JP4275351B2 - 半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半透過半反射型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半透過・半反射型カラー液晶表示装置は、外光を利用して表示を行なう従来の反射型カラー液晶表示装置に、バックライトを兼ね備え、周囲が暗い場合でもバックライトによる表示（透過表示）が行なえるようにした液晶表示装置である。
【０００３】
通常のカラーフィルタを用いた半透過・半反射型カラー液晶表示装置は、反射表示時では、外光が二回カラーフィルターを通過する。また、透過表示時は一回カラーフィルタを通過することとなり、反射表示時と透過表示時は色特性が異なるという欠点を有していた。
【０００４】
そこで、従来は、色特性を合わせるために、バックライト光透過部分と、外光反射部分とで、それぞれの別々の色特性カラーフィルタを形成する構成や、外光反射部分にピンホールを形成する構成がとられていた。
【０００５】
しかし、バックライト光透過部分と外光反射部分とで、別々の色特性カラーフィルタを形成する構成においては、工程数が２倍必要となることや、外光反射部分にピンホールを形成する構成においては、パターニングが困難である等の問題があった。
【０００６】
また、例として図１２に示すカラーフィルタ１のように、反射光用領域５の基板２と着色層４との間に透明層３を一層構成することにより、着色層の膜厚を半分に形成するという構成もとられていたが、透明層を設けた反射光用領域５と、着色層のみの透過光用領域６の膜厚を一定にすることが困難であり、液晶表示装置を構成した際に、カラーフィルタ上に形成したＩＴＯ等の透明電極が断線してしまうことや、ギャップが一定とならないこと等から問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、反射表示時と透過表示時における色特性が等しく、かつ形成が容易である半透過半反射型のカラーフィルタの提供が望まれている。
【０００８】
【課題が解決するための手段】
本発明は、透明基板と、前記透明基板上に透明膜がパターン状に形成されてなる透明膜パターン層と、前記透明膜パターン層を覆うように形成された着色層とが積層されてなる透明膜パターン領域を有する半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタであって、前記透明膜パターン領域が反射光用領域に用いられ、前記透明基板と、前記透明基板上に形成された着色層とを有する着色層領域が透過光用領域に用いられ、さらに前記透明膜パターン層がランダムに形成されていることを特徴とする、半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【０００９】
本発明によれば、透明基板上に、透明膜がパターン状に形成された上記透明膜パターン領域を有することによって、反射光用領域または透過光用領域の色特性を調整することが可能となり、反射光用領域と、透過光用領域との色特性が等しい半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタとすることが可能となる。
また、本発明においては、前記透明膜パターン領域を反射光用領域に用い、前記透明基板と、前記透明基板上に形成された着色層とを有する着色層領域を透過光用領域に用いる。透明膜を有していない上記着色層領域に対して、上記透明膜パターン領域は、透明膜によるパターンを有していることから、着色層のみの透過光と比較して、色純度を淡くすることが可能となり、外光が上記透明膜パターン領域を二回通過した際にも、上記着色層領域をバックライトが一回通過した際と同様の色特性とすることが可能となる。このことから、この透明膜パターン領域を反射光用領域として用いることにより、反射光用領域の色特性を、透過光用領域における色特性と等しくさせることが可能となる。
さらに、本発明においては上記透明膜パターン層がランダムに形成されていることにより、透過した光の位相の干渉が生じることを防止できる。
【００１１】
また、本発明は、透明基板と、前記透明基板上に透明膜がパターン状に形成されてなる透明膜パターン層と、前記透明膜パターン層を覆うように形成された着色層とが積層されてなる透明膜パターン領域を有する半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタであって、前記透明膜パターン領域が透過光用領域に用いられ、前記透明基板と、前記透明基板上に透明膜が均一に形成されてなる透明膜均一層と、前記透明膜均一層上に形成された着色層とが積層されてなる透明膜均一領域が反射光用領域に用いられることを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【００１２】
