CN102725662A

CN102725662A - 半透射型液晶显示装置用滤色器基板、其制造方法、及半透射型液晶显示装置

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Publication number: CN102725662A
Application number: CN2011800074847A
Authority: CN
Inventors: 萩原英聪; 清水美绘; 福吉健藏; 田口贵雄
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: CN102725662B; TWI470316B; JP2011154327A; KR101385911B1; KR20120106998A; EP2530497A4; JP5077367B2; WO2011093337A1; US20120287380A1; TW201133079A; EP2530497A1

Abstract

本发明涉及一种半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其是在透明基板上在有效显示区域的外周配置遮光层、并在有效显示区域形成有包含绿色像素的多个颜色的着色像素、间隔物及第1相位差层的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，在上述着色像素分别形成凹部，上述第1相位差层设置在上述凹部内，且具有使转换成直线偏振光的入射光在所述第1相位差层的厚度方向通过1次的往返而发生90度偏振光旋转的功能。

Description

半透射型液晶显示装置用滤色器基板、其制造方法、及半透射型液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示装置用滤色器基板、其制造方法、及液晶显示装置，特别是涉及并用液晶显示装置的背面的背光源和外界光的半透射型液晶显示装置用滤色器基板、其制造方法、及具备该滤色器基板的半透射型液晶显示装置。此外，特别是本发明涉及适合于FFS和IPS等液晶驱动方式的液晶显示装置的滤色器基板。

背景技术

近年来，要求液晶显示器等薄型显示装置进一步高图像质量化、低价格化及省电化。对于液晶显示装置用的滤色器，要求具有充分的色纯度和高对比度、平坦性及低介电常数等不易对液晶驱动造成障碍的电特性。

在高图像质量液晶显示器中，已提出有IPS(面内切换)、VA(垂直取向)、HAN(混合排列向列)、FFS(边缘场切换)、OCB(光学补偿双折射)等液晶驱动方式或液晶的取向方式，由此，广视角且高速响应的显示器得到实际应用。

在使液晶与玻璃等基板面平行地取向的IPS方式、易对应高速响应的VA方式、以及对广视角有效的FFS方式等的液晶显示装置中，对于滤色器，在平坦性(膜厚的均匀性或滤色器表面的凹凸的减少)和介电常数等电特性上要求更高水平。在这样的高图像质量液晶显示器中，由于斜向的视觉辨认中的着色的降低，减小液晶单元厚度(液晶层的厚度)的技术成为主要的课题。此外，在VA方式等沿厚度方向施加驱动电压的纵向电场方式的液晶显示装置中，为了更快的液晶驱动，同样地减小液晶单元厚度(液晶层的厚度)的技术成为主要的课题。

针对液晶显示装置的斜向的视觉辨认中的着色的降低，有为了滤色器的平坦化和液晶单元厚度的均匀化而重叠多个着色层作为间隔物来利用的技术(例如参照专利文献1)。如此通过利用光刻的方法层叠多个着色层等来形成间隔物从确保均匀的液晶单元间隙的观点出发是优异的。但是，专利文献1中没有公开适合于FFS方式和IPS方式的滤色器特性及构成，也没有记载关于光散射层的技术。

FFS方式和IPS方式等的一般的液晶单元通过将滤色器基板的滤色器侧和阵列基板的阵列侧以面对面的方式配置并贴合来构成。通常，在滤色器中为了确保液晶单元的液晶厚度在基板间配置间隔物，从而控制夹在两基板间的液晶层的厚度。另外，在透射型液晶显示装置中，在作为液晶单元的阵列基板侧的背面设置上述背光源以及使光扩散的扩散板的构成较多。

通常，FFS方式和IPS方式的液晶显示装置的基本构成是通过滤色器基板和具备驱动液晶的多个像素电极(例如，与TFT元件电连接、以梳齿状图案形成的透明电极)及共用电极的阵列基板来夹持液晶的构成。在该构成中，由于共用电极形成于阵列基板侧，因此无需在滤色器基板的滤色器表面形成共用电极(通常为被称作ITO的导电性金属氧化物的薄膜，也被称作透明电极)。

利用FFS方式的液晶驱动是以在上述那样的梳齿状像素电极与间隔0.3μm到0.5μm左右的绝缘层配置在该像素电极下部的共用电极间产生的拱形的电场(电力线)来驱动沿与阵列基板表面平行方向(水平)取向的液晶的方式。在这些FFS方式和IPS方式的液晶显示装置的背面或侧面经常会配置利用荧光灯或LED的背光源。最近，在该FFS方式和IPS方式的液晶显示装置的构成中，通过使用铝合金或银合金的光反射性的金属薄膜来形成共用电极的全部或一部分、从而作为反射型或半透射型使用的液晶显示装置的研究正在进行。

半透射型液晶显示装置(Transreflective LCD)是将一个像素分割成将来自背光源的背面的光用作透射光的透射部和将外界光或来自前光源的光反射来进行利用的反射部使用的液晶显示装置。或者，半透射型液晶显示装置是在明亮的室外关掉背光源而利用太阳光等明亮的外界光即可对其显示进行视觉辨认的液晶显示装置。

关于面向反射型或半透射型液晶显示装置形成光散射膜的技术，例如已在专利文献2、3中公开。这些技术中没有公开适合于FFS方式和IPS方式的滤色器特性，而且它们是以在配置于观察者侧电极基板等上的滤色器上层叠透明电极的构成为前提的。

红色、绿色、蓝色每个颜色具有不同相位差的相位差元件的技术和层叠在滤色器上的连续膜的相位差层的技术等是公知的(例如参照专利文献4、5)。但是，这些专利公报中均没有公开适合于FFS方式和IPS方式的滤色器特性，也没有记载关于光散射层的技术。

在液晶显示装置的反射部出于调节相位差的目的而配置1/4波长的相位差层的技术(例如参照专利文献6、7)是公知的。专利文献7中公开的技术提出了在反射部和透射部具有不同的相位差的滤色器。这些专利文献中也均没有公开适合于FFS方式和IPS方式的滤色器特性，且也均没有记载关于光散射层的技术。

此外，还提出了设置遮光性的隔板部并通过液滴喷吐法来形成滤色器、取向膜、相位差膜、液晶层厚调节层的方案(例如参照专利文献8)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-49914号公报

专利文献2：日本专利第3886740号公报

专利文献3：日本特开2001-272674号公报

专利文献4：日本特开2004-191832号公报

专利文献5：日本特开2005-24919号公报

专利文献6：日本特开2008-165250号公报

专利文献7：日本专利第3788421号公报

专利文献8：日本特开2009-128860号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在使用光散射层的技术(专利文献2、3)中，遮光层、黑色矩阵等滤色器的部件从其电特性、平坦性的观点出发没有对应于FFS方式、IPS方式等的液晶显示装置用途，利用在FFS方式、IPS方式等中特有的像素电极和共用电极间施加的驱动电压而经由液晶来顺利地形成电场时有障碍，在高图像质量显示中存在问题。

在这些技术中，没有考虑半透射型液晶显示装置所需的相位差调节、例如1/4波长层(通常为具有使直线偏振光变成圆偏振光的功能的相位差层、或者具有使圆偏振光恢复成直线偏振光的功能的相位差层。以下，在液晶显示装置中，将具有使变成直线偏振光的来自外部的入射光在厚度方向通过1次的往返而发生90度偏振光旋转的功能的相位差层简称为相位差层或1/4波长层。)。另外，专利文献7中所公开的技术由于是在一侧的基板上依次配置反射层和相位差层的构成，因而无法将反射层作为光反射性的电极来有效利用。

公开了在半透射型液晶显示装置中设置相位差层的专利文献6、7的技术没有考虑在太阳光等强度高、平行光下使用液晶显示装置，不是在明亮的环境及黑暗的环境中都能使用的液晶显示装置。此外，没有对应于上述那样的FFS方式、IPS方式等的液晶显示装置用途，也没有记载这些液晶显示装置所需的滤色器特性。

专利文献8的技术中提出的滤色器基板由于使具有导电性的对置电极位于滤色器上、并且将具有导电性的金属铬作为黑色矩阵，因此很难适用于FFS方式、IPS方式等的液晶显示装置。

当通过光固化、或光固化和热固化的并用来形成1/4波长层时，存在1/4波长层的形成中所使用的聚合性液晶化合物的未反应单体容易残留在1/4波长层的表面部位的问题。未反应单体会污染液晶显示装置中使用的液晶而成为导致显示特性劣化的原因，而且有时还会成为使1/4波长层自身的相位差产生经时变化的原因。聚合性液晶化合物的大多数具有氧阻碍，在曝光后的固膜后也容易残留上述那样的未反应部，造成光学功能的劣化。

此外，当在反射部以剖面为矩形的独立的图案来形成1/4波长层时，有时在利用热处理进行固膜时发生流动化，产生变形。而且，当不在每个着色像素图案形成1/4波长层、而以整个膜进行使用时，在不需要1/4波长的相位差的部分(透射部)残留相位差，不能避免给显示品质带来的不良影响。

在专利文献1的段落0023中公开了从遮光性的观点出发炭黑很优异，特别优选，但是炭黑是介电常数高的着色材料，不适合FFS方式、IPS方式等的液晶显示装置。将碳作为主要着色材料(相对于颜料总量(重量比)为100%到90%)使用时，其遮光层、黑色矩阵的比介电常数大约为7到15，是不适合FFS方式、IPS方式的液晶驱动的滤色器构成部件。

以TFT等有源元件驱动的液晶材料的比介电常数在比介电常数大的分子方向为7到40左右。作为面向FFS方式、IPS方式的液晶显示装置的滤色器的构成部件，其比介电常数需要为5以下，优选为4.5以下。在FFS方式、IPS方式等的液晶显示装置中，在梳齿状的像素电极和共用电极间形成的拱形的电力线因含有碳等高介电常数着色材料的以往的遮光层、黑色矩阵而发生变形，在液晶层的均匀的响应上产生障碍。此外，配置使用遮光性材料的黑色矩阵的这些技术(包括专利文献2)没有从平坦性的观点来考虑黑色矩阵和着色像素的膜厚，难以适用于要求高图像质量的液晶显示装置。

此外，在这些现有技术中，没有公开考虑人眼的视见度来改善绿色像素和遮光层(遮光性的框架部)的平坦性、并在不增加制造工序的情况下制成半透射型的液晶显示装置的技术。

专利文献8公开了预先在基板上设置遮光性的隔板部、并在该隔板部之间通过液滴喷吐法来形成滤色器、相位差层的技术。该技术中存在几个问题。虽然具有保持从喷嘴喷吐的液滴的高度的隔板部是该技术的重要的构成部分，但是就遮光性且感光性的材料(例如专利文献8的段落0048及0060中记载有方法等。但没有记载隔板部的高度、膜厚。)而言，很难进行适合液晶显示装置的细线、良好的剖面形状且收率高的制造。即使利用印刷法来形成，也与感光性遮光性材料同样，很难以剖面为矩形的良好的形状来形成例如扫描线宽度为10μm且高度为4μm的隔板部，难以适用于高图像质量或移动用的液晶显示装置。没有记载该技术的遮光性的隔板部的具体材料，也没有公开关于FFS方式所需的滤色器材料的电特性的技术。仅为反射共用电极时光的反射形成镜面状，无法确保反射显示中的广视野。与使用光散射膜的纸白显示相关的技术没有公开。

专利文献8的技术中所示的构成部件难以形成均匀地保持包含反射显示区域的显示区域的液晶层厚度的间隔物，没有考虑由基板的弯曲、或温度、压力变化引起的液晶层厚度的变化所带来的显示不均。

本发明鉴于以上情况而完成，其目的在于提供适用于FFS方式、IPS方式等的液晶显示装置用的半透射型液晶显示装置用滤色器基板、其制造方法及半透射型液晶显示装置。

用于解决技术问题的手段

根据本发明的第1方案，提供一种半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其是在透明基板上在有效显示区域的外周配置遮光层、并在有效显示区域形成有包含绿色像素的多个颜色的着色像素、间隔物及第1相位差层的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，在上述着色像素分别形成凹部，上述第1相位差层设在上述凹部内，且具有将转换成直线偏振光的入射光在所述第1相位差层的厚度方向通过1次的往返而发生90度偏振光旋转的功能。

根据本发明的第2方案，提供一种半透射型液晶显示装置，其特征在于，具备上述半透射型液晶显示装置用滤色器基板。

根据本发明的第3方案，提供一种半透射型液晶显示装置用滤色器基板的制造方法，其是制造在透明基板上在有效显示区域的外周配置遮光层、并在有效显示区域形成有包含绿色像素的多个颜色的着色像素、间隔物及第1相位差层的半透射型液晶显示装置用滤色器基板的方法，其特征在于，具备以下工序：在上述多个着色像素分别形成凹部的工序；以及在上述凹部通过喷墨方式形成使相位差层发生取向的取向膜的工序。

