JP4504482B2

JP4504482B2 - Color filter

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Publication number: JP4504482B2
Application number: JP28402899A
Authority: JP
Inventors: 勝美深谷
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2019-10-05
Also published as: JP2000180624A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラーフィルタに係り、特に反射型や半透過型の液晶表示装置用のカラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フラットディスプレイとして、カラーの液晶表示装置が注目されており、このカラー液晶表示装置は反射型と透過型とに分けられる。反射型のカラー液晶表示装置は、例えば、複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）からなる着色層（必要に応じてブラックマトリックスや平坦化層も備える）と透明電極層を備えたカラーフィルタと、アルミニウム等の金属からなる反射電極層と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）を備えたＴＦＴアレイ基板とを所定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶層が形成されるとともに、カラーフィルタ上（観測者側）には位相差板、偏光板および前方散乱板がもうけられた構造である。上記の前方散乱板は、光散乱機能を有するものであり、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するために設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の反射型カラー液晶表示装置では、前方散乱板の存在により、液晶表示装置の輝度低下、色特性低下を来すという問題があった。これは、前方散乱板の色付きによるものであった。また、前方散乱板の存在により、視差（像ボケ）が発生するという問題もあった。上記の輝度低下は、前方散乱板をカラーフィルタ上（観測者側）に配設する従来の反射型カラー液晶表示装置では避けられない問題である。また、色特性の低下は、カラーフィルタにおいて前方散乱板の色付きに対応した色特性の補正を行うことにより防止することができるが、カラーフィルタの製造と、液晶表示装置の製造とが別工程である場合、カラーフィルタにおける色特性の補正を適正に行うことは容易なことではない。
【０００４】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、高輝度で色特性に優れた反射型や半透過型のカラー液晶表示装置を可能とするカラーフィルタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、第１の発明は、透明基板と、該透明基板上に設けた光散乱層と、該光散乱層上に複数色の着色パターンからなる着色層と透明電極層とをこの順序で積層して備え、前記光散乱層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂から選ばれた１種または２種以上からなる光透過性樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を含有量１．０〜５０重量％の範囲で分散させたものであり、該微粒子は、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂から選ばれた１種または２種以上の微粒子であり、その平均粒子径が０．１〜２．０μｍの範囲であり、カラーフィルタのヘイズ値が４０〜６０の範囲であるような構成とした。
【０００６】
第の２発明は、透明基板と、該透明基板上に設けた複数色の着色パターンからなる光散乱性着色層と、該光散乱性着色層上に設けた透明電極層とを備え、前記光散乱性着色層は、着色層中に光散乱作用を有する微粒子を含有量１．０〜５０重量％の範囲で分散させたものであり、該微粒子は、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂から選ばれた１種または２種以上の微粒子であり、その平均粒子径が０．１〜２．０μｍの範囲であり、カラーフィルタのヘイズ値が４０〜６０の範囲であるような構成とした。
【０００７】
第の３発明は、透明基板と、該透明基板上に設けた複数色の着色パターンからなる着色層と、該着色層上に光散乱性平坦化層を介して設けた透明電極層とを備え、前記光散乱性平坦化層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂から選ばれた１種または２種以上からなる樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を含有量１．０〜５０重量％の範囲で分散させたものであり、該微粒子は、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂から選ばれた１種または２種以上の微粒子であり、その平均粒子径が０．１〜２．０μｍの範囲であり、カラーフィルタのヘイズ値が４０〜６０の範囲であるような構成とした。
【０００８】
第の４発明は、基板と、該基板上に順次積層した駆動素子層および反射電極層と、該反射電極層上に光散乱層を介して設けた複数色の着色パターンからなる着色層とを備え、前記光散乱層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂から選ばれた１種または２種以上からなる光透過性樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を含有量１．０〜５０重量％の範囲で分散させたものであり、該微粒子は、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂から選ばれた１種または２種以上の微粒子であり、その平均粒子径が０．１〜２．０μｍの範囲であり、カラーフィルタのヘイズ値が４０〜６０の範囲であるような構成とした。
【０００９】
第の５発明は、基板と、該基板上に順次積層した駆動素子層および反射電極層と、該反射電極層上に設けた複数色の着色パターンからなる光散乱性着色層とを備え、該光散乱性着色層は、着色層中に光散乱作用を有する微粒子を含有量１．０〜５０重量％の範囲で分散させたものであり、該微粒子は、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂から選ばれた１種または２種以上の微粒子であり、その平均粒子径が０．１〜２．０μｍの範囲であり、カラーフィルタのヘイズ値が４０〜６０の範囲であるような構成とした。
【００１０】
第の６発明は、基板と、該基板上に順次積層した駆動素子層、反射電極層および複数色の着色パターンからなる着色層と、該着色層上に設けた光散乱性平坦化層とを備え、該光散乱性平坦化層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂から選ばれた１種または２種以上からなる樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を含有量１．０〜５０重量％の範囲で分散させたものであり、該微粒子は、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂から選ばれた１種または２種以上の微粒子であり、その平均粒子径が０．１〜２．０μｍの範囲であり、カラーフィルタのヘイズ値が４０〜６０の範囲であるような構成とした。
【００１２】
上記のような本発明では、光散乱機能を有する光散乱層、光散乱性着色層あるいは光散乱性平坦化層をカラーフィルタ内に設けるので、光散乱に伴う色特性の低下を着色層の色特性補正で確実に補うことができカラーフィルタ自体の色特性の低下が確実に防止され、また、カラーフィルタ上（観測者側）に前方散乱板を配設することを不要とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最良の実施形態について説明する。
【００１４】
図１乃至図３は、反射型カラー液晶表示装置内で液晶層に対して観測者側に配設されるタイプの本発明のカラーフィルタの実施形態を示す概略縦断面図である。
【００１５】
第１の実施形態
まず、図１に示されるカラーフィルタ１は、透明基板２と、この透明基板２上に設けた光散乱層３と、光散乱層３上に積層された着色層４、透明電極層５とを備えており、着色層４は赤色着色パターン４Ｒ、緑色着色パターン４Ｇおよび青色着色パターン４Ｂから構成されている。
【００１６】
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、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。
【００１７】
カラーフィルタ１を構成する光散乱層３は、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものであり、光透過性樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。
【００１８】
上記の光透過性樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂等を挙げることができ、屈折率、透明基板２や着色層４との密着性等を考慮して、１種の単独で、または、２種以上の混合物として使用することができる。
【００１９】
また、光散乱作用を有する微粒子としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無機物、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の有機物、あるいは、これらの２種以上の混合系等の微粒子を挙げることができる。これらの微粒子は、平均粒径が０．１〜５．０μｍ、好ましくは０．１〜４．０μｍ、より好ましくは０．１〜２．０μｍの範囲であり、平均粒径が０．１μｍ未満では、散乱効果が殆ど得られない。また、光散乱層３における微粒子の含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲であり、光散乱層３の厚みは０．５〜２０μｍ、好ましくは１．０〜１０μｍ程度である。
【００２０】
ここで、光散乱層３による散乱光の強度を十分なもとするためには、ヘイズ値［ヘイズ値＝（拡散光線透過率）／（全光線透過率）×１００］を高くする必要がある。高いヘイズ値（高にごり度）を可能とするには、微粒子濃度や光散乱層の厚みを大きくする必要があるが、このとき全光線透過率および拡散光線透過率が低下するのは好ましくない。例えば、一般的な微粒子として公知の酸化チタンや炭酸カルシウムを用いた場合、微粒子濃度や光散乱層の厚みを大きくすると、粒子のもつ遮光性が発現されて、全光線透過率が著しく低下してしまう。本発明のカラーフィルタ１では、光散乱層３に用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。尚、本発明において、ヘイズ値は東洋精機製作所（株）製の直読ヘイズメーターを用いて測定するものである。
【００２１】
着色層４は、公知の顔料分散法、染色法、電着法等により形成することができ、また、各着色パターン（４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ）も、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等、特に制限はない。
【００２２】
さらに、カラーフィルタ１を構成する透明電極層５は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。このような透明電極層５の厚みは０．０１〜１μｍ、好ましくは０．０３〜０．５μｍ程度である。
【００２３】
このようなカラーフィルタ１は、仮に光散乱層３に色付きがあっても、着色層４の色特性補正で確実に補うことができるので、カラーフィルタ１を使用して別工程で製造された反射型カラー液晶表示装置においても、光散乱に伴う色特性の低下が生じることはほとんどなく、また、カラーフィルタ１内に光散乱層３を備えるので、カラーフィルタ上（観測者側）に従来の反射型カラー液晶表示装置で使用されていた前方散乱板を配設することが不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱層３によって透明基板２と着色層４との密着性をより高いものとすることができる。
【００２４】
第２の実施形態
また、図２に示されるカラーフィルタ１１は、透明基板１２と、この透明基板１２上に設けた光散乱性着色層１４と、この光散乱性着色層１４上に設けた透明電極層１５とを備え、光散乱性着色層１４は赤色着色パターン１４Ｒ、緑色着色パターン１４Ｇおよび青色着色パターン１４Ｂから構成されている。
【００２５】
上記のカラーフィルタ１１を構成する透明基板１２、透明電極層１５は、上述のカラーフィルタ１における透明基板２、透明電極層５と同様であり、説明を省略する。
【００２６】
カラーフィルタ１１を構成する光散乱性着色層１４は、従来の反射型カラー液晶表示装置における着色層と同様の作用をなすとともに、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものである。
【００２７】
この光散乱性着色層１４は、公知の顔料分散法、染色法、電着法等により形成される着色層中に光散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。光散乱作用を有する微粒子としては、上述のカラーフィルタ１において挙げた微粒子を使用することができる。これらの微粒子の光散乱性着色層１４における含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲であり、光散乱性着色層１４の厚みは、０．０５〜１５μｍ、好ましくは０．５〜１５μｍ、より好ましくは０．５〜１０μｍの範囲で設定することができる。
