JP2011017963A - カラーフィルタおよびこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色再現規格であるＡｄｏｂｅＲＧＢ規格を忠実に再現でき、特に、ノート型のコンピュータの液晶表示装置に用いるカラーフィルタを提供する。
【解決手段】白色の光源の液晶表示装置用カラーフィルタで、緑色画素が着色顔料としてＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７を含有し、かつＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０の含有量が着色顔料の６０ｗｔ％以上である。白色の光源が５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有する冷陰極線管の際、緑色画素の色度点が数式１、数式２を満たし、Ｙが４３以上であること。赤色画素の色度点が数式１、数式３を満たすこと。青色画素の色度点が数式２、数式３を満たすこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置用のカラーフィルタに関するものであり、特に、特定の光源と組み合わせることで、優れた色再現性を有する液晶表示装置を提供するカラーフィルタに関する。

カラー液晶表示装置はコンピュータ端末表示装置、テレビ画像表示装置を中心に急速に普及が進んでいる。カラーフィルタは液晶表示装置のカラー表示化には必要不可欠な重要な部品である。近年、この液晶表示装置の高画質化は著しく、特に、色再現性についてはテレビ画像表示装置に用いるには十分な色再現域を有するに至っており、コンピュータ端末表示装置などについても同様に色再現域は向上してきている。

一方で、デジタルカメラの普及に伴い、コンピュータ端末表示装置では写真を閲覧する機会が飛躍的に増加しているが、一般的にデジタルカメラ、特に、より大型の機種の撮像素子の色分解性能は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタよりも優れるため、撮影した写真を閲覧する際に一般的な液晶表示装置では色再現域が不足し、正しく表示できない場合が多く見られるようになってきている。特に、デジタルカメラで用いられるＡｄｏｂｅＲＧＢと呼ばれる色再現規格に対しては、テレビ画像表示装置向けの液晶表示装置などでは色再現域が不足し、特に緑色の領域に表示することができない色が発生してしまう問題があった。

このような状況の中、色再現域を飛躍的に向上させる試みとして、液晶表示装置の光源として赤色、緑色、青色の発光を持つ発光ダイオード（３原色ＬＥＤ）に加え、黄色、シアン色、マゼンタ色などの補色ＬＥＤを用いることが提案されている（特許文献１）。
しかしながら、３原色ＬＥＤを光源として用いることで、液晶表示装置の色再現域は飛躍的に向上するが、３原色ＬＥＤは消費電力、発熱、発光色度点の安定性などに問題を抱えている。これらの問題については、冷却装置を設ける、発光色度点を安定化するための回路を組み込むなど、液晶表示装置の設計の工夫で回避されているが、いずれも大掛かりなものになるため、液晶表示装置が大型になってしまうことが避けられず、また、コスト高を招くため、一般的なコンピュータ端末表示装置の液晶表示装置に用いることはできず、当然ながら、いわゆるノート型のコンピュータの液晶表示装置としても用いることはできなかった。

特開２００６−１０６４３７号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、特にデジタルカメラなどで用いられる色再現規格であるＡｄｏｂｅＲＧＢ規格を忠実に再現でき、一般的なコンピュータ端末表示装置、特に、ノート型のコンピュータの液晶表示装置としても用いることのできる液晶表示装置に好適なカラーフィルタ、及び液晶表示装置を提供することを課題とする。

本発明は、少なくとも多色化されたカラーフィルタと白色の光源を有する液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、カラーフィルタの緑色画素が少なくとも着色顔料としてＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７を含有し、かつＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０の含有量が上記３種の着色顔料総量の６０ｗｔ％以上であることを特徴とするカラーフィルタである。

また、本発明は、上記発明におけるカラーフィルタにおいて、前記白色の光源を、少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有する冷陰極線管とした際に、緑色画素のＣＩＥ１９３１表色系における色度点（ｘ，ｙ）が、下記の数式１、数式２を共に満たし、かつＹが４３以上であることを特徴とするカラーフィルタである。

