JP2011090333A - カラーフィルター用青色組成物、カラーフィルター及びカラー画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光シャッターと、該光シャッターに対応する少なくとも赤、緑、青の三色の色要素を有するカラーフィルターと、透過照明用のバックライトとを組み合わせて構成されるカラー画像表示装置において、前記バックライトがLEDをその構造中に含み、可視光域380〜780nmの5nmごとの波長をλnnmとし、該カラーフィルターの赤色
画素による波長λnnmにおける分光透過率(%)をそれぞれTR(λn)、バックライトか
らの波長λnnmにおける全発光強度で規格化した相対発光強度をI(λn)としたとき、これらが下記(1)の条件を満たすことを特徴とするカラー画像表示装置。
I(620-680)×TR(620-680)≧1.1 ……(1)
【選択図】 図4
Description
0.33)、緑(0.21、0.71)、青(0.14,0.08)の三点で形成される三角形を基準として、この三角形の面積に対する比(単位%、以下「NTSC比」と略す。)として表現される。この値は一般のノートパソコンで40〜50%程度、デスクトップパソコン用モニターで50〜60%、現行液晶TVで70%程度である。
カラー液晶表示素子では、バックライトからの発光分布に対し、カラーフィルターで必要な部分の波長のみを取り出し、赤、緑、青色の画素となる。
ここで、従来のLEDタイプのバックライトは、LEDからの青発光と該青色光を用いて励起により得た黄色蛍光体とを白色面光源として用いられていた。
LEDの発光波長分布は、冷陰極管のそれと比べ460〜480nmの範囲において発光強度が高いという特徴がある。この波長領域の光は青色画素の色純度を悪化させるため、青色カラーフィルターでできるだけカットすることが必要である。しかしながら従来のカラーフィルター用青色組成物(以下、単に青色組成物又は青色レジストと称することがある。)やカラーフィルターは460〜480nmの波長をカットするために十分な性能を有しておらず、LEDをバックライトとするカラー画像表示装置に十分適したものではなかった。
み合わせて白色色度を調整するため、ホワイトバランスの調整が連続的にできない、と言った問題があった。
(A)(a)バインダ樹脂及び/又は(b)モノマー、(c)色材を含有するカラーフィルター用青色組成物であって、該青色組成物の硬化物は460〜480nmの範囲の5nmごとの波長における分光透過率の平均値TB(460-480)(%)が65%以下であることを特徴とするカラーフィルター用青色組成物。
(C)前記(B)ののカラーフィルターを用いて形成されることを特徴とするカラー画像表示装置。
(D)光シャッターと、該光シャッターに対応する少なくとも赤、緑、青の三色の色要素を有するカラーフィルターと、透過照明用のバックライトとを組み合わせて構成されるカラー画像表示装置において、該バックライトがLEDをその構造中に含み、且つ可視光域380〜780nmの5nmごとの波長をそれぞれλnnmとし、該カラーフィルター
の赤色画素による波長λnnmにおける分光透過率(%)をそれぞれTR(λn)、バックラ
イトからの波長λnnmにおける全発光強度で規格化した相対発光強度をそれぞれI(λn
)としたとき、これらが下記(1)の条件を満たすことを特徴とするカラー画像表示装置。
ただし、TR(620-680)及びI(620-680)はそれぞれ、620nm≦λn≦680nmにおける平均透過率(%)及び平均相対発光強度であり、I(λn)は以下のように定義す
る。
(E)光シャッターと、該光シャッターに対応する少なくとも赤、緑、青の三色の色要素を有するカラーフィルターと、透過照明用のバックライトとを組み合わせて構成されるカラー画像表示装置において、該バックライトが蛍光体層又は蛍光体膜を有し、該蛍光体層又は該蛍光体膜が下記一般式(3)で表される化合物を含むことを特徴とするカラー画像表示装置。
ここで、MはBa、Mg、Znから選ばれる少なくとも一種の元素を表し、a〜eは、それぞれ下記の範囲の値である。
0.0002≦a≦0.02
0.3≦b≦0.9998
dは0≦d≦0.1
a+b+c+d=1
0.9≦e≦1.1
含有する化合物(ただし、M4は、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、
Ho、Er、Tm、Ybからなる群から選ばれる1種または2種以上の元素であって、少なくともEuを含み、Aは、M4元素以外の2価の金属元素からなる群から選ばれる1種
または2種以上の元素、Dは、4価の金属元素からなる群から選ばれる1種または2種以上の元素、Eは、3価の金属元素からなる群から選ばれる1種または2種以上の元素、Xは、O、N、Fからなる群からから選ばれる1種または2種以上の元素)を含むことを特
徴とするカラー画像表示装置。
ーの緑色画素による波長λnnmにおける分光透過率(%)をそれぞれTG(λn)、バック
ライトからの波長λnnmにおける全発光強度で規格化した相対発光強度をそれぞれI(
λn)としたとき、これらが下記(5)及び(6)の条件を満たすことを特徴とするカラ
ー画像表示装置。
TG(580-600)≧20% ……(6)
ただし、TG(500-530)、TG(580−600)及び、I(500-530)はそれぞれ、500nm≦λn≦530nm、580nm≦λn≦600nmにおける平均透過率(%)及び500nm≦λn≦530nmにおける平均相対発光強度であり、I(λn)は前記(D)におけると同義である。
ここで、M1は2価の金属元素、M2は3価の金属元素、M3は4価の金属元素をそれぞ
れ示し、a'〜d'はそれぞれ下記の範囲の数である。
2.7≦a'≦3.3
1.8≦b'≦2.2
2.7≦c'≦3.3
11.0≦d'≦13.0
M5 kM6 lM7 mOn (8)
ここで、M5は少なくともCeを含む付活剤元素、M6は2価の金属元素、M7は3価の
金属元素をそれぞれ示し、k〜nはそれぞれ下記の範囲の数である。
0.0001≦k≦0.2
0.8≦l≦1.2
1.6≦m≦2.4
3.2≦n≦4.8
波長領域にそれぞれ1つ以上の発光の主成分を有することを特徴とする前記(A)乃至(F)の何れかに記載のカラー画像表示装置。
[1]カラーフィルター用青色組成物
本発明のカラーフィルター用青色組成物は、(a)バインダ樹脂及び/又は(b)モノマー、(c)色材を含有するカラーフィルター用青色組成物であって、硬化物の可視光域460〜480nmの5nmごとの波長における分光透過率の平均値TB(460-480)(%)が65%以下であることが特徴である。
即ち、(c)色材としてジオキサジンバイオレット顔料及び/又は銅フタロシアニン顔料を含有する青色組成物は、上記の平均分光透過率の特性を有する。
ジオキサジンバイオレット顔料としては、例えば下記に示すピグメントナンバーの顔料を用いることができる。なお、「C.I」はカラーインデックス(C.I.)を意味する。
銅フタロシアニン顔料としては、例えば下記に示すピグメントナンバーの顔料を用いることができる。
C.I.ピグメントブルー15:6、15:3、15:2等。
