JP5082761B2 - 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、液晶分子の持つ複屈折性を利用した表示素子であり、液晶セル、偏光素子および光学補償層から構成される。液晶表示装置は光源の種類により、光源を内部に有する構造である透過型と、外部の光源を利用する構造である反射型の２つに大別される。

透過型液晶表示装置では、二枚の偏光素子を液晶セルの両側に取り付け、一枚または二枚の光学補償層を液晶セルと偏光素子との間に配置した構成からなる。

また、反射型液晶表示装置では、反射板、液晶セル、一枚の光学補償層、そして一枚の偏光素子の順に配置する。液晶セルには、二枚の基板に狭持された棒状液晶性分子が配向して封入されており、二枚の基板の両側もしくは片側に配置された電極層に電圧を加えることにより、棒状液晶性分子の配向状態を変化させて光の透過／遮光をスイッチングするしくみとなっている。

前記液晶セルは、棒状液晶性分子の配向状態の違いで、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane Switching）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal）、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）、ＳＴＮ（Supper Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertically Aligned）、ＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）のような様々な表示モードが提案されている。

偏光素子は、一般に、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと称する）にヨウ素を拡散して延伸した偏光膜の両側にトリアセチルセルロース（以下、ＴＡＣと称する）からなる二枚の透明保護膜を取り付けた構成を有する。

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、正面から見た時の黒表示時の色付きや、斜めから見たときの色ずれが最小となるように最適な値に設計されたものが使用されることがほとんどであるが、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。すなわち、Ｒｔｈ（R）＜Ｒｔｈ（G）＞Ｒｔｈ（B）もしくはＲｔｈ(R)＞Ｒｔｈ（G）＜Ｒｔｈ（B）といった関係にある場合、光の波長に対して一方向（連続的）な波長分散性を示す光学補償層では、各色不揃いの厚み方向位相差値を、近時求められる高度な表示品質のレベルで補償することができなくなる。

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、高コントラストや広い視野角特性が要求される液晶テレビなどでは無視できないレベルとなってきた。特に1000、あるいは3000以上の高コントラストの液晶表示装置では、要求される黒表示の画質に高いものが求められ問題となってきた。

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 さらに、カラーフィルタのもつ厚み方向位相差値は、用いる顔料種によって大きく異なることや、また該顔料の微細化や分散、あるいはマトリックス樹脂（たとえばアクリル樹脂やカルド樹脂など）によって厚み方向位相差値の程度も大きくなることを本発明者らは見出しており、これら高分子薄膜や複屈折低減粒子を含有させる方法では十分な効果が得られず、上述の問題を解決できなかった。特に、高コントラスト液晶表示装置向けの、有機顔料の分散性が良いアクリル樹脂に代表される透明樹脂を基材とするカラーフィルタでは、要求される高コントラスト値（1000以上、より好ましくは、3000以上）を維持しながら 斜め視認性を改善することは困難であった。

加えて、従来の技術では、単純に複屈折の小さいカラーフィルタが優れたカラーフィルタであるとされており、斜め視認性を改善する手段については検討されていても、高コントラスト液晶表示装置として、厚み方向位相差値の差を黒表示に問題ないレベルまで小さくし、各色の厚み方向位相差を最適な値に調整する手段についてはほとんど検討されていなかった。

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、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の少なくとも１つが、異なる顔料を含む２層以上の着色層で構成され、かつ、前記緑色表示画素が、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料としてＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ３６である顔料を含む着色層と、アゾ系黄色顔料としてＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０である顔料を含む着色層との２層構造を有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。

Ｒ _Ｒｔｈ ＞Ｇ _Ｒｔｈ ＞Ｂ _Ｒｔｈ
（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。）

前記赤色表示画素を構成する２層以上の着色層は、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ができる。

前記緑色表示画素を構成する２層以上の着色層は、ハロゲン化銅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種を含有することができる。

前記青色表示画素を構成する２層以上の着色層は、銅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種を含有することができる。

前記赤色表示画素、緑色表示画素および青色表示画素の少なくとも１つを構成する２層以上の着色層は、アゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、及びインドリノン系黄色顔料からなる群から選ばれた少なくとも１種を含有することができる。

