用于液晶显示装置的滤色器及半透射型液晶显示装置的制作方法

专利名称：用于液晶显示装置的滤色器及半透射型液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于液晶显示装置的滤色器及使用该滤色器的半透射型液晶显示装置。
背景技术：
目前，液晶显示装置具有轻量、薄型、低耗电量等特性，用于笔记本型个人电脑(Note PC)、便携式信息终端、台式机、数码相机等各种用途。对于使用背光的液晶显示装置而言，为了推动低耗电量化的发展，要求提高背光的利用效率。因此，要求提高滤色器的透过率。滤色器的透过率逐年提高，但是还无法期待透过率提高所带来的消耗电量大幅降低。
最近，开始开发不需要使用耗电量大的背光光源的反射型液晶显示装置，据报道与透射型液晶显示装置相比，能够大幅降低约1/7的耗电量(日经微器件增刊平板显示器1998，P.126)。
反射型液晶显示装置除了耗电量低外，还具有室外视觉识别性优良的优点。但是，在无法确保充分的环境光强度的场所，存在显示变暗、视觉识别性极端恶化的问题。为了使显示在环境光强度低的场所也能够被识别，提出了2种安装光源方式的参考方案。其一为(1)设置背光作为光源，再在1像素内的反射膜的一部分上设置切口，得到一部分为透射型显示方式、一部分为反射型显示方式的液晶显示装置，即所谓的半透射型液晶显示装置(文献例如为日本光电展’99，专门技术研讨会资料A5)，另一个为(2)设置了前光的液晶显示装置。
便携式终端使用的背光光源、前光光源有3波长型荧光管及白色LED。从低耗电量方面考虑3波长型荧光管是有利的，而且已知其能够提高透过色的颜色重现性，用于Mobile PC、PDA等较大的便携式终端。另一方面，在小型化、薄型化方面白色LED是有利的，用于手机等小型便携式终端。
白色LED根据光谱的形状可以分为2波长型与3波长型。2波长型白色LED可以通过蓝色LED与荧光体的组合得到白色(图5)。另一方面，3波长型白色LED可以通过紫外光LED与红绿蓝荧光体的组合(图1)、或红绿蓝3色的LED的组合(图2)而得到白色。到目前为止，作为白色LED光源，2波长型白色LED是唯一一个能够选择使用的光源(日经电子学，2002年2-25号)。
在设置了背光的半透射型液晶显示装置中，由于利用背光光的透射显示与利用环境光的反射显示在1像素内共存，因此无论环境光强度如何，都能够进行视觉识别性优良的显示。但是，使用图6所示的现有构成的滤色器、即没有特别设置反射用区域与透过用区域、在1像素内均匀着色的滤色器时，如果要获得鲜艳的透射显示，则会产生问题。具体而言，如果提高透过色的色彩鲜艳度(色纯度)，则反射色也随之发生色纯度提高，与色纯度之间存在折衷(trade-off)关系的亮度显著降低。因此，无法得到充分的视觉识别性。该问题的起因在于透射显示时背光光1次透过滤色器，与此相反，反射显示时环境光在入射时与反射时共2次透过滤色器。另外，透射显示中光源为背光光，而反射显示中光源为自然光，因此在透射显示与反射显示中，不仅色纯度不同，色调也不相同。其原因在于自然光具有以图13所示的D65光源为代表的连续光谱，而背光光源如图1～图5所示在某特征波长处具有光谱峰。
作为解决上述问题的方法之一，在特开2001-33778号公报中公开了一种所谓的膜厚调整方式，该方式为通过在反射用区域内形成透明树脂层，并减少反射用区域的着色层膜厚，由此提高反射显示时的亮度。图7模式地示出目前已知构成的用于半透射型液晶显示装置的滤色器的剖面图。在反射用区域6内形成透明树脂层3，反射用区域6的着色层5的膜厚比透射用区域7的着色层5的膜厚薄。为了使反射用区域的着色层的亮度与透射用区域的着色层的亮度程度相同或在此之上，必须使反射用区域的着色层膜厚为透射用区域的着色层膜厚的1/2或1/2以下。另一方面，如果反射用区域的着色层的薄膜化程度增大，则膜厚的不均、即显示色的不均增加，存在产品成品率降低等加工方面的问题。从反射显示时亮度的提高与加工性方面考虑，反射用区域的着色层膜厚必须为透射用区域的着色层膜厚的1/2～2/5左右。在该方式中，提高透射显示时的颜色重现性时，在上述的薄膜化程度下，无法在反射显示中得到充分的亮度，存在无法兼顾色彩鲜艳的透射显示与明亮的反射显示的问题。另外，仅改变膜厚，无法解决透射显示与反射显示中色调不同的问题。
使用图8所示的分开涂布透射用区域及/或反射用区域的滤色器时，由于能够自由地改变色纯度、亮度，因此能够实现作为其目的的透射显示色、亮度与反射显示色、亮度。采用该方法(6色涂布方式)时，由于反射用区域与透射用区域的色层分别独立，因此即使在提高透射显示的颜色重现性的情况下也能够得到亮度充分的反射显示。但是，为了采用目前主流的光刻法形成一色的像素，必须将色料涂布2次或2次以上，进行光刻加工，因此为了形成红、绿、蓝三色像素，每个颜色必须进行2次、合计6次的光刻加工，存在制造成本增加的问题。另外，在透射用区域(或反射用区域)内涂布色料，接着在反射用区域(或透射用区域)内涂布色料时，在生产上难以在透射用区域与反射用区域的边界部分进行无缝隙地涂布或以色料不重叠的方式进行涂布，可能导致产品成品率降低及滤色器的制造成本增加。如果在反射用区域与透射用区域的边界部分存在空隙，则光从该部分泄漏，降低液晶显示装置的品质。与此相反，如果色料发生重叠，则仅在边界部分的颜色变浓，可能导致其成为图像表面上的可识别的不均。另外，导致液晶显示装置的液晶池间隙(cell gap)的不良。即，可能导致液晶显示装置的成品率降低及液晶显示装置制造成本增加。
作为能够在透射显示与反射显示中得到颜色重现性高的显示的方法，特开2000-111902号公报中公开了一种在反射用区域内形成开口区域来提高反射显示时的亮度的方法，即所谓的面积调整方法。图9示意性地示出目前已知的该构成的半透射型液晶显示装置用滤色器的剖面图。在这种情况下，经3次光刻步骤就能够制造低成本的滤色器。但是，与上述分开涂布透射用区域及/或反射用区域的方法相比，存在反射显示时的色纯度-反射率特性降低、无法兼顾色彩的鲜艳度与充分的亮度的问题。特别是提高透射显示及反射显示时的颜色重现性时，反射显示的亮度变暗，液晶显示装置的性能变得不充分。
目前，用于便携式终端等的半透射型液晶显示装置中可以使用2波长型LED光源或3波长型荧光管，在与目前已知的用于半透射型液晶显示装置的低成本型滤色器组合时，存在无法达到满足兼顾透射显示时的高颜色重现性与反射显示时的充分亮度的水平的问题。

发明内容
本发明是鉴于现有技术的缺点而提出的，提供一种透射显示时的颜色重现性高、反射显示时的特性(颜色重现性、亮度)优良的低成本半透射型液晶显示装置。另外，还以低廉的价格提供一种用于半透射型液晶显示装置用的反射显示与透射显示的色度差小、且颜色特性、显示特性优良的滤色器。
通过以下要点解决现有技术中存在的问题。
(1)一种半透射型液晶显示装置，所述半透射型液晶显示装置具有夹持液晶层彼此对向地配置的一对基板、将周边光活用为光源的反射装置及背光光源，其特征为，所述半透射型液晶显示装置具有滤色器及3波长型LED背光光源，所述滤色器将透射用区域与反射用区域设置在滤色器的1像素内，且该1像素内着色层由相同材料构成。
(2)如(1)所述的半透射型液晶显示装置，其中，所述半透射型液晶显示装置使用含有至少一色的像素的滤色器，所述至少一色的像素的透射用区域与反射用区域由膜厚相同的着色层构成，在反射用区域内具有开口。
(3)如(1)所述的半透射型液晶显示装置，其中，所述半透射型液晶显示装置使用含有至少一色的像素的滤色器，所述至少一色的像素的反射用区域与透射用区域的着色层膜厚不同。
(4)如(3)所述的半透射型液晶显示装置，其中，所述半透射型液晶显示装置使用反射用区域内具有开口的滤色器。
(5)一种液晶显示装置用滤色器，是含有透射用区域与反射用区域的滤色器，其特征为，在至少一色的像素中，透射区域内层合2种或2种以上的着色层。
(6)如(5)所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在透射用区域内形成第一着色层，在第一着色层上与反射用区域内形成第二着色层。
(7)如(5)所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在透射用区域与反射用区域内形成第一着色层，在第一着色层上的透射用区域内形成第二着色层。
(8)如(5)所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在至少一色的像素内，透射用区域与反射用区域由相同的色料构成，反射用区域内含有透明区域。
(9)如(5)所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在绿色着色层上层合组成与该着色层的颜料组成不同的绿着色层。
(10)如(5)所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在红色着色层上层合组成与该着色层的颜料组成不同的红着色层。
(11)如(10)所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在红色着色层上层合含有具有喹吖啶酮骨架的颜料的着色层。
(12)如(5)所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在蓝色着色层上层合组成与该着色层的颜料组成不同的蓝着色层。
(13)如(5)所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在蓝色着色层与红色着色层上层合相同的着色层，且蓝色着色层上的层合色料面积比红色着色层上的层合色料面积小。
(14)如(5)所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在着色层上形成外涂层。
(15)如(5)所述的液晶显示装置用滤色器，其中，所述滤色器不含有透射用区域的色度(x0，y0)与反射用区域的色度(x，y)的色度差δ满足下式的像素。
δ＝(x-x0)2+(y-y0)2≥1×10-3(16)使用(5)所述的滤色器的半透射型液晶显示装置。
已知3波长型光源能够提高透射显示时的颜色重现性，在本发明中，不仅提高透射显示时的颜色特性，而且也能够提高使用环境光的反射显示时的颜色特性。能够提高颜色特性的情况是指某种特定的滤色器构造，具体而言是面积调整方式、膜厚调整方式的情况。另外，即使在3波长型的光源中，在使用LED光源的情况下，也能够显著提高反射显示时的特性。


