(57)【要約】【課題】高明度、高コントラスト比を有する液晶表示装置の提供。【解決手段】顔料を含有する赤色フィルタセグメント、顔料を含有する緑色フィルタセグメントおよび顔料を含有する青色フィルタセグメントを備えるカラーフィルタと、三波長域発光型ＬＥＤランプを光源とするバックライトユニットとを具備する液晶表示装置であって、前記三波長域発光型ＬＥＤランプから出射される光が400〜485nm、485〜585nm、585〜700nmの各領域において、各々単一の輝線ピークのみを有し、450±20nm、520±20nm、635±10nmの領域に輝線ピークを有し、ホワイトとしてのコントラスト比を表すＷ(ｃｒ)値が６．００以上である液晶表示装置。【選択図】図１
2010032820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料を含有する赤色フィルタセグメント、顔料を含有する緑色フィルタセグメントおよび顔料を含有する青色フィルタセグメントを備えるカラーフィルタと、三波長域発光型ＬＥＤランプを光源とするバックライトユニットとを具備する液晶表示装置であって、前記三波長域発光型ＬＥＤランプから出射される光が400〜485nm、485〜585nm、585〜700nmの各領域において、各々単一の輝線ピークのみを有し、450±20nm、520±20nm、635±10nmの領域に輝線ピークを有し、下記式（１）で表されるＷ(ｃｒ)が６．００以上であることを特徴とする液晶表示装置。
Ｗ(ｃｒ)＝Ｗ(ｔｒ)÷Ｗ(ａｂ)                          （１）
但し、
Ｗ（ｔｒ）＝Ｒ（ｔｒ）＋Ｇ（ｔｒ）＋Ｂ（ｔｒ）      （２）
Ｗ（ａｂ）＝Ｒ（ａｂ）＋Ｇ（ａｂ）＋Ｂ（ａｂ）      （３）
さらに
【数１】
2010032820.tif 000008
[式（４）〜（９）中、RCFrは赤色フィルタセグメントの波長ｒnmにおける透過率、BLUrは585〜700nmの最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの波長ｒnmにおける発光強度の割合（輝線率）、 GCFgは緑色フィルタセグメントの波長ｇnmにおける透過率、BLUgは485〜585nmの最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの波長ｇnmにおける発光強度の割合（輝線率）、BCFbは青色フィルタセグメントの波長ｂnmにおける透過率、BLUbは400〜485nmの最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの波長ｂnmにおける発光強度の割合（輝線率）を示す。BLUn は400〜700nm最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの波長ｎnmにおける発光強度の割合（輝線率）を示す。Yrは波長ｒnmにおけるＣＩＥ１９３１等色関数、Ygは波長ｇnmにおけるＣＩＥ１９３１等色関数、Ybは
波長ｂnmにおけるＣＩＥ１９３１等色関数、Ynは波長ｎnmにおけるＣＩＥ１９３１等色関
数を示す。]
【請求項２】
赤色フィルタセグメントに含まれる顔料がC.I. Pigment Red 177であり、緑色フィルタセグメントに含まれる顔料がC.I. Pigment Green 36とC.I. Pigment Yellow 150であり、青色フィルタセグメントに含まれる顔料がC.I. Pigment Blue 15:6とC.I. Pigment Violet 23であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
緑色フィルタセグメントに含まれるC.I. Pigment Green 36が、臭素原子を7±3個、塩素原子を9±3個有するハロゲン化銅フタロシアニン顔料であることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
カラーフィルタが、少なくともガラス基板と、赤色フィルタセグメントと、緑色フィルタセグメントと、青色フィルタセグメントとからなることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
原子間力顕微鏡により測定されるガラス基板の表面粗さ（Ｒａ）が０．５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビモニタ用途、パソコンモニタ用途、モバイル用途などに、液晶表示装置が応用されている。液晶表示装置に用いられるカラーフィルタに対しては、明暗のはっきりとした映像ニーズの高まりから、高コントラスト比が要求されてきている。
コントラスト比アップに関しては、従来から様々な方法で改善が行われている。
具体的には、各色フィルタセグメントに含まれる顔料粒子を微細化して、コントラスト比を向上させる方法が挙げられる。顔料粒子が大きいと、顔料が光を吸収する波長において、若干の光の散乱により完全に光を吸収しきれない問題があり、顔料粒子の微細化により顔料粒子を密にすることで、光の散乱を抑え改善を行っている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、この方法では、顔料の種類に応じてある一定の顔料粒子の細かさ、比表面積の高さが必要であるため、カラーフィルタ用途ではない粒子径の大きい顔料では、高コントラスト比が達成できない問題点があった。
また、特定の青色フィルタを含むカラーフィルタと３波長域発光型蛍光ランプを光源とするバックライトユニットとの組み合わせが提案されているが、このバックライトユニットは、本来顔料が光を吸収するべき波長において、比較的大きな輝線ピークを持ってしまっているため、カラーフィルタ用途ではない粒子径の大きい顔料を用いた場合には、高コントラスト比が達成できないのが現状である（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
一方、ＬＥＤを光源とするバックライトユニットとしては、光源から各ピーク波長特性をブロードにした複数の波長の光を出射する装置（例えば特許文献３参照）、赤色光、緑色光、青色光を混色し白色光とし、各色のスペクトルを規定した装置（例えば特許文献４、５参照）等が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２４２１２３号公報
【特許文献２】特開２００１−１４１９２２号公報
【特許文献３】特開２００５−３３８２９０号公報
【特許文献４】特開２００５−３２１７２７号公報
【特許文献５】特開２００４−７８１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、高コントラスト比の液晶表示装置を得ることにある。さらに詳しくは、微細化された顔料を用いたカラーフィルタのみで高コントラスト比を達成するのではなく、バックライトユニットの輝線特性とカラーフィルタの特性、更にはカラーフィルタ材料の最適化を行い、高明度、高コントラスト比を有する液晶表示装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、高明度、高コントラスト比を有する液晶表示装置を提供するべく、鋭意検討を行った結果、顔料を含有するフィルタセグメントを備えるカラーフィルタに、特定の三波長域発光型ＬＥＤランプ、さらには特定の表面粗さを有するガラス基板を組み合わせることで前記課題が解決されることを見出して本発明を成したものである。
