JP2011118139A - カラーフィルタ基板および液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】白色ＬＥＤバックライトを備えた高コントラスト及び高色再現性に優れ且つ、エコモデルとしても優れた液晶表示装置、及びそれに用いるカラーフィルタを提供すること。
【解決手段】透明基板上に、少なくとも青色画素、緑色画素、黄色画素、赤色画素を含む複数色の着色画素を備える、白色ＬＥＤ光源をバックライトとする液晶表示装置向けカラーフィルタ基板であって、前記黄色画素は、ＣｌピグメントナンバーＰＹ１３９またはＣｌピグメントナンバーＰＹ１５０で示される有機顔料のいずれか一方あるいは両方を主たる色材とし、表示色度が、ｘｙ色度座標系で４点（０．４００、０．６００）、（０．３５０、０．５５０）、（０．４３０、０．４９０）、（０．４７０、０．５４０）を結ぶ色度範囲内にあり、コントラスト比が１００００以上、であることを特徴とするカラーフィルタ基板である。
【選択図】図１

Description

本発明は、青色ＬＥＤと赤色発光蛍光体・緑色発光蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤバックライトとマッチングした色再現性に優れたカラーフィルタ、および、それを用いた液晶表示装置に関する。
カラー液晶表示装置１０（図５を参照）は、基本的に、第１の透明電極層１３とカラーフィルタ２２が形成された第１の透明基板１１と、第２の透明電極層２３が形成された第２の透明基板２１とを、第１及び第２の透明電極層を対向させて配置し、これらの間に液晶層（ＬＣ）を介在させてなるものである。第１および第２の透明基板の外側には、それぞれ第１および第２の偏光板１５、２５が設けられており、第１の偏光板１５の外側にはバックライト光源３１を含むバックライトユニット３０が設置されている。
このように構成される液晶表示装置１０では、第１および第２の透明電極層間１３，２３に印加する電圧を画素毎に調整し、第１の偏光板１５を通過したバックライトユニット３０からの光の偏光度合いを制御して、第２の偏光板２５を通過する光量をコントロールすることにより表示が行われる。従って、カラーフィルタ２２および偏光板１５，２５の色特性は、液晶表示装置の色特性を決定する重要な因子となっている。
カラーフィルタは、ガラス等の透明基板の表面に、遮光パターンであるブラックマトリックスと赤色、緑色および青色の微細な帯（ストライプ）状の画素を平行に配置するか、あるいは微細な画素を縦横一定の配列で規則的に配置したものから構成されている。液晶表示装置は、近年その薄型であることゆえの省スペース性、軽量性、また省電力性などが評価され、大型のテレビやモニタにも用途が急速に拡大してきている。なお、近年、液晶表示装置として省エネ化の要求が高まっており、液晶表示装置の色特性を決定するカラーフィルタに対しては、高透過率化、高色再現性、高コントラスト化の要求が高まっている。しかしながら、高色再現性と高コントラスト化の両立は困難である。(例えば、特許文献１、２、３参照)。
具体的には、カラーフィルタの色再現性を高くするためには、黄色画素についてはＸＹＺ表色系においてＥＢＵ規格の外側に、色座標が位置するほど望ましい。すなわち、赤味の黄色化が望ましいということである。しかしながら、赤味の黄色化はコントラストを低くする。コントラストをあげるためには青味の黄色性と赤味の黄色性の比率合わせが必要であるため、コントラストと色再現性の両立は困難であるということである。
高透過率化については、黄色画素を加えた４色のカラーフィルタを用いることで、液晶表示装置の白色表示での透過率を上昇させることができる。そのため、バックライトの出力を低減させても、従来の液晶表示装置と同様の輝度を達成することができる。すなわち、４色カラーフィルタを用いることで、液晶表示装置の省エネ化が期待できる。
カラーフィルタの高色再現化の手段としては、カラーフィルタに赤色、緑色および青色の画素に加えて、第４、第５、第６の画素を追加することが有効である。特許文献４および５などは、赤色、緑色、青色の画素に加えて、黄色、シアン色、マゼンタ色の画素を追加することで、特許文献６はシアン色の画素を追加することで、再現域の拡大を提案している。
とりわけ、赤色、緑色、青色の画素に加える第４の画素としては、高透過率化に加え高
