KR20050016508A - 액정 표시 장치용 칼라 필터 및 반투과형 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투과 표시에서의 색재현성이 높고, 반사 표시에서의 특성 (색재현성, 밝기)에 우수한 저비용인 반투과형 액정 표시 장치를 얻는다. 또한 반사 표시와 투과 표시에서의 색도차가 적고, 밝은 반투과형 액정 표시 장치용 칼라필터를 얻는다.

액정층을 사이에 끼워 상호 대향하여 배치되는 한쌍의 기판과 주변 광을 광원으로서 활용하는 반사 수단과, 백 라이트 광원을 구비하여 이루어지는 반투과형 액정 표시 장치에 있어서, 투과용 영역과 반사용 영역을 칼라 필터의 1 화소 내에 설치하여 이 1 화소 내에서 착색층이 동일한 재료로 이루어지는 칼라 필터 및 3 파장형의 LED 백 라이트 광원을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시 장치이다.

Description

액정 표시 장치용 칼라 필터 및 반투과형 액정 표시 장치 {Color Filter Liquid Crystal Display and Semitransmission Liquid Crystal Display}

본 발명은 액정 표시 장치용 칼라 필터 및 그것을 사용한 반투과형 액정 표시 장치에 관한 것이다.

현재, 액정 표시 장치는 경량, 박형, 저소비 전력 등의 특성을 활용하여 노트북, 휴대 정보 단말, 데스크탑 모니터, 디지탈 카메라 등 여러가지 용도로 사용되고 있다. 백 라이트를 사용한 액정 표시 장치에 있어서는 저소비 전력화를 진행시키기 위해서 백 라이트 광의 이용 효율을 높이는 것이 요구되고 있다. 그 때문에 칼라 필터에는 투과율의 향상이 요구되고 있다. 칼라 필터의 투과율은 해마다 향상되고 있지만, 투과율 향상에 의한 소비 전력의 대폭적인 저하는 바랄 수 없게 되고 있다.

최근에는 전력 소비량이 큰 백 라이트 광원을 필요로 하지 않는 반사형 액정 표시 장치의 개발이 진행되고 있고, 투과형 액정 표시 장치에 비하여 약 1/7이라는 대폭적인 소비 전력의 저감이 가능하다고 발표되고 있다 (일경 마이크로 디바이스 별책 플랫 패널ㆍ디스플레이 1998, P. 126).

반사형 액정 표시 장치는 소비 전력의 저감 외에 옥외에서의 시인성이 우수하다는 이점도 있다. 그러나, 충분한 환경 광 강도가 확보되지 않는 장소에서는 표시가 어두워져 시인성이 극단적으로 나빠진다는 문제점이 있다. 환경 광 강도가 낮은 장소에서도 표시가 시인되도록 하기 위해 광원을 구비한 2개의 방식이 고안되고 있다. 하나는 (1) 광원으로서 백 라이트를 설치하고, 또한 1 화소 내의 반사막의 일부에 절결을 넣어 일부ㄴㄴ 투과형 표시 방식, 일부는 반사형 표시 방식으로 한 액정 표시 장치, 소위 반투과형 액정 표시 장치 (문헌으로서는 예를 들면 파인 프로세스 테크놀로지 저팬' 99, 전문 기술 세미나 텍스트 A5), 또 하나는 (2) 프론트 라이트를 설치한 액정 표시 장치이다.

휴대 단말에 사용되는 백 라이트 광원, 프론트 라이트 광원으로서는 3 파장형의 형광관 및 백색 LED가 있다. 3 파장형의 형광관은 소비 전력의 관점에서는 유리하고 또한 투과색의 색재현성을 향상시킨다는 것이 알려져 있고, 모빌 PC, PDA 등 비교적 큰 휴대 단말에 사용되고 있다. 한편, 백색 LED는 소형화, 박형화에 유리하고 휴대 전화 등의 소형 휴대 단말에 사용되고 있다.

백색 LED는 스펙트럼의 형상에 의해 2 파장형과 3 파장형으로 나누어진다. 2 파장형의 백색 LED는 청색 LED와 형광체의 조합으로 백색을 얻고 있다 (도 5). 한편, 3 파장형의 백색 LED는 자외광 LED와 적녹청 형광체와의 조합 (도 1), 또는 적녹청 3색의 LED의 조합 (도 2)으로 백색을 얻고 있다. 지금까지는 백색 LED 광원으로서 2 파장형의 백색 LED가 거의 유일한 선택지로서 사용되어 왔다 (일경 일렉트로닉스, 2002 년 2-25 호).

백 라이트를 설치한 반투과형 액정 표시 장치로서는 백 라이트 광을 이용하는 투과 표시와 환경 광을 이용하는 반사 표시가 1 화소 내에 공존하기 때문에 환경 광 강도에 상관없이 시인성이 좋은 표시를 행할 수가 있다. 그러나, 도 6에 나타낸 바와 같은 종래의 구성의 칼라 필터, 즉 반사용 영역과 투과용 영역이 특별하게는 설치되어 있지 않는, 1 화소 내에서의 착색이 균일한 칼라 필터를 사용한 경우에는 선명한 투과 표시를 얻고자 하면 문제점이 있었다. 구체적으로는 투과색의 색 선명함 (색 순도)를 향상시키면 반사색도 이에 따라 또한 색 순도가 높아지게 되어 색 순도와 트레이드오프의 관계에 있는 밝기가 극단적으로 저하된다. 그 때문에 충분한 시인성이 얻어지지 않는 것이다. 이 문제점은 투과 표시를 행할 때에는 백 라이트 광이 칼라 필터를 1 회 투과하는데 비하여 반사 표시에서는 환경광이 입사 시와 반사 시의 2 회 칼라 필터를 투과하는 것에 기인한다. 또한, 투과 표시에서는 광원이 백 라이트 광인 반면, 반사 표시에서는 광원이 자연광이기 때문에 투과 표시와 반사 표시는 색 순도 뿐만 아니라 색조도 달라진다. 이것은 자연광은 도 13에 나타낸 바와 같은 D65 광원에 의해 대표되는 연속적인 스펙트럼을 갖는데 비하여, 백 라이트 광원은 도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 특정 특성의 파장에 스펙트럼의 피크를 갖는 것에 기인한다.

상기한 문제점을 해소하는 방법의 하나로서 반사용 영역에 투명 수지층을 형성하고, 반사용 영역의 착색층 막두께를 얇게 함으로써 반사 표시에서의 밝기를 향상시키는 방법, 소위 막두께 조정 방식이 일본 특허 공개 2001-33778호 공보에 기재되어 있다. 도 7은 종래 알려져 있는 구성의 반투과형 액정 표시 장치용 칼라 필터의 단면도를 모식적으로 나타낸 것이다. 반사용 영역 (6)에는 투명 수지층 3이 형성되고, 반사용 영역 (6)의 착색층 (5)의 막두께는 투과용 영역 (7)의 착색층 (5)의 막두께와 비교하여 얇게 되어 있다. 반사용 영역의 착색층의 밝기를 투과용 영역의 착색층의 밝기와 동일한 정도 이상으로 하기 위해서는 투과용 영역의 착색층 막두께에 대한 반사용 영역의 착색층 막두께를 1/2 이하로 할 필요가 있다. 한편, 반사용 영역의 착색층의 박막화의 정도가 커지면 막두께의 변동, 즉 표시색의 변동이 커져 제품 수율의 저하 등 가공 상에서의 문제가 생긴다. 반사 표시에서의 밝기의 향상과 가공성을 감안하면 투과용 영역의 착색층 막두께에 대한 반사용 영역의 착색층 막두께를 1/2 내지 2/5 정도로 할 필요가 있다. 이 방식에 있어서는 투과 표시에서의 색재현성을 높게 할 경우에는 상술한 박막화의 정도에서는 반사 표시에서의 충분한 밝기를 얻을 수 없고, 색이 선명한 투과 표시와 밝은 반사 표시가 양립할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 막두께를 바꾼 것만으로는 투과 표시와 반사 표시에서의 색조가 다르다는 문제는 해소할 수 없다.

도 8에 나타낸 바와 같은 투과용 영역 및(또는) 반사용 영역을 분할 도포한 칼라 필터를 사용한 경우, 색 순도, 밝기를 자유롭게 바꿀 수 있기 때문에 목적하였던 투과 표시색, 밝기와 반사 표시색, 밝기를 달성할 수가 있다. 이 방법 (6 색 도포 방식)으로서는 반사용 영역과 투과용 영역의 색층이 각각 독립되어 있기 때문에 투과 표시에서의 색재현성을 높인 경우에도 충분한 밝기의 반사 표시를 얻을 수가 있다. 그러나, 현재 주류인 포토 리소법에서는 한가지 색의 화소를 형성하는데 두번 이상 색재료를 도포하여 포토 리소 가공하게 되고, 적색, 녹색, 청색의 3 색의 화소를 형성하기 위해서는 각 색 2 회, 즉 계 6 회의 포토 리소 가공이 필요하여 제조 비용이 증대되어 버린다는 문제점이 있었다. 또한, 투과용 영역 (또는 반사용 영역)에 색재료를 도포하고, 다음으로 반사용 영역 (또는 투과용 영역)에 색재료를 도포할 경우, 투과용 영역과 반사용 영역의 경계 부분에 빈틈이 생기지 않도록 도포하는 것 또는 색재료가 중첩되지 않도록 도포하는 것은 생산상 곤란하고, 제품의 수율 저하, 나아가서는 칼라 필터의 제조 비용의 증가를 초래할 우려가 있다. 반사용 영역과 투과용 영역의 경계 부분에 빈틈이 생겨 버리면 그 부분에서 광이 누설되고, 액정 표시 장치의 화질이 저하된다. 반대로, 색재료가 중첩되어 버리면 경계 부분만 색이 짙어지고, 화면 상의 얼룩으로서 인식되어 버릴 우려가 있다. 또한 액정 표시 장치에 있어서의 셀 갭의 불량을 초래하여 버린다. 즉, 액정 표시 장치의 수율 저하, 나아가서는 액정 표시 장치 제조 비용의 증가를 초래할 우려가 있다.

투과 표시와 반사 표시로 색재현성이 높은 표시를 가능하게 하는 방법으로서, 반사용 영역에 개구 영역을 형성하여, 반사 표시에서의 밝기를 향상시키는 방법, 소위 면적 조정 방식이 일본 특허 공개 2000-111902호 공보에 기재되어 있다. 도 9는 종래 알려져 있는 이 구성의 반투과형 액정 표시 장치용 칼라 필터의 단면도를 모식적으로 표시한 것이다. 이 경우에는 포토 리소 공정은 3 회로 끝나고, 저비용의 칼라 필터를 제조할 수 있다. 그러나, 상술한 투과용 영역 및(또는) 반사용 영역을 분할 도포하는 방법에 비하여 반사 표시에서의 색 순도-반사율 특성이 저하되어 버려 색의 선명함과 충분한 밝기를 양립시킬 수 없다는 문제점이 있었다. 특히 투과 표시 및 반사 표시에서의 색재현성을 높게 한 경우에는 반사 표시에서의 밝기가 어두워져 액정 표시 장치로서의 성능이 불충분한 것이 되어 버렷다.

종래, 휴대 단말용 등의 반투과형 액정 표시 장치에 있어서는, 2 파장형의 LED 광원, 또는 3 파장형의 형광관이 사용되어 왔지만, 종래 알려져 있던 반투과형 액정 표시 장치용의 저비용 유형 칼라 필터와의 조합으로서는 투과 표시에서의 높은 색재현성과 반사 표시에서의 충분한 밝기의 양립이 만족할 수준까지는 달성할 수 없다는 문제점이 있었다.

도 1은 본 발명에서 사용되는 3 파장형 광원의 스펙트럼 예 (자외 LED+적녹청 형광체).

도 2는 본 발명에서 사용되는 3 파장형 광원의 스펙트럼 예 (적녹청 LED의 조합).

도 3은 3 파장형 냉음극 형광 램프의 스펙트럼 예.

도 4는 3 파장형 유기 전계 발광 광원의 스펙트럼 예.

도 5는 2 파장형 LED 광원의 스펙트럼 예.

도 6은 반투과형 액정 표시 장치에 사용되는 칼라 필터의 구성도.

도 7은 반투과형 액정 표시 장치에 사용되는 칼라 필터의 구성도.

도 8은 반투과형 액정 표시 장치에 사용되는 칼라 필터의 구성도.

도 9는 반투과형 액정 표시 장치에 사용되는 칼라 필터의 구성도.

도 10은 실시예 1, 5 (3 파장 LED와의 조합)의 투과용 영역 스펙트럼과 비교예 1 (2 파장 LED와의 조합)의 투과용 영역 스펙트럼.

도 11은 실시예 1 (면적 조정 방식의 칼라 필터와 3 파장 LED와의 조합)의 반사용 영역 스펙트럼.

도 12는 실시예 5 (막두께 조정형 칼라 필터와 3 파장 LED와의 조합)의 반사용 영역 스펙트럼.

도 13은 C 광원, D 65 광원의 스펙트럼.

도 14는 실시예 11의 칼라 필터의 구성도.

도 15는 실시예 12의 칼라 필터의 구성도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

부호 1은 투명 기판,

부호 2는 블랙 매트릭스,

부호 3은 투명 수지층,

부호 4는 비감광성 칼라 페이스트로 이루어지는 착색층,

부호 5는 감광성 칼라 레지스트로 이루어지는 착색층,

부호 6은 반사용 영역, 부호 7은 투과용 영역,

부호 8B는 청색 화소 영역,

부호 8G는 녹색 화소 영역,

부호 8R은 적색 화소 영역,

부호 9는 개구 영역,

부호 10은 오버 코트층이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는 적어도 전압의 인가에 의한 조광 기능을 갖는 액정층과, 이 액정층을 사이에 끼워 서로 대향하여 배치되는 한쌍의 기판과, 주변광을 광원으로서 활용하는 반사 수단과, 백 라이트 광원을 구비하여 이루어지는 반투과형 액정 표시 장치에 있어서,

관측자와 반대측의 기판의 액정과 접하는 측의 면에 부분적으로 형성된 반사판을 가지고, 이 기판의 배면측에 배치되는 백 라이트 광원으로부터의 광을 투과하는 투과용 영역과 외광을 반사하는 반사용 영역을 칼라 필터의 1 화소에 상당하는 영역에 설치하여 1 화소 내에서 착색층이 동일하고, 투과용 영역과 반사용 영역의 착색 특성이 다른 칼라 필터 및 3 파장형의 LED 백 라이트 광원을 구비하여 이루어지는 것이 중요하다.

