JP4967644B2 - カラーフィルタおよび液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置等および固体撮像素子に用いられるカラーフィルタ、およびこのカラーフィルタを備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、近年、薄型であるために、省スペース性や軽量性、省電力性などが評価され、最近では、テレビ用途への普及が急速に進んでいる。テレビ用途では、輝度、コントラストや全方位の視認性などの性能をより高めることが要求されており、このようなディスプレイには、位相差制御層が直線偏光板と組み合わせて適用されていることが多い。

特に近年、高コントラストの表示が可能な垂直配向モード液晶ディスプレイでは、光が基板に垂直で、負の複屈折異方性を有する位相差フィルム（負のＣプレート）と、光軸が基板に水平で、正の複屈折異方性を有する位相差フィルム（正のＡプレート）が併用されている（例えば、特許文献１参照）。

この位相差フィルムは、通常、ポリカーボネートフィルム等を延伸したものか、もしくは複屈折異方性を有する液晶材料をトリアセチルセルロースフィルム等に塗布したものが用いられる。

しかしながら、上述した位相差フィルムでは、そのリタデーション量は面内で均一に保たれているため、実際に表示される画素ごとには最適なリタデーション量に設定されておらず、必ずしも最適な位相差補償が行われているわけではない。

その理由の一つとして、液晶の位相差・屈折率そのものが透過光の波長依存性を持つため、カラーフィルタを構成する各色の表示画素色(実際には透過光の波長)に応じて位相差フィルムに要求されるリタデーション量も異なることが挙げられる。これに対しては、例えば、特許文献２に記載されているような提案がなされている。すなわち、透過光の波長に応じてリタデーションを制御し、位相差補償をより最適に行う試みである。

他の理由として、カラーフィルタを構成する各着色表示画素自身が厚み方向位相差値を有する場合に、透過光に位相差が生じるため、液晶表示装置の視野角依存性が大きくなり、表示特性が低下することが挙げられる。これに対しては、例えば、特許文献３に記載されているような提案がなされている。すなわち、着色高分子薄膜に、側鎖に平面構造基を有する高分子を含有させるか、または着色高分子薄膜に、高分子と正負逆の複屈折率をもつ複屈折低減粒子を含有させることで、カラーフィルタのもつリタデーション量を低減させる試みである。

しかしながら、実際にはこのような試みにもかかわらず、斜め方向からの視野角補償を施された黒表示を観察すると、赤色と青色の漏れ光により赤紫色に着色されて見えるといった問題があった。

この問題について、本発明者らは、カラーフィルタを構成する赤色、緑色および青色の各色表示画素の厚み方向位相差値がそれぞれ異なり、例えば顔料分散型の着色組成物を用いて製造されるカラーフィルタにおいては、赤色及び青色のリタデーション量に対して、緑色画素が負の大きなリタデーション量を示すためであることを見出した。液晶表示装置に用いられる他の部材に比べて、カラーフィルタのリタデーションは比較的小さいものであったために、これまでこの問題は重視されていなかったが、通常、光学設計は緑色を中心として行われるため、赤色及び青色の着色表示画素と緑色の着色表示画素のリタデーションが大きく異なると、漏れ光として視野角視認性に問題が生じてしまうのである。
特開平１０-１５３８０２号公報（第１２-１３頁、図５４） 特開２００５-１４８１１８号公報 特開２０００-１３６２５３号公報

本発明は、このような事情の下になされ、斜め方向からの観察においても着色がなく視認性の良い液晶表示装置を得ることを可能とする、赤色、緑色および青色の各色表示画素において厚み方向位相差値が適切に制御されたカラーフィルタを提供することを目的とする。

また、本発明は、このようなカラーフィルタと位相差フィルムおよび他の構成部材とを組み合わせて構成された、斜め方向からの観察において着色がなく、視認性の良い液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、基板上に、少なくとも赤色表示画素、緑色表示画素および青色表示画素を備えるカラーフィルタにおいて、赤色表示画素の厚み方向位相差値Ｒ_Ｒｔｈ、緑色表示画素の厚み方向位相差値Ｇ_Ｒｔｈ、および青色表示画素の厚み方向位相差値Ｂ_Ｒｔｈが、下記の式（１）及び式（２）を満たし、前記赤色表示画素、緑色表示画素および青色表示画素に含まれる顔料の１次粒子の粒子径ｄ５０が５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とするカラーフィルタを提供する。

|（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| − |（Ｇ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| ≧０ （１）
|（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| − |（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｇ_Ｒｔｈ）| ≧０ （２）
（Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、およびＢ_Ｒｔｈは、それぞれの画素の面内屈折率の平均から厚み方向屈折率を引いた値と、画素の厚み（μｍ）の積を１０００倍して得られる数値をそれぞれ表す。）
以上のように構成される本発明の第１の態様に係るカラーフィルタによると、各着色表示画素の厚み方向位相差値Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、およびＢ_Ｒｔｈが、上記式（１）および式（２）を満たすことで、斜め方向からの観察においても着色がなく、視認性の良い液晶表示装置を得ることが可能となる。

なお、Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、およびＢ_Ｒｔｈは、分光エリプソメーターなどの3次元屈折率測定器により得られる画素の面内屈折率の平均値[（ｎｘ＋ｎｙ）／２]および厚み方向屈折率[ｎｚ]より算出される値であり、ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、それぞれＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向の屈折率を示し、Ｘ軸方向とは、カラーフィルタの面内において最大屈折率を示す軸（遅相軸）方向であり、Ｙ軸は、面内においてＸ軸に対して垂直な軸方向であり、Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な厚み方向を示す。

