(57)【要約】  【課題】色再現範囲が広くホワイトバランスに優れ、高コントラスト比となるカラーフィルターを提供する。さらに、視認性に優れる液晶表示装置を提供する。  【課題手段】透明基板上に赤色画素、緑色画素、青色画素が形成された液晶表示装置用カラーフィルター基板において、赤色画素の顔料としてピグメントレッド１７７およびピグメントレッド２５４、緑色画素の顔料としてピグメントグリーン７およびピグメントイエロー１５０、青色画素の顔料としてピグメントブルー１５：６およびピグメントバイオレット２３を含有し、かつ、少なくとも一色の画素が該画素の補色顔料および／または黒色顔料を含有することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター基板。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に赤色画素、緑色画素、青色画素が形成された液晶表示装置用カラーフィルター基板において、赤色画素の顔料としてピグメントレッド１７７およびピグメントレッド２５４、緑色画素の顔料としてピグメントグリーン７およびピグメントイエロー１５０、青色画素の顔料としてピグメントブルー１５：６およびピグメントバイオレット２３を含有し、かつ、少なくとも一色の画素が該画素の補色顔料および／または黒色顔料を含有することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター基板。
【請求項２】
赤色画素の補色顔料が、緑色顔料、青緑色顔料または青色顔料から選ばれる少なくとも一種の顔料であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板。
【請求項３】
赤色画素の補色顔料がピグメントブルー１５：６であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板。
【請求項４】
青色画素の補色顔料が、赤色顔料または黄色顔料から選ばれる少なくとも一種の顔料であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板。
【請求項５】
青色画素の補色顔料が、ピグメントイエロー１５０であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板。
【請求項６】
黒色顔料が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板を用いた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルター基板およびこれを用いた液晶表示装置
に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは軽量、薄型、低消費電力等の特性を活かし、ノートパソコン、携帯電話、デジタルカメラ、デスクトップモニタ等様々な用途で使用されており、既存の陰極線管（ＣＲＴ）テレビ同等の色再現範囲を有する液晶ディスプレイが開発されてきている。色再現範囲とは、ＸＹＺ表色系色度図における赤、緑、青の各色度座標を結んでなる三角形のＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）規格に対する面積比で表される。
【０００３】
特に最近では、液晶ディスプレイには、従来のＣＲＴテレビには表現できなかった真紅のバラの鮮やかな色や、南国の海の美しい緑色などを忠実に再現するため、ＮＴＳＣ比を１００％に近づけることが強く要求されてきている。ＮＴＳＣ比１００％の赤緑青各色のＸＹＺ表色系色度図における色度座標（ｘ、ｙ）は、それぞれ赤色画素（０．６７０，０．３３０）、緑色画素（０．２１０，０．７１０）、青色画素（０．１５０，０．０６０）である。
【０００４】
現在広く普及している薄膜トランジスター（ＴＦＴ）カラー液晶ディスプレイは、カラーフィルターが形成された透明ガラス基板とＴＦＴが形成された透明ガラス基板の間に液晶を封入したパネルと、バックライトと称される光源から構成される。バックライトから発する光が液晶パネルを通る際、その透過率を液晶への印加電圧により制御することによって、画像が表示される。
【０００５】
表示品位の高い、すなわち明るく、色再現範囲の広い画像を得るために、カラーフィルターの各画素で用いられる顔料はバックライトの光線透過特性に合うよう選択され、また２種類以上の顔料を一定の割合で調色されて用いられることが多い。
【０００６】
特許文献１では、赤色画素用顔料として、グメントレッド２５４、ピグメントレッド１７７等を用い、緑色画素用顔料としてピグメントグリーン７、ピグメントイエロー１５０等を用い、青色画素用顔料としてピグメントブルー１５：６、ピグメントバイオレット２３等を用いることによって、色再現範囲ＮＴＳＣ比７２〜８８％で、ホワイトバランスに優れるカラーフィルターを提供している。しかしながら、この顔料系で色再現範囲をＮＴＳＣ比１００％まで拡大しようとすると、ホワイトバランスが急激に悪化するという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２では、赤色画素用顔料としてピグメントレッド２５４、およびピグメントバイオレット２３を用いることによって、色再現範囲ＮＴＳＣ比７２％で、ホワイトバランスに優れるカラーフィルターを提供している。しかしながら、この顔料系でも色再現範囲をＮＴＳＣ比１００％まで拡大しようとすると、ホワイトバランスが急激に悪化するという問題がある。
【０００８】
一方、画素中に無彩色の色剤を含有させることで、ホワイトバランスを調整する方法がある（特許文献３）。特許文献３では、有機ＥＬディスプレイ用カラーフィルターの緑色画素および赤色画素にカーボンブラック等を含有させることで、ホワイトバランスを調整している。しかしながら、この方法ではカラーフィルターの色再現範囲はＮＴＳＣ比４０％で低いという問題がある。さらに、カーボンブラックは、ナノ分散安定化することが困難なため、このカラーフィルターを液晶ディスプレイ用に使用するとコントラスト比が低下する恐れがある。
【特許文献１】特開２００８―９６４７１号公報
【特許文献２】特開２００２―３５０６２７号公報
【特許文献３】特開２００５−３３１７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、色再現範囲が広くホワイトバランスに優れるカラーフィルターを提供することを目的とする。また、高コントラスト比となるカラーフィルターを提供することを目的とする。さらに、視認性に優れる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１．透明基板上に赤色画素、緑色画素、青色画素が形成された液晶表示装置用カラーフィルター基板において、赤色画素の顔料としてピグメントレッド１７７およびピグメントレッド２５４、緑色画素の顔料としてピグメントグリーン７およびピグメントイエロー１５０、青色画素の顔料としてピグメントブルー１５：６およびピグメントバイオレット２３を含有し、かつ、少なくとも一色の画素が該画素の補色顔料および／または黒色顔料を含有することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター基板。
２．赤色画素の補色顔料が、緑色顔料、青緑色顔料または青色顔料から選ばれる少なくとも一種の顔料であることを特徴とする１項に記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板。
３．赤色画素の補色顔料がピグメントブルー１５：６であることを特徴とする２項に記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板。
４．青色画素の補色顔料が、赤色顔料または黄色顔料から選ばれる少なくとも一種の顔料であることを特徴とする１〜３項のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板。
