(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にカラーフィルタを形成し、該カラーフィルタ上に、少なくともアルカリ可溶型感光性透明樹脂を１０〜３０重量％、光重合開始剤を０．１〜３重量％、溶剤、および粒径が１．０〜５．０μｍである透明粒子を５〜２０重量％の割合で配合され、且つ前記アルカリ可溶型感光性透明樹脂の塗膜の屈折率と透明粒子の屈折率のいづれか小さい値に対する大きい値の比が［１．２以上：１．０］である感光性光散乱膜用樹脂組成物を、塗布、乾燥、露光、現像、焼成することにより、前記透明粒子を単層に並べた５μｍ以下の厚さの光散乱膜を形成することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２】
透明基板上にカラーフィルタを形成し、該カラーフィルタ上に、少なくともアルカリ可溶型感光性透明樹脂を１０〜３０重量％、光重合モノマーを１〜２０重量％、光重合開始剤を０．１〜３重量％、溶剤、および粒径が１．０〜５．０μｍである透明粒子を５〜２０重量％の割合で配合され、且つ前記アルカリ可溶型感光性透明樹脂の塗膜の屈折率と透明粒子の屈折率のいづれか小さい値に対する大きい値の比が［１．２以上：１．０］である感光性光散乱膜用樹脂組成物を、塗布、乾燥、露光、現像、焼成することにより、前記透明粒子を単層に並べた５μｍ以下の厚さの光散乱膜を形成することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶表示装置に用いられる電極基板に関するものであり、特に、カラーフィルタ上に感光性光散乱膜を設けたカラーフィルタ基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、一般的に、偏光膜と液晶駆動用の電極が各々配設された対向する一対の電極基板と、これら電極基板間に封入された液晶とで主要部が構成されている。また、カラー画像を表示するカラー液晶表示装置にあっては、上記一対とした電極基板の何れか一方にカラーフィルタ層を設けている。
画面表示を行う際、対向する透明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、偏光フィルムによりその透過、不透過を制御している。
【０００３】
液晶表示装置としては、背面側に位置する電極基板（上記一対となる電極基板のうち、液晶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（ランプ）を配置し、光源より照射された光線にて画面表示を行う、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。
【０００４】
また、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（ランプ）による消費電力が大きく、例えば、ＣＲＴやプラズマディスプレイ等の表示装置より消費電力は少ないが、略同等の電力を消費する。
従って、電池の占める割合が大きくなり装置が重く、かさばることになる。即ち、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べき利点を活かしきれているとはいえない。
【０００５】
このため、光源を内蔵しない反射型液晶表示装置が注目されている。反射型液晶表示装置は、背面側電極基板に光反射機能を有する反射板もしくは液晶駆動用電極と光反射板を兼用させた反射電極を配設し、観察者側電極基板（液晶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）側から室内光や自然光等の外光を液晶表示装置内に入射させ、この入射光を前記光反射板もしくは反射電極で反射させ、この反射光を観察者側電極基板より射出することで画面表示を行うものである。
光源（ランプ）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。
【０００６】
反射型液晶表示装置においては、携帯用として使用場所を選ばない以上、室内光や自然光等の外光があらゆる角度で入射することを想定しなければならず、また同時に特定の領域のみの光源も想定しなくてはならない。
従って、明るく鮮明で適度の視野角を有する画面表示を得るため、装置内に入射した光を効率良く液晶に導入し、反射した光を効率良く観察者の位置に導き、且つ入射光を散乱させる機能を持たせることとなる。
【０００７】
ここで、反射型液晶表示装置において従来より用いられている入射光の反射、散乱方式の例を図２、図３、および図４に示す。
図２に示す背面散乱膜付の反射型液晶表示装置２００は、最も基本的な構造であって、液晶セル内部には光散乱反射機能はなく外部に光散乱膜、及び反射板を配置したものである。透明基板２０１と透明基板２０６の間にカラーフィルタ２０４、液晶駆動用の透明電極２０５、液晶２０２、及び透明電極２０６を形成し、光散乱反射機能は表示装置の外部にもうける。
即ち、背面側電極基板２０８の外側に、光散乱膜２１０と反射板２０３を配設し、観察者側電極基板２０７より入射した光は背面側電極基板２０８を通過した後、光散乱膜２１０と接した反射板２０３で折り返し再度光散乱膜２１０を通過して散乱光２１５になり表示装置内に戻る。
【０００８】
