JP2006201376A - 液晶ディスプレイ用フィルター及びそれを用いた液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶ディスプレイにおける色純度を、ディスプレイのホワイトポイントを実質的にずらさずに向上させる液晶ディスプレイ用フィルターを提供すること。
【解決手段】 ４９５ｎｍから５０７ｎｍの間に吸収ピークを有する青色改善色素と、５８５ｎｍから６００ｎｍの間に吸収ピークがある赤色改善色素であって、前記青色改善色素の吸収ピークとのピーク間隔が８５ｎｍ以上９３ｎｍ以下である赤色改善色素とを含有し、８００ｎｍの吸光度（ａｂｓ）を基準の０とした時の、５００ｎｍ近傍の吸光ピークの値（ａｂｓ１）及び半値幅（ｗ１）と、５９０ｎｍ近傍の吸光ピークの値（ａｂｓ２）及び半値幅（ｗ２）で表される比（ａｂｓ１×ｗ１）／（ａｂｓ２×ｗ２）が１．３以上１．８以下とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は液晶ディスプレイ用フィルターに関し、特に輝度の低下を抑制しながら色調を補正するための液晶ディスプレイ用フィルターに関する。
本発明はまた、このような液晶ディスプレイ用フィルターを用いた液晶ディスプレイに関する。

近年、液晶ディスプレイは大型化や画質の向上に伴い、テレビ用、ＤＶＤ観賞用など従来とは異なる用途で利用されるようになり、さらなる画質の向上が求められるようになった。液晶ディスプレイの画質における課題には、視野角依存性、応答速度、色再現性、輝度、コントラストなどがあるが、この中で、色再現性、輝度、コントラストの問題は、バックライト光源と、カラーフィルターが密接に関係している。

液晶ディスプレイに用いられるバックライト光源としては、中型（６〜１０インチ程度）以上のディスプレイには３波長発光形蛍光管、携帯電話などの小型機器には白色ＬＥＤが広く用いられている。３波長発光形蛍光管は、安価で高輝度であるという利点を有するが、発光特性が蛍光体由来なのでカラーフィルターを用いても色純度が制限されること、水銀を用いていることなどの問題がある。また、白色ＬＥＤは、ダイオードによる青の発光と蛍光体による黄色の発光の合成で白色を表示しているため、カラーフィルターを用いても色純度が低いなどの問題がある。この色純度の問題はカラーフィルターの特性を制御することによってある程度改善できるが、色純度を上げるためにカラーフィルターに用いる顔料の添加量や膜厚を上げるとコントラストや輝度が低下するなどの問題があるため、カラーフィルターによる改善にも限界があり、画質を大幅に改善するのは困難である。

近年、これらの問題を改善するために、３原色すべてをＬＥＤで発光させるバックライトや、有機ＥＬバックライトなどが提案されており、特にＬＥＤとカラーフィルターとの組み合わせでＮＴＳＣ比（米国テレビジョン標準化委員会(NTSC)が定めた地上波アナログカラーテレビ放送規格で定められる色度域に対する色再現範囲を面積比で表した値）１００％を越える液晶ディスプレイが製造可能であることが示されている（非特許文献１参照）が、輝度、寿命、コストなどを含めたすべての要求を満足しているとは言えない。

これらの事情を鑑み、発明者らは、３波長発光形蛍光管において色純度を悪化させる要因となっている副発光を選択的に吸収する、半値幅の狭い色素をコートしたフィルム（以下、色改善フィルターという）を用い、輝度の低下を抑えながら色純度を向上させる技術を提案した（特許文献１参照）。

特開２００３−１９５２７８号公報 「ＬＥＤバックライト液晶，高速応答パネル 世界中から新技術が続々」、NIKKEI MICRODEVICES, November 2004, No.233, pp.67-72, 日経ＢＰ社

特許文献１記載の色改善フィルターは、従来液晶ディスプレイに用いられている光学フィルムに色素層をコートするだけで製造できるので、部材点数を増やさず、また製造コストのアップもほとんどない。しかし、このフィルムは、３波長発光形蛍光管の副発光を効果的に吸収するものの、フィルム自体が着色して見えたり、ディスプレイのホワイトポイントがずれてしまうなどの問題があった。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、液晶ディスプレイのホワイトポイントのずれを抑制しながら色純度の向上を実現する液晶ディスプレイ用フィルターを提供することをその目的とする。

