JP4985078B2 - カラーフィルタ基板およびこれを用いた車載用液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルタ基板およびこれを用いた車載用液晶表示装置に係り、特に、バックライトに擬似白色ＬＥＤ（青色系ＬＥＤと蛍光体とを組合せた混色により擬似的に白色光を呈する）を用い、優れた赤色再現性を示すカラーフィルタ基板及びこれを用いた車載用液晶表示装置に関する。

現在、車載用液晶表示装置は、カーナビゲーション装置やリアシートモニタを中心に急速に普及してきている。これに加え、近年では、インスツルメントパネルへも液晶表示装置を搭載する動きもでてきており、各種メータに液晶表示装置を用いることで従来のアナログメータと異なる付加価値の提供が可能である。

従来の車載用液晶表示装置は、カーナビゲーション装置やリアシートモニタのいずれにおいても、従来液晶装置に用いられているような冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）がバックライトとして用いられていた。しかしながら、冷陰極蛍光管は、応答性が悪い、振動や衝撃に弱い、水銀を含むため対環境性が悪いなどの問題を有していた。

また、自動車用部材に対し、欧州連合（ＥＵ）で２０００年１０月にＥＬＶ規制（End of Life vehicles directive）が施行され、この規制によりＥＵ市場で登録される乗用車やバス，トラックなどについて、２００３年７月１日以降、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｃｒ^6＋の使用量を１０００ｐｐｍ以下に、Ｃｄの使用量を１００ｐｐｍ以下に削減することが制定された。これにより、廃自動車の廃棄物の利用やリサイクル、再生が促進されることを狙いとしている。

車載用ディスプレイにおいてもこの規制対象であり、バックライトは水銀を含む従来の冷陰極蛍光管ではなく、水銀フリーであるＬＥＤ（発光ダイオード）への代替が進んでいる。

ＬＥＤバックライトユニットとしては、赤、緑、青の ３色ＬＥＤ光源を用いた３波長の白色ＬＥＤ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せた擬似白色ＬＥＤなどがあり、中でも擬似白色ＬＥＤは、近年、モバイル関連の小型液晶表示装置に広く用いられている。

現在、バックライト用のＬＥＤは、その個体差や価格面から、３色ＬＥＤではコストメリットが小さいため、擬似白色ＬＥＤが主流であり、車載用途への冷陰極蛍光管代替品も擬似白色ＬＥＤ化することが予測される。
特開２００６−３３２６２公報

しかしながら、擬似白色ＬＥＤを液晶表示装置のバックライトに用いた場合、擬似白色ＬＥＤは長波長領域に発光ピークを持たないことから、液晶表示装置の赤の色再現性が著しく悪化するという問題がある。これに反し、車載用途ディスプレイには警告表示等で赤色の再現性が非常に重要視される。このため、擬似白色ＬＥＤをバックライトに用いながらも、赤色再現性に優れた車載用液晶表示装置への高い要求があった。

本発明は上記問題点を解決するものであり、バックライトに対環境性に優れた青色ＬＥＤと黄蛍光体（ＹＡＧ系）とを組合せて混色させた擬似白色ＬＥＤを用いた場合においても優れた赤色再現性を有するカラーフィルタ基板およびこれを用いた車載用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、バックライトとして青色ＬＥＤとＹＡＧ系黄色蛍光体とを組合せた混色による擬似白色ＬＥＤ装置を備える液晶表示装置用のカラーフィルタ基板であって、透明基板上に赤色を含む複数色の着色層を有し、赤色着色層が有機顔料及び透明樹脂を主成分とし、前記擬似白色ＬＥＤ装置を光源とした場合の色度座標で０．６２０≦ｘ≦０．６５０、０．２８０≦ｙ≦０．３３５の色度を有し、前記赤色着色層は、分光透過率が、５７０〜６００ｎｍ付近で１０％以上となる波長が５８０〜５９５ｎｍの範囲内にあり、かつ５０％以上となる波長が５９０〜６１０ｎｍの範囲内にあり、また波長４３０〜４６０ｎｍの平均分光透過率が０．７％以上であり、前記有機顔料が、ＣＩピグメントナンバーＰＲ１７９及びＣＩピグメントナンバーＰＲ２５４の混合物からなり、ＰＲ１７９／ＰＲ２５４＝３５／６５〜１００／０であることを特徴とするカラーフィルタ基板を提供する。

