(57)【要約】【課題】  本発明は、光散乱層は各色において同一のものとし、色設計の自由度が高い半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタおよび、高精度な光路差の調整が可能な半透過型カラー液晶表示装置を提供することを主目的とするものである。【解決手段】  上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用着色層は、光散乱機能を有する光散乱層上に形成されており、かつその液晶層側表面を凹凸形状とし、平均膜厚を調整することにより、反射光領域における色調を調整し、上記透明基板上には、上記反射光用着色層および透過光用着色層の液晶層側表面を覆い、表面の平坦性を得るためにオーバーコート層が形成されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。【選択図】  図１
2005241728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、光散乱機能を有する光散乱層上に形成されており、かつその液晶層側表面を凹凸形状とし、平均膜厚を調整することにより、反射光領域における色調を調整し、
前記透明基板上には、前記反射光用着色層および透過光用着色層の液晶層側表面を覆い、表面の平坦性を得るためにオーバーコート層が形成されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、光散乱機能を有する光散乱層上に形成されており、かつ少なくとも一つの除去部を形成し、その平均膜厚を調整することにより、反射光領域における色調を調整し、
前記透明基板上には、前記反射光用着色層および透過光用着色層の液晶層側表面を覆い、表面の平坦性を得るためにオーバーコート層が形成されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項３】
前記光散乱層は、光散乱層を形成する透明樹脂と、前記透明樹脂に分散され前記透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子とを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項４】
前記光散乱層は、その液晶層側表面を凹凸形状とし、かつ前記反射光用着色層との屈折率差が、０．１以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項５】
前記請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタと、前記半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタに形成された反射光用着色層と対向する位置に、反射光領域および透過光領域の光路差を調整する光路差調整層が少なくとも形成されている対向基板と、前記半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタおよび対向基板の間に封入された液晶層とを有することを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタおよびそれを有する半透過型カラー液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、透過型液晶表示装置としては、背面側に位置する電極基板の裏面もしくは側面にバックライトを配置し、これを光源としてカラー表示を行う透過型カラー液晶表示装置が広く普及している。
【０００３】
一方、近年液晶表示装置は、低消費電力で軽量化が可能という特徴を活かし、モバイル機器等の携帯用表示装置への利用が期待されている。しかしながら、上述したようなバックライトを内蔵した透過型カラー液晶表示装置では内蔵した光源による消費電力が大きいため、バッテリーの使用時間が短く、かつバッテリーの占める割合が大きいため装置が重く、かさ張るといった問題があった。
【０００４】
このため、バックライトを内蔵しない反射型カラー液晶表示装置が実用化されている。この反射型カラー液晶表示装置は、バックライトを内蔵しないことから低消費電力を実現でき、また装置を小型、軽量、薄型とすることができ、携帯用表示装置として適している。
【０００５】
しかしながら、反射型カラー液晶表示装置は外光の乏しい暗所では十分機能しないため、透過型と反射型を兼ね備えた携帯用の液晶表示装置が携帯性能を若干犠牲にしているものの、実用上極めて有用となる。
【０００６】
上記透過型カラー液晶表示装置は、屋外等の強い外光のもとでは表示効果が著しく低下するのに対し、反射型カラー液晶表示装置では全く逆に表示効果が良好になる。また、外光の乏しい場所では反射型カラー液晶表示装置が全く機能しないのに対し、透過型カラー液晶表示装置は周辺が暗い分、更に視認性が増すことになる。
【０００７】
このような事情に鑑み、近年では透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の機能を合わせもつ半透過型液晶表示装置が提供され、屋外等の強い外光のもとでも、また、室内等の外光の乏しい場所でも使用することになる携帯端末等に対し好適に用いられている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００８】
このような半透過型カラー液晶表示装置においても、同様にカラーフィルタが必要になるが、反射光領域では進入してきた外光が通常２回カラーフィルタを通過するのに対し、透過光領域では、バックライト光が通常１回のみカラーフィルタを通過することになる。したがって、仮に同一光源下のもとに同一材料の色材を使用して同一色調を得ようとすると、反射光領域のカラーフィルタは透過光領域のカラーフィルタに対して、膜厚を１／２程度とすることにより光路差を調整する必要がある。
【０００９】
また、特許文献３には、観察者側電極基板の背面電極基板の金属反射電極層に相対する位置のみに、透明樹脂とこれに分散され異なる屈折率を有する非晶質微粒子とを主成分とする光散乱層を設け、該光散乱層部分を含む一画素内に同一のカラーフィルタ材料を用いてカラーフィルタ層を設けた技術が開示されている。特許文献３では、８頁（００６６）に「カラーフィルタ１０２の膜厚は光散乱膜層１０９の形成された場所と光散乱膜層１０９の存在しない場所で差を設けている。」と記載されているように、カラーフィルタ層の膜厚の差を積極的に利用し、反射光領域および透過光領域における光路差を調整することとしている。
【００１０】
しかしながら、このような方法においては、明るい反射特性を得るために透過部の液晶厚を反射部の液晶厚に対して約２倍の厚さに制御することが必要であり、さらに、高精度な光路差調整を実施するためには、決められた光散乱層の面積に対して、反射光領域が各色同一膜厚になるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の感材を調整する必要がある。光散乱層の面積が異なれば、それに対応させるため、複数の着色感材を作製する必要があるからである。したがって、反射光領域および透過光領域における高精度な光路差の調整が実現しにくいといった問題があった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３４１３３１号公報
【特許文献２】特開２００２−３５０８２４号公報
