(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一画素を透明電極層と金属反射電極層とで分割して光透過部と光反射部を設けた画素を多数配列した背面側電極基板と、該背面側電極基板に対峙して配置されたカラーフィルタを有する観察者側電極基板と、これ等の電極基板間に封入された液晶物質とを備え、この液晶物質に対し画素毎に電圧を印加して画面表示する半透過型カラー液晶表示装置に用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタであって、該観察者側電極基板の、前記背面側電極基板の光反射部に相対する位置にのみ、透明樹脂と該透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子を分散した光散乱膜層を設け、かつ、該光散乱膜層部分を含む一画素内の観察者側透明基板及び光散乱層上に同一のカラーフィルタ材料を用い、光反射部に相当する部分の厚みが、光透過部に相当する部分の厚みの１／３以上、２／３未満の厚みとしたカラーフィルタが設けられていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
一画素を透明電極層と金属反射電極層とで分割して光透過部と光反射部を設けた画素を多数配列した背面側電極基板と、該背面側電極基板に対峙して配置されたカラーフィルタを有する観察者側電極基板と、これ等の電極基板間に封入された液晶物質とを備え、この液晶物質に対し画素毎に電圧を印加して画面表示する半透過型カラー液晶表示装置に用いる観察者側電極基板であって、該観察者側電極基板の、前記背面側電極基板の光反射部に相対する位置にのみ、透明樹脂と該透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子を分散した光散乱膜層を設け、かつ、該光散乱膜層部分を含む一画素内の観察者側透明基板及び光散乱層上に同一のカラーフィルタ材料を用い、光反射部に相当する部分の厚みが、光透過部に相当する部分の厚みの１／３以上、２／３未満の厚みのカラーフィルタを設け、更に、前記カラーフィルタの上層部に観察者側透明電極層が設けられていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用観察者側電極基板。
【請求項３】
一画素を透明電極層と金属反射電極層とで分割して光透過部と光反射部を設けた画素を多数配列した背面側電極基板と、該背面側電極基板に対峙して配置されたカラーフィルタを有する観察者側電極基板と、これ等の電極基板間に封入された液晶物質とを備え、この液晶物質に対し画素毎に電圧を印加して画面表示する半透過型カラー液晶表示装置に用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、透明基板に、透明樹脂と該透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子を分散した塗液を塗布後、該観察者側電極基板の、前記背面側電極基板の金属反射電極層に相対する位置にのみ、フォトグラフィ法によりパターニングした光散乱膜層を設け、次に、該光散乱膜層部分を含む一画素内の観察者側透明基板及び光散乱層上に同一のカラーフィルタ材料を用い、光散乱膜層部分の厚みが、光散乱膜層が設けられていない部分の厚みの１／３以上、２／３未満の厚みのカラーフィルタを形成したことを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
一画素を透明電極層と金属反射電極層とで分割して光透過部と光反射部を設けた画素を多数配列した背面側電極基板と、該背面側電極基板に対峙して配置されたカラーフィルタを有する観察者側電極基板と、これ等の電極基板間に封入された液晶物質とを備え、この液晶物質に対し画素毎に電圧を印加して画面表示する半透過型カラー液晶表示装置に用いる観察者側電極基板の製造方法であって、透明基板に、透明樹脂と該透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子を分散した塗液を塗布後、該観察者側電極基板の、前記背面側電極基板の金属反射電極層に相対する位置にのみ、フォトグラフィ法によりパターニングした光散乱膜層を設け、次に、該光散乱膜層部分を含む一画素内の観察者側透明基板及び光散乱層上に同一のカラーフィルタ材料を用い、光散乱膜層部分の厚みが、光散乱膜層が設けられていない部分の厚みの１／３以上、２／３未満の厚みに形成したカラーフィルタを設け、更に、前記カラーフィルタの上層部に観察者側透明電極層を形成したことを特徴とする半透過型液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半透過型カラー液晶表示装置に係り、特に、外部光源が十分明るい場合は、反射型カラー液晶表示装置として、また外部光源がない場合または不十分な場合は透過型カラー液晶表示装置として機能する半透過型カラー液晶表示装置に使用されるカラーフィルタ、観察者側電極基板、及びそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２（ａ）に透過型液晶表示装置の主要部を示す。透過型液晶表示装置は偏光膜（図２（ａ）では省略）と液晶駆動用の電極、すなわち、観察者側透明電極層２０３、及び背面側透明電極層２１５が各々配設された対向する一対の電極基板、すなわち、観察者側電極基板２０７、及び背面側電極基板２０８と、これら電極基板間に封入された液晶物質２０４とでその主要部が構成されている。
また、カラー画像を表示する透過型液晶表示装置にあっては、上記一対とした電極基板のいずれか一方にカラーフィルタ２０２を設け、透過型カラー液晶表示装置とする。
【０００３】
画面表示を行なう際、対向する電極間に電圧を印加することにより電極基板間に封入された液晶物質の配向状態を変化させて、この液晶物質を透過する光の偏光面を制御すると共に、偏光膜によりその透過、不透過を制御している。
【０００４】
透過型液晶表示装置は、背面側に位置する電極基板（上記一対とした電極基板のうち、液晶物質を間に挟み観察者と反対側に位置する電極基板であり、以下背面側電極基板と記す）の裏面もしくは側面に光源（ライト）２１７を配置し、光源２１７より照射された入射光２２３にて画面表示を行なう、バックライト型もしくはライトガイド型のランプ内蔵式透過型液晶表示装置が広く普及している。
【０００５】
従来より液晶表示装置は、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、ランプ内蔵式透過型液晶表示装置では内蔵した光源（ライト）による消費電力が大きいため、ランプ内蔵式透過型液晶表示装置はバッテリーの使用時間が短く、且つバッテリーの占める割合が大きいため装置が重く、かさ張ることになる。すなわち、ランプ内蔵式透過型液晶表示装置は液晶表示装置が本来有する利点を活かしきれているとはいえない。
尚、２０１は観察者側透明基板、２０６は背面側透明基板、２１２はシール材を示している。
【０００６】
このため、光源（ライト）を内蔵しない反射型液晶表示装置が実用化されている。図２（ｂ）及び（ｃ）に反射型カラー液晶表示装置の一例を示す。