图1是本发明中使用的3波长型光源的光谱例(紫外LED+红绿蓝荧光体)。
图2是本发明中使用的3波长型光源的光谱例(红绿蓝荧光体的组合)。
图3是3波长型冷阴极荧光灯的光谱例。
图4是3波长型有机电致发光光源的光谱例。
图5是2波长型LED光源的光谱例。
图6是半透射型液晶显示装置中使用的滤色器的构成图。
图7是半透射型液晶显示装置中使用的滤色器的构成图。
图8是半透射型液晶显示装置中使用的滤色器的构成图。
图9是半透射型液晶显示装置中使用的滤色器的构成图。
图10是实施例1、5(与3波长LED的组合)的透射用区域光谱与比较例1(与2波长LED的组合)的透射用区域光谱。
图11是实施例1(面积调整方式的滤色器与3波长LED的组合)的反射用区域光谱。
图12是实施例5(膜厚调整型滤色器与3波长LED的组合)的反射用区域光谱。
图13是C光源、D65光源的光谱。
图14是实施例11的滤色器的构成图。
图15是实施例12的滤色器的构成图。
附图标号1、透明基板2、黑色基底3、透明树脂层4、由非感光性彩色糊料构成的着色层5、由感光性彩色抗蚀剂构成的着色层6、反射用区域7、透射用区域8B、蓝像素区域8G、绿像素区域8R、红像素区域9、开口区域10、外涂层具体实施方式
本发明的液晶显示装置为半透射型液晶显示装置，所述半透射型液晶显示装置具有至少具有通过施加电压来调光的功能的液晶层，夹持该液晶层彼此对向地配置的一对基板，将周边光活用为光源的反射装置及背光光源，所述半透射型液晶显示装置具有滤色器及3波长型LED背光光源，所述滤色器具有部分地形成在与观测者相反侧的基板的接触液晶一侧的表面上的反射板，将透过由配置在该基板的背面侧的背光光源发出的光的透射用区域与反射外部光的反射用区域设置在相当于滤色器的1像素的区域内，在1像素内着色层相同，透射用区域与反射用区域的着色特性不同。
通过同时具备反射装置与背光光源，即使在周边光的强度强于背光光源的室外环境或较暗的室内环境中也能够得到良好的显示效果。另外，通过将反射装置配置在与观测者相反侧的基板的接触液晶的表面上，能够得到无视差引起的图像模糊、混色等的鲜明图像。而且，通过使用透射用区域与反射用区域的着色特性不同的滤色器、3波长型LED背光光源，能够得到兼具色彩鲜艳的透射显示与明亮的反射显示、视觉识别性非常优良的半透射型液晶显示装置。
在本发明的半透射型液晶显示装置中，形成反射装置的基板可以为滤色器侧基板、与滤色器对向的基板中的任一种。在滤色器侧形成反射膜时，在色料形成的像素区域内，形成反射膜的区域成为反射用区域，在像素区域中未形成反射膜的区域成为透射用区域。反射膜形成在与滤色器对向的基板上时，对应于该对向基板的反射膜形成区域的滤色器像素区域成为反射用区域，对应于该基板的未形成反射膜的滤色器像素区域成为透射用区域。
对于本发明的半透射型液晶显示装置中使用的滤色器而言，透射用区域与反射用区域的着色特性不同是重要的。从以较低的成本制造液晶显示装置方面考虑，可以使用至少含有一色的像素的滤色器，所述像素的透射用区域与反射用区域由相同的着色层构成，在反射用区域内具有开口区域，即所谓的面积调整方式的滤色器；也可以使用至少含有一色的像素的滤色器，所述像素在反射用区域中基板与着色层间具有透明树脂层，反射用区域与透射用区域的着色层膜厚不同，即所谓的膜厚调整方式的滤色器；还可以使用在1像素内组合面积调整方式与膜厚调整方式的滤色器。而且，也可以使用在1像素中的透射用区域内层合多个着色层的滤色器。作为多个着色层，可以使用不同的着色层，也可以使用相同的着色层。
此处所称的相同着色层是指颜料组成、颜料与树脂的重量比相同，不同着色层是指颜料组成、颜料与树脂的重量比中的任一项不同。
本发明中使用的滤色器中，上述滤色器的构成在全部像素中不必为单一的，每种颜色像素也可以组合为各自的构成。
本发明中使用的滤色器中，就至少1色的像素而言，透射用区域与反射用区域可以由相同的着色层、相同的膜厚构成，反射用区域内也可以有开口区域。通过在反射用区域内形成开口区域，可以提高反射显示时的亮度，并且降低制造成本。形成开口区域的颜色没有特别限定，可以为红像素、绿像素、蓝像素中的任一种。但是，优选在考虑所使用的背光光源与环境光的特性差的前提下，决定形成开口区域的颜色、开口区域在反射用区域内所占的比例(以下称为“开口区域率”)以实现目标的着色、亮度。此处所称的开口区域具体而言是指可见区域内的平均透过率为80％或80％以上的区域。
包含开口区域的颜色像素为多个时，开口区域率优选以绿＞红～蓝的顺序增大。蓝像素与红像素的开口区域率几乎相等。具体而言，如果为绿像素，则开口区域率优选为10％或10％以上、50％或50％以下；如果为红像素，则优选为5％或5％以上、30％或30％以下；如果为蓝像素，则优选为30％或30％以下。而且，如果为绿像素，则开口区域率更优选为10％或10％以上、40％或40％以下；如果为红像素，则更优选为6％或6％以上、25％或25％以下；如果为蓝像素，则更优选为4％或4％以上、25％或25％以下。如果开口区域率由上述范围向狭窄的方向偏移，则在反射显示时无法得到明亮的显示；另外，如果开口区域率向宽的方向偏移，则反射显示时无法得到色彩鲜艳的显示。
因形成开口区域而有可能损害表面的平坦性、扰乱液晶取向时，优选在色料上形成外涂层作为平坦化层。具体而言，可以举出环氧树脂膜、丙烯基环氧树脂膜、丙烯酸树脂膜、硅氧烷聚合物类的膜、聚酰亚胺膜、含硅的聚酰亚胺膜、聚酰亚胺硅氧烷膜等。
在本发明使用的滤色器中，就至少1色的像素而言，也可以在基板上的反射用区域内形成透明树脂层。
如果在反射用区域内形成透明树脂层，则反射用区域出现透明树脂层膜厚程度的突起，透射用区域低于反射用区域。即，成为有部分突起的基板。如果在带有突起的基板上涂布非感光性彩色糊料及/或感光性彩色抗蚀剂，则通过着色涂布液的平坦化(流平)作用，与形成突起的反射用区域的膜厚相比透射用区域的着色层的膜厚增加。由此，利用着色涂布液的平坦化作用，可以改变反射用区域的着色与透射用区域的着色，能够提高反射显示时的亮度。
本发明中使用的透明树脂层具体而言是指可见光区域的平均透过率为80％或80％以上的树脂层。在考虑光源差异的情况下选择反射用区域内形成的透明树脂层的膜厚，以便使反射用区域与透射用区域的颜色纯度、亮度、色调成为所希望的特性。透明树脂的膜厚越大，由平坦化在反射用区域与透射用区域内形成的着色层的膜厚差越大，提高反射用区域亮度的效果越明显。如果透明树脂层的膜厚不怎么增加，则①滤色器表面的阶差增大，对液晶取向产生不良影响，显示品质变差，②难以控制反射用区域的着色层膜厚，着色不均增加。因此透明树脂层的膜厚优选为5μm或5μm以下。
形成透明树脂层的颜色没有特别限定，可以为红像素、绿像素、蓝像素中的任一种，优选在考虑使用的背光光源与环境光的特性差的前提下决定颜色，以便实现目标的着色、亮度。在绿像素内形成透明树脂层，提高反射区域内的颜色特性时，能够提高反射显示时的亮度，因此是更优选的。另外，在蓝像素内形成透明树脂层，提高反射区域内的颜色特性时，能够提高反射显示时的白平衡，因此是更优选的。
本发明中使用的滤色器在1像素内组合上述2种方法，可以含有至少1色的像素，所述像素在反射用区域内基板与着色层间具有透明树脂层，反射用区域与透射用区域的着色层膜厚不同，且反射用区域的着色层内有开口区域。
另外，至少一色的像素的透射用区域内也可以层合多个着色层。利用这一构成，可以降低透射显示与反射显示的色度差。另外，与具有开口区域的滤色器相比，可以提高全部像素的透过率。层合着色层的颜色没有特别限定，优选在考虑使用红像素、绿像素、蓝像素中任一种，但优选考虑背光光源与环境光的特性差决定层合着色层的颜色，以便减小反射显示与透射显示的色度差。另外，优选决定层合在透射用区域内的着色层面积以便减小反射显示与透射显示的色度差。在透射用区域内重叠色料时，优选边界部分不存在缝隙或颜色重叠的方法。具体而言，优选如下方法首先仅在透射用区域内涂布色料，然后，在透射用区域与反射用区域内涂布相同的色料的方法；或首先在透过反射用与反射用区域内涂布相同的色料后，仅在透射用区域内再涂布色料。
优选不包含透射用区域的色度(x0，y0)与反射用区域的色度(x，y)的色度差δ满足δ＝(x-x0)2+(y-y0)2≥1×10-3的像素，更优选不包含δ＝(x-x0)2+(y-y0)2≥5×10-4的像素。
此处所称的透射区域色度是指由用显微分光光度计等测定上述滤色器透射区域时得到的分光光谱求出的值。通过层合多个色料而将透射用区域平面地分割成多个区域的情况下，测定各区域的分光光谱，取面积的加成平均值进行计算。反射区域色度是指使该区域中的着色区域的分光光谱、透明区域的分光光谱分别乘以各自的波长，取着色区域与透明区域面积的加成平均进行计算。
在色度计算方面，由于考虑到光源的差异，透射用区域优选利用C光源、2波长型光源、3波长型光源中的任一种进行，反射用区域优选以D65光源进行。作为所述2波长型LED光源的例子，可以举出将蓝色LED与黄色荧光体或黄绿色荧光体组合发出白色光的LED光源。另外，作为3波长型光源的例子，可以举出3波长荧光管、紫外LED与红、蓝、绿荧光体组合成的白色LED光源，红、蓝、绿各色的LED组合成的白色LED光源，有机电致发光光源等。
本发明的透明树脂层可以使用感光性抗蚀剂形成。作为感光性树脂材料，可以使用聚酰亚胺类树脂、环氧类树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚烯烃类树脂等材料，优选使用丙烯酸类树脂。感光性丙烯酸类抗蚀剂通常具有至少含有丙烯酸类聚合物、丙烯酸类多官能团单体或低聚物、光聚合引发剂的构成。另外，也可以为加入了环氧单体的所谓丙烯酸环氧抗蚀剂。由感光性抗蚀剂形成透明树脂层时，在光刻加工的曝光步骤中，通过改变曝光掩模与形成透明树脂层的基板的距离，能够控制透明树脂层的表面圆形度或平坦性。
本发明的透明树脂层也可以使用非感光性糊料形成。作为非感光性树脂材料，可以使用聚酰亚胺类树脂、环氧类树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚烯烃类树脂等材料，其中，优选使用聚酰亚胺类树脂。由非感光性糊料形成透明树脂层时，通过将透明树脂层的上部表面处理为平坦的结构，能够形成面积更小的透明树脂层。
反射用区域内形成的透明树脂层中也可以含有用于光散射的粒子。通过在透明树脂层中含有光扩散的粒子，能够控制正反射成分引起的显示不均，得到良好的反射显示。另外，由于透射用区域内不存在透明树脂层，因此没有光散射而可以有效地使用背光光。作为用于光散射的粒子，可以使用二氧化硅、氧化铝、氧化钛等无机氧化物粒子，金属粒子、丙烯酸、苯乙烯、硅树脂、含氟聚合物等树脂粒子等材料。作为光散射粒子的粒径，可以在0.1～10μm范围内。光散射粒子的粒径为透明树脂层的厚度或该厚度以下时，由于能够使透明树脂层变得平坦，因此是更优选的。
由于形成透明树脂层有时会损害表面的平坦性，在透射用区域与反射用区域内产生表面阶差，因此优选在像素上形成外涂层作为平坦化层。具体而言，可以举出环氧树脂膜、丙烯酸环氧树脂膜、丙烯酸树脂膜、硅氧烷聚合物类的膜、聚酰亚胺膜、含硅聚酰亚胺膜、聚酰亚胺硅氧烷膜等。
滤色器的形成并不限定于在玻璃、高分子膜等的透明基板侧，也可以形成在驱动元件侧基板上。滤色器的图案形状可以为带状、岛状等，没有特别限定。另外，也可以根据需要在滤色器上配置柱状的固定式隔板(spacer)。
像素的形成方法可以举出光刻法、印刷法、电镀法等，没有特别限定。考虑到图案形成性等因素，更优选采用光刻法。
本发明中使用的彩色糊料及彩色抗蚀剂含有着色成分与树脂成分。作为树脂成分优选使用聚酰亚胺类树脂、环氧类树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚烯烃类树脂等材料。
感光性彩色抗蚀剂含有着色成分与树脂成分，树脂成分含有因光而反应的感光成分。感光性彩色抗蚀剂的种类有经光照射的树脂部分溶于显影液的正型和经光照射的部分难溶于显影液的负型，两者都可以使用。使用负型树脂时，可见光区域内的感光成分的透明性高，是优选的。作为感光性彩色抗蚀剂的树脂成分，优选使用聚酰亚胺类树脂、环氧类树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚烯烃类树脂等材料。
本发明的滤色器至少由红、绿、蓝3种颜色像素构成，使用的着色材料不论有机颜料、无机颜料、染料，所有的着色剂均可以使用。而且，也可以添加紫外线吸收剂、分散剂等各种添加剂。作为分散剂，可以使用表面活性剂、颜料的中间体、染料的中间体、高分子分散剂等广范围的物质。另外，为了提高涂布性或流平性，也可以添加各种添加剂。
作为颜料的具体例，可以举出颜料红(PR-)2、3、9、22、38、81、97、122、123、144、146、149、166、168、169、177、179、180、190、192、206、207、209、215、216、224、242、254、266，颜料绿(PG-)7、10、36、37、38、47，颜料蓝(PB-)15(15:1、15:2、15:3、15:4、15:6)、16、17、21、22、60、64，颜料黄(PY-)12、13、14、17、20、24、83、86、93、94、95、109、110、117、125、129、137、138、139、147、148、150、153、154、155、166、173、180、185，颜料紫(PV-)19、23、29、30、32、33、36、37、38、40、50，颜料橙(PO-)5、13、17、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71等。这些颜料可以只使用1种，也可以将2种或2种以上组合使用。
也可以根据需要对上述颜料实施松香处理、酸性基团处理、碱性基团处理、颜料衍生物处理等表面处理。
需要说明的是PR(颜料红)、PY(颜料黄)、PV(颜料紫)、PO(颜料橙)等为颜色索引(C.I.；The Society of Dyers and Colourists社发行)的标记，正式的标记为在前面加C.I.(例如，C.I.PR254等)。这些标记规定了染料或染色的标准，各标记指定了成为特定标准的染料与其颜色。需要说明的是在本发明以下的说明中原则上省略上述C.I.标记(例如C.I.PR254记为PR254)。
作为涂布非感光性彩色糊料或感光性彩色抗蚀剂的方法，优选使用浸涂法、辊涂法、旋涂法、模具涂布法、模具涂布与旋涂并用法、线缆涂布法等。
列举使用非感光性糊料形成透明树脂层的方法之一例。在透明基板上涂布非感光性糊料，采用热板、烘箱、真空干燥等进行加热干燥(半固化(semicure))。在半固化膜上涂布正型光刻胶，进行加热干燥(预烘焙)。预烘焙后进行掩模曝光，进行碱显影，用溶剂剥离光刻胶，形成透明树脂层，使其加热固化。
列举使用感光性抗蚀剂形成透明树脂层的方法之一例。在透明基板上涂布感光性抗蚀剂，采用热板、烘箱、真空干燥等进行加热干燥(预烘焙)。预烘焙后进行掩模曝光，进行碱显影后，使其加热固化，由此得到透明树脂层。
列举形成着色像素的方法之一例。在透明基板或在像素的反射用区域内形成了透明树脂层的透明基板上涂布例如非感光性彩色糊料，采用热板、烘箱、真空干燥等进行加热干燥(半固化)。在半固化膜上涂布正型感光性抗蚀剂，进行加热干燥(预烘焙)。预烘焙后进行掩模曝光，进行碱显影，使其加热固化。
在本发明中公开了通过在反射用区域内形成透明树脂层及着色涂布液的平坦化(流平)来改变着色层膜厚的具体例，也可以采用其他方法。例如，感光性彩色抗蚀剂构成的着色层可以利用光刻加工中掩模曝光的曝光量来改变固化的膜厚。就树脂成分为丙烯酸树脂的情况进行说明，但是本发明的感光性彩色抗蚀剂并不限定于此。对感光性彩色抗蚀剂进行光刻加工时，如果曝光量足够多，则能够促进感光性彩色抗蚀剂发生光交联，曝光的部分几乎不溶于显影液。由于未曝光部分不进行丙烯酸树脂的光交联，因此溶于显影液中。另一方面，曝光量不足以使感光性树脂固化时，由于丙烯酸树脂的光交联未充分进行，因此即使曝光后的部分也有一部分涂膜溶于显影液中。因此，可以由曝光量调整感光性树脂的膜厚。
作为调节曝光量的方法，有使用半透射光掩模的方法、使用狭缝或网点光掩模的方法。半透射光掩模在光掩模中具有透过率大于0、不足100％的半透射区域。通过使用该半透射光掩模，能够利用曝光量多的部分与曝光量少的部分调整膜厚。采用狭缝光掩模，在光掩模的遮光部分形成20μm或20μm以下宽度的狭缝，将通过每单位面积狭缝的曝光量平均化，从而可以调整曝光量。采用网点光掩模，在光掩模的遮光部分形成1个或1个以上每1个面积为400μm2或400μm2以下的圆形、椭圆形、四方形、长方形、菱形、梯形等形状，将通过每单位面积狭缝的曝光量平均化，从而调整曝光量。
本发明的半透射型液晶显示装置组合使用至少具有红、绿、蓝三色像素的滤色器与3波长型的背光光源。
作为本发明中使用的背光光源，重要的是使用3波长型光源，另外，除了对应于红色、绿色、红色的各峰以外，作为杂质成分的次峰不存在或较低，光谱峰形陡峭是重要的。只要是满足上述条件的光源即可，可以使用冷阴极荧光管、热阴极荧光管、发光二极管(LED)、有机电致发光光源、无机电致发光光源、平面荧光灯、金属卤化物灯等全部光源，如果采用3波长型LED光源，则能够显著地得到作为本发明目的的透射显示时的高颜色重现性和在反射显示时的优良特性(颜色重现性、亮度)。
3波长型LED光源有将具有RGB各色的显色的二极管分别组合而成的白色光源及紫外发光的二极管与对应于RGB各色的荧光体组合而成的白色光源。作为其中的一例，可以举出夏普(株)的芯片(CHIP)LED“GM1WA80350A”，作为紫外发光的二极管与对应于RGB各色的荧光体组合成的白色LED光源，有丰田合成(株)的白色LED(日经电子学，2002年2-25号)。
对于优选像素的着色设计而言，考虑到光源的差别，透射用区域优选以背光光源进行，反射用区域优选以接近太阳光(自然光)的D65光源进行。
本发明的半透射型液晶显示装置对驱动方法、显示方法也没有限定，可以使用主动基底方式、被动基底方式、TN模式、STN模式、ECB模式、OCB模式等各种液晶显示装置。另外，可以不限定液晶显示装置的构成例如偏光板数量、散射体位置等进行使用。
以下给出本发明中使用的滤色器的制造方法之一例。
将至少由聚酰亚胺前体、着色剂、溶剂构成的彩色糊料涂布在透明基板上后，经风干、加热干燥、真空干燥等处理，形成聚酰亚胺前体着色被膜。加热干燥时，优选使用烘箱、热板等，在50～180℃的范围内进行1分钟～3小时。然后，在由此得到的聚酰亚胺前体着色被膜上，采用通常的湿式蚀刻形成图案。首先，在聚酰亚胺前体着色被膜上涂布正型光刻胶，形成光刻胶被膜。然后，在该光刻胶被膜上放置含有各色像素图案的掩模或根据需要含有用于形成开口区域的图案的掩模，使用曝光装置照射紫外线。曝光后，用正型光刻胶用碱性显影液，同时蚀刻光刻胶被膜与聚酰亚胺前体着色被膜。蚀刻后，剥离不需要的光刻胶被膜。
然后，对聚酰亚胺前体着色被膜进行加热处理，由此转换为聚酰亚胺着色被膜。加热处理通常在空气中、氮气气氛中或真空中等环境中，在150～350℃、优选180～250℃的温度下连续或分阶段进行0.5～5小时。
制造在反射区域内含有透明树脂层的滤色器基板时，在透明基板上全面地涂布由聚酰胺酸与溶剂构成的非感光性糊料，使用热板，在60～200℃的范围内加热干燥1～60分钟。然后，在由此得到的聚酰胺酸被膜上涂布正型光刻胶，使用热板，在60～150℃的范围内加热干燥1～30分钟。使用曝光装置，照射紫外线，烧结成目的图案，进行碱显影，在所希望位置处得到具有所希望图案的透明树脂层。使透明树脂层在200～300℃下加热固化。然后，在反射用区域内形成透明树脂层，针对反射用区域与透射用区域的着色层膜厚不同的像素形成着色层。涂布由感光性丙烯酸树脂、着色剂、溶剂构成的感光性彩色抗蚀剂，所述感光性丙烯酸树脂至少由丙烯酸类聚合物、丙烯酸类多官能单体、光聚合引发剂构成，然后进行风干、加热干燥、真空干燥等，由此形成感光性丙烯酸着色被膜。加热干燥时，优选使用烘箱、热板等，在60～200℃的范围内进行1分钟～3小时。然后，在感光性丙烯酸着色被膜上使用光掩模与曝光装置将紫外线照射成图案形状。曝光后，用碱性显影液蚀刻感光性丙烯酸着色被膜。
针对红、绿、蓝的像素(根据需要为黑色基底)进行上述步骤，根据需要制成用于平坦化的外涂层、ITO等透明导电膜等，可以制造液晶显示装置用滤色器。
下面，就使用该滤色器制成的半透射型液晶显示装置的一例进行说明。在上述滤色器上形成透明保护膜，再在其上制成ITO膜等透明电极。然后，将该滤色器基板与半透射反射基板经由设置在这些基板上的实施了用于液晶取向的摩擦处理的液晶取向膜及用于保持液晶池间隙的隔板对向地密封并贴合在一起，所述半透射反射基板具有形成了金属蒸镀膜等图案的半透射反射膜、半透射反射膜上的透明绝缘膜、在其上形成的ITO膜等透明电极。需要说明的是在半透射反射基板上，除了反射膜、透明电极以外，设置光扩散用突起物、薄膜晶体管(TFT)元件或薄膜二极管(TFD)元件及扫描线、信号线等，可以制成TFT液晶显示装置或TFD液晶显示装置。然后，由设置在密封部的注入口注入液晶后，密封注入口。接着，通过实装IC驱动器等制成组件。
下面说明本发明中使用的背光光源的制造方法的一个例子。
使用LED的背光光源的情况下，为了施加必须的电压，在形成了配线图案的基板上配置LED元件，安装驱动用驱动器IC，适当组合扩散板、导光板、棱镜薄片、导向杆等，完成背光光源。
在3波长型荧光管的情况下，首先，将由对应于红、绿、蓝色各色的无机物荧光体、乙酸丁酯等有机溶剂、硝基纤维素等粘合剂树脂构成的荧光体糊料利用真空吸引涂布在圆筒状玻璃管内壁，在400℃～650℃的温度下进行3分钟～20分钟热处理，由此进行荧光体的烧结及排气。然后，将玻璃管内真空排气至10-2～10-5Torr，封入氩气、或氩气与氖气、氪气、氙气等的混合气体。预先将安装在电极部的水银调合器用高频加热，使水银扩散至管内。最后，进行数小时的老化，制成3波长荧光管。适当组合得到的3波长荧光管与扩散板、导光板、棱镜薄片、二极管等，制成背光光源。
使用有机电致发光的背光光源的情况下，首先在ITO玻璃基板上旋涂正型光刻胶，涂布成所希望的厚度。将该涂布膜经由光掩模进行图案曝光、显影，形成图案，显影后使其固化。然后，利用真空蒸镀法形成含有空穴传递层、发光层的薄膜层图案，将电子传递层、铝蒸镀至所希望的厚度。使用固化性环氧树脂贴合基板与密封板使其封闭，制成有机电致发光光源。
实施例<测定方法>
透过率、色坐标使用大冢电子(株)制、“MCPD-2000”显微分光光度计，利用与在滤色器上制膜相同的条件在玻璃上制成ITO膜，以此为参照进行测定。
此处所称的透射区域色度是指由用显微分光光度计等测定上述滤色器透射区域时得到的分光光谱求出的值。通过层合多种色料将透射用区域平面分割成多个区域时，测定各区域的分光光谱，取面积的加成平均进行计算。反射区域色度是指使该区域中的着色区域的分光光谱、透明区域的分光光谱分别乘以各波长，取着色区域与透明区域面积的加成平均进行计算。
下面，基于实施例具体说明本发明，但是本发明并不限定于此。
需要说明的是在以下的实施例、比较例中，除非特别说明，反射板的形成区域(反射用区域)相对于像素开口部的比例为50％。另外，形成透明树脂层的区域为各像素的反射用区域。
实施例1A、聚酰胺酸溶液的制备将4，4，-二氨基二苯基醚95.1g及二(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷6.2g与γ-丁内酯525g、N-甲基-2-吡咯烷酮220g一同投料，加入3，3’，4，4’-二苯基四羧酸二酐144.1g，70℃下反应3小时后，加入邻苯二甲酸酐3.0g，再在70℃下反应2小时，得到25重量％的聚酰胺酸溶液(PAA)。
B、聚合物分散剂的合成将4，4’-二氨基苯甲酰苯胺161.3g、3，3’-二氨基二苯砜176.7g及二(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷18.6g与γ-丁内酯2667g、N-甲基-2-吡咯烷酮527g一同投料，加入3，3’，4，4’-二苯基四羧酸二酐439.1g，70℃下反应3小时后，加入邻苯二甲酸酐2.2g，再在70℃下反应2小时，得到作为20重量％的聚酰胺酸溶液的聚合物分散剂(PD)。
C、非感光性彩色糊料的制备将颜料绿PR254 4.5g与聚合物分散剂(PD)22.5g及γ-丁内酯42.8g、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇20.2g与玻璃珠90g一同投料，使用均化器，以7000rpm的转速分散5小时后，过滤除去玻璃珠。由此得到由PR254构成的分散液5％溶液(RD)。
在分散液(RD)25.5g中加入并混合聚酰胺酸溶液(PAA)8.0g用γ-丁内酯50.0g稀释得到的溶液，得到红色彩色糊料(RPI-1)。同样地按照表1所示比例得到红色糊料(R-1、R-2、R-3、R-4、R-5、R-6)、绿色糊料(GPI-1、G-1、G-2、G-3、G-4、G-5)、蓝色糊料(BPI-1、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5)。
D、非感光性糊料(用于透明树脂层)的制备用γ-丁内酯34.0g稀释聚酰胺酸溶液(PAA)16.0g得到非感光性透明糊料(TPI-1)。
E、感光性彩色抗蚀剂的制备将颜料红PR254 35.2g与3-甲基-3-甲氧基丁醇200g一同投料，使用均化器，以7000rpm的转速分散5小时后，过滤玻璃珠，得到分散液。丙烯酸共聚物溶液(DAICEL化学工业株式会社制“Cyclomer(サィクロマ一)P”，ACA-250，43wt％溶液)35.00g、作为多官能团单体的季戊四醇四甲基丙烯酸酯15.00g、作为光聚合引发剂的“Irgacure(ィルガキュァ)”369 7.50g中加入环戊酮130.00g，得到浓度20重量％的感光性丙烯酸树脂溶液(AC-1)。加入红色分散液20g与感光性丙烯酸树脂溶液(AC-1)38.5g，得到红色抗蚀剂(RAC-1)。同样地以表1所示比例得到红色抗蚀剂(RAC-2)、绿色抗蚀剂(GAC-1、GAC-2)、蓝色抗蚀剂(BAC-1、BAC-2)。
表1