５．青色画素の補色顔料が、ピグメントイエロー１５０であることを特徴とする４項に記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板。
６．黒色顔料が、カーボンブラックであることを特徴とする１〜５項のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板。
７．１〜６項のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板を用いた液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のカラーフィルターは、赤色画素の顔料としてピグメントレッド１７７およびピグメントレッド２５４、緑色画素の顔料としてピグメントグリーン７およびピグメントイエロー１５０、青色画素の顔料としてピグメントブルー１５：６およびピグメントバイオレット２３を含有するため色再現範囲をＮＴＳＣ比１００％まで拡大することができ、かつ、少なくとも一色の画素に前記顔料の補色顔料および／または黒色顔料を含有するためホワイトバランスに優れる。
【００１２】
さらに、本発明のカラーフィルターは、好ましくは、赤色画素に含有する補色顔料をピグメントブルー１５：６とし、青色画素に含有する補色顔料をピグメントイエロー１５０とすることによって高コントラスト比とすることができる。
よって、本発明のカラーフィルターを用いてなる液晶ディスプレイは、視認性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のカラーフィルターは、赤色画素、緑色画素、青色画素を有し、赤色画素の顔料としてピグメントレッド１７７（ＰＲ１７７）およびピグメントレッド２５４（ＰＲ２５４）、緑色画素の顔料としてピグメントグリーン７（ＰＧ７）およびピグメントイエロー１５０（ＰＹ１５０）、青色画素の顔料としてピグメントブルー１５：６（ＰＢ１５：６）およびピグメントバイオレット２３（ＰＶ２３）を含有し、かつ、少なくとも一色の画素に前記顔料の補色顔料および／または黒色顔料を含有することが必要である。
【００１４】
本発明のカラーフィルターにおいて、赤色画素に含有するＰＲ１７７とＰＲ２５４の重量混合比は、通常ＰＲ１７７：ＰＲ２５４＝１０：９０〜９０：１０、好ましくはＰＲ１７７：ＰＲ２５４＝３０：７０〜６０：４０である。重量混合比が１０：９０より小さいと赤領域の透過スペクトルがブロードになりカラーフィルターの色再現範囲が狭くなる。一方、重量混合比が９０：１０より大きいと赤領域以外の透過率をカットしにくくなるため、カラーフィルターの色再現範囲が狭くなる。また、重量混合比が３０：７０より小さいとカラーフィルターのコントラスト比が低くなる場合があり、６０：４０より小さいとカラーフィルターの輝度が低くなる場合がある。
【００１５】
緑色画素中に含有するＰＧ７とＰＹ１５０の重量混合比は、通常ＰＧ７：ＰＹ１５０＝３０：７０〜９０：１０、好ましくはＰＧ７：ＰＹ１５０＝５０：５０〜７０：３０である。重量混合比が３０：７０より小さいと緑領域以外の透過率をカットしにくくなりカラーフィルターの色再現範囲が狭くなる。一方、９０：１０より大きいと緑領域の透過スペクトルがブロードになるため、カラーフィルターの色再現範囲が狭くなる。また、重量混合比が５０：５０より小さいとカラーフィルターのコントラスト比が低くなる場合があり、７０：３０より大きいとカラーフィルターの輝度が低くなる場合がある。
【００１６】
青色画素中に含有するＰＢ１５:６とＰＶ２３の重量混合比は、通常ＰＢ１５:６：ＰＶ２３＝６０：４０〜９５：５、好ましくはＰＢ１５:６：ＰＶ２３＝７０：３０〜９０：１０である。重量混合比が６０：４０より小さいと青領域以外の透過率をカットしにくくなりカラーフィルターの色再現範囲が狭くなる。一方、重量混合比が９５：５より大きいと青領域の透過スペクトルがブロードになるためカラーフィルターの色再現範囲が狭くなる。また、重量混合比が７０：３０より小さいとカラーフィルターのコントラスト比が低くなる場合があり、９０：１０より大きいとカラーフィルターの輝度が低くなる場合がある。
【００１７】
通常、上記の顔料系でカラーフィルターの色再現範囲を１００％まで拡大しようすると、ホワイトの色度が大きく赤みにずれるため、各画素の顔料濃度調整や膜厚調整では好ましいホワイトバランスのカラーフィルターを得ることができない。これに対し本発明では、カラーフィルターの少なくとも一色の画素に前記顔料の補色顔料および／または黒色顔料を含有させことによって、色再現範囲をＮＴＳＣ比１００％まで拡大でき、かつホワイトバランスに優れるカラーフィルターを提供することができる。
【００１８】
通常、補色とは色相関図で正反対に位置する関係の色を表し、例えば、赤色の補色は青緑色、黄緑色の補色は紫色、青紫色の補色は黄色となる。
【００１９】
本発明のカラーフィルターの赤色画素は広義には赤色であるが、ＰＲ１７７、ＰＲ２５４等の顔料の組み合わせにより、厳密には色相関図の赤みの黄色、黄みの橙色、橙色、赤みの橙色、黄みの赤色、赤色、紫味の赤色、赤紫色、赤みの紫色に適宜調整される。このため、これらの色の補色となる顔料が補色顔料として用いられる。本発明で赤色画素に補色顔料を添加する場合、その補色顔料としては、好ましくは緑色顔料、青緑色顔料、青色顔料が用いられる。緑色顔料の例としてはＰＧ７、ＰＧ３６、ＰＧ５８等が挙げられ、青緑色顔料としてはＰＢ１５：３、ＰＢ１５：４等が挙げられ、青色顔料としてはＰＢ１５：６、ＰＢ６０等が挙げられ、ＰＢ１５：３、ＰＢ１５：４、ＰＢ１５：６がより好ましく、ＰＢ１５：６がさらに好ましい。ＰＢ１５：３、ＰＢ１５：４、ＰＢ１５：６を含有することによってカラーフィルターのホワイトバランスが良好となり、特にＰＢ１５：６を含有することによって、カラーフィルターのホワイトバランスが良好となり、かつ高コントラスト比となる。
【００２０】
赤色画素に補色顔料としてＰＢ１５：６を含有する場合、ＰＲ１７７とＰＲ２５４の合計量と、ＰＢ１５：６との重量混合比は、好ましくは（ＰＲ１７７＋ＰＲ２５４）：ＰＢ１５:６＝９５：５〜９９．９：０．１、より好ましくは９８：２〜９９．５：０．５である。重量混合比が９８：２より小さいとカラーフィルターの輝度が好ましくないほど低下する場合があり、重量混合比が９９．９：０．１より大きいとホワイトバランスが不良となる場合がある。
【００２１】
本発明のカラーフィルターの青色画素は広義には青色であるが、ＰＢ１５：６、ＰＶ２３等の顔料の組み合わせにより、厳密には色相関図の緑みの青色、青色、紫みの青色、青紫色、青みの紫色、紫色に適宜調整される。このため、これらの色の補色となる顔料が補色顔料として用いられる。本発明で青色画素に補色顔料を添加する場合、その補色顔料としては、好ましくは、赤色顔料、黄色顔料が用いられる。赤色顔料の例としてはＰＲ１７７、ＰＲ２５４等が挙げられ、黄色顔料の例としてはＰＹ１３８、ＰＹ１３９、ＰＹ１５０、ＰＹ１８５等が挙げられ、ＰＹ１３８、ＰＹ１３９、ＰＹ１５０、ＰＹ１８５がより好ましく、ＰＹ１５０が更に好ましい。ＰＹ１３８、ＰＹ１３９、ＰＹ１５０、ＰＹ１８５を使用することによってカラーフィルターのホワイトバランスが良好となり、特にＰＹ１５０を使用することによって、カラーフィルターのホワイトバランスが良好となり、かつ高コントラスト比となる。
【００２２】
青色画素に補色顔料としてＰＹ１５０を使用する場合、ＰＢ１５：６とＰＶ２３を合わせた量と、ＰＹ１５０との重量混合比は、好ましくは（ＰＢ１５：６＋ＰＶ２３）：ＰＹ１５０＝９５：５〜９９．９：０．１、より好ましくは９８：２〜９９．７：０．３である。重量混合比が９８：２より小さいとカラーフィルターの輝度が好ましくないほど低下する場合があり、重量混合比が９９．７：０．３より大きいとホワイトバランスが不良となる場合がある。
【００２３】
本発明のカラーフィルターの緑色画素は広義には緑色であるが、ＰＧ７、ＰＹ１５０等の顔料の組み合わせにより、厳密には色相関図の黄色、緑みの黄色、黄緑色、黄みの緑色、緑色、青みの緑色、青緑色に適宜調整される。このため、これらの色の補色となる顔料が補色顔料として用いられる。本発明で緑色画素に補色顔料を添加する場合、その補色顔料としては、好ましくは赤色顔料、紫顔料が用いられる。赤色顔料の例としてはＰＲ１２２、ＰＲ２０９等が挙げられ、紫顔料の例としてはＰＶ１９、ＰＶ２３、ＰＶ３７等が挙げられる。