赤色表示画素、緑色表示画素および青色表示画素に含まれる顔料の１次粒子の粒子径ｄ５０は、５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。顔料の１次粒子の粒子径ｄ５０がこのような範囲であることにより、斜め方向からだけでなく、正面方向からの視認性の良い液晶表示装置を得ることができる。

なお、粒子径ｄ５０とは、個数粒度分布の積算曲線において積算量が全体の５０％に相当する粒子径(円相当径)を表している。

赤色表示画素は、ジケトピロロピロール系赤色顔料及びアントラキノン系赤色顔料からなる群から選ばれた少なくとも１種の赤色顔料を含有するものとすることができる。

また、赤色表示画素は、顔料の合計量を基準として、０〜１００重量％のジケトピロロピロール系赤色顔料、及び０〜６６重量％のアントラキノン系赤色顔料を含むものとすることができる。

ジケトピロロピロール系赤色顔料としてＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４を、アントラキノン系赤色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７を用いることができる。

緑色表示画素は、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料、アゾ系黄色顔料及びキノフタロン系黄色顔料からなる群から選ばれた少なくとも１種を含有するものとすることができる。

また、緑色表示画素は、顔料の合計量を基準として、０〜１００重量％のハロゲン化銅フタロシアニン系緑色顔料、０〜６０重量％のアゾ系黄色顔料及び／又はキノフタロン系黄色顔料を含むものとすることができる。

ハロゲン化銅フタロシアニン系緑色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ ＧＲｅｅｎ ３６を、アゾ系黄色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０を、キノフタロン系黄色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３８を用いることができる。

青色表示画素は、金属フタロシアニン系青色顔料及びジオキサジン系紫色顔料からなる群から選ばれた少なくとも１種を含有するものとすることができる。

また、青色表示画素は、顔料の合計量を基準として、０〜１００重量％の銅フタロシアニン系青色顔料、０〜５０重量％のジオキサジン系紫色顔料を含むものとすることができる。

銅フタロシアニン系青色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６を、ジオキサジン系紫色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３を用いることができる。

本発明の第２の態様は、上述のカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

このような液晶表示装置は、各着色表示画素の厚み方向位相差値Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、およびＢ_Ｒｔｈが、上記式（１）および式（２）を満たしているため、斜め方向からの観察においても着色がなく、視認性が良好である。

以上説明したように、本発明のカラーフィルタによれば、各着色表示画素の厚み方向位相差値Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、およびＢ_Ｒｔｈが、上記式（１）および式（２）を満たすことで、斜め方向からの観察においても着色がなく、視認性の良い液晶表示装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１に、本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタを示す。図１において、カラーフィルタは、ガラス基板１上に、遮光層であるブラックマトリクス２、及び着色表示画素３を備えている。着色表示画素３は、赤色表示画素３Ｒ、緑色表示画素３Ｇおよび青色表示画素３Ｂからなる。

各着色表示画素の厚み方向位相差値Ｒｔｈ、即ち、赤色表示画素３Ｒの厚み方向位相差値Ｒ_Ｒｔｈ、緑色表示画素３Ｇの厚み方向位相差値Ｇ_Ｒｔｈ、および青色表示画素３Ｂの厚み方向位相差値Ｂ_Ｒｔｈは、下記の式（１）及び式（２）を満たしている。

|（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| − |（Ｇ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| ≧０ （１）
|（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| − |（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｇ_Ｒｔｈ）| ≧０ （２）
なお、式中、Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、およびＢ_Ｒｔｈは、それぞれの着色表示画素の面内屈折率の平均から厚み方向屈折率を引いた値と、着色表示画素の厚み（ｎｍ）の積を１０００倍して求められる数値を表す。

上記式（１）及び（２）は、符号の正負を問わず、Ｇ_ＲｔｈがＲ_Ｒｔｈ以上である場合には、Ｂ_ＲｔｈはＧ_Ｒｔｈ以上であり、Ｇ_ＲｔｈがＲ_Ｒｔｈ以下である場合には、Ｂ_ＲｔｈはＧ_Ｒｔｈ以下であることを意味する。即ち、Ｒ_ＲｔｈとＢ_Ｒｔｈの間にＧ_Ｒｔｈがあることを意味する。

カラーフィルタの複屈折率の絶対値は、０．０１以下であること、すなわち厚み方向位相差値Ｒｔｈが、限りなくＲ_Ｒｔｈ＝Ｇ_Ｒｔｈ＝Ｂ_Ｒｔｈ＝０に近いことが望まれているが、カラーフィルタ以外の構成部材、例えば液晶、偏光板、配向膜などの位相差の波長分散性と組み合わせる場合、Ｒ_Ｒｔｈ＝Ｇ_Ｒｔｈ＝Ｂ_Ｒｔｈ＝０である場合以外にも、最適なカラーフィルタの厚み方向位相差値が存在する。

カラーフィルタにおいて各色表示画素の位相差値Ｒｔｈがどの値をとるのが最も望ましいかは、他の部材との組み合わせにより変わるが、重要なことは、Ｇ_ＲｔｈがＲ_Ｒｔｈ以上であるにもかかわらず、Ｂ_ＲｔｈがＧ_Ｒｔｈ以下である状態や、Ｇ_ＲｔｈがＲ_Ｒｔｈ以下であるにもかかわらず、Ｂ_ＲｔｈがＧ_Ｒｔｈ以上である状態は、良好な斜め視認性を得ることができないという点である。これは、液晶表示装置で用いられる他の部材では、複屈折性の波長分散性は透過光の波長に対して連続的に変化することによるものである。

