JP4504482B2 - カラーフィルタ - Google Patents
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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ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ．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ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ．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
【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ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ．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ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ．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】
【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
Claims (6)
- 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の範囲であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 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の範囲であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 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の範囲であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 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の範囲であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 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の範囲であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 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の範囲であることを特徴とするカラーフィルタ。
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