このような赤色着色層に含まれる有機顔料として、以下のものを用いることができる。

（１）ＣＩピグメントナンバーＰＲ１７７及びＣＩピグメントナンバーＰＲ２５４の混合物からなり、それらの比率が、ＰＲ１７７／ＰＲ２５４＝３０／７０〜１００／０であるもの。

（２）ＣＩピグメントナンバーＰＲ１７７
（３）ＣＩピグメントナンバーＰＲ１７９
（４）ＣＩピグメントナンバーＰＲ１７７及びＣＩピグメントナンバーＰＲ１７９の混合物。

本発明の第２の態様は、上述のカラーフィルタ基板、及びバックライトとして青色ＬＥＤとＹＡＧ系黄色蛍光体とを組合せた混色による擬似白色ＬＥＤ装置を備えたことを特徴とする車載用液晶表示装置を提供する。

本発明によると、バックライトとして青色ＬＥＤとＹＡＧ系黄色蛍光体とを組合せた混色による擬似白色ＬＥＤ装置を備える液晶表示装置に用いた場合に、赤色再現性の高いカラーフィルタ基板を得ることができる。また、このような赤色再現性の高いカラーフィルタ基板を備えた、車載用液晶表示装置を得ることができる。また、環境にやさしい青色ＬＥＤとＹＡＧ系黄色蛍光体を組み合せた混色による擬似白色ＬＥＤ装置をバックライトとして用いることができるので、廃自動車の廃棄物の利用やリサイクル、再生を進めることが可能となる。

以下、本発明の一態様に係るカラーフィルタ基板および車載用液晶表示装置について、その実施の形態に基づいて詳細に説明する。

本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板は、バックライトとして青色ＬＥＤと黄蛍光体（ＹＡＧ系）とを組合せて混色させた擬似白色ＬＥＤを備える車載用の液晶表示装置に好適に用いることができる。この擬似白色ＬＥＤ装置は、図１に示すような発光特性を有しており、図２に示す従来の液晶表示装置に用いられていた冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）の発光特性とは異なるものである。即ち、擬似白色ＬＥＤ装置の発光特性は、ＣＣＦＬの発光特性とは異なり、長波長領域に発光ピークを持たない。

このため、擬似白色ＬＥＤをバックライトとして用いた液晶表示装置のカラーフィルタ基板を、従来のバックライトである冷陰極蛍光管を用いた液晶表示装置に使用していたものと同一のカラーフィルタ基板とした場合、特に、赤色再現性が著しく低下し、本来の赤色表示がオレンジ色に知覚されるという問題があった。

上述したように、車載用液晶表示装置は危険色表示として赤色の再現性が重要であるため、赤色とオレンジ色を区別できることが強く望まれていた。そこで、本発明においては、擬似白色ＬＥＤをバックライトとして用いた車載用液晶表示装置に対し、赤色表示として０．６２０≦ｘ≦０．６５０、０．２８０≦ｙ≦０．３３５の色度を実現できる赤色着色層を有するカラーフィルタ基板を用い、上記問題を解決した。

この色度値は、赤色着色材料の顔料の種類や組成を変化させ、評価した結果、色再現域がＮＴＳＣ５０％〜７５％の場合、赤色と知覚されるためには、０．６２０≦ｘ≦０．６５０、０．２８０≦ｙ≦０．３３５の色度が必要であるとの知見に基づいている。

即ち、ｙ＞０．３３５ではオレンジに知覚され、ｙ＜０．２８０では赤紫に知覚されてしまう。

本実施形態に係る液晶表示装置用カラーフィルタ基板は、少なくとも透明基板上に複数色の画素を備えており、これら複数色の画素は、有機顔料と樹脂を主成分とするカラーフィルタから構成され、複数色には赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の組み合わせやイエロー、マゼンダ、シアン（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の組み合わせ、あるいはこれにオレンジを加えた組み合わせが挙げられる。