【００２８】
このカラーフィルタ１１においても、光散乱性着色層１４に用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。
【００２９】
尚、光散乱性着色層１４の各着色パターン（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等、特に制限はない。
【００３０】
このようなカラーフィルタ１１は、光散乱作用を有する微粒子を分散させた光散乱性着色層１４の色特性が本来の着色層の色特性から変化しても、光分散性着色層１４の製造段階における色特性補正で確実に補うことができ、かつ、光散乱程度を微粒子含有量の調整により各色ごとに微妙に制御することが可能である。したがって、カラーフィルタ１１を使用して別工程で製造した反射型カラー液晶表示装置においても、光散乱に伴う色特性の低下が生じることはほとんどなく、また、カラーフィルタ１１内に光散乱性着色層１４を備えるので、カラーフィルタ上（観測者側）に従来の反射型カラー液晶表示装置で使用されていた前方散乱板を配設することが不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が可能となる。
【００３１】
第３の実施形態
さらに、図３に示されるカラーフィルタ２１は、透明基板２２と、この透明基板２２上に積層された着色層２４、光散乱性平坦化層２６、透明電極層２５とを備えており、着色層２４は赤色着色パターン２４Ｒ、緑色着色パターン２４Ｇおよび青色着色パターン２４Ｂから構成されている。
【００３２】
上記のカラーフィルタ２１を構成する透明基板２２、着色層２４、透明電極層２５は、上述のカラーフィルタ１における透明基板２、着色層４、透明電極層５と同様であり、説明を省略する。
【００３３】
カラーフィルタ２１を構成する光散乱性平坦化層２６は、着色層２４の表面の微小な凹凸をなくして透明電極層形成用に平坦な面を形成するとともに、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものである。
【００３４】
この光散乱性平坦化層２６は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂等の樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。光散乱作用を有する微粒子としては、上述のカラーフィルタ１において挙げた微粒子を使用することができる。光散乱性平坦化層２６における微粒子の含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲であり、光散乱性平坦化層２６の厚みは０．５〜２０μｍ、好ましくは１．０〜１０μｍ程度である。
【００３５】
このカラーフィルタ２１においても、光散乱性平坦化層２６に用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。
【００３６】
このようなカラーフィルタ２１は、仮に光散乱性平坦化層２６に色付きがあっても、カラーフィルタ２１の製造段階において着色層２４の色特性補正で確実に補うことができる。このため、カラーフィルタ２１を使用して別工程で製造された反射型カラー液晶表示装置においても、光散乱に伴う色特性の低下がほとんど生じることがない。また、カラーフィルタ２１内に光散乱性平坦化層２６を備えるので、カラーフィルタ上（観測者側）に従来の反射型カラー液晶表示装置で使用されていた前方散乱板を配設することが不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱性平坦化層２６を設けたことによる強度向上により、スペーサーによるギャップ（液晶層の厚み）制御がより容易となる。
【００３７】
次に、図４乃至図６は、反射型カラー液晶表示装置内で液晶層に対して観測者側と反対側に配設されるタイプの本発明のカラーフィルタの実施形態を示す概略縦断面図である。
【００３８】
第４の実施形態
まず、図４に示されるカラーフィルタ３１は、基板３２上に設けた駆動素子層３３と、この駆動素子層３３上に順次積層された反射電極層３４、光散乱層３５、着色層３６、透明電極層３８とを備えており、着色層３６は赤色着色パターン３６Ｒ、緑色着色パターン３６Ｇおよび青色着色パターン３６Ｂから構成され、反射電極層３４と透明電極層３８は各着色パターンごとに導通している。
【００３９】
カラーフィルタ３１を構成する基板３２は、各種のガラス基板、金属基板、樹脂基板、これらの２種以上の材料からなる複合基板等を使用することができ、その厚みは、カラーフィルタ３１の用途等を考慮して適宜設定することができ、例えば、０．３〜１０ｍｍ程度とすることができる。
【００４０】
カラーフィルタ３１を構成する駆動素子層３３は、所定のパターンで形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）およびドレイン、ソース、ゲートの各電極からなっている。また、反射電極層３４はドレイン電極に接続された画素電極であり、絶縁層を介して駆動素子層３３上に形成され、鏡面仕上げが施されている。また、後述するような半透過型カラー液晶表示装置に用いる場合、反射電極層３４をハーフミラー型電極層や穴あき型電極層とすることができる。この反射電極層３４は、アルミニウム、クロム、金、銀、銅等の金属薄膜で形成され、厚みは５００〜１００００Å、好ましくは１０００〜３０００Åの範囲で設定することができる。このような反射電極層３４は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等の公知の薄膜形成方法により形成することができる。
【００４１】
カラーフィルタ３１を構成する光散乱層３５は、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものであり、光透過性樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。
【００４２】
上記の光透過性樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂等を挙げることができ、屈折率、反射電極層３４や着色層３６との密着性等を考慮して、１種の単独で、または、２種以上の混合物として使用することができる。
【００４３】
また、光散乱作用を有する微粒子としては、、酸化珪素、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無機物、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の有機物、あるいは、これらの２種以上の混合系等の微粒子を挙げることができる。
これらの微粒子は、平均粒径が０．１〜５．０μｍ、好ましくは０．１〜４．０μｍ、より好ましくは０．１〜２．０μｍの範囲であり、平均粒径が０．１μｍ未満では、散乱効果が殆ど得られない。また、光散乱層３５における微粒子の含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲であり、光散乱層３５の厚みは０．５〜２０μｍ、好ましくは１．０〜１０μｍ程度である。
【００４４】
このカラーフィルタ３１においても、光散乱性３５に用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。
【００４５】
着色層３６は、公知の顔料分散法、染色法、電着法等により形成することができ、また、各着色パターン（３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ）も、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等、特に制限はない。
【００４６】
このようなカラーフィルタ３１は、仮に光散乱層３５に色付きがあっても、着色層３６の色特性補正で確実に補うことができるので、カラーフィルタ３１を使用して別工程で製造した反射型カラー液晶表示装置においても、色特性の低下がほとんど生じることはない。また、カラーフィルタ３１内に光散乱層３５を備えるので、従来の反射型カラー液晶表示装置で観測者側に配設されていた前方散乱板が不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱層３５を介在させることによって反射電極層３４と着色層３６との密着性をより高いものとすることができる。
【００４７】
第５の実施形態
また、図５に示されるカラーフィルタ４１は、基板４２上に設けた駆動素子層４３と、この駆動素子層４３上に順次積層された反射電極層４４、光散乱性着色層４６、透明電極層４８とを備えており、光散乱性着色層４６は赤色着色パターン４６Ｒ、緑色着色パターン４６Ｇおよび青色着色パターン４６Ｂから構成されている。
【００４８】
上記のカラーフィルタ４１を構成する基板４２、駆動素子層４３、反射電極層４４、透明電極層４８は、上述のカラーフィルタ３１における基板３２、駆動素子層３３、反射電極層３４、透明電極層３８と同様であり、説明を省略する。
【００４９】
カラーフィルタ４１を構成する光散乱性着色層４６は、従来の反射型カラー液晶表示装置における着色層と同様の作用をなすとともに、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものである。
【００５０】
この光散乱性着色層４６は、公知の顔料分散法、染色法、電着法等により形成される着色層中に光散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。光散乱作用を有する微粒子としては、上述のカラーフィルタ３１において挙げた微粒子を使用することができる。この微粒子の光散乱性着色層４６における含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲であり、光散乱性着色層４６の厚みは、０．５〜１５μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍの範囲で設定することができる。
【００５１】
このカラーフィルタ４１においても、光散乱性着色層４６に用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。
【００５２】
尚、光散乱性着色層４６の各着色パターン（４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ）は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等、特に制限はない。
【００５３】
このようなカラーフィルタ４１は、光散乱作用を有する微粒子を分散させた光散乱性着色層４６の色特性が本来の着色層の色特性から変化しても、光分散性着色層４６の製造段階における色特性補正で確実に補うことができ、かつ、光散乱程度を微粒子含有量の調整により各色ごとに微妙に制御することが可能である。
したがって、カラーフィルタ４１を使用して別工程で製造した反射型カラー液晶表示装置においても、光散乱に伴う色特性の低下がほとんど生じることはない。
また、カラーフィルタ４１内に光散乱性着色層４６を備えるので、従来の反射型カラー液晶表示装置で観測者側に配設されていた前方散乱板が不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が可能となる。
【００５４】
第６の実施形態
さらに、図６に示されるカラーフィルタ５１は、基板５２上に設けた駆動素子層５３と、この駆動素子層５３上に順次積層された反射電極層５４、着色層５６、光散乱性平坦化層５７および透明電極層５８とを備えており、着色層５６は赤色着色パターン５６Ｒ、緑色着色パターン５６Ｇおよび青色着色パターン５６Ｂから構成されている。
【００５５】
上記のカラーフィルタ５１を構成する基板５２、駆動素子層５３、反射電極層５４、着色層５６および透明電極層５８は、上述のカラーフィルタ３１における基板３２、駆動素子層３３、反射電極層３４、着色層３６および透明電極層３８と同様であり、説明を省略する。
【００５６】
カラーフィルタ５１を構成する光散乱性平坦化層５７は、着色層５６の表面の微小な凹凸をなくして液晶層の厚みを均一にするとともに、反射型液晶表示装置に入射した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものである。
この光散乱性平坦化層５７は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂等の樹脂中に光散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。光散乱作用を有する微粒子としては、上述のカラーフィルタ３１において挙げた微粒子を使用することができる。光散乱性平坦化層５７における微粒子の含有量は０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲であり、光散乱性平坦化層５７の厚みは０．５〜２０μｍ、好ましくは１．０〜１０μｍ程度である。
【００５７】
このカラーフィルタ５１においても、光散乱性平坦化層５７に用いる微粒子を上述のような材料とすることにより、ヘイズ値を１０〜９０、好ましくは２５〜８０、より好ましくは４０〜６０の範囲、全光線透過率を３０％以上、拡散光線透過率を１０％以上とすることが可能である。
【００５８】
このようなカラーフィルタ５１は、仮に光散乱性平坦化層５７に色付きがあっても、カラーフィルタ５１の製造段階において着色層５６の色特性補正で確実に補うことができ、カラーフィルタ５１を使用した反射型カラー液晶表示装置において光散乱に伴う色特性の低下を生じることがない。また、カラーフィルタ５１内に光散乱性平坦化層５７を備えるので、従来の反射型カラー液晶表示装置で観測者側に配設されていた前方散乱板が不要となり、高輝度の反射型カラー液晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱性平坦化層５７を設けたことによる強度向上により、スペーサーによるギャップ（液晶層の厚み）制御がより容易となる。
