層と同じ層に形成された実質的に無色な無色層と、前記着色層及び無色層の表面を覆って平坦化する平坦化膜とを備え、前記無色層は、前記平坦化膜とは異なる材料によって構成されると共に、前記着色層と同じ材料であり且つ顔料を含まない透明樹脂によって構成されている。
【００１３】
本発明の着色層付き基板によれば、一画素中に複数の無色領域が形成されているので、反射表示時において、着色のない反射光が一画素中に分散されて、着色された反射光と合成される。したがって、一画素中で明るい領域が分散されるので、一画素中での表示色度のバラツキが少なく、視認性が向上する。
【００１４】
ここで、「実質的に無色」とは、着色されているのが判らない程度の色相のみならず、色味調整程度の着色がなされることにより僅かに着色されているのが判る程度の色相を含む。
【００１５】
前記複数色の着色層のそれぞれは、前記複数の画素領域のそれぞれに含まれる前記複数の無色領域の総面積が同一色相において同じであることが好ましい。この着色層付き基板によれば、同一色相の各画素において、着色のない反射光の明るさにバラツキが少なくなるので、同一色相の各画素間での表示色度のバラツキが少なく、視認性が向上する。
【００１６】
前記複数色の着色層のそれぞれの前記無色領域に、実質的に無色な無色層が形成された、着色層付き基板であって、前記無色層の形成後に、前記複数色の着色層が形成されていることが好ましい。例えば、前記無色層は、前記基板上に、実質的に無色である無色樹脂膜が形成された後に、前記無色領域以外の領域における前記無色樹脂膜が除去されることによって形成され、前記複数色の着色層は、前記無色層が形成された領域以外の領域に各色相毎に形成されていてもよい。この着色層付き基板によれば、無色領域の大きさ（面積）が無色層によって決定された後に、各色相の着色層が形成されるので、着色層の形成マージンに依存せずに、均一な大きさ（面積）の無色領域をもった着色層付き基板が得られる。
【００１７】
前記無色層および前記着色層の上に、前記無色層および前記着色層を平坦化するための平坦化膜が形成され、前記無色層と前記平坦化膜とが略同一の屈折率を有することが好ましい。この着色層付き基板によれば、無色層と平坦化膜との屈折率が略同一であるので、無色層と平坦化膜との界面の反射が少なくなり、光学特性が向上する。
【００１８】
前記着色層が赤、青および緑の着色層であり、前記基板上の複数箇所における前記着色層のそれぞれの色相について反射時の色度を測定した場合、前記基板上の各箇所における各色相のＹ値の平均値が略同じであることが好ましい。この着色層付き基板によれば、基板上の各箇所における各色相のＹ値の平均値が略同じであるので、反射光の白表示が基板全体でバラツキがなく、設計値どおりの白表示を行うことができる。
【００１９】
前記複数の画素領域のそれぞれは、光が透過する透過領域と、前記反射層によって光が反射する反射領域とを有し、前記複数の無色領域は、前記反射領域内に含まれてもよい。この着色層付き基板によれば、外部が明るいときは、着色のない反射光と着色された反射光とが合成されるので明るい表示が得られる。また、外部が暗いときはバックライト光を透過させて色表示を行うことができる。
【００２０】
前記基板は樹脂製基板であっても良い。
【００２１】
本発明の液晶表示装置は、本発明の着色層付き基板を有する。本発明の液晶表示装置によれば、表示色度のバラツキが少なく、基板面内を均一な表示にすることができる。
【００２２】
本発明の液晶表示装置は、適応範囲が極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適応することが可能である。本発明の液晶表示装置は、反射および透過の両方で高品位な色表示が可能であるので、屋外から屋内への移動する場合のように、環境変化が大きく、低消費電力が必要な携帯型電子機器に高い適応性がある。また、他にも電子掲示板やＦＡＸ、ホームエレクトロニクス端末用ディスプレイにも活用することが可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による実施形態を説明する。以下の実施形態では、液晶表示装置の例として半透過型液晶表示装置を説明するが、本発明の液晶表示装置は、反射型液晶表示装置に適応することもできる。また、単純マトリクス駆動方式のＳＴＮ液晶表示装置を例にするが、本発明の液晶表示装置は、ＴＦＴ（Thin Film Trasistor:薄膜トランジスタ）やＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal ）などのスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置に適用することができる。さらに、本発明の着色層付き基板は、液晶表示装置に限らず、外光を反射して表示を行う様々な反射方式の表示装置にも適応可能である。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の半透過型カラー液晶表示装置を模式的に示す断面図である。この液晶表示装置は、観察者側（図１においては上側）から、上側偏光板１、第一位相差板２ａ、第二位相差板２ｂ、前方散乱板３、ガラス製の上側基板４、透明表示用電極（単に「透明電極」ともいう）５、配向膜（不図示）、液晶層８、配向膜（不図示）、透明電極５、オーバーコート膜９、着色層１０、反射層１１、ガラス製の下側基板１２、第三位相差板２ｃ、下側偏光板１３、バックライト１４の順序で構成される。
【００２５】
本明細書において、表示の最小単位を「絵素」と呼び、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の複数の「画素」から１つの「絵素」が構成されることとする。「画素」に対応する液晶表示装置の領域（以下、「画素領域」と言う。）は、液晶層を挟む透明電極によって規定される。例えば、単純マトリクス型液晶表示装置においては、ストライプ状に設けられる列電極と、列電極に直交するように設けられる行電極とが互いに交差するそれぞれの領域が画素領域を規定する。アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、画素電極とこれに対向する対向電極とが画素領域を規定する。なお、ブラックマトリクスが設けられる構成においては、厳密には、表示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、ブラックマトリクスの開口部に対応する領域が画素領域に対応することになる。
【００２６】
図２は、実施形態１の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。本実施形態ではＲ、Ｇ、Ｂの各色相の画素から一絵素が形成される。Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、それぞれの画素領域内に実質的に無色である無色領域を複数有する。本実施形態では、各着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、４つの円形の無色領域を有する。各無色領域には、実質的に無色である無色層６が形成されている。
