JP4275351B2 - Color filter for transflective liquid crystal display - Google Patents
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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(uT′、vT′)、反射光用領域u′v′色度値(uR′、vR′)としたとき、
【0069】
【数1】
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color filter used in a transflective liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
The transflective / semi-reflective color liquid crystal display device has a backlight in addition to the conventional reflective color liquid crystal display device that uses external light for display, and even when the surroundings are dark, display with a backlight (transmission display) is possible. This is a liquid crystal display device that can be used.
[0003]
In a semi-transmissive / semi-reflective color liquid crystal display device using a normal color filter, external light passes through the color filter twice during reflective display. In addition, it has a drawback that it passes through the color filter once during transmissive display, and the color characteristics are different between reflective display and transmissive display.
[0004]
Therefore, conventionally, in order to match the color characteristics, a configuration in which separate color characteristic color filters are formed in the backlight light transmitting portion and the outside light reflecting portion, and a pinhole is formed in the outside light reflecting portion. The configuration was taken.
[0005]
However, in the configuration in which separate color characteristic color filters are formed in the backlight light transmitting portion and the outside light reflecting portion, the number of processes is doubled, or a pin hole is formed in the outside light reflecting portion. However, there is a problem that patterning is difficult.
[0006]
Further, as an example, a
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, it is desired to provide a transflective color filter that has the same color characteristics in reflective display and transmissive display and can be easily formed.
[0008]
[Means for solving the problems]
In the present invention, a transparent substrate, a transparent film pattern layer in which a transparent film is formed in a pattern on the transparent substrate, and a colored layer formed so as to cover the transparent film pattern layer are laminated. Membrane pattern areaA color filter for a transflective liquid crystal display device, wherein the transparent film pattern region is used as a reflected light region, and includes the transparent substrate and a colored layer formed on the transparent substrate. Provided is a color filter for a transflective liquid crystal display device, characterized in that the region is used as a region for transmitted light and the transparent film pattern layer is formed at random.
[0009]
According to the present invention, by having the transparent film pattern region in which the transparent film is formed in a pattern on the transparent substrate, it is possible to adjust the color characteristics of the reflected light region or the transmitted light region, A color filter for a transflective liquid crystal display device in which the color characteristics of the reflected light region and the transmitted light region are the same can be obtained.
Moreover, in this invention, the said transparent film pattern area | region is used for the area | region for reflected light, and the colored layer area | region which has the said transparent substrate and the colored layer formed on the said transparent substrate is used for the area | region for transmitted light. Since the transparent film pattern area has a pattern by a transparent film, the color purity is lighter than that of the colored layer alone, which is not a transparent film. Therefore, even when external light passes through the transparent film pattern region twice, the same color characteristics as when the backlight passes through the colored layer region once can be obtained. Therefore, by using this transparent film pattern area as the reflected light area, the color characteristics of the reflected light area can be made equal to the color characteristics in the transmitted light area.
Furthermore, in the present invention, since the transparent film pattern layer is randomly formed, it is possible to prevent the interference of the phase of the transmitted light.
[0011]
The present invention also provides:A transparent film pattern region formed by laminating a transparent substrate, a transparent film pattern layer in which a transparent film is formed in a pattern on the transparent substrate, and a colored layer formed so as to cover the transparent film pattern layer A color filter for a transflective liquid crystal display device, wherein the transparent film pattern region is used as a transmitted light region, and the transparent substrate and a transparent film in which the transparent film is uniformly formed on the transparent substrate A color for a transflective liquid crystal display device, characterized in that a transparent film uniform region formed by laminating a film uniform layer and a colored layer formed on the transparent film uniform layer is used as a reflected light region. Provide a filter.
[0012]
The transparent film pattern region has a transparent film formed in a pattern, and the transparent film uniform region has the transparent film uniformly formed on the entire surface, so the transparent film uniform region is the transparent film pattern region. As compared with the above, the influence of the transparent film is large, and the color purity when light is transmitted can be made light. This makes it possible to achieve the same color characteristics when the backlight passes once through the transparent film pattern area and when the external light passes twice through the transparent film uniform area. By using the region as the reflected light region and the transparent film pattern region as the transmitted light region, the color characteristics in the transmitted light region and the reflected light region can be approximated.
In the present invention, the transparent film pattern layer may be formed randomly. Thereby, it can prevent that the interference of the phase of the transmitted light arises.
