JP4788992B2

JP4788992B2 - カラーフィルター及びそれを備えた液晶表示装置

Info

Publication number: JP4788992B2
Application number: JP2005123769A
Authority: JP
Inventors: 屋誠治俵; 野友信角; 沢雅博立
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: JP2005331937A

Description

本発明は、液晶表示装置に組み込まれて用いられるカラーフィルターに係り、とりわけ、中間調での色再現性に優れたカラーフィルター及びそれを備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は主としてパーソナルコンピュータ用のモニターとして使用されてきたが、近年になって、パーソナルコンピュータ用のモニターとしてだけでなくテレビ用のモニターへの展開も急速に行われるようになってきている。

ところで、液晶表示装置がテレビ用のモニターとして使用される場合には、パーソナルコンピュータ用のモニターとして使用される場合に比べて、暗い環境下で使用される場面が多くなる。また、表示される映像の特性から人間のきれいな肌色を表示することが必要になる。このため、テレビ用のモニターとして使用される液晶表示装置では、コントラストや中間調での色再現性等の特性を改善することが特に重要な課題となっている。

このうちコントラストに関しては、様々な材料メーカーにより高コントラストな材料が開発されてきており、競合製品であるＣＲＴに比べても遜色のないコントラストが得られるようになってきている。

しかしながら、中間調での色再現性に関しては、従来の液晶表示装置では、白表示から黒表示まで段階的に変化させていった場合に色シフト（白表示時における色度座標の中心座標（白色座標）と黒表示時における色度座標の中心座標（黒色座標）との間のずれ）が生じ、中間調での色再現性が十分ではなかった。

この問題の主たる原因は、液晶表示装置に含まれるカラーフィルターの色相や消偏性等にあると考えられており、例えば特許文献１では、カラーフィルター全体のコントラストではなく、赤色、緑色及び青色の各色の色パターンごとのコントラストを考慮し、これらの色パターンごとのコントラストを互いに近付ける方法が提案されている。

しかしながら、本発明者らの知見によれば、特許文献１に記載された方法では、白表示時の色特性と黒表示時の色特性との間の相違を十分に解消することができず、むしろ中間調での色再現性を劣化させてしまう。
特開２００１−１９４６５８号公報

この点につき本発明者らが鋭意研究を進めた結果、本発明者らは、中間調での色再現性には、カラーフィルターの特性だけでなく、液晶表示装置に含まれるバックライトや偏光板等の特性が大きく影響しており、これらの影響を除去するためには、赤色、緑色及び青色の各色の色パターンごとのコントラストの値や比率を特定の関係にする必要があることを見出した。すなわち、液晶表示装置では、カラーフィルタを挟んでクロスニコルの関係で一対の偏光板が配置されているが、本発明者らの知見によれば、このような偏光板では通常、青色の波長領域での透過率が他の波長領域の透過率に比べて大きい。このため、このような偏光板を介してバックライト光（赤色、緑色及び青色の波長領域にピークがある照度分布を持つ光）を透過させた場合、黒表示時においても、偏光板の特性によりバックライト光の一部（青色の波長領域の光）が漏れてしまい、その分がカラーフィルターの各色の色パターンを透過した光に加算されることで、白表示と黒表示との間で色シフト（白色座標と黒色座標との間のずれ）が生じてしまう。

本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、液晶表示装置を白表示から黒表示まで段階的に変化させていった場合に生じる色シフト（白色座標と黒色座標との間のずれ）を効果的に低減して十分な中間調での色再現性を実現することができるカラーフィルター及びそれを備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、第１の解決手段として、液晶表示装置に組み込まれて用いられるカラーフィルターにおいて、赤色、緑色及び青色の各色の色パターンを含み、前記各色の色パターンごとのコントラストのうち、赤色の色パターンのコントラストをＣ_Ｒ、緑色の色パターンのコントラストをＣ_Ｇ、青色の色パターンのコントラストをＣ_Ｂとしたとき、Ｃ_Ｒ、Ｃ_Ｇ及びＣ_Ｂは、Ｃ_Ｒ＜Ｃ_Ｇ＜Ｃ_Ｂの関係を満たし、かつ、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ＝１．０：１．２〜２．５、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．５〜４．５の関係を満たすことを特徴とするカラーフィルターを提供する。

