(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１画素内の光反射領域に透明層を形成し、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて光透過領域及び光反射領域に着色層を形成し、１画素内の光透過領域には透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域には反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）を設けた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、該透明層が透明樹脂と微粒子を主成分とする光散乱膜層であって、光反射領域の該光散乱膜層の上及び１画素内の光透過領域に段差を調節するための平坦化層を設け、該平坦化層上に前記着色層を設け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。
【請求項２】
１画素内の光透過領域には透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域には反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）を設けた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、
１）ガラス基板上の１画素内の光反射領域に、透明樹脂と微粒子を主成分とする光散乱膜層を形成し、
２）該光散乱膜層上及びガラス基板上の１画素内の光透過領域に、段差を調節するための平坦化層を形成し、
３）該平坦化層上に、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて、１画素内の光透過領域には透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域には該着色層（着色層１）より薄い厚さを有する反射型用の着色層（着色層２）を形成し、光反射領域に光散乱膜層を具備するカラーフィルタを製造す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】
本発明は半透過型液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、透過型のカラー表示においても、反射型のカラー表示においても、優れた明度、彩度を有し、優れた光散乱膜層を具備する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は自発光型の表示装置ではないので、その表示には他からの光を必要とし、例えば、その後方にバックライトを設け、後方からの光によって表示を行っている。このような液晶表示装置は透過型液晶表示装置と称され、主に屋内のような暗い環境下で用いられる。
また、例えば、その後部に反射層を設け、液晶表示装置を観視する際の周囲からの外光によって表示を行っている。このような液晶表示装置は反射型液晶表示装置と称され、主に屋外のような非常に明るい環境下で用いられる。
【０００３】
上記透過型液晶表示装置においては、その後方に設けられたバックライトからの光はカラーフィルタの着色画素を透過し、液晶表示装置が観視される前方の外部へ射出されるようになっている。
この際の着色画素の分光透過率は、例えば、図５における実線で示すように、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいては透過率が低く、波長６００〜７００ｎｍにおいては透過率が高いものが好ましいものである。
【０００４】
図６は、従来法における反射型液晶表示装置の一例の部分を断面で示す説明図である。図６に示すように、反射型液晶表示装置（６０）は、対向基板（６９）、液晶（６６）、カラーフィルタ（６５）、光散乱膜層（６１）などで構成されている。図６において、対向基板（６９）は、画素表示に必要な駆動素子（図示せず）や反射電極（６７）などが基板（６８）上に形成されたものである。
また、カラーフィルタ（６５）は、ガラス基板（６２）、着色画素（６３）、透明電極（６４）などで構成されている。
【０００５】
図６において、外光（Ｌ１）は光散乱膜層（６１）にて散乱光となり、着色画素（６３）を通過し色光となり、反射電極（６７）にて反射され、再び着色画素（６３）を通過して、外部へ反射光（Ｌ２）として射出されるようになっている。
このような反射型液晶表示装置用カラーフィルタの着色画素（６３）の色濃度は、透過型液晶表示装置用カラーフィルタのカラーフィルタ画素の色濃度より低い色濃度のものである。
【０００６】
これは、上記のように外部からの光は、入射の際と反射の際の２回にわたり赤色の着色画素を透過し、外部へ射出されるので、例えば、図５における点線で示すように、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいて透過率がやや高く、波長６００〜７００ｎｍにおいても透過率がやや高いものを用いることにより、実線で示す透過型に用いられる赤色の着色画素の分光透過率と同様の効果が得られるようにしているものである。
そして、このような点線で示すような分光透過率を有する着色画素の形成は、例えば、着色画素に含まれる顔料の含有量を少なくすることにより行われている。
【０００７】
さて、液晶表示装置用カラーフィルタの着色画素の形成は、種々な方法により行われているが、感光性樹脂組成物に顔料を分散させた感光性着色樹脂組成物を材料として用い、フォトリソグラフィー法により着色画素を形成する顔料分散法が多く採用されている。
