JP5174212B2

JP5174212B2 - カラーフィルタおよび液晶表示装置

Info

Publication number: JP5174212B2
Application number: JP2011114896A
Authority: JP
Inventors: 港　　浩一; 健糸井; 壮介赤尾; 英聡萩原; 昌幸山本; 悠生斉藤
Original assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd; Toppan Inc
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd; Toppan Inc
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2026-12-19
Also published as: JP2011227506A

Description

本発明は、液晶表示装置や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、薄型であることによる省スペース性や軽量性、また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。テレビ用途向けでは、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、これらの表示装置には、位相差制御層を直線偏光板と組み合わせて適用されることが多い。

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、光軸が基板に垂直で、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）。

これらにおける位相差制御は、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位相差制御フィルムが用いられる。

しかしながら、これらの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。

その理由の一つは、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着色表示画素色（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、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が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

他の理由は、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を有する場合に、透過光に位相差が生じることである。この場合、液晶表示装置の視野角依存性が大きくなり、表示特性が低下してしまう。これに対しては、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が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

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。

本発明者らは、先に、この問題は、カラーフィルタを構成する赤色、緑色、および青色の各着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たカラーフィルタにおいては、赤色及び青色の着色表示画素のリタデーション量に対して、緑色着色表示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。

また、カラーフィルタを構成する赤色、緑色、および青色の各着色表示画素の厚み方向位相差値は、エリプソメータもしくは位相差測定装置を用いて測定されるが、基板上に形成された着色表示画素の厚みは通常１〜３μmであることが多く、着色表示画素の屈折率は、通常１．５５から１．８の範囲にあることが多く、着色表示画素と空気層や基板との屈折率差による干渉の影響が、測定値である位相差Δに含まれるために、従来の技術では特定の波長での厚み方向位相差に関する値を精度良く得ることは困難であった。

また、特に斜め方向からの視認性に関しては、カラーフィルタの赤色、緑色および青色の各着色表示画素の透過率バランスやバックライトの分光強度比にも影響を受けやすいため、必ずしもカラーフィルタの厚み方向位相差値の制御だけでは説明することが困難であった。

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

従って、本発明の第１の目的は、位相差フィルムおよび他の構成部材と組み合わせることによって、黒表示時の斜め方向からの視認性の良好な液晶表示装置を得ることを可能とするカラーフィルタを提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、上記カラーフィルタを備える、黒表示時における斜め方向からの視認性の良好な液晶表示装置を提供することにある。

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３色以上の着色表示画素を備えるカラーフィルタの評価方法において、前記着色表示画素のそれぞれに、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内における透過光ピーク域の波長λを含む連続した光を任意の角度から照射し、分光エリプソメータを用いて測定された位相差値をΔ（λ）、前記着色表示画素の３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内における前記波長λでの分光透過率をＴ（λ）とするとき、各着色表示画素について下記式（１）により求められた値ξ_１により、前記カラーフィルタを備える液晶表示装置の斜め方向の視認性を判断することを特徴とするカラーフィルタの評価方法を提供する。

（式中、ａ、ｂは、前記連続した照射光の波長範囲を表し、３８０≦ａ、ｂ≦７８０かつａ＜ｂを満たす数値である。）
本発明の第２の態様は、基板上に、少なくとも３色以上の着色表示画素を備えるカラーフィルタの評価方法において、前記着色表示画素のそれぞれに、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内における透過光ピーク域の波長λを含む連続した光を任意の角度から照射し、分光エリプソメータを用いて測定された位相差値をΔ（λ）、前記着色表示画素の３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内における前記波長λでの分光透過率をＴ（λ）、液晶表示装置に用いられる光源の前記波長λでの分光放射輝度をＳ（λ）とするとき、各着色表示画素について下記式（２）により求められた値ξ₂により、前記カラーフィルタを備える液晶表示装置の斜め方向の視認性を判断することを特徴とするカラーフィルタの評価方法を提供する。

（式中、ａ、ｂは、前記連続した照射光の波長範囲を表し、３８０≦ａ、ｂ≦７８０かつａ＜ｂを満たす数値である。）
本発明の第３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、前記赤色表示画素、緑色表示画素および青色表示画素のそれぞれに、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内における透過光ピーク域の波長λを含む連続した光を任意の角度から照射し、分光エリプソメータを用いて測定された赤色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｒ、緑色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｇ、並びに青色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｂ、及び３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内の前記波長λでの赤色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｒ、緑色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｇ、並びに青色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｂが、下記式（３）及び式（４）を満たすことを特徴とするカラーフィルタを提供する。

