JP2009175507A

JP2009175507A - カラーフィルタ用シアン色感光性着色組成物、それを用いたカラーフィルタおよび液晶表示装置

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Publication number: JP2009175507A
Application number: JP2008014805A
Authority: JP
Inventors: Noriko Asahi; 徳子旭; Keisuke Ogata; 啓介緒方; Kayo Yoshida; 佳代吉田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2009-08-06

Abstract

【課題】高輝度かつ、色再現領域が広いカラーフィルタ、その製造に用いられるシアン色感光性着色組成物、およびメリハリのある鮮やかな色を表現し得る液晶表示装置を提供する。
【解決手段】透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｅｎｔＢｌｕｅ１５：３を含むフタロシアニン系青色顔料と、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８を含むフタロシアニン系緑色顔料とを、共に含有することを特徴とするカラーフィルタ用シアン色感光性着色組成物。このシアン色感光性着色組成物から形成されるシアン色フィルタセグメントを備えることを特徴とするカラーフィルタ。
【選択図】なし

Description

本発明は、カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタの製造に使用されるカラーフィルタ用シアン色感光性着色組成物、それを用いて形成されるカラーフィルタおよび液晶表示装置に関する。

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おいて液晶表示装置が応用されており、高輝度化、高色純度化、低消費電力化、高コントラスト化など、各種特性に対する要求レベルが高まってきている。中でも高色再現化や高輝度化については、液晶表示装置に用いるバックライト光源やカラーフィルタに依存する特性であり、従来の液晶表示装置では高色再現性と高輝度化を両立することが困難であった。すなわち、高色再現性のためには、カラーフィルタの高彩度化が必要であるが、高彩度化に伴って、明度が低化するという問題があった。

カラーフィルタの明度を維持し、高色再現化を行う手段として、従来の赤色、緑色および青色フィルタセグメントに加えて第４ないしは第５、第６のフィルタセグメントを具備させることが有効である。特許文献１に開示されているように、特にシアン色領域の色再現域を拡大するには、第４のフィルタセグメントとしてシアン色フィルタセグメントを用いることが効果的である。
特開２００５−４９７９１号公報

しかしながら、近年の液晶表示装置への高色再現化および高輝度化の要求は著しく、前述の第４ないしは第５、第６のフィルタセグメントを具備したカラーフィルタにおいても、更なる高輝度化が望まれている。

そこで、本発明は、高輝度かつ、色再現領域が広いカラーフィルタ、その製造に用いられるシアン色感光性着色組成物、およびメリハリのある鮮やかな色を表現し得る液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｅｎｔＢｌｕｅ１５：３を含むフタロシアニン系青色顔料と、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８を含むフタロシアニン系緑色顔料とを、共に含有することを特徴とするカラーフィルタ用シアン色感光性着色組成物である。

次に、本発明の請求項２に係る発明は、少なくとも請求項１に記載のシアン色感光性着色組成物から形成されるシアン色フィルタセグメントを備えることを特徴とするカラーフィルタである。

次に、本発明の請求項３に係る発明は、請求項２に記載のカラーフィルタと、冷陰極管蛍光管光源とを具備する液晶表示装置であって、前記冷陰極管蛍光管光源が４７０〜５３０ｎｍの範囲に発光強度が極大となる波長λ１を有し、５３０〜５８０ｎｍの範囲に発光強度が最大となる波長λ２を有し、波長λ１における発光強度Ｉ１と波長λ２における発光強度Ｉ２の比（Ｉ１／Ｉ２）が０．２以上０．７以下である分光特性を有することを特徴とする液晶表示装置である。

本発明のシアン色感光性着色組成物は、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｅｎｔＢｌｕｅ１５：３を含むフタロシアニン系青色顔料と、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８を含むフタロシアニン系緑色顔料とを、共に含有するため、本発明のシアン色着色組成物から形成されるシアン色フィルタセグメントを含むカラーフィルタは、パネルの色再現領域が広く、高輝度を実現する。

