JP2003227917A

JP2003227917A - カラーフィルタ

Info

Publication number: JP2003227917A
Application number: JP2002027791A
Authority: JP
Inventors: Hisao Hoshi; 久夫星; Hideaki Hagiwara; 英聡萩原; Masayuki Kawashima; 正行川島
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2003-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＣＤの解像性の劣化を防いだカラーフィルタ
で、ＬＣＤ表面の反射を減少させ、ＬＣＤを見る角度に
より、或いはＬＣＤ画面の中央部と左右端部とで生じる
色みの差を解消したＬＣＤ用のカラーフィルタを提供す
ること。【解決手段】赤色、緑色、青色の各カラーフィルタ２
が、粒径０．５μｍから５．０μｍの透明微粒子を分散
して含有し、各カラーフィルタの濁度（ヘイズ値）が等
しいこと。各カラーフィルタが、粒径０．５μｍから
５．０μｍの透明微粒子１０を分散して含有し、透明微
粒子の屈折率とカラーフィルタの屈折率の比が等しく、
かつ、透明微粒子の平均粒径カラーフィルターの中心波
長の比の値が等しいこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型又は半透過
型カラー液晶表示装置（以下、液晶表示装置をＬＣＤと
表記する）に用いると好適なカラーフィルタに関するも
のであり、特に、カラーフィルタの前方散乱光を確保
し、且つＬＣＤを見る角度により生じる色みの差を解消
したカラーフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーＬＣＤは、一般的に、それぞれに
偏光膜及び液晶駆動用の透明電極が設けられ且つ対向し
て配置された一対の電極基板と、これら電極基板間に封
入された液晶物質とで主に構成されている。また、カラ
ー画像を表示するカラーＬＣＤでは、上記一対の電極基
板のいずれか一方にカラーフィルタ層が設けられてい
る。

【０００３】このような偏光膜を用いたカラーＬＣＤに
よると、光源からの光を透過と不透過との間で切り替え
ることにより表示が行われる。すなわち、対向する透明
電極間に電圧を印加することにより液晶物質の配向状態
を変化させて、液晶物質からなる液晶層を透過する光の
偏光面を制御する。上述のように、これら電極基板には
それぞれ偏光膜が配設されているので、上記偏光面の制
御により、光源からの光を透過と不透過との間で切り替
えることができる。

【０００４】ところで、ＬＣＤは、低消費電力であり且
つ軽量化が可能であるという特徴を潜在的に有してお
り、携帯機器等の表示装置としての利用が期待されてい
る。

【０００５】しかしながら、現在、広く普及しているカ
ラーＬＣＤは、背面側の電極基板（以下、上記一対の基
板のうち、観察者側の電極基板を観察者側電極基板と記
し、液晶物質からなる液晶層を挟んで観察者側の反対に
位置する電極基板を背面側電極基板と記す）の裏面若し
くは側面に光源（ランプ）が配置され、光源から照射さ
れた光を利用して表示を行うバックライト型若しくはラ
イトガイド型のランプ内蔵式透過型カラーＬＣＤであ
る。ランプ内蔵式透過型カラーＬＣＤでは、内蔵した光
源の消費電力が極めて大きい。例えば、ランプ内蔵式透
過型カラーＬＣＤで消費される電力は、ＣＲＴやプラズ
マディスプレイ等の表示装置の消費電力よりも少ないも
のの、ほぼ同程度に達することがある。そのため、大容
量の電池を搭載しなければならず、その結果、表示装置
並びに携帯機器等の重量及びサイズが増加する。

【０００６】反射型カラーＬＣＤは、背面側電極基板
に、光反射機能を有する反射板、若しくは液晶駆動用電
極の機能と光反射板の機能とを兼ね備えた反射電極を配
設した構造である。この反射型カラーＬＣＤによると、
観察者側電極基板側から室内光や自然光等の外光を液晶
層内に入射させ、この入射光を上記光反射板若しくは反
射電極で反射させ、この反射光を観察者側電極基板から
出射させることにより表示が行われる。このように、反
射型カラーＬＣＤは光源を内蔵していないので、低消費
電力を実現することができる。また、反射型カラーＬＣ
Ｄによると、光源のための電源を搭載する必要がないの
に加え、光源を搭載することによるサイズや重量の増加
が排除されるため、装置の小型化及び薄型化が可能とな
る。すなわち、反射型カラーＬＣＤは、携帯機器等の表
示装置として適していると言える。

【０００７】この反射型カラーＬＣＤでは、ランプ内蔵
式透過型カラーＬＣＤとは異なり、上述のように室内光
や自然光等の外光を利用して表示が行われるため、室内
光や自然光等の外光が、全ての方向から反射型カラーＬ
ＣＤに入射する場合、及び特定の方向のみから反射型カ
ラーＬＣＤに入射する場合の双方を想定しなければなら
ない。それゆえ、明るく鮮明で適度な視野角を有する表
示を実現するためには、装置に入射した光を効率よく液
晶層へと入射させること、及び背面側電極基板で反射し
た光を効率よく観察者の位置に導くことが必要となる。
したがって、そのような目的を達成するために、反射型
ＬＣＤには入射光を散乱させる機能を与えることとな
る。