【００２４】
カラーフィルターの画素に補色顔料を添加すると輝度が低下する可能性があり、特に緑色画素の場合に輝度低下の影響が大きい。そのため、本発明のカラーフィルターは、ホワイトバランス調整のため少なくとも一色の画素に前記顔料の補色顔料および／または黒色顔料を含有することが必要であるが、赤色画素および／または青色画素に補色顔料を含有し、緑色画素には補色顔料を含有しないことが望まれる。
【００２５】
本発明で黒色顔料によりホワイトバランスを調整する場合、使用される黒色顔料の例としては、カーボンブラック、チタンブラック、酸化鉄などが挙げられ、特に他の顔料と混ざりやすく均一な画素が得られ易いためカーボンブラックが好ましい。
【００２６】
赤色画素にカーボンブラックを含有する場合、ＰＲ１７７とＰＲ２５４を合わせた量と、カーボンブラックとの重量混合比は、好ましくは（ＰＲ１７７＋ＰＲ２５４）：カーボンブラック＝９５：５〜９９．９：０．１、より好ましくは９８：２〜９９．５：０．５である。重量混合比が９８：２より小さいとカラーフィルターの輝度が好ましくないほど低下する場合があり、重量混合比が９９．５：０．５より大きいとホワイトバランスが悪化する場合がある。
【００２７】
緑色画素にカーボンブラックを含有する場合、ＰＧ７とＰＹ１５０を合わせた量と、カーボンブラックとの重量混合比は、好ましくは（ＰＧ７＋ＰＹ１５０）：カーボンブラック＝９８：２〜９９．９：０．１、より好ましくは９９：１〜９９．７：０．３である。重量混合比が９９：１より小さいとカラーフィルターの輝度が好ましくないほど低下する場合があり、重量混合比が９９．７：０．３より大きいとホワイトバランスが悪化する場合がある。
【００２８】
青色画素にカーボンブラックを含有する場合、ＰＢ１５：６とＰＶ２３を合わせた量と、カーボンブラックとの重量混合比は、好ましくは（ＰＢ１５:６＋ＰＶ２３）：カーボンブラック＝９９：５〜９９．９：０．１、より好ましくは９８：２〜９９．７：０．３である。重量混合比が９８：２より小さいとカラーフィルターの輝度が好ましくないほど低下する場合があり、重量混合比が９９．９：０．１より大きいとホワイトバランスが悪化する場合がある。
【００２９】
カラーフィルターの画素に黒色顔料を添加すると輝度が低下する可能性があり、特に緑色画素の場合に輝度低下の影響が大きい。そのため、本発明のカラーフィルターは、赤色画素および／または青色画素に補色顔料を含有し、緑色画素には補色顔料を含有しないことが望まれる。
【００３０】
色再現範囲をＮＴＳＣ１００％よりもさらに拡大するために、本発明のカラーフィルターは、緑色画素に含有するＰＧ７およびＰＹ１５０に加えて、さらに緑色顔料、黄色顔料を添加することもできる。その顔料としては、好ましくはＰＧ３６、ＰＧ５８、ＰＹ１２９、ＰＹ１３８、ＰＹ１３９、ＰＹ１８５であり、より好ましくはＰＧ３６、ＰＧ５８、ＰＹ１２９であり、さらに好ましくはＰＹ１２９である。ＰＹ１２９を使用することによって、カラーフィルターの色再現範囲拡大、およびコントラスト比向上が期待できる。
【００３１】
一般的にＰＧ７は、塩素原子導入数が１２〜１６個の銅フタロシアニン分子の集合体とされている。本発明で用いるＰＧ７の銅フタロシアニン１分子あたりの塩素原子の平均導入数は、好ましくは１５．１〜１６．０個、より好ましくは１５．５〜１６．０個であることが望まれる。銅フタロシアニン１分子あたりの塩素原子の平均導入数を１５．５個以上とすることによってカラーフィルターの色再現範囲を向上させることができる。塩素原子の平均導入数が１５．５〜１６．０個であるＰＧ７は、例えば銅フタロシアニン顔料を塩化ナトリウムおよび塩化アルミニウムとともに加熱し溶融させ、その溶融物に塩素ガスを投入することによって合成することができる。
【００３２】
本発明のカラーフィルターは、各画素に上記のような顔料を使用することが必要であるが、これらの顔料の平均一次粒径は、好ましくは１〜５０ｎｍ、より好ましくは５〜４０ｎｍであることが望まれる。顔料の平均一次粒径を５〜４０ｎｍにすることによって、カラーフィルターのコントラスト比を高くすることができる。例えばソルトミリングにより微細化することによって、顔料の平均一次粒径を１〜５０ｎｍにすることができる。ソルトミリングは、顔料、水溶性無機塩、および無機塩を溶解しない有機溶媒をニーダーやミックスマフラーなどの装置に投入し混練した後、この混合物を水中に投入し、このスラリーを濾過、水洗して無機塩を除去することにより行われる。顔料の平均一次粒子径は、例えば、顔料を溶媒中に分散させた後、透過型電子顕微鏡観察することによって算出することができる。
【００３３】
以下、本発明のカラーフィルターの製造方法を説明する。まず、上記のような顔料を溶媒や分散剤と共に分散機により分散し顔料分散液を作製した後、その顔料分散液に樹脂や種々の添加剤を加えることによって着色剤組成物を製造する。次に、この着色剤組成物を基板上に塗布後、露光、現像を行い、画素のパターンニングを行う。このパターンニング工程を赤、緑、青などの各色について順次行い、本発明のカラーフィルターが製造される。
【００３４】
通常、顔料は粉体状態であり、一次粒子が凝集した二次粒子の状態（二粒粒子径は、通常１〜５０μｍ）であるため、溶媒、分散剤、および樹脂等を添加した後、分散機を用いて顔料粒子に剪断応力を印加し、一次粒子または小数の一次粒子の集合体の粒子に分散した顔料分散液とすることが望まれる。
【００３５】
溶媒中で顔料の粗大粒子に剪断応力を印加するための分散機としては、サンドミル、ボールミル、ビーズミル、３本ロールミル、アトライターなどが用いられ、特に分散効率に優れるためビーズミルを用いることが好ましい。分散ビーズの例としては、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ、ガラスビーズなどが挙げられ、効率よく微細化するためには、特にジルコニアビーズを使用することが好ましい。分散条件としては、ジルコニアビーズのビーズ径、分散機の周速などを適切に制御することで剪断応力を適当な大きさに調整でき、かつ、顔料の粗大粒子を効率よく微細化することができる。分散で用いるジルコニアビーズのビーズ径は、好ましくは０．０１〜０．３ｍｍφであることが望まれる。ビーズ径が０．３ｍｍφより大きいと、顔料に印加される剪断応力が大きすぎるために、顔料分散液の分散安定性が低下しカラーフィルターのコントラスト比が低下する場合がある。一方、ジルコニアビーズの直径が０．０１ｍｍφより小さいと、顔料分散液中からジルコニアビーズを除去することが困難となる場合がある。
【００３６】
本発明で用いる顔料分散液には、高分子分散剤を添加することが好ましい。高分子分散剤の添加により、顔料分散液の分散安定性が良好となり、カラーフィルターのコントラスト比の向上が期待できる。高分子分散剤の添加は、本発明の顔料分散液、着色剤組成物がアクリル系樹脂であるときに特に有効である。使用できる高分子分散剤としては、塩基性基をその構造中に有するものが好ましく、市販品としては、例えば、“ソルスパース”（アビシア社製）、“ＥＦＫＡ”（エフカ社製）、”アジスパー”（味の素ファインテクノ社製）、“ＢＹＫ”（ビックケミー社製）等を好ましく用いることができる。“ソルスパース”２４０００、“ＥＦＫＡ”４３００、４３３０、４３４０、“アジスパー”ＰＢ８２１、ＰＢ８２２、“ＢＹＫ”１６１〜１６３、２０００、２００１を用いた場合に分散安定化効果が高くなるため好ましい。本発明で用いられる高分子分散剤の添加量としては、特に限定されるわけではないが、好ましくは顔料１００重量部に対して２〜１００重量部であり、より好ましくは１０〜５０重量部である。高分子分散剤の添加量が２重量部より少ないと良好な顔料分散安定性が得られず、１００重量部より多いと現像性が不良となる場合がある。
【００３７】