【特許文献３】特開２００２−３６５６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、光散乱層は各色において同一のものとし、色設計の自由度が高い半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタおよび、高精度な光路差の調整が可能な半透過型カラー液晶表示装置を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、光散乱機能を有する光散乱層上に形成されており、かつその液晶層側表面を凹凸形状とし、平均膜厚を調整することにより、反射光領域における色調の調整を行い、
前記透明基板上には、前記反射光用着色層および透過光用着色層の液晶層側表面を覆い、表面の平坦性を得るためにオーバーコート層が形成されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００１４】
本発明においては、反射光用着色層の液晶層側表面を凹凸形状とし、凹凸の大きさおよび深さ等を変更することで、反射光領域の明るさを最適化した平均膜厚を各色に応じて調整することができることから、光散乱層の面積に対して各色ごとに感材を変更しなくとも、反射光領域において各々の色に応じた色調の調整が可能である。したがって、色設計の自由度を高めることができる。さらに、オーバーコート層により表面の平坦性を確保しているため、例えば、対向基板側に、別個、光路差調整層を設けることにより、厳密な光路差調整を精度良く行うことが可能である。
【００１５】
本発明においてはまた、透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、光散乱機能を有する光散乱層上に形成されており、かつ少なくとも一つの除去部を形成し、その平均膜厚を調整することにより、反射光用領域における色調を調整し、
前記透明基板上には、前記反射光用着色層および透過光用着色層の液晶層側表面を覆い、表面の平坦性を得るためにオーバーコート層が形成されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００１６】
本発明においては、反射光用着色層に設けた除去部の大きさや数等を調整することにより、その平均膜厚を各色に応じて調整することができることから、光散乱層の面積に対して各色ごとに感材を変更しなくとも、反射光領域において各々の色に応じた色調の調整が可能である。したがって、色設計の自由度を高めることができる。さらに、オーバーコート層により表面の平坦性を確保しているため、例えば、対向基板側に、別個、高精度の光路差調整層を設けることにより、光路差調整を精度良く行うことが可能である。
【００１７】
上記記載の本発明においては、前記光散乱層が、光散乱層を形成する透明樹脂と、前記透明樹脂に分散され前記透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子とを有する場合、または、その液晶層側表面に凹凸が形成されており、かつ前記反射光用着色層との屈折率差が、０．１以上である場合のいずれかであることが好ましい。いずれの方法においても、所望とする光散乱機能を得ることができるからである。
【００１８】
さらに、本発明においては、上記記載の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタと、前記半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタに形成された反射光用着色層と対向する位置に、反射光領域および透過光領域の光路差を調整する光路差調整層が少なくとも形成されている対向基板と、前記半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタおよび対向基板の間に封入された液晶層とを有することを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置を提供する。
【００１９】
本発明においては、対向基板に設けた光路差調整層により光路差を調整し、さらに、上述したように、オーバーコート層により表面の平坦性が確保されている上記半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを用いていることより、正確で高精度な光路差の調整が可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、反射光用着色層の液晶層側表面を凹凸形状とし、凹凸の大きさおよび深さ等を変更することで、その平均膜厚を各色に応じて調整することができることから、光散乱層の面積を各色ごとに変更しなくとも、反射光領域において各々の色に応じた色調の調整が可能である。したがって、色設計の自由度を高めることができる。さらに、オーバーコート層により表面の平坦性を確保しているため、例えば、対向基板側に、別個、光路差調整層を設けることにより、光路差調整を精度良く行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタおよびそれを有する半透過型カラー液晶表示装置について説明する。
【００２２】
Ａ．半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ
本発明の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタ（以下、半透過型カラーフィルタとする場合がある。）は、反射光用着色層の形状により２つの実施態様に分けることができる。以下、それぞれについて説明する。
【００２３】
１．第１実施態様
本発明の半透過型カラーフィルタの第１実施態様は、透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、光散乱機能を有する光散乱層上に形成されており、かつその液晶層側表面を凹凸形状とし、平均膜厚を調整することにより、反射光領域における色調を調整し、
前記透明基板上には、前記反射光用着色層および透過光用着色層の液晶層側表面を覆い、表面の平坦性を得るためにオーバーコート層が形成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
本実施態様においては、反射光用着色層の液晶層側表面を凹凸形状とし、凹凸の大きさおよび深さ等を変更することで、反射部の明るさを最適化した平均膜厚を各色に応じて調整することができることから、光散乱層の面積に対して各色ごとに感材を変更しなくとも、反射光領域において各々の色に応じた色調の調整が可能である。したがって、色設計の自由度を高めることができる。さらに、オーバーコート層により表面の平坦性を確保しているため、例えば、対向基板側に、別個、光路差調整層を設けることにより、光路差調整を精度良く行うことが可能である。
【００２５】
このような利点を有する本実施態様の半透過型カラーフィルタについて、図面を用いて説明する。
【００２６】
図1は、このような本実施態様の半透過型カラーフィルタの一例を示すものである。まず、透明基板１上には、パターン状に光散乱層４が形成されている。この光散乱層４は、透明樹脂と、前記透明樹脂とは異なる屈折率を有する非晶質微粒子とを含有するものである。このような光散乱層４は、非晶質微粒子内に入射してきた光が、非晶質微粒子および透明樹脂間の屈折率差によって、所定の角度で屈折して種々の方向へ出射するため、これにより光散乱機能を得ることができる。上記光散乱層４を有する透明基板１上に、着色層２が形成されている。特に、光散乱層４上に位置する着色層２を反射光用着色層２ｂとし、光散乱層４が設けられていない部分、すなわち、透明基板１上に位置する着色層２を透過光用着色層２ａとしている。また、着色層２の間には、ブラックマトリクス５が形成されている。