また、ジオキサジンバイオレット顔料の全青色顔料に対する含有量は、通常25重量%以上、好ましくは30重量%以上、更に好ましくは35重量%以上である。また、通常90重量%以下である。ジオキサジンバイオレット顔料の含有量が少なすぎるとTB(460-480)が高過ぎ緑味の強すぎる青になり色純度が低下してしまう。また、多すぎると青の主成分である450nm付近の透過率が低くなり過ぎ青画素の輝度の低下を招く。
招く。である。また、ジオキサジンバイオレット顔料が銅フタロシアニン顔料に比べて少なすぎるとTB(460-480)が高過ぎ緑味の強すぎる青になり色純度が低下してしまう。である。
[2]カラーフィルター
本発明のカラーフィルターは、上記青色組成物により形成された画素を有することに特徴がある。本発明のカラーフィルターは、LEDバックライトに特有の青色領域における余分な波長を遮断し、[3]章で後述する本発明のカラー画像表示装置の広色再現性をさらに向上することが出来る。従って、本発明のカラーフィルターの青色画素は、可視光域460〜480nmの5nmごとの波長における分光透過率の平均値TB(460-480)(%)が通常65%以下であり、好ましくは60%以下であり、更に好ましくは58%以下である。また、通常、1%以上である。TB(460-480)は大きすぎるとLEDバックライトに特有の余分な波長の光を透過し、色再現性に悪影響をおよぼす。また、小さすぎると青の主成分である450nm付近の透過率まで下がり、青画素の輝度の低下を招く。また、本発明のカラーフィルターを製造する場合は、前記青色組成物中にジオキサジンバイオレット顔料が入っていることが好ましく、その含有量は[1]章に示すとおりである。
VT≧10
VTは好ましくは11以上、更に好ましくは12以上であり、通常90以下である。VTの値が小さすぎるとTB(460-480)が高過ぎ緑味の強すぎる青になり色純度が低下してしまい、大きすぎると青の主成分である450nm付近の透過率が下がり、青画素の輝度の低下を招く。
その他、本発明のカラーフィルターを構成する他の成分及び製造方法等については、[3−3]章(カラーフィルター)にて後述する。
次に本発明のカラー画像表示装置について説明する。
本発明のカラー画像表示装置は、光シャッターと、この光シャッターに対応する少なくとも赤、緑、青の三色の色要素を有するカラーフィルターと、透過照明用のバックライトとを組み合わせて構成されるものであり、その具体的な構成には特に制限はないが、例えば、図1に示すような光シャッターが液晶を利用した光シャッターであるTFT方式のカラー液晶表示装置が挙げられる。
[3−1]バックライト装置
まず、このようなカラー液晶表示装置に用いられるバックライト装置の構成について説明する。
バックライト装置の構成としては、白色発光するLEDとこの光源光をほぼ均一な面光源に変換する光均一化手段とを具備する。
光源の設置方式としては、液晶素子の背面直下に光源を配設する方法(直下方式)や、側面に光源を配設し、アクリル板等の透光性の導光体を用いて光を面状に変換して面光源を得る方法(サイドライト方式)が代表的である。中でも薄型かつ輝度分布の均一性に優れた面光源としては、図2,3に示すようなサイドライト方式が好適であり、現在最も広く実用化されている。
側端面11aから導光体11の内部に入射させる構成となっている。導光体11の一方の板面11bは光出射面とされ、この光出射面11bの上にはほぼ三角プリズム状のアレー12を形成した調光シート13が、アレー12の頂角を観察者側に向けて配設してある。
導光体11における光出射面11bとは反対側の板面11cには光散乱性インキにより多数のドット14aを所定のパターンで印刷形成してなる光取り出し機構14が設けられている。この板面11c側には、この板面11cに近接して反射シート15が配設されている。
が図2に示すバックライト装置と異なり、その他は同様の構成とされている。
本発明のバックライト装置の光源としては、LED(以下、任意に発光ダイオードと称することもある。)をその構造中に含むことが特徴である。この光源は、一般には、赤、緑、青の波長領域、即ち580〜700nm、500〜550nm、400〜480nmの範囲に発光を持つタイプであればいずれのものでも使用できる。
以下に本発明のバックライト装置の具体例を記載するが、本発明のバックライト光源は上述の条件を満たせば、これに限定されるものではない。
適である。高出力にするには、光源の数を複数にすればよい。また、端面発光型や面発光型のレーザーダイオードであっても良い。
もちいる。光源が接着剤を通して通電される場合には、接着剤に銀微粒子等の導電性フィラーを含んだもの、例えば銀ペーストやカーボンペースト等を、薄く均一に塗布するのがよい。また、特に放熱性が重要となる大電流タイプの発光ダイオードやレーザーダイオードでは半田が有効である。また、接着剤を通して通電されない光源の場合の固定にはどんな接着剤でも良いが、放熱性を考えるとやはり銀ペーストや半田が好ましい。
ワイヤーを使わずにフリップチップ実装の方法もある。
緑色帯を発光する蛍光体と赤色帯を発光する蛍光体は、エポキシ樹脂やシリコン樹脂、等の透明バインダーに混合され、発光ダイオードに塗布される。混合の比率は、所望の色度が得られるように適宜変えて良い。また、緑色帯を発光する蛍光体と赤色帯を発光する蛍光体は、別々に発光ダイオードに塗布しても良い。透明バインダーにさらに拡散剤を添加すると、出射光をより均一にすることが出来る。拡散剤としては平均粒径が100nm〜数10μmの大きさで無色の物質がよい。アルミナ、ジルコニア、イットリア等は−60〜120℃
の実用温度域で安定であるのでより好ましい。更に屈折率が高ければ拡散剤の効果は高くなるのでより好ましい。
完成した発光装置は通電により、まず発光ダイオードが青色または深青色に発光する。蛍光体はその一部を吸収し、緑色帯あるいは赤色帯に発光する。発光装置から出てくる光としては、発光ダイオードもともとの青色帯と、蛍光体によって波長変換された緑色帯と赤色帯が混合され、おおよそ白色のものが得られる。
次に、蛍光体について説明する。本発明のカラー液晶表示装置は、前述のバックライトが蛍光体層または蛍光体膜を有し、該蛍光体層または蛍光体膜が以下の蛍光体を使用していることが好ましい。
[3−2−1]赤色蛍光体
本発明のカラー液晶表示装置に使用される蛍光体層又は蛍光体膜に使用される赤色蛍光体としては、620nm≦λn≦680nmの波長範囲に発光ピーク波長を有する様々な
蛍光体を使用することが可能である。そのような色純度の高い画像を実現するための赤色蛍光体としては、ユーロピウムで付活された蛍光体が好ましい。ユーロピウムで付活された蛍光体としては、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体が挙げられるが、中でも窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体が好ましい。
[3−2−1−1]具体例として、一般式(3)で表される化合物が挙げられる。
EuaCabSrcMdSe ……(3)
ここで、MはBa、Mg、Znから選ばれる少なくとも一種の元素を表し、a〜eは、それぞれ下記の範囲の値である。
0.3≦b≦0.9998
dは0≦d≦0.1
a+b+c+d=1
0.9≦e≦1.1
熱安定性の面から、式(3)中のEuの化学式量aの好ましい範囲について言えば、0.0002≦a≦0.02の範囲が好ましく、0.0004≦a≦0.02の範囲がより好ましい。