반사 수단과 백 라이트 광원을 함께 구비함으로써 백 라이트 광원보다도 주변 광의 강도가 강한 옥외 환경이나 비교적 어두운 옥내 환경에서도 양호한 표시를 얻을 수 있다. 또한, 반사 수단을 관측자와 반대측의 기판의 액정과 접하는 면에 배치함으로써 시차에 의한 화상의 흐려짐, 혼색 등이 없는 선명한 화상을 얻을 수 있게 된다. 또한, 투과용 영역과 반사용 영역의 착색 특성이 다른 칼라 필터, 3 파장형의 LED 백 라이트 광원을 사용함으로써 색이 선명한 투과 표시와 밝은 반사 표시를 양립시킨 매우 시인성이 우수한 반투과형 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

본 발명의 반투과형 액정 표시 장치에 있어서 반사 수단이 형성되는 기판은 칼라 필터측 기판, 칼라 필터에 대향하는 기판의 어느 쪽일 수도 있다. 칼라 필터측에 반사막이 형성되어 있는 경우는 색재료가 형성되어 있는 화소 영역 내, 반사막이 형성되어 있는 영역이 반사용 영역이 되고, 화소 영역 중에서 반사막이 형성되어 있지 않은 영역이 투과용 영역이 된다. 반사막이 칼라 필터에 대향하는 기판 상에 형성되어 있는 경우는 이 대향 기판의 반사막 형성 영역에 대응하는 칼라 필터 화소 영역이 반사용 영역이 되고, 이 기판의 반사막이 형성되어 있지 않은 영역에 대응하는 칼라 필터 화소 영역이 투과용 영역이 된다.

본 발명의 반투과형 액정 표시 장치에 사용하는 칼라 필터는 투과용 영역과 반사용 영역의 착색 특성이 다른 것이 중요하다. 액정 표시 장치를 저비용으로 제조하려는 관점에서는 투과용 영역과 반사용 영역이 동일한 착색층으로 이루어지고, 반사용 영역에는 개구 영역을 갖는 적어도 1색의 화소를 포함하는 칼라 필터, 소위 면적 조정 방식의 칼라 필터를 이용할 수도 있고, 반사용 영역에 있어서 기판과 착색층의 사이에 투명 수지층을 가지고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층 막두께가 다른 적어도 1색의 화소를 포함하는 칼라 필터, 소위 막두께 조정 방식의 칼라 필터를 이용할 수도 있고, 1 화소 중에 면적 조정 방식과 막두께 조정 방식을 조합한 칼라 필터를 사용할 수도 있다. 또한, 1 화소 중의 투과용 영역에 대해서는 복수의 착색층을 적층한 칼라 필터를 사용할 수도 있다. 복수의 착색층으로서는 다른 착색층을 이용할 수도 있고, 동일한 착색층을 이용할 수도 있다.

여기서 말하는 동일한 착색층이란 안료 조성, 안료와 수지의 중량비가 동일한 것을 말하고, 다른 착색층이란 안료 조성, 안료와 수지의 중량비 중 어느 하나가 다른 것을 말한다.

본 발명에서 사용되는 칼라 필터에 있어서는, 상기 칼라 필터 구성이 모든 화소에 대하여 단일할 필요는 없고, 각각의 구성을 각색 화소마다 조합할 수도 있다.

본 발명에서 사용하는 칼라 필터에 있어서는, 적어도 1색의 화소에 대해서 투과용 영역과 반사용 영역이 동일한 착색층, 동일한 막두께로 이루어지고, 반사용 영역에는 개구 영역을 가질 수도 있다. 반사용 영역에 개구 영역을 갖는 것으로 반사 표시에서의 밝기를 향상시킬 수 있고, 또한 제조 비용을 저감할 수 있다. 개구 영역을 형성시키는 색에 대해서는 특별히 한정은 없고 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 어떤 것일 수도 있다. 그러나 사용하는 백 라이트 광원과 환경 광의 특성차를 감안하고 목표로 하는 착색, 밝기를 달성할 수 있도록 개구 영역을 형성시키는 색, 반사용 영역에 대한 개구 영역의 비율 (이하 「개구 영역률」이라 한다)을 정하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 개구 영역이란 구체적으로는 가시 영역에서의 평균 투과율이 80 ％ 이상인 영역이다.

개구 영역을 포함하는 색 화소가 복수 있는 경우에는 개구 영역률이 녹색> 적색 ∼ 청색의 순으로 큰 것이 바람직하다. 청색 화소와 적색 화소의 개구 영역률은 거의 동등하다. 구체적으로는 녹색 화소에 대해서 말하면 개구 영역률이 10 ％ 이상 50 ％ 이하, 적색 화소에 대해서 말하면 5 ％ 이상 30 ％ 이하, 청색 화소에 대해서 말하면 30 ％ 이하인 것이 바람직하다. 또한 녹색 화소에 대해서 말하면 개구 영역률이 10 ％ 이상 40 ％ 이하, 적색 화소에 대해서 말하면 6 ％ 이상 25 ％ 이하, 청색 화소에 대해서 말하면 4 ％ 이상 25 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위에서 개구 영역률이 좁은 방향으로 빠지면 반사 표시 시에 밝은 표시를 얻을 수 없고, 또한 개구 영역률이 넓은 방향으로 빠지면 반사 표시 시에 색이 선명한 표시를 얻을 수 없다.

개구 영역의 형성에 따라 표면의 평탄성이 손상되고, 액정 배향을 어지럽힐 가능성이 있는 경우에는 색재료의 위에 평탄화층으로서 오버 코트층을 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 에폭시 수지막, 아크릴에폭시 수지막, 아크릴 수지막, 실록산폴리머계의 막, 폴리이미드막, 규소 함유 폴리이미드막, 폴리이미드실록산막 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 칼라 필터에 있어서는, 적어도 1색의 화소에 대해서 기판 상의 반사용 영역에 투명 수지층을 형성할 수도 있다.

반사용 영역에 투명 수지층을 형성하면 반사용 영역은 투명 수지층의 막두께 만큼 볼록이 되고, 투과용 영역은 반사용 영역에 비하여 낮아진다. 즉, 부분적으로 볼록이 있는 기판이 된다. 볼록이 있는 기판 상에 비감광성 칼라 페이스트 및(또는) 감광성 칼라 레지스트를 도포하면 착색 도액의 평탄화 (레벨링)에 의해서 볼록이 형성되어 있는 반사용 영역의 막두께에 비하여 투과용 영역의 착색층의 막두께는 두꺼워진다. 이와 같이 착색 도액의 평탄화에 의해 반사용 영역의 착색과 투과용 영역의 착색을 변화시킬 수 있고, 반사 표시에서의 밝기를 향상시킬 수 있다.

본 발명에서 사용하는 투명 수지층이란 구체적으로는 가시광 영역의 평균 투과율이 80 ％ 이상인 수지층이다. 반사용 영역에 형성되는 투명 수지층의 막두께는 광원의 차이를 감안한 후에 반사용 영역과 투과용 영역의 색 순도, 밝기, 색조가 원하는 특성이 되도록 선택한다. 투명 수지의 막두께가 클수록 평탄화에 의해 반사용 영역과 투과용 영역에 형성되는 착색층의 막두께 차가 커지고, 반사용 영역의 밝기를 향상시키는 효과가 크다. 투명 수지층의 막두께가 지나치게 크면 (1) 칼라 필터 표면의 단차가 커지고, 액정 배향에 악영향을 미치게 되어 표시 품위가 악화되고, (2) 반사용 영역의 착색층 막두께를 제어하기가 곤란하게 되어 착색의 불균일이 커지기 때문에 투명 수지층의 막두께는 5 ㎛ 이하가 바람직하다.

투명 수지층을 형성시키는 색에 대해서는 특별히 한정은 없고 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 어떤 것일 수도 있지만 사용하는 백 라이트 광원과 환경 광의 특성차를 감안하여 목표하는 착색, 밝기를 달성할 수 있도록 정하는 것이 바람직하다. 녹색 화소에 투명 수지층을 형성하고, 반사 영역에서의 색 특성을 향상시키는 경우에는 반사 표시에서의 밝기를 향상할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 청색 화소에 투명 수지층을 형성하고, 반사 영역에서의 색 특성을 향상시킨 경우에는 반사 표시에서의 화이트 밸런스를 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 칼라 필터는 상기 2개의 방법을 1 화소 내에서 조합한, 반사용 영역에 있어서 기판과 착색층의 사이에 투명 수지층을 가지고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층 막두께가 다르고, 또한 반사용 영역의 착색층에는 개구 영역을 갖는 적어도 1색의 화소를 포함할 수도 있다.

또한, 적어도 1색의 화소의 투과용 영역에 대해서는 복수의 착색층을 적층할 수도 있다. 이러한 구성으로 함으로써 투과 표시와 반사 표시에서의 색도 차를 저감할 수가 있다. 또한, 모든 화소에 대해서 개구 영역을 포함하는 칼라 필터에 비하여 투과율의 향상을 도모할 수 있다. 착색층을 적층시키는 색에 대해서는 특별히 한정은 없고 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 어느 쪽일 수도 있지만 사용하는 백 라이트 광원과 환경 광의 특성 차를 가미하여 반사 표시와 투과 표시에서의 색도 차를 작게 하도록 착색층을 적층시키는 색을 정하는 것이 바람직하다. 또한, 투과용 영역으로 적층시키는 착색층의 면적에 대해서도 반사 표시와 투과 표시에서의 색도 차를 작게 하도록 정하는 것이 바람직하다. 투과용 영역에 색재료를 중첩하는 경우에는 경계 부분에 빈틈이나 색의 중첩이 생기지 않는 방법이 바람직하다. 구체적으로는 최초에 투과용 영역에만 색재료를 도포하고 다음에 투과용 영역과 반사용 영역에 동일한 색재료를 도포하는 방법, 또는 최초에 투과 반사용과 반사용에 동일한 색재료를 도포한 후, 투과용 영역에만 또한 색재료를 도포하는 방법이 바람직하다.

투과용 영역의 색도 (x0, yO)와 반사용 영역의 색도 (x, y)의 색도차 δ에 대해서는 δ=(x-xO)²+(y-yO)²≥1×1O^-3인 화소를 포함하지 않는 것이 바람직하고, δ=(x-xO)²+(y-yO)²≥5×1O^-4인 화소를 포함하지 않는 것이 보다 바람직하다.

여기서 말하는 투과 영역 색도란 상술한 칼라 필터 투과 영역을 현미분광 광도계 등으로 측정하였을 때에 얻어지는 분광 스펙트럼으로부터 구할 수 있는 것이다. 투과용 영역이 복수의 색재료의 적층에 의해 평면적으로 복수의 영역에 분할되어 있는 경우는 각각의 영역의 분광 스펙트럼을 측정하고 면적에 대해서의 가중 평균을 취함으로써 구한다. 반사 영역 색도란 이 영역 중의 착색 영역의 분광 스펙트럼, 투명 영역의 분광 스펙트럼을 각각 각 파장에서 제곱하고 착색 영역과 투명 영역과의 면적에 대해서의 가중 평균을 취함으로써 구할 수 있는 것이다.

색도의 계산에는 광원의 차이를 고려하기 때문에 투과용 영역은 C 광원, 2 파장형 광원, 3 파장형 광원 중 어느 하나로 하고, 반사용 영역은 D 65 광원으로 하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 2 파장형의 LED 광원의 예로서는 청색 LED와 황색 형광체 또는 황녹색 형광체를 조합하여 백색 광을 발하는 LED 광원을 들 수 있다. 또한, 3 파장형 광원의 예로서는 3 파장 형광관, 자외 LED와 적색, 청색, 녹색 형광체를 조합한 백색 LED 광원, 적색, 청색, 녹색 각 색의 LED를 조합한 백색 LED 광원, 유기 전계 발광 광원 등을 들 수 있다.

본 발명의 투명 수지층은 감광성 레지스트를 사용하여 형성할 수가 있다. 감광성 수지 재료로서는 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지 등의 재료를 사용할 수 있고, 아크릴계 수지가 바람직하게 사용된다. 감광성 아크릴레지스트로서는 적어도 아크릴계 중합체, 아크릴계 다관능 단량체 또는 올리고머, 광 중합 개시제를 함유시킨 구성을 갖는 것이 일반적이다. 또한, 에폭시 단량체를 가한 소위 아크릴에폭시레지스트도 좋다. 투명 수지층을 감광성 레지스트로 형성한 경우는 포토 리소 가공의 노광 공정에서 노광 마스크와 투명 수지층을 형성하는 기판의 거리를 변화시킴으로써 투명 수지층의 표면의 라운딩이나 평탄성을 제어할 수 있다.

본 발명의 투명 수지층은 비감광성 페이스트를 사용하여도 형성할 수가 있다. 비감광성 수지 재료로서는 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지 등의 재료를 사용할 수 있고, 그 중에서도 폴리이미드계 수지가 바람직하게 사용된다. 투명 수지층을 비감광성 페이스트로 형성한 경우에는 투명 수지층의 상부 표면이 평탄한 구조로 하는 것이 가능하고, 또한 보다 작은 면적의 투명 수지층을 형성하는 것이 가능하다.