液晶ディスプレイのホワイトバランス（ホワイトポイント）は、基本的には青、緑、赤の三原色の色度及び輝度バランスで決定される。従って、３波長発光形蛍光管の副発光を本発明のように半値幅の狭い２つの色素で吸収して色純度の改善を行う場合、三原色の色度が改善できたとしても、その輝度バランスが適切となるように制御しなければ、ディスプレイのホワイトポイントを所定の色度に合わせることは出来ない。

このような観点から本発明者は鋭意検討した結果、適切な吸収ピークと半値幅を示す色素の組み合わせを選択し、その吸収特性に応じた適切な配合比の組成物をコートした色改善フィルターを用いることにより、白の色度のずれを十分抑制できることを見出した。また、このような白の色度ずれ抑制を達成するための色素の半値幅、吸収ピーク波長、配合比に一定の規則性があることを見出し、本発明に到達した。

具体的には、上述の目的は、４９５ｎｍから５０７ｎｍの間に吸収ピークを有する青色改善色素と、５８５ｎｍから６００ｎｍの間に吸収ピークがある赤色改善色素であって、青色改善色素の吸収ピークとのピーク間隔が８５ｎｍ以上９３ｎｍ以下である赤色改善色素とを含有する液晶ディスプレイ用フィルターであって、８００ｎｍの吸光度（ａｂｓ）を基準の０とした時の、５００ｎｍ近傍の吸光ピークの値（ａｂｓ１）及び半値幅（ｗ１）と、５９０ｎｍ近傍の吸光ピークの値（ａｂｓ２）及び半値幅（ｗ２）で表される比（ａｂｓ１×ｗ１）／（ａｂｓ２×ｗ２）が１．３以上１．８以下であることを特徴とする液晶ディスプレイ用フィルターによって達成される。

このような構成により、本発明によれば、液晶ディスプレイのホワイトポイントを実質的にずらすことなくその色純度を改善することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る液晶ディスプレイの断面構造を示す概略図である。
本明細書において、液晶ディスプレイとは、液晶分子の電気光学効果、即ち光学異方性（屈折率異方性）、配向性等を利用し、任意の表示単位に電界印加或いは通電して液晶の配向状態を変化させ、光線透過率や反射率を変えることで駆動する、光シャッタの配列体である液晶セルを用いて表示を行うものをいう。

図１において、液晶ディスプレイは、大きく分けて、液晶パネルとも呼ばれる液晶セル部１０と、液晶セル部１０全体を均一な光で照射する面光源装置（バックライト）１１とからなる。液晶セル部１０は、層状の構成を有し、表面側（外側）から順に、偏光板１９、ガラス基板２０、カラーフィルター２１、液晶層２２、ガラス基板２３、偏光板２４を備えている。

代表的な面光源装置１１は、図１に示すように、透光材料からなる平板状の導光体１と、導光体１の一側端面１ａに対向して配置される、３波長発光形蛍光管からなる線状光源２と、線状光源２を覆うように配置されるリフレクター３とを有する。そして、線状光源２からの直接光とリフレクター３で反射された反射光の両方を側端面１ａから導光体１へ入射させるように構成される。導光体１の一表面は光出射面１ｂとされ、この光出射面１ｂの上に、光拡散シート９と、表面に三角プリズムアレー（集光素子）４を形成した集光フィルム５がプリズムの頂角を観察者側に向けて設置されている。他方、導光体１の光出射面１ｂに対向する面１ｃには、光散乱性インキにより印刷されたドットパターン状の光取り出し機構が設けられている。さらに、導光体１の面１ｃに対向して、光反射シート７が設けられている。

本実施形態の液晶ディスプレイは、前述の如く、３波長発光形蛍光管の副発光を選択的にカットすることにより色調の改善を図ると同時に、液晶ディスプレイのホワイトポイントのずれを十分抑制可能な液晶ディスプレイ用フィルター（色改善フィルター）を用いることを特徴とする。

