JP2003057433A - 液晶表示装置用カラーフィルター、および、半透過型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射モードと透過モードでの色度差が少な
く、明るい半透過型液晶表示装置用カラーフィルターを
得る。 【解決手段】 過用領域と反射用領域を含むカラーフィ
ルターであって、少なくとも一色の画素において、反射
用領域が着色層と透明層の積層構造となっており、反射
色領域の着色層膜厚が透過用領域の着色層膜厚よりも薄
く、透過用領域の着色層と反射用領域の着色層が同一色
材料からなることを特徴とする液晶表示装置用カラーフ
ィルター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置用カ
ラーフィルター、およびそれを用いた液晶表示装置、と
くに透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置、両方の
特性を兼ね備えた半透過型液晶表示装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】現在、液晶表示装置は軽量、薄型、低消
費電力等の特性を生かし、ノートＰＣ、携帯情報端末、
デスクトップモニタ、デジタルカメラなど様々な用途で
使用されている。バックライトを使用した液晶表示装置
においては、低消費電力化を進めるためにバックライト
光の利用効率を高めることが求められ、カラーフィルタ
ーの高透過率化が要求されている。一方、カラーフィル
ターの透過率は年々向上しているが、透過率向上による
消費電力の大幅な低下は望めなくなってきている。最近
では電力消費量の大きなバックライト光源を必要としな
い反射型液晶表示装置の開発が進められており、透過型
液晶表示装置にくらべ約１／７と大幅な消費電力の低減
が可能であることが発表されている（日経マイクロデバ
イス別冊フラットパネル・ディスプレイ１９９８、Ｐ．
１２６）。

【０００３】反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装
置に比べ低消費電力であり、屋外での視認性に優れると
いう利点はあるものの、十分な環境光強度が確保されな
い場所では表示が暗くなってしまい、視認性が極端に悪
くなるという問題点がある。暗い環境化でも表示が視認
されるようにするために、（１）バックライトを設け、
反射膜の一部に切り欠きを入れ、一部が透過型表示方
式、一部を反射型表示方式とした液晶表示装置（いわゆ
る半透過半反射型表示方式、文献としては例えばファイ
ンプロセステクノロジージャパン’９９、専門技術セミ
ナーテキストＡ５）、（２）フロントライトを設けた液
晶表示装置などが考案されている。

【０００４】半透過型液晶表示装置では、バックライト
光を利用して表示を行う透過モードと環境光を利用して
表示を行う反射モードがある。透過表示を行うときには
バックライト光がカラーフィルターを１回透過するのに
対して、反射表示では、環境光が入射時と反射時の２回
カラーフィルターを透過する。透過表示と反射表示とで
カラーフィルターを透過する回数が異なるために透過用
領域と反射用領域の色材料を同一にした場合には 、表
示される色の濃さ、すなわち色純度が大きく異なる。ま
た、透過表示では光源がバックライト光である一方、反
射表示では光源が自然光であるために、色純度だけでな
く色調も変化してしまう。

【０００５】透過用領域と反射用領域の表示色を同一に
する方法としては、透過用領域および／または反射用領
域を複数の色材料の積層で構成するか、透過用領域と反
射用領域を別の色材料で構成するなどが考えられる。し
かし、現在主流のフォトリソ法では、いずれの場合で
も、一色につき、２種類以上の色材料を必要とするな
ど、コスト面での問題が多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の欠点に鑑み創案されたもので、半透過型液晶表示
装置用の反射モードと透過モードでの色度差を少なく
し、かつ色特性に優れたカラーフィルターを安価に提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来技術
の課題を解決するために鋭意検討した結果、以下のカラ
ーフィルターによって半透過型液晶表示装置用の反射モ
ードと透過モードでの色度差を少なくすることが可能で
あり、かつ低コストで製造可能であることを見いだし
た。

