(57)【要約】【課題】表示ムラがなく、透過表示は色鮮やかで、反射表示は明るい半透過型液晶表示装置を提供する。【解決手段】周辺光を反射する反射光を用いて表示を行う反射用領域とバックライト光源から透過した光を用いて表示を行う透過用領域を設けたカラーフィルター基板と、電極が形成された電極基板とを液晶層を挟んで互いに対向して配置させた半透過型液晶表示装置において、カラーフィルター基板上に形成された少なくとも一色の画素が透過用領域と反射用領域を一画素内に異なる着色層で形成したものであり、かつバックライト光源が３波長型のＬＥＤバックライト光源であることを特徴とする半透過型液晶表示装置。【選択図】図７
2004184737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺光を反射する反射光を用いて表示を行う反射用領域とバックライト光源から透過した光を用いて表示を行う透過用領域を設けたカラーフィルター基板と、電極が形成された電極基板とを液晶層を挟んで互いに対向して配置させた半透過型液晶表示装置において、カラーフィルター基板上に形成された少なくとも一色の画素が透過用領域と反射用領域を一画素内に異なる着色層で形成したものであり、かつバックライト光源が３波長型のＬＥＤバックライト光源であることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【請求項２】
反射用領域の着色層の膜厚が、透過用領域の着色層の膜厚以上の厚みを有することを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３波長型のＬＥＤバックライト光源を用いた半透過型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、液晶表示装置は軽量、薄型、低消費電力等の特性を生かし、ノートＰＣ、携帯情報端末、デスクトップモニタ、デジタルカメラなど様々な用途で使用されている。バックライトを使用した液晶表示装置においては、低消費電力化を進めるためにバックライト光の利用効率を高めることが求められ、カラーフィルターの高透過率化が要求されている。カラーフィルターの透過率は年々向上しているが、透過率向上による消費電力の大幅な低下は望めなくなってきている。最近では電力消費量の大きなバックライト光源を必要としない反射型液晶表示装置の開発が進められており、透過型液晶表示装置にくらべ約１／７と大幅な消費電力の低減が可能であることが発表されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置に比べ低消費電力であり、屋外での視認性に優れるという利点はあるものの、十分な環境光強度が確保されない場所では表示が暗くなってしまい、視認性が極端に低くなるという問題点がある。暗い環境化でも表示が視認されるようにするために、（１）バックライトを設け、反射膜の一部に切り欠きを入れ、一部が透過型表示方式、一部を反射型表示方式とした液晶表示装置（いわゆる半透過半反射型液晶表示装置、以降、単に半透過型液晶表示装置という。例えば、非特許文献２参照）。（２）フロントライトを設けた液晶表示装置などが考案されている。
【０００４】
バックライトを設けた半透過型液晶表示装置では、バックライト光を利用する透過表示と環境光を利用する反射表示が共存するが、透過表示を行うときにはバックライト光がカラーフィルターを１回透過するのに対して、反射表示では、環境光が入射時と反射時の２回カラーフィルターを透過する。
【０００５】
携帯端末に用いられるバックライト光源、フロントライト光源としては、３波長型の蛍光管、ならびに小型化、薄型化に有利な白色ＬＥＤがある。３波長型の蛍光管は消費電力の点からは有利であり、また透過色の色再現性を向上させることが知られており、携帯端末としては比較的大きめのモバイルＰＣ、ＰＤＡなどに使用されている。
【０００６】
白色ＬＥＤはスペクトルの形状により、２波長型と３波長型に分けられる。２波長型の白色ＬＥＤは青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせ白色とし、３波長型の白色ＬＥＤは、紫外ＬＥＤと赤緑青蛍光体との組み合わせ、紫外ＬＥＤと赤緑青蛍光体との組み合わせまたは赤緑青の３色ＬＥＤの組み合わせで白色としている。いままでは、もっぱら白色ＬＥＤ光源としては２波長型の白色ＬＥＤがほぼ唯一の選択肢として使用されてきた（例えば、非特許文献３参照）。
【０００７】
従来、携帯端末用などの半透過型液晶表示装置においては、２波長型のＬＥＤ光源、または３波長型の蛍光管が用いられてきた。
【０００８】
近年、携帯端末で静止画像や動画などを表示させる必要性から、透過表示は色鮮やかに、また、屋外でも視認性よくするため反射表示は明るくといった要望があり、半透過型液晶表示装置においても透過領域の色再現範囲が向上している。
【０００９】
図６に従来の構成のカラーフィルターを示す。従来の構成のカラーフィルターを用いた半透過型液晶表示装置では、上述のように透過表示と反射表示とでカラーフィルターを透過する回数が異なるため、鮮やかな透過表示を得ようとすると問題点が生じていた。その問題点とは、具体的には透過色の色鮮やかさ（色再現性）を向上させると、反射色もそれに伴い色再現範囲が大きくなり、色再現範囲とトレードオフの関係にある明るさが極端に低下し、十分な視認性が得られないというものである。
【００１０】
上記の問題点を解消する方法として、図７に示すような透過用領域および／または反射用領域を塗り分けたカラーフィルターが提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−１８３６４６号公報（第２〜４頁、図３）
【００１２】
【非特許文献１】
「日経マイクロデバイス別冊フラットパネル・ディスプレイ」、１９９８年、ｐ．１２６。
【００１３】
【非特許文献２】
「ファインプロセステクノロジージャパン’９９、専門技術セミナーテキストＡ５」、１９９８年７月２日、ｐ．６。
【００１４】
【非特許文献３】
「日経エレクトロニクス」２００２年１０月７日、第２巻、第２５、ｐ．５９〜６５。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前記カラーフィルターを用いた場合、色純度、明るさを自由に変えることができるので、目的にあった透過表示色、明るさと反射表示色、明るさを達成することができる。この方法（６色塗布方式）では、反射用領域と透過用領域の着色層がそれぞれ独立しているため、透過表示での色再現性を高めた場合でも理想的には、十分な明るさの反射表示を得ることが出来ると考えられる。しかしながら、実際には、透過用領域と反射用領域の境界部分は白抜けが生じないように透過用領域と反射用領域の着色層を重ねてカラーフィルターが作製され、反射用領域と透過用領域の着色層とをそれぞれ完全に独立にすることは出来ないのが実状である。特に、画素の高精細化が進み、反射用領域と透過用領域の面積が小さくなってくると、色重なり部分の面積の割合が大きくなってしまい、理想的に塗り分けた場合からの特性低下が無視できなくなる。
【００１６】
さらに、バックライト光源との組み合わせに言及すると、この色重なり領域の影響により、従来用いられている２波長型のＬＥＤ光源と組み合わせた場合では、透過表示での高い色再現性と反射表示での十分な明るさの両立が満足するレベルまでには達成できないという問題点があった。これは、２波長型のＬＥＤ光源と組み合わせて透過用領域の色再現性を向上させようとすると、透過用領域の着色層を厚膜化しなければならないことに起因する。例えば、反射用領域側に透過の着色層が入り込んで色重なりしている場合では、反射用領域に厚膜化した色、すなわち濃く暗い着色層が存在するため、反射用領域の明るさは大きく低下してしまう。特に、透過用領域の着色層の色が濃くなるにつれて、反射用領域の明るさの低下は顕著になる。