上述したように、従来、３波長発光形蛍光管の青と緑の間に存在する副発光を吸収する色素と、緑と赤の間に存在する副発光を選択的に吸収する色素とを用いて色純度の改善を実現する試みがなされてきている。しかしながら、その組合せとホワイトポイントのずれとの関係については十分な検討がなされていなかった。

現存する色素の吸収ピークは必ず有限の幅をもち、通常半値幅で６０ｎｍ程度である。そして、副発光ピークは主発光ピークに近い波長を有するため、副発光ピーク波長に最大吸収波長λｍａｘをもつ色素があっても、吸収スペクトルの裾野が主発光ピーク波長にかかってしまい、副発光部のみをなくすことは不可能である。つまり、図２に示すような発光スペクトルを有する３波長発光形蛍光管の副発光として問題となる、青（ピーク波長４５０ｎｍ）と緑（ピーク波長５４３ｎｍ）の間の副発光（ピーク波長４９０ｎｍ）を選択的に吸収する色素（青緑副発光吸収色素又は青色改善色素という）は、同時に、青と緑（もしくはその近傍）の光を吸収しており、同様に、緑（ピーク波長５４３ｎｍ）と赤（ピーク波長６１１ｎｍ）の間の副発光（ピーク波長５８５ｎｍ）を吸収する色素（橙副発光吸収色素又は赤色改善色素という）も、緑と赤（もしくはその近傍）の光を吸収している。

従って、青緑副発光吸収色素と橙副発光吸収色素によって吸収される青、緑、赤の光の吸収量のバランスが崩れると、ホワイトポイントのずれが発生することになる。そのため、ホワイトポイントのずれを抑制しながら色調の改善を実現するには、副発光を選択的に吸収可能な色素の組合せのうち、青、緑及び赤の光の吸収量がバランスするような特定の組合せを用いる必要がある。

また、赤や青の光と異なり、緑の光は橙副発光吸収色素、青緑副発光吸収色素の両方により吸収されるため、３色の光がバランス良く吸収される様に吸収されるようにするためには、半値幅が小さい色素（好ましくは半値幅５０ｎｍ以下）を用いるだけでなく、その吸収ピークの位置についても考慮する必要がある。

このような観点から本発明者が検討したところによれば、波長４９５ｎｍ〜５０７ｎｍの間に吸光度（ａｂｓ）のピークを有する色素と、波長５８５ｎｍ〜６００ｎｍの間に吸光度（ａｂｓ）のピークを有する色素との組合せが好適であることが見出された。

このような吸光度ピークの関係を満たさない色素の組合せを用いると、たとえ色純度の改善効果が得られたとしても、ホワイトポイントのずれが大きくなる上、色素の配合量を制御しても、ホワイトポイントのずれを十分抑制することが出来ない。

波長４９５ｎｍ〜５０７ｎｍの間に吸光度（ａｂｓ）のピークを有する色素は、３波長発光形蛍光管における青の色純度を改善する色素（青色改善色素）である。
本発明において用いることのできる、波長４９５ｎｍ〜５０７ｎｍの間に吸光度（ａｂｓ）のピークを有する色素としては、例えば［化１］に示すピラゾール系スクアリリウム化合物を挙げることができる。

また、本発明において用いることのできる、波長５８５ｎｍ〜６００ｎｍの間に吸光度（ａｂｓ）のピークを有する、赤の色純度を改善する色素（赤色改善色素）としては、例えば［化２］として示すジフェニルスクアリリウム系化合物を挙げることができる。

ここで、これらのスクアリリウム系化合物は、例えばＡｎｇｅｗ． Ｃｈｅｍ． ７７ ６８０−６８１（１９６５）記載の方法によって、あるいはそれに準じて製造することができる。

液晶ディスプレイのホワイトポイントのずれを抑制するには、上述した特定の吸光度ピークの関係を満たす色素の組合せを用いることだけでなく、その配合比を適切に設定することが必要である。本発明においては、本発明によるフィルターを用いない場合の液晶ディスプレイのホワイトポイントと、用いた場合のホワイトポイントとのずれが、ｘｙ色度におけるｘ、ｙの差としていずれも５／１０００以下であるものを、ホワイトポイントのずれが実質的にないものと見なす。