发明效果

根据本发明的一个方案，可提供最适于FFS方式、IPS方式的滤色器基板，特别是可提供透射部显示和反射部显示均优异的半透射型液晶显示装置。

根据本发明的一个方案，通过在着色像素配置相位差层、以及与相位差层同时配置单元间隙调节层或赋予了使光扩散的功能的光散射层，从而可提供最适于半透射型的液晶显示装置的滤色器基板。

根据本发明的一个方案，当在相位差层形成后层叠单元间隙调节层或光散射层时，可得到由于单元间隙调节层或光散射层对相位差层的保护效果和理由在后面叙述但通过相位差层的固化促进而具有稳定的相位差特性的相位差层。此外，根据本发明，由于能够预先在着色层的凹部以较少的工序、且选择性地形成用于相位差层的取向处理的取向膜，因而可提供作为液晶显示装置能够得到高图像质量的滤色器基板。

另外，根据本发明的一个方案，能够提供下述液晶显示装置：通过在框架状的遮光层上层叠单元间隙调节层或相位差层，能够消除框架部的高低差，且通过将该层叠的厚度设定为与绿色像素大致相同，可消除因液晶取向的紊乱而引起的漏光。

绿色是人眼的视见度高的重要的颜色，且由于其分光特性，容易漏光。框架部等液晶厚度优选以绿色像素为基准。

根据本发明的一个方案，能够以较少的工序且良好的精度形成平坦性优异的滤色器基板，另外，可提供具备该滤色器基板的液晶显示装置。此外，根据本发明，还可提供考虑了比介电常数等电特性的高图像质量液晶显示装置用滤色器基板及液晶显示装置。而且，通过以多个有机颜料为主要着色材料的遮光层和在绿色像素中使用电特性及光学特性优异的卤化锌酞菁为主要着色材料，能够提供高图像质量的液晶显示装置。

此外，根据本发明的一个方案，通过使蓝色像素、绿色像素和红色像素的相位差、或者这些着色像素加上相位差层的相位差后得到的相位差的关系为红色像素≥绿色像素≥蓝色像素，能够完全补偿只有相位差层时不充分的波长分散。至少以彩色显示为前提，消除相位差为红色像素<绿色像素<蓝色像素的不优选的关系，能够减轻黑色显示中的漏光和显示中的着色。

特别是在IPS方式中，通过在维持其它着色像素的透射峰的波长关系(波长的大小关系)的同时使蓝色像素以及蓝色像素的反射部的相位差小于其它着色像素的相位差，能够在黑色显示中减少蓝色光的泄漏。此外，使着色像素的膜厚为红色像素≤绿色像素≤蓝色像素的关系，换言之可赋予使各色像素上的液晶层的膜厚为红色显示部≥绿色显示部≥蓝色显示部的效果，能够带来整个可见区域的液晶显示装置的图像质量改善。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的滤色器基板的剖面图。

图2是表示本发明的另一个实施方式的滤色器基板的剖面图。

图3是表示本发明的一个实施方式的滤色器基板的其它部分的剖面图。

图4是将图3中由虚线的圆所围成的部分放大表示的局部剖面图。

图5是表示本发明的一个实施方式的滤色器基板的俯视图。

图6是表示底座膜厚与底座上的着色层的层叠部的膜厚的关系的特性图。

图7是表示本发明的另一个实施方式的滤色器基板的俯视图。

图8是表示黑色矩阵的膜厚与黑色矩阵上重叠的着色像素端部的突起高度的关系的特性图。

图9是表示膜厚厚的着色像素的图案边缘形状及倾斜角度的剖面图。

图10是表示膜厚薄的着色像素的图案边缘形状及倾斜角度的剖面图。

图11是表示通过实施例3得到的滤色器基板的剖面图。

图12是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的局部剖面图。

图13是表示本发明的液晶显示装置的局部剖面图、并且是表示液晶的FFS驱动的示意图。

图14是以往的滤色器基板的示意剖面图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

本发明的一个实施方式的滤色器基板在透明基板上在有效显示区域的外周配置遮光层、并在有效显示区域形成有包含绿色像素的多个颜色的着色像素、间隔物及第1相位差层，适用于半透射型液晶显示装置。半透射型液晶显示装置分成接收外界光或从前光源等观察者侧入射的光并进行反射的反射部、和将来自配置在液晶显示装置的背面的背光源的光透射的透射部，着色像素也与此相应地将每个像素分成反射部和透射部。

另外，在以下的说明中，遮光层与框架部含义相同，是指有效显示区域的外周的框架状的遮光图案。

在本实施方式的滤色器基板中，在着色像素的各自的反射部形成凹部，在该凹部内设有相位差层。该相位差层具有补偿上述反射部和透射部的光程差的功能。换言之，具有下述功能：将透过液晶显示元件的外置的偏振片的入射光(外界光)即直线偏振光变成圆偏振光，将在配置于液晶显示元件的内侧的光反射性的电极(或反射板)反射而回归的光大致恢复成直线偏振光后作为出射光。

具体而言，相位差层具有下述功能：在使用光反射性的反射电极的反射型液晶显示装置中，使偏振光发生1/4波长或1/2波长相位变化，通过液晶层的厚度方向的1次的往返(反射)而成为90度方向的不同的直线偏振光。

另外，还可以在进行了偏振片的吸收轴和相位差层的慢轴的调节后，使用1/2波长的相位差层来进行90度或270度偏振光旋转。例如，在使液晶分子相对于基板面平行取向且沿基板面方向旋转的IPS方式液晶显示装置中，通过使偏振片的吸收轴与相位差层的慢轴错开22.5度或67.5度，并使用1/2波长的相位差层，即可使变为直线偏振光的入射光有效地进行90度偏振光旋转。通过以上述那样的构成将相位差层适用于半透射型液晶显示装置的反射部，能够进行反射部和透射部的光程差调节和相位的补偿。

当以VA方式或TN方式的液晶显示方式中的液晶取向为前提时，可以使1/4波长的相位差层的慢轴与偏振片的吸收轴所成的角度为约45度。

在本实施方式的滤色器基板中，间隔物是为了使有效显示区域内的透射部的液晶层的厚度均匀化而形成的、剖面为梯形或柱状的结构物，具有与液晶层的厚度大致相同的高度。除该间隔物以外，还可以在有效显示区域内及遮光层上形成高度低的辅助间隔物。这些间隔物例如可以使用碱可溶的感光性丙烯酸树脂形成于滤色器上，但通过利用着色层的单层～3层的层叠体来形成，能够在形成着色像素时同时形成，因而能够简化制造工艺。

另外，通常，液晶的面板化是通过使滤色器基板和形成有驱动液晶的有源元件的阵列基板以夹持液晶层的方式面对面地贴合来进行的。间隔物高度需要包含此时的容限。另外，间隔物高度为从间隔物的顶端到相邻的像素中心、着色像素的表面为止的高度。

以下，从剖面的厚度的观点出发，将着色像素中形成透射部的部分简称为着色层、将反射部的膜厚薄的部分称为凹部着色层、将作为间隔物而层叠的着色层称为层叠着色层来进行区别描述。这些着色层可以通过同一涂布工序及光刻工序来制造。

另外，将由用以形成滤色器的像素的感光性着色组合物在透明基板上涂布形成的涂膜、或者由感光性着色组合物形成的单层的涂层作为着色层，将使用该着色层通过公知的光刻技术进行了图案形成的称为着色像素。

着色像素的膜厚是指从透明基板的面到各着色像素的中心(这里是指没有形成凹部的着色层中的像素中心)的表面为止的高度。优选将凹部着色层的膜厚与着色层(没有形成凹部的部分)的膜厚的比设定为1/2～1/4的范围。另外，膜厚比为1/2的凹部着色层的膜厚是指相对于着色层的厚度在±0.2μm的误差范围内为1/2。通过将凹部的着色层的膜厚与着色层(没有形成凹部的部分)的膜厚的比设定为约1/2，可获得考虑了透射部与反射部的光程差的正常的彩色显示。

反射部是用于在户外等明亮的环境下进行观察的部分，亮度很重要。优选透射部和反射部的色度域一致，但在最大限度重视亮度的情况下，能够识别着色的程度就已足够。例如，反射显示中，在相比于透射部显示的配色不得不重视“亮度”的用途(例如在有太阳光的屋外的使用)中，优选通过将膜厚比设定为1/3或1/4而制成亮度高的颜色。

若将静态显示(静止画面)中的透射部的色度域设定为标准的NTSC比为70%左右，则对于反射部当为1/4膜厚时(2次透射下)NTSC比大概为35～40%左右。只要NTSC比为35～40%就能够容易地识别着色，但若大大低于该范围则很难识别着色。因此，反射部的膜厚优选为NTSC比达到35～40%左右的1/4以上。

动画渐变显示中的颜色的视觉辨认性与静止画面显示相比存在降低的倾向。虽然根据使用者(观察者)有个体差异，但相对于着色层的膜厚为1/4的凹部着色层的膜厚是在进行动画渐变显示时容易识别出是彩色显示的大致下限的膜厚。相邻的着色像素的重叠部分(以下称为突起)高度设定为从突起的顶端到像素中心的着色像素表面为止的高度。多个颜色的着色像素是指蓝色像素、红色像素、绿色像素、黄色像素、白色像素(透明的像素)等。

在本说明书中，将包含遮光层的多个颜色的着色像素的构成称为滤色器，将在玻璃等透明基板上形成有滤色器的基板称为滤色器基板。作为间隔物而层叠的着色层分别称为红色层叠部、绿色层叠部、蓝色层叠部。在本说明书中，大致相同的膜厚是指，在遮光层或着色层的形成中能够通过其制造工艺来进行控制的、例如相对于设定膜厚、在滤色器的制造工序中落入其制造容限即±0.2μm以内的膜厚。

本说明书的记载中所述的比介电常数以在液晶驱动所用的频率50Hz到500Hz下并且在室温下的测定为前提。

在本发明的另一个实施方式的滤色器基板中，为了调节上述透射部和反射部中的液晶层的厚度，在相位差层上配置单元间隙调节层。这种情况下，可以将单元间隙调节层的表面和没有形成凹部的着色像素的表面的高度之差设定为构成液晶显示装置时的液晶层的厚度的约1/2。另外，所谓液晶层的厚度的约1/2，可以在液晶层的厚度的10%以内的范围内变动，且优选为在滤色器的制造工序中在其制造容限即±0.2μm以内。在本说明书的以下的记载中，大致相同的膜厚同样地是指在滤色器的制造工序中在其制造容限即±0.2μm以内增减的膜厚。

单元间隙调节层只要是在可见区域为透明的绝缘体即可，优选为赋予了光散射性的光散射层。即，光散射层赋予出射光以扩散性，使进入观察者眼中的来自液晶显示装置的光为纸白样，承担着用以形成视觉辨认性良好的显示的扩散器的作用。

在本发明的又一个实施方式的滤色器基板中，配置底座及黑色矩阵。这些底座及黑色矩阵由与遮光层相同的遮光性的材料形成。关于底座，当以将滤色器基板和阵列基板贴合而构成的液晶显示装置为前提时，与TFT等有源元件的位置大致对应地配置，且出于对其进行遮光的目的而配置在滤色器基板侧，在底座上配置使单元间隙均匀化的间隔物。底座只要具有在俯视时大致覆盖有源元件的面积即可。根据需要而形成的黑色矩阵是指为提高液晶显示装置的对比度而设在显示区域内的格子状或条纹状的遮光图案。

底座及黑色矩阵的膜厚优选比遮光层的膜厚薄地形成。形成薄的底座及黑色矩阵的方法除了通过在显影工序或热处理工序等工艺中进行调节以外，还可以通过曝光所用的半色调掩模、灰色调掩模或掩模的开口形状等进行调节。

图1是表示本发明的一个实施方式的滤色器基板的局部剖面的图，相当于后述的图5所示的俯视图的A-A’剖面。图1中，在透明基板1上的显示区域的外周的框架部形成有以有机颜料为主要着色材料的遮光层2，在显示区域形成有由红色像素3R(未图示)、绿色像素3G及蓝色像素3B(未图示)构成的3种颜色的着色像素。

着色像素(图1中3G)由反射部和透射部构成，在反射部形成有凹部10。在该凹部10内形成有相位差层11，在该相位差层11上形成有光散射层(单元间隙调节层)12。另外，在框架状的遮光层2上也配置有相位差层11’。

在图1所示的滤色器基板中，光散射层12是通过单一或多种非晶质微粒13分散在折射率不同的基体树脂14中而成的层。作为该光散射层12发挥功能的单元间隙调节层是使入射光散射而在观察者眼中形成纸白样的效果的光功能膜。基体树脂14只要是具有耐热性、具有可见区域透射性的透明树脂即可。关于光散射层的膜厚，由于非晶质微粒粒径、光的波长及制造工序中的易适应性的关系，优选为约1.5μm～5μm的范围。

在图2所示的滤色器基板中，作为单元间隙调节层，代替图1所示的光散射层12，形成有由透明树脂构成的单元间隙调节层15。该单元间隙调节层15是为调节透射部与反射部的光程差而配置的。因此，可以将至少具有可见光的高透射性和液晶面板工序中所需的耐热性的树脂材料用于单元间隙调节层15中。在图2所示的滤色器基板中，在框架状的遮光层2上也配置有单元间隙调节层15’，该部分中的单元间隙调节层15’和遮光层2的膜厚的合计与绿色像素3G的膜厚大致相同。另外，图2相当于后述的图7所示的俯视图的C-C’剖面。

