(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過用領域と反射用領域を含むカラーフィルターであって、少なくとも一色の画素において、反射用領域が着色層と透明層の積層構造となっており、該透明層の膜厚が中心から外側に向かって徐々に減少しており、反射用領域の着色層膜厚が透過用領域の着色層膜厚よりも薄く、透過用領域の着色層と反射用領域の着色層が同一色材料からなることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター。
【請求項２】
色ごとに反射用領域の透明層の膜厚が異なることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
【請求項３】
色ごとに透過用領域と反射用領域の面積比が異なることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
【請求項４】
一画素内において、反射用領域の透明層の膜厚が変化していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
【請求項５】
反射用領域の透明層が、反射用領域および透過用領域のそれぞれの領域で使用する光源の色特性、明るさの違いを補償する光源補償機能を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
【請求項６】
反射用領域の透明層が、反射用領域の光源が該透明層を２回通過した後の色度（ｘ、ｙ）と透過用領域の光源の色度（ｘ０、ｙ０）との間で、下記式を満たす光源補償機能を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
（ｘ−ｘ０）２＋（ｙ−ｙ０）２＜１×１０−３
【請求項７】
着色層の上にオーバーコート層を形成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルターを用いたものである半透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルター、およびそれを用いた液晶表示装置、とくに透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置、両方の特性を兼ね備えた半透過型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、液晶表示装置は軽量、薄型、低消費電力等の特性を生かし、ノートＰＣ、携帯情報端末、デスクトップモニタ、デジタルカメラなど様々な用途で使用されている。バックライトを使用した液晶表示装置においては、低消費電力化を進めるためにバックライト光の利用効率を高めることが求められ、カラーフィルターの高透過率化が要求されている。一方、カラーフィルターの透過率は年々向上しているが、透過率向上による消費電力の大幅な低下は望めなくなってきている。最近では電力消費量の大きなバックライト光源を必要としない反射型液晶表示装置の開発が進められており、透過型液晶表示装置にくらべ約１／７と大幅な消費電力の低減が可能であることが発表されている（日経マイクロデバイス別冊フラットパネル・ディスプレイ１９９８、Ｐ．１２６）。
【０００３】
反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置に比べ低消費電力であり、屋外での視認性に優れるという利点はあるものの、十分な環境光強度が確保されない場所では表示が暗くなってしまい、視認性が極端に悪くなるという問題点がある。暗い環境化でも表示が視認されるようにするために、（１）バックライトを設け、反射膜の一部に切り欠きを入れ、一部が透過型表示方式、一部を反射型表示方式とした液晶表示装置（いわゆる半透過半反射型表示方式、文献としては例えばファインプロセステクノロジージャパン’９９、専門技術セミナーテキストＡ５）、（２）フロントライトを設けた液晶表示装置などが考案されている。
【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カラーフィルターを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回カラーフィルターを透過する。透過表示と反射表示とでカラーフィルターを透過する回数が異なるために透過用領域と反射用領域の色材料を同一にした場合には 、表示される色の濃さ、すなわち色純度が大きく異なる。また、透過表示では光源がバックライト光である一方、反射表示では光源が自然光であるために、色純度だけでなく色調も変化してしまう。
【０００５】
透過用領域と反射用領域の表示色を同一にする方法としては、透過用領域および／または反射用領域を複数の色材料の積層で構成するか、透過用領域と反射用領域を別の色材料で構成するなどが考えられる。しかし、現在主流のフォトリソ法では、いずれの場合でも、一色につき、２種類以上の色材料を必要とするなど、コスト面での問題が多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み創案されたもので、半透過型液晶表示装置用の反射モードと透過モードでの色度差を少なくし、かつ色特性に優れたカラーフィルターを安価に提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来技術の課題を解決するために鋭意検討した結果、以下のカラーフィルターによって半透過型液晶表示装置用の反射モードと透過モードでの色度差を少なくすることが可能であり、かつ低コストで製造可能であることを見いだした。