（式中、ａ、ｂは、前記連続した照射光の波長範囲を表し、３８０≦ａ、ｂ≦７８０かつａ＜ｂを満たす数値である。）
本発明の第４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、前記赤色表示画素、緑色表示画素および青色表示画素のそれぞれに、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内における透過光ピーク域の波長λを含む連続した光を任意の角度から照射し、分光エリプソメータを用いて測定された赤色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｒ、緑色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｇ、並びに青色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｂ、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内の前記波長λでの赤色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｒ、緑色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｇ、並びに青色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｂ、及び液晶表示装置に用いられる光源の前記波長λでの分光放射輝度Ｓ（λ）が、下記式（５）及び式（６）を満たすことを特徴とするカラーフィルタを提供する。

（式中、ａ、ｂは、前記連続した照射光の波長範囲を表し、３８０≦ａ、ｂ≦７８０かつａ＜ｂを満たす数値である。）
また、発明の第５の態様は、上述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、カラーフィルタを構成する３色以上の着色表示画素の厚み方向位相差をエリプソメータもしくは位相差測定装置を用いて測定し、この各波長における位相差と分光透過率の積を積分することで、着色表示画素と空気層や基板との屈折率差による干渉の影響を位相差に含んだまま、厚み方向位相差に関する値を求め、この値と液晶表示装置の黒表示時における斜め方向の視認性との相関とから、カラーフィルタの評価を精度良く行うことができる。

また、本発明によれば、上記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、黒表示時における斜め方向の視認性が良好な液晶表示装置を得ることができる。

本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタを示す概略断面図である。本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態につき説明する。

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に関する値ξ₁またはξ₂は、下記式（３）および式（４）、又は式（５）および式（６）を満たしている。

以上の式において、ａ、ｂは、前記連続した照射光の波長範囲を表し、３８０≦ａ、ｂ≦７８０かつａ＜ｂを満たす数値である。

これらの式は、符号の正負を問わず、緑色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂が赤色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂以上となる場合には、青色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂が緑色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂以上となっており、緑色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂が赤色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂以下となる場合には、青色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂が緑色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂以下であることを意味する。

各着色表示画素の厚み方向位相差に関する値ξ₁は、少なくとも赤色表示画素３Ｒ、緑色表示画素３Ｇおよび青色表示画素３Ｂの３色の着色表示画素３を備えたカラーフィルタに、３８０ｎｍから７８０ｎｍのうち透過光ピーク域の波長を含む連続した光を任意の角度あるいは目的とする角度で照射し、分光エリプソメータを用いて測定することで得られるΔ（λ）と、前記着色表示画素の前記波長λでの分光透過率Ｔ（λ）の積を積分することにより求められる。

また、各着色表示画素の厚み方向位相差に関する値ξ₂は、少なくとも赤色表示画素３Ｒ、緑色表示画素３Ｇおよび青色表示画素３Ｂの３色の着色表示画素３を備えたカラーフィルタに、３８０ｎｍから７８０ｎｍのうち透過光ピーク域の波長を含む連続した光を任意の角度から照射し、分光エリプソメータを用いて測定することで得られるΔ（λ）、前記着色表示画素の前記波長λでの分光透過率Ｔ（λ）、および液晶表示装置に用いられる光源の前記波長λでの分光放射輝度Ｓ（λ）の積を積分することにより求められる。

この際、分光エリプソメータで測定する基板がカラーフィルタである場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの単一着色表示画素のみを透過するようにパターニングされたマスクを介して測定することにより、単一着色表示画素の位相差値Δ（λ）を求めることができる。測定する基板がＲ、Ｇ、Ｂのうちいずれかの単一着色表示画素である場合には、マスクを介することなく位相差の測定が可能となる。また、分光透過率Ｔ（λ）は０≦Ｔ（λ）≦１の範囲で表される数値であり、光源の分光放射輝度は任意の単位の数値を使用できる。

Δ（λ）、Ｔ（λ）およびＳ（λ）が、例えば１ｎｍおきや２ｎｍおきなどの波長に対応する不連続な数値で与えられる場合には、上述した式（１）ないし式（６）の積分は、各波長でのΔとＴの積の総和、又はΔ、Ｔ、およびＳの積の総和とみなすことができる。また、測定に用いる波長は３８０ｎｍから７８０ｎｍのうち透過光ピーク域の波長を含む任意の連続した光を用いることができるが、好ましくは４００ｎｍから７００ｎｍの５ｎｍおきのすべての波長、さらに好ましくは３８０ｎｍから７８０ｎｍの１ｎｍおきのすべての波長を用いることである。なぜなら、基板上に形成された着色表示画素の位相差を測定した際に含まれる、基板と着色表示画素との界面による干渉の影響は、波長を１０ｎｍから１００ｎｍのうちのいずれかの値とする振幅として現れるため、出来る限り広い範囲の波長での位相差値Δ（λ）を用いてξ₁またはξ₂を求めた方がより精度が高まるためである。