また、本発明の液晶表示装置は４７０〜５３０ｎｍの範囲に発光強度が極大となる波長λ１を有し、５３０〜５８０ｎｍの範囲に発光強度が最大となる波長λ２を有し、波長λ１における発光強度Ｉ１と波長λ２における発光強度Ｉ２の比（Ｉ１／Ｉ２）が０．２以上０．７以下である分光特性を有する冷陰極管蛍光管光源を、本発明のカラーフィルタと組み合わせて用いることで、色再現性領域が拡大した、メリハリのある鮮やかな色を表現し得る液晶表示装置とすることができる。

まず、本発明のカラーフィルタ用シアン色感光性着色組成物について説明する。本発明のカラーフィルタ用シアン色着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｅｎｔＢｌｕｅ１５：３を含むフタロシアニン系青色顔料と、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８を含むフタロシアニン系緑色顔料とを、共に含有する。なお、ここでＣ．Ｉ．とは、カラーインデックスを意味する。

フタロシアニン系青色顔料は、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３を含むが、さらに他のフタロシアニン系青色顔料を含んでも良い。他のフタロシアニン系青色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：１、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ７５等を用いることができる。

本発明の感光性着色組成物に含まれる色素担体は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物により構成される。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８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が挙げられ、その前駆体としては、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が挙げられ、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。色素担体は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、３０〜７００重量部、好ましくは６０〜４５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂とその前駆体との混合物を色素担体として用いる場合には、透明樹脂は、着色組成物の色素１００重量部に対して、２０〜４００重量部、好ましくは５０〜２５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂の前駆体は、着色組成物の色素１００重量部に対して、１０〜３００重量部、好ましくは１０〜２００重量部の量でもちいることができる。

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。

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。

シアン色感光性着色組成物には、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、１−[９−エチル−６−(２−メチルベンゾイル)−９Ｈ−カルバゾール−３−イル]−エタノン１−O−アシルオキシム）、１，２−オクタジオン−１−[４−(フェニルチオ)−、２−(O−ベンゾイルオキシム)]等のオキシムエステル系光重合開始剤、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、顔料の合計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。

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。

顔料を色素担体中に分散する際には、適宜、顔料誘導体や、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色素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、顔料の合計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。

分散助剤に用いる顔料誘導体は、下記一般式（１）で示される化合物であり、塩基性置換基を有するものと酸性置換基を有するものとがある。

Ａ−Ｂ・・・式（１）
Ａ：有機顔料残基
Ｂ：塩基性置換基または酸性置換基
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、色素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色素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。

分散助剤として用いる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。

本発明のシアン色感光性着色組成物には、顔料を充分に色素担体中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が０．５〜５μｍ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アセテート、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。溶剤は、顔料の合計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。

また、本発明のシアン色感光性着色組成物には、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、顔料の合計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。

本発明のカラーフィルタ用シアン色感光性着色組成物は、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、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感光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、フタロシアニン系青色顔料およびフタロシアニン系緑色顔料を共に分散させたものである。フタロシアニン系青色顔料およびフタロシアニン系緑色顔料は、フィルタセグメントをフォトリソグラフ法により形成する場合には、溶剤を含むシアン色着色組成物中に合計して１．５〜１２重量％の割合で含有されることが好ましい。また、フタロシアニン系青色顔料およびフタロシアニン系緑色顔料は、最終フィルタセグメント中に合計して好ましくは１０〜６０重量％、より好ましくは２０〜５０重量％の割合で含有され、その残部は、色素担体により提供される樹脂質バインダーから実質的になる。

次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、少なくとも本発明のシアン色感光性着色組成物から形成されるシアン色フィルタセグメントを有するものである。特に、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、必要に応じてイエロー色フィルタセグメントおよび／またはマゼンタ色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタは、得られる色再現領域が更に拡大するため好ましい。本発明のカラーフィルタは、透明あるいは反射基板上に、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、各色着色組成物を用いて各色フィルタセグメントを形成することにより製造することができる。

赤色フィルタセグメントは、通常の赤色着色組成物を用いて形成することができる。赤色着色組成物は、フタロシアニン系青色顔料およびフタロシアニン系緑色顔料の代わりに、例えば、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料を用いて得られる組成物である。赤色着色組成物には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ４３、７１、７３等の橙色顔料を併用することができる。また、赤色着色組成物には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１，２，３，４，５，６等の黄色顔料を併用することができる。

