JP2001125098A

JP2001125098A - カラー液晶ディスプレー

Info

Publication number: JP2001125098A
Application number: JP30431199A
Authority: JP
Inventors: Tei Hosono; 禎細野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-11
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: JP3752925B2

Abstract

(57)【要約】【課題】現行の材料では実現困難な、カラーフィルター
を構成する各色の画素の膜厚が１〜２μｍの範囲内でほ
ぼ均一であり、ＥＢＵ規格の色特性を満足するカラー液
晶ディスプレーを提供する。【解決手段】基板上に、パターン化されて配列され、入
射光を着色して出射する複数色の透明着色被膜を備えて
成り、これら複数の透明着色被膜のうち少なくとも一つ
の透明着色被膜が、下記一般式〈化１〉で表される色素
単量体を重合して得られる着色重合物を主成分とするこ
とを特徴とするカラーフィルタと、三波長域発光型蛍光
ランプを光源とし、バックライトユニットの光強度の波
長に対する分布Ｉ（入）が以下の条件を満たすバックラ
イトユニットとを具備するカラー液晶ディスプレー。０．３５≦α≦０．６【数１】【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタと
特定のバックライトユニットを組み合わせてなる液晶デ
ィスプレーに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶ディスプレーは、２枚の偏光
板に挟まれた液晶層が、層内に設けられた電極への印加
する電圧を画素毎に調整することにより、１枚目の偏光
板を通過したバックライトユニットからの光の偏光度合
いを制御して、２枚日の偏光板を通過する光量をコント
ロールすることにより表示が行われる。この２枚の偏光
板の間にカラーフィルタを設けることによりカラー表示
を可能にしている。従って、バックライトユニットの発
光スペクトルとカラーフィルタの分光特性が、カラー液
晶ディスプレーの色特性を決定する重要な因子となって
いる。従来、カラーフィルタとしては、耐熱性、耐光性
等の諸耐性にすぐれた顔料分散型カラーフィルタが用い
られている。また、バックライトユニットとしては、演
色性にすぐれた三波長域発光型蛍光ランプ（以後「三波
長管」と呼ぶ）を光源とするバックライトユニットが広
く用いられている。

【０００３】これらの顔料分散型カラーフィルタおよび
高演色性の三波長管の出現により、カラー液晶ディスプ
レーは、液晶カラーテレビやカーナビゲーション用およ
び液晶ディスプレー一体型のノートパソコンとして大き
な市場を形成するに至っている。更に、近年、省エネ、
省スペースという特徴を活かした、デスクトップパソコ
ン用のモニターとしても普及し始めており、従来のＣＲ
Ｔモニターに代わるディスプレーとして注目されてい
る。

【０００４】カラーテレビでは、（１）受像（カラーカ
メラ）、（２）伝送、（３）受像（受像機）のプロセス
を通じて、被写体の形、動き、色相が受像画面上に再現
されている。従って、色相も含めた画像信号の伝送方式
が規格化されている。この方式の代表的なものはＮＴＳ
Ｃ（ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＳｙｓ
ｔｅｍＣｏｍｍｉｔｔｅｅ）で、アメリカ、カナダ、
日本がこの方式で放送を行なっている主要な国である。
一方、ヨーロッパではＥＢＵ（ＥｕｒｏｐｅａｎＢ
ｒｏａｄｃａｓｔＵｎｉｏｎ：ヨーロッパ放送連合）
が方式および規格を定めている。

【０００５】カラーテレビの再現色域を決定するのは、
受像機の三原色（受像三原色）の色度であり、カラーカ
メラが持つべき分光特性もこれによって定まる。ＮＴＳ
Ｃ方式の受像三原色は下記のように定められている。赤：ｘ＝０．６７ｙ＝０．３３緑：ｘ＝０．２１ｙ＝０．７１青：ｘ＝０．１４ｙ＝０．０８一方、ＥＢＵ規格の受像三原色は下記のように定められ
ている。赤：ｘ＝０．６４ｙ＝０．３３緑：ｘ＝０．２９ｙ＝０・６０青：ｘ＝０．１５ｙ＝０．０６

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現状ではＣＲ
Ｔの表示性能は液晶ディスプレーより高く、特にＣＲＴ
の表示色の欧州規格であるＥＢＵ規格の色度を満足する
液晶ディスプレーがまだ出現しておらず、この規格達成
がテレビジョンの分野あるいはマルチメディア用ディス
プレー分野で、液晶ディスプレーが大きく普及する一つ
の鍵となっている。

【０００７】具体的には、赤と緑については、現行の顔
料分散型の着色組成物およびバックライトユニットの組
合せにより、比較的容易にＥＢＵ規格を達成可能であ
る。しかし、青については、現在一般に用いられている
三波長管を光源とするバックライトユニットを具備する
カラー液晶ディスプレー用に、現行の青色の着色組成物
を用いてＥＢＵ規格を満たす青のカラーフィルタを形成
しようとするとその膜厚を厚くする必要があり現実的で
はない。これに対して、バックライトユニットとして、
その光強度分布、すなわちバックライトユニットの光強
度の波長に対する分布Ｉ（入）が以上の条件を満たすも
のを用いることにより、青のカラーフィルタの膜厚を
２．５μｍ程度まで下げることができるが、実用膜厚の
点でまだ不十分である。そこで、本発明の目的は、現行
の材料では実現困難な、カラーフィルターを構成する各
色の画素の膜厚が１〜２μｍの範囲内でほぼ均一であ
り、ＥＢＵ規格の色特性を満足するカラー液晶ディスプ
レーを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、請求項に示し
た組成の着色重合物を用いたカラーフィルタと、三波長
域発光型蛍光ランプを光源とする特定の光強度分布を有
するバックライトユニットとを組み合わせることによ
り、ＥＢＵ規格の色特性を具備するカラー液晶ディスプ
レーが得られることを見出した。

