JP5668495B2 - 白色発光ダイオード光源用カラーフィルタ及び表示装置 - Google Patents
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Description
近年、液晶表示装置では、低消費電力や色の再現領域の拡大等の観点から、CCFL光源に代えて、白色発光ダイオード光源(以下、単に「LED光源」ということがある。)の採用が行われている(例えば、特許文献1)。
C光源を使用して測定した前記青色画素のJIS Z8701のXYZ表色系における色度座標が、x=0.141〜0.165、y=0.125〜0.150であり、前記緑色画素のJIS Z8701のXYZ表色系における色度座標が、x=0.280〜0.320、y=0.550〜0.610であり、赤色画素のJIS Z8701のXYZ表色系における色度座標が、x=0.640〜0.670、y=0.310〜0.340であり、
前記白色発光ダイオード光源が、青色発光ダイオードと赤色・緑色蛍光体とを組み合わせた光源、及び青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体とを組み合わせた光源から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする。
本発明に係る表示装置は、上記カラーフィルタを備えるため、LED光源と組み合わせても、輝度に優れる。
本発明において、色材とは、顔料及び染料を含む概念である。また、顔料は、溶剤に不溶性のものを意味し、染料は溶剤に可溶性のものを意味する。
レーキ顔料は、染料を溶剤に不溶化して顔料としたものをいう。
本発明において、C.I.ピグメントブルーを「PB」、C.I.ピグメントグリーンを「PG」、C.I.ピグメントイエローを「PY」、C.I.ピグメントレッドを「PR」及びC.I.ピグメントバイオレットを「PV」と表す。
本発明において、(メタ)アクリレートは、アクリレート及び/又はメタクリレートを表す。
本発明において樹脂とは、モノマーやオリゴマーの他、ポリマーを含む概念である。
本発明において、分子量とは、分子量分布を有する場合には、THF溶剤におけるゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算値である重量平均分子量を意味し、分子量分布を有しない場合には、化合物そのものの分子量を意味する。
本発明に係る白色発光ダイオード光源用カラーフィルタは、少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素を有する白色発光ダイオード光源用カラーフィルタであって、C光源を使用して測定した前記青色画素のJIS Z8701のXYZ表色系における色度座標が、x=0.130〜0.165、y=0.120〜0.150、であることを特徴とする。
NTSC比が50〜80%において、上記青色画素の色度座標の範囲となることが好ましく、NTSC比が72.6%において上記青色画素の色度座標の範囲となることがより好ましい。
NTSC比とは、CIE(国際照明委員会)が定めた1976UCS色度図により、NTSC方式で再現できる色の範囲を100%とした場合にカバーできる色再現範囲の比率をいう。一般的なテレビジョン等のディスプレイに用いられているカラーフィルタは、NTSC比が72.6%である。
カラーフィルタは通常、図1に示すように、透明基板10、透明基板10上に形成された着色画素である青色画素21、緑色画素22及び赤色画素23並びに遮光部30を有している。
本発明のLED光源用カラーフィルタは、上記透明基板10、着色画素21〜23及び遮光部30以外にも、例えば、保護膜や透明電極膜、配向膜及びスペーサ等が形成されたものであってもよい。
なお、図1以下の図面では、説明の便宜上、縦横の寸法比及び各層間、各部材間の寸法比は適宜、実寸とは変えて誇張して図示してある。
本発明のLED光源用カラーフィルタにおける透明基板10としては、可視光線に対して透明な基材であればよく、特に限定されず、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板を使用することができる。例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、合成石英板等の可撓性のない透明な基板や、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基板を用いることができる。
透明基板10の厚みは、特に限定されるものではないが、本発明のカラーフィルタの用途に応じて、例えば、100μm〜1mm程度のものを使用することができる。