緑色フィルタセグメントは、通常の緑色着色組成物を用いて形成することができる。緑色着色組成物は、フタロシアニン系青色顔料およびフタロシアニン系緑色顔料の代わりに、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７，１０，３６，３７，５８等の緑色顔料を用いて得られる組成物である。緑色着色組成物には赤色着色組成物と同様の黄色顔料を併用することができる。

青色フィルタセグメントは、通常の青色着色組成物を用いて形成することができる。青色着色組成物は、フタロシアニン系青色顔料およびフタロシアニン系緑色顔料の代わりに
、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を用いて得られる組成物である。青色着色組成物には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料を併用することができる。

イエロー色フィルタセグメントは、通常のイエロー色着色組成物を用いて形成することができる。イエロー色着色組成物は、フタロシアニン系青色顔料およびフタロシアニン系緑色顔料の代わりに、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１、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、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等の黄色顔料を用いて得られる組成物である。

マゼンタ色フィルタセグメントは、通常のマゼンタ色着色組成物を用いて形成することができる。マゼンタ色着色組成物は、フタロシアニン系青色顔料およびフタロシアニン系緑色顔料の代わりに、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ８１、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１２２、１９２、２０２、２０７、２０９、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１９等の顔料を用いて得られる組成物である。

次に、透明基板としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミナケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラスなどのガラス板や、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。また、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。

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。

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。必要により乾燥された膜には、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、上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。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。

本発明のカラーフィルタは、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、本発明の着色組成物は、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。

透明基板あるい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、前記の透明基板あるい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。

最後に、本発明の液晶表示装置について説明する。本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタと、冷陰極管蛍光管光源とを具備する液晶表示装置である。そして、前記冷陰極管蛍光管光源は、４７０〜５３０ｎｍの範囲に発光強度が極大となる波長λ１を有し、５３０〜５８０ｎｍの範囲に発光強度が最大となる波長λ２を有し、波長λ１における発光強度Ｉ１と波長λ２における発光強度Ｉ２の比（Ｉ１／Ｉ２）が０．２以上０．７以下である分光特性を有する冷陰極管蛍光管光源を、本発明のカラーフィルタと組み合わせて用いることで、色再現性領域が拡大した、メリハリのある鮮やかな色を表現し得る液晶表示装置とすることができる。

カラーフィルタと光源とを具備する液晶表示装置の色特性は、カラーフィルタの透過スペクトルおよび光源の光特性により決まり、光源のスペクトル強度分布とカラーフィルタの透過スペクトルとの積の波長分布により決定される。パネル化した際の色再現領域を拡大するためには、シアン色の透過スペクトルと光源のスペクトル強度分布の重なりが多く、発光強度がより大きいほうが好ましい。そのため、上記分光特性を有する冷陰極管蛍光管光源が好ましい。

本発明の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。通常カラーフィルタは、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。なお、大型ＴＶなどのパネルの場合は、真空室内で平面状のカラーフィルタ面に多点ノズルのインクジェット法等で液晶を全面に噴射したのち対抗基板と張り合わせることでパネル化の製作スピードを上げている。

