(57)【要約】【課題】前方散乱板を不要にするとともに、高輝度で視差（像ボケ）が無く、かつ色特性の劣化を防止して優れた色特性を実現可能なカラーフィルタを提供する。【解決手段】基板と、複数色の着色パターンからなる着色層と、光散乱性微粒子を含んでなり、膜厚が１〜１５μｍである光散乱層とを有してなる、カラーフィルタであって、前記着色層の下記式に基づいて測定された黄色度（ＹＩ値）：ＹＩ　＝　［１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）］／Ｙ（ここで、ＹＩは黄色度、Ｘ、ＹおよびＺはＣ光源を用いて測定された三刺激値である）が−１２以下である、カラーフィルタ。【選択図】　図２
2004021097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
複数色の着色パターンからなる着色層と、
光散乱性微粒子を含んでなり、膜厚が１〜１５μｍである光散乱層とを有してなる、カラーフィルタであって、
前記着色層の下記式に基づいて測定された黄色度（ＹＩ値）：
ＹＩ　＝　［１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）］／Ｙ
（ここで、ＹＩは黄色度、Ｘ、ＹおよびＺはＣ光源を用いて測定された三刺激値である）
が−１２以下である、カラーフィルタ。
【請求項２】
前記カラーフィルタ全体について測定された、前記黄色度（ＹＩ値）が、−１２〜−２５である、請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記基板が透明であり、
前記光散乱層が前記透明基板と前記着色層との間に位置してなり、
前記着色層の外側に積層される透明電極層をさらに有してなる、請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記基板が透明であり、
前記光散乱層が前記着色層の外側に光散乱平坦化層として積層されてなり、
該光散乱平坦化層の外側に積層される透明電極層をさらに有してなる、請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記基板と前記着色層との間において、前記基板上に積層される駆動素子層と、該駆動素子層上に積層される反射電極層とをさらに有してなり、
前記光散乱層が前記反射電極層と前記着色層との間に位置してなる、請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記基板と前記着色層との間において、前記基板上に積層される駆動素子層と、該駆動素子層上に積層される反射電極層とをさらに有してなり、
前記光散乱層が前記着色層の外側に光散乱平坦化層として積層されてなる、請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項３または４に記載のカラーフィルタと、
透明な基板上に、駆動素子層、反射電極層、および透明電極層がこの順に積層されてなる電極基板と
により、液晶層が挟持されてなる、液晶表示装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載のカラーフィルタと、
透明な基板上に透明電極層が積層されてなる表示側基板と
により液晶層が挟持されてなる、液晶表示装置。
【請求項９】
Ｄ６５光源及び２°視野の条件下で良好な白色表示が可能である、請求項７または８に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
発明の分野
本発明はカラーフィルタ、特に反射型や半透過型の液晶表示装置用のカラーフィルタ、に関するものである。
【０００２】
背景技術
液晶ディスプレイは、大きく透過型と反射型に分けられる。現在、市場を拡大しているモバイル分野では、携帯電話やＰＤＡ等のカラー化が求められている。こうしたモバイル機器を構成する液晶ディスプレイは、薄型、小型、低消費電力が必要とされるため、バックライトを使用せず外光を利用する反射型液晶ディスプレイが適している。反射型のカラー液晶表示装置は、格子状のＢＭ（ブラックマトリックス）が形成されたガラス基板上に複数色（通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）からなるカラー画素（場合によってはその上にオーバーコート層を設ける）に透明電極を蒸着させたカラーフィルターと、アルミなどの金属鏡面反射電極を備えたＴＦＴアレイ基板に適当なギャップを持たせ、その中に液晶を封入してセルを形成する。さらにこのセルの観測者側には位相差板、偏向板、前方光散乱板が設けられる。上記の前方光散乱板は反射型液晶ディスプレイには重要な光学部材であり、出射光の適度な散乱により視認性を上げる目的で設けられている。
【０００３】