図２（ｂ）では、観察者側電極基板２０７の前面に光散乱機能を有する光散乱膜層２０９を、また背面側電極基板２０８に金属反射電極層２０５を配設している。
観察者側電極基板２０７（液晶物質を挟持する一対の基板のうち、観察者側に位置する電極基板）の外側にある光散乱膜層２０９側から室内光や自然光等の外光（反射用入射光）２２１を液晶表示装置内に入射させ、この反射用入射光を上記金属反射電極層２０５で反射させ、この散乱反射光２２２を光散乱膜層２０９より射出することで画面表示を行なうものである。
【０００７】
図２（ｃ）では、背面側電極基板２０８に光散乱機能を有する反射電極層２２５を配設しており、光散乱と反射の二つの機能をもたせている。観察者側電極基板２０７側から室内光や自然光等の外光（反射用入射光）２２１を液晶表示装置内に入射させ、この反射用入射光を上記反射電極層２２５で散乱反射させ、この散乱反射光２２２を観察者側電極基板２０７より射出することで画面表示を行なうものである。
【０００８】
上記のように、光源（ライト）を内蔵しない反射型液晶表示装置は低消費電力を実現でき、また、光源（ライト）を内蔵しない分、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。
しかし、反射型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、実用上極めて有用である。
【０００９】
透過型液晶表示装置は、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液晶表示装置が全く機能しないのに対し、透過型液晶表示装置は周辺が暗い分、更に視認性が増す。
かかる事情により透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置は相補完の関係にあり、従って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は、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極めて有用である。
【００１０】
半透過型液晶表示装置をカラー表示する場合は前述のようにカラーフィルタが必要になる。透過型カラー液晶表示装置と反射型カラー液晶表示装置の機能上の相違点は幾つかある。
すなわち、透過型カラー液晶表示装置の光源は装置に組み込まれた良質な光源であるのに対し、反射型カラー液晶表示装置では使用する光源は種々雑多であり、通常の場合点光源または蛍光灯のような限定された面光源即ち非散乱光である。
【００１１】
そのため、反射型カラー液晶表示装置では何らかの手段で入射光を散乱光に変換する必要があり、例えば、図２（ｂ）または（ｃ）のような方式、すなわち、
Ａ）透明な樹脂等に該樹脂の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子を分散して、光の屈折と回折により入射光を散乱させる。
Ｂ）反射ミラーの表面を凹凸にして入射光を乱反射させる。
などの方式によって散乱光に変換させている。
【００１２】
図２（ａ）の透過型カラー液晶表示装置と、図２（ｂ）及び（ｃ）の反射型カラー液晶表示装置とを比較すると、透過型カラー液晶表示装置がカラーフィルタ層を１回だけ通過するのに対し反射型カラー液晶表示装置では２回通過する。従って仮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、反射型カラー液晶表示装置ではカラーフィルタの膜厚を１／２にしなければならない。
【００１３】
半透過型カラー液晶表示装置において、透過型と反射型に使い分ける方式としては、
１）ハーフミラーを用いて透過光ならびに反射光をそれぞれの二分の一ずつ利用するハーフミラー方式、
２）基板上の画素部を二分割して、一方を透明にして透過光を、他方に金属反射板を設けて反射光をそれぞれ二分の一づつ利用する画素分割方式、
などがある。
【００１４】
図３及び図４に、代表的な半透過型カラー液晶表示装置の断面図を示す。図３はハーフミラー方式で、光散乱膜層を組み合わせたものであり、図４は画素分割方式で、散乱反射板電極層を組み合わせたものである。
図３に示すハーフミラー方式は透過型カラー液晶表示装置の外部にハーフミラーと光散乱膜層を配置することにより比較的容易に半透過型カラー液晶表示装置を実現できるがカラーフィルタを共用しなければならないので、反射型では暗く、透過型では明るすぎるという欠点は免れない。
【００１５】
他方、図４に示す画素分割方式では透過用と反射用とで光の通路を完全に分離することが可能であり、従って透過用と反射用とで異なるカラーフィルタを設計することができ、反射型と透過型とで最適のカラーフィルタが実現可能である。
しかし、透過用カラーフィルタと反射用カラーフィルタを各々作る事は多大な労力とコストがかかるという欠点を有していた。
【００１６】
いずれの場合も観察者側電極基板３０７、４０７と背面側電極基板３０８、４０８をシール材３１２、４１２で張り合わせ、内部に液晶物質３０４、４０４を封入している。
背面側電極基板３０８、４０８としては、単純マトリクス基板及びＴＦＴ等アクティブマトリクス基板がある。
【００１７】
図３のように光散乱膜層３０９を観察者側電極基板３０７の外側に配置する場合、または光散乱膜層３０９を背面側電極基板３０８の外側に配置するような場合もふくめ、液晶物質３０４で表示される画像はそれぞれ観察者側透明基板３０１または背面側透明基板３０６を介して観察することになり、画像の解像性が著しく低下するという欠点を有している。
尚、３１８は偏光子兼検光子、３１９は偏光子、３０３は観察者側透明電極、３０２はカラーフィルタ、３２１は反射用入射光、３２２は散乱光を各々示している。
【００１８】
図４の半透過型カラー液晶表示装置を透過型として使用する場合、透過用入射光４２３の５０％が背面側電極基板４０８に設けた背面側透明電極層４１５を通って液晶物質４０４、観察者側透明電極層４０３、カラーフィルタ４０２、観察者側透明基板４０１を通過して外部に出る。
また、図４の半透過型カラー液晶表示装置を反射型カラー液晶表示装置として使用する場合、反射用入射光４２１は観察者側電極基板４０７、液晶物質４０４、散乱反射電極層４０５で入射光の５０％は折り返し、再度液晶物質４０４、観察者側電極基板４０７を通過して散乱反射光４２２が外部に出る。
図４の場合も透過型ではカラーフィルタ４０２を１回通過するのに対し、反射型ではカラーフィルタ４０２を２回通過する。
【００１９】
図４の半透過型カラー液晶表示装置では光散乱機能は凹凸のある散乱反射電極層４０５が担っている。すなわち、光散乱機能が液晶物質と接しているため解像性が優れている。また、この光散乱方式は、反射用入射光が散乱反射電極層で一部吸収される以外は光の損失が無いため光の利用効率が優れている。
しかし、散乱反射電極層の表面を凹凸に形成するにあたりフォトリソグラフィー法等の処理工程を経なければならないため製造工程が煩雑になり、また、製造コストが上がる等の欠点がある。