また、本発明は、上記発明におけるカラーフィルタにおいて、前記白色の光源を、少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有する冷陰極線管とした際に、赤色画素のＣＩＥ１９３１表色系における色度点（ｘ，ｙ）が、下記の数式１、数式３を共に満たすことを特徴とするカラーフィルタである。

また、本発明は、上記発明におけるカラーフィルタにおいて、前記白色の光源を、少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有する冷陰極線管とした際に、青色画素のＣＩＥ１９３１表色系における色度点（ｘ，ｙ）が、下記の数式２、数式３を共に満たすことを特徴とするカラーフィルタである。

また、本発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載するカラーフィルタを備え、白色の光源として少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有する冷陰極線管を備えたことを特徴とする液晶表示装置である。

また、本発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載するカラーフィルタを備え、白色の光源を備えた液晶表示装置において、ＣＩＥ１９３１表色系で該白色の光源から算出される該カラーフィルタの赤色画素、緑色画素、青色画素の色度点からなる三角形と、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格の各色度点（０．６４，０．３３）、（０．２１，０．７１）、（０．１５，０．０６）からなる三角形との重複する面積の、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格の各色度点（０．６４，０．３３）、（０．２１，０．７１）、（０．１５，０．０６）を頂点とする三角形の面積に対する割合（％）をＡｄｏｂｅＲＧＢ包含率と定義するとき、ＡｄｏｂｅＲＧＢ包含率が９９．５％以上であることを特徴とする液晶表示装置である。

本発明のカラーフィルタを用いることで、特に、デジタルカメラなどで用いられる色再現規格であるＡｄｏｂｅＲＧＢ規格を忠実に再現でき、一般的なコンピュータ端末表示装置、特にノート型のコンピュータの液晶表示装置としても用いることのできる液晶表示装置を実現することが可能となる。

ＣＩＥ１９３１表色系において本発明の緑色画素が満たす領域を図示したものである ＣＩＥ１９３１表色系において本発明の赤色画素が満たす領域を図示したものである ＣＩＥ１９３１表色系において本発明の青色画素が満たす領域を図示したものである 本発明の少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大有する冷陰極線管からなるバックライトの分光を図示したものである。 ５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有さない冷陰極線管からなるバックライトの分光を図示したものである。 本発明の緑色画素の分光透過率（実線）と、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６とＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １５０を含む緑色画素の分光透過率（点線）との比較した図である。 本発明の緑色画素の分光透過率（実線）と、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １５０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９を含有するがＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０の含有量が６０ｗｔ％以下である緑色画素の分光透過率(1点鎖線）との比較した図である。 本発明の緑色画素の分光透過率（実線）と、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １５０で構成され、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １３９を含有しない緑色画素分光透過率（２点鎖線）との比較した図である。 本発明の緑色画素の分光透過率（実線）と、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６とＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０を含みＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １５０を６０ｗｔ％以上含有するが、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７とＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９を含有しない緑色画素の分光透過率（破線）との比較した図である。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本発明のカラーフィルタを得るに至った。すなわち、少なくとも多色化されたカラーフィルタと白色の光源を有する液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、カラーフィルタの緑色画素が少なくとも着色顔料としてＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７を含有し、かつＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０の含有量が上記３種の着色顔料総量の６０ｗｔ％以上であることを特徴とするカラーフィルタとし、白色光源として少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大有する冷陰極線管を用いることでＡｄｏｂｅＲＧＢ規格を忠実に再現することが可能になることを見出した。以下に詳述する。
なお、以下特に記述がない限り色度点はＣＩＥ１９３１に基づき、（ｘ，ｙ）の形式で表記する。また、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格は赤色（０．６４，０．３３）、緑色（０．２１，０．７１）、青色（０．１５，０．０６）の各色度点を頂点とする三角形の色空間として定義される。