【００５９】
尚、本発明のカラーフィルタは、着色層４，２４，３６，５６、光散乱性着色層１４，４６を構成する各着色パターンの間に位置するようにブラックマトリックスを備えるものであってもよい。この場合、ブラックマトリックスは遮光性樹脂、クロム等の金属により形成することができる。
【００６０】
次に、本発明のカラーフィルタを用いた反射型カラー液晶表示装置の例を挙げる。
【００６１】
図７は図１に示される本発明のカラーフィルタ１を用いた反射型カラー液晶表示装置を示す概略縦断面図である。図７において、反射型カラー液晶表示装置６１は、観察者側に本発明のカラーフィルタ１を配設し、このカラーフィルタ１の透明基板２上に位相差板６２と偏光板６３を備え、基板６５上に駆動素子層６６、反射電極層６７が形成された対向電極基板と上記カラーフィルタ１との間に液晶層６８を形成したものである。
【００６２】
また、図８は図５に示される本発明のカラーフィルタ４１を用いた反射型カラー液晶表示装置を示す概略縦断面図である。図８において、反射型カラー液晶表示装置７１は、透明基板７２の一方の面に透明電極層７３を備え他の面に位相差板７４と偏光板７５を備えた対向基板と、本発明のカラーフィルタ４１とを所定のギャップを介して向かい合わせ、間隙部に液晶層７８を形成したものである。
この反射型カラー液晶表示装置７１では、本発明のカラーフィルタ４１が液晶層７８を介して観察者側と反対側に位置する。
【００６３】
本発明のカラーフィルタは、上述のような反射型カラー液晶表示装置の他に半透過型カラー液晶表示装置にも用いることができる。
【００６４】
半透過型カラー液晶表示装置は、透過型と反射型の各カラー液晶表示装置の長所を兼ね備えたものとして開発されており、１つの画素の中に、透過表示部分と反射表示部分を形成し、従来、表示原理の異なる液晶表示モードであった透過／反射の液晶表示モードを両立した表示モードを備えるものである。
【００６５】
図７に示すような構造で半透過型カラー液晶表示装置を作製する場合、上述の反射電極層６７をハーフミラー型の電極層や穴あき型の電極層とし、本発明のカラーフィルタ１，１１，２１はそのまま使用することができる。
【００６６】
また、図８に示すような構造で半透過型カラー液晶表示装置を作製する場合、上述の本発明のカラーフィルタ３１，４１，５１の各反射電極層３４，４４，５４をハーフミラー型の電極層や穴あき型の電極層とする。ハーフミラー型電極層は、一部の光を透過させ残りを反射する半透過特性を導電性薄膜自体にもたせたものであり、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等の公知の成膜プロセスを制御することにより形成できる。また、穴あき型電極層は、１つの画素を面積的に透過部（穴あき部）と反射部に割り振ったものであり、上記のような成膜方法により金属薄膜を成膜した後、これをパターニングして所定の微細開口を設けることにより形成できる。
【００６７】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
【００６８】
（実施例１）
基板として、厚み１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備した。このガラス基板上に下記組成の光散乱層用塗工液をスピンコーティング法により塗布し乾燥させ、その後、露光、現像、ポストべーク（２００℃、３０分）を行い光散乱層（厚み１０μｍ）を形成した。
【００６９】
光散乱層用塗工液
・アクリル系樹脂 … ５０重量部
（日本化薬（株）製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＴ．３０）
・メラミンビーズ（平均粒径０．７μｍ） … １０重量部
・重合開始剤 … ４重量部
（チバガイギー社製イルガキュア１８４）
・希釈溶剤 … ３６重量部
（ポリエチレングリコールモノエチルアセテート）
【００７０】
次に、光散乱層上に赤色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＲ−７０００）をスピンコーティング法により塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、その後、現像液（富士フィルムオーリン（株）製ＣＤ）を用いて現像し、ガラス基板を２００℃に３０分間保持して着色層を硬化させ赤色の着色パターンを形成した。
【００７１】
同様に、緑色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＧ−７０００）および青色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＢ−７０００）を使用して、上記と同様にして緑色の着色パターン、青色の着色パターンを形成し着色層とした。尚、この着色層形成では、上記の光散乱層の色付きの色特性補正のために、感光性着色材料のコーティング膜の厚さを、従来の５０〜８０％とした。
【００７２】
次いで、上記の着色層上に定法にしたがって透明電極（ＩＴＯ）層を形成し、この透明電極層上にポリイミド樹脂の配向膜（厚み０．０５μｍ）を形成して、図１に示されるような構造のカラーフィルタ（実施例１）を得た。
【００７３】
（実施例２）
基板として、厚み１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備した。このガラス基板上に、赤色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＲ−７０００）に光散乱作用を有する微粒子として平均粒径が０．７μｍであるメラミンビーズを２７重量％含有させた塗工液をスピンコーティング法により塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、その後、現像液（富士フィルムオーリン（株）製ＣＤ）を用いて現像し、ガラス基板を２００℃に３０分間保持して着色層を硬化させ赤色の着色パターンを形成した。
【００７４】
同様に、緑色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＧ−７０００）に平均粒径が３．０μｍであるメラミンビーズを２７重量％含有させた塗工液、および、青色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＢ−７０００）に平均粒径が３．０μｍであるメラミンビーズを２７重量％含有させた塗工液を使用して、上記と同様にして緑色の着色パターン、青色の着色パターンを形成し光散乱性着色層とした。
【００７５】
次いで、実施例１と同様にして透明電極（ＩＴＯ）層、配向膜を形成して、図２に示されるような構造のカラーフィルタ（実施例２）を得た。
【００７６】
（実施例３）
基板として、厚み１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備し、このガラス基板上に実施例１と同様にして着色層を形成した。尚、この着色層形成では、後述する光散乱性平坦化層の色付きの色特性補正のために、感光性着色材料のコーティング膜の厚さを、従来の５０〜８０％とした。
【００７７】
次いで、着色層上に下記組成の光散乱性平坦化層用塗工液をスピンコーティング法により塗布し乾燥させ、その後、露光、現像、ポストべーク（２００℃、３０分）を行い光散乱性平坦化層（厚み１０μｍ）を形成した。
【００７８】
光散乱性平坦化層用塗工液
・アクリル系樹脂 … ５０重量部
（日本化薬（株）製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＴ．３０）
・メラミンビーズ（平均粒径０．７μｍ） … １０重量部
・重合開始剤 … ４重量部
（チバガイギー社製イルガキュア１８４）
・希釈溶剤 … ３６重量部
（ポリエチレングリコールモノエチルアセテート）
【００７９】
次いで、光散乱性平坦化層上に実施例１と同様にして透明電極（ＩＴＯ）層、配向膜を形成して、図３に示されるような構造のカラーフィルタ（実施例３）を得た。
【００８０】
上述のように作製した各カラーフィルタ（実施例１〜３）のガラス基板上に位相差板と偏光板を積層した。また、厚み１．１ｍｍのガラス基板上にＴＦＴ駆動素子層、および、アルミニウムからなる反射電極層を形成し、さらにポリイミド樹脂の配向膜（厚み０．０５μｍ）を形成して対向電極基板とし、この対向電極基板とカラーフィルタの各配向膜を対向させ、ネマティック液晶層（厚み５．０μｍ）を設けて反射型カラー液晶表示装置を作製した。
【００８１】
（実施例４）
基板として、厚み１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備し、このガラス基板上にＴＦＴ駆動素子層、および、アルミニウムからなる反射電極層を形成した。次いで、反射電極層上に実施例１と同組成の光散乱層用塗工液をスピンコーティング法により塗布し乾燥させ、その後、露光、現像、ポストべーク（２００℃、３０分）を行い光散乱層（厚み８．０μｍ）を形成した。
【００８２】
次に、光散乱層上に実施例１と同様にして着色層を形成した。尚、この着色層形成では、光散乱層の色付きの色特性補正のために、感光性着色材料のコーティング膜の厚さを、従来の５０〜８０％とした。
【００８３】
次いで、着色層上に透明電極（ＩＴＯ）層を形成し、さらにポリイミド樹脂の配向膜（厚み０．０５μｍ）を形成して、図４に示されるような構造のカラーフィルタ（実施例４）を得た。
（実施例５）
基板として、厚み１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備し、このガラス基板上にＴＦＴ駆動素子層、および、アルミニウムからなる反射電極層を形成した。
【００８４】
次いで、反射電極層上に、赤色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＲ−７０００）に光散乱作用を有する微粒子として平均粒径が０．７μｍであるメラミンビーズを２７重量％含有させた塗工液をスピンコーティング法により塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、その後、現像液（富士フィルムオーリン（株）製ＣＤ）を用いて現像し、ガラス基板を２００℃に３０分間保持して着色層を硬化させ赤色の着色パターンを形成した。
【００８５】
同様に、緑色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＧ−７０００）に平均粒径が０．７μｍであるメラミンビーズを２７重量％含有させた塗工液、および、青色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＢ−７０００）に平均粒径が０．７μｍであるメラミンビーズを２７重量％含有させた塗工液を使用して、上記と同様にして緑色の着色パターン、青色の着色パターンを形成し光散乱性着色層とした。
【００８６】
次いで、光散乱性着色層上に実施例４と同様にして透明電極層を形成し、さらに配向膜を形成して、図５に示されるような構造のカラーフィルタ（実施例５）を得た。
【００８７】
（実施例６）
基板として、厚み１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備し、このガラス基板上にＴＦＴ駆動素子層、および、アルミニウムからなる反射電極層を形成した。
【００８８】
次いで、反射電極層上に実施例１と同様にして着色層を形成した。尚、この着色層形成では、後述する光散乱性平坦層の色付きの色特性補正のために、感光性着色材料のコーティング膜の厚さを、従来の５０〜８０％とした。
【００８９】
次に、着色層上に実施例３と同組成の光散乱性平坦化層用塗工液をスピンコーティング法により塗布し乾燥させ、その後、露光、現像、ポストべーク（２００℃、３０分）を行い光散乱性平坦化層（厚み８．０μｍ）を形成した。
【００９０】
次いで、光散乱性平坦化層上に実施例４と同様に透明電極層を形成し、さらに配向膜を形成して、図６に示されるような構造のカラーフィルタ（実施例６）を得た。
【００９１】
そして、厚み１．１ｍｍのガラス基板の一方の面に透明電極（ＩＴＯ）層を形成し、さらにポリイミド樹脂の配向膜（厚み０．０５μｍ）を形成し、ガラス基板の他の面に位相差板と偏光板を積層して対向基板を形成した。この対向基板と上述のように作製した各カラーフィルタ（実施例４〜６）の配向膜を対向させ、ネマティック液晶層（厚み５．０μｍ）を設けて反射型カラー液晶表示装置を作製した。
【００９２】
（比較例）
光散乱層を設けない他は、実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製した。
そして、このカラーフィルタ（比較例）のガラス基板上に位相差板と前方散乱層を内蔵した偏光板（日東電工（株）製ＡＧＳ１）を積層した。また、厚み１．１ｍｍのガラス基板上にＴＦＴ駆動素子層、アルミニウムからなる反射電極層を形成し、さらにポリイミド樹脂の配向膜（厚み０．０５μｍ）を形成して対向電極基板とし、この対向電極基板の配向膜とカラーフィルタの配向膜を対向させ、ネマティック液晶層（厚み５．０μｍ）を設けて反射型カラー液晶表示装置を作製した。
【００９３】
上述のように本発明のカラーフィルタ（実施例１〜６）と比較のカラーフィルタ（比較例）をそれぞれ用いた各反射型カラー液晶表示装置の表示画像の輝度を下記の方法で測定して、結果を下記の表１に示した。
輝度の測定方法
輝度計（トプコン（株）製ＢＭ７）を正面に設置し、光源入射角度を
１５°、２０°、３０°、４５°と変化させて反射率（正面輝度）を
測定した。
【００９４】
また、本発明のカラーフィルタ（実施例１〜３）と比較のカラーフィルタ（比較例）のヘイズ値、全光線透過率、拡散光線透過率を東洋精機製作所（株）製直読ヘイズメーターで測定して、結果を下記の表１に示した。
【００９５】
【表１】