なお、上述した第１の解決手段において、前記Ｃ_Ｒ及び前記Ｃ_Ｂは、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．８〜３．５の関係、より好ましくは１．０：２．０〜２．５の関係を満たすことが好ましい。また、前記Ｃ_Ｒは７００以上であることが好ましい。

本発明は、第２の解決手段として、上述した第１の解決手段に係るカラーフィルターと、前記カラーフィルターの前記各色の色パターンに対応して設けられた複数の画素を有する液晶駆動セルであって、印加電圧に応じて光の偏光状態を画素単位で変化させる液晶駆動セルと、前記カラーフィルター及び前記液晶駆動セルを挟むように配置された一対の偏光板であって、前記液晶駆動セル内を透過した第１の偏光状態の光を観察者側へ向けて透過することにより白表示を実現するとともに前記液晶駆動セル内を透過した第２の偏光状態の光を遮断することにより黒表示を実現する一対の偏光板とを備えたことを特徴とする液晶表示装置を提供する。

本発明によれば、カラーフィルターの色別コントラスト（各色の色パターンごとのコントラスト）が、赤色の色パターンのコントラストをＣ_Ｒ、緑色の色パターンのコントラストをＣ_Ｇ、青色の色パターンのコントラストをＣ_Ｂとしたとき、Ｃ_Ｒ＜Ｃ_Ｇ＜Ｃ_Ｂの関係を満たし、かつ、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ＝１．０：１．２〜２．５、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．５〜４．５の関係を満たすようにしているので、カラーフィルターが組み込まれる液晶表示装置の黒表示時において、偏光板の特性によりバックライトから照射された光の一部（青色の波長領域の光）が漏れてしまったような場合でも、カラーフィルタの特性によりそのような光の漏れによる色シフトが相殺される。このため、白表示から黒表示まで段階的に変化させていった場合に色シフト（白色座標と黒色座標との間のずれ）が生じてしまうことがなく、十分な中間調での色再現性を実現することができる。

発明を実施するための形態

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

まず、図６により、本実施の形態に係るカラーフィルターが組み込まれる液晶表示装置について説明する。

図６に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置１は、バックライト１１と、バックライト１１から照射された光の偏光状態を印加電圧に応じて画素単位で変化させる液晶駆動セル２０とを備えている。なお、液晶駆動セル２０は、一対の電極基板２１，２２と、電極基板２１，２２の間に配置された液晶層２３とを有している。

ここで、液晶駆動セル２０の両側には、当該液晶駆動セル２０を挟むようにクロスニコルの関係で配置された一対の偏光板１２，１３が設けられており、液晶駆動セル２０内を透過した第１の偏光状態の光を観察者側へ向けて透過することにより白表示を実現するとともに液晶駆動セル２０内を透過した第２の偏光状態の光を遮断することにより黒表示を実現することができるようになっている。

なお、液晶駆動セル２０を構成する観察者側の電極基板２２にはカラーフィルター１０が組み込まれている。具体的は、図６に示すように、ガラス基板２２ａ上にカラーフィルター１０及び透明電極膜２２ｂがこの順で積層されており、これにより、液晶駆動セル２０の各画素に対応して設けられた赤色、緑色及び青色の各色の色パターンを光が選択的に透過することによりカラー表示が実現されるようになっている。

次に、図１乃至図５により、図６に示す液晶表示装置１に組み込まれたカラーフィルター１０の詳細について説明する。

図１に示すように、カラーフィルター１０は、液晶駆動セル２０の各画素の表示領域に相当する赤色、緑色及び青色の各色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを含んでいる。各色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとしては、基材となる樹脂に各色の顔料を分散させたものを用いることができる。

このうち、基材となる樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、フェノール樹脂等を挙げることができる。

また、（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ベンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ｎ−デシル（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの中から選ばれる１種類以上の重合可能なモノマーや、（メタ）アクリル酸、アクリル酸の２量体（例えば、東亜合成（株）製；Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの無水物の中から選ばれる１種類以上のポリマー又はコポリマー等を挙げることもできる。

さらに、上記コポリマーにグリシジル基又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等を挙げることもできる。