【０００８】
この顔料分散法、すなわち、感光性着色樹脂組成物を用いフォトリソグラフィー法により、上記のような反射型液晶表示装置用カラーフィルタの着色画素を形成する際にも同様に、その着色画素に含まれる顔料の含有量を少なくすることになり、例えば、着色画素の厚さを薄く形成したり、或いは使用する感光性着色樹脂組成物は顔料の含有量を少なくしたものを用いることになる。
【０００９】
上記透過型液晶表示装置は、主に屋内のような暗い環境下で用いられるものであり、屋外のような非常に明るい環境下では、その表示が見にくいといった欠点がある。また、上記反射型液晶表示装置は、主に屋外のような非常に明るい環境下で用いられるものであり、屋内のような暗い環境下では、その表示が見にくいといった欠点がある。
【００１０】
このような透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置に対し、半透過型液晶表示装置と称される液晶表示装置は、１基の液晶表示装置において透過型と反射型の両機能を兼ね備えた液晶表示装置である。
この半透過型液晶表示装置は、屋外のような非常に明るい環境下でも、屋内のような暗い環境下でも用いることができるものであり、モバイル機器に用いられる液晶表示装置として期待されている液晶表示装置である。
【００１１】
図４は、半透過型液晶表示装置の一例の部分を断面で示す説明図である。
図４に示すように、この半透過型液晶表示装置は、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（４０）、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ上に形成された透明電極（４４）、液晶（５０）、ＴＦＴ素子（図示せず）などが形成されたＴＦＴ基板（７０）、ＴＦＴ基板上に形成された透明電極（７１）及び反射電極（７２）で構成されている。
また、透明電極（７１）及び反射電極（７２）はＴＦＴ素子のドレイン電極と接続されている。
【００１２】
ここに用いられている半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（４０）は、ガラス基板（４１）上にブラックマトリックス（４２）、着色画素（４３）が形成されたものである。
１画素の領域（Ｐｘ）はブラックマトリックス（４２）を除くと、光透過領域（Ｔｒ）と光反射領域（Ｒｅ）とで構成されている。
光透過領域（Ｔｒ）は、透過型液晶表示装置として機能する領域であり、光反射領域（Ｒｅ）は、反射型液晶表示装置として機能する領域である。
着色画素（４３）の光透過領域（Ｔｒ）には、透過型用の厚さ（Ｄ７）を有する着色層（着色層７）（４５）が形成され、また、光反射領域（Ｒｅ）には、反射型用の厚さ（Ｄ８）を有する着色層（着色層８）（４６）が形成されている。
【００１３】
すなわち、１画素の領域（Ｐｘ）内では、光透過領域（Ｔｒ）の厚さＤ７を有する着色層（着色層７）（４５）と、光反射領域（Ｒｅ）の厚さＤ８を有する着色層（着色層８）（４６）とで着色画素（４３）が構成され、Ｄ７とＤ８は、Ｄ７＞Ｄ８の関係にある。
着色層７（４５）の厚さは、透過型用の厚さ、すなわち、その分光透過率は図５に実線で示すような、例えば、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいては透過率が低く、波長６００〜７００ｎｍにおいては透過率が高い透過型液晶表示装置に好適な分光透過率を有する。
【００１４】
光透過領域（Ｔｒ）においては白太矢印（Ａ）で示すバックライトからの白色光が、ＴＦＴ基板（７０）、透明電極（７１）、液晶（５０）、透明電極（４４）を経て着色画素（４３）の光透過領域（Ｔｒ）の着色層７（４５）を通過し色光となり白細矢印（ａ）で示すように、外部へ射出するようになっている。
従って、この半透過型液晶表示装置のバックライトを点灯し透過型液晶表示装置として使用した際には、透過型液晶表示装置として優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をする。
【００１５】
また、この半透過型液晶表示装置のバックライトを消灯し、屋外のような非常に明るい環境下で反射型液晶表示装置として使用した際には、光反射領域（Ｒｅ）において、斜線太矢印（Ｂ）で示す周囲からの外光が、ガラス基板（４１）、光反射領域（Ｒｅ）の反射型用の厚さ（Ｄ８）を有する着色層８（４６）を通過し色光となり斜線細矢印（ｂ’）で示すように、反射電極（７２）にて反射され、再び外部へ射出するようになっている。
【００１６】
この際の反射光は、着色層８（４６）を２回にわたり通過している。着色層７（４５）の厚さ（Ｄ７）より薄い厚さ（Ｄ８）を有する着色層であり、その分光透過率は図５に点線で示すような、赤色の着色画素の分光透過率は波長４００〜６００ｎｍにおいて透過率がやや高く、波長６００〜７００ｎｍにおいても透過率がやや高い、すなわち、反射型液晶表示装置の分光透過率として好適な分光透過率を有するものとなっている。
【００１７】
このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを用いることにより、透過型液晶表示装置としての優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をし、また、反射型液晶表示装置として暗くならず、優れた明度、彩度を有する反射カラー表示をすることが可能となる。
【００１８】