반사용 영역에 형성되는 투명 수지층은 광 산란을 위한 입자를 포함할 수도 있다. 투명 수지층에 광 확산의 입자를 포함함으로써 정반사 성분에 의한 표시의 변동을 억제하고, 양호한 반사 표시를 얻을 수 있다. 또한, 투과용 영역에는 투명 수지층은 존재하지 않기 때문에 광의 산란이 없고, 효율적으로 백 라이트광을 사용할 수가 있다. 광 산란을 위한 입자로서는 실리카, 알루미나, 티타니아 등의 무기 산화물 입자, 금속 입자, 아크릴, 스티렌, 실리콘, 불소 함유 중합체 등의 수지 입자 등의 재료를 사용할 수가 있다. 광 산란 입자의 입경으로서는 0.1 내지 10 ㎛의 범위에서 사용할 수 있다. 광 확산 입자의 지름이 투명 수지층의 두께 이하인 경우는 투명 수지층이 평탄하게 되기 때문에 보다 바람직하다.

투명 수지층을 형성하면 표면의 평탄성이 손상되고 투과용 영역과 반사용 영역의 표면 단차가 생기는 경우가 있기 때문에 화소 상에 평탄화층으로서 오버 코트층을 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 에폭시막, 아크릴에폭시막, 아크릴막, 실록산폴리머계의 막, 폴리이미드막, 규소 함유 폴리이미드막, 폴리이미드실록산막 등을 들 수 있다.

칼라 필터의 형성은 유리, 고분자 필름 등의 투명 기판측에 한정되지 않고, 구동 소자측 기판에도 행할 수 있다. 칼라 필터의 패턴 형상에 대해서는 스트라이프형, 아일랜드형 등을 들 수 있지만 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 필요에 따라서 칼라 필터 상에 기둥상의 고정식 스페이서가 배치될 수도 있다.

화소의 형성 방법에 대해서는 포토 리소법, 인쇄법, 전착법 등을 들 수 있지만 특별히 한정되지 않는다. 패턴 형성성 등을 고려하면 포토 리소법으로 행하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 칼라 페이스트 및 칼라 레지스트는 착색 성분과 수지 성분을 포함한다. 수지 성분으로서는 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지 등의 재료가 바람직하게 사용된다.

감광성 칼라 레지스트는 착색 성분과 수지 성분을 포함하고, 수지 성분은 광에 의해서 반응하는 감광 성분을 포함한다. 감광성 칼라 레지스트의 종류에는 광 조사된 수지 부분이 현상액으로 용해되는 포지티브형과, 광 조사된 수지 부분이 현상액으로 용해되지 않는 네가티브형이 있고, 어느 쪽도 사용힐 수 있다. 네가티브형 수지를 사용한 경우, 가시광 영역에서의 감광 성분의 투명성이 높아 바람직하다. 감광성 칼라 레지스트의 수지 성분으로서는 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지 등의 재료가 바람직하게 사용된다.

본 발명의 칼라 필터는 적어도 적색, 녹색, 청색의 3색의 색 화소로부터 구성되고, 사용되는 착색재료는 유기 안료, 무기 안료, 염료를 막론하고 착색제 전반을 사용할 수가 있다. 또한, 자외선 흡수제, 분산제 등의 여러가지의 첨가제를 첨가할 수도 있다. 분산제로서는 계면활성제, 안료의 중간체, 염료의 중간체, 고분자 분산제 등의 광범위한 것이 사용된다. 또한, 도포성이나 레벨링성 향상을 위해 여러가지의 첨가제를 가할 수도 있다.

안료의 구체적인 예로서는 피그먼트 레드 (PR-) 2, 3, 9, 22, 38, 81, 97, 122, 123, 144, 146, 149, 166, 168, 169, 177, 179, 180, 190, 192, 206, 207, 209, 215, 216, 224, 242, 254, 266, 피그먼트 그린 (PG-) 7, 10, 36, 37, 38, 47,피그먼트 블루 (PB-) 15 (15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6), 16, 17, 21, 22, 60, 64, 피그먼트 옐로우 (PY-) 12, 13, 14, 17, 20, 24, 83, 86, 93, 94, 95, 109, 110, 117, 125, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 155, 166, 173, 180, 185, 피그먼트 바이올렛 (PV-) 19, 23, 29, 30, 32, 33, 36, 37, 38, 40, 50,피그먼트 오렌지 (PO-) 5, 13, 17, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71 등을 들 수 있다. 이러한 안료는 1 종류만으로 사용할 수도 있고, 2 종류 이상으로 조합하여 사용할 수도 있다.

상기 안료는 필요에 따라서, 로진 처리, 산성기 처리, 염기성 처리, 안료 유도체 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있는 것을 사용할 수도 있다.

또한 PR (피그먼트 레드), PY (피그먼트 옐로우), PV (피그먼트 바이올렛), PO (피그먼트 오렌지) 등은 칼라 인덱스 (C. I.; The Society of Dyers and Colourists사 발행)의 기호이고, 정식으로는 머리에 C. I.를 붙이는 것 (예를 들면 C. I. PR 254 등)이다. 이것은 염료나 염색의 표준을 규정한 것이고, 각각의 기호는 특정한 표준이 되는 염료와 그 색을 지정하는 것도 있다. 또한 이하의 본 발명의 설명에 있어서는, 원칙으로서, 상기 C. I.의 표기는 생략 (예를 들면 C. I. PR 254이면 PR 254)한다.

비감광성 칼라 페이스트 또는 감광성 칼라 레지스트를 도포하는 방법으로서는 디프법, 롤코터법, 스핀코팅법, 다이코팅법, 다이코팅과 스핀 코팅 병용법, 와이어 바코팅법 등이 바람직하게 사용된다.

비감광성 페이스트를 사용하여 투명 수지층을 형성하는 방법의 일례를 든다. 투명 기판 상에 비감광성 페이스트를 도포하고, 핫 플레이트, 오븐, 진공 건조 등을 이용하여 가열 건조(반경화)한다. 반경화막 상에 포지티브형 포토레지스트를 도포하고, 가열 건조(프리 베이킹)한다. 프리 베이킹 후에 마스크 노광하고, 알칼리 현상하고, 포토레지스트를 용제로 박리함으로써 투명 수지층을 형성하고 가열 경화시킨다.

감광성 레지스트를 사용하여 투명 수지층을 형성하는 방법의 일례를 든다. 투명 기판 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 핫 플레이트, 오븐, 진공 건조를 이용하여 가열 건조(프리 베이킹)한다. 프리 베이킹 후에 마스크 노광하여 알칼리 현상한 후에 가열 경화함으로써 투명 수지층을 얻는다.

착색 화소를 형성하는 방법의 일례를 든다. 투명 기판 상, 또는 화소의 반사용 영역에 투명 수지층이 형성된 투명 기판 상에, 예를 들면 비감광성 칼라 페이스트를 도포, 핫 플레이트, 오븐, 진공 건조를 사용 가열 건조(반경화)한다. 이 반경화막 상에 포지티브형 감광성 레지스트를 도포하고, 가열 건조(프리베이킹)한다. 프리 베이킹 후에 마스크 노광, 알칼리 현상하여 가열 경화시킨다.

본 발명에 있어서는 반사용 영역에의 투명 수지층의 형성, 및 착색 도액의 평탄화(레벨링)에 의해 착색층 막두께를 바꾼 예를 기재하고 있지만, 다른 방법에 의해서도 좋다. 예를 들면 감광성 칼라 레지스트로 이루어지는 착색층은 포토 리소 가공에 있어서의 마스크 노광의 노광량에 의해 경화하는 막두께를 바꿀 수 있다. 수지 성분이 아크릴 수지인 경우에 대해서 진술하지만 본 발명의 감광성 칼라 레지스트는 이에 한정되지 않는다. 감광성 칼라 레지스트를 포토 리소 가공하는 경우에는 노광량이 충분히 많으면 감광성 칼라 레지스트의 광 가교가 진행되어 노광된 부분은 현상액에 거의 용해되지 않는다. 미노광 부분은 아크릴 수지의 광 가교가 진행되지 않기 때문에 현상액에 용해된다. 한편, 노광량이 감광성 수지의 경화에 충분하지 않은 경우는 아크릴 수지의 광 가교가 충분히 진행되지 않기 때문에 노광된 부분에서도 현상액에 일부의 도막이 용해된다. 따라서 노광량에 의해서 감광성 수지의 막두께를 조정할 수 있다. 노광량을 조절하는 방법으로서는 반투과 포토마스크를 사용하는 방법이나 슬릿 또는 망사점 포토마스크를 사용하는 방법이 있다. 반투과 포토마스크는 포토마스크에 0 보다 크고 100 ％ 미만의 투과율의 반투과 영역을 갖는다. 이 반투과 포토마스크를 사용함으로써 노광량이 많은 부분과 적은 부분에서 막두께를 조정할 수가 있다. 슬릿 포토마스크로서는 포토마스크의 차광 부분에 20 ㎛ 이하의 폭으로 슬릿을 형성하고, 단위 면적당으로 슬릿을 통과한 노광량을 평균화하여 노광량을 조정할 수가 있다. 망사점 포토마스크로서는 포토마스크의 차광 부분에 1개당 면적 400 ㎛² 이하의 원형, 타원형, 사각형, 직사각형, 마름모형, 사다리꼴 등을 1개 이상 형성하여 단위 면적당으로 슬릿을 통과한 노광량을 평균화하여 노광량을 조정할 수가 있다.

본 발명의 반투과형 액정 표시 장치는 적어도 적색, 녹색, 청색의 3색의 화소를 갖는 칼라 필터와 3 파장형의 백 라이트 광원을 조합하여 사용된다.

본 발명에 사용되는 백 라이트 광원으로서는 3 파장형의 광원인 것이 중요하고, 또한 적색, 녹색, 적색에 대응하는 각 피크 이외에 불순 성분이 되는 사이드 피크가 없거나 작고, 스펙트럼 형상이 급경사인 것이 중요하다. 상기 조건을 만족하는 광원이면 냉음극형광관, 열음극형광관, 발광 다이오드(LED), 유기 전계 발광 광원, 무기 전계 발광 광원, 평면 형광 램프, 메탈할로겐 램프 등 광원 전반을 사용할 수 있지만, 3 파장형의 LED 광원을 사용하면 본 발명이 목적으로 하는 바의 투과 표시에서의 높은 색재현성과 반사 표시에서의 우수한 특성 (색재현성, 밝기)를 얻기에 대하여 현저한 효과가 있다는 것을 발견하였다. 3 파장형의 LED 광원에는 RGB 각 색의 발색을 갖는 다이오드를 각각 조합한 백색 광원 및 자외 발광의 다이오드와 RGB 각색에 대응한 형광체를 조합한 백색 광원이 있다. 일례로서는 샤프(주)의 칩 LED 「GMlWA80350A」를 들 수 있고, 자외 발광의 다이오드와 RGB 각 색에 대응한 형광체를 조합한 백색 LED 광원으로서는 도요따 고세이(주)의 백색 LED가 있다(일경 일렉트로닉스, 2002 년 2-25 호).

바람직한 화소의 착색 설계는 광원의 차이를 고려해서 투과용 영역은 백라이트 광원, 반사용 영역은 태양광 (자연광)에 가까운 D 65 광원으로 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 반투과형 액정 표시 장치는 구동 방법, 표시 방식에도 한정되지 않고, 액티브 매트릭스 방식, 패시브 매트릭스 방식, TN 모드, STN 모드, ECB 모드, OCB 모드 등 여러가지의 액정 표시 장치에 적용된다. 또한 액정 표시 장치의 구성, 예를 들면 편광판의 수, 산란체의 위치 등에도 한정되지 않고 사용할 수가 있다.

본 발명에서 사용하는 칼라 필터의 제조 방법의 일례를 진술한다.

적어도 폴리이미드 전구체, 착색제, 용제로 이루어지는 칼라 페이스트를 투명 기판 상에 도포한 후, 풍건, 가열 건조, 진공 건조 등에 의해 폴리이미드 전구체 착색 피막을 형성한다. 가열 건조의 경우, 오븐, 핫 플레이트 등을 사용하여 50 내지 180 ℃의 범위에서 1 분 내지 3 시간 행하는 것이 바람직하다. 다음으로 이렇게 하여 얻어진 폴리이미드 전구체 착색 피막에 통상의 습식 에칭에 의해 패턴을 형성한다. 우선, 폴리이미드 전구체 착색 피막 상에 포지티브형 포토레지스트를 도포하고, 포토레지스트 피막을 형성한다. 계속해서 이 포토레지스트 피막 상에 각 색 화소 패턴을 포함하는 마스크, 또는 필요에 따라서 개구 영역을 형성하기 위한 패턴을 포함하는 마스크를 두고, 노광 장치를 이용하여 자외선을 조사한다. 노광 후, 포지티브형 포토레지스트용 알칼리 현상액에 의해 포토레지스트 피막과 폴리이미드 전구체 착색 피막의 엣칭을 동시에 행한다. 에칭 후, 불필요하여 진 포토레지스트 피막을 박리한다.

폴리이미드 전구체 착색 피막은 그 후 가열처리함으로써 폴리이미드 착색 피막으로 변환된다. 가열처리는 통상적으로 공기 중 질소 분위기 중 또는 진공 중 등에서 150 내지 350 ℃, 바람직하게는 180 내지 250 ℃의 온도에서 0.5 내지 5 시간, 연속적 또는 단계적으로 행한다.

반사 영역에 투명 수지층을 포함하는 칼라 필터 기판을 제조하는 경우에는 투명 기판 상에 폴리아미드산과 용제로 이루어지는 비감광성 페이스트를 전체 면에 도포하고, 핫 플레이트를 사용하여 60 내지 200 ℃의 범위에서 1 내지 60 분간 가열 건조한다. 다음으로 이와 같이 하여 얻어진 폴리아미드산 피막에 포지티브형 포토레지스트를 도포하고, 핫 플레이트를 사용하여 60 내지 150 ℃의 범위에서 1 내지 30 분 가열 건조시킨다. 노광 장치를 사용하여 자외선을 조사하여 목적하는 패턴을 베이킹하고, 알칼리 현상하여 소망 위치에 소망 패턴으로 투명 수지층을 얻는다. 투명 수지층은 200 내지 30O ℃에서 가열 경화시킨다. 다음으로, 반사용 영역에 투명 수지층이 형성되어 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층 막두께가 다른 화소에 대해서 착색층을 형성한다. 적어도 아크릴계 중합체, 아크릴계 다관능 단량체, 광중합 개시제로 이루어지는 감광성 아크릴 수지, 착색제, 용제로 이루어지는 감광성 칼라 레지스트를 도포한 후, 풍건, 가열 건조, 진공 건조 등에 의해 감광성 아크릴 착색 피막을 형성한다. 가열 건조인 경우, 오븐, 핫 플레이트 등을 사용하여 60 내지 200 ℃의 범위에서 1 분 내지 3 시간 행하는 것이 바람직하다. 계속해서 감광성 아크릴 착색 피막에 포토마스크와 노광 장치를 사용하여 자외선을 패턴형으로 조사한다. 노광 후, 알칼리 현상액에 의해 감광성 아크릴 착색 피막의 에칭을 행한다.