【００２７】
本実施態様においては、反射光用着色層２ｂの液晶層側表面にはピンホール状の凹部３が形成されており、この凹部３の大きさや深さを変更することにより、反射光用着色層２ｂの平均膜厚を調整する。また、凹部３の大きさや深さ等の調整は、各色に応じて行うことができることから、各々の色ごとに要求される程度に調整することにより、反射光領域における色設計の自由度を向上させることができる。したがって、従来のように、光散乱層の面積に対して各色ごとに感材を変更しなくとも、反射光領域における各色に応じた色調の調整を行うことができる。
【００２８】
さらに、着色層２の表面を覆い、表面の平坦性を得るためにオーバーコート層６が設けられている。
【００２９】
以下、このような本実施態様の半透過型カラーフィルタについて、各部材に分けて説明する。
【００３０】
（１）着色層
本実施態様に用いられる着色層は、反射光用着色層と透過光用着色層とから構成されるものであり、特に反射光用着色層は後述する光散乱層上に位置するものである。なお、本実施態様でいう着色層とは、複数色の画素部、通常は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色の画素部からなり、種々のパターン、例えば、モザイク状、トライアングル状、ストライプ状等のパターンで形成されるものである。
【００３１】
（反射光用着色層）
本実施態様における反射光用着色層は、光散乱層上に形成されている着色層であり、かつその液晶層側表面に凹凸が設けられているものである。本実施態様においては、反射光用着色層表面の凹凸において、その大きさ、深さ等を変更することにより、平均膜厚を調整することができ、また各色に応じた調整が可能であることから、各々の色ごとに要求される程度に調整することにより、反射光領域における色設計の自由度を向上させることができる。
【００３２】
ａ．表面の凹凸
まず、液晶層側表面に設けられた凹凸について説明する。反射光用着色層表面に形成される凹凸の形状は特に限定されるものではなく、例えば、図１に示すように、曲面で構成される凹部３や、図示はしていないが矩形状で構成される凹部等を設けることにより、反射光用着色層の液晶層側表面に凹凸を形成する場合等を挙げることができる。
【００３３】
また、本実施態様においては、凹凸が、平面状に形成された反射光用着色層表面に凹部を形成するようにして設けらたものであることが好ましい。このように平面状に形成された表面に凹部を形成することにより凹凸を形成する場合は、例えばフォトリソグラフィー法等の簡便な方法により、１回の工程で簡単に凹部を形成することができるからであり、また凹部の大きさにより平均膜厚の調整も容易であることからである。
【００３４】
ｂ．平均膜厚
本実施態様においては、予め光散乱層が形成されている透明基板上の液晶層側に着色層を形成することから、光散乱層上に位置するか否かにより、着色層の膜厚に差を生じさせることができる。これは、光散乱層が形成されている透明基板上に着色層を形成する着色層形成用塗工液を塗布すると、光散乱層上に塗布された部分と、光散乱層が形成されていない部分に塗布された部分とでは、必然的に前者の方が膜厚が薄くなるからである。本実施態様においては、このような膜厚差を積極的に利用し、光散乱層上に位置する部分を反射光用着色層とし、光散乱層が形成されていない部分に位置する着色層を透過光用着色層とすることにより、透過光用着色層の膜厚よりも、反射光用着色層の膜厚を薄くしている。さらに、本実施態様においては、反射光用着色層の液晶層側表面を凹凸形状とし、その凹凸の大きさや深さ等を調整することにより、平均膜厚の精密な調整を行っている。
【００３５】
このような反射光用着色層における平均膜厚としては、一般的な半透過型カラーフィルタにおけるものと同様であり０．５μｍ〜３μｍの範囲内とされる。本実施態様においては、凹凸の大きさ等を変更することにより平均膜厚の精密な調整が可能であることから、上記範囲内で精度良く所望とする平均膜厚に設定することができる。
【００３６】
また、反射光用着色層および透過光用着色層における膜厚差としては、各カラー液晶表示装置の特性や、含まれる顔料の種類等に応じて、最適となるように決定されるものである。具体的には、反射光用着色層の平均膜厚が、透過光用着色層の膜厚を１とした場合に、０．１〜０．９５の範囲内であることが好ましく、特に０．２〜０．７５の範囲内とすることが好ましい。本実施態様においては、反射光用着色層の表面に設けられた凹凸の大きさ等を調整することで、上記範囲内の膜厚差を生じるように精度良く調節することが可能である。
【００３７】
ｃ．材料
本実施態様における反射光用着色層を形成する材料は、通常着色層に用いられる材料を挙げることができ、パターニングを可能とし、所定の波長の光を透過することができる材料であれば特に限定されるものではない。通常は、いわゆる顔料分散法に用いられるアクリル系、エポキシ系、ウレタン系等のＵＶ硬化型樹脂に顔料を分散させたものが用いられる。
【００３８】
（透過光用着色層）
本実施態様における透過光用着色層は、特に限定されるものではないが、通常は反射光用着色層と同一の材料により形成されることが、工程の簡略化の観点から好ましいといえる。
【００３９】
このような、透過光用着色層の膜厚は、上述した表面に凹凸を有する反射光用着色層の平均膜厚より厚ければ特に限定されるものではなく、具体的には、０．５μｍ〜３μｍの範囲内とされる。
【００４０】
（２）光散乱層
本実施態様における光散乱層は、透明基板上の反射光領域に設けられており、反射光領域に入射した光を散乱光に変換することにより、明るさの均一性を実現している。上述した反射光用着色層は、この光散乱層上に形成されている。
【００４１】
このような光散乱層において、光散乱機能を得る方法としては特に限定はされない。例えば、本実施態様における光散乱層を透明樹脂と、この透明樹脂とは異なる屈折率を有する非晶質微粒子とを主成分として形成する場合および光散乱層の液晶層側表面を凹凸形状とし、その凹凸が形成されている表面と接触する層、すなわち反射光用着色層との屈折率差を０．１以上とすることにより両層間の界面で光散乱機能を得る場合等を挙げることができる。本実施態様における光散乱層の態様として、各々の場合について説明する。
【００４２】
ａ．非晶質微粒子を用いた場合
まず、本実施態様における光散乱層が、透明樹脂と、この透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子とを含有するものとして形成されている場合について説明する。
【００４３】
この場合は、非晶質微粒子内に入射した光が、非晶質微粒子および透明樹脂間の屈折率差によって、所定の角度で屈折して種々の方向へ出射するため光散乱機能を得ることが可能となる。
【００４４】
本実施態様に用いられる非晶質微粒子としては、一般的に光散乱機能を得るために、使用されているものを用いることができる。例えば、無機物から成る微粒子および有機ポリマーから成る微粒子等を挙げることができる。
【００４５】
また、非晶質微粒子の粒径としては、平均粒子径が、０．７μｍ〜３．５μｍの範囲内、中でも、１．５μｍ〜３μｍの範囲内であることが好ましい。
【００４６】
このような非晶質微粒子の形状としては、特に限定されるものではないが、一般的には球形であることが好ましい。
【００４７】
