JP2000180624A - カラ―フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度で色特性に優れた反射型や半透過型の
カラー液晶表示装置を可能とするカラーフィルタを提供
する。 【解決手段】 透明基板上に光散乱層を設け、この光散
乱層上に複数色の着色パターンからなる着色層と透明電
極層をこの順序で積層してカラーフィルタとして、カラ
ーフィルタ内に光散乱機能を有する光散乱層を設けるこ
とにより、光散乱に伴う色特性の低下を確実に着色層の
色特性補正で補い、また、反射型カラー液晶表示装置に
おいてカラーフィルタ上（観測者側）に前方散乱板を配
設することを不要とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラーフィルタに係
り、特に反射型や半透過型の液晶表示装置用のカラーフ
ィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、フラットディスプレイとして、カ
ラーの液晶表示装置が注目されており、このカラー液晶
表示装置は反射型と透過型とに分けられる。反射型のカ
ラー液晶表示装置は、例えば、複数の色（通常、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）からなる着色層
（必要に応じてブラックマトリックスや平坦化層も備え
る）と透明電極層を備えたカラーフィルタと、アルミニ
ウム等の金属からなる反射電極層と薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ素子）を備えたＴＦＴアレイ基板とを所定の間
隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶層が形成
されるとともに、カラーフィルタ上（観測者側）には位
相差板、偏光板および前方散乱板がもうけられた構造で
ある。上記の前方散乱板は、光散乱機能を有するもので
あり、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を
生じさせて十分な視認性を確保するために設けられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
反射型カラー液晶表示装置では、前方散乱板の存在によ
り、液晶表示装置の輝度低下、色特性低下を来すという
問題があった。これは、前方散乱板の色付きによるもの
であった。また、前方散乱板の存在により、視差（像ボ
ケ）が発生するという問題もあった。上記の輝度低下
は、前方散乱板をカラーフィルタ上（観測者側）に配設
する従来の反射型カラー液晶表示装置では避けられない
問題である。また、色特性の低下は、カラーフィルタに
おいて前方散乱板の色付きに対応した色特性の補正を行
うことにより防止することができるが、カラーフィルタ
の製造と、液晶表示装置の製造とが別工程である場合、
カラーフィルタにおける色特性の補正を適正に行うこと
は容易なことではない。

【０００４】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、高輝度で色特性に優れた反射型や半透
過型のカラー液晶表示装置を可能とするカラーフィルタ
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１の発明は、透明基板と、該透明基板上に
設けた光散乱層と、該光散乱層上に複数色の着色パター
ンからなる着色層と透明電極層とをこの順序で積層して
備えるような構成とした。

【０００６】第２の発明は、透明基板と、該透明基板上
に設けた複数色の着色パターンからなる光散乱性着色層
と、該光散乱性着色層上に設けた透明電極層とを備える
ような構成とした。

【０００７】第３の発明は、透明基板と、該透明基板上
に設けた複数色の着色パターンからなる着色層と、該着
色層上に光散乱性平坦化層を介して設けた透明電極層と
を備えるような構成とした。

【０００８】第４の発明は、基板と、該基板上に順次積
層した駆動素子層および反射電極層と、該反射電極層上
に光散乱層を介して設けた複数色の着色パターンからな
る着色層とを備えるような構成とした。

【０００９】第５の発明は、基板と、該基板上に順次積
層した駆動素子層および反射電極層と、該反射電極層上
に設けた複数色の着色パターンからなる光散乱性着色層
とを備えるような構成とした。

【００１０】第６の発明は、基板と、該基板上に順次積
層した駆動素子層、反射電極層および複数色の着色パタ
ーンからなる着色層と、該着色層上に設けた光散乱性平
坦化層とを備えるような構成とした。

【００１１】また、上述のカラーフィルタにおいて、ヘ
イズ値が１０〜９０の範囲内にあるような構成とした。

【００１２】上記のような本発明では、光散乱機能を有
する光散乱層、光散乱性着色層あるいは光散乱性平坦化
層をカラーフィルタ内に設けるので、光散乱に伴う色特
性の低下を着色層の色特性補正で確実に補うことができ
カラーフィルタ自体の色特性の低下が確実に防止され、
また、カラーフィルタ上（観測者側）に前方散乱板を配
設することを不要とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の最良の実施形態に
ついて説明する。

【００１４】図１乃至図３は、反射型カラー液晶表示装
置内で液晶層に対して観測者側に配設されるタイプの本
発明のカラーフィルタの実施形態を示す概略縦断面図で
ある。

【００１５】第１の実施形態 まず、図１に示されるカラーフィルタ１は、透明基板２
と、この透明基板２上に設けた光散乱層３と、光散乱層
３上に積層された着色層４、透明電極層５とを備えてお
り、着色層４は赤色着色パターン４Ｒ、緑色着色パター
ン４Ｇおよび青色着色パターン４Ｂから構成されてい
る。

【００１６】上記のカラーフィルタ１を構成する透明基
板２としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成
石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透
明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明
なフレキシブル材を用いることができる。この中で特に
コーニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素
材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性
に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無ア
ルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式
によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適して
いる。

