JP4207602B2 - カラー液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光シャッターとして機能する液晶層と、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カラー液晶表示装置に係り、特に、バックライトと調光層との組み合せで、色再現範囲が広く、しかも蛍光灯照明下においてもコントラストの低下がなく、鮮やかな画像が得られるカラー液晶表示装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示素子は従来のパソコン用モニターの用途のみならず、通常のカラーテレビとしての用途が期待されている。カラー液晶表示素子の色再現範囲は、赤、緑、青の画素から放射される光の色で決まり、それぞれの画素のＣＩＥ ＸＹＺ表色系における色度点を（ｘ_Ｒ、ｙ_Ｒ）、（ｘ_Ｇ、ｙ_Ｇ）、（ｘ_Ｂ、ｙ_Ｂ）としたとき、ｘ−ｙ色度図上のこれらの三点で囲まれる三角形の面積で表される。即ち、この三角形の面積が大きいほど鮮やかなカラー画像が再現できることになる。この三角形の面積は、通常、アメリカNational Television System Committee(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）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。
【０００３】
このようなカラー液晶表示素子を利用したカラー液晶表示装置は、液晶を利用した光シャッターと赤、緑、青の画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で主に構成され、赤、緑、青の画素から放射される光の色は、バックライトの発光波長とカラーフィルターの分光カーブで決定される。即ち、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、青の画素としている。
【０００４】
バックライトとしては、一般に、赤、緑、青の波長領域に発光波長を持つ冷陰極管を光源とし、この冷陰極管からの発光を導光板により白色面光源化したものが用いられている。バックライトとしてはまた、蛍光体層を設けた基板と、紫外線、青色又は深青色を発光する陰極管又はＬＥＤを用い、これらからの光により蛍光体を励起させて白色面光源として用いるものもある。
【０００５】
ところで、カラー液晶表示装置を室内で観測者が見る環境は蛍光灯下であることが多い。室内照明用に用いる蛍光灯は用途に応じてその発光分布を変化させているが、輝度確保の点から５３０〜６００ｎｍの波長域に大きな発光ピークを持つように設計されている。これは人間の目の感度がこの波長域で高いため、大きな発光を持たせることにより、同じ投入電力でもより明るく見える室内空間を提供できるためである。
【０００６】
カラー液晶表示装置においても、輝度を上げるために５３０〜６００ｎｍ付近の波長域に強い発光を持つように設計されている。このため、室内での使用を目的としている据え置き型やノートパソコン用のカラー液晶表示装置は、バックライトとして用いる冷陰極管には、５３０〜６００ｎｍ付近の波長域に発光ピークをもつ蛍光体として、室内照明用蛍光灯に用いる蛍光体と同タイプの蛍光体が一般的に用いられている。
【０００７】
室内照明用蛍光灯の点灯下でこのようなカラー液晶表示装置を見る場合、室内照明用蛍光灯からの光の映りこみが起こり、表示させている画像を見づらくすると言う問題が起こる。そこで、従来、カラー液晶表示装置からの発光とこの問題を改善するため、ディスプレイの前面に外光からの光を散乱させる層を設ける方法が実用化されている。しかしながら、この方法はあくまで光を散乱させるものであって、一部の光は観測者の目に届き、カラー液晶表示装置からの光と混合してしまう。これは例えば赤や青の、本来５３０〜６００ｎｍの波長域の光があってはならない画素の色を濁すことになり、カラー画像のコントラストの低下を招く。
【０００８】
一方、室内蛍光灯からの副発光波長の光を吸収するように偏光板と位相差板の特性を制御する方法が特開２００２−２７７８６７に開示されているが、この方法では室内蛍光灯のメインの発光波長を吸収しないので十分な色純度改善効果は期待できない。
【０００９】
そして、室内蛍光灯のメインの発光波長を吸収することは、カラー液晶表示装置の緑の画素からの発光も同時に吸収してしまい、かえって液晶表示装置の画像の劣化を招く。
【００１０】
このように、従来においては、室内照明用蛍光下ではカラー液晶表示装置のコントラストが低下し、カラー液晶表示装置の本来持つ色再現能力を十分に発揮することができないと言う問題があった。
【００１１】
このような状況において、近年、液晶表示素子の色再現性を更に広め、より鮮やかなカラー画像を表現できるカラー液晶表示素子に対する要望が強くなっている。具体的には、ＮＴＳＣ比で８０％以上の高色純度ディスプレイが要望されている。
【００１２】
しかし、このような超高色再現性のカラー液晶表示装置を実現するためには、従来のカラー液晶表示装置の緑画素からの発光では黄味が強すぎて、カラーフィルターによる調整ではＮＴＳＣ比で８０％以上を達成することは事実上困難であった。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−２７７８６７
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情を鑑みてなされたものであって、色再現範囲が広く、しかも蛍光灯照明下においてもコントラストの低下がなく、鮮やかな画像が得られるカラー液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー液晶表示装置は、光シャッターとして機能する液晶層と、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液晶表示装置において、該バックライトからの発光の主発光ピークが５３０〜６００ｎｍの波長域に存在せず、かつ、観測者から見て前記液晶層より手前側に、少なくとも５３０〜６００ｎｍの波長域に１以上の主吸収波長のある調光層を有することを特徴とする。
【００１６】
前述の如く、外光（室内照明用蛍光灯）の映りこみによるコントラストの低下を招いている原因の一つは、室内照明用蛍光灯からのメインの発光成分とカラー液晶表示装置からの緑の発光成分が同一波長域にあることである。
【００１７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、カラー液晶表示装置からの緑の発光成分の発光波長を青味の強い方向にずらし、その上で室内照明用蛍光灯の発光波長域に選択的に吸収を持つ調光層、即ち、バックライトからの発光の主発光ピークが５３０〜６００ｎｍの波長域に存在せず、室内照明用蛍光灯からのメイン発光成分である５３０〜６００ｎｍの波長域の光を効率よく吸収する調光層、を、表示装置の前面（観測者側から見て液晶層の手前側）に敷設することにより、この問題を解決し、蛍光灯下でも広い色再現範囲をコントラストの低下なしに達成できるカラー液晶表示装置を提供できることを見出した。
【００１８】
本発明において、５３０〜６００ｎｍの波長域に１以上の主吸収波長のある調光層には、５３０〜６００ｎｍの波長域に最大吸収を有する化合物を用いることができ、このような化合物としては、下記一般式（Ｉ）又は（II）で表されるスクアリリウム系化合物が好ましい。
【００１９】
【化３】

【００２０】
〔式（Ｉ）中、
Ｒ₁、Ｒ₁’は、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示し、
置換基Ａは、水酸基、又はＷ−Ｘ−Ｒ₂（Ｗは、イミノ基、又はアルキルイミノ基を示し、Ｘは、カルボニル基、又はスルホニル基を示し、Ｒ₂は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。ただし、Ｘがスルホニル基の場合、Ｒ_２は水素原子ではない。）を示し、
ｍは０、又は１〜４の整数を示し、ｍ'は０、又は１を示す。〕
【００２１】
【化４】