なお、基材となる樹脂としては、以上に例示したものが好ましく用いられるが、この中で特に、エチレン性不飽和結合を含有する樹脂は、モノマーとともに架橋結合が形成されることで優れた強度が得られるので、特に好ましく用いられる。

ここで、カラーフィルター１０は、その全体のコントラスト（以下「全体コントラスト」ともいう）が１０００以上であることが好ましい。

なお、ここでいうカラーフィルター１０の全体コントラストは、赤色、緑色及び青色の全色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを包括したカラーフィルター全体について評価されるコントラストを意味し、カラーフィルター１０のうち赤色、緑色及び青色の全色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの領域を透過する光の輝度を検出することにより測定される。

図２はカラーフィルター１０の全体コントラストの測定方法の一例を示す図である。図２に示すように、カラーフィルター１０は一対の偏光板１２，１３に挟まれており、一方の偏光板１２の側から照射されたバックライト光は、偏光板１２、カラーフィルター１０及び偏光板１３を順に透過した後、所定の光学系（図示せず）により集光されて輝度計３２に入射する。このような測定系においては、まず、偏光板１２，１３の偏光方向を互いに平行にした状態で一方の偏光板１２の側からバックライト光を照射し、カラーフィルター１０の赤色、緑色及び青色の全色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの領域を透過する光の輝度（白表示時の輝度）Ａ_１を検出する。次に、偏光板１２，１３の偏光方向を互いに直交（クロスニコルの関係）にした状態で一方の偏光板１２の側からバックライト光を照射し、カラーフィルター１０の赤色、緑色及び青色の全色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの領域を透過する光の輝度（黒表示時の輝度）Ａ_２を検出する。これにより、カラーフィルター１０の全体コントラストがＡ_１／Ａ_２により算出される。また、このような測定において、偏光板１２，１３の偏光方向を互いに平行にした場合及び直交（クロスニコルの関係）にした場合の色度をそれぞれ計測するようにすれば、その色度座標（偏光板１２，１３の偏光方向を互いに平行にした場合の中心座標（ｘ１，ｙ１）、偏光板１２，１３の偏光方向を互いに直交にした場合の中心座標（ｘ２，ｙ２））から次式に従って色シフト量（白色座標と黒色座標との間の座標距離）Δｘｙを算出することができる。なお、本明細書中でいう「（色度）座標」は、ＣＩＥ表示法における色度座標（ｘ，ｙ）を示している。
Δｘｙ＝（（ｘ１−ｘ２）^２＋（ｙ１−ｙ２）^２）^１／２

また、カラーフィルター１０は、その各色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとのコントラスト（以下「色別コントラスト」ともいう）が次のような関係にあることが好ましい。具体的には、赤色の色パターン１０ＲのコントラストをＣ_Ｒ、緑色の色パターン１０ＧのコントラストをＣ_Ｇ、青色の色パターン１０ＢのコントラストをＣ_Ｂとしたとき、Ｃ_Ｒ、Ｃ_Ｇ及びＣ_Ｂは、Ｃ_Ｒ＜Ｃ_Ｇ＜Ｃ_Ｂの関係を満たすことが好ましい。また、Ｃ_Ｒ、Ｃ_Ｇ及びＣ_Ｂは、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ＝１．０：１．２〜２．５、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．５〜４．５の関係を満たすことが好ましい。なお、Ｃ_Ｒ及びＣ_Ｂは、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．８〜３．５の関係を満たすことがより好ましく、さらには、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｂ＝１．０：２．０〜２．５の関係を満たすことが好ましい。さらに、Ｃ_Ｒは７００以上であることが好ましい。なお、カラーフィルター１０の各色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとのコントラストは、基材である樹脂に分散される顔料の種類や濃度、平均粒径等を調整することにより制御することができる。

なお、ここでいうカラーフィルター１０の色別コントラストは、赤色、緑色及び青色の各色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとに個別に評価されるコントラストを意味し、カラーフィルター１０のうち評価対象となる色パターンの領域のみを透過する光の輝度を検出することにより測定される。