【００１７】
また別の問題として、透過用領域の着色層が厚膜化すると、透過用領域と反射用領域の境界部分の膜厚段差が大きくなってしまい、液晶の配向不良などの表示不良につながるおそれがあった。
【００１８】
従来知られている透過用領域および／または反射用領域を塗り分けたカラーフィルターに関して、透過領域と反射領域の塗り分けることについての記載はあるが、高い色再現範囲で生じる問題に対する解決策やバックライト、またはフロントライト光源との組み合わせについては開示されていない。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来技術の課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の半透過型液晶表示装置によって表示不良などの問題を生じさせず透過表示の色再現範囲を向上させ、反射表示を明るくすることが可能であることを見いだした。
【００２０】
本発明の半透過型液晶表示装置は、以下の構成を有するものである。
【００２１】
すなわち、
（１）周辺光を反射する反射光を用いて表示を行う反射用領域とバックライト光源から透過した光を用いて表示を行う透過用領域を設けたカラーフィルター基板と、電極が形成された電極基板とを液晶層を挟んで互いに対向して配置させた半透過型液晶表示装置において、カラーフィルター基板上に形成された少なくとも一色の画素が透過用領域と反射用領域を一画素内に異なる着色層で形成したものであり、かつバックライト光源が３波長型のＬＥＤバックライト光源であることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
（２）反射用領域の着色層の膜厚が、透過用領域の着色層の膜厚以上の厚みを有することを特徴とする（１）に記載の半透過型液晶表示装置。
である。本発明を以下に詳細に説明する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
本発明の液晶表示装置においては、少なくとも電圧の印加による調光機能をもつ液晶層と該液晶層を挟んで互いに対向して配置される一対の基板と周辺光を光源として活用する反射手段とバックライト光源とを備え、観測者と反対側の基板の液晶と接する面に、該基板のさらに背面側に配置されるバックライト光源からの光を透過する透過用領域と外光を反射する反射用領域とを１画素内に形成し、透過用領域と反射用領域の着色層が異なるカラーフィルター、３波長型のＬＥＤバックライト光源を使用することが重要である。
【００２４】
反射手段とバックライト光源とを共に備えることで、バックライト光源よりも周辺光の強度が強い屋外環境や比較的薄暗い屋内環境でも良好な表示を得ることが出来る。また、反射手段を観測者と反対側の基板の液晶と接する面に配置することで、視差による画像のボケ、混色などのない鮮明な画像を得ることが可能となる。さらに、透過用領域と反射用領域の着色層が異なるカラーフィルター、３波長型のＬＥＤバックライト光源を使用することで、色鮮やかな透過表示と明るい反射表示の両立が可能となる。
【００２５】
本発明の半透過型液晶表示装置においては、反射手段が形成される基板は、カラーフィルター側基板、カラーフィルターに対向する基板のいずれでもよい。反射手段は、金属膜の一部にバックライト光が透過するよう透過領域を形成する場合が好ましく用いられる。カラーフィルター側に反射膜が形成されている場合は、色材料が形成されている画素領域の内、反射膜が形成されている領域が反射用領域となり、画素領域の中で反射膜が形成されていない領域が透過用領域となる。反射膜がカラーフィルターに対向する基板上に形成されている場合は、該対向基板の反射膜形成領域に対応するカラーフィルター画素領域が反射用領域となり、該基板の反射膜が形成されていない領域に対応するカラーフィルター画素領域が透過用領域となる。
【００２６】
本発明の半透過型液晶表示装置に使用するカラーフィルターは、少なくとも１色の画素について、透過用領域と反射用領域の着色層が異なることが必要である。このため、透過用領域と反射用領域がそれぞれ独立となり、透過用領域は色鮮やかに、反射用領域は明るくとトレードオフの関係である特性を両方満足させることが可能となる。ここでいう異なるの着色層とは、顔料組成および／または顔料と樹脂の重量比が異なることをいう。透過用領域と反射用領域の着色層が異なる色については、特に限定はなく赤画素、緑画素、青画素のいずれでもよい。特に、赤画素、緑画素、青画素の３色とも透過用領域と反射用領域の着色層が異なる場合が本発明の効果が大きく、より好ましい。例えば、透過用領域の着色層については、顔料と樹脂の重量比は、顔料／樹脂＝６０／４０〜２０／８０が好ましく、顔料／樹脂＝５０／５０〜３０／７０であることがより好ましい。また、反射用領域の着色層については、顔料／樹脂＝４０／６０〜３／９７が好ましく、顔料／樹脂＝３５／６５〜５／９５であることがより好ましい。
【００２７】
カラーフィルターの形成は、ガラス、高分子フィルム等の透明基板側に限定されず、駆動素子側基板にも行うことができる。カラーフィルターのパターン形状については、ストライプ状、アイランド状などがあげられるが特に限定されるものではない。また、必要に応じてカラーフィルター上に固定式スペーサーが配置されていてもよい。
【００２８】
画素の形成方法については、フォトリソ法、印刷法、電着法等があげられるが特に限定されない。パターン形成性などを考慮するとフォトリソ法で行うことがより好ましい。
【００２９】
本発明で使用する色材料は、着色成分と樹脂成分を含むペーストである。樹脂成分としては、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の材料が好ましく用いられる。感光性、非感光性のどちらの材料でも使用することが可能である。
【００３０】
感光性カラーレジストは、着色成分と樹脂成分を含み、樹脂成分は光によって反応する感光成分を含む。光照射された樹脂が現像液への溶解速度のあがるポジ型と、光照射された樹脂が現像液への溶解速度の下がるネガ型があり、どちらも使用することが可能であるが、可視光で感光成分の透明性の高いネガ型樹脂が好ましく用いられる。感光性カラーレジストの樹脂成分としてはポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の材料が好ましく用いられる。
【００３１】
非感光性カラーペーストに使用する樹脂成分の例としてポリイミド系樹脂について述べる。ポリイミド系樹脂としてはポリイミド前駆体であるポリアミック酸を、加熱又は適当な触媒によってイミド化したものが好適に用いられる。ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより得ることができる。
【００３２】