本発明のLED光源用カラーフィルタにおける着色画素は、青色画素21、緑色画素22及び赤色画素23を有し、青色画素が上述した色度座標を有するものであれば良く、当該3色の着色画素以外の画素が含まれていても良い。
通常、着色画素は、図1に示したように透明基板10上に形成された遮光部30間の開口部に、各色のカラーフィルタ用樹脂組成物を硬化させて形成されてなる。
また、着色画素の配列は特に限定されず、例えば、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、4画素配置型等の一般的な配列とすることができる。また、着色画素の幅、面積等は任意に設定することができる。
着色画素の厚みは、塗布方法、カラーフィルタ用樹脂組成物の固形分濃度や粘度等を調整することにより、適宜制御されるが、通常、1〜5μmの範囲であることが好ましい。
本発明のLED光源用カラーフィルタでは、C光源を使用して測定した青色画素のJIS Z8701のXYZ表色系における色度座標が、x=0.130〜0.165、y=0.120〜0.150、である。
青色画素が上記特定の色度座標であることにより、本発明に係るLED光源用カラーフィルタをLED光源と組み合わせた場合であっても、輝度に優れる。
従来のCCFL光源と組み合わせて用いるカラーフィルタの青色画素の色度座標は、C光源を使用して測定し、NTSC比が72.6%の場合、x=0.141〜0.155、y=0.070〜0.110程度であった。そのため、本発明に係るLED光源用カラーフィルタの青色画素は、この従来の青色画素よりも色濃度が薄いということができる。
本発明者らは、従来のカラーフィルタに比べて、NTSC比を72.6%と一定に保ちながら、青色画素の色濃度のみを薄くし、かつ、緑色画素又は赤色画素の色濃度を濃くすることで青色画素が上記色度座標となり、本発明のLED光源用カラーフィルタの輝度が向上すること、及び、C光源で測定したときの青色画素の色度座標をx=0.130〜0.165、y=0.120〜0.150の範囲外とした場合、すなわち、NTSC比を72.6%と一定に保ち、青色画素の色濃度を濃くしたり、緑色画素や赤色画素の色濃度を薄くした場合では、カラーフィルタの輝度は十分に向上しないことを見出した。
本発明のLED光源用カラーフィルタの輝度を高める観点から、C光源で測定したときの青色画素の色度座標はx=0.141〜0.165、y=0.125〜0.150であることがより好ましい。
本発明者らが鋭意検討した結果、トリアリールメタン化合物は、透過率が高いという特徴を有することが分かった。そのため、トリアリールメタン化合物を含有することにより、青色画素の色濃度を薄くしやすくなり、青色画素の色度座標を上記特定の範囲内としやすくなり、輝度を向上させることが可能となると推測される。
トリアリールメタン化合物は、従来公知の青色系染料として用いられているものを用いることができる。
例えば、特開2008−304766号公報に記載のトリアリールメタン系色素や、特開2000−162429号公報に記載のトリフェニルメタン染料、特開平11−223720号公報に記載のトリフェニルメタン系染料を用いることができる。
特に、下記一般式(1)及び(2)で表わされるトリアリールメタン化合物が透過率及び耐熱性、耐候性の観点から好ましい。
青色画素の透過率は、405〜480nmにおいて80%以上であることが好ましい。
本発明において透過率とは、色材を30質量%濃度で均一に分散させて作製した厚さ2〜3μmの塗膜について、顕微分光装置OSP−SP2000(OLYMPUS社製)を用いて測定した値をいう。
耐熱性とは、例えば、焼成前後の色濃度を合わせた場合に輝度が低下しないことをいう。焼成温度は例えば、150〜250℃、焼成時間は例えば、10〜200分の間で工程条件により任意に設定する。
耐候性とは、例えば、成膜後のカラーフィルタ基板にキセノンランプ(照度35mW/cm2)を100時間照射する前後の色差ΔEa*b*(JIS Z8729)が小さいことをいう。ΔEa*b*は5.0以下であることが好ましく、さらに3.0以下であることが好ましい。
R2、R3、R4及びR5は、耐熱性、耐候性の観点から、フェニル基または置換基を有していても良いベンジル基が好ましい。
この理由は定かではないが、このような色材は、耐熱性や耐光性に優れ、着色画素形成時の焼成条件やUV照射による基板洗浄の影響等のプロセス条件の影響を受けづらいためと推測される。
上記トリアリールメタン系レーキ顔料としては、例えば、PB1、PB56、PB61及びPB62等が挙げられる。
本発明のLED光源用カラーフィルタでは、色材として、PB1、PB56、PB61及びPB62からなる群より選択される1種又は2種以上のレーキ顔料を含有することが、青色画素の色度座標を上記特定の範囲内としやすいことから好ましい。