本発明者の検討によれば、これらの色素を用いて形成したフィルターの吸収スペクトルが、８００ｎｍにおける吸光度（ａｂｓ）を０としたときの、青緑副発光吸収色素由来の５００ｎｍ近傍の吸光度ピーク値（ａｂｓ１とする）とその半値幅（ｗ１（ｎｍ）とする）と、橙副発光吸収色素由来の５９０ｎｍ近傍の吸光度ピーク値（ａｂｓ２とする）とその半値幅（ｗ２（ｎｍ）とする）とが、
Ｔ＝（ａｂｓ１×ｗ１）／（ａｂｓ２×ｗ２）で表される値Ｔが１．３以上、１．８以下となるように青緑副発光吸収色素と橙副発光吸収色素の配合量を制御することで、ホワイトポイントを実質的にずらすことなく、色純度の改善を実現できることが判明した。

すなわち、ａｂｓ１、ｗ１は青緑副発光吸収色素の配合量に、ａｂｓ２、ｗ２は橙副発光吸収色素の配合量に依存するので、上述の値Ｔにより、色素の配合比を適切に定めることができる。

また、上述の値Ｔの条件を満たしながら、具体的にどのような配合量とするかは、色純度の改善度合い（配合量が多い方が改善度が高い）と、輝度の低下（配合量が多いと輝度低下が大きい）とを勘案して適宜定めることができる。具体的には、例えばＮＴＳＣ比の向上が２％以上、８％以下となるように定めたり、輝度（ａｂｓ）の低下が０．２以上、１以下となるように定めたりすることができる。

このような条件を満たす色素を用いた色改善フィルターは、例えば以下のいずれかの形態により、液晶ディスプレイに適用することができる。
（１）バインダー樹脂に色素を溶解して形成したフィルター、もしくはバインダー樹脂に色素を溶解したコーティング液を透明基材フィルムに塗布して形成したフィルターを光路中に配置する。
（２）バインダー樹脂に色素を溶解したコーティング液を、透過型液晶ディスプレイ装置に一般に用いられる光学系要素、例えば面光源装置の導光体、反射シート、光拡散シート、集光シート、偏光フィルム、反射防止フィルム、視野角拡大フィルム、位相差フィルム等の上面又は下面にコーティングし、色改善フィルター機能を有する層（色改善フィルター層）を設ける。
（３）透過型液晶ディスプレイ装置に一般に用いられる光学系構成要素、面光源装置の導光体、光拡散シート、偏光フィルム、反射防止フィルム、視野角拡大フィルム等の作成時に色素を混入することによりこれら構成要素自体に色改善フィルターの機能を持たせる。

（１）又は（２）におけるバインダー樹脂としては、透明性が高く、所望の吸収スペクトルを有する色素が樹脂中で安定に分子状で存在できる、即ち色素との相溶性の高い樹脂であればいずれのものでも使用できる。たとえば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン樹脂、シリケート樹脂、等があげられる。

色改善フィルター層の形成方法としては、上記のバインダー樹脂と色素を共通溶媒に溶解した後、塗布乾燥する方法、上記のバインダー樹脂の前駆体であるモノマーと色素とを塗布し熱又は光により硬化する方法、等が挙げられる。

（３）の場合、偏光フィルム、光拡散シート、視野角拡大フィルム、反射防止フィルム、位相差フィルム等をフィルム状に成型する前に色素と混練することにより、フィルムそのものを所望の色に着色させる方法で得ることができる。導光板の場合も射出成型等によって板状に加工する前に色素と混練することにより得られる。また、光拡散シートは、基材フィルム（ＰＥＴフィルムなど）にほぼ透明なビーズを分散した光硬化性樹脂からなるコーティング層を塗布して形成するので、このコーティング層を形成するコーティング液にあらかじめ色素を混ぜておき、光拡散シートに色改善フィルターの機能を与えても良い。また、基材フィルム自体を色改善フィルターで構成しても良い。