ところで、従来の反射型液晶ディスプレイにおける光散乱板は、液晶ディスプレイセルの外側に設けられる（外貼り）ため、ガラスの厚さによる視差が画像のボケを引き起こすことが知られている。また、この問題を解決する方法の一つとして、液晶ディスプレイセル中のカラーフィルター上に光拡散機能を持つオーバーコートを設けることが提案されているが、このオーバーコート本来の機能を損なわず、なおかつ外貼り光拡散板と同等の光拡散能力を持つためには３μｍ以上の厚さが必要になっている。なお、光拡散機能はベース樹脂中に０．１〜５μｍの微粒子を分散させること、もしくは相分離系樹脂によって実現することができる。
しかしながら、このように光拡散機能を有したオーバーコートの膜厚が大きい場合、保護層自体の着色、また、機能付加の為の添加物による着色が光拡散による光路長の増加により顕著になり、表示が黄色くなってしまい、色特性の低下を来すという問題があった。
【０００４】
発明の概要
本発明者らは、今般、カラーフィルターの着色層の黄色度（ＹＩ値）を−１２以下、好ましくは−１２〜−２５、より好ましくは−１５〜−２０にすることにより、上述のような光拡散機能を有したオーバーコートの着色を抑えることができる、すなわち、優れた光拡散層機能を有しつつ、本来の着色層の色特性を失わないカラーフィルターが得られることを知見した。そして、このようなカラーフィルタによれば、高輝度で色特性に優れた反射型や半透過型のカラー液晶ディスプレイ表示装置を得ることができる。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、高輝度で色特性の良好な光拡散層内蔵型カラーフィルターを提供することにある。
【０００６】
すなわち、本発明のカラーフィルタは、
基板と、
複数色の着色パターンからなる着色層と、
光散乱性微粒子を含んでなり、膜厚が１〜１５μｍである光散乱層とを有してなる、カラーフィルタであって、
前記着色層の下記式に基づいて測定された黄色度（ＹＩ値）：
ＹＩ　＝　［１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）］／Ｙ
（ここで、ＹＩは黄色度、Ｘ、ＹおよびＺはＣ光源を用いて測定された三刺激値である）
が−１２以下としたものである。
【０００７】
本発明の第１の態様によるカラーフィルタは、前記基板が透明であり、前記光散乱層が前記透明基板と前記着色層との間に位置してなり、前記着色層の外側に積層される透明電極層をさらに有してなる。
【０００８】
本発明の第２の態様によるカラーフィルタは、前記基板が透明であり、前記光散乱層が前記着色層の外側に光散乱平坦化層として積層されてなり、該光散乱平坦化層の外側に積層される透明電極層をさらに有してなる。
【０００９】
本発明の第３の態様によるカラーフィルタは、前記基板と前記着色層との間において、前記基板上に積層される駆動素子層と、該駆動素子層上に積層される反射電極層とをさらに有してなり、前記光散乱層が前記反射電極層と前記着色層との間に位置してなる。
【００１０】
本発明の第４の態様によるカラーフィルタは、前記基板と前記着色層との間において、前記基板上に積層される駆動素子層と、該駆動素子層上に積層される反射電極層とをさらに有してなり、前記光散乱層が前記着色層の外側に光散乱平坦化層として積層されてなる。
【００１１】
また、本発明の別の好ましい態様によれば、上記第１または第２のカラーフィルタと、透明な基板上に、駆動素子層、反射電極層、および透明電極層がこの順に積層され、光散乱性微粒子が前記反射電極層と前記透明電極層の間に光散乱層と含有されてなる電極基板とにより、液晶層が挟持されてなる、液晶表示装置が提供される。
【００１２】
また、本発明のさらに別の好ましい態様によれば、上記第３または第４のカラーフィルタと、透明な基板上に透明電極層が積層され、光散乱性微粒子が前記透明基板と透明電極層の間に光散乱層として含有されてなる表示側基板とにより液晶層が挟持されてなる、液晶表示装置が提供される。
【００１３】
【発明の具体的説明】
以下、本発明のカラーフィルタおよび液晶表示装置について具体的に説明する。
【００１４】
カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、反射型や半透過型の液晶表示装置用のカラーフィルタであって、基板と、複数色の着色パターンからなる着色層と、光散乱性微粒子を含んでなる光散乱層とを有してなる。そして、光散乱層の膜厚が１〜１５μｍ、好ましくは３〜１２μｍ、より好ましくは５〜１０μｍであると同時に、着色層の、下記式に基づいて測定された黄色度（ＹＩ値）：
ＹＩ　＝　［１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）］／Ｙ
（ここで、ＹＩは黄色度、Ｘ、ＹおよびＺはＣ光源を用いて測定された三刺激値である）
を−１２．０以下、好ましくは−１２〜−２５、さらに好ましくは−１５〜−２０とする。
【００１５】
このように本発明においては、カラーフィルタ内に光散乱微粒子を含有させることで、カラーフィルタ自体に光散乱機能を付与することができる。このため、カラーフィルタ上（観測者側）に前方散乱板を配設することを不要にすることができる。
