JP2003262857A

JP2003262857A - 半透過型液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003262857A
Application number: JP2002064881A
Authority: JP
Inventors: Yohei Kimura; 洋平木村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】透過モード表示時のコントラストを低下させ
ることなくアレイ工程数を削減することを可能にした半
透過型液晶表示装置。【解決手段】アレイ側基板上にアクティブ駆動素子１
０により駆動する画素を有し、反射膜１１の一部に開口
部１３を設けることによりバックライトの光を透過させ
る構造を有し、遮光部となるブラックマトリクス、透明
樹脂と透明粒子からなる透明光拡散機能膜５、画素を形
成する３原色の着色膜２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＤＡ、携帯情報
機器等の表示部に用いられる半透過型の液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、一般に、カラーフィル
ターを有する基板（カラーフィルター側基板）と透明基
板上に透明電極が形成された対向基板（アレイ側基板）
の間に液晶を挟持させて構成され、電圧を印加して液晶
を駆動させて電気的にこの液晶を透過する光の偏光面を
制御し、偏光膜によってその透過または不透過を制御し
て画面表示する。

【０００３】このような液晶表示装置の表示に充分な明
るさを得るため、液晶表示装置の裏面、又は側面に光源
（ランプ）を配置したバックライト型やライトガイド型
のランプ内蔵式の透過型液晶表示装置が広く利用されて
いる。

【０００４】透過型液晶表示装置は、バックライトによ
る電力の消費が大きい。しかし、液晶表示装置以外の他
の表示装置（ＣＲＴ、ＰＤＰ等）の消費電力と比べると
優位性があるが、格段な差を有するというほどではな
い。

【０００５】一方、反射型液晶表示装置は、液晶表示装
置の透過光として室内光や外光を使用する。当然、ラン
プを内蔵しておらず、低消費電力化が可能である。ま
た、軽量で携帯用として便利である。

【０００６】このような反射型液晶表示装置において
は、この表示装置を観察する観察者の位置とは反対側の
対向基板上の全面に上記室内光や外光を反射する電極を
兼ねた金属薄膜をマトリクス状に配置している。又はＡ
ｌ、Ａｇ、これらの化合物などによる反射膜を別の基板
上の全面に一様に設けて上記基板裏面に配置することが
通常である。

【０００７】例えば、反射型カラー表示液晶ディスプレ
イにおいては、上記対向基板上に金属反射膜を設け、こ
の金属反射膜上に、カラーフィルター層を介して透明電
極を設けて走査側電極板とする場合があった。また、金
属反射膜を、液晶駆動のための上記電極と同一パターン
に構成し、この液晶駆動電極として利用する場合もあっ
た。

【０００８】しかし、反射膜が観察者の位置とは反対側
の対向基板上に設けられているため、液晶によって形成
された画面が二重に見えたりする場合があった。また、
反射電極が鏡面反射膜であると、外部より入射する入射
光に対し反射光は正反射方向にのみ出射され、結果とし
て、表示される領域の視野角が制限されるという問題点
を有する場合があった。そのため、光拡散機能膜を、反
射膜上に形成することにより、光源の位置に関係なく視
野角が広く、優れた表示画面を提供することが行われて
いた。

【０００９】しかしながら、透明光拡散機能膜を反射性
金属薄膜上に形成する方法では、液晶を駆動するための
透明電極を透明光拡散機能膜上に形成することが行われ
ていた。また、例えば樹脂ビーズを含めること等で表面
を粗した塗膜の上に反射性金属薄膜を形成する技術にお
いても、透明光拡散機能膜を形成し、平坦化膜を形成し
た上にさらに液晶を駆動するための透明電極が必要にな
る。