【００２２】
〔式（II）中、
Ｒ₁は、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示し、
置換基Ａは、水酸基、又はＷ−Ｘ−Ｒ₂（Ｗは、イミノ基、又はアルキルイミノ基を示し、Ｘは、カルボニル基、又はスルホニル基を示し、Ｒ₂は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。ただし、Ｘがスルホニル基の場合、Ｒ_２は水素原子ではない。）を示し、
ｍは０又は１を示し、
Ｒ₆，Ｒ₇は、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。〕
【００２３】
また、主発光ピークが５３０〜６００ｎｍの波長域に存在しないバックライトは、蛍光体又は蛍光体膜を構造中に含むものの場合、該蛍光体又は蛍光体膜が少なくとも下記一般式（III）で表される化合物を含むことが好ましい。
M^II _1-xEu_xO・ａ（Mg_1-yMn_y）O・ｂAl₂O₃ …………（III）
ここで、M^IIはBa、Sr及びCaよりなる群から選ばれた少なくとも１種の原子を表し、ａ、ｂ、ｘ、ｙは下記の不等式を満たす実数である。
0.8≦ａ≦1.2
4.5≦ｂ≦5.5
0.05≦ｘ≦0.3
0.02≦ｙ≦0.5
【００２４】
また、本発明で用いるバックライトは、その構成要素として少なくとも発光波長が５００〜５３０ｎｍの波長域にあるＬＥＤを用いるものであっても良い。
【００２５】
本発明のカラー液晶表示装置は、可視光域３８０〜７８０ｎｍの５ｎｍごとの波長、即ち、３８０ｎｍ、３８５ｎｍ、３９０ｎｍ……をλ_ｎｎｍとし、該カラーフィルターの緑色画素による波長λ_ｎｎｍにおける分光透過率をＴ^CFG(λ_ｎ)、前記バックライトからの波長λ_ｎｎｍにおける全発光強度で規格化した相対発光強度をＩ（λ_ｎ）としたとき、これらが下記(１)〜（３）の条件を満たすことが好ましい。
（１） ５００ｎｍ＜λ_ｎ＜５３０ｎｍのいずれか一つの波長において
Ｉ（λ_ｎ）×Ｔ^CFG(λ_ｎ)＞０．０１
（２） ６１０ｎｍ＜λ_ｎ＜６５０ｎｍの波長領域において
Ｉ（λ_ｎ）×Ｔ^CFG(λ_ｎ)＜０．０００１
（３） ４００ｎｍ＜λ_ｎ＜４５０ｎｍの波長領域において
Ｉ（λ_ｎ）×Ｔ^CFG(λ_ｎ)＜０．０００１
【００２６】
ただし、Ｉ（λ_ｎ）は以下のように定義する。
【数２】

ここで、Ｓ（λ）はバックライトからの波長λにおける発光強度の実測値である。また、Δλ＝５ｎｍである。
【００２７】
このように、カラーフィルターの分光カーブ、特に、緑色画素の分光透過率とバックライトの発光スペクトルを、上記（１）〜（３）の条件を満たすように最適化することにより、ＮＴＳＣ比で８０％以上、更には９０％以上のカラー液晶表示装置を容易に実現することができる。
【００２８】
上記（１）の条件は、緑色の波長領域（５００〜５３０ｎｍ）において、緑色画素からの発光強度が高く、ＮＴＳＣ３原色の緑の色度座標（０．２１，０．７１）を達成し得ることを示す。
【００２９】
また、上記（２），（３）の条件は、赤領域（６１０〜６５０ｎｍ）、青領域（４００〜４５０ｎｍ）において、バックライトからの不要な光が殆どなく、緑色画素の色のにごりが起こり難いことを示す。
【００３０】
なお、本発明において、上記Ｉ（λ_ｎ）の定義において、Δλ＝５ｎｍとする理由は次の通りである。
【００３１】
即ち、バックライトからの発光スペクトルの測定は、蛍光体からの発光のピークが急峻である（ＦＷＨＭが小さい）ため、測定の分解能は通常Δλ＝０．５ｎｍ〜１ｎｍ程度に設定される。一方、液晶表示装置等の色再現性の計算においてはΔλ＝５ｎｍ〜１０ｎｍ程度の分解能があれば実用上十分である。ＦＷＨＭ＞＞Δλでない場合は、見掛けの発光強度Ｉ（λ）はΔλに依存し、Δλを決めなければＩ（λ）は一義的に決まらないため、本発明ではΔλ＝５ｎｍとする。
【００３２】
上記（１）〜（３）の条件は、例えば、バックライトに含まれる蛍光体又は該蛍光体膜が前記一般式（III）で表される化合物を含み、かつカラーフィルターの透過スペクトルを適切に設計することにより、達成することができる。
【００３３】
上記（１）〜（３）の条件を満たすカラー液晶表示装置は、いずれの色再現範囲のディスプレイにも適用可能であるが、特にＮＴＳＣ比８０％以上、更には９０％以上、とりわけ９５％以上のいわゆる超高色純度ディスプレイに好適に使用され、従来型のカラーフィルターとバックライトの組み合わせでは事実上不可能であった色再現範囲を容易に実現することができる。
【００３４】
なお、カラー液晶表示装置のＮＴＳＣ比は、赤・緑・青それぞれの色度を光輝度測定装置で測定し、下記式により、色再現範囲を求めることにより算出することができる。
【００３５】
【数３】