【０００７】
すなわち、液晶表示装置は、顔料を含有する赤色フィルタセグメント、顔料を含有する緑色フィルタセグメントおよび顔料を含有する青色フィルタセグメントを備えるカラーフィルタと、三波長域発光型ＬＥＤランプを光源とするバックライトユニットとを具備する液晶表示装置であって、前記三波長域発光型ＬＥＤランプから出射される光が400〜485nm、485〜585nm、585〜700nmの各領域において、各々単一の輝線ピークのみを有し、450±20nm、520±20nm、635±10nmの領域に輝線ピークを有し、下記式（１）で表されるＷ(ｃｒ)が６．００以上であることを特徴とする。
【０００８】
Ｗ(ｃｒ)＝Ｗ(ｔｒ)÷Ｗ(ａｂ)                          （１）
但し、
Ｗ（ｔｒ）＝Ｒ（ｔｒ）＋Ｇ（ｔｒ）＋Ｂ（ｔｒ）      （２）
Ｗ（ａｂ）＝Ｒ（ａｂ）＋Ｇ（ａｂ）＋Ｂ（ａｂ）      （３）
さらに
【数１】
2010032820.tif 000003
【０００９】
[式（４）〜（９）中、RCFrは赤色フィルタセグメントの波長ｒnmにおける透過率、BLUrは585〜700nmの最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの波長ｒnmにおける発光強度の割合（輝線率）、 GCFgは緑色フィルタセグメントの波長ｇnmにおける透過率、BLUgは485〜585nmの最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの波長ｇnmにおける発光強度の割合（輝線率）、BCFbは青色フィルタセグメントの波長ｂnmにおける透過率、BLUbは400〜485nmの最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの波長ｂnmにおける発光強度の割合（輝線率）を示す。BLUn は400〜700nm最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの波長ｎnmにおける発光強度の割合（輝線率）を示す。Yrは波長ｒnmにおけるＣＩＥ１９３１等色関数、Ygは波長ｇnmにおけるＣＩＥ１９３１等色関数、Ybは
波長ｂnmにおけるＣＩＥ１９３１等色関数、Ynは波長ｎnmにおけるＣＩＥ１９３１等色関
数を示す。]
【００１０】
液晶表示装置を構成するカラーフィルタにおいて、赤色フィルタセグメントに含まれる顔料がC.I. Pigment Red 177であり、緑色フィルタセグメントに含まれる顔料がC.I. Pigment Green 36とC.I. Pigment Yellow 150であり、青色フィルタセグメントに含まれる顔料がC.I. Pigment Blue 15:6とC.I. Pigment Violet 23であることが好ましい。
また、緑色フィルタセグメントに含まれるC.I. Pigment Green 36は、臭素原子を7±3個、塩素原子を9±3個有するハロゲン化銅フタロシアニン顔料であることが好ましい。
さらに、カラーフィルタは、少なくともガラス基板と、赤色フィルタセグメントと、緑色フィルタセグメントと、青色フィルタセグメントとからなり、原子間力顕微鏡により測定されるガラス基板の表面粗さ（Ｒａ）が０．５ｎｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
液晶表示装置において、Ｗ(ａｂ)である、ホワイトとしての各色吸収領域の透過量を極力抑えることで、高いコントラスト比を得ることができる。さらに、バックライトの輝線に合わせた、カラーフィルタの光吸収をコントロールすることで、光の散乱が根本から減少し、飛躍的なコントラスト比の向上を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、顔料を含有する、赤色、緑色、青色のフィルタセグメントを備えるカラーフィルタと、特定の三波長域発光型ＬＥＤランプを光源とするバックライトユニットとを具備することを特徴としている。
次に、本発明におけるバックライトユニットとカラーフィルタ、ひいては液晶表示装置のコントラスト比との関係を説明する。
本発明者は、従来から知られている顔料の微細化以外の方法で、液晶表示画面のコントラスト比を上げる方法として、バックライトのサブピークにカラーフィルタの透過を持たせないことで、光の散乱を抑え、さらに、メインの輝線ピークには十分なカラーフィルタの透過を維持する方法を見出した。
【００１３】
コントラスト比を向上させるための大きな要因は以下の２点である。
（１）各色フィルタセグメントの明度であるメインの輝線ピークに対する各色フィルタセグメントの透過率を上げること。
（２）各色フィルタセグメントの光の散乱である、吸収部分のサブピークに対する透過率を下げること。
【００１４】
（１）については、フィルタセグメントに用いられている色材、すなわち有機顔料の種類や量でコントロールできる。しかし、有機顔料の種類によって限界があり、過去に多くの検討がなされている中で、これまで以上に既存の顔料を用いることでメインの輝線ピークに対する透過率を上げることは難しく、（１）だけでコントラスト比の向上を果たすことは困難である。
（２）については、顔料の微細化によってサブピークに対する透過率を下げることを行ってきた。しかし、顔料微細化にも限界があり、コスト面、分散性面など多くの問題を抱えている。
本発明では、（２）についての改善を主としており、サブピークを持たないバックライトユニットを用いることで、大幅にコントラスト比が向上させたものである。
【００１５】
各色フィルタセグメントの光の散乱である、吸収部分のサブピークに対する透過率を下げるためには、液晶表示装置で表示される赤、緑、青の光の透過率等から算出される下記式（１）で表されるＷ(ｃｒ)が６．００以上となる。なお、Ｗ（ｃｒ）は、ホワイトとしてのコントラスト比を表している。また、Ｗ（ｔｒ）は、ホワイトとしての各色透過領域の光の透過量を表しており、Ｗ(ａｂ)は、ホワイトとしての各色吸収領域の光の透過量を表している。
【００１６】
Ｗ(ｃｒ)＝Ｗ(ｔｒ)÷Ｗ(ａｂ)                          （１）
但し、
Ｗ（ｔｒ）＝Ｒ（ｔｒ）＋Ｇ（ｔｒ）＋Ｂ（ｔｒ）      （２）
Ｗ（ａｂ）＝Ｒ（ａｂ）＋Ｇ（ａｂ）＋Ｂ（ａｂ）      （３）
さらに
【００１７】
【数２】
2010032820.tif 000004
【００１８】
式（４）から（９）において、ＲＣＦｒ等は、下記の意味を有するものである。
ＲＣＦｒ：カラーフィルタを構成する赤色フィルタセグメントの、波長ｒｎｍにおける透過率の値である。
ＢＬＵｒ：バックライトの、波長ｒｎｍにおける発光スペクトルの発光強度の値を、波長５８５〜７００ｎｍの範囲における最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの割合に換算した値である。
Ｙｒ：波長ｒｎｍにおけるＣＩＥ１９３１等色関数の値である。
なお、波長ｒｎｍは、波長５８５〜７００ｎｍの範囲における５ｎｍ毎の数値である。