图3是表示本发明的一个实施方式的滤色器基板的其它部分的剖面图，相当于后述的图5所示的俯视图的B-B’剖面。图3中，在透明基板1上的显示区域的外周的框架部形成有以有机颜料为主要着色材料的遮光层2，在显示区域形成有由红色像素3R、绿色像素3G及蓝色像素3B构成的三种颜色的着色像素。遮光层2的厚度与着色像素的厚度大致相同。在位于红色像素3R与绿色像素3G的边界的透明基板1上形成有由与遮光层2相同的材料形成的底座4，在该底座4上形成有由红色层叠部5R、绿色层叠部5G及蓝色层叠部5B的层叠构成的间隔物5。

另外，在位于绿色像素3G与蓝色像素3B的边界的透明基板1上，形成有在其上没有形成间隔物5的由与遮光层2相同的材料形成的底座4’。该没有形成间隔物5的底座4’是出于红色像素3R、绿色像素3G、蓝色像素3B的开口率的调节及TFT等有源元件的遮光的目的而配置的。

另外，在遮光层2上还配置有高度低于3层结构的间隔物5的例如2层结构的辅助间隔物6。

底座4具有比遮光层2薄的0.4μm以上且1.0μm以下的膜厚。若底座4的膜厚低于0.4μm，则在通过光刻来形成底座4时难以得到稳定的膜厚。而当底座的膜厚超过1.0μm时，层叠于底座上的层叠部的厚度变薄，与像素之间产生急剧的膜厚的变化，层叠部的厚度变得不稳定。

与如上所述构成的滤色器基板面对面地配置TFT基板，使滤色器基板与TFT基板之间隔着液晶层而构成液晶显示装置，该液晶层的厚度与形成于底座上的间隔物的高度大致相等。另外，间隔物5的高度h是红色层叠部5R、绿色层叠部5G及蓝色层叠部5B的层叠中从着色像素3R、3G、3B的表面突出的部分的厚度，优选为在液晶层的厚度上加上液晶单元的制造工艺中的容限0.1μm左右后得到的高度。

图4是将图3所示的滤色器基板中由虚线的圆围成的部分放大表示的图。该由虚线的圆围成的部分是蓝色像素3B与绿色像素3G的重叠部。该重叠部成为相对于像素的面而突出的突起7，该突起7的高度d若过高则会有损像素的平坦性，因此优选为0.25μm以下。

图5是表示滤色器基板中的遮光层2、底座4，4’、间隔物5、辅助间隔物6、及光散射层(单元间隙调节层)12的平面配置的图。图5的A-A’剖面相当于图1，B-B’剖面相当于图3。

接着，对构成如上所述构成的滤色器基板的材料进行说明。

首先，以下举出能够用于遮光层2、红色像素3R、绿色像素3G、蓝色像素3B、底座4、间隔物5的有机颜料。另外，遮光层中含有的有机颜料是各种有机颜料的混合物，但也可以除去下述记载的绿色颜料，另外还可以在不增大遮光层的比介电常数的范围内(例如比介电常数为5以下)添加碳。可添加的碳由于会降低比介电常数，因此更优选对碳粒子实施了树脂被覆或表面处理的碳。可添加的碳相对于颜料总量优选为10重量%以下，更优选为5重量%以下。

另外，当使用碳作为主要着色材料(相对于颜料总量为100质量%到90质量%)时，该遮光层或黑色矩阵的比介电常数达到约7～15，为不适于FFS方式和IPS方式的液晶驱动的滤色器构成部件。

有机颜料的使用量相对于颜料总量优选为90质量%以上，特别优选为95质量%以上。在本发明的滤色器基板的遮光层中，可以使全部着色材料均为有机颜料。

(有机颜料)

作为红色颜料，例如可以使用C.I.颜料红7、9、14、41、48：1、48：2、48：3、48：4、81：1、81：2、81：3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、246、254、255、264、272、279等。

作为黄色颜料，例如可举出C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35：1、36、36：1、37、37：1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等。

作为蓝色颜料，例如可以使用C.I.颜料蓝15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、22、60、64、80等，其中优选C.I.颜料蓝15：6。

作为紫色颜料，例如可以使用C.I.颜料紫1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等，其中优选C.I.颜料紫23。

作为绿色颜料，例如可以使用C.I.颜料绿1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等，其中优选C.I.颜料绿58。

以下，在C.I.颜料的颜料种类的记载中，有时仅省略地记载为PB(颜料蓝)、PV(颜料紫)、PR(颜料红)、PY(颜料黄)、PG(颜料绿)等。

上述PG58被称为卤化锌酞菁，在后述的[颜料制造例G2]中示出其制造例。PG58具有比PG36即卤化铜酞菁小的介电常数，可以形成亮度高的绿色像素。PG58和PG36是除了中心金属为锌和铜这点不同以外、具有大致相同的结构的有机颜料，电特性包括介电常数的不均在内存在PG58较小的倾向。

尽管结构类似但PG58适合于本发明的理由，根据本发明人的见解，可由以下的光学测定[绿色颜料的双折射率Δn的测定]来证实。另外，着色组合物中的卤化锌酞菁等有机颜料的固体成分比率较小时存在降低比介电常数的倾向，从而优选。

为了降低对液晶驱动带来障碍的由滤色器引起的寄生电容，优选降低颜料比率、提高树脂比率。因此，优选如本发明的实施例那样较厚地形成遮光层或着色像素的膜厚。

[绿色颜料的双折射率Δn的测定]

众所周知，介电常数的值与折射率的平方大致相等。换言之，起因于电子极化的介电常数与折射率的平方成比例。

从该观点出发，测定正交坐标系X轴、Y轴、Z轴的各折射率Nx、Ny、Nz，弄清楚了PG58与PG36的极化的差异。关于测定试样，使用为了制成与实际使用的绿色着色层接近的构成而在玻璃基板上以1μm的膜厚涂布下述表4所示的颜料分散体(例如GP-4)并在230℃下干燥后得到的试样。

下述表4所示的GP-4的颜料分散体的主要颜料G2是PG58。将GP-4的第一颜料G2替换成PG36后的颜料分散体记为GP-5。关于测定，使用分光椭圆偏振计M-220(日本分光制)，测定Nx、Ny、Nz，由下述式算出Δn。测定波长设定为550nm。

Δn=[(Nx+Ny)/2]Nz

由下述表1可知，与以卤化铜酞菁(PG36)为主要颜料的绿色颜料分散体GP-5相比，以卤化锌酞菁(PG58)为主要颜料的绿色颜料分散体GP-4的涂膜的Δn的绝对值更小、极化更小。

表1

[绿色颜料的比介电常数的测定]

关于绿色颜料的比介电常数，使用Solartron公司制阻抗分析仪1260型，在电压为5V的条件下，以120、240、480Hz的频率进行测定。测定试样是在图案形成有由铝薄膜构成的导电膜的玻璃基板上涂布着色层并进行固膜(膜厚与后述的实施例相同)、进而在该着色层上形成有由铝薄膜构成的导电膜图案的试样。

对使用以下所示的含有绿色颜料1的绿色组合物1、含有绿色颜料2的绿色组合物2、含有绿色颜料3的绿色组合物3而得到的3种着色层测定比介电常数。

<绿色颜料1的制备>

将下述组成的混合物均匀地搅拌混合后，使用直径为1mm的玻璃珠，用砂磨机分散5小时后，用5μm的过滤器进行过滤，制作红色颜料1的分散体。

<绿色颜料2的制备>

使用下述组成的混合物，通过与绿色颜料1同样的方法制作绿色颜料2的分散体。

<绿色颜料3的制备>

使用下述组成的混合物，通过与绿色颜料1同样的方法制作绿色颜料3的分散体。

1.绿色组合物1的制备

然后，将下述组成的混合物搅拌混合均匀后，用5μm的过滤器进行过滤，得到红色着色组合物。

2.绿色组合物2的制备

除了使用绿色颜料2作为分散体以外，通过与绿色组合物1同样的组成、方法来得到绿色组合物2。

3.绿色组合物3的制备

除了使用绿色颜料3作为分散体以外，通过与绿色组合物1同样的组成、方法来得到绿色组合物3。

将其结果示于下述表2。

表2

(有机颜料分散体的制造)

作为有机颜料的分散体的制造方法，可以采用各种方法，以下示出其一个例子。

首先，分别称量规定量的颜料、溶剂、颜料分散剂(包括色素衍生物)和/或分散助剂、表面活性剂、根据情况使用的聚合物或单体，供于分散处理工序使颜料分散，制成液状的颜料分散液。在该分散处理工序中，例如可以使用调漆器(paint conditioner)、珠磨机、球磨机、辊磨机、碎石机、气流磨、均质器等。由于通过进行该分散处理使颜料被微粒化，因此使用了该颜料分散体的感光性树脂组合物的涂布特性提高。

将颜料进行分散处理时，也可以适当并用上述碱可溶性树脂、或色素衍生物等。例如，当使用珠磨机进行分散处理时，优选使用直径为0.1mm到数mm的玻璃珠或氧化锆珠。分散处理时的温度通常为0℃以上，优选为室温以上，通常设定在100℃以下、优选设定在80℃以下的范围。另外，关于分散时间，由于最佳的分散时间因颜料分散液的组成(所含有的颜料、溶剂、分散剂等)、及珠磨机等装置的尺寸等而各异，所以优选进行适当地调节。

(着色像素的相位差调节)

特别是从厚度方向相位差的观点出发，可以对着色像素的相位差进行微调。可通过所使用的颜料种类、颜料的分散方法、分散剂、颜料的微细化、以及作为延迟调节剂添加的三聚氰胺树脂、苯乙烯树脂、具有苄基的有机化合物等各种方法来增大或减小相位差。三聚氰胺树脂可以向增加相位差的方向进行调节，苯乙烯树脂可用于减少相位差。在绿色像素中，卤化锌酞菁颜料容易使绿色像素厚度方向相位差接近零而优选。

另外，为了调节着色像素的相位差，例如可以应用日本专利第4306736号公报中记载的技术。

(分散剂和分散助剂)

若使用高分子分散剂作为颜料分散剂，由于经时的分散稳定性优异而优选。作为高分子分散剂，例如可举出氨基甲酸酯系分散剂、聚乙烯亚胺系分散剂、聚氧乙烯烷基醚系分散剂、聚氧乙二醇二酯系分散剂、山梨糖醇酐脂肪族酯系分散剂、脂肪族改性聚酯系分散剂等。其中，特别是由含有氮原子的接枝共聚物构成的分散剂作为包含很多颜料的本发明的遮光性感光性树脂组合物，在显影性的方面是优选的。

作为这些分散剂的具体例子，以商品名可举出EFKA(EFKA ChemicalsBV(EFKA)公司制)、Disperbik(BYK-Chemie公司制)、DISPARON(楠本化成公司制)、SOLSPERSE(Lubrizol公司制)、KP(信越化学工业公司制)、Polyflow(共荣社化学公司制)等。这些分散剂可以使用1种，也可以将2种以上以任意的组合及比率并用。

作为分散助剂，例如可以使用色素衍生物等。作为色素衍生物，例如可举出偶氮系、酞菁系、喹吖啶酮系、苯并咪唑酮系、喹酞酮系、异吲哚满酮系、二噁嗪系、蒽醌系、阴丹士林系、苝系、紫环酮系、二酮吡咯并吡咯系、二噁嗪系等的衍生物，其中优选喹酞酮系。

作为色素衍生物的取代基，例如可举出磺酸基、磺酰胺基及其季盐、邻苯二甲酰亚胺基甲基、二烷基氨基烷基、羟基、羧基、酰胺基等直接或经由烷基、芳基、杂环基等键合于颜料骨架上的基团。这些取代基中优选磺酸基。此外，这些取代基也可以在一个颜料骨架上进行多个取代。

作为色素衍生物的具体例子，可举出酞菁的磺酸衍生物、喹酞酮的磺酸衍生物、蒽醌的磺酸衍生物、喹吖啶酮的磺酸衍生物、二酮吡咯并吡咯的磺酸衍生物、二噁嗪的磺酸衍生物等。

以上的分散助剂及色素衍生物可以使用1种，也可以将2种以上以任意的组合及比率并用。将在后述的实施例中使用的色素衍生物示于下述表3。

表3

(透明树脂)

作为遮光层或着色层使用的感光性着色组合物除含有上述颜料分散体以外还含有多官能单体、感光性树脂或非感光性树脂、聚合引发剂、溶剂等。将感光性树脂及非感光性树脂等能够用于本发明的透明性高的有机树脂统称为透明树脂。