【００１０】一方、カラーフィルター側基板に光の散乱
層を配設する技術が、提案されている。これらの技術に
おいては、対抗基板として電極を兼ねた反射性金属薄膜
を使用することができるため、透明光拡散機能膜が形成
された透明電極、平坦化膜などを必要としない。しか
し、カラーフィルター側基板の液晶層側に透明光拡散機
能膜を形成した場合、透明光拡散機能膜の表面には、凹
凸が生じてしまうので、透明電極を介して接触する液晶
の配向が妨げられてしまう場合がある。この場合は、カ
ラーフィルター側基板の液晶層側の透明光拡散機能膜の
上には平坦化膜を形成することが必須である。したがっ
て、通常はカラーフィルター側基板の液晶層側の面の裏
側の面に光拡散フィルムなどを貼付される。

【００１１】このように、反射型液晶表示装置におい
て、対向基板あるいはカラーフィルター側基板のいずれ
に透明光拡散機能膜を設けても、それに付随した平坦化
膜あるいは透明電極を作製する工程が必要になり、製造
工程およびコストが大幅に増加する傾向があった。すな
わち、従来の拡散機能付カラーフィルターにおいては、
拡散機能を付与するために、透過型カラーフィルターに
比べてカラーフィルター製造工程が増加するという課題
があった。

【００１２】また、カラーフィルター側基板に透明光拡
散機能膜を形成した場合の課題として、半透過型液晶表
示装置に使用する場合、透明光拡散機能膜がカラーフィ
ルター側基板の全面に形成されるため、アレイ側基板内
画素の反射膜の一部を開口した部分を透過するバックラ
イトの透過光もこの拡散機能膜により拡散されるため
に、透過モード（透過状態）の表示時のコントラストを
低下させる要因となっていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、こ
のような問題点に着目し、従来の拡散反射膜で生じてい
た半透過液晶表示装置の透過モードでの使用時のコント
ラスト低下を抑制する構成を提供することを課題とす
る。また、アレイ側に拡散反射膜を配設するときのコス
トアップも抑制する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明の半透過型液晶表示装置は、二枚の基板内側の
片側基板上にマトリクス状に配置された画素を有し、そ
の画素が外光を反射する反射電極もしくは反射膜を有
し、その一部に開口部を設けることによりバックライト
の光を透過させる構造を有するアレイ側基板と、少なく
ともブラックマトリクス、透明樹脂と透明粒子からなる
透明光拡散機能膜、および、画素を形成する３原色の着
色膜がこの順に設けられたことを特徴とするカラーフィ
ルターとを有し、アレイ側画素内の反射膜の開口部とカ
ラーフィルター側の画素内に配置された透明光拡散機能
膜が対応して配置されていることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の半透過型液晶表示装置
は、二枚のガラス基板で液晶層を挟持し、その片側の基
板上に着色膜を有するカラーフィルター部を有し、前記
二枚の基板内側の反対側基板上にマトリクス状に配置さ
れた画素を有し、前記画素が外光を反射する反射部と光
を透過させる透光部とからなり、前記反射部は、反射電
極、又は反射膜を有し、前記透光部は、前記反射電極、
又は前記反射膜の一部に開口部を設けることにより光を
透過させる構成であるることを特徴とする。

【００１６】また、本発明の半透過型液晶表示装置は、
さらに、カラーフィルター部が、ブラックマトリクス
と、透明樹脂と透明粒子とからなる透明光拡散機能膜
と、画素を形成する３原色の着色膜とが上記の順に配置
されることを特徴とする。

【００１７】また、本発明の半透過型液晶表示装置は、
さらに、カラーフィルター部が、ブラックマトリクス
と、画素を形成する３原色からなる着色膜と、透明保護
膜とが上記の順に配置され、前記着色膜が顔料とポリマ
ーと透明粒子とからなることを特徴とする。