本発明の青色画素においては、色材全体に対する上記好ましいトリアリールメタン化合物以外の色材の含有量は、高い輝度を確保する観点から、25質量%未満であることが好ましい。
本発明に係るLED光源用カラーフィルタは、上記青色画素の他、緑色画素及び赤色画素を有する。
緑色画素及び赤色画素は、それぞれ、従来公知のカラーフィルタに設けられている緑色画素及び赤色画素とすることができる。
本発明に係るLED光源用カラーフィルタでは、C光源を使用して測定した緑色画素の色度座標が、x=0.280〜0.320、y=0.550〜0.610であり、赤色画素の色度座標が、x=0.640〜0.670、y=0.310〜0.340であることが、カラーフィルタの輝度を高める観点から好ましい。
緑色画素におけるPG58とPY138の含有量は、輝度の高い緑色画素を得る観点から、色材の合計質量に対してPG58が50〜90質量%、PY138が10〜50質量%であることが好ましく、PG58が70〜85質量%、PY138が15〜30質量%であることがより好ましい。
また、この場合、PG58とPY138の含有量の比は、PG58:PY138=50:50〜90:10であることがより好ましい。
青色画素を形成するためのカラーフィルタ用樹脂組成物は、従来公知のカラーフィルタ用樹脂組成物において、C光源を使用して測定した青色画素の色度座標が、x=0.130〜0.165、y=0.120〜0.150となるように調整して用いれば良い。すなわち、色材以外の顔料分散剤、バインダ、光開始剤、触媒、溶剤及びその他の成分は従来公知のカラーフィルタ用樹脂組成物のものを用いることができる。
カラーフィルタ用樹脂組成物は、一般に、色材、分散剤、バインダ、溶剤、光開始剤、硬化剤及び触媒等からなる。以下、このような各成分について説明する。
本発明において、色材は顔料と染料を含む概念である。
青色画素を形成するためのカラーフィルタ用樹脂組成物においては、青色画素の色度座標が上記特定の範囲となるようにすれば良い。トリアリールメタン化合物やPB1等のレーキ顔料の含有量等の好適な条件は上述したのでここでの説明は省略する。
本発明に用いられる顔料の平均一次粒径としては、カラーフィルタの着色画素とした場合に所望の発色が可能なものであればよく、特に限定されない。顔料の平均1次粒径は、用いる顔料の種類によっても異なるが、コントラストを向上させる点から、10〜50nmの範囲内であることが好ましく、10〜40nmの範囲内であることがより好ましい。顔料の平均一次粒径が上記範囲であることにより、液晶表示装置、有機EL表示装置を高コントラストで、かつ高品質なものとしやすい。
なお、カラーフィルタにおける上記顔料の平均粒径は、電子顕微鏡写真から一次粒子の大きさを直接計測する方法で求めることができる。具体的には、個々の一次粒子の短軸径と長軸径を計測し、その平均をその粒子の粒径とする。次に、100個の粒子について、それぞれの粒子の体積(重量)を、求めた粒径の直方体と近似して求め、体積平均粒径を求めそれを平均粒径とする。なお、電子顕微鏡は透過型(TEM)または走査型(SEM)のいずれを用いても同じ結果を得ることができる。
また、分散液での顔料の粒径は日機装(株)のナノトラック粒度分析計 UPA−EXを用いて測定することができる。
カラーフィルタ用樹脂組成物において、必要に応じて上記顔料を分散させるために従来公知の分散剤を用いることができる。
このような分散剤としては、例えば、特許文献1に記載のカチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系又はフッ素系等の界面活性剤を使用することができる。
また、例えば、特開2007−070342号公報に記載の高分子分散剤も好ましく用いられる。
バインダは、カラーフィルタ用樹脂組成物に成膜性や被塗工面に対する密着性を付与する成分である。
バインダとしては、従来公知のカラーフィルタの着色画素に用いられているアルカリ可溶性、熱硬化性又は熱可塑性のバインダを用いることができる。このようなバインダとしては、例えば、特開2010−2746号公報に記載のバインダが好ましい。
この他、重合可能なモノマーであるメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、N−ビニル−2−ピロリドン、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
本発明においては、市販のバインダを用いることもでき、例えば、アロニックスM−5600(東亞合成(株)製の商品名アロニックスM−5600、アロニックスM−6200、アロニックスM−7100及びアロニックスM−9050が好ましい。
アルカリ可溶性のバインダの分子量は、5000〜50000が好ましい。
熱硬化性バインダの分子量は、5000〜100000が好ましい。