図３はカラーフィルター１０の色別コントラストの測定方法の一例を示す図である。図３に示すように、カラーフィルター１０は一対の偏光板１２，１３に挟まれており、一方の偏光板１２の側から照射されたバックライト光は、偏光板１２、カラーフィルター１０、偏光板１３及びマスク１５の開口１５ａを順に透過した後、所定の光学系（図示せず）及び凹面鏡３１により集光されて輝度計３２に入射する。なお、マスク１５は、カラーフィルター１０のうち評価対象となる色パターンの領域（開口１５ａに相当する領域）以外の領域を遮蔽するものである。このような測定系においては、まず、偏光板１２，１３の偏光方向を互いに平行にした状態で一方の偏光板１２の側からバックライト光を照射し、カラーフィルター１０のうち評価対象となる色パターン（ここでは赤色の色パターン１０Ｒ）の領域を透過する光の輝度（白表示時の輝度）Ｂ_１を検出する。次に、偏光板１２，１３の偏光方向を互いに直交（クロスニコルの関係）にした状態で一方の偏光板１２の側からバックライト光を照射し、カラーフィルター１０のうち評価対象となる色パターンの領域を透過する光の輝度（黒表示時の輝度）Ｂ_２を検出する。これにより、カラーフィルター１０のうち評価対象となる色パターンの領域を透過する光のコントラストがＢ_１／Ｂ_２により算出される。

ここで、図６に示すような液晶表示装置１における中間調での色再現性は、液晶表示装置１の白表示時における色度座標の中心座標（白色座標）及び黒表示時における色度座標の中心座標（黒色座標）により決定され、液晶表示装置１の白色座標と黒色座標とが等しければ、白表示から黒表示まで段階的に変化させていった場合でも色シフト（白色座標と黒色座標との間のずれ）は生じず、十分な中間調での色再現性を実現することができる。ここで、液晶表示装置１の白色座標及び黒色座標はいずれも、液晶表示装置１における白表示時又は黒表示時における赤色、緑色及び青色の各色の色度及び輝度により決定される。より具体的には、液晶表示装置１の白色座標は主としてカラーフィルター１０のレジスト色特性とバックライト１１の照度分布とにより決定される。これに対し、液晶表示装置１の黒色座標は各色の消偏性により決定されるものであり、カラーフィルタ１０のレジスト色特性やレジスト消偏特性に加えて、偏光板１２，１３の透過率分布やバックライト１１の照度分布等により決定される。

なお、図６に示すような液晶表示装置１において、バックライト１１は、図４の符号３１に示すような照度分布を持ち、赤色、緑色及び青色の波長領域にピークがある。これに対し、偏光板１２，１３は図４の符号３２に示すような透過率分布を持ち、短波長側及び長波長側の波長領域における透過率が他の波長領域における透過率に比べて大きくなっている。なお、カラーフィルター１０の各色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける透過率は図５に示すようなものである。

ここで、図４の符号３１，３２の関係から明らかなように、偏光板１２，１３の透過率が大きい波長領域の一部はバックライト１１から照射された光の波長領域のうち青色の波長領域と重複しているので、このような偏光板１２，１３を介して、バックライト１１から照射された光を透過させた場合には、液晶表示装置１の黒表示時においても、偏光板１２，１３の特性によりバックライト１１から照射された光の一部（青色の波長領域の光）が漏れてしまい、その分がカラーフィルター１０の各色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを透過した光に加算される。このため、カラーフィルター１０の色相や消偏性によっては、白表示から黒表示まで段階的に変化させていった場合に色シフト（白色座標と黒色座標との間のずれ）が生じてしまい、中間調での色再現性が十分でなくなる。

以上のような状況の下で、本実施の形態においては、カラーフィルター１０の色別コントラスト（各色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとのコントラスト）の間の関係が上述したような特定の関係を満たすようにしている。すなわち、赤色の色パターン１０ＲのコントラストをＣ_Ｒ、緑色の色パターン１０ＧのコントラストをＣ_Ｇ、青色の色パターン１０ＢのコントラストをＣ_Ｂとしたとき、Ｃ_Ｒ、Ｃ_Ｇ及びＣ_Ｂは、Ｃ_Ｒ＜Ｃ_Ｇ＜Ｃ_Ｂの関係を満たし、かつ、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ＝１．０：１．２〜２．５、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．５〜４．５の関係を満たすようにしている。これにより、白表示から黒表示まで段階的に変化させていった場合に色シフト（白色座標と黒色座標との間のずれ）が生じてしまうことがなく、十分な中間調での色再現性を実現することができる。なお、この場合、色シフト量（白色座標と黒色座標との間の座標距離）Δｘｙは、Δｘｙ＜０．０７５の関係を満たすことが好ましい。