しかしながら、上述したように、上記の液晶表示装置に用いられるカラーフィルターはＩＴＯ等の透明導電膜の積層による干渉による着色、及び光拡散機能有したオーバーコートの光拡散による光路長の増加による着色（黄変）によりカラーフィルターの白色の色相が黄色味を帯びることが知られている。そこで、本発明では、ＩＴＯ等の透明電極と光拡散層を有したオーバーコートの着色を考慮し、液晶表示装置トータルで良好な白色表示を可能とするように予め着色層を青味に設計した。すなわち、各色の透過率を制御し、Ｗｈｉｔｅの黄色度（ＹＩ値）を上記範囲内に制御することにより、光散乱微粒子の添加に伴う色特性の低下を確実に補うことができるので、優れた色特性を実現することができる。したがって、従来の前方散乱板を付加することに伴う視差（像ボケ）、ならびに輝度および色特性の低下が解消された、高画質の液晶表示装置を実現することが可能となる。
【００１６】
また、本発明によれば、散乱層自身の厚膜に伴う着色性に拘束されることなく、製造に適した材料を幅広く選択することができる。さらに、本発明のカラーフィルタにおいては、黄色度（ＹＩ値）の制御を着色層で行うため、色特性の制御を着色層一層で行えば足り、着色層と別個に散乱層自身に色特性の制御を行う必要が無くなる。したがって、カラーフィルタの生産性を向上できる。
なお、本発明のカラーフィルタは前方散乱板と併用するように構成されてもよい。この場合においても、前方散乱板の付加に伴う輝度および色特性の低下をカラーフィルタ自体の色特性補正で確実に補うことができるので、カラーフィルタ製造とは別の工程で製造された反射型カラー液晶表示装置においても、表示画像は輝度が高く色特性に優れたものとなる。
【００１７】
ここで、本発明において、「黄色度（ＹＩ値）」とは、ＪＩＳ−Ｋ７１０３（１９７７年）に準拠した「プラスチックの黄色度及び黄変度試験方法」により測定された値である。なお、このＪＩＳ基準は、日本工業規格（日本国東京都港区赤坂４−１−２４）から、その英訳とともに容易に入手可能である。ここで、「黄色度」とは、無色または白色から色相が黄方向に離れる度合で、プラスの量として表示される。したがって、黄色度がマイナスの値で表示されるときは、色相が青方向へ移行することを示す。そして、この「黄色度（ＹＩ値）」は、具体的には、以下のようにして測定された値である。
【００１８】
まず、試験装置として、光学条件４５度方向から照明し、垂直方向に受光する幾何学的条件をもつ測色色差計を用意する。次に、この試験装置を用いて試験片の三刺激値を測定する。ここで、三刺激値の測定は、図１に示されるように、試験片２を試料台４上に、測定面６に所定の測定面積（直径φ１２ｍｍ）を確保するように配置して、透過法により行う。得られた三刺激値を用いて、下記式に基づいて黄色度（ＹＩ値）を算出する。
ＹＩ　＝　［１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）］／Ｙ
（ここで、ＹＩは黄色度、Ｘ、ＹおよびＺはＣ光源を用いて測定された三刺激値である）
【００１９】
（ａ）基板
本発明における基板としては、特に限定されないが、反射型カラー液晶表示装置内で液晶層に対して観測者側に配設されるタイプのカラーフィルタの場合にあっては、透明であることが必要である。なお、反射型カラー液晶表示装置内で液晶層に対して観測者側と反対側に配設されるタイプのカラーフィルタの場合にあっては、基板は必ずしも透明である必要はない。
【００２０】
（ｂ）着色層
本発明における着色層は、複数色の着色パターンからなるものである。複数色の着色パターンとしては、赤色着色パターン、緑色着色パターン、および青色着色パターンとから構成するのが一般的である。このような着色パターンは公知の顔料分散法、染色法、電着法等により形成することができ、また、各着色パターンも、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等を採用することができ、特に限定されない。
【００２１】
なお、本発明のカラーフィルタは、着色層もしくは光散乱性着色層を構成する各着色パターンの間に位置するようにブラックマトリックスを備えるものであってもよい。この場合、ブラックマトリックスは遮光性樹脂、クロム等の金属により形成することができる。
【００２２】
ここで、本発明の着色層は、下記式に基づいて測定された黄色度（ＹＩ値）：
ＹＩ　＝　［１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）］／Ｙ
（ここで、ＹＩは黄色度、Ｘ、ＹおよびＺはＣ光源を用いて測定された三刺激値である）
が−１２．０以下、好ましくは−１２〜−２５、さらに好ましくは−１５〜−２０となるように制御されている。このような黄色度の制御は、好ましくは、透過率計算によって上記ＹＩ値となるように、ｉ）赤色着色パターン、緑色着色パターン、および青色着色パターンの各着色パターンにおける顔料比率を調整しながら、ｉｉ）着色層の膜厚を調整することにより行うことができる。
【００２３】
（ｃ）光散乱層