上記透明膜パターン領域は、透明膜がパターン状に形成されており、上記透明膜均一領域は、全面に透明膜が均一に形成されていることから、上記透明膜均一領域は上記透明膜パターン領域と比較して、透明膜の影響が大きく、光が透過した際の色純度を淡くすることが可能となる。このことから、透明膜パターン領域をバックライトが一回通過した際と、透明膜均一領域を外光が二回通過した際とを、同様の色特性とすることが可能となり、上記透明膜均一領域を反射光用領域、上記透明膜パターン領域を透過光用領域として用いることにより、透過光用領域および反射光用領域における色特性を近似させることが可能となる。
また本発明においては、前記透明膜パターン層がランダムに形成されていてもよい。これにより、透過した光の位相の干渉が生じることを防止できる。
【００１３】
さらに透明膜均一領域において、上記透明基板上に透明膜を有することから、透明膜上に着色層を形成した際に、膜厚を上記透明基板上にパターンを有する透明膜パターン領域と均一にすることが可能となる。
【００１４】
本発明においては、前記透明膜パターン領域内における透明膜が形成される領域の面積比が、（透明膜形成面積／透明膜パターン領域面積）＝０.３〜０.５の範囲内であることが好ましい。
【００１５】
上記透明膜パターン領域内における透明膜が形成される領域の面積比は、現在の加工精度においては上記の範囲内が最も良好なものであり、反射光用領域および透過光用領域の色特性を最も近づけることが可能である。また、上記透明膜パターン領域内における透明膜が形成される領域の面積比が、上記範囲内より小さくなると、反射光用領域および透過光用領域における膜厚を均一とすることが困難となり、上記範囲内より大きくなると、色特性を近づけることが困難となることから好ましない。
【００１６】
本発明においては、前記透明膜パターン層および前記透明膜均一層を形成する透明膜の膜厚が、前記着色層が前記着色層のみで透過光用領域に用いられる場合の着色層の膜厚を１とした場合に０.５〜３.０の範囲内の膜厚とすることが好ましい。上記透明膜パターン層および上記透明膜均一層を形成する透明膜の膜厚が上記の範囲内であり、上述した上記透明膜パターン領域内における透明膜が形成される領域の面積比である場合において、反射光用領域および透過光用領域における色特性をより近づけることが可能となる。
【００１７】
本発明においては、前記透明膜パターン層が、透明膜が島状に形成されてなるパターンを有するものであっても、請求項７に記載するように、前記透明膜パターン層が、透明膜に孔部がパターン状に形成されてなるパターンを有するものであってもよい。これらは、製造時の装置や条件等によって適宜選択されて用いられる。
【００１８】
本発明においては、前記透明膜パターン層の島状に形成されている部分または孔部が、円状に形成されていることが好ましい。上記透明膜パターン層の島状に形成されている部分または孔部が、円状に形成されていることにより、半透過半反射型カラーフィルタの製造時に、上述した面積比の調整や設計、およびパターンの形成が容易となり、製造効率等の面からも好ましい。
【００１９】
本発明においては、前記透明膜パターン層、または前記透明膜パターン層および前記透明膜均一層を形成する透明膜の膜厚が、０.５〜３.５μｍであることが好ましい。
【００２０】
上記透明膜パターン層、または上記透明膜パターン層および上記透明膜均一層の膜厚を上記範囲内とすることにより、通常のカラーフィルタにおいては、上記反射光用領域および上記透過光用領域の色特性を最も近づけることが可能となるからである。
【００２１】
本発明においては、前記透明膜の波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにおける分光透過率が８５％以上であることが好ましい。
【００２２】
上記透明膜の透明度が、上記範囲内であることにより、本発明の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、着色層の色特性等に影響を与えることが少ないことから、反射光用領域および透過光用領域の色特性をより近づけることが可能となるからである。
【００２３】
本発明は、上記本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを有することを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置を提供する。
【００２４】
本発明によれば、上述した半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを有することにより、透過光用領域および反射光用領域における色特性の等しい液晶表示装置とすることが可能となるからである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明は、半透過半反射型カラーフィルタと、その半透過半反射型カラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置に関するものである。以下、これらについて説明する。
【００２６】