【０００９】すなわち、本発明は、基板上に、パターン
化されて配列され、入射光を着色して出射する複数色の
透明着色被膜を備えて成り、これら複数の透明着色被膜
のうち少なくとも一つの透明着色被膜が、下記一般式
〈化３〉で表される色素単量体を重合して得られる着色
重合物を主成分とすることを特徴とするカラーフィルタ
と、三波長域発光型蛍光ランプを光源とし、バックライ
トユニットの光強度の波長に対する分布Ｉ（入）が以下
の条件を満たすバックライトユニットとを具備するカラ
ー液晶ディスプレーである。０．３５≦α≦０．６

【００１０】

【数２】

【００１１】

【化３】

【００１２】（式中、Ｒ１は各々独立に、下記〈化４〉
で表される重合性基の中から選ばれる基、水素原子、炭
素原子数１から８のアルキル基もしくはヒドロキシアル
キル基を表し、少なくとも一つは下記〈化４〉で表され
る重合性基の中から選ばれる。Ｘ−はアニオンを表
す。）

【００１３】

【化４】（式中、Ｒ２は炭素原子数２から４のアルキル基を表
す。）

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する。本発明において、カラーフィルタの着色性能
は、〈化１〉で表される色素単量体を重合して得られる
着色重合物が担保している。この着色重合物は、従来の
カラーフィルターに用いられていた染料と異なり、優れ
た耐光性・耐熱性を有するため、液晶ディスプレイの製
造工程中の加熱工程の有無にかかわらず、また液晶ディ
スプレイの長期的使用、強い光を受ける条件下での使用
にかかわらず、所期の着色性能を維持することが出来
る。

【００１５】この着色重合物としては、分子量３０００
〜１５００００のものが適当である。分子量３０００未
満の場合には耐候性・耐熱性が不十分である。他方、分
子量１５００００を越える場合には、パターニング性が
低下する。

【００１６】本発明で用いられる着色重合物は、＜化１
＞で表される色素単量体のみを重合して得ることができ
る他、＜化１＞で表される色素単量体と従来周知の単量
体との共重合物とすることができる。また、色相を調整
するため＜化１＞で表される色素単量体を二種以上組み
合わせた共重合物とすることもできる。本発明の着色重
合物の製造は、水中、有機溶剤中または無溶媒で、従来
周知の重合触媒を用いて容易に行うことができる。

【００１７】本発明で用いられる色素単量体を例示す
る。＜化１＞において、Ｒ１で表される炭素原子１〜８
のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロ
ピル、イソプロピル、ブチル、第二ブチル、第三ブチ
ル、イソブチル、アミル、第三アミル、ヘキシル、ヘプ
チル、オクチル、イソオクチル、第三オクチル、２−エ
チルヘキシルなどが挙げられ、炭素原子１〜８のヒドロ
キシルアルキル基としては、例えば、上記アルキル基の
水素原子をヒドロキシル基で置換した構造の基が挙げら
れる。Ｒ２で表される炭素原子２〜４のアルキレン基と
しては、例えば、エチレン、トリメチレン、テトラメチ
レンなどが挙げられる。

【００１８】また、Ｘ−で表されるアニオンとしては、
例えば、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオ
ン、フッ素アニオンなどのハロゲンアニオン、過塩素酸
アニオン、チオシアン酸アニオン、六フッ化リンアニオ
ン、六フッ化アンチモンアニオン、四フッ化ホウ素アニ
オンなどの無機系アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオ
ン、トルエンスルホン酸アニオン、トリフルオロメタン
スルホン酸アニオン、などの有機スルホン酸アニオン、
オクチルリン酸アニオン、ドデシルリン酸アニオン、オ
クタデシルリン酸アニオン、フェニルリン酸アニオン、
ノニルフェニルリン酸アニオンなどの有機リン酸アニオ
ンなどが挙げられる。

【００１９】上記一般式〈化１〉で示される色素単量体
の代表例として、青色の色相の下記の〈化５〉が挙げら
れる。ただし、本発明は下記の例示化合物により何ら限
定されるものではない。なお、以下の例示では、アニオ
ンを省いた色素単量体カチオンで示してある。