本発明におけるポリアミック酸の合成には、テトラカルボン酸二無水物として、たとえば、脂肪族系または脂環式系のものを用いることができ、その具体的な例として、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，５−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−ビシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−Ｃ］フラン−１，３−ジオンなどが挙げられる。また、芳香族系のものを用いると、耐熱性の良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、３，３´，４，４´−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、４，４´−オキシジフタル酸無水物、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３”，４，４”−パラターフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３”，４，４”−メタターフェニルテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。また、フッ素系のものを用いると、短波長領域での透明性が良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、４，４´−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物などが挙げられる。なお、本発明は、これらに限定されずにテトラカルボン酸二無水物が１種または２種以上用いられる。
【００３３】
また、本発明におけるポリアミック酸の合成には、ジアミンとして、たとえば、脂肪族系または脂環式系のものを用いることができ、その具体的な例として、エチレンジアミン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、４，４´−ジアミノ−３，３´−ジメチルジシクロヘキシルメタン、４，４´−ジアミノ−３，３´−ジメチルジシクロヘキシルなどが挙げられる。また、芳香族系のものを用いると、耐熱性の良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、３，４´−ジアミノジフェニルエーテル、４，４´−ジアミノジフェニルメタン、３，３´−ジアミノジフェニルメタン、４，４´−ジアミノジフェニルスルホン、３，３´−ジアミノジフェニルスルホン、４，４´−ジアミノジフェニルサルファイド、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ベンジジン、３，３´−ジメチルベンジジン、３，３´−ジメトキシベンジジン、ｏ−トリジン、４，４”−ジアミノターフェニル、１，５−ジアミノナフタレン、３，３´−ジメチル−４，４´−ジアミノジフェニルメタン、４，４´−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エ−テル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホンなどが挙げられる。また、フッ素系のものを用いると、短波長領域での透明性が良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンなどが挙げられる。
【００３４】
また、ジアミンの一部として、シロキサンジアミンを用いると、無機基板との接着性を良好にすることができる。シロキサンジアミンは、通常、全ジアミン中の１〜２０モル％量用いる。シロキサンジアミンの量が少なすぎれば接着性向上効果が発揮されず、多すぎれば耐熱性が低下する。シロキサンジアミンの具体例としては、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサンなどが挙げられる。本発明は、これに限定されずにジアミンが１種または２種以上用いられる。
【００３５】
ポリアミック酸の合成は、極性有機溶媒中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを混合して反応させることにより行うのが一般的である。この時、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物の混合比により、得られるポリアミック酸の重合度を調節することができる。
【００３６】
このほか、テトラカルボン酸ジクロライドとジアミンを極性有機溶媒中で反応させて、その後、塩酸と溶媒を除去することによってポリアミック酸を得るなど、ポリアミック酸を得るには種々の方法がある。しかし、本発明はその合成法によらずにポリアミック酸に対して適用が可能である。
【００３７】
次に、本発明で使用する非感光性カラーペーストに使用するポリアミック酸の構造単位の繰り返し数について述べる。ポリイミド膜の力学的特性は、分子量が大きいほど良好であるため、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸の分子量も大きいことが望まれる。一方、ポリアミック酸膜を湿式エッチングによりパターン加工を行う場合、ポリアミック酸の分子量が大きすぎると、現像に要する時間が長くなりすぎるという問題がある。したがって、構造単位の繰り返し数の好ましい範囲は１５〜１０００、より好ましくは１８〜４００、さらに好ましくは２０〜１００である。なお、ポリアミック酸の分子量には一般にばらつきがあるため、ここでいう構造単位の繰り返し数の好ましい範囲とは、この範囲の中に全ポリアミック酸の５０モル％以上、好ましくは７０モル％以上、さらに好ましくは９０モル％以上が入っていることを意味する。
【００３８】
感光性カラーレジストに使用する樹脂成分の例として、アクリル系樹脂について述べる。感光性アクリル系樹脂としては、感光性を持たせるため、少なくともアクリル系ポリマー、アクリル系多官能モノマーあるいはオリゴマー、光重合開始剤を含有させた構成を有するのが一般的である。さらにエポキシを加えた、いわゆるアクリルエポキシ樹脂も用いることができる。
【００３９】
使用できるアクリル系ポリマーとしては、特に限定はないが、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不飽和カルボン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、あるいは酸無水物などがあげられる。
【００４０】
これらは単独で用いても良いが、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いても良い。共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎープロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、１，３−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーンなどのマクロモノマーなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。
【００４１】
また、側鎖にエチレン性不飽和基を付加したアクリル系ポリマーを用いると、加工の際の感度がよくなるので好ましく用いることができる。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基のようなものがある。このような側鎖をアクリル系（共）重合体に付加させる方法としては、アクリル系（共）重合体のカルボキシル基や水酸基などを有する場合には、これらにグリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸またはメタクリル酸クロライドを付加反応させる方法が一般的である。その他、イソシアネートを利用してエチレン性不飽和基を有する化合物を付加させることもできる。ここでいうグリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸またはメタクリル酸クロライドとしては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、クロトニルグリシジルエーテル、クロトン酸グリシジルエーテル、イソクロトン酸グリシジルエーテル、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどがあげられる。