本発明の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板と、前記透明基板上に透明膜がパターン状に形成されてなる透明膜パターン層と、前記透明膜パターン層を覆うように形成された着色層とが積層されてなる透明膜パターン領域を有することを特徴とするものである。本発明の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板上に、透明膜がパターン状に形成されていることにより、反射光用領域または透過光用領域の色特性を調整することが可能となり、反射光用領域と、透過光用領域との色特性が等しい半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタとすることが可能となる。
【００２７】
本発明は、上記透明膜パターン領域を反射光用領域に用いる第一実施態様と、上記透明膜パターン領域を透過光用領域に用いる第二実施態様とにわけることができる。
【００２８】
第一実施態様の例として、図１に示すように、透明基板２上に、パターン状に形成された透明膜３および、その上に形成された着色層４からなる上記透明膜パターン領域を反射光用領域６に用い、上記透明基板２上に形成された着色層４とを有する着色層領域を透過光用領域５に用いる半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタとすることが可能である。
【００２９】
第二実施態様の例として、図２に示すように、透明基板２上に、パターン状に形成された透明膜３および着色層４からなる上記透明膜パターン領域を透過光用領域５に用い、全面に形成された透明膜３および着色層４からなる透明膜均一上領域を反射光用領域６に用いる半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタとすることが可能である。これらについて、以下説明する。
【００３０】
Ａ．第一実施態様
まず、本発明の第一実施態様について説明する。本発明の第一実施態様の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板上に、パターン状に形成された透明膜および、その上に形成された着色層からなる上記透明膜パターン領域と、上記透明基板上に形成された着色層とを有する着色層領域とからなり、上記透明膜パターン領域を反射光用領域とし、上記着色層領域を透過光用領域とするものである。
【００３１】
本実施態様においては、反射光用領域として用いる透明膜パターン領域が、透明膜によるパターンを有することにより、光が着色層のみ透過した場合と比較して、色純度を淡いものとすることが可能となる。これにより、透明膜パターン領域を外光が二回通過した際に、透過光用領域として用いる透過光を有していない上記着色層領域を、バックライトが一回通過した際と同様の色特性とすることが可能となるのである。以下、これらについて説明する。
【００３２】
１．透明膜パターン領域
本実施態様における透明膜パターン領域は、透明基板と、前記透明基板上に透明膜がパターン状に形成されてなる透明膜パターン層と、前記透明膜パターン層を覆うように形成された着色層とが積層されてなることを特徴とするものである。
【００３３】
以下、これらについてわけて説明する。
【００３４】
（透明膜）
まず、本実施態様における透明膜について説明する。本実施態様における透明膜は、後述する透明基板上に形成されるものであって、カラーフィルタにおける保護膜やスペーサーとして用いられる材料を使用する事が可能であり、透明な材料であれば材料等は特に限定されるものではない。
【００３５】
このような透明膜に用いられる具体的な材料として、感光性アクリル樹脂、感光性ポリイミド、ポジレジスト、カルド樹脂、ポリシロキサン、ベンゾシクロブテン等が挙げられる。
【００３６】
また、本実施態様においては、透明膜の波長３８０〜７８０ｎｍの分光透過率が８５％以上、特に９５％以上であることが好ましい。透明膜の透明度が、上記範囲内であることにより、後述する着色層の色特性等に影響を与えることが少ないことから、本実施態様の反射光用領域に使用した際に、反射光用領域および透過光用領域の色特性をより近づけることが可能となるからである。
【００３７】
ここで、本実施態様における分光透過率の測定は、分光測光装置（大塚電子（株）製ＭＣＰＤ−２０００）を用いた。光源にはハロゲンランプを用いた。
【００３８】
さらに、本実施態様においては、透明膜の膜厚が、０.５〜３.５μｍ、特に１.０〜２.５μｍの範囲内であることが好ましい。透明膜の膜厚が上記範囲内であることにより、半透過半反射型液晶表示装置に本実施態様の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを使用した際に、上記反射光用領域および上記透過光用領域の色特性をより近づけることが可能となるからである。
【００３９】
（着色層）
次に、着色層について説明する。本実施態様における着色層は、後述する透明基板上または、上述した透明膜上に形成される層であり、一般的なカラーフィルタに、着色層として用いられるものであれば、材料等は特に限定されるものではない。一般的に、液晶表示装置用のカラーフィルタに用いられる着色層は、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の３原色があり、本実施態様において、形状や製法等は各色とも同様である。