【０００８】すなわち、 （１）透過用領域と反射用領域を含むカラーフィルター
であって、少なくとも一色の画素において、反射用領域
が着色層と透明層の積層構造となっており、反射用領域
の着色層膜厚が透過用領域の着色層膜厚よりも薄く、透
過用領域の着色層と反射用領域の着色層が同一色材料か
らなることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ
ー。 （２）色ごとに反射用領域の透明層の膜厚が異なること
を特徴とする（１）に記載の液晶表示装置用カラーフィ
ルター。 （３）色ごとに透過用領域と反射用領域の面積比が異な
ることを特徴とする（１）、あるいは、（２）に記載の
液晶表示装置用カラーフィルター。 （４）一画素内において、反射用領域の透明層の膜厚が
変化していることを特徴とする（１）〜（３）のいずれ
かに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。 （５）一画素内において、反射用領域の透明層の膜厚が
中心から外側に向かって徐々に減少していることを特徴
とする（１）〜（４）のいずれかに記載の液晶表示装置
用カラーフィルター。 （６）反射用領域の透明層が、反射用領域および透過用
領域のそれぞれの領域で使用する光源の色特性、明るさ
の違いを補償する光源補償機能を有することを特徴とす
る（１）〜（５）のいずれかに記載の液晶表示装置用カ
ラーフィルター。 （７）反射用領域の透明層が、反射用領域の光源が該透
明層を２回通過した後の色度（ｘ、ｙ）と透過用領域の
光源の色度（ｘ０、ｙ０）との間で、下記式を満たす光
源補償機能を有することを特徴とする（１）〜（６）の
いずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。

【０００９】 （ｘ−ｘ０）²＋（ｙ−ｙ０）²＜１×１０^-3 （８）着色層の上にオーバーコート層を形成したことを
特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示装
置用カラーフィルター。 （９）（１）〜（８）のいずれかに記載の液晶表示装置
用カラーフィルターを用いたものである半透過型液晶表
示装置。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置において
は、反射膜が形成される基板は、カラーフィルター側基
板、カラーフィルターに対向する基板のいずれでもよ
い。カラーフィルター側に反射膜が形成されている場合
は、色材料が形成されている画素領域の内、反射膜が形
成されている領域が反射用領域となり、画素領域の中で
反射膜が形成されていない領域が透過用領域となる。反
射膜がカラーフィルターに対向する基板上に形成されて
いる場合は、該基板の反射膜形成領域に対応するカラー
フィルター画素領域が反射用領域となり、該基板の反射
膜が形成されていない領域に対応するカラーフィルター
画素領域が透過用領域となる。

【００１１】本発明のカラーフィルターは、少なくとも
一色の画素において、反射用領域が着色層と透明層の積
層構造となっており、反射色領域の着色層膜厚が透過用
領域の着色層膜厚よりも薄く、透過用領域の着色層と反
射用領域のの着色層が同一色材料からなることものであ
る。少なくとも１色の画素において、反射色領域が着色
層と透明層の積層構造となり、反射色領域の着色層の膜
厚が、透過色領域の膜厚より薄くなれば、反射色領域の
表示色と反射色領域の表示色の差を小さくすることがで
きる。また、反射色領域の着色層と、透過色領域の着色
層が同一の色材料であれば、カラーフィルター製造工程
の増加も最小限に抑えることが可能となる。なお、反射
色領域はすべてが透明層と着色層の積層構造となってい
ても良いが、反射色と透過色の表示色を合わせることに
適していれば、反射色領域の一部のみが透明層と着色層
の積層構造となっていても良い。

【００１２】また、本発明において、反射用領域に設け
られる透明層の膜厚は、各色ごとに同じであっても、異
なっていても良い。しかしながら、反射色と透過色の表
示色の合わせ込みが行い易いという点から、透明層の膜
厚が各色ごとに異なっていることが好ましい。

【００１３】さらに、本発明において、反射用領域と透
過用領域の面積比についてはとくに限定はなく、各色ご
とに同じであっても、異なっていても良い。しかしなが
ら、反射色と透過色の表示色の合わせ込みが行い易いと
いう点から、透過用領域と反射用領域の面積比が各色ご
とに異なっていることが好ましい。

【００１４】本発明の反射用領域に用いられる透明層と
は、具体的には可視領域ので平均透過率が８０％以上で
ある領域である。透明層は、反射色領域の着色層の膜厚
を透過色領域の着色層の膜厚より薄くするために存在す
るものである。したがって、該透明層の形状については
とくに制限はなく、表面が平坦であっても、凸凹であっ
ても構わない。しかしながら、積層される反射色領域の
着色層の膜厚を透過色領域の着色層の膜厚より薄くしや
すいという点から、該透明層の膜厚が変化していること
が好ましく、また、該透明層が一画素内において、膜厚
が中心から外側に向かって徐々に減少する形状であるこ
とがより好ましい。該透明層の膜厚が中心から外側に向
かって徐々に減少していく形状であれば、積層される着
色層の流れ込みが起こりやすくなり、着色層の膜厚を薄
くすることが容易となる。なお、ここでいう膜厚が中心
から外側に向かって徐々に減少していく形状とは、不連
続に減少する形状、あるいは、連続的に減少する形状の
どちらでも良い。具体的な例として、凸型に湾曲した形
状や、階段状、円錐型などが上げられる。