尚、４１８は偏光子兼検光子、４１９は偏光子、４０６は背面側透明基板、４２１は反射用入射光、４２２は散乱光を各々示している。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような問題に鑑みなされたものである。その課題とするところは、半透過型カラー液晶表示装置において、透過型カラー液晶表示装置として使用した場合と反射型カラー液晶表示装置として使用する場合とで同一色調が再現でき、また、反射型カラー液晶表示として使用した場合の解像性を低下させることなく、より低コストな半透過型カラー液晶表示装置に使用するカラーフィルタ、観察者側電極基板、及びそれらの製造方法を提供するものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明に用いる第一の発明は、一画素を透明電極層と金属反射電極層とで分割して光透過部と光反射部を設けた画素を多数配列した背面側電極基板と、該背面側電極基板に対峙して配置されたカラーフィルタを有する観察者側電極基板と、これ等の電極基板間に封入された液晶物質とを備え、この液晶物質に対し画素毎に電圧を印加して画面表示する半透過型カラー液晶表示装置に用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタであって、該観察者側電極基板の、前記背面側電極基板の光反射部に相対する位置にのみ、透明樹脂と該透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子を分散した光散乱膜層を設け、かつ、該光散乱膜層部分を含む一画素内の観察者側透明基板及び光散乱層上に同一のカラーフィルタ材料を用い、光反射部に相当する部分の厚みが、光透過部に相当する部分の厚みの１／３以上、２／３未満の厚みとしたカラーフィルタが設けられていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタである。
【００２３】
また、上記第一の発明による液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記非晶質微粒子が、球形状で透明なシリカ、シリコン樹脂、架橋アクリル樹脂であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
【００２４】
また、上記第一の発明による液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記非晶質微粒子が、屈折率の異なる２種類以上の樹脂溶液から相分離で生成、形成されたことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
【００２５】
また、上記第一の発明による液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記非晶質微粒子が、微小樹脂パターンを溶融解して形成された半球形状のマイクロレンズであることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
【００２６】
本発明における第二の発明は、一画素を透明電極層と金属反射電極層とで分割して光透過部と光反射部を設けた画素を多数配列した背面側電極基板と、該背面側電極基板に対峙して配置されたカラーフィルタを有する観察者側電極基板と、これ等の電極基板間に封入された液晶物質とを備え、この液晶物質に対し画素毎に電圧を印加して画面表示する半透過型カラー液晶表示装置に用いる観察者側電極基板であって、該観察者側電極基板の、前記背面側電極基板の光反射部に相対する位置にのみ、透明樹脂と該透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子を分散した光散乱膜層を設け、かつ、該光散乱膜層部分を含む一画素内の観察者側透明基板及び光散乱層上に同一のカラーフィルタ材料を用い、光反射部に相当する部分の厚みが、光透過部に相当する部分の厚みの１／３以上、２／３未満の厚みのカラーフィルタを設け、更に、前記カラーフィルタの上層部に観察者側透明電極層が設けられていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用観察者側電極基板である。
【００２７】
本発明における第三の発明は、一画素を透明電極層と金属反射電極層とで分割して光透過部と光反射部を設けた画素を多数配列した背面側電極基板と、該背面側電極基板に対峙して配置されたカラーフィルタを有する観察者側電極基板と、これ等の電極基板間に封入された液晶物質とを備え、この液晶物質に対し画素毎に電圧を印加して画面表示する半透過型カラー液晶表示装置に用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、透明基板に、透明樹脂と該透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子を分散した塗液を塗布後、該観察者側電極基板の、前記背面側電極基板の金属反射電極層に相対する位置にのみ、フォトグラフィ法によりパターニングした光散乱膜層を設け、次に、該光散乱膜層部分を含む一画素内の観察者側透明基板及び光散乱層上に同一のカラーフィルタ材料を用い、光散乱膜層部分の厚みが、光散乱膜層が設けられていない部分の厚みの１／３以上、２／３未満の厚みのカラーフィルタを形成したことを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００２９】
また、上記第三の発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記非晶質微粒子として、球形状で透明なシリカ、シリコン樹脂、架橋アクリル樹脂を用いることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００３０】
また、上記第三の発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記非晶質微粒子を、屈折率の異なる２種類以上の樹脂溶液から相分離で生成、形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００３１】
また、上記第三の発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記非晶質微粒子として、微小樹脂パターンを溶融解して形成された半球形状のマイクロレンズを用いることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００３２】
本発明における第四の発明は、一画素を透明電極層と金属反射電極層とで分割して光透過部と光反射部を設けた画素を多数配列した背面側電極基板と、該背面側電極基板に対峙して配置されたカラーフィルタを有する観察者側電極基板と、これ等の電極基板間に封入された液晶物質とを備え、この液晶物質に対し画素毎に電圧を印加して画面表示する半透過型カラー液晶表示装置に用いる観察者側電極基板の製造方法であって、透明基板に、透明樹脂と該透明樹脂と異なる屈折率を有する非晶質微粒子を分散した塗液を塗布後、該観察者側電極基板の、前記背面側電極基板の金属反射電極層に相対する位置にのみ、フォトグラフィ法によりパターニングした光散乱膜層を設け、次に、該光散乱膜層部分を含む一画素内の観察者側透明基板及び光散乱層上に同一のカラーフィルタ材料を用い、光散乱膜層部分の厚みが、光散乱膜層が設けられていない部分の厚みの１／３以上、２／３未満の厚みに形成したカラーフィルタを設け、更に、前記カラーフィルタの上層部に観察者側透明電極層を形成したことを特徴とする半透過型液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法である。