이상의 공정을 적색, 녹색, 청색의 화소 (필요에 따라서 블랙 매트릭스)에 대하여 행하고, 필요에 따라서 평탄화를 위한 오버 코트층, ITO 등의 투명 도전막등을 제막하여 액정 표시 장치용 칼라 필터를 제조할 수 있다.

다음으로, 이 칼라 필터를 이용하여 제조한 반투과형 액정 표시 장치의 일례에 대해서 진술한다. 상기 칼라 필터 상에 투명 보호막을 형성하고, 또한 그 위에 ITO막 등의 투명 전극을 제막한다. 다음으로 이 칼라 필터 기판과, 금속 증착막 등이 패터닝된 반투과 반사막, 반투과 반사막상의 투명 절연막, 또한 그 위에 ITO막 등의 투명 전극이 형성된 반투과 반사 기판을, 또한 기판 상에 설치된 액정 배향을 위한 러빙 처리를 실시한 액정 배향막 및 셀갭 유지를 위한 스페이서를 사이에 끼워넣고 대향시켜 실링한 후 접합한다. 또한 반투과 반사 기판 상에는 반사막, 투명 전극 이외에 광 확산용의 돌기물, 박막 트랜지스터 (TFT) 소자나 박막 다이오드 (TFD) 소자 및 주사선, 신호선 등을 설치하여 TFT 액정 표시 장치나 TFD 액정 표시 장치를 제조할 수가 있다. 다음으로, 실링부에 설치된 주입구로부터 액정을 주입한 후에 주입구를 봉지한다. 이어서, IC 드라이버 등을 실장함으로써 모듈을 완성한다.

다음으로, 본 발명에서 사용하는 백 라이트 광원의 제조 방법의 일례를 설명한다.

LED를 사용한 백 라이트 광원의 경우는 필요한 전압을 인가하도록 배선이 패터닝된 기판 상에 LED 소자를 배치하고, 구동용의 드라이버 IC를 부착하고, 확산판, 도광판, 프리즘 시트, 가이드 로트 등을 적절하게 조합하여 백 라이트 광원을 완성한다.

3 파장형의 형광관인 경우에는 우선 처음에 적색, 녹색, 청색의 각 색에 대응하는 무기물 형광체, 아세트산 부틸 등의 유기 용제, 니트로셀룰로오스 등의 결합제 수지로 이루어지는 형광체 슬러리를, 진공 흡인에 의해 원통형 유리관 내벽에 도포하고, 400 ℃ 내지 650 ℃의 온도로 3 분간 내지 20 분간 열처리함으로써, 형광체의 베이킹 및 가스 배출을 행한다. 다음으로, 유리관 내를 1O^-2 내지 1O^-5 Torr까지 진공 배기하여 아르곤 가스 또는 아르곤 가스와 네온 가스, 크립톤 가스, 크세논 가스 등의 혼합 가스를 봉입한다. 미리, 전극부에 부착된 수은 디스펜서를 고주파로 가열하고, 수은을 관 내에 확산시킨다. 마지막으로 에이징을 수시간 행하여 3 파장 형광관을 완성한다. 얻어진 3 파장 형광관과 확산판, 도광판, 프리즘시트, 가이드로트 등을 적절하게 조합하여 백 라이트 광원을 완성한다.

유기 전계 발광을 사용한 백 라이트 광원인 경우는 우선 처음에 ITO 유리 기판에 포지티브형 포토레지스트를 스핀 코팅하여 원하는 두께가 되도록 도포한다. 이 도포막을 포토마스크를 통해 패턴 노광하고 현상하고 패터닝을 행하여 현상 후에 경화한다. 다음으로 정공 수송층, 발광층을 포함하는 박막층 패턴을 진공 증착법에 의해서 형성하고, 전자 수송층, 알루미늄을 원하는 두께로 증착한다. 기판과 봉지판을 경화성 에폭시 수지를 사용하여 접합시켜 봉지하여 유기 전계 발광 광원을 완성한다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 결점에 감안하여 창안된 것으로, 투과 표시에서의 색재현성이 높고, 반사 표시에서의 특성 (색재현성, 밝기)이 우수한 저비용인 반투과형 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다. 또한, 반투과형 액정 표시 장치용의 반사 표시와 투과 표시에서의 색도 차를 적게 하고, 또한 색 특성, 표시 특성이 우수한 칼라 필터를 염가로 제공하는 것에 있다.

종래 기술에서의 과제는 이하의 요건에 의해서 해결된다.

(1) 액정층을 사이에 끼워 서로 대향하여 배치되는 한쌍의 기판과, 주변광을 광원으로서 활용하는 반사 수단과, 백 라이트 광원을 구비하여 이루어지는 반투과형 액정 표시 장치에 있어서,

투과용 영역과 반사용 영역을 칼라 필터의 1 화소 내에 설치하고, 이 1 화소 내에서 착색층이 동일한 재료로 이루어지는 칼라 필터, 및 3 파장형의 LED 백 라이트 광원을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시 장치.

(2) (1)에 있어서, 투과용 영역과 반사용 영역이, 동일한 막두께의 착색층으로 이루어지고 반사용 영역에는 개구를 갖는 적어도 1 색의 화소를 포함하는 칼라 필터를 사용하고 있는 반투과형 액정 표시 장치.

(3) (1)에 있어서, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께가 다른 적어도 1 색의 화소를 포함하는 칼라 필터를 사용하고 있는 반투과형 액정 표시 장치.

(4) (3)에 있어서, 반사용 영역에는 개구를 갖는 칼라 필터를 사용하고 있는 반투과형 액정 표시 장치.

(5) 투과용 영역과 반사용 영역을 포함하는 칼라 필터로서, 적어도 1색의 화소에 있어서 투과 영역에 2 종류 이상의 착색층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 칼라 필터.

(6) (5)에 있어서, 투과용 영역에 제1 착색층을 형성하고, 제1 착색층 상과 반사용 영역에 제2 착색층을 형성한 액정 표시 장치용 칼라 필터.

(7) (5)에 있어서, 투과용 영역과 반사용 영역에 제1 착색층을 형성하고, 제1 착색층 상의 투과용 영역에 제2 착색층을 형성한 액정 표시 장치용 칼라 필터.

(8) (5)에 있어서, 적어도 1색의 화소에 있어서, 투과용 영역과 반사용 영역이 동일한 색재료로 이루어지고, 반사용 영역은 투명 영역을 포함하는 액정 표시 장치용 칼라 필터.

(9) (5)에 있어서, 녹색 착색층 상에 이 착색층의 안료 조성과는 다른 조성의 녹색 착색층을 적층시킨 액정 표시 장치용 칼라 필터.

(10) (5)에 있어서, 적색 착색층 상에 이 착색층의 안료 조성과는 다른 조성의 적색 착색층을 적층시킨 액정 표시 장치용 칼라 필터.

(11) (10)에 있어서, 적색 착색층 상에 퀴나크리돈 골격을 갖는 안료를 포함하는 착색층을 적층시킨 액정 표시 장치용 칼라 필터.

(12) (5)에 있어서, 청색 착색층 상에 이 착색층의 안료 조성과는 다른 조성의 청색 착색층을 적층시킨 액정 표시 장치용 칼라 필터.

(13) (5)에 있어서, 청색 착색층상과 적색 착색층 상에 동일한 착색층을 적층하고, 또한 청색 착색층 상의 적층 색재료 면적이 적색 착색층 상의 적층 색재료 면적보다도 좁은 액정 표시 장치용 칼라 필터.

(14) (5)에 있어서, 착색층 상에 오버 코트층을 형성한 액정 표시 장치용 칼라 필터.

(15) (5)에 있어서, 투과용 영역의 색도 (x0, y0)와 반사용 영역의 색도 (x, y)의 색도차 δ이 이하의 색을 만족하는 화소를 포함하지 않는 액정 표시 소자용 칼라 필터.

δ=(x-xO)²+(y-yO)²≥ 1×1O^-3

(16) (5)에 기재한 칼라 필터를 사용한 반투과형 액정 표시 장치.

3 파장형의 광원이 투과 표시에서의 색재현성을 향상시키는 것은 알려져 있지만, 본 발명에 있어서 투과 표시에서의 색 특성 뿐만 아니라 환경 광을 사용하는 반사 표시에서의 색 특성도 향상시킬 수 있는 경우가 있다는 것을 발견하였다. 색 특성이 향상될 수 있는 경우는 어떤 특정한 칼라 필터 구조, 구체적으로는 면적 조정 방식, 막두께 조정 방식의 경우이다. 또한 3 파장형의 광원 중에서도 LED 광원을 사용한 경우에 현저히 반사 표시에서의 특성을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.

<측정법>

투과율, 색좌표: 오쓰까 덴시(주) 제조, "MCPD-2000" 현미분광 광도계를 이용하여, 칼라 필터 상에 제막되어 있는 것과 동일한 제막 조건에 의해 제조되는 ITO를 제막한 유리를 기준으로서 측정하였다.

여기서 말하는 투과 영역 색도란 상술한 칼라 필터 투과 영역을 현미분광 광도계 등으로 측정하였을 때 얻어지는 분광 스펙트럼으로부터 구하는 것이다. 투과용 영역이 복수의 색재료의 적층에 의해 평면적으로 복수의 영역에 분할되어 있는 경우는, 각각의 영역의 분광 스펙트럼을 측정하고, 면적에 대해서의 가중 평균을 취함으로써 구할 수 있는 것이다. 반사 영역 색도란 이 영역 중의 착색 영역의 분광 스펙트럼, 투명 영역의 분광 스펙트럼을 각각 각 파장에서 제곱하고 착색 영역과 투명 영역과의 면적에 대해서의 가중 평균을 취함으로써 구할 수 있는 것이다.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.

또한 이하의 실시예, 비교예에서는 특별히 거론하지 않는 경우는 화소 개구부에 대한 반사판의 형성 영역 (반사용 영역)의 비율은 50 ％로 한다. 또한, 투명 수지층을 형성하는 영역은 각 화소의 반사용 영역으로 한다.

<실시예 1>

A. 폴리아미드산 용액의 제조

4,4'-디아미노디페닐에테르 95.1 g 및 비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산 6.2 g을 γ-부티로락톤 525 g, N-메틸-2-피롤리돈 220 g과 함께 넣고, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산이무수물 144.1 g을 첨가하고, 70 ℃에서 3 시간 반응시킨 후, 무수 프탈산 3.0 g을 첨가하고, 또한 70 ℃에서 2 시간 반응시켜 25 중량％의 폴리아미드산 용액 (PAA)을 얻었다.

B. 중합체 분산제의 합성

4,4'-디아미노벤즈아닐리드 161.3 g, 3,3'-디아미노디페닐술폰 176.7 g 및 비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산 18.6 g을 γ-부티로락톤 2667 g, N-메틸-2-피롤리돈 527 g과 함께 넣고, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산이무수물 439.1 g을 첨가하고, 70 ℃에서 3 시간 반응시킨 후, 무수 프탈산 2.2 g을 첨가하고, 또한 70 ℃에서 2 시간 반응시켜 20 중량％의 폴리아미드산 용액인 중합체 분산제 (PD)를 얻었다.

C. 비감광성 칼라 페이스트의 제조

피그먼트 그린 PR 254, 4.5 g과 중합체 분산제 (PD) 22.5 g 및 γ-부티로락톤 42.8 g, 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올 20.2 g을 유리 비드 90 g과 함께 넣고, 균질기를 이용하여 7000 rpm에서 5 시간 분산 후, 유리 비드를 여과하여 제거하였다. 이와 같이 하여 PR 254로 이루어지는 분산액 5 ％ 용액 (RD)를 얻었다.

분산액 (RD) 25.5 g에 폴리아미드산 용액 (PAA) 8.0 g을 γ-부티로락톤 50.0 g으로 희석한 용액을 첨가 혼합하여 적색 칼라 페이스트 (RPI-1)을 얻었다. 동일하게 하여 표 1에 나타내는 비율로 적색 페이스트 (R-1, R-2, R-3, R-4, R-5, R-6), 녹색 페이스트 (GPI-1, G-1, G-2, G-3, G-4, G-5), 청색 페이스트 (BPI-1, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5)를 얻었다.

D. 비감광성 페이스트 (투명 수지층에 사용하는)의 제조

폴리아미드산 용액 (PAA) 16.0 g을 γ-부티로락톤 34.0 g으로 희석하여 비감광성 투명 페이스트 (TP1-1)를 얻었다.

E. 감광성 칼라 레지스트의 제조

피그먼트레드 PR 254 35.2 g을 3-메틸-3-메톡시부탄올 200 g과 동시에 넣고, 균질기를 이용하여 7000 rpm에서 5 시간 분산 후, 유리 비드를 여과하여 분산액을 얻었다. 아크릴 공중합체 용액 (다이셀 가가꾸 고교 가부시끼 가이샤 제조 "사이크로머 P", ACA-250, 43 중량％ 용액) 35.00 g, 다관능 단량체로서 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트 15.00 g, 광중합 개시제로서 "이루가큐어" 3697.50 g에 시클로펜타난 130.00 g을 가한 농도 20 중량％의 감광성수 아크릴 수지 용액 (AC-1)을 얻었다. 적색 분산액 20 g과 감광성수 아크릴 수지 용액 (AC-1) 38.5 g을 가하여 적색 레지스트 (RAC-1)을 얻었다. 동일하게 하여, 표 1에 나타내는 비율로 적색 레지스트 (RAC-2), 녹색 레지스트 (GAC-1, GAC-2), 청색 레지스트 (BAC-1, BAC-2)를 얻었다.