[0013]
Further, since the transparent film has a transparent film on the transparent substrate in the uniform area of the transparent film, when the colored layer is formed on the transparent film, the film thickness is made uniform with the transparent film pattern area having the pattern on the transparent substrate. It becomes possible.
[0014]
In the present invention,It is preferable that the area ratio of the region where the transparent film is formed in the transparent film pattern region is within the range of (transparent film forming area / transparent film pattern region area) = 0.3 to 0.5.
[0015]
The area ratio of the area where the transparent film is formed in the transparent film pattern area is the best in the above range in the current processing accuracy, and the color characteristics of the reflected light area and the transmitted light area are the same. The closest is possible. In addition, when the area ratio of the region where the transparent film is formed in the transparent film pattern region is smaller than the above range, it is difficult to make the film thickness in the reflected light region and the transmitted light region uniform. If it is larger than the range, it is not preferable because it becomes difficult to make the color characteristics close to each other.
[0016]
In the present invention,When the film thickness of the transparent film forming the transparent film pattern layer and the transparent film uniform layer is 1 when the film thickness of the colored layer is 1 when the colored layer is used only for the colored layer in the transmitted light region The film thickness is preferably in the range of 0.5 to 3.0. In the case where the film thickness of the transparent film forming the transparent film pattern layer and the transparent film uniform layer is within the above range, and is the area ratio of the region where the transparent film is formed in the transparent film pattern region described above. The color characteristics in the reflected light region and the transmitted light region can be made closer.
[0017]
In the present inventionEven if the transparent film pattern layer has a pattern in which the transparent film is formed in an island shape, the transparent film pattern layer has a pattern of holes in the transparent film as described in
[0018]
In the present invention,It is preferable that the island-shaped portion or hole of the transparent film pattern layer is formed in a circular shape. When the transparent film pattern layer is formed in an island-shaped portion or hole, the area ratio adjustment and design described above are performed during the production of the transflective color filter, and Pattern formation is facilitated, which is preferable from the standpoint of manufacturing efficiency.
[0019]
In the present invention,The transparent film pattern layer or the transparent film forming the transparent film pattern layer and the transparent film uniform layer preferably has a film thickness of 0.5 to 3.5 μm.
[0020]
By setting the film thickness of the transparent film pattern layer, or the transparent film pattern layer and the transparent film uniform layer within the above range, the color of the reflected light region and the transmitted light region in a normal color filter This is because the characteristics can be made the closest.
[0021]
In the present invention,The spectral transmittance of the transparent film at a wavelength of 380 nm to 780 nm is preferably 85% or more.
[0022]
When the transparency of the transparent film is within the above range, the color filter for the transflective liquid crystal display device of the present invention has little influence on the color characteristics of the colored layer. This is because the color characteristics of the area and the transmitted light area can be made closer.
[0023]
The present invention relates to the above-mentioned present invention.A transflective liquid crystal display device having a color filter for a transflective liquid crystal display device is provided.
[0024]
According to the present invention, by having the above-described color filter for a transflective liquid crystal display device, a liquid crystal display device having the same color characteristics in the transmitted light region and the reflected light region can be obtained. is there.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a transflective color filter and a transflective liquid crystal display device using the transflective color filter. Hereinafter, these will be described.
[0026]
The color filter for a transflective liquid crystal display device of the present invention covers a transparent substrate, a transparent film pattern layer in which a transparent film is formed in a pattern on the transparent substrate, and the transparent film pattern layer. It has the transparent film pattern area | region formed by laminating | stacking the formed colored layer. The color filter for a transflective liquid crystal display device according to the present invention adjusts the color characteristics of a reflected light region or a transmitted light region by forming a transparent film in a pattern on a transparent substrate. Thus, a color filter for a transflective liquid crystal display device in which the color characteristics of the reflected light region and the transmitted light region are the same can be obtained.
[0027]
The present invention can be divided into a first embodiment using the transparent film pattern region as a reflected light region and a second embodiment using the transparent film pattern region as a transmitted light region.
