WO2007091477A1 - カラーフィルター付き液晶セル基板、及び液晶セル、及び液晶表示装置 - Google Patents

カラーフィルター付き液晶セル基板、及び液晶セル、及び液晶表示装置 Download PDF

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Seiji Umemoto
Kentarou Takeda
Minoru Miyatake
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Nitto Denko Corporation
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Definitions

  • Liquid crystal cell substrate with color filter, liquid crystal cell, and liquid crystal display device Liquid crystal cell substrate with color filter, liquid crystal cell, and liquid crystal display device
  • the present invention relates to a liquid crystal cell substrate with a color filter, a liquid crystal cell, and a liquid crystal display device used for a color liquid crystal display device.
  • liquid crystal display devices have been widely used in monitors such as notebook computers and televisions, and in particular, their use in large-sized televisions has been rapidly expanding.
  • a liquid crystal display device when viewed from an oblique direction, it is important to have a high contrast ratio and a small color change (increase the black display level in a black display state). In particular, improvement of viewing angle characteristics in color display liquid crystal display devices that have been widely used in recent years is an important issue.
  • a liquid crystal display device includes a liquid crystal cell and polarizing plates arranged on both sides of the liquid crystal cell so that the absorption axis is substantially vertical or substantially parallel.
  • a transparent substrate in which liquid crystal driving electrode elements are regularly arranged in a matrix and a transparent substrate facing the transparent substrate are held at regular intervals via a spacer.
  • a liquid crystal material is filled between the pair of transparent substrates.
  • a color filter is formed on the viewing side of the transparent substrate on which the electrode elements are provided.
  • the liquid crystal cell filled with the liquid crystal material itself has birefringence. For this reason, when viewed from an oblique direction, the liquid crystal cell has a reduced black display level due to light leakage.
  • an optical compensation layer also referred to as a compensation plate, a retardation plate, a viewing angle widening film, etc.
  • the present situation is that the reduction of the black display level over a wide viewing angle can be eliminated by simply providing the optical compensation layer.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Publication 2001-242460
  • Japanese Patent Application Publication 2001-242460 Japanese Patent Application Publication 2001-242460
  • the in-plane phase difference And of the blue region of the color filter is made larger than that of the green region and the red region. This increases the rate of blue light leakage and offsets the yellow color that is complementary to blue overall.
  • the method of Patent Document 1 cannot improve the black display level in a wide viewing angle.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Publication No. 2002-122866 discloses a TN liquid crystal display device in which a retardation layer having birefringence is provided between two substrates filled with a liquid crystal layer. ing. However, with this method, a phase difference layer must be provided for each color of the color filter.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-242460
  • Patent Document 2 JP 2002-122866
  • An object of the present invention is to suppress color change due to light leakage in a black display state when viewed from an oblique direction, and to provide a liquid crystal with a color filter that can realize a good image display in a wide viewing angle.
  • a cell substrate, a liquid crystal cell, and a liquid crystal display device are provided.
  • the present invention includes a transparent substrate and a color filter having three color regions of blue, green, and red, and the following formula (1) in the blue region, the green region, and the red region of the color filter:
  • a liquid crystal cell substrate with a color filter that satisfies the following formula (2) or (3) is provided.
  • nx and ny are the refractive indices in the plane of each color area (where nx ⁇ ny), nz is the refractive index in the thickness direction of each color area, and d is the thickness of each color area.
  • Rth (B ) Is the thickness direction retardation value in the blue region at a wavelength of 450 nm
  • Rth (G) is the thickness direction retardation value in the green region at a wavelength of 546 nm
  • Rth (R) is the wavelength in the red region at 633 nm. Represents the thickness direction retardation value of each.
  • the present invention also provides a liquid crystal cell comprising the above-described liquid crystal cell substrate with a color filter and an optical compensation layer.
  • the optical compensation layer includes the liquid crystal cell that is at least one of a compensation layer having a relationship of nx ⁇ ny> nz and a compensation layer having a relationship of nx> nz> ny. provide.
  • nx is the refractive index in the slow axis direction in the plane
  • ny is the refractive index in the fast axis direction in the plane
  • nz is the refractive index in the thickness direction.
  • liquid crystal cell wherein the liquid crystal cell is a VA (vertical alignment) type.
  • the present invention also provides a liquid crystal display device having the liquid crystal cell.
  • the liquid crystal cell with a color filter of the present invention can suppress a color change due to light leakage in a black display state when viewed in an oblique direction. Therefore, by using the liquid crystal cell with one color filter of the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device capable of realizing good image display over a wide viewing angle.
  • FIG. 1 is a reference graph showing wavelength dispersion of a conventional liquid crystal cell with a color filter.
  • FIG. 2 is a reference graph showing wavelength dispersion of the liquid crystal cell with a color filter of the present invention.
  • FIG. 3 is a reference graph showing wavelength dispersion of the liquid crystal cell with a color filter of the present invention.
  • FIG. 4 is a reference graph showing wavelength dispersion of the liquid crystal cell with a color filter of the present invention.
  • FIG. 5 is a reference graph showing wavelength dispersion of a liquid crystal cell with a color filter of the present invention.
  • FIG. 6 is a partially omitted reference sectional view showing the liquid crystal cell of the present invention.
  • Liquid crystal modes of liquid crystal display devices include VA type, IPS type, TN type, STN type, and OCB type.
  • the liquid crystal material is substantially perpendicular to the substrate when there is no voltage.
  • the black display viewed from the front is equivalent to the characteristics of the cross-cor polarizer, and a very high contrast can be realized.
  • a VA liquid crystal layer filled with the liquid crystal material in a substantially vertical shape exhibits a birefringence of nz> nx ny (so-called positive C plate), and thus causes a phase difference in the thickness direction. Therefore, when the VA liquid crystal display device is viewed from an oblique direction, light leakage occurs, and the black display level is lowered when the black display state is reached.
  • the chromatic dispersion of the refractive index of the substance becomes a curved shape with a larger slope as the wavelength becomes shorter (this Is derived from Kosher's dispersion formula).
  • the chromatic dispersion of the phase difference value of a substance is also normally in accordance with this, and when the graph is plotted with the wavelength ( ⁇ ) as the horizontal axis and the phase difference value as the vertical axis, the absolute value of the magnitude of the slope becomes a curve that becomes larger as the wavelength is shorter. .
  • the chromatic dispersion of the phase difference value is a continuous (monotonically increasing or monotonically decreasing) curve at each wavelength, and the absolute value of the slope of this chromatic dispersion curve is larger on the shorter wavelength side and on longer wavelengths.
  • the curve becomes smaller toward the side (hereinafter, such a wavelength dispersion curve is sometimes referred to as a “Kosi dispersion curve”).
  • the slope is the slope of the tangent line drawn on the chromatic dispersion curve.
  • Rth [ ⁇ (nx + ny) Z2 ⁇ —nz] Xd.
  • This Rth chromatic dispersion is also the same as the Cauchy dispersion curve, as described above. Note that nx and ny are in-plane refractive indices (where nx ⁇ ny), nz is the refractive index in the thickness direction, and d is the thickness.
  • the Rth of a VA liquid crystal layer with a refractive index of nz> nx ⁇ ny (so-called positive C plate) is negative, and its chromatic dispersion is positive dispersion.
  • the Rth of a so-called negative C plate with a refractive index of nz to nx ⁇ ny is positive, and its chromatic dispersion is positive dispersion.
  • Positive dispersion means that the absolute value of Rth (IRth I) shows a chromatic dispersion curve that is larger as the wavelength is shorter.
  • Inverse dispersion refers to a chromatic dispersion curve in which the absolute value of Rth is smaller at shorter wavelengths.
  • an optical compensation layer in which the absolute value of Rth at each wavelength is substantially equal is a simple method.
  • An example of such an optical compensation layer is a so-called negative C plate of nz and nx ⁇ ny.
  • the Rth of the VA liquid crystal cell with a color filter is influenced by the Rth of each color region of the color filter. It has been found that light leakage cannot be prevented simply by providing the optical compensation layer that cancels Rth of the liquid crystal cell without considering this effect!
  • the color filter is divided into a blue region through which blue light is transmitted, a green region through which green light is transmitted, and a red region through which red light is transmitted. . Since each color region exhibits independent optical characteristics, different Rth can be generated for each color region.
  • liquid crystal cell In a liquid crystal cell with a color filter (hereinafter sometimes abbreviated as “liquid crystal cell”), light is emitted from the liquid crystal layer through the color filter. Therefore, the Rth of the liquid crystal cell is a combination of the Rth of the liquid crystal layer and the Rth of the color filter.
  • the chromatic dispersion of the Rth of the VA liquid crystal cell is obtained by adding the Rth chromatic dispersion of the VA liquid crystal layer to the Rth of the center wavelength of each color region (the wavelength with the maximum transmittance of each color) Become.
  • the center wavelength of the blue region is 450 nm
  • the center wavelength of the green region is 546 nm
  • the center wavelength of the red region is 633 nm.
  • Rth of wavelength 450nm in the blue region is Rth (B)
  • Rth of wavelength 546nm in the green region is Rth (G)
  • Rth of wavelength 633nm in the red region is Rth (R) .
  • Rth (B) is negative
  • Rth (G) is positive
  • Rth (R) is negative is taken as an example. In this case, as shown in Fig.
  • the chromatic dispersion of the Rth of the VA liquid crystal cell which is the combined force of Rth of each color region and Rth of the VA liquid crystal layer, is a long wavelength in the wavelength from the blue region to the green region.
  • a general-purpose optical compensation layer cannot compensate for a liquid crystal cell having a chromatic dispersion curve having an inflection point where the inclination is reversed.