【０００８】透過型カラーＬＣＤは屋外等の強い外光の
もとでは表示効果が著しく低下するのに対し反射型カラ
ーＬＣＤでは逆に表示効果が良好になる。また、外光の
乏しい場所では反射型カラーＬＣＤが全く機能しないの
に対し、透過型液カラーＬＣＤは周辺が暗い分、更に視
認性が増す。即ち、透過型カラーＬＣＤと反射型カラー
ＬＣＤは相補完の関係にある。従って透過型カラーＬＣ
Ｄと反射型カラーＬＣＤの機能を合わせもつ半透過型カ
ラーＬＣＤは外光が著しく異なる種々な場所で使用する
携帯端末として極めて有用である。この半透過型カラー
ＬＣＤに対しても、同様に、入射光を散乱させる機能を
付与させる必要がある。

【０００９】すなわち、ランプ内蔵式透過型カラーＬＣ
Ｄでは、カラーＬＣＤが潜在的に有している優れた特徴
を充分に発揮することができない。このため、光源を内
蔵しない反射型カラーＬＣＤ並びに反射型カラーＬＣＤ
と透過型カラーＬＣＤを兼備した半透過型カラーＬＣＤ
が注目されている。

【００１０】反射型カラーＬＣＤの光散乱方式は基本的
には二つに大別できる。即ち、図３及び図４に示すよう
に光の屈折と回折を利用した光散乱膜を介して入射光乃
至反射光を散乱させる方式と図５に示すように、液晶セ
ル内部の反射ミラーを凹凸にして入射光を散乱させる方
式とである。

【００１１】上記光散乱膜を利用する方式は、更に光散
乱膜をセルの外部に設置した図３の構造と光散乱機能を
セル内部に組み込んだ図４の構造の二つがある。

【００１２】上記の３方式はそれぞれ特徴を有してお
り、図３の前面散乱膜付反射型カラーＬＣＤ３００で
は、入射光２１は光散乱膜９で散乱しカラーフィルタ２
を通過し更に反射電極５で折り返し再度光散乱膜９で散
乱する。該光散乱膜９が観察者側の透明基板１上に位置
するために、製造が容易であるという反面、画像が観察
者側の透明基板１の厚みを介して散乱される為、解像性
が劣るという品質上の欠点を有している。また、一般に
は光散乱膜中で透明微粒子が多段に分布し、光の衝突が
複数回であるため、光の進行方向と逆方向への後方散乱
２３が増加し、ＬＣＤ表面の反射が多いものとなってい
る。

【００１３】図４に示す内部散乱膜付反射型カラーＬＣ
Ｄ４００は図３の前面散乱膜付反射型カラーＬＣＤ３０
０の欠点である解像性の低下を防いだものである。ま
た、後述の図５の散乱反射板付反射型カラーＬＣＤ５０
０と異なり反射電極板５は平面でよいので、ミラー表面
の凹凸加工を必要とせず製造コスト上で有利である。し
かし、カラーフィルタ上に新たに散乱膜を形成しなけれ
ばならないために一工程増えるという欠点を有してい
た。また、光が透明樹脂１１から透明微粒子１０へ入射
したときの波長分散によって、ＬＣＤを見る角度によ
り、或いはＬＣＤ画面の中央部と左右端部とで色みの差
が生じ易い。

【００１４】図５に示す散乱反射板方式カラーＬＣＤ５
００は外部よりの入射光を液晶セル内部の反射ミラーで
散乱させる方式であり、外部からの入射光２１は散乱反
射電極５０５の吸収以外にロスがないので光の利用率で
は極めて優れている。しかし散乱反電極５０５の凹凸加
工にフォトグラフィー工程を利用するなどコスト的に不
利である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題に鑑みなされたものであり、光散乱膜を液晶に近
づけた位置に設けてＬＣＤとしての解像性の劣化を防い
だカラーフィルタであって、光の進行方向と順方向への
前方散乱を増加させてＬＣＤ表面の反射を減少させ、ま
た、ＬＣＤを見る角度により、或いはＬＣＤ画面の中央
部と左右端部とで生じる色みの差を解消したＬＣＤ用の
カラーフィルタを提供することを課題とするものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、カラー液晶表
示装置に用いる、加法混色によるカラーフィルタを構成
する赤色、緑色、青色の各カラーフィルタが、粒径０．
５μｍから５．０μｍの透明微粒子を分散して含有し、
該各カラーフィルタの濁度（ヘイズ値）が等しいことを
特徴とするカラーフィルタである。

【００１７】また、本発明は、カラー液晶表示装置に用
いる、加法混色によるカラーフィルタを構成する赤色、
緑色、青色の各カラーフィルタが、粒径０．５μｍから
５．０μｍの透明微粒子を分散して含有し、各カラーフ
ィルタに分散して含有する透明微粒子の屈折率と各カラ
ーフィルタの屈折率の比が等しく、かつ、赤色、緑色、
青色の各カラーフィルタに分散した透明微粒子の平均粒
径をＤｒ、Ｄｇ、Ｄｂとし、各カラーフィルターの中心
波長をλｒ、λｇ、λｂとするとき、各カラーフィルタ
に分散する透明微粒子の平均粒径と各カラーフィルタの
中心波長の比の値（Ｄｒ／λｒ）、（Ｄｇ／λｇ）、
（Ｄｂ／λｂ）が等しいことを特徴とするカラーフィル
タである。