通常のテレビ画像表示装置向けの液晶表示装置では、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格を再現するためには緑領域の色再現性が大幅に足りず、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格が要求する緑色画素の色度点（０．２１，０．７１）を包含できるような色度点、すなわちｙが０．７を大きく超える色度点が実現できていなかった。ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格が要求する緑色画素の色度点（０．２１，０．７１）は波長として５２０ｎｍ程度に相当するが、光源には、この波長の発光がなかったためである。
５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有する冷陰極線管を光源として用いることで、ｙが０．７を超える色度点を実現することは可能となるが、通常の冷陰極線管に適した緑色画素を用いると、色度点は（０．１９，０．７１）付近となり、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格が要求す
る緑色画素の色度点を包含するには不適となってしまう。

これに対して、緑色画素が着色顔料として少なくともＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７を含有し、かつＰｉｎｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０の含有量を上記３種の着色顔料総量の６０ｗｔ％以上とすることで、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格が要求する緑色画素の色度点（０．２１，０．７１）をおおむね包含することが可能となり、具体的には緑色画素の色度点（ｘ，ｙ）が以下の数式１、数式２を共に満足する。

この数式１、数式２の意味するところは以下の通りである。
図１はＣＩＥ１９３１色度図のＡｄｏｂｅＲＧＢ規格の緑色画素付近を図示したものである。図１において実線で囲まれる領域（領域Ａ）がＡｄｏｂｅＲＧＢ規格の三角形に相当する。ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格をおおむね包含することは緑色画素の色度点は斜線部（領域Ｇ）にあることと対応し、数式１、数式２をともに満足するときにＡｄｏｂｅＲＧＢ規格をおおむね包含することが可能となる。
Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０が３種の着色顔料総量の６０ｗｔ％未満、あるいはＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９を用いないと数式１を満足することができなくなり、また、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７を用いないと数式２を満足することができなくなり、緑色画素の色度点がそれぞれ領域Ｇから外れてしまうことになる。

図６、７、８、９に緑色画素について分光透過率の比較を示した。図６は本発明の緑色画素の分光透過率（実線）と、比較的多く用いられているＰｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６とＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １５０を含む緑色画素の分光透過率（点線）との比較（比較１）である。ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ ７、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９を含有しないと、緑色画素でｙを０．７１付近に合わせた際に、分光透過率スペクトルの半値幅が本発明の緑色画素が約７５ｎｍであるのに対して約９０ｎｍと大きく、特に５００ｎｍ付近の透過率が高すぎるため、バックライト１の発光の５１５ｎｍ付近から短波長側を多く透過してしまうため、色度点はＡｄｏｂｅＲＧＢ規格から大幅に青色味方向に外れてしまうこととなる。

図７は、本発明の緑色画素の分光透過率（実線）と、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １５０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９を含有するがＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０の含有量が６０ｗｔ％以下である緑色画素の分光透過率(1点鎖線）との比較（比較２）である。Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０の顔料が６０ｗｔ％以下であると、ｙを０．７１付近に合わせた際に、分光透過率スペクトルの半値幅が、本発明の緑色画素の約７５ｎｍに対して、約８０ｎｍとわずかに大きく、特に５００ｎｍ付近の透過率が４％程度高く、バックライト１の発光の５１５ｎｍ付近から短波長側を多く透過してしまうため、色度点はＡｄｏｂｅＲＧＢ規格から青色味方向に外れてしまうこととなる。

図８は、本発明の緑色画素の分光透過率（実線）と、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １５０で構成され、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １３９を含有しない緑色画素の分光透過率（２点鎖線）との比較（比較３）である。ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １３９を含有しないと、ｙを０．７１付近に合わせた際に、光透過波長の山が本発明の緑色画素の光透過波長と比較して１０〜１５ｎｍ程度短波長側へシフトし、バックライト１の発光の５１５ｎｍ付近から短波長側を多く透過してしまうため、色度点はＡｄｏｂｅＲＧＢ規格から大幅に青色味方向に外れてしまうこととなる。

図９は、本発明の緑色画素の分光透過率（実線）と、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６とＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０を含み、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １５０を６０ｗｔ％以上含有するが、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７とＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９を含有しない緑色画素の分光透過率（破線）との比較（比較４）である。Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７を含有せずにＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １５０の比率を６０ｗｔ％とすると、特に５５０ｎｍ付近から長波長側の透過率が３０％以上と大幅に大きく、また半値幅が約１３５ｎｍと大幅におおきくなり、ｙを０．７１付近に合わせること自体が困難となる。