【００１７】カラーフィルタ１を構成する光散乱層３
は、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生
じさせて十分な視認性を確保するためのものであり、光
透過性樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を分散させた
ものである。

【００１８】上記の光透過性樹脂としては、アクリル系
樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、
ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂等を挙げるこ
とができ、屈折率、透明基板２や着色層４との密着性等
を考慮して、１種の単独で、または、２種以上の混合物
として使用することができる。

【００１９】また、光散乱作用を有する微粒子として
は、酸化珪素、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無
機物、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベン
ゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹
脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹
脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の有
機物、あるいは、これらの２種以上の混合系等の微粒子
を挙げることができる。これらの微粒子は、平均粒径が
０．１〜５．０μｍ、好ましくは０．１〜４．０μｍ、
より好ましくは０．１〜２．０μｍの範囲であり、平均
粒径が０．１μｍ未満では、散乱効果が殆ど得られな
い。また、光散乱層３における微粒子の含有量は０．５
〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲で
あり、光散乱層３の厚みは０．５〜２０μｍ、好ましく
は１．０〜１０μｍ程度である。

【００２０】ここで、光散乱層３による散乱光の強度を
十分なもとするためには、ヘイズ値［ヘイズ値＝（拡散
光線透過率）／（全光線透過率）×１００］を高くする
必要がある。高いヘイズ値（高にごり度）を可能とする
には、微粒子濃度や光散乱層の厚みを大きくする必要が
あるが、このとき全光線透過率および拡散光線透過率が
低下するのは好ましくない。例えば、一般的な微粒子と
して公知の酸化チタンや炭酸カルシウムを用いた場合、
微粒子濃度や光散乱層の厚みを大きくすると、粒子のも
つ遮光性が発現されて、全光線透過率が著しく低下して
しまう。本発明のカラーフィルタ１では、光散乱層３に
用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘ
イズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ま
しくは４０〜６０の範囲、全光線透過率を３０％以上、
拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。
尚、本発明において、ヘイズ値は東洋精機製作所（株）
製の直読ヘイズメーターを用いて測定するものである。

【００２１】着色層４は、公知の顔料分散法、染色法、
電着法等により形成することができ、また、各着色パタ
ーン（４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ）も、ストライプ型、モザイク
型、トライアングル型、４画素配置型等、特に制限はな
い。

【００２２】さらに、カラーフィルタ１を構成する透明
電極層５は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛
（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金
等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法
等の一般的な成膜方法により形成することができる。こ
のような透明電極層５の厚みは０．０１〜１μｍ、好ま
しくは０．０３〜０．５μｍ程度である。

【００２３】このようなカラーフィルタ１は、仮に光散
乱層３に色付きがあっても、着色層４の色特性補正で確
実に補うことができるので、カラーフィルタ１を使用し
て別工程で製造された反射型カラー液晶表示装置におい
ても、光散乱に伴う色特性の低下が生じることはほとん
どなく、また、カラーフィルタ１内に光散乱層３を備え
るので、カラーフィルタ上（観測者側）に従来の反射型
カラー液晶表示装置で使用されていた前方散乱板を配設
することが不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示
装置が可能となる。さらに、光散乱層３によって透明基
板２と着色層４との密着性をより高いものとすることが
できる。

【００２４】第２の実施形態 また、図２に示されるカラーフィルタ１１は、透明基板
１２と、この透明基板１２上に設けた光散乱性着色層１
４と、この光散乱性着色層１４上に設けた透明電極層１
５とを備え、光散乱性着色層１４は赤色着色パターン１
４Ｒ、緑色着色パターン１４Ｇおよび青色着色パターン
１４Ｂから構成されている。

【００２５】上記のカラーフィルタ１１を構成する透明
基板１２、透明電極層１５は、上述のカラーフィルタ１
における透明基板２、透明電極層５と同様であり、説明
を省略する。

【００２６】カラーフィルタ１１を構成する光散乱性着
色層１４は、従来の反射型カラー液晶表示装置における
着色層と同様の作用をなすとともに、反射型液晶表示装
置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性
を確保するためのものである。

【００２７】この光散乱性着色層１４は、公知の顔料分
散法、染色法、電着法等により形成される着色層中に光
散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。光散
乱作用を有する微粒子としては、上述のカラーフィルタ
１において挙げた微粒子を使用することができる。これ
らの微粒子の光散乱性着色層１４における含有量は０．
５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲
であり、光散乱性着色層１４の厚みは、０．０５〜１５
μｍ、好ましくは０．５〜１５μｍ、より好ましくは
０．５〜１０μｍの範囲で設定することができる。

【００２８】このカラーフィルタ１１においても、光散
乱性着色層１４に用いる微粒子を上述のような材料とす
ることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５
〜８０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透過
率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とするこ
とが可能である。

【００２９】尚、光散乱性着色層１４の各着色パターン
（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）は、ストライプ型、モザイ
ク型、トライアングル型、４画素配置型等、特に制限は
ない。