【００２０】

【化５】

【００２１】本発明で用いられる着色重合物を得るため
に、前記のように色素単量体と従来周知の単量体との共
重合物とする場合に、用いることができる周知の単量体
としては、スチレン系化合物並びにα，β−不飽和モノ
〜ポリカルボン酸およびそのエステル、アミド、イミ
ド、または無水物であり、例えば、前者では、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ヒドロキシスチレンなどが挙
げられ、後者では、アクリル酸、メタクリル酸、マレイ
ン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン
酸、１−ブチン−２，３，４−トリカルボン酸などが挙
げられ、前記エステルとしては、前記α，β−不飽和カ
ルボン酸のメチル、エチル、２−ヒドロキシエチル、プ
ロピル、ブチル、オクチル、ドデシル、２，２，６，６
−テトラメチル−４−ピペリジル、１，２，２，６，６
−ペンタメチル−４−ピペリジル、２−〔３−（２−ベ
ンゾトリアゾリル）−４−ヒドロキシフェニル〕エチル
などのエステルが挙げられ、前記アミドとしては、前記
α，β−不飽和カルボン酸のメチルアミド、ジメチルア
ミド、エチルアミド、ジエチルアミド、プロピルアミ
ド、ジプロピルアミド、ブチルアミド、ジブチルアミ
ド、ヘキシルアミド、オクチルアミド、フェニルアミド
などが挙げられ、前記イミドとしては、マレイミド、イ
タコンイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−オクチルマ
レイミド、Ｎ−フェニルマレイミドなどが挙げられる。

【００２２】本発明の色素単量体と周知の単量体との共
重合とする場合、該周知の単量体の使用量は用途に応じ
て適宣選択されるが、通常、本発明の色素単量体１００
ｇに対して、５〜１０００００ｇの範囲内である。

【００２３】次に、この着色重合物はこれを基板に塗布
して被膜とすることができるが、必要に応じてバインダ
ーを混合して着色組成物を製造して、基板に塗布し、被
膜とすることができる。このようなバインダーとして
は、任意の樹脂が使用できるが、塗布工程により基板上
に被膜を形成できること、こうして形成された被膜を精
度良くパターン化できることが必要である。このような
バインダーとしては、感光性を有しない樹脂でも、感光
性を有する樹脂でもどちらでも用いることができるが、
感光性を有する樹脂を用いた場合、被膜を直接露光現像
することが可能であり、製造工程上有利である。また、
前記着色重合物は、着色組成物中あるいは基板に形成さ
れた透明着色被膜中に一様に存在しており、従って粒子
を構成せず、透明着色被膜中に部分的に屈折率の異なる
部位を生じさせないため、透明着色被膜に入射した光を
散乱させることもない。まず第一に、感光性を有しない
バインダーとしてポリイミド樹脂が好適に使用できる。
すなわち、ポリイミド樹脂の前駆体を着色重合物の６０
重量％以下程度、前記着色重合物と混合し、固形分が１
０〜５０重量％になるように溶剤で希釈して着色組成物
を製造し、スピンコート法等の方法により基板上に塗布
し、乾燥させることにより、基板上に被膜を形成するこ
とが可能である。そしてこの被膜上に感光性樹脂を塗布
し、更に所望の開口部又は透明部を有するマスクを重
ね、このマスクを通して露光し、現像して、前記被膜を
部分的に露出させ、この露出部位の被膜をエッチングし
て除去することにより、前記被膜を所望のパターンに精
度良く加工することが出来る。なお、このパターン化の
後加熱処理を施すことにより前記前駆体を重合させ、基
板と透明着色被膜とを強固に接着させることが可能であ
る。

【００２４】前記ポリイミド前駆体は酸二無水物とジア
ミノ化合物とを反応させて製造することが可能である。
ポリイミド前駆体を合成するための酸二無水物として
は、ピロメリット酸二無水物、３，３’４，４’−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，
３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，
３’４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
３，３’４，４’−ジフェニルスルホン酸テトラカルボ
ン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物、
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二
無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボ
ン酸二無水物、などがある。これらの酸無水物は二種類
以上組み合わせて用いることもできる。

【００２５】ポリイミド前駆体を合成するためのジアミ
ノ化合物としては、４，４’−ジアミノジフェニルエー
テル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、４，
４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノ
ジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスル
ホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、パラフ
ェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、３，３’
−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾ
フェノン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベン
ゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼ
ン、ビス−（４−アミノフェニル）テトラメチルジシロ
キサンなどがある。これらのジアミノ化合物は二種類以
上組み合わせて用いることもできる。

【００２６】溶剤としてはメタノール、エタノール、ト
ルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソル
ブアセテート、メチルセロソルブ、メチルセロソルブア
セテート、ジグライム、シクロヘキサノン、エチルベン
ゼン、酢酸イソアミル、酢酸ｎ−アミル、プロピレング
リコールモノメチルエーテル（アセテート）、プロピレ
ングリコールモノエチルエーテル（アセテート）、ジエ
チレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ト
リエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメ
チルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエー
テル、液体ポリエチレングリコール、１−メトキシ−２
−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレ
ングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコ
ールモノエチルエーテル、乳酸エチル、エチルエトキシ
プロピオネート等が用いられるが、これらの溶剤は２種
類以上組み合わせて用いることもできる。

【００２７】第二に、バインダーとして感光性材料を利
用する場合、前記着色重合物と感光性材料の混合物から
成る感光性着色組成物を基板にスピンコート法等の方法
で塗布し、被膜を形成した後、この被膜上に所望の開口
部又は透明部を有するマスクを重ね、このマスクを通し
て露光する。あるいは露光に続き、加熱処理などの後処
理を行う。この露光又は露光とその後処理により、露光
部位の現像液溶解性能が変化し、その溶解性能の高い部
位を選択的に現像液を用いて溶解除去することにより、
所望のパターンに加工することが可能となる。