なお、上述した副発光吸収色素は、吸収スペクトルの制御性には優れているものの、光や熱による劣化を受け易い特性を有している。そのため、紫外線吸収作用やフリーラジカル安定化作用、酸化防止作用等の機能を有する、いわゆる光安定剤を色素と共に配合することが好ましい。ここで、代表的な光安定剤としては、有機系紫外線吸収剤（ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、オギザニリド系、ホルムアミジン系）、無機系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、アリールエステル系光安定剤、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられ、これらを光学特性が犠牲にならない程度に適度に適量配合し、有機色素の劣化を抑えることが好ましい。

より具体的には、例えば有機系紫外線吸収剤としては、２−（２‘−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２‘−ヒドロキシ−３’，５‘−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノン、フェニルサルシレート、４−ｔ−ブチルフェニルサルシレート、２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル４−ヒドロキシ安息香酸ｎ−ヘキサデシルエステル、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４‘−ヒドロキシベンゾエート等を挙げることができる。

さらに、無機系紫外線吸収剤としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄、硫酸バリウム等を挙げることができる。ここで、紫外線吸収剤としては、透過率が５０％となる波長が３５０〜４２０ｎｍであることが好ましく、より好ましくは３６０〜４００ｎｍであり、３５０ｎｍより短波長では紫外線吸収能が弱く、４２０ｎｍより長波長では着色が強くなり好ましくない。

また、色素とともに光安定剤を配合する態様の他にも、光劣化に重大な影響を及ぼす紫外線を吸収する層を別途設け、これによって色素の劣化を抑える態様も実施可能である。即ち、色改善フィルター（又は色改善フィルター層）を紫外線吸収及び／又は反射層で挟み込む態様、一方のコーティング層に色素を分散させ、他方のコーティング層に紫外線吸収剤を分散させる態様等が実施可能である。

上述の（１）〜（３）の態様のうち、特に生産性が高いのは、面光源装置に用いられる光拡散シート及び／又は集光シートに色改善フィルターの機能を持たせる態様である。具体的にはこれらのシートを生産する過程で行われるバインダー樹脂溶液のコーティングや光硬化性樹脂のコーティングにおいて、コーティング液に色素を添加しておくことで、新たな工程を付加することなく（２）の形態で容易に本発明の色改善フィルター（色改善フィルター層）を得ることが出来る。

ただし、上述の通り副発光吸収色素は熱や光により劣化しやすい特性を有している。そのため、耐候性という観点からすれば、光源でありかつ熱源である面光源装置を構成する要素に色改善フィルターを設ける、或いは要素自体に色改善フィルターの機能を持たせることは、たとえ光安定剤を配合したとしても良好な環境とは言えない。

そのため、生産性を重視するか、耐候性を重視するかに応じて、色改善フィルターの設置位置を決定することが望ましい。耐候性が重視される場合には、面光源装置から離れた位置に色改善フィルターを設けることが好ましく、具体的には液晶パネルに含まれるカラーフィルターよりも外側（ディスプレイの前面側）に設けることが好ましい。すなわち、カラーフィルターよりも外側の構成要素の表面に色改善フィルター層を形成するか、カラーフィルターよりも外側の構成要素として、単体の色改善フィルターを配置する。

生産性を重視して光拡散シート及び集光シートに色改善フィルター層を設ける場合、成型性に優れた熱可塑性樹脂の基材フィルムに、上述の条件を満たす色素が配合された色改善フィルター層を、少なくとも一層設ける。

ここで、熱可塑性樹脂からなる基材フィルムとしては、高い透明性を有しながら、適度な剛性を保持し、かつ、光源、即ち冷陰極管等の放電管から発せられる熱を受けた際に撓んでしまうことのない材質が好適である。具体的には、厚み３０μｍ〜３５０μｍ、好ましくは４０μｍ〜３００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ〜２５０μｍの、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ノルボルネン系環状ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート等からなるフィルムが好適であり、中でも２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム若しくは２軸延伸ポリプロピレンフィルムは剛性が高く、腰が強いことから、熱による撓みも少なく最も好適である。

また、このような基材フィルムに、上述の条件を満たす色素が配合された色改善フィルター層を少なくとも一層設けて、（１）の態様による単体の色改善フィルターを形成することも可能である。このような単体の色改善フィルターは、液晶ディスプレイの光路中に配置して用いる。