【００２７】
本実施形態では、１画素領域に含まれる複数の無色領域の総面積をＲ、Ｇ、Ｂの各画素領域で等しくなるようにしているが、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色相それぞれの無色領域の総面積を調整することによって、色調の調整を行なうこともできる。例えば、製造プロセスを経て黄色味を帯びたプラスチック基板が存在する場合、黄色の補色に近い青（Ｂ）の着色層１０Ｂの反射領域の割合を大きくして、反射表示時の白表示を白色光に近くするために、青（Ｂ）の着色層１０Ｂにおける無色領域の大きさ（面積）を赤（Ｒ）および緑（Ｇ）の各着色層１０Ｒ、１０Ｇにおける無色領域の大きさ（面積）よりも小さくしても良い。
【００２８】
本実施形態の液晶表示装置における反射層１１は、バックライト１４からの光を透過させるための開口部１１ａを有している。画素領域のうち反射層１１が形成された領域が反射領域となり、反射層１１の開口部１１ａの領域が透過領域となる。各画素領域内における開口部１１ａの位置は、無色層６が形成された無色領域に重ならないように設計される。すなわち無色層６が形成された無色領域は、反射領域内に含まれる（言い換えれば、無色層６は反射領域内に形成される）。一画素あたりの複数の開口部１１ａの総面積は、画素領域の面積の２５％〜８０％が好ましく、例えば３０％に設定する。２５％未満では、透過光の利用が少なく透過表示時の画面が暗くなり、８０％を超えると、透過表示は十分であるが、反射表示の画面が暗くなり、視認性に問題が生じる。反射層１１は下側基板１２にアルミニウムを１０００Å（１００ｎｍ）蒸着することによって形成され、開口部１１ａはフォトリソ法を用いてアルミニウムのパターニングにより形成することができる。
【００２９】
本実施形態では、反射層１１の開口部１１ａの大きさ（面積）、言い換えれば１画素領域内に含まれる複数の透過領域の総面積をＲ、Ｇ、Ｂの各画素領域で等しくなるようにしているが、個々の着色層の視感度や好みの色相に合わせて、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂに適した面積に調整しても良い。例えば、製造プロセスを経て黄色味を帯びたプラスチック基板が存在する場合、黄色の補色に近い青（Ｂ）の画素領域における反射層１１の開口部１１ａの大きさ（面積）を赤（Ｒ）および緑（Ｇ）の各画素領域における反射層１１の開口部１１ａの大きさ（面積）よりも大きくして、透過表示時の白表示を白色光に近くすることができる。
【００３０】
着色層１０の上には、着色層１０の表面を平坦化するために、アクリル樹脂系のオーバーコート膜（平坦化膜）９が形成されている。上側基板４上と、下側基板１２のオーバーコート膜（平坦化膜）９上とに、それぞれＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を蒸着し、エッチングすることにより、マトリックス状の透明電極５をそれぞれ形成する。画素領域の周囲を光吸収性の物質でブラックマトリクスを形成しても良い。これにより光を遮る効果が向上するので、高コントラスト化に寄与できる。透明表示用電極５の上に、ポリイミドを印刷により塗布し、焼成を行って配向膜を形成する。その後、液晶分子のねじれ角が、２４０°ツイストとなるようにラビング処理を行う。
【００３１】
上下の両基板４，１３をシール樹脂で貼り合わせた後、複屈折Δn およびピッチを調整した液晶材料を注入し、ＳＴＮ液晶セルを形成する。これに、それぞれが所望のｄΔｎ（ｄは位相差板の厚さである。）を持つポリカーボネート延伸の位相差板２ａ，２ｂ，２ｃと、前方散乱板３と、ニュートラルグレイの上側偏光板１および下側偏光板１３とを、各部材の光軸が液晶セルに対してそれぞれ所定の方向になるように貼り付ける。さらに、観察者側に対して反対側に、バックライト１４を設けて、液晶セルにバックライト光が入射されるようにする。
【００３２】
なお、図示しないが、前方散乱板３の代わりに、下側基板１２上にアクリル系樹脂を塗布し、表面に凹凸を形成した後、反射層１１を形成して光拡散機能を付与していても良い。また、図３に示すように、反射層１１を鏡面形成し、光散乱性物質を分散させた透明樹脂からなるオーバーコート膜９ａを散乱層として別途形成してもよい。
【００３３】
実施形態１における各光学素子の軸角度を図４に示す。ＳＴＮ液晶層８の下側基板１２側の配向方向２５から上側基板４側の配向方向２６までに液晶分子がねじれる角度を２４０°とする。時計回りを正とし、反時計回りを負としたとき、第二位相差板２ｂの遅相軸１７に対して液晶分子の上側配向方向２６がなす角を１２０°、第一位相差板２ａの遅相軸１８に対して第二位相差板２ｂの遅相軸１７がなす角を４０°、上側偏光板１の吸収軸１９に対して第一位相差板２ａの遅相軸１８がなす角を７５°とする。また、下側基板１２側の配向方向２５に対して第三位相差板２ｃの遅相軸２０がなす角を５０°、第三位相差板２ｃの遅相軸２０に対して下側偏光板１３の吸収軸２１がなす角を−４０°とする。
【００３４】
各レターデーション値の設定は、ＳＴＮ液晶層８（８００ｎｍ）、第一位相差板２ａ（６８０ｎｍ）、第二位相差板２ｂ（１８０ｎｍ）、第三位相差板２ｃ（１４０ｎｍ）とし、反射時・透過時にノーマリーブラックモードとなる液晶表示装置を構成する。
【００３５】
本実施形態の液晶表示装置は、開口部１１ａを有する反射層１１と、無色層６を有する着色層１０とを、開口部１１ａと無色層６とが１画素領域中の異なる領域に位置するように設けられている。これにより、液晶表示装置の背面に設けた光源（バックライト１４）を利用する透過表示時には、反射層１１の開口部１１ａを透過した光が、着色層１０を通過し出射されることで、表示色彩度を満足する明るい表示が得られる。光源の輝度、反射層１１の開口部１１ａの面積や形状、着色層１０の彩度、透過率や膜厚を調整することによって、所望の特性の透過表示が得られる。
【００３６】
また、外光を利用する反射表示時には、液晶表示装置の前方から入射した光が、着色層１０または無色層６を通り、反射層１１の反射部（反射層１１の開口部１１ａ以外の部分）で反射され、再び着色層１０または無色層６を通過し出射される。したがって、着色のない出射光と着色された出射光との合成出射光となり、明るい表示が得られる。本実施形態では、一画素中に複数（４つ）の無色層６が分散されているので、反射表示時において、着色のない反射光が一画素中に分散されて、着色された反射光と合成される。したがって、一画素中で明るい領域が分散されるので、一画素中での表示色度のバラツキが少なく、視認性が向上する。着色層１０の特性、無色層６の面積や形状を適時調整することにより、出射光の明るさや彩度を調整することが可能になる。また、無色層６を大きくすることで、色純度の高い着色層カラーフィルタを採用することも可能となる。