【００４２】
多官能モノマーとしては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、アジピン酸１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド（メタ）アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ（メタ）アクリレート、アルキッド変性（メタ）アクリレートのようなオリゴマー、あるいはトリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートなどがあげられる。これらは単独または混合して用いることができる。また、次にあげるような単官能モノマーも併用することができ、例えば、エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレートなどがあり、これらの２種以上の混合物、あるいはその他の化合物との混合物などが用いられる。これらの多官能及び単官能モノマーやオリゴマーの選択と組み合わせにより、ペーストの感度や加工性の特性をコントロールすることが可能である。特に、硬度を高くするにはアクリレート化合物よりメタクリレート化合物が好ましく、また、感度を上げるためには、官能基が３以上ある化合物が好ましい。また、メラミン類、グアナミン類などもアクリル系モノマーの代わりに好ましく用いることができる。
【００４３】
光重合開始剤としては、特に限定はなく、公知のものが使用でき、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体などがあげられる。また、その他のアセトフェノン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、リン系化合物、トリアジン系化合物、あるいはチタネート等の無機系光重合開始剤なども好ましく用いることができる。また、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エステルなどの増感助剤を添加すると、さらに感度を向上させることができ好ましい。また、これらの光重合開始剤は２種類以上を併用して用いることもできる。
【００４４】
光重合開始剤の添加量としては、特に限定はないが、ペースト全固形分に対して、好ましくは１〜３０ｗｔ％、より好ましくは５〜２５ｗｔ％、さらに好ましくは１０〜２０ｗｔ％である。
【００４５】
本発明で用いる溶媒としては、樹脂成分を容易に溶解するものを使用することができる。
【００４６】
非感光性樹脂であるポリアミック酸の例では、溶解する溶媒として、例えばＮ―メチル―２―ピロリドン、Ｎ，Ｎ―ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ―ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、β―プロピオラクトン、γ―ブチロラクトン、γ―バレロラクトン、δ―バレロラクトン、γ―カプロラクトン、ε―カプロラクトンなどのラクトン類などが挙げられる。また、感光性樹脂であるアクリル系樹脂の例では、これらに加え、例えばメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのエチレングリコールあるいはプロピレングリコール誘導体、あるいは、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル―３―メトキシプロピオネート、３―メチル―３―メトキシブチルアセテートなどの脂肪族エステル類、あるいは、エタノール、３―メチル―３―メトキシブタノールなどの脂肪族アルコール類、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類を用いることも可能である。
【００４７】
本発明に用いるカラーペースト用溶媒としては使用樹脂を溶解する単独あるいは２種類以上の溶媒の混合溶媒を、適宜組み合わせて使用するのが好ましい。この場合は、副溶剤として、使用する樹脂に対する貧溶媒を用いることも可能である。好ましい溶媒としては、特に限定されるわけではないが、例えばＮ−メチルピロリドンとシクロペンタノンの混合溶媒などがあげられ、特にアクリル系樹脂の場合には、シクロペンタノン単独でも好ましく用いることができる。
【００４８】
本発明のカラーぺーストにおいて、ポリアミック酸あるいはアクリル系樹脂といった樹脂成分と顔料等の着色成分（白色の体質顔料なども含む）とは、通常、重量比で５：９５〜９０：１０、好ましくは２０：８０〜８０：２０、より好ましくは３０：７０〜７０：３０の範囲で混合して用いられる。樹脂成分の量が少なすぎると、着色被膜の基板との接着性が不良となり、逆に顔料の量が少なすぎると着色度が問題となる。また、該ペーストにおいては、塗工性、乾燥性などの観点から、樹脂成分と顔料をあわせた固形分濃度は、２〜４０％、好ましくは３〜３０％、さらに好ましくは５〜２５％の範囲で使用する。
【００４９】
本発明のカラーフィルターは、少なくとも赤、緑、青の３色の色画素から構成され、使用される着色材料は、有機顔料、無機顔料、染料問わず着色剤全般を使用することができる。さらには、紫外線吸収剤、分散剤などの種々の添加剤を添加してもよい。分散剤としては界面活性剤、顔料の中間体、染料の中間体、高分子分散剤などの広範囲のものが使用される。また、塗布性やレベリング性向上のために種々の添加剤を加えても良い。
【００５０】
顔料の具体的な例としては、ピグメントレッド（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、ピグメントグリーン（ＰＧ−）７、１０、３６、３７、３８、４７、ピグメントブルー（ＰＢ−）１５（１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６）、１６、１７、２１、２２、６０、６４、ピグメントイエロー（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、ピグメントバイオレット（ＰＶ−）１９、２３、２９、３０、３２、３３、３６、３７、３８、４０、５０、ピグメントオレンジ（ＰＯ−）５、１３、１７、３１、３６、３８、４０、４２、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、７１、
などが挙げられる。これらの顔料は１種類のみで使用しても良く、２種類以上で組み合わせて使用しても良い。
【００５１】
上記顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理、顔料誘導体処理などの表面処理が施されているものを使用しても良い。