本発明で用いる顔料分散液には、顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体を添加することもできる。スルホン酸基が導入された顔料誘導体は、顔料に分子間力により強く結合し、これによって顔料と高分子分散剤との吸着力を増大させるため、顔料分散液の分散安定性向上、ひいてはカラーフィルターのコントラスト比向上が期待できる。
【００３８】
本発明のカラーフィルターでは、ホワイトバランス調整のため、少なくとも一色の画素に補色顔料および／または黒色顔料を含有する必要があるが、黒色顔料よりも補色顔料のほうが顔料分散液を分散安定化し易く、カラーフィルターのコントラスト比が高くなる可能性が高いため、より好ましい。
【００３９】
本発明の着色剤組成物に用いられる樹脂としては、特に限定はなく、通常、カラーフィルターに使用している樹脂、すなわちアクリル系、エポキシ系、あるいはポリアミック酸等の樹脂を好ましく用いることができる。使用する樹脂によって、非感光性、あるいは感光性とすることができ、カラーフィルター製造プロセスに応じて適宜選択することができる。
【００４０】
以下、非感光性着色剤組成物に用いる樹脂の代表的な例としてポリアミック酸を、また感光性着色剤組成物に用いる樹脂の代表的な例としてアクリル系樹脂を用いた場合について説明する。
【００４１】
ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより得ることができる。本発明におけるポリアミック酸の合成には、テトラカルボン酸二無水物として、たとえば、脂肪族系または脂環式系のものを用いることができ、その具体的な例として、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、１，２，３，５−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−ビシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−Ｃ］フラン−１，３−ジオンなどが挙げられる。また、芳香族系のものを用いると、耐熱性の良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレン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テトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３”，４，４”−パラターフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３”，４，４”−メタターフェニルテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。また、フッ素系のテトラカルボン酸二無水物を用いると、短波長領域での透明性が良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物などが挙げられる。なお、本発明においては、これらに限定されずにテトラカルボン酸二無水物を１種または２種以上用いることができる。
【００４２】
また、本発明におけるポリアミック酸の合成には、ジアミンとして、たとえば、脂肪族系または脂環式系のジアミンを用いることができ、その具体的な例として、エチレンジアミン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルなどが挙げられる。また、芳香族系のジアミンを用いると、耐熱性の良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−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、４，４’−ジアミノジフェニルサルファイド、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、ｏ−トリジン、４，４”−ジアミノターフェニル、１，５−ジアミノナフタレン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エ−テル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホンなどが挙げられる。また、フッ素系のジアミンを用いると、短波長領域での透明性が良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体的な例として、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンなどが挙げられる。
【００４３】
また、ジアミンの一部として、シロキサンジアミンを用いると、無機基板との接着性を良好にすることができる。シロキサンジアミンは、通常、全ジアミン中の１〜２０モル％用いる。シロキサンジアミンの量が少なすぎれば接着性向上効果が発揮されず、多すぎれば耐熱性が低下する傾向にある。シロキサンジアミンの具体例としては、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサンなどが挙げられる。本発明は、これに限定されずにジアミンが１種または２種以上用いられる。
【００４４】
ポリアミック酸の合成は、極性有機溶媒中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを混合して反応させることにより行うのが一般的である。この時、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物の混合比により、得られるポリアミック酸の重合度を調整することができる。
【００４５】
次に、感光性着色剤組成物に用いる樹脂の例として、アクリル系樹脂について述べる。アクリル系樹脂としては、感光性を持たせるため、少なくともアクリル系ポリマー、多官能モノマーあるいはオリゴマー、光重合開始剤を含有させることが一般的である。
【００４６】
使用できるアクリル系ポリマーとしては、特に限定はないが、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不飽和カルボン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、あるいは酸無水物などがあげられる。
【００４７】
これらは単独で用いても良いが、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いても良い。共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎープロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、１，３−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーンなどのマクロモノマーなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
また、側鎖にエチレン性不飽和基を付加したアクリル系ポリマーを用いると、加工の際の感度がよくなるので好ましい。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基などがあげられる。このような側鎖をアクリル共重合体に付加させる方法としては、アクリル共重合体のカルボキシル基や水酸基などを有する場合には、これらにグリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸またはメタクリル酸クロライドを付加反応させる方法が一般的である。その他、イソシアネートを利用してエチレン性不飽和基を有する化合物を付加させることもできる。ここでいうグリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸またはメタクリル酸クロライドとしては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、クロトニルグリシジルエーテル、クロトン酸グリシジルエーテル、イソクロトン酸グリシジルエーテル、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどがあげられる。