【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明のカラー液晶表示装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００３７】
本発明のカラー液晶表示装置は、光シャッターとして機能する液晶層と、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、バックライトからの光を液晶層の光シャッター機能で画素ごとに透過率を制御することにより、画像の表示を行う。ここで、光シャッター機能とは液晶に電界を印加することにより、液晶の配向状態の変化を誘起し、光の透過率の制御を行う機能を指し、印加電圧を変化させることにより階調表示が可能である。各画素に印加する電圧の制御方法は、その表示特性の良さからＴＦＴ、ＭＩＭ等のアクティブ素子を用いた方法が近年注目を集めている。
【００３８】
本発明のカラー液晶表示装置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ＴＦＴ方式のカラー液晶表示装置が挙げられる。
【００３９】
図１はサイドライト型バックライト装置及びカラーフィルターを用いたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）方式のカラー液晶表示装置の一例である。この液晶表示装置においては、冷陰極管１からの出射光は導光板２により面光源化され、光拡散シート３により更に均一度を高めた後、プリズムシートを通過後偏光板４へ入射する。この入射光はＴＦＴ６により各画素ごとに偏光方向をコントロールし、カラーフィルター９に入射する。最後に偏光板４とは偏光方向が垂直になるように配設された偏光板１０と、この偏光板の表面に設けられた調光フィルム（調光層）１１を通り観測者に到達する。ここでＴＦＴ６の印加電圧により入射光の偏光方向の変化度合いが変化することにより、偏光板６を通過する光の光量が変化し、カラー画像を表示することが可能となる。５，８は透明基板（ガラス基板）、７は液晶である。
【００４０】
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。
【００４１】
本発明で用いられるバックライト装置は、液晶パネルの背面に配置され、透過型又は半透過型のカラー液晶表示装置の背面光源手段として用いられる面状光源装置を指す。
【００４２】
バックライト装置の構成としては、冷陰極管又は熱陰極管のいずれか一方、若しくは両方の組み合わせからなる光源と、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もの；紫外線又は青色又は深青色を発光するＬＥＤ、冷陰極管、熱陰極管、平面状発光素子、のうち一つ若しくは二つ以上を組み合わせてなる光源と、この光源光により可視光を発光する蛍光体を基板上に敷設し、可視光に変換する機能を持たせた基板を設けたもの；赤、緑、青の波長域に発光するＬＥＤを組み合わせたもの；などが挙げられる。
【００４３】
冷陰極管、熱陰極管、ＬＥＤ等の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。
【００４４】
図２のバックライト装置は、透光性の平板からなる基板、即ち導光体２１の一側端面２１ａに当該側端面２１ａに沿うように線状光源２２が配設され、この線状光源２２を覆うようにリフレクタ２３が取り付けられ、線状光源２２による直接光とリフレクタ２３で反射された反射光を、光入射端面である一側端面２１ａから導光体２１の内部に入射させる構成となっている。導光体２１の一方の板面２１ｂは光出射面とされ、この光出射面２１ｂの上にはほぼ三角プリズム状のアレー２４を形成した光散乱シート２５が、アレー２４の頂角を観察者側に向けて配設してある。導光体２１における光出射面２１ｂとは反対側の板面２１ｃには光散乱性インキにより多数のドット２６ａを所定のパターンで印刷形成してなる光取り出し機構２６が設けられている。この板面２１ｃ側には、この板面２１ｃに近接して反射シート２７が配設されている。
【００４５】
図３のバックライト装置では、ほぼ三角プリズム状のプリズムアレー２４を形成した光散乱シート２５が、アレー２４の頂角を導光体２１の光出射面２１ｂ側に向けて配設されており、また、導光体２１の光出射面２１ｂに相対する板面２１ｃに設けられる光取り出し機構２６’は、各表面が粗面に形成されている粗面パターン２６ｂから構成されている点が図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。
【００４６】
このようなサイドライト方式のバックライト装置であれば、軽量、薄型と言う液晶表示装置の特徴をより有効に引き出すことが可能である。
【００４７】
本発明においては、このようなバックライト装置からの面状光源が５３０〜６００ｎｍの波長域に発光のピークを持たないことが必要である。このような条件を満たすバックライト装置を実現する方法を、光源として冷陰極管を用いる場合とＬＥＤを用いる場合とに分けて説明する。
【００４８】
［冷陰極管を用いる場合］
一般的には赤の波長領域（５８０〜６５０ｎｍ）、緑の波長領域（５００〜５６０ｎｍ）、青の波長領域（４００〜４８０ｎｍ）の範囲に発光を持つ蛍光体を、ホワイトバランスを考慮した適当な配合比で混合した蛍光体膜を設けた封体内に電極を装着し、希ガスと水銀を封入した冷陰極管として用いる。ここでホワイトバランスとは液晶パネルの白色表示において、その色度のことを表し、通常、ｘ−ｙ色度図上で昼光軌跡の付近に来るように設計する。
【００４９】
本発明では５３０〜６００ｎｍに発光のピークを持たない蛍光体であれば、いずれのものでも使用できるが、特に好適に使用される蛍光体としては、緑領域に主発光波長を有する蛍光体としては、M^II _1-xEu_xO・ａ（Mg_1-yMn_y）O・ｂAl₂O₃蛍光体（M^IIはBa、Sr及びCaよりなる群から選ばれた少なくとも１種の原子を表し、ａ、ｂ、ｘ、ｙは0.8≦ａ≦1.2、4.5≦ｂ≦5.5、0.05≦ｘ≦0.3、0.02≦ｙ≦0.5を満たす実数）である。その他の蛍光体はトータルとして白色となれば特に限定されないが、広い色再現範囲を達成するためには、赤の蛍光体としては６１０〜６５０ｎｍの波長領域、青の蛍光体としては４００〜４５０ｎｍの範囲に主発光ピークがあることが好ましい。このような条件を満たす蛍光体のうち、赤領域に主発光波長を有する蛍光体としては、Y₂O₃：Eu蛍光体、YVO₄：Eu蛍光体等が挙げられ、青領域に主発光波長を有する蛍光体としてはBaMgAl₁₀O₁₇：Eu蛍光体、（Ｓｒ,Ｃａ,Ｂａ）₁₀（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ蛍光体又は（Ｓｒ,Ｃａ,Ｂａ，Ｍｇ）₁₀（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ蛍光体等が挙げられる。これらの蛍光体は、画像の色合いを決定するホワイトバランスを考慮して適当な配合比で混合し、蛍光体又は蛍光体膜として用いる。なお、ホワイトバランスは通常色温度で表現され、５０００Ｋ〜１５０００Ｋであることが好ましい。
【００５０】
［ＬＥＤを用いる場合］
ＬＥＤを光源として用いる方法としては、
(1) 紫外線又は深青色又は青色を発光するＬＥＤと赤、緑、青に発光する蛍光体を組み合わせる方法
(2) 紫外線又は深青色又は青色を発光するＬＥＤと黄色に発光する蛍光体を組み合わせる方法
(3) 赤・青・緑に発光するＬＥＤを組み合わせる方法
が挙げられる。
【００５１】
(1)については、励起光の発光方法が違う他は前述の冷陰極管を用いる方法と同じであり、上述した蛍光体を用いることができる。この場合、蛍光体は、光源の近辺に配設する方法、導光板に結着材を用いて蛍光体層を形成する方法のいずれの方法も用いることができる。(2)の場合についても同様に光源の近辺に蛍光体層を配設する方法、導光板に蛍光体層を形成する方法のいずれの方法も用いることができる。より色再現性を高めるために赤味の発光色を持つ蛍光体を加えることもできる。(3)については、赤、緑、青のＬＥＤを別々に実装する方法、これら３種類を一つのＬＥＤチップにまとめたいわゆるスリーインワン方式のＬＥＤを用いることもできる。
【００５２】
特に、ＮＴＳＣ比８０％以上の高い色再現性を目的とする場合、(1)又は(3)の方式が好ましい。
【００５３】
次に、本発明で用いる調光層（図１の調光フィルム１１）について説明する。調光層としては、５３０〜６００ｎｍの波長域の光を効率良く吸収することができるものであれば良く、その構成には特に限定されず、主吸収波長が５３０〜６００ｎｍにある色材を用いる方法、コレステリック液晶と偏光膜の特性を用いる方法、或いはこれらを適宜組み合わせる方法等が挙げられる。
【００５４】
色材としては、その主吸収波長が５３０〜６００ｎｍの波長域、好ましくは５４０〜５９０ｎｍの波長域、より好ましくは５４０〜５６０ｎｍの波長域にあるものであればいずれのものでも使用できるが、特に当該波長における吸収係数が大きく、バックライトからの主発光波長における吸収係数ができるだけ少ないことが好ましい。即ち、５３０〜６００ｎｍにおける主吸収波長における吸収係数に対するバックライトからの主発光波長における吸収係数の比が０．１以下、好ましくは０．０１以下、より好ましくは０．００１以下であることが好ましい。
【００５５】
このような条件を満たす色材として、下記の色材例１及び色材例２に示すスクアリリウム系化合物群が好適である。
【００５６】
［色材例１］
【化５】

【００５７】
〔式（Ｉ）中、
Ｒ₁、Ｒ₁’は、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示し、
置換基Ａは、水酸基、又はＷ−Ｘ−Ｒ₂（Ｗは、イミノ基、又はアルキルイミノ基を示し、Ｘは、カルボニル基、又はスルホニル基を示し、Ｒ₂は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。ただし、Ｘがスルホニル基の場合、Ｒ_２は水素原子ではない。）を示し、
ｍは０、又は１〜４の整数を示し、ｍ'は０、又は１を示す。〕
【００５８】
一般式（Ｉ）におけるＲ₁、Ｒ₁’のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、ペンタデシル基等の炭素数１〜２０の直鎖状若しくは分岐鎖状のものが挙げられる。また、Ｒ₁、Ｒ₁’のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基等の炭素数１〜２０の直鎖状若しくは分岐鎖状のものが挙げられる。
【００５９】
また、これらのアルキル基、アルコキシ基が有し得る置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等の炭素数１〜１０のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキシ基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、水酸基、又は、弗素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子等が挙げられる。
【００６０】
前記一般式（Ｉ）において、Ｒ₁、Ｒ₁’としては、前記の中で、アルコキシ基、水酸基、或いはハロゲン原子を置換基として有していてもよい直鎖状若しくは分岐鎖状の、アルキル基又はアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜８の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基、又は炭素数１〜８の直鎖状若しくは分岐鎖状アルコキシ基が特に好ましい。
【００６１】
また、前記一般式（Ｉ）におけるＷ−Ｘ−Ｒ₂中のＷのアルキルイミノ基におけるアルキル基としては、炭素数１〜８の直鎖状、若しくは分岐鎖状のものが好ましく、Ｗとしてはイミノ基が特に好ましい。
【００６２】
また、Ｗ−Ｘ−Ｒ₂中のＲ₂としては、水素原子の他、例えば、前記Ｒ₁におけるアルキル基として挙げたと同様のアルキル基、ビニル基等のアルケニル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、３−ピリジル基、２−フリル基、２−テトラヒドロフリル基、２−チエニル基等の複素環基等が挙げられ、これらのアルキル基、アルケニル基、アリール基、及び複素環基は、例えば、前記Ｒ₁におけるアルキル基、アルコキシ基の置換基として挙げたと同様の、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、又はハロゲン原子、或いはアリール基等を置換基として有していてもよい。
【００６３】
前記Ｒ₂のうち、前記Ｒ₁の好ましい基と同様のアルキル基、又は、炭素数１〜８のアルキル基で置換されていても良いフェニル基、又は、炭素数１〜８のアルキル基で置換されていても良いビニル基が特に好ましい。
【００６４】
以下に、一般式（Ｉ）で表されるスクアリリウム系化合物の好ましい具体例を示す。
【００６５】
【化６】