なお、ＰＲ（ピグメントレッド）、ＰＹ（ピグメントイエロー）、ＰＶ（ピグメントバイオレット）、ＰＯ（ピグメントオレンジ）等は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；Ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｄｙｅｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ社発行）の記号であり、正式には頭にＣ．Ｉ．を付するもの（例えば、Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４など）である。これは染料や染色の標準を規定したものであり、それぞれの記号は特定の標準となる染料とその色を指定するものもである。なお、以下の本発明の説明においては、原則として、前記Ｃ．Ｉ．の表記は省略（例えば、Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４ならば、ＰＲ２５４）する。
【００５２】
非感光性カラーペーストまたは感光性カラーレジストを塗布する方法としては、ディップ法、ロールコーター法、スピンコーティング法、ダイコーティング法、ダイコーティングとスピンコーティング併用法、ワイヤーバーコーティング法などが好適に用いられる。
【００５３】
本発明のカラーフィルターには、表面の平坦性を向上させるため、色材料の上に平坦化層としてオーバーコート層を形成してもよい。具体的には、エポキシ樹脂膜、アクリルエポキシ樹脂膜、アクリル樹脂膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイミド膜、ケイ素含有ポリイミド膜、ポリイミドシロキサン膜等が挙げられる。
【００５４】
透過用領域と反射用領域の膜厚差が大きすぎると、画面内に段差が生じ、表示不良が生じるおそれがあるため、透過用領域と反射用領域の膜厚差は、同程度であることが好ましい。また、反射用領域に入射した光は、２回液晶層を透過するため、光路長は透過用領域に入射した光の約２倍になる。そのため、駆動基板側では、液晶層の厚みの変更や、偏光板などにより透過と反射の差をなくするようにしているが、カラーフィルター側で反射用領域より透過用領域の方が膜厚が厚い場合、これが難しくなるため、透過用領域と反射用領域の膜厚差は、反射用領域の膜厚の方が厚いことが好ましい。ただし、この膜厚差も１μｍ以下であることが好ましい。ここで、この膜厚差は、オーバーコート層などが形成されている場合は、オーバーコート層が形成された状態で測定される。
【００５５】
本発明の半透過型液晶表示装置は、少なくとも赤、緑、青の３色の画素を有するカラーフィルターと３波長型のバックライト光源とを組み合わせて使用される。
本発明に使用されるバックライト光源としては、３波長型の光源であることが重要であり、また赤色、緑色、赤色に対応する各ピーク以外に不純成分となるサイドピークがなく／または小さく、スペクトル形状が急峻であることが重要である。上記条件を満たす光源であれば、冷陰極蛍光管、熱陰極蛍光管、発光ダイオード、有機エレクトロルミネッセンス光源、無機エレクトロルミネッセンス光源、平面蛍光ランプ、メタルハライドランプなど光源全般を使用することができるが、３波長型のＬＥＤ光源を使用することがより好ましい。
【００５６】
発光ダイオードを用いる場合は、ＲＧＢ各色の発色を持つダイオードをそれぞれ組み合わせた白色光源、ならびに紫外発光のダイオードとＲＧＢ各色に対応した蛍光体とを組み合わせた白色光源を用いることができる。ＲＧＢ各色の発色を持つダイオードをそれそれ組み合わせた白色ＬＥＤ光源の一例としては、シャープ（株）のチップＬＥＤ”ＧＭ１ＷＡ８０３５０Ａ”があげられ、紫外発光のダイオードとＲＧＢ各色に対応した蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤ光源としては、豊田合成（株）の白色ＬＥＤがある（日経エレクトロニクス、２００２年２−２５号）。
好ましい画素の着色設計は、光源の違いを考慮に入れるため、透過用領域はバックライト光源、反射用領域は太陽光（自然光）に近いＤ６５光源で行うことが好ましい。
【００５７】
本発明の半透過型液晶表示装置は、駆動方法、表示方式にも限定されず、アクティブマトリクス方式、パッシブマトリクス方式、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢモードなど種々の液晶表示装置に適用される。また、液晶表示装置の構成、例えば偏光板の数、散乱体の位置等にも限定されずに使用することができる。
【００５８】
本発明で使用するカラーフィルターの作製方法の一例を述べる。
少なくともポリイミド前駆体、着色剤、溶剤からなるカラーペーストを透明基板上に塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、ポリイミド前駆体着色被膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、５０〜１８０℃の範囲で１分〜３時間行うのが好ましい。次に、このようにして得られたポリイミド前駆体着色被膜に、通常の湿式エッチングによりパターンを形成する。まず、ポリイミド前駆体着色被膜上にポジ型フォトレジストを塗布し、フォトレジスト被膜を形成する。続いて該フォトレジスト被膜上に各色画素パターンを含むマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。透過用領域と反射用領域の着色層が異なる画素については、各色画素中の透過用領域のみ、あるいは反射用領域のみのパターンが形成されたマスクを用いて色画素を形成する。露光後、ポジ型フォトレジスト用アルカリ現像液により、フォトレジスト被膜とポリイミド前駆体着色被膜のエッチングを同時に行う。エッチング後、不要となったフォトレジスト被膜を剥離する。
【００５９】
ポリイミド前駆体着色被膜は、その後、加熱処理することによって、ポリイミド着色被膜に変換される。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３５０℃、好ましくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．５〜５時間、連続的または段階的に行われる。
【００６０】
用いる色材料が感光性カラーレジストである場合は、アクリル系ポリマー、アクリル系多官能モノマー、光重合開始剤からなる感光性アクリル樹脂、着色剤、溶剤からなる感光性カラーレジストを塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、感光性アクリル着色被膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、６０〜２００℃の範囲で１分〜３時間行うのが好ましい。続いて感光性アクリル着色被膜にフォトマスクと露光装置を用いて紫外線をパターン状に照射する。露光後、アルカリ現像液により、感光性アクリル着色被膜のエッチングを行う。
【００６１】
以上の工程を赤、緑、青の画素（必要に応じてブラックマトリックス）について行い、必要に応じて、平坦化のためのオーバーコート層、ＩＴＯなどの透明導電膜などを製膜して液晶表示装置用カラーフィルターが作製できる。
【００６２】
次に、このカラーフィルターを用いて作成した半透過型液晶表示装置の一例について述べる。上記カラーフィルター上に、透明保護膜を形成し、さらにその上にＩＴＯ膜などの透明電極を製膜する。次に、このカラーフィルター基板と、金属蒸着膜などがパターニングされた半透過反射膜、半透過反射膜上の透明絶縁膜、さらにその上にＩＴＯ膜などの透明電極が形成された半透過反射基板とを、さらにそれらの基板上に設けられた液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜、およびセルギャップ保持のためのスペーサーを介して、対向させてシールし貼りあわせる。なお、半透過反射基板上には、反射膜、透明電極以外に、光拡散用の突起物、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、および走査線、信号線などを設け、ＴＦＴ液晶表示装置や、ＴＦＤ液晶表示装置を作成することができる。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封止する。つぎに、ＩＣドライバー等を実装することによりモジュールが完成する。