このように、各着色表示画素の厚み方向位相差値Ｒｔｈが上記のような条件を満たしたカラーフィルタを使用することにより、良好な斜め視認性を有する液晶表示装置が得られる。

なお、良好な正面視認性、特に黒表示において引き締まった色を得るには、着色表示画素が顔料分散型の着色組成物を用いて製造されるカラーフィルタの場合、当該顔料の１次粒子の粒度分布において、個数粒度分布の積算曲線において積算量が全体の５０％に相当する粒子径ｄ５０が４０ｎｍ以下であるのが好ましく、ｄ５０が３０ｎｍ以下であるのがより好ましい。

赤色表示画素には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができる。

なお、上記赤色顔料と黄色顔料とを併用することもできる。黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１、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、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、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３、２１４等が挙げられる。

赤色表示画素が、これら顔料のなかでジケトピロロピロール系赤色顔料とアントラキノン系赤色顔料のうち１種類以上を含む場合には、任意のＲ_Ｒｔｈを得ることが容易になるために好ましい。なぜなら、ジケトピロロピロール系赤色顔料はその微細化処理を工夫することによりＲ_Ｒｔｈを正負のどちらにすることも可能であり、その絶対値もある程度制御可能であり、またアントラキノン系赤色顔料は微細化処理に関わらず０に近いＲ_Ｒｔｈを得やすいためである。

赤色表示画素は、顔料の合計量を基準として、０〜１００重量％のジケトピロロピロール系赤色顔料、及び０〜６６重量％のアントラキノン系赤色顔料を含むことが、画素の色層・明度・膜厚等の点から好ましく、０〜９０重量％のジケトピロロピロール系赤色顔料、及び１０〜６０重量％のアントラキノン系赤色顔料を含むことがより好ましい。

アントラキノン系赤色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４、アントラキノン系赤色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７が、耐光性・耐熱性および透明性・着色力の点などから好適である。

緑色表示画素には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ ＧＲｅｅｎ ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を用いることができ、また黄色顔料を併用することもできる。黄色顔料としては、上述した赤色表示画素で用いた黄色顔料と同様のものが使用可能である。

緑色表示画素が、これら顔料のなかでハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料、アゾ系黄色顔料、及びキノフタロン系黄色顔料のうちの少なくとも１種を含むことが、任意のＲｔｈを得ることが容易になるため好ましい。なぜなら、ハロゲン化金属フタロシアニン緑色顔料は、中心金属を選択することにより、ある程度Ｇ_Ｒｔｈを制御することが可能であり、アゾ系黄色顔料は、微細化処理に関わらず正のＧ_Ｒｔｈを、キノフタロン系黄色顔料は、微細化処理に関わらず負のＧ_Ｒｔｈが得られるからである。

緑色表示画素は、顔料の合計重量を基準として、０〜１００重量％のハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料、０〜６０重量％のアゾ系黄色顔料及び／又はキノフタロン系黄色顔料を含有するのが、画素の色相、明度、及び膜厚等の点から好ましく、５０〜９５重量％のハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料、５〜４５重量％のアゾ系黄色顔料及び／又はキノフタロン系黄色顔料を含有するのがより好ましい。

ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ ＧＲｅｅｎ ３６、アゾ系黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０、キノフタロン系黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３８が、耐光性、耐熱性、透明性、及び着色力の点などから好適である。

青色表示画素には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を用いることができ、また、紫色顔料を併用できる。紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等が挙げられる。

青色表示画素が、これら顔料のなかで金属フタロシアニン系青色顔料及びジオキサジン系紫色顔料のうち少なくとも１種を含む場合には、０に近いＢ_Ｒｔｈを得ることが容易になる。

青色表示画素は、顔料の合計重量を基準として、０〜１００重量％の金属フタロシアニン系青色顔料、０〜５０重量％のジオキサジン系紫色顔料を含むことが、画素の色相、明度、及び膜厚等の点から好ましく、０〜９８重量％の金属フタロシアニン系青色顔料、０〜２５重量％のジオキサジン系紫色顔料を含むことがより好ましい。

金属フタロシアニン系青色顔料にはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６、ジオキサジン系紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３が、耐光性、耐熱性、透明性、及び着色力の点などから好適である。

各着色表示画素は、無機顔料を含むことができる。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III)）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。無機顔料は、彩度と明度のバランスを取りつつ、良好な塗布性、感度、及び現像性等を確保するために、有機顔料と組み合わせて用いられる。

各着色表示画素には、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。

また、各着色表示画素に含まれる顔料は、カラーフィルタの高輝度化、高コントラスト化を実現させるため、微細化処理されていることが好ましく、また一次粒子径ｄ５０が小さいことが好ましい。

顔料の一次粒子径ｄ５０は、顔料を透過型電子顕微鏡で撮影し、その写真の画像解析を行い、算出した。ここで言う一次粒子径ｄ５０は、個数粒度分布の積算曲線において積算量が全体の５０％に相当する粒子径(円相当径)を表す。

顔料の一次粒子径ｄ５０は、４０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以下であり、更に好ましくは２０ｎｍ以下である。また、ｄ５０は５ｎｍ以上であることが好ましい。