表１に示されるように、本発明のカラーフィルタ（実施例１〜６）を用いた各反射型カラー液晶表示装置は、いずれも高輝度で、かつ、視野角度の広い画像表示が可能であり、本発明のカラーフィルタ（実施例１〜３）は、いずれもヘイズ値、全光線透過率および拡散光線透過率が高いものであった。また、視差（像ボケ）の発生はみられなかった。
【００９６】
これに対して、比較のカラーフィルタ（比較例）は、視野角度が狭く、ヘイズ値、全光線透過率、拡散光線透過率が低く、このカラーフィルタを用いた反射型カラー液晶表示装置の表示画像は、輝度の低下がみられ、視差（像ボケ）発生による画像品質の低下が明らかであり、また、視野角度も狭いものであった。
【００９７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によればカラーフィルタ内に光散乱機能を有する光散乱層、光散乱性着色層あるいは光散乱性平坦化層を備えているので、反射型カラー液晶表示装置においてカラーフィルタ上（観測者側）に従来の前方散乱板を配設することが不要となり、かつ、前方散乱板を付加することに伴う輝度および色特性の低下をカラーフィルタ自体において着色層の色特性補正で確実に補うことができるので、カラーフィルタ製造とは別の工程で製造された反射型カラー液晶表示装置においても、表示画像は輝度が高く色特性に優れたものとなる。また、従来の前方散乱板を付加することに伴う視差（像ボケ）が解消されるので、高画質の液晶表示装置が可能となる。さらに、光散乱層上に着色層を設けた場合には、特に色補正が行い易く、また、光散乱性着色層を設けた場合には、光散乱層と着色層とを一括して形成できるので製造工程の簡略化が可能であり、また、光散乱性平坦化層を設けた場合には、保護層、平坦化膜としての機能も付加することができる。さらに、反射電極層を備えた本発明のカラーフィルタでは、反射電極層をハーフミラー型の電極層や穴あき型の電極層とすることにより、半透過型カラー液晶表示装置にも使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す概略縦断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す概略縦断面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す概略縦断面図である。
【図６】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す概略縦断面図である。
【図７】本発明のカラーフィルタを用いた反射型カラー液晶表示装置の一例を示す概略縦断面図である。
【図８】本発明のカラーフィルタを用いた反射型カラー液晶表示装置の他の例を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１…カラーフィルタ
２，１２，２２…透明基板
３…光散乱層
４，２４…着色層
１４…光散乱性着色層
５，１５，２５…透明電極層
２６…光散乱性平坦化層
３１，４１，５１…カラーフィルタ
３２，４２，５２…基板
３３，４３，５３…駆動素子層
３４，４４，５４…反射電極層
３５…光散乱層
３６，５６…着色層
３８，４８，５８…透明電極層
４６…光散乱性着色層
５７…光散乱性平坦化層
６１，７１…反射型カラー液晶表示装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color filter, and more particularly to a color filter for a reflective or transflective liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a color liquid crystal display device has attracted attention as a flat display, and the color liquid crystal display device is classified into a reflection type and a transmission type. The reflective color liquid crystal display device is, for example, a colored layer (a black matrix or a flattening layer as required) composed of a plurality of colors (usually, three primary colors of red (R), green (G), and blue (B)). And a color filter having a transparent electrode layer, a reflective electrode layer made of a metal such as aluminum, and a TFT array substrate having a thin film transistor (TFT element) face each other with a predetermined gap therebetween. A liquid crystal layer is formed, and a phase difference plate, a polarizing plate, and a forward scattering plate are provided on the color filter (observer side). The forward scattering plate has a light scattering function, and is provided in order to ensure adequate visibility by causing appropriate scattering of light incident on the reflective liquid crystal display device.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional reflective color liquid crystal display device has a problem in that the presence of the front scattering plate causes a decrease in luminance and color characteristics of the liquid crystal display device. This was due to the color of the front scattering plate. There is also a problem that parallax (image blur) occurs due to the presence of the front scattering plate. The above-described decrease in luminance is a problem that cannot be avoided in the conventional reflective color liquid crystal display device in which the front scattering plate is disposed on the color filter (observer side). In addition, the deterioration of the color characteristics can be prevented by correcting the color characteristics corresponding to the coloring of the front scattering plate in the color filter, but the manufacture of the color filter and the manufacture of the liquid crystal display device are separate processes. In some cases, it is not easy to properly correct the color characteristics in the color filter.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a color filter that enables a reflective or transflective color liquid crystal display device having high luminance and excellent color characteristics. To do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve such an object, the first invention includes a transparent substrate, a light scattering layer provided on the transparent substrate, a colored layer comprising a plurality of colored patterns on the light scattering layer, and a transparent electrode. The light scattering layer is a light composed of one or more selected from acrylic resins, epoxy resins, polyvinyl alcohol resins, polyimide resins, and vinyl ether resins. Fine particles having a light scattering action dispersed in a transparent resin in a content range of 1.0 to 50% by weight, and the fine particles are divinylbenzene-based resin, benzoguanamine-based resin, styrene-based resin, melamine-based resin 1 type or 2 or more types of fine particles selected from a resin, a polycarbonate-based resin, and a polyvinyl chloride-based resin, and an average particle diameter thereof is in a range of 0.1 to 2.0 μm.Color filterThe haze value was in the range of 40-60.
[0006]
  A second invention includes a transparent substrate, a light-scattering colored layer comprising a plurality of colored patterns provided on the transparent substrate, and a transparent electrode layer provided on the light-scattering colored layer. The scattering colored layer is obtained by dispersing fine particles having a light scattering action in the colored layer in a content range of 1.0 to 50% by weight, and the fine particles include divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, styrene. One type or two or more types of fine particles selected from a resin, a melamine resin, a polycarbonate resin, and a polyvinyl chloride resin, and the average particle diameter is in the range of 0.1 to 2.0 μm.Color filterThe haze value was in the range of 40-60.
[0007]
  The third invention comprises a transparent substrate, a colored layer comprising a plurality of colored patterns provided on the transparent substrate, and a transparent electrode layer provided on the colored layer via a light scattering flattening layer. The light scattering flattening layer is a fine particle having a light scattering action in one or more resins selected from acrylic resins, epoxy resins, vinyl ether resins, polyimide resins, and propynyl resins. In the range of 1.0 to 50% by weight, and the fine particles are divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, styrene resin, melamine resin, polycarbonate resin, polyvinyl chloride resin. 1 type or 2 or more types of fine particles selected from the above, the average particle size is in the range of 0.1-2.0 μm,Color filterThe haze value was in the range of 40-60.
[0008]
  According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a substrate, a driving element layer and a reflective electrode layer sequentially stacked on the substrate, and a colored layer comprising a plurality of colored patterns provided on the reflective electrode layer via a light scattering layer. The light scattering layer has a light scattering action in a light transmissive resin composed of one or more selected from acrylic resins, epoxy resins, polyvinyl alcohol resins, polyimide resins, and vinyl ether resins. The fine particles are dispersed in the range of 1.0 to 50% by weight, and the fine particles are divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, styrene resin, melamine resin, polycarbonate resin, polyvinyl chloride. 1 type or 2 or more types of fine particles selected from a resin based on an average particle size of 0.1 to 2.0 μm,Color filterThe haze value was in the range of 40-60.
[0009]
  A fifth invention comprises a substrate, a drive element layer and a reflective electrode layer sequentially laminated on the substrate, and a light-scattering colored layer comprising a plurality of colored patterns provided on the reflective electrode layer, The light-scattering colored layer is obtained by dispersing fine particles having a light scattering action in the colored layer in a content range of 1.0 to 50% by weight. The fine particles include divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, One or more fine particles selected from styrene-based resins, melamine-based resins, polycarbonate-based resins, and polyvinyl chloride-based resins, and the average particle diameter is in the range of 0.1 to 2.0 μm.Color filterThe haze value was in the range of 40-60.
[0010]
  According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a substrate, a driving element layer sequentially laminated on the substrate, a reflective electrode layer, a colored layer composed of a plurality of colored patterns, and a light scattering flattening layer provided on the colored layer. The light scattering flattening layer has a light scattering action in a resin composed of one or more selected from acrylic resins, epoxy resins, vinyl ether resins, polyimide resins, and propynyl resins. Fine particles are dispersed in the range of 1.0 to 50% by weight, and the fine particles are divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, styrene resin, melamine resin, polycarbonate resin, polyvinyl chloride resin. 1 type or 2 types or more of fine particles selected from resin, the average particle size is in the range of 0.1 to 2.0 μm,Color filterThe haze value was in the range of 40-60.
[0012]
In the present invention as described above, a light scattering layer having a light scattering function, a light scattering colored layer, or a light scattering flattening layer is provided in the color filter. The characteristic correction can surely compensate, and the color characteristic of the color filter itself is reliably prevented from being lowered, and it is not necessary to provide a forward scattering plate on the color filter (observer side).
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described.
[0014]
1 to 3 are schematic longitudinal sectional views showing an embodiment of the color filter of the present invention of the type disposed on the observer side with respect to the liquid crystal layer in the reflective color liquid crystal display device.
[0015]
First embodiment
First, a color filter 1 shown in FIG. 1 includes a transparent substrate 2, a light scattering layer 3 provided on the transparent substrate 2, a colored layer 4 and a transparent electrode layer 5 laminated on the light scattering layer 3. The colored layer 4 includes a red colored pattern 4R, a green colored pattern 4G, and a blue colored pattern 4B.
[0016]
As the transparent substrate 2 constituting the color filter 1, a flexible rigid material such as quartz glass, pyrex glass, synthetic quartz plate, etc., or a flexible resin material such as a transparent resin film or an optical resin plate is used. A transparent flexible material can be used. Among them, Corning 7059 glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is an alkali-free glass containing no alkali component in the active matrix. Suitable for color filters for color liquid crystal display devices.
[0017]