【００１９】
ＧＣＦｇ：カラーフィルタを構成する緑色フィルタセグメントの、波長ｇｎｍにおける透過率の値である。
ＢＬＵｇ：バックライトの、波長ｇｎｍにおける発光スペクトルの発光強度の値を、波長４８５〜５８５ｎｍの範囲における最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの割合に換算した値である。
Ｙｇ：波長ｇｎｍにおけるＣＩＥ１９３１等色関数の値である。
なお、波長ｇｎｍは、波長４８５〜５８５ｎｍの範囲における５ｎｍ毎の数値である。
【００２０】
ＢＣＦｂ：カラーフィルタを構成する青色フィルタセグメントの、波長ｂｎｍにおける透過率の値である。
ＢＬＵｂ：バックライトの、波長ｂｎｍにおける発光スペクトルの発光強度の値を、波長４００〜４８５ｎｍの範囲における最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの割合に換算した値である。
Ｙｂ：波長ｂｎｍにおけるＣＩＥ１９３１等色関数の値である。
なお、波長ｂｎｍは、波長４００〜４８５ｎｍの範囲における５ｎｍ毎の数値である。
【００２１】
ＲＣＦｎ：カラーフィルタを構成する赤色フィルタセグメントの、波長ｎｎｍにおける透過率の値である。
Ｙｎ：波長ｎｎｍにおけるＣＩＥ１９３１等色関数の値である。
ＧＣＦｎ：カラーフィルタを構成する緑色フィルタセグメントの、波長ｎｎｍにおける透過率の値である。
ＢＣＦｎ：カラーフィルタを構成する青色フィルタセグメントの、波長ｎｎｍにおける透過率の値である。
ＢＬＵｎ：バックライトの、波長ｎｎｍにおける発光スペクトルの発光強度の値を、波長４００〜７００ｎｍの範囲における最大輝線ピークの発光強度を１００としたときの割合に換算した値である。
なお、波長ｎｎｍは、波長４００〜７００ｎｍの範囲における５ｎｍ毎の数値である。
【００２２】
本発明の液晶表示装置においては、上記式（１）で表されるＷ(ｃｒ)の値が６．００以上である。Ｗ(ｃｒ)の値が６．００よりも小さくなると、従来までの液晶表示装置と同じコントラスト比であるため、更なる高コントラスト比を実現しようとすると、６．００以上でなくては人間の目で見てきれいだと認識できない。より好ましいＷ(ｃｒ)の値は、６．００〜９．００の範囲である。Ｗ(ｃｒ)の値は、大きいほど好ましい。
Ｗ(ｃｒ)が示すように、各色フィルタセグメントの透過領域での光の透過量と、吸収領域での光の透過量のギャップが大きいほど、Ｗ(ｃｒ)は大きくなる。これは、上述したコントラスト比を向上させる要因（１）、（２）を定量化したものである。
【００２３】
式（３）において、Ｒ(ａｂ)、Ｇ(ａｂ)、Ｂ(ａｂ)の値は、各々の色において、散乱光を含む不要な、透過光にならない部分であり、これらの和であるＷ(ａｂ)の値は小さくなることが好ましい。
一方で、式（２）において、Ｒ(ｔｒ)、Ｇ(ｔｒ)、Ｂ(ｔｒ)の値は、各々の色において、透過する光の量の割合を表すものであり、これらの和であるＷ(ｔｒ)の値は大きくなることが好ましい。また、ＣＩＥ１９３１等色関数Ｙの値は明度を表す。
【００２４】
本発明に用いられるバックライトユニットの三波長域発光型ＬＥＤランプ光源の発光スペクトル（図１）は、従来の一般的なバックライトユニットに用いられるＦ１０光源の発光スペクトル（図２）と、輝線がまったく異なる。  
Ｆ１０光源では、メインの輝線ピークのほかに、サブピークと呼ばれる小さなピークが存在する。
メインの輝線ピークは、図２のＦ１０光源の発光スペクトルで具体的に示すと、４３５ｎｍ、５４５ｎｍ、６１０ｎｍにあり、各色フィルタセグメントの透過領域に高い輝線がある。同様にサブピークは、上記メインの輝線ピーク以外の比較的低い輝線、具体的には４１０ｎｍ、４９０ｎｍ、５８５ｎｍ、６３０ｎｍにあるピークである。
【００２５】
このサブピークの存在は、コントラスト比の低下、明度の低下の原因となるもので、輝線ピーク以外のピークは存在しないことが好ましい。
Ｆ１０光源の如き従来までの一般的なバックライトユニットに用いられる光源では、その発光機構のためサブピークをなくすことはできなかった。また、３波長域発光型蛍光ランプの光源は、発光機構の改善によりサブピークをなくすことは不可能である。
そこで、発光機構がまったく異なる、三波長域発光型ＬＥＤランプを用いることで、図１に示すような、メインの輝線ピークのみで構成された、本発明の液晶表示装置に最適なバックライトを得ることができる。
【００２６】
本発明に用いることのできる、三波長域発光型ＬＥＤバックライトユニットの特徴は、４００〜４８５ｎｍ、４８５〜５８５ｎｍ、５８５〜７００ｎｍの各領域において、各々単一の輝線ピークのみを有し、４５０±２０ｎｍ、５２０±２０ｎｍ、６３５±１０ｎｍの領域に輝線ピークを有し、サブピークが存在しないものである。
特に、４００〜４２５ｎｍ、４７０〜５００ｎｍ、６００〜６２０ｎｍの位置にサブピークが存在してしまうと、Ｒ(ａｂ)、Ｇ(ａｂ)、Ｂ(ａｂ)の値、さらにはその和であるＷ(ａｂ)の値が大きくなり、結果的にコントラスト比が低下してしまい好ましくない。
【００２７】
また、本発明に用いる三波長域発光型ＬＥＤバックライトは、４５０±２０ｎｍの領域の輝線ピークの透過率が５０〜９０％、５２０±２０ｎｍの領域の輝線ピークの透過率が４０〜７０％、６３５±１０ｎｍの領域の輝線ピークの透過率が８０〜１００％の値を有することが好ましい。これは各色のカラーフィルタセグメントの透過スペクトルとも密接に関係し、赤色フィルタセグメントの透過率は６３５ｎｍの波長のときに８５％以上の透過率を有し、緑色フィルタセグメントの透過率は５２０ｎｍの波長のときに７５％以上の透過率を有し、青色フィルタセグメントの透過率は４５０ｎｍの波長のときに７０％以上の透過率を有していることが好ましい。また、赤色フィルタセグメントの透過率は４３０ｎｍの波長のときに３％以下である必要がある。この値が３％よりも大きいと、コントラスト比の低下が生じてしまう。
【００２８】
カラーフィルタと三波長域発光型ＬＥＤバックライトとが上記の透過率を満足する場合に非常に良好な組み合わせとなり、明度、高コントラストの表示を行うことができるものである。
本発明に用いる三波長域発光型ＬＥＤバックライトは青色ＬＥＤに変換層をつけるか、ＲＧＢの３色のＬＥＤを併用して得ることのいずれかの方法により得られるものである。
本発明に用いるバックライトユニットは、特開２００７−１５８００９号公報、特開２００４−１７２６３６号公報などに記載されている方法で、三波長型ＬＥＤランプを得ることができる。
【００２９】
具体的には、３波長白色ＬＥＤとしては、日亜化学工業社製ＮＳＴＭ５１５ＡＳのフルカラーＬＥＤを用いること、同ＮＳＰＲ５１０ＤＳ、ＮＳＰＧ５１０Ｓ、ＮＳＰＢ５１０Ｓ等のＲＧＢ各色を組み合わせて用いること等をあげることができる。また特開２００５−３２１７２７号公報、特開２００４−７８１０２号公報に記載される白色光で照明するバックライトユニットも好ましいものである。
本発明に用いるカラーフィルタは、顔料を含有する赤色フィルタセグメント、顔料を含有する緑色フィルタセグメントおよび顔料を含有する青色フィルタセグメントを少なくとも備える。
【００３０】
各色フィルタセグメントには、従来公知の顔料を用いることができるが、バックライトユニットとの最適化を行うことで高コントラスト比を実現するものでなければならない。