以上説明したように、本発明によれば、吸収ピーク波長とその間隔について特定の条件を満たす青緑副発光吸収色素と橙副発光吸収色素とを組み合わせ、かつ特定の配合比を満たすように配合することにより、フィルターの使用によるディスプレイのホワイトポイントのずれを実質的に無くしながら、色純度の改善を実現できる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。

（１）色素インクの調製
ジメトキシエタンとトルエンの１：１の混合溶媒１０ｇに、［化１］に示した青緑副発光吸収色素Ａ（吸収ピーク：５０４ｎｍ、半値幅：４２ｎｍ）、色素Ａと類似の構成を有する、以下の［化３］に示す化学式で表される色素Ｂ（吸収ピーク：４８９ｎｍ、半値幅：４１ｎｍ）、［化２］に示した橙副発光吸収色素Ｃ（吸収ピーク：５９３ｎｍ、半値幅：４０ｎｍ）、バックコート用ビーズ（ガンツ化成製、ガンツパールＧＭ−０４０１Ｓ）を、表１に示す８通りの配合量で溶解、或いは分散させた。なお、色素の配合量は、結果として得られる色改善フィルターの使用により実現される色改善効果（具体的にはＮＴＳＣ比の増加）がほぼ一定になるように調整した。バックコート用ビーズはバインダー樹脂に対し０．２重量％とした。続いてバインダー樹脂（三菱レーヨン製、アクリル樹脂ＢＲ−８０）、１．７ｇを溶解させ、色素インクとした。

（２）色改善フィルターの作製
拡散シート（きもと製、ＴＬ２、バックコート無し）に、上記の方法で作製した色素インクをバーコーターで塗布し、１３０℃で１分間乾燥した。このようにして、色改善フィルターの機能を有する拡散シートを生成した。

（３）吸光度の測定
製造した色改善フィルターの吸光度（分光特性）を、島津製作所製分光光度計ＵＶ３１５０により測定し、８００ｎｍにおける吸光度を０として補正した値を求めた。また、この補正した分光特性から求められる色素由来の吸収ピーク（ａｂｓ１，ａｂｓ２）、半値幅（ｗ１、ｗ２）から、（ａｂｓ１／ａｂｓ２）及び（ａｂｓ１×ｗ１）／（ａｂｓ２×ｗ２）の値をそれぞれを求めた。
補正後の分光特性を図３及び図４に、値を表１に示す。

（４）色改善フィルターの評価
作製した色改善フィルターを、評価に用いる液晶ディスプレイとしての液晶テレビの大きさに合わせて裁断し、液晶テレビを分解してバックライトと液晶パネルの間にある光学フィルムに含まれる拡散シートと交換することで、評価を行った。

具体的には、ホワイトポイントの異なるＡ社製液晶テレビとＢ社製液晶テレビについて、拡散シートを交換しない状態（比較例１、比較例７）、フィルター１、２、６〜８と交換した状態（比較例２〜６、比較例８〜１２）及びフィルター３〜５と交換した状態（実施例１〜３、実施例４〜６）で赤、緑、青及び白の各色が点灯するよう各液晶テレビを制御し、各色表示時の色度、輝度を輝度測定装置（トプコム製ＢＭ−７）により、視野角２度で測定した。

各々の条件において測定した赤、緑及び青の色度の測定結果からＮＴＳＣ比を求めた。また、拡散シートを交換しない状態で測定したホワイトポイント（白色表示のｘｙ色度）と、拡散シートを交換して測定したホワイトポイントとの差を値を求めた。結果を表２〜表５及び図５、６に示す。

表２に記載したように、Ａ社製液晶テレビに色改善フィルターを適用していない比較例１に対し、色改善フィルターを適用した実施例１〜３、比較例２〜６はいずれもＮＴＳＣ比が約４．５％向上しており、同程度の色純度改善の効果があることが確認できる。