カラーフィルタ用樹脂組成物のバインダとして、アルカリ可溶性又は熱硬化性のバインダを用いる場合、硬化反応を促進等させる観点から、重合開始剤を用いることが好ましい。
重合開始剤は、バインダが有する硬化性基の種類等に応じて適宜選択して用いれば良い。例えば、特許文献1や特開2007−70342号公報に記載の光重合開始剤、熱重合開始剤を用いることができる。
光重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン等が好ましい。
熱硬化性バインダには、通常、硬化剤が組み合わせて配合される。硬化剤としては、従来公知の熱硬化性バインダと組み合わせて用いられるものを用いることができる。
硬化剤としては、例えば、特開2010−2746号公報に記載の硬化剤が好ましい。
硬化剤は、1種単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
硬化剤を用いる場合の配合量は、エポキシ基を有する成分100質量部当たり、通常は1〜100質量部程度の範囲であり、好ましくは5〜50質量部である。
熱硬化性バインダを用いる場合、着色画素の硬度及び耐熱性を向上させるために、酸−エポキシ間の熱硬化反応を促進できる触媒を用いてもよい。そのような触媒としては、加熱硬化時に活性を示す熱潜在性触媒を用いることができる。
熱潜在性触媒は、加熱されたとき、触媒活性を発揮し、硬化反応を促進し、硬化物に良好な物性を与えるものであり、必要により加えられるものである。この熱潜在性触媒は、60℃以上の温度で酸触媒活性を示すものが好ましく、このようなものとしてプロトン酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸とトリアルキルホスフェートの混合物、スルホン酸エステル類、オニウム化合物類等が挙げられ、特開平4−218561号公報に記載されているような各種の化合物を使用することができる。
熱潜在性触媒を用いる場合の配合量は、熱硬化性バインダ及び硬化剤の合計100質量部に対して、通常は0.01〜10.0質量部程度である。
カラーフィルタ用樹脂組成物の粘度、顔料分散性、分散の経時安定性を調整するために、必要に応じて溶剤を用いることができる。
溶剤としては、例えば、特許文献1に記載のイソプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジエチレングリコールジメチルエーテル(別名ビス(2−メトキシエチル)エーテル)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(別名1−メトキシプロパン−2−オール)等のグリコールエーテル類並びに酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(別名酢酸2−メトキシ−1−メチルエチル)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(別名酢酸2−エトキシ−1−メチルエチル)、3−メトキシブチルアセテート(別名酢酸3−メトキシブチル)及びブチルカルビトールアセテート(別名酢酸2−(2−ブトキシエトキシ)エチル)等の酢酸エステル類等があげられる。
中でも、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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及び3−メトキシブチルアセテートが好ましい。
カラーフィルタ用樹脂組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じ各種その他の成分が含まれていても良い。
例えば、本発明の効果が損なわれない限り、顔料誘導体を含んでいても良い。このような顔料誘導体は、顔料骨格に官能基を付与し、様々な機能を顔料に付加する役割を持つ化合物である。顔料分散時に顔料誘導体を顔料に添加すると、顔料誘導体の顔料類似骨格が顔料表面に吸着もしくは結合し、それにより顔料の表面が極性を有するようになることによって、分散剤と顔料間の親和性が向上し、分散性、分散安定性を確保できると考えられる。顔料誘導体としては、例えば、上記青色顔料や黄色顔料に、スルホン酸基、カルボキシル基、スルホンアミド基、フタルイミドメチル基等を有する誘導体等が挙げられる。
これらの中で、用いることができる界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、3級アミン変性ポリウレタン類等を挙げることができる。また、その他にもフッ素系界面活性剤も用いることができる。
さらに、可塑剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジル等が挙げられる。消泡剤、レベリング剤としては、例えばシリコン系、フッ素系、アクリル系の化合物等が挙げられる。