F、着色涂膜的制备与评价在加工成黑色基底图案后的玻璃基板上，用旋涂机将红色糊料(RPI-1)涂布在玻璃基板上。将该涂膜在120℃下干燥20分钟，其上涂布正型光刻胶(东京应化株式会社制“OFPR-800”)，90℃下干燥10分钟。使用Canon株式会社制紫外线曝光机“PLA-501F”，经由CHROME制的光掩模，以60mJ/cm2(365nm处的紫外线强度)进行曝光。此时使用的光掩模在反射用区域内的开口区域的比例(开口区域率)为11％。曝光后，将其浸渍在由氢氧化四甲铵的2.0％水溶液构成的显影液中，同时进行光刻胶的显影与聚酰亚胺前体着色涂膜的蚀刻。蚀刻后用丙酮剥离不需要的光刻胶层。再在240℃下对聚酰亚胺前体的着色涂膜进行30分钟热处理，转换为聚酰亚胺。热处理后的涂膜厚度在透射用区域、反射用区域内均为1.2μm，透射用区域内通过C光源时的色度(x，y)为(0.567，0.310)。
然后，用旋涂机涂布彩色糊料(GPI-1)，使用反射区域内的开口区域率为27％的光掩模，除此之外，与红像素同样地进行光刻加工，形成着色层。绿色着色层的膜厚在透射用区域、反射用区域内均为1.2μm，透射用区域内通过C光源时的完成色度(x，y)为(0.321，0.541)。
然后，用旋涂机涂布彩色糊料(BPI-1)，使用反射区域内的开口区域率为13％的光掩模，除此之外，与红像素同样地进行光刻加工，形成着色层。蓝色着色层的膜厚在透射用区域、反射用区域内均为1.2μm，透射用区域内通过C光源时的完成色度(x，y)为(0.138，0.127)。在由此得到的像素膜上制成膜厚2μm的外涂层(JSR社制“Optomer(ォプトマ一)SS6500/SS0500”)。其上溅镀膜厚0.1μm的ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。得到的光谱(透射用区域光谱)如图10所示，反射用区域内的着色区域、透明区域各自的光谱按面积进行加成平均得到的光谱(面积调整方式滤色器的反射用区域光谱)如图11所示。
G、背光光源的制作在形成了配线图案的基板上配置日亚化学(株)制2波长型白色LED“NSSW440”，安装驱动用驱动器IC。组合反射板、导光板、扩散板、棱镜薄片，制成背光光源。另外，使用3波长型白色LED(紫外LED+RGB荧光体)、3波长白色LED(RGB3芯片LED)，同样地制成背光光源。
作为红、绿、蓝的荧光体分别使用Y2O3:Eu、LaPO4:Tb，Ce、BaMg2Al16O27:Eu，与乙酸丁酯、硝基纤维素混合，制成荧光体糊料。在直径2mm的圆筒玻璃管内涂布荧光体糊料，550℃下进行5分钟热处理，烧结荧光体。将玻璃管内真空排气至10-4Torr，封入氩气与氙气的混合气体，使水银在管内扩散，制成3波长荧光管。将制成的3波长荧光管与反射板、导光板、扩散板、棱镜薄片组合，制成背光光源。
另外，如下制备有机电致发光光源。在ITO玻璃基板(GEOMATEC(株)制)上采用旋涂法涂布正型光刻胶(东京应化工业(株)制，OFPR-800)至厚度为3μm。经由光掩模对该涂布膜进行图案曝光、显影，形成光刻胶的图案，显影后在160℃下固化。然后，采用经由掩模的电阻线加热方式的真空蒸镀法形成含有发光层的薄膜层图案。需要说明的是蒸镀时的真空度为2×10-4Pa，蒸镀过程中使基板相对于蒸镀源旋转。首先，在基板的整个表面上蒸镀15nm的铜酞菁、60nm的N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’-二苯基-4，4’-二胺(α-NPD)，形成空穴传递层。然后，使用作为主体材料的三(8-羟基喹啉)合铝(III)(Alq3)、作为掺杂材料的2，3，5，6-1H、4H-四氢-9-(2’-苯并噻唑基)喹嗪并[9，9a，1-gh]邻吡喃酮(C545)，共蒸镀至掺杂物达到1.0重量％，形成绿色发光层的图案。然后，使掩模(shadow mask)对应在错开1节距的位置上，使用作为主体材料的Alq3、作为添加材料的4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定(iulolidin))-9-烯基)-4H-吡喃(DCJT)，共蒸镀至掺杂物达到2.0重量％，形成红色发光层的图案。再使掩模对应在错开1节距的位置上，蒸镀20nm 4，4’-二(2，2’-二苯基乙烯基)联苯(DPVBi)，形成蓝色发光层的图案。然后，在45nm基板的整个表面上蒸镀2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉，形成电子传递层。然后，将薄膜层暴露在锂蒸汽中，进行掺杂处理(膜厚换算为0.5nm)。然后，作为对向电极，蒸镀厚度为400nm的铝。将形成了对向电极的基板从蒸镀机中取出，在由旋转泵形成的减压气氛下保持20分钟后，移至露点-100℃或-100℃以下的氩气气氛中。在该低湿气氛下，使用固化性环氧树脂将基板与密封板贴合密封。
制成的3波长型光源的光谱及2波长型LED的光谱如图1～图5所示。
实施例2红像素、绿像素、蓝像素的光刻加工用中使用开口区域率分别为14％、43％、18％的光掩模，除此之外，与实施例1同样地制成滤色器基板。在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的1个像素、基板各角部的4个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。
比较例1涂布着色涂膜，使红像素、绿像素、蓝像素的着色层膜厚为1.8μm，红像素、绿像素、蓝像素的光刻加工中使用开口区域率分别为14％、40％、17％的光掩模，除此之外，与实施例1同样地制成滤色器基板。红像素、绿像素、蓝像素各色的透射用区域内通过C光源时的色度(x，y)分别为(0.622，0.328)、(0.298，0.581)、(0.135，0.099)。在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的1个像素、基板各角部的4个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。比较例1中得到的光谱(透射用区域光谱)与实施例1中得到的光谱一并示出在图10中。
实施例1、实施例2中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)下的透射区域色度及比较例1中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED光源下的透射区域色度如表2所示。
表2