【００２８】このような感光性材料としては、露光ある
いは露光と後処理により現像液溶解性能が低下するもの
と、現像液溶解性能が増大するものが例示できる。

【００２９】露光によりあるいは露光と後処理によりそ
の現像液溶解性能が低下する感光性材料としては、例え
ば、光重合性モノマーと、光照射によりこれら光重合性
モノマーを重合させる感光剤との組み合わせが例示でき
る。また必要に応じ、さらに増感剤、樹脂、溶剤を加え
ることができる。

【００３０】光重合性モノマーとしては、２官能、３官
能、多官能モノマーがあり、２官能モノマーとしては、
１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレング
リコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジア
クリレート、トリエチレングリコールジアクリレート等
があり、３官能モノマーとして、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリ
レート等があり、多官能モノマーとして、ジトリメチロ
ールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリト
ールペンタアクリレート等がある。光重合性モノマーの
添加量は、特に限定されるものではないが、バインダー
樹脂の２０〜１５０重量％が好ましい。

【００３１】感光剤としてはトリアジン系化合物、アセ
トフェノン系化合物、チオキサンソン系化合物、ベンゾ
イン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ジアゾ系化合
物、アジド系化合物がある。トリアジン系化合物として
は、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−ト
リアジン、２−（ｐ−メトキシスチリル）−４，６−ビ
ス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−フェニ
ル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジ
ン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（ト
リクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−クロロ
フェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−
トリアジン、２−（４’−メトキシ−１’−ナフチル）
−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジ
ン、２−（Ｎ−イソアミロキシカルボニルメチル−３’
−カルバゾリル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）
−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ−（２”−メトキシ−１”
−メチルエトキシカルボニルメチル）−３’−カルバゾ
リル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリ
アジン、２−（Ｎ−シクロヘキシロキシカルボニルメチ
ル−３’−カルバゾリル）−４、６−ビス（トリクロロ
メチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メチルチオフェ
ニル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリ
アジン、２−（４−メトキシ−β−スチリル）−ビス
（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−
（３−クロロフェニル）−ビス（４，６−トリクロロメ
チル）−ｓ−トリアジンなどがある。

【００３２】アセトフェノン系化合物としては、４−フ
ェノキシジクロロアセトフェノン、２ーヒドロキシ−２
−メチル−１−フェニル（４−ドデシル）プロパン−１
−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケト
ン、２−メチル−２−モルホリノ（４−チオメチルフェ
ニル）プロパン−１−オンなどがある。チオキサンソン
系化合物としては、２−メチルチオキサンソン、２−イ
ソプロピルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサ
ンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソンなどが
ある。ベンゾイン系化合物としては、ベンゾインイソプ
ロピルエーテル、ベンゾイソブチルエーテル、ベンジル
ジメチルケタールなどがある。ベンゾフェノン系化合物
としては、４−ベンゾイル−４’−メチル−ジフェニル
サルファイド、３，３’−ジメチル−４−メトキシベン
ゾフェノンなどがある。ジアゾ系化合物としては、ｐ−
ジアゾジフェニルアミンのホルムアルデヒド縮合物とヘ
キサフルオロリン酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、過塩
素酸塩、パラトルエンスルホン酸、もしくは、２−ヒド
ロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルホン酸
との反応により生成されたジアゾニウム塩がある。アジ
ド系化合物としては、４，４’−ジアジドスチルベン、
４，４’−ジアジドベンゾフェノン、４，４’−ジアジ
ドカルコン，４，４’−ジアジドジフェニルメタン，ｐ
−フェニレンｂｉｓ−アジドがある。

【００３３】また、増感剤としてはチオキサントン類、
キサントン類などが挙げられる。

【００３４】樹脂としては（メタ）アクリル樹脂、ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、ｐーヒドロキシスチレン
のようなフェノール性化合物またはその共重合体などが
挙げられる。この樹脂の分子量は、好ましくは３０００
〜１５００００であり、さらに好ましくは１００００〜
８００００である。分子量が３０００以下では、現像の
際に樹脂が除去されやすくなるために、除去されるべき
でない部分の樹脂が除去されてしまい、１５００００以
上では逆に樹脂が除去されにくなり、除去されるべき部
分の樹脂が除去されなくなり、いずれの場合もパターニ
ング性が低下する。

【００３５】また、溶剤としては、前記ポリイミド前駆
体を溶解させる溶剤と同一のものを使用することが出来
る。

【００３６】そして、感光性着色組成物を製造するに
は、例えば前記着色重合物２５〜６０重量％、光重合性
モノマー１０〜５０重量％、感光剤５〜２０重量％、樹
脂２〜３０重量％の割合で混合した固形分１０〜５０重
量％に溶剤５０〜９０重量％を加えればよい。

【００３７】また、露光によりあるいは露光と後処理に
よりその現像液溶解性能が低下する感光性材料の他の例
としては、樹脂、光照射により酸を発生する光酸発生
剤、及び前記酸の存在下の加熱により前記樹脂を架橋さ
せる架橋剤の組み合わせが例示できる。また、必要に応
じ、さらに溶剤を加えることができる。

【００３８】樹脂としては、アルコール系水酸基を有す
る単量体、フェノール系水酸基を有する単量体、カルボ
キシル基を有する単量体、アルコール系水酸基およびカ
ルボキシル基を有する単量体の共重合体を用いる。