【００４０】
一般的な着色層の材料として、顔料とバインダーとその添加剤等により構成される。上記バインダーの種類は、着色層の製造方法により変化するものであるが、一般的に着色層は顔料分散法により形成されることから、顔料分散法に必要とされる材料が好適に用いられる。
【００４１】
（透明基板）
次に本実施態様における透明基板について説明する。本実施態様に用いられる透明基板は、透明膜パターン層および着色層が形成される基板であり、従来よりカラーフィルタに用いられているものであれば、特に限定されるものではないが、例えば石英ガラス、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可能である。また、透明基板は、必要に応じてアルカリ溶出防止用や、ガスバリア性付与その他の目的の表面処理を施したものを用いてもよい。
【００４２】
（透明膜パターン領域）
次に、本実施態様における透明膜パターン領域について説明する。本実施態様における透明膜パターン領域とは、上述した透明基板上に上述した透明膜がパターン状に形成されてなる透明膜パターン層と、その透明膜パターン層を覆うように上述した着色層が領域全面に形成された領域である。
【００４３】
本実施態様における透明膜パターン層のパターンの形状７は例として図３に示すように円状や、例として図４に示すように方形状であってよく、また、そのパターンの配置も均等に配置されたものや、例として図５に示すように最密充填された形に配置されたもの、または例として図６に示すようにランダムに配置されたものであってもよく特に限定されるものではない。
【００４４】
本実施態様における透明膜のパターンとしては、透明膜が島状に形成されているパターンおよび、透明膜に孔部がパターン状に形成されてなるパターンを挙げることができる。これらのパターンの形状は、製造時の装置や条件等によって適宜選択されて用いられる。ここで、透明膜パターン層の島状に形成されている部分または孔部が、円状に形成されていることがより好ましい。島状に形成されている部分または孔部が、円状であることにより、パターンの形成が容易であり、面積等の調整も容易であるからである。
【００４５】
また、本実施態様のパターンは、透明膜パターン層がランダムに形成されていることが好ましい。透明膜パターン層がランダムに形成されていることにより、透過した光の位相の干渉等が起こらないからである。
【００４６】
上述したような透明膜パターン領域においては、透明膜により透明膜パターン層が形成されていることから、着色層のみの層と比較して、色純度を淡くすることが可能となるのである。
【００４７】
２．着色層領域
次に本実施態様における着色層領域について説明する。本実施態様における着色層領域とは、上述した透明基板上に、上述した着色層が全面に均一に形成された領域である。
【００４８】
本実施態様における着色層領域とは、透明基板上に着色層が形成されていることから、通常の反射型液晶表示装置用カラーフィルタ、または透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおける着色層と同様の構成となる。
【００４９】
また、着色層領域における着色層は、上述した透明膜パターン領域の着色層と同時に形成される。これにより、本実施態様の半透過半反射型カラーフィルタの製造工程数を少ないものとすることが可能となる。
【００５０】
３．半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ
本実施態様における半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタについて説明する。本実施態様における半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタは、上述した透明膜パターン領域および着色層領域を有しており、透明膜パターン領域を反射光用領域に用い、着色層領域を透過光用領域として用いるものであれば、その形状等は特に限定されるものではなく、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色を示す各画素が、ストライプ状もしくは千鳥状等に配置されて構成されるものであってもよい。
【００５１】
本実施態様においては、上記透明膜パターン領域が、透明膜によるパターンを有していることから、着色層のみの透過光と比較して、色純度を淡くすることが可能となり、外光が上記透明膜パターン領域を二回通過した際にも、上記着色層領域をバックライトが一回通過した際と同様の色特性とすることが可能となる。
【００５２】
（製造方法）
本実施態様における半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法について説明する。本実施態様における半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、上述した透明膜パターン領域および着色層領域を形成することが可能な方法であれば、特に限定されるものではないが、本実施態様においては、特に透明膜のパターンは精度の面等からフォトリソグラフィーによる製造が好ましい。
