JP2004212675A - 半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、製造が容易であり、反射光であっても透過光であっても同様な色調で表示することが可能であり、かつ反射光領域では光散乱がなされ、各部材を形成する材料の選択の幅が広いことからコスト的に有利に製造することができる半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを主目的とするものである。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、上記反射光用着色層と、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、上記反射光用着色層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを主目的とするものである。
【選択図】 図１
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、上記反射光用着色層と、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、上記反射光用着色層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを主目的とするものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半透過型カラー液晶表示装置に用いられる半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、透過型液晶表示装置としては、背面側に位置する電極基板の裏面もしくは側面にバックライトを配置し、これを光源としてカラー表示を行う透過型カラー液晶表示装置が広く普及している。
【０００３】
一方、近年液晶表示装置は、低消費電力で軽量化が可能という特徴を活かし、モバイル機器等の携帯用表示装置への利用が期待されている。しかしながら、上述したようなバックライトを内蔵した透過型カラー液晶表示装置では内蔵した光源による消費電力が大きいため、バッテリーの使用時間が短く、かつバッテリーの占める割合が大きいため装置が重く、かさ張るといった問題があった。
【０００４】
このため、バックライトを内蔵しない反射型カラー液晶表示装置が実用化されている。この反射型カラー液晶表示装置は、バックライトを内蔵しないことから低消費電力を実現でき、また装置を小型、軽量、薄型とすることができ、携帯用表示装置として適している。
【０００５】
しかしながら、反射型カラー液晶表示装置は外光の乏しい暗所では十分機能しないため、透過型と反射型を兼ね備えた携帯用の液晶表示装置が携帯性能を若干犠牲にしているものの、実用上極めて有用となる。
【０００６】
上記透過型カラー液晶表示装置は、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、反射型カラー液晶表示装置では全く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液晶表示装置が全く機能しないのに対し、透過型カラー液晶表示装置は周辺が暗い分、更に視認性が増すことになる。
【０００７】
このような事情に鑑み、近年では透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の機能を合わせもつ半透過型液晶表示装置が提供され、屋外等の強い外光のもとでも、また、室内等の外光の乏しい場所でも使用することになる携帯端末等に対し好適に用いられている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００８】
このような半透過型カラー液晶表示装置を表示する場合も、同様にカラーフィルタが必要になるが、反射光領域では進入してきた外光が通常２回カラーフィルタを通過するのに対し、透過光領域では通常１回のみカラーフィルタを通過することになる。したがって、仮に同一材料の色材を使用して同一色調を得ようとすると、反射光領域のカラーフィルタは透過光領域のカラーフィルタに対して、膜厚を１／２にする必要があり、反射光領域では、従来の反射型カラー液晶表示装置と同様に、別途光散乱層を形成する必要がある等、半透過型カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、その製造に際して種々の手間がかかるものであった。
【０００９】
そこで、反射光領域の着色層等の層の表面を凹凸状に形成し、この層の凹凸状に形成されている表面と接触し、透過光領域および反射光領域の着色層の光路差を調整する光路差調整層を設け、かつ屈折率差を有するものとすることにより、反射光に対する光散乱効果を得る方法が提供されている。
【００１０】
しかしながら、この方法では、隣接する二つの層の屈折率を異なるものとする必要があることから、材料を選択する際に屈折率を考慮しなければならず、材料の選択の幅が狭まり、結果的にコスト高に繋がる場合があった。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−３４１３３１号公報
【特許文献２】
特開２００２−３５０８２４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、製造が容易であり、反射光であっても透過光であっても同様な色調で表示することが可能であり、かつ反射光領域では光散乱がなされ、各部材を形成する材料の選択の幅が広いことからコスト的に有利に製造することができる半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを主目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、上記反射光用着色層と、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、上記反射光用着色層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００１４】
本発明においては、反射光用着色層に屈折率増加剤を加えることにより、反射光用着色層の屈折率を調整することができることから、反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層を形成する材料を選択する際、反射光用着色層との屈折率差を考慮して選択する必要がないため、材料の選択の幅を広げることができる。また、反射光用着色層の表面に凹凸を形成しかつ、屈折率増加剤を加えることで隣接する層との屈折率差を０．１以上とし、さらにその平均膜厚を透過光用着色層の膜厚より薄くすることのみで、反射光に対する光散乱効果および反射光と透過光との色調を同様なものとすることが同時に可能となる。したがって、簡便な工程で、コスト的に有利に半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを形成することが可能となる。
【００１５】
上記請求項１に記載された発明においては、請求項２に記載するように、上記反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このように反射光用着色層表面の凹凸を曲面で構成される複数の凹部とすれば、フォトリソグラフィー法を行うことにより、より簡便に凹凸を形成することが可能となり、さらに、反射光用着色層の平均膜厚の制御も容易であることから、透過光用着色層との膜厚差を容易に調整することが可能となるので、反射光と透過光との色調を比較的容易に同様なものとすることができる。
【００１６】
上記請求項１または請求項２に記載された発明においては、請求項３に記載するように、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層が、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層であることが好ましい。反射光は透過光に対して２倍の光路長だけ液晶層を透過することになることから、この光路差を調整する必要がある。このため、反射光用着色層上には、このような光路差を調整するための光路差調整層が形成されることが好ましい。
【００１７】
また本発明においては、請求項４に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、上記反射光用着色層と、上記光路差調整層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００１８】
本発明においては、光路差調整層に屈折率増加剤を加えることにより、光路差調整層の屈折率を容易に高めることができることから、光路差調整層を形成する材料を選択する際、材料の選択の幅を広げることができる。その結果、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
上記請求項４に記載された発明においては、請求項５に記載するように、上記反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このように反射光用着色層表面の凹凸を曲面で構成される複数の凹部とすれば、フォトリソグラフィー法を行うことにより簡便に凹凸を形成することが可能となり、さらに、反射光用着色層の平均膜厚の制御も容易であることから、透過光用着色層との膜厚差を容易に調整することが可能となるので、反射光と透過光との色調を比較的容易に同様なものとすることができる。
【００２０】
上記請求項４または請求項５に記載された発明においては、請求項６に記載するように、上記光路差調整層の液晶層側表面に凹凸が形成されており、上記光路差調整層と、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上であることが好ましい。これにより、光路差調整層表面においても光散乱効果を得ることができるからである。
【００２１】
上記請求項６に記載された発明においては、請求項７に記載するように、上記光路差調整層表面の凹凸が、光路差調整層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このような凹部は成形が容易であり、形状の調整も比較的容易に行うことができるからである。
【００２２】
本発明はまた、請求項８に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、上記光路差調整層の液晶層側表面にも凹凸が形成されており、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面には、光路差調整層表面を平坦にするため光路差調整層用平坦化層が形成されており、上記光路差調整層および上記光路差調整層用平坦化層の屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層用平坦化層には、屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００２３】
本発明によれば、光路差調整層用平坦化層に屈折率増加剤を含有させることで、光路差調整層および光路差調整層用平坦化層における屈折率差の調整が容易となり、また両者の層を形成する材料を選択する際に、両者の屈折率を考慮する必要がないため、材料選択の幅を広げることができる。また反射光用着色層表面および光路差調整層表面の両方に凹凸を形成することにより、より効果的に光散乱効果を得ることができる。
【００２４】
上記請求項８に記載された発明においては、請求項９に記載するように、上記反射光用着色層にも、屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることが好ましい。反射光用着色層にも屈折率増加剤を添加することにより、反射光用着色層と光路差調整層との間における屈折率差および、光路差調整層と光路差調整層用平坦化層とにおける屈折率差の調整が容易となり、このような屈折率差を考慮することなく各層を形成する材料を選択することができることから、大幅に材料選択の幅を広げることができ、コストダウンを図ることができるからである。
【００２５】
上記請求項８または請求項９に記載された発明においては、請求項１０に記載するように、上記反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このように反射光用着色層表面の凹凸を曲面で構成される複数の凹部とすれば、フォトリソグラフィー法を行うことにより簡便に凹凸を形成することが可能となり、さらに、反射光用着色層の平均膜厚の制御も容易であることから、透過光用着色層との膜厚差を容易に調整することが可能となるので、反射光と透過光との色調を比較的容易に同様なものとすることができる。
【００２６】
上記請求項８から請求項１０までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１１に記載するように、上記光路差調整層表面の凹凸が、光路差調整層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このような凹部は成形が容易であり、形状の調整も比較的容易に行うことができるからである。
【００２７】
さらに本発明においては、請求項１２に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成され、上記反射光用着色層の液晶層側表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、上記光路差調整層の液晶層側表面には凹凸が形成されており、上記光路差調整層と、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００２８】
本発明によれば、光路差調整のために必要とされる光路差調整層表面に凹凸を形成し、かつ屈折率増加剤を含有させることのみで、凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差を容易に０．１以上に調整することができ、この部分において光散乱効果を得ることができる。したがって、光路差調整層および凹凸が形成されている側の表面に接触する層を形成する材料の選択の幅を狭めることなく、比較的容易に半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを得ることができる。
【００２９】
また本発明においては、請求項１３に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成され、上記反射光用着色層の液晶層側表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、上記光路差調整層の液晶層側表面には凹凸が形成されており、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面には、光路差調整層表面に平坦性を得るために光路差調整層用平坦化層が形成されており、上記光路差調整層と、上記光路差調整層用平坦化層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層用平坦化層には、屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００３０】
このように光路差調整層用平坦化層に屈折率増加剤を含有させることによっても、上述した請求項１２の場合と同様の効果を得ることができる。また、光路差調整層用平坦化層を設けていることにより、光路差調整層の凹凸が形成されている側に透明電極層等を形成する際に、断線等の不都合を生じさせることなく良好な状態で透明電極層を形成することができる。
【００３１】
上記請求項１２または請求項１３に記載された発明においては、請求項１４に記載するように、上記光路差調整層表面の凹凸が、光路差調整層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このような凹部は成形が容易であり、形状の調整も比較的容易に行うことができるからである。
【００３２】
本発明はさらに請求項１５に記載するように、上記請求項１から請求項１４までのいずれかの請求項に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを有することを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置を提供する。
【００３３】
本発明によれば、製造方法が容易な半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを用いたものであるので、コストダウンを図ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタおよびそれを有する半透過型カラー液晶表示装置について説明する。
【００３５】
Ａ．半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ
本発明の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ（以下、半透過型カラーフィルタとする場合がある。）は、反射光用着色層の形状および屈折率増加剤が添加されている層により５つの実施態様に分けることができる。以下、それぞれについて説明する。
【００３６】
（１）第１実施態様
本発明の半透過型カラーフィルタの第１実施態様は、反射光用着色層表面に凹凸を有し、かつ屈折率増加剤が着色層に含有されている態様であり、このように反射光用着色層表面に凹凸を形成することにより、反射光用着色層の平均膜厚を透過光用着色層の膜厚より薄く形成するようにしたものである。
【００３７】
すなわち、本発明の第１実施態様は、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、
上記反射光用着色層と、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、上記反射光用着色層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とするものである。
【００３８】
本実施態様においては、このように、反射光用着色層表面に凹凸を形成し、隣接する層との屈折率差を０．１以上となるように反射光用着色層に屈折率増加剤が添加されているので、この反射光用着色層表面の凹凸により光散乱効果を得ることができると同時に、反射光用着色層の平均膜厚を透過光用着色層の膜厚より薄く形成しているので、両者の色調の調整も同時にできるという利点を有するものである。また、隣接する層との屈折率差を屈折率増加剤を用いることにより容易に設けることができる。したがって、隣接する層の材料の選択の幅を広げることができるといった利点を有する。
【００３９】
図１は、このような本実施態様の半透過型カラーフィルタの一例を示すものであり、透明基板１上に透過光用着色層２ａと反射光用着色層２ｂとからなる着色層２が形成されている。上記反射光用着色層２ｂの液晶層側表面、すなわち透明基板１と反対側の表面には、ピンホール状に形成された複数の凹部３が形成されている。
【００４０】
ここで、上記透過光用着色層２ａと反射光用着色層２ｂとは、屈折率増加剤が添加された同一の材料で形成されており、反射光用着色層２ｂの表面に、フォトリソグラフィー法によりピンホール状の凹部３が形成されている。さらに、上記反射光用着色層２ｂ表面には、反射光と透過光との液晶層内における光路差を調整するために光路差調整層４が設けられている。また、着色層２の間には、ブラックマトリックス５が形成されている。
【００４１】
このように、反射光用着色層２ｂの表面にピンホール状の凹部３を形成することにより、反射光着色層２ｂ全体の平均膜厚を薄くすることが可能となる。そして、このピンホール状の凹部３の大きさや深さを調整することにより、透過光用着色層の光の透過率と反射光用着色層の光の透過率を調整することができ、これにより両者の色調を同様なものとすることができる。
【００４２】
また、このピンホール状の凹部３を有する反射光用着色層２ｂは、屈折率増加剤が添加された屈折率の高い層となっている。したがって、隣接する光路差調整層４の材料選択の幅はきわめて広く、通常用いられる材料を用いた場合でも屈折率差を０．１以上とすることができる。また、このように屈折率差を０．１以上とすることにより、光散乱効果を得ることが可能となる。すなわち、曲面で形成されているピンホール状の凹部３の領域に光が入射してきた際、反射光用着色層２ｂと光路差調整層４との間に所定の屈折率差がある場合、入射してきた光は両層間の界面において、所定の角度で屈折する。したがって、曲面で構成される凹部３では、入射してきた光は種々の角度で出射することとなる。これにより光散乱効果を得ることが可能となる。
【００４３】
このように、単に反射光用着色層２ｂ表面に凹部３を形成するのみで、透過光との色調の調整が可能となり、さらに反射光領域における光散乱効果を得ることができる。また、光路差調整層４の材料は特殊な材料を用いる必要がない。したがって、簡便な工程で半透過型カラーフィルタを得ることができるので、コストダウンを図ることができる。
【００４４】
以下、このような本実施態様の半透過型カラーフィルタについて、各部材に分けて説明する。
【００４５】
１．着色層
本実施態様に用いられる着色層は、透明基板上に形成されるものであり、反射光用着色層と透過光用着色層とから構成されるものである。なお、本実施態様でいう着色層とは、複数色の画素部、通常は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色の画素部からなり、種々のパターン、例えば、モザイク状、トライアングル状、ストライプ状等のパターンで形成されるものである。
【００４６】
（反射光用着色層）
本実施態様における反射光用着色層の第１の特徴は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成されている点である。
【００４７】
ａ．表面の凹凸
まず、凹凸について説明する。反射光用着色層表面に形成されている凹凸の形状は特に限定されるものではなく、入射した光が後述する屈折率の違いにより屈折して種々の方向に出射し、光散乱効果を得ることができる形状であれば特に限定されるものではない。しかしながら、入射した光が種々の方向に出射するためには、上記凹凸が曲面で構成されるものであることが好ましい。
【００４８】
また、本実施態様においては、凹凸が、平面状に形成された反射光用着色層表面に凹部を形成するようにして設けらたものであることが好ましい。このように平面状に形成された表面から凹部を形成することにより凹凸を形成する場合は、例えばフォトリソグラフィー法等の簡便な方法により、１回の工程で簡単に凹部を形成することができるからであり、また凹部の大きさにより平均膜厚の調整も容易であることから透過光領域と反射光領域との色調の調整も容易となるからである。
【００４９】
特に、本実施態様においては、反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部が形成されてなるものであることが好ましい。均一な着色層を形成し、その反射光領域のみにフォトリソグラフィー法等により曲面で構成される複数の凹部を形成することにより、極めて簡便に凹凸を有する反射光用着色層と透過光用着色層とを得ることができる。また、上述したように透過光領域と反射光領域との色調の調整が容易となるからである。
【００５０】
また、このような凹部は、透明基板の表面に対する角度が所定の範囲内である領域が多くの面積を占めることが光散乱効果を得るうえで好ましく、具体的には、透明基板表面に対して、傾斜角度４°〜９０°の範囲内の角度を占める領域が４０％以上であることが好ましく、特に１００％に近づくほどより好ましい。
【００５１】
上記凹部については、図１５に示すように、隣合う凹部間に間隔が設けられている場合は、図１５（ａ）に示すａを１ピッチとし、一方、隣合う凹部間に間隔が設けられていない場合は、図１５（ｂ）に示すｂを１ピッチとして、透明基板表面に対する上述した範囲内の角度が占める領域を規定した。
【００５２】
ｂ．平均膜厚
本実施態様においては、上述した凹凸を形成し、これにより反射光用着色層の平均膜厚を透過光用着色層の膜厚より薄くすることにより、反射光領域における色調と透過光領域における色調を調整するものである。
【００５３】
この場合の反射光用着色層の平均膜厚は、透過光用着色層の膜厚より薄く形成されて反射光領域と透過光領域との色調の調整を行うものである。この際の膜厚差は、各カラー液晶表示装置の特性や、含まれる顔料の種類等に応じて、最適となるように決定されるものである。具体的には、反射光用着色層の平均膜厚が、透過光用着色層の膜厚を１とした場合に、０．４〜０．９５の範囲内であることが好ましく、特に０．４５〜０．７５の範囲内とすることが好ましい。上述した範囲とすることにより、反射光領域と透過光領域との色調が概ね同一となり、良好な品質の半透過型カラー液晶表示装置とすることができるからである。
【００５４】
また、反射光用着色層の平均膜厚の具体的な値としては、一般的な半透過型カラーフィルタにおけるものと同様であり０．５μｍ〜３μｍの範囲内とされる。
【００５５】
このような場合における反射光用着色層の平均膜厚の調整は、凹凸の形状を変更することにより容易に行うことができる。しかしながら、上述したように平面状に形成された反射光用着色層に凹部を形成することにより凹凸状とした場合は、凹部の深さや凹部の大きさ等を調整することにより容易に平均膜厚の調整を行うことができることから好ましいといえる。
【００５６】
ｃ．屈折率
本実施態様における反射光用着色層の屈折率は、屈折率増加剤が添加されることにより増大した屈折率であり、これにより凹凸が形成された表面側が接触する層との屈折率差が０．１以上となるような屈折率とされたものである。このように屈折率差を設けることにより、反射光用着色層の凹凸面に光が入射した際に、入射光が屈折して種々の方向に出射し、これにより光散乱効果を得ることができるからである。
【００５７】
本実施態様においては、上述した凹凸が形成された表面側が接触する層との屈折率差が０．２以上であることが好ましく、特に０．３以上となるように反射光用着色層の屈折率を屈折率増加剤により調整することが好ましい。より光散乱効果を得ることができ、反射光領域において良好な表示品質を得ることができるからである。
【００５８】
このようにして調整された反射光用着色層の屈折率としては特に限定されるものではないが、通常、反射光用着色層の屈折率は、凹凸が形成された表面側が接触する層との屈折率差が０．１以上となるような屈折率であればよいが、一般的にアクリル樹脂を用いて形成された反射光着色層の屈折率は、１．４９〜１．５０の範囲内である。屈折率を大きくすれば隣接する層との屈折率差を大きくすることができて好ましいのであるが、屈折率増加剤の添加限度があることから、上記範囲が好ましいこととなる。
【００５９】
本実施態様において、上記反射光用着色層の凹凸が形成された表面側が接触する層としては、後述する光路差調整層、平坦化層、液晶層等いかなる層であってもよい。
【００６０】
ｄ．材料
本実施態様における反射光用着色層を形成する材料は、通常着色層に用いられる材料に対して、屈折率増加剤を添加してなるものである。ここで、屈折率添加剤とは、添加することにより材料の屈折率を増加させる物質であれば特に限定されるものではないが、具体的には、酸化チタン微粒子、酸化亜鉛、ジルコニア、酸化スズ、酸化アルミ等を挙げることができる。
【００６１】
このような屈折率増加剤は、反射光着色層の固形分１００重量部に対して、１重量部〜７０重量部添加することが好ましく、特に１０重量部〜５０重量部添加することが好ましい。上記範囲より添加量が少ない場合は、添加による屈折率増加効果が不十分である可能性があることから好ましくなく、上記範囲を超えて添加した場合は、パターニング不良等の不具合が生じる可能性がることから好ましくない。
【００６２】
また、上記通常着色層に用いられる材料としては、パターニング可能で所定の波長の光を透過することができる材料であれば特に限定されるものではない。通常は、いわゆる顔料分散法に用いられるアクリル系のＵＶ硬化型樹脂に顔料を分散させたものが用いられる。
【００６３】
（透過光用着色層）
本実施態様における透過光用着色層は、特に限定されるものではないが、通常は反射光用着色層と同一の材料により形成されることが、工程の簡略化の観点から好ましいといえる。
【００６４】
このような、透過光用着色層の膜厚は、上述した表面に凹凸を有する反射光用着色層の平均膜厚より厚ければ特に限定されるものではなく、具体的には、０．５μｍ〜３μｍの範囲内とされる。
【００６５】
２．光路差調整層（平坦化層）
本実施態様においては、上記反射光用着色層の凹凸が形成された側の表面を平坦化する平坦化層が形成されていることが好ましい。これは、通常液晶層と接する面は液晶層中の液晶の配向を容易とするために平面であることが好ましく、また上記着色層表面に通常形成される透明電極層の断線を防止観点からも平面であることが好ましいからである。
【００６６】
このような平坦化層としては、この平坦化層が所定の膜厚を有することにより、反射光領域と透過光領域における液晶層内の光線の光路差を調整する機能を有する光路差調整層であることが好ましい。通常、反射光領域における反射光は、透過光領域における透過光に対して２倍の光路長だけ液晶層を透過することになることから、この光路差を調整する必要がある。このため、上述したような光路差を調整するための光路差調整層が形成されることが好ましいのである。
【００６７】
（屈折率）
本実施態様においては、このような光路差調整層もしくは平坦化層が、上記反射光用着色層の屈折率と大きく異なる屈折率を有する材料で形成されていることが好ましい。上記光路差調整層もしくは平坦化層は、上述した反射光用着色層の凹凸が形成された表面と接触する層であることから、上述した反射光用着色層との屈折率が大きく異なる材料で形成されていれば、上記反射光用着色層の凹凸が形成された表面における光散乱効果を良好なものとすることができるからである。
【００６８】
このような屈折率の相違としては、上記反射光用着色層が屈折率増加剤により高屈折率層となっていることを考慮すると、比較的屈折率の低い層であることが好ましい。具体的には、上記反射光用着色層の屈折率よりも、０．１以上小さい屈折率である必要があり、特に０．２以上であることが好ましく、特に０．３以上であることが好ましい。さらに、本実施態様における光路差調整層もしくは平坦化層の屈折率は、１．２〜１．５の範囲内、特に１．３〜１．５の範囲内であることが好ましい。
【００６９】
このような材料としては、具体的にはオプスターＪＮシリーズ（ＪＳＲ（株）製）等の材料を用いることができる。
【００７０】
（膜厚）
上記光路差調整層の膜厚は、光路差を調整することが可能な膜厚であれば特に限定されるものではなく、液晶層の厚み等によって大きく異なるものではあるが、通常０．５μｍ〜３．５μｍの範囲内、特に１．０μｍ〜２．５μｍの範囲内とすることが好ましい。
【００７１】
なお、特に光路差調整を意図せず、平坦化のみを意図した平坦化層である場合の膜厚としては、透過光用着色層との段差が０．５μｍ以内となるような膜厚であることが好ましい。
【００７２】
３．透明基板
本実施態様に用いられる透明基板は、従来よりカラーフィルタに用いられているものであれば、特に限定されるものではないが、例えば石英ガラス、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可能である。また、透明基板は、必要に応じてアルカリ溶出防止用や、ガスバリア性付与その他の目的の表面処理を施したものを用いてもよい。
【００７３】
４．その他
本実施態様の半透過型カラーフィルタには、必要に応じてブラックマトリックスや透明電極、配向膜、保護層等の種々の機能性層が形成されていてもよい。これらの形成される位置や材料に関しては、従来のものと同様であるのでここでの説明は省略する。
【００７４】
（２）第２実施態様
次に、本発明の半透過型カラーフィルタの第２実施態様について説明する。本実施態様の半透過型カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラーフィルタであって、
上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、
上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、
上記反射光用着色層と、上記光路差調整層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とするものである。
【００７５】
本実施態様は、上述した屈折率増加剤が、光路差調整層に含有された態様であり、第１実施態様との差異は、第１実施態様が反射光用着色層に屈折率増加剤を添加した態様であるのに対し、本実施態様においては、光路差調整層に屈折率増加剤を含有させた点である。
【００７６】
このように、光路差調整層に屈折率増加剤を添加し、特に限定されるものではないが反射光用着色層には屈折率増加剤を含有させないようにすることにより、両者間に大きな屈折率差を設けることが可能となり、上述した反射光用着色層の液晶層側表面の凹凸による光散乱効果を向上させることができる。
【００７７】
本実施態様は、上述したように第１実施態様とは、反射光用着色層と光路差調整層との材料が異なるのみであるので、これらの点について説明し、他の説明は上記第１実施態様の説明を参照してここでの説明は省略する。
【００７８】
（反射光用着色層）
本実施態様における着色層は、特に限定されるものではないが、上述したような屈折率増加剤が添加されていないものであることが好ましい。
【００７９】
このような反射光用着色層の屈折率としては特に限定されるものではないが、通常反射光用着色層の屈折率は、凹凸が形成された表面側が接触する層との屈折率差が０．１以上となるような屈折率であればよいが、一般的にアクリル樹脂を用いて形成された反射光着色層の屈折率は、１．４９〜１．５０の範囲内である。光路差調整層もしくは平坦化層との屈折率差を得るためには、上記範囲が好ましいからである。
【００８０】