【００３７】
次に、図５を参照しながら、実施形態１の液晶表示装置に用いられる着色層付き基板の製造工程を説明する。まず、開口部１１ａを有する反射層１１付きガラス基板１２上に、着色層を電着するためのＩＴＯ膜（不図示）を基板全面に形成する（図５（ａ））。感光性を有する無色透明な樹脂１５をスピンコート塗布法等の方法で塗布し（図５（ｂ）、その後、露光、現像、焼成の各工程を経て、無色領域に無色層６を形成する（図５（ｃ））。
【００３８】
繰り返し使用可能な逐次露光現像型フォトレジスト１６を全面に塗布し（図５（ｄ））、レジストダイレクト電着法によって、遮光膜であるブラックマトリクス（Ｂｋ）７を形成する（図５（ｅ））。なお、逐次露光現像型フォトレジスト１６は、一度塗布すれば、露光、現像、加熱工程を何度経ても感光性を保持できるレジストである。赤色に着色される画素領域より少し広い範囲のレジスト１６に対して露光、現像処理を施して、赤色の画素領域のレジスト１６を除去する（図５（ｆ））。レジストダイレクト電着法によって、赤色の着色層１０Ｒを形成する（図５（ｇ））。電着形成するとき、無色領域には無色層６が設けられており、もはやこの領域には着色層は形成されない。したがって、各色相の画素領域の無色層６は着色層１０の製造精度の影響を受けることなく形成することができる。
【００３９】
さらに、同様にして、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色相の着色層１０Ｇ、１０Ｂを順次電着形成することによって、本実施形態における着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが得られる（図５（ｈ）、図５（ｉ））。さらに、着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂおよび無色層６の上に、オーバーコート膜（平坦化膜）９を形成する（図５（ｊ））。なお、オーバーコート膜（平坦化膜）９の形成を省くこともできる。例えば、無色層６の膜厚と、着色層１０の膜厚とを略同じ厚さにすることによって、無色層６と着色層１０との間の段差が解消されるので、平坦化膜９の形成を省くことができる。無色層６と着色層１０とが平坦化されると、無色層６と着色層１０との間の段差が軽減され、表示品位の向上が期待できる。
【００４０】
この製造方法を用いることによって、着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの形成に先駆けて、無色層６を形成することができるので、従来の製造方法のように、着色層の製造にともなう無色領域の位置や大きさのバラツキの影響を受けることなく、均一な無色領域を有する着色層付き基板が得られる。
【００４１】
（実施形態２）
図６および図７は実施形態２の液晶表示装置を説明する図であり、実施形態１の液晶表示装置の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成要素を同じ参照符号で示し、その説明を省略する。
【００４２】
実施形態２の着色層付き基板は、反射層１１上の各無色領域に着色層１０の開口部１０ａが形成され、開口部１０ａ内にはオーバーコートが充填されている点で、反射層１１上の各無色領域に無色層６が形成された実施形態１の着色層付き基板と異なる。
【００４３】
図８を参照しながら、実施形態２の液晶表示装置に用いられる着色層付き基板の製造工程を説明する。まず、開口部１１ａを有する反射層１１付きガラス基板１２上に、着色層を電着するためのＩＴＯ膜を基板全面に形成する（図８（ａ））。繰り返し使用可能な逐次露光現像型フォトレジスト１６を全面に塗布した後（図８（ｂ））、パターニングによりブラックマトリクス（Ｂｋ）７を形成する領域のレジスト１６を除去し（図８（ｃ））、レジストダイレクト電着法によって、遮光膜であるブラックマトリクス（Ｂｋ）７を形成する（図８（ｄ））。
【００４４】
赤色に着色される画素領域より少し広い範囲のレジスト１６に対して露光、現像処理を施して、無色領域を除く赤色の画素領域のレジスト１６を除去する（図８（ｅ））。レジストダイレクト電着法によって、レジスト１６が除去された領域に赤色の着色層１０Ｒを形成する（図８（ｆ））。同様にして、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色相の着色層１０Ｇ、１０Ｂを順次電着形成した後（図８（ｇ）、図８（ｈ））、無色領域に残存するレジスト１６を除去して、各着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの無色領域に開口部１０ａを形成する（図８（ｉ））。さらに、着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの上に、オーバーコート膜（平坦化膜）９を形成する。このとき、各着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部１０ａ内に、オーバーコートが充填される（図８（ｊ））。
【００４５】
この製造方法により得られた着色層１０の無色領域（開口部１０ａ）の大きさ（面積）を調べると、（１）同一基板での着色層の形成順による寸法バラツキ、（２）同一基板での基板中央部と基板端部での寸法バラツキ、（３）生産バラツキ（ロットのバラツキ）による寸法バラツキがあり、得られた液晶表示装置には、反射表示における表示品位（色調）のバラツキといった不具合が発生することが判明した。
【００４６】
これらの、無色領域（開口部１０ａ）の寸法バラツキが発生した原因については以下の説明ができる。レジストダイレクト電着法では、同じレジストを複数回利用することでパターン形成するので、Ｂｋ、Ｒ、Ｇ、Ｂと順々に焼成工程に付すことによって、レジストの感度が低下し、Ｒ、Ｇ、Ｂと順に寸法精度が次第に低下する。
【００４７】
一般的に、レジストの感度が低下した場合、同一の露光量では設計値より小さい寸法に仕上がる。したがって、無色領域の大きさを設計値通りに仕上げようとすると、露光量を上げるなどの条件の変更が必要となり、形成しようとする着色層毎に条件を変えなければならない。また、この調整量もシビアなので、生産ロットによるバラツキが生じる。
【００４８】
無色領域のない着色層の寸法精度（パターニング精度）は、最終的に遮光膜や画素線間（隣接する電極の間隙）により決定される。詳しく説明すると、例えば単純マトリクス構造の場合、隣接するストライプ電極の線間は、表示に寄与しない領域であり、この領域では液晶分子の制御が行えない。そこで、この領域にブラックマトリクスなどの遮光膜が設けられる。遮光膜は、通常、画素線間よりも大きく形成されるので、遮光膜のプロセス精度が開口率に与える影響は大きい。また、遮光膜を設けない場合には、ストライプ電極の線間の誤差、言い換えればストライプ電極のパターニング精度が開口率に与える影響が大きくなる。したがって、着色層の寸法精度よりも、遮光膜や画素線間のプロセス精度のほうが開口率に与える影響が大きく、着色層の製造精度はそれほど要求されない。