【００６３】
次に、本発明で用いるバックライト光源の作製方法の一例を説明する。
【００６４】
ＬＥＤを用いたバックライト光源の場合は、必要な電圧を印加するよう配線がパターニングされた基板上にＬＥＤ素子を配置し、駆動用のドライバＩＣを取り付け、拡散板、導光板、プリズムシート、ガイドロット等を適宜組み合わせ、バックライト光源が完成する。
【００６５】
３波長型の蛍光管の場合には、まずはじめに赤、緑、青色の各色に対応する無機物蛍光体、酢酸ブチルなどの有機溶剤、ニトロセルロース等のバインダー樹脂からなる蛍光体スラリーを、真空吸引により円筒状ガラス管内壁に塗布し、４００℃〜６５０℃の温度で３分間〜２０分間熱処理することにより、蛍光体の焼き付けおよびガス抜きを行う。次に、ガラス管内を１０−２〜１０−５Ｔｏｒｒまで真空排気し、アルゴンガス、あるいはアルゴンガスとネオンガス、クリプトンガス、キセノンガス等の混合ガスを封入する。あらかじめ、電極部に取り付けられた水銀ディスペンサーを高周波で加熱し、水銀を管内に拡散させる。最後にエージングを数時間行い、３波長蛍光管が完成する。得られた３波長蛍光管と拡散板、導光板、プリズムシート、ガイドロット等を適宜組み合わせ、バックライト光源が完成する。
【００６６】
有機エレクトロルミネッセンスを用いたバックライト光源の場合は、まずはじめにＩＴＯガラス基板に、ポジ型フォトレジストをスピンコートし、所望の厚さになるように塗布する。この塗布膜をフォトマスクを介してパターン露光し、現像してパターニングを行い、現像後にキュアする。次に正孔輸送層、発光層を含む薄膜層パターンを真空蒸着法によって形成し、電子輸送層、アルミニウムを所望の厚さに蒸着する。基板と封止板とを硬化性エポキシ樹脂を用いて貼り合わせて封止し、有機エレクトロルミネッセンス光源が完成する。
【００６７】
【実施例】
＜測定法＞
透過率、色座標：大塚電子（株）製、“ＭＣＰＤ−２０００”顕微分光光度計を用い、カラーフィルター上に製膜されているものと同一製膜条件により作製されるＩＴＯを製膜したガラスをリファレンスとして測定した。
【００６８】
ここでいう透過用領域色度とは、上述のカラーフィルターの透過用領域を顕微分光光度計などで測定したときに得られる分光スペクトルから求められるものである。反射用領域色度とは該領域を顕微分光光度計などで測定したときに得られる分光スペクトルから求められるものである。
【００６９】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００７０】
なお、以下の実施例、比較例では、特に断りがない場合は画素開口部に対する反射板の形成領域（反射用領域）の割合は５０％とする。
【００７１】
実施例１
Ａ．ポリアミック酸溶液の作成
４，４′−ジアミノジフェニルエーテル  ９５．１ｇおよびビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン  ６．２ｇをγ−ブチロラクトン  ５２５ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン  ２２０ｇと共に仕込み、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物  １４４．１ｇを添加し、７０℃で３時間反応させた後、無水フタル酸  ３．０ｇを添加し、さらに７０℃で２時間反応させ、２５重量％のポリアミック酸溶液（ＰＡＡ）を得た。
【００７２】
Ｂ．ポリマー分散剤の合成
４，４′−ジアミノベンズアニリド  １６１．３ｇ、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン  １７６．７ｇ、およびビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン  １８．６ｇをγ−ブチロラクトン  ２６６７ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン  ５２７ｇと共に仕込み、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物  ４３９．１ｇを添加し、７０℃で３時間反応させた後、無水フタル酸２．２ｇを添加し、さらに７０℃で２時間反応させ、２０重量％のポリアミック酸溶液であるポリマー分散剤（ＰＤ）を得た。
【００７３】
Ｃ．非感光性カラーペーストの作成
ピグメントレッドＰＲ２５４、３．０ｇとピグメントレッドＰＲ１７７、２．０ｇとポリマー分散剤（ＰＤ）  ２５．０ｇおよびγ−ブチロラクトン  ４７．６ｇ、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール  ２２．４ｇをガラスビーズ  ９０ｇとともに仕込み、ホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで５時間分散後、ガラスビーズを濾過し、除去した。このようにしてＰＲ２５４からなる分散液５％溶液（ＲＤ）を得た。
【００７４】
分散液（ＲＤ）  ４０．０ｇにポリアミック酸溶液（ＰＡＡ）  ９．６ｇをγ−ブチロラクトン  ５０．６ｇで希釈した溶液を添加混合し、赤色カラーペースト（ＲＰＩ−１）を得た。同様にして、表１に示す割合で赤ペースト（ＲＰＩ−２，３）緑ペースト（ＧＰＩ−１〜３）、青ペースト（ＢＰＩ−１〜３）を得た。
【００７５】
Ｄ．感光性カラーレジストの作製
ピグメントレッドＰＲ２５４、２２．５ｇとピグメントレッドＰＲ１７７、１５．０ｇを３−メチル−３−メトキシブタノール２１２．５ｇとともに仕込み、ホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで５時間分散後、ガラスビーズを濾過し、分散液を得た。アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製“サイクロマーＰ”、ＡＣＡ−２５０、４３ｗｔ％溶液）３５．００ｇ、多官能モノマーとしてペンタエリスリトールテトラメタクリレート１５．００ｇ、光重合開始剤として“イルガキュア”３６９  ７．５０ｇにシクロペンタノン１３０．００ｇを加えた濃度２０重量％の感光性樹アクリル樹脂溶液（ＡＣ−１）を得た。赤分散液３２ｇと感光性樹アクリル樹脂溶液（ＡＣ−１）３６ｇを加え、赤レジスト（ＲＡＣ−１）を得た。同様にして、表１に示す割合で赤レジスト（ＲＡＣ−２）緑レジスト（ＧＡＣ−１、２）、青レジスト（ＢＡＣ−１、２）を得た。
【００７６】
【表１】
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【００７７】
Ｆ．着色塗膜の作成と評価