【０００８】
すなわち、
（１）透過用領域と反射用領域を含むカラーフィルターであって、少なくとも一色の画素において、反射用領域が着色層と透明層の積層構造となっており、該透明層の膜厚が中心から外側に向かって徐々に減少しており、反射用領域の着色層膜厚が透過用領域の着色層膜厚よりも薄く、透過用領域の着色層と反射用領域の着色層が同一色材料からなることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター。
（２）色ごとに反射用領域の透明層の膜厚が異なることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
（３）色ごとに透過用領域と反射用領域の面積比が異なることを特徴とする（１）あるいは（２）に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
（４）一画素内において、反射用領域の透明層の膜厚が変化していることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
（５）反射用領域の透明層が、反射用領域および透過用領域のそれぞれの領域で使用する光源の色特性、明るさの違いを補償する光源補償機能を有することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
（６）反射用領域の透明層が、反射用領域の光源が該透明層を２回通過した後の色度（ｘ、ｙ）と透過用領域の光源の色度（ｘ０、ｙ０）との間で、下記式を満たす光源補償機能を有することを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
（ｘ−ｘ０）２＋（ｙ−ｙ０）２＜１×１０−３
（７）着色層の上にオーバーコート層を形成したことを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
【０００９】
（ｘ−ｘ０）2＋（ｙ−ｙ０）2＜１×１０-3
（８）着色層の上にオーバーコート層を形成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
（９）（１）〜（８）のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルターを用いたものである半透過型液晶表示装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶表示装置においては、反射膜が形成される基板は、カラーフィルター側基板、カラーフィルターに対向する基板のいずれでもよい。カラーフィルター側に反射膜が形成されている場合は、色材料が形成されている画素領域の内、反射膜が形成されている領域が反射用領域となり、画素領域の中で反射膜が形成されていない領域が透過用領域となる。反射膜がカラーフィルターに対向する基板上に形成されている場合は、該基板の反射膜形成領域に対応するカラーフィルター画素領域が反射用領域となり、該基板の反射膜が形成されていない領域に対応するカラーフィルター画素領域が透過用領域となる。
【００１１】
本発明のカラーフィルターは、少なくとも一色の画素において、反射用領域が着色層と透明層の積層構造となっており、反射色領域の着色層膜厚が透過用領域の着色層膜厚よりも薄く、透過用領域の着色層と反射用領域のの着色層が同一色材料からなることものである。少なくとも１色の画素において、反射色領域が着色層と透明層の積層構造となり、反射色領域の着色層の膜厚が、透過色領域の膜厚より薄くなれば、反射色領域の表示色と反射色領域の表示色の差を小さくすることができる。また、反射色領域の着色層と、透過色領域の着色層が同一の色材料であれば、カラーフィルター製造工程の増加も最小限に抑えることが可能となる。なお、反射色領域はすべてが透明層と着色層の積層構造となっていても良いが、反射色と透過色の表示色を合わせることに適していれば、反射色領域の一部のみが透明層と着色層の積層構造となっていても良い。
【００１２】
また、本発明において、反射用領域に設けられる透明層の膜厚は、各色ごとに同じであっても、異なっていても良い。しかしながら、反射色と透過色の表示色の合わせ込みが行い易いという点から、透明層の膜厚が各色ごとに異なっていることが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明において、反射用領域と透過用領域の面積比についてはとくに限定はなく、各色ごとに同じであっても、異なっていても良い。しかしながら、反射色と透過色の表示色の合わせ込みが行い易いという点から、透過用領域と反射用領域の面積比が各色ごとに異なっていることが好ましい。
【００１４】