【００３０】このようなカラーフィルタ１１は、光散乱
作用を有する微粒子を分散させた光散乱性着色層１４の
色特性が本来の着色層の色特性から変化しても、光分散
性着色層１４の製造段階における色特性補正で確実に補
うことができ、かつ、光散乱程度を微粒子含有量の調整
により各色ごとに微妙に制御することが可能である。し
たがって、カラーフィルタ１１を使用して別工程で製造
した反射型カラー液晶表示装置においても、光散乱に伴
う色特性の低下が生じることはほとんどなく、また、カ
ラーフィルタ１１内に光散乱性着色層１４を備えるの
で、カラーフィルタ上（観測者側）に従来の反射型カラ
ー液晶表示装置で使用されていた前方散乱板を配設する
ことが不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置
が可能となる。

【００３１】第３の実施形態 さらに、図３に示されるカラーフィルタ２１は、透明基
板２２と、この透明基板２２上に積層された着色層２
４、光散乱性平坦化層２６、透明電極層２５とを備えて
おり、着色層２４は赤色着色パターン２４Ｒ、緑色着色
パターン２４Ｇおよび青色着色パターン２４Ｂから構成
されている。

【００３２】上記のカラーフィルタ２１を構成する透明
基板２２、着色層２４、透明電極層２５は、上述のカラ
ーフィルタ１における透明基板２、着色層４、透明電極
層５と同様であり、説明を省略する。

【００３３】カラーフィルタ２１を構成する光散乱性平
坦化層２６は、着色層２４の表面の微小な凹凸をなくし
て透明電極層形成用に平坦な面を形成するとともに、反
射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせ
て十分な視認性を確保するためのものである。

【００３４】この光散乱性平坦化層２６は、例えば、ア
クリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹
脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂等の樹脂中に
光散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。光
散乱作用を有する微粒子としては、上述のカラーフィル
タ１において挙げた微粒子を使用することができる。光
散乱性平坦化層２６における微粒子の含有量は０．５〜
７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲であ
り、光散乱性平坦化層２６の厚みは０．５〜２０μｍ、
好ましくは１．０〜１０μｍ程度である。

【００３５】このカラーフィルタ２１においても、光散
乱性平坦化層２６に用いる微粒子を上述のような材料と
することにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２
５〜８０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透
過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とする
ことが可能である。

【００３６】このようなカラーフィルタ２１は、仮に光
散乱性平坦化層２６に色付きがあっても、カラーフィル
タ２１の製造段階において着色層２４の色特性補正で確
実に補うことができる。このため、カラーフィルタ２１
を使用して別工程で製造された反射型カラー液晶表示装
置においても、光散乱に伴う色特性の低下がほとんど生
じることがない。また、カラーフィルタ２１内に光散乱
性平坦化層２６を備えるので、カラーフィルタ上（観測
者側）に従来の反射型カラー液晶表示装置で使用されて
いた前方散乱板を配設することが不要となり、高輝度の
反射型カラー液晶表示装置が可能となる。さらに、光散
乱性平坦化層２６を設けたことによる強度向上により、
スペーサーによるギャップ（液晶層の厚み）制御がより
容易となる。

【００３７】次に、図４乃至図６は、反射型カラー液晶
表示装置内で液晶層に対して観測者側と反対側に配設さ
れるタイプの本発明のカラーフィルタの実施形態を示す
概略縦断面図である。

【００３８】第４の実施形態 まず、図４に示されるカラーフィルタ３１は、基板３２
上に設けた駆動素子層３３と、この駆動素子層３３上に
順次積層された反射電極層３４、光散乱層３５、着色層
３６、透明電極層３８とを備えており、着色層３６は赤
色着色パターン３６Ｒ、緑色着色パターン３６Ｇおよび
青色着色パターン３６Ｂから構成され、反射電極層３４
と透明電極層３８は各着色パターンごとに導通してい
る。

【００３９】カラーフィルタ３１を構成する基板３２
は、各種のガラス基板、金属基板、樹脂基板、これらの
２種以上の材料からなる複合基板等を使用することがで
き、その厚みは、カラーフィルタ３１の用途等を考慮し
て適宜設定することができ、例えば、０．３〜１０ｍｍ
程度とすることができる。

【００４０】カラーフィルタ３１を構成する駆動素子層
３３は、所定のパターンで形成された薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）およびドレイン、ソース、ゲートの各電極か
らなっている。また、反射電極層３４はドレイン電極に
接続された画素電極であり、絶縁層を介して駆動素子層
３３上に形成され、鏡面仕上げが施されている。また、
後述するような半透過型カラー液晶表示装置に用いる場
合、反射電極層３４をハーフミラー型電極層や穴あき型
電極層とすることができる。この反射電極層３４は、ア
ルミニウム、クロム、金、銀、銅等の金属薄膜で形成さ
れ、厚みは５００〜１００００Å、好ましくは１０００
〜３０００Åの範囲で設定することができる。このよう
な反射電極層３４は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法、イオンプレーティング法等の公知の薄膜形成方法
により形成することができる。