本発明における光散乱層は、光散乱性微粒子を含んでなる層である。また、この光散乱層を着色層の外側に形成させる場合にあっては、着色層表面に形成される凹凸を無くすための平坦化層としての機能を付与して、光散乱平坦化層とするのが好ましい。光散乱性微粒子は、光散乱作用を有する微粒子であり、好ましい例としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無機物、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の有機物、あるいは、これらの２種以上の混合系等の微粒子を挙げることができる。これらの中でも、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、およびその混合系樹脂や共重合体が透明性、耐久性の点で好ましい。これらの微粒子は、平均粒径が０．１〜５．０μｍ、好ましくは０．１〜４．０μｍ、より好ましくは０．１〜２．０μｍの範囲であり、平均粒径が０．１μｍ未満では、散乱効果が殆ど得られない。なお、光散乱性微粒子は、散乱効果を上げるため、球状であることが好ましい。
【００２４】
本発明における光散乱層の膜厚は、１〜１５μｍ、好ましくは３〜１２μｍ、より好ましくは５〜１０μｍである。このように膜厚を厚くすることにより、外貼り光拡散板と同等の優れた光拡散能力を確保することができる。また、光散乱平坦化層として機能させる場合には、このオーバーコート本来の機能を損なわないという利点もある。
【００２５】
本発明のカラーフィルタの好ましい態様としては、以下の第１〜第４の態様が挙げられる。ここで、第１および第２の態様によるカラーフィルタは、反射型カラー液晶表示装置内で液晶層に対して観測者側に配設されるタイプのカラーフィルタである。また、第３および第４の態様によるカラーフィルタは、反射型カラー液晶表示装置内で液晶層に対して観測者側と反対側に配設されるタイプのカラーフィルタである。
【００２６】
第１の態様によるカラーフィルタ
図２に本発明の第１の態様によるカラーフィルタの概略縦断面図を示す。図２に示されるカラーフィルタ１１は、透明基板１２と、この透明基板１２上に設けた光散乱層１３と、光散乱層１３上に積層された着色層１４、透明電極層１５とを備えており、着色層１４は赤色着色パターン１４Ｒ、緑色着色パターン１４Ｇおよび青色着色パターン１４Ｂから構成されている。
【００２７】
上記のカラーフィルタ１１を構成する透明基板１２としては、石英ガラス、パイレックスガラス、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できる。
【００２８】
カラーフィルタ１１を構成する光散乱層１３は、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものであり、光透過性樹脂中に光散乱性微粒子を分散させたものである。
上記の光透過性樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂等を挙げることができ、屈折率、透明基板１２や着色層１４との密着性等を考慮して、１種の単独で、または、２種以上の混合物として使用することができる。
また、光散乱性微粒子としては、前述の（ｃ）において挙げたものを用いることができる。光散乱層１３における微粒子の含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲である。
【００２９】
ここで、光散乱層１３による散乱光の強度を十分なもとするためには、ヘイズ値［ヘイズ値＝（拡散光線透過率）／（全光線透過率）×１００］を高くするのが好ましい。高いヘイズ値（高にごり度）を可能とするには、微粒子濃度や光散乱層の厚みを大きくする必要があるが、このとき全光線透過率および拡散光線透過率が低下するのは好ましくない。例えば、一般的な微粒子として公知の酸化チタンや炭酸カルシウムを用いた場合、微粒子濃度や光散乱層の厚みを大きくすると、粒子及び樹脂のもつ遮光性が発現されて、全光線透過率が著しく低下してしまう。本発明のカラーフィルタ１１では、光散乱層１３に用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ましくは３０〜７０の範囲、全光線透過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。尚、本発明において、ヘイズ値は東洋精機製作所（株）製の直読ヘイズメーターを用いて測定することができる。外付の前方散乱板を用いる方式では、ヘイズ値が大きくなるにつれて、ガラス基板による視差（像ボケ）が強調されるが、本発明ではカラーフィルタに光散乱層を含有することで高ヘイズであっても視差を生じることはない。
【００３０】
着色層１４は、公知の顔料分散法、染色法、電着法等により形成することができ、また、各着色パターン（４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ）も、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等、特に制限はない。
【００３１】
さらに、カラーフィルタ１１を構成する透明電極層１５は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。このような透明電極層５の厚みは０．０１〜０．５μｍ、好ましくは０．１〜０．２μｍ程度である。