【００５３】
まず、透明膜パターン領域の透明基板上に透明膜によるパターン層を形成する工程が行われる。この工程においては、例えば上述したような感光性の透明膜形成用樹脂を溶剤に溶解した透明膜形成用塗工液を調製し、これをスピンコート法等により均一に塗布する。塗工液の乾燥後、必要なパターンとなるようにパターン状に露光し、その後現像する方法等が行われ、透明膜パターンが形成される。
【００５４】
続いて、着色層領域および透明膜パターン領域に、着色層を形成する工程が行われる。この工程は、従来より行われている顔料分散法やインクジェット法による印刷法等を用いることが可能であり、本発明においては特に限定されるものではない。
【００５５】
本実施態様における半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造を、フォトリソグラフィーにより行う場合、通常のカラーフィルタを製造する工程に透明膜を形成する工程を加える４工程により製造することが可能であることから、別々のカラーフィルタを形成する構成等と比較して形成が容易であるという利点を有するものである。
【００５６】
（その他）
また、本実施態様の半反射型半透過型カラーフィルタは、必要に応じてブラックマトリックスや他の層、例えば透明電極層や偏光層等を有するものであってもよい。これらの形成される位置や材料に関しては、従来のものと同様であるのでここでの説明は省略する。
【００５７】
Ｂ．第二実施態様
本発明における第二実施態様は、透明基板上に、透明膜および着色層からなる透明膜パターン領域と、透明膜および着色層からなる透明膜均一領域とからなり、上記透明膜パターン領域を透過光用領域として用い、上記透明膜均一領域を反射光用領域として用いる半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタである。
【００５８】
本実施態様における上記透明膜均一領域においては、全面に透明膜が均一に形成されていることから、上記透明膜均一領域は上記透明膜パターン領域と比較して、透明膜の影響が大きく、光が透過した際の色純度を淡くすることが可能となる。このことから、透明膜パターン領域をバックライトが一回通過した際と、透明膜均一領域を外光が二回カラーフィルタを通過した際とを、同様の色特性とすることが可能となり、上記透明膜均一領域を反射光用領域、上記透明膜パターン領域を透過光用領域として用いることにより、透過光用領域および反射光用領域における色特性を等しくすることが可能となる。
【００５９】
さらに、透明膜均一領域において、上記透明基板上に透明膜を有することから、透明膜上に着色層を形成した際に、膜厚を上記透明基板上にパターンを有する透明膜パターン領域と均一にすることが可能となる。これらについて、以下説明する。ここで、本実施態様の透明膜、着色層、透明基板につていは、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６０】
１．透明膜パターン領域
本実施態様における透明膜パターン領域は、透明基板と、前記透明基板上に透明膜がパターン状に形成されてなる透明膜パターン層と、前記透明膜パターン層を覆うように形成された着色層とが積層されてなることを特徴とするものであり、その構成材料等は第一実施態様と同様であることから、ここでの説明は省略する。
【００６１】
２．透明膜均一領域
本実施態様における透明膜均一領域について説明する。本実施態様における透明膜均一領域とは、上述した透明基板上に、上述した透明膜が全面に均一に形成された透明膜均一層と、その透明膜均一層上に着色層が均一に形成された領域である。ここで、透明膜均一層の膜厚は、上述した透明膜パターン層における透明膜の厚さと同じである。
【００６２】
透明基板上に上記透明膜均一層が形成されていることにより、上述した透明膜パターン領域と比較して、透明膜の影響を大きくすることが可能であることから、上記透明膜パターン領域をバックライトの光が一回通過した色特性と、上記透明膜均一領域を外光が二回通過した色特性をより近づけることが可能となるのである。
【００６３】
３．半透過半反射型カラーフィルタ
本実施態様における半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタについて説明する。本実施態様における半透過半反射型カラーフィルタは、上述した透明膜パターン領域を透過光用領域として用い、上述した透明膜均一領域を反射光用領域として用いるものであれば、その形状等は特に限定されるものではなく、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色を示す各画素が、ストライプ状もしくは千鳥上等に配置されて構成されるものであってもよく、特にその形状等が限定されるものではない。
【００６４】