【００４１】カラーフィルタ３１を構成する光散乱層３
５は、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を
生じさせて十分な視認性を確保するためのものであり、
光透過性樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を分散させ
たものである。

【００４２】上記の光透過性樹脂としては、アクリル系
樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、
ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂等を挙げるこ
とができ、屈折率、反射電極層３４や着色層３６との密
着性等を考慮して、１種の単独で、または、２種以上の
混合物として使用することができる。

【００４３】また、光散乱作用を有する微粒子として
は、、酸化珪素、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の
無機物、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベ
ンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹
脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹
脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の有
機物、あるいは、これらの２種以上の混合系等の微粒子
を挙げることができる。これらの微粒子は、平均粒径が
０．１〜５．０μｍ、好ましくは０．１〜４．０μｍ、
より好ましくは０．１〜２．０μｍの範囲であり、平均
粒径が０．１μｍ未満では、散乱効果が殆ど得られな
い。また、光散乱層３５における微粒子の含有量は０．
５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲
であり、光散乱層３５の厚みは０．５〜２０μｍ、好ま
しくは１．０〜１０μｍ程度である。

【００４４】このカラーフィルタ３１においても、光散
乱性３５に用いる微粒子を上述のような材料とすること
により、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８
０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透過率を
３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが
可能である。

【００４５】着色層３６は、公知の顔料分散法、染色
法、電着法等により形成することができ、また、各着色
パターン（３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ）も、ストライプ
型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等、
特に制限はない。

【００４６】このようなカラーフィルタ３１は、仮に光
散乱層３５に色付きがあっても、着色層３６の色特性補
正で確実に補うことができるので、カラーフィルタ３１
を使用して別工程で製造した反射型カラー液晶表示装置
においても、色特性の低下がほとんど生じることはな
い。また、カラーフィルタ３１内に光散乱層３５を備え
るので、従来の反射型カラー液晶表示装置で観測者側に
配設されていた前方散乱板が不要となり、高輝度の反射
型カラー液晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱層
３５を介在させることによって反射電極層３４と着色層
３６との密着性をより高いものとすることができる。

【００４７】第５の実施形態 また、図５に示されるカラーフィルタ４１は、基板４２
上に設けた駆動素子層４３と、この駆動素子層４３上に
順次積層された反射電極層４４、光散乱性着色層４６、
透明電極層４８とを備えており、光散乱性着色層４６は
赤色着色パターン４６Ｒ、緑色着色パターン４６Ｇおよ
び青色着色パターン４６Ｂから構成されている。

【００４８】上記のカラーフィルタ４１を構成する基板
４２、駆動素子層４３、反射電極層４４、透明電極層４
８は、上述のカラーフィルタ３１における基板３２、駆
動素子層３３、反射電極層３４、透明電極層３８と同様
であり、説明を省略する。

【００４９】カラーフィルタ４１を構成する光散乱性着
色層４６は、従来の反射型カラー液晶表示装置における
着色層と同様の作用をなすとともに、反射型液晶表示装
置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性
を確保するためのものである。

【００５０】この光散乱性着色層４６は、公知の顔料分
散法、染色法、電着法等により形成される着色層中に光
散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。光散
乱作用を有する微粒子としては、上述のカラーフィルタ
３１において挙げた微粒子を使用することができる。こ
の微粒子の光散乱性着色層４６における含有量は０．５
〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲で
あり、光散乱性着色層４６の厚みは、０．５〜１５μ
ｍ、好ましくは０．５〜１０μｍの範囲で設定すること
ができる。

【００５１】このカラーフィルタ４１においても、光散
乱性着色層４６に用いる微粒子を上述のような材料とす
ることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５
〜８０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透過
率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とするこ
とが可能である。

【００５２】尚、光散乱性着色層４６の各着色パターン
（４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ）は、ストライプ型、モザイ
ク型、トライアングル型、４画素配置型等、特に制限は
ない。

【００５３】このようなカラーフィルタ４１は、光散乱
作用を有する微粒子を分散させた光散乱性着色層４６の
色特性が本来の着色層の色特性から変化しても、光分散
性着色層４６の製造段階における色特性補正で確実に補
うことができ、かつ、光散乱程度を微粒子含有量の調整
により各色ごとに微妙に制御することが可能である。し
たがって、カラーフィルタ４１を使用して別工程で製造
した反射型カラー液晶表示装置においても、光散乱に伴
う色特性の低下がほとんど生じることはない。また、カ
ラーフィルタ４１内に光散乱性着色層４６を備えるの
で、従来の反射型カラー液晶表示装置で観測者側に配設
されていた前方散乱板が不要となり、高輝度の反射型カ
ラー液晶表示装置が可能となる。

【００５４】第６の実施形態 さらに、図６に示されるカラーフィルタ５１は、基板５
２上に設けた駆動素子層５３と、この駆動素子層５３上
に順次積層された反射電極層５４、着色層５６、光散乱
性平坦化層５７および透明電極層５８とを備えており、
着色層５６は赤色着色パターン５６Ｒ、緑色着色パター
ン５６Ｇおよび青色着色パターン５６Ｂから構成されて
いる。