次に、上述した非晶質微粒子を分散させる透明樹脂としては、可視光線透過率が高く、半透過型カラーフィルタの製造工程における熱処理や薬品処理に対する充分な耐性を具備するものが好ましい。例えば、屈折率の高い樹脂としてエポキシ変性アクリル樹脂、フローレン樹脂、ポリイミド樹脂が、また屈折率の低い樹脂としてフッ素変性アクリル樹脂、シリコン変性アクリル樹脂が適用できる。その他アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等が適宜使用できる。光散乱膜層をフォトリソグラフィ工程でパターン状に設ける場合には感光性と現像性とを有するアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂が利用できる。また、熱硬化性樹脂や紫外線硬化型樹脂を利用することも可能である。
【００４８】
非晶質微粒子の屈折率が１．４９（ハロゲンランプＤ線５８９ｎｍを用いての値）の架橋アクリル微粒子である場合、透明樹脂は屈折率１．５５〜１．６５であることが好ましい。また屈折率１．４２〜１．４５のシリカ粒子あるいはシリコン樹脂微粒子である場合、透明樹脂は屈折率１．５０〜１．６０であることが好ましい。
【００４９】
上記透明樹脂および非晶質微粒子を有する光散乱層とした場合、このような光散乱層を形成する方法としては、所望のパターンに精度よくパターニングできる方法であれば特に限定はされない。具体的には、フォトリソグラフィ法、電着法、印刷法、インクジェット法等の公知のパターニング方法を挙げることができる。
【００５０】
さらに、このような場合における光散乱層の膜厚としては、光散乱機能を得ることができるのであれば特に限定はされないが、具体的には、０．５μｍ〜１０μｍの範囲内、その中でも、１μｍ〜４μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５１】
その他、非晶質微粒子を用いて光散乱層を形成する場合については上述した特許文献３に詳しい。
【００５２】
ｂ．光散乱層の液晶層側表面に凹凸を形成し、かつ光散乱層と反射光用着色層との屈折率差を０．１以上とする場合
この場合は、光散乱層表面に形成された凹凸の領域に光が入射した際、反射光用着色層と光散乱層との間に所定の屈折率差があると、入射してきた光は両層間の界面において、所定の角度で屈折するため、種々の角度で出射することとなる。これにより光散乱機能を得ることが可能となる。
【００５３】
図２は、光散乱層表面に凹凸を形成した例を示すものである。まず、透明基板１上に、光散乱層４がパターン状に形成されており、この光散乱層４の透明基板１と反対側の表面には、光散乱層凹部８が複数個形成されている。そして、このような光散乱層４を有する透明基板１上には、着色層２が形成されており、特に、光散乱層凹部８と接触する着色層２を反射光用着色層２ｂとし、透明基板１上に直接形成された着色層２を透過光用着色層２ａとしている。
【００５４】
この光散乱層４の屈折率は、反射光用着色層２ｂの屈折率と０．１以上の差を有しており、このような構成とすることにより、光散乱層４の光散乱層凹部６が形成されている領域において光散乱機能を得ることができる。
【００５５】
このような光散乱層の膜厚は、光散乱機能を得ることができるのであれば特に限定されるものではなく、０．５μｍ〜１０μｍの範囲内、中でも、１μｍ〜４μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５６】
また、光散乱層の液晶層側表面に形成される凹凸の形状は、特に限定はされるものではなく、入射した光が後述する屈折率の違いにより屈折して種々の方向に出射し、光散乱機能を得ることができる形状であれば特に限定はされない。しかしながら、入射した光が種々の方向に出射するためには、上記凹凸が曲面で構成されたものであることが好ましい。例えば、図２に示すように、曲面で形成された光散乱層凹部８を設けることにより、凹凸が曲面で形成されたものとすることができる。
【００５７】
さらに、本実施態様においては、このような光散乱層における屈性率が、上記反射光用着色層の屈折率と０．１以上異なることにより、光散乱層表面の凹凸が形成された領域において、光散乱機能を得ることができる。
【００５８】
また、光散乱層および反射光用着色層における屈折率差は、０．１以上であれば良いが、中でも、０．２以上であることが好ましく、特に０．３以上であることが好ましい。より光散乱機能を得ることができ、反射光領域において良好な表示品質を得ることができるからである。
【００５９】
本実施態様において、光散乱層および反射光用着色層における屈折率差を０．１以上とする方法としては、光散乱層を形成する材料を、上述した反射光用着色層の屈折率と所定の範囲で異なる屈折率を有する材料で形成する方法と、屈折率を高める屈折率増加剤を含有させる方法等を挙げることができる。以下、両者の方法について説明する。
【００６０】
ｉ．材料を適宜選択する場合
まず、上述した反射光用着色層の屈折率に対して、０．１以上屈折率が異なる材料を選択することにより、光散乱層を形成する場合について説明する。
【００６１】
このような屈折率の相違としては、上記反射光用着色層より高い屈折率であってもよく、上記反射光用着色層より低い屈折率であってもよい。
【００６２】
上記反射光用着色層より高い屈折率である場合としては、具体的には、上記反射光用着色層の屈折率よりも、０．１以上大きい屈折率を有する材料を選択し、好ましくは、０．２以上、特に０．３以上大きな屈折率を有する材料を選択することが好ましい。
【００６３】
このような材料としては、具体的には、フォトニースUR4144(東レ（株）製)、ポリ（チオ）ウレタン樹脂、ポリスルフィド樹脂、ポリビニル樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹脂、ポリ（チオ）エステル樹脂、エポキシ、ポリエーテル樹脂等の材料を用いることができる。
【００６４】
一方、上記反射光用着色層より低い屈折率である場合としては、具体的には、上記反射光用着色層の屈折率よりも、０．１以上小さい屈折率を有する材料を選択し、好ましくは０．２以上、特に０．３以上小さな屈折率を有する材料を選択することが好ましい。
【００６５】
このような材料としては、具体的には、オプスターJNシリーズ（JSR（株）製）等の材料を用いることができる。
【００６６】
ｉｉ．屈折率増加剤を用いる場合
次に、屈折率増加剤を用いる場合について説明する。
【００６７】
本実施態様においては、屈折率増化剤を含有させることにより、反射光用着色層および光散乱層における屈折率差を０．１以上とする場合であってもよい。
【００６８】
屈折率増化剤を用いた場合は、屈性率を容易に高めることができることから、反射光用着色層および光散乱層を形成する材料を選択する際、材料の選択の幅を広げることができ、その結果コストダウンを図ることができる。
【００６９】
屈折率増化剤を含有させる層としては、反射光用着色層または光散乱層のいずれか一方であればよい。例えば、光散乱層に含有させた場合には、光散乱層の屈折率を上記反射光用着色層の屈折率よりも０．１以上高くすることにより、光散乱層表面の凹凸が形成された領域において光散乱機能を得ることができる。一方、上述した反射光用着色層に屈折率増化剤を含有させる場合でもよく、この場合は、反射光用着色層の屈折率を光散乱層の屈折率よりも０．１以上高くすることにより、光散乱層表面の凹凸が形成された領域において光散乱機能を得ることができる。
【００７０】
また、本実施態様においては、反射光用着色層の液晶層側表面にも凹凸が形成されていることから、反射光用着色層の凹凸が形成されている表面と接触する部材と、反射光用着色層との屈折率差を０．１以上とすることにより、光散乱層のみならず、反射光用着色層の凹凸が形成されている領域においても光散乱機能を得ることができる。このような場合、例えば、反射光用着色層または反射光用着色層の凹凸が形成されている表面と接触する部材のいずれかに屈折率増加剤を含有させることにより、反射光用着色層の凹凸が形成されている領域においても光散乱機能を得ることができる。