  • compensation of the compensated object can be achieved by providing an optical compensation layer having a sign opposite to that of Rth of the compensated object and having substantially the same absolute value of Rth at each wavelength. Therefore, when compensating for the liquid crystal cell having the inflection point, an optical compensation layer showing a wavelength dispersion curve having the inflection point must be provided.
  • the Rth wavelength dispersion of a general-purpose optical compensation layer is larger as the absolute value of the inclination is shorter at the shorter wavelength side than the above-mentioned Kosher dispersion formula. Therefore, it is practically difficult to compensate using an optical compensation layer having an inflection point at which the slope of the Rth wavelength dispersion curve is reversed.
  • the Rth of the color filter has not been considered at all. Therefore, the compensation for the liquid crystal cell could not be performed using a general-purpose optical compensation layer (for example, a negative C plate), and the reduction of the black display level of the liquid crystal display device could not be suppressed.
  • a general-purpose optical compensation layer for example, a negative C plate
  • the present invention provides a liquid crystal cell substrate with a color filter having a transparent substrate and a color filter having three color regions of blue, green, and red.
  • the Rth of the region is configured to satisfy the following formula (2) or (3).
  • nx and ny are the refractive indices in the plane of each color area (where nx ⁇ ny), nz is the refractive index in the thickness direction of each color area, and d is the thickness of each color area.
  • Rth (B) is the thickness direction retardation value at a wavelength of 450 nm in the blue region
  • Rth (G) is the thickness direction retardation value at the wavelength of 546 nm in the green region
  • Rth (R) is in the red region. Represents the thickness direction retardation value at 633 nm.
  • the Rth chromatic dispersion of the liquid crystal cell is a continuous curve (monotonically increasing or monotonically decreasing) at each wavelength, and the absolute value of the magnitude of the inclination becomes a larger curve as the wavelength is shorter.
  • the liquid crystal cell can be compensated by using a general-purpose optical compensation layer according to the above-mentioned Kosher dispersion curve. As a result, light leakage in the black display state of the liquid crystal display device is prevented, and a liquid crystal display device having a high black display level when viewed from an oblique direction can be provided.
  • the wavelength 450 nm, wavelength 546 nm, and wavelength 633 nm were used as a reference because the light of each color in each color region had the center wavelength with the highest transmittance. It is.
  • Rth (B), Rth (G), and Rth (R) of each color region it is possible to relatively easily form each color region that satisfies the above relationship.
  • Rth (B)> Rth (G)> Rth (R) is, for example, as shown in FIG. 2, Rth (B), Rth (G), Rth (R) is all minus (same sign), and as shown in FIG. 3, Rth (B), Rth (G), Rth (R) are all plus (same sign), and other V is not shown.
  • Rth (B) and Rth (G) are positive and Rth (R) is negative.
  • Rth (B) ⁇ Rth (G) ⁇ Rth (R) is, for example, Rth (B), Rth (G ) And Rth (R) are all negative (same sign), as shown in Fig. 5, Rth (B), Rth (G) and Rth (R) are all positive (same sign), and other figures are not shown! , But Rth (B) and Rth (G) are negative and Rth (R) is positive.
  • the Rth wavelength dispersion of the VA type liquid crystal cell with the Luller filter is also a force that is the combined power of Rth of the color filter that satisfies the formula (3) and Rth of the VA type liquid crystal layer This is Kosi's dispersion curve.
  • the VA type liquid crystal cell satisfying the formula (2) or the formula (3) is a Cauchy dispersion curve
  • the VA type liquid crystal cell is a general-purpose optical compensation layer. (Eg negative C plate) can be used to compensate.
  • Rth (B), Rth (G), and Rth (R) of the color filter are not particularly limited on condition that the above formula (2) or formula (3) is satisfied.
  • I Rth (B) -Rth (G) I or I Rth (G) — Rth (R) I force If it is too large, the Rth wavelength dispersion curve force of the synthesized VA liquid crystal cell It may not fit the dispersion curve.
  • Rth (B), Rth (G), and Rth (R) are appropriately designed in consideration of the Rth wavelength dispersion curve of the VA liquid crystal cell to be synthesized.
  • the liquid crystal cell substrate with a color filter of the present invention adopts those of various conventionally known structures, provided that Rth of each color region of the color filter is in the relationship of the above formula (2) or formula (3). be able to.
  • FIG. 6 shows a configuration example of the liquid crystal cell of the present invention.
  • [0028] 1 represents a liquid crystal cell substrate with a color filter.
  • the liquid crystal cell substrate 1 with a color filter has a transparent substrate 2 disposed on the viewing (display) side and a color filter 3 formed on the transparent substrate 2.
  • the liquid crystal cell 10 shows a liquid crystal cell.
  • the liquid crystal cell 10 includes a liquid crystal cell substrate 1 with a color filter, the other transparent substrate 4 opposed to the substrate 1 via a spacer (not shown), a transparent substrate 2 with a color filter, and the other And a liquid crystal material filled in the liquid crystal layer 5 formed between the transparent substrates 4.
  • the liquid crystal cell 10 is used by being incorporated in a liquid crystal display device.
  • the color filter 3 has a blue region 31, a green region 32, and a red region 33 formed in a predetermined pattern (such as a stripe shape) on the transparent substrate 2.
  • a black matrix 34 having a predetermined pattern is formed between the color regions 31, 32, 33.
  • an electrode element such as a TFT substrate for driving a liquid crystal material is provided.
  • an optical compensation layer 6 is provided on the viewing side of the transparent substrate 1 with a color filter.
  • the optical compensation layer 6 can also be provided on the other transparent substrate 4 side so as to sandwich the liquid crystal cell 10 as shown in FIG. 6 (b).
  • 7 shows a pair of polarizing plates provided on both sides of the liquid crystal cell 10 (outside of the optical compensation layer 6). The pair of polarizing plates 7 and 7 are arranged so that their absorption axes are substantially vertical or substantially parallel.
  • the transparent substrate 2 is not particularly limited, and is a transparent glass plate such as soda-lime glass, low alkali borosilicate glass, non-alkali aluminoborosilicate glass; optical material such as polycarbonate, methyl polymethacrylate, polyethylene terephthalate, etc.
  • a transparent flexible material having flexibility, such as a resinous resin board, can be used.
  • the liquid crystal layer 5 has a VA (vertical alignment) type in which the liquid crystal material is aligned substantially vertically with respect to the transparent substrate at no voltage from the viewpoint of high contrast and the like that can be filled with conventionally known liquid crystal materials. It is preferable to use a liquid crystal material. As the liquid crystal material, a rod-like liquid crystal can be used.
  • the dry film thicknesses of the blue region 31, the green region 32, and the red region 33 are usually 0.2 to LO / zm, and preferably about 0.2 to 5 / ⁇ ⁇ .
  • the Rth of each color area is controlled. One way to do this is to have different layer thicknesses for each color area.
  • Each color region of the color filter is formed by applying a colored composition to the transparent substrate on the viewing side.
  • the coloring composition has a transparent carrier and a dye carrier that also has a precursor power thereof, and a dye, and preferably further contains a photopolymerization initiator.
  • the transparent resin preferably has a transmittance of 8 to all wavelengths in the visible light region of 400 to 700 nm.
  • It is 0% or more, more preferably 95% or more.
  • Transparent resin includes thermoplastic resin, thermosetting resin, photosensitive resin, and the like.
  • the precursor of the transparent resin includes a monomer or an oligomer that is cured by irradiation to produce a transparent resin. These can be used alone or in combination of two or more.
  • thermoplastic resin examples include petital resin, styrene monomaleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyacetic acid butyl.
  • Polyurethane resin polyester resin, acrylic resin, alkyd resin, polystyrene, polyamide resin, rubber resin, cyclized rubber resin, celluloses, polyethylene, polybutadiene, polyimide resin, etc. It is done.
  • thermosetting resin examples include epoxy resin, benzoguanamine resin, rosin-modified maleic acid resin, rosin-modified fumaric acid resin, melamine resin, urea resin, phenol resin and the like.
  • the photosensitive resin examples include a resin in which a photocrosslinkable group such as a (meth) atalyloyl group or a styryl group is introduced into the linear polymer.
  • the resin is a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group or an amino group, and a (meth) acrylic compound or a key having a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group or an epoxy group. Examples include those obtained by reacting with an acid or the like.
  • the photosensitive resin has a linear polymer containing an acid anhydride such as styrene maleic anhydride copolymer and ⁇ -olefin maleic anhydride copolymer, and has a hydroxyl group such as hydroxyalkyl (meth) atalylate.
  • an acid anhydride such as styrene maleic anhydride copolymer and ⁇ -olefin maleic anhydride copolymer
  • a hydroxyl group such as hydroxyalkyl (meth) atalylate.
  • a half-esterified product using a (meth) acrylic compound can also be used.
  • Monomers and oligomers of the above precursors include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclo Hexyl (meth) acrylate, ⁇ -carboxyethyl (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 1, 6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) ate , Tripropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylol propane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether di (meth) acrylate, bisphenol ⁇ Diglycidyl ether di (meth) acrylate Neopentylglycol diglycidyl ether di (meth)
  • coloring matter contained in the coloring composition examples include organic or inorganic pigments. These may be used alone or in combination of two or more.
  • organic pigments are usually used because pigments with high color developability and high heat resistance are preferred, particularly pigments with high heat decomposition resistance.
  • red pigment used in the red photosensitive coloring composition for forming the red region examples include CI Pigment Red 1, 2, 3, 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, 254, 255, 264, 272, 279, etc.
  • a yellow pigment and an orange pigment can be used in combination with the red photosensitive coloring composition.
  • examples of the green pigment used in the green photosensitive coloring composition for forming the green region include CI Pigment Green 7, 10, 36, 37, and the like.