【００４９】
また、各着色層での電着形成後の焼成工程における熱のかかり方が基板面内で異なるので、熱量の大きい領域ではレジストの感度がより低下する。一般的に、基板中央部よりも基板端部のほうが、大きな熱量がかかり、レジストの感度がより低下するので、基板中央部から基板端部に行くほど着色層の無色領域は設計値よりも小さい寸法に仕上がる傾向にある。
【００５０】
さらに、上述の（１）の影響と（２）の影響とが重なることで、着色層を１色目（Ｒ）から２色目（Ｇ）、２色目（Ｇ）から３色目（Ｂ）と形成していくに従い、上記（２）の「同一基板での基板中央部と基板端部での寸法バラツキ」のバラツキ量が大きくなる。
【００５１】
図９は、実施形態２で示した方法により、基板中央部（領域２）における着色層１０の無色領域（開口部１０ａ）の大きさが設計値通りになるように、露光条件等を調整しながら製造した場合の一絵素を模式的に示す平面図である。基板中央部（領域２）と比較して基板端部（領域１）では無色領域の寸法が小さくなる傾向があり、Ｒ、Ｇ、Ｂと製造工程を順次繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、Ｂでの無色領域の寸法が次第に小さくなる。これは、基板中央部（領域２）よりも基板端部（領域１）の方がレジストの感度が低下するので、基板端部（領域１）の無色領域の寸法精度が劣るためであり、さらに寸法精度のズレはＲ＜Ｇ＜Ｂと着色層を形成した順に大きくなっている。また、露光条件等を都度調整することが必要であるので、生産性が悪くなる。
【００５２】
図１０は、実施形態２で示した方法により、基板端部（領域１）における着色層１０の無色領域（開口部１０ａ）の大きさが設計値通りになるように、露光条件等を調整しながら製造した場合の一絵素を模式的に示す平面図である。基板端部（領域１）と比較して基板中央部（領域２）では無色領域の寸法が大きくなる傾向があり、Ｒ、Ｇ、Ｂと露光、現像を繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、Ｂでの無色領域の寸法が次第に大きくなる。これは、基板端部（領域１）よりも基板中央部（領域２）の方がレジストの感度が高くなるので、基板中央部（領域２）の無色領域の寸法精度が劣るためであり、寸法精度のズレはＲ＜Ｇ＜Ｂと着色層を形成した順に大きくなっている。また、露光条件等を都度調整することが必要であるので、生産性が悪くなる。
【００５３】
図１１は、実施形態１の一絵素を模式的に示す平面図である。最初に無色層６を形成することによって、無色領域の大きさを決定しているので、実施形態２のように、レジストの感度低下による着色層の寸法精度の影響を受けることなく、基板面内で寸法バラツキは生じない。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域のそれぞれに含まれる複数の無色領域（開口部１０ａ）の総面積が同一色相において同じである。また、実施形態１では、レジストの感度低下によるカラーフィルタの寸法精度の影響は、画素周辺に配置される遮光膜や、表示に寄与しない画素線間により吸収されるので、露光条件等を都度調整する必要がなく、生産性が低下することもない。
【００５４】
次に、基板中央部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域（開口部１０ａ）の直径が設計値になるように露光条件等を設定した場合、すなわち図９に示す実施形態２の場合における基板中央部および基板端部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域（開口部１０ａ）の直径を表１に示す。
【００５５】
【表１】

【００５６】
表１によると、基板端部では、Ｒ，Ｇ，Ｂの開口部は設計値よりも小さくなる。さらに、Ｒ（１色目）よりもＧ（２色目）、Ｇ（２色目）よりもＢ（３色目）の方が設計値からのズレが大きくなることが判る。これは、上述の通り、基板中央部よりも基板端部の方が露光感度が低下するためである。また、Ｒ，Ｇ，Ｂと焼成工程を繰り返すことにより、基板中央部と基板端部との露光感度の差が大きくなるためである。
【００５７】
図８（ｊ）に示す実施形態２の着色層付き基板を用いて作製した液晶表示装置について、反射時の色度を測定した。反射時の色度を表２に、色度図を図１２にそれぞれ示す。
【００５８】
【表２】

【００５９】
ここで、反射時の色度のみを測定した理由は、着色層の無色領域の精度が、反射光による表示状態に大きな影響を与えるからである。つまり、透過光表示では、液晶表示装置の背面側から入射される光が反射層の開口部を通過し、透過領域の着色層を経て観察者に届くので、透過光は着色層の無色領域を通ることはなく、無色領域の精度による大きな影響は受けないからである。
【００６０】
なお、色度の測定には、オリンパス製ＯＳＰ−２００（Ｃ光源２゜視野、ガラスリファレンス）を用いた。着色層付き基板に対して、Red （赤）Green （緑）Blue（青）の各色相を各画素ごとに反射光による色度の測定を行なった。Red （赤）Green （緑）Blue（青）の各色相の反射分光特性の測定により、Red （赤）Green （緑）Blue（青）各々のＹ値、ｘ値、ｙ値（ＸＹＺ表色系）を得た。また白表示については、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）各々のＸ値，Ｙ値，Ｚ値の平均値からＹ値、ｘ値、ｙ値を求めた。
【００６１】
表２および図１２から、基板中央部では、Ｒ，Ｇ，Ｂの無色領域（開口部１０ａ）の面積は設計値どおりであり、設計通りの色度を示すことが判る。しかしながら、基板端部では、色度は設計値からずれており、反射Ｙ値が小さくなり、また色が濃くなっているのが判る。さらに、この色度のズレ量は、ＲよりもＧ、ＧよりもＢのほうが大きいことがわかる。この色度のズレ量がそれぞれ違うので、基板端部では、白表示の色度も設計値からずれてしまう。したがって、基板中央部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域（開口部１０ａ）を設計値になるように露光条件等を設定した場合、基板中央部は、設計値どおりの表示をするのに対して、基板端部は、反射時の表示が暗く、また全体的に青っぽい表示になる。
【００６２】
次に、基板端部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域（開口部１０ａ）の直径が設計値になるように露光条件等を設定した場合、すなわち図１０に示す実施形態２の場合における基板中央部および基板端部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域（開口部１０ａ）の直径を表３に示す。