【００３９】アルコール系水酸基を有する単量体として
は、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−
ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロ
キシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチ
ル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレートの −カプロラクトン付加物、ポリエ
チレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロ
ピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシエチル（メタ）アクリレートの２塩基酸無水物お
よびエチレンオキサイド付加物、（メタ）アクリル酸の
フェニルグリシジルエーテル付加物、グリシジル（メ
タ）アクリレートのモノカルボン酸付加物、アリルアル
コール、アリロキシエタノール等が挙げられる。フェノ
ール系水酸基を有する単量体としては、フェノールノボ
ラック、ｐ−ヒドロキシスチレン、に代表されるフェノ
ール類モノマーが挙げられる。この単量体は共重合にお
いて５〜５０重量％の範囲で用いることが望ましく、５
重量％未満であると感度が低下し、５０重量％を越える
と膨潤、現像性のバランスが取れなくなる。

【００４０】カルボキシル基を有する単量体としては、
アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、ビニル安息
香酸または（メタ）アクリル酸のカプロラクトン付加
物、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートに無水フ
タル酸等の酸無水物を付加させたもの等が挙げられる。
この単量体は共重合において５〜５０重量％の範囲で用
いることが好ましく、５重量％未満であると感度が低下
し、５０重量％を越えると現像性のバランスが取れなく
なる。

【００４１】アルコール系水酸基およびカルボキシル基
を有する単量体、またはアルコール系水酸基またはカル
ボキシル基を有する単量体と共重合可能な他の単量体と
しては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）
アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘ
キシル（メタ）アクリレート等の脂肪族（メタ）アクリ
レート、フェニル（メタ）アクリレート、フェノキシエ
チル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレ
ート等の芳香族含有（メタ）アクリレート、メトキシエ
チル（メタ）アクリレート等の官能性（メタ）アクリレ
ート、スチレンおよびスチレン誘導体、フェニルマレイ
ミド、シクロヘキシルマレイミド等のＮ置換マレイミド
等が挙げられる。この単量体は１種類でも、それ以上で
も構わない。この樹脂の分子量は、好ましくは３０００
〜１５００００であり、さらに好ましくは１００００〜
８００００である。分子量が３０００以下では、現像の
際に樹脂が除去されやすくなるために、除去されるべき
でない部分の樹脂が除去されてしまい、１５００００以
上では逆に樹脂が除去されにくなり、除去されるべき部
分の樹脂が除去されなくなり、いずれの場合もパターニ
ング性が低下する。

【００４２】光酸発生剤としてはトリアジン系化合物、
オニウム塩系化合物がある。トリアジン系化合物として
は、前記記載のトリアジン系感光剤がある。

【００４３】オニウム塩系化合物としては、ジフェニル
ヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨー
ドニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨー
ドニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨー
ドニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニル
ヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨー
ドニウム−ｐ−トルエンスルホナート、４−メトキシフ
ェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、
４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフル
オロホスホネートなどが挙げられる。

【００４４】架橋剤としては、Ｎ−メチロール構造を有
するものが用いられ、たとえばメチロール化尿素、尿素
樹脂、メチロール化メラミン、ブチロール化メラミン、
メチロール化グアナミンあるいはこれらの化合物のアル
キルエーテルを用いることができ、熱安定性が高いとい
う点からアルキルエーテル化物がより好ましい。このア
ルキルエーテルのアルキル基としては炭素数１〜５のア
ルキル基が好ましい。特に、このアルキルエーテル化物
としては、感度の点からヘキサメチロールメラミンのア
ルキルエーテル化物がより好ましい。

【００４５】溶剤としては、前記ポリイミド前駆体を溶
解させる溶剤と同一のものを利用することが出来る。

【００４６】そして、感光性着色組成物を製造するに
は、例えば前記着色重合物２５〜６０重量％、光酸発生
剤５〜２０重量％、架橋剤２〜３０重量％、樹脂２〜５
０重量％の割合で混合した固形分１０〜５０重量％に溶
剤５０〜９０重量％を加えればよい。そして、この感光
性着色組成物は、露光することにより酸発生剤から酸が
発生し、この露光に引き続いて加熱することにより前記
樹脂と架橋剤とが架橋して、その現像液溶解性が低下す
る。したがって現像することによって露光部の感光性着
色組成物が残存し、パターン化することが可能である。

【００４７】次に、露光によりあるいは露光と後処理に
よりその現像液溶解性能が増大する感光性材料として
は、例えば、樹脂と、光照射によりこの樹脂を分解又は
変性させて、その現像液溶解性を増大させる感光剤との
組み合わせが例示できる。また必要に応じ、さらに溶剤
を加えることができる。このような樹脂としては、ノボ
ラック樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルキ
ルエーテル、スチレンとアクリル酸との共重合体、メタ
クリル酸とアルキルエステルとの共重合体、ヒドロキシ
スチレンの重合体、ポリビニルヒドロキシベンゾエー
ト、ポリビニルヒドロキシベンザルなどがある。