【００１８】また、本発明は、上記発明によるカラーフ
ィルタにおいて、前記透明微粒子が、各カラーフィルタ
１００容量％に対し１５容量％から３０容量％であるこ
とを特徴とするカラーフィルタである。

【００１９】また、本発明は、上記発明によるカラーフ
ィルタにおいて、前記各カラーフィルタが、粒径５０ｎ
ｍ以下の微粒子顔料を分散して含有することを特徴とす
るカラーフィルタである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明によるカラーフィ
ルタの実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の
カラーフィルタ２を具備した反射型カラーＬＣＤを示し
ており、また、図２は同様に半透過型カラーＬＣＤを示
している。図１、及び図２に示すように、カラーフィル
タ２中に透明微粒子１０を添加して光散乱機能を付与し
たものである。この透明微粒子１０の屈折率はカラーフ
ィルタ２の屈折率より十分大きいかまたは十分小さくす
ることでカラーフィルタ２中の透明微粒子１０がレンズ
の役割をはたす。即ち透明微粒子１０の屈折率が大のと
きは凸レンズとして、またの屈折率が小のときは凹レン
ズとして機能する。透明微粒子が小さく規則的に配列し
ているときは回折による光散乱現象も追加観察される。

【００２１】カラーフィルタ２に透明微粒子１０を添加
してフィルタ機能と光散乱機能を兼備させるためには以
下１）〜３）の要件を満たすことが必要となる。即ち１）光散乱機能は添加する透明微粒子１０の粒径サイ
ズ、屈折率、分散状態（密度、並び方等）、及びカラー
フィルタの屈折率に依存しているので構成材料の組成を
厳密にコントロールすること。２）カラーフィルタの最も重要な特性は各色の分光特性
であるから、カラーフィルタの色素の量を変更しないこ
と。３）ＬＣＤにおける前記色みの差は、各カラーフィルタ
の濁度（ヘイズ値）に依存するので各カラーフィルタの
濁度（ヘイズ値）が等しいこと。

【００２２】光散乱機能をカラーフィルタ内部にもたせ
る為には膜厚をより薄く、望ましくは３μｍ以下にし、
透明微粒子１０を密に充填することが必要である。光散
乱膜を可能な限り薄膜にし、透明微粒子を必要最少限の
単層ないし数層にとどめることが肝要である。これによ
り光の衝突回数が減り、前方散乱が増加し、ＬＣＤ表面
の反射が少ないものとなる。

【００２３】また、透明微粒子１０の粒径は０．５μｍ
から５μｍが使用できるがカラーフィルタの厚みの限界
から３μｍ以下が好ましく、さらに１．２μｍから２．
５μｍがもっとも良好である。粒径が１．２μｍ以下で
は高い値の濁度（ヘイズ値）を得るのが困難になる。同
じく粒径が２．５マイクロメートル以上では塗液の安定
性、特に経時による粒子の分離が顕著になり、またカラ
ーフィルタ２の塗膜適性、特に平坦性が損なわれる。

【００２４】光散乱膜を通過した光は、透明樹脂１１か
ら透明微粒子１０へ入射したときに波長分散する。この
波長分散のためにＬＣＤは見る角度により、或いはＬＣ
Ｄ画面の中央部と左右端部とで色みの差が生じ易いもの
となる。本発明における濁度（ヘイズ値）とは、光散乱
膜を通過した直進光をＩ₀とし、散乱光をＩ₁とした際
に、〔Ｉ₁／（Ｉ₀＋Ｉ₁）〕×１００で表される値で
ある。この濁度（ヘイズ値）が各カラーフィルタで異な
ったものであると前記色みの差は各カラーフィルタで異
なったものとなり、ＬＣＤとしての色みの差が著しもの
となる。本発明のカラーフィルタは各カラーフィルタの
濁度（ヘイズ値）が等しいことを特徴とするものであ
り、このようなＬＣＤとしての色みの差を解消した。

【００２５】また、カラーフィルタ２を光散乱機能から
みたとき、最も重要な特性は変角反射特性とヘイズ値で
ある。ここで変角反射特性とヘイズ値を支配しているの
は、カラーフィルタに分散して含有する透明微粒子の屈
折率とカラーフィルタの屈折率の比、及び、透明微粒子
の半径をａ、光の波長をλとした際に、α＝２π×（a/
λ）で表される、透明微粒子の半径ａと波長λの比の値
（α）である。

【００２６】ここで変角反射特性について簡単に説明す
る。図６は変角反射特性の測定方法の説明図、また図７
は変角反射特性の一例の説明図であるが、図６の光散乱
膜９の背面に液晶４を介して反射電極５を用意する。例
えば、入射角−３０°の入射光２１が光散乱膜９と反射
電極５により散乱光２２になる。この時、光散乱膜９面
上の−９０度から９０度にいたる反射角の散乱光強度を
測定する。標準白色板に対しても同様に入射角−３０度
の時の変角反射強度が計測できる。図７に標準白色板及
び本発明による光散乱性を有するカラーフィルタの変角
反射特性の一例を示す。