図２に示す背面散乱膜付の反射型液晶表示装置２００は、製造方法が平易である反面、光散乱反射機能を担う光散乱膜及び反射板が画像表示を担う液晶と透明基板の厚み分だけ離れているので解像性を劣化させている。
【０００９】
図３に示す前面散乱膜付の反射型液晶表示装置３００では、前面に光散乱膜を配設し光散乱を生じさせている。即ち、観察者側電極基板３０７を構成する透明基板３０１の観察者と相対する面に光の屈折と回折とを生じさせる光散乱膜３０９を配設しており、透明基板３０１の他方の面にカラーフィルタ３０４と液晶駆動用の透明電極３０５を順次積層している。
背面側電極基板３０８には光反射板と液晶駆動用の電極を兼用させた反射電極３０３を配設しており、観察者側電極基板３０７と背面側電極基板３０８とで液晶３０２を挟持している。反射電極３０３は平坦な表面であり、反射電極に入射する光を正反射させるもので、光散乱は観察者側電極基板３０７上に設けた光散乱膜３０９で行われる。
【００１０】
図３に示すような光散乱膜では光散乱膜への入射光３１４は光散乱膜への入射光の進行方向に向けて散乱させる前方散乱光３１７と、入射した光の一部を光散乱膜の後方（入射方向と逆方向側）に向けて散乱させる後方散乱光３１６がある。図３に示す前面散乱膜付の反射型液晶表示装置３００では、該後方散乱光３１６は液晶３０２には入らないで戻る光であり、画面表示に寄与しないだけでなく画面のコントラストを低下させる原因になる。
【００１１】
上述した図２に示す背面散乱膜付の反射型液晶表示装置２００及び図３に示す前面散乱膜付の反射型液晶表示装置３００に共通して、光を散乱させる場所が液晶とは透明基板を挟む距離にあるため図２の背面側電極基板２０８、或いは図３の観察者側電極基板３０７の厚みによって解像性が劣化するので高精細の表示装置には不向きである。
通常、透明基板２０６、或いは透明基板３０１の厚みの数百μｍ程度に対し、画素サイズは数十μｍであり、解像性を著しく劣化させる。このことはモバイル機器等の小型携帯用表示装置にとっては致命的弱点になりかねない。
【００１２】
図４の散乱反射板付の反射型液晶表示装置４００においては、透明基板４０１に透過光を所定の色に着色させるためのカラーフィルタ４０４および液晶駆動用の透明電極４０５を順次積層した観察者側電極基板４０７と背面側電極基板４０８とで液晶４０２を挟持している。
背面側電極基板４０８には、光反射板と液晶駆動用の電極とを兼用させた反射電極４０３を配設している。反射電極４０３の表面を凹凸に形成することで反射電極４０３に入射する光を散乱光として反射させている。
【００１３】
図４に示す光の散乱方式は、入射光が反射電極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且つ後方散乱がないのでコントラストの低下が少ない。しかし、反射電極４０３の表面凹凸の形成にあたりフォトリソグラフィー法、即ち感光性樹脂の塗布・露光・現像・焼成・金属薄膜形成等の処理工程を用いなければならないため製造工程数の増加、製造歩留まりの低下等製造コストの上昇が避けられない。
【００１４】
【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り、光散乱膜の配設する位置を、図２に示す背面散乱膜付の反射型液晶表示装置、及び図３に示す前面散乱膜付の反射型液晶表示装置のように、透明基板を介した液晶から離れた位置に設けることなく、即ち液晶に極力近づけた位置に設けて反射型液晶表示装置としての解像性の劣化を防ぎ、コントラストの低下を防いだ光散乱膜を製造工程数を増加させることなく平易に製造することのできる感光性光散乱膜を設けたカラーフィルタ基板の製造方法を提供することを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明基板上にカラーフィルタを形成し、該カラーフィルタ上に、少なくともアルカリ可溶型感光性透明樹脂を１０〜３０重量％、光重合開始剤を０．１〜３重量％、溶剤、および粒径が１．０〜５．０μｍである透明粒子を５〜２０重量％の割合で配合され、且つ前記アルカリ可溶型感光性透明樹脂の塗膜の屈折率と透明粒子の屈折率のいづれか小さい値に対する大きい値の比が［１．２以上：１．０］である感光性光散乱膜用樹脂組成物を、塗布、乾燥、露光、現像、焼成することにより、前記透明粒子を単層に並べた５μｍ以下の厚さの光散乱膜を形成することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１６】
また、本発明は、透明基板上にカラーフィルタを形成し、該カラーフィ
ルタ上に、少なくともアルカリ可溶型感光性透明樹脂を１０〜３０重量％、光重合モノマーを１〜２０重量％、光重合開始剤を０．１〜３重量％、溶剤、および粒径が１．０〜５．０μｍである透明粒子を５〜２０重量％の割合で配合され、且つ前記アルカリ可溶型感光性透明樹脂の塗膜の屈折率と透明粒子の屈折率のいづれか小さい値に対する大きい値の比が［１．２以上：１．０］である感光性光散乱膜用樹脂組成物を、塗布、乾燥、露光、現像、焼成することにより、前記透明粒子を単層に並べた５μｍ以下の厚さの光散乱膜を形成することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物の実施の形態を詳細に説明する。