【００１８】また、本発明の半透過型液晶表示装置は、
さらに、二枚のガラス基板で液晶層を挟持し、その片側
の基板上に着色膜を有するカラーフィルター部を有し、
前記二枚の基板内側の反対側基板上にマトリクス状に配
置された画素を有し、前記画素は外光を反射する反射部
と光を透過させる透光部とからなり、前記反射部は、反
射電極、又は反射膜を有し、前記透光部は、前記反射電
極、又は前記反射膜の一部に開口部を設けることにより
光を透過させる構成であり、前記カラーフィルター部は
反射表示用カラーフィルター部と透過表示用カラーフィ
ルター部とからなり、前記反射表示用カラーフィルター
部は、反射表示用のカラーフィルター部の、ブラックマ
トリクスと、透明樹脂と透明粒子とからなる透明光拡散
機能膜と、画素を形成する３原色の着色膜とが上記の順
に配置される構成であり、前記透過表示用カラーフィル
ター部は、ブラックマトリクスと、画素を形成する３原
色からなる着色膜と、透明保護膜とが上記の順に配置さ
れる構成であり、前記着色膜が顔料とポリマーと透明粒
子とからなり、前記反射部と前記反射表示用カラーフィ
ルター部とは互いに相対するように配置され、前記透光
部と前記透過表示用カラーフィルター部とは互いに相対
するように配置される。

【００１９】また、本発明の半透過型液晶表示装置は、
透明光拡散機能膜の面積と、反射部の面積とが略等しい
ことを特徴とする。

【００２０】また、本発明の半透過型液晶表示装置は、
さらに、反射膜を共有する反射部および透光部の各々に
相対する反射表示用カラーフィルター部および透過表示
用カラーフィルター部び各々の色は、３原色のうちのい
ずれかであり、前記反射表示用カラーフィルター部のカ
ラーフィルターの色および前記透過表示用カラーフィル
ター部のカラーフィルターの色がともに同じ色であるこ
とを特徴とする。

【００２１】また、本発明の半透過型液晶表示装置は、
さらに、透明粒子の平均粒径が０．６５μｍから１．０
μｍの範囲にあることを特徴とする。

【００２２】また、本発明の半透過型液晶表示装置は、
さらに、反射表示用カラーフィルター部の着色層の厚み
に比べ、透過表示用カラーフィルター部の着色層の厚み
の方が大きいことを特徴とする。

【００２３】また、本発明の半透過型液晶表示装置は、
さらに、反射表示用カラーフィルター部の着色層の厚み
に比べ、透過表示用カラーフィルター部の着色層の厚み
が、略２倍であることを特徴とする。

【００２４】また、本発明の半透過型液晶表示装置は、
さらに、透明光拡散機能膜内透明粒子が、光学的に等方
性の結晶構造を有することを特徴とする。

【００２５】本発明の半透過型液晶表示装置において、
透光部と前記透過表示用カラーフィルター部とは互いに
相対するように配置され、透明光拡散機能膜と反射部と
は互いに相対するように配置され、さらに透明光拡散機
能膜の面積と、反射部の面積とが略等しい構成であるの
で、従来の半透過液晶表示装置において、透明拡散機能
膜を前面に配置した構成で生じる透過モード（透過状
態）時のコントラストの低下も防ぐことができる。より
詳しく説明すると、透明光拡散機能膜を反射部とは互い
に相対するように選択的に配置することにより、観察者
側から入射する光のうち、透明光拡散機能膜を透過しな
い光は散乱されることもなく、その大部分が透光部を透
過して、バックライト側へ透過するので反射モード（反
射状態）の表示に影響せず、反射状態の表示特性をより
改善できる。また、バックライトから出射され透光部か
ら入射する光は、その大部分が透過表示用カラーフィル
ター部を透過して観察者側に出射されるために、透明光
拡散機能膜により散乱されず透過モード（透過状態）の
表示におけるコントラストの低下を招くこともない。な
お、観察者側から入射する光のうち透明光拡散機能膜を
透過して、バックライト側へ透過する光が若干あるが、
これは反射モード（反射状態）の表示に寄与しないので
反射状態の表示特性に影響しない。また、観察者側から
入射する光のうち透明光拡散機能膜を透過せずに、反射
部に達して、そこで反射された光がさらに透明光拡散機
能膜を透過せずに観察者側へ出射される光も若干ある
が、鏡面反射された光であるために、表示特性に影響し
ない。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。透明光拡散機能をカラーフィルターに付与す
る方法として、下記の２通りの方法が有効である。