しかし、表３と、図５に示すように、白色表示時のｘ−ｙ色度は、各フィルターで違いがある。表３及び図５から、青緑副発光吸収色素である色素Ａや色素Ｂの割合が多くなる（ａｂｓ１×ｗ１／ａｂｓ２×ｗ２が大きくなる）と、ｘｙ色度図上のｘ座標値が大きくなって赤みが増し、色素Ａや色素Ｂの割合が少なくなる（ａｂｓ１×ｗ１／ａｂｓ２×ｗ２が小さくなる）と、ｘ座標値が小さくなる、つまり青みが増すことがわかる。

また、表３及び図５に記載している白のｘ−ｙ色度の結果をより詳細に見ていくと、色素Ａと色素Ｃを組み合わせて用いる場合、配合比を様々に変えたフィルターを用いて評価した白色のｘ−ｙ色度から得られる近似直線が、Ａ社製液晶テレビの本来の白色度（拡散シートの交換をしていない比較例１の値）に十分に近づくことが分かる。

つまり、吸収ピークについての条件を満たす色素Ａと色素Ｃとの組合せを用いた場合、色素の配合比を実施例１〜３の様に適切に調整すれば、ホワイトポイントのｘ、ｙ色度のずれが±５／１０００（±０．００５）以内の色改善フィルターを実現できることが理解される。

また、比較例４，５においては、吸収ピークが５０４ｎｍの色素Ａの代わりに吸収ピークが４８９ｎｍの色素Ｂを用いているが、この場合、色度図上で得られる曲線が本来の白の色度から離れてしまっているため、色素の配合比を変えても白色度のｘ座標、ｙ座標の差が５／１０００以内の色改善フィルターは作製できないことがわかる。色素Ａ及び色素Ｂは、青と緑の中間の副発光を吸収する機能を果たしているが、吸収ピークが４８９ｎｍの色素Ｂの吸収帯は吸収ピークが５０４ｎｍの色素Ａより短波長側にシフトしているために、青と、緑の吸収バランスが変化し、緑と赤の間の副発光を吸収する色素Ｃの、緑と赤の吸収バランスと適合せず、白の色度を変化させないための青、緑、赤の輝度バランスの補償ができなくなったためと考えられる。

実施例４〜６、比較例７〜１２は同様な実験をＢ社製液晶テレビを用いて行ったものである。表５に示すように、実施例４〜６、比較例８〜１２とも、色改善フィルターを用いない比較例７に対して色純度を示すＮＴＳＣ比がそれぞれ約５．８％改善されているが、色素Ａや、色素Ｂの割合が多いと白の色度ｘが大きく、つまり赤側にシフトし、色素Ｃの割合が多いと白の色度ｘが小さく、つまり青側にシフトしている。

図６を参照すると、実施例１〜３、比較例１〜７の場合と同様、色素Ａと色素Ｃの組み合わせでは配合比を調製することで白色度のｘ座標、ｙ座標の値が、色改善フィルターを使用しない時の値から±５／１０００以内の範囲に収めることができるが、色素Ｂと色素Ｃの組み合わせでは、配合比を調製しても白色度のずれがｘ座標、ｙ座標の値とも±５／１０００以内の色改善フィルターは作製できないことが分かる。

色素Ｂと色素Ｃの組合せでは、配合比を調整しても白色度のずれを抑制できない原因について考察する。色素Ｃは橙副発光吸収色素、すなわち赤色改善色素であり、バックライトに用いられている３波長発光形蛍光管の緑の輝線（５４３ｎｍ）と、赤の輝線（６１１ｎｍ）との中間の副発光を吸収し、赤色と緑色の色純度を改善している。この色素は、輝度を低下させないために輝線の吸収を最小限に抑える必要があり、半値幅の狭い色素が適しているが、あまり吸収ピークの位置を大きくシフトさせると輝線と重なってしまうので性能の向上につながらない。

このような観点から赤色改善色素の吸収ピークの好適な波長範囲について考察する。バックライトの冷陰極管の緑の輝線が５４３ｎｍに、赤の輝線が６１１ｎｍに、橙色の副発光が５８５ｎｍにある。また、緑の輝線は青緑副発光吸収色素（青改善色素）と赤改善色素の両方で吸収されるが、赤の輝線は赤改善色素のみで吸収される。これらを考慮すると、橙副発光吸収色素Ｃの吸収ピークの好ましい波長範囲は、緑の輝線と赤の輝線の中間（５７７ｎｍ）よりも赤側にシフトした５８５ｎｍから６００ｎｍであるものと考えられる。