【００６６】
【化７】

【００６７】
［色材例２］
【化８】

【００６８】
〔式（II）中、
Ｒ₁は、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示し、
置換基Ａは、水酸基、又はＷ−Ｘ−Ｒ₂（Ｗは、イミノ基、又はアルキルイミノ基を示し、Ｘは、カルボニル基、又はスルホニル基を示し、Ｒ₂は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。ただし、Ｘがスルホニル基の場合、Ｒ_２は水素原子ではない。）を示し、
ｍは０又は１を示し、
Ｒ₆，Ｒ₇は、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。〕
【００６９】
一般式（II）におけるＲ₁のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、ペンタデシル基等の炭素数１〜２０の直鎖状若しくは分岐鎖状のものが挙げられる。また、Ｒ₁のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基等の炭素数１〜２０の直鎖状若しくは分岐鎖状のものが挙げられる。
【００７０】
また、これらのアルキル基、アルコキシ基が有し得る置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等の炭素数１〜１０のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキシ基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、水酸基、又は、弗素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子等が挙げられる。
【００７１】
前記一般式（II）において、Ｒ₁としては、前記の中で、アルコキシ基、水酸基、或いはハロゲン原子を置換基として有していてもよい直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基が好ましく、炭素数１〜８の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基が特に好ましい。
【００７２】
また、前記一般式（II）におけるＷ−Ｘ−Ｒ₂中のＷのアルキルイミノ基におけるアルキル基としては、炭素数１〜８の直鎖状、若しくは分岐鎖状のものが好ましく、Ｗとしては、イミノ基が特に好ましい。
【００７３】
また、Ｗ−Ｘ−Ｒ₂中のＲ₂としては、水素原子の他、例えば、前記Ｒ₁におけるアルキル基として挙げたと同様のアルキル基、ビニル基等のアルケニル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、３−ピリジル基、２−フリル基、２−テトラヒドロフリル基、２−チエニル基等の複素環基等が挙げられ、これらのアルキル基、アルケニル基、アリール基、及び複素環基は、例えば、前記Ｒ₁におけるアルキル基、アルコキシ基の置換基として挙げたと同様の、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、又はハロゲン原子、或いはアリール基等を置換基として有していてもよい。
【００７４】
前記Ｒ₂のうち、前記Ｒ₁の好ましい基と同様のアルキル基、又は、炭素数１〜８のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基が特に好ましい。
【００７５】
Ｒ₆及びＲ₇の置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基としては、前記Ｒ₂で挙げた置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基が挙げられる。Ｒ₆及びＲ₇としては、前記Ｒ₂の好ましい基と同様のアルキル基、又は、アリール基が特に好ましい。
【００７６】
以下に、一般式（II）で表されるスクアリリウム系化合物の好ましい具体例を示す。
【００７７】
【化９】