輝度化の点でも有利な黄色画素を用いることが効果的である。４色の画素で色再現することにより、３色で構成するカラーフィルタよりも色再現域を拡大することができる。特許文献７には、黄色、赤色、緑色、青色の画素をもつカラーフィルタ、液晶表示装置が開示されている。しかし、この技術には、４色カラーフィルタを用いての色の再現域の拡大についての検討がほとんどなされていない。加えて、黄色画素の最適な色度規定検討がされていない。さらに、省エネ化に重要な要素である白色ＬＥＤバックライトとのマッチングについては皆目検討されていない。
一方、バックライトの光源としては、演色性に優れた３波長域発光型蛍光ランプ（三波長管）が広く用いられている。近年、青色発光のＬＥＤの輝度が大幅に改善され、三波長管に代わり、演色性に優れ輝度が高いＬＥＤが液晶表示装置のバックライトとして使用され始めた。このＬＥＤは消費電力が少なく、寿命が長いといった長所を有しており、エコモデルとして注目されている。
特開２００１−１９４６５８号公報 特開２００２−２１４４３６号公報 特開２００５−３１６４３９号公報 特開平０９−２５１１６０号公報 特許第４１７０８９９号 特開２００１−３０６０２３号公報 特開２００８−２１６８０２号公報
本発明は、以上のような事情の下になされたもので、バックライトとして白色ＬＥＤ光源を用いる液晶表示装置において、高コントラストで高色再現性に優れた画像を表示可能なカラーフィルタ基板を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための、本発明の第１の実施態様は、透明基板上に、少なくとも青色画素、緑色画素、黄色画素、赤色画素を含む複数色の着色画素を備える、白色ＬＥＤ光源をバックライトとする（以下、白色ＬＥＤバックライト）液晶表示装置向けカラーフィルタ基板であって、
前記黄色画素は、ＣｌピグメントナンバーＰＹ１３９またはＣｌピグメントナンバーＰＹ１５０で示される有機顔料のいずれか一方あるいは両方を主たる色材とし、表示色度が、ｘｙ色度座標系で４点（０．４００、０．６００）、（０．３５０、０．５５０）、（０．４３０、０．４９０）、（０．４７０、０．５４０）を結ぶ色度範囲内にあり、コントラスト比が１００００以上、であることを特徴とするカラーフィルタ基板としたものである。
本発明の第２の実施態様は、請求項１に記載のカラーフィルタ基板を用い、かつ、白色ＬＥＤバックライトを備えることを特徴とする液晶表示装置としたものである。
本発明の第３の実施態様は、前記白色ＬＥＤバックライトが、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下に第１のピーク波長、５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下に第２のピーク波長、および６３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下に第３のピーク波長を有し、第1ピーク波長の強度Ａに対して、第２ピーク波長の強度Ｂと第３ピーク波長の強度Ｃが、２５＞Ａ/Ｂ＞２、２５＞Ａ／Ｃ＞２であり、かつ、Ｂ／Ｃ≧１．２を満たす発光スペクトルを有することを特徴と
する請求項２に記載の液晶表示装置としたものである。
本発明によれば、白色ＬＥＤ光源にマッチングした黄色画素を有するカラーフィルタ基板を得ることが可能で、このカラーフィルタ基板と白色ＬＥＤ装置を組み合わせると、黄色再現性が向上する結果、ＮＴＳＣ比で８０％以上の色再現性と、１００００以上のコントラストを有し、且つ、省エネルギー効果の高い液晶表示装置を得ることができる。
ＸＹＺ表色色度図における黄色画素の色度座標の範囲を示す図である。 白色ＬＥＤバックライトの発光スペクトルの一例。 白色ＬＥＤバックライトの構造の一例を説明する斜視図である。 ＬＥＤの構造の一例を模式的に説明する断面視の図である。 液晶表示装置の構造を説明する断面視の図である。 コントラストの測定原理を模式的に説明する斜視図である。 本発明で用いた白色ＬＥＤバックライトの発光スペクトルの例である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の一実施形態に係るカラーフィルタは、黄色画素を含む複数色の着色画素を具備する。黄色画素以外の画素としては、例えば、赤色画素、緑色画素、青色画素が挙げられる。これらの画素は、顔料、顔料分散剤、顔料担体等を含有する着色組成物を用いて形成される。