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。

以下に，本発明の具体的実施例および比較例について説明する。なお、実施例および比較例中の、「部」および「％」とは、「重量部」および「重量％」をそれぞれ表す。

＜顔料分散体の調整＞
表１に示すように、顔料２７部、顔料誘導体３部及びアクリル樹脂溶液１００部の混合物と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０部を均一に撹拌混合した後、直径１．０ｍｍのジルコニアビーズを用いて、サンドミルで３時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し、それぞれ以下の＊１〜＊８の顔料に対応した１〜８の顔料分散体を作製した。
＊１Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３
（東洋インキ製造社製フタロシアニン系青色顔料「リオノールブルーＦＧ７３５１」）＊２Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８
（大日本インキ化学工業社製「ＰｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅＧｒｅｅｎＡ１１０」）
＊３Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６
（東洋インキ製造社製フタロシアニン系緑色顔料「リオノールグリーン６ＹＫ」
＊４Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製アントラキノン系赤色顔料「ＣＲＯＭＯＰＨＴＡＬＲＥＤＡ２Ｂ」）
＊５Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３９
（ＢＡＳＦ社製イソインドリノン系黄色顔料「ＰＡＬＩＯＴＯＬＹＥＬＬＯＷＤ１８１９」）
＊６Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０
（ランクセス社製金属錯体系黄色顔料「Ｅ−４ＧＮ」）
＊７Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：６
（東洋インキ製造社製フタロシアニン系青色顔料「リオノールブルーＥＳ」）
＊８Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２３
（クラリアント社製ジオキサジン系紫色顔料「ＦａｓｔＶｉｏｌｅｔ２３」）

＜シアン色感光性着色組成物の製造方法＞
＜実施例１＞
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て、アルカリ現像型シアン色感光性着色組成物１を得た。

表１に示す顔料分散体１１４．０部
表１に示す顔料分散体２３１．０部
光重合開始剤２．０部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製「イルガキュア３７９」）
トリメチロールプロパントリアクリレート０．５部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）０．５部
アクリルワニス（固形分２０％）２．０部
シクロヘキサノン５０．０部
＜実施例２〜４、比較例１〜４＞
上記した実施例１のシアン色感光性着色組成物１の製造方法と同様にして、上記した顔料分散体１、２，３及び７を、「表２」に示す配合で製造して、シアン色感光性着色組成物
２〜８を得た。シアン色感光性着色組成物２〜５が比較例１〜４に対応氏し、シアン色感光性着色組成物６〜８が実施例２〜３に対応する。

＜黄色、赤色、緑色、および青色の着色組成物の製造方法＞
上記した実施例１のシアン色感光性着色組成物１の製造方法と同様にして、上記した顔料分散体３〜８を、「表２」に示す配合で製造して、黄色、赤色、緑色、および青色の感光性着色組成物９〜１２を得た。

＜感光性着色組成物塗布基板の作製＞
得られた着色組成物１〜１２をそれぞれ、板厚０．７ｍｍの１００ｍｍ×１００ｍｍサイズのガラス基板に平均膜厚が乾燥膜厚４μｍになるようにスピンコートし、７０℃で２０分乾燥した後、超高圧水銀ランプを用いて、積算光量５０ｍＪ／ｃｍ²で紫外線露光を行った。塗布基盤を２３０℃で４０分加熱することにより、各感光性着色組成物１〜１２の塗布基板を得た。

＜感光性着色塗布基板の色相（ｘ、ｙ、Ｙ）の測定＞
得られた各感光性着色組成物１〜１２の塗布基板の色相を、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。測定結果を「表２」に示す。

「表２」に示すように、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８を用いたシアン色感光性着色組成物７は、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６を用いたシアン色感光性着色組成物２と色相がほぼ同一であるにも関わらず、明度が１．２ポイント高く、高明度化を実現できていることがわかる。

＜実施例５〜８、および比較例５〜８＞
＜カラーフィルタの作製＞
ガラス基板上にブラックマトリクスをパターン加工し、該基板上にスピンコーターで赤色感光性着色組成物１０を塗布し、着色組成物の被膜を形成した。該被膜にフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを用いて５０ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射した。次いで２重量％の炭酸ナトリウム水溶液からなるアルカリ現像液によりスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、この基板を２３０℃で２０分加熱して、膜厚２．０μｍの赤色フィルタセグメントを形成した。同様の方法により、同じ基板に、緑色感光性着色組成物１１及び青色感光性着色組成物１２および黄色感光性着色組成物９を用いて、それぞれ膜厚２．０μｍの緑色フィルタセグメント、青色フィルタセグメントおよび黄色フィルタセグメントを形成した。次に、同様の方法により、既に赤色、緑色、青色および黄色フィルタセグメントが形成してある上記基板に、シアン色感光性着色組成物１〜８を用いて、膜厚２．０μｍのシアン色のフィルタセグメントを形成して、「表３」に示す、実施例５〜８のカラーフィルタおよび比較例５〜８のカラーフィルタを作製した。