【００７８】
【化１０】

【００７９】
【化１１】

【００８０】
本発明に係る調光層は、本発明のカラー液晶表示装置において、液晶層に対してバックライトと反対側、即ち、観測者から見て液晶層よりも手前側の、外光の届く範囲であればいずれの箇所にも配設できる。調光層の実施形態としては、透明性を有する基材上に適当な結着材を用いて色材を有する塗膜を形成し、貼り付ける方法、高い透明性を有するフィルムを製造する際に色材を添加した色材含有基材を製造してこれを貼り付ける方法、基板ガラス上または通常カラー液晶表示装置に用いられているフィルム、例えば、表示装置において、観測者側から見て液晶層よりも手前にある偏光フィルム、位相差フィルム、反射防止フィルム、視野角拡大フィルムなどの上に適当な結着材を用いて色材層を塗布・形成する方法、これらのフィルムを製造する際に直接当該色材を練りこみ製造する方法、これらのフィルムにしばしば塗布されて用いられる保護層、接着剤層等に含有させる方法、等が挙げられる。
【００８１】
なお、このようにして調光層を形成する場合、調光層中の色材含有量が過度に少ないと、色材による５３０〜６００ｎｍの波長域の吸収効率が悪く、過度に多いと５００〜５３０ｎｍの波長域の吸収が大きくなり、バックライトからの発光まで吸収してしまう。従って、例えば色材を適当な結着材を用いて塗膜化することにより調光層を形成する場合、前述のスクアリリウム系化合物のような色材を、結着材であるバインダー樹脂に対して０．０１〜１０重量％となるように混合して塗工液を調製し、乾燥膜厚０．１〜１０μｍ程度の塗膜を形成することが好ましい。
【００８２】
次に、カラーフィルターについて説明する。
【００８３】
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。
【００８４】
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、スクリーン印刷又はフレキソ印刷等の方法で、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。
【００８５】
近年の液晶表示素子用カラーフィルターの製造では、生産性が高くかつ微細加工性に優れる点から、顔料分散法が主流となっているが、本発明に係るカラーフィルターは上記のいずれの製造方法においても適用可能である。
【００８６】
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）膜をスパッター等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。
【００８７】
次にカラーフィルターの製造方法につき、近年主流である顔料分散法を例示して説明する。
【００８８】
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「カラーフィルター組成物」と呼ぶ）を用いる。このカラーフィルター組成物は、一般に、感光性成分として（ａ）バインダ樹脂及び／又は（ｂ）単量体、（ｃ）光重合開始剤、（ｄ）色材、（ｅ）その他の成分を、溶媒に溶解又は分散してなる。
【００８９】
以下に各構成成分について詳細に説明する。なお、以下において、「（メタ）アクリル」「（メタ）アクリレート」「（メタ）アクリロ」はそれぞれ「アクリル又はメタクリル」「アクリレート又はメタクリレート」「アクリロ又はメタクリロ」を示す。
【００９０】
（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。
【００９１】
通常用いられるバインダ樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリルアミド、マレイン酸、（メタ）アクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、マレイミド等の単独もしくは共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエチレンテレフタレート、アセチルセルロース、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール又はポリビニルブチラール等が挙げられる。
【００９２】
これらのバインダ樹脂の中で、好ましいのは、側鎖又は主鎖にカルボキシル基又はフェノール性水酸基を含有するものである。これらの官能基を有する樹脂を使用すれば、アルカリ溶液での現像が可能となる。中でも好ましいのは、高アルカリ現像性である、カルボキシル基を有する樹脂、例えば、アクリル酸（共）重合体、スチレン／無水マレイン酸樹脂、ノボラックエポキシアクリレートの酸無水物変性樹脂等である。
【００９３】
特に好ましいのは、（メタ）アクリル酸又はカルボキシル基を有する（メタ）アクリル酸エステルを含む（共）重合体（本明細書ではこれらを「アクリル系樹脂」という）である。即ち、このアクリル系樹脂は、現像性、透明性に優れ、かつ、様々なモノマーを選択して種々の共重合体を得ることが可能なため、性能及び製造方法を制御しやすい点において好ましい。
【００９４】
アクリル系樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル酸及び／又はコハク酸（２−（メタ）アクリロイロキシエチル）エステル、アジピン酸（２−アクリロイロキシエチル）エステル、フタル酸（２−（メタ）アクリロイロキシエチル）エステル、ヘキサヒドロフタル酸（２−（メタ）アクリロイロキシエチル）エステル、マレイン酸（２−（メタ）アクリロイロキシエチル）エステル、コハク酸（２−（メタ）アクリロイロキシプロピル）エステル、アジピン酸（２−（メタ）アクリロイロキシプロピル）エステル、ヘキサヒドロフタル酸（２−（メタ）アクリロイロキシプロピル）エステル、フタル酸（２−（メタ）アクリロイロキシプロピル）エステル、マレイン酸（２−（メタ）アクリロイロキシプロピル）エステル、コハク酸（２−（メタ）アクリロイロキシブチル）エステル、アジピン酸（２−（メタ）アクリロイロキシブチル）エステル、ヘキサヒドロフタル酸（２−（メタ）アクリロイロキシブチル）エステル、フタル酸（２−（メタ）アクリロイロキシブチル）エステル、マレイン酸（２−（メタ）アクリロイロキシブチル）エステルなどの、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートに（無水）コハク酸、（無水）フタル酸、（無水）マレイン酸などの酸（無水物）を付加させた化合物を必須成分とし、必要に応じてスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン系モノマー；桂皮酸、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の不飽和基含有カルボン酸；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、ブチル（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、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、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。
【００９５】
また、塗膜の強度を上げる目的で、スチレン、α−メチルスチレン、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、ヒドロキシフェニル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシフェニル（メタ）アクリルスルホアミド等のフェニル基を有するモノマーを１０〜９８モル％、好ましくは２０〜８０モル％、より好ましくは３０〜７０モル％と、（メタ）アクリル酸、又は、コハク酸（２−（メタ）アクリロイロキシエチル）エステル、アジピン酸（２−アクリロイロキシエチル）エステル、フタル酸（２−（メタ）アクリロイロキシエチル）エステル、ヘキサヒドロフタル酸（２−（メタ）アクリロイロキシエチル）エステル、マレイン酸（２−（メタ）アクリロイロキシエチル）エステルなどのカルボキシル基を有する（メタ）アクリル酸エステルよりなる群から選ばれた少なくとも一種の単量体を２〜９０モル％、好ましくは２０〜８０モル％、より好ましくは３０〜７０モル％の割合で共重合させたアクリル系樹脂も好ましく用いられる。
【００９６】
また、これらの樹脂は、側鎖にエチレン性二重結合を有していることが好ましい。側鎖に二重結合を有するバインダ樹脂を用いることにより、得られるカラーフィルター用組成物の光硬化性が高まるため、解像性、密着性を更に向上させることができる。
【００９７】
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。
【００９８】
例えば、（メタ）アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、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、（イソ）クロトン酸グリシジルエーテル、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸クロライド、（メタ）アクリルクロライド等の化合物を、カルボキシル基や水酸基を有する樹脂に反応させることにより、側鎖にエチレン性二重結合基を有するバインダ樹脂を得ることができる。特に（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチル（メタ）アクリレートの様な脂環式エポキシ化合物を反応させたものがバインダ樹脂として好ましい。
【００９９】
このように、予めカルボン酸基又は水酸基を有する樹脂にエチレン性二重結合を導入する場合は、樹脂のカルボキシル基や水酸基の２〜５０モル％、好ましくは５〜４０モル％にエチレン性二重結合を有する化合物を結合させることが好ましい。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
（ｂ）単量体
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。
【０１０３】
エチレン性化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸とモノヒドロキシ化合物とのエステル、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル、芳香族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル、不飽和カルボン酸と多価カルボン酸及び前述の脂肪族ポリヒドロキシ化合物、芳香族ポリヒドロキシ化合物等の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、ポリイソシアネート化合物と（メタ）アクリロイル含有ヒドロキシ化合物とを反応させたウレタン骨格を有するエチレン性化合物等が挙げられる。
【０１０４】
脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルとしては、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、グリセロールアクリレート等のアクリル酸エステルが挙げられる。また、これらアクリレートのアクリル酸部分を、メタクリル酸部分に代えたメタクリル酸エステル、イタコン酸部分に代えたイタコン酸エステル、クロトン酸部分に代えたクロトン酸エステル、又は、マレイン酸部分に代えたマレイン酸エステル等が挙げられる。
【０１０５】
芳香族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルとしては、ハイドロキノンジアクリレート、ハイドロキノンジメタクリレート、レゾルシンジアクリレート、レゾルシンジメタクリレート、ピロガロールトリアクリレート等が挙げられる。
【０１０６】
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。
【０１０７】
ポリイソシアネート化合物と（メタ）アクリロイル基含有ヒドロキシ化合物とを反応させたウレタン骨格を有するエチレン性化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート；シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート；トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート等と、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、３−ヒドロキシ（１，１，１−トリアクリロイルオキシメチル）プロパン、３−ヒドロキシ（１，１，１−トリメタクリロイルオキシメチル）プロパン等の（メタ）アクリロイル基含有ヒドロキシ化合物との反応物が挙げられる。
【０１０８】
その他本発明に用いられるエチレン性化合物の例としては、エチレンビスアクリルアミド等のアクリルアミド類；フタル酸ジアリル等のアリルエステル類；ジビニルフタレート等のビニル基含有化合物等も有用である。
【０１０９】
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。
【０１１０】
（ｃ）光重合開始系
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。
【０１１１】
光重合開始系は、重合開始剤に加速剤等の付加剤を併用する系で構成される。重合開始剤としては、例えば、特開昭５９−１５２３９６号、特開昭６１−１５１１９７号各公報に記載のチタノセン化合物を含むメタロセン化合物や、特開平１０−３９５０３号公報記載の２−（２’−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾールなどのヘキサアリ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。
【０１１２】
光重合開始系の配合割合は、本発明の組成物の全固形分中通常０．１〜３０重量％、好ましくは０．５〜２０重量％、更に好ましくは０．７〜１０重量％である。この配合割合が著しく低いと感度低下を起こし、反対に著しく高いと未露光部分の現像液に対する溶解性が低下し、現像不良を誘起させやすい。
【０１１３】
（ｄ）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。
【０１１４】