本発明に用いることのできるアルカリ可溶型感光性透明樹脂としては、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、環状アクリレート、環状メタクリレート、ヒドロキシエチルエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート等のアクリル系モノマーとエチレン性の不飽和基を有するラジカル重合性のモノマーからなるアクリル系透明樹脂、フッ素やシリコンを持つエポキシアクリレート透明樹脂やフルオレン骨格を有するエポキシアクリレート透明樹脂等を使用することができる。
【００２１】
本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物の塗布層を部分露光して、重合法により光硬化させるために加える光重合開始剤としては、特に制限はないが、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、ベンゾインエーテル系化合物、オキシムケトン系化合物やアシルホスフィンオキシド系化合物等が挙げることができるがこれらに限定されるものではない。また必要に応じて２種類以上の光重合開始剤を混合して用いても構わない。
【００２２】
本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物は、透明基板上に１〜１０ミクロンの膜厚で塗布する必要があることから塗布適性を付与するために通常は溶剤を用いて粘度調整を行う。溶剤としては、アルコール類、ケトン類、エステル類などが挙げられる。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、２−メチルプロピルアルコール、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、イソホロン、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、酢酸イソアミル、酢酸エチル、乳酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラクロロメタン、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−エトキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルアセテート、２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシ）エトキシエタノール、２−（２−ブトキシ）エトキシエタノール、２−（２−エトキシ）エトキシエチルアセテート、２−（２−ブトキシ）エトキシエチルアセテート、２−フェノキシエタノール等が挙げることができるがこれらに限定されるものではない。また必要に応じて２種類以上の溶剤を混合して用いても構わない。
【００２３】
本発明に用いることのできる透明粒子としては、無機物からなる微粒子、及び有機ポリマーからなる微粒子が例示できる。無機物微粒子としては、シリカやアルミナの酸化物等の非結晶微粒子、有機ポリマー微粒子としては、シリコン樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂からなる微粒子が使用可能であるがこれらに限定されるものではない。また必要に応じて２種類以上の粒子を混合して用いても構わない。
【００２４】
光重合開始剤が０．１重量％以下であると、アルカリ可溶型感光性透明樹脂の架橋密度が弱く、アルカリ現像時にパターンの脱落がおきやすくなる。また、３重量％以上であると、感光性光散乱膜用樹脂組成物の保存安定性が悪くなる。
また、透明粒子が５重量％以下であると、光散乱特性が弱く、好ましい光散乱特性が得られない。また、２０重量％以上であると、成膜時に膜中の粒子の占有率が高くなりすぎ膜表面から粒子が突出し膜表面がマット状になってしまう。
【００２５】
本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物は、特に、この好ましい態様として、光重合モノマーを含有したものである。用いられる光重合モノマーとしては、ラジカル重合（又は架橋）反応が可能な化合物が用いられ、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の各種（メタ）アクリル酸エステル、エチレングリコールジ（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、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、（メタ）アクリルアミド、酢酸ビニル、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、メラミンアクリレート、エポキシアクリレートプレポリマーなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。特に、露光感度、及び硬化後の諸特性から多官能（メタ）アクリル系モノマーを用いるのが好ましい。
【００２６】
光重合モノマーを加えると、架橋密度が上がり耐性、強度が向上するが、２０重量％以上であると硬くなりすぎ密着強度が低下しパターンが剥がれ易くなる。
【００２７】
図１は、本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物を用いて光散乱膜を形成した観察者側電極基板が反射型液晶表示装置に使用された一実施例を模式的に示す断面図である。