前記赤色画素に含まれる赤色顔料および黄色顔料の含有量は、顔料の合計重量を基準として、ジケトピロロピロール系赤色顔料及び／又はアントラキノン系赤色顔料０〜１００重量％、アゾ系黄色顔料及び／又はキノフタロン系黄色顔料及び／又はインドリノン系黄色顔料０〜６０重量％とすることができる。

この場合、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であり、アゾ系黄色顔料が、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０であり、キノフタロン系黄色顔料が、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３８であり、インドリノン系黄色顔料が、ＰＹ１８５であり得る。

前記緑色画素に含まれる緑色顔料および黄色顔料の含有量は、顔料の合計重量を基準として、ハロゲン化銅フタロシアニン系緑色顔料０〜１００重量％、アゾ系黄色顔料及び／又はキノフタロン系黄色顔料及び／又はインドリノン系黄色顔料０〜６０重量％とすることができる。

この場合、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、アゾ系黄色顔料が、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０であり、キノフタロン系黄色顔料が、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３８であり、インドリノン系黄色顔料が、ＰＹ１８５であり得る。

前記青色画素に含まれる青色顔料および紫色顔料の含有量は、顔料の合計重量を基準として、銅フタロシアニン系青色顔料０〜１００重量％、ジオキサジン系紫色顔料０〜５０重量％とすることができる。

この場合、前記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、以上のカラーフィルタを備える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、赤色・緑色および青色の各色表示画素をそれぞれ異なる顔料を含む２層以上の積層着色層により構成とすることにより、所望の厚み方向位相差値を得ることが可能となり、また、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。

本発明における各着色画素層の厚み方向位相差値は、少なくとも赤色３（R）・緑色３（G）および青色３（B）の３色の着色画素３を備えたカラーフィルタに、可視域（たとえば 光の波長 ３８０ｎｍから７８０ｎｍの範囲）の透過光ピーク域の波長を含む連続した光を正面および複数の傾斜した角度から照射し、分光エリプソメータなどの位相差測定装置を用いて３次元屈折率を測定することで得られる。

例えば、赤色着色画素では６１０ｎｍ、緑色着色画素では５５０ｎｍ、青色着色画素では４５０ｎｍの波長で、正面と入射角４５度の少なくとも２方向からの光で位相差測定を行い、Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚの３次元屈折率を得たのち、以下に示す式３より厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）を算出する。

Ｒｔｈ=｛(Ｎｘ+Ｎｙ)／２-Ｎｚ｝×ｄ （３）
式中、Ｎｘは、着色画素層の平面内のｘ方向の屈折率であり、Ｎｙは、着色画素層の平面内のｙ方向の屈折率であり、Ｎｚは、着色画素層の厚み方向の屈折率であり、ＮｘをＮｘ≧Ｎｙとする遅相軸とする。ｄは、着色画素層の厚み（ｎｍ）である。

この際、測定する基板がカラーフィルタである場合は、Ｒ・Ｇ・Ｂの単一着色画素層のみを透過するように加工されたマスクを介して測定することで単一着色画素層の位相差値を求めることができる。

また、例えば、６１０ｎｍの波長の光を入射光として使用した場合は、赤色着色画素のみに起因する位相差値、５５０ｎｍの場合は、緑色着色画素のみに起因する位相差値、４５０ｎｍの場合は、青色着色画素のみに起因する位相差値としてそれぞれ単一着色画素層のおおよその値を見積もることができる。

なお、測定する基板がR・G・Bのうちいずれかの単一着色画素層（透明基板に単色のカラーフィルタ着色組成物の塗膜を形成した構成）である場合は、マスクを介することなく位相差の測定が可能となる。

本発明に用いるカラーフィルタ着色組成物は、 高コントラストを確保しやすいアクリル樹脂、カルド樹脂などのポリマーやモノマーを基材として、少なくとも有機溶剤、光重合性開始剤もしくは硬化剤に 有機顔料を分散した液状の塗布液である。

本発明のカラーフィルタは、用いる着色組成物を、公知のフォトリソグラフィーに用いるカラーレジストとして、 あるいは、インクジェットや印刷などのインキとして加工することができる。
なお、カラーフィルタに用いる着色組成物としての構成要素についての詳細は後述する。