本実施形態に係るカラーフィルタ基板は、赤色の画素を有するカラーフィルタ（すなわちＲＧＢ系）に対して特に好ましく適用できる。また、Ｒ、Ｇ、Ｂに加え、Ｙ、Ｍ、Ｃを同一基板に配列するカラーフィルタなどについても適応可能である。

また、本実施形態に係るカラーフィルタ基板は、赤色表示において、０．６２０≦ｘ≦０．６５０、０．２８０≦ｙ≦０．３３５を実現するために、赤色着色層が以下の分光透過率を有することが望ましい。

即ち、波長５７０〜６００ｎｍ付近で分光透過率が１０％以上となる波長が５８０〜５９５ｎｍの範囲内にあり、且つ分光透過率が５０％以上となる波長が５９０〜６１０ｎｍの範囲内にある必要があり、更に４３０〜４６０ｎｍの平均分光透過率が０．６％以上である。

このような分光透過率については、５７０〜６００ｎｍの範囲内で分光透過率が１０％以上となる範囲が５８０ｎｍより小さいと、色度値ｙ＞０．３３５となり、赤色に知覚されず、５９５ｎｍ以上では、ｘ値が小さくなり、ｘ＜０．６２０となり、著しく明度が低下する。また、分光透過率が５０％以上に達する波長が５９０ｎｍ未満では、ｙ＞０．３３５となり、赤色に知覚されず、６１０ｎｍ以上では、ｘ＜０．６２０となり、著しく明度が低下する。

さらに、このようなカラーフィルタにおいて、色度０．６２０≦ｘ≦０．６５０、０．２８０≦ｙ≦０．３３５を実現するため、赤色分光透過率の４３０〜４６０ｎｍの平均分光透過率が０．７％以上の場合、ｙ値が低くなり、より深紅な色へと近づけることができる。これは、図３に示す、赤色を知覚する等色関数ｘ（λ）が４３０〜４６０ｎｍ付近にもピークを持っていることによる。

上述したような赤色着色層の分光透過率を得るためには、赤色着色層を構成する赤色感光性着色組成物が、以下のような顔料比率であることが好ましい。

１）赤色感光性着色組成物中の顔料固形分比率が、ＰＲ１７７／ＰＲ２５４＝３０／７０〜１００／０であること。ＰＲ１７７の比率が３０重量％未満である場合、色度値ｙ＞０．３３５となり、赤色に知覚されない。

２）赤色感光性着色組成物中の顔料が、ＰＲ１７７、ＰＲ１７９の単独、または両種の混合物であること。

３）赤色感光性着色組成物中の顔料固形分比率が、ＰＲ１７９／ＰＲ２５４＝３５／６５〜１００／０であること。ＰＲ１７９の比率が３５重量％未満である場合、色度値ｙ＞０．３３５となり、赤色に知覚されない。

以下に、本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板の製造プロセスについて説明する。

カラーフィルタ基板に用いられる透明基板は、可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは８０％以上の透過率を有するものを用いることができる。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、ＰＥＴなどのプラスチック基板やガラスが挙げられるが、通常はガラス基板を用いるとよい。

遮光パターンを有する基板を用いる場合は、あらかじめ透明基板上にクロム等の金属薄膜や、カーボンや複数の有機顔料などの色剤を含む遮光性樹脂層を形成した後、金属薄膜や遮光性樹脂層をパターニングする公知の方法で遮光パターンを形成したものを用いることが望ましい。

透明基板上への画素の作製方法は、公知のインクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィ法（以下 フォトリソ法と略称する）、エッチング法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すると、透明な樹脂中に顔料を、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた感光性着色組成物を透明基板上に塗布・硬膜して着色塗膜を形成し、これをパターン露光、現像することで着色画素を形成する工程を各色毎に繰り返し行うフォトリソ法が好ましい。

感光性着色組成物を調製してフォトリソ法により画素を形成する方法は、例えば、以下のようにして行う。着色剤となる有機顔料を透明な樹脂中に分散させた後、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤と混合させる。着色剤となる顔料と透明樹脂を分散させる方法としては、ミルベース、３本ロール、ジェットミル等様々な方法があり、特に限定されるものではない。