着色組成物に含まれる顔料としては、有機または無機の顔料を、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。顔料のなかでは、発色性が高く、且つ耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い顔料が好ましく、通常は有機顔料が用いられる。黄色画素に含まれる有機顔料は、C.I. Pigment Yellow １３９、１５０の片方あるいは両方の黄色顔料がとくに好ましい。
黄色画素は、少なくとも(a)着色剤、(b)光重合性モノマー、(c)光重合開始剤、(d)透明樹脂、(e)溶剤を含有する黄色組成物を用いて形成された画素であって、(a)着色剤中に少なくとも黄色顔料C.I. Pigment Yellow １３９、１５０の片方あるいは両方を含んでいることが好ましい。
また、本発明のカラーフィルタが具備する黄色画素は、ＸＹＺ表色系色度図における色度座標（ｘ、ｙ）が、図１に示すように、（０．４００、０．６００）、（０．３５０、０．５５０）、（０．４３０、０．４９０）、（０．４７０、０．５４０）で囲まれる四角形内に位置している。また、特にＸＹＺ表色系色度図における色度座標（ｘ、ｙ）が、（０．３８０,０．５８０）、（０．４００,０．６００）、（０．４７０,０．５４０）、（０．４５０,０．５２０）で囲まれる四角形内に位置していることが好ましい。図１に示す色度範囲は、ＲＧＢＹ（赤色、緑色、青色、黄色）４色カラーフィルタを用いた時に、黄色画素として本発明者らが見いだした色表現が豊かな領域である。
図１は、ＣＩＥ１９３１ ＸＹＺ表色系によって本発明が請求する色範囲を示したものである。なお、ＮＴＳＣ比とは、アメリカテレビジョン標準化委員会（National Television System Committee）によりＣＩＥ１９３１ ＸＹＺ表色系の色度（ｘ，ｙ）にて定められた標準方式の３原色、赤（０．６７０，０．３３０）、緑（０．２１０，０．７１０）、青（０．１４０，０．０８０）を結ぶ三角形を基準として、表示デバイスの赤・緑・青単色の色度を結んで得られる三角形を比較した面積比のことである。この面積比が即ち色再現範囲として定義され、その比率が高いほど色再現性が高いと判定される。通常、放送規格では、ＮＴＳＣ比７２％が標準となっているため、ＮＴＳＣ比７２％未満の場合、放送規格色に届かず、表示不可能な範囲が存在するため、好ましくないとされる。この放送規格色範囲を示したものがＥＢＵ規格である。よって、黄色画素の色狙い値としては、ＥＢＵ規格以上の高いＮＴＳＣ比を達成するという点から、ＥＢＵ規格の外側にあることが望ましい。さらに、より好ましい範囲としてはＮＴＳＣ比１００％となる三角形の頂点にある赤（０．６７０，０．３３０）、緑（０．２１０，０．７１０）を結んだ直線の外側であるのがよい。
図１のＸＹＺ表色系色度図において、黄色画素の色が左上方向にあるほどＮＴＳＣ比が大きくなる。例えば黄色画素の色座標が（０．４００、０．６００）であればＮＴＳＣ比は８１％、（０．４７０、０．５４０）では８０％、（０．５００、０．５００）では７８．５％である。
なお、黄色画素の色が図１のＸＹＺ表色系色度図において（０．４００,０．６００）と（０．３５０,０．５５０）を結んだ直線より左上にある場合、ＮＴＳＣ比は高くなるものの、黄色画素の色が緑を帯びた色調になるため、豊かな色表現ができなくなる。このため、本発明のカラーフィルタが具備する黄色画素は、ＸＹＺ表色系色度図における色度座標（ｘ、ｙ）が（０．４００、０．６００）、（０．３５０、０．５５０）、（０．４３０、０．４９０）、（０．４７０、０．５４０）で囲まれる四角形内に位置している。また、特にＸＹＺ表色系色度図における色度座標（ｘ、ｙ）が、（０．３８０,０．５８０）、（０．４００,０．６００）、（０．４７０,０．５４０）、（０．４５０,０．５２０）で囲まれる四角形内に位置していることが好ましい。
このような黄色画素の分光透過率は、波長４５０ｎｍから５７０ｎｍの範囲内に、透過率が少なくとも、 (Ａ)２０％以下の領域を短波長側に２０ｎｍ幅以上、（Ｂ）６０％以上の領域を長波長側に４０ｎｍ幅以上、を有する分光特性であることが好ましい。
黄色画素を形成する黄色着色組成物には、C.I. Pigment Yellow１５０およびC.I. Pigment Yellow１３９以外の黄色顔料として、C.I. Pigment Yellow １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、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、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１４７、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、１９８、１９９、２１３、２１４等を少量添加する形（例えば全黄色顔料の質量比で５％以下）で用いることができる。上記した黄色顔料は、赤色画素あるいは緑色画素の色調整に添加使用することができる。