カラーフィルタ用樹脂組成物の調製方法としては、色材及びバインダと、所望により用いられる顔料分散剤、重合開始剤等のその他の成分とを、溶剤中に均一に溶解又は分散させ得る方法であればよく、特に制限はされず、公知の混合手段を用いて混合することにより、調製することができる。
カラーフィルタ用樹脂組成物の調製方法としては、例えば、特開2010−243604号公報に記載のように、溶剤中に上記所望の成分を、ボールミル等の分散機を用いて混合させる方法等を用いることができる。
着色画素の形成方法は特に限定されず、上記カラーフィルタ用樹脂組成物を用いて、例えば、特許文献1に記載の従来公知のフォトリソグラフィー法等の画素の形成方法で形成すれば良い。
例えば、カラーフィルタ用樹脂組成物が光硬化性のバインダを含む場合、塗布対象面(領域)にカラーフィルタ用樹脂組成物をインクジェット法やスピンコーティング法により塗布した後、フォトマスクを介して紫外線による露光(パターン露光)を行った後、未露光部分を溶剤や、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液等で洗浄(現像)することにより形成することができる。樹脂組成物を塗布後、露光前に加熱処理(プリベーク)を行っても良い。また、現像後に加熱処理を行っても良い。
遮光部30は、表示画像のコントラストを向上させるために、着色画素21〜23の間及び画素形成領域の外側を取り囲むように設けられる。遮光部は従来公知のカラーフィルタに用いられているものを採用することができる。
遮光部30は、スパッタリング法、真空蒸着法等によるクロム等の金属薄膜であっても良い。この他、遮光部30は、バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた樹脂層であっても良い。
遮光部の厚さは、金属薄膜の場合は100〜400nm程度とし、遮光性粒子を含有させた樹脂層の場合は、0.5〜3.0μm程度とする。
図2のLED光源用カラーフィルタでは、図1のLED光源用カラーフィルタ1に加えて、着色画素21〜23を覆うように形成された保護膜40を備えている。また、保護膜40上に液晶駆動用の透明電極膜50が形成されている。透明電極膜50上には配向膜60が形成されている。
柱状スペーサ70は凸状スペーサの一形状であり、遮光部30が形成された領域(非表示領域)に合わせて、透明電極膜50上の所定の複数箇所に形成されている。
以下、保護膜、透明電極膜、配向膜及びスペーサについて説明する。
保護膜40は、カラーフィルタの表面を平坦化するとともに、着色画素21〜23に含有される成分が他の層に溶出するのを防止するために設けられる。保護膜40は、公知の透明性を有するネガ型の光硬化性樹脂組成物、又は熱硬化性樹脂組成物を、スピンコーター、ロールコーター、スプレイ、印刷等の方法により、着色画素21〜23及び遮光部30を覆うように塗布し、光及び/又は熱によって硬化させることによって形成できる。
保護膜40の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタの表面状態等を考慮して設定することができ、例えば、0.1〜3.0μmの範囲で設定することができる。
透明電極膜50は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)等、およびそれらの合金等を用いて形成することができる。この透明電極膜の厚みは20〜500nm程度、好ましくは80〜300nm程度とすることできる。
配向膜60は、ポリイミド樹脂等の樹脂を含有する塗工液をスピンコート等の公知の方法で塗布し、乾燥し、必要に応じて熱や光により硬化させた後、ラビングすることによって形成できる。
スペーサは、カラーフィルタをTFTアレイ基板等の液晶駆動側基板と貼り合わせた時にセルギャップを維持するために、基板上の非表示領域に複数設けられる。スペーサの形状及び寸法は、基板上の非表示領域に選択的に設けることができ、所定のセルギャップを基板全体に渡って維持することが可能であれば特に限定されない。
スペーサとして図示したような柱状スペーサ70を形成する場合には、2μm〜10μm程度の範囲で一定の高さを持つものであり、突出高さ(パターンの厚み)は液晶層に要求される厚み等から適宜設定することができる。柱状スペーサ70の太さは5〜20μm程度の範囲で適宜設定することができる。また、柱状スペーサ70の形成密度(密集度)は、液晶層の厚みムラ、開口率、柱状スペーサの形状、材質等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、赤色、緑色及び青色の各着色画素の1組に1個の割合で必要十分なスペーサー機能を発現する。このような柱状スペーサの形状は特に限定されず、例えば、円柱状、角柱状、円錐台状、角錐台状の形状であっても良い。