本実施態様における反射光用着色層を形成する材料は、特に限定されるものではなく、パターニング可能で所定の波長の光を透過することができ、かつ所定の屈折率を有する材料であれば特に限定されるものではない。通常は、いわゆる顔料分散法に用いられるアクリル系のＵＶ硬化型樹脂に顔料を分散させたものが用いられる。
【００８１】
（光路差調整層）
本実施態様においては、上述したように上記反射光用着色層の凹凸が形成された側の表面に隣接する層として光路差調整層が形成されている。なお、ここで光路差調整層は、特に光路差の調整を意図しない場合は、反射光用着色層の凹凸を平坦化する平坦化層として機能する。したがって、本実施態様においては、光路差調整層は、平坦化層を含む概念として説明する。
【００８２】
本実施態様における光路差調整層は、上述した表面に凹凸を有する反射光用着色層との屈折率差が０．１以上であり、特に０．２以上であることが好ましく、特に０．３以上となるように光路差調整層の屈折率を屈折率増加剤により調整することが好ましい。より光散乱効果を得ることができ、反射光領域において良好な表示品質を得ることができるからである。
【００８３】
このようにして調整された光路差調整層の屈折率としては特に限定されるものではないが、通常１．５〜２．０の範囲内、特に、１．５〜１．８の範囲内とされる。屈折率を大きくすれば隣接する層との屈折率差を大きくすることができて好ましいのであるが、屈折率増加剤の添加限度があることから、上記範囲が好ましいこととなる。
【００８４】
本実施態様における光路差調整層を形成する材料としては、透明であれば特に限定されるものではないが、屈折率増加剤により高屈折率層として反射光用着色層との屈折率差を設けるものである点を考慮すると、通常は比較的屈折率の高い材料が好適に用いられる。
【００８５】
具体的には、屈折率が１．５〜１．９の範囲内、特に１．５〜１．８の範囲内の材料が好適に用いられる。
【００８６】
このような材料としては、具体的にはフォトニースＵＲ４１４４（東レ（株）製）、ポリ（チオ）ウレタン樹脂、ポリスルフィド樹脂、ポリビニル樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹脂、ポリ（チオ）エステル樹脂、エポキシ、ポリエーテル樹脂等の材料を用いることができる。
【００８７】
本実施態様における光路差調整層は、上述した材料に屈折率増加剤を添加することにより高屈折率層とし、これにより反射光用着色層との屈折率差を大きくし、光散乱効果を増加させ、反射光領域における表示性能を向上させようとするものである。
【００８８】
この際、用いられる屈折率増加剤については、上記第１実施態様において説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、この屈折率増加剤の添加量に関しても、上記第１実施態様において説明した量と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００８９】
このように屈折率増加剤を添加することにより、光路差調整層の屈折率は増加して屈折率が１．５〜２．０の範囲内、特に１．５〜１．８の範囲内となるようにすることが好ましい。
【００９０】
これにより、反射光用着色層との屈折率差は、少なくとも０．１以上であり、好ましくは０．２以上、特に０．３以上大きな屈折率差とすることが好ましい。
【００９１】
本実施態様においてはさらに、上記光路差調整層が、その液晶層側表面に凹凸が形成されており、上記光路差調整層と、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、光路差調整層内に屈折率増加剤が添加されていることが好ましい。
【００９２】
このように光路差調整層の液晶側表面に凹凸を形成し、この凹凸面に接する層との屈折率を相違させることにより、この光路差調整層表面においても光散乱効果を得ることができ、上述した反射光用着色層の凹凸側表面における光散乱効果と併せることにより、より効果的に光散乱効果を発揮することができる。
【００９３】
上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層としては、特に限定されるものではないが、例えば光路差調整層表面の凹凸を平坦化させるための光路差調整層用平坦化層であってもよいし、液晶層であってもよい。
【００９４】
このような層との屈折率差は、上述したように０．１以上とすることが好ましいが、特に０．２以上、中でも０．３以上とすることが好ましい。光散乱効果をより効果的に発揮することができるからである。
【００９５】
また、上記光路差調整層における凹凸に関する説明は、上記反射光用着色層の「表面の凹凸」の欄で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９６】
なお、本実施態様においては、上記反射光用着色層の凹部のピッチと、上記光路差調整層の光路差調整層凹部のピッチとは異なるピッチとすることが好ましい。同一のピッチである場合は、光の干渉による悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
【００９７】
（３）第３実施態様
次に、本発明の半透過型カラーフィルタの第３実施態様について説明する。本実施態様の半透過型カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、
上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、上記光路差調整層の液晶層側表面にも凹凸が形成されており、
上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面には、光路差調整層表面を平坦にするため光路差調整層用平坦化層が形成されており、
上記光路差調整層および上記光路差調整層用平坦化層の屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層用平坦化層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とするものである。
【００９８】
このように光路差調整層の液晶側表面に凹凸を形成し、この凹凸面に接する光路差調整層用平坦化層との屈折率を相違させることにより、この光路差調整層表面においても光散乱効果を得ることができる。また、上述した反射光用着色層の凹凸側表面における光散乱効果と併せることにより、より効果的に光散乱効果を発揮することができる。
【００９９】
図２は、上述した光路差調整層表面に凹凸を形成した例を示すものである。この例では、透明基板１上に、図１に示す例と同様に透過光用着色層２ａと反射光用着色層２ｂとからなる着色層２が形成され、上記反射光用着色層２ｂの透明基板１と反対側の表面には、凹部３が複数個形成されている。そして、上記反射光用着色層２ｂの凹部３が形成された側の表面には光路調整層４が形成されている。この光路調整層４の透明基板１と反対側の表面には、さらに光路調整層凹部６が形成されている。そして、この光路調整層凹部６を平坦化させるための光路差調整層用平坦化層７が、光路調整層４の光路調整層凹部６が形成されている側の表面に形成されている。
【０１００】
この場合、光路調整層４の屈折率は、上記反射光用着色層２ｂの屈折率および光路差調整層用平坦化層７の屈折率と０．１以上異なる屈折率を有することが好ましい。このような構成とすることにより、反射光用着色層２ｂの凹部３の領域と、光路差調整層４の光路差調整層凹部６の領域の二つの領域において光散乱効果を得ることができることから、このような半透過型カラーフィルタを用いることにより、反射光領域における表示品質の極めて高いカラー液晶表示装置とすることができる。
【０１０１】
以下、本実施態様の半透過型カラーフィルタについて詳細に説明する。本実施態様の第１の特徴は、光路差調整層の液晶側表面に凹凸が形成された点にある。
【０１０２】
この上記光路差調整層における凹凸に関する説明は、上記反射光用着色層の「表面の凹凸」の欄で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０３】
なお、本実施態様においては、上記反射光用着色層の凹部のピッチと、上記光路差調整層の光路差調整層凹部のピッチとは異なるピッチとすることが好ましい。同一のピッチである場合は、光の干渉による悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
【０１０４】
次に、本実施態様の第２の特徴は、上記光路差調整層の凹凸が形成された側の表面に光路差調整層用平坦化層が形成されており、かつこの光路差調整層用平坦化層には、光路差調整層との屈折率差が０．１以上となるように屈折率増加剤が添加されている点である。
【０１０５】
このような光路差調整層用平坦化層を形成する材料としては、透明でパターニングが可能な材料であれば特に限定されるものではなく、一般的な光硬化性樹脂が好適に用いられるが、上述したようにこの光路差調整層用平坦化層は、屈折率増加剤が添加されて高屈折率層となる点を考慮すると、比較的屈折率の高い材料で形成されることが好ましい。このような材料を選択することにより、最終的に得られる光路差調整層用平坦化層の屈折率を高いものとすることができ、光路差調整層との屈折率差を大きく取ることができるので、光散乱効果を向上させることができるからである。
【０１０６】
上記屈折率の比較的高い材料に関する説明は、上記第２実施態様の光路差調整層の欄で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０７】
また、上記光路差調整層用平坦化層に添加される屈折率増加剤およびその添加量、さらには最終的な光路差調整層用平坦化層の屈折率等に関しても、上記第２実施態様の光路差調整層の欄で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０８】
本実施態様においては、上述したように光路差調整層用平坦化層が高屈折率層となることから、光路差調整層は比較的低屈折率である材料で形成されることが好ましい。このように光路差調整層を低屈折率である材料で形成することにより、光路差調整層用平坦化層との屈折率差を大きく取ることが可能となり、これにより、光散乱機能を向上させることができるからである。なお、光路差調整層を比較的低屈折率である材料で形成する点については、上記第１実施態様の光路差調整層における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０９】
本実施態様については、さらに光路差調整層との屈折率差を０．１以上とするように、反射光用着色層にも屈折率増加剤が添加されることが好ましい。このように反射光用着色層に屈折率増加剤を添加して高屈折率層とすることにより、反射光用着色層の光路差調整層側表面に形成された凹凸における光散乱効果を向上させることが可能となり、上述した光路差調整層の液晶層側表面に設けられた凹凸における光散乱効果と併せて、かなり効果的な光散乱を行うことが可能となるからである。
【０１１０】
このように反射光用着色層に屈折率増加剤を添加する点に関しての説明は、上記第１実施態様における反射光用着色層の説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１１】
なお、その他の層に関する説明、さらには凹凸についての説明等、上記本実施態様で説明した点以外の構成に関する点は、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１２】
（４）第４実施態様
次に、本発明の第４実施態様について説明する。本実施態様の半透過型カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
上記反射光用着色層は、その平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成され、
上記反射光用着色層の液晶層側表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、
上記光路差調整層の液晶層側表面には凹凸が形成されており、
上記光路差調整層と、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とするものである。
【０１１３】
本発明によれば、光路差調整のために必要とされる光路差調整層表面に凹凸を形成し、かつ凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差を０．１以上とするように光路差調整層に屈折率増加剤を添加するものであるので、この光路差調整層において光散乱効果を得ることができる。したがって、反射光領域と透過光領域との液晶層内における光路差の調整をすると同時に反射光領域における画像表示品質を向上させることができるといった効果を奏するものである。
【０１１４】
図３は、本実施態様の一例を示すものである。この例では、透明基板１上に、透過光用着色層２ａおよび反射光用着色層２ｂからなる着色層２が形成されている。この例の反射光用着色層２ｂは、透過光用着色層２ａと同一の膜厚を有するものであるが、その一部分が除去されて除去部１０が形成されている。このように、反射光用着色層２ｂの一部を除去することにより反射光用着色層２ｂとしての平均膜厚を低下させ、これにより、透過光領域と反射光領域との色調が同一となるように調製するものである。
【０１１５】
反射光用着色層上には光路差調整層４が形成され、その透明基板１と反対側の表面には、光路差調整層凹部６が形成されており、さらに光路差調整層凹部６上には光路差調整層用平坦化層７が形成されている。また、着色層２間にはブラックマトリックス５が配置されている。
【０１１６】
図３に示す例では、光路差調整層４の屈折率と光路差調整層用平坦化層７の屈折率とが、０．１以上の屈折率差を有するように光路差調整層４に屈折率増加剤が添加されたものであり、これにより光路差調整層４の光路差調整層凹部６が形成されている表面において、光拡散効果を得ることができる。したがって、単に表面に複数の凹部を有する光路差調整層４を設けることのみで、光路差を調整する効果と、光散乱効果との両者を得ることができる。
【０１１７】
以下、このような本実施態様の半透過型カラーフィルタについて、各部材に分けて説明する。
【０１１８】
１．着色層
本実施態様に用いられる着色層は、反射光用着色層の形状を除き、上記第１実施態様で説明したものと同様であるので、反射光用着色層の形状以外の点についての説明は省略する。
【０１１９】
本実施態様においては、反射光用着色層は、反射光用着色層全体の平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成された形状を有するものである。すなわち本実施態様においては、反射光用着色層は、その一部が完全に除去され、反射光用着色層に少なくとも一つの除去部が形成されたような形状を有するものである。
【０１２０】
なお、ここでこのようにして減少させた反射光用着色層の平均膜厚、および透過光用着色層の膜厚との比等に関しては、上記第１実施態様において説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２１】
２．光路差調整層
本実施態様においては、上記反射光用着色層表面に光路差調整層が形成され、その液晶層側表面には凹凸が形成されており、上記光路差調整層と、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、光路差調整層に屈折率増加剤が添加されている点に特徴を有する。
【０１２２】
このような光路差調整層に関しては、上記第２実施態様で説明したものと同様であり、また表面の凹凸に関しても、上記第２実施態様における光路差調整層の「表面の凹凸」の説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。また、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層に関する説明も、上記第２実施態様における光路差調整層の「表面の凹凸」の欄の説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２３】
３．その他
本実施態様における透明基板やその他の層に関する説明も、上記第１実施態様での説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２４】
（５）第５実施態様
最後に、本発明の半透過型カラーフィルタの第５実施態様について説明する。
本実施態様の半透過型カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
上記反射光用着色層は、その平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成され、
上記反射光用着色層の液晶層側表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、
上記光路差調整層の液晶層側表面には凹凸が形成されており、