.0004≦a≦0.01の範囲が好ましく、0.0004≦a≦0.007の範囲がより好ましく、0.0004≦a<0.005の範囲がより好ましく、0.0004≦a≦0.004の範囲がより好ましい。
発光強度の面から、式(3)中のEuの化学式量aの好ましい範囲について言えば、0.0004≦a≦0.02の範囲が好ましく、0.001≦a≦0.008の範囲がより好ましい。発光中心イオンEu2+の含有量が少なすぎると、発光強度が小さくなる傾向があり、一方、多すぎても、濃度消光と呼ばれる現象によりやはり発光強度が減少する傾向がある。
前記一般式(3)の基本結晶EuaCabSrcMdSeにおいては、Eu、Ca、Sr又
はMが占めるカチオンサイトとSが占めるアニオンサイトのモル比が1対1であるが、カチオン欠損やアニオン欠損が多少生じていても本目的の蛍光性能に大きな影響がないので、Sが占めるアニオンサイトのモル比eを0.9以上1.1以下の範囲で前記一般式(3)の基本結晶を使用することができる。
不純物として1%の量でEu、Ca、Sr、Ba、Mg、Zn、S以外の元素を前記一般式(3)の化学物質に含んでいても使用上の問題はない。
少なくともM4元素と、A元素と、D元素と、E元素と、X元素とを含有する化合物(
ただし、M4は、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm
、Ybからなる群から選ばれる1種または2種以上の元素であって、少なくともEuを含み、Aは、M4元素以外の2価の金属元素からなる群から選ばれる1種または2種以上の
元素、Dは、4価の金属元素からなる群から選ばれる1種または2種以上の元素、Eは、3価の金属元素からなる群から選ばれる1種または2種以上の元素、Xは、O、N、Fからなる群からから選ばれる1種または2種以上の元素)。
ここで、M4は、少なくともEuを含み、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb
、Dy、Ho、Er、Tm、Ybからなる群から選ばれる1種または2種以上の元素であるが、中でも、Mn、Ce、Sm、Eu、Tb、Dy、Er、Ybからなる群から選ばれる1種または2種以上の元素であることが好ましく、Euであることが更に好ましい。
素であるが、中でも、Mg、Ca、Sr、Baからなる群から選ばれる1種または2種以上の元素であることが好ましく、Caであることが更に好ましい。
Dは、4価の金属元素からなる群から選ばれる1種または2種以上の元素であるが、中でも、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfからなる群から選ばれる1種または2種以上の元素であることが好ましく、Siであることが更に好ましい。
または2種以上の元素であることが好ましく、Alであることが更に好ましい。
Xは、O、N、Fからなる群からから選ばれる1種または2種以上の元素であるが、中でも、N、またはNとOからなることが好ましい。
M4 fAgDhEiXj ……(4)
ここで、f〜jは、それぞれ下記の範囲の数である。
0.00001≦f≦0.1
f+g=1
0.5≦h≦4
0.5≦i≦8
0.8×(2/3+4/3×h+i)≦j
j≦1.2×(2/3+4/3×h+i)
比f(ただし、f=M4/(M4+A))が0.00001以上0.1以下となるようにするのがよい。f値が0.00001より小さいと発光中心となるM4の数が少ないため発
光輝度が低下する。f値が0.1より大きいとM4イオン間の干渉により濃度消光を起こ
して輝度が低下する。
3以下であることが好ましい。
h値はSiなどのD元素の含有量であり、0.5≦h≦4で示される量である。好ましくは、0.5≦ h ≦1.8、さらに好ましくはh=1がよい。h値が0.5より小さい場合および4より大きい場合は発光輝度が低下する。0.5≦h≦1.8の範囲は発光輝度が高く、中でもh=1が特に発光輝度が高い。
j値はNなどのX元素の含有量であり、0.8×(2/3+4/3×h+i)以上1.2×(2/3+4/3×h+i)以下で示される量である。さらに好ましくは、j=3がよい。j値がこの値の範囲外では発光輝度が低下する。
み、A元素にCaを含み、D元素にSiを含み、E元素にAlを含み、X元素にNを含むものである。中でも、M4元素がEuであり、A元素がCaであり、D元素がSiであり
、E元素がAlであり、X元素がNまたはNとOとの混合物の無機化合物である。
X元素がNまたはNとOとの混合物の場合、(Oのモル数)/(Nのモル数+Oのモル数)は大きすぎると発光強度が低くなる。発光強度の観点からは(Oのモル数)/(Nのモル数+Oのモル数)は0.5以下が好ましく、0.3以下がより好ましく、0.1以下が発光波長640〜660nmに発光ピーク波長を持つ色純度の良い赤色蛍光体となるので、更に好ましい。
本発明のカラー液晶表示装置に使用される蛍光体層又は蛍光体膜に使用される緑色蛍光体としては、500nm≦λn≦530nmの波長範囲に発光ピーク波長を有する様々な
蛍光体を使用することが可能である。そのような色純度の高い画像を実現するための緑色蛍光体としては、セリウム及び/又はユーロピウムで付活された蛍光体を含むことが好ま
しい。セリウム及び/又はユーロピウムで付活された蛍光体の中では、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体が挙げられ、中でもセリウムで付活された酸化物蛍光体、ユーロピウムで付活された酸窒化物蛍光体が好ましい。
以下、好ましく用いられる緑色蛍光体の具体例について説明する。
[3−2−2−1]具体例として、2価、3価及び4価の金属元素を含む複合酸化物を母
体とし、該母体内に付活剤元素として少なくともCeを含む一般式(7)で表される化合物が挙げられる。
ここで、M1は2価の金属元素、M2は3価の金属元素、M3は4価の金属元素をそれぞ
れ示し、a'〜d'はそれぞれ下記の範囲の数である。
2.7≦a'≦3.3
1.8≦b'≦2.2
2.7≦c'≦3.3
11.0≦d'≦13.0
ここで、式(7)におけるM1は2価の金属元素であるが、発光効率等の面から、Mg
、Ca、Zn、Sr、Cd、及びBaからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Mg、Ca、又はZnであるのが更に好ましく、Caが特に好ましい。この場合、Caは単独系でも良く、Mgとの複合系でもよい。基本的には、M1は上記におい
て、好ましいとされる元素からなることが好ましいが、性能を損なわない範囲で、他の2価の金属元素を含んでいてもよい。
Ga、Y、In、La、Gd、及びLuからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Al、Sc、Y、又はLuであるのが更に好ましく、Scが特に好ましい。この場合、Scは単独系でもよく、YまたはLuとの複合系でもよい。基本的には、M2は上記において、好ましいとされる元素からなることが好ましいが、性能を損なわない
範囲で、他の3価の金属元素を含んでいてもよい。
iを含むことが好ましく、通常、M3で表される4価の金属元素の50モル%以上がSi
であり、好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上、特に90モル%以上が好ましい。Si以外の4価の金属元素M3としては、Ti、Ge、Zr、Sn、及び
Hfからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Ti、Zr、Sn、及びHfからなる群から選択された少なくとも1種であるのがより好ましく、Snであることが特に好ましい。特に、M3がSiであることが好ましい。基本的には、M3は上記において、好ましいとされる元素からなることが好ましいが、性能を損なわない範囲で、他の4価の金属元素を含んでいてもよい。
れに対し、通常10モル%以下、好ましくは5モル%以下、より好ましくは1モル%以下で含むことをいう。
又、式(7)において、a'、b'、c'、d'はそれぞれ2.7≦a'≦3.3、1.8
≦b'≦2.2、2.7≦c'≦3.3、11.0≦d'≦13.0の範囲の数である。本
蛍光体は、発光中心イオンの元素が、M1、M2、M3のいずれかの金属元素の結晶格子の
位置に置換するか、或いは、結晶格子間の隙間に配置する等により、a'〜d'は上記範囲の中で変動するが、本蛍光体の結晶構造はガーネット結晶構造であり、a'=3、b'=2
、c'=3、d'=12の体心立方格子の結晶構造をとるのが一般的である。
[3−2−2−2] また、他の具体例として、下記に示される化合物が挙げられる。
ここで、M5は少なくともCeを含む付活剤元素、M6は2価の金属元素、M7は3価の
金属元素をそれぞれ示し、k〜nはそれぞれ下記の範囲の数である。
0.0001≦k≦0.2
0.8≦l≦1.2
1.6≦m≦2.4
3.2≦n≦4.8
ここで、式(8)におけるM5は、後述の結晶母体中に含有される付活剤元素であり、
少なくともCeを含むが、蓄光性や色度調整や増感などの目的で、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、及びYbからなる群から選択された少なくとも1種の2〜4価の元素を共付活剤として含有させることができる。共付活剤として含有させる場合、Ce1molに対する共付活剤の量は、通常、0.01〜20molである。
蛍光体の結晶母体中に存在する発光中心イオンが少なすぎて発光強度が小さくなる傾向にある。一方、kの値が大きすぎると濃度消光により発光強度が小さくなる傾向にある。従って、発光強度の点からはkは0.0005≦k≦0.1が好ましく、0.002≦k≦0.04が最も好ましい。また、Ceの濃度が高くなるに従って発光ピーク波長が長波長側にシフトして視感度の高い緑色発光量が相対的に増加するために、発光強度と発光ピーク波長とのバランスの点から、kは0.004≦k≦0.15が好ましく、0.008≦k≦0.1がより好ましく、0.02≦k≦0.08が最も好ましい。
Zn、Sr、Cd、及びBaからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Mg、Ca、又は、Srであるのが更に好ましく、M6の元素の50モル%以上がC
aであることが特に好ましい。
式(8)におけるM7は3価の金属元素であるが、同様の面から、Al、Sc、Ga、
Y、In、La、Gd、Yb、及びLuからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Al、Sc、Yb、又はLuであるのが更に好ましく、Sc、又はScとAl、又はScとLuであるのがより一層好ましく、M7の元素の50モル%以上がSc
であることが特に好ましい。
M7と酸素からなる、組成式M6M7 2O4で表される結晶であるため、化学組成比は、一般
には、式(8)におけるlが1、mが2で、nが4であるが、本発明においては、付活剤元素であるCeが、M6又はM7のいずれかの金属元素の結晶格子の位置に置換するか、或いは、結晶格子間の隙間に配置する等により、式(8)においてlが1、mが2で、nが
4とはならない場合もあり得る。従って、lは0.8≦l≦1.2、mは1.6≦m≦2.4、nは3.2≦n≦4.8の範囲の数となる。中でも、lは0.9≦l≦1.1、mは1.8≦m≦2.2の範囲の数であるのがそれぞれ好ましく、nは3.6≦n≦4.4の範囲の数であるのが好ましい。また、M6及びM7は、それぞれ2価及び3価の金属元素を表すが、発光特性や結晶構造などで本質的に異なる点がなければ、M6及び/又はM7のごく一部を1価、4価、5価のいずれかの価数の金属元素とし、電荷バランスなどを調整することも可能であり、さらに、微量の陰イオン、たとえば、ハロゲン元素(F、Cl、Br,I)、窒素、硫黄、セレンなどが、化合物の中に含まれていてもよい。
[3−2−2−3] その他の好ましい緑色蛍光体の具体例としては、例えば、ユーロ
ピウムで付活されたMSiN2O2(但し、Mは1種又は2種以上のアルカリ土類金属)、平成17年3月23日独立行政法人物質・材料研究機構により発表された筑波研究学園都市記者会、文部科学記者会、科学記者会資料「白色LED用緑色蛍光体の開発に成功」に記載のユーロピウムで付活されたβ−SiAlON等が挙げられる。
本願発明のカラー画像表示装置に用いられるカラーフィルターは特に限定はないが、例えば下記のものを用いることができる。この際、カラーフィルターの青色画素に特徴を有する前述の[2]章に記載されたカラーフィルターを用いることが好ましい。
カラーフィルターは、染色法、印刷法、電着法、顔料分散法などにより、ガラス等の透明基板上に赤、緑、青等の微細な画素を形成したものである。これらの画素間からの光の漏れを遮断し、より高品位な画像を得るために、多くの場合、画素間にブラックマトリクスと呼ばれる遮光パターンが設けられる。
染色法によるカラーフィルターは、ゼラチンやポリビニルアルコール等に感光剤として重クロム酸塩を混合した感光性樹脂により画像を形成した後、染色して製造される。印刷法によるカラーフィルターは、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、反転印刷法、ソフトリソグラフィー法(imprint Printing)等の方法で、熱硬化又は光硬化インキをガラス等の透明基板に転写して製造される。電着法では、顔料又は染料を含んだ浴に電極を設けたガラス等の透明基板を浸し、電気泳動によりカラーフィルターを形成させる。顔料分散法によるカラーフィルターは感光性樹脂に顔料等の色材を分散又は溶解した組成物をガラス等の透明基板上に塗布して塗膜を形成し、これにフォトマスクを介して放射線照射による露光を行い、未露光部を現像処理により除去してパターンを形成するものである。これらの方法の他にも色材を分散又は溶解したポリイミド系樹脂組成物を塗布しエッチング法により画素画像を形成する方法、色材を含んでなる樹脂組成物を塗布したフィルムを透明基板に張り付けて剥離し画像露光、現像して画素画像を形成する方法、インクジェットプリンターにより画素画像像を形成する方法等によっても製造できる。
ブラックマトリクスの形成方法としては、ガラス等の透明基板上にクロム及び/又は酸化クロムの(単層又は積層)膜をスパッタリング等の方法で全面に形成させた後、カラー画素の部分のみエッチングにより除去する方法、遮光成分を分散又は溶解させた感光性組成物をガラス等の透明基板上に塗布して塗膜を形成し、これにフォトマスクを介して放射線照射による露光を行い、未露光部を現像処理により除去してパターンを形成する方法、などがある。