【００３４】
また、上記第四の発明による液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法において、前記非晶質微粒子として、球形状で透明なシリカ、シリコン樹脂、架橋アクリル樹脂を用いることを特徴とする液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法である。
【００３５】
また、上記第四の発明による液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法において、前記非晶質微粒子を、屈折率の異なる２種類以上の樹脂溶液から相分離で生成、形成することを特徴とする液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法である。
【００３６】
また、上記第四の発明による液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法において、前記非晶質微粒子として、微小樹脂パターンを溶融解して形成された半球形状のマイクロレンズを用いることを特徴とする液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による液晶表示装置用観察者側電極基板を用いた半透過型カラー液晶表示装置の一実施例の断面図である。図１（ａ）に示すように、この半透過型カラー液晶表示装置１００は、偏光子１１９、背面側電極基板１０８、液晶物質１０４、液晶表示装置用観察者側電極基板１０７、偏光子兼検光子１１８、及びシール材１１２で構成されたものである。
画素は、一点鎖線で示すように区分されており、各々Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）で、その画素領域が表されている。
【００３８】
背面側電極基板１０８は、背面側透明基板１０６上に金属反射電極層１０５と透明電極層１１５が形成されたものであり、金属反射電極層１０５が形成された光反射部と透明電極層１１５が形成された光透過部とで画素を二分割している。
図６は、図１に示す半透過型カラー液晶表示装置を構成する本発明による液晶表示装置用観察者側電極基板１０７の断面図である。図６に示すように、液晶表示装置用観察者側電極基板（以下、観察者側電極基板と記す）１０７は、観察者側透明基板１０１上に光散乱膜１０９、液晶表示装置用カラーフィルタ１０２、観察者側透明電極層１０３が形成されたものである。
【００３９】
また、図１及び図６に示すように、この光散乱膜層１０９は、透明樹脂１１１とこれに分散され異なる屈折率を有する非晶質微粒子１１０とを主成分とするものであり、背面側透明基板１０６上の金属反射電極層１０５に相対する位置に設けられている。
液晶表示装置用カラーフィルタ１０２は、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタ（以下、カラーフィルタと記す）であり、光散乱膜層１０９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設けられたものである。
【００４０】
背面側電極基板１０８と観察者側電極基板１０７とはシール材１１２で接合され、更に液晶物質１０４が封入されている。そして、背面側電極基板１０８の金属反射電極層１０５と透明電極層１１５、及び観察者側電極基板１０７の観察者側透明電極層１０３間に電気信号が印加されるようになっている。
【００４１】
観察者側透明基板１０１及び背面側透明基板１０６は熱膨張率の等しい低膨張ガラスが最も好ましいが、液晶物質１０４の配向を乱さない材料で、且つ、電気的動作を阻害するようなイオンが溶出しない基材であればよい。具体的には硼珪酸等の無アルカリガラス、低膨張ガラス、表面を酸化珪素等で被覆したソーダガラス、透明な樹脂板、樹脂フィルム等が適用できる。
【００４２】
光散乱膜層１０９は非晶質微粒子１１０が屈折率の異なる透明樹脂１１１中に分散して成る膜層であり、後述の金属反射電極層１０５と同一パターンで相対している。光散乱膜層１０９の膜厚は２μｍ〜５μｍの範囲が好ましい。後述するカラーフィルタ１０２の膜厚と大幅に相違すると、表面の平坦性が低下し光透過部分と光反射部分でギャップの差が大きくなり表示効果を著しく損なう。
【００４３】
光散乱膜層１０９の非晶質微粒子１１０としては無機物から成る微粒子及び有機ポリマーから成る微粒子を例示できる。特に、非晶質であるということから有機ポリマー微粒子が主としてあげられるが、無機物微粒子であっても、非晶質であれば問題ない。
本発明においては、微粒子が非晶質微粒子であることを特徴とするものであり、微粒子が結晶質であると光学的異方性を帯びると考えられ、光散乱に対しては好ましいものではない。
【００４４】
例えば、無機物微粒子であればシリカやアルミナの酸化物等の球状の非晶質微粒子、有機ポリマー微粒子としては、アクリル微粒子やスチレンアクリル微粒子及びその架橋体、メラミン−ホルマリン縮合物、（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー、シリコン樹脂微粒子等を例示できるが、そのなかでも、架橋アクリル樹脂微粒子は屈折率が１．５未満であり、更にシリカ粒子あるいはシリコン樹脂微粒子は屈折率が１．４２〜１．４５（ハロゲンランプＤ線５８９ｎｍ）と小さいため特に好ましい。
【００４５】
更に、これ等の微粒子に適当な表面処理を施し、溶剤分散性や透明樹脂との相性を改善した上で、上記微粒子として適用することも可能である。このような表面処理の例としては、例えば、ＳｉＯ２  、ＺｒＯ２  、Ａｌ２  Ｏ３  、ＺｎＯ、透明樹脂、カップリング剤、又は、界面活性剤等を塗布被覆する処理が挙げられる。
また、この他、アルコール、あるいはアミンや有機酸等で表面反応を生じさせたりする処理が例示できる。
【００４６】
また、これらの微粒子は、光散乱膜層中の微粒子として主として含まれていれば良く、例えば、微粒子の７０％程度以上が含まれていれば良い。これらの微粒子の他に、塗液中での微粒子の分散安定性や、光散乱特性の微調整等を目的として、不定形微粒子等の非球状微粒子や、結晶性微粒子を３０％程度以下の少量加えても良い。
【００４７】
非晶質微粒子１１０の形状は特に限定するものではないが、好ましくは球形または球形に類似する形状である。球形微粒子はサイズ、粒径分布等のコントロールが容易であり、従って、光散乱膜層１０９の光学特性の制御が容易になる。
微粒子の粒径としては、目的とする光散乱膜層の膜厚や着色有無により許容範囲が異なり、特に限定されない。しかし、通常、光散乱膜層の膜厚よりも大きい微粒子を使用すると、光散乱膜層の表面が非常に粗くなってしまい、あまり好ましくない。
上記微粒子の粒径としては特に限定しないが、好ましい粒径範囲としては、平均粒子径０．７μｍ〜３．５μｍ程度好ましくは平均粒子径１．５μｍ〜３．０μｍである。