顔料の一次粒子径ｄ５０が４０ｎｍより大きい場合には、液晶表示装置の黒表示時の正面視認性が低下する。また、５ｎｍより小さい場合には、顔料分散が難しくなり、着色表示画素形成のための着色組成物としての安定性を保ち、流動性を確保することが困難になる。その結果、カラーフィルタの輝度、色特性が悪化しやすくなる。

顔料の一次粒子径ｄ５０および複屈折率を制御する手段としては、顔料を機械的に粉砕して粒子径ｄ５０および粒子形状を制御する方法（磨砕法と呼ぶ）、顔料を良溶媒に溶解した溶液を貧溶媒に投入して、所望の一次粒子径ｄ５０および粒子形状の顔料を析出させる方法（析出法と呼ぶ）、および合成時に所望の一次粒子径ｄ５０および粒子形状の顔料を製造する方法（合成析出法と呼ぶ）等がある。使用する顔料の合成法や化学的性質等により、個々の顔料について適当な方法を選択することができる。

以下にそれぞれの方法について説明するが、本発明に係る着色表示画素の形成に用いる着色組成物に含まれる顔料の一次粒子径ｄ５および粒子形状の制御方法は、上記方法のいずれを用いてもよい。

磨砕法は、顔料をボールミル、サンドミルまたはニーダーなどを用いて、食塩等の水溶性の無機塩などの磨砕剤およびそれを溶解しない水溶性有機溶剤とともに機械的に混練（以下、この処理をソルトミリングと呼ぶ）した後、無機塩と有機溶剤を水洗除去し、乾燥することにより、所望の粒子径ｄ５０および粒子形状の顔料を得る方法である。ただし、ソルトミリング処理により、顔料が結晶成長する場合があるため、処理時に上記有機溶剤に少なくとも一部溶解する固形の樹脂や顔料分散剤を加えて、結晶成長を防ぐ方法が有効である。

顔料と無機塩の比率は、無機塩の比率が多くなると顔料の微細化効率は良くなるが、顔料の処理量が少なくなるために生産性が低下する。そのため一般的には、顔料１重量部に対して無機塩を１〜３０重量部、好ましくは２〜２０重量部用いるのが良い。また、上記水溶性有機溶剤は、顔料と無機塩とが均一な固まりとなるように加えるもので、顔料と無機塩との配合比にもよるが、通常は顔料１重量部に対して０．５〜３０重量部の量で用いられる。

上記磨砕法について、さらに具体的には、顔料と水溶性の無機塩の混合物に湿潤剤として少量の水溶性有機溶剤を加え、ニーダー等で強く練り込んだ後、この混合物を水中に投入し、ハイスピードミキサー等で攪拌し、スラリー状とする。次に、このスラリーを濾過し、水洗し、乾燥することにより、所望の一次粒子径ｄ５０および粒子形状の顔料を得ることができる。

析出法は、顔料を適当な良溶媒に溶解させたのち、貧溶媒と混ぜ合わせて、所望の一次粒子径および粒子形状の顔料を析出させる方法で、溶媒の種類や量、析出温度、析出速度などにより、一次粒子径の大きさおよび粒子形状が制御できる。一般に、顔料は溶媒に溶けにくいため、使用できる溶媒は限られるが、例として濃硫酸、ポリリン酸、クロロスルホン酸などの強酸性溶媒または液体アンモニア、ナトリウムメチラートのジメチルホルムアミド溶液などの塩基性溶媒などが知られている。

本法の代表例としては、酸性溶剤に顔料を溶解させた溶液を他の溶媒中に注入し、再析出させて微細粒子を得るアシッドペースティング法がある。工業的にはコストの観点から硫酸溶液を水に注入する方法が一般的である。硫酸濃度は特に限定されないが、９５〜１００重量％が好ましい。顔料に対する硫酸の使用量は特に限定されないが、少ないと溶液粘度が高くなって、ハンドリングが悪くなり、逆に多すぎると顔料の処理効率が低下するため、顔料に対して３〜１０重量倍の硫酸を用いることが好ましい。

なお、顔料は完全溶解している必要はない。溶解時の温度は０〜５０℃が好ましく、０℃未満では硫酸が凍結する恐れがあり、かつ溶解度も低くなる。５０℃を超えると副反応が起こりやすくなる。注入される水の温度は１〜６０℃が好ましく、６０℃を超えると、注入時に硫酸の溶解熱で沸騰して作業が危険である。１℃未満の温度では凍結してしまう。注入にかける時間は、顔料１重量部に対して０．１〜３０分が好ましい。時間が長くなるほど一次粒子径ｄ５０は大きくなる傾向がある。

顔料の一次粒子径ｄ５０および粒子形状の制御は、アシッドペースティング法などの析出法とソルトミリング法などの磨砕法を組み合わせた手法を選択することにより、顔料の整粒度合を考慮しつつ行うことができ、さらにはこのとき分散体としての流動性も確保できることからより好ましい。

ソルトミリングあるいはアシッドペースティングの際には、一次粒子径でｄ５０および粒子形状制御に伴う顔料の凝集を防ぐために、下記に示す色素誘導体や樹脂型顔料分散剤、界面活性剤等の分散助剤を併用することもできる。また、一次粒子径ｄ５０および粒子形状制御を２種類以上の顔料を共存させた形で行うことにより、単独では分散が困難な顔料であっても安定な分散体として仕上げることができる。

特殊な析出法としてロイコ法がある。フラバントロン系、ペリノン系、ペリレン系、インダントロン系等の建染染料系顔料は、アルカリ性ハイドロサルファイトで還元すると、キノン基がハイドロキノンのナトリウム塩（ロイコ化合物）になり水溶性になる。この水溶液に適当な酸化剤を加えて酸化することにより、水に不溶性の一次粒子径の小さな顔料を析出させることができる。