本発明の反射用領域に用いられる透明層とは、具体的には可視領域ので平均透過率が８０％以上である領域である。透明層は、反射色領域の着色層の膜厚を透過色領域の着色層の膜厚より薄くするために存在するものである。したがって、該透明層の形状についてはとくに制限はなく、表面が平坦であっても、凸凹であっても構わない。しかしながら、積層される反射色領域の着色層の膜厚を透過色領域の着色層の膜厚より薄くしやすいという点から、該透明層の膜厚が変化していることが好ましく、また、該透明層が一画素内において、膜厚が中心から外側に向かって徐々に減少する形状であることがより好ましい。該透明層の膜厚が中心から外側に向かって徐々に減少していく形状であれば、積層される着色層の流れ込みが起こりやすくなり、着色層の膜厚を薄くすることが容易となる。なお、ここでいう膜厚が中心から外側に向かって徐々に減少していく形状とは、不連続に減少する形状、あるいは、連続的に減少する形状のどちらでも良い。具体的な例として、凸型に湾曲した形状や、階段状、円錐型などが上げられる。
【００１５】
一方、反射色領域の着色層の膜厚は、透過色領域の着色層の膜厚より薄いことが必要であり、反射色領域内での着色層の膜厚については一定であっても、変化していても、どちらでも良い。しかしながら、着色層の膜厚は、透明層の膜厚の影響を受けるため、透明層の膜厚が変化している場合には、それに対応して着色層の膜厚も変化することになる。また、透明層の膜厚が中心から外側に向かって徐々に減少する場合には、着色層の膜厚は中心から外側に向かって徐々に増加することになる。
【００１６】
半透過型液晶表示装置においては、反射色の光源は環境色であるのに対して、透過色の光源はバックライトとなる。そのため、反射色領域の着色層膜厚を透過色領域の着色層膜厚より薄くしただけでは、反射色と透過色の表示色を完全には一致させることができない。そのため、反射色領域の透明層が、反射用領域および透過用領域のそれぞれの領域で使用する光源の色特性、明るさの違いを補償する光源補償機能を有することが好ましい。該透明層が光源補償機能を有することにより、反射色と透過色の色の差をさらに低減することが可能となる。該透明層の光源補償機能は、反射用領域の光源が該透明層を２回通過した後の色度（ｘ、ｙ）と透過用領域の光源の色度（ｘ０、ｙ０）を一致させるものであり、（ｘ、ｙ）と（ｘ０、ｙ０）の間に、下記式の関係が成立していれば、光源の色度の一致度が高く、反射色と透過色の表示色が同等になりやすいため、好ましい。
【００１７】
（ｘ−ｘ０）2＋（ｙ−ｙ０）2＜１×１０-3
なお、光源の具体例としては、反射用領域についてはＤ６５光源、透過色用領域についてはＣ光源、２波長型光源、３波長型光源などが挙げられる。ここでいう２波長型のＬＥＤ光源の例としては、青色ＬＥＤと黄色蛍光体または黄緑色蛍光体とを組み合わせて白色光を発するＬＥＤ光源があげられる。また、３波長型光源の例としては、３波長蛍光管、紫外ＬＥＤと赤、青、緑蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤ光源、赤、青、緑各色のＬＥＤを組み合わせた白色ＬＥＤ光源、有機エレクトロルミネッセンス光源などが挙げられる。
【００１８】
次に、本発明の液晶表示装置用カラーフィルターを構成する材料、形成方法について述べる。
【００１９】
カラーフィルターの形成は、ガラス、高分子フィルム等の透明基板側に限定されず、駆動素子側基板にも行うことができる。カラーフィルターのパターン形状については、ストライプ状、アイランド状などがあげられるが特に限定されるものではない。また、必要に応じてカラーフィルター上に柱状の固定式スペーサーが配置されていてもよい。
【００２０】
着色層、透明層の形成方法については、フォトリソ法、印刷法、電着法等があげられるが特に限定されない。パターン形成性などを考慮するとフォトリソ法で行うことがより好ましい。
【００２１】
本発明のカラーフィルターの着色層は、少なくとも赤、緑、青の３色の色画素から構成され、使用される着色材料は、有機顔料、無機顔料、染料問わず着色剤全般を使用することができる。代表的な顔料の例として、ピグメントレッド（ＰＲ−）、２、３、２２、３８、１４９，１６６、１６８、１７７，２０６、２０７、２０９、２２４、２４２，２５４、ピグメントオレンジ（ＰＯ−）５、１３、１７、３１、３６、３８、４０、４２、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、７１、ピグメントイエロー（ＰＹ−）１２、１３、１４、１７、２０、２４、８３、８６、９３、９４、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０，１５３、１５４、１６６、１７３、１８５、ピグメントブルー（ＰＢ−）１５（１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６）、２１、２２、６０、６４、ピグメントバイオレット（ＰＶ−）１９、２３、２９、３２、３３、３６、３７、３８、４０、５０などが挙げられる。本発明ではこれらに限定されずに種々の顔料を使用することができる。
【００２２】
上記顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理、顔料誘導体処理などの表面処理が施されているものを使用しても良い。
【００２３】