比较实施例1与比较例1的滤色器与背光光源组合得到的颜色特性，发现透射区域色度的颜色重现范围、反射区域色度的亮度相同，但实施例1的反射区域内的颜色重现范围与比较例1相比提高52％。另外，比较实施例2与实施例1的滤色器与背光光源组合得到的颜色特性，发现透射区域色度的颜色重现范围、反射区域色度的颜色重现范围相同，但实施例2的反射区域内的亮度与比较例1相比提高12％。
比较使用实施例1、实施例2的滤色器、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)的液晶显示装置与使用比较例2的滤色器、2波长型LED光源的液晶显示装置的显示特性发现，透射显示中具有相同的色彩鲜艳度。反射显示中，实施例1与比较例1的亮度相同，但实施例1的液晶显示装置具有更鲜艳的显示，表现出更良好的视觉识别性。另外，比较实施例2与比较例1的液晶显示装置发现，反射显示中的颜色重现范围相同，但实施例2的液晶显示装置更明亮，即使在暗的场所内也具有更良好的视觉识别性。
实施例3涂布着色涂膜，使红像素、绿像素、蓝像素的着色层膜厚为1.1μm，红像素、绿像素、蓝像素的光刻加工中使用开口区域率分别为10％、27％、10％的光掩模，除此之外，与实施例1同样地制成滤色器基板。红像素、绿像素、蓝像素各色的透射用区域内通过C光源时的色度(x，y)分别为(0.551，0.305)、(0.324，0.531)、(0.139，0.135)。在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的1个像素、基板各角部的4个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。
实施例4在红像素、绿像素、蓝像素的光刻加工中使用开口区域率分别为14％、43％、19％的光掩模，除此之外，与实施例3同样地制成滤色器基板。在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的1个像素、基板各角部的4个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。
实施例3、实施例4中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源(RGB 3芯片LED)下的透射区域色度及比较例2中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED光源下的透射区域色度如表3所示。
表3