合成析出法は、顔料を合成すると同時に所望の一次粒子径ｄ５０および粒子形状の顔料を析出させる方法である。しかし、生成した微細顔料を溶媒中から取り出す場合、顔料粒子が凝集して大きな二次粒子になっていないと一般的な分離法である濾過が困難になるため、通常、二次凝集が起きやすい水系で合成されるアゾ系等の顔料に適用されている。

さらに、顔料の一次粒子径ｄ５０および粒子形状を制御する手段として、顔料を高速のサンドミル等で長時間分散すること（顔料を乾式粉砕する、いわゆるドライミリング法）により、顔料の一次粒子径を小さくすると同時に分散することも可能である。

本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタの着色表示画素の形成に用いられる着色組成物に含まれる顔料担体は、顔料を分散させるものであり、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物である。透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれ、その前駆体には、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーが含まれ、これらを単独でまたは２種以上混合して用いることができる。

顔料担体は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、３０〜７００重量部、好ましくは６０〜４５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂とその前駆体との混合物を顔料担体として用いる場合には、透明樹脂は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、２０〜４００重量部、好ましくは５０〜２５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂の前駆体は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、１０〜３００重量部、好ましくは１０〜２００重量部の量で用いることができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば, ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。

また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。

透明樹脂の前駆体であるモノマーおよびオリゴマーとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。

着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。

光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−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、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン系光重合開始剤、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が用いられる。

光重合開始剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、５〜２００重量部、好ましくは１０〜１５０重量部の量で用いることができる。

上記光重合開始剤は、単独あるいは２種以上を混合して用いるが、増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。

増感剤は、光重合開始剤１００重量部に対して、０．１〜６０重量部の量で含有させることができる。

さらに、着色組成物には、連鎖移動剤として作用する多官能チオールを含有させることができる。

多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、１種または２種以上混合して用いることができる。

多官能チオールは、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、０．２〜１５０重量部、好ましくは０．２〜１００重量部の量で用いることができる。

さらに、本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタの着色表示画素の形成に用いられる着色組成物には、顔料を充分に顔料担体中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために溶剤を含有させることができる。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。

溶剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、８００〜４０００重量部、好ましくは１０００〜２５００重量部の量で用いることができる。

着色組成物は、１種または２種以上の顔料を、必要に応じて上記光重合開始剤と共に、顔料担体および有機溶剤中に微細に分散することにより製造することができる。分散手段としては、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等を用いることができる。また、２種以上の顔料を含む着色組成物は、各顔料を別々に顔料担体および有機溶剤中に微細に分散したものを混合して製造することもできる。

顔料を顔料担体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、顔料誘導体等の分散助剤を含有させることができる。分散助剤は、顔料の分散能に優れ、分散後の顔料の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて顔料を顔料担体および有機溶剤中に分散してなる着色組成物を用いた場合には、透明性に優れた着色表示画素を有するカラーフィルタが得られる。

分散助剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、０．１〜４０重量部、好ましくは０．１〜３０重量部の量で用いることができる。

樹脂型顔料分散剤としては、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、顔料担体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の顔料担体への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型顔料分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸（部分）アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などの油性分散剤、（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。

界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。

ソルトミリングあるいはアシッドペースティングの際に使用される色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物であり、用いる顔料の色相に近いものが好ましいが、添加量が少なければ色相の異なるものを用いても良い。有機色素には、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。色素誘導体としては、特開昭６３−３０５１７３号公報、特公昭５７−１５６２０号公報、特公昭５９−４０１７２号公報、特公昭６３−１７１０２号公報、特公平５−９４６９号公報等に記載されているものを使用できる。特に、塩基性基を有する色素誘導体は、顔料の分散効果が大きいため、好適に用いられる。これらは単独でまたは２種類以上を混合して用いることができる。

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る。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、ｔ−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。

貯蔵安定剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の量で含有させることができる。

また、着色組成物には、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。

シランカップリング剤としては、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の（メタ）アクリルシラン類、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等が挙げられる。

シランカップリング剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、０．０１〜１００重量部の量で含有させることができる。

着色組成物は、グラビアオフセット用印刷インキ、水無しオフセット印刷インキ、シルクスクリーン印刷用インキ、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストの形態で調製することができる。着色レジストは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂と、モノマーと、光重合開始剤と、有機溶剤とを含有する組成物中に色素を分散させたものである。

顔料は、着色組成物の全固形分量を基準（１００重量％）として５〜７０重量％の割合で含有されることが好ましい。より好ましくは、２０〜５０重量％の割合で含有され、その残部は、顔料担体により提供される樹脂質バインダーから実質的になる。

着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、５μｍ以上の粗大粒子、好ましくは１μｍ以上の粗大粒子、さらに好ましくは０．５μｍ以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。

本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタは、透明基板上に、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、上記の各色着色組成物を用いて形成される赤色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、および青色フィルタセグメントを具備する。

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。

印刷法による各色フィルタセグメントの形成は、上記各種の印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストで量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度および平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とすることが好ましい。また、印刷機上でのインキの流動性の制御も重要であり、分散剤や体質顔料によるインキ粘度の調整を行うこともできる。

フォトリソグラフィー法により各色フィルタセグメントを形成する場合は、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストとして調製した着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が０．２〜１０μｍとなるように塗布する。塗布膜を乾燥させる際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレート等を使用してもよい。