上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面には、光路差調整層表面に平坦性を得るために光路差調整層用平坦化層が形成されており、
上記光路差調整層と、上記光路差調整層用平坦化層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層用平坦化層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とするものである。
【０１２５】
本実施態様は、上述した屈折率増加剤が、光路差調整層用平坦化層に含有された態様であり、第４実施態様との差異は、第４実施態様が光路差調整層に屈折率増加剤を添加した態様であるのに対し、本実施態様においては、光路差調整層用平坦化層に屈折率増加剤を含有させた点である。
【０１２６】
このように、光路差調整層用平坦化層に屈折率増加剤を添加し、特に限定されるものではないが光路差調整層には屈折率増加剤を含有させないようにすることにより、両者間に大きな屈折率差を設けることが可能となり、上述した光路差調整層の液晶層側表面の凹凸による光散乱効果を向上させることができる。
【０１２７】
本実施態様は、上述したように第４実施態様とは、光路差調整層と光路差調整層用平坦化層の材料が異なるのみであるので、これらの点について説明し、他の説明は上記第４実施態様の説明を参照してここでの説明は省略する。
【０１２８】
また、本実施態様において用いられる光路差調整層用平坦化層についての説明は、上記第３実施態様における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２９】
さらに、本実施態様における光路差調整層は、特に限定されるものではないが、上述したような屈折率増加剤が添加されていないものであることが好ましい。本実施態様においては、上述したように光路差調整層用平坦化層が高屈折率層となることから、光路差調整層は比較的低屈折率である材料で形成されることが好ましい。このように光路差調整層を低屈折率である材料で形成することにより、光路差調整層用平坦化層との屈折率差を大きく取ることが可能となり、これにより、光散乱機能を向上させることができるからである。なお、光路差調整層を比較的低屈折率である材料で形成する点については、上記第１実施態様の光路差調整層における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３０】
（６）その他
上述したような表面に凹凸を形成し、隣接する層との屈折率差を設けることにより光散乱効果を得る他の例としては、図４に示すような例を挙げることができる。
【０１３１】
ここでは、透明基板１上に形成された光路差調整層４の透明基板１とは反対側の表面に凹凸、具体的には光路差調整層凹部６を設け、光路差調整層４側か着色層２側かのいずれかに屈折率増加剤を含有させることにより、光路差調整層４と着色層２との間に屈折率差を設け、光散乱効果を得るようにしたものである。
【０１３２】
この例において用いられる着色層２、光路差調整層４、光路差調整層凹部６等、さらには屈折率増加剤の種類および添加量については、上述した実施態様における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３３】
Ｂ．半透過型カラー液晶表示装置
本発明の半透過型カラー液晶表示装置は、上述した半透過カラーフィルタと対向基板との間に液晶を封入してなるものである。したがって、上述した半透過カラーフィルタの利点、すなわち簡単な工程で製造が可能であり、結果的にコストダウンに繋がるという利点をそのまま有するものである。
【０１３４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１３５】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
【０１３６】
予備実験
▲１▼凹凸形状による効果の確認
透明基板として、基板サイズ３００×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ（コーニング社製１７３７材）を用いて、洗剤洗浄・乾燥工程を行った。
【０１３７】
次に、オーバーコート材（ザ・インクテック社製ＩＴ−ＭＰ 屈折率１．５０）をスピンナーにより（６００ｒｐｍ，１０秒保持）塗布し、ホットプレートで７０℃、３分の乾燥後、図５に示すパターンピッチのマスクを介して、露光量３００ｍｊ／ｃｍ２で露光し、専用現像液にて６０秒現像後、オーブンで２３０℃、３０分ベークし、凹凸形状を表面に有するレリーフパターンを得た。
【０１３８】
なお、上記パターンピッチのマスクは、全てドットの円形パターンとし、図５に示すＮｏ．１〜Ｎｏ．６の各領域ごとに円形パターンの直径およびピッチを変化させた。各々の領域における円形パターンの直径およびピッチについて、下記表１に示した。
【０１３９】
【表１】
【０１４０】
次に、この基板のパターン形状および断面形状を走査型レーザー顕微鏡ＶＬ２０００Ｄ（レーザーテック社（株）製）により観察し、散乱度合いをヘイズ、透過、反射率計ＨＲ−１００（村上色彩技術研究所製）により測定した。なお、ヘイズの測定法はＪＩＳ Ｋ７１０５に準ずる。
【０１４１】
結果を図６から図１１および下記表２に示す。
【０１４２】
【表２】
【０１４３】
この結果から、パターンが不連続な形状を示す場合において、ヘイズ値が高いことがわかり、ヘイズとパターン形状に相関関係があることがわかる。
【０１４４】
▲２▼屈折率差の影響確認
上記▲１▼の凹凸形状による効果の確認で使用した基板上に液晶材料（屈折率１．４５）を滴下し、パターンが形成されていない透明基板を重ねて上記と同様にヘイズ測定を実施した。測定結果を下記表３に示す。
【０１４５】
【表３】
【０１４６】
上記表２の結果から、上記▲１▼凹凸形状による効果の確認で良好であったヘイズ値が低下していることがわかる。これは、屈折率差の影響を示しているもので、上記▲１▼凹凸形状による効果の確認では、オーバーコート材（屈折率１．５）と空気（屈折率１．０）の屈折率差が０．５と大きいためにヘイズ値が良好であったと推定できる。
【０１４７】
▲３▼擬似パネルによる屈折率差の確認
更に、現状のディスプレイと同様の構成を想定し、上記▲１▼凹凸形状による効果の確認で用いた基板にスパッタリングによりＩＴＯ膜（１５００Å、屈折率１．８）と、スピンコートにより配向膜（６００Å、屈折率１．６）とを形成した。この基板に対して、上記▲２▼屈折率差の影響確認と同様の方法で、ヘイズ値を測定した。測定結果を下記表４に示す。
【０１４８】
【表４】
【０１４９】
上記表３および表４の結果を比較すると、ヘイズ値がほとんど変化が見られない。これは、ＩＴＯ膜、配向膜ともにその膜厚が薄く、屈折率差に影響を及ぼさないことを示している。
【０１５０】
以上の結果より、パターン形状と屈折率差が重要なファクターであることがわかった。
【０１５１】
［実施例１］
透明基板として、基板サイズ３００×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ（コーニング社製１７３７材）を用いて、洗剤洗浄・乾燥工程を行った。
【０１５２】
次に、定法の方法により、スパッタリングにより、Ｃｒ膜を１５００Å成膜し、ポジレジストを塗布し、プレベーク・露光・現像・エッチング・剥離の工程を経て、ブラックマトリクス基板を形成した。
【０１５３】
次に、着色層の形成には以下に示す屈折率１．５の着色感材を用いた。
Ｒ感材 カラーモザイクＣＲ９０００（富士フィルムアーチ製）
Ｇ感材 カラーモザイクＣＧ９０００（富士フィルムアーチ製）
Ｂ感材 カラーモザイクＣＢ９０００（富士フィルムアーチ製）
（Ｒストライプパターンの形成）
上記のブラックマトリクス基板に対して、Ｒ感材をスピンナーにより塗布（６２０ｒｐｍ、１０秒保持）し、プリベーク８０℃、３分で乾燥した後、図１２に示す繰り返しパターンを有するマスクを用い、１００ｍｊ／ｃｍ２で露光、現像（専用現像液で７０秒）、ポストベーク（２３０℃、３０分）を行い、反射部に凹凸部を有するストライプパターンを形成した。
【０１５４】
このパターンをレーザー顕微鏡にて観察し、凹部を半球状として透過部の膜厚から差し引いて反射部の平均膜厚を算出した。透過部の膜厚は、２．０μｍであり、反射部の平均膜厚は、１．０μｍであった。
【０１５５】
（Ｇストライプパターンの形成）
塗布条件として５６０ｒｐｍ、現像時間１３０秒以外はＲストライプ形成と同様に行った。透過部の膜厚は２．０μｍであり、反射部の平均膜厚は、１．０μｍであった。
【０１５６】
（Ｂストライプパターンの形成）
塗布条件として６９０ｒｐｍ、現像時間６５秒以外はＲストライプ形成と同様に行った。透過部の膜厚は２．０μｍであり、反射部の平均膜厚は、１．０μｍであった。
【０１５７】
（光路差調整層の形成）
光路差調整層としてオーバーコート材（ザ・インクテック社製ＩＴ−ＭＰ 屈折率１．５０）に酸化チタン微粒子を分散させた材料をスピンナー（１０００ｒｐｍ、１０秒保持）で塗布し、プリベークとして９０℃、３分で乾燥した後、図１３に示す繰り返しパターンを有するマスクを用い、３００ｍｊ／ｃｍ２で露光、現像（専用現像液６０秒）、ポストベーク（２３０℃、３０分）を行い、反射部のみに光路差調整層を形成した。酸化チタン微粒子を分散したオーバーコート材の屈折率は、１．６５であった。光路差調整層と着色層との屈折率差は０．１５に調整できた。また反射部の膜厚は４．３μｍ、透過部の膜厚は２．０μｍに調整できた。
【０１５８】
次に、スパッタリングにより、ＩＴＯ膜を１５００Å形成し、柱状スペーサー形成用材料（ＪＳＲ製オプトマー）をポストベーク後２．３μｍになるように塗布し、反射部のブラックマトリクスに対応する部分に柱状スペーサーを形成するマスクを使用し、反射部に柱状スペーサーを形成した。背面電極基板とカラーフィルタ基板に対して、配向膜を塗布・ラビングした後、外周シール部にシール材を塗布し、重ね合わせて、ネマチック液晶を液晶物質として封入し、封入口を封止し偏向板および位相差板を組み入れて半透過カラー液晶表示装置を組み立てた。
【０１５９】
上記背面側電極基板に設けられた透明電極層とカラーフィルタ基板に設けられた透明電極基板の間に電圧を印加して画面を表示したところ、バックライトからの入射光で十分明るいカラー画像の表示画面を認識することができた。同じく、背面側電極基板に設けられた金属反射電極とカラーフィルタ基板に設けられた透明電極基板の間に電圧を印加して画面を表示したところ、反射用入射光により、その画面は透過光表示と比較してカラーフィルタを２回通過しているにもかかわらず、透過光と同様に十分明るい鮮明な表示画面であった。また反射モードでは更に視覚依存性が改善されていた。
【０１６０】
［実施例２］
以下の光路差調整層の形成以外は、実施例１と同じ工程により作成した。
【０１６１】
光路差調整層としてオーバーコート材（ザ・インクテック社製ＩＴ−ＭＰ 屈折率１．５０）に酸化チタン微粒子を分散させた材料をスピンナー（１０００ｒｐｍ、１０秒保持）で塗布し、プリベークとして９０℃、３分で乾燥した後、図１４に示す繰り返しパターンを有するマスクを用い、３００ｍｊ／ｃｍ２で露光、現像（専用現像液６０秒）、ポストベーク（２３０℃、３０分）を行い、反射部のみに表面に凹凸を有する光路差調整層を形成した。酸化チタン微粒子を分散したオーバーコート材の屈折率は、１．６５であった。光路差調整層と液晶層（屈折率１．４５）との屈折率差は０．２０に調整され、光路差調整層と着色層との屈折率差は０．１５に調整できた。また反射部の膜厚は実施例１と同様に４．３μｍ、透過部の膜厚は２．０μｍに調整できた。
【０１６２】
実施例１と同様に半透過カラー液晶表示装置として観察したところ、反射モードでは更に視覚依存性が改善されていた。
【０１６３】
【発明の効果】
本発明によれば、反射光用着色層に屈折率増加剤を加えることにより、反射光用着色層の屈折率を調整することができることから、反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層を形成する材料を選択する際、反射光用着色層との屈折率差を考慮して選択する必要がないため、材料の選択の幅を広げることができる。また、反射光用着色層の表面に凹凸を形成しかつ、屈折率増加剤を加えることで隣接する層との屈折率差を０．１以上とし、さらにその平均膜厚を透過光用着色層の膜厚より薄くすることのみで、反射光に対する光散乱効果および反射光と透過光との色調を同様なものとすることが同時に可能となる。したがって、簡便な工程で、コスト的に有利に半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半透過型カラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の半透過型カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の半透過型カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の半透過型カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図５】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認において用いたマスクの例を示した概略図である。
【図６】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図７】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図８】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図９】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図１０】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図１１】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図１２】実施例１においてＲストライプパターンの形成で用いられたマスクの例を示す概略図である。
【図１３】実施例１において光路差調整層の形成で用いられたマスクの例を示す概略図である。
【図１４】実施例２において光路差調整層の形成で用いられたマスクの例を示す概略図である。
【図１５】本発明における凹部において、隣合う凹部間のピッチの例を示した概略図である
【符号の説明】
１ … 透明基材
２ａ … 透過光用着色層
２ｂ … 反射光用着色層
２ … 着色層
３ … 凹部
４ … 光路差調整層
６ … 光路差調整層凹部
７ … 光路差調整層用平坦化層
【発明の属する技術分野】
本発明は、半透過型カラー液晶表示装置に用いられる半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、透過型液晶表示装置としては、背面側に位置する電極基板の裏面もしくは側面にバックライトを配置し、これを光源としてカラー表示を行う透過型カラー液晶表示装置が広く普及している。
【０００３】
一方、近年液晶表示装置は、低消費電力で軽量化が可能という特徴を活かし、モバイル機器等の携帯用表示装置への利用が期待されている。しかしながら、上述したようなバックライトを内蔵した透過型カラー液晶表示装置では内蔵した光源による消費電力が大きいため、バッテリーの使用時間が短く、かつバッテリーの占める割合が大きいため装置が重く、かさ張るといった問題があった。
【０００４】
このため、バックライトを内蔵しない反射型カラー液晶表示装置が実用化されている。この反射型カラー液晶表示装置は、バックライトを内蔵しないことから低消費電力を実現でき、また装置を小型、軽量、薄型とすることができ、携帯用表示装置として適している。
【０００５】
しかしながら、反射型カラー液晶表示装置は外光の乏しい暗所では十分機能しないため、透過型と反射型を兼ね備えた携帯用の液晶表示装置が携帯性能を若干犠牲にしているものの、実用上極めて有用となる。
【０００６】
上記透過型カラー液晶表示装置は、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、反射型カラー液晶表示装置では全く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液晶表示装置が全く機能しないのに対し、透過型カラー液晶表示装置は周辺が暗い分、更に視認性が増すことになる。
【０００７】
このような事情に鑑み、近年では透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の機能を合わせもつ半透過型液晶表示装置が提供され、屋外等の強い外光のもとでも、また、室内等の外光の乏しい場所でも使用することになる携帯端末等に対し好適に用いられている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００８】