このように本実施の形態によれば、カラーフィルター１０の色別コントラスト（各色の色パターン１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとのコントラスト）が、赤色の色パターン１０ＲのコントラストをＣ_Ｒ、緑色の色パターン１０ＧのコントラストをＣ_Ｇ、青色の色パターン１０ＢのコントラストをＣ_Ｂとしたとき、Ｃ_Ｒ＜Ｃ_Ｇ＜Ｃ_Ｂの関係を満たし、かつ、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ＝１．０：１．２〜２．５、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．５〜４．５の関係を満たすようにしているので、カラーフィルター１０が組み込まれる液晶表示装置１の黒表示時において、偏光板１２，１３の特性によりバックライト１１から照射された光の一部（青色の波長領域の光）が漏れてしまったような場合でも、カラーフィルタ１０の特性によりそのような光の漏れによる色シフトが相殺される。このため、白表示から黒表示まで段階的に変化させていった場合に色シフト（白色座標と黒色座標との間のずれ）が生じてしまうことがなく、十分な中間調での色再現性を実現することができる。

次に、上述した実施の形態の具体的実施例について述べる。

＜実施例１＞
（硬化性樹脂組成物の調製）
重合槽中に、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を６３重量部、アクリル酸（ＡＡ）を１２重量部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を６重量部、ジエチレングリコールメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を８８重量部仕込み、攪拌して溶解させた後、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）を７重量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下において、８５℃で２時間攪拌し、さらに１００℃で１時間反応させた。さらに、このようにして得られた溶液に、メタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）を７重量部、トリエチルアミンを０．４重量部、ハイドロキノンを０．２重量部添加し、１００℃で５時間攪拌し、これにより、共重合樹脂溶液（固形分５０％）を得た。

次に、このようにして得られた共重合樹脂溶液（固形分５０％）を、下記の材料とともに室温で攪拌して混合し、硬化性樹脂組成物を得た。
(1) 共重合樹脂溶液（固形分５０％）：１６重量部
(2) ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（サートマー社；ＳＲ３９９）：２４重量部
(3) オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社；エピコート１８０Ｓ７０）：４重量部
(4) 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：４重量部
(5) ジエチレングリコールジメチルエーテル：５２重量部

（遮光層の形成）
その後、下記の分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散させることにより、黒色顔料分散液を調製した。
(1) 黒色顔料：２３重量部
(2) 高分子分散剤（ビックケミー・ジャパン（株）；Disperbyk 111）：２重量部
(3) 溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）：７５重量部

次に、このようにして調製された黒色顔料分散液を、下記の材料とともに十分に混合し、遮光層用組成物を得た。
(1) 黒色顔料分散液：６１重量部
(2) 上記の硬化性樹脂組成物：２０重量部
(3) ジエチレングリコールジメチルエーテル：３０重量部

そして、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（旭硝子（株）；ＡＮ材）上に上記の遮光層用組成物をスピンコーティング法により塗布し、１００℃で３分間乾燥させ、厚さが約１μｍの遮光層を形成した。

その後、このようにして形成された遮光層を超高圧水銀ランプで遮光パターンに露光した後、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液で現像し、次いで、１８０℃の雰囲気下で３０分間放置することにより加熱処理を施して、着色層を形成すべき領域以外の遮光領域に遮光層（ブラックマトリックス）を形成した。

（着色層の形成）
以上のようにして遮光層が形成されたガラス基板上に、下記の組成の赤色硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布厚さ１．５μｍで塗布した後、７０℃のオーブン中で３分間乾燥させ、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜を形成した。

その後、このようにして形成された赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜から１００μｍの距離のところにフォトマスクを配置し、プロキシミティアライナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用いて、赤色着色層（赤色画素）を形成すべき領域にのみ紫外線を１０秒間照射した。