【００２７】（１）透明樹脂と透明粒子からなる透明光
拡散機能膜をブラックマトリクスと着色膜の間に設け
る。従来の技術では、透明光拡散機能膜には透明光拡散
機能膜によって生じる表面の凹凸を平坦化する平坦化膜
を伴う必要があったが、本発明では平坦化膜を必要とせ
ず、また、透明光拡散機能膜がオーバーコートの役割も
果たすので、カラーフィルターの表面を平坦化するため
に着色膜上に形成するオーバーコートを必要としない。
従って、本発明の反射型カラーフィルターは透過型カラ
ーフィルターに比べて製造工程数を増やさずに製造が可
能である。

【００２８】（２）顔料、ポリマーと透明粒子からなる
画素を形成する３原色の着色膜を設ける。本発明では３
原色からなる着色膜に光拡散機能を付与するため、新た
に平坦化膜を必要とせず、従来の技術で使用されてきた
３原色からなる着色膜上のオーバーコートにより３原色
からなる着色膜表面の凹凸を平坦化することができる。
従って、本発明の３原色からなる着色膜に光拡散機能を
付与した反射型カラーフィルターは透過型カラーフィル
ターとまったく同じ構成で製造できる。

【００２９】両者に共通する透明粒子は光の散乱材とし
ての役割を果たす。透明光拡散機能膜、又は３原色から
なる着色膜に入射した光線は透明光拡散機能膜の場合、
透明樹脂と透明粒子との界面、３原色からなる着色膜の
場合、ポリマーと透明粒子との界面でそれぞれ屈折と反
射とを生じてその出射方向を変化させる。そして、透明
粒子が透明樹脂あるいはポリマー中に分散されているこ
とにより、この屈折と反射とが繰り返されるため、全体
としてあらゆる方向に均一に光線が出射される。

【００３０】本実施例では、上記２通りの方法のうち、
（１）の方法で形成されるカラーフィルターを用いる場
について、さらに説明をする。

【００３１】透明粒子の粒径は、可視光の波長より大き
いほど好適である。透明粒子の粒径が、可視光の波長よ
り大きいほどミー散乱が大きくなり、前方散乱が大きく
なり、後方散乱が小さくなる。ここで、透明粒子とは可
視光領域の波長では、粒子自身は、実質的に光の吸収を
しない粒子と定める。

【００３２】ここで、透明粒子による外光の後方散乱が
大きくなると、表示において白っぽくなり表示品位が大
きく低下し、それに対して、前方散乱が大きくなると、
コントラストが向上する。後方散乱光は光スイッチの役
割をする液晶を介さないため、表示の際ノイズ光にな
り、液晶表示のコントラストを低下させてしまう。すな
わち、透明粒子の粒径を可視光の波長より大きめにする
ことにより、透明粒子の前方散乱光が大きく、後方散乱
光を小さくなり、カラーフィルターに効果的な光拡散機
能を付与することができる。

【００３３】可視光の青の波長は約０．４μｍであ
り、緑は約０．５５μｍ、赤の可視域の波長は約０．
６５μｍである。従って、透明粒子の最小の平均粒径は
０．６５μｍ以上が好ましい。しかし、透明粒子の粒
径が大きくなると、透明粒子による凹凸が生じてしまい
透明光拡散機能膜あるいは３原色からなる着色膜の表面
粗度が大きくなる。透明光拡散機能膜の場合、透明光拡
散機能膜上に形成する着色膜で平滑化しにくくなる。ま
た、３原色からなる着色膜の場合、３原色からなる着色
膜上に形成するオーバーコートで平滑化しにくくなる。
すなわち、液晶の配向不良をもたらす恐れがある。した
がって、透明粒子の粒径は、０．６５μｍから１．０
μｍである。