赤色フィルタセグメントに含まれる顔料がC.I. Pigment Red 177であり、緑色フィルタセグメントに含まれる顔料がC.I. Pigment Green 36とC.I. Pigment Yellow 150であり、青色フィルタセグメントに含まれる顔料がC.I. Pigment Blue 15:6とC.I. Pigment Violet 23であることが好ましい。
赤色フィルタセグメントに含まれる顔料は、C.I. Pigment Red 177以外の顔料を含んでもよいが、C.I. Pigment Red 177が８０％以上含まれていることが好ましい。８０％よりも少ないとコントラスト比が低下してしまう。より好ましくはC.I. Pigment Red 177を９０％以上含むものである。C.I. Pigment Red 177は４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの領域に透過がなく、４００〜４５０ｎｍの領域において最大透過率が１５％以下である点で好ましい。
【００３１】
赤色顔料に、例えばC.I. Pigment Red 254であるジケトピロロピロール系顔料を用いると、バックライトユニットとの最適化が崩れ、C.I. Pigment Red 177を用いたときよりも高いコントラスト比を得ることが困難になってしまう。C.I. Pigment Red 254が好ましくない理由は、C.I. Pigment Red 177と比べて黄味がかった色を呈していること、また４００〜４５０ｎｍの領域にベースの上昇があり、透過率の値が最大４０％まで上昇してしまうことである。
【００３２】
緑色フィルタセグメントに含まれる顔料は、C.I. Pigment Green 36とC.I. Pigment Yellow 150を併用することが好ましく、C.I. Pigment Green 36：C.I. Pigment Yellow 150の重量比が７０：３０〜９９：１の範囲であることが好ましい。より好ましくはC.I. Pigment Green 36：C.I. Pigment Yellow 150の重量比が８５：１５〜９５：５の範囲である。これにより三波長域発光型ＬＥＤランプ光源の輝線ピークに近い位置（５２０ｎｍ近傍）での透過率を大きくすることができる。
【００３３】
特に、C.I. Pigment Green 36として臭素原子を7±3個、塩素原子を9±3個有するハロゲン化銅フタロシアニン顔料を用いると、高コントラスト比を実現することができるため、さらに好ましい。臭素原子を7±3個、塩素原子を9±3個有するハロゲン化銅フタロシアニン顔料として具体的には、有機化合物辞典（社団法人有機合成化学協会編  １９９３年８月発行  ７１９ページ）に開示されるC.I. Pigment Green 36があげられる。メインの構造式はＣ32Ｂｒ6Ｃl10ＣｕＮ8で、Ｃａｓ番号１４３０２−１３−７で規定されるものである。市販の製品としては、東洋インキ製造社製Ｌｉｏｎｏｌ  ２Ｙシリーズがあげられる。
【００３４】
青色フィルタセグメントに含まれる顔料は、C.I. Pigment Blue 15:6とC.I. Pigment Violet 23を併用して用いることが好ましく、C.I. Pigment Blue 15:6：C.I. Pigment Violet 23の重量比が７０：３０〜９９：１の範囲であることが好ましい。より好ましくはC.I. Pigment Blue 15:6：C.I. Pigment Violet 23の重量比が８５：１５〜９５：５の範囲である。C.I. Pigment Blue 15:6とC.I. Pigment Violet 23を併用することで４５０ｎｍ近傍の位置での透過率を高くすることができ、コントラスト比を高くすることができる。
C.I. Pigment Blue 15:6の割合が上記範囲より少なかったり、C.I. Pigment Violet 23を含まなかったりすると青色領域の再現が困難になってしまう。
【００３５】
本発明に用いるカラーフィルタは、透明基板あるいは反射基板上に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）色のフィルタセグメントが形成されたものである。各色のフィルタセグメントは、フォトリソグラフィー法により、顔料を含有するカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成することができる。
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。
反射基板としては、シリコンや、前記の透明基板上にアルミニウム、銀、銀／銅／パラジウム合金薄膜などを形成したものが用いられる。
【００３６】
カラーフィルタに用いる透明基板としては、ガラス基板を用いることが好ましく、ガラス基板の厚さは０．４〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。０．４ｍｍよりも薄くなってしまうと強度が得られず、また２．０ｍｍよりも厚くなってしまうとＬＥＤ光源から出る光の透過率が低下してしまい、好ましいコントラスト比を得ることができなくなってしまう。またガラス基板の材質は、高いコントラスト比を得ることができる点で石英ガラスを用いることが好ましい。
また、ガラス基板の表面粗さ（Ｒａ）の値は０．５ｎｍ以下であることが好ましく、更には０．３ｎｍ以下であることが好ましい。表面粗さ、（Ｒａ）の値が０．５ｎｍよりも大きくなってしまうと、各色フィルタセグメントに現像ムラが生じ、高いコントラスト比を得ることができなくなってしまう。表面粗さ（Ｒａ）は、セイコーインスツルメント社製原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、ＳＰＩ３８００Ｎを用いて測定することができる。
【００３７】
以下、各色フィルタセグメントの形成に用いられるカラーフィルタ用着色組成物の構成成分のうち、顔料以外の材料について説明する。
カラーフィルタ用着色組成物は、顔料担体としての樹脂、その前駆体、または樹脂およびその前駆体の混合物、顔料、有機溶剤からなるものである。また、必要に応じて光重合開始剤、色素誘導体、樹脂型分散剤、界面活性剤を含んでいてもよい。
【００３８】
顔料担体は、顔料を分散させるものであり、樹脂、その前駆体、または樹脂およびその前駆体の混合物により構成される。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。樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および活性エネルギー線硬化性樹脂が含まれ、その前駆体には、活性エネルギー線照射により硬化して樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーが含まれ、これらを単独で、または２種以上混合して用いることができる。顔料担体は、顔料１００重量部に対して、好ましくは５０〜７００重量部、より好ましくは１００〜４００重量部の量で用いることができる。
【００３９】