色材の選択においては、赤画素であれば、赤蛍光体の主発光波長λ_Ｒにおける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（λ_Ｒ）と赤色カラーフィルターの透過率Ｔ^Ｒ（λ_Ｒ）の積、Ｉ（λ_Ｒ）×Ｔ^Ｒ（λ_Ｒ）が０．０１以上、好ましくは０．０５以上、かつ緑の蛍光体の主発光波長λ_Ｇ及びその半値幅をΔλ_Ｇとした時、λ_Ｇ−Δλ_Ｇ／２＜λ＜λ_Ｇ＋Δλ_Ｇ／２
の波長範囲においてＩ（λ）×Ｔ^Ｒ（λ）が０．００１以下、好ましくは０．０００５以下、かつ青の蛍光体の主発光波長λ_Ｂに及びその半値幅をΔλ_Ｂとした時、λ_Ｂ−Δλ_Ｂ／２＜λ＜λ_Ｂ＋Δλ_Ｂ／２
の波長範囲においてＩ（λ）×Ｔ^Ｒ（λ）が０．００１以下、好ましくは０．０００５以下となるように色材を選択することが好ましい。
【０１１５】
同様に緑画素であれば、緑蛍光体の主発光波長λ_Ｇにおけるバックライトからの全発光強度で規格化した発光強度Ｉ（λ_Ｇ）と緑色カラーフィルターの透過率Ｔ^Ｇ（λ_Ｇ）の積、Ｉ（λ_Ｇ）×Ｔ^Ｇ（λ_Ｇ）が０．０１以上、好ましくは０．０１５以上、かつλ_Ｒ−Δλ_Ｒ／２＜λ＜λ_Ｒ＋Δλ_Ｒ／２
の波長範囲においてＩ（λ）×Ｔ^Ｇ（λ）が０．０１以下、好ましくは０．００５以下、かつλ_Ｂ−Δλ_Ｂ／２＜λ＜λ_Ｂ＋Δλ_Ｂ／２
の波長範囲において Ｉ（λ）×Ｔ^Ｇ（λ）が０．００１以下、好ましくは０．０００１以下となるように色材を選択することが好ましい。
【０１１６】
緑色画素として、このような色材を選択することにより、前述の条件（１）〜（３）を満たすことが可能である。
【０１１７】
同様に青画素であれば、青蛍光体の主発光波長λ_Ｂにおけるバックライトからの全発光強度で規格化した発光強度Ｉ（λ_Ｂ）と青色カラーフィルターの透過率Ｔ^Ｂ（λ_Ｂ）の積、Ｉ（λ_Ｂ）×Ｔ^Ｂ（λ_Ｂ）が０．０１以上、好ましくは０．０１５以上、かつλ_Ｒ−Δλ_Ｒ／２＜λ＜λ_Ｒ＋Δλ_Ｒ／２
の波長範囲において、Ｉ（λ）×Ｔ^Ｂ（λ）が０．０００１以下、 かつλ_Ｇ−Δλ_Ｇ／２＜λ＜λ_Ｇ＋Δλ_Ｇ／２
の波長範囲においてＩ（λ）×Ｔ^Ｂ（λ）が０．０３以下、好ましくは０．０２以下となるように色材を選択することが好ましい。
【０１１８】
本発明で使用される色材としては、特に限定されるものではなく上記の条件を満たすように適宜選択される。色材としては、有機顔料、無機顔料、染料、天然色素等があるが、耐熱性、耐光性の観点からは有機顔料が好ましく、必要に応じて２種類以上の顔料を組み合わせることも可能である。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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．ピグメントレッド２」等の用語は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）を意味する。
【０１２１】
赤色色材：Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１２、１４、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
【０１２２】
青色色材：Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、１：２、９、１４、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、１７、１９、２５、２７、２８、２９、３３、３５、３６、５６、５６：１、６０、６１、６１：１、６２、６３、６６、６７、６８、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７８、７９
【０１２３】
緑色色材：Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン１、２、４、７、８、１０、１３、１４、１５、１７、１８、１９、２６、３６、４５、４８、５０、５１、５４、５５
【０１２４】
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、
【０１２５】
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
【０１２６】
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
【０１２７】
ブラウン色材：Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン１、６、１１、２２、２３、２４、２５、２７、２９、３０、３１、３３、３４、３５、３７、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５
【０１２８】
黒色色材：Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、３１、３２、
【０１２９】
勿論、その他の色材を用いることも可能である。
【０１３０】
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。
【０１３１】
アゾ系染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１１、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ７、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド３７、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１８０、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２９、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド２８、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド８３、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ２６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン２８、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン５９、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー２、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１７、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１２０、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック５、Ｃ．Ｉ．ディスパースオレンジ５、Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド５８、Ｃ．Ｉ．ディスパースブルー１６５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー４１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１８、Ｃ．Ｉ．モルダントレッド７、Ｃ．Ｉ．モルダントイエロー５、Ｃ．Ｉ．モルダントブラック７等が挙げられる。
【０１３２】
アントラキノン系染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．バットブルー４、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４０、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１９、Ｃ．Ｉ．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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
その他、カラーフィルタ用組成物に使用し得る色材としては、無機色材、例えば、硫酸バリウム、硫酸鉛、酸化チタン、黄色鉛、ベンガラ、酸化クロム、カーボンブラック等が用いられる。
【０１３５】
なお、これらの色材は平均粒径１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下、更に好ましくは０．２５μｍ以下に分散処理して使用することが好ましい。
【０１３６】
これらの色材は、カラーフィルター用組成物の全固形分中、通常５〜６０重量％、好ましくは１０〜５０重量％の範囲で含有される。
【０１３７】
（ｅ）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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
これら増感色素の例としては、特開平４−２２１９５８号、同４−２１９７５６号公報に記載のキサンテン色素、特開平３−２３９７０３号、同５−２８９３３５号公報に記載の複素環を有するクマリン色素、特開平３−２３９７０３号、同５−２８９３３５号公報に記載の３−ケトクマリン化合物、特開平６−１９２４０号公報に記載のピロメテン色素、その他、特開昭４７−２５２８号、同５４−１５５２９２号、特公昭４５−３７３７７号、特開昭４８−８４１８３号、同５２−１１２６８１号、同５８−１５５０３号、同６０−８８００５号、同５９−５６４０３号、特開平２−６９号、特開昭５７−１６８０８８号、特開平５−１０７７６１号、特開平５−２１０２４０号、特開平４−２８８８１８号公報に記載のジアルキルアミノベンゼン骨格を有する色素等を挙げることができる。
【０１４２】
これらの増感色素のうち好ましいのは、アミノ基含有増感色素であり、更に好ましいのは、アミノ基及びフェニル基を同一分子内に有する化合物である。特に、好ましいのは、例えば、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２−アミノベンゾフェノン、４−アミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物；２−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ベンゾオキサゾール、２−（ｐ−ジエチルアミノフェニル）ベンゾオキサゾール、２−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ベンゾ[４，５]ベンゾオキサゾール、２−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ベンゾ[６，７]ベンゾオキサゾール、２，５−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）１，３，４−オキサゾール、２−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ベンゾチアゾール、２−（ｐ−ジエチルアミノフェニル）ベンゾチアゾール、２−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ベンズイミダゾール、２−（ｐ−ジエチルアミノフェニル）ベンズイミダゾール、２，５−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）１，３，４−チアジアゾール、（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ピリジン、（ｐ−ジエチルアミノフェニル）ピリジン、（ｐ−ジメチルアミノフェニル）キノリン、（ｐ−ジエチルアミノフェニル）キノリン、（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ピリミジン、（ｐ−ジエチルアミノフェニル）ピリミジン等のｐ−ジアルキルアミノフェニル基含有化合物等である。このうち最も好ましいのは、４，４’−ジアルキルアミノベンゾフェノンである。
【０１４３】
増感色素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０〜２０重量％、好ましくは０．２〜１５重量％、更に好ましくは０．５〜１０重量％である。
【０１４４】
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。
【０１４５】
カラーフィルター用組成物は、粘度調整剤や光重合開始系などの添加剤を溶解させるために、溶媒に溶解させて用いても良い。
【０１４６】
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。
【０１４７】
上記配合成分を用いたカラーフィルター用組成物は、例えば次のようにして製造される。
【０１４８】
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。
【０１４９】
分散処理は、好ましくは、色材と溶剤に、分散機能を有するバインダー樹脂、界面活性剤等の分散剤、分散助剤等を適宜併用した系で行う。特に、高分子分散剤を用いると経時の分散安定性に優れるので好ましい。
【０１５０】
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、０．１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。
【０１５１】
次に、上記分散処理によって得られた着色インキに、バインダー樹脂、単量体及び光重合開始系等を混合し、均一な溶液とする。なお、分散処理及び混合の各工程においては、微細なゴミが混入することが多いため、フィルター等により、得られた溶液を濾過処理することが好ましい。
【０１５２】
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。
【０１５３】
透明基板の材質は特に限定されるものではない。材質としては、例えば、ポリエ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。
【０１５４】
透明基板には、表面の接着性等の物性を改良するために、予めコロナ放電処理、オゾン処理、シランカップリング剤やウレタンポリマー等の各種ポリマーの薄膜処理等を行っておいても良い。
【０１５５】