カラーフィルタの複屈折率の絶対値が０．０１以下であること、すなわち各着色表示画素の厚み方向位相差に関する値ξ₁またはξ₂が、限りなくξ₁（赤色表示画素）＝ξ₁（緑色表示画素）＝ξ₁（青色表示画素）＝０、またはξ₂（赤色表示画素）＝ξ₂（緑色表示画素）＝ξ₂（青色表示画素）＝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た場合、ξ₁（赤色表示画素）＝ξ₁（緑色表示画素）＝ξ₁（青色表示画素）＝０、またはξ₂（赤色表示画素）＝ξ₂（緑色表示画素）＝ξ₂（青色表示画素）＝０である以外にも、最適なカラーフィルタの各着色表示画素の厚み方向位相差に関する値が存在する。

カラーフィルタにおいて、各着色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂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、重要なのは、緑色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂が赤色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂以上であるにもかかわらず、青色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂が緑色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂以下である場合や、緑色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂が赤色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂以下であるにもかかわらず、青色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂が緑色表示画素の位相差に関する値ξ₁またはξ₂以上である場合には、液晶表示装置の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が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。

式（３）および式（４）を満たさない場合、すなわち下記式（３）’、式（４）’が成立する場合は、各着色表示画素の厚み方向位相差の差が大きすぎるか、もしくは、各着色表示画素の厚み方向位相差が透過光の波長に対して連続的に変化しない状態を表し、これによって液晶表示装置で用いられる他の部材の波長分散性と一致しなくなるため、良好な斜め視認性の液晶表示装置を得ることができない。

式（３）’

式（４）’

同様に、式（５）および式（６）を満たさない場合、すなわち下記式（５）’、式（６）’が成立する場合は、各着色表示画素の厚み方向位相差の差が大きすぎるか、もしくは、各着色表示画素の厚み方向位相差が透過光の波長に対して連続的に変化しない状態を表し、これによって液晶表示装置で用いられる他の部材の波長分散性と一致しなくなるため、良好な斜め視認性の液晶表示装置を得ることができない。

式（５）’

式（６）’

赤色表示画素には、例えば、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ７、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、黄色顔料と橙色顔料を併用することもできる。黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１、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。橙色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＯＲａｎＧｅ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３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及びアントラキノン系赤色顔料のうちの１種類以上を含む場合には、任意のξ₁またはξ₂を得ることが容易になるので好ましい。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、ξ₁またはξ₂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ξ₁またはξ₂を得やすいためである。

赤色表示画素は、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を１０〜９０重量％、アントラキノン系赤色顔料を５〜７０重量％を含有することが、画素の色相や明度、膜厚、コントラスト等の点から好ましく、特に、コントラストに着目した場合、ジケトピロロピロール系赤色顔料を２５〜７５重量％、アントラキノン系赤色顔料を２５〜６０重量％を含有ことがより好ましい。

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、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。その使用量は、顔料の合計重量を基準として、５〜２５重量％を含有することが好ましく、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困難となり、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、色再現性は悪い傾向となる。

ジケトピロロピロール系赤色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２５４、アントラキノン系赤色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７、アゾ金属錯体系黄色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０が、優れた耐光性、耐熱性、透明性、および着色力等の点から好適である。

緑色表示画素には、例えば、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を用いることができ、黄色顔料を併用することもできる。黄色顔料としては、赤色表示画素のところで挙げた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、キノフタロン系黄色顔料のうちの少なくとも１種類を含む場合には、任意のξ₁またはξ₂を得ることが容易になるために好ましい。なぜなら、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料は、中心金属の選択により、ある程度ξ₁またはξ₂を変更することが可能であり、アゾ系黄色顔料では、微細化処理に関わらず正のξ₁またはξ₂を、キノフタロン系黄色顔料では、微細化処理に関わらず負のξ₁またはξ₂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、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料を３０〜９０重量％、アゾ系黄色顔料またはキノフタロン系黄色顔料を１０〜７０重量％を含有するのが、画素の色相や明度、膜厚等の点から好ましく、さらに、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料を５０〜８５重量％、アゾ系黄色顔料を５〜４５重量％、キノフタロン系黄色顔料を５〜４５重量％を含有することがより好ましい。

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．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、３６、アゾ系黄色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０、キノフタロン系黄色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３８が、優れた耐光性、耐熱性、透明性、および着色力等の点から好適である。