【００２７】カラーフィルタ２の屈折率は、該カラーフ
ィルタを構成する樹脂、色素、添加剤の固有の屈折率と
その構成比率及びプロセス条件（露光量、加熱量）で著
しく異なる。これらの材料の中でも特に重要なものは着
色剤、例えば、染料、顔料の含有量である。したがっ
て、各カラーフィルタ２の屈折率は通常、異なる値を示
している。各カラーフィルタに分散して含有する透明微
粒子の屈折率と各カラーフィルタの屈折率の比を等しく
することによって、各カラーフィルタにおける波長分散
が略等しく、濁度（ヘイズ値）が略等しいものとなり、
ＬＣＤとしての色みの差が減少したものとなる。また、
各カラーフィルタの透明微粒子の半径ａと波長λの比の
値（α）が等しい際には、波長に関係なく光散乱の度合
いは同一のものとなる。

【００２８】カラーフィルタは幾つかの方式で作ること
ができるが、現在実用に供されているカラーフィルタの
大部分が顔料分散フォトレジストタイプである。このタ
イプのカラーフィルタの基本的な考えは、まずアルカ
リ可溶なアニオン樹脂を適宜溶媒に溶解し、ここに複
数の有機顔料を分散する。次に、顔料を分散したアニ
オン樹脂にアクリルモノマーと光重合開始剤を添加し
て感光性をもたせている。その他、塗膜性能を改善する
目的で各種界面活性剤等を添加する。

【００２９】ここで、カラーフィルタの色特性は主に顔
料の特性で、膜の諸特性はアニオン樹脂とモノマー材料
の特性と配合比で、またパタニング特性は主にモノマー
と光重合開始剤で、及び膜の塗布特性は溶媒を含む全体
の配合で決まる。多くの場合、顔料の屈折率はアニオン
樹脂やモノマーの屈折率より大であるから、透明微粒子
１０の屈折率はより小さいものが好都合である。

【００３０】透明微粒子１０としては各種樹脂ビーズが
適用できる。高屈折率ビーズではスチレン樹脂ビーズ、
メラミン樹脂ビーズ、ベンゾグアナミン樹脂ビーズ等
が、また低屈折率ビーズではシリコン樹脂ビーズ、アク
リル変性フッソ樹脂ビーズ、また無機材料ではシリカビ
ーズが広く知られている。

【００３１】透明微粒子１０は該透明微粒子１０を含む
カラーフィルタ２の１５％から３０％を占める量が好ま
しい。当然のことであるが、透明微粒子１０が１５％以
下では十分なヘイズが得られず散乱特性が低下する。ま
た透明微粒子１０が３０％を超えると塗液の塗布適性が
著しく低下しカラーフィルタ２の表面の粗さが増大す
る。もちろん使用目的によっては低ヘイズ品も適用でき
るのでこの範囲に限定されるものではない。

【００３２】透明微粒子１０はまた適宜カラーフィルタ
２と同色に着色することによりカラーフィルタ２の色純
度を向上可能である。着色の方法としては分散染料、カ
チオン染料による染色がある。また透明微粒子１０を構
成する原料モノマー中に染料を導入することもできる。

【００３３】カラーフィルタ２の色特性をコントロール
している着色剤として、染料及び顔料が適用できるが、
一般的には顔料が使用されている。

【００３４】本発明のカラーフィルタ２に使用可能な顔
料として、透明性が高くしかも耐熱性、耐光性、及び耐
薬品性の優れた材料を下記に挙げる。材料はいずれもカ
ラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーで示す。Ｃ．
Ｉ．黄色顔料２０、２４、８６、９３、１０９、１１
０、１１７、１２５、１３７、１３８、１４７、１４
８、１５３、１５４、１６６、１６８、Ｃ．Ｉ．オレン
ジ顔料３６、４３、５１、５５、６１、Ｃ．Ｉ．赤色
顔料９、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１
７７、１８０、１９２、２１５、２１６または２１７、
２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２
４０、Ｃ．Ｉ．バイオレット顔料１９、２３、２９、
３０、３７、４０、５０、Ｃ．Ｉ．青色顔料１５、１
５：６、２２、６０、６４、Ｃ．Ｉ．緑色顔料７、３
６、前記顔料は透明粒子１０を除くカラーフィルタ２の
膜中に５重量％ないし４０重量％含有する。通常反射型
ＬＣＤに使用されるカラーフィルタ２では５重量％から
１５重量％である。

【００３５】アルカリ可溶なアニオン樹脂としては、末
端にカルボン酸を有する各種ポリマー例えばメタクリル
酸１５重量部、シクロヘキシルアクリレート４０重量
部、ブチルメタクリレート２０重量部、メチルメタクリ
レート２５重量部からなるアクリル共重合物等がある。