The light scattering layer 3 that constitutes the color filter 1 is for generating appropriate scattering for the light incident on the reflective liquid crystal display device to ensure sufficient visibility. Light scattering is performed in the light-transmitting resin. The fine particles having an action are dispersed.
[0018]
Examples of the light transmissive resin include acrylic resins, epoxy resins, polyvinyl alcohol resins, polyimide resins, vinyl ether resins, and the like. Refractive index, adhesion to the transparent substrate 2 and the colored layer 4 In consideration of the above, it can be used singly or as a mixture of two or more.
[0019]
In addition, the fine particles having a light scattering action include inorganic substances such as silicon oxide, aluminum oxide, barium sulfate, acrylic resins, divinylbenzene resins, benzoguanamine resins, styrene resins, melamine resins, acrylic-styrene resins, Examples thereof include organic substances such as polycarbonate resin, polyethylene resin, and polyvinyl chloride resin, or fine particles such as a mixture of two or more thereof. These fine particles have an average particle size in the range of 0.1 to 5.0 μm, preferably 0.1 to 4.0 μm, more preferably 0.1 to 2.0 μm, and the average particle size is less than 0.1 μm. Then, almost no scattering effect is obtained. The content of fine particles in the light scattering layer 3 is in the range of 0.5 to 70% by weight, preferably 1.0 to 50% by weight, and the thickness of the light scattering layer 3 is 0.5 to 20 μm, preferably 1 About 0 to 10 μm.
[0020]
Here, in order to make the intensity of the scattered light by the light scattering layer 3 sufficient, it is necessary to increase the haze value [haze value = (diffuse light transmittance) / (total light transmittance) × 100]. . In order to enable a high haze value (high degree of coarseness), it is necessary to increase the fine particle concentration and the thickness of the light scattering layer. However, it is not preferable that the total light transmittance and the diffuse light transmittance are reduced at this time. For example, when known titanium oxide or calcium carbonate is used as a general fine particle, if the fine particle concentration or the thickness of the light scattering layer is increased, the light shielding property of the particle is expressed, and the total light transmittance is significantly reduced. End up. In the color filter 1 of the present invention, the fine particles used in the light scattering layer 3 are made of the above-described materials, so that the haze value is 10 to 90, preferably 25 to 80, more preferably 40 to 60, and all light rays. It is possible to set the transmittance to 30% or more and the diffused light transmittance to 10% or more. In the present invention, the haze value is measured using a direct reading haze meter manufactured by Toyo Seiki Seisakusho.
[0021]
The colored layer 4 can be formed by a known pigment dispersion method, dyeing method, electrodeposition method or the like, and each colored pattern (4R, 4G, 4B) is also a stripe type, mosaic type, triangle type, four pixels. There are no particular restrictions on the arrangement type.
[0022]
Furthermore, the transparent electrode layer 5 constituting the color filter 1 is made of indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO), etc., and alloys thereof, using a sputtering method, a vacuum evaporation method, It can be formed by a general film forming method such as a CVD method. The thickness of the transparent electrode layer 5 is about 0.01 to 1 μm, preferably about 0.03 to 0.5 μm.
[0023]
In such a color filter 1, even if the light scattering layer 3 is colored, it can be surely compensated by correcting the color characteristics of the colored layer 4. Therefore, the reflection produced in a separate process using the color filter 1. In the color liquid crystal display device, color characteristics are hardly deteriorated due to light scattering, and since the light scattering layer 3 is provided in the color filter 1, conventional reflection on the color filter (observer side). It becomes unnecessary to dispose the front scattering plate used in the liquid crystal color liquid crystal display device, and a high-brightness reflective color liquid crystal display device is possible. Furthermore, the light scattering layer 3 can further enhance the adhesion between the transparent substrate 2 and the colored layer 4.
[0024]
Second embodiment
The color filter 11 shown in FIG. 2 includes a transparent substrate 12, a light scattering colored layer 14 provided on the transparent substrate 12, and a transparent electrode layer 15 provided on the light scattering colored layer 14. The light scattering colored layer 14 includes a red colored pattern 14R, a green colored pattern 14G, and a blue colored pattern 14B.
[0025]
The transparent substrate 12 and the transparent electrode layer 15 constituting the color filter 11 are the same as the transparent substrate 2 and the transparent electrode layer 5 in the color filter 1 described above, and a description thereof is omitted.
[0026]
The light-scattering colored layer 14 constituting the color filter 11 functions in the same manner as the colored layer in the conventional reflective color liquid crystal display device, and causes moderate scattering of light incident on the reflective liquid crystal display device. This is to ensure sufficient visibility.
[0027]
This light scattering colored layer 14 is obtained by dispersing fine particles having a light scattering action in a colored layer formed by a known pigment dispersion method, dyeing method, electrodeposition method or the like. As the fine particles having a light scattering action, the fine particles mentioned in the above color filter 1 can be used. The content of these fine particles in the light-scattering colored layer 14 is 0.5 to 70% by weight, preferably 1.0 to 50% by weight, and the thickness of the light-scattering colored layer 14 is 0.05 to 70% by weight. It can be set in the range of 15 μm, preferably 0.5 to 15 μm, more preferably 0.5 to 10 μm.
[0028]
Also in this color filter 11, by using the fine particles used for the light-scattering colored layer 14 as described above, the haze value is in the range of 10 to 90, preferably 25 to 80, more preferably 40 to 60. The light transmittance can be 30% or more and the diffuse light transmittance can be 10% or more.
[0029]
In addition, each coloring pattern (14R, 14G, 14B) of the light-scattering colored layer 14 is not particularly limited, such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, and a four-pixel arrangement type.
[0030]
In such a color filter 11, even if the color characteristic of the light-scattering colored layer 14 in which fine particles having a light-scattering action are dispersed changes from the color characteristic of the original colored layer, the manufacturing stage of the light-dispersible colored layer 14 It is possible to reliably compensate for the color characteristic correction and to finely control the degree of light scattering for each color by adjusting the fine particle content. Therefore, even in a reflective color liquid crystal display device manufactured in a separate process using the color filter 11, color characteristics are hardly deteriorated due to light scattering, and a light scattering colored layer is formed in the color filter 11. 14, it becomes unnecessary to dispose the front scattering plate used in the conventional reflective color liquid crystal display device on the color filter (observer side), and a high brightness reflective color liquid crystal display device is possible. It becomes.
[0031]
Third embodiment
Further, the color filter 21 shown in FIG. 3 includes a transparent substrate 22, a colored layer 24, a light scattering flattening layer 26, and a transparent electrode layer 25 laminated on the transparent substrate 22. Reference numeral 24 includes a red coloring pattern 24R, a green coloring pattern 24G, and a blue coloring pattern 24B.
[0032]
The transparent substrate 22, the colored layer 24, and the transparent electrode layer 25 that constitute the color filter 21 are the same as the transparent substrate 2, the colored layer 4, and the transparent electrode layer 5 in the color filter 1, and a description thereof is omitted.
[0033]
The light scattering flattening layer 26 constituting the color filter 21 eliminates minute irregularities on the surface of the colored layer 24 to form a flat surface for forming a transparent electrode layer, and light incident on the reflective liquid crystal display device. This is to ensure adequate visibility by causing moderate scattering.
[0034]
The light scattering flattening layer 26 is obtained by dispersing fine particles having a light scattering action in a resin such as an acrylic resin, an epoxy resin, a vinyl ether resin, a polyimide resin, or a propynyl resin. As the fine particles having a light scattering action, the fine particles mentioned in the above color filter 1 can be used. The content of fine particles in the light scattering flattening layer 26 is in the range of 0.5 to 70% by weight, preferably 1.0 to 50% by weight, and the thickness of the light scattering flattening layer 26 is 0.5 to 20 μm. The thickness is preferably about 1.0 to 10 μm.
[0035]
Also in this color filter 21, by using the fine particles used for the light-scattering flattening layer 26 as described above, the haze value is 10 to 90, preferably 25 to 80, more preferably 40 to 60, The total light transmittance can be 30% or more, and the diffuse light transmittance can be 10% or more.
[0036]
In such a color filter 21, even if the light scattering flattening layer 26 is colored, it can be reliably compensated by correcting the color characteristics of the colored layer 24 in the manufacturing stage of the color filter 21. For this reason, even in a reflective color liquid crystal display device manufactured in a separate process using the color filter 21, there is almost no deterioration in color characteristics due to light scattering. Further, since the light scattering flattening layer 26 is provided in the color filter 21, it is not necessary to dispose a forward scattering plate used in the conventional reflective color liquid crystal display device on the color filter (observer side). Thus, a reflection type color liquid crystal display device with high luminance becomes possible. Further, the strength improvement by providing the light scattering flattening layer 26 makes it easier to control the gap (the thickness of the liquid crystal layer) by the spacer.
[0037]
Next, FIG. 4 to FIG. 6 are schematic longitudinal sectional views showing an embodiment of the color filter of the present invention of the type disposed on the opposite side to the observer side with respect to the liquid crystal layer in the reflective color liquid crystal display device. It is.
[0038]
Fourth embodiment
