(57)【要約】【課題】反射表示色の黄色味を低減した、光路差調整層を有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。【解決手段】半透過型液晶表示装置の反射部に対応する画素上に透過部領域と反射部領域の光路差を調整するための光路差調整層５が形成されたカラーフィルタにおいて、該光路差調整層が色素を含有し、色補正機能を有すること。色素が少なくとも青色顔料であり、光路差調整層は色温度６５００Ｋの白色光を色温度７０００〜２００００Ｋに変換する色補正機能を有する。【選択図】図１
2007225851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位画素を透過部と反射部に分割した半透過型液晶表示装置にあって、該反射部に対応する画素上に透過部領域と反射部領域の光路差を調整するための光路差調整層が形成されたカラーフィルタにおいて、該光路差調整層が色素を含有し、色補正機能を有することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記色素が少なくとも青色顔料であり、光路差調整層は色温度６５００Ｋの白色光を色温度７０００〜２００００Ｋに変換する色補正機能を有することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型と反射型の両方の構造を併せ持つ半透過型液晶表示装置に用いるカラーフィルタに関するものであり、特に、透過部領域と反射部領域の光路差を調整するための光路差調整層が色補正機能を有するカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、入射された光の偏光方向を液晶の配向状態を用いて制御することによって表示するものである。この液晶表示装置は、透過型、反射型、半透過型の３種類の表示装置に大別することが出来る。
【０００３】
透過型液晶表示装置は、背面電極基板の裏面もしくは側面に光源を配置し、この光源より照射された光により画面表示を行なう液晶表示装置である。また反射型液晶表示装置は光源を内蔵せず装置の前面から入射された光を利用して表示を行なう液晶表示装置である。更に近年においては、例えば、下記特許文献１のように透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の両方の機能を兼ね備えた半透過型液晶表示装置が提案されている。
【０００４】
半透過型液晶表示装置では、バックライト光を利用して表示を行う透過モードと環境光を利用して表示を行う反射モードがある。透過表示を行うときにはバックライト光が液晶層を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回液晶層を透過する。透過表示と反射表示とで液晶層を透過する光路長が異なるために透過部領域と反射部領域の液晶層の厚さを同一にした場合には、表示される色の濃さ、明るさが大きく異なる。
【０００５】
そこで、透過部領域と反射部領域の表示色を同一にする方法として、反射部領域に透明樹脂層を形成して、透過部領域と反射部領域で液晶層の厚さを変えることで光路差を調整する事が下記特許文献２に記載されている。
【０００６】
一方、半透過型液晶表示装置において透過表示に用いるバックライト光の色温度は８０００〜１５０００Ｋと高く設定される事が多いのに対し、反射表示に用いる環境光の色温度は２０００〜７０００Ｋと低い。このため、一般的に反射表示色は透過表示色よりも黄色味を帯びた色となってしまうという問題が生じている。
【特許文献１】特開２００１−１６６２８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、光路差調整層を有するカラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置における、反射表示色の黄色味を低減することのできるカラーフィルタを提供することを課題とするものである。
また、上記カラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、単位画素を透過部と反射部に分割した半透過型液晶表示装置にあって、該反射部に対応する画素上に透過部領域と反射部領域の光路差を調整するための光路差調整層が形成されたカラーフィルタにおいて、該光路差調整層が色素を含有し、色補正機能を有
することを特徴とするカラーフィルタである。
【０００９】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記色素が少なくとも青色顔料であり、光路差調整層は色温度６５００Ｋの白色光を色温度７０００〜２００００Ｋに変換する色補正機能を有することを特徴とするカラーフィルタである。
【００１０】
また、本発明は、請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする半透過型液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、半透過型液晶表示装置の反射部に対応する画素上に光路差調整層が形成されたカラーフィルタにおいて、該光路差調整層に色補正機能を設けることにより、例えば、反射表示色の黄色味を低減する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明のカラーフィルタについて、その実施形態に基づいて詳細に説明する。ここでは、カラーフィルタ上に感光性樹脂組成物を用いて着色層、光路差調整層を形成する場合について、実施例を例にして説明するが、必ずしもこれに限定されず、エッチング法など他の方法を用いても良い。
【実施例】
【００１３】
図１に示すように、本発明のカラーフィルタ１は、透明基板２上に形成されたブラックマトリックス３、及び赤色画素（４−１）、緑色画素（４−２）、青色画素（４−３）からなる着色層４を備え、この着色層４上の所定の位置に本発明における感光性樹脂組成物で光路差調整層５を形成し、その上に透明共通電極層６となるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を蒸着したものである。図１中、符号Ｔｒは透過部領域、Ｒｅは反射部領域を表している。
本発明における光路差調整層５には、反射表示色を色補正するために色補正機能が付与されている。すなわち、本発明のカラーフィルタ１は、色補正機能を備えた光路差調整層５を有するカラーフィルタである。
【００１４】
上記のカラーフィルタ１を構成する透明基板２としては、ガラスやプラスチック板やフィルムなど用いることができる。近年、透過性、耐薬品性に優れたプラスチック基板の提案もなされているが、一般的には熱膨張率が小さく、高温での寸法精度に優れている無アルカリガラスが広く用いられている。
【００１５】
また、透明基板２上に設けられるブラックマトリックス３は、光漏れによるコントラストの低下を防ぐ目的で各色の画素間や着色層４の形成領域の外側に設けられている。このようなブラックマトリックス３は、クロム、酸化クロムの多層蒸着薄膜をパターニングして形成する方法やカーボンブラックなどの遮光性顔料を分散させた樹脂組成物を用い、通常のフォトリソグラフィー法やエッチング法により形成する方法が知られている。