【００３６】該アニオン樹脂の屈折率は、アクリル樹脂
で１．５０から１．５５、スチレン樹脂では１．５５か
ら１．６０程度まで、さらにフローレン骨格を有するカ
ルド樹脂では１．５８から１．６２程度まで、さらにポ
リイミド樹脂で１．７０までの高屈折率がある。

【００３７】感光性を付与する目的で、該アニオン樹脂
に対し多官能アクリルモノマーを重量率で５０％ないし
１５０％添加する。アクリルモノマーの添加量は感度、
現像性等で定め、５０％以下では感度が低下し、また添
加量が１５０％以上では塗布時の乾燥性が低下しアルカ
リ現像時に現像残りが生じ易くなる。

【００３８】重合開始剤は活性光を照射した時、モノマ
ーの架橋を促進し光照射によるパタニングが可能にな
る。

【００３９】透明微粉末１３はカラーフィルタ２の屈折
率を調整する為に有効に作用する。透明樹脂１１より高
屈折率無機物として酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸
化ジルコニューム、酸化アルミニュームなどが適用でき
る。また透明樹脂１１より低屈折率無機物として酸化珪
素特に気相形成シリカ等が、更にまた透明樹脂１１と同
程度の屈折率を有する無機物として硫酸バリューム、炭
酸カルシューム等が適宜使用できる。

【００４０】透明微粉末１３の粒径は、可視光の波長よ
り十分に小さく可視光領域では透明であるこたが必要な
ので、できる限り小さいことが好ましく５０ｎｍ以下好
ましくは３０ｎｍ以下である。また形状は球形が好まし
く光学的にはより透明であることが要求される。特に青
色カラーフィルタに添加する場合波長４００ｎｍ近傍の
光透過率を低下させないことが肝要である。

【００４１】透明微粉末１３の添加量は透明粒子１０の
５重量％〜５０重量％の範囲が好ましい。添加量が少な
いとカラーフィルタ２の屈折率をコントロールする効果
が期待できない。また多過ぎると塗液の塗布適性が損な
われ更にカラーフィルタ２の透過率を下げることがあ
る。

【００４２】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。＜実施例１＞以下の反射型ＬＣＤに好適な赤色（以下Ｒ
と記す）、緑色（以下Ｇと記す）、青色（以下Ｂと記
す）カラーレジストを製造した。＜Ｒカラーレジスト組成（重量部）＞顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７：１．５９アニオン樹脂メタクリル酸共重合物：７．０７モノマーアロニックスＭ４００（東亜合成株式会社製）：４．０４光重合開始剤イルガキュアー８１９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製）：１．０分散剤：０．２７界面活性剤ＫＦ−３５１Ａ（信越化学工業株式会社製）：０．０１有機溶剤：８６．０２合計：１００．００＜Ｇカラーレジスト組成（重量部）＞顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：１．６１顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９：０．３３アニオン樹脂メタクリル酸共重合物：７．１２モノマーアロニックスＭ４００：４．９８光重合開始剤イルガキュアー８１９：０．８５分散剤：０．１５界面活性剤ＫＦ−３５１Ａ：０．０１有機溶剤：８４．９５合計：１００．００＜Ｂカラーレジスト組成（重量部）＞顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６：１．４３アニオン樹脂メタクリル酸共重合物：７．１２モノマーアロニックスＭ４００：４．９８光重合開始剤イルガキュアー８１９：０．８５分散剤：０．１５界面活性剤ＫＦ−３５１Ａ：０．０１有機溶剤：８５．４６合計：１００．００

【００４３】上記Ｒ、Ｇ、Ｂカラーレジスト組成の材料
を準備し顔料と分散剤及び有機溶剤をビーズミルで分散
後アニオン樹脂、モノマー、光重合開始剤、界面活性剤
を順次添加して各カラーレジストを製造した。

【００４４】次に上記Ｒ、Ｇ、Ｂカラーレジストにそれ
ぞれ以下の組成で透明微粒子及び透明微粉末を添加して
Ｒ、Ｇ、Ｂ光散乱レジストを製造した。

【００４５】＜Ｒ光散乱レジスト組成（重量部）＞Ｒカラーレジスト：９５．４６透明微粒子ＫＭＰ５９０（信越化学工業株式会社製）：２．６３透明微粒子エポスターＭＡ１００２（株式会社日本触媒製）：１．９１合計：１００．００＜Ｇ光散乱レジスト組成（重量部）＞Ｇカラーレジスト：９５．２８透明微粒子トスパール１２０（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）：４．５２透明微粉末ＡＥＲＯＳＩＬ２５（日本アエロジル株式会製）：０．０４合計：１００．００＜Ｂ光散乱レジスト組成（重量部）＞Ｂカラーレジスト：９２．９６透明微粒子ハイプレシカFQ−N２N（宇部日東化成株式会製）：７．０透明微粉末ＡＥＲＯＳＩＬ２５（日本アエロジル株式会製）：０．０４合計：１００．００

【００４６】上記Ｒ、Ｇ、Ｂ光散乱レジストを以下の条
件でガラス基板に塗布して光散乱機能を有するカラーフ
ィルタを製造した。

【００４７】ガラス基板上に光散乱レジストを塗布し乾
燥後に露光し、未露光部分をアルカリ現像液で現像し乾
燥後更にポストベークした。以上をＲ、Ｇ、Ｂの順で繰
り返してカラーフィルタを製造した。