【００４８】感光剤としては１，２−ナフトキノン系化
合物がある。たとえば、２，３，４−トリヒドロキシ
ベンゾフェノンと１，２−ナフトキノンジアジド−４−
スルホン酸のエステル、２，３，４−トリヒドロキシベ
ンゾフェノンと１，２−ナフトキノジアジド−５−スル
ホン酸のエステル、２，３，４，４’−テトラヒドロキ
シベンゾフェノンと１，２−ナフトキノンジアジド−４
−スルホン酸のエステル、２，３，４，４’−テトラヒ
ドロキシベンゾフェノンと１，２−ナフトキノンジアジ
ド−５−スルホン酸のエステル、２，２’，３，４，
４’−ペンタヒドロキシベンゾフェノンと１，２−ナフ
トキノンジアジド−４−スルホン酸のエステル、２，
２’，３，４，４’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン
と１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸のエ
ステルなどがある。溶剤としては、前記ポリイミド前駆
体を溶解させる溶剤と同一のものを使用することが出来
る。

【００４９】そして、感光性着色組成物を製造するに
は、例えば前記着色重合物２５〜６０重量％、感光剤５
〜２０重量％、樹脂２〜５０重量％の割合で混合した固
形分１０〜５０重量％に溶剤５０〜９０重量％を加えれ
ばよい。

【００５０】そして、この感光性着色組成物は、露光す
ることにより、樹脂が分解又は変性され、その現像液溶
解性が増大する。このため、前記被膜に所望の開口部又
は透明部を有するマスクを重ね、このマスクを通して露
光・加熱した後、現像液で現像することにより、非露光
部の感光性着色組成物が残存し、パターン化することが
可能である。

【００５１】本発明に用いられる着色重合物は、上述の
ようなスピンコート法用の他、バーコーター用、ロール
コーター用、あるいはグラビアオフセット用印刷イン
キ、水無しオフセット用印刷インキ、シルクスクリーン
印刷用インキとして上述したような材料を混合して調製
することができる。また感光性である場合には、溶剤現
像型あるいはアルカリ現像型になるよう調製することが
できる。本発明に用いられる着色重合物はあるいはそれ
を上述したような材料を混合して調製したものは、遠心
分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段に
て、５μｍ以上の粗大粒子、好ましくは１μｍ以上の粗
大粒子、さらに好ましくは０．５μｍ以上の粒子および
混入した塵の除去を行うことが好ましい。

【００５２】本発明に用いられるカラーフィルタは、フ
ォトリソグラフィー法、エッチング法または印刷法によ
り、透明基板上に、赤色画素、緑色画素および青色画素
を形成することにより製造される。透明基板としては、
ガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチ
ル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いら
れる。本発明に用いられ、ＥＢＵ規格を満足するディス
プレーを得られる赤色の着色組成物は、例えばＣ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２５４とＣ．Ｉ．Ｐｉｇ
ｍｅｎｔＲｅｄ１７７の混合物を用いて得られる組
成物である。また、緑色の着色組成物は、例えばＣ．
Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６とＣ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０、Ｃ．Ｉ．Ｐ
ｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３９またはＣ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３との混合物を用い
て得られる組成物である。

【００５３】フォトリソグラフイー法により各色画素を
形成する場合は、前記溶剤現像型あるいはアルカリ現像
型着色組成物として調製した感光性着色組成物を、透明
基板上に、スプレーコートやスピンコート、ロールコー
ト等の塗布方法により、乾燥膜厚が１〜２μｍとなるよ
うに塗布する。必要により乾燥された膜には、所定のパ
ターンを有するマスクを接触あるいは非接触で通して紫
外線露光を行う。その後、溶剤あるいはアルカリ現像液
に浸漬もしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して溶
解度の高い部分を除去してパターン形成をした後、同様
の操作を他色について繰り返して、カラーフィルタを製
造する。更に着色組成物の重合を促進するため、加熱を
施すことも必要に応じ行える。

【００５４】現像に際しては、例えばアルカリ現像液と
して炭酸ソーダ、苛性ソーダ等の水溶液が使用され、ジ
メチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機
アルカリを用いることもできる。また、消泡剤や界面活
性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を
上げるために、前記着色組成物を塗布乾燥後、水溶性あ
るいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコー
ルや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素阻害を防止
する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。

【００５５】エッチング法により各色画素を形成する場
合は、着色組成物を透明基板上に、スプレーコートやス
ピンコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜
厚が１〜２μｍとなるように塗布し乾燥し、被膜を形成
する。その上にレジストを塗布し、所定のパターンを有
するマスクを接触あるいは非接触で通して紫外線露光を
行う。現像してレジストをパターニングした後、エッチ
ング液に浸漬もしくはスプレーなどによりエッチング液
を噴霧してレジストから露出した部分の被膜を除去して
パターン形成をした後、レジストに適応した剥離液を用
いてレジスト部分を除去する。同様の操作を他色につい
て繰り返して、カラーフィルタを製造する。更に着色組
成物の重合を促進するため、加熱を施すことも必要に応
じ行える。

【００５６】印刷法による各色画素の形成は、前記各種
の印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を
繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィル
タの製造法としては、低コストで量産性に優れている。
さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度および平滑
度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印
刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケ
ット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とする
ことが好ましい。また、ブランケットの膨潤、溶解等が
あると、それに伴うパターンの再現性の低下や透明性の
低下を招くので印刷インキの溶剤の選択には、種々の注
意を要する。さらに、印刷機上でのインキの流動性の制
御も重要であり、分散剤や体質顔料によるインキ粘度の
調整も行うことができる。