[0028]
As an example of the first embodiment, as shown in FIG. 1, the transparent film pattern region formed of a transparent film 3 formed in a pattern on a
[0029]
As an example of the second embodiment, as shown in FIG. 2, the transparent film pattern region including the transparent film 3 and the colored layer 4 formed in a pattern on the
[0030]
A. First embodiment
First, the first embodiment of the present invention will be described. The color filter for a transflective liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention is the above transparent film pattern comprising a transparent film formed in a pattern on a transparent substrate and a colored layer formed thereon. It consists of a colored layer region having a region and a colored layer formed on the transparent substrate, wherein the transparent film pattern region is a reflected light region, and the colored layer region is a transmitted light region.
[0031]
In this embodiment, the transparent film pattern region used as the reflected light region has a pattern made of a transparent film, so that it is possible to make the color purity light compared to the case where light passes through only the colored layer. It becomes. As a result, when external light passes through the transparent film pattern region twice, the same color characteristics as when the backlight passes once through the colored layer region that does not have transmitted light used as a transmitted light region. It becomes possible. Hereinafter, these will be described.
[0032]
1. Transparent film pattern area
The transparent film pattern region in the present embodiment includes a transparent substrate, a transparent film pattern layer in which a transparent film is formed in a pattern on the transparent substrate, and a colored layer formed so as to cover the transparent film pattern layer Are laminated.
[0033]
Hereinafter, these will be described separately.
[0034]
(Transparent film)
First, the transparent film in this embodiment will be described. The transparent film in this embodiment is formed on a transparent substrate to be described later, and a material used as a protective film or a spacer in a color filter can be used. Is not particularly limited.
[0035]
Specific materials used for such a transparent film include photosensitive acrylic resin, photosensitive polyimide, positive resist, cardo resin, polysiloxane, benzocyclobutene, and the like.
[0036]
In this embodiment, the spectral transmittance of the transparent film at a wavelength of 380 to 780 nm is preferably 85% or more, particularly 95% or more. When the transparency of the transparent film is within the above range, it hardly affects the color characteristics or the like of the colored layer, which will be described later, so when used in the reflected light region of this embodiment, the reflected light region This is because the color characteristics of the transmitted light region can be made closer.
[0037]
Here, the spectrophotometric apparatus (MCPD-2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) was used for the measurement of the spectral transmittance in the present embodiment. A halogen lamp was used as the light source.
[0038]
Furthermore, in this embodiment, it is preferable that the film thickness of the transparent film is in the range of 0.5 to 3.5 μm, particularly 1.0 to 2.5 μm. When the film thickness of the transparent film is within the above range, when the color filter for a transflective liquid crystal display device of the present embodiment is used for a transflective liquid crystal display device, the reflected light region and This is because the color characteristics of the transmitted light region can be made closer.
[0039]
(Colored layer)
Next, the colored layer will be described. The colored layer in this embodiment is a layer formed on the transparent substrate described later or the above-described transparent film, and the material is particularly limited as long as it is used as a colored layer in a general color filter. Is not to be done. In general, the colored layer used in a color filter for a liquid crystal display device has three primary colors of red (R), blue (B), and green (G). In this embodiment, the shape, the manufacturing method, etc. It is the same.
[0040]
As a general coloring layer material, it is composed of a pigment, a binder, an additive thereof, and the like. The kind of the binder varies depending on the production method of the colored layer. However, since the colored layer is generally formed by the pigment dispersion method, materials required for the pigment dispersion method are preferably used.
[0041]
(Transparent substrate)
Next, the transparent substrate in this embodiment will be described. The transparent substrate used in the present embodiment is a substrate on which a transparent film pattern layer and a colored layer are formed, and is not particularly limited as long as it is conventionally used for a color filter. It is possible to use a transparent rigid material having no flexibility such as glass or synthetic quartz plate, or a transparent flexible material having flexibility such as a transparent resin film or an optical resin plate. Moreover, you may use the transparent substrate which performed the surface treatment for alkali elution prevention, gas barrier property provision, and other purposes as needed.
[0042]
(Transparent film pattern area)
Next, the transparent film pattern area in this embodiment will be described. The transparent film pattern region in the present embodiment is a transparent film pattern layer in which the above-described transparent film is formed in a pattern on the above-described transparent substrate, and the above-described colored layer so as to cover the transparent film pattern layer. This is a region formed on the entire surface.
[0043]
The
[0044]
Examples of the pattern of the transparent film in this embodiment include a pattern in which the transparent film is formed in an island shape and a pattern in which holes are formed in a pattern in the transparent film. The shape of these patterns is appropriately selected and used depending on the manufacturing apparatus and conditions. Here, it is more preferable that the island-shaped part or hole of the transparent film pattern layer is formed in a circular shape. This is because when the island-shaped portion or hole is circular, the pattern can be easily formed and the area and the like can be easily adjusted.