光散乱膜を図１に示すように液晶セル（液晶パネル）内に形成する場合、本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物から形成される感光性光散乱膜１０９の膜厚の上限は１０μｍ程度であり、好ましくは膜厚５μｍ以下である。かかる薄膜とした感光性光散乱膜１０９を得るため、かつ、感光性光散乱膜の表面を平坦なものとするためには、アルカリ可溶型感光性透明樹脂１１３中に分散させる透明粒子１１２の厚み、即ち膜厚方向の粒子の径は１．０μｍ〜５．０μｍの範囲とすることが望ましい。
【００２８】
本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物で好ましい光散乱特性を得るためには、透明粒子の粒径、及び透明粒子とアルカリ可溶型感光性透明樹脂の屈折率の比が適切でなくてはならない。
屈折率の差を広げると、図５の光散乱の特性曲線は特性曲線５０２から特性曲線５０３の方向に変化する。正反射近傍が減少して、より広く反射するようになる。
アルカリ可溶型感光性透明樹脂の塗膜の屈折率と透明粒子の屈折率のいずれか小さい値に対する大きい値の比が［１．２以上：１．０］であると、光散乱膜として用いるのに濁度が高くなりすぎ、液晶セルにした時に画像特性が悪化する。
【００２９】
また、透明粒子の粒径を変えると反射特性が変わる。同一材料でも粒径が細かくなると散乱効率が上がる。入射光が粒子へ衝突する機会が増え、且つ回折の効果と相まって散乱角が広がる。即ち粒径を細かくすることにより、図５の光散乱の特性曲線は正反射近傍が減少し横への広がりが増加し、矢印の方向、即ち特性曲線５０２から特性曲線５０３へ変化する。
【００３０】
透明粒子の最適粒径は−３０°入射光に対し１５°近傍で反射光が高くなる光散乱膜がよい。従って、図５に示す硫酸バリューム標準白色板５０１は明かに広がり過ぎであり、特性曲線５０３より特性曲線５０２が１５°近傍で反射率が高く良好である。
具体的な粒径では１．０μｍ以上５．０μｍ以下である。反射型液晶表示装置に内蔵される光散乱膜の膜厚は高々５μｍ程度であり、透明粒子の粒径も膜厚と同程度が上限値である。
尚、透明粒子は滑らかな表面を有する点対称な形状の粒子であることが好ましい。
【００３１】
アルカリ可溶型感光性透明樹脂に対する透明粒子の混合比は主に以下の光散乱特性、信頼性、及び成膜条件から規定される。
【００３２】
１）透明粒子１１２の混合量を増加させると、図５の光散乱の特性曲線は特性曲線５０２から特性曲線５０３の方向に変化する。透明粒子を増加すると入射光が膜を通過する際に、より多くの透明粒子と衝突することになり、散乱効率が高まるためである。ただし屈折率や粒径を変えた場合に比較して、混合量を変えた場合は、散乱角を広げる効果は僅少である。
光散乱特性からみた場合の感光性光散乱膜用樹脂組成物中の透明粒子以外の不揮発成分、つまり、光重合モノマーを含有しない場合には、アルカリ可溶型感光性透明樹脂の不揮発成分（Ａ）と透明粒子の総量（Ｂ）の容積比（Ｂ／Ａ）は０．２以上１．２以下が実用範囲であり、好ましくは、０．６以上１．２以下である。
【００３３】
２）アルカリ可溶型感光性透明樹脂に対する透明粒子の混合量は、光散乱膜のカラーフィルタ、或いは基板ガラスへの接着性に関係し、耐湿性・耐溶剤性・耐薬品性等の光散乱膜の信頼性に関係する。
一般的には透明粒子が少ないほうが好ましい。光散乱効果を損なうことなく、光散乱膜の物性特性も保持できる限界はアルカリ可溶型感光性透明樹脂の不揮発成分量（Ａ）と、透明粒子の総量（Ｂ）の容積比（Ｂ／Ａ）が１．０以下であり、好ましくは、０．８以下である。
【００３４】
３) アルカリ可溶型感光性透明樹脂に対する透明粒子の混合量は塗布特性に関係する。アルカリ可溶型感光性透明樹脂の樹脂溶液の比重と透明粒子との比重の比率は比較的１に近いものもある。しかし、透明粒子の粒径が粉体としてみた場合比較的大きいために、透明粒子の比重が１．５を越えると沈降し易い。
また、アルカリ可溶型感光性透明樹脂液中で透明粒子の量を必要以上に増すと塗膜形成時に膜の表面平坦性が低下し、感光性光散乱膜の品質低下になる。塗布特性からみた適正な透明樹脂の不揮発成分量（Ａ）と、透明粒子の総量（Ｂ）の容積比（Ｂ／Ａ）は１．２以下である。
【００３５】
以上１）、２）、３）より、光重合モノマーを含有しない場合には、アルカリ可溶型感光性透明樹脂の不揮発成分量（Ａ）と、透明粒子の総量（Ｂ）の容積比（Ｂ／Ａ）は０．２以上１．２以下が実用範囲であり、好ましくは０．５以上０．８以下である。
【００３６】
透明粒子がシリカ等の無機系粒子の場合、アルカリ可溶型感光性透明樹脂との分散助剤として、シランカップリング剤、チンターネットカップリング剤、アルミネートカップリング剤等が有効である。
【００３７】
図１に示す反射型液晶表示装置１００に内蔵される感光性光散乱膜１０９の膜厚は可能な限り薄いものがよい。現状の膜厚は高々１０μｍ程度であり、更に好ましくは５μｍ以下である。膜厚が限定されることは即ち膜中に存在する透明粒子の量を規制することであり、また透明粒子径をも規制することは前述した。
以上より本発明における光散乱膜中の透明粒子の量、ひいては感光性光散乱膜の諸特性を規制している。
【００３８】