透明树脂包括热塑性树脂、热固性树脂及感光性树脂。作为热塑性树脂，例如可举出丁缩醛树脂、苯乙烯-马来酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯系树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、醇酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶系树脂、环化橡胶系树脂、纤维素类、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺树脂等。另外，作为热固性树脂，例如可举出环氧树脂、苯并胍胺树脂、松香改性马来酸树脂、松香改性富马酸树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、酚醛树脂等。热固性树脂也可以使用使下述的三聚氰胺树脂与含有异氰酸酯基的化合物反应而成的树脂。

(碱可溶性树脂)

在本发明所用的遮光层、光散射层、着色层、单元间隙控制层中，优选使用能够利用光刻进行图案形成的感光性树脂组合物。这些透明树脂优选为被赋予了碱可溶性的树脂。作为碱可溶性树脂，只要是含有羧基或羟基的树脂就没有特别限定。例如，可举出环氧丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂、聚乙烯酚醛系树脂、丙烯酸系树脂、含羧基的环氧树脂、含羧基的氨基甲酸酯树脂等。其中，优选环氧丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂、丙烯酸系树脂，特别优选环氧丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂。

(丙烯酸树脂)

作为本发明中可以采用的透明树脂的代表，可例示出以下的丙烯酸系树脂。

丙烯酸系树脂可举出使用例如(甲基)丙烯酸；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯；(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯等含有羟基的(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含有醚基的(甲基)丙烯酸酯；及(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯等作为单体的聚合物。

另外，以上举出的单体可以单独使用或将2种以上并用。此外，还可以是这些单体与可共聚的苯乙烯、环己基马来酰亚胺、及苯基马来酰亚胺等化合物的共聚物。

另外，例如可以通过使将(甲基)丙烯酸等具有烯键式不饱和基团的羧酸进行共聚而得到的共聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基及不饱和双键的化合物反应、或者在甲基丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯的聚合物、或其与其它的(甲基)丙烯酸酯的共聚物上加成(甲基)丙烯酸等含有羧酸的化合物，从而得到具有感光性的树脂。

此外，例如还可以通过使甲基丙烯酸羟乙酯等单体的具有羟基的聚合物与甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯等具有异氰酸酯基及烯键式不饱和基团的化合物反应，从而得到具有感光性的树脂。

另外，如上所述那样，使具有多个羟基的甲基丙烯酸羟乙酯等的共聚物与多元酸酐反应，在共聚物中导入羧基，可以得到具有羧基的树脂。其制造方法并不仅限于上述记载的方法。

作为上述反应中所用的酸酐的例子，例如可举出丙二酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、及偏苯三酸酐等。

上述丙烯酸系树脂的固体成分酸值优选为20～180mgKOH/g。当酸值小于20mgKOH/g时，感光性树脂组合物的显影速度过慢而显影所需的时间变长，生产率有变差的倾向。另外，当固体成分酸值大于180mgKOH/g时，反之显影速度过快而存在产生显影后的图案剥落或图案缺损的不良情况。

此外，当上述丙烯酸系树脂具有感光性时，该丙烯酸树脂的双键当量优选为100以上，更优选为100～2000，最优选为100～1000。当双键当量超过2000时，有时得不到充分的光固性。

(光聚合性单体)

作为光聚合性单体的例子，可举出(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等各种丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯酯、(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、丙烯腈等。

另外，优选使用通过使多官能异氰酸酯与具有羟基的(甲基)丙烯酸酯反应而得到的具有(甲基)丙烯酰基的多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯。另外，具有羟基的(甲基)丙烯酸酯和多官能异氰酸酯的组合是任意的，没有特别限定。此外，可以单独使用1种多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯，也可以将2种以上组合使用。

(光聚合引发剂)

作为光聚合引发剂，可举出4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮等苯乙酮系化合物、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苄基二甲基缩酮等苯偶姻系化合物、二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚等二苯甲酮系化合物、噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮系化合物、2,4,6-三氯-均三嗪、2-苯基-4,6-二(三氯甲基)-均三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4,6-二(三氯甲基)-均三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-二(三氯甲基)-均三嗪、2-苯基-4,6-二(三氯甲基)-均三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-苯乙烯基-均三嗪、2-(萘-1-基)-4,6-二(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-甲氧基-萘-1-基)-4,6-二(三氯甲基)-均三嗪、2,4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三嗪、2,4-三氯甲基(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等三嗪系化合物、1,2-辛二酮、1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰肟)]、O-(乙酰基)-N-(1-苯基-2-氧代-2-(4’-甲氧基-萘基)亚乙基)羟基胺等肟酯系化合物、二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基膦氧化物、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物等膦系化合物、9,10-菲醌、樟脑醌、乙基蒽醌等醌系化合物、硼酸盐系化合物、咔唑系化合物、咪唑系化合物、二茂钛系化合物等。对于感度提高，肟衍生物类(肟系化合物)是有效的。它们可以单独使用1种或将2种以上组合使用。

(增感剂)

优选将聚合引发剂和光增感剂并用。作为增感剂，可以并用α-酰氧基酯、酰基膦氧化物、乙醛酸甲基苯基酯、苯偶酰、9,10-菲醌、樟脑醌、乙基蒽醌、4,4′-二乙基间苯二甲酰基苯、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、4,4’-二乙基氨基二苯甲酮等化合物。

相对于光聚合引发剂100质量份，可以含有0.1质量份～60质量份的量的增感剂。

(烯键式不饱和化合物)

上述光聚合引发剂优选与烯键式不饱和化合物一起使用。作为烯键式不饱和化合物，是指在分子内具有1个以上烯键式不饱和键的化合物。其中，从聚合性、交联性以及能够扩大伴随其的曝光部与非曝光部的显影液溶解性的差异等观点出发，优选在分子内具有2个以上烯键式不饱和键的化合物。另外，更优选该不饱和键是由(甲基)丙烯酰氧基衍生的(甲基)丙烯酸酯化合物。

作为在分子内具有1个以上烯键式不饱和键的化合物，例如可举出(甲基)丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸、衣康酸、柠康酸等不饱和羧酸、及其烷基酯、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯等。作为在分子内具有2个以上烯键式不饱和键的化合物，代表性地例如可举出不饱和羧酸与多羟基化合物的酯类、含有(甲基)丙烯酰氧基的磷酸酯类、羟基(甲基)丙烯酸酯化合物与聚异氰酸酯化合物的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯类、及(甲基)丙烯酸或羟基(甲基)丙烯酸酯化合物与聚环氧化合物的环氧(甲基)丙烯酸酯类等。

上述光聚合性引发剂、增感剂、及烯键式不饱和化合物也可以添加到后述的相位差层的形成中使用的含有聚合性液晶化合物的组合物中。

(多官能硫醇)

在感光性着色组合物中可以含有具有链转移剂的作用的多官能硫醇。多官能硫醇只要是具有2个以上硫醇基的化合物即可，例如可举出己二硫醇、癸二硫醇、1,4-丁二醇二硫代丙酸酯、1,4-丁二醇二硫代乙醇酸酯、乙二醇二硫代乙醇酸酯、乙二醇二硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三硫代乙醇酸酯、三羟甲基丙烷三硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四硫代乙醇酸酯、季戊四醇四硫代丙酸酯、三巯基丙酸三(2-羟乙基)异氰脲酸酯、1,4-二甲基巯基苯、2,4,6-三巯基-均三嗪、2-(N,N-二丁基氨基)-4,6-二巯基-均三嗪等。

这些多官能硫醇可以使用1种或2种以上混合使用。多官能硫醇可以以相对于感光性着色组合物中的颜料100质量份为0.2质量份～150质量份、优选为0.2质量份～100质量份的量来使用。

(贮藏稳定剂)

在感光性着色组合物中可以含有用于使组合物的经时粘度稳定化的贮藏稳定剂。作为贮藏稳定剂，例如可举出苄基三甲基氯化物、二乙基羟胺等氯化季铵、乳酸、草酸等有机酸及其甲醚、叔丁基焦儿茶酚，三乙基膦、三苯基膦等有机膦、亚磷酸盐等。相对于感光性着色组合物中的颜料100质量份，可以含有0.1质量份～10质量份的量的贮藏稳定剂。

(密合提高剂)

在感光性着色组合物中还可以含有硅烷偶联剂等密合提高剂以提高与基板的密合性。作为硅烷偶联剂，可举出乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基硅烷类、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等(甲基)丙烯酸基硅烷类、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)甲基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)甲基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等环氧硅烷类、N-β(氨乙基)γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷等氨基硅烷类，γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等硫代硅烷等。相对于感光性着色组合物中的颜料100质量份，可以含有0.01质量份～100质量份的硅烷偶联剂。

(溶剂)

为了能够在基板上均匀地涂布，在上述感光性着色组合物中配合水、有机溶剂等溶剂。另外，当本发明的组合物为滤色器的着色层时，溶剂也具有使颜料均匀分散的功能。作为溶剂，例如可举出环己酮、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、二乙二醇二甲醚、乙苯、乙二醇二乙醚、二甲苯、乙基溶纤剂、甲基正戊基酮、丙二醇单甲醚、甲苯、甲乙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁酮、石油系溶剂等，这些溶剂可以单独使用或混合使用。相对于着色组合物中的颜料100质量份，可以含有800质量份～4000质量份、优选1000质量份～2500质量份的溶剂。

(膜厚/液晶层的厚度)

本发明的技术如上所述那样适合于IPS(水平取向、横向电场方式)、FFS之类的液晶驱动方式。通过应用专利文献10中记载的技术等，作为FFS方式的VA液晶显示装置可以使用本发明的滤色器。对于在滤色器上的透明电极与相对的基板即形成有液晶驱动元件(TFT)的阵列基板的像素电极之间施加液晶的驱动电压的方式，通常液晶厚度(单元间隙)薄时可以提高液晶的响应速度。

在上述主要的液晶驱动方式中，液晶厚度大约为2μm～4μm的范围。另外，由于减小液晶厚度时从斜向观看时的着色(色变)变小，因此从响应性和着色的改善的观点出发、从液晶材料的使用量的观点出发，液晶厚度薄比较好。另外，着色像素的膜厚是指从着色像素中央的表面到该着色像素所相接的透明基板表面为止的厚度。

但是，由于液晶厚度越薄、或液晶的显示画面越大，液晶单元化时的杂质和异物的影响越大，因此纵向电场方式中的液晶厚度大约以3μm为下限。在IPS、FFS方式中，由于无需在滤色器侧形成透明电极，因此不易产生因混入的导电性杂质引起的对置短路(电短路)。从导电性杂质的观点出发，IPS和FFS方式可减小液晶厚度。为了减小液晶层厚度，所用的液晶的折射率各向异性Δn优选大于0.07。

在FFS方式和IPS方式的液晶显示装置中，通过使梳齿状像素电极(通常被称为ITO的导电性金属氧化物薄膜)的梳齿(条纹状图案)的节距变密，能够提高液晶的响应性和透射率，因此与纵向电场方式相比，液晶厚度的影响少。另外，也可以以与着色像素各自的主要的透射率峰的波长成比例的方式调节梳齿的节距。

在半透射型液晶显示装置中，由于透射部和反射部存在光程差(反射部中，入射光在后述的光反射性的电极反射，2次通过液晶层)，优选将反射部的液晶层的厚度设定为透射部的液晶层的厚度的1/2左右。

FFS方式中的梳齿状像素电极或共用电极均可通过将任一侧用光反射性的金属(铝合金或银合金)薄膜来形成而制成反射型液晶显示装置。另外，通过将梳齿状像素电极或共用电极的一部分用ITO等透明导电性的薄膜来形成，可制成半透射型的液晶显示装置。

(底座及间隔物)

本发明的间隔物用底座只要至少仅形成于后述的形成间隔物的部分和TFT等有源元件的遮光所需的部分即可。另外，本发明的间隔物用底座优选用与作为框架部的遮光层相同的材料同时形成。具体而言，通过使用了灰色调(渐变掩模)之类的形成有多种透射率不同的图案的光掩模、或者形成有比底座的图案尺寸小的开口部(通过开口部的尺寸调节来调节曝光量)或形成有在开口形状上下了功夫的开口部的光掩模的曝光以及曝光后的显影之后的光刻的方法，可同时形成遮光层和底座。

作为光掩模，可以使用遮光图案为金属铬的薄膜、半透射部为ITO等的金属氧化物膜、还具有没有形成这些膜的透射部的光掩模。金属氧化物膜具有能够通过成膜条件和膜厚来调节透射率的优点。

另外，本发明人证实了在由与框架部(遮光层)相同的材料制成的底座、后述的黑色矩阵中，减小底座、黑色矩阵的膜厚对提高平坦性有效。根据本发明人精密的研究结果，当底座的膜厚为1.0μm以下时，容易稳定地得到层叠于底座之上的着色层的膜厚。

将底座膜厚与底座上的着色层的层叠部的膜厚的关系示于图6。如图6所示，当底座膜厚超过1.2μm时，层叠于底座之上的着色层的膜厚薄而会产生急剧的变化，不稳定。反之若是0.3μm以下的薄的膜厚，则在光刻的工序中难以得到稳定的膜厚。因此，底座的膜厚优选为0.4μm～1.0μm的范围。