以下、本発明に係るカラーフィルターの製造方法の具体例を示す。本発明に係るカラーフィルターは、ブラックマトリクスが設けられた透明基板上に通常、赤、緑、青の画素画像を形成することにより製造することができる。
チレンテレフタレート等のポリエステルやポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホンの熱可塑性プラスチックシート、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂等の熱硬化性プラスチックシート、あるいは各種ガラス板等が挙げられる。この中でも、耐熱性の点からガラス板、耐熱性プラスチックが好ましい。
ブラックマトリクスは、金属薄膜又はブラックマトリクス用顔料分散液を利用して、透明基板上に形成される。
塗布後の乾燥は、ホットプレート、IRオーブン、コンベクションオーブン等を用いて行えば良い。乾燥温度は、高温なほど透明基板に対する接着性が向上するが、高すぎると光重合開始系が分解し、熱重合を誘発して現像不良を起こしやすいため、通常50〜200℃、好ましくは50〜150℃の範囲である。また乾燥時間は、通常10秒〜10分、好ましくは30秒〜5分間の範囲である。また、これらの熱による乾燥に先立って、減圧による乾燥方法を適用することも可能である。
なお、用いるカラーフィルター用組成物が、バインダ樹脂とエチレン性化合物とを併用しており、かつバインダ樹脂が、側鎖にエチレン性二重結合とカルボキシル基を有するアクリル系樹脂である場合には、このものは非常に高感度、高解像力であるため、ポリビニルアルコール等の酸素遮断層を設けることなしに露光、現像して画像を形成することが可能であり好ましい。
現像処理方法については特に制限はないが、通常10〜50℃、好ましくは15〜45℃の現像温度で、浸漬現像、スプレー現像、ブラシ現像、超音波現像等の方法が用いられる。
[3−4]カラーフィルター用組成物
本願発明のカラー画像表示装置に用いられるカラーフィルター用組成物(レジスト)は特に限定はないが、例えば下記のものを用いることができる。この際、カラーフィルターの青色画素を作成する場合は前述の[1]章に記載されたカラーフィルター用青色組成物を用いることが好ましい。
顔料分散法においては上述したように感光性樹脂に顔料等の色材を分散した組成物(以下「カラーフィルター用組成物」と呼ぶ)を用いる。このカラーフィルター用組成物は、一般に、構成成分として(a)バインダ樹脂及び/又は(b)単量体、(c)色材、(d)その他の成分を、溶媒に溶解又は分散してなる、カラーフィルター用の着色組成物であ
る。
(a)バインダ樹脂
バインダ樹脂を単独で使用する場合は、目的とする画像の形成性や性能、採用したい製造方法等を考慮し、それに適したものを適宜選択する。バインダ樹脂を後述の単量体と併用する場合は、カラーフィルター用組成物の改質、光硬化後の物性改善のためにバインダ樹脂を添加することとなる。従ってこの場合は、相溶性、皮膜形成性、現像性、接着性等の改善目的に応じて、バインダ樹脂を適宜選択することになる。
レート、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、メトキシフェニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のエステル;(メタ)アクリル酸にε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン類を付加させたものである化合物;アクリロニトリル;(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド,N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メタクリロイルモルホリン、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド等のアクリルアミド;酢酸ビニル、バーサチック酸ビニル、プロピオン酸ビニル、桂皮酸ビニル、ピバリン酸ビニル等の酸ビニル等、各種モノマーを共重合させることにより得られる樹脂が挙げられる。
バインダ樹脂にエチレン性二重結合を導入する手段としては、例えば、特公昭50−34443号公報、特公昭50−34444号公報等に記載の方法、即ち樹脂が有するカルボキシル基に、グリシジル基やエポキシシクロヘキシル基と(メタ)アクリロイル基とを併せ持つ化合物を反応させる方法や、樹脂が有する水酸基にアクリル酸クロライド等を反応させる方法が挙げられる。
これらのアクリル系樹脂のGPCで測定した重量平均分子量の好ましい範囲は1,000〜100,000である。重量平均分子量が1,000未満であると均一な塗膜を得るのが難しく、また、100,000を超えると現像性が低下する傾向がある。またカルボキシル基の好ましい含有量の範囲は酸価で5〜200である。酸価が5未満であるとアルカリ現像液に不溶となり、また、200を超えると感度が低下することがある。
これらのバインダ樹脂は、カラーフィルター用組成物の全固形分中、通常10〜80重量%、好ましくは20〜70重量%の範囲で含有される。
単量体としては、重合可能な低分子化合物であれば特に制限はないが、エチレン性二重結合を少なくとも1つ有する付加重合可能な化合物(以下、「エチレン性化合物」と略す)が好ましい。エチレン性化合物とは、カラーフィルター用組成物が活性光線の照射を受けた場合、後述の光重合開始系の作用により付加重合し、硬化するようなエチレン性二重結合を有する化合物である。なお、本発明における単量体は、いわゆる高分子物質に相対する概念を意味し、狭義の単量体以外に二量体、三量体、オリゴマーも含有する概念を意味する。
不飽和カルボン酸と多価カルボン酸及び多価ヒドロキシ化合物とのエステル化反応によ
り得られるエステルは、必ずしも単一物ではなく、混合物であっても良い。代表例としては、アクリル酸、フタル酸及びエチレングリコールの縮合物、アクリル酸、マレイン酸及びジエチレングリコールの縮合物、メタクリル酸、テレフタル酸及びペンタエリスリトールの縮合物、アクリル酸、アジピン酸、ブタンジオール及びグリセリンの縮合物等が挙げられる。
これらのエチレン性化合物の配合割合は、カラーフィルター用組成物の全固形分中通常10〜80重量%、好ましくは20〜70重量%である。
(c)色材
色材としては、バックライトからの光をできるだけ効率良く利用するため、赤、緑、青のバックライトの発光波長に合わせて、それぞれの画素における当該蛍光体の発光波長での透過率をできるだけ高くし、その他の発光波長での透過率をできるだけ低くするように選ぶ必要がある。
透過型または半透過型の透過モードにおける赤色画素からの光量は、バックライトからの発光とカラーフィルターの赤色画素における分光透過率の積で決まる。従って、深赤色の波長領域、即ち620〜680nmにおいて充分な光量を得る条件は、LEDバックライトからの全発光強度で規格化した相対発光強度I(λn)の620〜680nmおける
平均値I(620-680)と、赤色カラーフィルターのパーセント表示における分光透過率TR(λn)の同波長領域における平均値TR(620-680)の積である、I(620-680)×TR(620-680)が1.1以上、好ましくは1.2以上、更に好ましくは1.3以上となるように色材を選択する。さらに、高色再現性を輝度を落とすことなく達成するために、560nm≦λn≦580nmの波長領域に渡り平均した透過率TR(560-580)が、通常15%以上