  • a yellow pigment can be used in combination with the green photosensitive coloring composition.
  • blue pigment used in the blue photosensitive coloring composition for forming the blue region examples include CI Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, and 15: 6. 16, 22, 60,
  • blue photosensitive coloring composition examples include C. I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27,
  • Examples thereof include carbon black, vanillin black, anthraquinone black pigment, perylene black pigment, specifically, CI Pigment Black 1, 6, 7, 12, 20, 31 and the like.
  • the black photosensitive coloring composition a mixture of a red pigment, a blue pigment, and a green pigment is used.
  • carbon black is preferable because of its price and light shielding properties.
  • the carbon black may be surface-treated with rosin or the like.
  • a blue pigment and a purple pigment can be used together in a black photosensitive coloring composition.
  • Carbon black having a specific surface area of 50 to 200 m 2 Zg by the BET method is preferred from the viewpoint of the shape of the black matrix. This is because if carbon black with a specific surface area of less than 50 m 2 Zg is used, the black matrix shape may be deteriorated. On the other hand, when carbon black with a specific surface area of greater than 200 m 2 / g is used, the dispersion aid is excessively adsorbed on the carbon black, and a large amount of dispersion aid must be added in order to develop various physical properties. This is because.
  • carbon black preferably has an oil absorption of dibutyl phthalate (hereinafter referred to as "DBP") of 120ccZl00g or less.
  • DBP dibutyl phthalate
  • the average primary particle size of carbon black is preferably 20 to 50 nm. flat This is because when carbon black having an average primary particle size of less than 20 nm is used, it is difficult to disperse it at a high concentration, and it is difficult to obtain a photosensitive black composition having good temporal stability. On the other hand, if carbon black having an average primary particle size of more than 50 nm is used, the black matrix shape may be deteriorated.
  • examples of inorganic pigments include metal oxide powders such as bengara (red iron oxide (III)), cadmium red, ultramarine blue, bitumen, acid chrome green, cobalt green, amber, titanium black, and synthetic iron black. , Metal sulfide powder, metal powder and the like.
  • Inorganic pigments are used in combination with organic pigments in order to ensure good coatability, sensitivity, developability, etc. while balancing saturation and lightness.
  • the coloring composition of the present invention may contain a dye within a range that does not reduce heat resistance for color matching.
  • Each coloring composition may contain a solvent. This is because the dye is sufficiently dispersed in the dye carrier and coated on the transparent substrate so as to have a predetermined dry film thickness. If a colored composition containing a solvent is used, each color region or black matrix having a predetermined thickness can be easily formed.
  • Solvents include, for example, cyclohexanone, ethyl acetate sorb acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyloleneateol, ethinorebenzene, ethyleneglycololecinoleethenole, xylene, ethylacetate sorb, methyl-n
  • Examples thereof include amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isoptyl ketone, and petroleum solvents. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the coloring composition may be a dye or two or more kinds of dyes that are finely dispersed in a dye carrier and a solvent, preferably together with a photopolymerization initiator.
  • the components constituting the coloring composition can be finely dispersed using various dispersing means such as a three-roll mill, a two-roll mill, a sand mill, an adder, and an attritor.
  • the photosensitive coloring composition containing two or more dyes can be produced by mixing finely dispersed dyes in a dye carrier and a solvent separately.
  • the oleaginous pigment dispersant When dispersing the dye in the dye carrier and the solvent, the oleaginous pigment dispersant, interface A dispersing aid such as an activator or a pigment derivative can be contained.
  • the dispersion aid is excellent in dispersing the pigment and has a great effect of preventing reaggregation of the pigment after dispersion. For this reason, a photosensitive coloring composition obtained by dispersing a pigment in a dye carrier and a solvent using a dispersion aid can form a color filter having excellent transparency.
  • the slag type pigment dispersant has a pigment affinity part having a property of adsorbing to the pigment and a part compatible with the dye carrier, and adsorbs to the pigment to disperse the pigment on the dye carrier. It works to stabilize.
  • oil-based pigment dispersants examples include polyurethanes, polycarboxylic acid esters such as polyatarylates, unsaturated polyamides, polycarboxylic acids, polycarboxylic acid (partial) amine salts, polycarboxylic acid ammonium salts, and polycarboxylic acids.
  • Alkylamine salts polysiloxanes, long-chain polyaminoamide phosphates, hydroxyl group-containing polycarboxylic acid esters, their modified products, and poly (lower alkylene imines) by reaction with polyesters with free carboxyl groups
  • Oil-based dispersants such as formed amides and salts thereof; (meth) acrylic acid styrene copolymer, (meth) acrylic acid (meth) acrylic acid ester copolymer, styrene maleic acid copolymer, polyvinyl alcohol, polyvinyl Water-soluble resin such as pyrrolidone water-soluble polymer compounds; polyester-based; modified polyata Rate system; ethylene oxide Z propylene O hexa Id additional I ⁇ thereof; phosphate ester-based, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Surfactants include sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium dodecylbenzene sulfonate, alkali salt of styrene acrylic acid copolymer, sodium stearate, sodium alkylnaphthalene sulfonate, alkyl diphenol- Sodium ether disulfonate, monoethanolamine lauryl sulfate, triethanolamine lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, monoethanolamine stearate, sodium stearate, sodium lauryl sulfate, styrene-acrylic acid copolymer
  • Phenol surfactants such as monoethanolamine and polyoxyethylene alkyl ether phosphates; polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene Lennonyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, polyoxyethylene
  • a dye derivative is a compound in which a substituent is introduced into an organic dye, and the organic dye is not generally called a dye, for example, a pale yellow aromatic polycycle such as naphthalene or anthraquinone Also included are compounds.
  • dye derivatives include Japanese Patent Application Publication No. 63-305173, Japanese Patent Application Publication No. 57-15620, Japanese Patent Application Publication No. 59-40172, Japanese Patent Application Publication No. 63-17102. No. 5-9469 and Japanese Patent Application Publication No. 5-9469. These can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the photopolymerization initiator include 4 phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyldichloroacetophenone, jetoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenol) — 2 —Hydroxy 2-methylpropane 1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenol ketone, 2-benzyl-1-2-dimethylamino 1- (4-morpholinophenol) butane—acetophenone compounds such as 1-one; benzoin Benzoin compounds such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzyl dimethyl ketal; benzophenone, benzoylbenzoic acid, benzoylbenzoic acid methyl, 4-phenol penzophenone, hydroxybenzophenone, acrylate Nzophenone, 4-benzoyl-4'-methyl Benzophenone compounds such as phenol sulfide, 3, 3 '
  • photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.5 to 45% by mass, more preferably 3 to 30% by mass, and still more preferably 4 to 10% by mass, based on the total solid content of the photosensitive coloring composition. It is.
  • a sensitizer can be used in combination.
  • sensitizers triethanolamine, methyljetanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-dimethylaminoethyl benzoate, 4 dimethylamino 2-ethylhexyl benzoate, N, N-dimethylbalatoluidine, 4,4'bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4'bis (jetylamino) benzophenone, 4,4,1bis (ethylmethylamino) benzophenone, etc. And the like.
  • These sensitizers can be used alone or in combination of two or more.
  • the sensitizer is preferably 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone or 4,4, -bis (jetylamino) benzophenone, more preferably 4,4, -bis (jetylamino) benzophenone. Used.
  • the amount of the sensitizer used is 0.5 to 55 mass based on the total amount of the photopolymerization initiator and the sensitizer. % Is more preferably 2.5 to 40% by mass, and still more preferably 3.5 to 25% by mass.
  • the photosensitive coloring composition may contain a compound that functions as a chain transfer agent.
  • examples of the compound include polyfunctional thiols.
  • the polyfunctional thiol may be a compound having two or more thiol groups.
  • hexanedithionore, decandiothionore, 1,4 butanediolebisthiopropionate, 1,4 butanediolbisiote Glycolate ethylene glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristyglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), Pentaerythritol tetrakisthioglycolate, pentaerythritol tetrakisthiopropionate, trimercaptopropionic acid tris (2-hydroxide) isocyanurate, 1,4 dimethylmercaptobenzene, 2, 4, 6 trimercapto-s tri Jin, 2-(N, N-Jibuchiruamino
  • the amount of the polyfunctional thiol used is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, based on the total solid content of the photosensitive coloring composition.
  • the photosensitive coloring composition can be prepared in the form of a solvent development type or alkali development type colored resist material.
  • the colored resist material has a dye dispersed in a colored composition containing a thermoplastic resin, a thermosetting resin or a photosensitive resin, a monomer, a photopolymerization initiator, and a solvent.
  • dye in the ratio of 5-70 mass% on the basis of the total amount of solids of the photosensitive coloring composition. More preferably, the pigment is contained in a proportion of 20 to 50% by mass, and the remainder is substantially constituted by the resin binder provided by the pigment carrier.
  • the photosensitive coloring composition may be coarse particles of 5 m or more, preferably coarse particles of 1 ⁇ m or more, more preferably 0.5 ⁇ m by means of centrifugation, sintered filter, membrane filter or the like. It is preferable to remove the coarse particles and mixed dust.
  • Each color region and black matrix is formed by solvent development type or alkali development type.
  • a photosensitive coloring composition prepared as a color resist material is applied on a transparent substrate so as to have a predetermined dry thickness. Examples of the coating method include spray coating, spin coating, slit coating, and roll coating. If necessary, the dried film is exposed to ultraviolet rays through a mask having a predetermined pattern provided in contact with or not in contact with the film. Thereafter, the developer is sprayed with a force immersed in a solvent or an alkaline developer or spraying to remove an uncured portion of the film to form a desired pattern. Furthermore, in order to accelerate the polymerization of the colored resist material, heating may be performed as necessary.