必要に応じて乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色レジストの重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、上記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。

現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用することができる。

なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジストを塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。

本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタは、上記方法の他に電着法、転写法などにより製造することができる。なお、電着法は、透明基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。また、転写法は剥離性の転写ベースシートの表面に、あらかじめカラーフィルタ層を形成しておき、このカラーフィルタ層を所望の透明基板に転写させる方法である。

次に、本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタを備えた第２の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。

図２は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の概略断面図である。図２に示す液晶表示装置４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第１及び第２の透明基板５および６を備え、それらの間には、ＬＣ（液晶）が封入されている。ＬＣ（液晶）は、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane switching）、ＶＡ（VeＲtical Alignment）、ＯＣＢ（Optically Compensated Ｂirefringence）等の駆動モードに応じて配向される。

第１の透明基板５の内面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アレイ７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８が形成されている。透明電極層８の上には、配向層９が設けられている。また、透明基板５の外面には、偏光板１０が形成されている。

他方、第２の透明基板６の内面には、上述した本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタ１１が形成されている。カラーフィルタ１１を構成する赤色、緑色および青色のフィルタセグメントは、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１１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１２が形成され、透明電極層１２を覆って配向層１３が設けられている。また、透明基板６の外面には、偏光板１４が形成されている。なお、偏光板１０の下方には、三波長ランプ１５を備えたバックライトユニット１６が設けられている。

このように本実施形態によれば、赤色・緑色および青色の各着色表示画素が、バックライトやＬＣＤの液晶特性に合うように数色の顔料を組み合わせて調色した着色組成物を使用して形成される。この場合、各着色表示画素の厚み方向の位相差値Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、およびＢ_Ｒｔｈが、下記の式（１）及び式（２）を満たすことにより、各着色表示画素の表示領域を通過する光の偏光状態にばらつきが生じないため、斜め方向からの視野角表示に優れた液晶表示装置を得ることができる。また、斜め方向からの視野角補償を施された黒表示となるため、斜め方向から見た場合、カラーシフトを低減し、かつニュートラルな黒色が再現でき、非常に優れた表示特性を呈することができる。

|（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| − |（Ｇ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| ≧０ （１）
|（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| − |（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｇ_Ｒｔｈ）| ≧０ （２）
（Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、およびＢ_Ｒｔｈは、それぞれの画素の面内屈折率の平均から厚み方向屈折率を引いた値と、画素の厚み（ｎｍ）の積を１０００倍して得られる数値をそれぞれ表す。）
実施例
以下、実施例および比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［顔料の調製］
実施例および比較例で用いた顔料を以下の方法で調製した。そして、得られた顔料の一次粒子径ｄ５０を、顔料を透過型電子顕微鏡で撮り、その写真の画像解析を行うことにより算出した。ここで言う一次粒子径ｄ５０は、個数粒度分布の積算曲線において積算量が全体の５０％に相当する粒子径(円相当径)を表す。その結果を下記表１に示す。

＜実施例１＞
［赤色顔料２（Ｒ−２）］
赤色顔料１（C.I. Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒed 254、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「IＲＧAPHOＲ ＲED Ｂ-CF」；Ｒ−１）１６０部、塩化ナトリウム１６００部、およびジエチレングリコール（東京化成社製）１９０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、６０℃で８時間混練した。次に、この混合物を約５リットルの温水に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、濾過、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、８０℃で２４時間乾燥し、１５６部のソルトミリング処理顔料（赤色顔料２）を得た。

［赤色顔料４（Ｒ−４）］
赤色顔料３（C.I. Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒed 177、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「CＲOMOPHTAL ＲED A2Ｂ」；Ｒ−３）１６０部、塩化ナトリウム１６００部、およびジエチレングリコール（東京化成社製）１９０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、６０℃で１２時間混練した。

次に、この混練物を約５リットルの温水に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、濾過し、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、８０℃で２４時間乾燥し、１５６部のソルトミリング処理顔料（赤色顔料４）を得た。

［緑色顔料２（Ｇ−２）］
緑色顔料１を２００部、塩化ナトリウム１５００部、およびジエチレングリコール（東京化成社製）２７０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、７０℃で８時間混練した。

次に、この混合物を約５リットルの温水に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、濾過し、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、８０℃で２４時間乾燥し、１９７部のソルトミリング処理顔料（緑色顔料２）を得た。

［緑色顔料３（Ｇ−３）］
緑色顔料１を１２０部、塩化ナトリウム１６００部、およびジエチレングリコール（東京化成社製）２７０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、７０℃で１２時間混練した。

次に、この混合物を約５リットルの温水に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、濾過し、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、８０℃で２４時間乾燥し、１１７部のソルトミリング処理顔料（緑色顔料３）を得た。

［黄色顔料１（Ｙ−１）］
ＢAYEＲ社製「FANCHON FAST YELLOW Y-5688」（C.I.Ｐｉｇｍｅｎｔ Yellow 15０、；Ｙ−１）を黄色顔料１とする。

［黄色顔料２（Ｙ−２）］
黄色顔料（C.I. Ｐｉｇｍｅｎｔ Yellow 138、ＢASF社製「PALIOTOL YELLOW K０961HD」）１６０部、塩化ナトリウム１６００部、およびジエチレングリコール（東京化成社製）２７０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、６０℃で１５時間混練した。

次に、この混合物を約５リットルの温水に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、濾過し、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、８０℃で２４時間乾燥し、１５７部のソルトミリング処理顔料（黄色顔料２）を得た。