【００１５】一方、反射色領域の着色層の膜厚は、透過
色領域の着色層の膜厚より薄いことが必要であり、反射
色領域内での着色層の膜厚については一定であっても、
変化していても、どちらでも良い。しかしながら、着色
層の膜厚は、透明層の膜厚の影響を受けるため、透明層
の膜厚が変化している場合には、それに対応して着色層
の膜厚も変化することになる。また、透明層の膜厚が中
心から外側に向かって徐々に減少する場合には、着色層
の膜厚は中心から外側に向かって徐々に増加することに
なる。

【００１６】半透過型液晶表示装置においては、反射色
の光源は環境色であるのに対して、透過色の光源はバッ
クライトとなる。そのため、反射色領域の着色層膜厚を
透過色領域の着色層膜厚より薄くしただけでは、反射色
と透過色の表示色を完全には一致させることができな
い。そのため、反射色領域の透明層が、反射用領域およ
び透過用領域のそれぞれの領域で使用する光源の色特
性、明るさの違いを補償する光源補償機能を有すること
が好ましい。該透明層が光源補償機能を有することによ
り、反射色と透過色の色の差をさらに低減することが可
能となる。該透明層の光源補償機能は、反射用領域の光
源が該透明層を２回通過した後の色度（ｘ、ｙ）と透過
用領域の光源の色度（ｘ０、ｙ０）を一致させるもので
あり、（ｘ、ｙ）と（ｘ０、ｙ０）の間に、下記式の関
係が成立していれば、光源の色度の一致度が高く、反射
色と透過色の表示色が同等になりやすいため、好まし
い。

【００１７】 （ｘ−ｘ０）²＋（ｙ−ｙ０）²＜１×１０^-3 なお、光源の具体例としては、反射用領域についてはＤ
６５光源、透過色用領域についてはＣ光源、２波長型光
源、３波長型光源などが挙げられる。ここでいう２波長
型のＬＥＤ光源の例としては、青色ＬＥＤと黄色蛍光体
または黄緑色蛍光体とを組み合わせて白色光を発するＬ
ＥＤ光源があげられる。また、３波長型光源の例として
は、３波長蛍光管、紫外ＬＥＤと赤、青、緑蛍光体とを
組み合わせた白色ＬＥＤ光源、赤、青、緑各色のＬＥＤ
を組み合わせた白色ＬＥＤ光源、有機エレクトロルミネ
ッセンス光源などが挙げられる。

【００１８】次に、本発明の液晶表示装置用カラーフィ
ルターを構成する材料、形成方法について述べる。

【００１９】カラーフィルターの形成は、ガラス、高分
子フィルム等の透明基板側に限定されず、駆動素子側基
板にも行うことができる。カラーフィルターのパターン
形状については、ストライプ状、アイランド状などがあ
げられるが特に限定されるものではない。また、必要に
応じてカラーフィルター上に柱状の固定式スペーサーが
配置されていてもよい。

【００２０】着色層、透明層の形成方法については、フ
ォトリソ法、印刷法、電着法等があげられるが特に限定
されない。パターン形成性などを考慮するとフォトリソ
法で行うことがより好ましい。

【００２１】本発明のカラーフィルターの着色層は、少
なくとも赤、緑、青の３色の色画素から構成され、使用
される着色材料は、有機顔料、無機顔料、染料問わず着
色剤全般を使用することができる。代表的な顔料の例と
して、ピグメントレッド（ＰＲ−）、２、３、２２、３
８、１４９，１６６、１６８、１７７，２０６、２０
７、２０９、２２４、２４２，２５４、ピグメントオレ
ンジ（ＰＯ−）５、１３、１７、３１、３６、３８、４
０、４２、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６
５、７１、ピグメントイエロー（ＰＹ−）１２、１３、
１４、１７、２０、２４、８３、８６、９３、９４、１
０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３
９、１４７、１４８、１５０，１５３、１５４、１６
６、１７３、１８５、ピグメントブルー（ＰＢ−）１５
（１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：
６）、２１、２２、６０、６４、ピグメントバイオレッ
ト（ＰＶ−）１９、２３、２９、３２、３３、３６、３
７、３８、４０、５０などが挙げられる。本発明ではこ
れらに限定されずに種々の顔料を使用することができ
る。