【００６３】
【表３】

【００６４】
表３によると、基板中央部では、Ｒ，Ｇ，Ｂの開口部は設計値よりも大きくなる。さらに、Ｒ（１色目）よりもＧ（２色目）、Ｇ（２色目）よりもＢ（３色目）の方が設計値からのズレが大きくなることがわかる。これは、上述の通り、基板端部よりも基板中央部の方が露光感度が高くなるためである。また、Ｒ，Ｇ，Ｂと焼成工程を繰り返すことにより、基板中央部と基板端部との露光感度の差が大きくなるためである。
【００６５】
この着色層付き基板の反射時の色度を表４に、色度図を図１３にそれぞれ示す。なお、色度の測定方法等は上記表２、図１２の場合と同じである。
【００６６】
【表４】

【００６７】
表４および図１３から、基板端部では、Ｒ，Ｇ，Ｂの開口部の面積は設計値どおりであり、設計通りの色度を示していることが判る。しかしながら、基板中央部では、色度は設計値からずれており、色が薄くなっているのがわかる。さらに、この色度のズレ量は、ＲよりもＧ、ＧよりもＢのほうが大きいことがわかる。この色度のズレ量がそれぞれ違うので、基板中央部では、白表示の色度も設計値からずれてしまう。したがって、基板端部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域（開口部１０ａ）を設計値になるように露光条件等を設定した場合、基板端部は、設計値どおりの表示をするのに対して、基板中央部は、反射時の色が淡く、また全体的に黄色っぽい表示になる。以上の結果から、実施形態２では、基板面内を均一な表示にすることは不可能であることが判る。
【００６８】
次に、実施形態１における基板中央部および基板端部のＲ，Ｇ，Ｂの無色領域（無色層６）の直径を表５に示す。
【００６９】
【表５】

【００７０】
表５によると、基板中央部、基板端部ともに、Ｒ，Ｇ，Ｂの無色領域の直径は設計値どおりである。仮に、Ｒ，Ｇ，Ｂの無色領域の直径が色相ごとに異なるような設計の場合であっても、それぞれ設計値通りの無色領域に仕上げることが可能である。これは、無色層６を形成することにより無色領域の面積を最初に決めているからである。すなわち、実施形態１では、実施形態２のような露光、現像、焼成を繰り返すことによる、基板面内でのレジストの露光感度の差が生じないので、無色領域の面積は、設計値どおりに仕上がる。
【００７１】
実施形態１の着色層付き基板の反射時の色度を表６に、色度図を図１４にそれぞれ示す。なお、色度の測定方法等は上記表２、図１２の場合と同じである。
【００７２】
【表６】

【００７３】
表６および図１４から、Ｒ，Ｇ，Ｂとも無色領域の大きさは設計値どおりに仕上がっているので、基板中央部、基板端部とも、設計値どおりの色度を示している。したがって、実施形態１では、基板の中央部と端部とで、表示の色度ずれがなく、基板面内で均一な表示にすることが可能となる。
【００７４】
実施形態１では、基板中央部および基板端部におけるＲ，Ｇ，Ｂの各色相それぞれのＹ値が同じである。言い換えれば基板中央部と基板端部とで白表示のＹ値が同じである。しかし、基板中央部と基板端部とで白表示のＹ値が同一でなくても、基板面内で均一な表示を行なうことができる程度のＹ値の差異があっても良い。具体的には、１以下程度のＹ値の差異があっても良い。実施形態１および２では、基板中央部と基板端部の２箇所について反射時の色度を測定しているが、３箇所以上の箇所について反射時の色度を測定し、各箇所におけるＹ値の平均値（白表示のＹ値）を算出し、各箇所でのＹ値を比較しても良い。
【００７５】
（実施形態３）
実施形態３では、基板が樹脂製基板である場合について説明する。本実施形態の着色層付き基板は、基板が樹脂製である点を除けば、基板がガラス製である実施形態１の着色層付き基板と異なるところがないので、本実施形態の構成要素や製造方法の説明を省略する。
【００７６】
合成樹脂（プラスチック）製基板を用いた場合、基板が製造過程で膨張、収縮するので、アライメント精度が悪くなる。したがって、着色層内の無色領域を精度良く形成するのが非常に困難である。本発明の製造方法は、この課題に対して非常に有効である。
【００７７】
具体的には、図５に示すように、無色層を形成後にブラックマトリクスを形成する場合、無色層がブラックマトリクス（遮光層）で仕切られる領域内あるいは電極で形成される画素領域内に入るように、ブラックマトリクス形成時の露光工程のみ厳しい温度管理を行えばよく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色相については、あまり厳格でない温度管理条件で、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層の露光、現像をおこなえばよい。また、ブラックマトリクス形成後に、無色層を形成する場合でも、無色層が着色層よりも先に形成され、着色層内の無色領域が決定されるので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層は、あまり厳格でない温度管理下で形成することができる。つまり、本実施形態においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層を形成する際の温度管理を厳格にする必要がなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色相の露光条件のマージンが広がり、実施形態１と同様の色度が得られる。
【００７８】
合成樹脂製基板を用いた場合、製造過程で基板が膨張、収縮し易いので、上述の逐次露光現像型フォトレジストを用いた場合に限らず、顔料分散法等の着色層を順次形成する製造方法においても、着色層内の無色領域を精度良く形成することは困難である。つまり、着色層が形成されるときの熱影響や着色層の膜応力の影響を受けて、合成樹脂製基板が膨張、収縮するので、アライメント精度がガラス基板に比べ劣る。以下に、合成樹脂製基板を用いた従来の製造方法による着色層付き基板を比較例として挙げて、合成樹脂製基板の熱による影響に関して詳述する。
【００７９】
合成樹脂製基板では、露光時の温度によって、基板の膨張、収縮が起こりアライメントズレが発生する。着色層に無色領域（開口部）を設けない場合は、着色層が画素領域内に配置されれば良いので、雰囲気温度を設定することで生産可能である。具体的には、基板の温度を±０．３℃程度で管理すればよく、これ以上の厳しい温度管理を必要としなかった。
【００８０】
しかしながら、着色層に無色領域（開口部）を設ける場合は、着色層の開口部と、ブラックマトリックスまたは反射層の開口部とが重ならないようにする必要があり、さらに厳しい基板の温度管理が必要となる。基板の温度管理を厳しくするためには、工場の雰囲気温度、露光器の温度を厳しく管理するだけでなく、露光器に投入される基板の温度管理も必要になる。例えば、遮光膜の製膜工程から各着色層形成までの滞留時間が全体的に短かった場合では、設定タクト時間よりも短いので、基板温度が設定よりも高い状態で露光され、図１５に示すように、基板の端部では、無色領域（開口部１０ａ）は、設計の位置よりも内側（基板中央部側）に形成され、内側のブラックマトリックス７と開口部が重なってしまう。