赤色画素についても同様に、色度点が図２における網線部（領域Ｒ）にある、すなわち以下の数式１、数式３をともに満たすときにＡｄｏｂｅＲＧＢ規格をおおむね包含することが可能となる。

青色画素についても同様に、色度点が図３における網線部（領域Ｂ）にある、すなわち以下の数式２、数式３をともに満たすときにＡｄｏｂｅＲＧＢ規格をおおむね包含することが可能となる。

以下に、本発明のカラーフィルタを得るための製造方法を記述する。本発明のカラーフィルタは少なくとも透明基板上に複数色の画素を備えている。複数色は赤、緑、青（ＲＧＢ）の組み合わせであるが、これに加えてイエロー、マゼンダ、シアン（ＹＭＣ）を適宜組み合わせることも可能である。

本発明のカラーフィルタの製造方法に用いられる透明基板は可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは８０％以上の透過率を有するものを用いることが好ましい。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、ＰＥＴなどのプラスチック基板やガラス基板が挙げられるが、通常はガラス基板を用いるとよい。遮光パターンを用いる場合はあらかじめ該透明基板上にクロム等の金属薄膜や遮光性樹脂によるパターンを公知の方法で付けたものを用いればよい。

透明基板上への画素の作製方法は、公知のインクジェット法、印刷法、フォトリソ法、エッチング法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、透明な樹脂中に顔料を、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた着色組成物を透明基板上に塗布製膜して着色層を形成し、着色層をパターン露光、現像、加熱定着することで一色の画素を形成する工程を各色毎に繰り返し行ってカラーフィルタを作製するフォトリソ法が好ましい。

本発明のカラーフィルタが備える画素を構成する着色層は、感光性着色組成物を調製してフォトリソ法により形成する場合は、例えば、以下の方法に従う。着色剤となる顔料を透明な樹脂中に光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させる。分散させる方法はミルベース、３本ロール、ジェットミル等様々な方法があり、特に限定されるものではない。

本発明のカラーフィルタの着色層を形成する着色組成物に用いることのできる有機顔料
の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
赤色画素を形成するための赤色着色組成物には、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができる。赤色着色組成物には、黄色顔料、橙色顔料を併用することができる。

黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。

橙色顔料としてはＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等が挙げられる。

緑色画素を形成するための緑色着色組成物には、本発明で特徴的に用いるＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７以外に、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ １０、３６、３７、５８等の緑色顔料を用いることができる。また、黄色顔料としては本発明で特徴的に用いるＣ．Ｉ． ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １５０、１３９以外に、赤色着色組成物と同様の黄色顔料を併用することもできる。

青色画素を形成するための青色着色組成物にはＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６の青色顔料、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３の紫色顔料を用いる。

また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、耐液晶性を低下させない範囲内で無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐液晶性、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。

着色組成物に用いることの透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上混合して用いることができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、ア
ルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン-無水マレイン酸共重合物やα-オレフィン-無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。

光架橋剤としては重合性モノマーあるいはオリゴマーを用いる。重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、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、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β-カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６-ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、１，６-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ-ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。

添加量は塗布性、現像適正を損なわない範囲で多い方が好ましく、着色組成物の全固形分量を基準として、２０重量％〜８０重量％程度、さらに好ましくは５０重量％〜７０重量％程度である。この範囲より添加量が少ないと架橋性が不足し耐液晶性が悪化、この範囲より添加量が多いと着色組成物の塗布時にムラ、ピンホールが発生しやすくなり塗布性が著しく悪化、あるいは現像液溶解性が著しく低下し現像適性が不良となってしまう。