【００４８】まず、観察者側透明板１にＲ光散乱レジス
トを用いてＲカラーフィルタを以下の条件で形成した。１）塗布：スピンナ、６００ｒｐｍ、５秒２）ソフトベーク：９０℃５分間３）露光：２００ｍＪ／ｃｍ² ４）現像：ＰＨ１０．２アルカリ現像液で９０秒間５）ハードベーク：２３０℃６０分間次に、以下同様にＧ光散乱レジストを用いてＧカラーフ
ィルタを形成した。更に以下同様にＢ光散乱レジストを
用いてＢカラーフィルタを形成して，ＲＧＢからなるカ
ラーフィルタ２を形成した。

【００４９】得られたＲＧＢ各カラーフィルタの膜厚及
び濁度（ヘイズ値）は以下であった。Ｒ：膜厚１．９８μｍ、濁度（ヘイズ値）５２．７Ｇ：膜厚１．９３μｍ、濁度（ヘイズ値）５１．０Ｂ：膜厚２．４２μｍ、濁度（ヘイズ値）５３．１以上、ほぼ等しい濁度（ヘイズ値）を有する加法混色に
よるカラーフィルタを得ることができ、図１に示す反射
型ＬＣＤに用いたところ、表面の反射が少ない、且つ色
みの差のない反射型ＬＣＤが得られた。

【００５０】＜実施例２＞以下の透過型ＬＣＤに好適な
赤色（以下Ｒと記す）、緑色（以下Ｇと記す）、青色
（以下Ｂと記す）カラーレジストを製造した。＜Ｒカラーレジスト組成（重量部）＞顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８：３．３４Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４：１．７０アニオン樹脂メタクリル酸共重合物：５．６２モノマーアロニックスＭ４００（東亜合成株式会社製）：３．８５光重合開始剤イルガキュアー８１９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製）：１．７４分散剤：０．５１界面活性剤ＫＦ−３５１Ａ（信越化学工業株式会社製）：０．０１有機溶剤：８３．２３合計：１００．００＜Ｇカラーレジスト組成（重量部）＞顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：６．８２顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３：０．１４アニオン樹脂メタクリル酸共重合物：５．１０モノマーアロニックスＭ４００：３．８９光重合開始剤イルガキュアー３６９：１．５７分散剤：０．４８界面活性剤ＫＦ−３５１Ａ：０．０１有機溶剤：８１．９９合計：１００．００＜Ｂカラーレジスト組成（重量部）＞顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６：４．９４アニオン樹脂メタクリル酸共重合物：５．７０モノマーアロニックスＭ４００：３．７４光重合開始剤イルガキュアー８１９：１．７０分散剤：０．９２界面活性剤ＫＦ−３５１Ａ：０．０１有機溶剤：８２．９９合計：１００．００

【００５１】上記Ｒ、Ｇ、Ｂカラーレジスト組成の材料
を準備し顔料と分散剤及び有機溶剤をビーズミルで分散
後アニオン樹脂、モノマー、光重合開始剤、界面活性剤
を順次添加して各カラーレジストを製造した。

【００５２】次に上記Ｒ、Ｇ、Ｂカラーレジストにそれ
ぞれ以下の組成で透明微粒子及び透明微粉末を添加して
Ｒ、Ｇ、Ｂ光散乱レジストを製造した。

【００５３】＜Ｒ光散乱レジスト組成（重量部）＞Ｒカラーレジスト：９５．５透明微粒子ケミスノーＭＸ−１８０（綜研化学株式会社製）：４．５合計：１００．０＜Ｇ光散乱レジスト組成（重量部）＞Ｇカラーレジスト：９５．０５透明微粒子ＫＭＰ５９０（信越化学工業株式会社製）：４．９５合計：１００．０＜Ｂ光散乱レジスト組成（重量部）＞Ｂカラーレジスト：９２．４３透明微粒子ハイプレシカＦＱ−Ｎ２Ｎ（宇部日東化成株式会製）：７．５２透明微粉末ＡＥＲＯＳＩＬ２５（日本アエロジル株式会製）：０．０５合計：１００．０

【００５４】上記Ｒ、Ｇ、Ｂ光散乱レジストを以下の条
件でガラス基板に塗布して光散乱機能を有するカラーフ
ィルタを製造した。

【００５５】ガラス基板上に光散乱レジストを塗布し乾
燥後に露光し、未露光部分をアルカリ現像液で現像し乾
燥後更にポストベークした。以上をＲ、Ｇ、Ｂの順で繰
り返してカラーフィルタを製造した。

【００５６】まず観察者側透明板１にＲ光散乱レジスト
用いてＲカラーフィルタを以下の条件で形成した。１）塗布：スピンナ、６００ｒｐｍ、５秒２）ソフトベーク：９０℃５分間３）露光：３００ｍＪ／ｃｍ² ４）現像：ＰＨ１０．２アルカリ現像液で９０秒間５）ハードベーク：２３０℃６０分間次に以下同様にＧ光散乱レジストを用いてＧカラーフィ
ルタを形成した。更に以下同様にＢ光散乱レジストを用
いてＢカラーフィルタを形成して，ＲＧＢからなるカラ
ーフィルタ２を形成した。