【００２２】上記顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸
性基処理、塩基性処理、顔料誘導体処理などの表面処理
が施されているものを使用しても良い。

【００２３】なお、ＰＲ（ピグメントレッド）、ＰＹ
（ピグメントイエロー）、ＰＶ（ピグメントバイオレッ
ト）、ＰＯ（ピグメントオレンジ）等は、カラーインデ
ックス（Ｃ．Ｉ．；The Society of Dyers and Colouri
sts社発行）の記号であり、正式には頭にＣ．Ｉ．を付
するもの（例えば、Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４など）である。
これは染料や染色の標準を規定したものであり、それぞ
れの記号は特定の標準となる染料とその色を指定するも
のもである。なお、以下の本発明の説明においては、原
則として、前記Ｃ．Ｉ．の表記は省略（例えば、Ｃ．
Ｉ．ＰＲ２５４ならば、ＰＲ２５４）する。

【００２４】しかしながら、本発明のカラーフィルター
の赤画素用着色剤においては、ＰＲ２４２、ＰＲ２５
４、キナクリドン骨格を持つ顔料、ＰＯ３８、ＰＹ１
７、ＰＹ１３８、ＰＹ１５０を使用することがより好ま
しい。本発明におけるキナクリドン骨格とは、以下の構
造式（１）にて示される化合物である。

【００２５】

【化１】

【００２６】〔構造式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８はそ
れぞれ独立に水素原子、メチル基等のアルキル基、また
は塩素原子等のハロゲン原子を示す。〕 中でも、ＰＲ１２２（構造式（１）中、Ｒ３、Ｒ６がメ
チル基、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ８が水素原
子、構造式（２）参照）、ＰＶ１９（構造式（１）中、
Ｒ１〜Ｒ８はすべて水素原子、構造式（３）参照）又
は、ＰＲ２０９（構造式（１）中、Ｒ３、Ｒ６が塩素原
子で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ８が水素原
子、構造式（４）参照）が特に好ましい。

【００２７】

【化２】

【００２８】

【化３】

【００２９】

【化４】

【００３０】本発明のカラーフィルターの緑画素用着色
剤においては、ＰＧ７、ＰＧ３６、ＰＹ１７、ＰＹ１３
８、ＰＹ１５０を使用することがより好ましい。また、
青画素用着色剤としてはＰＢ１５（１５：１、１５：
２、１５：３、１５：４、１５：６）、６０、ＰＶ１
９、２３を使用することがより好ましい。

【００３１】なお、着色層は、少なくとも着色材料とポ
リマーから構成されるものを使用するが、ポリマーとし
ては、ポリイミド、アクリル樹脂などが使用できる。ま
た、着色層は、界面活性剤、顔料分散剤、無機微粒子な
どの添加剤を含んでいても良い。

【００３２】一方、本発明のカラーフィルターの透明層
を構成する材料については、透明なものであればとくに
限定されず、有機材料、無機材料のいずれでも使用する
ことができる。しかしながら、着色層と同様に、フォト
リソ法でパターンを形成する場合には、有機材料を使用
することが好ましい。とくに、ポリイミドやアクリル樹
脂など、着色層と同様の材料を使用することがより好ま
しい。

【００３３】透明層の膜厚を各色ごとに変える方法とし
ては、フォトリソ法を工夫する方法が挙げられる。すな
わち、透明層をフォトリソ法でパターン化する際に、網
点やグレイ領域を設けたフォトマスクで光透過率を変え
ることにより、各色ごとに露光量を制御すれば、現像後
の透明層の膜厚を各色ごとに変化させることが可能とな
る。

【００３４】また、透明層の形状コントロール方法とし
ては、フォトリソ法の工夫や、加熱による軟化を利用す
る方法などが挙げられる。フォトリソ法の工夫について
は、網点やグレイ領域を設けたフォトマスクによる露光
量の制御により、不連続的、あるいは、連続的に変化す
る形状を作製するものである。また、加熱による軟化を
利用する方法については、透明層のパターン形成後、透
明層の材料の軟化点以上まで加熱を行い、軟化した樹脂
の流れ込みにより、透明層のパターン形状をコントロー
ルするものである。