本実施態様において、上記透明膜均一領域において、全面に透明膜が均一に形成されていることから、透明膜パターン領域をバックライトが一回通過した際と、透明膜均一領域を外光が二回カラーフィルタを通過した際とを、同様の色特性とすることが可能である。このことから、上記透明膜均一領域を反射光用領域、上記透明膜パターン領域を透過光用領域として用いることにより、透過光用領域および反射光用領域における色特性をより近づけることが可能となる。
【００６５】
また、透明膜均一領域の全面に透明膜が形成されていることから、透明膜均一領域および透明膜パターン領域の膜厚を均一とすることが可能となる。
【００６６】
ここで、図７に示すように第一実施態様においては、透明膜パターン層を反射光用領域６として用いることから、外光が透明膜パターン層を二回通過する。そのため、カラーフィルタの設計の際に、例として入射光が透明膜を通過せず、反射光は透明膜を通過する場合等を考慮に入れなければならないことから、複雑となる場合がある。この点において、本実施態様は、透明膜パターン領域を透過光用領域５として用いることから、パターン領域を通過する光はバックライトのみであることから、パターン領域の各構成の最適値を比較的容易にシミュレーションにより最適化することが可能となる。そこで、本実施態様におけるシミュレーションにより得られた各構成の最適値を以下説明する。
【００６７】
（シミュレーションによる最適化）
本実施態様におけるシミュレーションについて説明する。シミュレーションは、透明膜に孔部が円状に整列して形成されてなるパターンで行った。
【００６８】
図８は、着色層の各色の面積比における膜厚、およびΔｕ′ｖ′を示したグラフである。ここでΔｕ′ｖ′とは、透過膜パターン領域および透過膜均一領域における色差を示した値であり透過光用領域ｕ′ｖ′色度値（ｕ_Ｔ′、ｖ_Ｔ′）、反射光用領域ｕ′ｖ′色度値（ｕ_Ｒ′、ｖ_Ｒ′）としたとき、
【００６９】
【数１】

から求められる。
【００７０】
Δｕ′ｖ′の値が最小の点が、透過膜パターン領域および透過膜均一領域における色特性の差が最小であることを示しており、図８より求めることが可能である。また、図８から明らかなように膜厚により、Δｕ′ｖ′の値の変化が著しいのは、青であり、赤および緑においては、膜厚によりΔｕ′ｖ′の変化が小さいことから、青から最適値を求めることが適当である。ここで、面積比は図９に示すように、円状のパターンの直径と、パターンの間隔ｔから求められるが、図８から明らかなように透明膜パターン領域内における透明膜が形成される領域の面積比が小さくなればなるほど、Δｕ′ｖ′の値が小さくなることが示されている。
【００７１】
ここで、図９における円状のパターンの最小の直径およびパターンの間隔ｔとして、現在の技術およびコスト等の面から直径が１０μｍであり、パターンの間隔ｔが、４．０μｍであることが適当である。そこで、図１０に直径が１０μｍの場合のパターンの間隔ｔと面積比の関係を示す。これにより、直径１０μｍにおいて、パターンの間隔ｔが４．０μｍの場合には、面積比が０．４と求められ、これにより、着色層が青であり、面積比が０．４である場合において、Δｕ′ｖ′が最小となる膜厚は、図８の青色のグラフから１．３であるとすることができる。
【００７２】
ここで、本シミュレーションにおける膜厚とは、上記着色層を着色層のみで透過光用領域に使用する場合の膜厚を１とした場合における、透明膜と着色層を合わせた膜厚を比で表した値である。
【００７３】
以上のことから、上記透明膜パターン領域内における透明膜が形成される領域の面積比である（透明膜形成面積／透明膜パターン領域面積）の値が０.３〜０.５、中でも０.３５〜０.４５の範囲内であることが好ましいとすることができる。ここで、透明膜形成面積とは、透明膜パターン領域内において透明膜が形成された面積である。
【００７４】
また、透明膜パターン層および上記透明膜均一層を形成する透明膜の膜厚が、上記着色層が上記着色層のみで透過光用領域に用いられる場合の着色層の膜厚を１とした場合に０.５〜３.０の範囲内であり、中でも１.１〜１.４、特には１.２５〜１.３５の範囲内の膜厚とすることが好ましいといえる。
【００７５】
（製造方法）
本実施態様における半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法については、第一実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００７６】
（その他）
また、本実施態様の半反射型半透過型カラーフィルタは、必要に応じてブラックマトリックスや他の層、例えば透明電極層や偏光層等を有するものであってもよい。これらの形成される位置や材料に関しては、従来のものと同様であるのでここでの説明は省略する。
【００７７】
Ｃ．半透過半反射型液晶表示装置
次に本発明における半透過半反射型液晶表示装置について説明する。本発明は、上述した半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを有することを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置を提供する。