【００５５】上記のカラーフィルタ５１を構成する基板
５２、駆動素子層５３、反射電極層５４、着色層５６お
よび透明電極層５８は、上述のカラーフィルタ３１にお
ける基板３２、駆動素子層３３、反射電極層３４、着色
層３６および透明電極層３８と同様であり、説明を省略
する。

【００５６】カラーフィルタ５１を構成する光散乱性平
坦化層５７は、着色層５６の表面の微小な凹凸をなくし
て液晶層の厚みを均一にするとともに、反射型液晶表示
装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認
性を確保するためのものである。この光散乱性平坦化層
５７は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビ
ニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系
樹脂等の樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を分散させ
たものである。光散乱作用を有する微粒子としては、上
述のカラーフィルタ３１において挙げた微粒子を使用す
ることができる。光散乱性平坦化層５７における微粒子
の含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５
０重量％の範囲であり、光散乱性平坦化層５７の厚みは
０．５〜２０μｍ、好ましくは１．０〜１０μｍ程度で
ある。

【００５７】このカラーフィルタ５１においても、光散
乱性平坦化層５７に用いる微粒子を上述のような材料と
することにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２
５〜８０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透
過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とする
ことが可能である。

【００５８】このようなカラーフィルタ５１は、仮に光
散乱性平坦化層５７に色付きがあっても、カラーフィル
タ５１の製造段階において着色層５６の色特性補正で確
実に補うことができ、カラーフィルタ５１を使用した反
射型カラー液晶表示装置において光散乱に伴う色特性の
低下を生じることがない。また、カラーフィルタ５１内
に光散乱性平坦化層５７を備えるので、従来の反射型カ
ラー液晶表示装置で観測者側に配設されていた前方散乱
板が不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が
可能となる。さらに、光散乱性平坦化層５７を設けたこ
とによる強度向上により、スペーサーによるギャップ
（液晶層の厚み）制御がより容易となる。

【００５９】尚、本発明のカラーフィルタは、着色層
４，２４，３６，５６、光散乱性着色層１４，４６を構
成する各着色パターンの間に位置するようにブラックマ
トリックスを備えるものであってもよい。この場合、ブ
ラックマトリックスは遮光性樹脂、クロム等の金属によ
り形成することができる。

【００６０】次に、本発明のカラーフィルタを用いた反
射型カラー液晶表示装置の例を挙げる。

【００６１】図７は図１に示される本発明のカラーフィ
ルタ１を用いた反射型カラー液晶表示装置を示す概略縦
断面図である。図７において、反射型カラー液晶表示装
置６１は、観察者側に本発明のカラーフィルタ１を配設
し、このカラーフィルタ１の透明基板２上に位相差板６
２と偏光板６３を備え、基板６５上に駆動素子層６６、
反射電極層６７が形成された対向電極基板と上記カラー
フィルタ１との間に液晶層６８を形成したものである。

【００６２】また、図８は図５に示される本発明のカラ
ーフィルタ４１を用いた反射型カラー液晶表示装置を示
す概略縦断面図である。図８において、反射型カラー液
晶表示装置７１は、透明基板７２の一方の面に透明電極
層７３を備え他の面に位相差板７４と偏光板７５を備え
た対向基板と、本発明のカラーフィルタ４１とを所定の
ギャップを介して向かい合わせ、間隙部に液晶層７８を
形成したものである。この反射型カラー液晶表示装置７
１では、本発明のカラーフィルタ４１が液晶層７８を介
して観察者側と反対側に位置する。

【００６３】本発明のカラーフィルタは、上述のような
反射型カラー液晶表示装置の他に半透過型カラー液晶表
示装置にも用いることができる。

【００６４】半透過型カラー液晶表示装置は、透過型と
反射型の各カラー液晶表示装置の長所を兼ね備えたもの
として開発されており、１つの画素の中に、透過表示部
分と反射表示部分を形成し、従来、表示原理の異なる液
晶表示モードであった透過／反射の液晶表示モードを両
立した表示モードを備えるものである。

【００６５】図７に示すような構造で半透過型カラー液
晶表示装置を作製する場合、上述の反射電極層６７をハ
ーフミラー型の電極層や穴あき型の電極層とし、本発明
のカラーフィルタ１，１１，２１はそのまま使用するこ
とができる。

【００６６】また、図８に示すような構造で半透過型カ
ラー液晶表示装置を作製する場合、上述の本発明のカラ
ーフィルタ３１，４１，５１の各反射電極層３４，４
４，５４をハーフミラー型の電極層や穴あき型の電極層
とする。ハーフミラー型電極層は、一部の光を透過させ
残りを反射する半透過特性を導電性薄膜自体にもたせた
ものであり、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イ
オンプレーティング法等の公知の成膜プロセスを制御す
ることにより形成できる。また、穴あき型電極層は、１
つの画素を面積的に透過部（穴あき部）と反射部に割り
振ったものであり、上記のような成膜方法により金属薄
膜を成膜した後、これをパターニングして所定の微細開
口を設けることにより形成できる。