上記のように、膜厚の上限が１０μｍ、望ましくは５μｍ以下とした薄膜の感光性光散乱膜１０９で、効率良く光を散乱させ、所望する光散乱性を持たせるためには、感光性光散乱膜中に透明粒子を出来うる限り密度を高く充填させる必要が有る。また、感光性光散乱膜の膜厚を５μｍ以下にするためには透明粒子は膜厚方向に単層に並べる必要がある。ちなみに、図１に示す感光性光散乱膜１０９では、透明粒子１１２を単層に並べた例である。
【００３９】
本発明による感光性光散乱膜用組成物を塗膜として形成する手段としては、グラビア印刷、ロールコータ、ディップコータ、スピンコータ、ダイコータ等が適用できる。
しかし、反射型液晶表示装置に用いる光散乱膜は膜厚の均一性が重要であり、特にスピンコータが最適である。本発明による感光性光散乱膜用組成物はスピンコータにより塗膜形成すると好適な光散乱膜を提供するものである。
【００４０】
一定速度で回転するスピンコートの回転終了時点の塗液膜厚は、風の影響がなく塗液が変化しないとしたとき数式（１）で示される。
【００４１】
【数１】
0003969103.tif 000002
【００４２】
また、回転終了時点の乾燥膜厚Ｈは数式（３）であたえられる。
【００４３】
【数２】
0003969103.tif 000003
【００４４】
特に、回転終了時の塗液膜厚ｈを規制するパラメータは主として回転速度と回転時間であり、初期液量ｈ0はほとんど関与しない。回転終了時点の塗液膜厚ｈを規制する塗液の特性値は、主として塗液密度と粘度であり、最終膜厚に関係するパラメータは塗液密度、不揮発成分の重量％、及び溶剤揮発後の乾燥膜の密度である。
【００４５】
以下に、パラメータ値について説明する。
【００４６】
回転開始時点の塗液膜厚ｈ0：
回転開始前の塗液滴下量であるが数式（１）の分母の１項目は２項目に比べきわめて小さいので無視できる。
【００４７】
塗液密度ρ：
本発明における透明粒子の比重は１．１５から２．１程度であり、アルカリ可溶型感光性透明樹脂の比重は１．１〜１．３程度である。また塗布特性の良好な有機溶剤の比重は０．９から１．０である。比重の異なる各種透明粒子を透明樹脂中に分散した場合でも、透明粒子の塗液中に占める割合は高々１０％であり、塗液の比重を変動させる要素としては比較的軽微である。実際の塗液の密度は０．９７から１．０３（ｇ／ｃｍ3 ）に限定される。
【００４８】
回転速度ω：
回転速度を決めるファクターとして希望する塗膜の膜厚、塗布装置の能力等がある。必要以上に高速回転すると異物の混入、空気の乱流等の影響がでる。また回転速度が遅いと所定膜厚を得るのに回転時間が長くなりタクトが延びて製造能力が低下し、かつ塗膜の均一性が悪化する。以上の観点から数１０ｃｍ角の大型ガラス基板上に塗膜を形成する場合、実用上の回転数は数１００ｒｐｍから１０００ｒｐｍ前後までである。
【００４９】
回転時間ｔ：
回転時間を決めるファクターとして希望する塗膜の膜厚、塗布装置の能力等がある。必要以上に回転時間が短いと塗液のレベリング性が失われ、塗膜の均一性が悪化するので、好ましい回転時間は１０秒以上さらに好ましくは１５秒以上である。
【００５０】
乾燥後膜厚Ｈ：
カラーフィルタの表面に形成する膜は機能が保証できる限り極力薄いことが望まれる。本実施例においては感光性光散乱膜は液晶表示装置の前面基板に構成されており、膜厚最大で１０μｍ、さらに望ましくは５μｍ以下である。
【００５１】
乾燥膜の密度ρ'：
光重合モノマーを含有しない場合、透明粒子の密度は１．１５〜１．９５（ｇ／ｃｍ3 ）程度、アルカリ可溶型感光性透明樹脂の密度は１．１〜１．３（ｇ／ｃｍ3 ）程度である。透明粒子とアルカリ可溶型感光性透明樹脂の混合の容積比は０．２〜１．２である。
この範囲で乾燥膜の密度が最大になるケースは透明粒子の密度が２．０（ｇ／ｃｍ3 ）、アルカリ可溶型感光性透明樹脂の密度が１．３（ｇ／ｃｍ3 ）、混合の容積比１．２の場合であり（ケース１）このときの乾燥膜の密度は１．６８（ｇ／ｃｍ3 ）である。
同様に乾燥膜の密度が最小になるケースは透明粒子の密度が１．１５（ｇ／ｃｍ3 ）、アルカリ可溶型感光性透明樹脂の密度が１．１（ｇ／ｃｍ3 ）、混合の容積比０．２の場合であり（ケース２）このときの乾燥膜の密度は１．１１（ｇ／ｃｍ3 ）である。
【００５２】
不揮発成分ＮＶ：
塗布性に関係し通常１５重量％〜３５重量％の範囲で最適塗布適性と最適膜特性が異なるレベルで観察される。数値の低い方が塗布適性は良好であるが膜特性が劣化する傾向にある。とくに膜厚と透明粒子径が近似し、且つアルカリ可溶型感光性透明樹脂量に対し透明粒子の総量の容積比が１以上の場合、溶剤成分を増して、ＮＶを下げると膜表面が凹凸になり易い。不揮発成分は可能な限り高めに設定するのが膜特性にとっては好ましい。
【００５３】
粘度η：
塗布性に関係し低粘度が作業性に優れる。通常１０（ｍＰａ）〜３０（ｍＰａ）が良好である。粘度に影響する要素は透明粒子の材質、粒径、溶剤との相溶性、混合量、透明樹脂の種類と分子量、溶剤との相溶性、溶剤の粘度、不揮発成分量等である。
【００５４】
以上より、数式（１）、数式（２）に１／ｈ02＝０、ｔ＝１２、ρ＝１を代入し、数式（４）を得る。
数式（３）より得られた数式（５）に、数式（４）を代入して数式（６）を得る。
【００５５】
【数３】
0003969103.tif 000004
【００５６】
単位系を実用単位に変換し、数式（７）、数式（８）を得る。
Ｈ→［Ｈ］：ｃｍ→μｍ、η→［η］：Ｐｏｉｓｅ→ｍＰｓ、ＮＶ→［ＮＶ］：比→％、ω→［ω］：ラジアン／ｓ→ｒｐｍ
【００５７】
【数４】
0003969103.tif 000005