【００７８】
本発明によれば、上述した半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを有することにより、透過光表示および反射光表示によるカラー画像の色特性をより近似させることが可能となる。
【００７９】
本発明における半透過半反射型液晶表示装置は、上述した半透過半反射型カラーフィルタを用いた半透過半反射型液晶表示装置であり、上記半透過半反射型カラーフィルタと、このカラーフィルタに対向するアレイ基板と、上記カラーフィルタと上記アレイ基板と、上記カラーフィルタと上記アレイ基板との間に封入された液晶層と、上記アレイ基板上には、画素内にアルミニウム膜や銀膜等からなる反射膜が配置されている部分と配置されていない部分とを形成し、それぞれ反射領域と透過領域を有することを特徴とするものであれば、特に限定されるものではない。
【００８０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００８１】
【実施例】
以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
【００８２】
（実施例１）
透明基板として、ガラス基板（ソーダガラス、板厚０.７ｍｍ）、透明層材料として感光性アクリル樹脂、着色層として、顔料を混入したアクリル系ネガ型フォとレジストを準備し、この基板上に上記組成の透明膜形成用樹脂を溶剤に溶解した透明膜形成用塗工液を調整し、これをスピンコート法等により均一に塗布した。塗工液の乾燥後、透明膜に孔部がパターン状に形成されてなるパターンを露光、その後現像を行い、透明膜パターン層を形成した。
【００８３】
続いて、上記組成の着色層形成用塗布液をスピンコート法にて塗布し、その後乾燥、プリベーク、露光、現像、ポストベークを赤、青、緑の各色毎に繰りかえし行うことにより着色層を形成し、本発明のカラーフィルタを得た。
【００８４】
上記のカラーフィルタに透明電極層等の必要な機能層等を形成し、本発明の液晶表示装置を得た。この液晶表示装置を透過光用として用いた際の赤、緑、青および白を表示したＣＩＥ（１９３１）ｘｙ色度値を、表１および図１１に示す。
【００８５】
（実施例２）
実施例１と同様の材料および方法で、透明膜パターン層として、透明膜を島状にパターン形成したパターンを形成し、このパターン層上に実施例１と同様の材料および方法で着色層を形成し、本発明のカラーフィルタを得た。
【００８６】
上記のカラーフィルタに透明電極層等の必要な機能層等を形成し、本発明の液晶表示装置を得た。この液晶表示装置を透過光用として用いた際の赤および緑を表示した値を、表１および図１１に示す。
【００８７】
（比較例１）
実施例１にて用いた透過型カラーフィルタの着色層膜厚を１／２として反射用カラーフィルタを得た。透過型カラーフィルタを反射型カラーフィルタとして、同等の色度を得るように用いるためには、光がカラーフィルタを２回通過することから、透過型カラーフィルタの着色層と比較して反射型カラーフィルタの着色層の膜厚を１／２とすればよい。上記カラーフィルタに透明電極層等の必要な機能層等を形成し、このカラーフィルタに対向するアレイ基板にはアルミニウム膜からなる反射膜を配置し、偏光板等機能性フィルムを配置し、反射型液晶表示装置を得た。この液晶表示装置にて赤、緑、青、および白を表示したときの色度値を表１および図１１に示す。
【００８８】
（比較例２）
比較例１に使用した反射光用カラーフィルタを用いて、実施例１、２と同様に、上記カラーフィルタに透明電極層等の必要な機能層等を形成し、透過型液晶表示装置を得た。この液晶表示装置にて赤、緑、青、および白を表示したときの色度値を表１および図１１に示す。
【００８９】
【表１】

比較例１の色度値は、カラーフィルタを反射表示として用いた場合の色度値である。比較例２の色度値は、比較例１のカラーフィルタをそのまま透過表示として用いた場合の色度値である。比較例１と２の色度値には大きく差があり、すなわち反射表示、透過表示にて比較例１、２に示すような同一のカラーフィルタを用いた場合には、色度値が大きく異なる。このことから、カラーフィルタを透過表示として用いた場合に、比較例１と色度値が近似することにより、透過表示および反射表示の色特性が近似しているということができる。
【００９０】
図１１から本発明における実施例１は、反射用カラーフィルタをそのまま透過表示として用いた比較例２より色度値が、各色とも比較例１に近い色度値を示しているという結果が得られた。また、実施例２においては、赤、緑においてさらに近似しているという結果が得られた。
【００９１】
（測定方法）