黄色画素以外の画素、例えば、赤色画素、緑色画素、青色画素を形成するための着色組成物に使用可能な有機顔料の具体例を、以下に示す。
赤色着色画素を形成する赤色着色組成物には、赤色顔料として、例えばC.I. Pigment Red ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１６、２２０、２２３、２２４、２２８、２４０、２４２、２５４、２５５、２６４、２７２等の赤色顔料の１種または２種以上を用いることができる。これらの中では特に、C.I. Pigment Red １７７、２４２、２５４を好ましく用いることができる。また、前述の赤色画素に加えて、上述の黄色顔料や、C.I. Pigment orange ３８、４３、７１、７３等の橙色顔料を併用することができる。
緑色画素を形成するための緑色着色組成物には、例えばC.I. Pigment Green ７、１０、３６、３７、５８等の緑色顔料を１種または２種以上用いることができる。緑色着色組成物には、上述した黄色顔料を添加することができる。
青色画素を形成するための青色着色組成物には、例えばC.I. Pigment Blue １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、６０、６４、８０等の青色顔料、好ましくはC.I. Pigment Blue １５：６を１種または２種以上用いることができる。青色着色組成物には、C.I. Pigment Violet １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料、好ましくはC.I. Pigment Violet ２３を併用することができる。
着色組成物は、顔料を、必要に応じて光重合開始剤と共に、透明樹脂および有機溶剤中に、種々の分散手段を用いて微細に分散させることにより製造することができる。顔料を透明樹脂および有機溶剤中に分散する際には、適宜、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤、色素誘導体等の分散助剤を含有させることができる。
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、また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。
なお、前記黄色画素のコントラスト比が１００００以上であると、このカラーフィルタを装着した液晶表示装置の表示が、鮮明になるので好ましい。コントラスト比が１００００未満では、カラーフィルタのコントラスト比が低くなり、画質が不十分となる場合がある。なお、黄色画素のコントラスト比の上限は、偏光板のコントラスト比（カラーフィルタを除いた状態で測定されるコントラスト比）と同等まで高めることができる。黄色画素に含まれる有機顔料は、C.I. Pigment Yellow １３９、１５０の片方あるいは両方の黄色顔料が、コントラストと色度の観点で特に好ましい。C.I. Pigment Yellow １５０の顔料比率が高い方が、より高いコントラストを得ることができる。これら２つの黄色顔料の混合割合は、対象の液晶表示装置の色再現仕様で決定すればよい。
以下に、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置に用いるＬＥＤ装置バックライトの構造について詳述する。ＬＥＤ装置バックライトは消費電力が少なく、寿命が長いといった長所を有しており、エコモデルとして注目されている。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、バックライトとして、青色ＬＥＤと、赤色発光蛍光体及び緑色発光蛍光体とを組み合わせて混色させた高演色白色ＬＥＤ装置（以下、白色ＬＥＤと表記）を用いる。この白色ＬＥＤ装置は、図２に示すような発光スペクトル特性を有する。白色ＬＥＤ装置は、従来の液晶表示装置に用いられてきた冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）や、青系のLEDから発する光をＹＡＧ(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)などの蛍光体に通して混色されたＹＡＧ−ＬＥＤ装置の発光スペクトルとは明確にスペクトルの特性が異なる。