しかし、このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際には、１画素の領域（Ｐｘ）内に、光透過領域（Ｔｒ）の厚さ（Ｄ７）を有する着色層（着色層７）と、光反射領域（Ｒｅ）の厚さ（Ｄ８）を有する着色層（着色層８）の２種の着色層を各々形成することになり、カラーフィルタを構成する赤色、緑色、青色３色の着色層の形成には各々１色２回の工程が必要となる。
従って、このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程は煩雑なものとなり、高価なカラーフィルタとなってしまう。
また、このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、光透過領域（Ｔｒ）の厚さ（Ｄ７）を有する着色層（着色層７）と、光反射領域（Ｒｅ）の厚さ（Ｄ８）を有する着色層（着色層８）の表面には段差が生じており、液晶表示装置の表示品質を劣化させる原因の一つとなっている。
【００１９】
図３は、上記の煩雑な工程を簡略して製造する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとして提案されたものである。
図３に示す半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（３０）は、ガラス基板（３１）上にブラックマトリックス（３２）、透明層（３７）、着色画素（３３）が形成されたものであり、光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の厚さ（Ｄ４）を有する着色層（着色層４）（３５）と、光反射領域（Ｒｅ）には厚さ（Ｄ６）を有する透明層（３７）及び反射型用の厚さ（Ｄ５）を有する着色層（着色層５）（３６）が形成されたものである。
【００２０】
この半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（３０）の製造方法は、先ず、ガラス基板（３１）上にブラックマトリックス（３２）、及び光反射領域（Ｒｅ）に透明層（３７）を形成し、次に、１画素内での光透過領域（Ｔｒ）と光反射領域（Ｒｅ）の区別なく、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて、同時に透過型用の厚さ（Ｄ４）を有する着色層（着色層４）（３５）と、透明層（３７）上に反射型用の厚さ（Ｄ５）を有する着色層（着色層５）（３６）を形成するといった方法である。
この方法は、図３に示す透明層（３７）のようなパターン状の層が形成されたガラス基板上に、例えば、スピンナー法で感光性着色樹脂組成物を全面に塗布すると、その層上の塗布膜の膜厚（Ｄ５）はガラス基板上の塗布膜の膜厚（Ｄ４）よりも薄く塗布されるといった塗布膜の性向を利用したものである。
【００２１】
一方、特開２０００−２９８２７１号公報には、このような透過型と反射型の両機能を兼ね備えた半透過型液晶表示装置において、反射型液晶表示装置で用いられている、例えば、図６に示す光散乱膜層（６１）の光散乱機能を、１画素内の上記光反射領域（Ｒｅ）の透明層（３７）に相当する部分に光散乱機能を兼ねた樹脂層を設ける提案がされている。
この提案は、光反射領域の樹脂層の表面が凹凸形状を有しており、反射膜が凹凸形状を有する樹脂層上に設けられていることを特徴としている。
【００２２】
この樹脂層の表面への凹凸形状の形成は、先ず、ポジ型フォトレジストを用いて厚さ１μｍ程度の微細な柱状パターンの集合体を形成し、次に、この柱状パターンの集合体をポストベークによるポジ型フォトレジストのメルトフローによって変形させ、続いて、この変形した柱状パターンの集合体上に薄くポジ型フォトレジストを塗布し、表面が凹凸形状の樹脂層を得るものである。
しかし、このような方法によって、優れた光散乱性を有する凹凸形状を樹脂層に設けることは極めて困難なことである。
また、この凹凸形状が液晶分子の配向に悪影響を与えることもあり好ましいものではない。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ガラス基板上の１画素内の光反射領域（Ｒｅ）に透明層を形成し、引き続き、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて光透過領域及び光反射領域に着色層を形成し、１画素内の光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域（Ｒｅ）には反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）を設けた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、光反射領域（Ｒｅ）の透明層が優れた光散乱性を有し、また、その表面には凹凸がなく、更には光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の適切な厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域（Ｒｅ）には反射型用の適切な厚さを有する着色層（着色層２）を設けた半透過型液晶表示装置用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、その製造方法を提供することを課題とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、１画素内の光反射領域に透明層を形成し、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて光透過領域及び光反射領域に着色層を形成し、１画素内の光透過領域には透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域には反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）を設けた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、該透明層が透明樹脂と微粒子を主成分とする光散乱膜層であって、光反射領域の該光散乱膜層の上及び１画素内の光透過領域に段差を調節するための平坦化層を設け、該平坦化層上に前記着色層を設け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である。