First, a color filter 31 shown in FIG. 4 includes a drive element layer 33 provided on a substrate 32, a reflective electrode layer 34, a light scattering layer 35, a colored layer 36, and a transparent layer sequentially stacked on the drive element layer 33. The colored layer 36 includes a red colored pattern 36R, a green colored pattern 36G, and a blue colored pattern 36B. The reflective electrode layer 34 and the transparent electrode layer 38 are electrically connected to each colored pattern. .
[0039]
As the substrate 32 constituting the color filter 31, various glass substrates, metal substrates, resin substrates, composite substrates made of these two or more materials, and the like can be used. Can be set as appropriate, for example, about 0.3 to 10 mm.
[0040]
The drive element layer 33 constituting the color filter 31 includes a thin film transistor (TFT) formed in a predetermined pattern and drain, source, and gate electrodes. The reflective electrode layer 34 is a pixel electrode connected to the drain electrode, is formed on the drive element layer 33 via an insulating layer, and has a mirror finish. When used in a transflective color liquid crystal display device as will be described later, the reflective electrode layer 34 can be a half-mirror electrode layer or a perforated electrode layer. The reflective electrode layer 34 is formed of a metal thin film such as aluminum, chromium, gold, silver, or copper, and the thickness can be set in the range of 500 to 10,000 mm, preferably 1000 to 3000 mm. Such a reflective electrode layer 34 can be formed by a known thin film forming method such as an evaporation method, a sputtering method, a CVD method, or an ion plating method.
[0041]
The light scattering layer 35 constituting the color filter 31 is for generating appropriate scattering for the light incident on the reflective liquid crystal display device to ensure sufficient visibility. Light scattering is performed in the light-transmitting resin. The fine particles having an action are dispersed.
[0042]
Examples of the light-transmitting resin include acrylic resins, epoxy resins, polyvinyl alcohol resins, polyimide resins, vinyl ether resins, and the like. Refractive index, adhesion to the reflective electrode layer 34 and the colored layer 36 In consideration of the properties and the like, they can be used alone or as a mixture of two or more.
[0043]
The fine particles having light scattering action include inorganic substances such as silicon oxide, aluminum oxide, barium sulfate, acrylic resins, divinylbenzene resins, benzoguanamine resins, styrene resins, melamine resins, acrylic-styrene resins. And organic substances such as polycarbonate resin, polyethylene resin and polyvinyl chloride resin, or fine particles such as a mixture of two or more thereof.
These fine particles have an average particle size in the range of 0.1 to 5.0 μm, preferably 0.1 to 4.0 μm, more preferably 0.1 to 2.0 μm, and the average particle size is less than 0.1 μm. Then, almost no scattering effect is obtained. The content of the fine particles in the light scattering layer 35 is in the range of 0.5 to 70% by weight, preferably 1.0 to 50% by weight, and the thickness of the light scattering layer 35 is 0.5 to 20 μm, preferably 1 About 0 to 10 μm.
[0044]
Also in this color filter 31, by using the fine particles used for the light scattering property 35 as described above, the haze value is 10 to 90, preferably 25 to 80, more preferably 40 to 60, and the total light transmission. The rate can be 30% or more, and the diffused light transmittance can be 10% or more.
[0045]
The colored layer 36 can be formed by a known pigment dispersion method, dyeing method, electrodeposition method or the like, and each colored pattern (36R, 36G, 36B) is also a stripe type, a mosaic type, a triangle type, four pixels. There are no particular restrictions on the arrangement type.
[0046]
Since such a color filter 31 can be reliably compensated by correcting the color characteristics of the colored layer 36 even if the light scattering layer 35 is colored, the reflective filter manufactured by a separate process using the color filter 31. Even in the color liquid crystal display device, the color characteristics hardly deteriorate. Further, since the light scattering layer 35 is provided in the color filter 31, the front scattering plate disposed on the observer side in the conventional reflective color liquid crystal display device is not required, and a high brightness reflective color liquid crystal display device is provided. It becomes possible. Further, by interposing the light scattering layer 35, the adhesion between the reflective electrode layer 34 and the colored layer 36 can be made higher.
[0047]
Fifth embodiment
5 includes a driving element layer 43 provided on a substrate 42, a reflective electrode layer 44, a light-scattering colored layer 46, and a transparent electrode layer sequentially stacked on the driving element layer 43. 48, and the light-scattering colored layer 46 is composed of a red colored pattern 46R, a green colored pattern 46G, and a blue colored pattern 46B.
[0048]
The substrate 42, the drive element layer 43, the reflective electrode layer 44, and the transparent electrode layer 48 constituting the color filter 41 are the substrate 32, drive element layer 33, reflective electrode layer 34, and transparent electrode layer 38 in the color filter 31 described above. The description is omitted.
[0049]
The light-scattering colored layer 46 constituting the color filter 41 functions in the same manner as the colored layer in the conventional reflective color liquid crystal display device, and causes moderate scattering of light incident on the reflective liquid crystal display device. This is to ensure sufficient visibility.
[0050]
The light scattering colored layer 46 is obtained by dispersing fine particles having a light scattering action in a colored layer formed by a known pigment dispersion method, dyeing method, electrodeposition method or the like. As the fine particles having a light scattering action, the fine particles mentioned in the above color filter 31 can be used. The content of the fine particles in the light-scattering colored layer 46 is in the range of 0.5 to 70% by weight, preferably 1.0 to 50% by weight, and the thickness of the light-scattering colored layer 46 is 0.5 to 15 μm. Preferably, it can set in the range of 0.5-10 micrometers.
[0051]
Also in this color filter 41, by using the fine particles used for the light-scattering colored layer 46 as described above, the haze value is in the range of 10 to 90, preferably 25 to 80, more preferably 40 to 60. The light transmittance can be 30% or more and the diffuse light transmittance can be 10% or more.
[0052]
In addition, each coloring pattern (46R, 46G, 46B) of the light-scattering colored layer 46 is not particularly limited, such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, and a four-pixel arrangement type.
[0053]
In such a color filter 41, even if the color characteristic of the light-scattering colored layer 46 in which fine particles having a light-scattering action are dispersed changes from the color characteristic of the original colored layer, the manufacturing stage of the light-dispersible colored layer 46 It is possible to reliably compensate for the color characteristic correction and to finely control the degree of light scattering for each color by adjusting the fine particle content.
Therefore, even in a reflective color liquid crystal display device manufactured in a separate process using the color filter 41, the color characteristics are hardly deteriorated due to light scattering.
Further, since the light-scattering colored layer 46 is provided in the color filter 41, a front scattering plate disposed on the observer side in the conventional reflective color liquid crystal display device becomes unnecessary, and a high-brightness reflective color liquid crystal display. The device becomes possible.
[0054]
Sixth embodiment
Further, the color filter 51 shown in FIG. 6 includes a driving element layer 53 provided on a substrate 52, a reflective electrode layer 54, a colored layer 56, and a light scattering flattening layer sequentially stacked on the driving element layer 53. 57 and the transparent electrode layer 58, and the colored layer 56 includes a red colored pattern 56R, a green colored pattern 56G, and a blue colored pattern 56B.
[0055]
The substrate 52, the drive element layer 53, the reflective electrode layer 54, the colored layer 56, and the transparent electrode layer 58 constituting the color filter 51 are the substrate 32, the drive element layer 33, the reflective electrode layer 34, and the color filter 31 described above. This is the same as the colored layer 36 and the transparent electrode layer 38, and a description thereof will be omitted.
[0056]
The light scattering flattening layer 57 constituting the color filter 51 eliminates minute irregularities on the surface of the colored layer 56 to make the thickness of the liquid crystal layer uniform, and moderately scatters the light incident on the reflective liquid crystal display device. This is for ensuring sufficient visibility.
The light scattering flattening layer 57 is obtained by dispersing fine particles having a light scattering action in a resin such as an acrylic resin, an epoxy resin, a vinyl ether resin, a polyimide resin, or a propynyl resin. As the fine particles having a light scattering action, the fine particles mentioned in the above color filter 31 can be used. The content of fine particles in the light scattering flattening layer 57 is in the range of 0.5 to 70 wt%, preferably 1.0 to 50 wt%, and the thickness of the light scattering flattening layer 57 is 0.5 to 20 μm. The thickness is preferably about 1.0 to 10 μm.
[0057]
Also in this color filter 51, by using the fine particles used for the light-scattering flattening layer 57 as described above, the haze value is 10 to 90, preferably 25 to 80, more preferably 40 to 60, The total light transmittance can be 30% or more, and the diffuse light transmittance can be 10% or more.
[0058]
In such a color filter 51, even if the light-scattering flattening layer 57 is colored, it can be reliably compensated by correcting the color characteristics of the colored layer 56 in the manufacturing stage of the color filter 51, and the color filter 51 is used. In such a reflective color liquid crystal display device, the color characteristics are not deteriorated due to light scattering. Further, since the light scattering flattening layer 57 is provided in the color filter 51, the front scattering plate disposed on the observer side in the conventional reflection type color liquid crystal display device becomes unnecessary, and the reflection type color liquid crystal with high luminance is obtained. A display device is possible. Further, the strength improvement by providing the light scattering flattening layer 57 makes it easier to control the gap (the thickness of the liquid crystal layer) by the spacer.
[0059]
The color filter of the present invention may be provided with a black matrix so as to be positioned between the colored patterns constituting the