青色LED、赤色LED及び緑色LEDを組み合わせて白色光を生成する場合に比べて、上記青色LEDと、RG蛍光体又はYAG蛍光体とを組み合わせて白色光を生成する場合の方が、LED光源を安価及び小型化することができる。
YAG蛍光体としては、青色光を吸収して黄色蛍光と緑色蛍光を発光する蛍光体であれば良く、例えば、特許文献1又は特開2008−218486号公報に記載の従来公知のYAG蛍光体を用いることができる。
本発明に係る表示装置は、上記カラーフィルタを備えるため、LED光源と組み合わせた場合でも優れた輝度を有し、表示品位に優れる。
以下、液晶表示装置及び有機EL表示装置について説明する。
液晶表示装置は、例えば、上記本発明のカラーフィルタと、TFT基板等の電極基板80とを対向させて1〜10μm程度の間隙部90を設け、当該間隙部90内に液晶化合物Lを充填し、その周囲をシール材100で密封した構造を有する。
カラーフィルター1と対向する電極基板80の内面側には配向膜60が設けられる。通常、カラーフィルタ1の着色画素21〜23に対して、液晶化合物の液晶層を介して反対側の位置にLED光源(バックライト)が配置される。
また、カラーフィルタ1と対向する電極基板80としては、液晶表示装置の駆動方式等に応じて適宜選択して用いることができる。
さらに、間隙部90内に充填する液晶化合物Lとしては、本発明の液晶表示装置の駆動方式等に応じて、誘電異方性の異なる各種液晶、及びこれらの混合物を用いることができる。
有機EL表示装置は、上記本発明のカラーフィルタと、LED光源となる有機発光体とを備える。
図4は、本発明の表示装置としての有機EL表示装置の一例を模式的に示した断面図である。有機EL表示装置3は、カラーフィルタ1と、有機発光体120(LED光源110)とを有している。
カラーフィルタ1と、有機発光体120との間に、有機保護層41や無機酸化膜130を有していても良い。
なお、本発明の有機EL表示装置は、この図4に示される構成に限定されるものではなく、一般的にカラーフィルタが用いられた有機EL表示装置として公知の構成とすることができる。
メタクリル酸メチル(MMA)
アクリル酸(AA)
メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEMA)
ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)
メタクリル酸グリシジル(GMA)
重合槽中にMMAを63質量部、AAを12質量部、HEMAを6質量部及びDMDGを88質量部仕込み、攪拌し溶解させた後、AIBNを7質量部加え、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、85℃で2時間攪拌し、さらに100℃で1時間反応させた。得られた溶液に、さらにGMAを7質量部、トリエチルアミンを0.4質量部及びハイドロキノンを0.2質量部加え、100℃で5時間攪拌し、共重合樹脂溶液(固形分50%)を得た。
上記共重合樹脂溶液(固形分50%):16質量部
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(サートマー社製の商品名SR399):24質量部
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ(株)製の商品名エピコート180S70):4質量部
2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製の商品名イルガキュア907):4質量部
DMDG:52質量部
下記の材料を室温で混合、攪拌して青色画素用カラーフィルタ用樹脂組成物1〜6を調製した。
青色顔料(PB1):2質量部
上記硬化性樹脂組成物(バインダ):12質量部
酢酸3−メトキシブチル(溶剤):84質量部
高分子分散剤(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名DISPERBYK2000、固形分40%):固形分換算2質量部
青色顔料(PB61):2質量部
上記硬化性樹脂組成物(バインダ):12質量部
酢酸3−メトキシブチル(溶剤):84質量部
高分子分散剤(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名DISPERBYK2000、固形分40%):固形分換算2質量部
青色顔料(PB1):1質量部
青色顔料(PB15:6):1質量部
上記硬化性樹脂組成物(バインダ):12質量部
酢酸3−メトキシブチル(溶剤):86質量部
高分子分散剤(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名DISPERBYK2000、固形分40%):固形分換算2質量部