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。
【０１５６】
金属薄膜を利用したブラックマトリクスは、例えば、クロム単層又はクロムと酸化クロムの２層により形成される。この場合、まず、蒸着又はスパッタリング法等により、透明基板上にこれら金属又は金属・金属酸化物の薄膜を形成する。続いてその上に感光性被膜を形成した後、ストライプ、モザイク、トライアングル等の繰り返しパターンを有するフォトマスクを用いて、感光性被膜を露光・現像し、レジスト画像を形成する。その後、該薄膜をエッチング処理しブラックマトリクスを形成する。
【０１５７】
ブラックマトリクス用顔料分散液を利用する場合は、色材として黒色色材を含有するカラーフィルター用組成物を使用してブラックマトリクスを形成する。例えば、カーボンブラック、ボーンブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック、シアニンブラック、チタンブラック等の黒色色材単独もしくは複数の使用、又は、無機又は有機の顔料、染料の中から適宜選択される赤、緑、青色等の混合による黒色色材を含有するカラーフィルター用組成物を使用し、下記赤、緑、青色の画素画像を形成する方法と同様にして、ブラックマトリクスを形成する。
【０１５８】
ブラックマトリクスを設けた透明基板上に、赤、緑、青のうち１色の色材を含有する前述のカラーフィルター用組成物を塗布して乾燥した後、この塗膜の上にフォトマスクを置き、該フォトマスクを介して画像露光、現像、必要に応じて熱硬化あるいは光硬化により画素画像を形成させ、着色層を作成する。この操作を赤、緑、青の３色のカラーフィルター用組成物について各々行い、カラーフィルター画像を形成する。
【０１５９】
カラーフィルター用組成物の塗布は、スピナー、ワイヤーバー、フローコーター、ダイコーター、ロールコーター、スプレー等の塗布装置により行うことができる。
【０１６０】
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。
【０１６１】
乾燥後の塗膜の膜厚は、通常０．５〜３μｍ、好ましくは１〜２μｍの範囲である。
【０１６２】
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。
【０１６３】
画像露光に適用し得る露光光源は、特に限定されるものではないが、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、蛍光ランプ等のランプ光源やアルゴンイオンレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、窒素レーザー、ヘリウムカドミニウムレーザー、半導体レーザー等のレーザー光源等が用いられる。特定の波長のみを使用する場合には光学フィルターを利用することもできる。
【０１６４】
このような光源で画像露光を行った後、有機溶剤、又は界面活性剤とアルカリ剤を含有する水溶液を用いて現像を行うことにより、基板上に画像を形成することができる。この水溶液には、更に有機溶剤、緩衝剤、染料又は顔料を含有することができる。
【０１６５】
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。
【０１６６】
現像に用いるアルカリ剤としては、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、第三リン酸ナトリウム、第二リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム等の無機のアルカリ剤、あるいはトリメチルアミン、ジエチルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、水酸化テトラアルキルアンモニウム等の有機アミン類が挙げられ、これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【０１６７】
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、モノグリセリドアルキルエステル類等のノニオン系界面活性剤；アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、アルキル硫酸塩類、アルキルスルホン酸塩類、スルホコハク酸エステル塩類等のアニオン性界面活性剤；アルキルベタイン類、アミノ酸類等の両性界面活性剤が使用可能である。
【０１６８】
有機溶剤は、単独で用いられる場合及び水溶液と併用される場合ともに、例えば、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、フェニルセロソルブ、プロピレングリコール、ジアセトンアルコール等が使用可能である。
【０１６９】
【実施例】
次に、製造例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例において「部」は「重量部」を表す。
【０１７０】
製造例１：バックライト１の製造
赤色蛍光体としてY₂O₃：Eu
（化成オプトニクス社製商品名「ＬＰ−ＲＥ１」）５２部、緑色蛍光体として組成Ba_0.9Eu_0.1O・(Mg_0.79Mn_0.21)O・5Al₂O₃のBaMgAl₁₀O₁₇：Eu,Mn（化成オプトニクス社製商品名「ＬＰ−Ｇ３」）１８部、青色蛍光体としてBaMgAl₁₀O₁₇：Eu（化成オプトニクス社製商品名「ＬＰ−Ｂ４」）３０部を酢酸ブチルにニトロセルロースのラッカーと共に充分に混合して蛍光体スラリーを作製し、管径２．３ｍｍのガラス管の内面に塗布して乾燥後、６２０℃で５分間焼成した。その後、電極の取り付け、排気、Ｈｇ及びガス導入、封止など通常の手順でバックライト用冷陰極管を得た。
【０１７１】
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（日本ゼオン製商品名「ゼオノア」）を使用し、厚肉側の長辺部に上記の冷陰極管からなる線状光源を配設し、更に該冷陰極管の周囲をＡｇ蒸着膜を光反射面とするリフレクタ（三井化学製「シルバーリフレクタープレート」）にて覆い、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。
【０１７２】
導光体の光出射面と対向する面には、線状光源から離れるにしたがって直径が徐々に大きくなる、粗面からなる微細な円形パターンを金型から転写してパターニングした。粗面パターンの直径は光源付近では１３０μｍであり、光源から離れるに従って、漸次増大し最も離れたところでは２３０μｍである。
【０１７３】
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。
【０１７４】
また、導光体の光出射面には、頂角９０°、ピッチ５０μｍの三角プリズムアレーが稜線を導光体の光入射面に対してほぼ垂直となるようにして設けられ、導光体から出射する光束の集光性を高める構造とした。三角プリズムアレーからなる集光素子アレーの形成に用いる金型はＭニッケル無電解メッキを施したステンレス基板を単結晶ダイアモンドバイトによって削り出す加工によって得た。
【０１７５】
導光体の光出射面と対向する側には光反射シート（東レ社製「ルミラーＥ６０Ｌ」）を配設し、光出射面には光拡散シートを配設し、更にこの光拡散シート上には頂角９０°、ピッチ５０μｍからなる三角プリズムアレーが形成されたシート（住友３Ｍ製「ＢＥＦIII」）を２枚各プリズムシートそれぞれの稜線が直交するようにして重ねてバックライトを得た。
このバックライト１からの発光の主発光ピーク波長は、約４５０ｎｍ、約５１５ｎｍ、約６１０ｎｍであった。
【０１７６】
製造例２：バックライト２の製造
緑色蛍光体としてLaPO₄:Ce,Tb蛍光体（化成オプトニクス社製商品名「ＬＰ−Ｇ２」）を用いた以外は製造例１と同様にしてバックライト用冷陰極管を得、製造例１と同様にしてバックライトに加工した。
このバックライト２からの発光の主発光ピーク波長は、約４５０ｎｍ、約５４５ｎｍ、約６１０ｎｍであった。
【０１７７】
製造例３：調光フィルム１の製造
２軸延伸ポリエチレンテレフタレート製フィルム（三菱化学ポリエステルフィルム社製ＰＥＴフィルム、厚み１００μｍ）に、調光層を形成するため、バインダー樹脂であるポリメチルメタクリレート樹脂（三菱レイヨン社製「ダイヤナールＢＲ−８０」）の３０重量％トルエン溶液に対して、色材として、前記構造式II−１１で表されるスクアリリウム系化合物をバインダー樹脂分に対して０．１重量％を混合して、塗工液を調製した。
この塗工液をバーコーティング法によってＰＥＴフィルムに乾燥膜厚が２．０ミクロンとなるように均一に塗工後、溶媒を乾燥させて、調光フィルム１を作成した。
【０１７８】
得られた調光フィルム１の分光吸収スペクトルを日立製作所製「ＵＶ−４１００」を用いて測定したところ、最大吸収波長は５５８ｎｍであった。
【０１７９】
製造例４：調光フィルム２の製造
色材として前記構造式Ｉ−９で表されるスクアリリウム系化合物を用いたこと以外は、製造例３と同様にして調光フィルム２を作成した。
【０１８０】
得られた調光フィルム２の分光吸収スペクトルを日立製作所製「ＵＶ−４１００」を用いて測定したところ、最大吸収波長は５５１ｎｍであった。
【０１８１】
製造例５：バインダ樹脂の製造
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。
【０１８２】
製造例６：レジスト溶液の製造
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。
【０１８３】
製造例５で製造したバインダ樹脂溶液：2.06部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート：0.21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）：5.41部
界面活性剤（住友３Ｍ社製「ＦＣ−４３０」）：0.0003部
【０１８４】
製造例７：赤色カラーフィルター用着色組成物の作製
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 １７部、ウレタン系分散樹脂８部を混合し、攪拌機で３時間攪拌して固形分濃度が２５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。
【０１８５】
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２時間で分散処理を施しＰ.Ｒ.１７７の分散インキを得た。
【０１８６】
以上のようにして得られた分散インキを、Ｐ.Ｒ.２５４インキを４７部、Ｐ.Ｒ.１７７インキを２５部、製造例６で製造したレジスト溶液２８部を混合攪拌し、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）を加えて赤色カラーフィルター用着色組成物を得た。
【０１８７】
製造例８：緑色カラーフィルター用着色組成物の作製
顔料をＰ.Ｇ.３６に変更した以外は製造例７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。
【０１８８】
また、顔料をＰ.Ｙ.１５０に変更した以外は製造例７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２時間で分散処理を施し、Ｐ.Ｙ.１５０の分散インキを得た。
【０１８９】
また、顔料をＰ.Ｙ．１３９に変更した以外は製造例７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２時間で分散処理を施し、Ｐ.Ｙ．１３９の分散インキを得た。
【０１９０】
以上のようにして得られた分散インキを、Ｐ.Ｇ.３６インキを３３．５部、Ｐ.Ｙ.１５０インキを８．４部、Ｐ.Ｙ．１３９インキを９．０部、上記製造例６で製造したレジスト溶液６６部を混合攪拌し、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着色組成物を得た。
【０１９１】
製造例９：青色カラーフィルター用着色組成物の作製
顔料をＰ.Ｇ.１５：６に変更した以外は製造例７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。
【０１９２】
また、顔料をＰ.Ｖ.２３に変更した以外は製造例７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２時間で分散処理を施し、Ｐ.Ｙ．２３の分散インキを得た。
【０１９３】
以上のようにして得られた分散インキを、Ｐ.Ｂ.１５:６インキを３３．５部、Ｐ.Ｖ.２３インキを１．６部、上記製造例６で製造したレジスト溶液６５部を混合攪拌し、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着色組成物を得た。
【０１９４】
製造例１０：カラーフィルターの作製
製造例７〜９で得られたカラーフィルター用着色組成物を用い、スピンコーターにて５５０ｍｍ×６５０ｍｍ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。この基板全面に所定のフォトマスクを介して１００ｍＪ／ｃｍ^２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工程を赤、緑、青の順に繰り返し、最後にＩＴＯ膜をスパッタ法にて形成し、１５インチＸＧＡ用カラーフィルターを作製した。
【０１９５】
実施例１
製造例１０で作製したカラーフィルターを用いて液晶パネルを作製し、バックライト１を装填後、液晶パネルの観測者側から見て最前面に調光フィルム１を貼り付け、液晶カラー表示装置を作製した。
室内の蛍光灯下で観測したところ、調光フィルムがない場合に比べて鮮やかな画像が表示された。
【０１９６】
実施例２
調光フィルムとして、調光フィルム２を用いたこと以外は実施例１と同様にして液晶カラー表示装置を作製し、室内の蛍光灯下で観測したところ、調光フィルムがない場合と比べて、鮮やかな画像が表示された。
【０１９７】
比較例１
バックライトとして、バックライト２を用い、調光フィルムを貼り付けなかったこと以外は実施例１と同様にして液晶カラー表示装置を作製し、室内の蛍光灯下で観測したところ、緑の光量が弱く、不自然な画像であった。
【０１９８】
比較例２
バックライトとして、バックライト２を用いたこと以外は実施例１と同様にして液晶カラー表示装置を作製し、室内の蛍光灯下で観測したところ、緑色を含む画像の緑色部分が暗く、非常に不自然な画像であった。
【０１９９】
以上の結果を表１にまとめて示す。
【０２００】
【表１】