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、ポリスチレン樹脂、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（ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ）、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。
【００４０】
活性エネルギー線硬化性樹脂としては、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。
【００４１】
顔料担体は、一般式（１０）で表される化合物（ａ）と他のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）とを共重合してなる樹脂を含有することが好ましい。該樹脂は、殆ど全ての顔料に優れた分散効果を発揮するため、カラーフィルタ用着色組成物中において顔料の凝集を防ぎ、顔料が微細に分散した状態を維持する働きをする。そのため、上記樹脂を含む顔料担体に顔料を分散してなる着色組成物を用いてフィルタセグメントを形成した場合には、顔料凝集物の少ないフィルタセグメントを形成することができ、さらに高透過率で明度が高いカラーフィルタを製造することができる。
【００４２】
式（１０）
【化１】
2010032820.tif 000005
（一般式（１０）中、Ｒ1は、ＨまたはＣＨ3であり、Ｒ2は、炭素数２または３のアルキレン基であり、Ｒ3は、水素、またはベンゼン環を含んでいてもよい炭素数１〜２０のアルキル基であり、ｎは、１〜４の整数である。）
上記樹脂の構成成分である一般式（１０）で表される化合物（ａ）は、ベンゼン環のπ電子の効果により顔料表面への吸着／配向性が良好となる。特に（ａ）がパラクミルフェノールのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド変性（メタ）アクリレートである場合には、その立体的な効果も加わり顔料に対しより良好な吸着／配向面を形成できるのでより効果が高い。また、Ｒ3のアルキル基の炭素数は１〜２０であるが、好ましくは１〜１０である。炭素数が１〜１０のときはアルキル基が障害となり樹脂同士の接近を抑制し顔料への吸着／配向を促進するが、炭素数が１０を越えるとアルキル基の立体障害効果が高くなりベンゼン環の顔料表面への吸着／配向までをも妨げる。これは鎖長が長くなるに従い顕著となり、炭素数が２０を越えるとベンゼン環の吸着／配向が極端に低下する。
【００４３】
化合物（ａ）としては、フェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、ノニルフェノールプロピレンオキサイド変性（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４４】
化合物（ｂ）としては、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、（イソ）プロピル（メタ）アクリレート、（イソ）ブチル（メタ）アクリレート、（イソ）ペンチル（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、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレートアシッドホスホオキシエチル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−アシッドホスホオキシエチル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、等が挙げられる。
【００４５】
上記樹脂を構成する化合物中の化合物（ａ）の割合は、好ましくは０．１〜５０重量％、より好ましくは１０〜３５重量％である。化合物（ａ）の割合が０．１重量％より少ないと充分な顔料の分散効果を得ることができず、５０重量％より多いと着色組成物中の他の構成成分との相溶性が低下し、モノマーや光重合開始剤の析出が起こることがある。
上記樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは５０００〜１０００００であり、さらに好ましくは１００００〜５００００である。重量平均分子量（Ｍｗ）が５０００よりも小さいと、樹脂の強度が低下してしまいカラーフィルタの耐久性が低下してしまう。また重量平均分子量（Ｍｗ）が１０００００よりも大きいと、ガラス基板への定着性が低下してしまい好ましくない。また重量平均分子量と数平均分子量との比であるＭｗ／Ｍｎの値は、強度、定着性の点から、１０以下であることが好ましい。
【００４６】
また、樹脂としては、顔料分散性、現像性、及び耐熱性の観点から、顔料吸着基及び現像時のアルカリ可溶基として働くカルボキシル基、顔料担体及び溶剤に対する親和性基として働く脂肪族基及び芳香族基のバランスが、顔料分散性、現像性、さらには耐久性にとって重要であるので、酸価１０〜３００ＫＯＨｍｇ／ｇの樹脂を用いることが好ましい。酸価が１０ＫＯＨｍｇ／ｇ未満では、現像液に対する溶解性が悪く、微細パターン形成するのが困難である。３００ＫＯＨｍｇ／ｇを超えると、微細パターンが残らなくなる。
【００４７】
樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）は、ＧＰＣにより次の条件で測定される。
装 置：ＧＰＣ−１５０Ｃ（ウォーターズ社）
カラム：ＧＭＨ−ＨＴ３０ｃｍ２連（東ソ−社製）
温 度：１３５℃
溶 媒：ｏ−ジクロロベンゼン（０．１％アイオノール添加）
流 速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
試 料：０．１５％の試料を０．４ｍｌ注入
以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量較正曲線を使用する。さらに、Ｍａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋ粘度式から導き出される換算式でポリエチレン換算することによって算出される。
【００４８】
顔料担体であるモノマー、オリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチ（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、ポリ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、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、これらを単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。
【００４９】
カラーフィルタ用着色組成物は、顔料を、必要に応じて下記光重合開始剤と共に、樹脂、その前駆体、または樹脂およびその前駆体の混合物からなる顔料担体に分散することにより製造することができる。顔料担体中への顔料の分散は、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて行うことができる。２種以上の顔料を含む着色組成物は、顔料を予め混合し、得られた顔料混合物を顔料担体中に微細に分散して製造することができる。また、緑色や青色のフィルタセグメントに用いる顔料の如き２種以上の顔料を含む着色組成物は、各々の顔料を別々に顔料担体中に微細に分散したものを混合して製造することもできる。