【００３４】また、透明光拡散機能膜あるいは３原色か
らなる着色膜の膜厚は、透明性の観点で、１μｍから２
μｍである。

【００３５】透明粒子の粒径が１μｍより大きいと、該
膜厚を２μｍ以上とかなり厚く形成せざるを得ず、不経
済である。また、液晶のギャップが４μｍ前後であるの
で、透明粒子間距離が小さくなり凝集してしまうと液晶
パネルの対向ショート（電気的短絡）の不良原因となる
可能性がでてくる、等の不具合も生じる。これらの理由
により、１μｍ以上の粒径の粒子が膜に多く含むことは
好ましくない。透明粒子の径は０．６５μｍから１．０
μｍ、膜の膜厚を１．３μｍから２．０μｍにすること
で、該膜の拡散効果を十分上げることができ、膜表面を
平滑にすることができる。

【００３６】透明粒子の屈折率は透明樹脂の屈折率との
屈折率差が大きいほど、散乱が大きくなるため、有効で
ある。透明樹脂の屈折率は、一般に１．４から１．７
の範囲内にあり、透明粒子の屈折率は、一般に１．３か
ら２．７の範囲にあることから、透明粒子の屈折率が透
明樹脂の屈折率より高い、つまり、高屈折率透明粒子で
あることが好ましい。しかし、高屈折率の透明樹脂を用
いる場合は、低屈折率の透明粒子を用いて散乱効果を得
ることができる。

【００３７】できるだけ前方散乱を大きく、小さい後方
散乱光を得るためには、高屈折率の透明粒子の分散性を
良好にすることが有効である。高屈折率の透明粒子が凝
集した状態になると、後方散乱光が増加するためであ
る。

【００３８】そこで、透明粒子を該膜中に良好に分散さ
せるために、透明粒子の表面処理剤として、界面活性
剤、高分子分散剤、シラン系カップリング剤、チタネー
ト系カップリング剤およびアルミニウム系カップリング
剤から選ばれる１種、又は２種類以上を含有させる。

【００３９】本発明の半透過型液晶表示装置において、
透光部と前記透過表示用カラーフィルター部とは互いに
相対するように配置され、透明光拡散機能膜と反射部と
は互いに相対するように配置され、さらに透明光拡散機
能膜の面積と、反射部の面積とが略等しい構成であるの
で、従来の半透過液晶表示装置において、透明拡散機能
膜を前面に配置した構成で生じる透過モード（透過状
態）時のコントラストの低下も防ぐことができる。より
詳しく説明すると、透明光拡散機能膜を反射部とは互い
に相対するように選択的に配置される。

【００４０】偏光フィルムを用いるタイプの液晶表示装
置では、透明粒子として、偏光くずれ、光漏れや、偏光
解消を生じる透明粒子を用いることは、液晶表示のコン
トラスト低下を招くため、好ましくない。このため、偏
光フィルムを用いる液晶表示装置においては、透明粒子
は光学的に等方性とする。

【００４１】光学的に等方性の材料として、等軸晶（立
方晶）のようにａ軸、ｂ軸、ｃ軸の長さが等しいもの、
または、アモルファス構造を有するもの（結晶構造をと
らないもの）がある。

【００４２】本発明の透明光拡散機能膜の透明樹脂とし
ては、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、アクリル・エポ
キシ樹脂、シロキサン樹脂、シリコーンポリイミド樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹
脂、ウレタン樹脂等を使用することができる。これらの
共重合樹脂であってもよい。また、これらに限定され
ず、例えば、カラーフィルターの基材や、オーバーコー
ト材料として市販されているアクリル系の樹脂等も、好
適に利用できる。

【００４３】しかし、透明光拡散機能膜の後方散乱をで
きるだけ抑制するためには、透明樹脂の屈折率が低いこ
とが好ましく、１．３から１．５５、より好ましくは
１．３から１．５０、さらに好ましくは１．３から１．
４８程度がよい。透明樹脂の材質としては、上記の条件
を満たすものであれば特に制限はないが、屈折率を低く
するために、例えばフッ素原子含有高分子化合物からな
るものが好ましく、例えばフッ素原子含有溶剤可溶型ポ
リマーを使用することができる。