  • a color filter can be formed on a transparent substrate by sequentially forming a black matrix and each color region on the transparent substrate. According to a powerful photolithography method, each color region and black matrix can be formed with higher accuracy than the printing method.
  • an aqueous solution such as sodium carbonate or sodium hydroxide is used as the alkaline developer.
  • organic alkalis such as dimethylbenzylamine and triethanolamine can also be used as the developer.
  • defoaming agents and surfactants can be added to the developer.
  • a shower development method As a development processing method, a shower development method, a spray development method, a dip (immersion) development method, a paddle (liquid accumulation) development method, or the like can be applied.
  • the colored resist material is applied and dried, and then water-soluble or alkali-soluble resin (for example, polybulal alcohol or water-soluble acrylic resin) is applied and dried to prevent polymerization inhibition by oxygen. After the film to be formed is formed, it is necessary to perform UV exposure.
  • water-soluble or alkali-soluble resin for example, polybulal alcohol or water-soluble acrylic resin
  • Rth (B), Rth (G) and Rth (R) satisfy the above formula (2) or formula (3), so that the blue region, the green region, A red area is formed.
  • a method for controlling Rth (B), Rth (G), and Rth (R) in each color region will be described below.
  • Examples of the method include changing the Rth of the transparent resin of the dye carrier in the red region, the green region, and the blue region.
  • the transparent resin of the dye carrier used in at least one color region is different from the transparent resin of the dye carrier in other color regions.
  • Transparent resin with is used.
  • transparent resins having different Rths are used as transparent resins for the dye carriers used in the red region, the green region, and the blue region, respectively.
  • the Rth of the transparent resin as a simple pigment is, for example, a) a method for controlling the viscosity of the resin, b) a method for controlling the ⁇ of the resin, c) a method for controlling the thickness of the resin. It can be controlled by each method.
  • One transparent resin having a different molecular weight distribution is a large Rth V transparent resin, and the other is a small Rth transparent resin.
  • a cured product with controlled Rth can be obtained by crosslinking the resin with electron beam, heat, or other methods.
  • a transparent resin having a molecular weight higher than that of a green region or a red region is used as a pigment carrier of a coloring composition that forms a blue region.
  • a transparent resin having a molecular weight higher than that of the dye carrier in the red region may be used as the pigment carrier of the coloring composition that forms the green region.
  • a) method for controlling the viscosity at the time of dissolution of the resin two types of transparent resins having different intermolecular interactions are used.
  • One of the transparent resins with different intermolecular interactions is a transparent resin with a large Rth and the other is a transparent resin with a small Rth.
  • the resin having a functional group in the side chain is compared with a resin having no functional group, the resin having a functional group has higher intermolecular interaction and thus has a higher viscosity. For this reason, for the same reason as described above, a relatively large Rth occurs in the direction of the resin having a functional group.
  • Rth can also be controlled by a method in which a part of the resin is replaced with a hydrogen group or a hydrocarbon group with a fluorine group.
  • polyimide transparent resin
  • Japanese Patent No. 3211108, Japanese Patent Application Publication No. 2-14365, Japanese Patent Application Publication No. 2-14366, Japanese Patent No. 2785 359, Japanese Patent Fluorine-containing crosslinkable polyimides disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2003-520878 can be suitably used.
  • These publications disclose polyamides having similar structures and various polyimides in which hydrogen or hydrocarbon groups are substituted with fluorine.
  • the fluorine-substituted polyimide has a small Rth.
  • ⁇ of the resin As a method for controlling ⁇ of the resin, first, it is possible to exemplify using different types of transparent resin.
  • epoxy resin generally has a smaller Rth force S than polyimide resin.
  • Rth of each color region can be controlled by using different transparent resins as the transparent resin of the dye carrier of the coloring composition of each color region.
  • the Rth of the coagulant is reduced by substituting the side chain with an element having a higher electroabsorption property. be able to.
  • the Rth of rosin can be increased.
  • a method of controlling the thickness of the resin is to control Rth of each color region to a desired phase difference value by simply changing the film thickness of each color region. For example, if the film thickness of a certain color region is increased, the Rth of that color region can be increased.
  • the optical compensation layer has the opposite sign of Rth of the liquid crystal cell and the absolute value of Rth at each wavelength of the optical compensation layer so as to eliminate the Rth wavelength dispersion of the VA liquid crystal cell.
  • a liquid crystal cell having a wavelength dispersion substantially equal to Rth of each wavelength is appropriately selected and used.
  • optical compensation layer used in the VA type liquid crystal cell examples include an optical compensation layer (so-called negative C plate) having a relationship of nx ⁇ ny> nz, and a relationship of n X >nz> ny
  • An optical compensation layer whose refractive index is controlled in the thickness direction can be exemplified.
  • Nx and ny indicate in-plane refractive indexes (nx> ny), nx indicates the refractive index in the slow axis direction, ny indicates the refractive index in the fast axis direction, and nz indicates the refractive index in the thickness direction.
  • An optical compensation layer with a refractive index controlled in the thickness direction having a relationship of nx> nz> ny has a blue screen or the like due to the fact that the axis of the polarizer deviates from the cross-coll force when viewed in an oblique direction. It has the effect of preventing coloring.
  • the optical compensation layer having the relationship of nx ⁇ ny> nz is preferably disposed adjacent to the liquid crystal cell. In the present invention, the optical compensation layer may be a single layer or two or more different layers.
  • Examples of the material forming the negative C plate include non-liquid crystal polymers described in paragraphs (0022) to (0076) of Japanese Patent Application Publication 2005-1 48545.
  • examples of the material forming the negative C plate include polyamide, polyimide, polyester, polyetherketone, polyamideimide, and polyesterimide.
  • a so-called negative C plate having a relationship of nx ⁇ ny> nz is obtained by applying a coating liquid of the above material on a transparent substrate and curing it.
  • the material that forms the negative C plate is not limited to these materials!
  • the transparent substrate examples include polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyimide, polyamideimide, polyamide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyetherketone, polyketonesulfide, polyethersulfone, polysulfone, and polyphenylenesulfide.
  • Polyphenylene oxide Polyethylene terephthalate, Polybutylene terephthalate, Polyethylene naphthalate, Polyacetal, Polycarbonate, Polyacrylate, Acrylic resin, Polybulal alcohol, Polypropylene, Cellulose polymer, Epoxy resin, Phenolic resin, Norbornene Resin, isobutene ZN-methylmaleimide copolymer and styrene Z acrylic-tolyl copolymer mixture It can gel.
  • the transparent substrate is made of polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, cenorelose polymer, norbornene resin, isobutene ZN-methylmaleimide copolymer and styrene Z acryl-tolyl copolymer mixture, etc.
  • a polymer film comprising is particularly preferred.
  • the transparent substrate is A film obtained by subjecting the surface of these polymer films to a treatment such as a hydrophilization treatment, a hydrophobization treatment, or a treatment for reducing the solubility of the substrate can also be used.
  • examples of the solvent used for the coating liquid include chlorophenol, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, black benzene, onole dichroic benzene.
  • Non-hydrogenated hydrocarbons such as phenol, phenols such as phenol and parachlorophenol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene, acetone, ethyl acetate, t —Butyl alcohol, glycerin, ethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol glycol dimethylol ether, propylene glycol, dipropylene glycol, 2-methylolene 2, 4 pen Tandiol, Ethyl Cellosolve, Butyl Cellosolve, 2-Pyrrolidone, N-Methyl-2-Pyrrolidone, Pyridine, Triethylamine, Dimethylformamide, Dimethylacetamide, Acetonitrile, Buthiguchi-Tolyl, Methylisobutylketone, Methyletherketone, Cyclo
  • the solution concentration of the coating solution can be determined as appropriate. However, in consideration of coating properties to the base material layer (prevention of foreign matter contamination, unevenness and streaks during coating), it is usually 0.5 mass. % To 50% by mass, preferably 1% to 40% by mass, and more preferably 2% to 30% by mass. If the solution concentration is 0.5% by mass or less, the solution viscosity is too low, so that it is difficult to apply up to a predetermined film thickness at a time. On the other hand, if the solution concentration is 30% by mass or more, the solution viscosity is too high, and problems such as rough coating may occur.
  • the method for forming the optical compensation layer is a method in which a shrinkable film is bonded to one or both sides of a resin film to form a laminate, and the film is stretched while being heated.
  • Examples of the resin film include films having positive or negative birefringence characteristics.
  • Examples of the film exhibiting positive birefringence characteristics include polycarbonate, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, polyester, polyarylate, polyimide, and polyolefin.
  • Examples of such films include films containing
  • Examples of the film having negative birefringence include a film containing polystyrene, a styrene copolymer, polymethyl methacrylate, a methyl methacrylate copolymer, or the like.