また、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料の中で、中心金属が亜鉛である顔料は、微細化処理に関わらず正のξ₁またはξ₂となり、優れた耐光性、耐熱性、透明性、および着色力等も有することから、好適に用いられる。

青色表示画素としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５、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、紫色顔料を併用することもできる。紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅＴ１、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と、ジオキサジン系紫色顔料のうち１種類以上を含む場合には、０に近いξ₁またはξ₂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、金属フタロシアニン系青色顔料を４０〜１００重量％、ジオキサジン系紫色顔料を０〜５０重量％を含有することが、画素の色相や明度、膜厚等の点から好ましく、さらに、金属フタロシアニン系青色顔料を５０〜９８重量％、ジオキサジン系紫色顔料を２〜２５重量％含有することがより好ましい。

金属フタロシアニン系青色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：６、ジオキサジン系紫色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅＴ２３が、優れた耐光性、耐熱性、透明性、および着色力等の点から好適である。

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、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、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、微細化されていることが好ましく、平均一次粒子径が小さいことが好ましい。顔料の平均一次粒子径は、顔料を透過型電子顕微鏡で撮り、その写真の画像解析により算出することができる。

顔料の平均一次粒子径は、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、平均一次粒子径は５ｎｍ以上であることが好ましい。顔料の平均一次粒子径が４０ｎｍを超える場合には、液晶表示装置の黒表示時の視認性が悪くなる。また、平均一次粒子径が５ｎｍより小さい場合には、顔料分散が難しくなり、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、塗布むらが生じ、カラーフィルタの輝度、色特性が悪化する。

また、基板上に形成された各着色画素を２枚の偏光板の間に挟み、一方の偏光板側からバックライトを当てて、他方の偏光板を透過した光を輝度計にて測定し、偏光板が平行状態における光の輝度（Ｌｐ）と直交状態における光の輝度（Ｌｃ）の比より算出されるコントラストＣはＣ＝Ｌｐ／Ｌｃより算出され、ＣＳはカラーフィルタがない基板のみ、ＣＲは赤色カラーフィルタ、ＣＧは緑色カラーフィルタ、ＣＢは青色カラーフィルタのコントラストを表す場合、下記式を満たす場合に、液晶表示装置の黒表示時の正面の視認性が優れたものとなる。すなわち、光漏れの少ない締まった黒表示を再現できる。

ＣＲ／ＣＳ＞０．５
ＣＧ／ＣＳ＞０．５
ＣＢ／ＣＳ＞０．４
上記式を満たさない場合、すなわち、ＣＲ／ＣＳ≦０．５、または、ＣＧ／ＣＳ≦０．５、または、ＣＢ／ＣＳ≦０．４の場合には、黒表示時の光漏れが多くなり、優れた正面視認性の液晶表示装置が得にくくなる。

顔料の平均一次粒子径および厚み方向位相差を制御する手段としては、顔料を機械的に粉砕して一次粒子径および粒子形状を制御する方法（磨砕法と呼ぶ）、良溶媒に溶解したものを貧溶媒に投入し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（析出法と呼ぶ）、および合成時に所望の一次粒子径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して行うことができる。

以下に、それぞれの方法について説明するが、本発明のカラーフィルタを構成する着色表示画素に含まれる顔料の一次粒子径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一次粒子径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。一般的には、顔料が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、水洗して乾燥することにより、所望の一次粒子径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、これ以下では硫酸が凍結する恐れがあり、かつ溶解度も低くなる。高温すぎ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、この温度以上で注入を始めると硫酸の溶解熱で沸騰して作業が危険である。これ以下の温度では凍結してしまう。注入にかける時間は顔料１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は大きくなる傾向がある。

顔料の一次粒子径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。

ソルトミリング時あるいはアシッドペースティング時には、一次粒子径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。

以下に、本発明のカラーフィルタの各着色画素を形成するために用いられる着色組成物について説明する。

着色組成物は、顔料および顔料担体を含む。各着色画素を形成するため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により構成される。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、スチレンー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。

また、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、アトライター等の各種分散手段を用いて製造することができる。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。

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。

本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ中の赤色表示画素、緑色表示画素、および青色表示画素は、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。

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着色画素を形成する場合は、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。必要により乾燥された膜には、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、本発明の一実施形態に係るカラーフィルタを備えた液晶表示装置について説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係るカラーフィルタを備えた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透明基板５および６を備え、それらの間には、液晶（ＬＣ）が封入されている。本発明は、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane switching）、ＶＡ（Vertical Alignment）、ＯＣＢ（Optically Compensated Ｂirefringence）等の偏光板、位相差板を用いる液晶表示装置に適用可能である。