カラーフィルタを形成する着色組成物に用いることのできる有機顔料の具体例を、以下にＣＩナンバー（カラーインデックスナンバー）で示す。

赤色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４、７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５５、２６４、２７２、２７９等が挙げられる。

黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、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、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、１５０、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、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。

橙色顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等が挙げられる。

緑色顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７等が挙げられる。

青色顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等が挙げられる。

紫顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料があげられる。

以上の有機顔料は、単独あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を用いることも可能である。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。さらに、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。

感光性着色組成物に用いる透明樹脂は、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％以上の樹脂であるのがよい。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る。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、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を単独で、または２種以上混合して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、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、ポリエチレン、ポリブタジエン、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。

光架橋剤として用いることのできる重合性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートなど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などが代表例に挙げられる。これらは、単独または２種以上混合して用いることができ、さらに光硬化性を適正に保つ目的で、必要に応じ、他の重合性モノマーおよびオリゴマーを混合して用いることが出来る。

その他の重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、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、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（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、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、１，６-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（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、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン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、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（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、Ｎ-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらについても、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。

感光性着色組成物には、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−ｎ−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−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化合物、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化合物、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、３，３'，４，４'−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２−クロルチオキサントン、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、２，４−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、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化合物、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕、Ｏ−（アセチル）−Ｎ−（１−フェニル−２−オキソ−２−（４'−メトキシ−ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキ
シムエステル系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。

これらの光重合開始剤は、１種または２種以上を混合して用いることができる。光重合開始剤の使用量は、感光性着色組成物の全固形分量を基準として０．５〜５０質量％が好ましく、より好ましくは３〜３０質量％である。

光重合開始剤とともに、さらに増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２−ジメチルアミノエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ−ジメチルパラトルイジン、４，４'−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、４，４'−ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。

これらの増感剤は、１種または２種以上混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として、０．５〜６０質量％が好ましく、より好ましくは３〜４０質量％である。

さらに、感光性着色組成物には、連鎖移動剤としての働きを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。多官能チオールの使用量は、感光性着色組成物の全固形分量を基準として０．１〜３０質量％が好ましく、より好ましくは１〜２０質量％である。０．１質量％未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、３０質量％を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。

また、必要に応じて添加される熱架橋剤としては、例えば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。メラミン樹脂としては、アルキル化メラミン樹脂（メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂など）、混合エーテル化メラミン樹脂等があり、高縮合タイプであっても低縮合タイプであってもよい。エポキシ樹脂としては、例えば、グリセロール・ポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン・ポリグリシジルエーテル、レゾルシン・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオール・ジグリシジルエーテル、エチレングリコール（ポリエチレングリコール）・ジグリシジルエーテル等がある。これらは、いずれも単独あるいは２種類以上を混合して使用することができる。

感光性着色組成物は、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては、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ことが出来る。

以上説明した感光性着色組成物を、透明基板上に塗布した後、プリベークを行う。塗布する手段としては、スピンコート、ディップコート、ダイコートなどの通常の方法を用いることができるが、４０〜６０ｃｍ四方程度の基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法であれば、これらに限定されるものではない。

プリベークは、５０〜１２０℃で１０〜２０分程度行うことが好ましい。塗布膜厚は任意であるが、分光透過率などを考慮すると、通常はプリベーク後の膜厚で２μｍ程度である。

感光性着色組成物を塗布した基板に、パターンマスクを介して露光を行う。光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。

露光に続いて、現像を行う。現像液にはアルカリ性水溶液を用いることが出来る。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像した後、水洗し、乾燥して、任意の一色の画素が得られる。

以上の一連の工程を、感光性着色組成物の種類およびパターンを替えて、必要な数だけ繰り返すことで、必要な色の数が組み合わされた着色パターンすなわち複数色の画素を形成することができる。