［青色顔料２（Ｂ−２）］
青色顔料１（C.I. Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂlue 15:6、東洋インキ製造社製「LIONOL ＢLUE ES」；Ｂ−１）２００部、塩化ナトリウム１６００部、およびジエチレングリコール（東京化成社製）１００部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、７０℃で１２時間混練した。

次に、この混合物を約５リットルの温水に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、濾過し、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、８０℃で２４時間乾燥し、１９８部のソルトミリング処理顔料（青色顔料２）を得た。

［紫色顔料２（Ｖ−２）］
紫色顔料１（C.I. Ｐｉｇｍｅｎｔ Violet 23、東洋インキ製造社製「LIONOＧEN VIOLET ＲL」；Ｖ−１） ３００部を９６％硫酸３０００部に投入し、１時間撹拌後、５℃の水に注入した。１時間撹拌後、濾過し、温水で洗浄液が中性になるまで洗浄し、７０℃で乾燥した。得られたアシッドペースティング処理顔料を１２０部、塩化ナトリウム１６００部、およびジエチレングリコール（東京化成社製）１００部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、９０℃で１８時間混練した。

次に、この混合物を約５リットルの温水に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、濾過し、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、８０℃で２４時間乾燥し、１１８部のソルトミリング処理顔料（紫色顔料２）を得た。

［アクリル樹脂溶液の調製］
次に、実施例および比較例で用いたアクリル樹脂溶液を以下のようにして調製する。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℃で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。

［顔料分散体の調製］
下記表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。

［着色組成物（以下、レジストという）の調製］
下記表３に示す組成（重量比）の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して各色レジストを得た。

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
［実施例１、参考例、比較例１〜２］
上記表３に示す各色レジストを組み合わせて、下記に示す方法にて、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した後、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し、さらに、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、カラーフィルタを得た。各色フィルタセグメントの形成膜厚はいずれも２．０μmであった。

［各色塗膜の作製および色度の測定］
各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、紫外線を露光した。次に、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。その後、クリーンオーブン中で、２３０℃で３０分間ポストベークを行い、各色塗膜の色度・膜厚測定用乾燥塗膜を作製した。乾燥塗膜の膜厚は、いずれも２．０μmであった。ＸＹＺ表色系色度図における色度を、分光光度計（オリンパス社製「ＯＳＰ−２００」）を用いて測定した。その結果を下記表４に示す。

［各色塗膜のＲ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、Ｂ_Ｒｔｈの測定］
得られた各色塗膜の厚み方向位相差値Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、Ｂ_Ｒｔｈは、分光エリプソメーター（商品名Ｍ−２２０；日本分光社製）を使用して前記ｎｘ、ｎｙ、ｎｚの3次元屈折率を測定し、画素の面内屈折率の平均値[（ｎｘ＋ｎｙ）／２]から厚み方向屈折率[ｎｚ]を引いた値と、画素の厚み（μｍ）の積を１０００倍することで求めた。その結果を下記表４に示す。

以上のようにして得たカラーフィルタを用いて下記に示す方法にて、液晶表示装置を作製した。

[液晶表示装置の作製]
得られたカラーフィルタ上に、透明ＩＴＯ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位相補償能付き偏光板を形成した。他方、別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、他方の表面に位相補償能付き偏光板を形成した。

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垂直配向による液晶パネルを得た。

この液晶パネルの両面に配置された位相補償能付き偏光板としては、偏光板の位相補償能が、カラーフィルタの各色領域に対応した液晶層ごとにカラーフィルタの波長におけるリタデーションを測定し、液晶層のリタデーションの波長分散性を求め、得られた液晶層のリタデーションの波長分散性に適合するように設定されたものであればよく、公知のものを使用できる。

なお、ここで位相補償能付き偏光板の位相差補償能としては、位相補償層が複数のフィルムからなる場合には、そのすべての合計の位相差補償能をいう。例えば、通常のＶＡモードでは、位相補償層として1枚のポジティブＡプレートと１枚のネガティブＣプレートが使用されるが、本実施例では、これらの合計の位相補償能を設定する。また、上述のようにして定められる位相補償能付き偏光板の位相差補償能は、可視域３８０ｎｍないし７８０ｎｍの波長に対して、連続的に増大するか若しくは連続的に減少するというような波長分散性を示す。

［カラーフィルタおよび各色塗膜のコントラスト測定］
図３（ａ）に示すように、上述のようにして得られたカラーフィルタ３４をクロスニコル状態（偏光軸を互いに直交）に配置された一対の偏光板３３，３５の間に配置し、一方の偏光板３５の側からバックライト３７を当てて、他方の偏光板３３を透過した光３８のクロス輝度（直交透過光の輝度）を色彩輝度計（トプコン社製「ＢＭ−５Ａ」）３２を使用して、２゜視野の条件で測定した。

次に、得られたカラーフィルタ３４を、図３（ｂ）に示すようにパラレルニコル状態（偏光軸を互いに平行）に配置された一対の偏光板３３，３５の間に配置し、一方の偏光板３５の側からバックライト３７を当てて、他方の偏光板３３を透過した光３８のパラレル輝度を色彩輝度計３２で測定し、得られた輝度からパラレル輝度／クロス輝度＝コントラストを算出した。