F. 착색 도막의 제조와 평가

블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상에 적색 페이스트 (RPI-1)을 스피너로 유리 기판 상에 도포하였다. 이 도막을 120 ℃에서 20 분 건조하고, 이 위에 포지티브형 포토레지스트(도쿄 오까 가부시끼 가이샤 제조 "OFPR-800")를 도포하고 90 ℃에서 10 분 건조하였다. 캐논 가부시끼 가이샤 제조 자외선 노광기 "PLA-501F"를 이용하여, 크롬제의 포토마스크를 통해 60 mJ/cm² (365 nm의 자외선 강도)노광하였다. 이 때 이용한 포토마스크는 반사용 영역 내에서의 개구 영역의 비율 (개구 영역률)이 11 ％인 것이다. 노광 후, 테트라메틸암모늄 히드록시드의 2.0 ％의 수용액으로 이루어지는 현상액에 침지하여, 포토레지스트의 현상, 폴리이미드전구체의 착색 도막의 에칭을 동시에 행하였다. 에칭 후 불필요해진 포토레지스트층을 아세톤으로 박리하였다. 또한 폴리이미드 전구체의 착색 도막을 240 ℃에서 30 분 열처리하여 폴리이미드로 전환하였다. 열처리 후의 도막두께는 투과용 영역, 반사용 영역 모두 1.2 ㎛이고, 투과 영역에서의 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.567, 0.310)이었다.

다음으로 스피너로 칼라 페이스트 (GPI-1)을 도포하고, 반사 영역에서의 개구 영역률이 27 ％인 포토마스크를 사용한 것 이외에는 적색 화소와 동일하게 포토 리소 가공하여 착색층을 형성하였다. 녹색 착색층의 막두께는 투과용 영역, 반사용 영역 모두 1.2 ㎛이고, 투과용 영역에서의 C 광원을 통과시켰을 때의 마무리 색도 (x, y)는 (0.321, 0.541)였다.

다음으로 스피너로 칼라 페이스트 (BPI-1)을 도포하고, 반사 영역에서의 개구 영역률이 13 ％인 포토마스크를 사용한 것 이외에는 적색 화소와 동일하게 포토 리소 가공하여 착색층을 형성하였다. 청색 착색층의 막두께는 투과용 영역, 반사용 영역 모두 1.2 ㎛이고, 투과용 영역에서의 C 광원을 통하였을 때의 마무리 색도 (x, y)는 (0.138, 0.127)였다. 이렇게 하여 얻어진 화소막 상에 오버 코트층 (JSR사 제조 "옵토머 SS 6500/SS 0500")을 2 ㎛의 두께로 제막하였다. 또한 ITO막을 막두께 0.1 ㎛가 되도록 스퍼터링하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대해서 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다. 얻어진 스펙트럼 (투과용 영역 스펙트럼)을 도 10에, 반사용 영역에 있어서의 착색 영역과 투명 영역 각각의 스펙트럼을 면적에 대해서의 가중 평균을 한 스펙트럼 (면적 조정 방식 칼라 필터에서의 반사용 영역 스펙트럼)을 도 11에 나타내었다.

G. 백 라이트 광원의 제조

니치아 가가꾸(주) 제2 파장형 백색 LED "NSSW 440"을 배선이 패터닝된 기판 상에 배치하고, 구동용의 드라이버 IC를 부착하였다. 반사판, 도광판, 확산판, 프리즘 시트를 조합하여 백 라이트 광원을 제조하였다. 또한, 3 파장형 백색 LED (자외 LED+RGB 형광체), 3 파장 백색 LED (RGB 3 칩 LED)를 사용하여 마찬가지로 백 라이트 광원을 제조하였다.

적색, 녹색, 청색의 형광체로서 각각 Y₂O₃ : Eu, LaPO₄:Tb, Ce, BaMg₂ Al₁₆O₂₇: Eu를 사용하고, 아세트산부틸, 니트로셀룰로오스와 혼합하여 형광체 슬러리를 제조하였다. 직경 2 mm의 원통 유리관 내에 형광체 슬러리를 도포하고 550 ℃, 5 분간열처리하여, 형광체를 베이킹하였다. 유리관 내를 10^-4 Torr까지 진공 배기하고, 아르곤 가스와 크세논 가스의 혼합 가스를 봉입, 수은을 관 내에 확산시켜 3 파장 형광관을 제조하였다. 제조한 3 파장 형광관과 반사판, 도광판, 확산판, 프리즘 시트를 조합하여 백 라이트 광원을 제조하였다.

또한, 유기 전계 발광 광원에 대해서도 이하와 같이 제조하였다. ITO 유리 기판 (지오마테크(주) 제조) 상에 포지티브형 포토레지스트 (도쿄 오까 고교 (주)제조, OFPR-800)를 스핀 코팅법에 의해 두께 3 ㎛가 되도록 도포하였다. 이 도포막에 포토마스크를 통해 패턴 노광하고, 현상하여 포토레지스트의 패터닝을 행하고, 현상 후에 160 ℃에서 경화하였다. 다음으로 발광층을 포함하는 박막층 패턴은 섀도우 마스크를 통한 저항선 가열 방식에 의한 진공 증착법에 의해서 형성하였다. 또한 증착시의 진공도는 2×1O^-4 Pa이고, 증착 중에는 증착원에 대하여 기판을 회전시켰다. 우선, 구리 프탈로시아닌을 15 nm, N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-1,1'-디페닐-4,4'-디아민 (α-NPD) 60 nm을 기판 전체 면에 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로 호스트 재료로서 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Ⅲ) (Alq3), 도우펀트 재료로서 2,3,5,6-1H,4H-테트라히드로-9-(2'-벤조티아졸릴)퀴놀리지노[9,9a,1-gh]쿠마린 (C 545)을 사용하고, 도우펀트가 1.0 중량％가 되도록 공증착하여 녹색 발광층을 패터닝을 하였다. 다음에, 섀도 마스크를 1 피치만큼 옮긴 위치에 맞추고 호스트 재료로서 Alq3, 게스트 재료로서 4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸듈로리딜-9-에닐)-4H-피란 (DCJT)을 사용하고, 도우펀트가 2.0 중량％가 되도록 공증착하여 적색 발광층을 패터닝하였다. 또한 섀도 우 마스크를 1 피치만큼 옮긴 위치에 맞추고 4,4'-비스(2,2'-디페닐비닐)디페닐(DPVBi)을 20 nm 증착하여 청색 발광층을 패터닝하였다.

다음으로 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린을 45 nm 기판 전체 면에 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 그 후, 박막층을 리튬 증기에 노출하여 도핑 (막두께 환산으로 0.5 nm)하였다. 다음으로 대향 전극으로서 알루미늄을 400 nm의 두께로 증착하였다. 대향 전강이 형성된 기판을 증착기로부터 취출하고, 로터리 펌프에 의한 감압 분위기하에서 20 분간 유지한 후, 노점 -10O ℃ 이하의 아르곤 분위기 하로 옮겼다. 이 저습 분위기 하에서 기판과 봉지판을 경화성 에폭시 수지를 사용하여 접합시켜 봉지하였다.

제조한 3 파장형 광원의 스펙트럼 및 2 파장형 LED의 스펙트럼을 도 1 내지 도 5에 나타내었다.

<실시예 2>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 포토 리소 가공용으로 개구 영역률이 각각 14 ％, 43 ％, 18 ％인 포토마스크를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 칼라 필터 기판을 제조하였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4 개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다.

<비교예 1>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 착색층 막두께를 1.8 ㎛가 되도록 착색 도막을 도포한 것, 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 포토 리소 가공용으로 개구 영역률이 각각 14 ％, 40 ％, 17 ％인 포토마스크를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 칼라 필터 기판을 제조하였다. 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 각색의 투과용 영역에서의 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 각각 (0.622, 0.328), (0.298, 0.581), (0.135, 0.099)였다. 이렇게 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, IT0막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대해서 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다. 비교예 1에서 얻어진 스펙트럼 (투과용 영역 스펙트럼)을 실시예 1에서 얻어진 스펙트럼과 같이 도 10에 나타내었다.

실시예 1, 실시예 2에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)에서의 투과 영역 색도 및 비교예 1에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도를 표 2에 나타내었다.

실시예 1과 비교예 1에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색 특성을 비교하면 투과 영역 색도에서의 색재현 범위, 반사 영역 색도에서의 밝기는 동등하지만 실시예 1의 반사 영역에서의 색재현 범위가 비교예 1에 비하여 52％ 향상되어 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 2와 비교예 1에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색 특성을 비교하면 투과 영역 색도에서의 색재현 범위, 반사 영역 색도에서의 색재현 범위는 동등하지만 실시예 2의 반사 영역에서의 밝기가 비교예 1에 비하여 12 ％ 향상되어 있다는 것을 알 수 있다.

실시예 1, 실시예 2의 칼라 필터, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)를 이용한 액정 표시 장치와, 비교예 2의 칼라 필터, 2 파장형 LED 광원을 이용한 액정 표시 장치의 표시 특성을 비교하였더니 투과 표시로서는 동등한 색 선명함을 나타내었다. 반사 표시로서는 실시예 1과 비교예 1의 밝기는 동등하지만 실시예 1의 액정 표시 장치 쪽이 보다 색이 선명한 표시이고, 보다 양호한 시인성을 나타내었다. 또한, 실시예 2와 비교예 1의 액정 표시 장치를 비교하면 반사 표시에서의 색재현 범위는 동등하지만 실시예 2의 액정 표시 장치 쪽이 보다 밝고, 어두운 장소에서도 보다 양호한 시인성을 나타내었다.

<실시예 3>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 착색층 막두께를 1.1 ㎛가 되도록 착색 도막을 도포한 것, 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 포토 리소 가공용으로 개구 영역률이 각각 10 ％, 27 ％, 10 ％인 포토마스크를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 칼라 필터 기판을 제조하였다. 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 각 색의 투과용 영역에서의 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 각각(0.551, 0.305), (0.324, 0.531), (0.139, 0.135)였다. 이렇게 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대해서 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4 개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대하여 평균하였다.

<실시예 4>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 포토 리소 가공용으로 개구 영역률이 각각 14 ％, 43 ％, 19 ％인 포토마스크를 사용한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 칼라 필터 기판을 제조하였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대해서 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 각 부의 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대하여 평균하였다.

실시예 3, 실시예 4에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원 (RGB3칩 LED)에서의 투과 영역 색도 및 비교예 2에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도를 표 3에 나타내었다.

실시예 3과 비교예 1에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색 특성을 비교하면 투과 영역 색도에서의 색재현 범위, 반사 영역 색도에서의 밝기는 동등하지만 실시예 3의 반사 영역에서의 색재현 범위가 비교예 1에 비하여 73％ 향상되어 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 4와 비교예 1에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색 특성을 비교하면 투과 영역 색도에서의 색재현 범위, 반사 영역 색도에서의 색재현 범위는 동등하지만 실시예 4의 반사 영역에서의 밝기가 비교예 1에 비하여 15 ％ 향상되어 있다는 것을 알 수 있다.

실시예 3, 실시예 4의 칼라 필터, 3 파장형 LED 광원 (RGB3 칩 LED)을 이용한 액정 표시 장치와, 비교예 2의 칼라 필터, 2 파장형 LED 광원을 이용한 액정 표시 장치의 표시 특성을 비교하였더니 투과 표시로서는 동등한 색 선명함을 나타내었다. 반사 표시로서는 실시예 3과 비교예 1의 밝기는 동등하지만, 실시예 3의 액정 표시 장치 쪽이 보다 색이 선명한 표시이고, 보다 양호한 시인성을 나타내었다. 또한, 실시예 4와 비교예 1의 액정 표시 장치를 비교하면 반사 표시에서의 색재현 범위는 동등하지만 실시예 4의 액정 표시 장치 쪽이 보다 밝고, 어두운 장소에서도보다 양호한 시인성을 나타내었다.

<비교예 2>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 착색층 막두께를 1.6 ㎛가 되도록 착색 도막을 도포한 것, 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 포토 리소 가공용으로 개구 영역률이 각각 13 ％, 37 ％, 16 ％인 포토마스크를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 칼라 필터 기판을 제조하였다. 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 각 색의 투과용 영역에서의 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 각각 (0.606, 0.322), (0.311, 0.566), (0.136, 0.108)였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, IT0막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대해서 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4 개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다.

<비교예 3>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 포토 리소 가공용으로 개구 영역률이 각각 14 ％, 41 ％, 17 ％인 포토마스크를 사용한 것 이외에는 비교예 2와 동일하게 하여 칼라 필터 기판을 제조하였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다.

<비교예 4>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 착색층 막두께를 1.5 ㎛가 되도록 착색 도막을 도포한 것, 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 포토 리소 가공용으로 개구 영역률이 각각 13 ％, 35 ％, 15 ％인 포토마스크를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 칼라 필터 기판을 제조하였다. 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 각 색의 투과용 영역에서의 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 각각 (0.599, 0.320), (0.313, 0.561), (0.136, 0.111)였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, IT0막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다.

<비교예 5>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 포토 리소 가공용으로 개구 영역률이 각각 14 ％, 41 ％, 18 ％인 포토마스크를 사용한 것 이외에는 참고예 3과 동일하게 하여 칼라 필터 기판을 제조하였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다.

비교예 2, 비교예 3에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 형광 광원에서의 투과 영역 색도, 비교예 4, 비교예 5에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 유기 EL 광원에서의 투과 영역 색도, 및 비교예 1에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도를 표 4에 나타내었다.