【００３２】
このようなカラーフィルタ１１は、光散乱層１３の色付きを、着色層の色特性補正で確実に防止することができるので、カラーフィルタ１１を使用して別工程で製造した反射型カラー液晶表示装置においても、光散乱に伴う色特性の低下が生じることはほとんどない。また、カラーフィルタ１１内に光散乱層１３を備えるので、カラーフィルタ上（観測者側）に従来の反射型カラー液晶表示装置で使用されていた前方散乱板を配設することが不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱層１３によって透明基板１２と着色層１４との密着性をより高いものとすることができる。
【００３３】
第２の態様によるカラーフィルタ
図３に本発明の第２の態様によるカラーフィルタの概略縦断面図を示す。図３に示されるカラーフィルタ２１は、透明基板２２と、この透明基板２２上に積層された着色層２４、光散乱平坦化層２６、透明電極層２５とを備えており、着色層２４は赤色着色パターン２４Ｒ、緑色着色パターン２４Ｇおよび青色着色パターン２４Ｂから構成されている。
【００３４】
上記のカラーフィルタ２１を構成する透明基板２２、着色層２４、透明電極層２５は、上述のカラーフィルタ１１における透明基板１２、着色層１４、透明電極層１５と同様であり、説明を省略する。
【００３５】
カラーフィルタ２１を構成する光散乱平坦化層２６は、着色層２４の表面の微小な凹凸をなくして透明電極層形成用に平坦な面を形成するとともに、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものである。
【００３６】
この光散乱平坦化層２６は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂等の樹脂中に光散乱性微粒子を分散させたものである。光散乱性微粒子としては、前述の（ｃ）において挙げた微粒子を使用することができる。光散乱平坦化層２６における微粒子の含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲である。
【００３７】
このカラーフィルタ２１においても、光散乱平坦化層２６に用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ましくは３０〜７０の範囲、全光線透過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。外付の前方散乱板を用いる方式では、ヘイズ値が大きくなるにつれて、ガラス基板による視差（像ボケ）が強調されるが、本発明ではカラーフィルタに光散乱層を含有することで高ヘイズであっても視差を生じることはない。
【００３８】
このようなカラーフィルタ２１は、光散乱平坦化層２６の色付きを、着色層の色特性補正で確実に防止することができる。このため、カラーフィルタ２１を使用して別工程で製造された反射型カラー液晶表示装置においても、光散乱に伴う色特性の低下がほとんど生じることがない。また、カラーフィルタ２１内に光散乱平坦化層２６を備えるので、カラーフィルタ上（観測者側）に従来の反射型カラー液晶表示装置で使用されていた前方散乱板を配設することが不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱平坦化層２６を設けたことによる強度向上により、スペーサーによるギャップ（液晶層の厚み）制御がより容易となる。
【００３９】
第３の態様によるカラーフィルタ
図４に本発明の第３の態様によるカラーフィルタの概略縦断面図を示す。図４に示されるカラーフィルタ３１は、基板３２上に設けた駆動素子層３３と、この駆動素子層３３上に順次積層された反射電極層３４、光散乱層３５、着色層３６、透明電極層３８とを備えており、着色層３６は赤色着色パターン３６Ｒ、緑色着色パターン３６Ｇおよび青色着色パターン３６Ｂから構成され、反射電極層３４と透明電極層３８は各着色パターンごとに導通している。
【００４０】
カラーフィルタ３１を構成する基板３２は、各種のガラス基板、金属基板、樹脂基板、これらの２種以上の材料からなる複合基板等を使用することができ、その厚みは、カラーフィルタ３１の用途等を考慮して適宜設定することができ、例えぱ、０．３〜１０ｍｍ程度とすることができる。
【００４１】
カラーフィルタ３１を構成する駆動素子層３３は、所定のパターンで形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）およびドレイン、ソース、ゲートの各電極からなっている。また、反射電極層３４はドレイン電極に接続された画素電極であり、絶縁層を介して駆動素子層３３上に形成され、鏡面仕上げが施されている。また、後述するような半透過型カラー液晶表示装置に用いる場合、反射電極層３４をハーフミラー型電極層や穴あき型電極層とすることができる。この反射電極層３４は、アルミニウム、クロム、金、銀、銅等の金属薄膜で形成され、厚みは５００〜１００００Å、好ましくは１０００〜３０００Åの範囲で設定することができる。このような反射電極層３４は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等の公知の薄膜形成方法により形成することができる。