ブラックマトリクスがパターン加工されたガラス基板上に赤ペースト（ＲＰＩ−１）をスピンナーでガラス基板上に塗布した。該塗膜を、１２０℃で２０分乾燥し、この上にポジ型フォトレジスト（東京応化株式会社製“ＯＦＰＲ−８００”）を塗布し、９０℃で１０分乾燥した。キャノン株式会社製紫外線露光機“ＰＬＡ−５０１Ｆ”を用い、クロム製のフォトマスクを介して６０ｍＪ／ｃｍ２（３６５ｎｍの紫外線強度）露光した。このとき用いたフォトマスクは、画素内の反射用領域は光が透過する（透過用領域を形成する）マスクであった。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの２．０％の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォトレジストの現像、ポリイミド前駆体の着色塗膜のエッチングを同時に行った。エッチング後不要となったフォトレジスト層をアセトンで剥離した。さらにポリイミド前駆体の着色塗膜を２４０℃で３０分熱処理し、ポリイミドに転換した。これにより、赤画素の透過用領域にのみ着色層が形成された。熱処理後の塗膜厚さは１．２μｍで、Ｃ光源を通したときの色度（ｘ、ｙ）は（０．５９２、０．３１０）であった。
【００７８】
次にスピンナーでカラーペースト（ＧＰＩ−１）を塗布し、赤画素と同様にフォトリソ加工し、緑画素の透過用領域に着色層を形成した。緑色着色層の膜厚は１．２μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．３１１、０．５４７）であった。
【００７９】
次にスピンナーでカラーペースト（ＢＰＩ−１）を塗布し、赤画素と同様にフォトリソ加工し、青画素の透過用領域に着色層を形成した。青色着色層の膜厚は１．２μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．１４６、０．１１０）であった。
【００８０】
次にスピンナーでカラーペースト（ＲＰＩ−２）を塗布し、画素内の透過用領域は光が透過する（反射用領域を形成する）フォトマスクを用いたこと以外は赤画素と同様にフォトリソ加工し、赤画素の反射用領域に着色層を形成した。赤色着色層の膜厚は１．３μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．４４６、０．２８２）であった。
【００８１】
次にスピンナーでカラーペースト（ＧＰＩ−２）を塗布し、画素内の透過用領域は光が透過する（反射用領域を形成する）フォトマスクを用いたこと以外は赤画素と同様にフォトリソ加工し、緑画素の反射用領域に着色層を形成した。緑色着色層の膜厚は１．３μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．３２３、０．３９９）であった。
【００８２】
次にスピンナーでカラーペースト（ＢＰＩ−２）を塗布し、画素内の透過用領域は光が透過する（反射用領域を形成する）フォトマスクを用いたこと以外は赤画素と同様にフォトリソ加工し、青画素の反射用領域に着色層を形成した。青色着色層の膜厚は１．３μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．１４９、０．１８２）であった。
【００８３】
このようにして得られた画素膜上にＩＴＯ膜を膜厚０．１μｍとなるようにスパッタリングした。この様にして得られたカラーフィルター基板について、基板中央部の１つの画素、基板のそれぞれの角部の４つの画素について、分光スペクトルを測定した。測定した画素スペクトルを各測定部について平均した。
【００８４】
Ｇ．バックライト光源の作成
日亜化学（株）製２波長型白色ＬＥＤ”ＮＳＳＷ４４０”を配線がパターニングされた基板上に配置し、駆動用のドライバＩＣを取り付けた。反射板、導光板、拡散板、プリズムシートを組み合わせ、バックライト光源を作成した。また、３波長型白色ＬＥＤ（紫外ＬＥＤ＋ＲＧＢ蛍光体）、３波長白色ＬＥＤ（ＲＧＢ３チップＬＥＤ）を用いて、同様にバックライト光源を作製した。
【００８５】
赤、緑、青の蛍光体としてそれぞれＹ２Ｏ３：Ｅｕ、ＬａＰＯ４：Ｔｂ，Ｃｅ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕを使用し、酢酸ブチル、ニトロセルロースと混合し、蛍光体スラリーを作製した。直径２ｍｍの円筒ガラス管内に蛍光体スラリーを塗布し、５５０℃、５分間熱処理し、蛍光体を焼き付けた。ガラス管内を１０−４Ｔｏｒｒまで真空排気し、アルゴンガスとキセノンガスの混合ガスを封入、水銀を管内に拡散させ、３波長蛍光管を作製した。作成した３波長蛍光管と反射板、導光板、拡散板、プリズムシートを組み合わせ、バックライト光源を作製した。
【００８６】
また、有機エレクトロルミネッセンス光源についても以下のように作製した。ＩＴＯガラス基板（ジオマテック（株）製）上にポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製、ＯＦＰＲ−８００）をスピンコート法により厚さ３μｍになるように塗布した。この塗布膜にフォトマスクを介してパターン露光し、現像してフォトレジストのパターニングを行い、現像後に１６０℃でキュアした。次に発光層を含む薄膜層パターンはシャドーマスクを介した抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって形成した。なお、蒸着時の真空度は２×１０−４Ｐａであり、蒸着中は蒸着源に対して基板を回転させた。まず、銅フタロシアニンを１５ｎｍ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）を６０ｎｍを基板全面に蒸着して正孔輸送層を形成した。次にホスト材料としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）、ドーパント材料として２，３，５，６−１Ｈ、４Ｈ−テトラヒドロ−９−（２’−ベンゾチアゾリル）キノリジノ［９，９ａ，１−ｇｈ］クマリン（Ｃ５４５）を用いて、ドーパントが１．０重量％となるように共蒸着し、緑色発光層をパターニングした。次に、シャドーマスクを１ピッチ分ずらした位置に合わせて、ホスト材料としてＡｌｑ３、ゲスト材料として４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴ）を用いて、ドーパントが２．０重量％となるように共蒸着し、赤色発光層をパターニングした。さらにシャドーマスクを１ピッチ分ずらした位置に合わせて、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ジフェニル（ＤＰＶＢｉ）を２０ｎｍ蒸着して、青色発光層をパターニングした。次に、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンを４５ｎｍ基板全面に蒸着して電子輸送層を形成した。その後、薄膜層をリチウム蒸気に曝してドーピング（膜厚換算で０．５ｎｍ）した。次に対向電極として、アルミニウムを４００ｎｍの厚さに蒸着した。対向電強が形成された基板を蒸着機から取り出し、ロータリーポンプによる減圧雰囲気下で２０分間保持した後、露点−１００℃以下のアルゴン雰囲気下に移した。この低湿雰囲気下で、基板と封止板とを硬化性エポキシ樹脂を用いて貼り合わせて封止した。
【００８７】
作製した３波長型光源のスペクトルならびに２波長型ＬＥＤのスペクトルを図１〜図５に示す。
【００８８】
別途、無アルカリガラス上に反射板、ＴＦＴ素子、画素電極等を形成した基板を対向基板として用意し、作製したカラーフィルター基板（着色層基板）と対向基板とに配向膜を印刷しラビングして配向させた。ただし、対向基板上の反射板は画素内の反射用領域にのみ形成されている。これら２つの基板の一方にマイクロロッドを練り込んだシール剤を印刷し、４μｍの厚さのビーズスペーサーを散布した後、２つの基板を貼り合わせた。次に、４Ｖ駆動対応のＴＮ液晶（屈折率異方性Δｎ〜０．１）を注入して液晶注入口を封口剤で塞いだ。液晶を注入した液晶セルを、直交した偏光フィルムで挟み、評価用の液晶セルを作製した。液晶セルの背面に、ポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９，臨界反射角約４２°）から成る導光板の二辺に作製した３波長型白色ＬＥＤ（紫外ＬＥＤ＋ＲＧＢ蛍光体）のバックライト光源を配置した。該液晶セルにＩＣドライバー等を実装することにより、液晶表示装置を完成させた。