비교예 2, 비교예 4와 비교예 1에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색 특성을 비교하면 투과 영역 색도에서의 색재현 범위, 반사 영역 색도에서의 밝기는 동등하다. 한편, 반사 영역 색도에서의 색재현 범위에 대해서 보면, 비교예 2, 비교예 3의 비교예 1에 대한 향상률은 각각 13 ％, 20 ％이고, 3 파장형의 LED 광원을 사용한 경우의 향상률에 비하여 낮은 값으로 되어 있다. 또한 비교예 3, 비교예 5와 비교예 1에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색 특성을 비교하면 투과 영역 색도에서의 색재현 범위, 반사 영역 색도에서의 색재현 범위는 동등하다. 한편, 반사 영역 색도에서의 밝기에 대해서 비교예 2, 비교예 3의 비교예 1에 대한 향상률은 각각 3 ％, 5 ％이고, 3 파장형의 LED 광원을 이용한 경우의 향상률에 비하여 낮은 값으로 되어있다. 이것은, 비교예 2에서 이용한 3 파장형의 형광 광원이, 490 nm 부근, 580 nm 부근에 비교적 큰 사이드 피크를 갖는 것에 기인하는 것으로 생각할 수 있다. 또한, 비교예 3에서 이용한 3 파장형 유기 EL 광원은 전체적으로 피크가 넓기 때문에 반사 영역 색도의 색 특성 향상률이 낮게 되어 버린 것으로 생각할 수 있다. 따라서, 3 파장 광원 중에서도 3 파장형 LED는 핀홀형 칼라 필터를 사용한 반투과형 액정 표시 장치의 반사 표시에서의 색 특성을 현저하게 향상시킨다는 것을 알 수 있다.

<비교예 6>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 포토 리소 가공용으로 개구 영역률이 없는 포토마스크를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색 특성이 같은 도 6과 같은, 소위 종래 구성의 칼라 필터 기판을 제조하였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대하여 평균하였다.

<비교예 7>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 포토 리소 가공용으로 개구 영역률이 없는 포토마스크를 사용한 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색 특성이 같은 도 6과 같은, 소위 종래 구성의 칼라 필터 기판을 제조하였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다.

비교예 6에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)에서의 투과 영역 색도 및 비교예 7에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도를 표 5에 나타내었다.

비교예 6과 비교예 7에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색 특성을 비교하면, 3 파장형의 LED 광원을 이용한 경우는 2 파장형 LED 광원을 이용한 경우에 비하여 반사 영역 색도에서의 밝기가 25 ％ 향상되어 있다. 밝기의 향상률은 높지만 밝기의 절대치 (백색 W에서의 Y치)는 불과 26.8 밖에 되지 않아 반투과형 액정 표시 장치용의 칼라 필터로서는 매우 어두운 것이었다. 따라서, 3 파장형 LED 광원과의 조합에 있어서도 종래 구성의 칼라 필터로서는 반투과형 액정 표시 장치에 요구되는 특성을 만족할 수는 없고, 칼라 필터의 구성으로서는 투과용 영역과 반사용 영역의 착색 특성이 다른 것이 필요하다는 것을 알 수 있다.

<실시예 5>

블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상에 비감광성 페이스트 (TPI-1)를 스피너로 도포하였다.

이 도막을 120℃의 오븐으로 20분 건조하고, 이 위에 포지티브형 포토레지스트(도쿄 오까 가부시끼 가이샤 제조 OFPR-800)를 도포하고, 90℃에서 10분간 오븐 건조하였다. 캐논 가부시끼 가이샤 제조 자외선 노광기 PLA-501F를 사용하여 포토마스크 패턴을 통하여 적색, 녹색, 청색의 각 화소의 반사용 영역에 투명 수지층이 남도록 60 mJ/cm²(365 nm의 자외선 강도)로 노광하였다. 노광 후, 테트라메틸암모늄히드록시드의 1.6％의 수용액으로 이루어지는 현상액에 침지하여 포토레지스트의 현상, 폴리아미드산의 도막의 에칭을 동시에 행하였다. 에칭 후 불필요하여진 포토레지스트층을 아세톤으로 박리하고, 240℃에서 30분 열처리하여 각 화소의 반사용 영역에 투명 수지층을 얻었다. 이 때의 투명 수지층의 막두께는 1.8㎛이었다.

다음으로, 투명 수지층을 형성한 유리 기판 상에 적색 레지스트 (RAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 이 도막을 80 ℃의 오븐으로 10 분 열처리하였다. 자외선 노광기를 이용하여, 적색 화소의 투과용 영역과 반사용 영역은 광이 투과하는 크롬제 포토마스크를 통하여 100 mJ/cm² (365 nm의 자외선 강도)로 노광하였다. 노광 후에 테트라메틸암모늄히드록시드의 1.6 ％의 수용액으로 이루어지는 현상액에 침지하여 착색층을 현상하였다. 현상 후에 240 ℃의 오븐으로 30 분 열처리를 하여 적색 화소를 얻었다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.2 ㎛이고 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.567, 0.310)였다. 또한, 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 RAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 2.3 ㎛이고 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께 비는 2/5였다.

동일하게 하여, 녹색 레지스트 (GAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.2 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.321, 0.541)이었다. 또한, 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 GAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 2.3 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께 비는 2/5였다.

동일하게 하여, 청색 레지스트 (BAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.2 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.138, 0.127)였다. 또한, 반사용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 BAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 2.3 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 오버 코트층 (JSR사 제조 "옵티머 SS6500/SS0500")를 2 ㎛의 두께로 제막하였다. 또한 다시 한번 오버 코트층 (JSR사 제조 "옵티머 SS6500/SS0500")를 2 ㎛의 두께로 제막하고, 그 위에 ITO막을 막두께 0.1 ㎛가 되도록 스퍼터링하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 투과용 영역에서의 스펙트럼을 도 10에, 반사용 영역에서의 스펙트럼을 도 12에 나타내었다.

<비교예 8>

실시예 5와 동일하게 하여, 블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상에 투명 수지층을 형성하였다. 이 때의 투명 수지층의 막두께는 2.6 ㎛였다.

다음으로, 투명 수지층을 형성한 유리 기판 상에 적색 레지스트 (RAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 실시예 5와 동일하게 하여 적색 화소를 얻었다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.8 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.622, 0.328)였다. 또한, 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TpI-1과 RAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 3.4 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다.

동일하게 하여, 녹색 레지스트 (GAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.8 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는(0.298,0.581)였다. 또한, 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 GAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 3.4㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다.

동일하게 하여, 청색 레지스트 (BAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.8 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.135, 0.099)였다. 또한, 반사용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 BAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 3.4 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 5와 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판의 각각의 모서리부의 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다.

실시예 5에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)에서의 투과 영역 색도, 및 비교예 8에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도를 표 6에 나타내었다.

실시예 5와 비교예 8에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색 특성을 비교하면, 투과 영역 색도에서의 색재현 범위는 동등하지만, 실시예 5의 반사 영역 색도에서의 백색의 밝기는 비교예 8과 비교하여 밝고, 보다 시인성이 높은 반사 표시가 기대된다.

실시예 5의 칼라 필터, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)를 이용한 액정 표시 장치와, 비교예 8의 칼라 필터, 2 파장형 LED 광원을 이용한 액정 표시 장치의 표시 특성을 비교하였더니 투과 표시로서는 동등한 색 선명함을 나타내었다. 반사 표시로서는 비교예 8의 밝기는 액정 표시 장치로서는 불충분하고, 시인성이 나빴다. 한편, 실시예 5의 액정 표시 장치는 반사 표시가 밝고, 보다 양호한 시인성을 나타내었다.

이와 같이, 2 파장형의 LED와 막두께 조정 방식의 칼라 필터를 사용한 반투과형 액정 표시 장치로 투과 표시에서의 색재현성을 높게 한 경우에는 가공 상의 문제로 반사 표시에서의 충분한 밝기를 얻지는 못하지만 3 파장형의 LED를 이용한 경우는 충분한 밝기의 반사 표시를 얻을 수 있었다. 즉, 3 파장형의 LED와 막두께 조정 방식의 칼라 필터의 조합으로 처음으로 선명한 투과 표시와 충분한 밝기의 반사 표시를 실현할 수 있었다고 할 수 있다.

<실시예 6>

실시예 5와 동일하게 하여, 블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상의 적색 화소 및 청색 화소의 반사용 영역에 대응하는 장소에 투명 수지층을 형성하였다. 이 때의 투명 수지층의 막두께는 1.8 ㎛였다.

다음으로, 투명 수지층을 형성한 유리 기판 상에 적색 레지스트 (RAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 실시예 10과 동일하게 하여 적색 화소를 얻었다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.2 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.567, 0.310)였다. 또한, 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TpI-1과 RAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 2.3 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막 두께비는 2/5였다.

동일하게 하여, 청색 레지스트 (BAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.2 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.138, 0.127)였다. 또한, 반사용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 BAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 2.3 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다.

다음으로, 실시예 5와 동일하게 하여 녹색 화소의 투과용 영역에 녹색 레지스트 (GAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.2 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.321, 0.541)이었다.

다음으로, 실시예 5와 동일하게 하여, 녹색 화소의 투과용 영역에 녹색 레지스트 (GAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하여 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.2 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.321, 0.541)였다. 다음으로, 녹색 화소의 반사용 영역에 실시예 5와 동일하게 하여, 녹색 레지스트 (GAC-2)를 스피너로 기판 상에 도포하여 착색 도막을 제조하였다. 반사용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.2 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.329, 0.444)였다.

이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 5와 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다.

<비교예 9>

실시예 5와 동일하게 하여, 블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상에 투명 수지층을 형성하였다. 이 때의 투명 수지층의 막두께는 2.6 ㎛였다. 다음으로 투명 수지층을 형성한 유리 기판 상에 적색 레지스트 (RAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고 실시예 5와 동일하게 하여 적색 화소를 얻었다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.8 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는(0.622, 0.328)였다. 또한, 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TpI-1과 RAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 3.4 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다.

동일하게 하여, 청색 레지스트 (BAC-1)을 스피너로 기판 상에 도포하여 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.8 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.135, 0.099)였다. 또한, 반사용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 BAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 3.4 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다.

다음으로, 실시예 5와 동일하게 하여 녹색 화소의 투과용 영역에 녹색 레지스트 (GAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.2 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.321, 0.541)였다. 다음으로, 녹색 화소의 반사용 영역에 실시예 5와 동일하게 하여, 녹색 레지스트 (GAC-2)를 스피너로 기판 상에 도포하여 착색 도막을 제조하였다. 반사용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.2 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.329, 0.444)였다.

이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 5와 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다.

실시예 6에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)에서의 투과 영역 색도, 및 비교예 9에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도를 표 7에 나타내었다.

실시예 6과 비교예 9에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색 특성을 비교하면, 투과 영역 색도에서의 색재현 범위, 반사 영역 색도에서의 색재현 범위는 동등하지만 실시예 6의 반사 영역에서의 밝기가 비교예 9에 비하여 8％ 향상되어 있다는 것을 알 수 있다. .

실시예 6의 칼라 필터, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)를 이용한 액정 표시 장치와, 비교예 9의 칼라 필터, 2 파장형 LED 광원을 이용한 액정 표시 장치의 표시 특성을 비교하였더니, 투과 표시로서는 동등한 색 선명함을 나타내었다. 반사 표시에 대해서는 실시예 6의 액정 표시 장치는 밝고, 어두운 장소에서도 양호한 시인성을 나타내었다. 한편, 비교예 9는 반사 표시가 어둡고, 표시를 인식하기가 약간 곤란하였다.

이와 같이, 1색에 대해서는 반사용 영역과 투과용 영역을 분할 도포한 방식, 그 밖의 2 색에 대해서는 막두께 조정 방식으로 한 칼라 필터를 사용하여, 2 파장형의 LED를 사용한 반투과형 액정 표시 장치에 있어서, 투과 표시에서의 색재현성을 높게 한 경우에는, 반사 표시에서의 충분한 밝기를 얻지는 못하지만 3 파장형의 LED를 이용한 경우는 충분한 밝기의 반사 표시를 얻을 수 있었다. 즉, 막두께 조정 방식으로 제조된 적어도 1색의 화소를 포함하는 칼라 필터와 3 파장형의 LED를 사용하는 것으로, 선명한 투과 표시와 밝은 반사 표시가 실현할 수 있었다고 할 수 있다.

<실시예 7>

실시예 5와 동일하게 하여, 블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상에 투명 수지층을 형성하였다. 이 때의 투명 수지층의 막두께는 2.0 ㎛였다.

다음으로, 투명 수지층을 형성한 유리 기판 상에 적색 레지스트 (RAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 실시예 5와 동일하게 하여 적색 화소를 얻었다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.4 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.588, 0.316)였다. 또한, 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 RAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 2.6 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다.

동일하게 하여, 녹색 레지스트 (GAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하여 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.4 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.316, 0.554)였다. 또한, 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 GAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 2.6 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다.

동일하게 하여, 청색 레지스트 (BAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하여 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 1.4 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.136, 0.117)였다. 또한, 반사용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 BAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 2.6 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 5와 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다.

<비교예 10>

실시예 5와 동일하게 하여, 블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상에 투명 수지층을 형성하였다. 이 때의 투명 수지층의 막두께는 3.2 ㎛였다. 다음으로, 투명 수지층을 형성한 유리 기판 상에 적색 레지스트 (RAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하고, 실시예 5와 동일하게 하여 적색 화소를 얻었다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 2.3 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는(0.644,0.333)였다. 또한, 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 RAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 4.1 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다.

동일하게 하여, 녹색 레지스트 (GAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하여 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 2.3 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.287, 0.601)였다. 또한, 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TPI-1과 GAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 4.1 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다.

동일하게 하여, 청색 레지스트 (BAC-1)를 스피너로 기판 상에 도포하여 착색 도막을 제조하였다. 투과용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 2.3 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.136, 0.085)였다. 또한, 반사용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께 (TP1-1과 BAC-1로 이루어지는 도막과의 합계)는 4.1 ㎛이고, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께비는 2/5였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 5와 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다.

실시예 7에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)에서의 투과 영역 색도, 및 비교예 10에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도를 표 8에 나타내었다.