【００４８】
微粒子の比重は光散乱膜層の光学特性に直接影響するものではないが、光散乱膜層１０９を形成する際の塗布特性に多大な影響を及ぼし、ひいては光散乱膜層１０９自身の特性にも関係する。その値は透明樹脂１１１溶液の比重に近い事が塗液の安定性にとって望ましい。
【００４９】
上記微粒子を分散させる透明樹脂１１１としては、可視光線透過率が高く、また液晶表示装置の製造工程中における熱処理や薬品処理に対する十分な耐性を具備するものが望ましく、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。
【００５０】
例えば、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。
【００５１】
上記光散乱膜層１０９は、非晶質微粒子１１０を透明樹脂１１１中に混合・分散して透明基板上に塗布、乾燥後フォトリソグラフィ工程を経て任意の形状に形成する。尚、塗布方法としては、スピンコート、フローコート、ロールコート法等が適用でき、露光方法としては投影露光、プロキシミティ露光が適用できる。
また、光散乱膜層１０９のパターン形成手段としてフォトリソグラフィ法、電着法、印刷法、インクジェト法等常用の手段で形成できる。
【００５２】
光散乱膜層１０９中の非晶質微粒子１１０として二つの樹脂を混合し、相分離して形成できる微粒子が例示できる。異なる屈折率を有する二つ以上の樹脂、添加材を適量選定し、溶剤中に溶解した塗液を基板上に塗布乾燥して非晶質微粒子１１０を形成する。
【００５３】
相分離は二つの樹脂を溶液中に混合した時点で、或いは基板上に塗布乾燥して溶剤が揮発していく過程で成長し、塗膜が乾燥した時点で透明な非晶質微粒子１１０が形成できる。このとき溶液中では相分離した一方の樹脂が球形に成長しようとするが、基板上に塗布した場合、塗膜中の溶剤が揮発するに従い膜容積が減少し、且つ該球形は成長して容積を増していくが、上面からの応力で球形から円盤状に変形しながら成長する。
【００５４】
二つの樹脂溶液から一方の樹脂が液滴として生成成長し非晶質微粒子１１０が形成する条件は、一方の樹脂をＡ、他の樹脂をＢとすると
１）Ａの量がＢの量より少
２）Ａ溶液の表面張力がＢ溶液の表面張力より大
３）Ａ溶液の蒸発速度がＢ溶液の蒸発速度より大
４）Ａの分子量がＢの分子量より大
等があげられるが特に量の大小は強度の制約条件である。
【００５５】
非晶質微粒子が、屈折率の異なる２種類以上の樹脂溶液から相分離で生成、形成されたると、非晶質微粒子が膜の内部に留まり、表面に出ることがないので、光散乱膜層の表面が平坦になり、さらにカラーフィルタの膜厚も均一なものとなる。
【００５６】
相分離して形成した透明樹脂１１１及び非晶質微粒子１１０は可視光線透過率が高く、また液晶表示装置の製造工程中における熱処理や薬品処理に対する十分な耐性を具備するものが望ましい。
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。
【００５７】
非晶質微粒子は球形状のものが入手し易く、また、透明なシリカ、シリコン樹脂の屈折率は１．４３〜１．４４、架橋アクリル樹脂の屈折率は１．４９であり、屈折率の高い樹脂として適用できる。
【００５８】
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。
【００５９】
上記樹脂以外にも塗布適性を改善するための界面活性剤、感光性を付与させるための光重合開始剤、増感剤、等を添加することができる。
【００６０】
光散乱膜層１０９中の非晶質微粒子１１０として前記二例とは異なる形状、異なる製造プロセスが例示できる。すなわち、透明樹脂を基板上に塗布乾燥しフォトリソグラフィ法等の手段を用いて膜厚数μｍ、パターンサイズ数μｍ〜数十μｍの微細なレリーフを多数形成し、加熱によって該レリーフを軟化させしかる後熱架橋させる。この上に屈折率の異なる透明樹脂１１１を塗布する事により光散乱膜層１０９が形成できる。
【００６１】
非晶質微粒子が微小樹脂パターンを溶融解して形成された半球形状のマイクロレンズであると、パターン形状（大きさと形）を任意に変更でき、かつ、膜厚を変えることによってマイクロレンズの性能、すなわち、光散乱特性を変更できる。
【００６２】
上記観察者側電極板１０７に設けられる観察者側透明電極層１０３、及び背面側透明基板１０６に設けられる透明電極層１１５としては、ＩＴＯ薄膜、酸化インジウムに酸化チタン、酸化鉛、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化ハフニウムあるいは酸化イットリウムを添加して成る薄膜、酸化亜鉛に酸化アルミニウムを添加して成る薄膜、あるいはこれらの薄膜を多数積層して成る多層膜が利用できる。
【００６３】
また、観察者側透明電極層１０３、透明電極層１１５、同じく金属反射電極層１０５の最上面、すなわち、液晶物質１０４との界面には配向膜が形成されている。（図１、図６では省略）
【００６４】
背面側電極基板１０８にある透明電極層１１５は金属反射電極層１０５と画素を二分するように配置する。電気的には金属反射電極層１０５と透明電極層１１５は導通していても、また絶縁していてもよい。要は観察者側電極基板１０７とで挟持されている液晶物質１０４に電圧が印加ができればよい。
【００６５】
また、本発明による観察者側電極基板１０７を用いた半透過型カラー液晶表示装置１００においてはカラーフィルタ１０２を設けることによりカラー画面の表示が可能となる。このカラーフィルタ１０２としては周知のものが利用でき、例えば、着色剤を含む印刷インキを印刷して形成された印刷法によるカラーフィルタ、感光性樹脂を塗布しフォトリソグラフィ法に従ってパターン状に露光・現像した後、残存する感光性樹脂を染料で染色して得られる染色法によるカラーフィルタ、着色剤を分散させた感光性樹脂を塗布しフォトリソグラフィ法に従ってパターン状に露光・現像して得られる顔料分散法によるカラーフィルタ等を利用することができる。電着法によるカラーフィルタを利用することも可能である。
【００６６】
ここで、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。
図５ではカラーフィルタの膜厚と光がカラーフィルタを通過する際の光路長を反射部と透過部の各々について図示している。反射型と透過型とを同一色調とするためには、反射型として機能する位置のカラーフィルタ１０２の膜厚が、透過型として機能する位置のカラーフィルタ１０２の膜厚の１／２でなくてはならない。（図５ａとｂ）
しかし、反射型と透過型を使い分けるとき、厳密に同一色調である必要はない。反射光の弱い所では色の鮮やかさ、すなわち、彩度より明るさ即ち明度が要求されるから、カラーフィルタの膜厚は透過型のそれよりさらに薄くてもよいが、光路長で２／３、すなわち、膜厚で１／３が感覚的な限界である。（図５ｃとｄ）
【００６７】
また、反射光が強すぎる場所で使用する用途の場合、或いは透過型でより明るい表示で使用する用途では、反射型の光路長を透過型の光路長より長くする必要があるが、反射型の光路長と透過型の光路長の比は１．３倍程度、すなわち、反射型カラーフィルタの膜厚は透過型の２／３が感覚的な限界である。（図５ｅとｆ）