また、色素Ａや、色素Ｂの様な青緑副発光吸収色素、すなわち青色改善色素の好ましい吸収ピーク波長について考察する。例えば図５に示されるように、色素Ａを用いても、ホワイト色度の直線は、フィルター未使用時の比較例１の白色色度座標より少しグラフ上で右下にずれている。

色素Ａの吸収ピーク波長が短くなれば、青味が増す、つまりｘ座標値が小さくなり図５の直線を左にずらすことができる。つまり、色素Ａよりもわずかにピーク波長の短い色素を用いることができればより好ましいと考えられる。色素Ａから得られる直線（実施例１〜３、比較例２〜４）と、色素Ｂから得られる直線（比較例５、６）、フィルター無使用の比較例１の白色色度座標から、最適な波長は約５０２ｎｍと推定される。

また、色度の変化が±５／１０００の範囲を収めるには、吸収ピーク波長のずれは±５ｎｍ位が許容範囲と推定される。同様に、図６からは、最適な青色改善色素の吸収ピーク波長は約５００ｎｍ、ピーク波長のずれは±７ｎｍくらいが許容範囲と推定される。このような差異が生じるのは、白色色度がディスプレイによって異なるためである。

バックライトに用いられる３波長発光形蛍光管の青の発光と緑の発光の中間に位置する青緑色の副発光のピークは４９０ｎｍであるが、橙副発光吸収色素の吸収特性と白色色度のずれ抑制を考慮すると、少なくとも橙副発光吸収色素として色素Ｃを用いている場合、青色改善色素の吸収ピーク波長はもう少し長波長側の４９５〜５０７ｎｍ程度が好ましく、５００〜５０２ｎｍが更に好ましいことがわかる。

以上説明したように、本発明によれば、特定の吸収ピーク波長の関係を満たす赤色改善色素と青色改善色素とを、適切な配合比で用いることにより、３波長発光形蛍光管を光源として用いる液晶ディスプレイの色純度を、ホワイトポイントを実質的にずらすことなく改善することが可能となるという効果が達成される。

本発明に係る色改善フィルターを適用可能な液晶ディスプレイの構成例を示す図である。 光源として使用される３波長発光形蛍光管の発光スペクトルを示す図である。 実施例及び比較例として生成した色改善フィルターの分光特性を示す図である。 実施例及び比較例として生成した色改善フィルターの分光特性を示す図である。 実施例及び比較例として生成した色改善フィルターを液晶ディスプレイに適用して測定した白色色度を示す図である。 実施例及び比較例として生成した色改善フィルターを液晶ディスプレイに適用して測定した白色色度を示す図である。

Claims (5)

1. ４９５ｎｍから５０７ｎｍの間に吸収ピークを有する青色改善色素と、
   ５８５ｎｍから６００ｎｍの間に吸収ピークがある赤色改善色素であって、前記青色改善色素の吸収ピークとのピーク間隔が８５ｎｍ以上９３ｎｍ以下である赤色改善色素とを含有する液晶ディスプレイ用フィルターであって、
   ８００ｎｍの吸光度（ａｂｓ）を基準の０とした時の、５００ｎｍ近傍の吸光ピークの値（ａｂｓ１）及び半値幅（ｗ１）と、５９０ｎｍ近傍の吸光ピークの値（ａｂｓ２）及び半値幅（ｗ２）で表される比（ａｂｓ１×ｗ１）／（ａｂｓ２×ｗ２）が１．３以上１．８以下であることを特徴とする液晶ディスプレイ用フィルター。
2. 前記５００ｎｍ近傍の吸光ピークの半値幅（ｗ１）及び前記５９０ｎｍ近傍の吸光ピークの半値幅（ｗ２）が５０ｎｍ以下である請求項１に記載の液晶ディスプレイ用フィルター。
3. 前記青色改善色素が、下記化学式で表される色素であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶ディスプレイ用フィルター。
   

   
4. 前記赤色改善色素が、下記化学式で表される色素であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用フィルター。
   

   
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用フィルター用いた液晶ディスプレイ。

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