実施例
以下の実施例により、本発明を具体的に説明するが、これに限定されるものではない。

実施例１〜８
カラーフィルタ作製用の赤色感光性着色組成物として、ＰＲ２５４、ＰＲ１７７、ＰＲ１７９の顔料比率を変化させた、下記表１に示すような顔料比率の赤色感光性着色組成物１〜８を調製した。

上記表１に示す赤色感光性着色組成物１〜８を用い、バックライトとして、日亜化学工業（株）製のランクｂ７に属する、図１に示す分光特性を有する擬似白色ＬＥＤ（以下、ＬＥＤ−ｂ７）を用いた場合に、色度値がｘ＝０．６５０になるように色感光性着色組成物の膜厚を調整し、赤色着色層１〜８を形成した。

この赤色着色層１〜８の分光透過率を図４に示す。

実施例９〜１６
実施例１〜８で得た赤色感光性着色組成物１〜８を用い、バックライトとして、日亜化学工業（株）製のランクｂ７に属する、図１に示す分光特性を有する擬似白色ＬＥＤ（以下、ＬＥＤ−ｂ７）を用いた場合に、色度値がｘ＝０．６２０になるように膜厚を調整し、赤色着色層９〜１６を形成した。

この赤色着色層９〜１６の分光透過率を図５に示す。

比較例１〜３
カラーフィルタ作製用の赤色感光性着色組成物として、ＰＲ２５４、ＰＲ１７７、ＰＲ１７９の顔料比率を変化させた、下記表２に示すような顔料比率の赤色感光性着色組成物９〜１１を調製した。

上記表２に示す赤色感光性着色組成物９〜１１を用い、バックライトとして、日亜化学工業（株）製のランクｂ７に属する、図１に示す分光特性を有する擬似白色ＬＥＤ（以下、ＬＥＤ−ｂ７）を用いた場合に、色度値がｘ＝０．６５０になるように膜厚を調整し、赤色着色層１７〜１９を形成した。

この赤色着色層１７〜１９の分光透過率を図６に示す。

比較例４〜６
比較例１〜３で得た赤色感光性着色組成物９〜１１を用い、バックライトとして、日亜化学工業（株）製のランクｂ７に属する、図１に示す分光特性を有する擬似白色ＬＥＤ（以下、ＬＥＤ−ｂ７）を用いた場合に、色度値がｘ＝０．６２０になるように膜厚を調整し、赤色着色層２０〜２２を形成した。

この赤色着色層２０〜２２の分光透過率を図７に示す。

比較例７〜９
比較例１〜３で得た赤色感光性着色組成物９〜１１を用いて、比較例４〜６で形成したのと同一の赤色着色層２０〜２２を形成し、バックライトとして、図２に示す分光特性を有する冷陰極蛍光管を用いた。

以上の実施例１〜１６及び比較例１〜９について、赤色表示の評価及びバックライトの環境性の評価を行った。

（赤色表示の評価）
色度値が０．６２０≦ｘ≦０．６５０、０．２８０≦ｙ≦０．３３５の範囲内で赤色知覚される場合を○、範囲外で赤色知覚されない場合を×として評価を行った。

（バックライトの環境性評価）
バックライトとして水銀フリーの擬似白色ＬＥＤを用いた場合を○、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）を用いた場合を×として評価を行った。

[ 評価結果 ]
実施例１〜８についての評価結果を下記表３、実施例９〜１６についての評価結果を下記表４、比較例１〜９についての評価結果を下記表５に示した。

上記表３及び表４から、バックライトとして擬似白色ＬＥＤであるＬＥＤ−ｂ７を用い、色度値が０．６２０≦ｘ≦０．６５０、０．２８０≦ｙ≦０．３３５の範囲の赤色着色層を用いた実施例１〜１６では、いずれもバックライトの環境性が良好であるとともに、赤色知覚され、特に車載用液晶表示装置に好適であることがわかる。

即ち、実施例１〜１６に係る赤色着色層の分光透過率特性は、５７０〜６００ｎｍ付近で１０％以上となる波長が５８０〜５９５ｎｍの範囲内にあり、且つ５０％以上となる波長が５９０〜６１０ｎｍの範囲内にあり、更に４３０〜４６０ｎｍの平均分光透過率が０．７％以上のすべての条件を満たしており、色度値は０．２８０≦ｙ≦０．３３５の範囲に入って、目視において赤色との認識が可能であった。