なお、バックライトは、輝度＝１９３７ｃｄ／ｍ^２、ＸＹＺ表色系色度図における色度座標（ｘ，ｙ）が（０．３１６，０．３０１）、色温度＝６５２５Ｋ、色度偏差ｄｕｖ＝−０．０１３６の特性のものを用いた。また、偏光板は、日東電工社製「ＮＰＦ−ＳＥＧ１２２４ＤＵ」を用いた。

［液晶パネルの黒表示時の視認性］
作製した液晶表示装置を黒表示させ、液晶パネルから漏れてくる光(直交透過光；漏れ光)の量を目視観察した。評価ランクは次の通りであり。

◎：漏れ光が観察されず、ニュートラルな黒色で非常に視認性良好。

○：わずかに漏れ光が観察されるが、ニュートラルな黒色で視認性良好。

△：漏れ光が観察され少し色味付いた黒色であるが、実用上は問題無いレベル。

×：かなり漏れ光が観察され黒色の色味付きも多く、視認性不良。

以上の測定結果を下記表４及び表５に示す。

上記表４及び表５から、実施例１及び参考例で得られたカラーフィルタは、いずれも斜め視認性が良好であることがわかる。これに対し、比較例１及び２で得られたカラーフィルタは、いずれも斜め視認性が劣っている。

なお、実施例１では、レジストＧＲ−２に含まれる緑色顔料として一次粒子径ｄ５０が４０ｎｍ以下であるＧＲ−２を用いているため、斜め視認性だけでなく正面視認性も良好であるのに対し、参考例では、レジストＧＲ−１に含まれる緑色顔料として一次粒子径ｄ５０が４０ｎｍを超えるＧＰ−１を用いているため、正面視認性においては劣った結果となっている。

参考例において、緑色顔料ＧＲ−１で使用する黄色顔料Ｙ−１を粒径２２ｎｍまで微細化したものに代えて、同様にしてカラーフィルタを作成し、液晶パネルを製造したところ、その正面表示は漏れ光が低減し、視認性が改善された。

従って、斜め視認性だけでなく正面視認性においても良好な結果を望む場合には、一次粒子径ｄ５０が４０ｎｍ以下の顔料を用いる必要がある。

本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタを示す概略断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。 各色塗膜のコントラスト測定のためのカラーフィルタの配置を示す図。

符号の説明

１……ガラス基板、２…ブラックマトリックス、３…着色表示画素、４…液晶表示装置、５、６…透明基板、７…ＴＦＴアレイ、８、１２…透明電極、９、１３…配向層、１０、１４…偏光板、１１…カラーフィルタ、１５…三波長ランプ、１６…バックライトユニット、３２…色彩輝度計あるいは分光放射輝度計、３３，３５…偏光板、３４…カラーフィルタ、３６…バックライト光、３７…バックライトユニット、３８…直交透過光（漏れ光)）

Claims (11)

1. 基板上に、少なくとも赤色表示画素、緑色表示画素および青色表示画素を備えるカラーフィルタにおいて、赤色表示画素の厚み方向位相差値Ｒ_Ｒｔｈ、緑色表示画素の厚み方向位相差値Ｇ_Ｒｔｈ、および青色表示画素の厚み方向位相差値Ｂ_Ｒｔｈが、下記の式（１）及び式（２）を満たし、前記赤色表示画素、緑色表示画素および青色表示画素に含まれる顔料の１次粒子の粒子径ｄ５０が５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
   |（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| − |（Ｇ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| ≧０ （１）
   |（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｂ_Ｒｔｈ）| − |（Ｒ_Ｒｔｈ−Ｇ_Ｒｔｈ）| ≧０ （２）
   （Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、およびＢ_Ｒｔｈは、それぞれの画素の面内屈折率の平均から厚み方向屈折率を引いた値と、画素の厚み（μｍ）の積を１０００倍して得られる数値をそれぞれ表す。）
2. 前記赤色表示画素は、ジケトピロロピロール系赤色顔料及びアントラキノン系赤色顔料からなる群から選ばれた少なくとも１種の赤色顔料を含有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
3. 前記赤色表示画素は、顔料の合計量を基準として、０〜１００重量％のジケトピロロピロール系赤色顔料、及び０〜６６重量％のアントラキノン系赤色顔料を含むことを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ。
4. 前記ジケトピロロピロール系赤色顔料がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４であり、前記アントラキノン系赤色顔料がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７であることを特徴とする請求項２または３に記載のカラーフィルタ。
5. 前記緑色表示画素は、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料、アゾ系黄色顔料及びキノフタロン系黄色顔料からなる群から選ばれた少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
6. 前記緑色表示画素は、顔料の合計量を基準として、０〜１００重量％のハロゲン化銅フタロシアニン系緑色顔料、０〜６０重量％のアゾ系黄色顔料及び／又はキノフタロン系黄色顔料を含むことを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタ。
7. 前記ハロゲン化銅フタロシアニン系緑色顔料がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ ＧＲｅｅｎ ３６であり、前記アゾ系黄色顔料がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０であり、前記キノフタロン系黄色顔料がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３８であることを特徴とする請求項６に記載のカラーフィルタ。
8. 前記青色表示画素は、金属フタロシアニン系青色顔料及びジオキサジン系紫色顔料からなる群から選ばれた少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
9. 前記青色表示画素は、顔料の合計量を基準として、０〜１００重量％の銅フタロシアニン系青色顔料、０〜５０重量％のジオキサジン系紫色顔料を含むことを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタ。
10. 前記銅フタロシアニン系青色顔料がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６であり、ジオキサジン系紫色顔料がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３であることを特徴とする請求項９に記載のカラーフィルタ。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載のカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置。

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