【００４９】
使用できる多官能モノマーとしては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、アジピン酸１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド（メタ）アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ（メタ）アクリレート、アルキッド変性（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、１，６−ヘキサンジオールジ（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、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、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートなどがあげられる。これらは単独または混合して用いることができる。また、エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレートなどの単官能モノマーも併用することができ、これらの２種以上の混合物、あるいはその他の化合物との混合物などが用いられる。これらの多官能及び単官能モノマーやこれらモノマーからなるオリゴマーを選択、組み合わせることにより、ペーストの感度や加工性の特性をコントロールすることが可能である。特に、硬度を高くするにはアクリレート化合物よりメタクリレート化合物を用いることが好ましく、また、感度を上げるためには、官能基が３以上ある化合物を用いることが好ましい。また、メラミン類、グアナミン類なども好ましく用いることができる。
【００５０】
本発明の着色剤組成物におけるアクリル系ポリマーと多官能モノマーの混合比は重量比で、好ましくは７０：３０〜３０：７０の範囲にある。アクリル系ポリマーの含有量が３０質量％より少ないと、現像液に対する溶解性が低下し、パターニング性能に問題が生じる場合があり、一方、アクリルポリマーの含有量が７０重量％より多いと、感度が低くなるために必要露光量が大きくなりすぎてタクトオーバーになる場合がある。
【００５１】
光重合開始剤としては、特に限定はなく、公知のものが使用でき、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルホリノ−１−プロパン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体などがあげられる。また、その他のアセトフェノン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、リン系化合物、トリアジン系化合物、あるいはチタネート等の無機系光重合開始剤なども好ましく用いることができる。また、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エステルなどの増感助剤を添加すると、さらに感度を向上させることができ好ましい。また、これらの光重合開始剤は２種類以上を併用して用いることもできる。
【００５２】
本発明で使用する着色剤組成物において、顔料と樹脂との重量混合比は、好ましくは顔料：樹脂＝１５：８５〜５０：５０、より好ましくは２０：８０〜４５：５５であることが望まれる。重量混合比が５０：５０より大きいと画素とガラス基板との接着性が低下する可能性が高く、重量混合比が４５：５５より大きいと画素のパターン加工性が不良となる場合がある。一方、重量混合比が１５重量％より小さいと好ましい色相のカラーフィルターが得られにくく、重量混合比が２０重量％より小さいとカラーフィルターの色再現範囲が狭くなる場合がある。本発明では、樹脂として非感光性のポリアミック酸を用いる場合は、ポリアミック酸を樹脂の合計量とし、感光性のアクリル系樹脂を用いる場合は、アクリルポリマー、アクリルモノマー、および高分子分散剤をあわせた量を樹脂の合計量とする。
【００５３】
本発明で用いられる溶剤としては、使用する樹脂を溶解するものを好ましく使用することができる。ポリアミック酸を溶解する溶剤としては、例えばＮ―メチル―２―ピロリドン、Ｎ，Ｎ―ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ―ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、β―プロピオラクトン、γ―ブチロラクトン、γ―バレロラクトン、δ―バレロラクトン、γ―カプロラクトン、ε―カプロラクトンなどのラクトン類などが挙げられる。また、アクリル系樹脂の場合には、これらに加え、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのエチレングリコールあるいはプロピレングリコール誘導体、あるいは、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル―３―メトキシプロピオネート、３―メチル―３―メトキシブチルアセテートなどの脂肪族エステル類、あるいは、エタノール、３―メチル―３―メトキシブタノールなどの脂肪族アルコール類、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類等が挙げられる。
【００５４】
本発明では、着色剤組成物の塗布性、着色被膜の乾燥性を良好にする目的で、界面活性剤を添加することもできる。界面活性剤の添加量は通常、顔料の０．００１〜１０質量％、好ましくは０．０１〜１質量％の範囲にある。添加量が少なすぎると塗布性、着色被膜の乾燥性の改良の効果が小さく、多すぎると逆に塗膜の信頼性が不良となる場合がある。界面活性剤の具体例としては、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミンなどの陰イオン界面活性剤、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなどの陽イオン界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタインなどの両性界面活性剤、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、ソルビタンモノステアレートなどの非イオン界面活性剤、ポリジメチルシロキサンなどを主骨格とするシリコーン系界面活性剤などが挙げられる。本発明では、これらに限定されずに、界面活性剤を１種または２種以上用いることができる。界面活性剤以外にも、密着性改良剤、硬化促進剤などを添加することもできる。
【００５５】
本発明のカラーフィルターは、ブラックマトリクスを形成させた透明基板上に、赤色画素、緑色画素、青色画素を形成させてもよい。ブラックマトリクスは、樹脂中にカーボンブラック、あるいはチタンブラック等の遮光材を分散させた樹脂ブラックマトリクスを好ましく用いることが出来る。
【００５６】
画素を形成するための着色剤組成物を基板上に塗布する方法としては、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法などで基板に塗布する方法、基板を溶液中に浸漬する方法、溶液を基板に噴霧するなどの種々の方法を用いることができる。基板としては通常、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの透明基板や、シリコン、ガリウム−ひ素などの半導体基板などが用いられるが、特にこれらに限定されない。
【００５７】