【０２０１】
以上の結果から、本発明のカラー液晶表示装置であれば、色再現範囲が広く、しかも蛍光灯照明下においてもコントラストの低下がなく、鮮明な画像が得られることが分かる。
【０２０２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のカラー液晶表示装置によれば、光シャッターとして機能する液晶層と、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カラー液晶表示装置において、主発光ピークが５３０〜６００ｎｍの波長域に存在しないバックライトと、５３０〜６００ｎｍの波長域に１以上の主吸収波長のある調光層とを組み合わせることにより、色再現範囲が広く、しかも室内蛍光灯照明下においてもコントラストの低下がなく鮮明な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＦＴ方式のカラー液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に好適なバックライト装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明に好適なバックライト装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 冷陰極管
２ 導光板
３ 光拡散シート
４，１０ 偏光板
５，８ ガラス基板
７ 液晶
９ カラーフィルター
１１ 調光フィルム
２１ 導光体
２２ 線状光源
２３ リフレクタ
２４ アレー
２５ 光散乱シート
２６，２６’ 光取り出し機構
２７ 反射シート

Claims (8)

1. 光シャッターとして機能する液晶層と、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液晶表示装置において、
   該バックライトからの発光の主発光ピークが５３０〜６００ｎｍの波長域に存在せず、かつ、
   観測者から見て前記液晶層より手前側に、少なくとも５３０〜６００ｎｍの波長域に１以上の主吸収波長のある調光層を有することを特徴とするカラー液晶表示装置。
2. 前記バックライトの構成要素として少なくともＬＥＤと蛍光体とを用いることを特徴とする請求項 1 に記載のカラー液晶表示装置。
3. 前記調光層が５３０〜６００ｎｍの波長域に最大吸収を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー液晶表示装置。
4. ５３０〜６００ｎｍの波長域に最大吸収を有する前記化合物が下記一般式（Ｉ）で表されるスクアリリウム系化合物であることを特徴とする請求項３に記載のカラー液晶表示装置。
   

   

   〔式（Ｉ）中、
   Ｒ₁、Ｒ₁’は、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示し、
   置換基Ａは、水酸基、又はＷ−Ｘ−Ｒ₂（Ｗは、イミノ基、又はアルキルイミノ基を示し、Ｘは、カルボニル基、又はスルホニル基を示し、Ｒ₂は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。ただし、Ｘがスルホニル基の場合、Ｒ_２は水素原子ではない。）を示し、
   ｍは０、又は１〜４の整数を示し、ｍ'は０、又は１を示す。〕
5. ５３０〜６００ｎｍの波長域に最大吸収を有する前記化合物が下記一般式（II）で表されるスクアリリウム系化合物であることを特徴とする請求項３に記載のカラー液晶表示装置。
   

   

   〔式（II）中、
   Ｒ₁は、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示し、
   置換基Ａは、水酸基、又はＷ−Ｘ−Ｒ₂（Ｗは、イミノ基、又はアルキルイミノ基を示し、Ｘは、カルボニル基、又はスルホニル基を示し、Ｒ₂は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。ただし、Ｘがスルホニル基の場合、Ｒ_２は水素原子ではない。）を示し、
   ｍは０又は１を示し、
   Ｒ₆，Ｒ₇は、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。〕
6. 前記バックライトが蛍光体又は蛍光体膜を構造中に含み、該蛍光体又は蛍光体膜が少なくとも下記一般式（III）で表される化合物を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラー液晶表示装置。
   M^II _1-xEu_xO・ａ（Mg_1-yMn_y）O・ｂAl₂O₃ …………（III）
   ここで、M^IIはBa、Sr及びCaよりなる群から選ばれた少なくとも１種の原子を表し、ａ、ｂ、ｘ、ｙは下記の不等式を満たす実数である。
   0.8≦ａ≦1.2
   4.5≦ｂ≦5.5
   0.05≦ｘ≦0.3
   0.02≦ｙ≦0.5
7. 前記バックライトの構成要素として少なくとも発光波長が５００〜５３０ｎｍの波長域にあるＬＥＤを用いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラー液晶表示装置。
8. 可視光域３８０〜７８０ｎｍの５ｎｍごとの波長、即ち、３８０ｎｍ、３８５ｎｍ、３９０ｎｍ……をλ_ｎｎｍとし、
   該カラーフィルターの緑色画素による波長λ_ｎｎｍにおける分光透過率をＴ^CFG(λ_ｎ)、前記バックライトからの波長λ_ｎｎｍにおける全発光強度で規格化した相対発光強度をＩ（λ_ｎ）としたとき、これらが下記(１)〜（３）の条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のカラー液晶表示装置。
   （１） ５００ｎｍ＜λ_ｎ＜５３０ｎｍのいずれか一つの波長において
   Ｉ（λ_ｎ）×Ｔ^CFG(λ_ｎ)＞０．０１
   （２） ６１０ｎｍ＜λ_ｎ＜６５０ｎｍの波長領域において
   Ｉ（λ_ｎ）×Ｔ^CFG(λ_ｎ)＜０．０００１
   （３） ４００ｎｍ＜λ_ｎ＜４５０ｎｍの波長領域において
   Ｉ（λ_ｎ）×Ｔ^CFG(λ_ｎ)＜０．０００１
   ただし、Ｉ（λ_ｎ）は以下のように定義する。
   

   

   ここで、Ｓ（λ）はバックライトからの波長λにおける発光強度の実測値である。また、Δλ＝５ｎｍである。

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