、好ましくは20%以上、更に好ましくは25%以上、特に好ましくは28%以上である。
具体的に例えば下記に示すピグメントナンバーの顔料を用いることができる。なお、以下に挙げる「C.I.」の用語は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
4、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、57:2、58:4、60、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、101、101:1、104、108、108:1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276。
黄色色材:C.I.ピグメントイエロー1、1:1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、41、42、43、48、53、55、61、62、62:1、63、65、73、74、75,81、83、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、119、120、126、127、127:1、128、129、133、134、136、138、139、142、147、148、150、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191:1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、206、207、208。
赤色画素と同様の考え方で以下の条件を満たすことが必要である。
深緑色、即ち500nm≦λn≦530nmの波長領域において、充分な光量を得るた
め、当該波長領域に渡り平均した透過率(%)および相対発光強度をそれぞれTG(500-530),I(500-530)とした時のI(500-530)×TG(500-530)は1.2以上、好ましくは1.3以上、更に好ましくは、1.4以上、特に好ましくは1.8以上である。
nmの波長領域に渡り平均した透過率TG(580-600)は、通常20%以上、好ましくは30%以上、更に好ましくは50%以上である。
この条件を満たす顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリン系、ジオキザジン系、インダスロン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系等の有機顔料に加えて、種々の無機顔料も利用可能である。
また、上記緑色色材に、色の微調整のため、上述の黄色色材を混合してもよい。
緑色画素として、上記の条件を満たす具体例としては、特に、緑色顔料としてピグメントグリーン36および/またはピグメントグリーン7、調色用に黄色顔料としてピグメント
イエロー150、ピグメントイエロー138、ピグメントイエロー139のうちいずれか一つ以上
を含むことが好ましい。また、蛍光体として、上述の一般式(3)で表される赤色蛍光体([蛍光体][3−2−1−1]参照)及び上述の一般式(7)で表される緑色蛍光体([蛍光体][3−2−2−1]参照)の組み合わせを選択する場合は、緑色顔料の合計した含有量と黄色顔料の顔料の合計した含有量が、下記(9)の関係を満たすものが好ましく用いられる。また、下記(10)の関係を満たすものは更に好ましく、下記(11)の関係を満たすものは特に好ましい。
1 ≦〔黄色顔料の合計重量〕/〔緑顔料の合計重量〕≦ 1.8……(10)
1.05 ≦〔黄色顔料の合計重量〕/〔緑顔料の合計重量〕≦ 1.5……(11)
次に青色画素について説明する。
青色画素については特に限定されないが、下記の顔料を使用することができる。 具体的に例えば下記に示すピグメントナンバーの顔料を用いることができる。
バイオレット色材:C.I.ピグメントバイオレット1、1:1、2、2:2、3、3:1、3:3、5、5:1、14、15、16、19、23、25、27、29、31、32、37、39、42、44、47、49、50。
オレンジ色材:C.I.ピグメントオレンジ1、2、5、13、16、17、19、20、21、22、23、24、34、36、38、39、43、46、48、49、61、62、64、65、67、68、69、70、71、72、73、74、75、77、78、79。
勿論、染料等その他の色材を用いることも可能である。
染料としては、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料等が挙げられる。
.リアクティブブルー49、C.I.ディスパースレッド60、C.I.ディスパースブルー56、C.I.ディスパースブルー60等が挙げられる。
この他、フタロシアニン系染料として、例えば、C.I.パッドブルー5等が、キノンイミン系染料として、例えば、C.I.ベーシックブルー3、C.I.ベーシックブルー9等が、キノリン系染料として、例えば、C.I.ソルベントイエロー33、C.I.アシッドイエロー3、C.I.ディスパースイエロー64等が、ニトロ系染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー1、C.I.アシッドオレンジ3、C.I.ディスパースイエロー42等が挙げられる。
なお、これらの色材は平均粒径0.5μm以下、好ましくは0.2μm以下、更に好まし
くは0.1μm以下に分散処理して使用することが好ましい。
(d)その他の成分
カラーフィルター用組成物には、必要に応じ更に光重合開始系、熱重合防止剤、可塑剤、保存安定剤、表面保護剤、平滑剤、塗布助剤その他の添加剤を添加することができる。
カラーフィルター用組成物が(b)単量体としてエチレン性化合物を含む場合には、光を直接吸収し、あるいは光増感されて分解反応又は水素引き抜き反応を起こし、重合活性ラジカルを発生する機能を有する光重合開始系が必要である。
ールビイミダゾール誘導体、ハロメチル−s−トリアジン誘導体、N−フェニルグリシン等のN−アリール−α−アミノ酸類、N−アリール−α−アミノ酸塩類、N−アリール−α−アミノ酸エステル類等のラジカル活性剤が挙げられる。加速剤としては、例えば、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等のN,N−ジアルキルアミノ安息香酸アルキルエステル、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール等の複素環を有するメルカプト化合物又は脂肪族多官能メルカプト化合物等が用いられる。光重合開始剤及び付加剤は、それぞれ複数の種類を組み合わせても良い。
熱重合防止剤としては、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ピロガロール、カテコール、2,6−t−ブチル−p−クレゾール、β−ナフトール等が用いられる。熱重合防止剤の配合量は、組成物の全固形分に対し0〜3重量%の範囲であることが好ましい。
(d−3)可塑剤
可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン等が用いられる。これら可塑剤の配合量は、組成物の全固形分に対し10重量%以下の範囲であることが好ましい。