실시예 7과 비교예 10에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색 특성을 비교하면 투과 영역 색도에서의 색재현 범위, 반사 영역 색도에서의 색재현 범위는 동등하지만 실시예 7의 반사 영역에서의 밝기가 비교예 10에 비하여 28 ％ 향상되어 있다는 것을 알 수 있다.

실시예 7의 칼라 필터, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)를 이용한 액정 표시 장치와, 비교예 10의 칼라 필터, 2 파장형 LED 광원을 이용한 액정 표시 장치의 표시 특성을 비교하였더니, 투과 표시로서는 동등한 색 선명함을 나타내었다. 반사 표시에 대해서는 실시예 7의 액정 표시 장치는 매우 밝고, 어두운 장소에서도 보다 양호한 시인성을 나타내었다. 한편, 비교예 10은 반사 표시가 매우 어둡고, 표시를 인식하는 것이 곤란하였다.

이와 같이, 막두께 조정 방식과 면적 조정 방식을 조합한 칼라 필터를 사용하고, 2 파장형의 LED를 이용한 반투과형 액정 표시 장치에 있어서, 투과 표시에서의 색재현성을 높게 한 경우에는 반사 표시에서의 충분한 밝기를 얻지는 못하였지만, 3 파장형의 LED를 이용한 경우는 충분한 밝기의 반사 표시를 얻을 수 있었다. 즉, 막두께 조정 방식과 면적 조정 방식을 조합한 칼라 필터와 3 파장형의 LED를 사용함으로써 선명한 투과 표시와 충분한 밝기의 반사 표시를 실현할 수 있었다고 할 수 있다.

<비교예 11>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 반사용 영역에 실시예 5와 동일하게 하여 적색 레지스트 (RAC-2), 녹색 레지스트 (GAC-2), 청색 레지스트 (BAC-2)를 스피너로 기판 상에 도포하여 착색 도막을 제조하였다. 반사용 영역의 화소의 중앙에서의 막두께는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 전부에 관해서 1.2 ㎛였다. 또한, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소에 대해서 각각 (0.453, 0.308), (0.329, 0.444), (0.170, 0.205)였다. 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 투과용 영역에 실시예 5와 동일하게 하여 착색층 도막을 제조하였다.

이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다.

측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다.

<비교예 12>

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 투과용 영역에 비교예 8과 동일하게 하여 착색층 도막을 제조한 것 이외에는 비교예 11과 같이 하여 착색층 도막을 제조하였다.

이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 실시예 1과 동일하게 하여 오버 코트층, ITO막을 제막하였다. 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다.

비교예 11에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)에서의 투과 영역 색도, 및 비교예 12에서 제조한 착색 도막의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도를 표 9에 나타내었다.

비교예 11과 비교예 12에서의 칼라 필터와 백 라이트 광원의 조합에 의한 색특성을 비교하면 투과 영역 색도에서의 색재현 범위는 동등하고, 반사 영역 색도에서의 특성은 동일하였다.

비교예 11의 칼라 필터, 3 파장형 LED 광원 (자외 LED+RGB 형광체)를 이용한 액정 표시 장치와, 비교예 12의 칼라 필터, 2 파장형 LED 광원을 이용한 액정 표시 장치의 표시 특성을 비교하였더니 투과 표시로서는 동등한 색 선명함을 나타내었다. 반사 표시에서의 특성은 비교예 11과 비교예 12에서 동일하였다.

이와 같이, 6색 도포 방식으로서는 투과용 영역과 반사용 영역에 독립적으로 착색 도막을 제조하기 때문에 백 라이트 광원을 바꾼 것에 의한 반사 표시에의 특성 향상 효과는 볼 수 없었다.

본 발명에 기재한 액정 표시 장치에서의 반사 표시 밝기 향상 효과를 통합하여 표 10에 나타내었다.

면적 조정 방식, 막두께 조정 방식의 칼라 필터와 3 파장형의 백 라이트 광원을 조합함으로써 환경 광을 이용하는 반사 표시에 있어서도 밝기가 향상된다는 것을 알 수 있다. 또한, 3 파장형의 광원 중에서도 LED 광원을 이용한 경우에 특히 밝기가 향상된다는 것을 알 수 있다.

<실시예 8>

블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상에 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)가 (0.466, 0.294)가 되도록 적색 페이스트 (R-1)를 스피너로 유리 기판 상에 도포하였다. 이 도막을 120 ℃에서 20 분 건조하고, 이 위에 포지티브형 포토레지스트 (도쿄 오까 가부시끼 가이샤 제조 OFPR-800)를 도포하고, 90 ℃에서 10 분 건조하였다. 캐논 가부시끼 가이샤 제조 자외선 노광기 PLA-5O1F를 이용하여, 크롬제의 포토마스크를 통해 60 mJ/cm² (365 nm의 자외선 강도) 노광하였다. 이 때 이용한 포토마스크는 반사용 영역 내에서의 개구 영역의 비율 (개구 영역률)이 12％의 것이다. 노광 후, 테트라메틸암모늄히드록시드의 2.25 ％의 수용액으로 이루어지는 현상액에 침지하여 포토레지스트의 현상, 폴리이미드 전구체의 착색 도막의 에칭을 동시에 행하였다. 에칭 후 불필요하여진 포토레지스트층을 아세톤으로 박리하였다. 또한 폴리이미드 전구체의 착색 도막을 240 ℃에서 30 분 열처리하여, 폴리이미드로 전환하였다. 다음으로 C 광원을 통하였을 때의 마무리 색도 (x, y)가 (0.152, 0.190)가 되도록 청색 페이스트 (B-1)를 도포하고, 적색 화소와 같이 포토 리소 가공하였다. 이 때 이용한 포토마스크는, 반사용 영역 내에서의 개구 영역의 비율 (개구 영역률)이 9 ％가 것이다. 다음으로 C 광원을 통하였을 때의 마무리 색도 (x, y)가 (0.309, 0.373)이 되도록 스피너로 칼라 페이스트 (G-1)를 도포하여 적색 화소와 같이 포토 리소 가공하였다. 이 때는 녹색 화소 중에는 개구 영역이 형성되지 않는 포토마스크를 사용하였다. 마지막으로 스피너로 칼라 페이스트 (G-2)를 도포하여 녹색 화소의 투과용 영역에 녹색 착색층을 적층하였다. 녹색 화소의 투과용 영역에 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.284, 0.443)였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 오버 코트층을 2 ㎛의 두께로 제막하고, 또한 그 위에 ITO막을 막두께 0.1 ㎛가 되도록 스퍼터링하였다. 이와 같이 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 얻어진 칼라 필터의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도, 색도차 δ을 표 11에 나타내었다.

<비교예 13>

적색, 청색, 녹색 화소의 포토 리소 가공 시에 화소 내에 개구 영역이 형성되지 않는 포토마스크를 사용한 것, 녹색 화소에 화소를 적층하지 않는 것, C 광원을 통하였을 때의 마무리 색도가 다른 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여, 칼라 필터를 제조하였다. 이용한 칼라 페이스트는 적색 페이스트 (R-1), 녹색 페이스트 (G-1), 청색 페이스트 (B-1)이다. 또한, C 광원을 통하였을 때의 마무리 색도 (x, y)는 적색 화소에 대해서 (0.405, 0.285), 녹색 화소에 대해서 (0.309, 0.373), 청색 화소에 대해서 (0.178, 0.225)였다.

이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다. 얻어진 칼라 필터의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도, 색도 차 δ를 표 12에 나타내었다.

<비교예 14>

녹색 화소의 포토 리소 가공 시에 녹색 화소 내의 개구 영역이 26 ％가 되도록 패턴 가공된 포토마스크를 사용하고, C 광원에서의 마무리 색도가 (0.303, 0.440)가 되도록 녹색 페이스트를 도포한 것, 녹색 화소에 화소를 적층하지 않는 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여, 칼라 필터를 제조하였다. 이용한 칼라 페이스트는 적색 페이스트 (R-1), 녹색 페이스트 (G-1), 청색 페이스트 (B-1)이다.

이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다. 얻어진 칼라 필터의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도, 색도 차 δ를 표 13에 나타내었다.

비교예 13, 비교예 14에서 제조한 칼라 필터를 이용한 반투과형 액정 표시 장치와 실시예 8의 칼라 필터를 이용한 액정 표시 장치와의 표시 특성의 차이를 반사 표시에 대해서는 백 라이트를 소등하여 옥외의 환경광 하에서, 투과 표시에 대해서는 암실에서 백 라이트 광원을 점등하여 비교하였다. 또한 투과 표시에 사용하는 광원은 2 파장형의 LED 광원을 이용하였다. 종래의 기술로 제조된 비교예 1의 액정 표시 장치는 투과 표시에서의 색조가 전체적으로 얇고, 반사 표시와의 시인성에 큰 차이를 볼 수 있었다. 한편, 실시예 8의 칼라 필터를 이용한 액정 표시 장치는 반사 표시와 투과 표시에서의 색조의 차이가 거의 없고 양호한 표시 특성을 나타내었다. 비교예 14의 액정 표시 장치는 비교예 13에 비하면 반사 표시와 투과 표시에서 색조는 양호하였지만 실시예 8의 액정 표시 장치에 비하면 약간의 색조의 변화가 시인되었다. 또한 반사 표시에서의 밝기가 실시예 8의 액정 표시 장치에 비하여 어두웠다.

<실시예 9>

블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상에 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)가 (0.405, 0.301)가 되도록 표 1에 나타내는 비율로 조정한 적색 페이스트 (R-2)를 스피너로 유리 기판 상에 도포하였다. 이 도막을 120 ℃에서 20 분 건조하고, 이 위에 포지티브형 포토레지스트 (도쿄 오까 가부시끼 가이샤 제조 OFPR-800)를 도포하고 90 ℃에서 10 분 건조하였다. 캐논 가부시끼 가이샤 제조 자외선노광기 PLA-501F를 이용하여, 크롬제의 포토마스크를 통해 60 mJ/cm² (365 nm의 자외선 강도)노광하였다. 이 때 적색 화소 중에는 개구 영역이 형성되지 않는 포토마스크를 사용하였다. 노광 후, 테트라메틸암모늄히드록시드의 2.25 ％의 수용액으로 이루어지는 현상액에 침지하여, 포토레지스트의 현상, 폴리이미드 전구체의 착색 도막의 에칭을 동시에 행하였다. 에칭 후 불필요하여진 포토 레지스트층을 아세톤으로 박리하였다. 또한 폴리이미드 전구체의 착색 도막을 240 ℃에서 30분 열처리하여 폴리이미드로 전환하였다. 다음으로 C 광원을 통하였을 때의 마무리 색도 (x, y)가 (0.307, 0.426)가 되도록 스피너로 칼라 페이스트 (G-1)를 도포하고, 적색 화소와 같이 포토 리소 가공하였다. 이 때 이용한 포토마스크는 반사용 영역 내에서의 개구 영역의 비율 (개구 영역률)이 23 ％의 것이다. 다음으로, C 광원을 통하였을 때의 마무리 색도 (x, y)가 (0.148, 0.132)가 되도록 청색 페이스트 (B-1)를 도포하고, 적색 화소와 같이 포토 리소 가공하였다. 이 때 이용한 포토마스크는,반사용 영역 내에서의 개구 영역의 비율 (개구 영역률)이 10 ％인 것이다. 마지막으로 스피너로 표 1에 나타내는 비율로 조정한 칼라 페이스트 (R-3) 을 도포하고 적색 화소의 투과용 영역 전체와 청색 화소의 투과용 영역 면적의 50 ％에 적색 착색층을 적층하였다. 적색 화소의 투과용 영역에 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.474, 0.326)였다. 또한, 청색 화소의 투과용 영역의 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.171, 0.169)였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 오버 코트층을 2 ㎛의 두께로 제막하고, 또한 그 위에 ITO막을 막두께 0.1 ㎛가 되도록 스퍼터링하였다.

이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다. 얻어진 칼라 필터의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원 (RGB3칩 LED)에서의 투과 영역 색도, 색도 차 δ를 표 14에 나타내었다.

<비교예 15>

적색 화소의 포토 리소 가공시에 적색 화소 내의 개구 영역이 11 ％가 되도록 패턴 가공된 포토마스크를 사용하고, 청색 화소의 포토 리소 가공시에 청색 화소 내의 개구 영역이 12 ％가 되도록 패턴 가공된 포토마스크를 사용하여 칼라 필터를 제조하였다. 또한 이용한 칼라 페이스트는 적색 페이스트 (R-2), 녹색 페이스트 (G-1), 청색 페이스트 (B-1)이고, 적색 화소, 청색 화소에 착색층은 적층하지 않다. 또한, C 광원을 통하였을 때의 마무리 색도 (x, y)가, 적색 화소에 대한여는 (0.469, 0.313), 청색 화소에 대하여는 (0.141, 0.167)이 되도록 칼라 페이스트를 도포하였다. 녹색 화소에 대해서는 실시예 9와 동일하게 도포, 가공을 행하였다.

이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다. 얻어진 칼라 필터의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원 (RGB3 칩 LED)에서의 투과 영역 색도, 색도 차 δ를 표 15에 나타내었다.

비교예 15에서 제조한 칼라 필터를 이용한 반투과형 액정 표시 장치와 실시예 9의 칼라 필터를 이용한 액정 표시 장치와의 표시 특성의 차이를 반사 표시에 대해서는 백 라이트를 소등하여 옥외의 환경광 하에서, 투과 표시에 대해서는 암실에서 백 라이트 광원을 점등하여 비교하였다. 또한 투과 표시에 사용하는 광원은 3 파장형의 LED 광원 (RGB3 칩 LED)을 이용하였다. 비교예 15의 칼라 필터를 이용한 액정 표시 장치와 실시예 9의 액정 표시 장치는 색이 선명함은 동등하지만 실시예 9의 액정 표시 장치 쪽이 반사 표시와 투과 표시에서의 색조의 변화가 거의 없고 양호한 표시 특성을 나타내었다.