【００５７】カラーフィルタＲＧＢの膜厚及び濁度（ヘ
イズ値）は以下であった。Ｒ：膜厚２．６４μｍ、濁度（ヘイズ値）６３．７Ｇ：膜厚２．２８μｍ、濁度（ヘイズ値）６０．９Ｂ：膜厚２．３２μｍ、濁度（ヘイズ値）６１．１以上、ほぼ等しい濁度（ヘイズ値）を有する加法混色に
よるカラーフィルタを得ることができ、図２に示す半透
過型ＬＣＤに用いたところ、表面の反射が少ない、且つ
色みの差のない半透過型ＬＣＤが得られた。

【００５８】＜実施例３＞以下の透過型ＬＣＤに好適な
赤色（以下Ｒと記す）、緑色（以下Ｇと記す）、青色
（以下Ｂと記す）カラーレジストを製造した。＜Ｒカラーレジスト組成（重量部）＞顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７：３．３４Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：２：１．７０Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９：０．９３アニオン樹脂メタクリル酸共重合物：５．６２モノマーアロニックスＭ４００（東亜合成株式会社製）：３．８５光重合開始剤イルガキュアー８１９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製）：１．７４分散剤：０．５１界面活性剤ＫＦ−３５１Ａ（信越化学工業株式会社製）：０．０１有機溶剤：８２．３０合計：１００．００＜Ｇカラーレジスト組成（重量部）＞顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：５．８０Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３：１．０２Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９：０．１４アニオン樹脂メタクリル酸共重合物：５．１０モノマーアロニックスＭ４００：３．８９光重合開始剤イルガキュアー３６９：１．５７分散剤：０．４８界面活性剤ＫＦ−３５１Ａ：０．０１有機溶剤：８１．９９合計：１００．００＜Ｂカラーレジスト組成（重量部）＞顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４．９４アニオン樹脂メタクリル酸共重合物：５．７０モノマーアロニックスＭ４００：３．７４光重合開始剤イルガキュアー８１９：１．７０分散剤：０．９２界面活性剤ＫＦ−３５１Ａ：０．０１有機溶剤：８２．９９合計：１００．００

【００５９】上記Ｒ、Ｇ、Ｂカラーレジスト組成の材料
を準備し顔料と分散剤及び有機溶剤をビーズミルで分散
後アニオン樹脂、モノマー、光重合開始剤、界面活性剤
を順次添加して各カラーレジストを製造した。このカラ
ーレジストを膜厚３μｍに塗布した後２３０℃６０分後
に以下の波長における屈折率を測定した。＜Ｒカラーレジスト＞：波長６１５ｎｍの光での屈折率
１．６８５＜Ｇカラーレジスト＞：波長５４５ｎｍの光での屈折率
１．６４８＜Ｂカラーレジスト＞：波長４５０ｎｍの光での屈折率
１．６７７

【００６０】次に、上記Ｒ、Ｇ、Ｂカラーレジストにそ
れぞれ以下の組成で透明微粒子を添加してＲ、Ｇ、Ｂ光
散乱レジストを製造した。

【００６１】＜Ｒ光散乱レジスト組成（重量部）＞Ｒカラーレジスト：９５．５透明微粒子ケミスノーＭＸ−２２０（綜研化学株式会社製）：４．５合計：１００．０ここで透明微粒子の平均粒径は２．２μｍであった。＜Ｇ光散乱レジスト組成（重量部）＞Ｇカラーレジスト：９５．５透明微粒子ケミスノーＭＸ−１８０（綜研化学株式会社製）：２．２５ケミスノーＭＸ−２２０（綜研化学株式会社製）：２．２５合計：１００．０ここで透明微粒子の平均粒径は２．０μｍであった。＜Ｂ光散乱レジスト組成（重量部）＞Ｂカラーレジスト：９５．５透明微粒子ケミスノーＭＸ−１５０（綜研化学株式会社製）：２．２５ケミスノーＭＸ−１８０（綜研化学株式会社製）：２．２５合計：１００．０ここで透明微粒子の平均粒径は１．６５μｍであった。

【００６２】ここで、透明微粒子の屈折率は波長４５０
ｎｍ、５４５ｎｍ、及び６１５ｎｍの屈折率はそれぞれ
１．４９８、１．４９３、及び１．４９０であり、Ｒカ
ラーレジストと透明微粒子の６１５ｎｍにおける屈折率
比は１．１３２、Ｇカラーレジストと透明微粒子の５４
５ｎｍにおける屈折率比は１．１０４、Ｂカラーレジス
トと透明微粒子の４５０ｎｍにおける屈折率比は１．１
１９でありＲＧＢそれぞれの屈折率の差は最大２．５％
最小１．３％でほぼ等しかった。