次いで、塗布膜付きのガラス基板を０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液（液温２３℃）中に１分間浸漬してアルカリ現像し、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜のうち未硬化部分のみを除去した。

そして、塗布膜付きのガラス基板を１８０℃の雰囲気下に３０分間放置することにより加熱処理を施して、赤色着色層（赤色画素）を形成すべき領域に赤色のレリーフパターンを形成した。

また、上述した赤色のレリーフパターンの形成と同様の工程で、下記の組成の緑色硬化性樹脂組成物を用いて、緑色着色層（緑色画素）を形成すべき領域に緑色のレリーフパターンを形成した。

さらに、上述した赤色のレリーフパターンの形成と同様の工程で、下記の組成の青色硬化性樹脂組成物を用いて、青色着色層（青色画素）を形成すべき領域に青色のレリーフパターンを形成した。
ａ．赤色硬化性樹脂組成物の組成
(1) Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７：１０重量部
(2) ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
(3) 上記の硬化性樹脂組成物：５重量部
(4) 酢酸−３−メトキシブチル：８２重量部
ｂ．緑色硬化性樹脂組成物の組成
(1) Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：１０重量部
(2) ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
(3) 上記の硬化性樹脂組成物：５重量部
(4) 酢酸−３−メトキシブチル：８２重量部
ｃ．青色硬化性樹脂組成物の組成
(1) Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６：１０重量部
(2) ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
(3) 上記の硬化性樹脂組成物：５重量部
(4) 酢酸−３−メトキシブチル：８２重量部

（保護層の形成）
以上のようにして着色層が形成された基板上に、上記の硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布して乾燥させ、乾燥時の厚さが２μｍの塗布膜を形成した。

その後、このようにして形成された硬化性樹脂組成物の塗布膜から１００μｍの距離のところにフォトマスクを配置し、プロキシミティアライナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用いて、保護層を形成すべき領域にのみ紫外線を１０秒間照射した。

次いで、塗布膜付きのガラス基板を０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液（液温２３℃）中に１分間浸漬してアルカリ現像し、硬化性樹脂組成物の塗布膜のうち未硬化部分のみを除去した。

そして、塗布膜付きのガラス基板を２００℃の雰囲気下に３０分間放置することにより加熱処理を施して、保護層を形成した。

（スペーサの形成）
以上のようにして着色層及び保護層が形成されたガラス基板上に、上記の硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布して乾燥させ、乾燥時の厚さが３．８μｍの塗布膜を形成した。

その後、このようにして形成された硬化性樹脂組成物の塗布膜から１００μｍの距離のところにフォトマスクを配置し、プロキシミティアライナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用いて、スペーサを形成すべき領域にのみ紫外線を１０秒間照射した。

そして、塗布膜付きのガラス基板を２００℃の雰囲気下に３０分間放置することにより加熱処理を施して、高さが３．８μｍのスペーサを形成した。

以上により、ガラス基板の表面に赤色パターン、緑色パターン及び青色パターンが形成されたカラーフィルターを作製した。

ここで、このようにして作製されたカラーフィルターの全体のコントラスト（全体コントラスト）を図２に示すような方法で測定したところ、１１０１となった。また、このようにして得られたカラーフィルターの各色の色パターンごとのコントラスト（色別コントラスト）を図３に示すような方法で測定したところ、Ｃ_Ｒ＝７７３、Ｃ_Ｇ＝１２０２、Ｃ_Ｂ＝１９５６となり、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．６：２．５となった。なお、以上の測定で用いられる輝度計としては、トプコンエンジニアリング（株）製の分光放射計ＳＲ−３を用いた。

＜実施例２＞
赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物及び青色硬化性樹脂組成物中に分散される顔料の粒径を調整することにより、カラーフィルターの各色の色パターンごとのコントラスト（色別コントラスト）を変更した以外は、上記実施例１と同様の方法によりカラーフィルターを作製した。なお、実施例２においては、Ｃ_Ｒ＝７９１、Ｃ_Ｇ＝１７６１、Ｃ_Ｂ＝３１３０となり、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ：Ｃ_Ｂ＝１．０：２．２：４．０となった。