colored layers

4, 24, 36, 56 and the light scattering

colored layers

14, 46. . In this case, the black matrix can be formed of a light shielding resin, a metal such as chromium.
[0060]
Next, an example of a reflective color liquid crystal display device using the color filter of the present invention will be given.
[0061]
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view showing a reflective color liquid crystal display device using the color filter 1 of the present invention shown in FIG. In FIG. 7, the reflective color liquid crystal display device 61 is provided with the color filter 1 of the present invention on the viewer side, and includes a retardation plate 62 and a polarizing plate 63 on a transparent substrate 2 of the color filter 1. A liquid crystal layer 68 is formed between the color filter 1 and the counter electrode substrate on which the driving element layer 66 and the reflective electrode layer 67 are formed on 65.
[0062]
FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view showing a reflective color liquid crystal display device using the color filter 41 of the present invention shown in FIG. In FIG. 8, a reflective color liquid crystal display device 71 includes a counter substrate having a transparent electrode layer 73 on one surface of a transparent substrate 72 and a retardation plate 74 and a polarizing plate 75 on the other surface, and the color of the present invention. The filter 41 is opposed to the filter 41 with a predetermined gap, and a liquid crystal layer 78 is formed in the gap.
In the reflective color liquid crystal display device 71, the color filter 41 of the present invention is located on the opposite side to the viewer side through the liquid crystal layer 78.
[0063]
The color filter of the present invention can be used for a transflective color liquid crystal display device in addition to the reflective color liquid crystal display device as described above.
[0064]
The transflective color liquid crystal display device has been developed as a combination of the transmissive and reflective color liquid crystal display devices, and forms a transmissive display portion and a reflective display portion in one pixel. Conventionally, the liquid crystal display mode having a different display principle is provided with a display mode that is compatible with a transmission / reflection liquid crystal display mode.
[0065]
When a transflective color liquid crystal display device having a structure as shown in FIG. 7 is manufactured, the reflective electrode layer 67 is a half mirror type electrode layer or a perforated type electrode layer, and the color filters 1 and 11 of the present invention are used. , 21 can be used as they are.
[0066]
When a transflective color liquid crystal display device having a structure as shown in FIG. 8 is manufactured, the reflective electrode layers 34, 44, 54 of the

color filters

31, 41, 51 of the present invention described above are formed as half mirror type electrodes. Layer or perforated electrode layer. The half mirror type electrode layer has a semi-transmissive characteristic that transmits part of light and reflects the rest to the conductive thin film itself, and is a known method such as a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, or an ion plating method. It can be formed by controlling the film formation process. The perforated electrode layer is an area in which one pixel is allocated to a transmission part (perforated part) and a reflection part. After a metal thin film is formed by the film formation method as described above, Can be formed by patterning and providing predetermined fine openings.
[0067]
【Example】
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail.
[0068]
Example 1
As the substrate, a glass substrate having a thickness of 1.1 mm (Corning 7059 glass) was prepared. A light scattering layer coating solution having the following composition is applied onto this glass substrate by a spin coating method and dried, followed by exposure, development, and post baking (200 ° C., 30 minutes) to form a light scattering layer (thickness 10 μm). ) Was formed.
[0069]
Coating liquid for light scattering layer
・ Acrylic resin: 50 parts by weight
(Nippon Kayaku Co., Ltd. KAYARAD PET.30)
・ Melamine beads (average particle size 0.7 μm): 10 parts by weight
・ Polymerization initiator: 4 parts by weight
(Irgacure 184 manufactured by Ciba Geigy)
・ Diluted solvent: 36 parts by weight
(Polyethylene glycol monoethyl acetate)
[0070]
Next, a photosensitive coloring material for red coloring pattern (Color Mosaic CR-7000, manufactured by Fuji Film Orin Co., Ltd.) is applied onto the light scattering layer by a spin coating method, and the coating film is exposed through a predetermined photomask. Thereafter, development was performed using a developer (CD manufactured by Fuji Film Orin Co., Ltd.), and the glass substrate was held at 200 ° C. for 30 minutes to cure the colored layer to form a red colored pattern.
[0071]
Similarly, a photosensitive coloring material for a green coloring pattern (Color Mosaic CG-7000, manufactured by Fuji Film Olin Co., Ltd.) and a photosensitive coloring material for a blue coloring pattern (Color Mosaic CB-7000, manufactured by Fuji Film Olin Co., Ltd.). In the same manner as above, a green coloring pattern and a blue coloring pattern were formed to form a colored layer. In the formation of the colored layer, the thickness of the coating film of the photosensitive coloring material is set to 50 to 80% of the conventional value in order to correct the colored characteristics of the light scattering layer.
[0072]
Next, a transparent electrode (ITO) layer is formed on the colored layer according to a conventional method, and an alignment film (thickness 0.05 μm) of polyimide resin is formed on the transparent electrode layer, as shown in FIG. A color filter having a structure (Example 1) was obtained.
[0073]
(Example 2)
As the substrate, a glass substrate having a thickness of 1.1 mm (Corning 7059 glass) was prepared. On this glass substrate, 27 melamine beads having an average particle diameter of 0.7 μm as fine particles having a light scattering action on a photosensitive coloring material for red coloring pattern (Color Mosaic CR-7000, manufactured by Fuji Film Ohlin Co., Ltd.) A coating solution containing 5% by weight is applied by a spin coating method, the coating film is exposed through a predetermined photomask, and then developed using a developer (CD manufactured by Fuji Film Ohlin Co., Ltd.) The substrate was held at 200 ° C. for 30 minutes to cure the colored layer and form a red colored pattern.
[0074]
Similarly, a coating liquid in which 27% by weight of melamine beads having an average particle diameter of 3.0 μm is contained in a photosensitive coloring material for green coloring pattern (Color Mosaic CG-7000 manufactured by Fuji Film Aurin Co., Ltd.), and Using a coating liquid in which 27% by weight of melamine beads having an average particle diameter of 3.0 μm is contained in a photosensitive coloring material for blue coloring pattern (Color Mosaic CB-7000, manufactured by Fuji Film Olin Co., Ltd.) In the same manner as above, a green colored pattern and a blue colored pattern were formed to form a light scattering colored layer.
[0075]
Next, a transparent electrode (ITO) layer and an alignment film were formed in the same manner as in Example 1 to obtain a color filter (Example 2) having a structure as shown in FIG.
[0076]
(Example 3)
As a substrate, a 1.1 mm thick glass substrate (Corning 7059 glass) was prepared, and a colored layer was formed on the glass substrate in the same manner as in Example 1. In the formation of the colored layer, the thickness of the coating film of the photosensitive coloring material is set to 50 to 80% of the conventional value in order to correct the colored characteristics of the light scattering flattening layer described later.
[0077]
Next, a light scattering flattening layer coating solution having the following composition is applied onto the colored layer by a spin coating method and dried, followed by exposure, development, and post-baking (200 ° C., 30 minutes) for light scattering. A planarizing layer (thickness 10 μm) was formed.
[0078]
Light scattering flattening layer coating solution
・ Acrylic resin: 50 parts by weight
(Nippon Kayaku Co., Ltd. KAYARAD PET.30)
・ Melamine beads (average particle size 0.7 μm): 10 parts by weight
・ Polymerization initiator: 4 parts by weight
(Irgacure 184 manufactured by Ciba Geigy)
・ Diluted solvent: 36 parts by weight
(Polyethylene glycol monoethyl acetate)
[0079]
Next, a transparent electrode (ITO) layer and an alignment film were formed on the light scattering flattening layer in the same manner as in Example 1 to obtain a color filter (Example 3) having a structure as shown in FIG. .
[0080]
A retardation plate and a polarizing plate were laminated on the glass substrate of each color filter (Examples 1 to 3) produced as described above. Further, a TFT drive element layer and a reflective electrode layer made of aluminum are formed on a glass substrate having a thickness of 1.1 mm, and an alignment film (thickness 0.05 μm) of polyimide resin is further formed as a counter electrode substrate. A reflective color liquid crystal display device was fabricated by providing a nematic liquid crystal layer (thickness: 5.0 μm) with the counter electrode substrate and each alignment film of the color filter facing each other.
[0081]
Example 4
A 1.1 mm thick glass substrate (Corning 7059 glass) was prepared as a substrate, and a TFT drive element layer and a reflective electrode layer made of aluminum were formed on the glass substrate. Next, a light scattering layer coating solution having the same composition as in Example 1 is applied onto the reflective electrode layer by a spin coating method and dried, and then exposed, developed, and post-baked (200 ° C., 30 minutes). A light scattering layer (thickness 8.0 μm) was formed.
[0082]
Next, a colored layer was formed on the light scattering layer in the same manner as in Example 1. In the formation of the colored layer, the thickness of the coating film of the photosensitive coloring material is set to 50 to 80% of the conventional value in order to correct the colored characteristics of the light scattering layer.
[0083]
Next, a transparent electrode (ITO) layer is formed on the colored layer, and an alignment film (thickness 0.05 μm) of polyimide resin is further formed to form a color filter (Example 4) having a structure as shown in FIG. Obtained.
(Example 5)
A 1.1 mm thick glass substrate (Corning 7059 glass) was prepared as a substrate, and a TFT drive element layer and a reflective electrode layer made of aluminum were formed on the glass substrate.
[0084]
Next, on the reflective electrode layer, a melamine bead having an average particle diameter of 0.7 μm as a fine particle having a light scattering action on a photosensitive coloring material for red coloring pattern (Color Mosaic CR-7000 manufactured by Fuji Film Ohlin Co., Ltd.) A coating solution containing 27% by weight is applied by spin coating, the coating film is exposed through a predetermined photomask, and then developed using a developer (CD manufactured by Fuji Film Olin Co., Ltd.). The glass substrate was held at 200 ° C. for 30 minutes to cure the colored layer to form a red colored pattern.
[0085]
Similarly, a coating liquid in which 27% by weight of melamine beads having an average particle diameter of 0.7 μm is contained in a photosensitive coloring material for a green coloring pattern (Color Mosaic CG-7000 manufactured by Fuji Film Olin Co., Ltd.), and Using a coating liquid in which 27% by weight of melamine beads having an average particle diameter of 0.7 μm is contained in a photosensitive coloring material for blue coloring pattern (Color Mosaic CB-7000, manufactured by Fuji Film Ohlin Co., Ltd.) In the same manner as above, a green colored pattern and a blue colored pattern were formed to form a light scattering colored layer.
[0086]
Next, a transparent electrode layer was formed on the light-scattering colored layer in the same manner as in Example 4, and an alignment film was further formed to obtain a color filter (Example 5) having a structure as shown in FIG. .
[0087]
(Example 6)
A 1.1 mm thick glass substrate (Corning 7059 glass) was prepared as a substrate, and a TFT drive element layer and a reflective electrode layer made of aluminum were formed on the glass substrate.
[0088]
Next, a colored layer was formed on the reflective electrode layer in the same manner as in Example 1. In the formation of the colored layer, the thickness of the coating film of the photosensitive coloring material is set to 50 to 80% of the conventional value in order to correct colored characteristics of the light-scattering flat layer described later.
[0089]
Next, a light scattering flattening layer coating solution having the same composition as in Example 3 is applied onto the colored layer by a spin coating method and dried, and then exposed, developed, and post-baked (200 ° C., 30 minutes). ) To form a light scattering flattening layer (thickness: 8.0 μm).
[0090]
Next, a transparent electrode layer was formed on the light-scattering planarizing layer in the same manner as in Example 4, and an alignment film was further formed to obtain a color filter (Example 6) having a structure as shown in FIG. .
[0091]
Then, a transparent electrode (ITO) layer is formed on one surface of a glass substrate having a thickness of 1.1 mm, a polyimide resin alignment film (thickness 0.05 μm) is formed, and a retardation plate is formed on the other surface of the glass substrate. And a polarizing plate were laminated to form a counter substrate. The counter substrate and the alignment film of each color filter (Examples 4 to 6) produced as described above were opposed to each other, and a nematic liquid crystal layer (thickness: 5.0 μm) was provided to produce a reflective color liquid crystal display device.
[0092]
(Comparative example)
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the light scattering layer was not provided.
Then, a polarizing plate (AGS1 manufactured by Nitto Denko Corporation) in which a retardation plate and a forward scattering layer were built was laminated on the glass substrate of this color filter (comparative example). Further, a TFT driving element layer and a reflective electrode layer made of aluminum are formed on a glass substrate having a thickness of 1.1 mm, and a polyimide resin alignment film (thickness 0.05 μm) is formed to form a counter electrode substrate. The alignment film of the substrate and the alignment film of the color filter were opposed to each other, and a nematic liquid crystal layer (thickness: 5.0 μm) was provided to produce a reflective color liquid crystal display device.
[0093]
As described above, the luminance of the display image of each reflective color liquid crystal display device using the color filter of the present invention (Examples 1 to 6) and the comparative color filter (Comparative Example) is measured by the following method. The results are shown in Table 1 below.
Measuring method of brightness
Install a luminance meter (BM7 manufactured by Topcon Corporation) on the front and adjust the light source incident angle.
Change the reflectance (front brightness) by changing to 15 °, 20 °, 30 °, 45 °.
It was measured.
[0094]
Further, the haze value, total light transmittance, and diffused light transmittance of the color filter of the present invention (Examples 1 to 3) and a comparative color filter (Comparative Example) were measured with a direct reading haze meter manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The results are shown in Table 1 below.
[0095]
[Table 1]