后述的黑色矩阵的膜厚可以以0.4μm以下的薄的膜厚形成，还可以省略黑色矩阵的形成。另外，图6是表示将着色层的膜厚设定为4.5μm时的层叠部的膜厚，在着色层的实用的膜厚范围即1.5μm～5μm的范围内显示出同样的倾向。

底座的图案形状可作为用于抑制因入射到驱动液晶的TFT等有源元件的光引起的光电流的产生的遮光图案并用。关于TFT等有源元件的遮光，只要以光学浓度计为1就已足够，因此0.4μm～1.0μm的底座的膜厚与着色像素的重叠部膜厚相加即足够。另外，在本发明的构成中，由于在底座上层叠有多层的着色层作为间隔物，因而能够进一步增加遮光性。

关于形成间隔物的着色层的颜色的选择，可以根据目的、方法来适当地选择。例如，若优先考虑TFT等有源元件的遮光性，则可以以包含具有短波长的光的遮光性的红色着色层的方式进行选择。若优先考虑带圆边的形状，则可以选择将颜料含量比其它2种颜色少且具有流动性的蓝色着色层作为3层层叠或2层层叠的间隔物的最上层。

本发明的滤色器也可以制成除蓝色像素、红色像素、绿色像素以外还设有黄色像素等由互补色构成的着色像素或白色(透明)像素的4种颜色以上的滤色器。除了配置高度与液晶厚度对应的间隔物(主间隔物)以外，还可以配置高度低的辅助间隔物。当主间隔物为3层层叠时，例如可以仅在框架部配置2层层叠的辅助间隔物。主间隔物、辅助间隔物也可以分别作为单层的着色层。辅助间隔物通过使用灰色调掩模等具有透射率不同的开口部的光掩模、或使用具有小径的开口部的光掩模可制成高度低的间隔物。

本发明的技术可适用于不远的将来的液晶层厚度薄的液晶显示装置，对于液晶的流动性差的薄的液晶层的厚度，例如可以改变液晶的封入口附近的间隔物形成的配置等考虑到液晶单元化时的液晶材料的流动来调节间隔物数目和布局。在本发明的滤色器基板中，遮光层和底座可以如后所述那样在相同的光刻的工序中形成。

在本发明的滤色器基板中，间隔物可以在着色像素单元中例如像素的长度方向的中央(像素中央或像素长边的中央部一处)形成并将该间隔物形成为兼具液晶取向控制功能的结构物。该结构物的俯视形状可以采用圆形、菱形、多边形等。驱动液晶的TFT元件也可以与该间隔物位置对应地形成于像素的长度方向中央。例如，当制成俯视时为菱形的液晶取向控制结构物时，TFT基板侧的像素电极只要以菱形的同心形状的狭缝状(以く字形状使透明电极的开口部和图案交替)包围间隔物的方式配置即可。该构成在以FFS方式驱动垂直取向的液晶时特别有效。

本发明人提出的兼作间隔物和取向控制用结构物的构成能够实质性提高液晶显示装置的开口率，提高亮度。通常，取向控制用结构物通过使其高度较高地来形成或以高的密度来形成，能够提高液晶的响应性，但这些技术实质上都会导致像素的开口率的降低。本发明提出的技术由于能够兼作间隔物和取向控制用结构物，因而不会造成开口率的降低。

另外，关于在像素的中央形成的间隔物，当作为液晶显示装置例如采用利用紫外线光的光取向膜时，可用作作为多域的取向划分的结构物。本发明所用的间隔物通过将间隔物的热固化时富于流动性的例如蓝色着色层作为最上层覆盖间隔物整体，从而能够以光滑的剖面形状来形成。

也可以利用单色(红色着色层)来形成间隔物。用单色来形成间隔物具有以下优点。即，层叠2层或3层着色层并以独立的配置来形成间隔物的技术(例如专利文献1)与使用单纯的颜色重叠作为间隔物的技术(专利文献1)相比在液晶取向的方面有利。但是，为了吸收2次、3次颜色重叠时的错位，必须形成大的第1种颜色的着色层叠部的底面积，对像素开口率有不良影响。此外，当通过着色层的层叠来形成独立的细小形状且具有高度的间隔物时，形成按第1种颜色、第2种颜色、第3种颜色从着色像素的膜厚脱离的薄的膜厚的层叠，在间隔物的高度设计、制造工序中确认条件上存在困难。这种用2层或3层的着色层以独立的配置形成间隔物的技术，每个所用的彩色抗蚀剂的品种、所制造的滤色器的品种都需要上述的确认作业，是个问题。用单色来形成间隔物可消除这样的问题。

(黑色矩阵的膜厚)

图7是表示本发明的又一个实施方式的滤色器基板中的遮光层2、底座4、黑色矩阵8、红色像素3R、绿色像素3G、由着色层的层叠而形成的间隔物5、高度低的辅助间隔物6、单元间隙调节层15的俯视配置的图。即，图7中设有划分由红色像素3R、绿色像素3G及蓝色像素3B构成的3种颜色的着色像素的黑色矩阵8。另外，将图7的C-C’剖面示于图2。

本发明的一个实施方式的特征之一在于提供一种滤色器基板，其将遮光层和层叠于遮光层上的单元间隙控制层的合计膜厚与绿色像素的厚度设定为大致相同，且具有适于液晶的取向的平坦性，没有因液晶取向不良引起的框架部的漏光。本发明人证实了由与框架部(遮光层)相同的材料形成的黑色矩阵的膜厚对提高平坦性有影响。另外，黑色矩阵通常是为提高对比度而以包围着色像素的方式形成的格子状的遮光图案，但也可以以条纹状沿像素长度方向形成。此外，在本发明中，也可以是省去黑色矩阵的滤色器基板。或者，也可以使用不同的光掩模通过2次工序来形成黑色矩阵、底座、及厚度不同的遮光层。或者，还可以调节激光照射曝光中的发射次数来形成膜厚不同的黑色矩阵、底座、及遮光层。

图8所示为黑色矩阵的膜厚与黑色矩阵8上重叠的着色像素端部的突起高度的关系。当黑色矩阵8的膜厚超过1.1μm时，突起7的高度显著提高，形成对液晶取向不利的高度。当黑色矩阵的膜厚比1μm薄、进而比0.8μm薄时，着色像素端部的突起高度为低于0.25μm、进而低于0.2μm的高度。

包括着色像素的膜厚的不均的平坦性可以确保低于±0.15μm的良好的平坦性，可提供满足IPS方式和FFS方式等的高图像质量液晶显示装置的高要求的滤色器。另外，成为具有人眼的视见度高的绿色波长550nm的1/4波长的范围(±0.15μm)以内的高平坦性的滤色器，能够减少着色不均。

黑色矩阵与上述底座同样地可以通过使用灰色调掩模或半色调掩模等的光刻的方法与遮光层同时形成。或者，也可以使用激光曝光、通过改变发射次数而改变遮光层和黑色矩阵的曝光量以赋予膜厚差来形成。

另外，图8虽未示出低于0.4μm的膜厚的黑色矩阵，但本发明人证实了重叠于膜厚薄的黑色矩阵的突起的高度变低。与遮光层(框架部)不同，对黑色矩阵的遮光性并没有那么高的要求，因此在本发明中可以省略黑色矩阵的形成而仅以不同颜色的着色层的重叠来代替黑色矩阵。另外，来自配置于透射型液晶显示装置的背面的光源(背光源)的光可以用TFT等有源元件的扫描线或信号线进行遮光。

另外，有效显示区域内的间隔物5的高度大致相同，但高度的调节可以通过底座厚度及着色层的选择、滤色器制造工序中的涂布、显影、固膜等工艺、间隔物直径(尺寸)等进行各种调节。另外，没有形成间隔物5的底座4’是为了调节红色像素R、绿色像素G、蓝色像素B的开口率及对TFT等有源元件进行遮光而配置的。

(单元间隙调节层)

作为在着色像素上局部地配置本发明的单元间隙调节层15的例子，示于图2。在该例子中，单元间隙调节层15层叠在与俯视反射部25相同的位置的着色像素3G的反射部及相位差层11的上部。如上所述，单元间隙调节层15是为了调节透射部与反射部的光程差而配置的。因此，可以将至少具有可见光的高透射性和液晶面板工序中所需的耐热性的树脂材料用于单元间隙调节层。如图2所示，在框架状的遮光层2上还配置有单元间隙调节层15’，单元间隙调节层15’和遮光层2的膜厚的合计与绿色像素的膜厚大致相等。

另外，单元间隙调节层15的主要目的是调节液晶显示装置中液晶的透射部与反射部的光程差，例如，也可以在使用感光性的碱可溶性树脂的同时使用灰色调掩模等局部透射率不同的光掩模来改变厚度而形成。也可以结合着色像素的主要透射部的光的波长来改变厚度。不仅在反射部较厚地形成、还可以在透射部以薄的膜厚形成单元间隙调节层。

单元间隙调节层15可以利用上述透明树脂、碱可溶性树脂、丙烯酸树脂来形成。单元间隙调节层15由于形成图案状，因此优选使用能够通过光刻工序进行图案形成的碱可溶性树脂作为其材料。即使使用热固化型树脂，也可以通过干式蚀刻、剥离的方法来进行图案形成。另外，进一步优选如图1所示的实施方式中那样利用光散射层12来构成单元间隙调节层。

如上所述，本发明的滤色器基板特别适用于半透射型液晶显示装置。本发明的滤色器的着色像素被划分成透射部和反射部，在其反射部中，如图2所示在着色像素的反射部配置光散射层12。即，在与形成于着色像素的反射部的凹部内的相位差层11上的俯视时相同的位置上配置光散射层12。

光散射层12是通过单一或多种非晶质微粒分散在折射率不同的基体树脂14中而成的，是使入射光散射而在观察者的眼中形成纸白样的效果的光功能膜。基体树脂14只要是具有耐热性且为可见区域透射的透明树脂即可。光散射层12的膜厚由于非晶质微粒粒径、光的波长及制造工序中的易适合性的原因而优选为约1.5μm～5μm的范围。

作为光散射层12的非晶质微粒13，可例示出由无机物形成的微粒及由有机聚合物形成的微粒。特别是由于为非晶质，因此主要可举出有机聚合物微粒，但即使是无机物微粒，只要是非晶质就没有问题。还可以是后述的通过相分离而在基体树脂中呈现非晶质微粒的方式。可以通过用光刻的手法形成非晶质微粒、并在其上涂布基体树脂(以下记为透明树脂)的方法来形成。

例如，作为无机物微粒，可例示出二氧化硅或氧化铝的氧化物等球状的非晶质微粒，作为有机聚合物微粒，可例示出丙烯酸微粒、苯乙烯丙烯酸微粒及其交联体、三聚氰胺微粒、三聚氰胺-福尔马林缩合物、(聚四氟乙烯)或PFA(全氟烷氧基树脂)、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、PVDF(聚偏氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等含氟聚合物、硅酮树脂微粒等，其中，交联丙烯酸树脂微粒的折射率低于1.5，而且二氧化硅粒子或硅酮树脂微粒的折射率为1.42～1.45(卤素灯D线589nm)，因折射率小而特别优选。

另外，这些微粒只要作为光散射层中的主要微粒含有即可，例如，只要包含微粒的70%左右以上即可。除这些微粒以外，为了进行涂液中的微粒的分散稳定性、光散射特性的微调等，也可以添加30%左右以下的少量的无定形微粒等非球状微粒或结晶性微粒。

此外，还可以对这些微粒实施适当的表面处理、改善了溶剂分散性、与透明树脂的相容性后用作上述微粒。作为这样的表面处理的例子，例如可举出涂布被覆SiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、ZnO、透明树脂、偶联剂或表面活性剂等的处理。另外，还可例示出用醇、或者胺或有机酸等使其发生表面反应的处理。

非晶质微粒13的形状没有特别限定，是球形或类似球形的形状。球形微粒容易控制尺寸、粒径分布等，因此光散射层12的光学特性的控制变得容易。作为微粒的粒径，因目标光散射层的膜厚、有无着色而容许范围不同，没有特别限定。但是，通常若使用比光散射层的膜厚还大的微粒，则光散射层的表面会变得非常粗，不太优选。作为上述微粒的粒径虽没有特别限定，但作为优选的粒径范围，平均粒径为0.8μm～3μm左右，优选平均粒径为1μm～2μm。

微粒的比重虽然不会直接影响光散射层的光学特性，但会对形成光散射层12时的涂布特性带来很大影响，甚至还与光散射层12自身的特性也有关系。因此，对涂液的稳定性而言，优选微粒的比重的值接近基体树脂14的溶液的比重。

作为分散上述微粒的基体树脂14，优选可见光线透射率高、且对液晶显示装置的制造工序中的热处理和药品处理具备充分的耐受性的树脂，例如作为折射率高的树脂，可使用环氧改性丙烯酸树脂、Flowlen树脂、聚酰亚胺树脂，另外，作为折射率低的树脂，可使用氟改性丙烯酸树脂、硅酮改性丙烯酸树脂。此外，还可适当地使用丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、氨基甲酸酯树脂、硅酮树脂等。