[0045]
Moreover, it is preferable that the transparent film pattern layer is formed at random in the pattern of this embodiment. This is because the transparent film pattern layer is formed randomly, so that interference of the phase of transmitted light does not occur.
[0046]
In the transparent film pattern region as described above, since the transparent film pattern layer is formed by the transparent film, the color purity can be made lighter than that of the colored layer alone.
[0047]
2. Colored layer area
Next, the colored layer region in this embodiment will be described. The colored layer region in this embodiment is a region where the above-described colored layer is uniformly formed on the entire surface of the above-described transparent substrate.
[0048]
The colored layer region in the present embodiment is the same as the colored layer in a normal color filter for a reflective liquid crystal display device or a color filter for a transmissive liquid crystal display device because a colored layer is formed on a transparent substrate. It becomes composition.
[0049]
The colored layer in the colored layer region is formed simultaneously with the colored layer in the transparent film pattern region described above. Thereby, it is possible to reduce the number of manufacturing steps of the transflective color filter of the present embodiment.
[0050]
3. Color filter for transflective liquid crystal display
A color filter for a transflective liquid crystal display device according to this embodiment will be described. The color filter for a transflective liquid crystal display device according to the present embodiment has the transparent film pattern region and the colored layer region described above. The transparent film pattern region is used as the reflected light region and is transmitted through the colored layer region. The shape or the like is not particularly limited as long as it is used as a light region, and each pixel indicating the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) has a stripe shape or a staggered pattern. It may be arranged in a shape or the like.
[0051]
In the present embodiment, since the transparent film pattern region has a pattern by the transparent film, it is possible to make the color purity light compared with the transmitted light of only the colored layer, and the external light is Even when the transparent film pattern region passes twice, the same color characteristics as when the backlight passes once through the colored layer region can be obtained.
[0052]
(Production method)
A method for manufacturing a color filter for a transflective liquid crystal display device according to this embodiment will be described. The method for producing a color filter for a transflective liquid crystal display device according to this embodiment is not particularly limited as long as it is a method capable of forming the transparent film pattern region and the colored layer region described above. In this embodiment, the transparent film pattern is particularly preferably manufactured by photolithography from the viewpoint of accuracy.
[0053]
First, the process of forming the pattern layer by a transparent film on the transparent substrate of a transparent film pattern area | region is performed. In this step, for example, a transparent film forming coating solution in which the above-described photosensitive transparent film forming resin is dissolved in a solvent is prepared, and this is uniformly applied by a spin coating method or the like. After the coating liquid is dried, a pattern is formed so as to form a necessary pattern, and then a development method is performed to form a transparent film pattern.
[0054]
Subsequently, a step of forming a colored layer in the colored layer region and the transparent film pattern region is performed. In this step, a conventional pigment dispersion method, a printing method using an ink jet method, or the like can be used, and is not particularly limited in the present invention.
[0055]
When the color filter for a transflective liquid crystal display device according to this embodiment is manufactured by photolithography, it can be manufactured by four steps including adding a step of forming a transparent film to a step of manufacturing a normal color filter. Therefore, it has an advantage that it can be easily formed as compared with a configuration in which separate color filters are formed.
[0056]
(Other)
Moreover, the semi-reflective transflective color filter of this embodiment may have a black matrix or other layers, such as a transparent electrode layer or a polarizing layer, as necessary. Since the positions and materials to be formed are the same as those in the related art, the description thereof is omitted here.
[0057]
B. Second embodiment
The second embodiment of the present invention comprises, on a transparent substrate, a transparent film pattern region comprising a transparent film and a colored layer, and a transparent film uniform region comprising a transparent film and a colored layer, and transmitting the transparent film pattern region through the transparent film pattern region. This is a color filter for a transflective liquid crystal display device which is used as a region for use and uses the transparent film uniform region as a region for reflected light.
[0058]
In the transparent film uniform region in this embodiment, since the transparent film is uniformly formed on the entire surface, the transparent film uniform region has a greater influence of the transparent film than the transparent film pattern region, and light It is possible to reduce the color purity when the light is transmitted. From this, it becomes possible to have the same color characteristics when the backlight passes once through the transparent film pattern region and when the external light passes through the color filter twice through the transparent film uniform region. By using the transparent film uniform area as the reflected light area and the transparent film pattern area as the transmitted light area, the color characteristics in the transmitted light area and the reflected light area can be made equal.