【００５７】カラーフィルタとバックライトユニットと
を具備するカラー液晶ディスプレーの色特性は、カラー
フィルタの透過スペクトルおよびカラーフィルタを通過
するバックライトユニットの光の特性により決まり、バ
ックライトユニットのスペクトル強度分布とカラーフィ
ルタの透過スペクトルの積の波長分布により決定され
る。また、色特性は、人の視覚特性から（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
や（Ｌ^*，ａ^*，ｂ^*）などの座標で表すことができ、カ
ラーテレビや液晶ディスプレーなどの分野では、色度を
（ｘ，ｙ）で表すことが多く、標準色となるＮＴＳＣや
ＥＢＵにおける三原色も（ｘ，ｙ）で表現されている。

【００５８】光源のエネルギーの波長分布Ｉ（入）、カ
ラーフィルタの透過スペクトルＴ（入）、および人の視
覚特性を表す等色関数（外１）（入）、（外２）
（入）、（外３）（入）と、色度（ｘ，ｙ）との関係は
次のように表される。

【００５９】

【外１】

【００６０】

【外２】

【００６１】

【外３】

【００６２】

【数３】ここで入は波長である。

【００６３】本発明のカラー液晶ディスプレーは前記カ
ラーフィルタとバックライトユニットを具備し、バック
ライトユニットが以下の条件を備えていることが必要で
ある。０．３５≦α≦０．６

【００６４】

【数４】

【００６５】ＥＢＵ規格の青は色純度が高い、即ち、
ｘ、ｙの値が小さいことが重要であり、等色関数（外
３）（λ）のカーブと青のカラーフィルタの透過スペク
トルの重なりが大きいことが必要となる。ここでαは、
バックライトユニットの光のエネルギー分布の形状を表
すパラメーターであり、バックライトユニットの可視域
でのエネルギーのうちの、（外３）（λ）との重なり部
分の比率に相当するものであり、バックライトユニット
のＥＢＵ規格に対する適正に合致するものである。

【００６６】バックライトユニットの光源としては、現
在ほとんど三波長管が用いられている。三波長管の発光
スペクトルは、赤、緑、青に発光する蛍光体の種類、配
合、コーテイング方法によって決定される。カラー液晶
ディスプレーでは、三波長管をバックライトユニットに
組み込んで用いられるが，この際、光源から出た光は、
例えば導光板や拡散板等を通って、ディスプレーの画面
全体に均一な輝度を有する面発光体となる。ただし、こ
の導光板や拡散板等を光が通ることにより、散乱等によ
って、光源のスペクトルの短波長側の強度が一般に低下
する。従って，本発明でバックライトユニットに要求さ
れる条件とは三波長管そのものの発光スペクトルではな
く、バックライトユニットとしての発光スペクトルに要
求される条件であり、バックライトユニットの発光スペ
クトルとは、三波長管と液晶層との間に配置されている
偏光板への入射光の発光スペクトルのことである。

【００６７】α値は、バックライトユニットの発光エネ
ルギーのうちの青に効く成分に相当し、大きいほど青に
有効な成分の比率が向上する。従って、α値が大きけれ
ば大きいほどディスプレーとして青が再現し易くなり、
小さければ出にくくなる。α値が０．３５より小さいと
きは、実質的にＥＢＵ規格に合致する青の色は達成され
ない。つまり、カラー液晶ディスプレーは赤、緑、青全
てがオンの時に、３色の合成（加色混合）で白である必
要があり、α値が０．３５より小さい場合には青成分が
小さくなるため、白が青の補色である黄色味を帯びてく
る。これを補正するには、カラーフィルタの緑と赤の透
過率を下げる必要があり、ディスプレーとしては、バッ
クライトユニットの利用効率が低く、暗い画面になって
しまう。従って、α値は０．３５以上、好ましくは０．
４以上であることが必要である。一方、α値が０．６を
越えると、逆に青のカラーフィルタの透過率を下げる必
要が生じ、ディスプレーとしは、やはり暗い画面となっ
てしまう。従って、α値は０．６以下、好ましくは、
０．５５以下であることが必要である。

【００６８】

【実施例】（バックライトユニット１）赤色蛍光体にＹ
₂Ｏ₃：Ｅｕを重量比で全体の３０％、緑色蛍光体にＬａ
ＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂを重量比で全体の５０％、青色蛍光
体にＳｒ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕを重量比で全体の２０
％を混合機を用いて混合した。混合された蛍光体をニト
ロセルロースに溶解した酢酸ブチル中に投入し、よく混
合してサスペンジョンを作った。これを管系３２ｍｍの
ガラス管内壁に塗布し蛍光体を乾燥させた後、５００℃
で焼き、４０ワットの直管型蛍光蛍光ランプを作製し
た。導光板、拡散板と共に組み立て、バックライトユニ
ットを作製した。バックライトユニットの発光スペクト
ルはα値０．４３であった。

【００６９】（バックライトユニット２）市販品バック
ライトを用いたが、導光板、拡散板と共に組み立てたバ
ックライトユニットの発光スペクトルはα値０．２９で
あった。なお、バックライト１、バックライト２の発光
スペクトルをそれぞれ、図１、図２に示した。