着色剤組成物を前記のような方法で透明基板上に塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、着色剤組成物の塗膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、５０〜１８０℃の範囲で１分〜３時間行うのが好ましい。次に着色剤組成物が非感光性の場合、塗膜上にフォトレジストを塗布し、フォトレジスト被膜を形成する。感光性の場合フォトレジストは必要ないが、必要に応じて酸素遮断膜を形成しても良い。続いて該被膜上にマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。ついでアルカリ現像液でカラーペースト塗膜のエッチングを行う。フォトレジスト被膜または酸素遮断膜がある場合には、これらの現像またはエッチングも同時に行い、続いてこれらを剥離液により除去する。
【００５８】
アルカリ現像液に用いられるアルカリ性物質としては特に限定はないが、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン等の１級アミン類、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン等の２級アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の３級アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類、コリン等の４級アンモニウム塩、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール等のアルコールアミン類、ピロール、ピペリジン、１，８−ジアザビシクロ[５，４，０]−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ[４，３，０]−５−ノナン、モルホリン等の環状アミン類などの有機アルカリ類が挙げられる。現像条件、塗膜条件にもよるが、無機アルカリ類としては、水酸化カリウム、あるいは炭酸ナトリウムが好ましく、有機アルカリ類としては、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類、アルコールアミン類といった水酸基含有有機アミン類が好ましく、より具体的にはジエチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、ＴＭＡＨが特にエッチング膜への浸透性に優れるため、好ましい。また上記のアルカリ現像液にエタノール、γーブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の水溶性有機溶媒を適宜加えても良い。
【００５９】
得られた塗膜パターンはその後、加熱処理することによって画素がパターンニングされたカラーフィルターとなる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３５０℃、好ましくは１８０〜３００℃の温度のもとで、０．５〜５時間、連続的または段階的に行われる。この加熱工程により、ポリイミド前駆体はポリイミドに変換され、感光アクリル樹脂は硬化が進む。
【００６０】
上記のようなパターンニング工程を赤、緑、青などの各色について順次行うと、赤色画素、緑色画素、青色画素を有するカラーフィルターを作製することできる。なお、各色のパターンニング順序は限定されない。
【００６１】
本発明のカラーフィルターの画素膜厚は、通常０．５〜２．５μｍ、好ましくは０．８〜２．３μｍであることが望まれる。膜厚が０．８μｍより薄いと、カラーフィルターの色再現範囲が狭くなる可能性が高い。一方、膜厚が２．３μｍより厚いと、カラーフィルターの平坦性低下、パターン加工性低下、信頼性低下等の恐れがある。
【００６２】
本発明のカラーフィルターの色再現範囲は、ＸＹＺ表色系色度図における赤色画素、緑色画素、青色画素の色度座標（ｘ、ｙ）を測定後、その色度座標（ｘ、ｙ）を結んでなる三角形のＮＴＳＣ規格に対する面積比を算出することで評価することができる。本発明のカラーフィルターの色再現範囲は、通常ＮＴＳＣ比７０％以上、好ましくはＮＴＳＣ比８０％以上、さらに好ましくはＮＴＳＣ比９０％以上であることが望まれる。赤色画素の顔料としてＰＲ１７７およびＰＲ２５４、緑色画素の顔料としてＰＧ７およびＰＹ１５０、青色画素の顔料としてＰＢ１５：６およびＰＶ２３を含有し、顔料と樹脂との重量混合比を１５：８５〜５０：５０とし、画素膜厚を０．８〜２．３μｍとすることによって、カラーフィルターの色再現範囲をＮＴＳＣ比９０％以上にすることができる。
【００６３】
本発明のカラーフィルターのホワイトバランスは、ＸＹＺ表色系色度図におけるホワイトの色度座標（ｘ、ｙ）により評価することができる。本発明のカラーフィルターのホワイトの色度座標（ｘ、ｙ）は、通常ｘ＝０．２９０〜０．３１５、ｙ＝０．２９０〜０．３１５、好ましくは、ｘ＝０．３００〜０．３１０、ｙ＝０．３００〜０．３１０であることが望まれる。例えば、赤色画素の顔料としてＰＲ１７７、ＰＲ２５４、およびＰＢ１５：６を使用し、緑色画素の顔料としてＰＧ７およびＰＹ１５０を使用し、青色画素の顔料としてＰＢ１５：６、ＰＶ２３、およびＰＹ１５０を使用することによって、ホワイトの色度座標（ｘ、ｙ）を、ｘ＝０．３００〜０．３１０、ｙ＝０．３００〜０．３１０とすることができる。
【００６４】
本発明のカラーフィルターのコントラスト比は、好ましくは５０００以上、より好ましくは７０００以上であることが望まれる。例えば、赤色画素の顔料としてＰＲ１７７、ＰＲ２５４、およびＰＢ１５：６を使用し、緑色画素の顔料としてＰＧ７およびＰＹ１５０を使用し、青色画素の顔料としてＰＢ１５：６、ＰＶ２３、ＰＹ１５０を使用し、かつ、これらの顔料の平均一次粒径を１〜５０ｎｍとすることによって、カラーフィルターのコントラスト比を７０００以上とすることができる。
【００６５】
次に、このカラーフィルターを用いて作製した本発明の液晶表示装置について説明する。上記カラーフィルター上に、必要に応じて透明保護膜を形成し、さらにその上にＩＴＯ膜などの透明電極を成膜する。次に、このカラーフィルター基板と、ＩＴＯ膜などの透明電極が透明基板上に形成された透明電極基板とを、さらにそれらの基板上に設けられた液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜、およびセルギャップ保持のためのスペーサーを介して、対向させて貼りあわせる。なお、透明電極基板上には、透明電極以外に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、および走査線、信号線などを設け、ＴＦＴ液晶表示装置や、ＴＦＤ液晶表示装置とすることができる。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後注入口を封止し、偏光板を基板の外側に貼りあわせた後、ＩＣドライバー、バックライト光源等を実装することにより液晶表示装置を作製することができる。
【００６６】
本発明の液晶表示装置に用いられバックライト光源としては、冷陰極蛍光管、熱陰極蛍光管、発光ダイオード（ＬＥＤ）、平面蛍光ランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。
【００６７】
本発明の液晶表示装置は、ＴＮ（Twisted  Nematic）方式、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式、ＩＰＳ（In-Plane switching）方式、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）方式等の液晶ディスプレイに適用できる。
【００６８】
本発明の液晶表示装置は、色再現範囲が広く、ホワイトバランスに優れるカラーフィルターを用いて形成されるため、視認性に優れる。
【実施例】
【００６９】
以下、好ましい実施態様を用いて本発明を更に詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明の効力はなんら制限されるものではない。
本発明のカラーフィルターの評価は以下の方法で行った。