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、本発明の一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。

このような本実施形態に係るカラーフィルターを備えた液晶表示装置によれば、カラーフィルタを構成する赤色、緑色、および青色の着色表示画素の厚み方向位相差に関する値をエリプソメータもしくは位相差測定装置を用いて測定することで、基板上に形成された着色表示画素の厚みが１〜３μmであっても、着色表示画素と空気層や基板との屈折率差による干渉の影響を位相差Δに含んだまま、厚み方向位相差に関する値を求めることにより、この値と液晶表示装置の斜め方向の視認性との相関から、カラーフィルタの評価を精度良く行うことができる。

また、本実施形態によれば、赤色、緑色、および青色の各着色画素が、バックライトやＬＣＤの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場合において、特にその各着色画素層の厚み方向位相差に関する値ξ₁またはξ₂が、式（３）および式（４）、もしくは式（５）および式（６）を満たすことにより、各着色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。さらにいうと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。

実施例
以下、本発明の実施形態についての具体的な実施例を挙げるが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。また、本実施例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。また、顔料の記号はカラーインデックスナンバーを示し、例えば、「ＰＲ２５４」は「Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２５４」を、「ＰＹ１５０」は「Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０」を表す。

以下の実施例にて使用した色素誘導体を下記表１に示す。

ａ）微細化顔料の製造
実施例および比較例で用いた微細化顔料を以下の方法により製造した。得られた顔料を透過型電子顕微鏡（日本電子社製「ＪＥＭ−１２００ＥＸ」）により観察し、撮影した画像解析により、顔料の一次粒子径を算出した。ここで言う一次粒子径は、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
[製造例１]
ジケトピロロピロール系赤色顔料ＰＲ２５４（チバスペシャリティケミカルズ社製「イルガフォアレッドＢ-ＣＦ」；Ｒ−１）１００部、色素誘導体（Ｄ−１）１８部、粉砕した食塩１０００部、およびジエチレングリコール１２０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、６０℃で１０時間混練した。

この混合物を温水２０００部に投入し、約８０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１１５部のソルトミリング処理顔料（Ｒ−２）を得た。得られた顔料の一次粒子径を下記表２に示す。

[製造例２]
アントラキノン系赤色顔料ＰＲ１７７（チバスペシャリティケミカルズ社製「クロモフタルレッドＡ２Ｂ」；Ｒ−３）１００部、色素誘導体（Ｄ−２）８部、粉砕した食塩７００部、およびジエチレングリコール１８０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、７０℃で４時間混練した。

この混合物を温水４０００部に投入し、約８０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１０２部のソルトミリング処理顔料（Ｒ−４）を得た。得られた顔料の一次粒子径を下記表２に示す。

[製造例３]
スルホン化フラスコにｔｅｒｔ−アミルアルコール１７０部を窒素雰囲気下において装填した。これにナトリウム１１．０４部を添加し、この混合物を９２〜１０２℃に加熱した。溶融したナトリウムを激しく撹拌しながら１００〜１０７℃に一晩保持した。

得られた溶液に、４−クロロベンゾニトリルの４４．２部およびジイソプロピルスクシナートの３７．２部を８０℃において、ｔｅｒｔ−アミルアルコールの５０部中に溶解した溶液を、８０〜９８℃において２時間かけて導入し、反応させた。この反応混合物を８０℃においてさらに３時間撹拌し、同時にジイソプロピルスクシナートの４．８８部を滴下添加した。

この反応混合物を室温に冷却し、メタノールの２７０部、水２００部、および濃硫酸４８．１部の２０℃の混合物へ添加し、２０℃において攪拌を６時間続け、赤色混合物を得た。この赤色混合物を濾過し、残留物をメタノールと水とで洗浄した後、８０℃で乾燥して、４６．７部の赤色顔料（Ｒ−５）を得た。得られた顔料の一次粒子径を下記表２に示す。

[製造例４]
ハロゲン化銅フタロシアニン系緑色顔料ＰＧ３６（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）１２０部、粉砕した食塩１６００部、およびジエチレングリコール２７０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、７０℃で１２時間混練した。

この混合物を温水５０００部に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１１７部のソルトミリング処理顔料（Ｇ−１）を得た。得られた顔料の一次粒子径を下記表２に示す。