【００８１】
逆に、滞留時間が長かった場合や、過冷却になった場合では、遮光膜露光時の温度よりも、Ｒ，Ｇ，Ｂの露光時の温度が低くなるので、図１６に示すように、基板の端部では、無色領域（開口部１０ａ）は、設計の位置よりも外側（基板端部側）に形成され、開口部が外側のブラックマトリックス７と重なってしまう。このように、着色層に無色領域（開口部１０ａ）を設ける場合は、厳しい温度管理が必要であり、その為に生産性が低下するといった問題がある。
【００８２】
ここで、基板中央部がアライメントされるように条件を設定した場合の基板中央部における一絵素の模式的な平面図を図１７に、基板端部における一絵素の模式的な平面図を図１８にそれぞれ示す。図１７に示すように、基板中央部では、アライメントされ、着色層１０の開口部１０ａが画素領域内に形成される。しかしながら、図１８に示すように、基板端部では、着色層１０の開口部１０ａはブラックマトリックス７と重なり、開口部１０ａの面積は小さくなってしまう。これは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各着色層１０を形成する際に、露光時の温度がばらついたことにより、基板の膨張、収縮が起こり、重なりが発生したためである。
【００８３】
図１８（ｂ）に示すように、アライメントズレが１０μｍ発生した場合の色度を表７に、色度図を図１９にそれぞれ示す。
【００８４】
【表７】

【００８５】
図１９に示すように、基板中央部では、設計値どおりの色度を示すことがわかる。しかしながら、基板端部では、開口部１０ａの面積が小さくなるので、Ｙ値が小さくなる。したがって、この着色層付き基板を用いて、液晶表示装置を作製したときに、基板中央部は、設計どおりの表示をするのに対して、基板端部は、全体的な色度の変化はないが、反射時の表示が暗い表示になる。なお、図１８では、Ｒ，Ｇ，Ｂの全ての着色層１０について、開口部１０ａのズレを起こした場合を示したが、図２０に示すように、Ｂのみ、またはＲのみやＧのみが開口部１０ａのズレを起こす場合もありうる。このような場合も、図１９と同様に、基板の中央部と端部とで色度ズレをおこす。
【００８６】
次に、合成樹脂製基板上に、レジストダイレクト電着法を用いて着色層１０を形成する場合について説明する。基板中央部が設計値になるように、また基板中央部がアライメントされるように設定した場合の基板中央部における一絵素の模式的な平面図を図１７に、基板端部における一絵素の模式的な平面図を図２１にそれぞれ示す。
【００８７】
基板中央部では、アライメントされ、着色層１０の開口部１０ａが画素領域内に配置される。また、開口部１０ａも設計どおりの大きさに仕上がる。しかしながら、基板端部では、アライメントズレをおこし、開口部１０ａがブラックマトリックス７と重なってしまう。また、実施形態２と同様に、全ての着色層１０について開口部１０ａが小さくなる。さらに、実施形態２と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂの順で各着色層１０を形成するに従って、次第に設計値からのズレが大きくなることがわかる。この色度を表８に、色度図を図２２にそれぞれ示す。
【００８８】
【表８】

【００８９】
基板中央部では、アライメントズレもなく、また開口部１０ａの面積も設計どおりであるので、設計値どおりの色度を示す。しかしながら、基板端部では、アライメントズレが発生し、また開口部１０ａも小さく仕上がる。したがって、Ｙ値は小さくなり、色度は設計値からずれて、色が濃くなっているのがわかる。また、この色度のズレ量は、ＲよりもＧ、ＧよりもＢのほうが大きいことがわかる。さらに、この色度ズレは、実施形態２のズレ量より大きく（図１２参照）、合成樹脂製基板を用いた場合のほうが、基板面内での色度ズレは大きい。したがって、この着色層付き基板を用いて液晶表示装置を作製したときに、基板中央部は、設計どおりの表示をするのに対して、基板端部は、反射時の表示が暗く、また全体的に青っぽい表示になる。また、このバラツキ量は、合成樹脂製基板を用いた場合のほうが大きい。なお、開口部１０ａの大きさや位置がずれることによって、開口部１０ａの領域と反射板１１の開口部１１ａの領域とが重なることがあり得る。この場合、反射表示のみならず、透過表示においても基板面内での色度ズレを生じるおそれがある。
【００９０】
実施形態３では、合成樹脂製基板１２上に、レジストダイレクト電着法を用いて着色層１０を形成する場合であっても、図２３に示すように、基板中央部、基板端部とも、無色領域に無色層６を設計値どおりに形成することができる。したがって、基板の中央部と端部とで、表示の色度ずれがなく、基板面内で均一な表示にすることが可能となる。
【００９１】
（実施形態４）
実施形態４では、着色層の無色領域を決定する無色層として、顔料分散カラーフィルタ材料と同系統の材料であって、かつ顔料を含まない透明樹脂を用いた場合について説明する。本実施形態では、着色層の形成工程と同工程において、無色領域に無色層を形成することができる。本実施形態の液晶表示装置は、実施形態１の液晶表示装置の構成要素と同じであるので、本実施形態の液晶表示装置の構成要素の説明を省略する。
【００９２】
以下に、実施形態４の着色層付き基板の製造方法について説明を行う。まず、開口部１１ａを有する反射膜１１付きガラス基板１２上に、着色層を電着するためのＩＴＯ膜を基板全面に形成する。繰り返し使用可能な逐次露光現像型フォトレジスト１６を全面に塗布する。無色領域におけるレジスト１６を露光、現像することによって除去する。電着用ＩＴＯ膜が露出した領域（無色領域）に、顔料を分散しない電着用カラーフィルタ材料を電着させて、顔料なし着色層（無色層６に相当する）を形成する。この顔料なし着色層（無色層）は、無色透明の樹脂から形成され、例えば電着用カラーフィルタ材料に用いられているポリエステル／メラミン樹脂系アニオン型電着樹脂が用いられる。同様に、遮光膜であるブラックマトリクス（Ｂｋ）を電着形成する領域のレジスト１６を露光、現像して、電極を露出させ、遮光層を電着形成する。
【００９３】
次に、赤色に着色される画素領域より少し広い範囲のレジスト１６に対して露光、現像処理を施して、赤色の画素領域のレジスト１６を除去する。レジストダイレクト電着法によって、赤色の着色層１０Ｒを形成する。赤色の着色層１０Ｒを電着形成するとき、無色領域には顔料なし着色層（無色層６に相当する）が設けられており、もはやこの領域には着色層は形成されない。したがって、各色相の画素領域の無色層６は着色層１０の製造精度の影響を受けることなく形成することができる。
【００９４】