【００７１】
具体的には、反射光用着色層のみに屈折率増化剤を添加し、光散乱層および反射光用着色層の凹凸が形成されている表面と接触する部材の両方の屈折率を、反射光用着色層の屈折率よりも０．１以上小さくすることにより、光散乱層および反射光用着色層の両方の凹凸が形成されている領域において光散乱機能を得ることができる。また、光散乱層および反射光着色層の凹凸が形成されている表面と接触する部材の両方に屈折率増化剤を添加することにより、両者の屈折率を反射光用着色層の屈折率よりも０．１以上大きくし、光散乱層および反射光用着色層の両方の凹凸が形成されている領域において光散乱機能を得ることができる。
【００７２】
このような屈折率増化剤としては、添加剤として含有させた場合に、部材の屈折率を増加させることが可能な物質であれば特に限定はされない。具体的には、酸化チタン微粒子、酸化亜鉛、ジルコニア、酸化スズ、酸化アルミ等を挙げることができる。
【００７３】
このような屈折率増加剤は、含有させる部材の固形分１００重量部に対して、１重量部〜７０重量部添加することが好ましく、特に１０重量部〜５０重量部添加することが好ましい。上記範囲より添加量が少ない場合は、添加による屈折率増加効果が不十分である可能性があることから好ましくなく、上記範囲を超えて添加した場合は、パターニング不良等の不具合が生じる可能性がることから好ましくない。
【００７４】
屈折率増加剤を用いた場合は、その添加により屈折率を増加させることが可能であることから、各部材を形成する材料を選択する際に、その選択の幅を広げることができるといった利点がある。
【００７５】
（３）オーバーコート層
次いで、本実施態様におけるオーバーコート層について説明する。本実施態様におけるオーバーコート層は、半透過型カラーフィルタの表面に平坦性を保持させるために設けている。このようなオーバーコート層を設けることにより、例えば、半透過型カラー液晶表示装置の製造において、光路差調整層が形成された対向基板と、本実施態様の半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタとを用い、光路差調整層と着色層とが対向するように両者を配置する際、両者における間隙の均一性を保つことができ、また上記着色層表面に通常形成される透明電極層の断線を防止することができるといった効果を得ることができる。
【００７６】
このようなオーバーコート層を形成する材料としては、一般的にオーバーコート層を形成する際に用いられているものを用いることができる。
【００７７】
さらに、このようなオーバーコート層が反射光用着色層の凹凸が形成されている表面と接触する部材である場合、オーバーコート層と反射光用着色層との屈折率差を０．１以上とすることにより反射光用着色層の凹凸が形成されている領域において光散乱機能を得ることができる。これにより、上述した光散乱層のみならず、反射光用着色層の凹凸が形成されている領域においても光散乱機能を得ることができるため、表示特性の向上により一層の効果が得られる。このような場合、反射光用着色層の屈折率を考慮し、オーバーコート層を形成する材料を選択することにより、反射光用着色層とオーバーコート層との両層間の界面において光散乱機能を得ることができる。または、上述した屈折率増加剤が添加されたオーバーコート層とすることにより、オーバーコート層の屈折率を上記反射光用着色層の屈折率よりも０．１以上高くし、これによっても反射光用着色層とオーバーコート層との両層間の界面において光散乱機能を得ることができる。
【００７８】
（４）透明基板
本実施態様に用いられる透明基板は、従来よりカラーフィルタに用いられているものであれば、特に限定されるものではないが、例えば石英ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることが可能である。また、透明基板は、必要に応じてアルカリ溶出防止用や、ガスバリア性付与その他の目的の表面処理を施したものを用いてもよい。
【００７９】
（５）その他
本実施態様の半透過型カラーフィルタには、必要に応じてブラックマトリックスや透明電極、配向膜、保護層等の種々の機能性層が形成されていてもよい。これらの形成される位置や材料に関しては、従来のものと同様であるのでここでの説明は省略する。
【００８０】
２．第２実施態様
次に、第２実施態様の半透過型カラーフィルタについて説明する。
【００８１】
本実施態様の半透過型カラーフィルタは、透明基板と、前記透明基板上に形成された反射光用着色層および透過光用着色層とを有する半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用着色層は、光散乱機能を有する光散乱層上に形成されており、かつ少なくとも一つの除去部を形成し、その平均膜厚を調整することにより、反射光領域における色調を調整し、
前記透明基板上には、前記反射光用着色層および透過光用着色層の液晶層側表面を覆い、表面の平坦性を得るためにオーバーコート層が形成されていることを特徴とするものである。
【００８２】
本発明においては、反射光用着色層に設けた除去部の大きさや数等を調整することにより、その平均膜厚を各色に応じて調整することができることから、光散乱層の面積に対して各色ごとに感材を変更しなくとも、反射光領域において各々の色に応じた色調の調整が可能である。したがって、色設計の自由度を高めることができる。さらに、オーバーコート層により表面の平坦性を確保しているため、例えば、対向基板側に、別個、高精度の光路差調整層を設けることにより、光路差調整を精度良く行うことが可能である。
【００８３】
本実施態様は、上述した第１実施態様と反射光用着色層の形状が異なるものである。すなわち、本実施態様における反射光用着色層は、少なくとも一つの除去部を形成することにより、その平均膜厚を調整し、反射光領域における色調の調整を行っている。
【００８４】
本実施態様は、上述した第１実施態様とは、反射光用着色層の形状が異なるのみであるので、この点について説明し、他の説明は上記第１実施態様の説明を参照してここでの説明は省略する。
【００８５】
図３は、このような本実施態様の半透過型カラーフィルタの一例を示すものである。まず、透明基板１上には、パターン状に光散乱層４が形成されている。この光散乱層４は、透明樹脂と、前記透明樹脂とは異なる屈折率を有する非晶質微粒子とを含有するものである。このような光散乱層４は、非晶質微粒子内に入射してきた光が、非晶質微粒子および透明樹脂間の屈折率差によって、所定の角度で屈折して種々の方向へ出射するため、これにより光散乱機能を得ることができる。上記光散乱層４を有する透明基板１上に、着色層２が形成されている。特に、光散乱層４上に位置する着色層２を反射光用着色層２ｂとし、光散乱層４が設けられていない部分、すなわち、透明基板１上に位置する着色層２を透過光用着色層２ａとしている。また、着色層２の間には、ブラックマトリクス５が形成されている。
【００８６】
反射光用着色層２ｂは、光散乱層４上に位置していることから、その膜厚は、透明基板上に位置する透過光用着色層２ａの膜厚よりも必然的に薄くなるが、さらに、その一部分が除去された除去部１０を形成し、除去部１０の大きさ等を調整することにより、反射光用着色層２ｂの平均膜厚を調節することができる。このような平均膜厚の調整は、各色ごとに行うことができるため、各色に応じた高精度な色調の調整が可能である。したがって、色設計の自由度が高く、色再現領域が広い半透過型カラーフィルタとすることができる。
【００８７】
さらに、着色層２の表面を覆い、表面の平坦性を得るためにオーバーコート層６が設けられている。