着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。
光重合開始剤としては、４-フェノキシジクロロアセトフェノン、４-ｔ-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１-（４-イソプロピルフェニル）-２-ヒドロキシ-２-メチルプロパン-１-オン、１-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２-ベンジル-２-ジメチルアミノ-１-（４-モルフォリノフェニル）-ブタン-１-オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４-ベンゾイル-
４'-メチルジフェニルサルファイド、３，３'，４，４'-テトラ（ｔ-ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２-クロルチオキサントン、２-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４-ジイソプロピルチオキサントン、２，４-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、２，４，６-トリクロロ-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-トリル）-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２-ピペロニル-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２，４-ビス（トリクロロメチル）-６-スチリル-ｓ-トリアジン、２-（ナフト-１-イル）-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２-（４-メトキシ-ナフト-１-イル）-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２，４-トリクロロメチル-（ピペロニル）-６-トリアジン、２，４-トリクロロメチル（４'-メトキシスチリル）-６-トリアジン等のトリアジン系化合物、１，２-オクタンジオン，１-〔４-（フェニルチオ）-，２-（Ｏ-ベンゾイルオキシム）〕、Ｏ-（アセチル）-Ｎ-（１-フェニル-２-オキソ-２-（４'-メトキシ-ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６-トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。これらの光重合開始剤は１種または２種以上混合して用いることができる。

光重合開始剤の使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として０．５〜５０重量％が好ましく、より好ましくは３〜３０重量％である。

さらに、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４-ジメチルアミノ安息香酸メチル、４-ジメチルアミノ安息香酸エチル、４-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２-ジメチルアミノエチル、４-ジメチルアミノ安息香酸２-エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ-ジメチルパラトルイジン、４，４'-ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'-ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'-ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は１種または２種以上混合して用いることができる。

増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として０．５〜６０重量％が好ましく、より好ましくは３〜４０重量％である。

さらに、着色組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。

多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、１，４-ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４-ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３-メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２-ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４-ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６-トリメルカプト-ｓ-トリアジン、２-（Ｎ，Ｎ-ジブチルアミノ）-４，６-ジメルカプト-ｓ-トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、１種または２種以上混合して用いることができる。

多官能チオールの使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として０．１〜３０重量％が好ましく、より好ましくは１〜２０重量％である。０．１質量％未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、３０質量％を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。

また必要に応じ熱架橋剤を加えることもできる。熱架橋剤としては、例えば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

メラミン樹脂としては、アルキル化メラミン樹脂（メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂など）、混合エーテル化メラミン樹脂等があり、高縮合タイプであっても低縮合タイプであってもよい。これらは、いずれも単独あるいは２種類以上混合して使用することができる。また、必要に応じて、さらにエポキシ樹脂を混合して使用することもできる。

エポキシ樹脂としては、例えば、グリセロール・ポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン・ポリグリシジルエーテル、レゾルシン・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオール・ジグリシジルエーテル、エチレングリコール（ポリエチレングリコール）・ジグリシジルエーテル等がある。これらについても、単独あるいは２種類以上混合して使用することができる。

着色組成物は、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１-メトキシ-２-プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル-ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。

透明基板上に、上述の感光性着色組成物を塗布し、プリベークを行う。塗布する手段はスピンコート、ディップコート、ダイコートなどが通常用いられるが、４０〜６０ｃｍ四方程度の基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法ならばこれらに限定されるものではない。プリベークは５０〜１２０℃で１０〜２０分ほどすることが好ましい。塗布膜厚は任意であるが、分光透過率などを考慮すると通常はプリベーク後の膜厚で２〜２．５μｍ程度である。感光性着色組成物を塗布し着色層を形成した基板にパターンマスクを介して露光を行う。光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。

続いて現像を行う。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、焼成して任意の一色の画素が得られる。
以上の一連の工程を、感光性着色組成物およびパターンを替え、必要な数だけ繰り返すことで必要な色数が組み合わされた着色パターンすなわち複数色の画素を得ることができる。

以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。

［アクリル樹脂溶液の調製］
実施例および比較例で用いたアクリル樹脂溶液の調製について説明する。樹脂の分子量は
、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。

反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。
メタクリル酸 ２０．０部
メチルメタクリレート １０．０部
ｎ−ブチルメタクリレート ３５．０部
２−ヒドロキシエチルメタクリレート １５．０部
２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ４．０部
パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート ２０．０部
（東亜合成株式会社製「アロニックスＭ１１０」）
滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル１．０部をシクロヘキサノン５０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、アクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の重量平均分子量は、約４００００であった。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製した。