【００５０】
顔料を顔料担体中に分散する際には、適宜、色素誘導体や、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤等の分散助剤を用いることができる。分散助剤は、顔料の分散に優れ、分散後の顔料の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて顔料を顔料担体中に分散してなる着色組成物を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。分散助剤は、顔料１００重量部に対して、０．１〜３０重量部の量で用いることができる。
【００５１】
色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物である。このような有機色素には、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。色素誘導体としては、特開昭６３−３０５１７３号公報、特公昭５７−１５６２０号公報、特公昭５９−４０１７２号公報、特公昭６３−１７１０２号公報、特公平５−９４６９号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独でまたは２種類以上を混合して用いることができる。色素誘導体の配合量は、顔料全量を基準（１００重量％）として、好ましくは０．００１〜４０重量％、分散性の観点から、更に好ましくは０．１〜３０重量％、耐熱性および耐光性の観点から、最も好ましくは０．５〜２５重量％である。顔料全量に対し色素性誘導体の配合量が、０．００１重量％未満であると分散性が悪くなる場合があり、４０重量％を超えると耐熱性、耐光性が悪くなる場合がある。
【００５２】
樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、顔料担体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の顔料担体への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型顔料分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸（部分）アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などの油性分散剤；（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられる。これらは、単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００５３】
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸モノエタノールアミン、ドデシル硫酸トリエタノールアミン、ドデシル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；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ドデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００５４】
カラーフィルタ用着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化するときには、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、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−オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、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光重合開始剤、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等のベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光重合開始剤、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光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が用いられる。光重合開始剤は、顔料１００重量部に対して、５〜１５０重量部の量で用いることができる。
【００５５】
上記光重合開始剤は、単独あるいは２種以上混合して用いるが、増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、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、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。増感剤は、光重合開始剤１００重量部に対して、０．１〜１５０重量部の量で用いることができる。
【００５６】
さらに、本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、顔料を充分に顔料担体中に分散させ、ガラス基板等の基板上に乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために溶剤を含有させることができる。
溶剤としては、例えば1,2,3−トリクロロプロパン、1,3−ブタンジオール、1,3-ブチレングリコール、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,4−ジオキサン、2−ヘプタノン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,5,5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート、3-メトキシブタノール、3−メトキシブチルアセテート、4−ヘプタノン、ｍ−キシレン、ｍ−ジエチルベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、n−ブチルアルコール、ｎ−ブチルベンゼン、n−プロピルアセテート、Ｎ−メチルピロリドン、o−キシレン、o−クロロトルエン、ｏ−ジエチルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｐ−クロロトルエン、ｐ−ジエチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、γ―ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチ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モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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メチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸n−アミル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、二塩基酸エステル等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