【００２５】
また、本発明は、１画素内の光透過領域には透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域には反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）を設けた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、
１）ガラス基板上の１画素内の光反射領域に、透明樹脂と微粒子を主成分とする光散乱膜層を形成し、
２）該光散乱膜層上及びガラス基板上の１画素内の光透過領域に、段差を調節するための平坦化層を形成し、
３）該平坦化層上に、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて、１画素内の光透過領域には透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）を、光反射領域には該着色層（着色層１）より薄い厚さを有する反射型用の着色層（着色層２）を形成し、光反射領域に光散乱膜層を具備するカラーフィルタを製造す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の製造方法である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを、その一実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例の部分を示す断面図である。
図１に示すように、この半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（１０）は、ガラス基板（１１）上にブラックマトリックス（１２）、光散乱膜層（１７）、平坦化層（１８）、着色画素（１３）が順次に形成されたものである。
【００２７】
光散乱膜層（１７）は、ガラス基板（１１）上の１画素内の光反射領域（Ｒｅ）に形成されている。この光散乱膜層（１７）は、透明樹脂と微粒子を主成分とするものである。微粒子の粒径としては特に限定されないが、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程度、更に好ましくは１．８μｍ程度である。
入射した光は、光散乱膜層（１７）の内部において散乱され、また光散乱膜層（１７）の表面は平坦な状態になっている。
【００２８】
大きい微粒子を使用すると、光散乱膜層の表面を平坦な状態に保つために光散乱膜層の厚さが厚くなる。光散乱膜層（１７）の厚さ（Ｄ３）は、２．０μｍ〜５．０μｍの範囲、好ましくは３．０μｍ程度であるので、厚さ（Ｄ３）３．０μｍ程度の光散乱膜層（１７）の表面を平坦な状態に保ち、且つ優れた光散乱性を持たせる粒子径は１．８μｍ程度となる。
【００２９】
平坦化層（１８）は、ガラス基板（１１）と厚さ（Ｄ３）３．０μｍ程度の光散乱膜層（１７）との段差、すなわち（Ｄ３）、を調節するために透明樹脂を用いて設けるものである。
前記のように、塗布膜には図３に示す透明層（３７）のようなパターン状の層が形成されたガラス基板上に、例えば、スピンナー法で感光性着色樹脂組成物を全面に塗布すると、その層上の塗布膜の膜厚（Ｄ５）はガラス基板上の塗布膜の膜厚（Ｄ４）よりも薄く塗布されるといった性向がある。
【００３０】
しかし、図１に示す、光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の適切な厚さを有する着色層（着色層１）（１５）を、光反射領域（Ｒｅ）には反射型用の適切な厚さを有する着色層（着色層２）（１６）を形成するには、すなわち、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて一回の塗布によって、両者の厚さを適切な厚さのものに形成するには、下地となる部分の段差がある範囲内にあることが必要となる。
平坦化層（１８）は、この両者の厚さを適切な厚さのものに形成するために下地となる部分の段差を好ましい状態に保つためのものである。
【００３１】
例えば、図３に示す透明層（３７）は膜厚１．０μｍ程度であり、段差を小さくできる。しかし、光散乱性を付与した光散乱膜層（１７）では微粒子を含むため膜厚は３．０μｍ程度と厚くなり、段差を所定の範囲、例えば、１．０μｍ程度におさめることは難しい。本発明における平坦化層（１８）を形成することで段差を小さくすることができる。
【００３２】
また、平坦化層（１８）自体を設ける際に、その下地となるガラス基板（１１）と光散乱膜層（１７）には既に段差があるので、光透過領域（Ｔｒ）には厚さ（Ｄ０）の平坦化層（１８Ａ）、光反射領域（Ｒｅ）には厚さ（Ｄ０’）の平坦化層（１８Ｂ）、と各々異なった厚さの平坦化層が形成されることになる。