さらに、同様にして、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色相の着色層１０Ｇ、１０Ｂを順次電着形成することによって、本実施形態における着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが得られる。さらに、着色層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂおよび顔料なし着色層（無色層６に相当する）の上に、オーバーコート膜（平坦化膜）９を形成する。
【００９５】
本実施形態では、例えばＲＧＢの着色層を形成する前の工程で、顔料なし着色層（無色層６に相当する）を形成するので、従来の製造方法のように、着色層の製造にともなう無色領域の位置や大きさのバラツキの影響を受けることなく、均一な無色領域を有する着色層付き基板が得られる。また、本実施形態では、着色層の形成工程と同じ工程を用いることが可能であり、最初の一回目の露光、現像により、着色層１０内の無色領域が決定されるので、無色領域の寸法バラツキは発生しない。
【００９６】
なお、本実施形態では、顔料なし着色層（無色層６に相当する）を用いたが、例えば色調調整用の顔料を透明樹脂に分散させる程度であれば、無色領域を透過する光は高輝度を維持することができるので、本実施形態の着色層付き基板と同等の効果が得られる。また、本実施形態では、遮光膜を形成しているが、遮光膜は形成しなくても構わない。
【００９７】
（実施形態５）
本実施形態では、実施形態１で得られる着色層付き基板における無色層６の屈折率に関する検討を行った。実施形態１の着色層付き基板におけるオーバーコート膜（平坦化膜）９の屈折率は１．５である。そこで、無色層６として、屈折率が１．５または１．７の２種類の透明樹脂を用いて、反射光による色度測定をおこなった。なお、測定方法は、実施形態１で示した通りである。その結果を表９に示す。
【００９８】
【表９】

【００９９】
表９から、屈折率の相違によって、色度（ｘ，ｙ）は変化しないが、Ｙ値が変化することが判る。すなわち、無色層６とオーバーコート膜（平坦化膜）９とで屈折率を合わせることによって、反射率が向上し、本実施形態ではＹ値が約３％向上している。したがって、無色層６の屈折率を、オーバーコート膜（平坦化膜）９に合わせるのが好ましい。本実施形態では、無色層６とオーバーコート膜（平坦化膜）９とで屈折率が同一であるが、必ずしも同一でなくてもよく、屈折率が０．１以下程度の差異を有していても良い。無色層６とオーバーコート膜（平坦化膜）９の屈折率は、例えば溝尻光学工業所製ＤＨＡ−ＯＬＸ／Ｓ４を用いて測定することができる。なお、着色層１０とオーバーコート膜（平坦化膜）９とは、同系統の材料が一般に用いられるので、これらの屈折率は略同一である。
【０１００】
（他の実施形態）
実施形態１〜５では、前方散乱板３を用いているが、凹凸を有する基板や凹凸を有する樹脂層が設けられた基板を前方散乱板３に代えて用いることによって、反射時の散乱効果を得るようにしても良い。実施形態１〜５では、観測者と反対側の下側基板１２に、着色層１０を形成しているが、観測者側の上側基板４に着色層１０を形成し、下側基板１２に反射層１１を形成しても良い。また、実施形態１〜５では、下側基板１２の液晶層８側に反射層１１が形成されているが、下側基板１２の背面側（バックライト１４側）に反射層１１が形成されていても良い。さらに、実施形態１〜５では偏光板を有する液晶表示装置を例に説明したが、本発明は偏光板が不要なゲストホスト方式、高分子分散方式の液晶表示装置にも適応することができる。
【０１０１】
実施形態１〜５では、赤、緑、青の混色によりフルカラー画像を表示するが、マゼンタ、イエロー、シアンの混色によりフルカラー画像を表示しても良い。また、画素の配列として、モザイク配列型や格子状配列型などいずれの配列をも採用し得る。
【０１０２】
実施形態１〜５では、無色層６は着色されていないが、無色層６に色味調整程度の着色を施してもよい。例えば、実施形態１〜５の液晶表示装置の無色層６に色味調整程度の着色を施すことによって、反射表示時の色調のみを調整することが可能になり、反射表示時と透過表示で微妙に色調を調整することが可能になる。また、光散乱性物質を分散させた透明樹脂から無色層６を形成して、無色層６に光拡散機能を付与してもよい。
【０１０３】
（実施形態６）
アクティブ駆動方式やパッシブ駆動方式などの駆動方式を問わず、本発明の着色層付き基板を有する液晶表示装置、例えば半透過型カラー液晶表示装置は、様々な電子機器のディスプレイとして用いることができる。今日、表示装置を搭載した製品としては、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルコンピュータ（ディスプレイ）、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタル時計、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション（モニター）、プロジェクションテレビ、液晶テレビなどが挙げられる。
【０１０４】
これら電子機器を図２５に例示する。図２５（ａ）は、折り畳み式の携帯電話機を開いた状態を示す正面および背面図である。携帯電話機（本体）１０００は、アンテナ１００１、音声出力部１００２、主表示部１００３、操作スイッチ１００５、音声入力部１００６を有しており、本体１０００の背面に、副表示部１００４を有する。本発明の液晶表示装置は、主表示部１００３および副表示部１００４等に適応できる。
【０１０５】
図２５（ｂ）は、ＰＤＡの斜視図である。ＰＤＡ（本体）２０００は、表示部２００１、操作スイッチ２００２、外部接続端子２００３を有する。本発明の液晶表示装置は、表示部２００１に適応することができる。
【０１０６】
図２５（ｃ）は、ノート型パソコンの斜視図である。パソコン（本体）３０００は、表示部３００１、キーボード３００２、外部接続端子３００３を有する。本発明の液晶表示装置は、表示部３００１に適応することができる。
【０１０７】
図２５（ｄ）は、液晶テレビの斜視図である。液晶テレビ（本体）４０００は、表示部４００１、受信部４００２、操作スイッチ４００３を有する。本発明の液晶表示装置は、表示部４００１に適応することができる。
【０１０８】
図２５（ｅ）は、ビデオカメラの斜視図である。ビデオカメラ（本体）５０００は、表示部５００１、受像部５００２、操作スイッチ５００３、ファインダー５００４を有する。本発明の液晶表示装置は、表示部５００１に適応することができる。
【０１０９】