溶剤は、顔料１００重量部に対して、５００〜４０００重量部の量で用いることができる。
【００５７】
また、カラーフィルタ用着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、ｔ−ブチルピロカテコール、トリエチルホスフィン、トリフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、顔料１００重量部に対して、０．１〜５重量部の量で用いることができる。
【００５８】
カラーフィルタ用着色組成物は、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材、グラビアオフセット印刷用インキ、シルクスクリーン印刷用インキ、インクジェットインキ等の形態で調製することができる。着色レジスト材は、上記熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または活性エネルギー線硬化性樹脂と上記モノマー、上記光重合開始剤を含有する組成物中に、顔料を分散させたものである。
カラーフィルタ用着色組成物は、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以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
【００５９】
印刷法による各色フィルタセグメントの形成は、上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、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を行うこともできる。
【００６０】
フォトリソグラフィー法により各色フィルタセグメントを形成する場合は、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製した着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が０．５〜５μｍとなるように塗布する。より好ましくは１〜３μｍである。５μｍよりも厚くなってしまうと透過率が低下してしまいＷ（ｃｒ）の値が６．００よりも小さくなってしまう場合が生じる。また０．５μｍより薄くなってしまうと、カラーフィルタの製造工程において、使用する顔料濃度を高くすることになり、均一な塗工が困難になってしまう。
【００６１】
乾燥された膜は、必要によりこの膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するか、もしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去し所望のパターンを形成したのち、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ことができる。さらに、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、前記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム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、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。
【００６２】
なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、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による重合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。
カラーフィルタは、上記方法の他に電着法、転写法などにより製造することができるが、このカラーフィルタ用着色組成物は、いずれの方法にも用いることができる。なお、電着法は、透明基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。
また、転写法は剥離性の転写ベースシートの表面に、あらかじめカラーフィルタ層を形成しておき、このカラーフィルタ層を所望の透明基板に転写させる方法である。
【００６３】
透明基板または反射基板上にフィルタセグメントを形成する前に、あらかじめブラックマトリクスを形成しておくと、液晶表示パネルのコントラスト比を一層高めることができる。ブラックマトリクスとしては、クロムやクロム／酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が用いられるが、これらに限定されない。
また、前記の透明基板または反射基板上に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）をあらかじめ形成しておき、その後にフィルタセグメントを形成することもできる。ＴＦＴ基板上にフィルタセグメントを形成することにより、液晶表示パネルの開口率を高め、輝度を向上させることができる。
また、カラーフィルタの配列は、ストライプ配列、マトリックス配列等の配列方法があるが、高いコントラスト比を得られることで、マトリックス配列の形態を取ることが好ましい。
【００６４】
カラーフィルタ上には、必要に応じてオーバーコート膜や柱状スペーサー、透明導電膜、液晶配向膜などが形成される。
カラーフィルタは、シール剤を用いて対向基板と張り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入したのち注入口を封止し、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に張り合わせることにより、液晶表示パネルが製造される。
かかる液晶表示パネルは、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）、スーパー・ツイステッド・ネマティック（ＳＴＮ）、イン・プレーン・スイッチング（ＩＰＳ）、ヴァーティカリー・アライメント（ＶＡ）、オプティカリー・コンベンセンド・ベンド（ＯＣＢ）などのカラーフィルタを使用してカラー化を行う液晶表示モードに使用することができる。
【実施例】
【００６５】
以下に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における「部」は、「重量部」を表す。
（アクリル樹脂溶液の調製）