[0059]
Furthermore, since the transparent film has a transparent film on the transparent substrate in the uniform area of the transparent film, when the colored layer is formed on the transparent film, the film thickness is made uniform with the transparent film pattern area having the pattern on the transparent substrate. It becomes possible to do. These will be described below. Here, since the transparent film, the colored layer, and the transparent substrate of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0060]
1. Transparent film pattern area
The transparent film pattern region in the present embodiment includes a transparent substrate, a transparent film pattern layer in which a transparent film is formed in a pattern on the transparent substrate, and a colored layer formed so as to cover the transparent film pattern layer Since the constituent materials and the like are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0061]
2. Transparent film uniform area
The transparent film uniform area | region in this embodiment is demonstrated. The transparent film uniform region in this embodiment is a transparent film uniform layer in which the transparent film described above is uniformly formed on the entire surface of the transparent substrate described above, and a colored layer is uniformly formed on the transparent film uniform layer. Area. Here, the film thickness of the transparent film uniform layer is the same as the thickness of the transparent film in the transparent film pattern layer described above.
[0062]
By forming the transparent film uniform layer on the transparent substrate, it is possible to increase the influence of the transparent film compared to the transparent film pattern area described above. This makes it possible to make the color characteristic of light passing once and the color characteristic of external light passing twice through the transparent film uniform region closer.
[0063]
3. Transflective color filter
A color filter for a transflective liquid crystal display device according to this embodiment will be described. The shape and the like of the transflective color filter in the present embodiment are not particularly limited as long as the transparent film pattern area described above is used as the transmitted light area and the transparent film uniform area described above is used as the reflected light area. The present invention is not limited, and each pixel showing the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) may be configured to be arranged in stripes or on a staggered pattern. However, the shape and the like are not particularly limited.
[0064]
In the present embodiment, since the transparent film is uniformly formed on the entire surface in the transparent film uniform region, when the backlight passes once through the transparent film pattern region, and when the external light passes through the transparent film uniform region. It is possible to make the same color characteristic when passing through the second color filter. Therefore, by using the transparent film uniform area as the reflected light area and the transparent film pattern area as the transmitted light area, it is possible to make the color characteristics in the transmitted light area and the reflected light area closer to each other. .
[0065]
Further, since the transparent film is formed on the entire surface of the transparent film uniform region, the film thickness of the transparent film uniform region and the transparent film pattern region can be made uniform.
[0066]
Here, as shown in FIG. 7, in the first embodiment, since the transparent film pattern layer is used as the reflected
[0067]
(Optimization by simulation)
The simulation in this embodiment will be described. The simulation was performed with a pattern in which holes are formed in a circular pattern in a transparent film.
[0068]
FIG. 8 is a graph showing the film thickness and Δu′v ′ in the area ratio of each color of the colored layer. Here, Δu′v ′ is a value indicating a color difference in the transmissive film pattern region and the transmissive film uniform region, and the transmitted light region u′v ′ chromaticity value (uT′, VT′), Reflected light region u′v ′ chromaticity value (uR′, VR′)
[0069]
[Expression 1]
It is requested from.
[0070]
The point with the smallest value of Δu′v ′ indicates that the difference in color characteristics between the permeable membrane pattern region and the permeable membrane uniform region is the smallest, and can be obtained from FIG. As apparent from FIG. 8, the change in the value of Δu′v ′ with the film thickness is significant in blue, and in red and green, the change in Δu′v ′ with the film thickness is small. It is appropriate to obtain the optimum value from blue. Here, as shown in FIG. 9, the area ratio is obtained from the diameter of the circular pattern and the pattern interval t. As is clear from FIG. 8, the transparent film pattern area is the area where the transparent film is formed. It is shown that the value of Δu′v ′ decreases as the area ratio decreases.
[0071]
Here, as the minimum diameter of the circular pattern and the pattern interval t in FIG. 9, it is appropriate that the diameter is 10 μm from the viewpoint of current technology and cost, and the pattern interval t is 4.0 μm. It is. FIG. 10 shows the relationship between the pattern interval t and the area ratio when the diameter is 10 μm. Thus, when the pattern interval t is 4.0 μm at a diameter of 10 μm, the area ratio is calculated to be 0.4, whereby the colored layer is blue and the area ratio is 0.4. , Δu′v ′ can be assumed to be 1.3 from the blue graph of FIG.