近年、環境への対応としてＣＣＦＬとの代替が進んでいるＹＡＧ−ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤとＹＡＧなどの黄色発光蛍光体とを組み合わせて混色させたものであり、ＣＣＦＬと異なり長波長域にピークをもたない２波長の光源である。そのため、カラーフィルタを
従来のＣＣＦＬに使用していたものと同一のものとした場合に、特に黄色再現性が著しく低化するという問題があった。
本発明に用いる白色ＬＥＤバックライトは青色の発光ダイオードを用いて緑色、赤色の蛍光体を励起発光させ、白色光を発する光源である。消費電力、発熱、発光色度点の安定性が優れる他、光源装置（バックライト）の小型軽量化にも有利であり、ノート型のコンピュータの液晶表示装置に好適である。この光源装置にＣ光源でＮＴＳＣ規格比が８０％〜１２０％程度のカラーフィルタを組み合わせることで、ＡｄｏｂｅＲＧＢと呼ばれる色再現規格に対応する液晶表示装置を実現することが可能となる。
以上のような理由に鑑みて、本実施形態に係る液晶表示装置においては、バックライトに青色ＬＥＤと赤色発光蛍光体及び緑色発光蛍光体とを組み合わせて混色させた白色ＬＥＤ装置を用いた。特に、黄色画素と白色ＬＥＤバックライトのマッチングさせることにより、高コントラスト及び高色再現性に優れたカラーフィルタ基板、および、エコモデルとしても優れた液晶表示装置を得ることができる。
なお、白色ＬＥＤ光源については、第1ピーク波長の強度Ａ、第２ピーク波長の強度Ｂと第３ピーク波長の強度Ｃに対し、２５＞Ａ/Ｂ＞２、２５＞Ａ／Ｃ＞２、且つ、Ｂ／Ｃ≧１．２ を満たすスペクトルとすることで、特に黄色画素の発色を良好にすることができる。
本発明の特徴である黄色再現域とコントラストの両立のためには、白色ＬＥＤ装置の第２、第３のピーク波長の位置と強度が関係する。黄色画素の分光透過率は、波長４５０ｎｍから５７０ｎｍの範囲内に、（Ａ）透過率が２０％以下の短波長側領域を２０nm幅以上と、かつ、（Ｂ）透過率が６０％以上の長波長側領域を４０ｎｍ幅以上、を有する。そのため、第２のピーク波長は５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下に存在することが好ましい。黄色の分光透過率とＬＥＤ装置の発光の重なりが大きくなることで、黄色画素の発色を良好にすることができる。
黄色画素と白色ＬＥＤバックライトのマッチングにより、高コントラスト及び高色再現性に優れたカラーフィルタ、および、エコモデルとしても優れた液晶表示装置を得ることができる。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置に用いる白色ＬＥＤバックライトの構造の一例として図３に示す組立図のような構造を挙げることができる。即ち、金属フレーム（又は樹脂枠）内に、反射シート、複数のＬＥＤ（表面実装型発光装置）が側面に配置された導光板、拡散シート、２枚のプリズムシートが順次積層されて、白色ＬＥＤ装置バックライトが構成される。なお、複数のＬＥＤ（表面実装型発光装置）は、基板に取り付けられている。
ＬＥＤ（表面実装型発光装置）の構造の一例を図４に示す。ここで示すＬＥＤは、表面実装型発光装置であるが、これに限定されるものではなく、従来から用いられている挿入型発光装置を用いることも可能である。前記表面実装型発光装置では、上方に開口する凹部を有する発光素子搭載筐体１の凹部の底面に、ダイボンド剤によりＬＥＤ発光素子２が貼付けられており、この発光素子２上に蛍光体３を分散した透光性樹脂４が覆っている。発光素子２の上部電極は、第１のワイヤ５により第１の外部電極６に接続され、下部電極は、第２のワイヤ７により第２の外部電極８に接続されている。なお、発光素子搭載筐体１の凹部内面には、光反射材９が被覆されている。
前記発光素子は、窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光層を有し、本発明に係る白