セパラブル４口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン７０．０部を仕込み、８０℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管よりｎ−ブチルメタクリレート１３．３部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート４．６部、メタクリル酸４．３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（東亞合成株式会社製「アロニックスＭ１１０」）７．４部、２，２'−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下した。滴下終了後、更に３時間反応を継続し、重量平均分子量（Ｍｗ）２６０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）３．０のアクリル樹脂の溶液を得た。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、測定結果に基づき、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにメトキシプロピルアセテートを添加して、アクリル樹脂溶液を調製した。アクリル樹脂の酸価は、１６ＫＯＨｍｇ／ｇであった。
【００６６】
［顔料分散体１〜１０およびカラーフィルタ用着色組成物１〜１０］
表１に示す配合組成で、混合物を均一に撹拌混合し、直径０．１ｍｍのジルコニアビーズを用いて、ｐｉｃｏミルで１０時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し、顔料分散体を作製した。分散剤は、味の素ファインテクノ社製「ＰＢ−８２１」を用い、溶媒はメトキシプロピルアセテートを使用した。
ついで、下記組成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、カラーフィルタ用着色組成物を作製した。
分散体                                                          ６０．０部
光重合開始剤（チバ・ジャパン社製「イルガキュア９０７」）          １．２部
ジペンタエリストリトールペンタアクリレートおよびヘキサアクリレート
（東亞合成社製「アロニックスＭ４００」）                          ４．２部
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」）                    ０．４部
アクリル樹脂溶液                                                １１．０部
メトキシプロピルアセテート                                      ２３．２部
【００６７】
【表１】
2010032820.tif 000006
【００６８】
［実施例１〜６、および比較例１〜３］
表２に示すカラーフィルタ用着色組成物を、１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ、表面粗さ（Ｒａ）０.２５ｎｍ、の石英ガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、７０℃で２０分乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて、積算光量１５０ｍＪで紫外線露光を行った。塗布基板を２３０℃で１時間加熱、放冷後、得られた塗膜の5nm毎の透過率を400〜700nmの範囲で測定する。方法は、顕微分光光度計（オリンパス光学社製「ＯＳＰ−ＳＰ１００」）を用いて測定した。測定された透過率の値から、式（４）〜（９）により、R(tr)、G(tr)、B(tr)、R(ab)、G(ab)、B(ab)を算出した。さらに、上記R(tr)、G(tr)、B(tr)、R(ab)、G(ab)、B(ab)の結果から、式（１）〜（３）により、W(cr)を求めた。結果を表１、表２に示す。なお、各色着色組成物の塗布膜厚は、赤色着色組成物についてはＦ１０光源でのｘが0.65になるように、緑色着色組成物についてはＦ１０光源でのｙが0.60になるように、青色着色組成物においてはＦ１０光源でのｙが0.09になるように調整した。具体的には１．５〜２．５μｍの範囲の乾燥膜厚であった。
【００６９】
バックライトとしては、以下の３種類を用いて評価を行った。
（ＲＧＢ  ＬＥＤ１）
日亜化学工業社製フルカラーＬＥＤ（ＮＳＴＭ５１５ＡＳ）の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色を用い、これらを通常入手可能な部材と組み合わせ、サイドライト方式のバックライトを構成した。ＮＳＴＭ５１５ＡＳのＢＬＵＥは単一のピークで４６０ｎｍに最大輝線ピークを有し、同ＧＲＥＥＮは単一のピークで５１５ｎｍに最大輝線ピークを有し、同ＲＥＤは単一のピークで６２５ｎｍに最大輝線ピークを有する。
（ＲＧＢ  ＬＥＤ２）
日亜化学工業社製青色ＬＥＤ ＮＳＰＢ５１０Ｓ、緑色ＬＥＤ ＮＳＰＧ５１０Ｓ、赤色ＬＥＤ ＮＳＰＲ５１０ＤＳの３色を用い、これらを通常入手可能な部材と組み合わせ、サイドライト方式のバックライトを構成した。青色ＬＥＤ ＮＳＰＢ５１０Ｓは単一のピークで４６５ｎｍに最大輝線ピークを有し、緑色ＬＥＤ ＮＳＰＧ５１０Ｓは単一のピークで５２５ｎｍに最大輝線ピークを有し、赤色ＬＥＤ ＮＳＰＲ５１０ＤＳは単一のピークで６３０ｎｍに最大輝線ピークを有する。
（Ｆ１０）
従来のＦ１０光源のバックライトである。
【００７０】
【表２】
2010032820.tif 000007
【００７１】
実施例２と比較例１を比べると、同一の赤、緑、青色の着色組成物から作製されたカラーフィルタを用いても、光源を変えた場合、Ｗ(cr)の値が大きく異なっている。これは、バックライトユニットと色材の最適化がなされたためと考えられる。
また、実施例１〜３において、実施例２が最もＷ(cr)の値が大きく、色材の組み合わせとしてより好ましい組み合わせ、すなわち色材の種類と量から発現できる色相が最も優れているといえる。また同様に、実施例４〜６において、実施例５が最もＷ(cr)の値が大きく、色材の組み合わせとしてより好ましい組み合わせ、すなわち色材の種類と量から発現できる色相が最も優れているといえる。
実施例２と比較例２を比べると、カラーフィルタを構成する色材の種類を変更してしまうと、三波長域発光型ＬＥＤランプを光源とするがバックライトユニットを用いても、バックライトユニットとの最適化が難しくなり、Ｗ(cr)の値が大幅に低下してしまっている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の好ましい形態の三波長域発光型ＬＥＤランプ光源の発光スペクトルである。
【図２】従来のＦ１０光源の発光スペクトルである。
【図３】本発明の好ましい形態のカラーフィルタの透過率を表した図である。
【図４】本発明の比較例のカラーフィルタの透過率を表した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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