当通过光刻工序图案状地设置光散射膜层时，可以利用具有感光性和显影性的丙烯酸系树脂或环氧系树脂。另外，对这些树脂实施热固化或紫外线固化，也可以并用。

例如，当微粒的折射率为1.49(使用卤素灯D线589nm的值)的交联丙烯酸微粒时，基体树脂的折射率优选为1.55～1.65。另外，当微粒是折射率为1.42～1.45的二氧化硅粒子或硅酮树脂微粒时，基体树脂优选折射率为1.50～1.60。

上述光散射层12通过将非晶质微粒13混合并分散到作为基体树脂的透明树脂14中并涂布到透明基板上进行干燥后，经过光刻工序而形成任意的形状。另外，作为涂布方法，可以使用旋涂法、流涂法、辊涂法等，作为曝光方法，可以使用投影曝光、近接式曝光。

作为光散射层12中的非晶质微粒13，可例示出能够通过将两种树脂混合并进行相分离而形成的微粒。通过选定适量具有不同折射率的两种以上的树脂、添加材料，溶解于溶剂中，将所得的涂液在基板上涂布干燥，可以形成非晶质微粒13。

关于相分离，将两种树脂在溶液中混合时、或者在基板上涂布干燥而溶剂逐渐挥发的过程中生长，在涂膜干燥时可以形成透明的非晶质微粒13。此时，在溶液中发生相分离的一种树脂会生长成球形，但在基板上涂布时，伴随着涂膜中的溶剂挥发，膜容积减少，且该球形生长会使容积不断增大，但因来自上表面的应力而一边从球形变形为圆盘状一边生长。

关于两种树脂溶液中一种树脂以液滴的形式生成并生长而形成非晶质微粒13的条件，若将一种树脂设定为A、将另一种树脂设定为B，则可举出以下条件：

1)A的量少于B的量、

2)A溶液的表面张力大于B溶液的表面张力、

3)A溶液的蒸发速度大于B溶液的蒸发速度、

4)A的分子量大于B的分子量等，

特别是量的大小是强度的制约条件。

若非晶质微粒由折射率不同的2种以上的树脂溶液通过相分离而生成、形成，则非晶质微粒会留在膜的内部而不会露出于表面，因此光散射膜层的表面变得平坦，而且滤色器的膜厚也变得均匀。

发生相分离而形成的透明基体树脂14及非晶质微粒13优选可见光线透射率高、且对液晶显示装置的制造工序中的热处理或药品处理具备充分的耐受性。

例如，作为折射率高的树脂，可使用环氧改性丙烯酸树脂、Flowlen树脂、聚酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂，另外，作为折射率低的树脂，可使用氟改性丙烯酸树脂、硅酮改性丙烯酸树脂。此外，还可以适当地使用丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、氨基甲酸酯树脂、硅酮树脂等。

非晶质微粒中球形状的微粒容易获得，另外透明的二氧化硅、硅酮树脂的折射率为1.43～1.44，交联丙烯酸树脂的折射率为1.49，可作为折射率高的树脂使用。

当通过光刻工序图案状地设置光散射层时，可以利用具有感光性和显影性的丙烯酸系树脂或环氧系树脂。另外，还可以利用热固性树脂或紫外线固化型树脂。

除上述树脂以外，还可以添加用于改善涂布适应性的表面活性剂、用于赋予感光性的光聚合引发剂、增感剂等。

作为光散射层12中的非晶质微粒13，可例示出与上述两个例子不同的形状、不同的制造工艺。即，将透明树脂在基板上涂布干燥，使用光刻法等方法形成许多膜厚为数μm、图案尺寸为数μm～数十μm的微细的浮雕，通过加热使该浮雕软化，然后使其热交联。在其上涂布折射率不同的透明树脂，即可形成光散射膜层。

当非晶质微粒是由微小树脂图案熔化而形成的半球形状的微透镜时，可以通过改变图案形状(尺寸和形状、密度)来调节光散射特性。或者，通过将微透镜的剖面形状制成非对称或抛物线形状，可以制成具有指向性的光散射层。

关于作为单元间隙调节层的光散射层的图案的尺寸，优选形成与相位差层的俯视的尺寸相同的尺寸、或者比相位差层大的尺寸的图案。

(着色像素的重叠形状)

关于TFT用曝光装置，市售的有3σ为1.5μm的高校准精度的装置。在TFT的情况下，采用金属配线上所附的校准标记，在滤色器的情况下，与此不同，采用有机物膜(例如黑色矩阵等感光性着色组合物膜)上所附的校准标记。另外，层叠的着色层也同样地，校准标记附在有机物膜上，有机物膜的膜厚也比TFT的配线厚，为1μm到4μm，在图案边缘也形成锥形，因此其校准精度以3σ计至少需要4.5μm的校准精度。

如上所述，IPS或VA、FFS方式的液晶显示装置的液晶厚度为约2μm～4μm。本发明的滤色器中的着色层的厚度为其液晶厚度的0.6倍～1倍左右。因此，着色层的具体的厚度为约1.2μm～4μm。

另外，黑色矩阵的扫描线宽度在移动(小型)液晶显示装置用途和大型TV用途中不同，但为约5μm～30μm。在优先考虑像素的开口率的情况下，如上所述那样可以省去黑色矩阵的形成。

图9所示为膜厚厚的着色像素22的图案边缘形状，图10所示为膜厚薄的着色像素23的图案边缘形状。若将与校准有关的图案边缘的长度m、n设定为4.5μm，对着色像素22的膜厚s、着色像素23的膜厚t适用上述的着色层的厚度即1.2μm以上且4.0μm以下，计算着色像素的图案边缘的锥形角度θ₁、θ₂(着色像素端部与透明基板1的面所成的角度)，则其角度范围达到约15°以上且40°以下。因此，虽然也取决于着色层22、23的膜厚s、t，但为了得到良好的平坦性，优选以15°以上且40°以下的锥形角度形成着色像素的端部形状。

另外，着色像素的端部形状可以通过改变聚合引发剂的量、显影方法、曝光量等等各种方法来进行控制。着色像素的俯视形状优选为着色像素连续的条纹形状。

在本发明的滤色器基板上，为了覆盖滤色器表面的微妙的组织、后述的单元间隙调节层表面、单元间隙调节层形成前的处理(取向处理)等的0.1μm以下的表面的凹凸、或从提高电绝缘性的观点出发，还可以层叠由透明树脂形成的保护层或绝缘层。关于保护层，为了确保一定程度的间隔物的高度，通过增大所用的透明树脂的分子量等努力，可以形成容易确保追随性(与确保平坦性相反的方向)的保护层。通过例如以0.05μm～0.3μm的薄的膜厚涂布形成保护层，能够确保间隔物高度。另外，也可以通过预先形成高的间隔物从而形成膜厚为1μm以上的保护膜。

保护层可以兼作取向膜，也可以在后述的相位差层的前处理之前预先涂布形成。或者，也可以含有辅助相位差层或液晶的取向膜的光取向的添加剂(例如紫外线吸收剂)。此外，还可以预先在像素内用与遮光层相同的材料形成突起、再层叠着色层而制成取向控制用结构物使用。可以兼作间隔物和取向控制用结构物。例如，通过以TFT基板侧的驱动液晶的TFT元件和滤色器基板侧的底座面对面的方式形成于像素中心，从而可以兼作为垂直取向的液晶显示器的间隔物和取向控制用结构物。

(相位差层)

半透射型液晶显示装置的反射部与透射部相比除光程差以外还产生由液晶引起的相位差的差。由于这样的反射部与透射部的相位差的不同，有时会在反射部的反射光或黑色显示中产生着色，或应该为标准黑色显示的显示却变成标准白色显示，相位差的问题严重。

针对于此，通过使入射光错开1/4波长相位差、并利用反射电极上的反射再加上相当于1/4波长的相位差，即可解决该问题(使转换成直线偏振光的入射光在该相位差层的厚度方向通过1次的往返而发生90度偏振光旋转)。

在本发明的半透射型液晶显示装置中，作为赋予相位差层发生1/4波长相位或1/2波长相位变化的功能的具体方法，可举出使用高分子液晶或交联性高分子液晶溶液的涂布形成方法、在上述碱可溶的透明树脂中添加双折射调节剂而形成的方法、使用聚合性液晶化合物的方法等。在聚合性液晶化合物的情况下，可以使用具有圆盘状的分子结构的盘状聚合性液晶化合物或棒状聚合性液晶化合物。也可以将这些列举的方法或材料组合来形成。

另外，为了提高赋予使偏振光发生1/4波长相位或1/2波长相位变化的功能的再现性，可以在相位差层的形成前实施取向膜的形成或取向处理。在如聚合性液晶化合物那样可以通过曝光的量或曝光波长进行取向调节的情况下，可以利用着色像素的颜色调节其取向的密度或取向方向。取向膜的取向处理也可以采用与上述聚合性液晶化合物同样的光取向处理。

曝光机可以结合曝光波长在内适当地选择超高压汞灯、YAG激光器、固体激光器、半导体激光器等。像激光曝光那样可通过曝光波长的选择、利用激光发射次数的曝光量调节、激光的入射角度等来调节取向的密度或取向方向。也可以使用多个光掩模对每个对应的着色像素进行选择曝光。可以一次性进行来自多个方向的照射。另外，曝光不论是偏振光照射还是非偏振光照射都可以。也可以先进行偏振光照射后，一边加热一边通过非偏振光照射进行固定化。当存在氧阻碍时，优选在不活泼性气体气氛下进行。

关于相位差层的膜厚，只要在0.5μm到5μm左右的范围内仅根据滤色器构成材料或根据适用于液晶显示装置的液晶的双折射率进行调节即可。相位差层的相位差的差可以通过曝光量以及添加到聚合性液晶化合物中的聚合性引发剂的添加量或其种类、共混进行调节。另外，当聚合性液晶化合物为单体时，可以通过使单体的反应性基团为多个来提高交联密度，制成可靠性高的相位差层。

也可以将相位差层制成与着色像素的各自主要的透射光的波长相应的相位差层。在标准黑色显示的情况下，通过不仅对形成于着色像素上的相位差层、而且对遮光层(框架部)上的相位差层也赋予发生1/4波长或1/2波长相位变化的功能，可以消除漏光。在标准黑色显示的液晶显示装置中，通过在框架状的遮光层2上以相位差层11’和遮光层11的合计膜厚与绿色像素的膜厚大致相等的方式形成相位差层11’，可以消除漏光，提高图像质量。

当使用聚合性液晶化合物作为相位差层时，可以在相位差层形成前作为前处理而涂布形成取向膜，进行取向处理。另外，优选在形成相位差层而制成滤色器基板后形成用于液晶取向的取向膜。当取向膜是能够通过紫外线等能量线来调节取向量的取向膜时，可以通过如上所述的激光曝光来改变透射部和反射部的取向量，并且可以使每种颜色的取向不同。或者，也可以将在相位差层的取向处理中使用的取向膜用于透射部的液晶取向，并在反射部的相位差层中另外形成具有不同的取向功能的膜。

关于成为相位差层的基底的取向膜中可以使用的有机化合物，可举出聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯/马来酰亚胺共聚物、聚乙烯醇、聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、苯乙烯/乙烯基甲苯共聚物、氯磺化聚乙烯、硝基纤维素、聚氯乙烯、氯化聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯醇、醋酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、羧甲基纤维素、聚乙烯、聚丙烯及聚碳酸酯等聚合物及硅烷偶联剂等化合物。作为优选的聚合物的例子，可举出聚酰亚胺、聚苯乙烯、苯乙烯衍生物的聚合物、明胶、聚乙烯醇及具有烷基(碳原子数优选为6以上)的烷基改性聚乙烯醇。

通过对滤色器的着色像素表面进行摩擦也可以得到取向效果。此外，可使用市售的取向膜材料，例如可举出日产化学公司制的取向膜材料(SUNEVER)、Hitachi Chemical DuPont MicroSystems公司制的取向膜材料(QL、LX系列)、JSR公司制的取向膜材料(AL系列)、CHISSO公司制的取向剂((Lixon Aligner)等。这些取向膜材料在作为喷墨用油墨进行粘度调节时，可以添加γ-丁内酯、二乙二醇单乙基乙酸酯、二乙二醇单丁基乙酸酯、环己酮等有机溶剂。

关于成为相位差层的基底的取向膜的取向处理，可以采用与作为液晶显示装置使用的液晶的取向膜的取向方法相同的方法。例如，除了机械性地摩擦取向膜的表面的摩擦方法以外，还可以是使用紫外光的光取向的方法。紫外光的光源可以结合曝光的紫外光的波长、照射角度、照射量等来适当地选择超高压汞灯、低压汞灯、短弧型的氙气灯、固体激光器、YAG激光器、半导体激光器等。紫外光可以采用来自2个方向、4个方向等多个方向的照射方法。

在后述的本发明的实施例中，对取向膜的图案形成中以最简便的喷墨方式进行的例子进行说明，但也可以使用能够显影处理的感光性的取向膜材料、通过光刻的方法进行图案形成。

优选将单元间隙调节层或相位差层层叠于遮光部上而减少遮光部高低差。其理由是，如图14所示那样，以往由在滤色器的着色像素3和遮光层2产生的高低差a引起的液晶取向不均因滤色器的平坦性提高而会得到改善。