また、カラーフィルター用組成物中には、必要に応じて、感応感度を高める目的で、画像露光光源の波長に応じた増感色素を配合させることができる。
(d−5)その他の添加剤
またカラーフィルター用組成物には、更に密着向上剤、塗布性向上剤、現像改良剤等を適宜添加することができる。
溶媒は、(a)バインダ樹脂や(b)単量体など、組成物の構成成分に応じて適宜選択すれば良く、例えば、ジイソプロピルエーテル、ミネラルスピリット、n−ペンタン、アミルエーテル、エチルカプリレート、n−ヘキサン、ジエチルエーテル、イソプレン、エ
チルイソブチルエーテル、ブチルステアレート、n−オクタン、バルソル#2、アプコ#18ソルベント、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルアセテート、アプコシンナー、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロヘキセン、メチルノニルケトン、プロピルエーテル、ドデカン、ソーカルソルベントNo.1及びNo.2、アミルホルメート、ジヘキシルエーテル、ジイソプロピルケトン、ソルベッソ#150、(n,sec,t−)酢酸ブチル、ヘキセン、シェルTS28ソルベント、ブチルクロライド、エチルアミルケトン、エチルベンゾエート、アミルクロライド、エチレングリコールジエチルエーテル、エチルオルソホルメート、メトキシメチルペンタノン、メチルブチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルイソブチレート、ベンゾニトリル、エチルプロピオネート、メチルセロソルブアセテート、メチルイソアミルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピルアセテート、アミルアセテート、アミルホルメート、ビシクロヘキシル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジペンテン、メトキシメチルペンタノール、メチルアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、プロピルプロピオネート、プロピレングリコール−t−ブチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、カルビトール、シクロヘキサノン、酢酸エチル、プロピレングリコール、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、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メチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシプロピオン酸、3−エトキシプロピオン酸、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、エチレングリコールアセテート、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチ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−t−ブチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート等が挙げられる。これらの溶媒は、2種以上を併用して用いても良い。
また溶媒の組み合わせは顔料の分散安定性、樹脂、モノマー、光重合開始剤等の固形分中の溶解性成分に対する溶解性、塗布時の乾燥性、減圧乾燥工程における乾燥性を考慮して選択される。
まず、色材を分散処理し、インクの状態に調整する。分散処理は、ペイントコンディショナー、サンドグラインダー、ボールミル、ロールミル、ストーンミル、ジェットミル、ホモジナイザー等を用いて行う。分散処理により色材が微粒子化するため、透過光の透過率向上及び塗布特性の向上が達成される。
例えば、サンドグラインダーを用いて分散処理する場合は、0.05から数ミリ径のガラスビーズ又はジルコニアビーズを用いるのが好ましい。分散処理時の温度は通常、0℃〜100℃、好ましくは室温〜80℃の範囲に設定する。なお、分散時間は、インキの組成(色材、溶剤、分散剤)、及びサンドグラインダーの装置仕様等により適正時間が異な
るため、適宜調整する。
[1]バックライトの製造
[1−1]製造例1:バックライト1の製造方法
発光装置は以下の手順で作成した。460nmの光を発光する発光ダイオードをフレームのカップ底面にダイボンディングし、次に発光ダイオードとフレームの電極をワイヤーボンディングした。
としてCa0.996Eu0.004Sを用いた。これらをエポキシ樹脂に混練しペースト状としたもの
を、カップ内の発光ダイオードに塗布、硬化した。
次に、導光体としてサイズ289.6×216.8mm、厚みが厚肉部2.0mm、薄肉部0.6mmで、短辺方向に厚みが変化する、楔形状の環状ポリオレフィン系樹脂板(日本ゼオン社製商品名「ゼオノア」)を使用し、厚肉側の長辺部に上記の発光ダイオードからなる光源を配設し、導光体の厚肉側(光入射面)に効率良く線状光源からの出射光源が入射するようにした。
ここで粗面からなる微細な円形パターンの形成に用いる金型は、厚さ50μmのドライフィルムレジストをSUS基板上にラミネートし、フォトリソグラフィーによって該パターンに対応する部分に開口部を形成し、更に該金型をサンドブラスト法によって#600の球形ガラスビーズにて0.3MPaの投射圧力で均一にブラスト加工を施した後に、ドライフィルムレジストを剥離することによって得た。
イト1を得た。得られたバックライト1の相対発光スペクトルを図4に示す。
[1−2]製造例2:バックライト2の製造方法
製造例1において、赤色帯を発光する蛍光体としてCa0.992 AlSiEu0.008 N2.85 O0.15
を用いた以外は、製造例1と同様にしてバックライト2を作成した。得られたバックライ
ト2の相対発光スペクトルを図5に示す。
製造例1において緑色帯を発光する蛍光体として、Ca0.99 Ce0.01 Sc2 O4を、赤色帯を発光する蛍光体としてCa 0.992 Al Si Eu 0.008 N 2.85 O 0.15を用いた以外は、製造例
1と同様にしてバックライト3を作成した。得られたバックライト3の相対発光スペクトルを図6に示す。
[1−4]製造例4:バックライト4の製造方法
製造例1において赤色帯を発光する蛍光体としてSr0.792 Ca0.2 Eu0.008 AlSiN3を用いた以外は、製造例1と同様にしてバックライト4を作成した。得られたバックライト4の相対発光スペクトルを図7に示す。
製造例1において緑色帯を発光する蛍光体として、Ca2.94 Ce0.06 Sc1.94 Mg0.06 Si3O12を、赤色帯を発光する蛍光体としてSr0.792 Ca0.2 Eu0.008 AlSiN3を用いた以外は、製造例1と同様にしてバックライト5を作成した。得られたバックライト5の相対発光スペクトルを図8に示す。
[1−6]製造例6:バックライト6の製造方法
発光装置を以下の手順で作成した。460nmの光を発光する発光ダイオードをフレームのカップ底面にダイボンディングし、次に、発光ダイオードとフレームの電極をワイヤーボンディングした。