As shown in Table 1, each reflective color liquid crystal display device using the color filter of the present invention (Examples 1 to 6) can display images with high brightness and wide viewing angle. The color filters of the present invention (Examples 1 to 3) all had high haze values, total light transmittance, and diffused light transmittance. In addition, generation of parallax (image blur) was not observed.
[0096]
On the other hand, the comparative color filter (comparative example) has a narrow viewing angle, low haze value, total light transmittance, and diffuse light transmittance, and a display image of a reflective color liquid crystal display device using this color filter. However, the luminance was lowered, the image quality was lowered due to the occurrence of parallax (image blur), and the viewing angle was narrow.
[0097]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the color filter includes a light scattering layer having a light scattering function, a light scattering colored layer, or a light scattering flattening layer. It is no longer necessary to dispose a conventional front scattering plate on the color filter (observer side), and the color characteristics of the colored layer in the color filter itself are reduced by the luminance and color characteristics associated with the addition of the front scattering plate. Since the correction can surely compensate, even in the reflective color liquid crystal display device manufactured in a process different from the color filter manufacturing, the display image has high luminance and excellent color characteristics. Further, since the parallax (image blur) associated with the addition of the conventional forward scattering plate is eliminated, a high-quality liquid crystal display device can be realized. In addition, when a colored layer is provided on the light scattering layer, color correction is particularly easy, and when a light scattering colored layer is provided, the light scattering layer and the colored layer can be formed together. Therefore, the manufacturing process can be simplified, and when a light scattering flattening layer is provided, functions as a protective layer and a flattening film can be added. Furthermore, the color filter of the present invention having a reflective electrode layer can be used for a transflective color liquid crystal display device by using a reflective electrode layer as a half mirror type electrode layer or a perforated type electrode layer. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of a color filter of the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the color filter of the present invention.
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the color filter of the present invention.
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the color filter of the present invention.
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the color filter of the present invention.
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the color filter of the present invention.
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a reflective color liquid crystal display device using the color filter of the present invention.
FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view showing another example of a reflective color liquid crystal display device using the color filter of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,11,21 ... Color filter
2, 12, 22 ... Transparent substrate
3. Light scattering layer
4, 24 ... colored layer
14 ... Light-scattering colored layer
5, 15, 25 ... Transparent electrode layer
26: Light scattering flattening layer
31, 41, 51 ... color filter
32, 42, 52 ... substrate
33, 43, 53 ... Drive element layer
34, 44, 54 ... reflective electrode layer
35 ... Light scattering layer
36, 56 ... colored layer
38, 48, 58 ... Transparent electrode layer
46 ... Light-scattering colored layer
57 ... Light scattering flattening layer
61, 71 ... Reflective color liquid crystal display device

Claims

A transparent substrate, a light scattering layer provided on the transparent substrate, a colored layer comprising a plurality of colored patterns and a transparent electrode layer are laminated in this order on the light scattering layer, and the light scattering layer comprises: Content of fine particles having a light scattering action in a light transmissive resin composed of one or more selected from acrylic resins, epoxy resins, polyvinyl alcohol resins, polyimide resins, and vinyl ether resins. The fine particles dispersed in a range of 0 to 50% by weight are selected from divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, styrene resin, melamine resin, polycarbonate resin, and polyvinyl chloride resin. a species or two or more kinds of fine particles, an average particle size in the range of 0.1 to 2.0 [mu] m, especially the haze value of the color filters is in a range of 40 to 60 Color filter to be.

A transparent substrate, a light-scattering colored layer comprising a plurality of colored patterns provided on the transparent substrate, and a transparent electrode layer provided on the light-scattering colored layer, the light-scattering colored layer, Fine particles having light scattering action dispersed in a colored layer in the range of 1.0 to 50% by weight, and the fine particles are divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, styrene resin, melamine resin. , One or more fine particles selected from polycarbonate resins and polyvinyl chloride resins, the average particle diameter is in the range of 0.1 to 2.0 μm, and the haze value of the color filter is 40 to A color filter having a range of 60.

A transparent substrate, a colored layer comprising a plurality of colored patterns provided on the transparent substrate, and a transparent electrode layer provided on the colored layer via a light scattering flattening layer, the light scattering flat The chemical layer contains fine particles having a light scattering action in one or more resins selected from acrylic resins, epoxy resins, vinyl ether resins, polyimide resins, and propynyl resins. The fine particles are dispersed in the range of ˜50% by weight, and the fine particles are selected from divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, styrene resin, melamine resin, polycarbonate resin, and polyvinyl chloride resin. or 2 or more kinds of fine particles, in the range of the average particle diameter of 0.1 to 2.0 [mu] m, mosquitoes, wherein the haze value of the color filters is in a range of 40 to 60 Over filter.

A light emitting layer comprising: a substrate; a driving element layer and a reflective electrode layer sequentially stacked on the substrate; and a colored layer having a plurality of colored patterns provided on the reflective electrode layer via a light scattering layer. Contains fine particles having a light scattering action in a light transmissive resin composed of one or more selected from acrylic resins, epoxy resins, polyvinyl alcohol resins, polyimide resins, and vinyl ether resins. The fine particles were selected from divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, styrene resin, melamine resin, polycarbonate resin, and polyvinyl chloride resin. is one or two or more particles in the range of the average particle diameter of 0.1 to 2.0 [mu] m, the range of the haze value of the color filters 40 to 60 der Color filter, characterized in that.

A substrate, a driving element layer and a reflective electrode layer sequentially stacked on the substrate, and a light-scattering colored layer comprising a plurality of colored patterns provided on the reflective electrode layer, the light-scattering colored layer comprising: In the colored layer, fine particles having a light scattering action are dispersed in the range of 1.0 to 50% by weight, and the fine particles are divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, styrene resin, melamine 1 type, or 2 or more types of fine particles selected from resin, polycarbonate resin, and polyvinyl chloride resin, the average particle diameter is in the range of 0.1 to 2.0 μm, and the haze value of the color filter is 40 A color filter having a range of ˜60.

A substrate, a driving element layer sequentially laminated on the substrate, a reflective electrode layer, a colored layer composed of a plurality of colored patterns, and a light scattering flattening layer provided on the colored layer, the light scattering property The planarizing layer contains fine particles having a light scattering action in one or more resins selected from acrylic resins, epoxy resins, vinyl ether resins, polyimide resins, and propynyl resins. The fine particles dispersed in a range of 0 to 50% by weight are selected from divinylbenzene resin, benzoguanamine resin, styrene resin, melamine resin, polycarbonate resin, and polyvinyl chloride resin. a species or two or more kinds of fine particles, in the range of the average particle diameter of 0.1 to 2.0 [mu] m, and wherein the haze value of the color filters is in a range of 40 to 60 Color filter that.