[0072]
Here, the film thickness in this simulation is the ratio of the combined thickness of the transparent film and the colored layer when the colored layer is used only for the colored layer in the transmitted light region and the thickness is 1. It is the expressed value.
[0073]
From the above, the value of (area of transparent film formation area / area of transparent film pattern area), which is the area ratio of the area where the transparent film is formed in the transparent film pattern area, is 0.3 to 0.5, especially 0.5. It may be preferable to be within the range of 35 to 0.45. Here, the transparent film formation area is an area where the transparent film is formed in the transparent film pattern region.
[0074]
Moreover, when the film thickness of the transparent film forming the transparent film pattern layer and the transparent film uniform layer is 1 when the film thickness of the colored layer is 1 in the case where the colored layer is used only for the colored layer and the region for transmitted light The film thickness is preferably in the range of 0.5 to 3.0, more preferably 1.1 to 1.4, and particularly preferably in the range of 1.25 to 1.35.
[0075]
(Production method)
Since the manufacturing method of the color filter for a transflective liquid crystal display device in this embodiment is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0076]
(Other)
Moreover, the semi-reflective transflective color filter of this embodiment may have a black matrix or other layers, such as a transparent electrode layer or a polarizing layer, as necessary. Since the positions and materials to be formed are the same as those in the related art, the description thereof is omitted here.
[0077]
C. Transflective liquid crystal display device
Next, the transflective liquid crystal display device according to the present invention will be described. The present invention provides a transflective liquid crystal display device having the color filter for a transflective liquid crystal display device described above.
[0078]
According to the present invention, by having the above-described color filter for a transflective liquid crystal display device, it is possible to approximate the color characteristics of a color image by transmitted light display and reflected light display.
[0079]
A transflective liquid crystal display device according to the present invention is a transflective liquid crystal display device using the above-described transflective color filter, and includes the transflective color filter and the color filter. An opposing array substrate, the color filter and the array substrate, a liquid crystal layer sealed between the color filter and the array substrate, and an aluminum film or a silver film in the pixel on the array substrate There is no particular limitation as long as a portion where a reflection film is formed and a portion where a reflection film is not formed are formed and each has a reflection region and a transmission region.
[0080]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0081]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples.
[0082]
Example 1
As a transparent substrate, a glass substrate (soda glass, plate thickness of 0.7 mm), a photosensitive acrylic resin as a transparent layer material, and an acrylic negative resin and a resist mixed with a pigment as a colored layer are prepared. A transparent film-forming coating solution in which a transparent film-forming resin having a composition was dissolved in a solvent was prepared, and this was uniformly applied by a spin coat method or the like. After the coating liquid was dried, a pattern in which holes were formed in a pattern on the transparent film was exposed, and then developed to form a transparent film pattern layer.
[0083]
Subsequently, a coating solution for forming a colored layer having the above composition is applied by a spin coating method, and then a colored layer is formed by repeating drying, pre-baking, exposure, development, and post-baking for each color of red, blue, and green. Thus, the color filter of the present invention was obtained.
[0084]
Necessary functional layers such as a transparent electrode layer were formed on the above color filter to obtain the liquid crystal display device of the present invention. Table 1 and FIG. 11 show CIE (1931) xy chromaticity values displaying red, green, blue and white when this liquid crystal display device is used for transmitted light.
[0085]
(Example 2)
A pattern in which a transparent film is patterned in an island shape is formed as a transparent film pattern layer by the same material and method as in Example 1, and a colored layer is formed on this pattern layer by the same material and method as in Example 1. Thus, the color filter of the present invention was obtained.
[0086]
Necessary functional layers such as a transparent electrode layer were formed on the above color filter to obtain the liquid crystal display device of the present invention. Table 1 and FIG. 11 show values indicating red and green when this liquid crystal display device is used for transmitted light.