黄色帯を発光する蛍光体として、Y2.8Tb0.1Ce0.1Al5O12を用いた。これらをエポキシ樹脂に混練しペースト状としたものを、カップ内の発光ダイオードに塗布、硬化した。
以降は製造例1と同様の方法を用いてバックライト6を得た。得られたバックライト6の相対発光スペクトルを図9に示す。
酸価200、重量平均分子量5,000のスチレン・アクリル酸樹脂20部、p−メトキシフェノール0.2部、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド0.2部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40部をフラスコに仕込み、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルアクリレート7.6部を滴下し、100℃の温度で30時間反応させた。反応液を水に再沈殿、乾燥させて樹脂を得た。KOHによる中和滴定を行ったところ、樹脂の酸価は80mg−KOH/gであった。
下記に示す各成分を下記の割合で調合し、スターラーにて各成分が完全に溶解するまで攪拌し、レジスト溶液を得た。
・ ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:1.0部
・ 光重合開始系
2−(2'−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール:0.06部
2−メルカプトベンゾチアゾール:0.02部
4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン:0.04部
・ 溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート):9.36部
・ 界面活性剤(住友3M社製「FC−430」):0.0003部
[4−1]製造例9:赤色画素A〜Jの作製
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート75部、赤色顔料P.R.254
を16.7部、ウレタン系分散樹脂8.3部を混合し、攪拌機で3時間攪拌して固形分濃度が2
5重量%のミルベースを調製した。このミルベースを600部の0.5mmφのジルコニアビーズを用いビーズミル装置にて周速10m/s、滞留時間3時間で分散処理を施しP.R.
254の分散インキを得た。
散インキを得た。
また、顔料をP.R.177に変更した以外は上記のP.R.254と同様の組成にてミルベースを調製し、同様の分散条件にて滞留時間で3時間分散処理を施しP.R.177の分散インキを得た。
得られたカラーフィルター用組成物を、スピンコーターにて10cm×10cmのガラス基板(旭硝子社製「AN635」)上に乾燥膜厚が2.5μmになるように塗布、乾燥し
た。この基板全面に100mJ/cm2の紫外線を照射し、アルカリ現像液で現像後、230℃で30
分間オーブンにてポストベークすることにより、測定用の赤色画素サンプルA〜Jを作製した。
顔料をP.G.36に変更した以外は製造例9のP.R.254と同様の組成にてミルベースを調製し、同様の分散条件にて滞留時間1時間で分散処理を施し、P.G.36の分散インキを得た。
以上のようにして得られた分散インキ、及び上記製造例8で製造したレジスト溶液を下記表2に示す配合比で混合攪拌し、最終的な固形分濃度が25重量%になるように溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)を加えて緑色カラーフィルター用組成物を得た。
ス基板(旭硝子社製「AN635」)上に乾燥膜厚が2.5μmになるように塗布、乾燥し
た。この基板全面に100mJ/cm2の紫外線を照射し、アルカリ現像液で現像後、230℃で30
分間オーブンにてポストベークすることにより、測定用の緑色画素サンプルA〜Jを作製した。
顔料をP.G.15:6に変更した以外は製造例9のP.R.254と同様の組成にてミルベースを調製し、同様の分散条件にて滞留時間1時間で分散処理を施し、P.G.15:6の分散インキを得た。
の分散インキを得た。
以上のようにして得られた分散インキ、及び上記製造例8で製造したレジスト溶液を下記表3に示す配合比で混合攪拌し、最終的な固形分濃度が25重量%になるように溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)を加えて青色カラーフィルター用組成物を得た。
た。この基板全面に100mJ/cm2の紫外線を照射し、アルカリ現像液で現像後、230℃で30
分間オーブンにてポストベークすることにより、測定用の青色画素サンプルA〜Jを作製した。
上記の赤色、緑色、青色の同じアルファベットの画素を組み合わせ、カラーフィルターA〜Jを作成した。
実施例1〜8、比較例1〜2
上記製造例に示した赤色画素サンプル、緑色画素サンプル、及び青色画素サンプルについて、各々の透過率スペクトルを分光光度計(日立製作所社製「U−3500」)にて測定した。一方、バックライトの発光スペクトルは、光輝度測定装置(コニカミノルタ社製「CS-1000」)にて測定した。
算出した。ここでY値はバックライトからの発光の利用効率に相当する。
その結果を表4に示す。表中の白色のY値がディスプレイ全体としてのバックライト光
の利用効率を表す。
表4の通り、EBU規格(NTSC比72%)、NTSC比85%という高い色再現範囲のディス
プレイを設計した場合に従来バックライトではY値の著しい低下をもらすのに対し、本発
明の技術を用いれば高いY値を達成できる。 即ち、低消費電力でより高い輝度を得ることが可能となる。
また、前記製造例6〜11で調製した各色のカラーフィルター用組成物の塗膜をそれぞれテストパターンマスクを使用して100mJ/cm2で露光、現像したところ、全ての
サンプルにおいて良好なパターンが得られることを確認した。
2 導光板
3 光拡散シート
4,10 偏光板
5,8 ガラス基板
6 TFT
7 液晶
9 カラーフィルター
11 導光体
12 アレー
13 調光シート
14,14' 光取り出し機構
15 反射シート
Claims (1)
- 光シャッターと、該光シャッターに対応する少なくとも赤、緑、青の三色の色要素を有するカラーフィルターと、透過照明用のバックライトとを組み合わせて構成されるカラー画像表示装置において、該バックライトがLEDをその構造中に含み、且つ可視光域380〜780nmの5nmごとの波長をそれぞれλnnmとし、該カラーフィルターの赤色
画素による波長λnnmにおける分光透過率(%)をそれぞれTR(λn)、バックライトか
らの波長λnnmにおける全発光強度で規格化した相対発光強度をそれぞれI(λn)としたとき、これらが下記(1)の条件を満たすことを特徴とするカラー画像表示装置。
I(620-680)×TR(620-680)≧1.1 ……(1)
ただし、TR(620-680)及びI(620-680)はそれぞれ、620nm≦λn≦680nmにおける平均透過率(%)及び平均相対発光強度であり、I(λn)は以下のように定義す
る。
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