另外，本发明的滤色器基板的透射部和反射部的面积比率可以根据其液晶显示装置的使用目的、条件来进行调节。

实施例

(遮光层材料/黑色组合物的制备)

(颜料分散体RD1)

将20份作为着色剂的C.I.颜料红254/C.I.颜料红177=80/20(重量比)混合物、5份(固体成分换算)作为分散剂的BYK-2001、75份作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯通过珠磨机进行处理，制备颜料分散体(RD1)。

(颜料分散体YD1)

将20份作为着色剂的C.I.颜料黄150、5份(固体成分换算)作为分散剂的Solsperse 24000、75份作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯通过珠磨机进行处理，制备颜料分散体(YD1)。

(颜料分散液BD1)

将20份作为着色剂的C.I.颜料蓝15：6、5份(固体成分换算)作为分散剂的AJISPER PB-821、75份作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯通过珠磨机进行处理，制备颜料分散体(BD1)。

(颜料分散液VD1)

将20份作为着色剂的C.I.颜料紫23、5份(固体成分换算)作为分散剂的AJISPER PB-821、75份作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯通过珠磨机进行处理，制备颜料分散体(VD1)。

(树脂溶液(P1)的合成)

向反应容器中加入800份环己酮，一边向容器中注入氮气一边进行加热，滴加下述单体及热聚合引发剂的混合物进行聚合反应。

滴加后充分地加热，然后添加将热聚合引发剂2.0份用环己酮50份溶解而得到的溶液，进一步继续反应，得到丙烯酸树脂的溶液。向该树脂溶液中添加环己酮使不挥发成分达到20重量%，制备丙烯酸树脂溶液，制成树脂溶液(P1)。丙烯酸树脂的重均分子量为约10000。

(黑色组合物)

将下述组成的混合物搅拌混合均匀后，用5μm的过滤器进行过滤，得到黑色组合物。黑色组合物在后面的实施例中用于遮光层及底座的形成。

如上所述得到的黑色组合物在涂布形成后固化得到的膜厚为1μm时光学浓度(OD值)约为1.8。可以通过涂布条件来调节膜厚。也可以通过调节树脂的固体成分比(树脂溶液)的成分比来进行涂膜的光学浓度的调节。另外，在上述黑色组合物中，由于绿色有机颜料的遮光性差而没有添加。

(光学浓度(OD)的测定)

光学浓度(OD值)是表示物质吸收光的程度的值，当光程长一定时，OD值越大表示物质的浓度越高。本发明中的光学浓度(OD值)由下述算式(1)表示。对上述得到的黑色组合物涂布基板，使用奥林巴斯公司制分光器OSP-200，测定C光源下的三刺激值Y，用式1算出光学浓度(OD)。

[式1]

光学浓度(OD)=-log(Y/100) (1)

(其中，Y是C光源下的三刺激值Y)

作为测定用试样，将用有机溶剂进行稀释而调节了浓度的黑色组合物Blk以1μm的厚度涂布到玻璃基板上，使其自然干燥。用加热板在90℃下加热1分钟，干燥除去剩余的溶剂。然后，在230℃下在烘箱中进行1小时烧成，制成遮光层的光学浓度测定试样。光学浓度(OD)约为1.8。

通过涂布条件可以调节膜厚。另外，通过调节树脂溶液的成分(固体成分)比，也可以控制浓度。当用上述黑色组合物以4μm到5μm形成厚的膜厚时，可以通过增加树脂溶液和溶剂(环己酮等)的配合量、使有机颜料浓度为黑色组合物的10%左右来进行对应。此时的遮光性以光学浓度计可以设定为3到4的范围。

在后述的实施例中，调节黑色组合物的树脂固体成分比和溶剂量，使膜厚为1.6μm时光学浓度为约3。

(光散射层用树脂组合物的制备)

按以下所示的组成制备感光性的光散射层用树脂组合物。

碱可溶型感光性透明树脂A2：

将A2、C和E混合，进行涂布、干燥、曝光(200mJ/cm²)、显影后，在230℃下进行60分钟固膜，所得的透明树脂的折射率为1.58(D线589nm)。

将上述A2、B3、C、D、E按重量比A2：B3：C：D：E=4.5：2：0.45：21：2用无介质分散机混合搅拌3小时，得到光散射层用树脂组合物。此时的组合物的粘度为14cp/25℃。

(着色像素材料/着色组合物的制备)

[颜料制造例R2]

将二酮吡咯并吡咯系红色颜料PR254(Ciba Specialty Chemicals公司制“IRGAPHOR RED B-CF”；R-1)100份、色素衍生物(D-1)18份、粉碎后的食盐1000份、及二乙二醇120份装入不锈钢制1加仑捏合机(井上制作所制)中，在60℃下混炼10小时。

将该混合物投入到温水2000份中，一边加热至约80℃一边用高速混合器搅拌约1小时制成料浆状，反复过滤、水洗而除去食盐及溶剂后，在80℃下干燥24小时，得到115份的盐磨处理颜料(R2)。

[颜料制造例R3]

将蒽醌系红色颜料PR177(Ciba Specialty Chemicals公司制“CROMOPHTAL RED A2B”)100份、色素衍生物(D-2)8份、粉碎后的食盐700份、及二乙二醇180份装入不锈钢制1加仑捏合机(井上制作所制)中，在70℃下混炼4小时。将该混合物投入到温水4000份中，一边加热至约80℃一边用高速混合器搅拌约1小时制成料浆状，反复过滤、水洗而除去食盐及溶剂后，在80℃下干燥24小时，得到102份的盐磨处理颜料(R3)。

[颜料制造例R4]

在氮气氛下将170份叔戊醇装入磺化烧瓶中，添加11.04份钠，将该混合物加热至92℃～102℃。一边剧烈搅拌熔融的钠一边在100℃～107℃下保持一晚。

向得到的溶液中，在80℃～98℃下用2小时导入将44.2份4-氯苯甲腈及37.2份琥珀酸二异丙酯在80℃下溶解在50份叔戊醇中而得的溶液。导入后，将该反应混合物在80℃下进一步搅拌3小时，同时滴加4.88份琥珀酸二异丙酯。

将该反应混合物冷却至室温，添加到270份甲醇、200份水及48.1份浓硫酸的20℃的混合物中，在20℃下继续搅拌6小时。将得到的红色混合物过滤，将残留物用甲醇和水进行洗涤后，在80℃下干燥，得到46.7份的红色颜料(R4)。

[颜料制造例G2]

在356份氯化铝及6份氯化钠的200℃的熔融盐中溶解46份锌酞菁，冷却到130℃，搅拌1小时。将反应温度升高到180℃，以每小时10份的方式滴加溴10小时。然后，以每小时0.8份的方式导入氯5小时。

将该反应液缓慢地注入3200份水中后，进行过滤、水洗，得到107.8份的粗制卤化锌酞菁颜料。粗制卤化锌酞菁颜料的1分子内含有的平均溴化数为14.1个、平均氯数为1.9个。另外，在该实施例中不限定溴化数。

将得到的粗制卤化锌酞菁颜料120份、粉碎后的食盐1600份及二乙二醇270份装入不锈钢制1加仑捏合机(井上制作所制)，在70℃下混炼12小时。

将该混合物投入5000份温水中，一边加热至约70℃一边用高速混合器搅拌约1小时制成料浆状，反复过滤、水洗而除去食盐及溶剂后，在80℃下干燥24小时，得到117份的盐磨处理颜料(G2)。

[颜料制造例Y2]

在可拆式烧瓶中加入150份水，然后一边搅拌一边加入35%盐酸63份，制备盐酸溶液。一边注意发泡情况一边加入38.7份苯磺酰肼，追加冰直至液温达到0℃以下。冷却后，用30分钟加入亚硝酸钠19份，在0℃～15℃之间搅拌30分钟后，加入氨基磺酸直至用碘化钾淀粉试纸检测不到着色为止。

接着，添加25.6份巴比妥酸后，升温到55℃，在此状态下搅拌2小时。接着，投入25.6份巴比妥酸，升温到80℃后，投入氢氧化钠直至pH变为5。进一步在80℃下搅拌3小时后，降温到70℃，进行过滤、温水洗涤。

将得到的压滤饼在1200份的温水中进行再浆化后，在80℃下搅拌2小时。然后，在该温度下进行过滤，用2000份80℃的水进行温水洗涤，确认苯磺酰胺已移动到滤液侧。将得到的压滤饼在80℃下干燥，得到61.0份偶氮巴比妥酸二钠盐。

接着，在可拆式烧瓶中加入200份水，进而一边搅拌一边投入所得到的偶氮巴比妥酸二钠盐的粉末8.1份并使其分散。均匀分散后，添加溶液升温到95℃的三聚氰胺5.7份、二烯丙基氨基三聚氰胺1.0份。然后，用30分钟滴加将氯化钴(II)六水合物6.3份溶解在30份水中而得到的绿色溶液。滴加结束后，在90℃下进行1.5小时络合。

然后，将pH调至5.5，进一步添加将二甲苯4份、油酸钠0.4份、水16份预先搅拌成乳液状的溶液20.4份，然后加热搅拌4小时。冷却到70℃后，快速过滤，在70℃下反复进行温水洗涤直至可以洗净无机盐为止。

然后，经过干燥、粉碎的工序，得到14份的偶氮系黄色颜料(Y2)。

[颜料制造例B2]

将铜酞菁系蓝色颜料PB15：6(东洋油墨制造公司制“LIONOL BLUEES”)100份、粉碎后的食盐800份及二乙二醇100份装入不锈钢制1加仑捏合机(井上制作所制)，在70℃下混炼12小时。

将该混合物投入3000份温水中，一边加热至约70℃一边用高速混合器搅拌约1小时制成料浆状，反复过滤、水洗而除去食盐及溶剂后，在80℃下干燥24小时，得到98份的盐磨处理颜料(B2)。

[颜料制造例V2]

将300份LIONOGEN VIOLET RL(东洋油墨制造制)投入到3000份96%硫酸中，搅拌1小时后，注入到5℃的水中。搅拌1小时后，过滤，用温水进行洗涤直至洗涤液变为中性为止，在70℃下干燥。

将得到的酸性糊化(acid pasting)处理颜料120份、氯化钠1600份及二乙二醇(东京化成公司制)100份装入不锈钢制1加仑捏合机(井上制作所制)，在90℃下混炼18小时。接着，将该混合物投入到约5升的温水中，一边加热至约70℃一边用高速混合器搅拌约1小时制成料浆状后，进行过滤、水洗以除去氯化钠及二乙二醇，在80℃下干燥24小时，得到118份的盐磨处理颜料(V2)。

(树脂溶液(P2)的制备)

在反应容器中加入800份环己酮，一边向容器中注入氮气一边加热至100℃，在同一温度下用1小时滴加下述单体及热聚合引发剂的混合物进行聚合反应。

滴加后，进一步在100℃下反应3小时，然后添加将2.0份偶氮二异丁腈在50份环己酮中溶解而得到的液体，进一步在100℃下继续反应1小时，合成树脂溶液。

冷却到室温后，采集约2g树脂溶液，在180℃下加热干燥20分钟，测定不挥发成分，在先前合成的树脂溶液中添加环己酮使不挥发成分达到20%，从而制备丙烯酸的树脂溶液(P2)。

(颜料分散体及着色组合物的制备)

将下述表4所示的组成(重量份)的混合物均匀地搅拌混合后，使用直径为1mm的氧化锆珠，用砂磨机分散5小时后，用5μm的过滤器进行过滤，得到红色、绿色、蓝色的颜料分散体。

表4

然后，如下述表5所示那样，将颜料分散体丙烯酸树脂溶液(P2)、单体、聚合引发剂、增感剂、有机溶剂等的混合物进行混合搅拌后，用5μm的过滤器进行过滤，得到红色、绿色、蓝色的各着色组合物。在以下的实施例中，使用下述表5的着色组合物，形成红色像素、绿色像素、蓝色像素。

表5

以下，根据实施例1对本发明进行细说明。

[实施例1]

(滤色器基板的制作)

参照图1、3及5，对实施例1的滤色器基板的制作进行说明。

使用上述黑色组合物，在玻璃的透明基板1上形成图1、3及5所示的框架状的遮光层2和底座4。遮光层2的厚度为1.6μm，底座4的厚度为0.6μm。另外，关于遮光层2和底座4，通过将上述黑色组合物进行涂布、干燥后，使用灰色调光掩模(遮光层图案和底座图案分别带有透射率差的光掩模)，通过一次的曝光和显影以及利用热处理进行的膜固处理而形成于透明基板1上。

接着，在透明基板1上形成红色像素R、绿色像素G、蓝色像素B、由红色层叠部5R、绿色层叠部5G、蓝色层叠部5B层叠而成的间隔物5。用于形成图1所示的包含反射部的着色像素的着色像素及间隔物的曝光用掩模使用灰色调光掩模。其结果是，在着色像素的反射部形成了凹部。