【００７０】
＜測定方法＞
（カラーフィルターの色再現範囲）
大塚電子（株）製、顕微分光光度計“ＭＣＰＤ−２０００”を用いて、カラーフィルターの赤色画素、緑色画素、青色画素の透過スペクトルを測定した。測定した画素の透過率スペクトルとＬＥＤバックライト光源のスペクトルから赤色画素、緑色画素、青色画素のＸＹＺを求め、赤色画素、緑色画素、青色画素の色度座標（ｘ、ｙ）を算出した。その色度座標を結んでなる三角形の面積をＮＴＳＣ規格と比較し、カラーフィルターの色再現範囲を評価した。
（カラーフィルターのホワイトバランス）
上記と同様にして、赤色画素、緑色画素、青色画素のＸＹＺを求め、ホワイトの色度座標（ｘ、ｙ）を算出し、カラーフィルターのホワイトバランスの評価を行った。
（カラーフィルターの画素の膜厚）
東京精密（株）製、表面段差計“サーフコム１４００Ｄ”を用いて測定した。
（カラーフィルターのコントラスト比）
カラーフィルターを全測定面積に入るように偏光子と検光子の間に置き、偏光子と検光子が平行の時の光線透過率（Ｉ１）と、偏光子と検光子が直行したときの光線透過率（Ｉ２）の比（Ｉ１／Ｉ２）を測定することによりコントラスト比を算出した。偏光子と検光子には日東電工（株）製偏光フィルム“ＮＰＦ−Ｇ１２２０ＤＵＮ”を使用した。光源として熱陰極管を用いたバックライトユニットである明拓システム製“ＦＬ８Ａ−ＥＸ／７０”を使用し、色彩輝度計としてトプコン（株）製“ＢＭ−５Ａ”を使用した。
【００７１】
参考例１
８４ｇのＰＲ１７７（平均一次粒径３０ｎｍ）、５６ｇのＰＲ２５４（平均一次粒径４０ｎｍ）、１４０ｇの味の素ファインテクノ製“アジスパー”ＰＢ８２１のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（３０重量％）、９３ｇのダイセル化学製“サイクロマー”ＡＣＡ２５０（４５重量％溶液）、および６２７ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。このスラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機（ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノーミル”ＫＤＬ−Ａ）とチューブでつなぎ、メディアとして直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを使用して、３２００ｒｐｍ、３時間の分散処理を行い、赤色顔料分散液を得た。得られた赤色顔料分散液５２．６ｇに、５．７ｇの“サイクロマー”ＡＣＡ２５０（４５重量％溶液）、３．２ｇの日本化薬製多官能モノマー“カヤラッド”ＤＰＨＡ、０．５ｇのチバ・スペシャルティケミカルズ製光開始剤“イルガキュア”９０７、０．２ｇの日本化薬製増感剤“カヤキュア”ＤＥＴＸ−Ｓ、および３７．８ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加後、さらにｂｉｃ  ｃｈｅｍｉｅ社製界面活性剤“ＢＹＫ３３３”を固形分全体の２０００ｐｐｍになるよう添加し、感光性赤色着色剤組成物１を得た。感光性赤色着色剤組成物１において、各顔料の重量混合比は、ＰＲ１７７：ＰＲ２５４＝６０：４０であり、顔料と樹脂との重量混合比は、顔料：樹脂＝４２：５８であった。
【００７２】
参考例２
８２．７ｇのＰＲ１７７（平均一次粒径３０ｎｍ）、５５．２ｇのＰＲ２５４（平均一次粒径４０ｎｍ）、２．１ｇのカーボンブラック（平均一次粒径３０ｎｍ）を使用したこと以外は、参考例１と同様にして感光性赤色着色剤組成物２を作製した。感光性赤色着色剤組成物２において、各顔料の重量混合比は、ＰＲ１７７：ＰＲ２５４：カーボンブラック＝５９．１：３９．４：１．５であり、顔料と樹脂との重量混合比は、顔料：樹脂＝４２：５８であった。
【００７３】
参考例３
８２．７ｇのＰＲ１７７（平均一次粒径３０ｎｍ）、５５．２ｇのＰＲ２５４（平均一次粒径４０ｎｍ）、２．１ｇのＰＢ１５：６（平均一次粒径３０ｎｍ）を使用したこと以外は、参考例１と同様にして感光性赤色着色剤組成物３を作製した。感光性赤色着色剤組成物３において、各顔料の重量混合比は、ＰＲ１７７：ＰＲ２５４：ＰＢ１５:６＝５９．１：３９．４：１．５であり、顔料と樹脂との重量混合比は、顔料：樹脂＝４２：５８であった。
【００７４】
参考例４
９８ｇのＰＧ７（平均一次粒径３０ｎｍ）、４２ｇのＰＹ１５０（平均一次粒径３０ｎｍ）、１４０ｇの味の素ファインテクノ製“アジスパー”ＰＢ８２１のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（３０重量％）、９３ｇのダイセル化学製“サイクロマー”ＡＣＡ２５０（４５重量％溶液）、および６２７ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。このスラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機（ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノーミル”ＫＤＬ−Ａ）とチューブでつなぎ、メディアとして直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを使用して、３２００ｒｐｍ、３時間の分散処理を行い、緑色顔料分散液を得た。
【００７５】
得られた緑色顔料分散液５２．６ｇに、５．７ｇの“サイクロマー”ＡＣＡ２５０（４５重量％溶液）、３．２ｇの日本化薬製多官能モノマー“カヤラッド”ＤＰＨＡ、０．５ｇのチバ・スペシャルティケミカルズ製光開始剤”イルガキュア”９０７、０．２ｇの日本化薬製増感剤”カヤキュア”ＤＥＴＸ−Ｓ、および３７．８ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加後、さらにｂｉｃ  ｃｈｅｍｉｅ社製界面活性剤“ＢＹＫ３３３”を固形分全体の２０００ｐｐｍになるよう添加し、感光性緑色着色剤組成物１を得た。感光性緑色着色剤組成物１において、各顔料の重量混合比は、ＰＧ７：ＰＹ１５０＝７０：３０であり、顔料と樹脂との重量混合比は、顔料：樹脂＝４２：５８であった。
【００７６】
参考例５
９７．４ｇのＰＧ７（平均一次粒径３０ｎｍ）、４１．９ｇのＰＹ１５０（平均一次粒径３０ｎｍ）、０．７ｇのＰＶ２３（平均一次粒径４０ｎｍ）を使用したこと以外は、参考例４と同様にして感光性緑色着色剤組成物２を作製した。感光性緑色着色剤組成物２において、各顔料の重量混合比は、ＰＧ７：ＰＹ１５０：ＰＶ２３＝６９．６：２９．９：０．５であり、顔料と樹脂との重量混合比は、顔料：樹脂＝４２：５８であった。
【００７７】
参考例６
１１２ｇのＰＢ１５：６（平均一次粒径３０ｎｍ）、２８ｇのＰＶ２３（平均一次粒径４０ｎｍ）、１４０ｇの味の素ファインテクノ製“アジスパー”ＰＢ８２１のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（３０重量％）、９３ｇのダイセル化学製“サイクロマー”ＡＣＡ２５０（４５重量％溶液）、および６２７ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。このスラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機（ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノーミル”ＫＤＬ−Ａ）とチューブでつなぎ、メディアとして直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを使用して、３２００ｒｐｍ、３時間の分散処理を行い、青色顔料分散液を得た。