着色画素（１３）を形成する際の下地となる平坦化層（１８）の段差（Ｄ０−Ｄ０’）を、予め定められた好ましい状態に形成する場合には平坦化層（１８Ｂ）の形成に用いる透明樹脂の物性、及び塗布条件を適宜に調節して行う。
【００３３】
尚、平坦化層（１８）は、光散乱膜層（１７）の厚さを薄く形成した際、或いは微粒子の粒径を大きくした際などに、光散乱膜層（１７）の表面に凹凸が発生することがあっても、この凹凸を平坦化してしまうことができる。
【００３４】
着色画素（１３）は、その光透過領域（Ｔｒ）には、透過型用の適切な厚さ（Ｄ１）を有する着色層（着色層１）（１５）が形成され、また、光反射領域（Ｒｅ）には、透明層（１７）上に反射型用の適切な厚さ（Ｄ２）を有する着色層（着色層２）（１６）が形成されている。
図１において、着色画素（１３）は、カラーフィルタを構成する赤色、緑色、青色３色内の或る１色を示しているが、赤色、緑色、青色３色の各々の着色画素（１３）は、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて各々１色１回の工程で形成される。従って、製造工程は煩雑なものとはならない。
【００３５】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程の説明図である。
図２（ａ）に示すように、先ず、画素間にブラックマトリックス（１２）が形成されたガラス基板（１１）上の光反射領域（Ｒｅ）に光散乱膜層（１７）を形成する。この光散乱膜層（１７）の厚さ（Ｄ３）は優れた光散乱性を得るのに十分な厚さとする。
次に、図２（ｂ）に示すように、光散乱膜層（１７）を形成したガラス基板（１１）上の光透過領域（Ｔｒ）及び光反射領域（Ｒｅ）に透明樹脂を用いて平坦化層（１８）を設ける。
【００３６】
この平坦化層（１８）の厚さは、予め定めた、透過型用の厚さを有する着色層（着色層１）（１５）の厚さ（Ｄ１）、及び反射型用の厚さを有する着色層（着色層２）（１６）の厚さ（Ｄ２）が得られるような平坦化層（１８）の段差（Ｄ０−ＤＯ’）とする。すなわち、光透過領域（Ｔｒ）には厚さＤ０の平坦化層（１８Ａ）、光反射領域（Ｒｅ）には厚さＤ０’の平坦化層（１８Ｂ）を形成する。
続いて、図２（ｃ）に示すように、平坦化層（１８）上に着色画素（１３）を形成する。すなわち、光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の適切な厚さを有する着色層（着色層１）（１５）を、光反射領域（Ｒｅ）には反射型用の適切な厚さを有する着色層（着色層２）（１６）を形成する。
【００３７】
光散乱膜層の主成分である微粒子としては、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があげられる。特に、非晶質であるという点からは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が好ましく、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。
【００３８】
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があげられるが、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。
【００３９】
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あがられる。
【００４０】
微粒子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光散乱性により異なったものとなり、特に限定されない。しかし、通常、大きい微粒子を使用した場合、光散乱膜層の厚さを十分に厚くしないと表面が非常に粗くなってしまい、好ましくない。
微粒子の粒径としては特に限定されないが、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程度、更に好ましくは１．８μｍ程度である。
【００４１】
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、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。
【００４２】
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。
【００４３】
平坦化層（１８）の形成に用いる透明樹脂としては、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、上記微粒子を分散させる透明樹脂と同様の樹脂が適宜使用できる。
【００４４】
着色画素（１３）の形成に用いる感光性着色樹脂組成物の調製に際して、基本的な考え方は、先ず、適切な分光分布を有する顔料を選択し、次に各色のパターンに含まれる顔料の含有量を定める。
次に、塗布性に関し、感光性着色樹脂組成物を構成する、例えば、樹脂、顔料、分散剤、光重合性モノマー、溶剤などの主成分の内、溶剤以外の固形分の感光性着色樹脂組成物に対する割合（固形分比）は、ある値に保って塗布性を良好なものとしている。
これは、固形分比がある値を外れると、基板上の塗布膜に塗布ムラや、膜厚不均一などの不具合な問題が発生し易くなり、特に、図１に示す、光透過領域（Ｔｒ）には透過型用の適切な厚さを有する着色層（着色層１）（１５）を、光反射領域（Ｒｅ）には反射型用の適切な厚さを有する着色層（着色層２）（１６）を、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて一回の塗布によって、形成するには、感光性着色樹脂組成物の固形分比の調節が大切なものとなる。