直接形成于透明基板1的着色层(红色像素3R、绿色像素3G、蓝色像素3B)部分的膜厚为3.2μm±0.2μm。反射部(凹部)的着色像素的膜厚为1.6μm±0.2μm。在本实施例中，以包围着色像素的反射部即凹部的方式形成有高度约为1.6μm的着色像素的隔板，因此在下面所示的利用喷墨的取向膜形成中，可以在墨滴着墨时墨滴不会流到凹部外地来涂布形成取向膜。

接着，在形成相位差层11前作为前处理，如下实施取向处理。即，作为用于形成相位差层11的着色像素表面的前处理，使用经粘度调节的日产化学公司制的取向膜材料SUNEVER，利用喷墨涂布装置以干燥膜厚达到0.1μm的方式在反射部着色像素上选择性地进行喷吐。

为了在喷墨中没有不喷吐、没有方向错误、没有而准确地进行喷吐，必须控制不喷吐时的流变特性。喷墨中充的油墨的具有优异的喷吐性的流变特性是：使频率从100到0.1Hz变化时的23℃到25℃下的油墨的复粘度的起值为20mPa·s以下且最大值为1000mPa以下，频率10Hz到50Hz的正切损为1到20。作为来自喷墨的喷嘴的喷吐量，对每1像素1次的喷吐在2到10pl(升)的范围内。

然后，在加热板上于90℃下加热干燥1分钟后，在净烘箱中于260℃下烧成40分钟进行固膜。接着，对该基板沿一定方向实施摩擦处理，作为前处理。

在进行了前处理的反射部着色像素上，以1.6μm±0.1μm的膜厚形成以下述的具有发生1/4波长变化的相位差功能的相位差层11。即，将成为相位差层的下述组成的混合物搅拌混合均匀，用0.6μm的过滤器进行过滤，将得到的聚合性液晶化合物以干燥膜厚达到1.6μm的方式涂布到实施了前处理的着色像素上，在加热板上于90℃下加热干燥2分钟，得到液晶取向基板。

接着，对该涂布了聚合性液晶化合物的基板，使用以半导体激光器为光源的曝光机，经由光掩模对反射部的各着色像素区域曝光紫外线。关于紫外线的照射量，改变激光的发射次数，以红色像素区域为500mJ/cm²、绿色像素区域为200mJ/cm²、蓝色像素区域为5mJ/cm²分别进行曝光，然后通过显影处理而形成相位差层的图案。

接着，将基板放入净烘箱中，在230℃下进行40分钟烧成，得到形成有作为1/4波长层的相位差层的滤色器基板。

测定得到的滤色器基板的着色像素及相位差层的相位差的合计，结果红色像素部分在波长为630nm的光下为166nm，绿色像素部分在波长为550nm的光下为136nm，蓝色像素部分在波长为450nm的光下为112nm。将该结果示于下述表6。

表6

在框架状的遮光层2上也以同样的框架状图案形成相位差层11’。遮光层2和该遮光层上的相位差层11’的合计膜厚为约3.2μm，与绿色像素3G的膜厚大致相同。

接着，使用上述光散射层组合物，以1.9μm的膜厚形成光散射层(单元间隙调节层)12。形成方法如下：使用具有光散射层12的图案的光掩模，进行200mJ/cm²的紫外线曝光，用碱显影液显影后，在230℃下通过40分钟的热处理进行固膜。该曝光及热处理使得已配置在光散射层12下部的相位差层在追加固膜时稳定。通过层叠光散射层12，消除了相位差层的氧阻碍，能在包括再次紫外线曝光的固膜处理中稳定。在该实施例中，预先在着色像素设置凹部后，进行相位差层的利用热处理的固膜，因此不论曝光量的差如，均能良好地形成相位差层而无变形。

图4所示的底座4上的突起高度d低，在蓝色像素侧为0.1μm，在绿色像素侧为0.14μm，平坦性良好。

另外，图3所示的间隔物5的底边的尺寸为25μm，构成间隔物5的层叠着色层的整体的高度约为3.9μm。作为对的液晶显示装置的液晶厚度为3.8μm。后述的图12所示的反射部上的液晶层的厚度为1.8μm。

[实施例2]

(滤色器基板的制作)

首先，根据滤色器基板的示意俯视图即图7、并且并用其局部剖面图即图2和图3对实施例进行说明。本实施例与实施例1的不同点在于，形成了黑色矩阵，且使用透明树脂作为单元间隙调节层而非光散射层。

使用上述黑色组合物在玻璃的透明基板1上形成图7、图2所示的遮光层2和底座4。遮光层2的厚度为1.6μm，黑色矩阵8及底座4的厚度为0.6μm。另外，关于遮光层2、黑色矩阵8和底座4，通过将上述黑色组合物进行涂布、干燥后，使用灰色调光掩模(遮光层图案和底座图案分别带有透射率差的光掩模)，通过一次的曝光和显影及利用热处理进行的固膜处理而形成于透明基板1上。

然后，如图3所示那样，在透明基板1上形成遮光层11、红色像素R、绿色像素G、蓝色像素B、以及由着色层层叠而成的间隔物5、辅助间隔物6。用于形成间隔物5、辅助间隔物6的曝光用掩模使用该图案部为低透射率的灰色调光掩模。

直接形成于玻璃的透明基板1上的着色层(红色像素R、绿色像素、蓝色像素B)部分的膜厚均为3.2μm±0.2μm。

在图2所示的着色像素3G的反射部(凹部)，以1.6μm±0.1μm的膜厚形成具有发生1/4波长变化的相位差功能的相位差层11。用于使相位差层11发生取向而赋予相位差功能的着色像素表面的前处理、相位差层11的形成及它们中使用的材料与实施例1相同。

接着，在相位差层11上使用能够碱显影的丙烯酸系感光性树脂形成膜厚为1.9μm的单元间隙调节层15。在框架状的遮光层11上也以相同的框架状图案形成单元间隙调节层15’。遮光层2和该遮光层上的单元间隙调节层15’的合计膜厚约为3.2μm，与绿色像素3G的膜厚大致相同。

另外，图3所示的间隔物5的底边的尺寸为25μm，构成间隔物5的着色层层叠部的高度约为3.9μm，作为对的液晶显示装置的液晶厚度为3.8μm。

[实施例3]

(滤色器基板的制作)

根据本发明的滤色器基板的示意俯视图即图7、并且并用其局部剖面图即图2及图3对实施例进行说明。

使用上述黑色组合物在玻璃的透明基板1上形成图7、图2所示的遮光层2和底座4。遮光层2的厚度为1.6μm，黑色矩阵8和底座4的厚度为0.6μm。另外，关于遮光层2、黑色矩阵8和底座4，通过将上述黑色组合物进行涂布、干燥后，使用灰色调光掩模(遮光层图案和底座图案上分别带有透射率差的光掩模)，通过一次的曝光和显影及利用热处理进行的固膜处理而形成于透明基板1上。

接着，如图3所示那样，在透明基板1上形成遮光层2、红色像素3R、绿色像素3G、蓝色像素3B、以及由着色层层叠而成的间隔物5、辅助间隔物6。用于形成间隔物5、辅助间隔物6的曝光用掩模使用该图案部为低透射率的灰色调光掩模。

直接形成于透明基板1上的着色层(红色像素3R、绿色像素3G、蓝色像素3B)部分的膜厚均为3.2μm±0.2μm。

在图2所示的着色像素的反射部(凹部)，如下述表7所示那样以2.6μm±0.15μm的膜厚形成具有1/2波长的相位差功能的相位差层11。用于使相位差层11发生取向而赋予相位差功能的着色像素表面的前处理与实施例1相同。与各着色像素对应的相位差量用曝光量进行调节。成为相位差层11的聚合性液晶组合物为下述所示的组成。

表7

接着，使用能够碱显影的丙烯酸系感光性树脂形成膜厚为0.9μm的单元间隙调节层15。在图2所示的框架状的遮光层2上也以同样的图案形成单元间隙调节层15’。间隔物的高度和形状与实施例1相同。

另外，在通过以上的实施例3得到的滤色器基板中，相位差层11的膜厚为2.6μm，若形成于膜厚为3.2μm的着色像素(例如、绿色像素3G)的凹部，则由于从着色像素的表面突出，因此实际上为图11所示的构成。

[实施例4]

制作图12所示的构成的液晶显示装置。

将实施例3中制作的滤色器基板31和TFT基板32面对面地配置，在它们之间夹持与基板面平行取向的水平取向(IPS)方式的液晶层33，制成液晶显示装置。另外，省略了偏振膜、相位差膜、取向膜的图示。

与TFT元件34电连接的像素电极35设定为由透明导电膜构成的梳齿状图案，虽未图示，但共用电极隔着绝缘层配置在像素电极下部。

液晶层33的厚度设定为3.8μm。

[实施例5]

(液晶显示装置的制作)

使实施例1中制作的滤色器基板31和TFT基板32面对面地配置，在它们之间夹持与基板面平行取向的垂直取向(VA)方式的液晶层33，制成液晶显示装置。另外，省略偏振膜、相位差膜、取向膜的图示。

在本实施例中，滤色器基板31由于遮光层和单元间隙控制层的合计膜厚与作为绿色像素的着色层3G为相同的膜厚，没有多余的突起结构物，因而能够顺利地进行均匀的液晶充，画像显示也非常均质，良好。在着色像素周边或遮光层与显示区域的边界部也没有液晶取向的紊乱，获得了无漏光的高图像质量的液晶显示装置。

另外，将图12所示的TFT元件34附近的液晶显示装置的局部放大图示于图13(光散射层及单元间隙控制层未图示)。当绝缘层41的膜厚薄时，能够通过形成于像素电极42和共用电极43之间的拱形的电力线44而经由绝缘层41更有效地进行液晶驱动。根据本实施例，由于存在设置于反射部的相位差层，因此反射部和透射部的显示品质没有差别，可得到高透射率的液晶显示装置。

Claims

1.一种半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其是在透明基板上在有效显示区域的外周配置遮光层、并在有效显示区域形成有包含绿色像素的多个颜色的着色像素、间隔物及第1相位差层的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，

在所述着色像素分别形成凹部，所述第1相位差层设置在所述凹部内，且具有使转换成直线偏振光的入射光在所述第1相位差层的厚度方向通过1次的往返而发生90度偏振光旋转的功能。

2.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，形成有所述凹部的着色像素的膜厚与没有形成所述凹部的着色像素的膜厚的比在1/2到1/4的范围内。

3.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，所述绿色像素包含卤化锌酞菁作为主要着色材料。

4.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，在所述第1相位差层上形成有第1单元间隙调节层。

5.根据权利要求4所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，所述第1单元间隙控制层的表面与没有形成所述凹部的着色像素的表面的高度之差为液晶显示装置的液晶层的厚度的约1/2。

6.根据权利要求4或5所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，所述第1单元间隙调节层为光散射层。

7.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，在所述透明基板上的有效显示区域进一步具备以划分所述着色像素的方式配置的由与所述遮光层相同的材料形成的黑色矩阵。

8.根据权利要求7所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，所述黑色矩阵的膜厚比所述遮光层的膜厚薄。

9.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，所述遮光层以多个有机颜料的混合物为主要着色材料。

10.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，进一步具备层叠在所述遮光层上的第2相位差层，所述遮光层和第2相位差层的合计膜厚与所述绿色像素的膜厚大致相同。

11.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，进一步具备层叠在所述遮光层上的第2单元间隙调节层，所述遮光层和第2单元间隙调节层的合计膜厚与所述绿色像素的膜厚大致相同。

12.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，所述多个颜色的着色像素至少包含红色像素、绿色像素和蓝色像素，这些着色像素的相位差的关系为红色像素≥绿色像素≥蓝色像素。

13.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，所述多个颜色的着色像素至少包含红色像素、绿色像素和蓝色像素，这些着色像素的相位差和层叠在所述着色像素上的第1相位差层的相位差的分别以每种颜色计的相位差之和的关系为红色像素≥绿色像素≥蓝色像素。

14.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，所述间隔物由多个着色层的层叠构成。

15.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置用滤色器基板，其特征在于，所述间隔物兼具液晶取向控制的作用，并且配置在所述着色像素的长度方向中央。

16.一种半透射型液晶显示装置，其是具备滤色器基板、与所述滤色器基板面对面地配置的具备液晶驱动元件的对置基板、以及设置在所述滤色器基板和对置基板之间的液晶层的半透射型液晶显示装置，其特征在于，

所述滤色器基板在透明基板上在有效显示区域的外周配置有遮光层，并在有效显示区域形成有包含绿色像素的多个颜色的着色像素、间隔物及第1相位差层，

17.一种半透射型液晶显示装置用滤色器基板的制造方法，其是制造在透明基板上在有效显示区域的外周配置遮光层、并在有效显示区域形成有包含绿色像素的多个颜色的着色像素、间隔物及相位差层的半透射型液晶显示装置用滤色器基板的方法，其特征在于，具备下述工序：

在所述多个着色像素分别形成凹部的工序；以及

在所述凹部通过喷墨方式形成使相位差层发生取向的取向膜的工序。