以上の様に、本発明の液晶表示装置は、適応範囲が極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適応することが可能である。特に反射および透過の両方で高品位な色表示が可能であるので、図２５に示した携帯型電子機器に高い適応性がある。また、他にも電子掲示板やＦＡＸ、ホームエレクトロニクス端末用ディスプレイにも活用することが可能である。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明の着色層付き基板によれば、反射光による表示色度のバラツキが少なく視認性に優れた表示装置、例えば液晶表示装置が得られる。本発明の着色層付き基板の製造方法によれば、着色層の製造精度に依存せずに、無色領域の位置ずれを少なくすることができる。したがって、同一色相の各画素間での表示色度のバラツキが少ない着色層付き基板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１の半透過型カラー液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図２】 実施形態１の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図３】 オーバーコート膜９ａに散乱効果を付与した他の実施形態の半透過型カラー液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図４】 実施形態１における各光学素子の軸角度を示す図である。
【図５】 実施形態１の液晶表示装置に用いられる着色層付き基板の製造工程を説明するための模式的な断面図である。
【図６】 実施形態２の液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図７】 実施形態２の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図８】 実施形態２の液晶表示装置に用いられる着色層付き基板の製造工程を説明するための模式的な断面図である。
【図９】 実施形態２で示した方法により、基板中央部における着色層１０の無色領域（開口部１０ａ）の大きさが設計値通りになるように、露光条件等を調整しながら製造した場合の一絵素を模式的に示す平面図である。
【図１０】 実施形態２で示した方法により、基板端部における着色層１０の無色領域（開口部１０ａ）の大きさが設計値通りになるように、露光条件等を調整しながら製造した場合の基板中央部および基板端部における一絵素を模式的に示す平面図である。
【図１１】 実施形態１の着色層付き基板の基板中央部および基板端部における一絵素を模式的に示す平面図である。
【図１２】 図９に示す着色層付き基板の基板中央部および基板端部における反射時の色度図である。
【図１３】 図１０に示す着色層付き基板の基板中央部および基板端部における反射時の色度図である。
【図１４】 実施形態１に示す着色層付き基板の基板中央部および基板端部における反射時の色度図である。
【図１５】 比較例において基板が膨張したときの基板端部における一絵素を模式的に示す平面図である。
【図１６】 比較例において基板が収縮したときの基板端部における一絵素を模式的に示す平面図である。
【図１７】 図１７（ａ）は基板中央部がアライメントされるように条件を設定した場合の基板中央部における一絵素の模式的な平面図であり、図１７（ｂ）は、無色領域１０ａとブラックマトリクス７との位置関係を示す平面図である。
【図１８】 図１８（ａ）は基板中央部がアライメントされるように条件を設定した場合の基板端部における一絵素の模式的な平面図であり、図１８（ｂ）は、無色領域１０ａとブラックマトリクス７との位置関係を示す平面図である。
【図１９】 図１７（ｂ）に示すように、アライメントズレが１０μｍ発生した場合の色度図である。
【図２０】 青色の着色層１０においてのみ開口部１０ａのズレを起こした場合の一絵素の模式的な平面図である。
【図２１】 合成樹脂製基板上に、レジストダイレクト電着法を用いて着色層１０を形成した場合の基板端部における一絵素の模式的な平面図である。
【図２２】 合成樹脂製基板上に、レジストダイレクト電着法を用いて着色層１０を形成した場合の基板中央部および基板端部における反射時の色度図である。
【図２３】 実施形態３の着色層付き基板の基板中央部および基板端部における一絵素を模式的に示す平面図である。
【図２４】 レジストダイレクト電着法によって、カラーフィルターを形成する工程を説明するための模式的な断面図である。
【図２５】 本発明の液晶表示装置が用いられる電子機器を例示する図である。
【符号の説明】
１ 上側偏光板
２ａ 第一位相差板
２ｂ 第二位相差板
２ｃ 第三位相差板
３ 前方散乱板
４ 上側基板
５ 透明表示用電極
６ 無色層
７ ブラックマトリクス
８ 液晶層
９ オーバーコート膜（平坦化膜）
１０ 着色層
１１ 反射膜
１２ 下側基板
１３ 下側偏光板
１４ バックライト
１５ 感光性を有する無色透明な樹脂
１６ 逐次露光現像型フォトレジスト

Claims (9)

1. 反射層を有する基板上に複数の画素領域が形成され、該各画素領域毎に着色層と実質的に無色である複数の無色領域とが前記反射層上に設けられた着色層付き基板であって、
   前記各無色領域に設けられ、前記着色層と同じ層に形成された実質的に無色な無色層と、
   前記着色層及び無色層の表面を覆って平坦化する平坦化膜とを備え、
   前記無色層は、前記平坦化膜とは異なる材料によって構成されると共に、前記着色層と同じ材料であり且つ顔料を含まない透明樹脂によって構成されている、着色層付き基板。
2. 前記複数色の着色層のそれぞれは、前記複数の画素領域のそれぞれに含まれる前記複数の無色領域の総面積が同一色相において同じである、請求項１に記載の着色層付き基板。
3. 前記複数色の着色層のそれぞれの前記無色領域に、実質的に無色な無色層が形成された、着色層付き基板であって、
   前記無色層の形成後に、前記複数色の着色層が形成された、請求項１に記載の着色層付き基板。
4. 前記無色層および前記着色層の上に、前記無色層および前記着色層を平坦化するための平坦化膜が形成され、前記無色層と前記平坦化膜とが略同一の屈折率を有する、請求項３に記載の着色層付き基板。
5. 前記着色層が赤、青および緑の着色層であり、前記基板上の複数箇所における前記着色層のそれぞれの色相について反射時の色度を測定した場合、前記基板上の各箇所における各色相のＹ値の平均値が略同じである、請求項１に記載の着色層付き基板。
6. 前記複数の画素領域のそれぞれは、光が透過する透過領域と、前記反射層によって光が反射する反射領域とを有し、前記複数の無色領域は、前記反射領域内に含まれる、請求項１に記載の着色層付き基板。
7. 前記基板が樹脂製基板である、請求項１に記載の着色層付き基板。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の着色層付き基板を有する液晶表示装置。
9. 請求項８に記載の液晶表示装置を有する、電子機器。

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