得られた青色顔料分散液５２．６ｇに、５．７ｇのサイクロマーＡＣＡ２５０（４５重量％溶液）、３．２ｇの日本化薬製多官能モノマー“カヤラッド”ＤＰＨＡ、０．５ｇのチバ・スペシャルティケミカルズ製光開始剤“イルガキュア”９０７、０．２ｇの日本化薬製増感剤“カヤキュア”ＤＥＴＸ−Ｓ、および３７．８ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加後、さらにｂｉｃ  ｃｈｅｍｉｅ社製界面活性剤“ＢＹＫ３３３”を固形分全体の２０００ｐｐｍになるよう添加し、感光性青色着色剤組成物１を得た。感光性青色着色剤組成物１において、各顔料の重量混合比は、ＰＢ１５:６：ＰＶ２３＝８０：２０であり、顔料と樹脂との重量混合比は、顔料：樹脂＝４２：５８であった。
【００７８】
参考例７
１１１．４ｇのＰＢ１５:６（平均一次粒径３０ｎｍ）、２７．９ｇのＰＶ２３（平均一次粒径４０ｎｍ）、０．７ｇのカーボンブラック（平均一次粒径３０ｎｍ）を使用したこと以外は、参考例６と同様にして感光性青色着色剤組成物２を作製した。感光性青色着色剤組成物２において、各顔料の重量混合比は、ＰＢ１５:６：ＰＶ２３：カーボンブラック＝７９．６：１９．９：０．５であり、顔料と樹脂との重量混合比は、顔料：樹脂＝４２：５８であった。
【００７９】
参考例８
１１１．４ｇのＰＢ１５:６（平均一次粒径３０ｎｍ）、２７．９ｇのＰＶ２３（平均一次粒径４０ｎｍ）、０．７ｇのＰＹ１５０（平均一次粒径３０ｎｍ）を使用したこと以外は、参考例６と同様にして感光性青色着色剤組成物３を作製した。感光性青色着色剤組成物３において、各顔料の重量混合比は、ＰＢ１５:６：ＰＶ２３：ＰＹ１５０＝７９．６：１９．９：０．５であり、顔料と樹脂との重量混合比は、顔料：樹脂＝４２：５８であった。
【００８０】
実施例１
透明基板上に参考例２で得られた感光性赤色着色剤組成物２をスピナーにより塗布した後、熱風オーブン中９０℃で１０分加熱処理することにより、赤色着色膜を得た。次にネガマスクを介し所定領域を露光し、０．０４％水酸化カリウム水溶液に、非イオン界面活性剤として“エマルゲン”Ａ−６０（ＨＬＢ１２．８、ポリオキシエチレン誘導体））（花王（株）製）を現像液総量に対して０．１質量％添加したアルカリ現像液で９０秒間揺動しながら浸漬を行い現像し、続いて純水洗浄することにより、パターンニング基板を得た。得られたパターンニング基板を熱風オーブン中で２２０℃で３０分保持することにより、アクリル系樹脂の硬化を行い、赤色画素を作製した。つぎに、参考例４で得られた感光性緑色着色剤組成物１、および参考例６で得られた感光性青色着色剤組成物１を用いて、赤色画素と同様の手順で緑色画素および青色画素のパターンニングし、カラーフィルターを作製した。なお、カラーフィルターの赤色画素、緑色画素、青色画素の硬化後膜厚が２．２μｍなるように、着色剤組成物のスピナー回転数を調整した。
【００８１】
実施例２
参考例２で得られた感光性赤色着色剤組成物２を用いて赤色画素を作製し、参考例４で得られた感光性緑色着色剤組成物１を用いて緑色画素を作製し、参考例７で得られた感光性青色着色剤組成物２を用いて青色画素を作製したこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
【００８２】
実施例３
参考例３で得られた感光性赤色着色剤組成物３を用いて赤色画素を作製し、参考例４で得られた感光性緑色着色剤組成物１を用いて緑色画素を作製し、参考例６で得られた感光性青色着色剤組成物１を用いて青色画素を作製したこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
【００８３】
実施例４
参考例３で得られた感光性赤色着色剤組成物３を用いて赤色画素を作製し、参考例４で得られた感光性緑色着色剤組成物１を用いて緑色画素を作製し、参考例８で得られた感光性青色着色剤組成物３を用いて青色画素を作製したこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
【００８４】
実施例５
参考例３で得られた感光性赤色着色剤組成物３を用いて赤色画素を作製し、参考例５で得られた感光性緑色着色剤組成物２を用いて緑色画素を作製し、参考例６で得られた感光性青色着色剤組成物１を用いて青色画素を作製したこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
【００８５】
比較例１
参考例１で得られた感光性赤色着色剤組成物１を用いて赤色画素を作製し、参考例４で得られた感光性緑色着色剤組成物１を用いて緑色画素を作製し、参考例６で得られた感光性青色着色剤組成物１を用いて青色画素を作製したこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
【００８６】
実施例１〜５、比較例１で得られたカラーフィルターの赤色画素、緑色画素、青色画素の各顔料の重量混合比を表１に示す。
【００８７】
【表１】
2010152054.tif 000002
【００８８】
実施例１〜５、比較例１で得られたカラーフィルターのホワイトバランス、色再現範囲、およびコントラスト比の評価結果を表２に示す。
【００８９】
表２に示したとおり、実施例１は、赤色画素に黒色顔料としてカーボンブラックを含有するためカラーフィルターの色再現範囲が広く、ホワイトバランスが良好であった。実施例２は、赤色画素および青色画素にカーボンブラックを含有するため、カラーフィルターの色再現範囲が広く、ホワイトバランスが特に良好であった。実施例３は、赤色画素に補色顔料としてＰＢ１５：６を含有するためカラーフィルターの色再現範囲が広く、コントラスト比が高く、ホワイトバランスが良好であった。実施例４は、赤色画素に補色顔料としてＰＢ１５：６を含有し、青色画素に補色顔料としてＰＹ１５０を含有するためカラーフィルターの色再現範囲が広く、コントラスト比が高く、ホワイトバランスが特に良好であった。実施例５は、赤色画素に補色顔料としてＰＢ１５：６を含有し、緑色画素に補色顔料としてＰＶ２３を含有するため、ホワイト色度が青みにずれたものの、ホワイトバランスは許容範囲内であった。
【００９０】
一方、比較例１は、いずれの画素も黒色顔料、補色顔料のいずれも含有しないためホワイト色度が赤みにずれ、ホワイトバランスが不良であった。
【００９１】
【表２】
2010152054.tif 000003
【００９２】
実施例６
実施例１で作製したカラーフィルター上に、透明電極として膜厚１４０ｎｍのＩＴＯ膜を成膜後、ポリイミド系の配向膜を設けラビング処理を施した。一方、ＴＦＴ素子、走査線、信号線、透明電極、配向膜等からなる液晶表示素子用基板を作製した。この２枚の基板の額縁部にシール剤を塗布し貼り合わせた。次にシール部に設けられた注入口から液晶を注入した後注入口を封止し、ＩＣドライバー、ＬＥＤバックライトを実装することにより液晶表示装置を作製した。
【００９３】
実施例７
実施例２で得られたカラーフィルターを使用したこと以外は、実施例６と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００９４】
実施例８
実施例３で得られたカラーフィルターを使用したこと以外は、実施例６と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００９５】
実施例９
実施例４で得られたカラーフィルターを使用したこと以外は、実施例６と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００９６】
実施例１０
実施例５で得られたカラーフィルターを使用したこと以外は、実施例６と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００９７】
比較例２
比較例１で得られたカラーフィルターを使用したこと以外は、実施例６と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００９８】
実施例６〜１０、比較例２で作製した液晶表示装置について画質を比較したところ、実施例６〜１０の液晶表示装置は、白表示が良好で、視認性が優れていたのに対し、比較例２の液晶表示装置は、白表示が赤みにずれ不良で、視認性が劣っていた。さらに、実施例９の液晶表示装置は、白表示が自然な白であり、黒表示に奥行きがあり、視認性が最も良好であった。