色ＬＥＤバックライトの発光スペクトルにおける第１のピーク波長を発光するものであり、且つ、上述した赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体の励起光源となるものである。窒化物系化合物半導体（一般式ＩｎｉＧａｊＡｌｋＮ、但し、０≦ｉ、０≦ｊ、０≦ｋ、ｉ＋ｊ＋ｋ＝１）としては、ＩｎＧａＮや各種不純物がドープされたＧａＮをはじめ、種々のものがある。この素子は、ＭＯＣＶＤ法等により基板上にＩｎＧａＮやＧａＮ等の半導体を発光層として成長させることにより形成する。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩ接合やＰＮ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルヘテロ構造のものが挙げられる。この窒化物半導体層は、その材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜で形成した単一量子井戸構造や多量子井戸構造とすることもできる。
次に、本発明の液晶表示装置に用いるカラーフィルタについて詳述する。
本実施形態に係るカラーフィルタは、透明基板上に、ブラックマトリックスを形成した後、このブラックマトリックスにより区画された領域に、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、各色の着色組成物層を設け、各画素を形成することにより得ることができる。
透明基板としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸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、ガラス板や樹脂板の表面には、液晶パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫などからなる透明電極が形成されていてもよい。
図５は、本発明の一実施形態に係るカラーフィルタを備えた液晶表示装置を示す。図５において、液晶表示装置１０は、ノート型パソコン用のＴＦＴ駆動型液晶表示装置の典型例であって、離間対向して配置された一対の透明基板１１および２１を備え、それらの間には、液晶が封入されている。
第１の透明基板１１の内面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アレイ１２が形成されており、その上には、例えばＩＴＯからなる透明電極層１３が形成されている。透明電極層１３の上には、配向層１４が設けられている。また、透明基板１１の外面には、偏光板１５が形成されている。
他方、第２の透明基板２１の内面には、本実施形態に係るカラーフィルタ２２が形成されている。カラーフィルタ２２を構成する赤色、緑色および青色の画素は、ブラックマトリックス（図示せず）により分離されている。カラーフィルタ２２を覆って、必要に応じて透明保護膜（図示せず）が形成され、さらにその上に、例えばＩＴＯからなる透明電極層２３が形成され、透明電極層２３を覆って配向層２４が設けられている。また、透明基板２１の外面には、偏光板２５が形成されている。なお、偏光板１５の下方には、白色ＬＥＤバックライト３１を備えたバックライトユニット３０が設けられている。
［顔料の調整］
実施例および比較例で用いた顔料を、表１に示す。
Figure 2011118139
［アクリル樹脂溶液の調製］
実施例および比較例で用いたアクリル樹脂溶液の調製について説明する。樹脂の分子量は
、GPC（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。
メタクリル酸 ２０．０部
メチルメタクリレート １０．０部
ｎ−ブチルメタクリレート ３５．０部
２−ヒドロキシエチルメタクリレート １５．０部
２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ４．０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 ２０．０部
（東亜合成株式会社製「アロニックスＭ１１０」）
滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル１．０部をシクロヘキサノン５０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、アクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の重量平均分子量は、約４００００であった。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、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製した。