【００３５】さらに、透明層に光源補償機能を付与する
場合には、透明層が着色材料を含んでいる必要がある。
ここで使用される着色材料は、前述した着色層に使用さ
れるものと同等であり、有機顔料、無機顔料、染料問わ
ず着色剤全般を使用することができる。なお、透明層は
着色層より透明であるため、透明層に含まれる着色材料
の量は、着色層に含まれる着色材料の量に比べれば、少
ない。

【００３６】本発明のカラーフィルターにおいては、透
明層の形成によって、画素表面の平坦性が損なわれる可
能性があるので、色材料の上に平坦化層としてオーバー
コート層を形成することが好ましい。オーバーコート材
料としては、エポキシ膜、アクリルエポキシ膜、アクリ
ル膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイミド膜、ケイ素
含有ポリイミド膜、ポリイミドシロキサン膜などが使用
できる。

【００３７】本発明のカラーフィルターは、半透過型液
晶表示装置と組み合わせて使用される。ここで、半透過
型液晶表示装置とは、アルミニウム膜や銀膜等から成る
反射膜を備え、スリットを有することを特徴とする液晶
表示装置である。本発明のカラーフィルターは、液晶表
示装置の駆動方法、表示方式にも限定されず、アクティ
ブマトリクス方式、パッシブマトリクス方式、ＴＮモー
ド、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢモードなど種
々の液晶表示装置に適用される。また、液晶表示装置の
構成、例えば偏光板の数、散乱体の位置等にも限定され
ずに使用することができる。

【００３８】本発明のカラーフィルター作製方法の一例
を述べる。

【００３９】感光性アクリル樹脂と溶剤からなる透明層
用感光性ペーストを透明基板上に塗布した後、風乾、加
熱乾燥、真空乾燥などにより、感光性アクリル樹脂透明
被膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプ
レートなどを使用し、５０〜１８０℃の範囲で１分〜３
時間行うのが好ましい。次に、このようにして得られた
感光性アクリル樹脂透明被膜に、湿式現像によりパター
ンを形成する。まず、該感光性アクリル樹脂透明被膜上
にマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。
露光後、アルカリ現像液により、感光性アクリル樹脂透
明被膜の現像を行う。パターン化した感光性アクリル樹
脂透明被膜は、その後、加熱処理することによって、硬
化が進められる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気
中、あるいは、真空中などで、１５０〜３５０℃、好ま
しくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．５〜５時
間、連続的または段階的に行われる。

【００４０】このようにして形成した透明層をもつ透明
基板上に、少なくともポリイミド前駆体、着色剤、溶剤
からなるカラーペーストを塗布した後、風乾、加熱乾
燥、真空乾燥などにより、ポリイミド前駆体透明被膜を
形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレート
などを使用し、５０〜１８０℃の範囲で１分〜３時間行
うのが好ましい。次に、このようにして得られた感光性
ポリイミド前駆体着色被膜に、湿式エッチングによりパ
ターンを形成する。まず、ポリイミド前駆体着色被膜上
にポジ型フォトレジストを塗布し、フォトレジスト被膜
を形成する。続いて該フォトレジスト被膜上にマスクを
置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。露光後、ポ
ジ型フォトレジスト用アルカリ現像液により、フォトレ
ジスト被膜とポリイミド前駆体着色被膜のエッチングを
同時に行う。エッチング後、不要となったフォトレジス
ト被膜を剥離する。ポリイミド前駆体着色被膜は、その
後、加熱処理することによって、ポリイミド着色被膜に
変換される。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、
あるいは、真空中などで、１５０〜３５０℃、好ましく
は１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．５〜５時間、
連続的または段階的に行われる。

【００４１】以上の工程を赤、緑、青のカラーぺース
ト、必要に応じてブラックのカラーぺーストについて行
うと、透明層と着色層の積層構造を有する液晶表示装置
用カラーフィルターが作製できる。