このような半透過型カラー液晶表示装置を表示する場合も、同様にカラーフィルタが必要になるが、反射光領域では進入してきた外光が通常２回カラーフィルタを通過するのに対し、透過光領域では通常１回のみカラーフィルタを通過することになる。したがって、仮に同一材料の色材を使用して同一色調を得ようとすると、反射光領域のカラーフィルタは透過光領域のカラーフィルタに対して、膜厚を１／２にする必要があり、反射光領域では、従来の反射型カラー液晶表示装置と同様に、別途光散乱層を形成する必要がある等、半透過型カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、その製造に際して種々の手間がかかるものであった。
【０００９】
そこで、反射光領域の着色層等の層の表面を凹凸状に形成し、この層の凹凸状に形成されている表面と接触し、透過光領域および反射光領域の着色層の光路差を調整する光路差調整層を設け、かつ屈折率差を有するものとすることにより、反射光に対する光散乱効果を得る方法が提供されている。
【００１０】
しかしながら、この方法では、隣接する二つの層の屈折率を異なるものとする必要があることから、材料を選択する際に屈折率を考慮しなければならず、材料の選択の幅が狭まり、結果的にコスト高に繋がる場合があった。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−３４１３３１号公報
【特許文献２】
特開２００２−３５０８２４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、製造が容易であり、反射光であっても透過光であっても同様な色調で表示することが可能であり、かつ反射光領域では光散乱がなされ、各部材を形成する材料の選択の幅が広いことからコスト的に有利に製造することができる半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを主目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、上記反射光用着色層と、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、上記反射光用着色層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００１４】
本発明においては、反射光用着色層に屈折率増加剤を加えることにより、反射光用着色層の屈折率を調整することができることから、反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層を形成する材料を選択する際、反射光用着色層との屈折率差を考慮して選択する必要がないため、材料の選択の幅を広げることができる。また、反射光用着色層の表面に凹凸を形成しかつ、屈折率増加剤を加えることで隣接する層との屈折率差を０．１以上とし、さらにその平均膜厚を透過光用着色層の膜厚より薄くすることのみで、反射光に対する光散乱効果および反射光と透過光との色調を同様なものとすることが同時に可能となる。したがって、簡便な工程で、コスト的に有利に半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを形成することが可能となる。
【００１５】
上記請求項１に記載された発明においては、請求項２に記載するように、上記反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このように反射光用着色層表面の凹凸を曲面で構成される複数の凹部とすれば、フォトリソグラフィー法を行うことにより、より簡便に凹凸を形成することが可能となり、さらに、反射光用着色層の平均膜厚の制御も容易であることから、透過光用着色層との膜厚差を容易に調整することが可能となるので、反射光と透過光との色調を比較的容易に同様なものとすることができる。
【００１６】
上記請求項１または請求項２に記載された発明においては、請求項３に記載するように、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層が、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層であることが好ましい。反射光は透過光に対して２倍の光路長だけ液晶層を透過することになることから、この光路差を調整する必要がある。このため、反射光用着色層上には、このような光路差を調整するための光路差調整層が形成されることが好ましい。
【００１７】
また本発明においては、請求項４に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、上記反射光用着色層と、上記光路差調整層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００１８】
本発明においては、光路差調整層に屈折率増加剤を加えることにより、光路差調整層の屈折率を容易に高めることができることから、光路差調整層を形成する材料を選択する際、材料の選択の幅を広げることができる。その結果、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
上記請求項４に記載された発明においては、請求項５に記載するように、上記反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このように反射光用着色層表面の凹凸を曲面で構成される複数の凹部とすれば、フォトリソグラフィー法を行うことにより簡便に凹凸を形成することが可能となり、さらに、反射光用着色層の平均膜厚の制御も容易であることから、透過光用着色層との膜厚差を容易に調整することが可能となるので、反射光と透過光との色調を比較的容易に同様なものとすることができる。
【００２０】
上記請求項４または請求項５に記載された発明においては、請求項６に記載するように、上記光路差調整層の液晶層側表面に凹凸が形成されており、上記光路差調整層と、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上であることが好ましい。これにより、光路差調整層表面においても光散乱効果を得ることができるからである。
【００２１】
上記請求項６に記載された発明においては、請求項７に記載するように、上記光路差調整層表面の凹凸が、光路差調整層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このような凹部は成形が容易であり、形状の調整も比較的容易に行うことができるからである。
【００２２】
本発明はまた、請求項８に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、上記光路差調整層の液晶層側表面にも凹凸が形成されており、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面には、光路差調整層表面を平坦にするため光路差調整層用平坦化層が形成されており、上記光路差調整層および上記光路差調整層用平坦化層の屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層用平坦化層には、屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００２３】
本発明によれば、光路差調整層用平坦化層に屈折率増加剤を含有させることで、光路差調整層および光路差調整層用平坦化層における屈折率差の調整が容易となり、また両者の層を形成する材料を選択する際に、両者の屈折率を考慮する必要がないため、材料選択の幅を広げることができる。また反射光用着色層表面および光路差調整層表面の両方に凹凸を形成することにより、より効果的に光散乱効果を得ることができる。
【００２４】
上記請求項８に記載された発明においては、請求項９に記載するように、上記反射光用着色層にも、屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることが好ましい。反射光用着色層にも屈折率増加剤を添加することにより、反射光用着色層と光路差調整層との間における屈折率差および、光路差調整層と光路差調整層用平坦化層とにおける屈折率差の調整が容易となり、このような屈折率差を考慮することなく各層を形成する材料を選択することができることから、大幅に材料選択の幅を広げることができ、コストダウンを図ることができるからである。
【００２５】
上記請求項８または請求項９に記載された発明においては、請求項１０に記載するように、上記反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このように反射光用着色層表面の凹凸を曲面で構成される複数の凹部とすれば、フォトリソグラフィー法を行うことにより簡便に凹凸を形成することが可能となり、さらに、反射光用着色層の平均膜厚の制御も容易であることから、透過光用着色層との膜厚差を容易に調整することが可能となるので、反射光と透過光との色調を比較的容易に同様なものとすることができる。
【００２６】
上記請求項８から請求項１０までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１１に記載するように、上記光路差調整層表面の凹凸が、光路差調整層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このような凹部は成形が容易であり、形状の調整も比較的容易に行うことができるからである。
【００２７】
さらに本発明においては、請求項１２に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成され、上記反射光用着色層の液晶層側表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、上記光路差調整層の液晶層側表面には凹凸が形成されており、上記光路差調整層と、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００２８】
本発明によれば、光路差調整のために必要とされる光路差調整層表面に凹凸を形成し、かつ屈折率増加剤を含有させることのみで、凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差を容易に０．１以上に調整することができ、この部分において光散乱効果を得ることができる。したがって、光路差調整層および凹凸が形成されている側の表面に接触する層を形成する材料の選択の幅を狭めることなく、比較的容易に半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを得ることができる。
【００２９】
また本発明においては、請求項１３に記載するように、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、その平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成され、上記反射光用着色層の液晶層側表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、上記光路差調整層の液晶層側表面には凹凸が形成されており、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面には、光路差調整層表面に平坦性を得るために光路差調整層用平坦化層が形成されており、上記光路差調整層と、上記光路差調整層用平坦化層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層用平坦化層には、屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００３０】
このように光路差調整層用平坦化層に屈折率増加剤を含有させることによっても、上述した請求項１２の場合と同様の効果を得ることができる。また、光路差調整層用平坦化層を設けていることにより、光路差調整層の凹凸が形成されている側に透明電極層等を形成する際に、断線等の不都合を生じさせることなく良好な状態で透明電極層を形成することができる。
【００３１】
上記請求項１２または請求項１３に記載された発明においては、請求項１４に記載するように、上記光路差調整層表面の凹凸が、光路差調整層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることが好ましい。このような凹部は成形が容易であり、形状の調整も比較的容易に行うことができるからである。
【００３２】
本発明はさらに請求項１５に記載するように、上記請求項１から請求項１４までのいずれかの請求項に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを有することを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置を提供する。
【００３３】
本発明によれば、製造方法が容易な半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを用いたものであるので、コストダウンを図ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタおよびそれを有する半透過型カラー液晶表示装置について説明する。
【００３５】
Ａ．半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ
本発明の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ（以下、半透過型カラーフィルタとする場合がある。）は、反射光用着色層の形状および屈折率増加剤が添加されている層により５つの実施態様に分けることができる。以下、それぞれについて説明する。
【００３６】
（１）第１実施態様
本発明の半透過型カラーフィルタの第１実施態様は、反射光用着色層表面に凹凸を有し、かつ屈折率増加剤が着色層に含有されている態様であり、このように反射光用着色層表面に凹凸を形成することにより、反射光用着色層の平均膜厚を透過光用着色層の膜厚より薄く形成するようにしたものである。
【００３７】
すなわち、本発明の第１実施態様は、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、
上記反射光用着色層と、上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、上記反射光用着色層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とするものである。
【００３８】
本実施態様においては、このように、反射光用着色層表面に凹凸を形成し、隣接する層との屈折率差を０．１以上となるように反射光用着色層に屈折率増加剤が添加されているので、この反射光用着色層表面の凹凸により光散乱効果を得ることができると同時に、反射光用着色層の平均膜厚を透過光用着色層の膜厚より薄く形成しているので、両者の色調の調整も同時にできるという利点を有するものである。また、隣接する層との屈折率差を屈折率増加剤を用いることにより容易に設けることができる。したがって、隣接する層の材料の選択の幅を広げることができるといった利点を有する。
【００３９】
図１は、このような本実施態様の半透過型カラーフィルタの一例を示すものであり、透明基板１上に透過光用着色層２ａと反射光用着色層２ｂとからなる着色層２が形成されている。上記反射光用着色層２ｂの液晶層側表面、すなわち透明基板１と反対側の表面には、ピンホール状に形成された複数の凹部３が形成されている。
【００４０】
ここで、上記透過光用着色層２ａと反射光用着色層２ｂとは、屈折率増加剤が添加された同一の材料で形成されており、反射光用着色層２ｂの表面に、フォトリソグラフィー法によりピンホール状の凹部３が形成されている。さらに、上記反射光用着色層２ｂ表面には、反射光と透過光との液晶層内における光路差を調整するために光路差調整層４が設けられている。また、着色層２の間には、ブラックマトリックス５が形成されている。
【００４１】
このように、反射光用着色層２ｂの表面にピンホール状の凹部３を形成することにより、反射光着色層２ｂ全体の平均膜厚を薄くすることが可能となる。そして、このピンホール状の凹部３の大きさや深さを調整することにより、透過光用着色層の光の透過率と反射光用着色層の光の透過率を調整することができ、これにより両者の色調を同様なものとすることができる。
【００４２】
また、このピンホール状の凹部３を有する反射光用着色層２ｂは、屈折率増加剤が添加された屈折率の高い層となっている。したがって、隣接する光路差調整層４の材料選択の幅はきわめて広く、通常用いられる材料を用いた場合でも屈折率差を０．１以上とすることができる。また、このように屈折率差を０．１以上とすることにより、光散乱効果を得ることが可能となる。すなわち、曲面で形成されているピンホール状の凹部３の領域に光が入射してきた際、反射光用着色層２ｂと光路差調整層４との間に所定の屈折率差がある場合、入射してきた光は両層間の界面において、所定の角度で屈折する。したがって、曲面で構成される凹部３では、入射してきた光は種々の角度で出射することとなる。これにより光散乱効果を得ることが可能となる。
【００４３】