【００６７】

【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。

【００６８】（実施例１）基板として、厚み１．１ｍｍ
のガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備
した。このガラス基板上に下記組成の光散乱層用塗工液
をスピンコーティング法により塗布し乾燥させ、その
後、露光、現像、ポストべーク（２００℃、３０分）を
行い光散乱層（厚み１０μｍ）を形成した。

【００６９】 光散乱層用塗工液 ・アクリル系樹脂 … ５０重量部 （日本化薬（株）製ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ．３０） ・メラミンビーズ（平均粒径０．７μｍ） … １０重量部 ・重合開始剤 … ４重量部 （チバガイギー社製イルガキュア１８４） ・希釈溶剤 … ３６重量部 （ポリエチレングリコールモノエチルアセテート）

【００７０】次に、光散乱層上に赤色着色パターン用の
感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラー
モザイクＣＲ−７０００）をスピンコーティング法によ
り塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光
し、その後、現像液（富士フィルムオーリン（株）製Ｃ
Ｄ）を用いて現像し、ガラス基板を２００℃に３０分間
保持して着色層を硬化させ赤色の着色パターンを形成し
た。

【００７１】同様に、緑色着色パターン用の感光性着色
材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣ
Ｇ−７０００）および青色着色パターン用の感光性着色
材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣ
Ｂ−７０００）を使用して、上記と同様にして緑色の着
色パターン、青色の着色パターンを形成し着色層とし
た。尚、この着色層形成では、上記の光散乱層の色付き
の色特性補正のために、感光性着色材料のコーティング
膜の厚さを、従来の５０〜８０％とした。

【００７２】次いで、上記の着色層上に定法にしたがっ
て透明電極（ＩＴＯ）層を形成し、この透明電極層上に
ポリイミド樹脂の配向膜（厚み０．０５μｍ）を形成し
て、図１に示されるような構造のカラーフィルタ（実施
例１）を得た。

【００７３】（実施例２）基板として、厚み１．１ｍｍ
のガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備
した。このガラス基板上に、赤色着色パターン用の感光
性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザ
イクＣＲ−７０００）に光散乱作用を有する微粒子とし
て平均粒径が０．７μｍであるメラミンビーズを２７重
量％含有させた塗工液をスピンコーティング法により塗
布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、そ
の後、現像液（富士フィルムオーリン（株）製ＣＤ）を
用いて現像し、ガラス基板を２００℃に３０分間保持し
て着色層を硬化させ赤色の着色パターンを形成した。

【００７４】同様に、緑色着色パターン用の感光性着色
材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣ
Ｇ−７０００）に平均粒径が３．０μｍであるメラミン
ビーズを２７重量％含有させた塗工液、および、青色着
色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン
（株）製カラーモザイクＣＢ−７０００）に平均粒径が
３．０μｍであるメラミンビーズを２７重量％含有させ
た塗工液を使用して、上記と同様にして緑色の着色パタ
ーン、青色の着色パターンを形成し光散乱性着色層とし
た。

【００７５】次いで、実施例１と同様にして透明電極
（ＩＴＯ）層、配向膜を形成して、図２に示されるよう
な構造のカラーフィルタ（実施例２）を得た。

【００７６】（実施例３）基板として、厚み１．１ｍｍ
のガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備
し、このガラス基板上に実施例１と同様にして着色層を
形成した。尚、この着色層形成では、後述する光散乱性
平坦化層の色付きの色特性補正のために、感光性着色材
料のコーティング膜の厚さを、従来の５０〜８０％とし
た。

【００７７】次いで、着色層上に下記組成の光散乱性平
坦化層用塗工液をスピンコーティング法により塗布し乾
燥させ、その後、露光、現像、ポストべーク（２００
℃、３０分）を行い光散乱性平坦化層（厚み１０μｍ）
を形成した。

【００７８】 光散乱性平坦化層用塗工液 ・アクリル系樹脂 … ５０重量部 （日本化薬（株）製ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ．３０） ・メラミンビーズ（平均粒径０．７μｍ） … １０重量部 ・重合開始剤 … ４重量部 （チバガイギー社製イルガキュア１８４） ・希釈溶剤 … ３６重量部 （ポリエチレングリコールモノエチルアセテート）

【００７９】次いで、光散乱性平坦化層上に実施例１と
同様にして透明電極（ＩＴＯ）層、配向膜を形成して、
図３に示されるような構造のカラーフィルタ（実施例
３）を得た。

【００８０】上述のように作製した各カラーフィルタ
（実施例１〜３）のガラス基板上に位相差板と偏光板を
積層した。また、厚み１．１ｍｍのガラス基板上にＴＦ
Ｔ駆動素子層、および、アルミニウムからなる反射電極
層を形成し、さらにポリイミド樹脂の配向膜（厚み０．
０５μｍ）を形成して対向電極基板とし、この対向電極
基板とカラーフィルタの各配向膜を対向させ、ネマティ
ック液晶層（厚み５．０μｍ）を設けて反射型カラー液
晶表示装置を作製した。