【００８９】
液晶表示装置の透過（３波長ＬＥＤ光源：図１）、反射（環境光：Ｄ６５光源）の色度を表２に示す。
【００９０】
実施例２
カラーフィルター作製方法以外は、実施例１と同様にして液晶表示装置を完成させた。
【００９１】
ブラックマトリクスがパターン加工されたガラス基板上に赤レジスト（ＲＡＣ−１）をスピンナーで基板上に塗布し、該塗膜を８０℃のオーブンで１０分熱処理した。紫外線露光機を用い、赤画素内の透過用領域は光が透過する（透過用領域を形成する）クロム製フォトマスクを介して、１００ｍＪ／ｃｍ２（３６５ｎｍの紫外線強度）で露光した。露光後にテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの１．６％の水溶液からなる現像液に浸漬し、着色層を現像した。現像後に２４０℃のオーブンで３０分熱処理をし、赤画素を得た。熱処理後の塗膜厚さは１．２μｍで、Ｃ光源を通したときの色度（ｘ、ｙ）は（０．５９２、０．３１０）であった。
【００９２】
次にスピンナーで緑レジスト（ＧＡＣ−１）を塗布し、赤画素と同様にフォトリソ加工し、緑画素の透過用領域に着色層を形成した。緑色着色層の膜厚は１．２μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．３１１、０．５４７）であった。
【００９３】
次にスピンナーで青レジスト（ＢＡＣ−１）を塗布し、赤画素と同様にフォトリソ加工し、青画素の透過用領域に着色層を形成した。青色着色層の膜厚は１．２μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．１４６、０．１１０）であった。
次にスピンナーで赤レジスト（ＲＡＣ−２）を塗布し、画素内の反射用領域は光が透過する（反射用領域を形成する）フォトマスクを用いたこと以外は赤画素と同様にフォトリソ加工し、赤画素の反射用領域に着色層を形成した。赤色着色層の膜厚は１．３μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．４４６、０．２８２）であった。
【００９４】
次にスピンナーで緑レジスト（ＧＡＣ−２）を塗布し、画素内の反射用領域は光が透過する（反射用領域を形成する）フォトマスクを用いたこと以外は赤画素と同様にフォトリソ加工し、緑画素の反射用領域に着色層を形成した。緑色着色層の膜厚は１．３μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．３２３、０．３９９）であった。
【００９５】
次にスピンナーで青レジスト（ＢＡＣ−２）を塗布し、画素内の反射用領域は光が透過する（反射用領域を形成する）フォトマスクを用いたこと以外は赤画素と同様にフォトリソ加工し、青画素の反射用領域に着色層を形成した。青色着色層の膜厚は１．３μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．１４９、０．１８２）であった。
液晶表示装置の透過（３波長ＬＥＤ光源：図１）の色度を表２に示す。
【００９６】
実施例３
バックライト光源以外は比較例１と同様にして液晶表示装置を完成させた。
バックライト光源は、３波長型ＬＥＤ（ＲＧＢ３チップＬＥＤ）を使用した。
液晶表示装置の透過（３波長ＬＥＤ光源：図２）の色度を表２に示す。
【００９７】
比較例１
透過用領域の着色層の塗布する膜厚と反射用領域に塗布するペーストとバックライト光源以外は、実施例１と同様にして液晶表示装置を完成させた。反射用領域にはそれぞれ赤（ＲＰＩ−３）、緑（ＧＰＩ−３）、青（ＢＰＩ−３）を塗布した。
【００９８】
透過用領域の赤色着色層の膜厚は２．２μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．６６５、０．３２１）であった。反射用領域の赤色着色層の膜厚は２．２μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．４６４、０．２７７）であった。
透過用領域の緑色着色層の膜厚は２．２μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．２８４、０．６０１）であった。反射用領域の緑色着色層の膜厚は２．２μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．３２８、０．４０３）であった。
透過用領域の青色着色層の膜厚は２．２μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．１４１、０．０６６）であった。反射用領域の青色着色層の膜厚は２．２μｍで、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）は（０．１４８、０．１８２）であった。
また、バックライト光源は２波長型ＬＥＤ光源を使用した。
液晶表示装置の透過（２波長ＬＥＤ光源：図５）、反射（環境光：Ｄ６５光源）の色度を表２に示す。
【００９９】
比較例２
バックライト光源以外は比較例１と同様にして液晶表示装置を完成させた。
バックライト光源は、３波長型有機エレクトロルミネッセンス光源を使用した。
液晶表示装置の透過（３波長有機エレクトロルミネッセンス光源：図４）の色度を表２に示す。
【０１００】
【表２】
2004184737.tif 000004
【０１０１】
実施例１、２、３の液晶表示装置は、透過表示は色鮮やか、反射表示は明るく、視認性が良好であった。
比較例１の液晶表示装置は、透過表示の色特性、明るさは実施例１，２と同程度であったが、反射表示は実施例１〜３よりも暗くみえた。これは、実施例１〜３よりもＣ光源での色が濃い透過用の着色層が反射用領域に入り込んでいたためと考えられる。また、透過用領域と反射用領域の境界部分の段差が大きかったため液晶の配向不良が起こり、表示ムラが発生していた。
比較例２の液晶表示装置は、実施例１〜３に比べて透過表示での色鮮やかさがなかった。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明を用いることにより、表示ムラがなく、透過表示は色鮮やかで、反射表示は明るい半透過型液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用される３波長型光源のスペクトル例（紫外ＬＥＤ＋赤緑青蛍光体）
【図２】本発明で使用される３波長型光源のスペクトル例（赤緑青ＬＥＤの組み合わせ）
【図３】３波長型冷陰極蛍光ランプのスペクトル例
【図４】３波長型有機エレクトロルミネッセンス光源のスペクトル例
【図５】２波長型ＬＥＤ光源のスペクトル例
【図６】従来の半透過型液晶表示装置に使用されるカラーフィルターの構成図
【図７】半透過型液晶表示装置に使用されるカラーフィルターの構成図
【符号の説明】
１  ：透明基板
２  ：ブラックマトリックス
３  ：オーバーコート層
４  ：非感光性カラーペーストからなる着色層
５  ：感光性カラーレジストからなる着色層
６  ：反射用領域
７  ：透過用領域
８Ｂ：青画素領域
８Ｇ：緑画素領域
８Ｒ：赤画素領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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