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Abstract

　本発明は、透明基板と、カラーフィルターと、を有し、カラーフィルターの青領域、緑領域、赤領域の下記式（１）で表される厚み方向位相差値Ｒｔｈ（Ｂ）、Ｒｔｈ（Ｇ）、Ｒｔｈ（Ｒ）が、下記式（２）または（３）を満足するカラーフィルター付き液晶セル。 　式（１）：Ｒｔｈ＝［｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２｝－ｎｚ］×ｄ。 　式（２）：Ｒｔｈ（Ｂ）＞Ｒｔｈ（Ｇ）＞Ｒｔｈ（Ｒ）。 　式（３）：Ｒｔｈ（Ｂ）＜Ｒｔｈ（Ｇ）＜Ｒｔｈ（Ｒ）。 　本発明のカラーフィルター付き液晶セルは、黒表示状態に於ける光漏れによる色変化を抑制し、広い視野角に於いて良好な画像表示を実現できる。

Description

明 細 書
カラーフィルター付き液晶セル基板、及び液晶セル、及び液晶表示装置 技術分野
[0001] 本発明は、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルター付き液晶セル基板、 液晶セル、及び液晶表示装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、液晶表示装置は、ノートパソコン等のモニターやテレビなどに広く用いられて おり、特に、大型テレビでの使用が急速に拡大している。
液晶表示装置では、斜め方向から見た際、コントラスト比が高ぐ色変化が小さい（ 黒表示状態で黒表示レベルを高める)ことが重要視される。特に、近年広く用いられ ているカラー表示の液晶表示装置に於ける視野角特性の改善は重要な課題である
[0003] 液晶表示装置は、一般に、液晶セルと、該液晶セルの両側に吸収軸が略垂直又は 略平行になるように配した偏光板と、を有する。このうち液晶セルは、液晶駆動用電 極素子をマトリックス状に規則的に配置した透明基板とこれに対向する透明基板とが 、スぺーサーを介して一定間隔に保持されている。さらに、前記一対の透明基板の 間には、液晶材料が充填されている。また、電極素子の設けられた透明基板の視認 側には、カラーフィルターが形成されている。
[0004] 該液晶材料の充填された液晶セルは、それ自体複屈折性を有する。このため、液 晶セルは、斜め方向から見た場合に、光漏れにより黒表示レベルが低下する。
そこで、従来、液晶表示装置の視野角特性の改善のため、液晶セルに光学補償層 (補償板、位相差板、視野角拡大フィルムなどとも呼ばれる）を配置することが行われ ている。しかし、光学補償層を設けるだけでは、広い視野角に於ける黒表示レベルの 低下を解消できて ヽな 、のが現状である。
カラー表示の液晶表示装置の色変化の改善方法として、下記公報に記載の手段 が知られている。
特許文献 1 (日本国特許出願公開 2001— 242460)には、斜め方向から見た場合 に全体が黄色に着色することを改善するため、カラーフィルターの青領域の面内位 相差 A ndを緑領域や赤領域よりも大きくすることが開示されている。これにより、青の 光が漏れ出る率を大きくして全体的に青と補色関係にある黄色の色付きを相殺する ものである。し力しながら、特許文献 1の手段では、広い視野角に於いて黒表示レべ ノレを向上できない。
また、特許文献 2 (日本国特許出願公開 2002— 122866)には、液晶層を充填す る 2枚の基板間に複屈折性を有する位相差層を設けた TN型液晶表示装置が開示さ れている。しかし、この手段では、カラーフィルターの各色毎に位相差層を設けなけ ればならない。
[0005] 特許文献 1 :特開 2001— 242460
特許文献 2 :特開 2002— 122866
発明の開示
[0006] 本発明の目的は、斜め方向から見たときの黒表示状態における光漏れによる色変 化を抑制し、広 、視野角に於 、て良好な画像表示を実現できるカラーフィルター付 き液晶セル基板、及び液晶セル、及び液晶表示装置を提供することである。
[0007] 本発明は、透明基板と、青、緑、赤の 3色の色領域を有するカラーフィルターと、を 有し、カラーフィルターの青領域、緑領域、赤領域に於ける下記式（1)で表される厚 み方向位相差値 Rthが、下記式 (2)または（3)を満足するカラーフィルター付き液晶 セル基板を提供する。
式（1) :Rth= [{ (nx+ny) /2} -nz] X d0
式（2)： Rth (B) >Rth (G) >Rth (R)。
式（3)： Rth (B) <Rth (G) <Rth (R) G
(nx, nyは各色領域の面内に於ける屈折率 (但し、 nx≥ny)を、 nzは各色領域の厚 み方向屈折率を、 dは各色領域の厚みを、それぞれ表す。 Rth (B)は青領域に於け る波長 450nmの厚み方向位相差値を、 Rth(G)は緑領域に於ける波長 546nmの 厚み方向位相差値を、 Rth (R)は赤領域に於ける波長 633nmの厚み方向位相差値 を、それぞれ表す。 )
[0008] さらに、本発明の好ましい態様では、式 (4) : I Rth(B)— Rth (G) | ≥ | Rth(G) -Rth (R) Iを満足する上記カラーフィルター付き液晶セル基板を提供する。
[0009] また、本発明は、上記カラーフィルター付き液晶セル基板と、光学補償層とを有す る液晶セルを提供する。
本発明の好ましい態様では、上記光学補償層は、 nx^ny>nzの関係を有する補 償層、又は、 nx>nz>nyの関係を有する補償層の少なくとも何れか一方である上記 液晶セルを提供する。
(上記 nxは面内の遅相軸方向の屈折率、 nyは面内の進相軸方向の屈折率、 nzは 厚み方向の屈折率を、それぞれ表す。 )
[0010] さらに、本発明の好ましい態様では、液晶セルが VA (垂直配向）型である上記液晶 セルを提供する。
また、本発明は、上記液晶セルを有する液晶表示装置を提供する。
[0011] 本発明のカラーフィルター付き液晶セルは、斜め方向力 見たときの黒表示状態に おける光漏れによる色変化を抑制することができる。従って、本発明のカラーフィルタ 一付き液晶セルを用いることにより、広 、視野角に於 、て良好な画像表示を実現で きる液晶表示装置を提供できる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]図 1は、従来のカラーフィルター付き液晶セルの波長分散を示す参考グラフ図。
[図 2]図 2は、本発明のカラーフィルター付き液晶セルの波長分散を示す参考グラフ 図。
[図 3]図 3は、本発明のカラーフィルター付き液晶セルの波長分散を示す参考グラフ 図。
[図 4]図 4は、本発明のカラーフィルター付き液晶セルの波長分散を示す参考グラフ 図。
[図 5]図 5は、本発明のカラーフィルター付き液晶セルの波長分散を示す参考グラフ 図。
[図 6]図 6は、本発明の液晶セルを示す一部省略参考断面図。
発明を実施するための最良の形態
[0013] く課題解決原理 > 液晶表示装置の液晶モードとしては、 VA型、 IPS型、 TN型、 STN型、 OCB型な どがある。
このうち、 VA型 (垂直配向型）の液晶表示装置は、無電圧時に液晶材料が基板に 対してほぼ略垂直である。このため、 VA型の液晶表示装置は、正面 (パネルの法線 方向）から見た黒表示がクロス-コル偏光板の特性と同等となり、非常に高いコントラ ストを実現できる。
し力しながら、該液晶材料が略垂直状に充填された VA型の液晶層は、 nz>nx ny (所謂ポジティブ Cプレート）の複屈折性を示すので厚み方向に位相差を生じる。 従って、該 VA型の液晶表示装置を斜め方向から見た場合には、光漏れが生じ、黒 表示状態にぉ 、て黒表示レベルが低下する。
ここで、波長（ λ )を横軸、屈折率 (η)を縦軸としてグラフ化した場合、物質の屈折率 の波長分散は、傾きの大きさが短波長側ほど大きい曲線状となる（これは、コーシ一 の分散式より導かれる)。物質の位相差値の波長分散も、通常これに従い、波長（λ ) を横軸、位相差値を縦軸としてグラフ化した場合、傾きの大きさの絶対値が短波長側 ほど大きい曲線となる。つまり、位相差値の波長分散は、各波長に於いて連続 (単調 に増加又は単調に減少）した曲線となり、この波長分散曲線の傾きの大きさの絶対値 は短波長側ほど大きく且つ長波長側ほど小さい曲線となる（以下、このような波長分 散曲線を、「コーシ一の分散曲線」という場合がある)。尚、傾きとは、波長分散曲線 に引 、た接線の傾きである。
また、厚み方向位相差 (以下、「Rth」という場合がある）は、式（1)： Rth= [{ (nx+ ny) Z2}— nz] X dによって求められる。この Rthの波長分散も、上記のとおり、コー シ一の分散曲線となる。なお、 nx, nyは面内に於ける屈折率 (但し、 nx≥ny)を、 nz は厚み方向屈折率を、 dは厚みを示す。
このことは、 VA型の液晶層だけでなぐ他のモードの液晶層、光学補償層などの光 学材料などの各種複屈折物質について共通する事項である。
屈折率が nz >nx^ny (所謂ポジティブ Cプレート）である V A型液晶層の Rthは、 マイナスで、その波長分散は、正分散となる。一方、屈折率が nzく nx^nyである所 謂ネガティブ Cプレートの Rthは、プラスで、その波長分散は、正分散となる。 尚、正分散とは、 Rthの絶対値（ I Rth I )が短波長側ほど大きい波長分散曲線を 示すものを言う。逆分散とは、 Rthの絶対値が短波長側ほど小さい波長分散曲線を 示すもの言う。
[0015] そして、上記 VA型液晶表示装置の光漏れを抑制するには、 VA型の液晶層の Rth を打ち消すように、 VA型の液晶層の Rthとは符号が逆 (即ち、 Rthがプラス)で、且 つ各波長に於ける Rthの絶対値が略等しい光学補償層を配置することが簡便な方 法である。このような光学補償層としては、 nzく nx^nyである所謂ネガティブ Cプレ ートが挙げられる。
[0016] ところが、カラーフィルターの具備されたカラーフィルター付き VA型液晶セルは、上 記光学補償層を設けても、斜めカゝら見た黒表示レベルが低下する。この点、本発明 者らが鋭意研究したところ、カラーフィルター付き VA型液晶セルの Rthは、カラーフ ィルターの各色領域の Rthに影響を受けている。この影響を考慮しないで、単に液晶 セルの Rthを打ち消す上記光学補償層を設けるだけでは、光漏れを防止できな!/、こ とを見出した。
[0017] 具体的には、カラーフィルタ一は、青色の光が透過する青領域、緑色の光が透過 する緑領緑域、赤色の光が透過する赤領域に塗り分けられて構成されている。各色 領域は、それぞれ独立した光学特性を示すので、各色領域毎に異なる Rthを生じ得 る。
カラーフィルター付き液晶セル (以下、「液晶セル」と略記する場合がある）に於 、て は、液晶層からカラーフィルターを通過して光が出射される。このため、該液晶セル の Rthは、液晶層の Rthとカラーフィルターの Rthの合成となる。
従って、 VA型液晶セルの Rthの波長分散は、 VA型液晶層の Rthの波長分散に 各色領域の中心波長（各色の透過率が最大の波長）の Rthを加算して合成される曲 線となる。