【００１６】
また、各色画素は、各色顔料を分散させた感光性着色組成物、或いは着色組成物を用い、フォリソグラフィー法、或いはエッチング法などの方法により所定のパターン形状に着色層を形成することができる。即ち、感光性着色組成物の場合、１つのフィルタ色の顔料を含んだ感光性着色組成物を透明基板２上に塗布し、パターン露光、現像を行うことで１色目の画素形成を行う。これを３色繰り返すことによって着色層４を得ることが可能である。
【００１７】
光路差調整層５は、半透過型液晶表示装置における透過部領域Ｔｒと反射部領域Ｒｅの
液晶層の厚さを変えて光路差を調整するものためのものである。光路差調整層の高さは、０．５〜５μｍ程度の範囲で一定の高さを持つものであり、その均一性が要求される。また、高さの他、光路差調整層に要求される形状、大きさは、液晶表示装置の設計によって適宜決定される。本発明では反射表示色を補正するために光路差調整層に色補正機能を付与することを特徴とする。
【００１８】
以下に、反射表示色の黄色味を低減させる色補正機能を付与する際に使用可能な顔料の一例として、青色顔料および紫色顔料の具体例をカラーインデックス番号で示す。
青色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等を用いることができ、この中でも銅フタロシアニン系顔料のＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：６が好ましい。
紫色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等を用いることができ、この中でもジオキサジン系顔料のＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２３が好ましい。
【００１９】
［感光性着色組成物の調製］
着色層の形成に用いる感光性着色組成物の着色剤には以下のものを使用した。
赤色用顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２５４（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド  Ｂ−ＣＦ」）およびＣ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １７７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド  Ａ２Ｂ」）
緑色用顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ３６（東洋インキ製造製「リオノールグリーン  ６ＹＫ」）、およびＣ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー  Ｙ−５６８８」）
青色用顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５（東洋インキ製造製「リオノールブルーＥＳ」）Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２３（ＢＡＳＦ社製「パリオゲンバイオレット  ５８９０」）
［赤色の感光性着色組成物］
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２５４        １８重量部
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １７７          ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％）                          １０８重量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルターで濾過して赤色の感光性着色組成物を得た。
・上記分散体                                              １５０重量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート                    １３重量部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
・光開始剤                                                    ３重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
・増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）                    １重量部
・シクロヘキサノン                                        ２５３重量部
［緑色の感光性着色組成物］
組成がそれぞれ下記組成となるように，赤色の感光性着色組成物と同様の方法で調製した。
・緑色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ３６      １６重量部
・黄色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０    ８重量部
・アクリルワニス（固形分２０％）                          １０２重量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート                    １４重量部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
・光開始剤                                                    ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
・増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）                    ２重量部
・シクロヘキサノン                                        ２５７重量部
［青色の感光性着色組成物］
組成がそれぞれ下記組成となるように，赤色の感光性着色組成物と同様の方法で調製した。
・青色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５        ５０重量部
・紫色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２３      ２重量部
・分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」）              ６重量部