比较实施例3与比较例1的滤色器与背光光源组合得到的颜色特性发现，透射区域色度的颜色重现范围、反射区域色度的亮度相同，实施例3的反射区域内的颜色重现范围与比较例1相比提高73％。另外，比较实施例4与比较例1的滤色器与背光光源的组合得到的颜色特性，发现透射区域色度的颜色重现范围、反射区域色度的颜色重现范围相同，但实施例4的反射区域的亮度与比较例1相比提高15％。
比较使用实施例3、实施例4的滤色器、3波长型LED光源(RGB3芯片LED)的液晶显示装置与使用比较例2的滤色器、2波长型LED光源的液晶显示装置的显示特性发现，透射显示中具有相同的色彩鲜艳度。反射显示中，实施例3与比较例1的亮度相同，但实施例3的液晶显示装置具有更鲜艳的显示，表现出更良好的视觉识别性。另外，比较实施例4与比较例1的液晶显示装置发现，反射显示中的颜色重现范围相同，但实施例4的液晶显示装置更明亮，即使在暗的场所内也具有更良好的视觉识别性。
比较例2涂布着色涂膜，使红像素、绿像素、蓝像素的着色层膜厚达到1.6μm，红像素、绿像素、蓝像素的光刻加工中使用开口区域率分别为13％、37％、16％的光掩模，除此之外，与实施例1同样地制成滤色器基板。红像素、绿像素、蓝像素各色的透射用区域内通过C光源时的色度(x，y)分别为(0.606，0.322)、(0.311，0.566)、(0.136，0.108)。在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的1个像素、基板各角部的4个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。
比较例3在红像素、绿像素、蓝像素的光刻加工中使用开口区域率分别为14％、41％、17％的光掩模，除此之外，与比较例2同样地制成滤色器基板。在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的1个像素、基板各角部的4个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。
比较例4涂布着色涂膜，使红像素、绿像素、蓝像素的着色层膜厚为1.5μm，在红像素、绿像素、蓝像素的光刻加工中使用开口区域率分别为13％、35％、15％的光掩模，除此之外，与实施例1同样地制成滤色器基板。红像素、绿像素、蓝像素各色的透射用区域内通过C光源时的色度(x，y)分别为(0.599，0.320)、(0.313，0.561)、(0.136，0.111)。在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的1个像素、基板各角部的4个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。
比较例5在红像素、绿像素、蓝像素的光刻加工中使用开口区域率分别为14％、41％、18％的光掩模，除此之外，与参考例3同样地制成滤色器基板。在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的1个像素、基板各角部的4个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。
比较例2、比较例3中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED荧光光源下的透射区域色度及比较例4、比较例5中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、有机EL光源下的透射区域色度及比较例1中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED荧光光源下的透射区域色度如表4所示。
表4

比较比较例2、比较例4与比较例1的滤色器与背光光源组合得到的颜色特性，发现透射区域色度的颜色重现范围、反射区域色度的亮度相同。另一方面，比较例2、比较例3的反射区域色度的颜色重现范围相对于比较例1的提高率分别为13％、20％，低于使用3波长型LED光源时的提高率。另外，比较比较例3、比较例5与比较例1的滤色器与背光光源组合得到的颜色特性，发现透射区域色度的颜色重现范围、反射区域色度的颜色重现范围相同。另一方面，就反射区域色度的亮度而言，比较例2、比较例3相对于比较例1的提高率分别为3％、5％，低于使用3波长型LED光源时的提高率。认为其原因在于比较例2中使用的3波长型荧光光源在490m附近、580nm附近具有较大的次峰。另外，由于比较例3中使用的3波长型有机EL光源的全部峰都是宽峰，从而导致反射区域色度的颜色特性提高率降低。由此可知3波长光源中，3波长型LED能够显著提高使用针孔型滤色器的半透射型液晶显示装置在反射显示时的颜色特性。
比较例6红像素、绿像素、蓝像素的光刻加工中使用没有开口区域率的光掩模，除此之外，与实施例1同样地制成反射用区域与透射用区域的着色特性相同、如图6所示的所谓现有构成的滤色器基板。在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的1个像素、基板各角部的4个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。
比较例7红像素、绿像素、蓝像素的光刻加工中使用没有开口区域率的光掩模，除此之外，与比较例1同样地制成反射用区域与透射用区域的着色特性相同、如图6所示的所谓现有构成的滤色器基板。在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板的基板中央部的1个像素、基板各角部的4个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。
比较例6中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)下的透射区域色度及比较例7中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED光源下的透射区域色度如表5所示。
表5