[0087]
(Comparative Example 1)
A reflective color filter was obtained by setting the color layer thickness of the transmissive color filter used in Example 1 to ½. In order to use the transmissive color filter as a reflective color filter so as to obtain the same chromaticity, since the light passes through the color filter twice, the reflective color filter is compared with the colored layer of the transmissive color filter. The film thickness of the colored layer of the filter may be halved. A necessary functional layer such as a transparent electrode layer is formed on the color filter, a reflective film made of an aluminum film is disposed on the array substrate facing the color filter, a functional film such as a polarizing plate is disposed, and a reflective type A liquid crystal display device was obtained. Table 1 and FIG. 11 show chromaticity values when red, green, blue, and white are displayed on this liquid crystal display device.
[0088]
(Comparative Example 2)
Using the color filter for reflected light used in Comparative Example 1, as in Examples 1 and 2, necessary functional layers such as a transparent electrode layer were formed on the color filter to obtain a transmissive liquid crystal display device. . Table 1 and FIG. 11 show chromaticity values when red, green, blue, and white are displayed on this liquid crystal display device.
[0089]
[Table 1]
The chromaticity value of Comparative Example 1 is a chromaticity value when the color filter is used as a reflective display. The chromaticity value of Comparative Example 2 is a chromaticity value when the color filter of Comparative Example 1 is used as it is for transmissive display. There is a large difference between the chromaticity values of Comparative Examples 1 and 2, that is, when the same color filter as shown in Comparative Examples 1 and 2 is used for reflective display and transmissive display, the chromaticity values are greatly different. . From this, when the color filter is used for transmissive display, it can be said that the color characteristics of the transmissive display and the reflective display are approximated by approximating the chromaticity value to that of Comparative Example 1.
[0090]
From FIG. 11, Example 1 in the present invention has a result that the chromaticity value is similar to Comparative Example 1 for each color compared to Comparative Example 2 in which the reflective color filter is used as it is for transmissive display. It was. Moreover, in Example 2, the result that it was further approximated in red and green was obtained.
[0091]
(Measuring method)
The spectrophotometer (Otsuka Electronics Co., Ltd. MCPD-2000) was used for chromaticity measurement. Here, a D65 light source was used for the chromaticity of the reflective display, and a white LED (LNJ010CSFRA Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.) light source was used for the transmissive display. The reason for the selection of the light source is that, in the case of reflective display, daylight is mainly assumed as external light, so the chromaticity measurement is performed using a D65 light source that is a standard daylight source. In general, a white LED is used as a backlight in a transmissive display of a liquid crystal display device used for portable use. Therefore, a white LED light source was used for chromaticity measurement of transmissive display.
[0092]
【The invention's effect】
According to the present invention, by having the transparent film pattern region in which the transparent film is formed in a pattern on the transparent substrate, it is possible to adjust the color characteristics of the reflected light region or the transmitted light region, It is possible to provide a color filter for a transflective liquid crystal display device in which the color characteristics of the reflected light region and the transmitted light region, that is, the color reproduction region is equal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a transflective color filter of the present invention.
FIG. 2 is a view showing another example of the transflective color filter of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a transparent film pattern in a transparent film pattern region of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing another example of the transparent film pattern in the transparent film pattern region of the present invention.
FIG. 5 is a view showing another example of the transparent film pattern in the transparent film pattern region of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing another example of the transparent film pattern in the transparent film pattern region of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a light transmission path of the transflective color filter of the present invention.
FIG. 8 is a view showing an example of a simulation for obtaining an optimum value of a transflective color filter of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a transparent film pattern in a transparent film pattern region of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an area ratio of a transparent film pattern region in the whole of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an example of a transflective color filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a conventional transflective color filter.
[Explanation of symbols]
1 ... Semi-transmissive / semi-reflective color filter
2 ... Transparent substrate
3. Transparent film
4 ... Colored layer
5 ... Area for transmitted light
6 ... Area for reflected light
7 ... Transparent film pattern
t: Pattern-to-pattern spacing
Claims (10)
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。A transparent film pattern region formed by laminating a transparent substrate, a transparent film pattern layer in which a transparent film is formed in a pattern on the transparent substrate, and a colored layer formed so as to cover the transparent film pattern layer A color filter for a transflective liquid crystal display device, comprising:
The transparent film pattern region is used as a transmitted light region, the transparent substrate, a transparent film uniform layer in which a transparent film is uniformly formed on the transparent substrate, and a color formed on the transparent film uniform layer A color filter for a transflective liquid crystal display device, characterized in that a transparent film uniform region formed by laminating layers is used as a region for reflected light.
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