【００４２】
カラーフィルタ３１を構成する光散乱層３５は、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものであり、光透過性樹脂中に光散乱性微粒子を分散させたものである。
【００４３】
上記の光透過性樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂等を挙げることができ、屈折率、反射電極層３４や着色層３６との密着性等を考慮して、１種の単独で、または、２種以上の混合物として使用することができる。
また、光散乱性微粒子としては、前述の（ｃ）において挙げたものを用いることができる。光散乱層３５における微粒子の含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲である。
このカラーフィルタ３１においても、光散乱層３５に用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ましくは３０〜７０の範囲、全光線透過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。外付の前方散乱板を用いる方式では、ヘイズ値が大きくなるにつれて、ガラス基板による視差（像ボケ）が強調されるが、本発明ではカラーフィルタに光散乱層を含有することで高ヘイズであっても視差を生じることはない。
【００４４】
着色層３６は、公知の顔料分散法、染色法、電着法等により形成することができ、また、各着色パターン（３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ）も、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等、特に制限はない。
【００４５】
このようなカラーフィルタ３１は、光散乱層３５の色付きを、着色層の色特性補正で確実に防止することができるので、カラーフィルタ３１を使用して別工程で製造した反射型カラー液晶表示装置においても、色特性の低下がほとんど生じることはない。また、カラーフィルタ３１内に光散乱層３５を備えるので、従来の反射型カラー液晶表示装置で観測者側に配設されていた前方散乱板が不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱層３５を介在させることによって反射電極層３４と着色層３６との密着性をより高いものとすることができる。
【００４６】
第４の態様によるカラーフィルタ
図５に本発明の第４の態様によるカラーフィルタの概略縦断面図を示す。図５に示されるカラーフィルタ４１は、基板４２上に設けた駆動素子層４３と、この駆動素子層４３上に順次積層された反射電極層４４、着色層４６、光散乱平坦化層４７および透明電極層４８とを備えており、着色層４６は赤色着色パターン４６Ｒ、緑色着色パターン４６Ｇおよび青色着色パターン４６Ｂから構成されている。
【００４７】
上記のカラーフィルタ４１を構成する基板４２、駆動素子層４３、反射電極層４４、着色層４６および透明電極層４８は、上述のカラーフィルタ３１における基板３２、駆動素子層３３、反射電極層３４、着色層３６および透明電極層３８と同様であり、説明を省略する。
【００４８】
カラーフィルタ４１を構成する光散乱平坦化層４７は、着色層４６の表面の微小な凹凸をなくして液晶層の厚みを均一にするとともに、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものである。
【００４９】
この光散乱平坦化層４７は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂等の樹脂中に光散乱性微粒子を分散させたものである。光散乱性微粒子としては、前述の（ｃ）において挙げた微粒子を使用することができる。光散乱平坦化層４７における微粒子の含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲である。
【００５０】
このカラーフィルタ４１においても、光散乱平坦化層４７に用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ましくは３０〜７０の範囲、全光線透過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。外付の前方散乱板を用いる方式では、ヘイズ値が大きくなるにつれて、ガラス基板による視差（像ボケ）が強調されるが、本発明ではカラーフィルタに光散乱層を含有することで高ヘイズであっても視差を生じることはない。
【００５１】