<실시예 10>

블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상에 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)가 (0.466, 0.294)가 되도록 적색 페이스트 (R-1)를 스피너로 유리 기판 상에 도포하였다. 이 도막을 120 ℃에서 20 분 건조하고, 이 위에 포지티브형 포토레지스트 (도쿄 오까 가부시끼 가이샤 제조 OFPR-800)를 도포하고, 90 ℃에서 10 분 건조하였다. 캐논 가부시끼 가이샤 제조 자외선 노광기 PLA-501F를 이용하여, 크롬제의 포토마스크를 통해 6O mJ/cm² (365 nm의 자외선 강도)노광하였다. 이 때 사용한 포토마스크는 반사용 영역 내에서의 개구 영역의 비율 (개구 영역률)이 12％인 것이다. 노광 후, 테트라메틸암모늄히드록시드의 2.25 ％의 수용액으로 이루어지는 현상액에 침지하여 포토레지스트의 현상, 폴리이미드 전구체의 착색 도막의 에칭을 동시에 행하였다.

에칭 후 불필요해진 포토레지스트층을 아세톤으로 박리하였다. 또한 폴리이미드 전구체의 착색 도막을 240 ℃에서 30 분 열처리하여 폴리이미드로 전환하였다. 다음으로 C 광원을 통하였을 때의 마무리 색도 (x, y)가 (0.200, 0.232)가 되도록, 청색 페이스트 (B-2)를 도포하고, 적색 화소와 같이 포토 리소 가공하였다. 이 때 청색 화소 중에는 개구 영역이 형성되지 않는 포토마스크를 사용하였다. 다음으로 C 광원을 통하였을 때의 마무리 색도 (x, y)가 (0.309, 0.373)가 되도록 스피너로 칼라 페이스트 (G-1)를 도포하여, 적색 화소와 같이 포토 리소 가공하였다. 이 때 녹색 화소 중에는 개구 영역이 형성되지 않는 포토마스크를 사용하였다. 다음으로 스피너로 칼라 페이스트 (G-2)를 도포하고, 녹색 화소의 투과용 영역에 녹색 착색층을 적층하였다. 녹색 화소의 투과용 영역에 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.284, 0.443)였다. 마지막으로 스피너로 칼라 페이스트 (B-1)를 도포하고, 청색 화소의 투과용 영역에 청색 착색층을 적층하였다. 청색 화소의 투과용 영역에 C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.158, 0.188)였다. 이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 오버 코트층을 2 ㎛의 두께로 제막하고, 또한 그 위에 ITO막을 막두께 0.1 ㎛가 되도록 스퍼터링하였다.

이렇게 하여 얻어진 칼라 필터일 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다. 얻어진 칼라 필터의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 2 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도, 색도차 δ를 표 16에 나타내었다.

비교예 14에서 제조한 칼라 필터를 사용한 반투과형 액정 표시 장치와 실시예 10의 칼라 필터를 사용한 액정 표시 장치와의 표시 특성의 차이를 반사 표시에 대해서는 백 라이트를 소등하여 옥외의 환경광 하에서, 투과 표시에 대해서는 암실에서 백 라이트 광원을 점등하여 비교하였다. 또한 투과 표시에 사용하는 광원은 2 파장형의 LED 광원을 사용하였다. 실시예 10의 액정 표시 장치는 반사 표시와 투과 표시에서 색조의 차이는 시인되지 않고, 표시 특성은 매우 양호하였다. 비교예14의 액정 표시 장치는 실시예 10의 액정 표시 장치와 비교하면 반사 표시와 투과 표시에서의 색조의 변화가 시인되었다. 또한 반사 표시에서의 밝기가 실시예 10의 액정 표시 장치에 비교하여 어두웠다.

<실시예 11>

블랙 매트릭스가 패턴 가공된 유리 기판 상에 적색 페이스트 (R-4)를 스피너로 기판 상에 도포하였다. 이 도막을 120 ℃에서 20 분 건조하고, 이 위에 포지티브형 포토레지스트 (도쿄 오까 가부시끼 가이샤 제조 OFPR-800)를 도포하고, 90 ℃에서 10 분 건조하였다. 캐논 가부시끼 가이샤 제조 자외선 노광기 PLA-501F를 이용하여 크롬제의 포토마스크를 통해 60 mJ/cm² (365 nm의 자외선 강도)로 노광하였다. 이 때 적색 화소중의 투과용 영역에만 착색층이 남는 포토마스크를 사용하였다. 노광 후, 테트라메틸암모늄히드록시드의 2.25 ％의 수용액으로 이루어지는 현상액에 침지하여 포토레지스트의 현상, 폴리이미드 전구체의 착색 도막의 에칭을 동시에 행하였다. 에칭 후 불필요하여진 포토레지스트층을 아세톤으로 박리하였다. 또한 폴리이미드 전구체의 착색 도막을 240 ℃에서 30 분 열처리하여 폴리이미드로 전환하였다. 이 때의 착색층 막두께는 1.4 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.429, 0.281)였다. 다음으로 적색 화소와 동일하게 하여 녹색 화소, 청색 화소를 형성하였다. 이 때 사용한 녹색 페이스트는 G-3, 청색 페이스트는 B-3이다. 이 때의 녹색 화소 착색층 막두께는 1.4 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.291, 0.457)였다. 또한, 이 때의 청색 화소 착색층 막두께는 1.4 ㎛이고, C 광원을 통하였을 때의 색도 (x, y)는 (0.191, 0.241)였다. 이와 같이 하여 투과용 영역을 형성하였다.

다음으로, 투과용 영역, 반사용 영역 모두에 착색층이 남는 포토마스크를 이용한 것, 이하의 칼라 페이스트를 이용한 것 이외에는 투과용 영역의 형성과 같이 하여 투과용 영역과 반사용 영역에 착색층 패턴을 형성하였다. 이렇게 함으로써, 투과용 영역에는 2색의 착색층이 중첩되었다. 이 때의 페이스트는 적색 화소용에 R-6, 녹색 화소용에 G-5, 청색 화소용에 B-5를 이용하였다. 제조한 각 색 화소의 반사용 영역의 착색층 막두께는 1.4 ㎛였다. C 광원을 통과시켰을 때의 적색 화소의 색도 (x, y)는 (0.453, 0.308), 녹색 화소의 색도 (x, y)는 (0.329, 0.444), 청색 화소의 색도 (x, y)는 (0.170, 0.205)였다.

이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 오버 코트층을 2 ㎛의 두께로 제막하고, 또한 그 위에 ITO막을 막두께 0.1 ㎛가 되도록 스퍼터링하였다.

이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다. 얻어진 칼라 필터의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도, 색도 차 δ를 표 17에 나타내었다.

<실시예 12>

먼저 투과용 영역, 반사용 영역을 형성하고, 다음으로 투과용 영역을 형성한 것, 즉 화소의 형성 순을 실시예 11과 반대로 한 것 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여 착색층 패턴을 형성하였다.

이와 같이 하여 얻어진 화소막 상에 오버 코트층을 2 ㎛의 두께로 제막하고, 또한 그 위에 ITO막을 막두께 0.1 ㎛가 되도록 스퍼터링하였다.

이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다. 얻어진 칼라 필터의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도, 색도 차 δ를 표 18에 나타내었다.

<비교예 16>

이하의 칼라 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여 투과용 영역에 착색층 패턴을 형성하였다. 이 때의 페이스트는 적색 화소용에 R-5,녹색 화소용에 G-4, 청색 화소용에 B-4를 이용하였다. 제조한 각 색 화소의 투과용 영역의 착색층 막두께는 1.4 ㎛였다. C 광원을 통하였을 때의 적색 화소의 색도 (x, y)는 (0.552, 0.306), 녹색 화소의 색도 (x, y)는 (0.298, 0.538), 청색 화소의 색도 (x, y)는 (0.139, 0.159)였다.

다음으로, 반사용 영역에만 착색층이 남는 포토마스크를 이용한 것, 이하의 칼라 페이스트를 이용한 것 이외에는 투과용 영역의 형성과 같이 하여, 반사용 영역에 착색층 패턴을 형성하였다. 이 때의 페이스트는 적색 화소용에 R-6, 녹색 화소용에 G-5, 청색 화소용에 B-5를 이용하였다. 제조한 각 색 화소의 반사용 영역의 착색층 막두께는 1.4 ㎛였다. C 광원을 통하였을 때의 적색 화소의 색도 (x, y)는 (0.453, 0.308),녹색 화소의 색도 (x, y)는 (0.329, 0.444), 청색 화소의 색도 (x, y)는 (0.170, 0.205)였다.

이렇게 하여 얻어진 화소막 상에 오버 코트층을 2 ㎛의 두께로 제막하고, 또한 그 위에 ITO막을 막두께 0.1 ㎛가 되도록 스퍼터링하였다.

이렇게 하여 얻어진 칼라 필터 기판에 대하여 기판 중앙부의 1개의 화소, 기판 각각의 모서리부 4개의 화소에 대해서 분광 스펙트럼을 측정하였다. 측정한 화소 스펙트럼을 각 측정부에 대해서 평균하였다. 얻어진 칼라 필터의 D 65 광원에서의 반사 영역 색도, 3 파장형 LED 광원에서의 투과 영역 색도, 색도 차 δ를 표 19에 나타내었다.

비교예 16에서 제조한 칼라 필터를 이용한 반투과형 액정 표시 장치와 실시예 11, 12의 칼라 필터를 이용한 액정 표시 장치와의 표시 특성의 차이를 반사 표시에 대해서는 백 라이트를 소등하여 옥외의 환경광 하에서, 투과 표시에 대해서는 암실에서 백 라이트 광원을 점등하여 비교하였다. 또한 투과 표시에 사용하는 광원은 2 파장형의 LED 광원을 이용하였다. 실시예 11, 12의 액정 표시 장치는 반사 표시와 투과 표시에서 색조의 차이는 시인되지 않고, 표시 특성은 매우 양호하였다. 비교예 16의 액정 표시 장치는 반사 표시와 투과 표시에서 색조의 차이는 시인되지 않았지만 화면 내에 수 군데 백색 휘점이나 색 얼룩이 관찰되어 화면 품질이 나빴다.

본 발명에 의해 투과 표시에서의 색재현성이 높고, 반사 표시에서의 특성 (색재현성, 밝기)이 우수한 저비용인 반투과형 액정 표시 장치의 제공이 가능하게 된다. 또한, 반사 표시와 투과 표시에서의 색도 차가 적고, 밝은 반투과형 액정 표시 장치용 칼라 필터를 얻을 수 있게 된다.

Claims (16)

1. 액정층을 사이에 끼워 서로 대향하여 배치되는 한쌍의 기판과, 주변광을 광원으로서 활용하는 반사 수단과, 백 라이트 광원을 구비하여 이루어지는 반투과형 액정 표시 장치에 있어서,

   투과용 영역과 반사용 영역을 칼라 필터의 1 화소 내에 설치하고, 이 1 화소 내에서 착색층이 동일한 재료로 이루어지는 칼라 필터 및 3 파장형의 LED 백 라이트 광원을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시 장치.
2. 제1항에 있어서, 투과용 영역과 반사용 영역이, 동일한 막두께의 착색층으로 이루어지고 반사용 영역에는 개구를 갖는 적어도 1 색의 화소를 포함하는 칼라 필터를 사용하고 있는 반투과형 액정 표시 장치.
3. 제1항에 있어서, 반사용 영역과 투과용 영역의 착색층의 막두께가 다른 적어도 1 색의 화소를 포함하는 칼라 필터를 사용하고 있는 반투과형 액정 표시 장치.
4. 제3항에 있어서, 반사용 영역에는 개구를 갖는 칼라 필터를 사용하고 있는 반투과형 액정 표시 장치.
5. 투과용 영역과 반사용 영역을 포함하는 칼라 필터로서, 적어도 1색의 화소에 있어서 투과 영역에 2 종류 이상의 착색층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 칼라 필터.
6. 제5항에 있어서, 투과용 영역에 제1 착색층을 형성하고, 제1 착색층 상과 반사용 영역에 제2 착색층을 형성한 액정 표시 장치용 칼라 필터.
7. 제5항에 있어서, 투과용 영역과 반사용 영역에 제1 착색층을 형성하고, 제1 착색층 상의 투과용 영역에 제2 착색층을 형성한 액정 표시 장치용 칼라 필터.
8. 제5항에 있어서, 적어도 1색의 화소에 있어서, 투과용 영역과 반사용 영역이 동일한 색재료로 이루어지고, 반사용 영역은 개구 영역을 포함하는 액정 표시 장치용 칼라 필터.
9. 제5항에 있어서, 녹색 착색층 상에 이 착색층의 안료 조성과는 다른 조성의 녹색 착색층을 적층시킨 액정 표시 장치용 칼라 필터.
10. 제5항에 있어서, 적색 착색층 상에 이 착색층의 안료 조성과는 다른 조성의 적색 착색층을 적층시킨 액정 표시 장치용 칼라 필터.
11. 제10항에 있어서, 적색 착색층 상에 퀴나크리돈 골격을 갖는 안료를 포함하는 착색층을 적층시킨 액정 표시 장치용 칼라 필터.
12. 제5항에 있어서, 청색 착색층 상에 이 착색층의 안료 조성과는 다른 조성의 청색 착색층을 적층시킨 액정 표시 장치용 칼라 필터.
13. 제5항에 있어서, 청색 착색층상과 적색 착색층 상에 동일한 착색층을 적층하고, 또한 청색 착색층 상의 적층 색재료 면적이 적색 착색층 상의 적층 색재료 면적보다도 좁은 액정 표시 장치용 칼라 필터.
14. 제5항에 있어서, 착색층 상에 오버 코트층을 형성한 액정 표시 장치용 칼라 필터.
15. 제5항에 있어서, 투과용 영역의 색도 (x0, y0)와 반사용 영역의 색도 (x, y)의 색도차 δ이 이하의 색을 만족하는 화소를 포함하지 않는 액정 표시 소자용 칼라 필터.

    δ=(x-xO)²+(y-yO)²≥1×1O^-3
16. 제5항의 칼라 필터를 사용한 반투과형 액정 표시 장치.