色度測定は、分光測光装置（大塚電子（株）ＭＣＰＤ−２０００）を用いた。ここで反射表示の色度についてはＤ６５光源、透過表示については、白色ＬＥＤ（ＬＮＪ０１０ＣＳＦＲＡ松下電器産業（株）製）光源を使用した。光源の選定の理由としては、反射表示の場合、主に外光として昼光が想定されるため、昼光の標準光源であるＤ６５光源を用い色度測定を行なっている。また、携帯用途で用いられている液晶表示装置の透過表示におけるバックライトとしては、一般に白色ＬＥＤが用いられている。そのため、透過表示の色度測定については、白色ＬＥＤ光源を用いた。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、透明基板上に、透明膜がパターン状に形成された上記透明膜パターン領域を有することによって、反射光用領域または透過光用領域の色特性を調整することが可能となり、反射光用領域と、透過光用領域との色特性、すなわち色再現領域が等しい半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半透過半反射型カラーフィルタの一例を示した図である。
【図２】本発明の半透過半反射型カラーフィルタの他の例を示した図である。
【図３】本発明の透明膜パターン領域の透明膜のパターンの一例を示した図である。
【図４】本発明の透明膜パターン領域の透明膜のパターンの他の例を示した図である。
【図５】本発明の透明膜パターン領域の透明膜のパターンの他の例を示した図である。
【図６】本発明の透明膜パターン領域の透明膜のパターンの他の例を示した図である。
【図７】本発明の半透過半反射型カラーフィルタの光の透過経路の一例を示した図である。
【図８】本発明の半透過半反射型カラーフィルタの最適値を求めるシミュレーションの一例を示した図である。
【図９】本発明の透明膜パターン領域の透明膜のパターンの一例を示した図である。
【図１０】本発明の全体における透明膜パターン領域の面積比を示した図である。
【図１１】本発明の半透過半反射型カラーフィルタの実施例の一例を示した図である。
【図１２】従来の半透過半反射型カラーフィルタの一例を示した図である。
【符号の説明】
１…半透過半反射型カラーフィルタ
２…透明基板
３…透明膜
４…着色層
５…透過光用領域
６…反射光用領域
７…透明膜のパターン
ｔ…パターンとパターンの間隔

Claims (10)

1. 透明基板と、前記透明基板上に透明膜がパターン状に形成されてなる透明膜パターン層と、前記透明膜パターン層を覆うように形成された着色層とが積層されてなる透明膜パターン領域を有する半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタであって、
   前記透明膜パターン領域が透過光用領域に用いられ、前記透明基板と、前記透明基板上に透明膜が均一に形成されてなる透明膜均一層と、前記透明膜均一層上に形成された着色層とが積層されてなる透明膜均一領域が反射光用領域に用いられることを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
2. 前記透明膜パターン層がランダムに形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
3. 前記透明膜パターン領域内における透明膜が形成される領域の面積比が（透明膜形成面積／透明膜パターン領域面積）＝０.３〜０.５の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
4. 前記透明膜パターン層および前記透明膜均一層を形成する透明膜の膜厚が、前記着色層が前記着色層のみで透過光用領域に用いられる場合の着色層の膜厚を１とした場合に０.５〜３.０の範囲内の膜厚とすることを特徴とする請求項３に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
5. 前記透明膜パターン層は、透明膜が島状に形成されてなるパターンを有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
6. 前記透明膜パターン層が、透明膜に孔部がパターン状に形成されてなるパターンを有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
7. 前記透明膜パターン層の島状に形成されている部分または孔部が、円状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
8. 前記透明膜パターン層、または前記透明膜パターン層および前記透明膜均一層を形成する透明膜の膜厚が、０.５〜３.５μｍであることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
9. 前記透明膜の波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにおける分光透過率が８５％以上であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタ。
10. 請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載の半透過半反射型液晶表示装置用カラーフィルタを有することを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置。

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