なお、ＰＲ（ピグメントレッド）、ＰＹ（ピグメントイエロー）、ＰＶ（ピグメントバイオレット）、ＰＯ（ピグメントオレンジ）等は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；The Society of Dyers and Colourists社発行）の記号であり、正式には頭にＣ．Ｉ．を付するもの（例えば、Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４など）である。これは染料や染色の標準を規定したものであり、それぞれの記号は特定の標準となる染料とその色を指定するものもである。なお、以下の本発明の説明においては、原則として、前記Ｃ．Ｉ．の表記は省略（例えば、Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４ならば、ＰＲ２５４）する。
【００２４】
しかしながら、本発明のカラーフィルターの赤画素用着色剤においては、ＰＲ２４２、ＰＲ２５４、キナクリドン骨格を持つ顔料、ＰＯ３８、ＰＹ１７、ＰＹ１３８、ＰＹ１５０を使用することがより好ましい。本発明におけるキナクリドン骨格とは、以下の構造式（１）にて示される化合物である。
【００２５】
【化１】
0004192501.tif 000002
【００２６】
〔構造式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８はそれぞれ独立に水素原子、メチル基等のアルキル基、または塩素原子等のハロゲン原子を示す。〕
中でも、ＰＲ１２２（構造式（１）中、Ｒ３、Ｒ６がメチル基、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ８が水素原子、構造式（２）参照）、ＰＶ１９（構造式（１）中、Ｒ１〜Ｒ８はすべて水素原子、構造式（３）参照）又は、ＰＲ２０９（構造式（１）中、Ｒ３、Ｒ６が塩素原子で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ８が水素原子、構造式（４）参照）が特に好ましい。
【００２７】
【化２】
0004192501.tif 000003
【００２８】
【化３】
0004192501.tif 000004
【００２９】
【化４】
0004192501.tif 000005
【００３０】
本発明のカラーフィルターの緑画素用着色剤においては、ＰＧ７、ＰＧ３６、ＰＹ１７、ＰＹ１３８、ＰＹ１５０を使用することがより好ましい。また、青画素用着色剤としてはＰＢ１５（１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６）、６０、ＰＶ１９、２３を使用することがより好ましい。
【００３１】
なお、着色層は、少なくとも着色材料とポリマーから構成されるものを使用するが、ポリマーとしては、ポリイミド、アクリル樹脂などが使用できる。また、着色層は、界面活性剤、顔料分散剤、無機微粒子などの添加剤を含んでいても良い。
【００３２】
一方、本発明のカラーフィルターの透明層を構成する材料については、透明なものであればとくに限定されず、有機材料、無機材料のいずれでも使用することができる。しかしながら、着色層と同様に、フォトリソ法でパターンを形成する場合には、有機材料を使用することが好ましい。とくに、ポリイミドやアクリル樹脂など、着色層と同様の材料を使用することがより好ましい。
【００３３】
透明層の膜厚を各色ごとに変える方法としては、フォトリソ法を工夫する方法が挙げられる。すなわち、透明層をフォトリソ法でパターン化する際に、網点やグレイ領域を設けたフォトマスクで光透過率を変えることにより、各色ごとに露光量を制御すれば、現像後の透明層の膜厚を各色ごとに変化させることが可能となる。
【００３４】
また、透明層の形状コントロール方法としては、フォトリソ法の工夫や、加熱による軟化を利用する方法などが挙げられる。フォトリソ法の工夫については、網点やグレイ領域を設けたフォトマスクによる露光量の制御により、不連続的、あるいは、連続的に変化する形状を作製するものである。また、加熱による軟化を利用する方法については、透明層のパターン形成後、透明層の材料の軟化点以上まで加熱を行い、軟化した樹脂の流れ込みにより、透明層のパターン形状をコントロールするものである。
【００３５】
さらに、透明層に光源補償機能を付与する場合には、透明層が着色材料を含んでいる必要がある。ここで使用される着色材料は、前述した着色層に使用されるものと同等であり、有機顔料、無機顔料、染料問わず着色剤全般を使用することができる。なお、透明層は着色層より透明であるため、透明層に含まれる着色材料の量は、着色層に含まれる着色材料の量に比べれば、少ない。
【００３６】
本発明のカラーフィルターにおいては、透明層の形成によって、画素表面の平坦性が損なわれる可能性があるので、色材料の上に平坦化層としてオーバーコート層を形成することが好ましい。オーバーコート材料としては、エポキシ膜、アクリルエポキシ膜、アクリル膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイミド膜、ケイ素含有ポリイミド膜、ポリイミドシロキサン膜などが使用できる。
【００３７】