このようなカラーフィルタ４１は、光散乱平坦化層４７の色付きを、カラーフィルタ４１の製造段階において着色層の色特性補正で確実に防止することができ、カラーフィルタ４１を使用した反射型カラー液晶表示装置において光散乱に伴う色特性の低下を生じることがない。また、カラーフィルタ４１内に光散乱平坦化層４７を備えるので、従来の反射型カラー液晶表示装置で観測者側に配設されていた前方散乱板が不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱平坦化層５７を設けたことによる強度向上により、スペーサーによるギャップ（液晶層の厚み）制御がより容易となる。
【００５２】
なお、本発明のカラーフィルタは、上記４つの態様に限定されるものではなく、例えばカラーフィルタ内の二つ以上の層に光散乱性微粒子を含有してなる態様であってもよい。このように光散乱性微粒子を二層以上に分けて含有させることにより、１層当たりの光散乱性微粒子の量を減らすことができ、各層のヘイズ値を下げても、カラーフィルタ全体のヘイズ値を保持することができる。したがって、各層を薄膜化でき、光散乱性微粒子を１層に含有させる場合よりも、膜厚の制御がしやすくなる。
【００５３】
反射型カラー液晶表示装置
次に、本発明のカラーフィルタを用いた反射型カラー液晶表示装置の例を挙げる。
【００５４】
図６は、図２に示される本発明のカラーフィルタ１１を用いた反射型カラー液晶表示装置を示す概略縦断面図である。図６において、反射型カラー液晶表示装置６１は、観察者側に本発明のカラーフィルタ１１を配設し、このカラーフィルタ１１の透明基板１２上に位相差板６２と偏光板６３を備え、基板６５上に駆動素子層６６、反射電極層６７が形成された対向電極基板と上記カラーフィルタ１１との間に液晶層６８を形成したものである。
【００５５】
また、図７は、図５に示される本発明のカラーフィルタ４１を用いた反射型カラー液晶表示装置を示す概略縦断面図である。図７において、反射型カラー液晶表示装置７１は、透明基板７２の一方の面に透明電極層７３を備え他の面に位相差板７４と偏光板７５を備えた対向基板と、本発明のカラーフィルタ４１とを所定のギャップを介して向かい合わせ、間隙部に液晶層７８を形成したものである。この反射型カラー液晶表示装置７１では、本発明のカラーフィルタ４１が液晶層７８を介して観察者側と反対側に位置する。
【００５６】
本発明のカラーフィルタは、上述のような反射型カラー液晶表示装置の他に半透過型カラー液晶表示装置にも用いることができる。
半透過型カラー液晶表示装置は、透過型と反射型の各カラー液晶表示装置の長所を兼ね備えたものとして開発されており、１つの画素の中に、透過表示部分と反射表示部分を形成し、従来、表示原理の異なる液晶表示モードであった透過／反射の液晶表示モードを両立した表示モードを備えるものである。
【００５７】
図６に示すような構造で半透過型カラー液晶表示装置を作製する場合、上述の反射電極層６７をハーフミラー型の電極層や穴あき型の電極層とし、本発明のカラーフィルタ１１，２１はそのまま使用することができる。
【００５８】
また、図７に示すような構造で半透過型カラー液晶表示装置を作製する場合、上述の本発明のカラーフィルタ３１，４１の各反射電極層３４，４４をハーフミラー型の電極層や穴あき型の電極層とする。ハーフミラー型電極層は、一部の光を透過させ残りを反射する半透過特性を導電性薄膜自体にもたせたものであり、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等の公知の成膜プロセスを制御することにより形成できる。また、穴あき型電極層は、１つの画素を面積的に透過部（穴あき部）と反射部に割り振ったものであり、上記のような成膜方法により金属薄膜を成膜した後、これをパターニングして所定の微細開口を設けることにより形成できる。
【００５９】
【実施例】
実施例１：カラーフィルタの作製
基板として、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（ＮＨテクノガラス製、ＮＡ３５）を準備した。この基板上にブラックマトリックス層を形成し、あらかじめ透過率計算により目的の色特性（すなわち、ＹＩ値−１２以下）になるように顔料比を調整した下記組成の着色感光樹脂をスピンコート法にて塗布した。なお、このときの膜厚も透過率計算によって上記色特性になるように調整した。その後、乾燥、露光、現像、ポストベークを行い、各色（赤、緑、青）について３回繰り返した。こうして、あらかじめ光拡散層の着色を考慮し、色補正されたカラー画素を形成した。
最後に下記組成の光拡散機能付オーバーコート塗工液を目的の拡散光量になるようにスピンコート法にて膜厚を調整し（約８．０μｍ）塗工した。その後は、カラー画素と同様の工程にて光拡散機能付きオーバーコート膜（光散乱平坦化層）を形成して、本発明のカラーフィルタを得た。
【００６０】
着色感光材料
赤：ＩＴ−Ｇ　ＨＲ２０Ｘ（インクテック製）
緑：ＩＴ−Ｇ　ＨＧ２０Ｘ（インクテック製）
青：ＩＴ−Ｇ　ＨＢ２０Ｘ（インクテック製）
【００６１】
光拡散機能付オーバーコート材
この光拡散機能付オーバーコート塗工液は、従来のオーバーコート材（アクリル系樹脂）、メジウム（３官能モノマー）、トナー（メラミン樹脂ビーズ＋３官能モノマー）を重量比で４：３：１に配合したもの使用した。また、拡散光量はヘイズ値で４０〜７０になるように調整した。