【００４４】本発明の３原色からなる着色膜を形成する
カラーフィルター用ペーストにおいて、透明粒子の含有
率は、全カラーフィルター用ペースト中、５重量％から
５０重量％である。透明粒子の含有率がこれより多い
と、透明粒子を一次粒子の状態で分散するのが難しくな
り、これより少ないと、光拡散機能を十分付与すること
ができない。

【００４５】本発明のカラーフィルター用ペーストに用
いられるポリマーには特に制限はなく、通常、カラーフ
ィルターに使用しているポリマー、アクリル系、エポキ
シ系、ウレタン系、ポリエステル系などを使用できる。
使用するポリマーによって、非感光性ペースト、あるい
は感光性ペーストとすることができ、カラーフィルター
製造プロセスに応じて適宜選択することができる。しか
し、パターン加工性、モノマーの選択の幅が広いことか
らアクリル樹脂を用いることが好ましい。また、カラー
フィルターの耐熱性などの点からポリアミック酸を使用
することが好ましい。

【００４６】感光性ペーストの樹脂の例として、アクリ
ル系樹脂について述べる。アクリル系樹脂としては、感
光性を持たせるため、少なくともアクリル系ポリマー、
アクリル系多官能モノマーあるいはオリゴマー、光重合
開始剤を含有させた構成を有するのが一般的である。

【００４７】使用できるアクリル系ポリマーとしては、
特に限定はないが、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽
和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不
飽和カルボン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタ
クリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマ
ル酸、ビニル酢酸、あるいは酸無水物などである。

【００４８】これらは単独で用いても良いが、他の共重
合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いて
も良い。

【００４９】次に、本発明の実施例の液晶表示装置の構
造について説明する。透明光拡散機能膜を使用する場
合、本発明のカラーフィルターは、少なくともブラック
マトリクス、透明光拡散機能膜、および、３原色からな
る着色膜がこの順に設けられたことを特徴とするもので
あり、通常、ガラス基板上に形成される。ガラス基板の
厚さは、一般的に、０．５ｍｍから１．５ｍｍの範囲に
あるものを使用する場合が多い。

【００５０】光拡散機能を付与した３原色からなる着色
膜を使用する場合、本発明のカラーフィルターは、少な
くともブラックマトリクス、本発明の３原色からなる着
色膜と、オーバーコートからなることを特徴とする。

【００５１】また、本発明のカラーフィルターは、同様
にブラックマトリクス上の一部に３原色からなる着色膜
の積層により形成された複数個のドット状スペーサーを
設けても良い。

【００５２】さらに、これらのカラーフィルターには、
必要に応じて、透明電極、配向膜が設けられていても良
い。

【００５３】本発明の液晶表示装置の一例について透明
光拡散機能膜を用いて光拡散機能を付与する場合を、図
面を用いて説明する。

【００５４】図１は、本発明の液晶表示装置の断面図を
示す。本発明の液晶表示装置におけるカラーフィルター
は、ガラス３上に形成されたブラックマトリクス１と透
明光拡散機能膜５と着色膜２から構成され、ブラックマ
トリクスは画素周辺部にのみ存在する。尚、信号配線上
まで画素電極で覆う構成を採る場合、画素部にはブラッ
クマトリクスが不必要になる。

【００５５】さらに、カラーフィルターが、着色膜を介
して透明光拡散機能膜上に透明電極層が設けられたもの
であることが好ましい。さらに、配向膜が最上層に設け
られたものであることが好ましい。

【００５６】本発明の液晶表示装置におけるアレイ側基
板は、ガラス４上に形成された薄膜トランジスタ１０と
反射膜１１と、透明電極１２により構成されており、反
射膜の一部は透過モード表示時バックライトからの光を
透過させるために開口している部分１３を有する。

【００５７】従来の画素では、図５で示すように反射膜
下の平坦膜にて凹凸を設け、外部からの入射光を拡散す
る必要があったが、本発明の半透過型液晶表示装置にお
いては、透過光拡散機能膜においてその拡散機能を果た
すため、平坦膜に凹凸を設ける必要性が無い。