[製造例５]
塩化アルミニウム３５６部および塩化ナトリウム６部の２００℃の溶融塩に、亜鉛フタロシアニン４６部を溶解し、１３０℃まで冷却し、１時間攪拌した。反応温度を１８０℃に昇温し、臭素を１時間あたり１０部で１０時間滴下した。その後、塩素を１時間あたり０．８部で５時間導入した。この反応液を水３２００部に徐々に注入したのち、濾過、水洗して１０７．８部の粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料を得た。粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料の１分子内に含まれる平均臭素数は１４．１個、平均塩素数は１．９個であった。得られた粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料１２０部、粉砕した食塩１６００部、およびジエチレングリコール２７０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、７０℃で１２時間混練した。この混合物を温水５０００部に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１１７部のソルトミリング処理顔料（Ｇ−２）を得た。得られた顔料の一次粒子径を下記表２に示す。

[製造例６]
セパラブルフラスコに水１５０部を仕込み、さらに攪拌しながら３５％塩酸６３部を仕込み、塩酸溶液を調製した。発泡に注意しながらベンゼンスルホニルヒドラジド３８．７部を仕込み、液温が０℃以下になるまで氷を追加した。冷却した後、３０分かけて亜硝酸ナトリウム１９部を仕込み、０〜１５℃の間で３０分撹拌し、ヨウ化カリウムでんぷん紙で着色が認められなくなるまでスルファミン酸を仕込んだ。

次いでバルビツール酸２５．６部を添加した後、５５℃まで昇温し、2時間そのまま撹拌した。さらにバルビツール酸２５．６部を投入し、８０℃まで昇温した後、ｐHが５になるまで水酸化ナトリウムを投入した。次に、８０℃で３時間撹拌した後、７０℃まで温度を下げ、濾過し、温水洗浄を行った。

得られたプレスケーキを１２００部の温水にリスラリーした後、８０℃で２時間攪拌した。その後、そのままの温度で濾過を行い、８０℃の水２０００部で温水洗浄を行い、ベンゼンホンアミドが濾液側へ移行していることを確認した。

得られたプレスケーキを８０℃で乾燥し、アゾバルビツール酸ジナトリウム塩６１．０部を得た。次いで、セパラブルフラスコに水２００部を仕込み、さらに撹拌しながら、得られたアゾバルビツール酸ジナトリウム塩の粉末８．１部を投入して分散した。均一に分散した後、溶液を９５℃まで昇温した、メラミン５．７部、ジアリルアミノメラミン１．０部を添加した。さらに、塩化コバルト（II）６水和物６．３部を水３０部に溶解した緑色溶液を３０分かけて滴下した。

滴下終了後、９０℃で１．５時間錯体化を行った。その後、ｐHを５．５に調整し、さらにキシレン４部、オレイン酸ナトリウム０．４部、水１６部をあらかじめ攪拌してエマルジョン状態とした溶液２０．４部を添加し、さらに４時間加温撹拌した。７０℃まで冷却した後、速やかに濾過し、無機塩が洗浄できるまで７０℃の温水洗を繰り返した。その後、乾燥、粉砕の工程を経て、１４部のアゾ系黄色顔料（Ｙ−２）を得た。得られた顔料の一次粒子径を下記表２に示す。

[製造例７]
キノフタロン系黄色顔料ＰＹ１３８（ＢＡＳＦ社製「パリオトールイエローＫ０９６１ＨＤ」）１００部、色素誘導体（Ｄ−３）５部、粉砕した食塩７５０部、およびジエチレングリコール１８０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、６０℃で６時間混練した。

この混合物を温水３０００部に投入し、約８０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１００部のソルトミリング処理顔料（Ｙ−３）を得た。得られた顔料の一次粒子径を下記表２に示す。

[製造例８]
銅フタロシアニン系青色顔料ＰＢ１５：６（東洋インキ製造社製「リオノールブルーＥＳ」）１００部、粉砕した食塩８００部、およびジエチレングリコール１００部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、７０℃で１２時間混練した。この混合物を温水３０００部に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、９８部のソルトミリング処理顔料（Ｂ−１）を得た。得られた顔料の一次粒子径を下記表２に示す。

[製造例９]
ジオキサジン系紫色顔料ＰＶ２３（東洋インキ製造社製「リオノゲンバイオレットＲＬ」）３００部を９６％硫酸３０００部に投入し、１時間撹拌した後、５℃の水に注入した。１時間撹拌した後、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１２０部、粉砕した食塩１６００部、およびジエチレングリコール１００部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、９０℃で１８時間混練した。

この混合物を温水５０００部に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１１８部のソルトミリング処理顔料（Ｖ−１）を得た。得られた顔料の一次粒子径を下記表２に示す。

[製造例１０]
カーボンブラック(CAＢOＴ社製「ブラックパールズ800」)８部をアクリル樹脂溶液２４部、シクロヘキサノン４０部と均一に混合し、直径１ｍｍのガラスビーズを用いてサンドミルにて５時間分散することによりカーボンブラック分散体を調製した。得られた顔料の一次粒子径を下記表２に示す。