比较比较例6与比较例7的滤色器与背光光源组合得到的颜色特性，发现使用3波长型LED光源与使用2波长型LED光源相比反射区域色度的亮度提高25％。虽然亮度的提高率较高，但是，亮度的绝对值(白色W下的Y值)仅为26.8％，作为半透射型液晶显示装置用的滤色器是非常暗的。由此可知即使与3波长型LED光源组合，仅凭现有构成的滤色器也无法满足半透射型液晶显示装置所要求的特性，作为滤色器的构成，必须使透射用区域与反射用区域的着色特性不同。
实施例5用旋涂机在加工了黑色基底图案的玻璃基板上涂布非感光性糊料(TPI-1)。
将该涂膜在120℃的烘箱内干燥20分钟，其上涂布正型光刻胶(东京应化株式会社制OFPR-800)，90℃下用烘箱干燥10分钟。使用Canon株式会社制紫外线曝光机PLA-501F，经由光掩模图案，以60mJ/cm2(365nm处的紫外线强度)进行曝光，使红、绿、蓝各像素的反射用区域内残留透明树脂层。曝光后，将其浸渍在由氢氧化四甲铵的1.6％水溶液构成的显影液中，同时进行光刻胶显影与聚酰胺酸涂膜的蚀刻。蚀刻后用丙酮剥离不需要的光刻胶层，在240℃下进行30分钟热处理，在各像素的反射用区域内得到透明树脂层。此时的透明树脂层的膜厚为1.8μm。
然后，用旋涂机在形成了透明树脂层的玻璃基板上涂布红色抗蚀剂(RAC-1)，将该涂膜在80℃的烘箱中进行10分钟热处理。使用紫外线曝光机，经由透光的CHROME制光掩模，以100mJ/cm2(365nm处的紫外线强度)将红像素的透射用区域与反射用区域曝光。曝光后，将其浸渍在由氢氧化四甲铵的1.6％水溶液构成的显影液中，将着色层显影。显影后，在240℃的烘箱中进行30分钟热处理，得到红像素。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.2μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.567，0.310)。另外，透射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与RAC-1构成的涂膜的合计值)为2.3μm，反射用区域与透射用区域着色层的膜厚比为2/5。
同样地用旋涂机在基板上涂布绿色抗蚀剂(GAC-1)，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.2μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.321，0.541)。另外，透射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与GAC-1构成的涂膜的合计值)为2.3μm，反射用区域与透射用区域着色层的膜厚比为2/5。
同样地用旋涂机在基板上涂布蓝色抗蚀剂(BAC-1)，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.2μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.138，0.127)。另外，反射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与BAC-1构成的涂膜的合计值)为2.3μm，反射用区域与透射用区域着色层的膜厚比为2/5。
在由此得到的像素膜上制成膜厚2μm的外涂层(JSR社制“Optomer(ォプトマ一)SS6500/SS0500”)。再制成膜厚2μm的外涂层(JSR社制“Optomer(ォプトマ一)SS6500/SS0500”)，其上溅镀膜厚0.1μm的ITO膜。测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板的各角部的四个像素的分光光谱。透射用区域的光谱如图10所示，反射用区域的光谱如图12所示。
比较例8与实施例5同样地在形成了黑色基底图案的玻璃基板上形成透明树脂层。此时的透明树脂层的膜厚为2.6μm。
然后，用旋涂机在形成了透明树脂层的玻璃基板上涂布红色抗蚀剂(RAC-1)，与实施例5同样地得到红像素。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.8μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.622，0.328)。另外，透射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与RAC-1构成的涂膜的合计值)为3.4μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
同样地用旋涂机在基板上涂布绿色抗蚀剂(GAC-1)，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.8μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.298，0.581)。另外，透射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与GAC-1构成的涂膜的合计值)为3.4μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
同样地用旋涂机在基板上涂布蓝色抗蚀剂(BAC-1)，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.8μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.135，0.099)。另外，反射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与BAC-1构成的涂膜的合计值)为3.4μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
在由此得到的像素膜上与实施例5同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。
实施例5中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)下的透射区域色度及比较例8中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED光源下的透射区域色度如表6所示。
表6

比较实施例5与比较例8的滤色器与背光光源组合得到的颜色特性，发现透射区域色度的颜色重现范围相同，实施例5的反射区域色度中的白色亮度高于比较例8，可以期待视觉识别性更高的反射显示。
比较使用实施例5的滤色器、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)的液晶显示装置与使用比较例8的滤色器、2波长型LED光源的液晶显示装置的显示特性，发现在透射显示方面具有相同的色彩鲜艳度。反射显示方面，比较例8的亮度作为液晶显示装置并不充分，视觉识别性差。另一方面，实施例5的液晶显示装置的反射显示亮度高，表现出更良好的视觉识别性。
因此，提高使用2波长型LED与膜厚调整方式的滤色器的半透射型液晶显示装置在透射显示下的颜色重现性时，由于加工方面的问题，反射显示中无法得到足够的亮度，使用3波长型LED时，无法得到亮度足够的反射显示。即，3波长型LED与膜厚调整方式的滤色器的组合在首次实现了鲜艳的透射显示与充分亮度的反射显示。
实施例6与实施例5同样地在加工成黑色基底图案的玻璃基板上对应于红像素与蓝像素的反射用区域的位置上形成透明树脂层。此时的透明树脂层的膜厚为1.8μm。
然后，用旋涂机在形成了透明树脂层的玻璃基板上涂布红色抗蚀剂(RAC-1)，与实施例10同样地得到红像素。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.2μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.567，0.310)。另外，透射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与RAC-1构成的涂膜的合计值)为2.3μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
然后，同样地用旋涂机将蓝色抗蚀剂(BAC-1)涂布在基板上，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.2μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.138，0.127)。另外，反射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与BAC-1构成的涂膜的合计值)为2.3μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
然后，与实施例5同样地用旋涂机将绿色抗蚀剂(GAC-1)涂布在基板上绿像素的透射用区域内，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.2μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.321，0.541)。
然后，与实施例5同样地用旋涂机将绿色抗蚀剂(GAC-1)涂布在基板上绿像素的透射用区域内，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.2μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.321，0.541)。然后，与实施例5同样地用旋涂机将绿色抗蚀剂(GAC-2)涂布在基板上绿像素的反射用区域内，制成着色涂膜。反射用区域的像素在中央处的膜厚为1.2μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.329，0.444)。
在由此得到的像素膜上与实施例5同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。
比较例9与实施例5同样地在加工成黑色基底图案的玻璃基板上形成透明树脂层。此时的透明树脂层的膜厚为2.6μm。
然后，用旋涂机在形成了透明树脂层的玻璃基板上涂布红色抗蚀剂(RAC-1)，与实施例5同样地得到红像素。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.8μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.622，0.328)。另外，透射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与RAC-1构成的涂膜的合计值)为3.4μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
然后，同样地用旋涂机将蓝色抗蚀剂(BAC-1)涂布在基板上，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.8μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.135，0.099)。另外，反射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与BAC-1构成的涂膜的合计值)为3.4μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
然后，与实施例5同样地用旋涂机将绿色抗蚀剂(GAC-1)涂布在基板上绿像素的透射用区域内，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.2μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.321，0.541)。然后，与实施例5同样地用旋涂机将绿色抗蚀剂(GAC-2)涂布在基板上绿像素的反射用区域内，制成着色涂膜。反射用区域的像素在中央处的膜厚为1.2μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.329，0.444)。
在由此得到的像素膜上与实施例5同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。
实施例6中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)下的透射区域色度及比较例9中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED光源下的透射区域色度如表7所示。
表7

比较实施例6与比较例9的滤色器与背光光源组合得到的颜色特性，发现透射区域色度的颜色重现范围、反射区域色度的颜色重现范围相同，实施例6的反射区域内的亮度与比较例9相比提高8％或8％以上。
比较使用实施例6的滤色器、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)的液晶显示装置与使用比较例9的滤色器、2波长型LED光源的液晶显示装置的显示特性，发现在透射显示方面具有相同的色彩鲜艳度。反射显示方面，实施例6的液晶显示装置明亮，即使在暗的场所也表现出良好的视觉识别性。另一方面，比较例9的反射显示暗，显示图像难以识别。
因此，使用对于1色分开涂布反射用区域与透射用区域的方式、对其他2色采用膜厚调整方式的滤色器、使用2波长型LED的半透射型液晶显示装置而言，提高透射显示的颜色重现性时，反射显示时无法得到足够的亮度，但使用3波长型LED时，无法得到亮度足够的反射显示。即，通过使用采用膜厚调整方式制成的至少含有一色像素的滤色器与3波长型LED能够实现鲜艳的透射显示与明亮的反射显示。
实施例7与实施例5同样地在加工成黑色基底图案的玻璃基板上形成透明树脂层。此时的透明树脂层的膜厚为2.0μm。
然后，用旋涂机在形成了透明树脂层的玻璃基板上涂布红色抗蚀剂(RAC-1)，与实施例5同样地得到红像素。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.4μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.588，0.316)。另外，透射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与RAC-1构成的涂膜的合计值)为2.6μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
然后，同样地用旋涂机将绿色抗蚀剂(GAC-1)涂布在基板上，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.4μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.316，0.554)。另外，透射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与GAC-1构成的涂膜的合计值)为2.6μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
同样地用旋涂机将蓝色抗蚀剂(BAC-1)涂布在基板上，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为1.4μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.136，0.117)。反射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与BAC-1构成的涂膜的合计值)为2.6μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
在由此得到的像素膜上与实施例5同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。
比较例10与实施例5同样地在加工成黑色基底图案的玻璃基板上形成透明树脂层。此时的透明树脂层的膜厚为3.2μm。
然后，用旋涂机在形成了透明树脂层的玻璃基板上涂布红色抗蚀剂(RAC-1)，与实施例5同样地得到红像素。透射用区域的像素在中央处的膜厚为2.3μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.644，0.333)。另外，透射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与RAC-1构成的涂膜的合计值)为4.1μm，反射用区域与透射用区域的着色层膜厚比为2/5。
然后，同样地用旋涂机将绿色抗蚀剂(GAC-1)涂布在基板上，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为2.3μm，通过C光源时的色度(x，Y)为(0.287，0.601)。另外，透射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与GAC-1构成的涂膜的合计值)为4.1μm，反射用区域与透射用区域的着色层膜厚比为2/5。
同样地用旋涂机将蓝色抗蚀剂(BAC-1)涂布在基板上，制成着色涂膜。透射用区域的像素在中央处的膜厚为2.3μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.136，0.085)。另外，反射用区域的像素在中央处的膜厚(TPI-1与BAC-1构成的涂膜的合计值)为4.1μm，反射用区域与透射用区域的着色层的膜厚比为2/5。
在由此得到的像素膜上与实施例5同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。
实施例7中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)下的透射区域色度及比较例10中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED光源下的透射区域色度如表8所示。
表8