これに対し、上記表５から、バックライトとして擬似白色ＬＥＤであるＬＥＤ−ｂ７を用い、色度値が０．２８０≦ｙ≦０．３３５の範囲をはずれた赤色着色層を用いた比較例１〜６では、いずれもバックライトの環境性が良好であるが、赤色知覚されていないことがわかる。

この場合、図１に示す発光特性をもつ擬似白色ＬＥＤをバックライトに用い、色度値０．６２０≦ｘ≦０．６５０となるよう形成した赤色着色層１７〜２２の分光透過率特性は、ｘ＝０．６５０の場合、４３０〜４６０ｎｍの平均分光透過率が０．７％以下となり、色度値ｙ＞０．３３５となった。これは赤色を表示した際、目視評価でオレンジ色に知覚され、赤色との認識が不可能であることを意味する。また、色度値ｘ＝０．６２０の場合には、分光透過率特性が５７０〜６００ｎｍ付近で１０％以上となる波長が５８０ｎｍ以下、且つ５０％以上となる波長が５９０ｎｍ以下となり、ｙ＞０．３３５となった。これは赤色表示の際、目視評価でオレンジ色に知覚され、赤色との認識が不可能であることを意味する。

また、表５に示すように、長波長域に発光ピークを持たない、図１に示す発光特性を有する擬似白色ＬＥＤをバックライトに用いた場合、赤色知覚が不可能であった赤色着色層２０〜２２（比較例４〜５）でも、従来のバックライトである図２に示す発光特性を有する冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）を用いた場合には、色度値は０．６２０≦ｘ≦０．６５０、０．２８０≦ｙ≦０．３３５の範囲に入り、目視において赤色と認識可能であるが、ＣＣＦＬは水銀を含むため、環境適合性が悪い。

以上のように、水銀フリーで環境適合性に優れる擬似白色ＬＥＤを車載用液晶表示装置のバックライトとして用いる場合においても、赤色表示に色度値０．６２０≦ｘ≦０．６５０、０．２８０≦ｙ≦０．３３５の範囲の赤色着色層を用いることにより、優れた赤色再現性をもつカラーフィルタ基板及びそれを備える車載用液晶表示装置を提供することができる。

擬似白色ＬＥＤの発光特性を示す特性図。 冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）の発光特性を示す特性図。 赤色を知覚する等色関数ｘ（λ）を示す図。 赤色着色層１〜８の分光透過率を示す特性図。 赤色着色層９〜１６の分光透過率を示す特性図。 赤色着色層１７〜１９の分光透過率を示す特性図。 赤色着色層２０〜２２の分光透過率を示す特性図。

Claims (2)

1. バックライトとして青色ＬＥＤとＹＡＧ系黄色蛍光体とを組合せた混色による擬似白色ＬＥＤ装置を備える液晶表示装置用のカラーフィルタ基板であって、透明基板上に赤色を含む複数色の着色層を有し、赤色着色層が有機顔料及び透明樹脂を主成分とし、前記擬似白色ＬＥＤ装置を光源とした場合の色度座標で０．６２０≦ｘ≦０．６５０、０．２８０≦ｙ≦０．３３５の色度を有し、
   前記赤色着色層は、分光透過率が、５７０〜６００ｎｍ付近で１０％以上となる波長が５８０〜５９５ｎｍの範囲内にあり、かつ５０％以上となる波長が５９０〜６１０ｎｍの範囲内にあり、また波長４３０〜４６０ｎｍの平均分光透過率が０．７％以上であり、
   前記有機顔料が、ＣＩピグメントナンバーＰＲ１７９及びＣＩピグメントナンバーＰＲ２５４の混合物からなり、ＰＲ１７９／ＰＲ２５４＝３５／６５〜１００／０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、及びバックライトとして青色ＬＥＤとＹＡＧ系黄色蛍光体とを組合せた混色による擬似白色ＬＥＤ装置を備えることを特徴とする車載用液晶表示装置。

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