青色顔料(PB1):1.5質量部
青色顔料(PB15:6):0.5質量部
上記硬化性樹脂組成物(バインダ):12質量部
酢酸3−メトキシブチル(溶剤):86質量部
高分子分散剤(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名DISPERBYK2000、固形分40%):固形分換算2質量部
青色顔料(PB1):0.5質量部
青色顔料(PB15:6):1.5質量部
上記硬化性樹脂組成物(バインダ):12質量部
酢酸3−メトキシブチル(溶剤):86質量部
高分子分散剤(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名DISPERBYK2000、固形分40%):固形分換算2質量部
青色顔料(PB15:6):1.9質量部
紫顔料(PV23):0.1質量部
上記硬化性樹脂組成物(バインダ):10質量部
酢酸3−メトキシブチル(溶剤):86質量部
高分子分散剤(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名DISPERBYK2000、固形分40%):固形分換算2質量部
下記の材料を室温で混合、攪拌して赤色画素用カラーフィルタ用樹脂組成物1を調製した。
赤色顔料(PR254):2.5質量部
赤色顔料(PR177):1.5質量部
黄色顔料(PY150):1.0質量部
上記硬化性樹脂組成物(バインダ):10質量部
高分子分散剤(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名DISPERBYK2000)、固形分40%):固形分換算5質量部
酢酸3−メトキシブチル(溶剤):80質量部
下記の材料を室温で混合、攪拌して緑色画素用カラーフィルタ用樹脂組成物1〜2を調製した。
緑色顔料(PG58):3.5質量部
黄色顔料(PY150):1.5質量部
上記硬化性樹脂組成物(バインダ):10質量部
高分子分散剤(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名DISPERBYK2000)、固形分40%):固形分換算5質量部
酢酸3−メトキシブチル(溶剤):80質量部
緑色顔料(PG58):3質量部
黄色顔料(PY138):2質量部
上記硬化性樹脂組成物(バインダ):10質量部
高分子分散剤(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名DISPERBYK2000)、固形分40%):固形分換算5質量部
酢酸3−メトキシブチル(溶剤):80質量部
上記調製した青色、緑色、赤色の3色の画素用のカラーフィルタ用樹脂組成物1をそれぞれ、厚さ0.7mmのガラス基板(NHテクノグラス(株)製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した。その後、80℃のホットプレート上で3分間加熱乾燥を行った。超高圧水銀灯を用いて60mJ/cm2の紫外線を照射し、200℃のクリーンオーブンで30分間ポストベークすることによって青色、緑色及び赤色の着色画素を有するカラーフィルタを得た。
なお、硬化後の着色画素の膜厚は、C光源を使用して測定した場合に青色画素が目標色度x=0.147、y=0.144、緑色画素が目標色度x=0.313、y=0.564、赤色画素が目標色度x=0.661、y=0.330となるように調整した。そのときの各着色画素の膜厚は、2.00μmであった。そして、C光源及びLED光源を使用して測定した青色画素のその調整した膜厚(2.00μm)でのJIS Z8701のXYZ表色系におけるそれぞれの色度座標を表1に示す。なお、表中、「Y」は、各光源下における青色画素の輝度を表し、「ホワイトY」はLED光源下における隣り合う青色画素、緑色画素及び赤色画素を含むカラーフィルタ(ホワイト)の輝度を表す。
実施例1において、青色画素用カラーフィルタ用樹脂組成物1に代えて、それぞれ、表1に示す青色画素用カラーフィルタ用樹脂組成物2〜6を用いた以外は、実施例1と同様にして、膜厚2.00μmの着色画素を有するカラーフィルタを作製した。実施例2〜5及び比較例1のC光源及びLED光源を使用して測定した青色画素のそれぞれの色度座標を表1に合わせて示す。
実施例1において、青色画素用カラーフィルタ用樹脂組成物1に代えて青色画素用カラーフィルタ用樹脂組成物6を用い、緑色画素用カラーフィルタ用樹脂組成物1に代えて緑色画素用カラーフィルタ用樹脂組成物2を用いた以外は、実施例1と同様にして、膜厚2.00μmの着色画素を有するカラーフィルタを作製した。比較例2のC光源及びLED光源を使用して測定した青色画素のそれぞれの色度座標を表1に合わせて示す。