一般に、青領域の中心波長は 450nm、緑領域の中心波長は 546nm、赤領域の 中心波長は 633nmである。以下、青領域に於ける波長 450nmの Rthを、 Rth (B)、 緑領域に於ける波長 546nmの Rthを、 Rth(G)、赤領域に於ける波長 633nmの Rt hを、 Rth (R)と記す。 [0018] 例えば、 Rth (B)がマイナスで、 Rth (G)がプラスで、 Rth (R)がマイナスである場合 を例にする。この場合、図 1に示すように、各色領域の Rthと VA型液晶層の Rthの合 成力 なる VA型液晶セルの Rthの波長分散は、青領域から緑領域に於ける波長で は長波長側になるに従い単調に増加（単調にプラス側へ移行)し、緑領域から赤領 域に於ける波長では長波長側に向力うに従 、単調に減少（単調にマイナス側へ移行 )する曲線となる。
このような傾きが逆転する変曲点を有する波長分散曲線を示す液晶セルに対して は、汎用的な光学補償層では補償できない。
すなわち、被補償物の補償は、被補償物の Rthと符号が逆で、且つ各波長に於け る Rthの絶対値が略等しい光学補償層を設けることで達成できる。従って、上記変曲 点を有する液晶セルに対して補償する場合には、変曲点を有する波長分散曲線を 示す光学補償層を設けなければならな ヽ。
しかし、上記コーシ一の分散式より、汎用的な光学補償層の Rthの波長分散は、傾 きの大きさの絶対値が短波長側ほど大きい。従って、 Rthの波長分散曲線の傾きが 逆転する変曲点を有するような光学補償層を用いて補償することは現実的には困難 である。
また、変曲点を有する波長分散曲線を示す液晶セルに対して、例えば、青領域か ら緑領域に於ける波長分散を打ち消すような光学補償層 (ネガティブ Cプレート)を用 いた場合には、赤領域の補償ができず、黒表示状態に於いて赤味を帯びる。同様に 、緑領域力 赤領域に於ける波長分散を打ち消すような汎用的な光学補償層を用い た場合には、青領域の補償ができない。
[0019] 以上のように、従来、 VA型液晶セルを設計する場合、カラーフィルターの Rthは何 ら考慮されていなカゝつた。それ故、液晶セルに対する補償は、汎用的な光学補償層（ 例えば、ネガティブ Cプレート等）を用いて行うことができず、液晶表示装置の黒表示 レベルの低下を抑制できなかったのである。
力かるカラーフィルターの Rthと液晶層の Rthとの関係に着目した知見は、本発明 者らが初めて見出した事項である。
[0020] <本発明のカラーフィルターの構成 > そこで、本発明は、透明基板と、青、緑、赤の 3色の色領域を有するカラーフィルタ 一と、を有するカラーフィルター付き液晶セル基板に於いて、カラーフィルターの青 領域、緑領域、赤領域の Rthが下記式（2)または（3)を満足するように構成する。 式（2)： Rth (B) >Rth (G) >Rth (R)。
式（3)： Rth (B) <Rth (G) <Rth (R) G
上記 nx, nyは各色領域の面内に於ける屈折率 (但し、 nx≥ny)、 nzは各色領域の 厚み方向屈折率を、 dは各色領域の厚みを、表す。 Rth(B)は青領域に於ける波長 4 50nmの厚み方向位相差値を、 Rth(G)は緑領域に於ける波長 546nmの厚み方向 位相差値を、 Rth (R)は赤領域に於ける波長 633nmの厚み方向位相差値を、表す
[0021] カラーフィルターの各色領域に於ける Rth力 Rth (B) >Rth (G) >Rth (R)、又は Rth (B) <Rth(G)く Rth (R)であるので、カラーフィルター付き液晶セルの Rthの 波長分散は、各波長に於いて連続 (単調に増加又は単調に減少）した曲線であって 、傾きの大きさの絶対値が短波長側ほど大きい曲線となる。
従って、該液晶セルは、上述のコーシ一の分散曲線に従う汎用的な光学補償層を 用いて補償できる。これにより、液晶表示装置の黒表示状態に於ける光漏れが防止 され、斜め方向から見た黒表示レベルの高い液晶表示装置を提供できる。
尚、青領域、緑領域及び赤領域の波長のうち、波長 450nm、波長 546nm、波長 6 33nmを基準にしたのは、各色領域に於ける各色の光が最も透過率の高い中心波 長だ力もである。この各色領域の Rth (B)、 Rth (G)及び Rth (R)を基準にすれば、 上記関係を満たす各色領域の形成を比較的容易に行える。
[0022] 上記式（2)： Rth (B) >Rth (G) >Rth (R)を満足するカラーフィルタ一は、例えば 、図 2に示すように、 Rth (B) , Rth (G) , Rth (R)が何れもマイナス（同符号）、図 3に 示すように、 Rth (B) , Rth(G) , Rth (R)が何れもプラス（同符号）、その他図示しな V、が、 Rth (B) , Rth (G)がプラスで且つ Rth (R)がマイナスなどが該当する。
該式（2)を満足するカラーフィルターの Rthと VA型液晶層の Rthの合成力ゝらなる V A型液晶セルの Rthの波長分散は、図 2及び図 3に示すように、コーシ一の分散曲線 となる。 [0023] 一方、式（3)： Rth (B) <Rth (G)く Rth (R)を満足するカラーフィルタ一は、例え ば、図 4に示すように、 Rth (B) , Rth (G) , Rth (R)が何れもマイナス（同符号）、図 5 に示すように、 Rth (B) , Rth (G) , Rth (R)が何れもプラス（同符号）、その他図示し な！、が、 Rth (B) , Rth (G)がマイナスで且つ Rth (R)がプラスなどが該当する。 該式（3)を満足するカラーフィルターの Rthと VA型液晶層の Rthの合成力ゝらなる力 ラーフィルター付き VA型液晶セルの Rthの波長分散も、図 4及び図 5に示すように、 コーシ一の分散曲線となる。
[0024] このように式（2)又は式（3)を満足する VA型液晶セルの Rthは、何れもコーシ一の 分散曲線となるので、該 VA型液晶セルは、汎用的な光学補償層（例えば、ネガティ ブ Cプレート）を用いて補償することができる。
[0025] 上記式（2)又は式（3)を満足するカラーフィルターのうち、更に、式 (4)： I Rth (B)
-Rth (G) I≥ I Rth (G) -Rth (R) Iを満足するカラーフィルターを用いることが より好まし 、。
Rth (B)— Rth (G)の絶対値よりも、 Rth (G)— Rth (R)の絶対値が小さいほど、合 成される VA型液晶セルの Rthは、長波長側ほど変化が小さくなる。よって、合成され る VA型液晶セルの Rthの波長分散は、傾きの大きさの絶対値が長波長側ほど小さ い曲線に近づくので、コーシ一の分散曲線に適合しやすくなる。力かる VA型液晶セ ルは、汎用的な光学補償層を用いてより好ましく補償できる。
[0026] 上記式（2)又は式（3)を満足することを条件として、カラーフィルターの Rth (B) , R th(G) , Rth (R)の具体的数値は特に限定されない。もっとも、 I Rth (B) -Rth (G) I又は I Rth (G)— Rth (R) I力 余りに大きい場合には、合成される VA型液晶セ ルの Rthの波長分散曲線力 コーシ一の分散曲線に適合しなくなることもあり得る。こ の点、 Rth(B)、 Rth (G)及び Rth (R)は、合成される VA型液晶セルの Rthの波長 分散曲線を考慮して適宜設計することが望ましい。
[0027] <液晶セルについて >
本発明のカラーフィルター付き液晶セル基板は、カラーフィルターの各色領域の Rt hが上記式（2)又は式（3)の関係にあることを条件として、従来公知の様々構造のも のを採用することができる。例えば、図 6に、本発明の液晶セルの構成例を示す。 [0028] 1は、カラーフィルター付き液晶セル基板を示す。該カラーフィルター付き液晶セル 基板 1は、視認 (表示)側に配置される透明基板 2と、該透明基板 2に形成されたカラ 一フィルター 3と、を有する。
10は、液晶セルを示す。該液晶セル 10は、カラーフィルター付き液晶セル基板 1と 、該基板 1にスぺーサー（図示せず)を介して対向配置された他方の透明基板 4と、 カラーフィルター付き透明基板 2と他方の透明基板 4の間に形成される液晶層 5に充 填された液晶材料と、を有する。該液晶セル 10は、液晶表示装置に組み込まれて使 用される。
[0029] 上記カラーフィルター 3は、透明基板 2に、所定のパターン (ストライプ状など)で形 成された青領域 31、緑領域 32及び赤領域 33を有する。また、前記各色領域 31, 32 , 33の間には、所定パターンのブラックマトリックス 34が形成されている。カラーフィ ルター 3の液晶層 5側には、液晶材料駆動用の TFT基板などの電極素子（図示せず )が設けられている。
さらに、カラーフィルター付き透明基板 1の視認側には、光学補償層 6が設けられて いる。尚、光学補償層 6は、図 6 (b)に示すように、液晶セル 10を挟むように、他方の 透明基板 4側にも設けることもできる。 7は、液晶セル 10の両側（光学補償層 6の外側 )に設けられた一対の偏光板を示す。この一対の偏光板 7, 7は、その吸収軸が略垂 直又は略平行になるように配置されて 、る。
[0030] 上記透明基板 2としては、特に限定されず、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透明ガラス板;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光学用榭脂板などの可撓性を有す る透明なフレキシブル材；などを用いることができる。
[0031] 上記液晶層 5には、従来公知の液晶材料を充填できる力 高コントラストなどの点か ら、無電圧時に液晶材料が透明基板に対してほぼ略垂直に配向する VA (垂直配向 )型となる液晶材料を用いることが好ましい。該液晶材料としては、棒状液晶などを用 いることがでさる。
[0032] 青領域 31、緑領域 32及び赤領域 33の乾燥膜厚は、通常、 0. 2〜： LO /z mであり、 好ましくは 0. 2〜5 /ζ πι程度である。ただし、後述するように、各色領域の Rthを制御 する一手段として、各色領域毎に層厚が異なるものでもよ 、。
[0033] <カラーフィルターの構成材料など >
カラーフィルターの各色領域は、着色組成物を視認側の透明基板に塗工すること により形成されている。着色組成物は、透明榭脂及びその前駆体力もなる色素担体 と、色素と、を有し、好ましくは更に光重合開始剤を含有する。
[0034] 透明榭脂は、可視光領域 400〜700nmの全波長にぉ 、て、透過率が好ましくは 8
0%以上、より好ましくは 95%以上の榭脂である。
透明榭脂は、熱可塑性榭脂、熱硬化性榭脂、感光性榭脂などが含まれる。透明榭 脂の前駆体は、放射線照射により硬化して透明榭脂を生成するモノマーもしくはオリ ゴマーが含まれる。これらは、 1種単独で、または 2種以上混合して用いることができ る。
[0035] 熱可塑性榭脂としては、例えば、プチラール榭脂、スチレン一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 -ル共重合体、ポリ酢酸ビュル、ポリウレタン系榭脂、ポリエステル榭脂、アクリル系 榭脂、アルキッド榭脂、ポリスチレン、ポリアミド榭脂、ゴム系榭脂、環化ゴム系榭脂、 セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド榭脂等が挙げられる。
また、熱硬化性榭脂としては、例えば、エポキシ榭脂、ベンゾグアナミン榭脂、ロジ ン変性マレイン酸榭脂、ロジン変性フマル酸榭脂、メラミン榭脂、尿素樹脂、フエノー ル榭脂等が挙げられる。