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、それぞれ２層の積層膜からなる赤色表示画素層３Ｒ，３Ｒ’、緑色表示画素層３Ｇ，３Ｇ’および青色表示画素層３Ｂ，３Ｂ’からなる。それぞれ２層の各表示画素層は、下層と上層とで異なる顔料を含んでいる。

なお、ブラックマトリクス２は、対向基板側に配置したり、着色表示画素を相互に重ね合わせたりすることで、省略することができる。

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，３Ｒ’の厚み方向位相差値Ｒ_Ｒｔｈ、緑色表示画素３Ｇ，３Ｇの厚み方向位相差値Ｇ_Ｒｔｈ、および青色表示画素３Ｂ，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(円相当径)ｄ５０が６０ｎｍ以下であるのが好ましく、３５ｎｍ以下であるのがより好ましい。同様に、積算量が全体の９０％に相当する粒子径ｄ９０が９０ｎｍ以下であるのが好ましく、５０ｎｍ以下であるのがより好ましい。更に、積算量が全体の１０％に相当する粒子径ｄ１０が３０ｎｍ以下であるのが好ましく、２５ｎｍ以下であるのがより好ましい。なお、顔料の一次粒子径ｄ５０、ｄ９０、ｄ１０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、算出する。

なお、黄色顔料のある種のものは、その結晶構造やその固有の性質により、粒子径ｄ５０が６０ｎｍ以下とするのが実際上できないものがある。しかしながら、本発明のカラーフィルタに用いる顔料は、光の三原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の顔料が主成分であり、黄色顔料は色調整のための微量成分もしくは色補正のための補助成分にすぎない。そのため、黄色顔料単体では粒子径ｄ５０が６０ｎｍ以上となることがあっても、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色画素層としては、粒子径ｄ５０は、６０ｎｍ以下に設定されるのが好ましい。

顔料の一次粒子径ｄ５０が６０ｎｍ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傾向となる。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傾向にある。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、本発明に係るカラーフィルタの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ｄ５０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、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、結晶成長を防ぐことが有効である。

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、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したのち、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あり、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を制御することができる。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し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。

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。赤色顔料には、オレンジ顔料を併用することができる。

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。

ここで本発明者らは、この色調整もしくは色補正として機能する第二の赤色顔料を含む層を第一の赤色顔料層と異なる層形成とし、赤色表示画素を異なる顔料を含む２層以上の着色層積層構成とした場合に、求める厚み方向位相差値が得られやすいことを見出した。言い換えれば、異なる厚み方向位相差値を有する着色顔料をひとつの層構成とするために混合してしまうと、本来それぞれの顔料の持つ厚み方向位相差値が打ち消されてしまい、所望する厚み方向の位相差制御が困難となることを突き止めたのである。

赤色表示画素を構成する積層着色層の顔料比は、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それぞれの着色層中に含むことが、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それぞれの着色層中に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。

また、赤色表示画素には色相を調整する目的で黄色顔料や橙色顔料を含有させることができるが、これらの色調整もしくは色補正として機能する黄色顔料や橙色顔料を含む層に対しても同様に、赤色顔料層と異なる層形成とし、赤色表示画素を異なる顔料を含む２層以上の着色層構成とした場合に、求める厚み方向位相差値が得られやすくなる。

黄色顔料としては、高コントラスト化の点からアゾ金属錯体系黄色顔料を用いることが好ましいが、負の厚み方向位相差値を有するキノフタロン系黄色顔料も好んで用いられる。

その使用量は、赤色表示画素を構成する積層着色層の顔料の合計重量を基準として５〜２５重量％であることが好ましく、５重量％未満の場合には、充分な明度向上などの色相調整ができず、３０重量％を超える場合には、色相が黄味にシフトし過ぎるため、色再現性は悪くなる。

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る。

緑色表示画素は、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種を含む顔料層の２層以上の着色層から構成されることが、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それぞれの着色層中に含有するのが、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それぞれの着色層中に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、紫色顔料を第二の顔料層として併用できる。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２層以上の着色層構成とした場合には、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それぞれの着色層中に含むことが、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それぞれの着色層中に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。