【００５８】
以上より数式（８）の範囲を求める。ただし、数式（８）の［ω］と［Ｈ］は反比例の関係にあるから［ω］の最大値に対し［Ｈ］の最小値が、また［ω］の最小値に対し［Ｈ］の最大値が対応する。
実質的にはρ'の大小で範囲が決まる。即ち、数式（９）であると目的とする光散乱が製造可能な感光性光散乱膜用組成物がえられる。
【００５９】
図１は、本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物を用いて光散乱膜を形成した観察者側電極基板が反射型液晶表示装置に使用された一実施例を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、観察者側電極基板１０７は、ガラス基板等の透明基板１０１上に、公知の顔料分散法、または、染色法等を用いて透過光を着色光とするカラーフィルタ１０４が形成され、該カラーフィルタ１０４上に、本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物を用いて感光性光散乱膜１０９が、例えば、膜厚３μｍにて形成され、該感光性光散乱膜１０９上に、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸化スズの混合酸化物）の透明電極１０５が形成されたものである。
【００６０】
上記観察者側電極基板１０７と、別途作成した光反射機能を有する電極基板（背面側電極基板１０８）にて液晶１０２を挟持し図１に示す反射型液晶表示装置１００を構成している。
なお、背面側電極基板１０８は光反射機能を持たせるため、光反射板と液晶駆動用の電極とを別途形成しても、もしくは、光反射板と液晶駆動用の電極とを兼用させた反射電極にしても構わない。ちなみに図１の背面側電極基板１０８には、反射電極１０３を形成しており、感光性光散乱膜１０９にて光散乱を生じさせるため反射電極１０３は平坦としている。
また、反射型液晶表示装置１００の構成部材として上述の他に偏光膜、配向膜等があげられるが説明の都合上、図１では図示を省略している。
【００６１】
本発明に係わる感光性光散乱膜の例を列記すると、
１）屈折率１．５６のアクリル系アルカリ可溶型感光性透明樹脂に、透明粒子として平均粒径２μｍ、屈折率１．４４のシリコン樹脂粒子を分散させたもの、
２）屈折率１．５６のアクリル系アルカリ可溶型感光性透明樹脂に、透明粒子として平均粒径２μｍ、屈折率１．４４のシリカ粒子及び平均粒径２.5μｍ屈折率１．４３のシリコン樹脂を分散させたもの、
３）屈折率１．６１のフルオレン骨格を有するアルカリ可溶型感光性樹脂に、透明粒子として平均粒径１．８μｍ、屈折率１．４９のアクリル系粒子を分散させたもの、などが挙げられる。
なお、上記１）、２）、３）の例は、感光性透明樹脂中に透明粒子を分散させた粒子分散型の塗布液で、フォトリソグラフィー法等を用い、所定の場所に、所定のパターン形状に成形が可能なものである。
尚、アルカリ可溶型感光性透明樹脂に、透明粒子を分散するために各種分散助剤、レベリング剤、カップリング剤を添加剤として使用してもよい。
【００６２】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞
透明基板１０１としてガラス基板を用い、ガラス基板上に公知の顔料分散法にてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなるカラーフィルタ１０４を形成した。
次いで、透明樹脂溶液中に透明粒子を分散させた塗液をカラーフィルタ上に塗布・乾燥・露光・現像・焼成して感光性光散乱膜１０９を作製した。感光性光散乱膜用樹脂組成物以下に示す組成で調製した。
0003969103.tif 000006
【００６３】
Ａ１とＣを混合し、塗布、乾燥、露光（２００ｍＪ／ｃｍ2 ）、現像後２３０℃６０分焼成後の透明膜の屈折率は１．５２（Ｄ線５８９ｎｍ）であった。
上記Ａ１、Ｂ１、Ｃ、Ｄを重量比でＡ１：Ｂ１：Ｃ：Ｄ＝４．５：２：０．４５：２６をメディアレス分散機で３時間混合撹拌し、感光性光散乱膜用樹脂組成物を得た。このときの粘度は２０ｃｐ／２５℃であった。
【００６４】
上記組成物をカラーフィルタ上に滴下後、カラーフィルタ基板を９９０ｒｐｍで１０秒間回転し、乾燥させ、７０度で１５分間ホットプレートでプリベイクした。次に露光（２００ｍＪ／ｃｍ2 ）後、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で現像し、十分に水洗した。その後乾燥し、２３０℃６０分間焼成して感光性光散乱膜を形成した。このときの膜の特性値を表１に示す。
次いで、上記感光性光散乱膜を形成後、感光性光散乱膜上に公知のスパッタリング法にてＩＴＯの透明電極を成膜し、観察者側電極基板１０７を得た。
【００６５】
上記の工程で得られた観察者側電極基板１０７と、別途作成した光反射機能を有する電極基板（背面側電極基板１０８）にて液晶１０２を挟持し、図１に示す反射型液晶表示装置１００を作成した。
なお、背面側電極基板に光反射機能を持たせるため、光反射板と液晶駆動用の電極とを別途形成しても、もしくは、光反射板と液晶駆動用の電極とを兼用させた反射電極を形成しても構わない。ちなみに図１の背面側電極基板１０８には、光反射板と液晶駆動用の電極とを兼用させた反射電極１０３を形成しており、感光性光散乱膜１０９にて光散乱を生じさせるため反射電極の表面は平坦としている。