【００４２】次に、このカラーフィルターを用いて作成
した液晶表示装置の一例について述べる。上記カラーフ
ィルター上に、透明保護膜を形成し、さらにその上にＩ
ＴＯ膜などの透明電極を製膜する。次に、このカラーフ
ィルター基板と、金属蒸着膜などの反射電極が形成され
た反射電極基板とを、さらにそれらの基板上に設けられ
た液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜、
およびセルギャップ保持のためのスペーサーを介して、
対向させて貼りあわせる。なお、反射電極基板上には、
反射電極以外に、光拡散用の突起物、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）素子や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、およ
び走査線、信号線などを設け、ＴＦＴ液晶表示装置や、
ＴＦＤ液晶表示装置を作成することができる。次に、シ
ール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注
入口を封止する。つぎに、ＩＣドライバー等を実装する
ことによりモジュールが完成する。

【００４３】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。

【００４４】実施例１ 赤、緑、青のそれぞれの一画素の大きさが２４０×８０
μｍのカラーフィルターにおいて、赤については反射用
領域１２０×８０μｍ、透過用領域１２０×８０μｍと
し、緑については反射用領域１２５×８０μｍ、透過用
領域１１５×８０μｍとし、青については反射用領域１
１５×８０μｍ、透過用領域１２５×８０μｍとした。

【００４５】メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合
体、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、光増感
剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
トからなる感光性アクリル樹脂溶液をブラックマトリク
スがパターン加工されたガラス基板上に塗布した後、９
０℃で１０分間加熱した。得られた感光性アクリル樹脂
透明被膜上にフォトマスクを置き、露光装置（大日本ス
クリーン（株）製ＸＧ−５０００）を用いて１００ｍＪ
／ｃｍ²の紫外線を照射した。このとき、フォトマスク
にはパターンの中心部から外側に向かって露光量が徐々
に減少するようなグレーゾーン（中心部と端部で光透過
率の比が１：０．８となるようにした）を有し、また、
赤、緑、青のそれぞれに対応した部分について、グレー
ゾーンの濃さを変化させたフォトマスク（緑に対応した
部分の平均透過率を１としたとき、赤に対応した部分が
０．９５、青に対応した部分が０．９となるようにし
た）を使用した。露光後、０．２％のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液により、感光性アクリル樹
脂透明被膜の現像を行った。現像により、凸型に湾曲し
た形状をもつ感光性アクリル樹脂透明被膜パターンが得
られた。このようにして得られた感光性アクリル樹脂透
明被膜パターンを２４０℃で１時間加熱し硬化を終了さ
せた。得られた感光性アクリル樹脂透明被膜パターンの
膜厚は、赤に対応した部分の中心部が０．４５μｍ、端
部が０．３３μｍ、緑に対応した部分の中心部が０．４
８μｍ、端部が０．３５μｍ、青に対応した部分の中心
部が０．４３μｍ、端部が０．２９μｍとなった。

【００４６】透明層をもつガラス基板上に、ポリアミッ
ク酸溶液（３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、４、４’−ジアミノジフェニルエーテ
ル、及び、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジ
シロキサンをＮ−メチル−２−ピロリドンを溶媒として
反応させて得たもの）、赤顔料ＰＲ２０９、赤顔料ＰＲ
２０９スルホン化物、γブチロラクトンからなるカラー
ペーストを塗布した後、１２０℃で２０分間加熱した。
次に、得られたポリアミック酸赤色被膜上にポジ型フォ
トレジスト（シプレー社製ＳＲＣ−１００）を塗布し、
フォトレジスト被膜を形成した。続いて該フォトレジス
ト被膜上にフォトマスクを置き、露光装置（大日本スク
リーン（株）製ＸＧ−５０００）を用いて１００ｍＪ／
ｃｍ²の紫外線を照射した。露光後、２．０％テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、フォトレ
ジスト被膜とポリイミド前駆体赤色被膜のエッチングを
同時に行った。エッチング後、不要となったフォトレジ
スト被膜をアセトンにより剥離した。ポリイミド前駆体
赤色被膜は、２６０℃で１時間加熱することによりポリ
イミド赤色被膜に変換された。

【００４７】得られたポリイミド赤色被膜の膜厚は、透
明層のない部分が１．０５μｍ、透明層上の中心部が
０．６５μｍ、透明層上の端部で０．７５μｍとなって
おり、透明層の中心部から端部に向かって徐々に厚くな
っていた。

【００４８】同様の作業をポリアミック酸溶液と緑顔料
ＰＧ３６と黄顔料ＰＹ１３８からなる緑ペースト、ポリ
アミック酸溶液と青顔料ＰＢ１５：６からなる青ペース
トについて行った。