なお、上記赤色顔料、緑色顔料、青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。

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。

着色表示画素層の形成方法としては、フォトリソグラフィーを用いる顔料分散法が好適であるが、本発明のカラーフィルタが有する着色表示画素層を形成可能であれば特に限定されず、また、着色表示画素層をインクジェット法で形成するために必要であれば、受像層やブラックマトリクスからなる隔壁を設けてもよい。

以下に、本発明の一実施形態に係るカラーフィルタを製造する方法について説明する。

本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ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遮光性樹脂によるパターンを公知の方法で形成したものを用いればよい。

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、フォトレジスト法、エッチング法など何れの方法でもよい。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、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着色組成物を透明基板上に塗布製膜して第一の着色層を形成し、この着色層をパターン露光し、現像し、さらに加熱定着処理を行なって、第一の着色層を形成し、第二の着色層も同じように形成して一色の画素を形成する工程を各色毎に繰り返し行って、カラーフィルタを作製する。もしくは、第一の着色層を塗布製膜し、続けて第二の着色層を塗布製膜した後、複数層を一括してパターン露光し、現像し、さらに加熱定着処理を行なうことで一色の画素を形成する工程を各色毎に繰り返し行なって、カラーフィルタを作製する手段でも良い。いずれにしても、フォトリソグラフィ法が好ましい。

本発明の一実施形態に係るカラーフィルタが備える画素を構成する着色層は、感光性着色組成物を調製してフォトリソ法により形成する場合は例えば以下の方法に従う。着色剤となる顔料を透明な樹脂中に光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させる。分散させる方法はミルベース、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。

また、本発明のカラーフィルタには、特に斜め視認性を改善する目的で、１色以上のカラーフィルタ着色組成物にリタデーション調整剤を添加することができる。リタデーション調整は、カラーフィルタ着色組成物を用いて、透明基板や反射性基板、半導体基板上に着色塗膜として形成したカラーフィルタの厚み方向の位相差を調整できる添加剤である。
使用する化合物は、１０００あるいは３０００以上の高いコントラストを確保するために分散性の良い有機化合物であることが望ましい。

具体的には、無機物など粒子形状のものも採用可能であるが、光散乱性や消偏性の観点から避けたほうが良い。
また、複数色のカラーフィルタとして透明基板などの上に形成する場合、全色に添加しても良いが、１色ないし２色に限定して添加することが可能である。

具体的には、一つ以上の架橋性基を有する平面構造基を有する有機化合物、メラミン樹脂、ポリフィリン化合物、および重合性液晶化合物から選択された１種以上を選択すれば良い。

通常、顔料や他の樹脂と正負逆の複屈折率をもつ平面構造基を有する粒子を添加するだけで、膜全体の厚み方向位相差を打ち消すことが可能であると考えられる。

しかし、単に平面構造基をもつ粒子を添加するだけでは、粒子自体がランダムに配向してしまい、膜全体の厚み方向位相差への影響は小さいものとなってしまう。

そこで本発明者らは鋭意調査の結果、該平面構造基の少なくとも１つ以上の架橋性基を持たせることで、膜全体の厚み方向位相差が大きく変化し十分な効果を発揮することを見出した。

すなわち、例えば、フォトリソ工程での光硬化プロセスもしくは熱硬化プロセス中で架橋する官能基を有することで、平面構造基が自由に回転しないこと、および熱硬化時の収縮の際に平面構造基がより同じ方向に配向して固定されやすいことにより、効果的に位相差制御の機能を発現が可能となる。

平面構造基としては、芳香族環を少なくとも１つ以上有するものであり、単環式炭化水素では、フェニル基、クメニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基、スチリル基、シンナミル基、トリチル基など、多環式炭化水素ではペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、ビフェニレン基、アセナフチレン基、フルオレン基、フェナントリル基、アントラセン基、トリフェニレン基、ピレン基、ナフタセン基、ペンタフェン基、ペンタセン基、テトラフェニレン基、トリナフチレン基などの公知の化合物を使用することができる。ヘテロ単環化合物では、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、トリアジン基など、ヘテロ多環化合物では、インドリジニル基、イソインドリル基、インドリル基、プリニル基、キノリル基、イソキノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、シノリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、アクリジニル基、ポルフィリン基などの公知の化合物が例示でき、これらは、炭化水素基、ハロゲン基などの置換基を有するものであってもよい。