［顔料分散体の調整］
表２に示す組成（重量比）の混合物を均一に撹拌混合した後、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズを用いて、アイガーミルで２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。
Figure 2011118139
［着色組成物（以下、レジストという）の調整］
次いで、上記で作成した、顔料分散体と下記組成物を、表３に示す組成（重量比）で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各色レジストを得た。
Figure 2011118139
ここで、
モノマー ：トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤：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
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア ９０７」）
増感剤 ：４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン
（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）
有機溶剤 ：シクロヘキサノン
である。
〔黄色画素乾燥塗膜の作製〕
表３で示した黄色レジストをスピンコート法によりガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中で、７０℃で２０分間プリベークした。次いで、この基板を室温に冷却した後、超高圧水銀ランプを用い、紫外線露光を行った。その後、クリーンオーブン中で、２３０
℃で４０分間ポストベークを行い、６種の黄色画素の乾燥塗膜を作製した。得られた黄色画素について以下の評価を行った。
〔黄色画素乾燥塗膜のコントラスト比の測定〕
まず、図６（ａ）に示すように、黄色画素塗膜の前後に偏光版を、その偏光軸を互いに平行にして配置した。一方の偏光板の側からバックライトを照射して、他方の偏光板を透過した透過光の輝度Lp（平行透過光の輝度）を色彩輝度計ＢＭ−５Ａ（トプコン社製）を使用して、２°の視野の条件で測定した（ＣＩＥ１９３１表色系）。
次に、図６（ｂ）に示すように、偏光版の偏光軸を互いに直交させて、一方の偏光板の側からバックライトを照射して、他方の偏光板を透過した透過光の輝度Lc（直交透過光の輝度）を色彩輝度計で測定した。上記方法にて測定して得られた測定値を用いて、コントラスト比Ｌｐ／Ｌｃを算出した。なお、輝度計は株式会社トプコン社製「色彩輝度計ＢＭ−５Ａ」、偏光板は日東電工社製「偏光フィルムＮＦＦ−ＳＥＧ１２２４ＤＵ」を用いた。なお、測定に際しては、不要光を遮断するために、測定部分に１ｃｍ角の孔を開けた黒色のマスクを当てた。これらの結果を表４に示す。
Figure 2011118139
上記表4から、次のことがわかる。即ち、黄色組成物YPR-1〜6において、YP-1の比率が高くなるほど、コントラストは高くなる傾向である。黄色着色組成物の比率が８０％以上であると、黄色着色画素単独のコントラスト比が１００００を超える。YP-1、YP-2を用いない場合は、色度が請求項1記載の色範囲に入らなかった。
次に、下記の方法でカラーフィルタを作製した。
［カラーフィルタの作製］
まず、赤色レジストをスピンコート法により、予めブラックマトリックスが形成されてあるガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中で、７０℃で２０分間プリベークした。次いで、この基板を室温に冷却後、超高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して紫外線を露光した。その後、この基板を２３℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄し、風乾した。さらに、クリーンオーブン中で、２３０℃で３０分間ポストベークを行い、基板上にストライプ状の赤色フィルタセグメントを形成した。次に、緑色レジストを使用し、同様に緑色フィルタセグメントを形成後、青色レジストを使用し、青色フィルタセグメントを形成し、さらに、黄色レジストを使用し、黄色フィルタセグメントを形成し、カラーフィルタを得た。
[液晶表示装置の作製]