＜実施例３＞
赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物及び青色硬化性樹脂組成物中に分散される顔料の粒径を調整することにより、カラーフィルターの各色の色パターンごとのコントラスト（色別コントラスト）を変更した以外は、上記実施例１と同様の方法によりカラーフィルターを作製した。なお、実施例３においては、Ｃ_Ｒ＝９８９、Ｃ_Ｇ＝１２９７、Ｃ_Ｂ＝１５６５となり、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．３：１．６となった。

＜実施例４＞
赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物及び青色硬化性樹脂組成物中に分散される顔料の粒径を調整することにより、カラーフィルターの各色の色パターンごとのコントラスト（色別コントラスト）を変更した以外は、上記実施例１と同様の方法によりカラーフィルターを作製した。なお、実施例４においては、Ｃ_Ｒ＝１０８７、Ｃ_Ｇ＝１３３２、Ｃ_Ｂ＝２０８７となり、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．２：１．９となった。

＜比較例１＞
赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物及び青色硬化性樹脂組成物中に分散される顔料の粒径を調整することにより、カラーフィルターの各色の色パターンごとのコントラスト（色別コントラスト）を変更した以外は、上記実施例１と同様の方法によりカラーフィルターを作製した。なお、比較例１においては、Ｃ_Ｒ＝９８９、Ｃ_Ｇ＝１７６１、Ｃ_Ｂ＝１５６５となり、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．８：１．６となった。

＜比較例２＞
赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物及び青色硬化性樹脂組成物中に分散される顔料の粒径を調整することにより、カラーフィルターの各色の色パターンごとのコントラスト（色別コントラスト）を変更した以外は、上記実施例１と同様の方法によりカラーフィルターを作製した。なお、比較例２においては、Ｃ_Ｒ＝１９７９、Ｃ_Ｇ＝１７８６、Ｃ_Ｂ＝１７３９となり、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ：Ｃ_Ｂ＝１．０：０．９：０．９となった。

＜比較例３＞
赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物及び青色硬化性樹脂組成物中に分散される顔料の粒径を調整することにより、カラーフィルターの各色の色パターンごとのコントラスト（色別コントラスト）を変更した以外は、上記実施例１と同様の方法によりカラーフィルターを作製した。なお、比較例３においては、Ｃ_Ｒ＝１２３７、Ｃ_Ｇ＝９８６、Ｃ_Ｂ＝２４０８となり、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ：Ｃ_Ｂ＝１．０：０．８：１．９となった。

＜比較例４＞
赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物及び青色硬化性樹脂組成物中に分散される顔料の粒径を調整することにより、カラーフィルターの各色の色パターンごとのコントラスト（色別コントラスト）を変更した以外は、上記実施例１と同様の方法によりカラーフィルターを作製した。なお、比較例４においては、Ｃ_Ｒ＝９８９、Ｃ_Ｇ＝１８２６、Ｃ_Ｂ＝１２５２となり、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．８：１．３となった。

＜比較例５＞
赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物及び青色硬化性樹脂組成物中に分散される顔料の粒径を調整することにより、カラーフィルターの各色の色パターンごとのコントラスト（色別コントラスト）を変更した以外は、上記実施例１と同様の方法によりカラーフィルターを作製した。なお、比較例５においては、Ｃ_Ｒ＝７３３、Ｃ_Ｇ＝２２４１、Ｃ_Ｂ＝２６０８となり、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ：Ｃ_Ｂ＝１．０：３．１：３．６となった。

＜比較例６＞
赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物及び青色硬化性樹脂組成物中に分散される顔料の粒径を調整することにより、カラーフィルターの各色の色パターンごとのコントラスト（色別コントラスト）を変更した以外は、上記実施例１と同様の方法によりカラーフィルターを作製した。なお、比較例６においては、Ｃ_Ｒ＝１２３７、Ｃ_Ｇ＝１２６４、Ｃ_Ｂ＝１２５２となり、Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．０：１．０となった。

（評価結果）
実施例１〜４及び比較例１〜６に係る各カラーフィルターの全体コントラストを図２に示すような方法で測定し、また、同様の方法で、白表示時における色度座標の中心座標及び黒表示時における色度座標の中心座標を測定して両者のずれである色シフト量Δｘｙを求めたところ、下記表１に示すような結果が得られた。