比较实施例7与比较例10的滤色器与背光光源组合得到的颜色特性，发现透射区域色度的颜色重现范围、反射区域色度的颜色重现范围相同，实施例7的反射区域的亮度与比较例10相比提高28％或28％以上。
比较使用实施例7的滤色器、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)的液晶显示装置与使用比较例10的滤色器、2波长型LED光源的液晶显示装置的显示特性，发现透射显示方面具有相同的色彩鲜艳度。反射显示方面，实施例7的液晶显示装置非常明亮，即使在暗的场所也表现出更良好的视觉识别性。另一方面，比较例10的反射显示非常暗，难以识别显示图像。
因此，对于使用膜厚调整方式与面积调整方式组合而成的滤色器、使用2波长型LED的半透射型液晶显示装置而言，提高透射显示的颜色重现性时，反射显示时无法得到足够的亮度，使用3波长型LED时，无法得到亮度足够的反射显示。即，通过使用膜厚调整方式与面积调整方式组合而成的滤色器与3波长型LED能够实现鲜艳的透射显示与充分亮度的反射显示。
比较例11在基板上红像素、绿像素、蓝像素的反射用区域内与实施例5同样地用旋涂机涂布红色抗蚀剂(RAC-2)、绿色抗蚀剂(GAC-2)、蓝色抗蚀剂(BAC-2)，制成着色涂膜。反射用区域的像素在中央处的膜厚对于红像素、绿像素、蓝像素而言均为1.2μm。另外，通过C光源时的色度(x，y)对于红像素、绿像素、蓝像素而言分别为(0.453，0.308)、(0.329，0.444)、(0.170，0.205)。在红像素、绿像素、蓝像素的透射用区域内与实施例5同样地制成着色层涂膜。
在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。测得的像素光谱按各测定部进行平均。
比较例12在红像素、绿像素、蓝像素的透射用区域内与比较例8同样地制成着色涂膜。除此之外与实施例11同样地制成着色涂膜。
在由此得到的像素膜上与实施例1同样地制成外涂层、ITO膜。测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。
比较例11中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)下的透射区域色度及比较例12中制成的着色涂膜在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED荧光光源下的透射区域色度如表9所示。
表9

比较比较例11与比较例12的滤色器与背光光源组合得到的颜色特性，发现透射区域色度的颜色重现范围相同，反射区域色度的特性相同。
比较使用比较例11的滤色器、3波长型LED光源(紫外LED+RGB荧光体)的液晶显示装置与使用比较例12的滤色器、2波长型LED光源的液晶显示装置的显示特性发现，在透射显示方面具有相同的色彩鲜艳度。比较例11与比较例12在反射显示的特性方面是相同的。
由于采用6色涂布方式在透射用区域与反射用区域内独立地制成着色涂膜，因此无法表现出通过改变背光光源而获得的提高反射显示特性的效果。
本发明中所述的液晶显示装置的反射显示亮度提高效果汇总于表10。
表10

由此可知，通过组合面积调整方式、膜厚调整方式的滤色器与3波长型背光光源，即使是使用环境光的反射显示，其亮度也得到提高。另外，在3波长型的光源中，可知使用LED光源时能够显著提高亮度。
实施例8在加工成黑色基底图案的玻璃基板上用旋涂机涂布红色糊料(R-1)，使通过C光源时的色度(x，y)为(0.466，0.294)。将该涂膜在120℃下干燥20分钟，其上涂布正型光刻胶(东京应化株式会社制OFPR-800)，90℃下干燥10分钟。使用Canon株式会社制紫外线曝光机PLA-501F，经由CHROME制的光掩模，以60mJ/cm2(365nm处的紫外线强度)进行曝光。此时使用的光掩模在反射用区域内的开口区域比例(开口区域率)为12％。曝光后，将其浸渍在由氢氧化四甲铵的2.25％水溶液构成的显影液中，同时进行光刻胶显影与聚酰亚胺前体着色涂膜的蚀刻。蚀刻后用丙酮剥离不需要的光刻胶层。再在240℃下对聚酰亚胺前体着色涂膜进行30分钟热处理，转化为聚酰亚胺。然后，涂布蓝色糊料(B-1)，使通过C光源时的完成色度(x，y)为(0.152，0.190)，与红像素同样地进行光刻加工。此时使用的光掩模在反射用区域内的开口区域比例(开口区域率)为9％。然后，用旋涂机涂布彩色糊料(G-1)，使通过C光源时的完成色度(x，y)为(0.309，0.373)，与红像素同样地进行光刻加工。此时使用在绿像素中没有形成开口区域的光掩模。最后，用旋涂机涂布彩色糊料(G-2)，在绿像素的透射用区域内层合绿着色层。在绿像素的透射用区域内通过C光源时的色度(x，y)为(0.284，0.443)。在由此得到的像素膜上制成膜厚2μm的外涂层，再在其上溅镀膜厚0.1μm的ITO膜。测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。得到的滤色器在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED光源下的透射区域色度、色度差δ如表11所示。
表11

比较例13在红、蓝、绿像素的光刻加工时使用在像素内没有形成开口区域的光掩模，在绿像素上没有层合像素，通过C光源时的完成色度不同，除此之外与实施例8同样地制成滤色器。使用的彩色糊料为红色糊料(R-1)、绿色糊料(G-1)、蓝色糊料(B-1)。另外，通过C光源时的完成色度(x、y)红像素为(0.405，0.285)，绿像素为(0.309，0.373)，蓝像素为(0.178，0.225)。
测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。得到的滤色器在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED光源下的透射区域色度、色度差δ如表12所示。
表12

比较例14在绿像素的光刻加工时使用加工成绿像素内的开口区域为26％的图案的光掩模，涂布绿色糊料，使C光源下的完成色度为(0.303，0.440)，在绿像素上没有层合像素，除此之外与实施例8同样地制成滤色器。使用的彩色糊料为红色糊料(R-1)、绿色糊料(G-1)、蓝色糊料(B-1)。
测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。得到的滤色器在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED光源下的透射区域色度、色度差δ如表13所示。
表13

如下比较使用比较例13、比较例14中制成的滤色器的半透射型液晶显示装置与使用实施例8的滤色器的液晶显示装置的显示特性的差异反射显示方面熄灭背光光源，在室外的环境光下进行比较；透射显示方面在暗室中打开背光光源进行比较。需要说明的是透射显示中使用的光源使用2波长型LED光源。采用现有技术制成的比较例1的液晶显示装置在透射显示时的色调整体较浅，与反射显示时的视觉识别性相比有很大差异。另一方面，使用实施例8的滤色器的液晶显示装置在反射显示与透射显示时的色调几乎没有差别，表现出良好的显示特性。比较例14的液晶显示装置与比较例13相比反射显示与透射显示时的色调良好，与实施例8的液晶显示装置相比可以识别若干的色调变化。另外，反射显示时的亮度比实施例8的液晶显示装置暗。
实施例9在黑色基底经过图案加工的玻璃基板上用旋涂机涂布按表1所示比例调整的红色糊料(R-2)，使通过C光源时的色度(x，y)为(0.405，0.301)。将该涂膜在120℃下干燥20分钟，其上涂布正型光刻胶(东京应化株式会社制OFPR-800)，90℃下干燥10分钟。使用Canon株式会社制紫外线曝光机PLA-501F，经由CHROME制的光掩模，以60mJ/cm2(365nm处的紫外线强度)进行曝光。此时使用在红像素中没有形成开口区域的光掩模。曝光后，将其浸渍在由氢氧化四甲铵的2.25％水溶液构成的显影液中，同时进行光刻胶显影与聚酰亚胺前体着色涂膜的蚀刻。蚀刻后用丙酮剥离不需要的光刻胶层。再在240℃下对聚酰亚胺前体着色涂膜进行30分钟热处理，转化为聚酰亚胺。然后，用旋涂机涂布彩色糊料(G-1)，使通过C光源时的完成色度(x，y)为(0.307，0.426)，与红像素同样地进行光刻加工。此时使用的光掩模在反射用区域内的开口区域比例(开口区域率)为23％。然后，涂布蓝色糊料(B-1)，使通过C光源时的完成色度(x，y)为(0.148，0.182)，与红像素同样地进行光刻加工。此时使用的光掩模在反射用区域内的开口区域比例(开口区域率)为10％。最后，用旋涂机涂布按表1所示比例调整的彩色糊料(R-3)，在红像素的透射用区域整个区域与蓝像素的透射用区域面积的50％区域内层合红着色层。在红像素的透射用区域内通过C光源时的色度(x，y)为(0.474，0.326)。另外，在蓝像素的透射用区域内通过C光源时的色度(x，y)为(0.171，0.169)。在由此得到的像素膜上制成膜厚2μm的外涂层，再在其上溅镀膜厚0.1μm的ITO膜。
测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。得到的滤色器在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源(RGB 3芯片LED)下的透射区域色度、色度差δ如表14所示。
表14

比较例15在红像素的光刻加工时使用加工成红像素内的开口区域为11％的图案的光掩模，在蓝像素的光刻加工时使用加工成蓝像素内的开口区域为12％的图案的光掩模，制成滤色器。需要说明的是使用的彩色糊料为红色糊料(R-2)、绿色糊料(G-1)、蓝色糊料(B-1)，在红像素、蓝像素上不层合着色层。另外，涂布彩色糊料，使通过C光源时的完成色度(x、y)红像素为(0.469，0.313)，蓝像素为(0.141，0.167)。与实施例9同样地进行绿像素的涂布、加工。
测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。得到的滤色器在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源(RGB3芯片LED)下的透射区域色度、色度差δ如表15所示。
表15