【００８１】（実施例４）基板として、厚み１．１ｍｍ
のガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備
し、このガラス基板上にＴＦＴ駆動素子層、および、ア
ルミニウムからなる反射電極層を形成した。次いで、反
射電極層上に実施例１と同組成の光散乱層用塗工液をス
ピンコーティング法により塗布し乾燥させ、その後、露
光、現像、ポストべーク（２００℃、３０分）を行い光
散乱層（厚み８．０μｍ）を形成した。

【００８２】次に、光散乱層上に実施例１と同様にして
着色層を形成した。尚、この着色層形成では、光散乱層
の色付きの色特性補正のために、感光性着色材料のコー
ティング膜の厚さを、従来の５０〜８０％とした。

【００８３】次いで、着色層上に透明電極（ＩＴＯ）層
を形成し、さらにポリイミド樹脂の配向膜（厚み０．０
５μｍ）を形成して、図４に示されるような構造のカラ
ーフィルタ（実施例４）を得た。 （実施例５）基板として、厚み１．１ｍｍのガラス基板
（コーニング社製７０５９ガラス）を準備し、このガラ
ス基板上にＴＦＴ駆動素子層、および、アルミニウムか
らなる反射電極層を形成した。

【００８４】次いで、反射電極層上に、赤色着色パター
ン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製
カラーモザイクＣＲ−７０００）に光散乱作用を有する
微粒子として平均粒径が０．７μｍであるメラミンビー
ズを２７重量％含有させた塗工液をスピンコーティング
法により塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を
露光し、その後、現像液（富士フィルムオーリン（株）
製ＣＤ）を用いて現像し、ガラス基板を２００℃に３０
分間保持して着色層を硬化させ赤色の着色パターンを形
成した。

【００８５】同様に、緑色着色パターン用の感光性着色
材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣ
Ｇ−７０００）に平均粒径が０．７μｍであるメラミン
ビーズを２７重量％含有させた塗工液、および、青色着
色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン
（株）製カラーモザイクＣＢ−７０００）に平均粒径が
０．７μｍであるメラミンビーズを２７重量％含有させ
た塗工液を使用して、上記と同様にして緑色の着色パタ
ーン、青色の着色パターンを形成し光散乱性着色層とし
た。

【００８６】次いで、光散乱性着色層上に実施例４と同
様にして透明電極層を形成し、さらに配向膜を形成し
て、図５に示されるような構造のカラーフィルタ（実施
例５）を得た。

【００８７】（実施例６）基板として、厚み１．１ｍｍ
のガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備
し、このガラス基板上にＴＦＴ駆動素子層、および、ア
ルミニウムからなる反射電極層を形成した。

【００８８】次いで、反射電極層上に実施例１と同様に
して着色層を形成した。尚、この着色層形成では、後述
する光散乱性平坦層の色付きの色特性補正のために、感
光性着色材料のコーティング膜の厚さを、従来の５０〜
８０％とした。

【００８９】次に、着色層上に実施例３と同組成の光散
乱性平坦化層用塗工液をスピンコーティング法により塗
布し乾燥させ、その後、露光、現像、ポストべーク（２
００℃、３０分）を行い光散乱性平坦化層（厚み８．０
μｍ）を形成した。

【００９０】次いで、光散乱性平坦化層上に実施例４と
同様に透明電極層を形成し、さらに配向膜を形成して、
図６に示されるような構造のカラーフィルタ（実施例
６）を得た。

【００９１】そして、厚み１．１ｍｍのガラス基板の一
方の面に透明電極（ＩＴＯ）層を形成し、さらにポリイ
ミド樹脂の配向膜（厚み０．０５μｍ）を形成し、ガラ
ス基板の他の面に位相差板と偏光板を積層して対向基板
を形成した。この対向基板と上述のように作製した各カ
ラーフィルタ（実施例４〜６）の配向膜を対向させ、ネ
マティック液晶層（厚み５．０μｍ）を設けて反射型カ
ラー液晶表示装置を作製した。

【００９２】（比較例）光散乱層を設けない他は、実施
例１と同様にしてカラーフィルタを作製した。そして、
このカラーフィルタ（比較例）のガラス基板上に位相差
板と前方散乱層を内蔵した偏光板（日東電工（株）製Ａ
ＧＳ１）を積層した。また、厚み１．１ｍｍのガラス基
板上にＴＦＴ駆動素子層、アルミニウムからなる反射電
極層を形成し、さらにポリイミド樹脂の配向膜（厚み
０．０５μｍ）を形成して対向電極基板とし、この対向
電極基板の配向膜とカラーフィルタの配向膜を対向さ
せ、ネマティック液晶層（厚み５．０μｍ）を設けて反
射型カラー液晶表示装置を作製した。

【００９３】上述のように本発明のカラーフィルタ（実
施例１〜６）と比較のカラーフィルタ（比較例）をそれ
ぞれ用いた各反射型カラー液晶表示装置の表示画像の輝
度を下記の方法で測定して、結果を下記の表１に示し
た。輝度の測定方法 輝度計（トプコン（株）製ＢＭ７）を正面に設置し、光
源入射角度を１５°、２０°、３０°、４５°と変化さ
せて反射率（正面輝度）を測定した。