【００４５】
感光性着色樹脂組成物の調製は、先ず、例えば、アクリル系樹脂と顔料とを良く混合するために２本ロールを用いて練り合わせてチップ化し、その後、分散剤と溶剤を用いてチップを溶解して着色樹脂（ペースト）を作製する。
次に、この着色樹脂（ペースト）に光重合性モノマーと光重合性開始剤を添加して感光性着色組成物を調製する。
【００４６】
用いられるアクリル系樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレートなどがあげられる。
また、分散剤としては、界面活性剤、顔料の中間体、染料の中間体、ソルスパースなどの広範囲のものが使用される。
光重合性モノマーとしては、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールシアクリレートなどの２官能モノマーがあげられる。
また、光重合開始剤としては、トリアジン系化合物、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン系化合物などがあげられる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、１画素内の光反射領域に透明層を形成し、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて光透過領域及び光反射領域に着色層を形成し、光透過領域には透過型用の着色層を、光反射領域には反射型用の着色層を設けた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、該透明層が透明樹脂と微粒子を主成分とする光散乱膜層であって、光反射領域の該光散乱膜層の上及び１画素内の光透過領域に段差を調節するための平坦化層を設け、該平坦化層上に前記着色層を設けたので、光反射領域の透明層が優れた光散乱性を有し、段差が調節され光透過領域、光反射領域各々の着色層が所定の膜厚に形成できる。
また、厚みのある光散乱膜層によって形成される凹凸が、平坦化層によって緩和されるため表面には凹凸がなくなり液晶の配向不良を防止できる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとなる。
【００４８】
また、本発明は、１画素内の光透過領域には透過型用の着色層を、光反射領域には反射型用の着色層を設けた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、光反射領域に、透明樹脂と微粒子を主成分とする光散乱膜層を形成し、該光散乱膜層上及びガラス基板上の１画素内の光透過領域に、段差を調節するための平坦化層を形成し、該平坦化層上に、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて、光透過領域には透過型用の着色層を、光反射領域には反射型用の着色層を形成し、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを製造する方法であるので、光反射領域の透明層が優れた光散乱性を有し、段差が調節され着色層が所定の膜厚に形成でき、表面には凹凸がなくなり液晶の配向不良を防止できる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例の部分を示す断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程の説明図である。
【図３】煩雑な工程を簡略して製造する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一例を示す説明図である。
【図４】半透過型液晶表示装置の一例の部分を断面で示す説明図である。
【図５】透過型液晶表示装置用及び反射型液晶表示装置用カラーフィルタの赤色の着色画素の分光透過率を示した説明図である。
【図６】従来法における反射型液晶表示装置の一例の部分を断面で示す説明図である。
【符号の説明】
１０…本発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
１１、３１、４１、６２…ガラス基板
１２、３２、４２…ブラックマトリックス
１３、３３、４３、６３…着色画素
１５、３５、４５…光透過領域の着色層
１６、３６、４６…光反射領域の着色層
１７…光散乱膜層
１８…平坦化層
３０…従来法による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
３７…透明層
４０…従来法による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
４４、６４…透明電極
５０、６６…液晶
６０…反射型液晶表示装置の一例
６１…光散乱膜層
６５…カラーフィルタ
６７…反射電極
６８…基板
６９…対向基板
７０…ＴＦＴ素子などが形成されたＴＦＴ基板
７１…ＴＦＴ基板上に形成された透明電極
７２…ＴＦＴ基板上に形成された反射電極
Ｄ１…着色層１の厚さ
Ｄ２…着色層２の厚さ
Ｄ３…光散乱膜層の厚さ
Ｌ１…外光
Ｌ２…反射光
Ｐｘ…１画素の領域
Ｒｅ…光反射領域
Ｔｒ…光透過領域
【図１】
0004151260.tif 000002
【図２】
0004151260.tif 000003
【図３】
0004151260.tif 000004
【図４】
0004151260.tif 000005
【図５】
0004151260.tif 000006
【図６】
0004151260.tif 000007