このように、単に反射光用着色層２ｂ表面に凹部３を形成するのみで、透過光との色調の調整が可能となり、さらに反射光領域における光散乱効果を得ることができる。また、光路差調整層４の材料は特殊な材料を用いる必要がない。したがって、簡便な工程で半透過型カラーフィルタを得ることができるので、コストダウンを図ることができる。
【００４４】
以下、このような本実施態様の半透過型カラーフィルタについて、各部材に分けて説明する。
【００４５】
１．着色層
本実施態様に用いられる着色層は、透明基板上に形成されるものであり、反射光用着色層と透過光用着色層とから構成されるものである。なお、本実施態様でいう着色層とは、複数色の画素部、通常は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色の画素部からなり、種々のパターン、例えば、モザイク状、トライアングル状、ストライプ状等のパターンで形成されるものである。
【００４６】
（反射光用着色層）
本実施態様における反射光用着色層の第１の特徴は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成されている点である。
【００４７】
ａ．表面の凹凸
まず、凹凸について説明する。反射光用着色層表面に形成されている凹凸の形状は特に限定されるものではなく、入射した光が後述する屈折率の違いにより屈折して種々の方向に出射し、光散乱効果を得ることができる形状であれば特に限定されるものではない。しかしながら、入射した光が種々の方向に出射するためには、上記凹凸が曲面で構成されるものであることが好ましい。
【００４８】
また、本実施態様においては、凹凸が、平面状に形成された反射光用着色層表面に凹部を形成するようにして設けらたものであることが好ましい。このように平面状に形成された表面から凹部を形成することにより凹凸を形成する場合は、例えばフォトリソグラフィー法等の簡便な方法により、１回の工程で簡単に凹部を形成することができるからであり、また凹部の大きさにより平均膜厚の調整も容易であることから透過光領域と反射光領域との色調の調整も容易となるからである。
【００４９】
特に、本実施態様においては、反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部が形成されてなるものであることが好ましい。均一な着色層を形成し、その反射光領域のみにフォトリソグラフィー法等により曲面で構成される複数の凹部を形成することにより、極めて簡便に凹凸を有する反射光用着色層と透過光用着色層とを得ることができる。また、上述したように透過光領域と反射光領域との色調の調整が容易となるからである。
【００５０】
また、このような凹部は、透明基板の表面に対する角度が所定の範囲内である領域が多くの面積を占めることが光散乱効果を得るうえで好ましく、具体的には、透明基板表面に対して、傾斜角度４°〜９０°の範囲内の角度を占める領域が４０％以上であることが好ましく、特に１００％に近づくほどより好ましい。
【００５１】
上記凹部については、図１５に示すように、隣合う凹部間に間隔が設けられている場合は、図１５（ａ）に示すａを１ピッチとし、一方、隣合う凹部間に間隔が設けられていない場合は、図１５（ｂ）に示すｂを１ピッチとして、透明基板表面に対する上述した範囲内の角度が占める領域を規定した。
【００５２】
ｂ．平均膜厚
本実施態様においては、上述した凹凸を形成し、これにより反射光用着色層の平均膜厚を透過光用着色層の膜厚より薄くすることにより、反射光領域における色調と透過光領域における色調を調整するものである。
【００５３】
この場合の反射光用着色層の平均膜厚は、透過光用着色層の膜厚より薄く形成されて反射光領域と透過光領域との色調の調整を行うものである。この際の膜厚差は、各カラー液晶表示装置の特性や、含まれる顔料の種類等に応じて、最適となるように決定されるものである。具体的には、反射光用着色層の平均膜厚が、透過光用着色層の膜厚を１とした場合に、０．４〜０．９５の範囲内であることが好ましく、特に０．４５〜０．７５の範囲内とすることが好ましい。上述した範囲とすることにより、反射光領域と透過光領域との色調が概ね同一となり、良好な品質の半透過型カラー液晶表示装置とすることができるからである。
【００５４】
また、反射光用着色層の平均膜厚の具体的な値としては、一般的な半透過型カラーフィルタにおけるものと同様であり０．５μｍ〜３μｍの範囲内とされる。
【００５５】
このような場合における反射光用着色層の平均膜厚の調整は、凹凸の形状を変更することにより容易に行うことができる。しかしながら、上述したように平面状に形成された反射光用着色層に凹部を形成することにより凹凸状とした場合は、凹部の深さや凹部の大きさ等を調整することにより容易に平均膜厚の調整を行うことができることから好ましいといえる。
【００５６】
ｃ．屈折率
本実施態様における反射光用着色層の屈折率は、屈折率増加剤が添加されることにより増大した屈折率であり、これにより凹凸が形成された表面側が接触する層との屈折率差が０．１以上となるような屈折率とされたものである。このように屈折率差を設けることにより、反射光用着色層の凹凸面に光が入射した際に、入射光が屈折して種々の方向に出射し、これにより光散乱効果を得ることができるからである。
【００５７】
本実施態様においては、上述した凹凸が形成された表面側が接触する層との屈折率差が０．２以上であることが好ましく、特に０．３以上となるように反射光用着色層の屈折率を屈折率増加剤により調整することが好ましい。より光散乱効果を得ることができ、反射光領域において良好な表示品質を得ることができるからである。
【００５８】
このようにして調整された反射光用着色層の屈折率としては特に限定されるものではないが、通常、反射光用着色層の屈折率は、凹凸が形成された表面側が接触する層との屈折率差が０．１以上となるような屈折率であればよいが、一般的にアクリル樹脂を用いて形成された反射光着色層の屈折率は、１．４９〜１．５０の範囲内である。屈折率を大きくすれば隣接する層との屈折率差を大きくすることができて好ましいのであるが、屈折率増加剤の添加限度があることから、上記範囲が好ましいこととなる。
【００５９】
本実施態様において、上記反射光用着色層の凹凸が形成された表面側が接触する層としては、後述する光路差調整層、平坦化層、液晶層等いかなる層であってもよい。
【００６０】
ｄ．材料
本実施態様における反射光用着色層を形成する材料は、通常着色層に用いられる材料に対して、屈折率増加剤を添加してなるものである。ここで、屈折率添加剤とは、添加することにより材料の屈折率を増加させる物質であれば特に限定されるものではないが、具体的には、酸化チタン微粒子、酸化亜鉛、ジルコニア、酸化スズ、酸化アルミ等を挙げることができる。
【００６１】
このような屈折率増加剤は、反射光着色層の固形分１００重量部に対して、１重量部〜７０重量部添加することが好ましく、特に１０重量部〜５０重量部添加することが好ましい。上記範囲より添加量が少ない場合は、添加による屈折率増加効果が不十分である可能性があることから好ましくなく、上記範囲を超えて添加した場合は、パターニング不良等の不具合が生じる可能性がることから好ましくない。
【００６２】
また、上記通常着色層に用いられる材料としては、パターニング可能で所定の波長の光を透過することができる材料であれば特に限定されるものではない。通常は、いわゆる顔料分散法に用いられるアクリル系のＵＶ硬化型樹脂に顔料を分散させたものが用いられる。
【００６３】
（透過光用着色層）
本実施態様における透過光用着色層は、特に限定されるものではないが、通常は反射光用着色層と同一の材料により形成されることが、工程の簡略化の観点から好ましいといえる。
【００６４】
このような、透過光用着色層の膜厚は、上述した表面に凹凸を有する反射光用着色層の平均膜厚より厚ければ特に限定されるものではなく、具体的には、０．５μｍ〜３μｍの範囲内とされる。
【００６５】
２．光路差調整層（平坦化層）
本実施態様においては、上記反射光用着色層の凹凸が形成された側の表面を平坦化する平坦化層が形成されていることが好ましい。これは、通常液晶層と接する面は液晶層中の液晶の配向を容易とするために平面であることが好ましく、また上記着色層表面に通常形成される透明電極層の断線を防止観点からも平面であることが好ましいからである。
【００６６】
このような平坦化層としては、この平坦化層が所定の膜厚を有することにより、反射光領域と透過光領域における液晶層内の光線の光路差を調整する機能を有する光路差調整層であることが好ましい。通常、反射光領域における反射光は、透過光領域における透過光に対して２倍の光路長だけ液晶層を透過することになることから、この光路差を調整する必要がある。このため、上述したような光路差を調整するための光路差調整層が形成されることが好ましいのである。
【００６７】
（屈折率）
本実施態様においては、このような光路差調整層もしくは平坦化層が、上記反射光用着色層の屈折率と大きく異なる屈折率を有する材料で形成されていることが好ましい。上記光路差調整層もしくは平坦化層は、上述した反射光用着色層の凹凸が形成された表面と接触する層であることから、上述した反射光用着色層との屈折率が大きく異なる材料で形成されていれば、上記反射光用着色層の凹凸が形成された表面における光散乱効果を良好なものとすることができるからである。
【００６８】
このような屈折率の相違としては、上記反射光用着色層が屈折率増加剤により高屈折率層となっていることを考慮すると、比較的屈折率の低い層であることが好ましい。具体的には、上記反射光用着色層の屈折率よりも、０．１以上小さい屈折率である必要があり、特に０．２以上であることが好ましく、特に０．３以上であることが好ましい。さらに、本実施態様における光路差調整層もしくは平坦化層の屈折率は、１．２〜１．５の範囲内、特に１．３〜１．５の範囲内であることが好ましい。
【００６９】
このような材料としては、具体的にはオプスターＪＮシリーズ（ＪＳＲ（株）製）等の材料を用いることができる。
【００７０】
（膜厚）
上記光路差調整層の膜厚は、光路差を調整することが可能な膜厚であれば特に限定されるものではなく、液晶層の厚み等によって大きく異なるものではあるが、通常０．５μｍ〜３．５μｍの範囲内、特に１．０μｍ〜２．５μｍの範囲内とすることが好ましい。
【００７１】
なお、特に光路差調整を意図せず、平坦化のみを意図した平坦化層である場合の膜厚としては、透過光用着色層との段差が０．５μｍ以内となるような膜厚であることが好ましい。
【００７２】
３．透明基板
本実施態様に用いられる透明基板は、従来よりカラーフィルタに用いられているものであれば、特に限定されるものではないが、例えば石英ガラス、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可能である。また、透明基板は、必要に応じてアルカリ溶出防止用や、ガスバリア性付与その他の目的の表面処理を施したものを用いてもよい。
【００７３】
４．その他
本実施態様の半透過型カラーフィルタには、必要に応じてブラックマトリックスや透明電極、配向膜、保護層等の種々の機能性層が形成されていてもよい。これらの形成される位置や材料に関しては、従来のものと同様であるのでここでの説明は省略する。
【００７４】
（２）第２実施態様
次に、本発明の半透過型カラーフィルタの第２実施態様について説明する。本実施態様の半透過型カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラーフィルタであって、
上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、
上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、
上記反射光用着色層と、上記光路差調整層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とするものである。
【００７５】
本実施態様は、上述した屈折率増加剤が、光路差調整層に含有された態様であり、第１実施態様との差異は、第１実施態様が反射光用着色層に屈折率増加剤を添加した態様であるのに対し、本実施態様においては、光路差調整層に屈折率増加剤を含有させた点である。
【００７６】
このように、光路差調整層に屈折率増加剤を添加し、特に限定されるものではないが反射光用着色層には屈折率増加剤を含有させないようにすることにより、両者間に大きな屈折率差を設けることが可能となり、上述した反射光用着色層の液晶層側表面の凹凸による光散乱効果を向上させることができる。
【００７７】
本実施態様は、上述したように第１実施態様とは、反射光用着色層と光路差調整層との材料が異なるのみであるので、これらの点について説明し、他の説明は上記第１実施態様の説明を参照してここでの説明は省略する。
【００７８】
（反射光用着色層）
本実施態様における着色層は、特に限定されるものではないが、上述したような屈折率増加剤が添加されていないものであることが好ましい。
【００７９】
このような反射光用着色層の屈折率としては特に限定されるものではないが、通常反射光用着色層の屈折率は、凹凸が形成された表面側が接触する層との屈折率差が０．１以上となるような屈折率であればよいが、一般的にアクリル樹脂を用いて形成された反射光着色層の屈折率は、１．４９〜１．５０の範囲内である。光路差調整層もしくは平坦化層との屈折率差を得るためには、上記範囲が好ましいからである。
【００８０】
本実施態様における反射光用着色層を形成する材料は、特に限定されるものではなく、パターニング可能で所定の波長の光を透過することができ、かつ所定の屈折率を有する材料であれば特に限定されるものではない。通常は、いわゆる顔料分散法に用いられるアクリル系のＵＶ硬化型樹脂に顔料を分散させたものが用いられる。
【００８１】
（光路差調整層）
本実施態様においては、上述したように上記反射光用着色層の凹凸が形成された側の表面に隣接する層として光路差調整層が形成されている。なお、ここで光路差調整層は、特に光路差の調整を意図しない場合は、反射光用着色層の凹凸を平坦化する平坦化層として機能する。したがって、本実施態様においては、光路差調整層は、平坦化層を含む概念として説明する。
【００８２】
本実施態様における光路差調整層は、上述した表面に凹凸を有する反射光用着色層との屈折率差が０．１以上であり、特に０．２以上であることが好ましく、特に０．３以上となるように光路差調整層の屈折率を屈折率増加剤により調整することが好ましい。より光散乱効果を得ることができ、反射光領域において良好な表示品質を得ることができるからである。
【００８３】
このようにして調整された光路差調整層の屈折率としては特に限定されるものではないが、通常１．５〜２．０の範囲内、特に、１．５〜１．８の範囲内とされる。屈折率を大きくすれば隣接する層との屈折率差を大きくすることができて好ましいのであるが、屈折率増加剤の添加限度があることから、上記範囲が好ましいこととなる。
【００８４】
本実施態様における光路差調整層を形成する材料としては、透明であれば特に限定されるものではないが、屈折率増加剤により高屈折率層として反射光用着色層との屈折率差を設けるものである点を考慮すると、通常は比較的屈折率の高い材料が好適に用いられる。
【００８５】
具体的には、屈折率が１．５〜１．９の範囲内、特に１．５〜１．８の範囲内の材料が好適に用いられる。
【００８６】
このような材料としては、具体的にはフォトニースＵＲ４１４４（東レ（株）製）、ポリ（チオ）ウレタン樹脂、ポリスルフィド樹脂、ポリビニル樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹脂、ポリ（チオ）エステル樹脂、エポキシ、ポリエーテル樹脂等の材料を用いることができる。
【００８７】
本実施態様における光路差調整層は、上述した材料に屈折率増加剤を添加することにより高屈折率層とし、これにより反射光用着色層との屈折率差を大きくし、光散乱効果を増加させ、反射光領域における表示性能を向上させようとするものである。
【００８８】
この際、用いられる屈折率増加剤については、上記第１実施態様において説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、この屈折率増加剤の添加量に関しても、上記第１実施態様において説明した量と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００８９】
このように屈折率増加剤を添加することにより、光路差調整層の屈折率は増加して屈折率が１．５〜２．０の範囲内、特に１．５〜１．８の範囲内となるようにすることが好ましい。
【００９０】
これにより、反射光用着色層との屈折率差は、少なくとも０．１以上であり、好ましくは０．２以上、特に０．３以上大きな屈折率差とすることが好ましい。
【００９１】
本実施態様においてはさらに、上記光路差調整層が、その液晶層側表面に凹凸が形成されており、上記光路差調整層と、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、光路差調整層内に屈折率増加剤が添加されていることが好ましい。
【００９２】