[0036] 感光性榭脂としては、（メタ)アタリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高 分子に導入した榭脂が挙げられる。該榭脂は、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と、イソシァネート基、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)アクリル化合物又はケィヒ酸等とを反応させたも のなどが挙げられる。
また、感光性榭脂は、スチレン 無水マレイン酸共重合物や α—ォレフイン 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）ァ タリレート等の水酸基を有する (メタ)アクリルィ匕合物を用いてハーフエステルイ匕したも のも用いることができる。 [0037] 上記前駆体のモノマーおよびオリゴマーとしては、メチル (メタ）アタリレート、ェチル (メタ）アタリレート、 2—ヒドロキシェチル (メタ）アタリレート、 2—ヒドロキシプロピル (メ タ）アタリレート、シクロへキシル (メタ）アタリレート、 β—カルボキシェチル (メタ）アタリ レート、ポリエチレングリコールジ (メタ）アタリレート、 1, 6—へキサンジオールジ (メタ )アタリレート、トリエチレングリコールジ (メタ）アタリレート、トリプロピレングリコールジ（ メタ）アタリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アタリレート、ペンタエリスリトールトリ (メタ）アタリレート、 1, 6—へキサンジオールジグリシジルエーテルジ (メタ）アタリレー ト、ビスフエノール Αジグリシジルエーテルジ (メタ）アタリレート、ネオペンチルグリコー ルジグリシジルエーテルジ (メタ）アタリレート、ジペンタエリスリトールへキサ（メタ）ァク リレート、トリシクロデ力-ル (メタ）アタリレート、エステルアタリレート、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）アタリレート、ウレタンアタリレート等の (メタ）アクリル酸エステル；（メタ）アクリル酸;スチレン；酢酸ビュル；ヒドロキシェチルビ ニノレエーテノレ、エチレングリコーノレジビニノレエーテノレ、ペンタエリスリトーノレトリビニノレ エーテルなどのエーテル類；（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—ビュルホルムアミドなどのアミド類;アクリロニトリル等が挙げられる。これら は、 1種単独でまたは 2種類以上混合して用いることができる。
[0038] 着色組成物に含まれる色素としては、有機または無機の顔料が挙げられる。これら は、 1種単独でまたは 2種類以上混合して用いることができる。
顔料のなかでは、発色性が高ぐ且つ耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い 顔料が好ましぐ通常は有機顔料が用いられる。
以下に、本発明の着色組成物に使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデッ タス番号で示す。
[0039] 赤領域を形成するための赤色感光性着色組成物に用いる赤色顔料としては、例え ば、 C. I. Pigment Red 1、 2、 3、 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、 22 6、 227、 228、 240、 246、 254、 255、 264、 272、 279等力挙げられる。
赤色感光性着色組成物には、黄色顔料、オレンジ顔料を併用することができる。 [0040] 緑領域を形成するための緑色感光性着色組成物に用いる緑色顔料としては、例え ば、 C. I. Pigment Green 7、 10、 36、 37等が挙げられる。
緑色感光性着色組成物には黄色顔料を併用することができる。
[0041] 青領域を形成するための青色感光性着色組成物に用いる青色顔料としては、例え ば、 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。
青色感光性着色組成物には、例えば、 C. I. Pigment Violet 1、 19、 23、 27、
29、 30、 32、 37、 40、 42、 50等の紫色顔料を併用すること力 Sできる。
[0042] ブラックマトリックスを形成するための黒色感光性着色組成物に用いる顔料としては
、例えば、カーボンブラック、ァニリンブラック、アントラキノン系黒色顔料、ペリレン系 黒色顔料、具体的には、 C. I. Pigment Black 1、 6、 7、 12、 20、 31等が挙げら れる。
黒色感光性着色組成物には、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料の混合物を用いるこ とちでさる。
黒色顔料としては、価格、遮光性の大きさからカーボンブラックが好ましい。該カー ボンブラックは、榭脂などで表面処理されて 、てもよ 、。
また、色調を調整するため、黒色感光性着色組成物には、青色顔料や紫色顔料を 併用することができる。
[0043] カーボンブラックとしては、ブラックマトリックスの形状の観点から、 BET法による比 表面積が 50〜200m2Zgであるものが好まし 、。比表面積が 50m2Zg未満のカー ボンブラックを用いた場合、ブラックマトリックス形状の劣化を引き起こす虞があるから である。一方、比表面積が 200m2/gより大きいカーボンブラックを用いた場合、カー ボンブラックに分散助剤が過度に吸着してしまい、諸物性を発現させるためには多量 の分散助剤を配合する必要が生じるからである。
[0044] また、カーボンブラックとしては、感度の点から、フタル酸ジブチル（以下、「DBP」と いう）の吸油量が 120ccZl00g以下のものが好ましぐ該吸油量が少なければ少な いものほどより好ましい。
更に、カーボンブラックの平均 1次粒子径は、 20〜50nmであることが好ましい。平 均 1次粒子径が 20nm未満のカーボンブラックを用 Vヽた場合、高濃度に分散させるこ とが困難であり、経時安定性の良好な感光性黒色組成物が得られ難いからである。 一方、平均 1次粒子径が 50nmより大きいカーボンブラックを用いた場合、ブラックマ トリックス形状の劣化を招く虞れがあるからである。
[0045] また、無機顔料としては、べんがら (赤色酸化鉄 (III) )、カドミウム赤、群青、紺青、 酸ィ匕クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒などの金属酸化物粉 、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。本発明の着色組成物には、調 色のため、耐熱性を低下させな ヽ範囲内で染料を含有させることができる。
[0046] 各着色組成物は、溶剤を含んでいてもよい。これは、色素を充分に色素担体中に 分散させ、透明基板上に所定の乾燥膜厚となるように塗布するためである。溶剤を含 む着色組成物を用いれば、所定厚の各色領域やブラックマトリックスを容易に形成す ることがでさる。
溶剤としては、例えばシクロへキサノン、ェチルセ口ソルブアセテート、ブチルセロソ ルブアセテート、 1ーメトキシー 2—プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチ ノレエーテノレ、ェチノレベンゼン、エチレングリコーノレジェチノレエーテノレ、キシレン、ェチ ルセ口ソルブ、メチルー 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ェ ン、メチルェチルケトン、酢酸ェチル、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、イソプチルケトン、石油系溶剤等が挙げられる。これらは、 1種単独 でまたは 2種以上混合して用いられる。
[0047] 上記のように、着色組成物は、色素または 2種以上の色素を、好ましくは光重合開 始剤と共に、色素担体および溶剤中に微細に分散させたものを用いることができる。 前記着色組成物を構成する成分は、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、 エーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散することができる。 また、 2種以上の色素を含む感光性着色組成物は、各色素を別々に色素担体およ び溶剤中に微細に分散させたものを混合して製造することもできる。
色素を色素担体および溶剤中に分散する際には、適宜、榭脂型顔料分散剤、界面 活性剤、色素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。このため、分散助剤を用いて顔料を色素担体および溶剤中に分散してなる感光 性着色組成物は、透明性に優れたカラーフィルターを形成できる。
[0048] 榭脂型顔料分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、色素担 体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の色素担体への分散を安定ィ匕 する働きをするものである。
榭脂型顔料分散剤としては、ポリウレタン、ポリアタリレートなどのポリカルボン酸ェ 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-ゥム塩、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、これらの変性物、ポリ（低 級アルキレンィミン）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榭脂ゃ水溶性高分子化 合物；ポリエステル系；変性ポリアタリレート系；エチレンオキサイド Zプロピレンォキサ イド付加ィ匕合物;燐酸エステル系等が挙げられる。これらは、 1種単独でまたは 2種以 上を混合して用いることができる。
[0049] 界面活性剤としては、ラウリル硫酸ソーダ、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ソーダ、スチレン アクリル酸共重合体のアルカリ 塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフエ -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ァミン、ラウリル硫 酸トリエタノールァミン、ラウリル硫酸アンモ-ゥム、ステアリン酸モノエタノールァミン、 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 エタノールァミン、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ァ-ォ ン性界面活性剤；ポリオキシエチレンォレイルエーテル、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エニルエーテル、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-オン性界面活性剤；アルキル 4級アンモ-ゥム 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 チルァミノ酢酸べタインなどのアルキルべタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界 面活性剤；などが挙げられる。これらは、 1種単独でまたは 2種以上を混合して用いる ことができる。