【００４９】ポリイミド緑色被膜の膜厚は、透明層のな
い部分が１．０２μｍ、透明層上の中心部が０．６０μ
ｍ、透明層上の端部で０．７１μｍとなっており、透明
層の中心部から端部に向かって徐々に厚くなっていた。
また、ポリイミド青色被膜の膜厚は、透明層のない部分
が１．０７μｍ、透明層上の中心部が０．７０μｍ、透
明層上の端部で０．８１μｍとなっており、透明層の中
心部から端部に向かって徐々に厚くなっていた。

【００５０】その後、エポキシ樹脂溶液（ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、無水トリメリット酸、ジエチレン
グリコールジメチルエーテルの混合物）を塗布して２６
０℃で１時間加熱することにより、膜厚１μｍのオーバ
ーコート層を形成した。さらに、その上にＩＴＯ膜を膜
厚０．１μｍとなるようにスパッタリングした。この様
にして得られたカラーフィルターのＤ６５光源での反射
領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度を表１
に示す。なお、測定には大塚電子顕微分光光度計ＭＣＰ
Ｄ−２０００を使用した。

【００５１】作製した液晶表示装置用カラーフィルター
を用いた半透過型液晶表示装置の表示特性を屋外の環境
光下で観察した。なお、透過モードに使用する光源は２
波長型のＬＥＤ光源を用いた。その結果、反射モードと
透過モードでの色合いの差がほとんどなく、両者とも良
好な表示特性を示した。

【００５２】実施例２ 実施例１と同様にして得られた透明層をもつガラス基板
上に、アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会
社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０）、ペンタエリス
リトールテトラメタクリレート、ソルスパース２４００
０（アビシア製）、光開始剤イルガキュア３６９（チバ
・スペシャルティ・ケミカルズ製）、、赤顔料ＰＲ２０
９、３−メチルー３−メトキシブチルアセテートからな
る感光性カラーペーストを塗布した後、８０℃で１０分
間加熱した。次に、該塗膜上にフォトマスクを置き、露
光装置（大日本スクリーン（株）製ＸＧ−５０００）を
用いて２００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射した。露光
後、０．２％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液により、該塗膜の現像を行った。現像後、２２０℃
で１時間加熱することによりアクリル樹脂赤色被膜に変
換された。

【００５３】得られたアクリル樹脂赤色被膜の膜厚は、
透明層のない部分が１．１０μｍ、透明層上の中心部が
０．６３μｍ、透明層上の端部で０．７２μｍとなって
おり、透明層の中心部から端部に向かって徐々に厚くな
っていた。

【００５４】同様の作業を、赤顔料ＰＲ２０９を緑顔料
ＰＧ３６と黄顔料ＰＹ１３８に変えた緑ペースト、青顔
料ＰＢ１５：６に変えた青ペーストについて行った。

【００５５】アクリル樹脂緑色被膜の膜厚は、透明層の
ない部分が１．０５μｍ、透明層上の中心部が０．５９
μｍ、透明層上の端部で０．７０μｍとなっており、透
明層の中心部から端部に向かって徐々に厚くなってい
た。また、アクリル樹脂青色被膜の膜厚は、透明層のな
い部分が１．１０μｍ、透明層上の中心部が０．６９μ
ｍ、透明層上の端部で０．７９μｍとなっており、透明
層の中心部から端部に向かって徐々に厚くなっていた。

【００５６】その後、エポキシ樹脂溶液（ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、無水トリメリット酸、ジエチレン
グリコールジメチルエーテルの混合物）を塗布して２６
０℃で１時間加熱することにより、膜厚１μｍのオーバ
ーコート層を形成した。

【００５７】さらに、その上にＩＴＯ膜を膜厚０．１μ
ｍとなるようにスパッタリングした。

【００５８】この様にして得られたカラーフィルターの
Ｄ６５光源での反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での
透過領域色度を表１に示す。なお、測定には大塚電子顕
微分光光度計ＭＣＰＤ−２０００を使用した。

【００５９】作製した液晶表示装置用カラーフィルター
を用いた半透過型液晶表示装置の表示特性を屋外の環境
光下で観察した。なお、透過モードに使用する光源は２
波長型のＬＥＤ光源を用いた。その結果、反射モードと
透過モードでの色合いの差がほとんどなく、両者とも良
好な表示特性を示した。