このように光路差調整層の液晶側表面に凹凸を形成し、この凹凸面に接する層との屈折率を相違させることにより、この光路差調整層表面においても光散乱効果を得ることができ、上述した反射光用着色層の凹凸側表面における光散乱効果と併せることにより、より効果的に光散乱効果を発揮することができる。
【００９３】
上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層としては、特に限定されるものではないが、例えば光路差調整層表面の凹凸を平坦化させるための光路差調整層用平坦化層であってもよいし、液晶層であってもよい。
【００９４】
このような層との屈折率差は、上述したように０．１以上とすることが好ましいが、特に０．２以上、中でも０．３以上とすることが好ましい。光散乱効果をより効果的に発揮することができるからである。
【００９５】
また、上記光路差調整層における凹凸に関する説明は、上記反射光用着色層の「表面の凹凸」の欄で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９６】
なお、本実施態様においては、上記反射光用着色層の凹部のピッチと、上記光路差調整層の光路差調整層凹部のピッチとは異なるピッチとすることが好ましい。同一のピッチである場合は、光の干渉による悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
【００９７】
（３）第３実施態様
次に、本発明の半透過型カラーフィルタの第３実施態様について説明する。本実施態様の半透過型カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
上記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、
上記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、上記光路差調整層の液晶層側表面にも凹凸が形成されており、
上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面には、光路差調整層表面を平坦にするため光路差調整層用平坦化層が形成されており、
上記光路差調整層および上記光路差調整層用平坦化層の屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層用平坦化層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とするものである。
【００９８】
このように光路差調整層の液晶側表面に凹凸を形成し、この凹凸面に接する光路差調整層用平坦化層との屈折率を相違させることにより、この光路差調整層表面においても光散乱効果を得ることができる。また、上述した反射光用着色層の凹凸側表面における光散乱効果と併せることにより、より効果的に光散乱効果を発揮することができる。
【００９９】
図２は、上述した光路差調整層表面に凹凸を形成した例を示すものである。この例では、透明基板１上に、図１に示す例と同様に透過光用着色層２ａと反射光用着色層２ｂとからなる着色層２が形成され、上記反射光用着色層２ｂの透明基板１と反対側の表面には、凹部３が複数個形成されている。そして、上記反射光用着色層２ｂの凹部３が形成された側の表面には光路調整層４が形成されている。この光路調整層４の透明基板１と反対側の表面には、さらに光路調整層凹部６が形成されている。そして、この光路調整層凹部６を平坦化させるための光路差調整層用平坦化層７が、光路調整層４の光路調整層凹部６が形成されている側の表面に形成されている。
【０１００】
この場合、光路調整層４の屈折率は、上記反射光用着色層２ｂの屈折率および光路差調整層用平坦化層７の屈折率と０．１以上異なる屈折率を有することが好ましい。このような構成とすることにより、反射光用着色層２ｂの凹部３の領域と、光路差調整層４の光路差調整層凹部６の領域の二つの領域において光散乱効果を得ることができることから、このような半透過型カラーフィルタを用いることにより、反射光領域における表示品質の極めて高いカラー液晶表示装置とすることができる。
【０１０１】
以下、本実施態様の半透過型カラーフィルタについて詳細に説明する。本実施態様の第１の特徴は、光路差調整層の液晶側表面に凹凸が形成された点にある。
【０１０２】
この上記光路差調整層における凹凸に関する説明は、上記反射光用着色層の「表面の凹凸」の欄で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０３】
なお、本実施態様においては、上記反射光用着色層の凹部のピッチと、上記光路差調整層の光路差調整層凹部のピッチとは異なるピッチとすることが好ましい。同一のピッチである場合は、光の干渉による悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
【０１０４】
次に、本実施態様の第２の特徴は、上記光路差調整層の凹凸が形成された側の表面に光路差調整層用平坦化層が形成されており、かつこの光路差調整層用平坦化層には、光路差調整層との屈折率差が０．１以上となるように屈折率増加剤が添加されている点である。
【０１０５】
このような光路差調整層用平坦化層を形成する材料としては、透明でパターニングが可能な材料であれば特に限定されるものではなく、一般的な光硬化性樹脂が好適に用いられるが、上述したようにこの光路差調整層用平坦化層は、屈折率増加剤が添加されて高屈折率層となる点を考慮すると、比較的屈折率の高い材料で形成されることが好ましい。このような材料を選択することにより、最終的に得られる光路差調整層用平坦化層の屈折率を高いものとすることができ、光路差調整層との屈折率差を大きく取ることができるので、光散乱効果を向上させることができるからである。
【０１０６】
上記屈折率の比較的高い材料に関する説明は、上記第２実施態様の光路差調整層の欄で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０７】
また、上記光路差調整層用平坦化層に添加される屈折率増加剤およびその添加量、さらには最終的な光路差調整層用平坦化層の屈折率等に関しても、上記第２実施態様の光路差調整層の欄で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０８】
本実施態様においては、上述したように光路差調整層用平坦化層が高屈折率層となることから、光路差調整層は比較的低屈折率である材料で形成されることが好ましい。このように光路差調整層を低屈折率である材料で形成することにより、光路差調整層用平坦化層との屈折率差を大きく取ることが可能となり、これにより、光散乱機能を向上させることができるからである。なお、光路差調整層を比較的低屈折率である材料で形成する点については、上記第１実施態様の光路差調整層における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０９】
本実施態様については、さらに光路差調整層との屈折率差を０．１以上とするように、反射光用着色層にも屈折率増加剤が添加されることが好ましい。このように反射光用着色層に屈折率増加剤を添加して高屈折率層とすることにより、反射光用着色層の光路差調整層側表面に形成された凹凸における光散乱効果を向上させることが可能となり、上述した光路差調整層の液晶層側表面に設けられた凹凸における光散乱効果と併せて、かなり効果的な光散乱を行うことが可能となるからである。
【０１１０】
このように反射光用着色層に屈折率増加剤を添加する点に関しての説明は、上記第１実施態様における反射光用着色層の説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１１】
なお、その他の層に関する説明、さらには凹凸についての説明等、上記本実施態様で説明した点以外の構成に関する点は、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１２】
（４）第４実施態様
次に、本発明の第４実施態様について説明する。本実施態様の半透過型カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
上記反射光用着色層は、その平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成され、
上記反射光用着色層の液晶層側表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、
上記光路差調整層の液晶層側表面には凹凸が形成されており、
上記光路差調整層と、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とするものである。
【０１１３】
本発明によれば、光路差調整のために必要とされる光路差調整層表面に凹凸を形成し、かつ凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差を０．１以上とするように光路差調整層に屈折率増加剤を添加するものであるので、この光路差調整層において光散乱効果を得ることができる。したがって、反射光領域と透過光領域との液晶層内における光路差の調整をすると同時に反射光領域における画像表示品質を向上させることができるといった効果を奏するものである。
【０１１４】
図３は、本実施態様の一例を示すものである。この例では、透明基板１上に、透過光用着色層２ａおよび反射光用着色層２ｂからなる着色層２が形成されている。この例の反射光用着色層２ｂは、透過光用着色層２ａと同一の膜厚を有するものであるが、その一部分が除去されて除去部１０が形成されている。このように、反射光用着色層２ｂの一部を除去することにより反射光用着色層２ｂとしての平均膜厚を低下させ、これにより、透過光領域と反射光領域との色調が同一となるように調製するものである。
【０１１５】
反射光用着色層上には光路差調整層４が形成され、その透明基板１と反対側の表面には、光路差調整層凹部６が形成されており、さらに光路差調整層凹部６上には光路差調整層用平坦化層７が形成されている。また、着色層２間にはブラックマトリックス５が配置されている。
【０１１６】
図３に示す例では、光路差調整層４の屈折率と光路差調整層用平坦化層７の屈折率とが、０．１以上の屈折率差を有するように光路差調整層４に屈折率増加剤が添加されたものであり、これにより光路差調整層４の光路差調整層凹部６が形成されている表面において、光拡散効果を得ることができる。したがって、単に表面に複数の凹部を有する光路差調整層４を設けることのみで、光路差を調整する効果と、光散乱効果との両者を得ることができる。
【０１１７】
以下、このような本実施態様の半透過型カラーフィルタについて、各部材に分けて説明する。
【０１１８】
１．着色層
本実施態様に用いられる着色層は、反射光用着色層の形状を除き、上記第１実施態様で説明したものと同様であるので、反射光用着色層の形状以外の点についての説明は省略する。
【０１１９】
本実施態様においては、反射光用着色層は、反射光用着色層全体の平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成された形状を有するものである。すなわち本実施態様においては、反射光用着色層は、その一部が完全に除去され、反射光用着色層に少なくとも一つの除去部が形成されたような形状を有するものである。
【０１２０】
なお、ここでこのようにして減少させた反射光用着色層の平均膜厚、および透過光用着色層の膜厚との比等に関しては、上記第１実施態様において説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２１】
２．光路差調整層
本実施態様においては、上記反射光用着色層表面に光路差調整層が形成され、その液晶層側表面には凹凸が形成されており、上記光路差調整層と、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、光路差調整層に屈折率増加剤が添加されている点に特徴を有する。
【０１２２】
このような光路差調整層に関しては、上記第２実施態様で説明したものと同様であり、また表面の凹凸に関しても、上記第２実施態様における光路差調整層の「表面の凹凸」の説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。また、上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層に関する説明も、上記第２実施態様における光路差調整層の「表面の凹凸」の欄の説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２３】
３．その他
本実施態様における透明基板やその他の層に関する説明も、上記第１実施態様での説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２４】
（５）第５実施態様
最後に、本発明の半透過型カラーフィルタの第５実施態様について説明する。
本実施態様の半透過型カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
上記反射光用着色層は、その平均膜厚が上記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成され、
上記反射光用着色層の液晶層側表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、
上記光路差調整層の液晶層側表面には凹凸が形成されており、
上記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面には、光路差調整層表面に平坦性を得るために光路差調整層用平坦化層が形成されており、
上記光路差調整層と、上記光路差調整層用平坦化層との屈折率差が０．１以上となるように、上記光路差調整層用平坦化層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とするものである。
【０１２５】
本実施態様は、上述した屈折率増加剤が、光路差調整層用平坦化層に含有された態様であり、第４実施態様との差異は、第４実施態様が光路差調整層に屈折率増加剤を添加した態様であるのに対し、本実施態様においては、光路差調整層用平坦化層に屈折率増加剤を含有させた点である。
【０１２６】
このように、光路差調整層用平坦化層に屈折率増加剤を添加し、特に限定されるものではないが光路差調整層には屈折率増加剤を含有させないようにすることにより、両者間に大きな屈折率差を設けることが可能となり、上述した光路差調整層の液晶層側表面の凹凸による光散乱効果を向上させることができる。
【０１２７】
本実施態様は、上述したように第４実施態様とは、光路差調整層と光路差調整層用平坦化層の材料が異なるのみであるので、これらの点について説明し、他の説明は上記第４実施態様の説明を参照してここでの説明は省略する。
【０１２８】
また、本実施態様において用いられる光路差調整層用平坦化層についての説明は、上記第３実施態様における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２９】
さらに、本実施態様における光路差調整層は、特に限定されるものではないが、上述したような屈折率増加剤が添加されていないものであることが好ましい。本実施態様においては、上述したように光路差調整層用平坦化層が高屈折率層となることから、光路差調整層は比較的低屈折率である材料で形成されることが好ましい。このように光路差調整層を低屈折率である材料で形成することにより、光路差調整層用平坦化層との屈折率差を大きく取ることが可能となり、これにより、光散乱機能を向上させることができるからである。なお、光路差調整層を比較的低屈折率である材料で形成する点については、上記第１実施態様の光路差調整層における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３０】
（６）その他
上述したような表面に凹凸を形成し、隣接する層との屈折率差を設けることにより光散乱効果を得る他の例としては、図４に示すような例を挙げることができる。
【０１３１】
ここでは、透明基板１上に形成された光路差調整層４の透明基板１とは反対側の表面に凹凸、具体的には光路差調整層凹部６を設け、光路差調整層４側か着色層２側かのいずれかに屈折率増加剤を含有させることにより、光路差調整層４と着色層２との間に屈折率差を設け、光散乱効果を得るようにしたものである。
【０１３２】
この例において用いられる着色層２、光路差調整層４、光路差調整層凹部６等、さらには屈折率増加剤の種類および添加量については、上述した実施態様における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３３】
Ｂ．半透過型カラー液晶表示装置
本発明の半透過型カラー液晶表示装置は、上述した半透過カラーフィルタと対向基板との間に液晶を封入してなるものである。したがって、上述した半透過カラーフィルタの利点、すなわち簡単な工程で製造が可能であり、結果的にコストダウンに繋がるという利点をそのまま有するものである。