得られたカラーフィルタ上に、透明電極層を形成し、その上にポリイミド配向層を形成した。このガラス基板の他方の表面に偏光板を形成した。他方、別の（第２の）ガラス基板の一方の表面にＴＦＴアレイおよび画素電極を形成し、他方の表面に偏光板を形成した。こうして準備された２つのガラス基板を電極層同士が対面するよう対向させ、スペーサビーズを用いて両基板の間隔を一定に保ちながら位置合わせし、液晶組成物注入用開口部を残すように周囲を封止剤で封止した。開口部から液晶組成物を注入し、開口部を封止した。このようにして作製した液晶表示装置をバックライトユニットと組み合わせて液晶パネルを得た。
[バックライト]
バックライトとしては、青色LEDと赤色発光蛍光体及び緑色発光蛍光体とを組み合わせて白色を呈するB-LED+R・G蛍光体（Blue ＬＥＤをベースに、緑色・黄色の発光は蛍光体塗
布でまかなう）方式の白色ＬＥＤバックライトであり、図７のような発光スペクトルを呈するものを用いた。
得られた液晶表示装置について以下の評価を行った。
〔色度測定と色再現域の評価〕
得られた液晶表示装置の黄色画素の色度を、顕微分光測光装置OSP-2000（オリンパス光学工業社製）を使用し、２°視野の条件下で測定した。得られた色度結果を表５に示す。またこの結果をもとに液晶表示装置のNTSC比を算出した。NTSC比が８０％以上を○、８０％未満７２％以上を△、７２％未満を×と評価した。得られた色度結果を表５に示す。
〔コントラスト比の測定〕
得られた液晶表示装置の白表示と黒表示における輝度を、それぞれ色彩輝度計ＢＭ−５Ａ（トプコン社製）を使用して、２°の視野の条件で測定することで、液晶表示装置のコントラスト比を算出した。得られたコントラスト比の結果を表５に示す。
Figure 2011118139
上記表５から、次のことがわかる。
表５の結果より、白色ＬＥＤ光源の第２ピーク波長の強度Ａに対して、第３ピーク波長の強度Ｂが B／C≧１．２ であれば、顔料比の調整によって、黄色画素の色が（０．４００、０．６００）、（０．３５０、０．５５０）、（０．４３０、０．４９０）、（０．４７０、０．５４０）で囲まれる四角形内に調整できることがわかった（実施例３〜１３）。これに対して、 B／C＜１．２のもの(比較例６〜１４)は、請求項１に示す色範囲を満たさないか、コントラスト値１００００に達しないかのどちらかであり、ＮＴＳＣ比が低くなる結果であった。
１、搭載筺体
２、ＬＥＤ
３、蛍光体
４、透光性樹脂
５、７、メタルワイヤー
６、８、外部電極
９、光反射材
１０、液晶表示装置
１１，２１、透明基板
１２、ＴＦＴアレイ
１３、２３、透明電極層
１４、配向層
１５、偏光板
２２、カラーフィルタ
３０、バックライトユニット
３１、ＬＥＤランプ

Claims (3)

  1. 透明基板上に、少なくとも青色画素、緑色画素、黄色画素、赤色画素を含む複数色の着色画素を備える、白色ＬＥＤ光源をバックライトとする液晶表示装置向けカラーフィルタ基板であって、
    前記黄色画素は、ＣｌピグメントナンバーＰＹ１３９またはＣｌピグメントナンバーＰＹ１５０で示される有機顔料のいずれか一方あるいは両方を主たる色材とし、表示色度が、ｘｙ色度座標系で４点（０．４００、０．６００）、（０．３５０、０．５５０）、（０．４３０、０．４９０）、（０．４７０、０．５４０）を結ぶ色度範囲内にあり、コントラスト比が１００００以上、であることを特徴とするカラーフィルタ基板。
  2. 請求項１に記載のカラーフィルタ基板を用い、かつ、白色ＬＥＤバックライトを備えることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 前記白色ＬＥＤバックライトが、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下に第１のピーク波長、５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下に第２のピーク波長、および６３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下に第３のピーク波長を有し、第1ピーク波長の強度Ａに対して、第２ピーク波長の強度Ｂと第３ピーク波長の強度Ｃが、２５＞Ａ/Ｂ＞２、２５＞Ａ／Ｃ＞２であり、かつ、Ｂ／Ｃ≧１．２を満たす発光スペクトルを有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
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