＜色再現領域の評価＞
上記のようにして作製したカラーフィルタを用いて、冷陰極蛍光管光源を用いて光を照射したときのカラーフィルタのＮＴＳＣ比（米国ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ
ＳｙｓｔｅｍＣｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＮＴＳＣ）により定められた標準方式の３原色、赤（０．６７，０．３３）、緑（０．２１，０．７１）、青（０．１４，０．０８）により囲まれる面積に対する比率）で定められたＲＧＢ３色の三角形の面積を１００として、基準値の面積に対する四角形の面積の比率を測定した。

○：ＮＴＳＣ比１００％以上
×：ＮＴＳＣ比１００％未満
＜白表示での刺激値＞
○：白表示における刺激値Ｙが３２以上
×：白表示における刺激値Ｙが３２未満
以上の評価方法を用いて、実施例５〜８のカラーフィルタおよび比較例５〜８のカラーフィルタの評価結果を「表３」に示す。

なお、使用した冷陰極蛍光管の分光特性を「表４」に示す。この冷陰極蛍光管は、波長４７０〜５３０ｎｍの範囲に発光強度が極大となる波長λ１を有し、波長５３０〜５８０ｎｍの範囲に発光強度が最大となる波長λ２を有し、波長λ１における発光強度Ｉ１と波長λ２における発光強度Ｉ２の比（Ｉ１／Ｉ２）が０．２５５である。また、発光スペクトルを「図１」に示す。

＜比較結果＞
表３に示すように、比較例５および７の評価結果から、シアン色感光性着色組成物２および４を具備するカラーフィルタは色再現性が高いものの、白表示における刺激値Ｙが３２未満と低い。シアン色感光性着色組成物２および４はＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６を含み、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８を含まないシアン色感光性着色組成物である。

また、比較例６および８の評価結果から、シアン色感光性着色組成物３および５から形成されるシアン色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタは白表示における刺激値Ｙが３２．０以上であるものの、ＮＴＳＣ比が１００％未満と小さい。

また、シアン色感光性着色組成物３はＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６を含み、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８を含まない。さらに、シアン色感光性着色物３は、組成物中に含まれる顔料分散体１と３の比がシアン色感光性着色組成物２と等しく、総顔料分散体量が小さい組成物である。すなわち、シアン色感光性着色組成物３は顔料分散体量においてシアン色感光性着色組成物２を希釈した組成物である。比較例６の評価結果に示すように、顔料分散体量について希釈したシアン色感光性着色組成物から形成されるシアン色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタは、白表示における刺激値が大きいものの、色再現性が１００％未満と小さくなることがわかる。

また、シアン色感光性着色組成物５はＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３含み、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８を含まないシアン色感光性着色組成物である。
一方、実施例５〜８に示すように、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｅｎｔＢｌｕｅ１５：３と、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８とを共に含むシアン色感光性着色組成物１およびシアン色感光性着色組成物６〜８から形成されるシアン色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタは、色再現領域が１００％以上と大きく、白表示における刺激値Ｙが３２以上と高く、液晶表示装置として優れた性能を示した。

本発明の液晶表示装置の一実施形態である実施例で使用した冷陰極蛍光管の発光スペクトル図。

Claims

透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｅｎｔＢｌｕｅ１５：３を含むフタロシアニン系青色顔料と、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ５８を含むフタロシアニン系緑色顔料とを、共に含有することを特徴とするカラーフィルタ用シアン色感光性着色組成物。
少なくとも請求項１に記載のシアン色感光性着色組成物から形成されるシアン色フィルタセグメントを備えることを特徴とするカラーフィルタ。
請求項２に記載のカラーフィルタと、冷陰極管蛍光管光源とを具備する液晶表示装置であって、前記冷陰極管蛍光管光源が４７０〜５３０ｎｍの範囲に発光強度が極大となる波長λ１を有し、５３０〜５８０ｎｍの範囲に発光強度が最大となる波長λ２を有し、波長λ１における発光強度Ｉ１と波長λ２における発光強度Ｉ２の比（Ｉ１／Ｉ２）が０．２以上０．７以下である分光特性を有することを特徴とする液晶表示装置。