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係る液晶表示装置によれば、赤色、緑色および青色の各色表示画素が、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、特にその数色の顔料が異なる複屈折性を有するときに、それぞれ異なる顔料を含む２層以上の着色画素層の積層構成とすることにより、所望の厚み方向位相差値を得ることが可能となる。そのため、位相差フィルムおよび他の構成部材の光学的特徴、特にリタデーションの特徴に適するように構成されたカラーフィルタを用いて液晶ディスプレイを作製した場合、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。また、本発明で用いる材料は光に対して極めて敏感であるため、自然光などの不要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行うことは言うまでもない。なお、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」を意味する。

［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 Ｒｅｄ２５４、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「ＩＲＧＡＰＨＯＲ ＲＥＤ Ｂ-ＣＦ」；Ｒ−１）２４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、１１７部のソルトミリング処理顔料（緑色顔料２）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。

［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１〜２、比較例１］
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着色層を形成し、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着色層（フィルタセグメント）を形成した。

レジスト塗膜ＲＴ−５については、上記方法に従い、レジストＲＲ−２を用いて第一の着色層を形成し、その上に第二の着色層、第三の着色層を同様の方法を用いて順次形成し、基板上のストライプ状の積層構成の赤色着色層（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、同様に緑色着色層（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、青色着色層（フィルタセグメント）を形成し、カラーフィルタを得た。各着色層（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。

レジスト塗膜ＧＴ−４についても、ＲＴ−５と同様にして、基板上のストライプ状の積層構成の緑色着色層（フィルタセグメント）を形成した。

［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。

［各色塗膜の位相差（Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、Ｂ_Ｒｔｈ）の測定］
作製した各色の着色画素層の位相差（Ｒ_Ｒｔｈ、Ｇ_Ｒｔｈ、Ｂ_Ｒｔｈ）を、ミュラーマトリクス・ポラリメータ（オプトサイエンス社製「ＡｘｏＳｃａｎ」）を使用して測定した。

下記表４に示すとおり、異なる複屈折性を有する複数色の顔料を用いた場合、それぞれ異なる顔料を含む２層以上の着色層からなる層構成としたＲＴ−５およびＧＴ−４の着色画素層のＲｔｈ値は、それぞれ、複数の顔料を混合して形成したＲＴ−１、ＧＴ−１より、単一の顔料を含むレジスト塗膜のＲｔｈの和に近く、所望の厚み方向位相差値を得ることができた。

上記表４において、レジスト塗膜ＲＴ−５は、レジストＲＲ−２、ＲＲ−３、ＲＲ−４を順次積層して３層構造としたもの、レジスト塗膜ＧＴ−４は、レジストＧＲ−２、ＧＲ−３を順次積層して２層構造としたものである。この場合、積層構造のレジスト塗膜は、１回の露光・現像により、フィルタセグメントとされた。

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。

［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、その結果を下記表４及び表５に示す。

◎：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。

上記表５から、緑色表示画素が２層の着色層からなり、各色の表示画素の厚み方向位相差値が上述した式（１）及び（２）を満たす実施例１に係るカラーフィルタ、及び赤色表示画素が３層の着色層からなり、各色の表示画素の厚み方向位相差値が上述した式（１）及び（２）を満たす実施例２に係るカラーフィルタは、いずれも黒表示時の斜め視認性が良好であることがわかる。これに対し、いずれの表示画素も一層の着色層からなり、各色の表示画素の厚み方向位相差値が上述した式（１）及び（２）を満たしていない比較例１に係るカラーフィルタは、黒表示時の斜め視認性が劣っている。

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。

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。

Claims (4)

1. 基板上に、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の少なくとも１つが、異なる顔料を含む２層以上の着色層で構成され、かつ、前記緑色表示画素が、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料としてＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ３６である顔料を含む着色層と、アゾ系黄色顔料としてＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０である顔料を含む着色層との２層構造を有することを特徴とするカラーフィルタ。
   Ｒ _Ｒｔｈ ＞Ｇ _Ｒｔｈ ＞Ｂ _Ｒｔｈ
   （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、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６０ｎｍ以下であ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. 前記赤色表示画素を構成する２層以上の着色層は、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または２に記載のカラーフィルタ。
4. 請求項１〜３に記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置。

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