また、反射型液晶表示装置の構成部材として上述した他に偏光膜、配向膜等があげられるが図１にては省略する。
【００６６】
＜実施例２＞
実施例１と同様に透明基板１０１上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなるカラーフィルタ１０４を形成した。
次いで、透明樹脂溶液中に透明粒子を分散させた塗液をカラーフィルタ上に塗布・乾燥・露光・現像・焼成して感光性光散乱膜１０９を作製した。感光性光散乱膜用樹脂組成物以下に示す組成で調製した。
0003969103.tif 000007
【００６７】
Ａ１とＣを混合し、塗布、乾燥、露光（２００ｍＪ／ｃｍ2 ）、現像後２３０℃６０分焼成後の透明膜の屈折率は１．６１（Ｄ線５８９ｎｍ）であった。
上記Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｄを重量比でＡ１：Ｂ１：Ｂ２：Ｃ：Ｄ＝４．５：１．５：０．５：０．４５：２６をメディアレス分散機で３時間混合撹拌し、感光性光散乱膜用樹脂組成物を得た。このときの粘度は２０ｃｐ／２５℃であった。
【００６８】
上記組成物をカラーフィルタ上に滴下後、カラーフィルタ基板を９９０ｒｐｍで１０秒間回転し、乾燥させ、７０度で１５分間ホットプレートでプリベイクした。次にパターニング用マスクを重ねて露光（２００ｍＪ／ｃｍ2 ）後、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で現像し、十分に水洗した。その後乾燥し、２３０℃６０分間焼成してパターニングされた感光性光散乱膜１０９を形成した。このときの膜の特性値を表１に示す。
【００６９】
次いで、上記感光性光散乱膜１０９を形成後、感光性光散乱膜上に公知のスパッタリング法にてＩＴＯの透明電極１０５を成膜し、観察者側電極基板１０７を得た。
上記の工程で得られた観察者側電極基板と、別途作成した光反射機能を有する電極基板（背面側電極基板１０８）にて液晶１０２を挟持し、図１に示す反射型液晶表示装置１００を作成した。
なお、背面側電極基板に光反射機能を持たせるため、光反射板と液晶駆動用の電極とを別途形成しても、もしくは、光反射板と液晶駆動用の電極とを兼用させた反射電極を形成しても構わない。ちなみに図１の背面側電極基板１０８には、光反射板と液晶駆動用の電極とを兼用させた反射電極１０３を形成しており、感光性光散乱膜にて光散乱を生じさせるため反射電極の表面は平坦としている。
また、反射型液晶表示装置の構成部材として上述した他に偏光膜、配向膜等があげられるが図１にては省略する。
【００７０】
＜実施例３＞
実施例１と同様に透明基板１０１上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなるカラーフィルタ１０４を形成した。
次いで、透明樹脂溶液中に透明粒子を分散させた塗液をカラーフィルタ上に塗布・乾燥・露光・現像・焼成して感光性光散乱膜１０９を作製した。感光性光散乱膜用樹脂組成物以下に示す組成で調製した。
0003969103.tif 000008
【００７１】
Ａ２とＣを混合し、塗布、乾燥、露光（２００ｍＪ／ｃｍ2 ）、現像後２３０℃６０分焼成後の透明膜の屈折率は１．６１（Ｄ線５８９ｎｍ）であった。
上記Ａ２、Ｂ３、Ｃ、Ｄを重量比でＡ２：Ｂ３：Ｃ：Ｄ＝４．５：２：０．４５：２１をメディアレス分散機で３時間混合撹拌し、感光性光散乱膜用樹脂組成物を得た。このときの粘度は１２ｃｐ／２５℃であった。
上記組成物をカラーフィルタ上に滴下後、カラーフィルタ基板を７７０ｒｐｍで１０秒間回転し、乾燥させ、７０度で１５分間ホットプレートでプリベイクした。次にパターニング用マスクを重ねて露光（２００ｍＪ／ｃｍ2 ）後、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で現像し、十分に水洗した。その後乾燥し、２３０℃６０間焼成してパターニングされた感光性光散乱膜１０９を形成した。このときの膜の特性値を表１に示す。
【００７２】
次いで、上記感光性光散乱膜１０９を形成後、感光性光散乱膜上に公知のスパッタリング法にてＩＴＯの透明電極１０５を成膜し、観察者側電極基板１０７を得た。
上記の工程で得られた観察者側電極基板１０７と、別途作成した光反射機能を有する電極基板（背面側電極基板１０８）にて液晶１０２を挟持し、図１に示す反射型液晶表示装置１００を作成した。
なお、背面側電極基板１０８に光反射機能を持たせるため、光反射板と液晶駆動用の電極とを別途形成しても、もしくは、光反射板と液晶駆動用の電極とを兼用させた反射電極を形成しても構わない。ちなみに図１の背面側電極基板１０８には、光反射板と液晶駆動用の電極とを兼用させた反射電極１０３を形成しており、感光性光散乱膜にて光散乱を生じさせるため反射電極１０３の表面は平坦としている。
また、反射型液晶表示装置の構成部材として上述した他に偏光膜、配向膜等があげられるが図１にては省略する。
【００７３】
＜実施例４＞
実施例１と同様に透明基板１０１上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなるカラーフィルタ１０４を形成した。
次いで、透明樹脂溶液中に透明粒子を分散させた塗液をカラーフィルタ１０４上に塗布・乾燥・露光・現像・焼成して感光性光散乱膜１０９を作製した。感光性光散乱膜用樹脂組成物以下に示す組成で調製した。