【００９４】また、本発明のカラーフィルタ（実施例１
〜３）と比較のカラーフィルタ（比較例）のヘイズ値、
全光線透過率、拡散光線透過率を東洋精機製作所（株）
製直読ヘイズメーターで測定して、結果を下記の表１に
示した。

【００９５】

【表１】 表１に示されるように、本発明のカラーフィルタ（実施
例１〜６）を用いた各反射型カラー液晶表示装置は、い
ずれも高輝度で、かつ、視野角度の広い画像表示が可能
であり、本発明のカラーフィルタ（実施例１〜３）は、
いずれもヘイズ値、全光線透過率および拡散光線透過率
が高いものであった。また、視差（像ボケ）の発生はみ
られなかった。

【００９６】これに対して、比較のカラーフィルタ（比
較例）は、視野角度が狭く、ヘイズ値、全光線透過率、
拡散光線透過率が低く、このカラーフィルタを用いた反
射型カラー液晶表示装置の表示画像は、輝度の低下がみ
られ、視差（像ボケ）発生による画像品質の低下が明ら
かであり、また、視野角度も狭いものであった。

【００９７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればカ
ラーフィルタ内に光散乱機能を有する光散乱層、光散乱
性着色層あるいは光散乱性平坦化層を備えているので、
反射型カラー液晶表示装置においてカラーフィルタ上
（観測者側）に従来の前方散乱板を配設することが不要
となり、かつ、前方散乱板を付加することに伴う輝度お
よび色特性の低下をカラーフィルタ自体において着色層
の色特性補正で確実に補うことができるので、カラーフ
ィルタ製造とは別の工程で製造された反射型カラー液晶
表示装置においても、表示画像は輝度が高く色特性に優
れたものとなる。また、従来の前方散乱板を付加するこ
とに伴う視差（像ボケ）が解消されるので、高画質の液
晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱層上に着色層
を設けた場合には、特に色補正が行い易く、また、光散
乱性着色層を設けた場合には、光散乱層と着色層とを一
括して形成できるので製造工程の簡略化が可能であり、
また、光散乱性平坦化層を設けた場合には、保護層、平
坦化膜としての機能も付加することができる。さらに、
反射電極層を備えた本発明のカラーフィルタでは、反射
電極層をハーフミラー型の電極層や穴あき型の電極層と
することにより、半透過型カラー液晶表示装置にも使用
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す概
略縦断面図である。

【図２】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す
概略縦断面図である。

【図３】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す
概略縦断面図である。

【図４】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す
概略縦断面図である。

【図５】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す
概略縦断面図である。

【図６】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す
概略縦断面図である。

【図７】本発明のカラーフィルタを用いた反射型カラー
液晶表示装置の一例を示す概略縦断面図である。

【図８】本発明のカラーフィルタを用いた反射型カラー
液晶表示装置の他の例を示す概略縦断面図である。

【符号の説明】 １，１１，２１…カラーフィルタ ２，１２，２２…透明基板 ３…光散乱層 ４，２４…着色層 １４…光散乱性着色層 ５，１５，２５…透明電極層 ２６…光散乱性平坦化層 ３１，４１，５１…カラーフィルタ ３２，４２，５２…基板 ３３，４３，５３…駆動素子層 ３４，４４，５４…反射電極層 ３５…光散乱層 ３６，５６…着色層 ３８，４８，５８…透明電極層 ４６…光散乱性着色層 ５７…光散乱性平坦化層 ６１，７１…反射型カラー液晶表示装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板と、該透明基板上に設けた光散
   乱層と、該光散乱層上に複数色の着色パターンからなる
   着色層と透明電極層とをこの順序で積層して備えること
   を特徴とするカラーフィルタ。
2. 【請求項２】 透明基板と、該透明基板上に設けた複数
   色の着色パターンからなる光散乱性着色層と、該光散乱
   性着色層上に設けた透明電極層とを備えることを特徴と
   するカラーフィルタ。
3. 【請求項３】 透明基板と、該透明基板上に設けた複数
   色の着色パターンからなる着色層と、該着色層上に光散
   乱性平坦化層を介して設けた透明電極層とを備えること
   を特徴とするカラーフィルタ。
4. 【請求項４】 基板と、該基板上に順次積層した駆動素
   子層および反射電極層と、該反射電極層上に光散乱層を
   介して設けた複数色の着色パターンからなる着色層とを
   備えることを特徴とするカラーフィルタ。
5. 【請求項５】 基板と、該基板上に順次積層した駆動素
   子層および反射電極層と、該反射電極層上に設けた複数
   色の着色パターンからなる光散乱性着色層とを備えるこ
   とを特徴とするカラーフィルタ。
6. 【請求項６】 基板と、該基板上に順次積層した駆動素
   子層、反射電極層および複数色の着色パターンからなる
   着色層と、該着色層上に設けた光散乱性平坦化層とを備
   えることを特徴とするカラーフィルタ。
7. 【請求項７】 ヘイズ値が１０〜９０の範囲内にあるこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載のカラーフ
   ィルタ。