如下比较使用比较例15中制成的滤色器的半透射型液晶显示装置与使用实施例9的滤色器的液晶显示装置的显示特性的差异反射显示方面熄灭背光光源在室外的环境光下进行比较，透射显示方面在暗室中打开背光光源进行比较。需要说明的是透射显示中使用的光源使用3波长型LED光源(RGB3芯片LED)。使用比较例15的滤色器的液晶显示装置与实施例9的液晶显示装置的色彩鲜艳度相同，实施例9的液晶显示装置在反射显示与透射显示时的色调几乎没有变化，表现出良好的显示特性。
实施例10在黑色基底经图案加工的玻璃基板上用旋涂机涂布红色糊料(R-1)，使通过C光源时的色度(x，y)为(0.466，0.294)。将该涂膜在120℃下干燥20分钟，其上涂布正型光刻胶(东京应化株式会社制OFPR-800)，90℃下干燥10分钟。使用Canon株式会社制紫外线曝光机PLA-501F，经由CHROME制的光掩模，以60mJ/cm2(365nm处的紫外线强度)进行曝光。此时使用的光掩模在反射用区域内的开口区域的比例(开口区域率)为12％。曝光后，将其浸渍在由氢氧化四甲铵的2.25％水溶液构成的显影液中，同时进行光刻胶显影与聚酰亚胺前体着色涂膜的蚀刻。蚀刻后用丙酮剥离不需要的光刻胶层。再在240℃下对聚酰亚胺前体着色涂膜进行30分钟热处理，转化为聚酰亚胺。然后，涂布蓝色糊料(B-2)，使通过C光源时的完成色度(x，y)为(0.200，0.232)，与红像素同样地进行光刻加工。此时使用在蓝像素中没有形成开口区域的光掩模。然后，涂布彩色糊料(G-1)，使通过C光源时的完成色度(x，y)为(0.309，0.373)，与红像素同样地进行光刻加工。此时使用在绿像素中没有形成开口区域的光掩模。然后，用旋涂机涂布彩色糊料(G-2)，在绿像素的透射用区域内层合绿着色层。在绿像素的透射用区域内通过C光源时的色度(x，y)为(0.284，0.443)。最后，用旋涂机涂布彩色糊料(B-1)，在蓝像素的透射用区域内层合蓝像素层。在蓝像素的透射用区域内通过C光源时的色度(x，y)为(0.158，0.188)。在由此得到的像素膜上制成膜厚2μm的外涂层，再在其上溅镀膜厚0.1μm的ITO膜。
测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。得到的滤色器在D65光源下的反射区域色度、2波长型LED光源下的透射区域色度、色度差δ如表16所示。
表16

如下比较使用比较例14中制成的滤色器的半透射型液晶显示装置与使用实施例10的滤色器的液晶显示装置的显示特性的差异反射显示方面熄灭背光光源在室外的环境光下进行比较，透射显示方面在暗室中打开背光光源进行比较。需要说明的是透射显示中使用的光源使用2波长型LED光源。实施例10的液晶显示装置在反射显示与透射显示时的色调几乎没有可识别的差异，有良好的显示特性。比较例14的液晶显示装置与实施例10的液晶显示装置相比可以识别透射显示与反射显示时色调的变化。另外，反射显示时的亮度比实施例10的液晶显示装置暗。
实施例11在加工成黑色基底图案的玻璃基板上用旋涂机涂布红色糊料(R-4)。将该涂膜在120℃下干燥20分钟，其上涂布正型光刻胶(东京应化株式会社制OFPR-800)，90℃下干燥10分钟。使用Canon株式会社制紫外线曝光机PLA-501F，经由CHROME制的光掩模，以60mJ/cm2(365nm处的紫外线强度)进行曝光。此时使用仅在红像素的透射用区域内残留着色层的光掩模。曝光后，将其浸渍在由氢氧化四甲铵的2.25％水溶液构成的显影液中，同时进行光刻胶显影与聚酰亚胺前体着色涂膜的蚀刻。蚀刻后用丙酮剥离不需要的光刻胶层。再在240℃下对聚酰亚胺前体着色涂膜进行30分钟热处理，转化为聚酰亚胺。此时的着色层膜厚为1.4μm，通过C光源时的完成色度(x，y)为(0.429，0.281)。然后，与红像素同样地形成绿像素、蓝像素。此时使用的绿色糊料为G-3，蓝色糊料为B-3。此时的绿像素着色层膜厚为1.4μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.291，0.457)。另外，此时的蓝像素着色层膜厚为1.4μm，通过C光源时的色度(x，y)为(0.191，0.241)。由此形成透射用区域。
然后，使用透射用区域与反射用区域内均残留有着色层的光掩模，使用以下的彩色糊料，除此之外，与透射用区域的形成同样地在透射用区域与反射用区域内形成着色层图案。由此，在透射用区域内重叠2色的着色层。对于此时的糊料而言，红像素为R-6、绿像素为G-5、蓝像素为B-5。制成的各像素反射用区域的着色层膜厚为1.4μm。通过C光源时的红像素的色度(x，y)为(0.453，0.308)，绿像素的色度(x，y)为(0.329，0.444)，蓝像素的色度(x，y)为(0.170，0.205)。
在由此得到的像素膜上制成膜厚2μm的外涂层，再在其上溅镀膜厚0.1μm的ITO膜。
测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。得到的滤色器在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源下的透射区域色度、色度差δ如表17所示。
表17

实施例12首先形成透射用区域、反射用区域，然后形成透射用区域，即像素的形成顺序与实施例11相反，与实施例11同样地形成着色层图案。
在由此得到的像素膜上制成膜厚2μm的外涂层，再在其上溅镀膜厚0.1μm的ITO膜。
测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。得到的滤色器在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源下的透射区域色度、色度差δ如表18所示。
表18

比较例16使用以下的彩色糊料，除此之外与实施例11同样地在透射用区域内形成着色层图案。对于此时的糊料而言，红像素使用R-5、绿像素使用G-4、蓝像素使用B-4。制成的各像素透射用区域的着色层膜厚为1.4μm。通过C光源时的红像素的色度(x，y)为(0.552，0.306)、绿像素的色度(x，y)为(0.298，0.538)、蓝像素的色度(x，y)为(0.139，0.159)。
然后，使用仅在反射用区域内残留着色层的光掩模，使用以下的彩色糊料，除此之外，与透射用区域的形成同样地在反射用区域内形成着色层图案。对于此时的糊料而言，红像素使用R-6、绿像素使用G-5、蓝像素使用B-5。制成的各像素反射用区域的着色层膜厚为1.4μm。通过C光源时的红像素的色度(x，y)为(0.453，0.308)，绿像素的色度(x，y)为(0.329，0.444)，蓝像素的色度(x，y)为(0.170，0.205)。
在由此得到的像素膜上制成膜厚2μm的外涂层，再在其上溅镀膜厚0.1μm的ITO膜。
测定由此得到的滤色器基板中央部的一个像素、基板各角部的四个像素的分光光谱。将测定的像素光谱按各测定部进行平均。得到的滤色器在D65光源下的反射区域色度、3波长型LED光源下的透射区域色度、色度差δ如表19所示。
表19

如下比较使用比较例16中制成的滤色器的半透射型液晶显示装置与使用实施例11、12的滤色器的液晶显示装置的显示特性的差异反射显示方面熄灭背光光源在室外的环境光下进行比较，透射显示方面在暗室中打开背光光源进行比较。需要说明的是透射显示中使用的光源使用2波长型LED光源。没有发现实施例11、12的液晶显示装置在反射显示与透射显示时的色调存在差异，显示特性极其良好。虽然没有发现比较例16的液晶显示装置在反射显示与透射显示时的色调存在差异，但是在图像内观察到数处白色辉点或色调不均，画面品质差。
根据本发明，能够提供一种透射显示时的颜色重现性高、反射显示时的特性(颜色重现性、亮度)优良、且成本低的半透射型液晶显示装置。另外，能够得到反射显示与透射显示时的色度差小、明亮的半透射型液晶显示装置用滤色器。
权利要求
1.一种半透射型液晶显示装置，所述半透射型液晶显示装置具有夹持液晶层彼此对向地配置的一对基板、将周边光活用为光源的反射装置及背光光源，其特征为，所述装置具有滤色器及3波长型LED背光光源，所述滤色器将透射用区域与反射用区域设置在滤色器的1像素内，在该1像素内着色层由相同材料构成。
2.如权利要求1所述的半透射型液晶显示装置，其中，所述半透射型液晶显示装置使用至少含有1色的像素的滤色器，所述1色的像素的透射用区域与反射用区域由膜厚相同的着色层构成，反射用区域内具有开口。
3.如权利要求1所述的半透射型液晶显示装置，其中，所述半透射型液晶显示装置使用至少含有1色的像素的滤色器，所述1色的像素的反射用区域与透射用区域的着色层膜厚不同。
4.如权利要求3所述的半透射型液晶显示装置，其中，所述半透射型液晶显示装置使用反射用区域内具有开口的滤色器。
5.一种液晶显示装置用滤色器，是含有透射用区域与反射用区域的滤色器，其特征为，在至少一色的像素中，透射区域内层合2种或2种以上的着色层。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在透射用区域内形成第一着色层，在第一着色层上与反射用区域内形成第二着色层。
7.如权利要求5所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在透射用区域与反射用区域内形成第一着色层，在第一着色层上的透射用区域内形成第二着色层。
8.如权利要求5所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在至少一色的像素内，透射用区域与反射用区域由相同的色料构成，反射用区域内含有开口区域。
9.如权利要求5所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在绿色着色层上层合组成与该着色层的颜料组成不同的绿着色层。
10.如权利要求5所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在红色着色层上层合组成与该着色层的颜料组成不同的红着色层。
11.如权利要求10所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在红色着色层上层合含有具有喹吖啶酮骨架的颜料的着色层。
12.如权利要求5所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在蓝色着色层上层合组成与该着色层的颜料组成不同的蓝着色层。
13.如权利要求5所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在蓝色着色层与红色着色层上层合同样的着色层，且蓝色着色层的层合色料面积比红色着色层上的层合色料面积小。
14.如权利要求5所述的液晶显示装置用滤色器，其中，在着色层上形成外涂层。
15.如权利要求5所述的液晶显示装置用滤色器，其中，所述滤色器不含有透射用区域的色度(x0，y0)与反射用区域的色度(x，y)的色度差δ满足下式的像素。δ＝(x-x0)2+(y-y0)2≥1×10-3
16.使用权利要求5所述的滤色器的半透射型液晶显示装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于液晶显示装置的滤色器及半透射型液晶显示装置。得到透射显示时的颜色重现性高、反射显示时的特性(颜色重现性、亮度)优良、低成本的用于半透射型液晶显示装置的滤色器。另外，得到反射显示与透射显示的色度差小、明亮的半透射型液晶显示装置用滤色器。还涉及一种半透射型液晶显示装置，所述半透射型液晶显示装置具有夹持液晶层彼此对向地配置的一对基板、将周边光活用为光源的反射装置及背光光源，其特征为，所述装置具有滤色器及3波长型LED背光光源，所述滤色器将透射用区域与反射用区域设置在滤色器的1像素内，在该1像素内着色层由相同材料构成。
文档编号G02F1/1335GK1610845SQ0282660
公开日2005年4月27日 申请日期2002年11月27日 优先权日2002年6月4日
发明者山下哲夫, 泷口育美, 小岛英幸, 佐佐木浩行 申请人:东丽株式会社