【００６３】上記Ｒ、Ｇ、Ｂ光散乱レジストを以下の条
件でガラス基板に塗布して光散乱機能を有するカラーフ
ィルタを製造した。

【００６４】ガラス基板上に光散乱レジストを塗布し乾
燥後に露光し、未露光部分をアルカリ現像液で現像し乾
燥後更にポストベークした。以上をＲ、Ｇ、Ｂの順で繰
り返してカラーフィルタを製造した。

【００６５】まず観察者側透明板１にＲ光散乱レジスト
用いてＲカラーフィルタを以下の条件で形成した。１）塗布：スピンナ、６００ｒｐｍ、５秒２）ソフトベーク：９０℃５分間３）露光：３００ｍＪ／ｃｍ² ４）現像：ＰＨ１０．２アルカリ現像液で９０秒間５）ハードベーク：２３０℃６０分間次に以下同様にＧ光散乱レジストを用いてＧカラーフィ
ルタを形成した。更に以下同様にＢ光散乱レジストを用
いてＢカラーフィルタを形成して、ＲＧＢからなるカラ
ーフィルタ２を形成した。

【００６６】図２に示す半透過型カラーＬＣＤに装着す
ると好適な半透過型カラーＬＣＤが得られた。

【００６７】

【発明の効果】本発明は、赤色、緑色、青色の各カラー
フィルタが光散乱性を有し液晶に近い位置にあり、粒径
０．５μｍから５．０μｍの透明微粒子を分散して含有
し、各カラーフィルタの濁度（ヘイズ値）が等しいカラ
ーフィルタであるので、ＬＣＤの解像性の劣化を防ぎ、
ＬＣＤ表面の反射を減少させ、また、色みの差を解消し
たＬＣＤ用のカラーフィルタとなる。

【００６８】また、本発明は、赤色、緑色、青色の各カ
ラーフィルタが光散乱性を有し液晶に近い位置にあり、
粒径０．５μｍから５．０μｍの透明微粒子を分散して
含有し、透明微粒子の屈折率と各カラーフィルタの屈折
率の比が等しく、平均粒径と中心波長の比の値が等しい
カラーフィルタであるので、ＬＣＤの解像性の劣化を防
ぎ、ＬＣＤ表面の反射を減少させ、また、色みの差を解
消したＬＣＤ用のカラーフィルタとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタを具備した反射型カラ
ーＬＣＤの断面図である。

【図２】本発明のカラーフィルタを具備した半透過型カ
ラーＬＣＤの断面図である。

【図３】従来の前面散乱膜付反射型カラーＬＣＤの断面
図である。

【図４】従来の内部散乱膜付反射型カラーＬＣＤの断面
図である。

【図５】従来の散乱反射板方式カラーＬＣＤの断面図で
ある。

【図６】変角反射特性の測定方法の説明図である。

【図７】変角反射特性の一例の説明図である。

【符号の説明】

１、６・・・・透明基板２・・・・カラーフィルタ３、２０３・・・・透明電極４・・・・液晶５・・・・反射電極７・・・・観察者側電極基板８・・・・背面側電極基板９・・・・光散乱膜１０・・・・・・・・透明微粒子１１・・・・・・・・透明樹脂１３・・・・透明微粉末２１・・・・入射光２２・・・・散乱光２３・・・・後方散乱１００・・・・本発明のカラーフィルタを具備した反射
型カラーＬＣＤ２００・・・・本発明のカラーフィルタを具備した半透
過型カラーＬＣＤ３００・・・・従来の前面散乱膜付反射型カラーＬＣＤ
の例４００・・・・従来の内部散乱膜付反射型カラーＬＣＤ
の例５００・・・・従来の散乱反射板方式カラーＬＣＤの例５０５・・・・散乱反射電極

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー液晶表示装置に用いる、加法混色に
よるカラーフィルタを構成する赤色、緑色、青色の各カ
ラーフィルタが、粒径０．５μｍから５．０μｍの透明
微粒子を分散して含有し、該各カラーフィルタの濁度
（ヘイズ値）が等しいことを特徴とするカラーフィル
タ。
【請求項２】カラー液晶表示装置に用いる、加法混色に
よるカラーフィルタを構成する赤色、緑色、青色の各カ
ラーフィルタが、粒径０．５μｍから５．０μｍの透明
微粒子を分散して含有し、各カラーフィルタに分散して
含有する透明微粒子の屈折率と各カラーフィルタの屈折
率の比が等しく、かつ、赤色、緑色、青色の各カラーフ
ィルタに分散した透明微粒子の平均粒径をＤｒ、Ｄｇ、
Ｄｂとし、各カラーフィルターの中心波長をλｒ、λ
ｇ、λｂとするとき、各カラーフィルタに分散する透明
微粒子の平均粒径と各カラーフィルタの中心波長の比の
値（Ｄｒ／λｒ）、（Ｄｇ／λｇ）、（Ｄｂ／λｂ）が
等しいことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項３】前記透明微粒子が、各カラーフィルタ１０
０容量％に対し１５容量％から３０容量％であることを
特徴とする請求項１、又は２記載のカラーフィルタ。
【請求項４】前記各カラーフィルタが、粒径５０ｎｍ以
下の微粒子顔料を分散して含有することを特徴とする請
求項１、又は２記載のカラーフィルタ。