［顔料分散体の調製］
赤色顔料１（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２５４、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「ＩＲＧＡＰＨＯＲＲＥＤＢ−ＣＦ」；Ｒ−１）、赤色顔料２（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「ＣＲＯＭＯＰＨＴＡＬＲＥＤＡ２Ｂ」；Ｒ−２）、黄色顔料１（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０、ＢＡＹＥＲ社製「ＦＡＮＣＨＯＮＦＡＳＴＹＥＬＬＯＷＹ−５６８８」；Ｙ−１）を表１に示す第１顔料〜第３顔料とし、表１に示す組成（重量比）の混合物を均一に撹拌混合した後、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズを用いて、アイガーミルで２時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し赤色顔料分散体（ＲＰ−１）を調製した。

緑色顔料１（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６、東洋インキ製造社製「ＬＩＯＮＯＬＧＲＥＥＮ６ＹＫ」；Ｇ−１）、緑色顔料２（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、大日本インキ化学工業（株）製「ＦＡＳＴＯＧＥＮ ＧＲＥＥＮ Ｓ」；Ｇ−２）、黄色顔料１（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０、ＢＡＹＥＲ社製「ＦＡＮＣＨＯＮＦＡＳＴＹＥＬＬＯＷＹ−５６８８」；Ｙ−１）、黄色顔料２（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３９、ＢＡＳＦ社製「パリオトールイエローＤ１８１９」；Ｙ−２）を、各々表１に示す第１顔料〜第３顔料とし、表１に示す組成（重量比）の混合物を均一に撹拌混合した後、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズを用いて、アイガーミルで２時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し緑色顔料分散体ＧＰ−１、２、３、４、５を作製した。

青色顔料１（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：６、東洋インキ製造社製「ＬＩＯＮＯＬＢＬＵＥＥＳ」；Ｂ−１）、紫色顔料１（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２３、東洋インキ製造社製「ＬＩＯＮＯＧＥＮＶＩＯＬＥＴＲＬ」；Ｖ−１）を表１に示す組成（重量比）の混合物を均一に撹拌混合した後、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズを用いて、アイガーミルで２時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し顔料分散体ＢＰ−１を作製した。

［着色組成物の調製］
次いで、表２に示す組成（重量比）の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して各色の着色組成物を得た。
・モノマー：アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート
（日本化薬製「カヤラッドＤ−３１０」）
・光重合開始剤：２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア９０７」）
・増感剤：４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン
（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）
・有機溶剤：シクロヘキサノン

［カラーフィルタの作製］
上記により得られた赤色着色組成物、緑色着色組成物及び青色着色組成物を用いて下記の要領でカラーフィルタを作成した。表３に示すように、赤色着色組成物としてＲＲ−１、緑色着色組成物としてＧＲ−１、青色着色組成物としてＢＲ−１用いてＣＦ−１とし、赤色着色組成物としてＲＲ−１、緑色着色組成物としてＧＲ−２，３，４，５を用い、青色着色組成物ＢＲ−１用いＣＦ−２，３，４，５とした。

予め、ブラックマトリックスが形成されてあるガラス基板に、赤色着色組成物をスピンコートにより膜厚２μｍとなるように塗布した。７０℃で２０分間乾燥の後、超高圧水銀ランプを備えた露光機にて紫外線をフォトマスクを介してストライプ状のパターン露光をした。アルカリ現像液にて９０秒間スプレー現像、イオン交換水で洗浄し、風乾した。さらに、クリーンオーブン中で、２３０℃で３０分間ポストベークを行い、ストライプ状の着色層である赤色画素を透明基板上に形成した。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。以下、実施例及び比較例ではこのアルカリ現像液を用いて現像を行う。
炭酸ナトリウム １．５重量％
炭酸水素ナトリウム ０．５重量％
陰イオン系界面活性剤 ８．０重量％
（花王（株）製「ペリレックスＮＢＬ」）
水 ９０重量％。