・アクリルワニス（固形分２０％）                          ２００重量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート                    １９重量部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
・光開始剤                                                    ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
・増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）                    ２重量部
・シクロヘキサノン                                        ２１４重量部
［着色層形成］
得られた各色の感光性着色組成物を用いて着色層４を形成した。
ガラス基板に、赤色の感光性着色組成物をスピンコートにより仕上り膜厚が１．８μｍとなるように塗布した。９０℃５分間乾燥の後、着色層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ2 照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像した後、２３０℃３０分焼成し、ストライプ形状の赤色着色層（赤色画素４−１）を得た。
次に、緑色の感光性着色組成物も同様にスピンコートにより仕上り膜厚が１．８μｍとなるように塗布した。９０℃５分間乾燥した後、前述の赤色着色層と隣接した位置にパターンが形成されるようにフォトマスクを通して露光し現像した後、２３０℃３０分焼成し、緑色着色層（緑色画素４−２）を得た。
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色の感光性着色組成物についても仕上り膜厚が１．８μｍで赤色、緑色着色層と隣接した青色着色層（青色画素４−３）を得た。
これで、ガラス基板上に赤、緑、青３色のストライプ状の着色層４を持つカラーフィルタが得られた。
【００２０】
なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。
・炭酸ナトリウム                                          １．５重量％
・炭酸水素ナトリウム                                      ０．５重量％
・陰イオン系界面活性剤（花王・ペリレックスＮＢＬ）        ８．０重量％
・水                                                        ９０重量％
＜実施例１＞
［光路差調整層用樹脂組成物（Ａ）の調製］
組成がそれぞれ下記組成となるように、感光性着色組成物と同様の方法で調製した。
・青色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５          ５重量部
・紫色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２３      １重量部
・分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」）              ６重量部
・アクリルワニス（固形分２０％）                          ２００重量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート                  ５０重量部
（日本化薬社製「ＤＰＨＡ」）
・光開始剤                                                    ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
・シクロヘキサノン                                        ２１４重量部
［光路差調整層および透明共通電極層の形成］
光路差調整層形成用樹脂組成物（Ａ）を上述の着色層形成後のガラス基板上にポストベーク後膜厚が３μｍになるようにスピンコートし、９０℃で５分間乾燥した。光路差調整層形成用のフォトマスクを通して高圧水銀灯の光を１５０ｍＪ／ｃｍ2 照射した。尚、フォトマスクは開口幅が４０μｍの方形のものを使用し、フォトマスクとガラス基板との間隔（露光ギャップ）は１００μｍで露光した。
その後、着色層の形成と同様の現像液を用いて現像をした。水洗を施したのち、２３０℃３０分ポストベークして光路差調整層Ａを着色層上に形成した。
この着色層、光路差調整層（Ａ）が形成されたガラス基板上の全面に酸化インジウム−スズ（ＩＴＯ）を一般的なスパッタリング法により１００ｎｍオングストロームとなるように形成した。
【００２１】
＜比較例１＞
光路差調整層用樹脂組成物（Ａ）に青色顔料および紫色顔料を含まない以外は実施例１と同様にして光路差調整層用樹脂組成物（Ｂ）を調製した。この光路差調整層用樹脂組成物（Ｂ）を用い、着色層上に光路差調整層（Ｂ）を形成した。透明共通電極層の形成は実施例１と同様にして形成した。
図２は、比較例１の光路差調整層（Ｂ）（１５）を備えたカラーフィルタ１１の断面図である。
【００２２】
実施例１および比較例１のカラーフィルタを使用した半透過型液晶表示装置についてＤ２５光源を環境光として白色の反射表示色の色温度を測定した。測定にはコニカミノルタ（株）社製：色彩計ＣＳ−１０００を使用した。比較例１のカラーフィルタを使用した半透過型液晶表示装置の白色の反射表示色は、色温度が５０００Ｋであったのに対し、実施例１のカラーフィルタを使用した半透過型液晶表示装置の白色の反射表示色は、色温度９０００Ｋが得られた。
【００２３】
尚、上記実施例は、反射表示色の黄色味を低減させるといった色温度を補正する色補正機能の例であるが、本発明は、色温度の補正に限らず、例えば、反射表示色の色度を補正するといった色補正機能を付与する際にも適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１に示す、色補正機能を備えた光路差調整層（Ａ）を有する本発明のカラーフィルタの断面図である。
【図２】比較例１の光路差調整層（Ｂ）を備えたカラーフィルタの断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・本発明の光路差調整層（Ａ）を有するカラーフィルタ
２・・透明基板（ガラス基板）
３・・ブラックマトリクス
４・・着色層
４−１・・赤色画素
４−２・・緑色画素
４−３・・青色画素
５・・本発明の色補正機能を有する光路差調整層（Ａ）
１５・・従来の光路差調整層（Ｂ）
６・・透明共通電極層
１１・・従来の光路差調整層（Ｂ）を有するカラーフィルタ
Ｔｒ・・透過部領域
Ｒｅ・・反射部領域
【図１】
2007225851.tif 000003
【図２】
2007225851.tif 000004