次に、実施例1の各着色画素の組成における色度座標と輝度との関係を以下のように調べた。
NTSC比を72.6%に保ちながら、実施例1の各着色画素の組成において、緑色又は赤色の色度座標を膜厚2.00μmの色度座標で固定して、残り2色の色度座標を変えて色度座標と輝度の関係を調べた。その結果を表2に示す。そのときの各着色画素のC光源を使用した色度座標とLED光源を使用した色度座標の対応関係も表2に合わせて示す。例えば、赤色画素の色度座標を固定したときの膜厚3.07μmの青色画素の色度座標を、C光源を使用して測定するとx=0.139、y=0.109であり、LED光源を使用して測定するとx=0.151、y=0.056である。また、例えば、赤色画素の色度座標を固定したときの膜厚1.57μmの青色画素の色度座標を、C光源を使用して測定するとx=0.155、y=0.162であり、LED光源を使用して測定するとx=0.156、y=0.085である。
表1より、実施例1〜5は、C光源を使用して測定したときの青色画素の色度座標がx=0.130〜0.165、y=0.120〜0.150の範囲内であり、高い輝度(ホワイト輝度)が得られた。
一方、比較例1及び2では、C光源を使用して測定したときの青色画素の色度座標が上記範囲外であり、輝度が低かった。
表2及び図6より、緑色画素の色度座標を固定したときは、青色画素の色度座標yが大きくなるほど、すなわち、青色画素の濃度が薄くなるほどホワイト輝度が高かった。
そして、表2並びに図5及び図6より、青色画素の色度座標が上記範囲内であるとき、高い輝度(ホワイト輝度)が得られた。
2 液晶表示装置
3 有機EL表示装置
10 透明基板
21 青色画素
22 緑色画素
23 赤色画素
30 遮光部
40 保護膜
41 有機保護膜
50 透明電極膜
60 配向膜
70 スペーサ
80 電極基板
90 間隙部(液晶化合物L)
100 シール材
110 LED光源
120 有機発光体
130 無機酸化膜
140 透明陽極
150 正孔注入層
160 正孔輸送層
170 発光層
180 電子注入層
190 陰極
Claims (5)
- 少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素を有する白色発光ダイオード光源用カラーフィルタであって、
C光源を使用して測定した前記青色画素のJIS Z8701のXYZ表色系における色度座標が、x=0.141〜0.165、y=0.125〜0.150であり、前記緑色画素のJIS Z8701のXYZ表色系における色度座標が、x=0.280〜0.320、y=0.550〜0.610であり、赤色画素のJIS Z8701のXYZ表色系における色度座標が、x=0.640〜0.670、y=0.310〜0.340であり、
前記白色発光ダイオード光源が、青色発光ダイオードと赤色・緑色蛍光体とを組み合わせた光源、及び青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体とを組み合わせた光源から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする、白色発光ダイオード光源用カラーフィルタ。 - 前記青色画素が、色材として、トリアリールメタン化合物を含有することを特徴とする、請求項1に記載の白色発光ダイオード光源用カラーフィルタ。
- 前記青色画素が、色材として、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー56、C.I.ピグメントブルー61及びC.I.ピグメントブルー62からなる群より選択される1種又は2種以上のレーキ顔料を含有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の白色発光ダイオード光源用カラーフィルタ。
- 前記緑色画素が、色材として、C.I.ピグメントグリーン58及びC.I.ピグメントイエロー138を含有することを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の白色発光ダイオード光源用カラーフィルタ。
- 白色発光ダイオード光源と、前記請求項1乃至4のいずれかに記載の白色発光ダイオード光源用カラーフィルタと、を備え、
前記白色発光ダイオード光源が、青色発光ダイオードと赤色・緑色蛍光体とを組み合わせた光源、及び青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体とを組み合わせた光源から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする、表示装置。
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