【００６２】
実施例２：黄色度（ＹＩ値）の測定
実施例１で作製したものと同様の、着色層、光散乱層、およびそれらの組合せについて、黄色度（ＹＩ値）を測定した。ＹＩ値の測定は、ＪＩＳ−Ｋ７１０３（１９７７年）に準拠して行い次のようにして行った。まず、試験装置として、光学条件４５度方向から照明し、垂直方向に受光する幾何学的条件をもつ測色色差計を用意した。次に、この試験装置を用いて試験片の三刺激値を測定した。ここで、三刺激値の測定は、図１に示されるように、試験片２を試料台４上に、測定面６の面積（直径φ１２ｍｍ）となるように配置して、透過法により行った。得られた三刺激値を用いて、下記式に基づいて黄色度（ＹＩ値）を算出した。
ＹＩ　＝　［１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）］／Ｙ
（ここで、ＹＩは黄色度、Ｘ、ＹおよびＺはＣ光源を用いて測定された三刺激値である）
【００６３】
表１に、測定結果を示す。なお、下記表１において、「着色層」は着色層単独を、「光散乱平坦化層付き着色層」は光散乱平坦化層付き着色層を、「光散乱平坦化層」は光散乱平坦化層単独の結果である。また、表中で「光路２倍」と記載されているものは、反射型液晶表示装置にＣＦが使われ光路が２倍になることを想定して、透過率を２乗して１００で割った二乗色度値を用いたことを意味している。
【００６４】
【表１】
2004021097.tif 000003
【００６５】
表１から分かるように、光散乱層単独におけるＹＩ値は３．８で、黄色味を帯びていることがわかる。これに対して、着色層単独におけるＹＩ値は−１５以下であり、青色味を帯びている。したがって、着色層と光散乱層を組み合わせることで、ＹＩ値を−１２以下とすることができる。
そして、このカラーフィルタを使用すれば、特に反射型および半反射型液晶ディスプレイにした場合に優れた色特性を確保することができる。反射型液晶表示装置に使用するカラーフィルタの場合は、取り入れた外光を表示装置内の反射板で反射して表示光として使用するため、カラーフィルタが黄色味を帯びているとそれがさらに強調される結果となる。本発明のカラーフィルタを使えば、着色層と光散乱層の組み合わせの二乗色度のＹＩ値が−１０以下となり、黄色味を帯びず良好な画像再現が可能となる。
本発明によれば、光散乱層の膜厚を大きくして優れた光散乱特性を確保しつつも、色特性がまったく劣化しない。従って、外光を表示光として使用するため、表示光を外光の正反射の角度以外にも分布を持たせるため、一定の厚さの光散乱層が必要で、かつ光路が２倍となり光散乱層の黄色味が強調されがちな反射型液晶表示装置において優れた効果が得られる。
【００６６】
このように、本発明は、カラーフィルター内に光拡散機能を持たせることにより、従来の外貼り型の光拡散板に起きるガラス厚みによる視差をなくすことができ、なおかつ液晶ディスプレイパネル製造工程数と部材数の減少によるコストダウンが可能となる。また、光拡散内蔵カラーフィルターにおいては、あらかじめ色特性を補正した着色層を設けることにより、光拡散層に伴う黄変を抑え、色特性のバランスを保つことができる。これらのことから、反射型、半透過型ＬＣＤの高輝度化及び高視野角による画質の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】透過法による三刺激値の測定方法を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の態様によるカラーフィルタの一例を示す概略縦断面図である。
【図３】本発明の第２の態様によるカラーフィルタの一例を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明の第３の態様によるカラーフィルタの一例を示す概略縦断面図である。
【図５】本発明の第４の態様によるカラーフィルタの一例を示す概略縦断面図である。
【図６】本発明のカラーフィルタを用いた反射型カラー液晶表示装置の一例を示す概略縦断面図である。
【図７】本発明のカラーフィルタを用いた反射型カラー液晶表示装置の他の例を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１１，２１　カラーフィルタ
１２，２２　透明基板
１３　光散乱層
１４，２４　着色層
１４　光散乱性着色層
１５，２５　透明電極層
２６　光散乱平坦化層
３１，４１　カラーフィルタ
３２，４２　基板
３３，４３　駆動素子層
３４，４４　反射電極層
３５　光散乱層
３６，４６　着色層
３８，４８　透明電極層
４７　光散乱平坦化層
６１，７１　反射型カラー液晶表示装置
【図１】
2004021097.tif 000004
【図２】
2004021097.tif 000005
【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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