【０１３４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１３５】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
【０１３６】
予備実験
▲１▼凹凸形状による効果の確認
透明基板として、基板サイズ３００×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ（コーニング社製１７３７材）を用いて、洗剤洗浄・乾燥工程を行った。
【０１３７】
次に、オーバーコート材（ザ・インクテック社製ＩＴ−ＭＰ 屈折率１．５０）をスピンナーにより（６００ｒｐｍ，１０秒保持）塗布し、ホットプレートで７０℃、３分の乾燥後、図５に示すパターンピッチのマスクを介して、露光量３００ｍｊ／ｃｍ２で露光し、専用現像液にて６０秒現像後、オーブンで２３０℃、３０分ベークし、凹凸形状を表面に有するレリーフパターンを得た。
【０１３８】
なお、上記パターンピッチのマスクは、全てドットの円形パターンとし、図５に示すＮｏ．１〜Ｎｏ．６の各領域ごとに円形パターンの直径およびピッチを変化させた。各々の領域における円形パターンの直径およびピッチについて、下記表１に示した。
【０１３９】
【表１】
次に、この基板のパターン形状および断面形状を走査型レーザー顕微鏡ＶＬ２０００Ｄ（レーザーテック社（株）製）により観察し、散乱度合いをヘイズ、透過、反射率計ＨＲ−１００（村上色彩技術研究所製）により測定した。なお、ヘイズの測定法はＪＩＳ Ｋ７１０５に準ずる。
【０１４１】
結果を図６から図１１および下記表２に示す。
【０１４２】
【表２】
この結果から、パターンが不連続な形状を示す場合において、ヘイズ値が高いことがわかり、ヘイズとパターン形状に相関関係があることがわかる。
【０１４４】
▲２▼屈折率差の影響確認
上記▲１▼の凹凸形状による効果の確認で使用した基板上に液晶材料（屈折率１．４５）を滴下し、パターンが形成されていない透明基板を重ねて上記と同様にヘイズ測定を実施した。測定結果を下記表３に示す。
【０１４５】
【表３】
上記表２の結果から、上記▲１▼凹凸形状による効果の確認で良好であったヘイズ値が低下していることがわかる。これは、屈折率差の影響を示しているもので、上記▲１▼凹凸形状による効果の確認では、オーバーコート材（屈折率１．５）と空気（屈折率１．０）の屈折率差が０．５と大きいためにヘイズ値が良好であったと推定できる。
【０１４７】
▲３▼擬似パネルによる屈折率差の確認
更に、現状のディスプレイと同様の構成を想定し、上記▲１▼凹凸形状による効果の確認で用いた基板にスパッタリングによりＩＴＯ膜（１５００Å、屈折率１．８）と、スピンコートにより配向膜（６００Å、屈折率１．６）とを形成した。この基板に対して、上記▲２▼屈折率差の影響確認と同様の方法で、ヘイズ値を測定した。測定結果を下記表４に示す。
【０１４８】
【表４】
上記表３および表４の結果を比較すると、ヘイズ値がほとんど変化が見られない。これは、ＩＴＯ膜、配向膜ともにその膜厚が薄く、屈折率差に影響を及ぼさないことを示している。
【０１５０】
以上の結果より、パターン形状と屈折率差が重要なファクターであることがわかった。
【０１５１】
［実施例１］
透明基板として、基板サイズ３００×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ（コーニング社製１７３７材）を用いて、洗剤洗浄・乾燥工程を行った。
【０１５２】
次に、定法の方法により、スパッタリングにより、Ｃｒ膜を１５００Å成膜し、ポジレジストを塗布し、プレベーク・露光・現像・エッチング・剥離の工程を経て、ブラックマトリクス基板を形成した。
【０１５３】
次に、着色層の形成には以下に示す屈折率１．５の着色感材を用いた。
Ｒ感材 カラーモザイクＣＲ９０００（富士フィルムアーチ製）
Ｇ感材 カラーモザイクＣＧ９０００（富士フィルムアーチ製）
Ｂ感材 カラーモザイクＣＢ９０００（富士フィルムアーチ製）
（Ｒストライプパターンの形成）
上記のブラックマトリクス基板に対して、Ｒ感材をスピンナーにより塗布（６２０ｒｐｍ、１０秒保持）し、プリベーク８０℃、３分で乾燥した後、図１２に示す繰り返しパターンを有するマスクを用い、１００ｍｊ／ｃｍ２で露光、現像（専用現像液で７０秒）、ポストベーク（２３０℃、３０分）を行い、反射部に凹凸部を有するストライプパターンを形成した。
【０１５４】
このパターンをレーザー顕微鏡にて観察し、凹部を半球状として透過部の膜厚から差し引いて反射部の平均膜厚を算出した。透過部の膜厚は、２．０μｍであり、反射部の平均膜厚は、１．０μｍであった。
【０１５５】
（Ｇストライプパターンの形成）
塗布条件として５６０ｒｐｍ、現像時間１３０秒以外はＲストライプ形成と同様に行った。透過部の膜厚は２．０μｍであり、反射部の平均膜厚は、１．０μｍであった。
【０１５６】
（Ｂストライプパターンの形成）
塗布条件として６９０ｒｐｍ、現像時間６５秒以外はＲストライプ形成と同様に行った。透過部の膜厚は２．０μｍであり、反射部の平均膜厚は、１．０μｍであった。
【０１５７】
（光路差調整層の形成）
光路差調整層としてオーバーコート材（ザ・インクテック社製ＩＴ−ＭＰ 屈折率１．５０）に酸化チタン微粒子を分散させた材料をスピンナー（１０００ｒｐｍ、１０秒保持）で塗布し、プリベークとして９０℃、３分で乾燥した後、図１３に示す繰り返しパターンを有するマスクを用い、３００ｍｊ／ｃｍ２で露光、現像（専用現像液６０秒）、ポストベーク（２３０℃、３０分）を行い、反射部のみに光路差調整層を形成した。酸化チタン微粒子を分散したオーバーコート材の屈折率は、１．６５であった。光路差調整層と着色層との屈折率差は０．１５に調整できた。また反射部の膜厚は４．３μｍ、透過部の膜厚は２．０μｍに調整できた。
【０１５８】
次に、スパッタリングにより、ＩＴＯ膜を１５００Å形成し、柱状スペーサー形成用材料（ＪＳＲ製オプトマー）をポストベーク後２．３μｍになるように塗布し、反射部のブラックマトリクスに対応する部分に柱状スペーサーを形成するマスクを使用し、反射部に柱状スペーサーを形成した。背面電極基板とカラーフィルタ基板に対して、配向膜を塗布・ラビングした後、外周シール部にシール材を塗布し、重ね合わせて、ネマチック液晶を液晶物質として封入し、封入口を封止し偏向板および位相差板を組み入れて半透過カラー液晶表示装置を組み立てた。
【０１５９】
上記背面側電極基板に設けられた透明電極層とカラーフィルタ基板に設けられた透明電極基板の間に電圧を印加して画面を表示したところ、バックライトからの入射光で十分明るいカラー画像の表示画面を認識することができた。同じく、背面側電極基板に設けられた金属反射電極とカラーフィルタ基板に設けられた透明電極基板の間に電圧を印加して画面を表示したところ、反射用入射光により、その画面は透過光表示と比較してカラーフィルタを２回通過しているにもかかわらず、透過光と同様に十分明るい鮮明な表示画面であった。また反射モードでは更に視覚依存性が改善されていた。
【０１６０】
［実施例２］
以下の光路差調整層の形成以外は、実施例１と同じ工程により作成した。
【０１６１】
光路差調整層としてオーバーコート材（ザ・インクテック社製ＩＴ−ＭＰ 屈折率１．５０）に酸化チタン微粒子を分散させた材料をスピンナー（１０００ｒｐｍ、１０秒保持）で塗布し、プリベークとして９０℃、３分で乾燥した後、図１４に示す繰り返しパターンを有するマスクを用い、３００ｍｊ／ｃｍ２で露光、現像（専用現像液６０秒）、ポストベーク（２３０℃、３０分）を行い、反射部のみに表面に凹凸を有する光路差調整層を形成した。酸化チタン微粒子を分散したオーバーコート材の屈折率は、１．６５であった。光路差調整層と液晶層（屈折率１．４５）との屈折率差は０．２０に調整され、光路差調整層と着色層との屈折率差は０．１５に調整できた。また反射部の膜厚は実施例１と同様に４．３μｍ、透過部の膜厚は２．０μｍに調整できた。
【０１６２】
実施例１と同様に半透過カラー液晶表示装置として観察したところ、反射モードでは更に視覚依存性が改善されていた。
【０１６３】
【発明の効果】
本発明によれば、反射光用着色層に屈折率増加剤を加えることにより、反射光用着色層の屈折率を調整することができることから、反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層を形成する材料を選択する際、反射光用着色層との屈折率差を考慮して選択する必要がないため、材料の選択の幅を広げることができる。また、反射光用着色層の表面に凹凸を形成しかつ、屈折率増加剤を加えることで隣接する層との屈折率差を０．１以上とし、さらにその平均膜厚を透過光用着色層の膜厚より薄くすることのみで、反射光に対する光散乱効果および反射光と透過光との色調を同様なものとすることが同時に可能となる。したがって、簡便な工程で、コスト的に有利に半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半透過型カラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の半透過型カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の半透過型カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の半透過型カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図５】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認において用いたマスクの例を示した概略図である。
【図６】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図７】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図８】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図９】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図１０】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図１１】実施例の▲１▼凹凸形状による効果の確認におけるヘイズの測定結果である。
【図１２】実施例１においてＲストライプパターンの形成で用いられたマスクの例を示す概略図である。
【図１３】実施例１において光路差調整層の形成で用いられたマスクの例を示す概略図である。
【図１４】実施例２において光路差調整層の形成で用いられたマスクの例を示す概略図である。
【図１５】本発明における凹部において、隣合う凹部間のピッチの例を示した概略図である
【符号の説明】
１ … 透明基材
２ａ … 透過光用着色層
２ｂ … 反射光用着色層
２ … 着色層
３ … 凹部
４ … 光路差調整層
６ … 光路差調整層凹部
７ … 光路差調整層用平坦化層
Claims (15)
- 透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が前記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、
前記反射光用着色層と、前記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、前記反射光用着色層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 前記反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることを特徴とする請求項１に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 前記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層が、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が前記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、
前記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、
前記反射光用着色層と、前記光路差調整層との屈折率差が０．１以上となるように、前記光路差調整層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 前記反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることを特徴とする請求項４に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 前記光路差調整層は、その液晶層側表面に凹凸が形成されており、前記光路差調整層と、前記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 前記光路差調整層表面の凹凸が、光路差調整層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることを特徴とする請求項６に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、その液晶層側表面に凹凸が形成され、かつ平均膜厚が前記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように形成され、
前記反射光用着色層の凹凸が形成されている側の表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、前記光路差調整層の液晶層側表面にも凹凸が形成されており、
前記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面には、光路差調整層表面を平坦にするため光路差調整層用平坦化層が形成されており、
前記光路差調整層および前記光路差調整層用平坦化層の屈折率差が０．１以上となるように、前記光路差調整層用平坦化層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 前記光路差調整層および前記反射光用着色層の屈折率差が０．１以上となるように、前記反射光用着色層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする請求項８に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 前記反射光用着色層表面の凹凸が、透過光用着色層と同じ膜厚で形成された反射光用着色層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 前記光路差調整層表面の凹凸が、光路差調整層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることを特徴とする請求項８から請求項１０までのいずれかの請求項に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、その平均膜厚が前記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成され、
前記反射光用着色層の液晶層側表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、
前記光路差調整層の液晶層側表面には凹凸が形成されており、
前記光路差調整層と、前記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面に接触する層との屈折率差が０．１以上となるように、前記光路差調整層には、屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、その平均膜厚が前記透過光用着色層の膜厚より薄くなるように少なくとも一つの除去部が形成され、
前記反射光用着色層の液晶層側表面には、反射光領域と透過光領域との光路差を調整するための光路差調整層が形成され、
前記光路差調整層の液晶層側表面には凹凸が形成されており、
前記光路差調整層の凹凸が形成されている側の表面には、光路差調整層表面に平坦性を得るために光路差調整層用平坦化層が形成されており、
前記光路差調整層と、前記光路差調整層用平坦化層との屈折率差が０．１以上となるように、前記光路差調整層用平坦化層に屈折率を高める屈折率増加剤が含有されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 前記光路差調整層表面の凹凸が、光路差調整層表面に曲面で構成される複数の凹部を形成してなるものであることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 請求項１から請求項１４までのいずれかの請求項に記載の半透過型カラー液晶表示置用カラーフィルタを有することを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置。
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