また、光散乱膜層１０９とカラーフィルタ１０２の位置関係は、図６の位置関係の逆、すなわち、カラーフィルタ１０２の上に光散乱膜層１０９があってもよい。要は、光散乱膜層１０９に接する部分のカラーフィルタ１０２の膜厚が前記の範囲にあればよい。
【００６８】
また、液晶物質の駆動方式が変わると背面側電極基板１０８の構造も変わるが、要は、画素を略二分する金属反射電極層１０５と透明電極層１１５が設けられ、観察者側電極基板１０７間の液晶物質が駆動できれば、単純マトリクス方式であっても、また、ＴＦＴ等の能動素子を用いたアクティブマトリクス方式であってもよい。
【００６９】
最後に、配向膜、偏光板及び位相差板を組み入れ、背面側電極基板と観察者側電極基板を重ね合わせ外周をシール材１１２で封止した後、ネマチック液晶等、周知の液晶物質１０４を封入して半透過型カラー液晶表示装置１００が完成する。
【００７０】
本発明による観察者側電極基板１０７を用いた半透過型カラー液晶表示装置を外光の多い場所で反射型カラー液晶表示装置として使用する場合、図１の反射用入射光１２１は偏光子兼検光子１１８を通過して、観察者側電極基板１０７に入る。光散乱膜層１０９、カラーフィルタ１０２を通過した光は金属反射電極層１０５で反射し、再度カラーフィルタ１０２、光散乱膜層１０９、偏光子兼検光子１１８を通過して散乱反射光１２２が外部に至る。
【００７１】
また、外光が少ない場所で透過型カラー液晶表示装置として使用する場合、透過用入射光１２３は偏光子１１９、背面側電極基板１０８の透明電極層１１５を入射光量の５０％が通過して、液晶物質１０４、観察者側透明電極層１０３、カラーフィルタ１０２、観察者側透明基板１０１、偏光子兼検光子１１８を通過して外部に出る。
【００７２】
本発明による観察者側電極基板１０７を用いた半透過型カラー液晶表示装置１００は、カラーフィルタの厚みを透過用と反射用とで区別し、且つ反射用カラーフィルタの膜厚を透過用カラーフィルタの膜厚の略二分の一にすることにより、透過型と反射型の色調がほぼ同一になり、かつ、反射用の光散乱膜層１０９と金属反射電極層１０５とが液晶物質１０４を挟んで相対しているために、画像の解像性に優れ、また、散乱反射電極層４０５を使用していないので背面側電極基板１０８を製造する際の負荷がすくない。
【００７３】
【実施例】
図１は、本発明による観察者側電極基板１０７を用いた半透過型カラー液晶表示装置の一実施例の断面図であり、図６は、本発明による観察者側電極基板１０７の一実施例の断面図である。
以下に図１、図６を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。
【００７４】
＜実施例１＞
この実施例１に係る半透過型カラー液晶表示装置は、図１に示すように、背面側電極基板１０８と、この背面側電極基板１０８に対向して設けられた観察者側電極基板１０７と、これ等電極基板１０８、１０７間に封入された液晶物質１０４、シール材１１２、偏光子兼検光子１１８、偏光子１１９とでその主要部が構成されている。
また、図６に示す本発明による観察者側電極基板１０７は、観察者側透明基板１０１に光散乱膜層１０９、カラーフィルタ１０２、観察者側透明電極層１０３を順次形成したものである。
【００７５】
以下に、観察者側電極基板１０７の製造工程を順を追って説明する。観察者側透明基板１０１としてコーニング社製７０５９（品番）のガラス基板を準備した。このガラス基板を洗浄した後、以下の組成の塗液１をガラス基板上に滴下した後、１０００ｒｐｍで５秒間回転塗布した。
図１に光散乱膜層１０９と金属反射電極層１０５との位置関係及び形状が示してあるが、かかる形状に光散乱膜層をパターニングすべく、塗布後９０℃で２０分乾燥した後、紫外線を主とする活性光を用い、光量２００ｍＪ／ｃｍ２  でパターン露光した。
その後直ちに界面活性剤の添加されたｐＨ１０．１の弱アルカリ水で現像し未露光部を取り除き、更に２３０℃で６０分加熱して膜厚３．２μｍの光散乱膜層１０９を形成した。
【００７６】
以下に塗液１の組成を示す。塗液１の調製は、先ず、Ｅ）溶剤としてのシクロヘキサノンに、Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、Ｃ）アクリルモノマー、Ｄ）光重合開始剤を添加して十分撹拌溶解する。次にＡ）非晶質微粒子を添加しメディアレス分散機で処理後更に超音波分散機で処理した。
【００７７】
＜塗液１の組成＞
・Ａ）非晶質微粒子                        ・・・・・・５重量部
（商品名シーホスターＰ１５０；日本触媒（株）製）
・Ｂ）アルカリ可溶性樹脂                  ・・・・・２４重量部
（アクリル共重合体樹脂溶液、モノマー構成ｗｔ比：メタクリル酸／メチルメタクリレート／ブチルメタクリレート／シクロヘキシルメタクリレート＝１５／２０／３５／３０、不揮発分：２５％、酸価（ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ）：24、Ｍｗ：３９０００、Ｍｎ：１４９００）
・Ｃ）アクリルモノマー                    ・・・・・・４重量部
（商品名アロニックスＭ−４００；東亜合成（株））
・Ｄ）光重合開始剤                        ・・・・０．４重量部
（商品名イルガキュアー−３６９；チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株））
・Ｅ）シクロヘキサノン                    ・・・１３．６重量部
【００７８】
続いて、図６に示すように、観察者側透明基板１０１上の光散乱膜層１０９を含む位置に３色から成る、本発明によるカラーフィルタ１０２を形成した。
先ず、赤色顔料を分散した着色感光性樹脂液（塗液Ｒ）、緑色顔料を分散した着色感光性樹脂液（塗液Ｇ）、青色顔料を分散した着色感光性樹脂液（塗液Ｂ）を順次以下の工程条件で塗布、塗膜平坦化のためのプレベーク、露光、現像、ポストベーク工程を繰り返し、３色から成るカラーフィルタ１０２を形成した。
その後に、観察者側透明電極層１０３を製膜し、配向膜（図１、図６では省略）処理を施した。このときのカラーフィルタ１０２の膜厚は観察者側透明基板１０１上で２．５μｍ、光散乱膜層１０９上では１．３μｍであった。
以下に、塗液Ｒ、塗液Ｇ、塗液Ｂの組成を示す。
【００７９】
＜着色感光性樹脂液組成＞
0003886740.tif 000002
【００８０】
＜工程条件＞
＜塗液Ｒ＞
・塗布：６５０ｒｐｍ１５秒、プレベーク：ホットプレート９０℃３分、
・露光：１２０ｍＪ／ｃｍ２  、ポストベーク：オーブン２３０℃６０分
＜塗液Ｇ＞
・塗布：６００ｒｐｍ１５秒、プレベーク：ホットプレート９０℃３分、
・露光：１５０ｍＪ／ｃｍ２  、ポストベーク：オーブン２３０℃６０分
＜塗液Ｂ＞
・塗布：７００ｒｐｍ１５秒、プレベーク：ホットプレート９０℃３分、
・露光：１００ｍＪ／ｃｍ２  、ポストベーク：オーブン２３０℃６０分
【００８１】
本発明による観察者側電極基板１０７は、観察者側透明基板１０１と画面表示領域に、ピッチ３００μｍ、幅１４５μｍで計４８０本のストライプパターンに設けられた光散乱膜層１０９と前記カラーフィルタ１０２上に設けられた観察者側透明電極層１０３とでその主要部が構成されている。