【００８８】
以下、上述した第１実施態様と異なる点である着色層について説明する。なお、透明基板やその他の層に関する説明は、上記第１実施態様の場合と同様であるのでここでの説明は省略する。
【００８９】
（着色層）
本実施態様に用いられる着色層は、反射光用着色層の形状を除き、上記第１実施態様で説明したものと同様であるので、反射光用着色層の形状以外の点についての説明は省略する。
【００９０】
本実施態様における反射光用着色層は、反射光用着色層の平均膜厚を調整するために少なくとも一つの除去部が形成された形状を有するものである。すなわち本実施態様においては、反射光用着色層は、その一部が完全に除去され、反射光用着色層に少なくとも一つの除去部が形成されたような形状を有するものである。
【００９１】
除去部を形成する方法としては、所望の形状の除去部を形成することが可能な方法であれば特に限定はされないが、具体的には、フォトリソグラフィー法を挙げることができる。
【００９２】
なお、ここでこのようにして減少させた反射光用着色層の平均膜厚、および透過光用着色層の膜厚との比等に関しては、上記第１実施態様において説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９３】
Ｂ．半透過型カラー液晶表示装置
本発明の半透過型カラー液晶表示装置は、上述した半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタと、前記半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタに形成された反射光用着色層と対向する位置に、反射光領域および透過光領域の光路差を調整する光路差調整層が少なくとも形成されている対向基板と、前記半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタおよび対向基板の間に封入された液晶層とを有することを特徴とするものである。
【００９４】
従来、反射光領域および透過光領域における光路差の調整は、カラーフィルタ側で行われることが多く、例えば、上述した本発明の半透過型カラーフィルタを例にとると、光散乱層および着色層の膜厚を調整することにより、光路差を調整していた。この場合、光散乱層および着色層の二層において膜厚を調整することから、精度が劣る場合があり、精度の高い光路差の調整は困難であった。しかしながら、本発明においては、対向基板に設けた光路差調整層一層のみにより光路差を調整し、さらに、上述したように、オーバーコート層により表面の平坦性が確保されている上記半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタを用いていることより、正確で高精度な光路差の調整が可能である。
【００９５】
このような利点を有する本発明の半透過型カラー液晶表示装置について図面を用いて説明する。
【００９６】
図４は本発明の半透過型カラー液晶表示装置の一例を示した概略断面図である。図４に示すように、本発明の半透過型カラー液晶表示装置は、上述した半透過型カラーフィルタ１１を用いており、この半透過型カラーフィルタ１１は、オーバーコート層６が設けられていることから表面の平坦性が確保されている。さらに、半透過型カラーフィルタ１１に対向して対向基板１２が設けられている。この対向基板１２は、対向基板用透明基板１３と、上記対向基板用透明基板１３上に形成された光路差調整層１４とを少なくとも有しており、光路差調整層１４は、半透過型カラーフィルタ１１の反射光用着色層２ｂと対向する位置に形成されている。
【００９７】
ここでいう光路差調整層とは、反射光領域および透過光領域における光路差を調整するために設けられる部材であるが、本発明においては、このような光路差調整層１４を対向基板１２側に設け、さらに、半透過型カラーフィルタ１１は、オーバーコート層６を設けることで表面の平坦性が確保されていることから、正確で高精度な光路差の調整が可能である。
【００９８】
また、半透過型カラーフィルタ１１および対向基板１２間には、図示していないが液晶層が封入される。このような液晶層を形成する液晶物質としては、半透過型カラー液晶表示装置において一般的に用いられているものを用いることができる。
【００９９】
以下、本発明における対向基板について説明する。なお、本発明における半透過型カラーフィルタは上述したものと同様であるためここでの説明は省略する。
【０１００】
１．対向基板
本発明における半透過型カラー液晶表示装置における対向基板は、少なくとも、光路差調整層を有するものであり、上述した半透過型カラーフィルタにおける反射光用着色層および透過光用着色層の光路差を調整するものである。また、対向基板は、上記半透過型カラーフィルタとの間に液晶層を狭持し、本発明の半透過型カラー液晶表示装置を構成するものであるので、対向基板には、薄膜トランジスタ等が形成されていてもよい。以下光路差調整層について説明する。
【０１０１】
（光路差調整層）
光路差調整層は、通常、反射光領域における反射光が、透過光領域における透過光に対して２倍の光路長だけ液晶層を透過することになることから、この光路差を調整するものとして設けられるものである。従来、このような光路差調整層は、半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタに設けられることが多かった。例えば、上述した光散乱層および反射光用着色層の両方の膜厚と、透過光用着色層の膜厚との差を調整することにより、着色層および光散乱層の二層で光路差を調整する場合である。しかしながら、このような場合は、着色層および光散乱層の二層で膜厚を調整することから、精度が劣る場合があり、高精度な光路差調整は困難であった。
【０１０２】
しかしながら、本発明においては、対向基板に設けた光路差調整層一層のみで光路差の調整を図ることから、上記半透過型カラーフィルタにおける反射光領域および透過光領域の光路差に応じて、適切な調整が可能である。また、上述した半透過型カラーフィルタは、オーバーコート層によって表面の平坦性が確保されていることから、対向基板側における光路差調整を容易としている。
【０１０３】
このような光路差調整層の膜厚は、上記半透過型カラーフィルタにおける反射光領域および透過光領域における光路差に応じて調整する。
【０１０４】
光路差調整層を形成する材料としては、一般的に光路差調整層を形成する際に使用されている材料を用いることが可能である。
【０１０５】
２．半透過型カラー液晶表示装置
本発明の半透過型カラー液晶表示装置としては、上述したように、上記半透過型カラーフィルタと、光路差調整層が少なくとも形成されている対向基板と、上記半透過型カラーフィルタおよび対向基板間に封入された液晶層とを有するものであれば特に限定はされないが、このような半透過型カラー液晶表示装置の種類としては、公知のものを挙げることができ、具体的には、ＩＰＳ（In-Plane Switching）型、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型、ＴＮ（Twisted Nematic）型、強誘電性型、反強誘電性型、ＭＶＡモード型等を挙げることができる。
【０１０６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１０７】
次に、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明する。
【０１０８】
（カラーフィルタ用樹脂材料の調製）
（１）光散乱層用感光性塗料