【００５８】次に本発明のカラーフィルターの各構成要
素について説明する。ブラックマトリクスは画素間の遮
光領域であり、液晶表示装置のコントラスト向上などの
役割を果たすものであるが、微細なパターンからなる金
属薄膜より形成されることが多い。金属としては、Ｃ
ｒ、Ｎｉ、Ａｌなどを用いる。金属薄膜の形成方法とし
ては、スパッタ法や真空蒸着法などを用いる。また、微
細なパターンについては、金属薄膜上に、フォトリソグ
ラフィ法によりフォトレジストのパターンを形成した
後、このレジストパターンをエッチングマスクとして金
属薄膜のエッチングを行うことにより得る。

【００５９】ところが、金属薄膜により形成されたブラ
ックマトリクスは、製造コストが高く、カラーフィルタ
そのもののコストの上昇を招きやすい。さらに、ブラッ
クマトリクス用金属薄膜として一般的に用いられている
Ｃｒは、反射率が高いため、外光の強い場所ではＣｒの
反射光により表示品位が著しく低下するという不具合点
がある。また、ブラックマトリクスの反射率を低減する
ために、Ｃｒと光透過性基板の間に酸化クロムの層を設
ける方法もあるが、製造コストの面からみて、好ましく
ない。

【００６０】そのため、ブラックマトリクスとしては、
遮光剤を樹脂中に分散した樹脂ブラックマトリクスを使
用する。

【００６１】樹脂ブラックマトリクスに使用される遮光
剤としては、カーボンブラックや、酸化チタン、四酸化
鉄などの金属酸化物粉や、金属硫化物粉や、金属粉の他
に、赤、青、緑色の顔料混合物などを用いることができ
る。この中でも、とくにカーボンブラックは、遮光性に
優れている。

【００６２】また、透明電極は、通常、インジウム・錫
酸化物（ＩＴＯ）が使用される。透明電極は、液晶を駆
動させるために必要なものであるが、横電界駆動の表示
方式の液晶表示装置では、透明電極はカラーフィルター
側には必要でないため、透明電極を設けないカラーフィ
ルターが使用される。

【００６３】さらに本発明のカラーフィルターには、必
要に応じて配向膜を形成する。これはポリイミド、ポリ
アミド、ポリビニルアルコールなどの有機樹脂膜をラビ
ングする。

【００６４】次に、本発明の液晶表示装置の構造につい
て説明する。図４に示すように、反射膜で反射された光
を選択的に透明光拡散機能膜で拡散させるためにアレイ
基板側の画素の反射膜開口部とカラーフィルター側基板
内の透明光拡散機能膜の配置位置は、透明光拡散機能膜
と、アレイ基板側の画素内反射膜の延長線上に観察者の
観察視点のがあるように構成する。

【００６５】なお、本発明の液晶表示装置の駆動には、
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用しても良い。また、
本発明のカラーフィルターの構成は、カラーフィルター
をアレイ基板側に配置する構成においても使用可能であ
る。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、従来の外付け拡散反射
膜シートを用いた半透過液晶表示装置に比べ、反射モー
ドに用いる外光の観察のときに選択的に拡散機能膜を配
置したカラーフィルターの作用により、透過モード表示
時のコントラストを低下させることなく、半透過液晶表
示装置の表示特性をより向上できる。また、アレイ工程
数を削減することを可能にした半透過型液晶表示装置を
提供することができる。つまり、本発明によれば、コン
トラスト値の高い高品位の液晶表示が可能な液晶表示装
置を低コストで提供でき、実用上優れ、産業的価値が大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の断面図