【００６０】比較例１ 感光性アクリル樹脂透明被膜パターンを設けないこと以
外は、実施例１と同様にすることにより、透明層と着色
構造の積層構造をもたない液晶表示装置用カラーフィル
ターを作製した。

【００６１】得られたカラーフィルターのＤ６５光源で
の反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度
を表１に示す。

【００６２】作製した液晶表示装置用カラーフィルター
を用いた半透過型液晶表示装置の表示特性を屋外の環境
光下で観察した。なお、透過モードに使用する光源は２
波長型のＬＥＤ光源を用いた。その結果、実施例１の場
合とは異なり、反射モードと透過モードの視認性に大き
な違いが認められた。とくに、反射モードの色が濃く、
表示色が非常に暗いものとなった。

【００６３】実施例３ 透明層に光源補償機能を付与したこと以外は、実施例１
と同様にして液晶表示装置用カラーフィルターを作製し
た。光源補償機能付きの透明層は、感光性アクリル樹脂
溶液に黄色顔料ＰＹ１３８を混合したものを使用するこ
とにより作製した。この機能により、反射用領域の光源
（Ｄ６５）が該透明層を２回通過した後の色度（ｘ、
ｙ）と透過用領域の光源（２波長型のＬＥＤ光源）の色
度（ｘ０、ｙ０）との差（（ｘ−ｘ０）²＋（ｙ−ｙ
０）²）は０．０００８５となった。

【００６４】得られたカラーフィルターのＤ６５光源で
の反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度
を表１に示す。

【００６５】

【表１】

【００６６】作製した液晶表示装置用カラーフィルター
を用いた半透過型液晶表示装置の表示特性を屋外の環境
光下で観察した。なお、透過モードに使用する光源は２
波長型のＬＥＤ光源を用いた。その結果、反射モードと
透過モードでの色合いの差がまったくなく、両者とも同
じ良好な表示特性を示した。

【００６７】

【発明の効果】本発明は上述のごとく構成したので、反
射モードと透過モードでの色度差が少なく、明るい半透
過型液晶表示装置用カラーフィルターを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置用カラーフィルターの断
面図の一例である。

【符号の説明】

１：ガラス基板 ２：透明層 ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ：着色層 ４：オーバーコート層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA45 BB02 BB04 BB07 BB10 BB42 2H091 FA02Y FA14Y FA35Y FC06 FC10 FC12 FC26 GA16 KA10 LA12 LA16 LA17

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透過用領域と反射用領域を含むカラーフ
   ィルターであって、少なくとも一色の画素において、反
   射用領域が着色層と透明層の積層構造となっており、反
   射用領域の着色層膜厚が透過用領域の着色層膜厚よりも
   薄く、透過用領域の着色層と反射用領域の着色層が同一
   色材料からなることを特徴とする液晶表示装置用カラー
   フィルター。
2. 【請求項２】 色ごとに反射用領域の透明層の膜厚が異
   なることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用
   カラーフィルター。
3. 【請求項３】 色ごとに透過用領域と反射用領域の面積
   比が異なることを特徴とする請求項１あるいは２に記載
   の液晶表示装置用カラーフィルター。
4. 【請求項４】 一画素内において、反射用領域の透明層
   の膜厚が変化していることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
5. 【請求項５】 一画素内において、反射用領域の透明層
   の膜厚が中心から外側に向かって徐々に減少しているこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表
   示装置用カラーフィルター。
6. 【請求項６】 反射用領域の透明層が、反射用領域およ
   び透過用領域のそれぞれの領域で使用する光源の色特
   性、明るさの違いを補償する光源補償機能を有すること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示
   装置用カラーフィルター。
7. 【請求項７】 反射用領域の透明層が、反射用領域の光
   源が該透明層を２回通過した後の色度（ｘ、ｙ）と透過
   用領域の光源の色度（ｘ０、ｙ０）との間で、下記式を
   満たす光源補償機能を有することを特徴とする請求項１
   〜６のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルタ
   ー。 （ｘ−ｘ０）²＋（ｙ−ｙ０）²＜１×１０^-3
8. 【請求項８】 着色層の上にオーバーコート層を形成し
   たことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液
   晶表示装置用カラーフィルター。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表
   示装置用カラーフィルターを用いたものである半透過型
   液晶表示装置。