光散乱層を形成する光散乱層用感光性塗料Ｄ１は、メラミン微粒子（必要に応じて分散剤、および溶剤を含有）にビーズを加え、分散機で３時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液と、クリアレジスト組成物（ポリマー１、モノマー、添加剤、開始剤および溶剤）とを混合したものであり、その組成を下記に示す。なお、分散機としては、ペイントシェーカーを用いた。
【０１０９】
なお、上記ポリマー１は、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。以下の他の塗料に用いられるポリマー１も同様である。
【０１１０】
（光散乱層用感光性塗料Ｄ１の組成）
・メラミン微粒子（平均粒径０．７μｍ）…６．０重量部
・分散剤（ビックケミー製ディスパービック１６１）…３．０重量部
・モノマー（サートマー製ＳＲ３９９）…４．０重量部
・ポリマー１…５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア９０７）…１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）…０．６重量部
・希釈溶剤（ポリエチレングリコールモノエチルアセテート）…８０．０重量部
【０１１１】
光散乱層用感光性塗料Ｄ２は、凹凸形状により散乱機能を出現させる材料であり、液晶層の屈折率１．４５と０．１以上の屈折率差を得られるものであればよい。光散乱層用感光性塗料Ｄ２は、以下の市販の材料を用いた。
（光散乱層用感光性塗料Ｄ２）
・高屈折率材料（屈折率１．６）フォトニースUR-４１４４  東レ製
【０１１２】
（２）樹脂着色層用感光性塗料
各色の樹脂着色層用感光性塗料Ｒ、Ｇ、Ｂは、分散液組成物（必要に応じて顔料、分散剤、および溶剤を含有）にビーズを加え、分散機で３時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液と、クリアレジスト組成物（ポリマー１、モノマー、添加剤、開始剤および溶剤）とを混合したものであり、その組成を下記に示す。なお、分散機としては、ペイントシェーカーを用いた。
【０１１３】
（赤色パターン用感光性塗料Ｒの組成）
・赤顔料（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製クロモフタルレッドＡ２Ｂ）…４．８重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ製パリオトールイエローＤ１８１９）…１．２重量部
・分散剤（ビックケミー製ディスパービック１６１）…３．０重量部
・モノマー（サートマー製ＳＲ３９９）…４．０重量部
・ポリマー１…５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア９０７）…１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）…０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）…８０．０重量部
【０１１４】
（緑色パターン用感光性塗料Ｇの組成）
・緑顔料（アビシア製モナストラルグリーン９Ｙ−Ｃ）…４．２重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ製パリオトールイエローＤ１８１９）…１．８重量部
・分散剤（ビックケミー製ディスパービック１６１）…３．０重量部
・モノマー（サートマー製ＳＲ３９９）…４．０重量部
・ポリマー１…５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア９０７）…１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）…０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）…８０．０重量部
【０１１５】
（青色パターン用感光性塗料Ｂの組成）
・青顔料（ＢＡＳＦ製ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ）…６．０重量部
・顔料誘導体（アビシア製ソルスパース５０００）…０．６重量部
・分散剤（アビシア製ソルスパース２４０００）…２．４重量部
・モノマー（サートマー製ＳＲ３９９）…４．０重量部
・ポリマー１…５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア９０７）…１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）…０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）…８０．０重量部
【０１１６】
（３）保護層用塗料
下記組成の３種の樹脂保護層用感光性塗料Ｐを調製した。
【０１１７】
（樹脂保護層用感光性塗料Ｐの組成）
・モノマー（日本化薬（株）製ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ）…７．１重量部
・ポリマー１…８．８重量部
・エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製エピコート１８０Ｓ７０）…９．７重量部
・開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア９０７）…１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）…１．０重量部
・溶剤（ジメチルジグリコール）…３８．０重量部
・溶剤（酢酸−３−メトキシブチル）…３４．０重量部
【０１１８】
［実施例１］
基板として、厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。このガラス基板上に光散乱層用感光性塗料Ｄ１をスピンコーティング法により塗布し、９０℃、３分間の条件でプリベークし、所定のフォトマスクを介して露光、０．０５％KOH水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、ポストべーク（２３０℃、３０分）を行い光散乱層（厚み２μｍ）を形成した。
【０１１９】
次に、光散乱層上に赤色パターン用感光性塗料Ｒをスピンコーティング法により塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、０．０５％KOH水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、ポストべーク（２３０℃、３０分）を行い赤色の着色パターンを形成した。同様に緑色パターン用感光性塗料Ｇ、青色パターン用感光性塗料Ｂをパターニングし、触針式膜厚計（テンコール社製  P１５）により、ガラス面からの反射部および透過部の膜厚を測定したところ、反射部の平均膜厚（（反射部の膜厚＋光散乱層）−（光散乱層））の膜厚は透過部の膜厚の１／４である０．５μｍであり、反射部の輝度が最も高く調整できていることを確認した。最後に樹脂保護層用感光性塗料Ｐ（厚み２μｍ）を形成して、図１に示されるような構造のカラーフィルタを得た。触針式膜厚計（テンコール社製  P１５）により、ガラス面からの反射部および透過部の膜厚を測定したところ、膜厚差は０．０５μｍであり、表面の平坦性に優れていることがわかった。
【０１２０】
［実施例２］