Ｙ−１：ＰＹ１５０、ランクセス社製「Ｅ４ＧＮ」
ｂ）アクリル樹脂溶液の調製
反応容器にシクロヘキサノン８００部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら１００℃に加熱して、同温度で下記の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。

スチレン６０．０部
メタクリル酸６０．０部
メタクリル酸メチル６５．０部
メタクリル酸ブチル６５．０部
アゾビスイソブチロニトリル１０．０部
滴下終了後、さらに１００℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル２．０部をシクロヘキサノン５０部で溶解した溶液を添加し、さらに１００℃で１時間反応を続けて樹脂溶液を合成した。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％と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。

ｃ）顔料分散体の調製
下記表３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１ｍｍのジルコニアビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して各色顔料分散体を得た。

ｄ）着色組成物（以下、レジストという）の調製
次いで、下記表４に示す組成（重量比）の混合物を均一に撹拌混合した後、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
ｅ）各色塗膜の作製
上記表４に示した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。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。次に、クリーンオーブン中で、２３０℃で３０分間ポストベークを行い、各色塗膜を得た。乾燥塗膜の膜厚は、いずれも２．０μmであった。

f）各色塗膜の色度、分光透過率、厚み方向位相差に関する値、及びコントラストの測定
[色度、分光透過率]
ＸＹＺ表色系色度図における色度および分光透過率Ｔ（λ）は、分光光度計（オリンパス社製「ＯＳＰ−２００」）を用いて、４００ｎｍから７００ｎｍの範囲で５ｎｍおきの波長で測定した。上記表４に示した各色レジストより作製された各色塗膜の色度を下記表５に示す。

[厚み方向位相差に関する値]
厚み方向位相差に関する値は、透過型分光エリプソメータ（日本分光社製「Ｍ−２２０」）を用いて、表面に塗膜を形成した基板の法線方向から４５°傾けた方位より、４００ｎｍから７００ｎｍの範囲で５ｎｍおきの波長で測定し、エリプソパラメータであるδを得た。

式Δ＝δ／３６０×λにより位相差値Δ（λ）を算出し、この値を用いて、波長４００ｎｍから７００ｎｍの範囲でのΔ（λ）×Ｔ（λ）の総和により厚み方向位相差に関する値ξ₁を算出し、Δ（λ）×Ｔ（λ）×Ｓ（λ）の総和により厚み方向位相差に関する値ξ₂を算出した。上記表４に示した各色レジストより作製された各色塗膜のξ₁およびξ₂を下記表５に示す。

［コントラスト］
塗膜を形成した基板の両側に偏光板を重ね、偏光板が平行時の輝度（Ｌｐ）と直交時の輝度（Ｌｃ）との比、Ｌｐ／Ｌｃをコントラスト（Ｃ：ＣＲ，ＣＧ，ＣＢ）として算出した。そして、着色塗膜がない基板のみのコントラスト（ＣＳ）を測定し、Ｃ／ＣＳにより規格化を行った。なお、輝度は、色彩輝度計（トプコン社製「ＢＭ−５Ａ」）を用い、２°視野の条件で測定し、偏光板は、日東電工社製「ＮＰＦ−ＳＥＧ１２２４ＤＵ」を用いた。上記表４に示す各色レジストより作製された各色塗膜のコントラストを下記表５に示す。

ｈ）カラーフィルタの作製
上記表４に示した各色レジストを組み合わせて、下記に示す方法により、カラーフィルタを作製した。

[実施例１]
まず、赤色レジスト（ＲＲ−１）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表示画素を形成した。

次に、緑色レジスト（ＧＲ−１）を使用して同様に緑色表示画素を形成し、さらに、青色レジスト（ＢＲ−１）を使用して青色表示画素を形成し、カラーフィルタを得た。各着色画素の形成膜厚はいずれも２．０μmであった。

[実施例２]
緑色レジストを（ＧＲ−１）から（ＧＲ−３）に代えた以外は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを得た。

[実施例３]
赤色レジストを（ＲＲ−１）から（ＲＲ−２）に、緑色レジストを（ＧＲ−３）から（ＧＲ−４）に代えた以外は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを得た。

[実施例４]
赤色レジストを（ＲＲ−２）から（ＲＲ−３）に代えた以外は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを得た。

[実施例５]
赤色レジストを（ＲＲ−１）から（ＲＲ−４）に、緑色レジストを（ＧＲ−１）から（ＧＲ−３）に代えた以外は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを得た。