【図２】本発明の液晶表示装置のアレイ側基板平面図

【図３】本発明の液晶表示装置のカラーフィルター側基
板平面図

【図４】従来の半透過液晶表示装置の断面図１ブラックマトリクス２着色膜３カラーフィルター側基板４アレイ側基板５透明光拡散機能膜６透明粒子７カラーフィルター側基板透明電極層８配向膜９着色層高低差１０薄膜トランジスター（ＴＦＴ）１１反射膜１２アレイ側基板透明電極１３反射膜開口部１４平坦化膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H042 AA02 AA06 AA26 BA02 BA12 BA15 BA20 DA01 DA11 2H048 BA11 BA45 BA47 BA48 BB01 BB07 BB08 BB28 BB42 2H091 FA02Y FA14Y FA31Y FA35Y FA41Z FB02 FB13 GA16 LA12 LA15 LA17 2H092 GA12 HA03 HA05 JB01 JB07 NA01 NA29 PA08 PA09 PA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二枚のガラス基板で液晶層を挟持し、そ
の片側の基板上に着色膜を有するカラーフィルター部を
有し、前記二枚の基板内側の反対側基板上にマトリクス
状に配置された画素を有し、前記画素が外光を反射する
反射部と光を透過させる透光部とからなり、前記反射部
は、反射電極、又は反射膜を有し、前記透光部は、前記
反射電極、又は前記反射膜の一部に開口部を設けること
により光を透過させる構成であることを特徴とする半透
過型液晶表示装置。
【請求項２】カラーフィルター部が、ブラックマトリ
クスと、透明樹脂と透明粒子とからなる透明光拡散機能
膜と、画素を形成する３原色の着色膜とが上記の順に配
置されることを特徴とする請求項１記載の半透過型液晶
表示装置。
【請求項３】カラーフィルター部が、ブラックマトリ
クスと、画素を形成する３原色からなる着色膜と、透明
保護膜とが上記の順に配置され、前記着色膜が顔料とポ
リマーと透明粒子とからなることを特徴とする請求項1
記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項４】二枚のガラス基板で液晶層を挟持し、そ
の片側の基板上に着色膜を有するカラーフィルター部を
有し、前記二枚の基板内側の反対側基板上にマトリクス
状に配置された画素を有し、前記画素は外光を反射する
反射部と光を透過させる透光部とからなり、前記反射部
は、反射電極、又は反射膜を有し、前記透光部は、前記
反射電極、又は前記反射膜の一部に開口部を設けること
により光を透過させる構成であり、前記カラーフィルタ
ー部は反射表示用カラーフィルター部と透過表示用カラ
ーフィルター部とからなり、前記反射表示用カラーフィ
ルター部は、反射表示用のカラーフィルター部の、ブラ
ックマトリクスと、透明樹脂と透明粒子とからなる透明
光拡散機能膜と、画素を形成する３原色の着色膜とが上
記の順に配置される構成であり、前記透過表示用カラー
フィルター部は、ブラックマトリクスと、画素を形成す
る３原色からなる着色膜と、透明保護膜とが上記の順に
配置される構成であり、前記着色膜が顔料とポリマーと
透明粒子とからなり、前記反射部と前記反射表示用カラ
ーフィルター部とは互いに相対するように配置され、前
記透光部と前記透過表示用カラーフィルター部とは互い
に相対するように配置される半透過型液晶表示装置。
【請求項５】請求項４記載の半透過型液晶表示装置に
おいて、透明光拡散機能膜の面積と、反射部の面積とが
略等しいことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【請求項６】反射膜を共有する反射部および透光部の
各々に相対する反射表示用カラーフィルター部および透
過表示用カラーフィルター部び各々の色は、３原色のう
ちのいずれかであり、前記反射表示用カラーフィルター
部のカラーフィルターの色および前記透過表示用カラー
フィルター部のカラーフィルターの色がともに同じ色で
あることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか
に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項７】透明粒子の平均粒径が０．６５μｍから
１．０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から
請求項６のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項８】反射表示用カラーフィルター部の着色層
の厚みに比べ、透過表示用カラーフィルター部の着色層
の厚みの方が大きいことを特徴とする請求項１から請求
項７のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項９】反射表示用カラーフィルター部の着色層
の厚みに比べ、透過表示用カラーフィルター部の着色層
の厚みが、略２倍であることを特徴とする請求項１から
請求項８のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項１０】透明光拡散機能膜内透明粒子が、光学
的に等方性の結晶構造を有することを特徴とする請求項
１から請求項９のいずれかに記載の半透過型液晶表示装
置。