基板として、厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。このガラス基板上に光散乱層用感光性塗料Ｄ１をスピンコーティング法により塗布し、９０℃、３分間の条件でプリベークし、所定のフォトマスクを介して露光、０．０５％KOH水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、ポストべーク（２３０℃、３０分）を行い光散乱層（厚み２μｍ）を形成した。
【０１２１】
次に、光散乱層上に赤色パターン用感光性塗料Ｒをスピンコーティング法により塗布し、反射部に対応してスルーホールが形成されるフォトマスクを介して塗布膜を露光し、０．０５％KOH水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、ポストべーク（２３０℃、３０分）を行い赤色の着色パターンを形成した。同様に緑色パターン用感光性塗料Ｇ、青色パターン用感光性塗料Ｂをパターニングし、反射部の輝度が最も高く調整できていることを確認した。最後に樹脂保護層用感光性塗料Ｐ（厚み２μｍ）を形成して、図３に示されるような構造のカラーフィルタを得た。触針式膜厚計（テンコール社製  P１５）により、ガラス面からの反射部の膜厚を測定したところ、スルーホールの形成されいる部分のへこみは０．１０μｍであり、表面の平坦性に優れていることがわかった。
【０１２２】
［実施例３］
基板として、厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。このガラス基板上に光散乱層用感光性塗料Ｄ２をスピンコーティング法により塗布し、９０℃、３分間の条件でプリベークし、所定のフォトマスクを介して露光、０．０５％KOH水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、ポストべーク（２３０℃、３０分）を行い凹凸光散乱層（平均膜厚３μｍ、凹凸差１μｍ）を形成した。
【０１２３】
次に、光散乱層上に赤色パターン用感光性塗料Ｒをスピンコーティング法により塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、０．０５％KOH水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、ポストべーク（２３０℃、３０分）を行い赤色の着色パターンを形成した。同様に緑色パターン用感光性塗料Ｇ、青色パターン用感光性塗料Ｂをパターニングし、触針式膜厚計（テンコール社製  P１５）により、凹凸差が０．５μｍになっていることおよび反射部の平均膜厚（（反射部の膜厚＋光散乱層）−（光散乱層））の膜厚は透過部の膜厚の１/4になっていることを確認した。最後に樹脂保護層用感光性塗料Ｐ（厚み２μｍ）を形成して、図２に示されるような構造のカラーフィルタを得た。触針式膜厚計（テンコール社製  P１５）により、ガラス面からの反射部および透過部の膜厚を測定したところ、膜厚差は０．０５μｍであり、表面の平坦性が優れていることがわかった。
【０１２４】
［比較例１］
基板として、厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。このガラス基板上に光散乱層用感光性塗料Ｄ１スピンコーティング法により塗布し、９０℃、３分間の条件でプリベークし、所定のフォトマスクを介して露光、０．０５％KOH水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、ポストべーク（２３０℃、３０分）を行い光散乱層（厚み２μｍ）を形成した。
【０１２５】
次に、光散乱層上に赤色パターン用感光性塗料Ｒをスピンコーティング法により塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、０．０５％KOH水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、ポストべーク（２３０℃、３０分）を行い赤色の着色パターンを形成した。同様に緑色パターン用感光性塗料Ｇ、青色パターン用感光性塗料Ｂをパターニングし、触針式膜厚計（テンコール社製  P１５）により、ガラス面からの反射部および透過部の膜厚を測定したところ、反射部の膜厚（（反射部の膜厚＋光散乱層）−（光散乱層））の膜厚は透過部の膜厚の１／３〜２／３であり、各色で透過部と反射部の段差が異なることを確認した。
【０１２６】
［実施例４］
上記実施例１のカラーフィルタにスパッタリングにより、ITO膜を１５００Å形成し、柱状スペーサ形成用材料（JSR製オプトマー）をポストベーク後、２．７μｍになるように塗布し、ブラックマトリクスに対応する部分に柱状スペーサを形成するマスクを介して露光・現像し、柱状スペーサを形成した。ここで背面電極基板は、TFT素子が形成されており、開口率の向上を目的として層間絶縁膜が形成されている。層間絶縁膜は、透過部に対応する部分はパターニングされており、カラーフィルタと背面電極基板の透過部のセルギャップは、５μｍに設計されている。
【０１２７】
背面電極基板とカラーフィルタ基板に対して、配向膜を塗布・ラビングした後、外周シール部にシール材を塗布し、重ね合わせて、液晶材料を挿入し、封入口を封止し偏向板および位相差板を貼り合わせて半透過型カラー液晶装置を組み立てた。
【０１２８】
［比較例２］
上記比較例１におけるカラーフィルタを用いた以外は、上記実施例４と同様にして半透過型カラー液晶表示装置を組み立てた。
【０１２９】
（評価）
実施例１の半透過型カラー液晶装置に対して、背面電極基板に設けられた画素電極とカラーフィルタ基板に設けられた透明電極基板の間に電圧を印加して１０，０００ｌｘの環境下で画像を表示したところ、バックライトからの入射光で十分明るいカラー画像の表示画面を認識することができた。また、４０，０００ｌｘの環境下で同様の画像を表示したところ、明るくかつ白色表示部の色みが黄色みなく良好であり、反射部と透過部のセルギャップが適正に設定されていることを確認した。
【０１３０】
一方、比較例２の半透過型カラー液晶装置に対して、背面電極基板に設けられた画素電極とカラーフィルタ基板に設けられた透明電極基板の間に電圧を印加して１０，０００ｌｘの環境下で画像を表示したところ、バックライトからの入射光で十分明るいカラー画像の表示画面を認識することができたが、４０，０００ｌｘの環境下で同様の画像を表示したところ、暗くかつ白色表示部の色みが青色にシフトし、反射部と透過部のセルギャップが十分に設定されていないことを確認した。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の半透過型カラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の半透過型カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の半透過型カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の半透過型カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  …  透明基板
２ａ  …  透過光用着色層
２ｂ  …  反射光用着色層
２  …  着色層
３  …  凹部
４  …  光散乱層
５  …  ブラックマトリクス
６  …  オーバーコート層
【図１】
2005241728.tif 000003
【図２】
2005241728.tif 000004
【図３】
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【図４】
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