0003969103.tif 000009
【００７４】
Ａ２とＣとＥを混合し、塗布、乾燥、露光（２００ｍＪ／ｃｍ2 ）、現像後２３０℃６０分焼成後の透明膜の屈折率は１．５８（Ｄ線５８９ｎｍ）であった。上記Ａ２、Ｂ３、Ｃ、Ｄ、Ｅを重量比でＡ２：Ｂ３：Ｃ：Ｄ：Ｅ＝４．５：２：０．４５：２１：２をメディアレス分散機で３時間混合撹拌し、感光性光散乱膜用樹脂組成物を得た。このときの粘度は１４ｃｐ／２５℃であった。
【００７５】
上記組成物をカラーフィルタ１０４上に滴下後、カラーフィルタ基板を９１０ｒｐｍで１０秒間回転し、乾燥させ、７０度で１５分間ホットプレートでプリベイクした。次にパターニング用マスクを重ねて露光（２００ｍＪ／ｃｍ2 ）後、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で現像し、十分に水洗した。その後乾燥し、２３０℃６０分間焼成してパターニングされた感光性光散乱膜１０９を形成した。このときの膜の特性値を表１に示す。
次いで、上記感光性光散乱膜１０９を形成後、感光性光散乱膜上に公知のスパッタリング法にてＩＴＯの透明電極１０５を成膜し、観察者側電極基板１０７を得た。
【００７６】
上記の工程で得られた観察者側電極基板１０７と、別途作成した光反射機能を有する電極基板（背面側電極基板１０８）にて液晶１０２を挟持し、図１に示す反射型液晶表示装置１００を作成した。
なお、背面側電極基板１０８に光反射機能を持たせるため、光反射板と液晶駆動用の電極とを別途形成しても、もしくは、光反射板と液晶駆動用の電極とを兼用させた反射電極を形成しても構わない。ちなみに図１の背面側電極基板１０８には、光反射板と液晶駆動用の電極とを兼用させた反射電極１０３を形成しており、感光性光散乱膜にて光散乱を生じさせるため反射電極の表面は平坦としている。
また、反射型液晶表示装置の構成部材として上述した他に偏光膜、配向膜等があげられるが図１にては省略する。
【００７７】
次いで、本実施例における光散乱膜の効果を見るため、膜厚計（ＤＥＫＴＡＫ）、濁度計（日本電色工業（株）製、型番「ＮＯＨ２０００」）、自動変角光度計（株）村上色彩研究所製、型番「ＧＰ−２００型」）で測定した。測定結果を以下表１に示す。
【００７８】
【表１】
0003969103.tif 000010
【００７９】
以上、本発明の実施例につき説明したが、本発明の実施の形態は上述した説明および図面に限定されるものではなく、材料、膜厚、粒径等、必要とする反射型液晶表示装置の仕様に応じて種々の変形を行っても構わないことはいうまでもない。
【００８０】
請求項１の発明によれば、少なくともアルカリ可溶型感光性透明樹脂を１０〜３０重量％、光重合開始剤を０．１〜３重量％、溶剤、および粒径が１．０〜５．０μｍである透明粒子を５〜２０重量％の割合で配合され、且つ前記アルカリ可溶型感光性透明樹脂の塗膜の屈折率と透明粒子の屈折率のいづれか小さい値に対する大きい値の比が［１．２以上：１．０］である感光性光散乱膜用樹脂組成物を用いたので、カラーフィルタ上に感光性光散乱膜を、製造工程数を増加させることなく平易に製造することが可能となった。また、製造された感光性光散乱膜は、アルカリ可溶型感光性透明樹脂の架橋密度が低くならず、光散乱特性が良好なものとなる。
【００８１】
請求項２の発明によれば、上記請求項１の発明の効果に加えて、さらに、架橋密度の高い、耐性、強度に優れた感光性光散乱膜が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物を用いて光散乱膜を形成した観察者側電極基板が反射型液晶表示装置に使用された一実施例を模式的に示す断面図である。
【図２】反射型液晶表示装置における入射光の反射、散乱方式の例の説明図である。
【図３】反射型液晶表示装置における入射光の反射、散乱方式の例の説明図である。
【図４】反射型液晶表示装置における入射光の反射、散乱方式の例の説明図である。
【図５】光散乱の特性曲線の説明図である。
【符号の説明】
１００・・・・本発明による感光性光散乱膜用樹脂組成物を用いて光散乱膜を形成した反射型液晶表示装置
１０１、１０６、２０１、２０９、３０１、３０６、４０１、４０６・・・・・・・・・・・・・・・・透明基板
１０２、２０２、３０２、４０２・・・・液晶
１０３、３０３、４０３・・・・・・・・反射電極
１０４、２０４、３０４、４０４・・・・カラーフィルタ
１０５、２０５、３０５、４０５・・・・透明電極
１０７、２０７、３０７、４０７・・・・観察者側電極基板
１０８、２０８、３０８、４０８・・・・背面側電極基板
１０９・・・・・・・・本発明における感光性光散乱膜
１１２・・・・・・・・透明粒子
１１３・・・・・・・・透明樹脂
１１４、２１４、３１４、４１４・・・・入射光
１１５、２１５、３１５、４１５・・・・散乱光
２００・・・・背面散乱膜付の反射型液晶表示装置の例
２０３・・・・・・・・・・・・・・・・反射板
２１０、３０９・・・・・・・・・・・・光散乱膜
３００・・・・前面散乱膜付の反射型液晶表示装置の例
４００・・・・散乱反射板付の反射型液晶表示装置の例
【図１】
0003969103.tif 000011
【図２】
0003969103.tif 000012
【図３】
0003969103.tif 000013
【図４】
0003969103.tif 000014
【図５】
0003969103.tif 000015