次に、緑色着色組成物も同様にスピンコートにて膜厚が２μｍとなるように塗布。乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を前述の赤色画素とはずらした場所に露光し現像することで、前述赤色画素と隣接した緑色画素を形成した。

さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色組成物についても膜厚２μｍで赤色画素、緑色画素と隣接した青色画素を形成した。これで、透明基板上に赤、緑、青の３色のストライプ状の画素を持つカラーフィルタが得られた。

得られたカラーフィルタの特性の評価結果を表４および表５に示す。評価を行ったカラーフィルタと光源の組み合わせは以下のとおりである。
ＣＦ−１と図４に示すバックライト分光１の組み合わせを実施例１、ＣＦ−２，３，４，５とバックライト分光１の組み合わせを比較例１，２，３，４とし、ＣＦ−１，２，３，４，５と図５に示すバックライト分光２との組み合わせを比較例５，６，７，８，９とした。図４のバックライト分光１が、少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大有する冷陰極線管からなるバックライトの分光、図５が５０５〜５３５ｎｍに発光極大有さない冷陰極線管からなるバックライトの分光である。

実施例１のカラーフィルタと光源の組み合わせでは数式１から数式３を全て満足しＡｄｏｂｅＲＧＢ包含率が１００％であったが、比較例１から９はそれぞれ数式１から数式３に満足しないものがあり、ＡｄｏｂｅＲＧＢ包含率も９９．５％に達していなかった。
なお、ＡｄｏｂｅＲＧＢ包含率は、ＣＩＥ１９３１表色系で算出されるカラーフィルタの赤色画素、緑色画素、青色画素の各色度点を頂点とする三角形と、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格の各色度点（０．６４，０．３３）、（０．２１，０．７１）、（０．１５，０．０６）を頂点とする三角形との重複する面積の、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格の各色度点（０．６４，０．３３）、（０．２１，０．７１）、（０．１５，０．０６）を頂点とする三角形の面積に対する割合（％）と定義する。

Claims (6)

1. 少なくとも多色化されたカラーフィルタと白色の光源を有する液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、カラーフィルタの緑色画素が少なくとも着色顔料としてＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７を含有し、かつＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０の含有量が上記３種の着色顔料総量の６０ｗｔ％以上であることを特徴とするカラーフィルタ。
2. 前記白色の光源を、少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有する冷陰極線管とした際に、緑色画素のＣＩＥ１９３１表色系における色度点（ｘ，ｙ）が、下記の数式１、数式２を共に満たし、かつＹが４３以上であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
   

   

   
3. 前記白色の光源を、少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有する冷陰極線管とした際に、赤色画素のＣＩＥ１９３１表色系における色度点（ｘ，ｙ）が、下記の数式１、数式３を共に満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のカラーフィルタ。
   

   

   
4. 前記白色の光源を、少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有する冷陰極線管とした際に、青色画素のＣＩＥ１９３１表色系における色度点（ｘ，ｙ）が、下記の数式２、数式３を共に満たすことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３記載のカラーフィルタ。
   

   

   
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載するカラーフィルタを備え、白色の光源として少なくとも５０５〜５３５ｎｍに発光極大を有する冷陰極線管を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載するカラーフィルタを備え、白色の光源を備えた液晶表示装置において、ＣＩＥ１９３１表色系で該白色の光源から算出される該カラーフィルタの赤色画素、緑色画素、青色画素の色度点からなる三角形と、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格の各色度点（０．６４，０．３３）、（０．２１，０．７１）、（０．１５，０．０６）からなる三角形との重複する面積の、ＡｄｏｂｅＲＧＢ規格の各色度点（０．６４，０．３３）、（０．２１，０．７１）、（０．１５，０．０６）を頂点とする三角形の面積に対する割合（％）をＡｄｏｂｅＲＧＢ包含率と定義するとき、ＡｄｏｂｅＲＧＢ包含率が９９．５％以上であることを特徴とする液晶表示装置。

Images