また、上記背面側電極基板１０８の金属反射電極層１０５と観察者側透明電極１０３とは互いに直交する方向のストライプパターンに設けられ、金属反射電極層１０５及び透明電極層１１５を走査線とし、観察者側透明電極層１０３を信号線として両者の間に電圧を印加することによりその交差位置の液晶物質が駆動されて画面表示が図れるように構成されている。
【００８２】
＜実施例２＞
実施例２は実施例１と比較して、図１に於いて背面側電極基板１０８の構造及び機能は等しく、また観察側透明基板１０７に設けられたカラーフィルタ１０２と観察者側透明電極層１０３の構造及び機能も等しく、単に光散乱膜層１０９の構造のみ異なる実施例である。
【００８３】
図６に示すように、観察者側透明基板１０１としてコーニング社製１７３７（品番）のガラス基板を準備した。このガラス基板を洗浄した後以下の組成の塗液２を基板上に滴下した後、１０００ｒｐｍで５秒間回転塗布した。続いて、２２℃で３分間放置後９０℃ホットプレートで乾燥した。
この乾燥過程で相分離により、透明樹脂１１１中に非晶質微粒子１１０が成長し、光散乱膜層１０９が形成できた。その後１１０℃で６０分加熱し非晶質微粒子１１０を硬化した。該非晶質微粒子１１０の形状は直径が５μｍ〜２０μｍ高さ２μｍの円盤状であった。
【００８４】
＜塗液２の組成＞
・ポリイミド樹脂                    ・・・・・・・・７．０重量部
（商品名  セミコファイン  ＳＰ−９７４  東レ（株））
・エポキシアクリレート樹脂の４０重量％溶液  ・・・・３．０重量部
（分子量：Ｍｗ／Ｍｎ＝５２００／３３００、屈折率：１．５１１８／５８９ｎｍ）
・トリメリット酸１２％溶液          ・・・・・・・・１．２重量部
・有機溶剤                          ・・・・・・・１０．０重量部
【００８５】
図６に示す位置に光散乱膜層１０９をパターニングすべく、光散乱膜層１０９上に以下のポジ型フォトレジストを塗布し、７０℃２０分乾燥した。
＜ポジ型フォトレジストの塗布条件＞
・ポジ型フォトレジスト：（商品名）ＡＺ  ＲＦＰ−３５０ＭＥ（クラリアントジャパン（株））
・回転塗布条件：１０００ｒｐｍ／５秒
・乾燥条件    ：７０℃２０分
【００８６】
その後、紫外線を主とする活性光を用い、光量５０ｍＪ／ｃｍ２  （Ｉ線）でパターン露光し、直ちに専用現像液で現像し未露光部を取り除いた。続いて、ポジレジストをマスクにして、前記光散乱膜層をエッチングし、溶剤でレジストを溶解除去した。更に２３０℃６０分加熱して膜厚３．２μｍの光散乱膜層１０９を形成した。
続いて、図６に示すように、観察側透明基板１０１上の該光散乱膜層１０９を含む位置に実施例１と同様の製造仕様で３色から成るカラーフィルタ１０２を形成した。
【００８７】
＜実施例３＞
実施例３は実施例１と比較して、図１に於いて背面側電極基板１０８の構造及び機能は等しく、また観察側透明基板１０７に設けられたカラーフィルタ１０２と観察者側透明電極層１０３の構造及び機能も等しく、光散乱膜層１０９の構造のみ異なる実施例である。
【００８８】
図６に示すように、観察者側透明基板１０１としてコーニング社製１７３７（品番）のガラス基板を準備した。このガラス基板を洗浄した後、ポジレジスト（商品名：ＭＦＲ−３４５  ジェイエスアール（株）製）をガラス基板上に滴下した後、１０００ｒｐｍで２５秒間回転塗布した。続いて、９０℃ホットプレートで３分間乾燥した。
超高圧水銀灯により活性光を光量１５０ｍＪ／ｃｍ２  （Ｉ線）照射し、その後ＴＭＡＨ０．５ｗｔ％水溶液で現像して、直径が５μｍから１５μｍの円形、短径が５μｍから１０μｍで長径が８μｍから１５μｍの楕円形のパターンを多数形成した。
【００８９】
その後，ホットプレートで１００℃より５℃刻みで各２分間加熱して１８０℃まで昇温した。ここで観察者側透明基板１０１上に半球状のマイクロレンズを形成した。その後ポリイミド樹脂、商品名：フォトニースＵＲ−４１４４（東レ（株）製）を該マイクロレンズを含む観察者側透明基板１０１上に滴下し１０００ｒｐｍ３０秒回転塗布して９０℃で３０分間乾燥後、超高圧水銀灯光源で３００ｍＪ／ｃｍ２  （Ｉ線）のパターン露光し、その後専用現像液で現像して光分散膜層１０９を形成した。
【００９０】
続いて、図６に示すように、観察者側透明基板１０１上の該光散乱膜層１０９を含む位置に実施例１と同様の製造仕様で３色から成るカラーフィルタ１０２、観察者側透明電極層１０３を順次形成した。
【００９１】
背面側電極基板１０８と観察者側電極基板１０７を重ね合わせ外周をシール材１１２で封止した後、ネマチック液晶を液晶物質１０４として封入し、配向膜、偏光板及び位相差板を組み入れて半透過型カラー液晶表示装置１００を組み立てた。
【００９２】
上記背面側電極基板１０８に設けられた透明電極層１１５と観察側電極基板１０７に設けられた観察側透明電極層１０３の間に電圧を印加して画面表示したところ、透過用入射光１２３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。
同じく、背面側電極基板１０８に設けられた金属反射電極層１０５と観察者側電極基板１０７に設けられた観察者側透明電極層１０３の間に電圧を印加して画面表示したところ、反射用入射光１２１により、その画面は透過光表示と比較してカラーフィルタを２回通過しているにも拘らず十分明るく鮮明な表示画面であった。
【００９３】
【発明の効果】
本発明における第一の発明は、観察者側電極基板の、背面側電極基板の金属反射電極層に相対する位置にのみ、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膜層を設け、光散乱膜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を設けた液晶表示装置用カラーフィルタであるので、この液晶表示装置用カラーフィルタを用いた半透過型カラー液晶表示装置は、反射型カラー液晶表示として使用した場合の解像性を低下させることなく、より低コストな半透過型カラー液晶表示装置となり、また、光散乱膜層部分に設けられたカラーフィルタの厚みを、光散乱膜層が設けられていない部分のカラーフィルタの厚みの１／３以上２／３未満の厚みとした際には、透過型カラー液晶表示装置として使用した場合と反射型カラー液晶表示装置として使用する場合とで同一色調が再現できる半透過型カラー液晶表示装置となる。
【００９４】
また、上記液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、非晶質微粒子が、球形状で透明なシリカ、シリコン樹脂、架橋アクリル樹脂であるので、微粒子のサイズ、粒径分布等のコントロールが容易であり、光散乱膜層の光学特性の制御が容易なものになる。また、非晶質微粒子として入手し易く、屈折率の高い樹脂として適用できる。
【００９５】
また、上記液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、非晶質微粒子が、屈折率の異なる２種類以上の樹脂溶液から相分離で生成、形成されので、光散乱膜層の表面が平坦になり、さらにカラーフィルタの膜厚も均一なものとなる。
【００９６】