また、実施例１〜４及び比較例１〜６に係る各カラーフィルターを組み込んだ液晶表示装置を製造した。具体的には、まず、アルゴンと酸素とを放電ガスとし、基板温度２００℃で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯをターゲットとしてスパッタリングを行うことにより、各カラーフィルター表面に透明電極膜を形成した。次いで、このようにして形成された各カラーフィルター表面の透明電極膜上にポリイミドからなる配向膜を形成した。その後、ＴＦＴを形成したガラス基板上にＴＮ液晶を必要量だけ滴下した後、上述したようにして形成された各カラーフィルターを重ね合わせ、ＵＶ硬化性樹脂をシール材として用い、常温で０．３ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力をかけながら４００ｍＪ／ｃｍ^２の照射量で露光することにより接合してセル組みした。

これにより、実施例１〜４及び比較例１〜６に係る各カラーフィルターに対応する１０種類の液晶表示装置を製造した。そして、このようにして得られた各液晶表示装置の色シフトを目視により評価したところ、下記表１に示すような結果が得られた。

本発明の一実施の形態に係るカラーフィルターを説明するための図。図１に示すカラーフィルターの全体コントラストの測定方法の一例を示す図。図１に示すカラーフィルターの色別コントラストの測定方法の一例を示す図。図１に示すカラーフィルターとともに用いられる偏光板及びバックライトの特性を示す図。図１に示すカラーフィルターの特性を示す図。図１に示すカラーフィルターが組み込まれて用いられる液晶表示装置の一例を示す図。

符号の説明

１液晶表示装置
１０カラーフィルター
１１バックライト
１２，１３偏光板
１５マスク
１５ａ開口
２０液晶セル
２１，２２電極基板
２３液晶層
３１凹面鏡
３２輝度計

Claims

液晶表示装置に組み込まれて用いられるカラーフィルターにおいて、
赤色、緑色及び青色の各色の色パターンを含み、
前記各色の色パターンごとのコントラストのうち、赤色の色パターンのコントラストをＣ_Ｒ、緑色の色パターンのコントラストをＣ_Ｇ、青色の色パターンのコントラストをＣ_Ｂとしたとき、Ｃ_Ｒ、Ｃ_Ｇ及びＣ_Ｂは、
Ｃ_Ｒ＜Ｃ_Ｇ＜Ｃ_Ｂ
の関係を満たし、かつ、
Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｇ＝１．０：１．２〜２．５、
Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｂ＝１．０：１．８〜３．５
の関係を満たすことを特徴とするカラーフィルター。
ただし、Ｃ _Ｒ：Ｃ _Ｇ：Ｃ _Ｂ＝１２１６：１５０４：３５７８の関係を満たすカラーフィルター、Ｃ _Ｒ：Ｃ _Ｇ：Ｃ _Ｂ＝２３９７：２８２９：５３１８の関係を満たすカラーフィルター、Ｃ _Ｒ：Ｃ _Ｇ：Ｃ _Ｂ＝４９８：６７４：１１８０の関係を満たすカラーフィルター、Ｃ _Ｒ：Ｃ _Ｇ：Ｃ _Ｂ＝４９８：８５１：１１８０の関係を満たすカラーフィルター、及び、Ｃ _Ｒ：Ｃ _Ｇ：Ｃ _Ｂ＝４９８：７１２：１１８０の関係を満たすカラーフィルターを除く。
前記Ｃ_Ｒ及び前記Ｃ_Ｂは、
Ｃ_Ｒ：Ｃ_Ｂ＝１．０：２．０〜２．５
の関係を満たすことを特徴とする、請求項１に記載のカラーフィルター。
前記Ｃ_Ｒは７００以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載のカラーフィルター。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカラーフィルターと、
前記カラーフィルターの前記各色の色パターンに対応して設けられた複数の画素を有する液晶駆動セルであって、印加電圧に応じて光の偏光状態を画素単位で変化させる液晶駆動セルと、
前記カラーフィルター及び前記液晶駆動セルを挟むように配置された一対の偏光板であって、前記液晶駆動セル内を透過した第１の偏光状態の光を観察者側へ向けて透過することにより白表示を実現するとともに前記液晶駆動セル内を透過した第２の偏光状態の光を遮断することにより黒表示を実現する一対の偏光板とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。