[実施例６]
緑色レジストを（ＧＲ−１）から（ＧＲ−５）に代えた以外は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを得た。

[比較例１]
緑色レジストを（ＧＲ−１）から（ＧＲ−２）に代えた以外は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを得た。

[比較例２]
赤色レジストを（ＲＲ−１）から（ＲＲ−２）に代えた以外は、比較例１と同様にして、カラーフィルタを得た。

[比較例３]
赤色レジストを（ＲＲ−１）から（ＲＲ−３）に、緑色レジストを（ＧＲ−１）から（ＧＲ−３）に代えた以外は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを得た。

ｉ）液晶表示装置の作製
以上のようにして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偏光板を形成した。他方、別の（第２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、他方の表面に偏光板を形成した。

このようにして準備された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。次いで、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液晶パネルを得た。

ｊ）液晶表示装置の黒表示時の視認性評価
作製した液晶表示装置を黒表示させ、液晶パネルの法線方向（正面）および法線方向から４５°傾けた方位（斜め）より漏れてくる光（直交透過光；漏れ光）の量を目視観察した。評価ランクは下記の通りであり、その結果を下記表６に示す。

○：漏れ光が観察されず、ニュートラルな黒色で視認性良好。

△：わずかに漏れ光が観察され、少し色味付いた黒色であるが、実情上は問題ないレベル。

×：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６から明らかなように、実施例１ないし６で得たカラーフィルタを用いた液晶表示装置では、いずれも式（３）及び（４）の双方、式（５）及び（６）の双方を満足しているため、いずれも斜め方向の視認性が良好であった。また、実施例３〜５で得たカラーフィルタを用いた液晶表示装置では、ＣＲ／ＣＳ＞０．５、ＣＧ／ＣＳ＞０．５、ＣＢ／ＣＳ＞０．４のすべてを満たしているため、正面方向においても視認性が良好であった。

これに対し、式（３）及び（４）、式（５）及び（６）のいずれか一方しか満たしていない比較例１ないし３で得たカラーフィルタを用いた液晶表示装置では、赤色表示画素、緑色表示画素、および青色表示画素の厚み方向の位相差のバランスが良くないため、斜め方向において色ずれが生じ、視認性が不良となった。

なお、実施例６で得たカラーフィルタと比較例１で得たカラーフィルタの相違は、実施例６で得たカラーフィルタが緑色表示画素としてＧＲ−５レジストを用いているのに対し、比較例１で得たカラーフィルタは、緑色表示画素としてＧＲ−２レジストを用いていることである。ＧＲ−５はＧＲ−２にカーボンブラック分散体を加えて意図的に明度を低下させたものであり、従って、緑色顔料からなる厚み方向位相差値を変えることなく、透過率を大きく変化させることによる比較を行うことができる。

すなわち、通常求められる厚み方向位相差だけでは、斜め方向の視認性の傾向を表すことができないが、透過率を考慮したξ₁及びξ_２の指標を用いることで、斜め方向の視認性との相関を最適に表すことが可能となり、これによってカラーフィルタを簡単かつ正確に評価することができる。

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

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、前記赤色表示画素、緑色表示画素および青色表示画素のそれぞれに、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内における透過光ピーク域の波長λを含む連続した光を基板の法線方向から４５°傾けた方位の角度から照射し、分光エリプソメータを用いて測定された赤色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｒ、緑色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｇ、並びに青色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｂ、及び３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内の前記波長λでの赤色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｒ、緑色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｇ、並びに青色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｂが、下記式（３）及び式（４）を満たすことを特徴とするカラーフィルタ。

（式中、ａ、ｂは、前記連続した照射光の波長範囲を表し、３８０≦ａ、ｂ≦７８０かつａ＜ｂを満たす数値である。）
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、前記赤色表示画素、緑色表示画素および青色表示画素のそれぞれに、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内における透過光ピーク域の波長λを含む連続した光を基板の法線方向から４５°傾けた方位の角度から照射し、分光エリプソメータを用いて測定された赤色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｒ、緑色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｇ、並びに青色表示画素の位相差値Δ（λ）_Ｂ、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内の前記波長λでの赤色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｒ、緑色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｇ、並びに青色表示画素の分光透過率Ｔ（λ）_Ｂ、及び液晶表示装置に用いられる光源の前記波長λでの分光放射輝度Ｓ（λ）が、下記式（５）及び式（６）を満たすことを特徴とするカラーフィルタ。

（式中、ａ、ｂは、前記連続した照射光の波長範囲を表し、３８０≦ａ、ｂ≦７８０かつａ＜ｂを満たす数値である。）
請求項１又は２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。