【００７０】次に着色組成物の作成例を以下に示す。な
お、アクリルワニスはモノマー組成がスチレン／メタク
リル酸／メタクリル酸メチル／メタクリル酸ブチル＝２
０／２０／３０／３０（重量比）で、分子量が約４００
００のアクリル樹脂の２０重量％シクロヘキサノン溶液
を用いた。

【００７１】（青色着色組成物１）まず、〈化５〉で表
される色素単量体のＣｌＯ^4-塩３０ｇ、２−アクリルア
ミド−２−メチルプロパンスルホン酸１３ｇ、２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート４６ｇ、メタクリル酸１１
ｇ、および２８重量％アンモニア水４ｇ、更に重合触媒
としてアゾビスイソブチロニトリル５ｇを加え、メチル
セロソルブを溶媒として、９５℃で５時間反応させた。
溶媒を留去し、得られた共重合体は数平均分子量１３３
００、重量平均分子量１８２００であった。このように
して着色重合物を得た。この着色重合物に下記組成のよ
うに調合して、青色着色組成物１を得た。なお、本実施
例において、「部」は質量基準である。着色重合物１６部アクリルワニス３６部トリメチロールプロパントリアクリレート１２部（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）３部シクロヘキサノン１２０部

【００７２】（青色着色組成物２）まず、銅フタロシア
ニン分散体の製法を以下に記す。（銅フタロシアニン分
散体）下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径
１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分
散した後、５μｍのフィルタで濾過して銅フタロシアニ
ンの分散体を作製した。 ε型銅フタロシアニン６０部（東洋インキ製造社製「リオノールブルーＥＳ」）分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」）６部アクリルワニス２００部シクロヘキサノン１３４部次にこのようにして得られた銅フタロシアニン分散体を
用い、下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、１μ
ｍのフィルタで濾過して、青色着色組成物２を得た。銅フタロシアニン分散体１５０部アクリルワニス１０部トリメチロールプロパントリアクリレート１９部（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）４部増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）２部シクロヘキサノン２１５部

【００７３】緑色着色組成物および赤色着色組成物は、
組成がそれぞれ下記組成となるように，青色着色組成物
２と同様の方法で作製した。

【００７４】（緑色着色組成物）緑色顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６１１部（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）黄色顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０８部（バイエル社製「ファンチョンファーストエローＹ−５６８８」）分散剤（ゼネカ社製「ソルスパーズ２００００」）２部アクリルワニス１０２部トリメチロールプロパントリアクリレート１４部（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）４部増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）２部シクロヘキサノン２５７部

【００７５】（赤色着色組成物）赤色顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２５４１８部（チバガイギー社製「イルガフオーレッドＢ−ＣＦ」）赤色顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７２部（チバガイギー社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」）分散剤（ゼネカ社製「ソルスパーズ２００００」）２部アクリルワニス１０８部トリメチロールプロパントリアクリレート１３部（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）３部増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）１部シクロヘキサノン２５３部

【００７６】前記着色組成物をガラス基板上にスピンコ
一夕ーを用いて塗布し、７０℃、２０分熱風オーブンで
乾燥した後、幅１００μｍのストライプ状の開口部を有
するフォトマスクを介して紫外線露光し、５％炭酸ナト
リウム水溶液で未露光部を洗い流し、２３０℃、３０分
熱風オーブンでベークして、それぞれ１００μｍ幅のス
トライプ状のカラーフィルタを作製した。なお、この
際、カラーフィルタの色度がＥＢＵ規格にできるだけ近
くなるように膜厚を設定した。

【００７７】このようにして作製したカラーフィルタと
バックライトユニットを組み合わせて表１の結果を得
た。比較例においては膜厚が２μｍを越えており、かつ
ｘがＥＢＵ規格から大きくずれている。一方で、実施例
では膜厚が１〜２μｍで、かつＥＢＵ規格を達成してい
る。

【００７８】

【表１】

【００７９】

【発明の効果】本発明により、ＥＢＵ規格の色特性を具
備し、膜厚が１〜２μｍの青のカラーフィルタが形成で
きるようになり、その結果色度特性においてＥＢＵ規格
を満足させるカラー液晶ディスプレーが得られるように
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックライトユニット１の発光スペクトル

【図２】バックライトユニット２の発光スペクトル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、パターン化されて配列され、入
射光を着色して出射する複数色の透明着色被膜を備えて
成り、これら複数の透明着色被膜のうち少なくとも一つ
の透明着色被膜が、下記一般式〈化１〉で表される色素
単量体を重合して得られる着色重合物を主成分とするこ
とを特徴とするカラーフィルタと、三波長域発光型蛍光
ランプを光源とし、バックライトユニットの光強度の波
長に対する分布Ｉ（入）が以下の条件を満たすバックラ
イトユニットとを具備するカラー液晶ディスプレー。０．３５≦α≦０．６【数１】【化１】（式中、Ｒ１は各々独立に、下記〈化２〉で表される重
合性基の中から選ばれる基、水素原子、炭素原子数１か
ら８のアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基を表
し、少なくとも一つは下記〈化２〉で表される重合性基
の中から選ばれる。Ｘ−はアニオンを表す。）【化２】（式中、Ｒ２は炭素原子数２から４のアルキル基を表
す。）