本発明のカラーフィルターは、半透過型液晶表示装置と組み合わせて使用される。ここで、半透過型液晶表示装置とは、アルミニウム膜や銀膜等から成る反射膜を備え、スリットを有することを特徴とする液晶表示装置である。本発明のカラーフィルターは、液晶表示装置の駆動方法、表示方式にも限定されず、アクティブマトリクス方式、パッシブマトリクス方式、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢモードなど種々の液晶表示装置に適用される。また、液晶表示装置の構成、例えば偏光板の数、散乱体の位置等にも限定されずに使用することができる。
【００３８】
本発明のカラーフィルター作製方法の一例を述べる。
【００３９】
感光性アクリル樹脂と溶剤からなる透明層用感光性ペーストを透明基板上に塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、感光性アクリル樹脂透明被膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、５０〜１８０℃の範囲で１分〜３時間行うのが好ましい。次に、このようにして得られた感光性アクリル樹脂透明被膜に、湿式現像によりパターンを形成する。まず、該感光性アクリル樹脂透明被膜上にマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。露光後、アルカリ現像液により、感光性アクリル樹脂透明被膜の現像を行う。パターン化した感光性アクリル樹脂透明被膜は、その後、加熱処理することによって、硬化が進められる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３５０℃、好ましくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．５〜５時間、連続的または段階的に行われる。
【００４０】
このようにして形成した透明層をもつ透明基板上に、少なくともポリイミド前駆体、着色剤、溶剤からなるカラーペーストを塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、ポリイミド前駆体透明被膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、５０〜１８０℃の範囲で１分〜３時間行うのが好ましい。次に、このようにして得られた感光性ポリイミド前駆体着色被膜に、湿式エッチングによりパターンを形成する。まず、ポリイミド前駆体着色被膜上にポジ型フォトレジストを塗布し、フォトレジスト被膜を形成する。続いて該フォトレジスト被膜上にマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。露光後、ポジ型フォトレジスト用アルカリ現像液により、フォトレジスト被膜とポリイミド前駆体着色被膜のエッチングを同時に行う。エッチング後、不要となったフォトレジスト被膜を剥離する。ポリイミド前駆体着色被膜は、その後、加熱処理することによって、ポリイミド着色被膜に変換される。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３５０℃、好ましくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．５〜５時間、連続的または段階的に行われる。
【００４１】
以上の工程を赤、緑、青のカラーぺースト、必要に応じてブラックのカラーぺーストについて行うと、透明層と着色層の積層構造を有する液晶表示装置用カラーフィルターが作製できる。
【００４２】
次に、このカラーフィルターを用いて作成した液晶表示装置の一例について述べる。上記カラーフィルター上に、透明保護膜を形成し、さらにその上にＩＴＯ膜などの透明電極を製膜する。次に、このカラーフィルター基板と、金属蒸着膜などの反射電極が形成された反射電極基板とを、さらにそれらの基板上に設けられた液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜、およびセルギャップ保持のためのスペーサーを介して、対向させて貼りあわせる。なお、反射電極基板上には、反射電極以外に、光拡散用の突起物、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、および走査線、信号線などを設け、ＴＦＴ液晶表示装置や、ＴＦＤ液晶表示装置を作成することができる。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封止する。つぎに、ＩＣドライバー等を実装することによりモジュールが完成する。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００４４】
実施例１
赤、緑、青のそれぞれの一画素の大きさが２４０×８０μｍのカラーフィルターにおいて、赤については反射用領域１２０×８０μｍ、透過用領域１２０×８０μｍとし、緑については反射用領域１２５×８０μｍ、透過用領域１１５×８０μｍとし、青については反射用領域１１５×８０μｍ、透過用領域１２５×８０μｍとした。
【００４５】
メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、光増感剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートからなる感光性アクリル樹脂溶液をブラックマトリクスがパターン加工されたガラス基板上に塗布した後、９０℃で１０分間加熱した。得られた感光性アクリル樹脂透明被膜上にフォトマスクを置き、露光装置（大日本スクリーン（株）製ＸＧ−５０００）を用いて１００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射した。このとき、フォトマスクにはパターンの中心部から外側に向かって露光量が徐々に減少するようなグレーゾーン（中心部と端部で光透過率の比が１：０．８となるようにした）を有し、また、赤、緑、青のそれぞれに対応した部分について、グレーゾーンの濃さを変化させたフォトマスク（緑に対応した部分の平均透過率を１としたとき、赤に対応した部分が０．９５、青に対応した部分が０．９となるようにした）を使用した。露光後、０．２％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、感光性アクリル樹脂透明被膜の現像を行った。現像により、凸型に湾曲した形状をもつ感光性アクリル樹脂透明被膜パターンが得られた。このようにして得られた感光性アクリル樹脂透明被膜パターンを２４０℃で１時間加熱し硬化を終了させた。得られた感光性アクリル樹脂透明被膜パターンの膜厚は、赤に対応した部分の中心部が０．４５μｍ、端部が０．３３μｍ、緑に対応した部分の中心部が０．４８μｍ、端部が０．３５μｍ、青に対応した部分の中心部が０．４３μｍ、端部が０．２９μｍとなった。
【００４６】
透明層をもつガラス基板上に、ポリアミック酸溶液（３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、４、４’−ジアミノジフェニルエーテル、及び、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンをＮ−メチル−２−ピロリドンを溶媒として反応させて得たもの）、赤顔料ＰＲ２０９、赤顔料ＰＲ２０９スルホン化物、γブチロラクトンからなるカラーペーストを塗布した後、１２０℃で２０分間加熱した。次に、得られたポリアミック酸赤色被膜上にポジ型フォトレジスト（シプレー社製ＳＲＣ−１００）を塗布し、フォトレジスト被膜を形成した。続いて該フォトレジスト被膜上にフォトマスクを置き、露光装置（大日本スクリーン（株）製ＸＧ−５０００）を用いて１００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射した。露光後、２．０％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、フォトレジスト被膜とポリイミド前駆体赤色被膜のエッチングを同時に行った。エッチング後、不要となったフォトレジスト被膜をアセトンにより剥離した。ポリイミド前駆体赤色被膜は、２６０℃で１時間加熱することによりポリイミド赤色被膜に変換された。
【００４７】
得られたポリイミド赤色被膜の膜厚は、透明層のない部分が１．０５μｍ、透明層上の中心部が０．６５μｍ、透明層上の端部で０．７５μｍとなっており、透明層の中心部から端部に向かって徐々に厚くなっていた。
【００４８】
同様の作業をポリアミック酸溶液と緑顔料ＰＧ３６と黄顔料ＰＹ１３８からなる緑ペースト、ポリアミック酸溶液と青顔料ＰＢ１５：６からなる青ペーストについて行った。
【００４９】
ポリイミド緑色被膜の膜厚は、透明層のない部分が１．０２μｍ、透明層上の中心部が０．６０μｍ、透明層上の端部で０．７１μｍとなっており、透明層の中心部から端部に向かって徐々に厚くなっていた。また、ポリイミド青色被膜の膜厚は、透明層のない部分が１．０７μｍ、透明層上の中心部が０．７０μｍ、透明層上の端部で０．８１μｍとなっており、透明層の中心部から端部に向かって徐々に厚くなっていた。
【００５０】
その後、エポキシ樹脂溶液（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、無水トリメリット酸、ジエチレングリコールジメチルエーテルの混合物）を塗布して２６０℃で１時間加熱することにより、膜厚１μｍのオーバーコート層を形成した。
さらに、その上にＩＴＯ膜を膜厚０．１μｍとなるようにスパッタリングした。この様にして得られたカラーフィルターのＤ６５光源での反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度を表１に示す。なお、測定には大塚電子顕微分光光度計ＭＣＰＤ−２０００を使用した。
【００５１】
作製した液晶表示装置用カラーフィルターを用いた半透過型液晶表示装置の表示特性を屋外の環境光下で観察した。なお、透過モードに使用する光源は２波長型のＬＥＤ光源を用いた。その結果、反射モードと透過モードでの色合いの差がほとんどなく、両者とも良好な表示特性を示した。
【００５２】
実施例２