また、上記液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、非晶質微粒子が、微小樹脂パターンを溶融解して形成された半球形状のマイクロレンズであるので、パターン形状（大きさと形）を任意に変更でき、かつ、膜厚を変えることによってマイクロレンズの性能、すなわち、光散乱特性を変更できるものとなる。
【００９７】
本発明における第二の発明は、上記液晶表示装置用カラーフィルタのいずれか、及び透明電極層を少なくとも用いて構成される液晶表示装置用観察者側電極基板であるので、上記第一の発明の各々に示す機能を有する液晶表示装置用観察者側電極基板となる。
【００９８】
本発明における第三の発明は、観察者側電極基板の、背面側電極基板の金属反射電極層に相対する位置にのみ、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膜層を設け、光散乱膜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を設ける液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であるので、反射型カラー液晶表示として使用した場合の解像性を低下させることなく、より低コストな半透過型カラー液晶表示装置に好適な液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となり、また、光散乱膜層部分に設けられたカラーフィルタの厚みを、光散乱膜層が設けられていない部分のカラーフィルタの厚みの１／３以上２／３未満の厚みとした際には、透過型カラー液晶表示装置として使用した場合と反射型カラー液晶表示装置として使用する場合とで同一色調が再現できる半透過型カラー液晶表示装置に好適な液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。
【００９９】
また、上記液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、非晶質微粒子として、球形状で透明なシリカ、シリコン樹脂、架橋アクリル樹脂を用い、また、上記非晶質微粒子を、屈折率の異なる２種類以上の樹脂溶液から相分離で生成、形成し、また、上記非晶質微粒子として、微小樹脂パターンを溶融解して形成された半球形状のマイクロレンズを用いるので、上記第一の発明の各々に示す機能を有する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。
【０１００】
本発明における第四の発明は、観察者側電極基板の、背面側電極基板の金属反射電極層に相対する位置にのみ、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膜層を設け、次いで光散乱膜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を設け、更にその上層部に観察者側透明電極層を少なくとも設ける液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法であるので、反射型カラー液晶表示として使用した場合の解像性を低下させることなく、より低コストな半透過型カラー液晶表示装置に好適な液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法となり、また、光散乱膜層部分に設けられたカラーフィルタの厚みを、光散乱膜層が設けられていない部分のカラーフィルタの厚みの１／３以上２／３未満の厚みとした際には、透過型カラー液晶表示装置として使用した場合と反射型カラー液晶表示装置として使用する場合とで同一色調が再現できる半透過型カラー液晶表示装置に好適な液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法となる。
【０１０１】
また、上記液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法において、非晶質微粒子として、球形状で透明なシリカ、シリコン樹脂、架橋アクリル樹脂を用い、また、上記非晶質微粒子を、屈折率の異なる２種類以上の樹脂溶液から相分離で生成、形成し、また、上記非晶質微粒子として、微小樹脂パターンを溶融解して形成された半球形状のマイクロレンズを用いるので、上記第一の発明の各々に示す機能を有する液晶表示装置用観察者側電極基板の製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置用観察者側電極基板を用いた半透過型カラー液晶表示装置の一実施例の断面図である。
【図２】（ａ）従来法に係る透過型カラー液晶表示装置の断面図である。
（ｂ）従来法に係る光散乱膜層を用いた反射型カラー液晶表示装置の断面図である。
（ｃ）従来法に係る光散乱機能を有する反射電極を用いた反射型カラー液晶表示装置の断面図である。
【図３】従来法に係るハーフミラー方式の半透過型カラー液晶表示装置の断面図である。
【図４】従来法に係る画素分割方式の半透過型カラー液晶表示装置の断面図である。
【図５】カラーフィルタの膜厚と光がカラーフィルタを通過する際の光路長を反射部と透過部の各々について比較した説明図である。
【図６】図１に示す半透過型カラー液晶表示装置を構成する液晶表示装置用観察者側電極基板の断面図である。
【符号の説明】
１００・・・・・液晶表示装置用観察者側電極基板を用いた半透過型カラー液晶表示装置
１０１、２０１、３０１、４０１・・・観察者側透明基板
１０２、２０２、３０２、４０２・・・液晶表示装置用カラーフィルタ（カラーフィルタ）
１０３、２０３、３０３、４０３・・・観察者側透明電極層
１０４、２０４、３０４、４０４・・・液晶物質
１０５、２０５・・・・・・・・・・・金属反射電極層
１０６、２０６、３０６、４０６・・・背面側透明基板
１０７・・・・・本発明による液晶表示装置用観察者側電極基板（観察者側電極基板）
１０８、２０８、３０８、４０８・・・背面側電極基板
１０９、２０９、３０９・・・・・・・光散乱膜層
１１０・・・・・・・・・・・・・・・非晶質微粒子
１１１・・・・・・・・・・・・・・・透明樹脂
１１２、２１２、３１２、４１２・・・シール材
１１５・・・・・・・・・・・・・・・透明電極層
１１８、３１８、４１８・・・・・・・偏光子兼検光子
１１９、３１９、４１９・・・・・・・偏光子
１２１、２２１、３２１、４２１・・・反射用入射光
１２２、２２２、３２２、４２２・・・散乱反射光
１２３、２２３、３２３、４２３・・・透過用入射光
２０７、３０７、４０７・・・観察者側電極基板
２１５、４１５・・・・・・・・・・・背面側透明電極層
２１７・・・・・・・・・・・・・・・光源
２２５、４０５・・・・・・・・・・・散乱反射電極層
３００・・・光散乱膜層を組み合わせたハーフミラー方式の半透過型カラー液晶表示装置
３０５・・・・・・・・・・・・・・・ハーフミラー兼電極層
４００・・・散乱反射板電極を組み合わせた画素分割方式の半透過型カラー液晶表示装置
【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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