実施例１と同様にして得られた透明層をもつガラス基板上に、アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製サイクロマーＰ、ＡＣＡ−２５０）、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ソルスパース２４０００（アビシア製）、光開始剤イルガキュア３６９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）、、赤顔料ＰＲ２０９、３−メチルー３−メトキシブチルアセテートからなる感光性カラーペーストを塗布した後、８０℃で１０分間加熱した。次に、該塗膜上にフォトマスクを置き、露光装置（大日本スクリーン（株）製ＸＧ−５０００）を用いて２００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射した。露光後、０．２％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、該塗膜の現像を行った。現像後、２２０℃で１時間加熱することによりアクリル樹脂赤色被膜に変換された。
【００５３】
得られたアクリル樹脂赤色被膜の膜厚は、透明層のない部分が１．１０μｍ、透明層上の中心部が０．６３μｍ、透明層上の端部で０．７２μｍとなっており、透明層の中心部から端部に向かって徐々に厚くなっていた。
【００５４】
同様の作業を、赤顔料ＰＲ２０９を緑顔料ＰＧ３６と黄顔料ＰＹ１３８に変えた緑ペースト、青顔料ＰＢ１５：６に変えた青ペーストについて行った。
【００５５】
アクリル樹脂緑色被膜の膜厚は、透明層のない部分が１．０５μｍ、透明層上の中心部が０．５９μｍ、透明層上の端部で０．７０μｍとなっており、透明層の中心部から端部に向かって徐々に厚くなっていた。また、アクリル樹脂青色被膜の膜厚は、透明層のない部分が１．１０μｍ、透明層上の中心部が０．６９μｍ、透明層上の端部で０．７９μｍとなっており、透明層の中心部から端部に向かって徐々に厚くなっていた。
【００５６】
その後、エポキシ樹脂溶液（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、無水トリメリット酸、ジエチレングリコールジメチルエーテルの混合物）を塗布して２６０℃で１時間加熱することにより、膜厚１μｍのオーバーコート層を形成した。
【００５７】
さらに、その上にＩＴＯ膜を膜厚０．１μｍとなるようにスパッタリングした。
【００５８】
この様にして得られたカラーフィルターのＤ６５光源での反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度を表１に示す。なお、測定には大塚電子顕微分光光度計ＭＣＰＤ−２０００を使用した。
【００５９】
作製した液晶表示装置用カラーフィルターを用いた半透過型液晶表示装置の表示特性を屋外の環境光下で観察した。なお、透過モードに使用する光源は２波長型のＬＥＤ光源を用いた。その結果、反射モードと透過モードでの色合いの差がほとんどなく、両者とも良好な表示特性を示した。
【００６０】
比較例１
感光性アクリル樹脂透明被膜パターンを設けないこと以外は、実施例１と同様にすることにより、透明層と着色構造の積層構造をもたない液晶表示装置用カラーフィルターを作製した。
【００６１】
得られたカラーフィルターのＤ６５光源での反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度を表１に示す。
【００６２】
作製した液晶表示装置用カラーフィルターを用いた半透過型液晶表示装置の表示特性を屋外の環境光下で観察した。なお、透過モードに使用する光源は２波長型のＬＥＤ光源を用いた。その結果、実施例１の場合とは異なり、反射モードと透過モードの視認性に大きな違いが認められた。とくに、反射モードの色が濃く、表示色が非常に暗いものとなった。
【００６３】
実施例３
透明層に光源補償機能を付与したこと以外は、実施例１と同様にして液晶表示装置用カラーフィルターを作製した。光源補償機能付きの透明層は、感光性アクリル樹脂溶液に黄色顔料ＰＹ１３８を混合したものを使用することにより作製した。この機能により、反射用領域の光源（Ｄ６５）が該透明層を２回通過した後の色度（ｘ、ｙ）と透過用領域の光源（２波長型のＬＥＤ光源）の色度（ｘ０、ｙ０）との差（（ｘ−ｘ０）2＋（ｙ−ｙ０）2）は０．０００８５となった。
【００６４】
得られたカラーフィルターのＤ６５光源での反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度を表１に示す。
【００６５】
【表１】
0004192501.tif 000006
【００６６】
作製した液晶表示装置用カラーフィルターを用いた半透過型液晶表示装置の表示特性を屋外の環境光下で観察した。なお、透過モードに使用する光源は２波長型のＬＥＤ光源を用いた。その結果、反射モードと透過モードでの色合いの差がまったくなく、両者とも同じ良好な表示特性を示した。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は上述のごとく構成したので、反射モードと透過モードでの色度差が少なく、明るい半透過型液晶表示装置用カラーフィルターを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置用カラーフィルターの断面図の一例である。
【符号の説明】
１：ガラス基板
２：透明層
３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ：着色層
４：オーバーコート層
【図１】
0004192501.tif 000007