[0050] 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、前記有機色素には、 一般に色素とは呼ばれていないもの、例えばナフタレン系、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、日本国特許出願公開昭 63— 305173号公報、日本国特許 出願公告昭 57— 15620号公報、日本国特許出願公告昭 59— 40172号公報、 日 本国特許出願公告昭 63— 17102号公報、日本国特許出願公告平 5— 9469号公 報等に記載されているものが挙げられる。これらは、 1種単独でまたは 2種類以上を 混合して用いることができる。
[0051] 光重合開始剤としては、例えば、 4 フエノキシジクロロアセトフエノン、 4— t—ブチ ルージクロロアセトフエノン、ジェトキシァセトフェノン、 1— (4—イソプロピルフエ-ル） — 2—ヒドロキシ 2—メチルプロパン一 1 オン、 1 ヒドロキシシクロへキシルフエ- ルケトン、 2—ベンジル一 2—ジメチルァミノ一 1— (4—モルフォリノフエ-ル）一ブタン —1—オン等のァセトフエノン系化合物；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベン ゾインェチルエーテル、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；ベンゾフヱノン、ベンゾィル安息香酸、ベンゾィル安息香 酸メチル、 4—フエ-ルペンゾフエノン、ヒドロキシベンゾフエノン、アクリル化べンゾフ ェノン、 4—ベンゾィル—4'—メチルジフエ-ルサルファイド、 3, 3 ' , 4, 4'—テトラ（t ブチルパーォキシカルボニル）ベンゾフエノン等のベンゾフエノン系化合物；チォキ 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 ジイソプロピルチォキサントン、 2, 4 ジェチルチオキサントン等のチ ォキサントン系化合物； 2, 4, 6 トリクロ口一 s トリアジン、 2—フエ-ルー 4, 6 ビ ス（トリクロロメチル） s トリァジン、 2— (p—メトキシフエ-ル） 4, 6 ビス（トリクロ ロメチル） s トリァジン、 2— (p トリル） 4, 6 ビス（トリクロロメチル） s トリア ジン、 2 ピぺ口-ル一 4, 6 ビス（トリクロロメチル） s トリァジン、 2, 4 ビス（トリ クロロメチル） 6—スチリル一 s トリァジン、 2 （ナフトー 1 ィル） 4, 6 ビス（ト リク口ロメチル） s トリァジン、 2— (4—メトキシ一ナフト一 1—ィル） 4, 6 ビス（ト リク口ロメチル） s トリァジン、 2, 4 トリクロロメチル一（ピぺ口-ル） 6 トリアジ ン、 2, 4 トリクロロメチル（4， 一メトキシスチリル）一 6 トリァジン等のトリアジン系化 合物； 1, 2—オクタンジオン， 1—〔4— (フエ-ルチオ）—， 2— (O ベンゾィルォキ シム）〕、 O— (ァセチル） N— (1—フエ-ルー 2—ォキソ 2— (4'—メトキシ一ナフ チル）ェチリデン）ヒドロキシルァミン等のォキシムエステル系化合物；ビス（2, 4, 6— トリメチルベンゾィル）フエ-ルホスフィンオキサイド、 2, 4, 6 トリメチルベンゾィルジ フエ-ルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物； 9, 10 フエナンスレンキノン 、カンファーキノン、ェ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；力 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種単独でまたは 2種以上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. 5〜4 5質量％が好ましぐより好ましくは 3〜30質量％、更に好ましくは 4〜10質量％であ る。
さらに、増感剤を併用することもできる。増感剤としては、トリエタノールァミン、メチ ルジェタノールァミン、トリイソプロパノールァミン、 4—ジメチルァミノ安息香酸メチル 、 4ージメチルァミノ安息香酸ェチル、 4ージメチルァミノ安息香酸イソァミル、安息香 酸 2 ジメチルアミノエチル、 4 ジメチルァミノ安息香酸 2 ェチルへキシル、 N, N ージメチルバラトルイジン、 4, 4' ビス（ジメチルァミノ）ベンゾフエノン、 4, 4' ビス (ジェチルァミノ）ベンゾフエノン、 4, 4， 一ビス（ェチルメチルァミノ）ベンゾフエノン等 のァミン系化合物などが挙げられる。これらの増感剤は、 1種単独でまたは 2種以上 混合して用いることができる。
また、上記増感剤としては、好ましくは 4, 4'—ビス (ジメチルァミノ)ベンゾフエノン、 4, 4，—ビス（ジェチルァミノ）ベンゾフエノンが用いられ、より好ましくは 4, 4，—ビス（ ジェチルァミノ）ベンゾフエノンが用いられる。
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. 5〜55質量 %が好ましぐより好ましくは 2. 5〜40質量％で、更に好ましくは 3. 5〜25質量％で ある。
[0053] さらに、感光性着色組成物は、連鎖移動剤としての働きをする化合物を含んでいて もよい。該化合物としては、例えば、多官能チオールが挙げられる。
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ぐ例えば、へ キサンジチォ一ノレ、デカンジチォ一ノレ、 1, 4 ブタンジォーノレビスチォプロピオネー ト、 1, 4 ブタンジオールビスチォグリコレート、エチレングリコールビスチォグリコレ ート、エチレングリコールビスチォプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチォグ リコレート、トリメチロールプロパントリスチォプロピオネート、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ォグリコレート、ペンタ エリスリトールテトラキスチォプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（2—ヒド 口キシェチル)イソシァヌレート、 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 トリァジン、 2— (N, N—ジブチルァミノ）— 4, 6 ジメルカプト— s トリ ァジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、 1種単独でまたは 2種以上混合 して用いることができる。
[0054] 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％が好ましぐより好ましくは 1〜20質量％である。
[0055] 感光性着色組成物は、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材の形態 で調製することができる。着色レジスト材は、熱可塑性榭脂、熱硬化性榭脂または感 光性榭脂と、モノマーと、光重合開始剤と、溶剤と、を含有する着色組成物中に、色 素を分散させたものである。色素は、感光性着色組成物の全固形分量を基準として 5 〜70質量％の割合で含有することが好ましい。より好ましくは、色素が、 20〜50質量 %の割合で含有し、その残部が、色素担体により提供される榭脂バインダーカゝら実質 的に構成される。
[0056] 感光性着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ又はメンブレンフィルタ等の手段に て、 5 m以上の粗大粒子、好ましくは 1 μ m以上の粗大粒子、さらに好ましくは 0. 5 μ m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 、。
[0057] 各色領域及びブラックマトリックスの形成は、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着 色レジスト材として調製した感光性着色組成物を、透明基板上に所定乾燥厚となるよ うに塗布する。この塗布方法としては、例えば、スプレーコートやスピンコート、スリット コート、ロールコート等が挙げられる。必要により、乾燥された膜に、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力 または、スプレーなどにより 現像液を噴霧し、前記膜の未硬化部を除去し所望のパターンを形成する。さらに、着 色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すしてもよい。透明基板 上にブラックマトリックス及び各色領域を順次形成することにより、透明基板上にカラ 一フィルターを形成できる。力かるフォトリソグラフィ一法によれば、印刷法より精度の 高い各色領域およびブラックマトリックスを形成できる。
[0058] 現像に際して、アルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム、水酸ィ匕ナトリウム等の水溶 液が使用される。また、該現像液として、ジメチルベンジルァミン、トリエタノールァミン 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 添カロすることちでさる。
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。
尚、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性 あるいはアルカリ可溶性榭脂（例えばポリビュルアルコールや水溶性アクリル榭脂等 )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 ことちでさる。
[0059] <カラーフィルターの各色領域の Rthの制御 >
本発明のカラーフィルターを製造する際には、 Rth (B)、 Rth (G)及び Rth (R)が、 上記式 (2)又は式 (3)を満足するように、青領域、緑領域、赤領域を形成する。以下 、各色領域に於ける Rth (B)、 Rth (G)及び Rth (R)を制御する手法につ!、て説明す る。
上記手法としては、例えば、赤領域、緑領域、青領域に於ける色素担体の透明榭 脂の Rthを変化させることが例示できる。具体的には、少なくとも 1つの色領域に用い られる色素担体の透明榭脂として、他の色領域の色素担体の透明樹脂と異なる Rth を持つ透明樹脂が使用される。好ましくは、赤領域、緑領域及び青領域にそれぞれ 用いられる色素担体の透明榭脂として、それぞれ異なる Rthを持つ透明樹脂が使用 される。
[0060] 色素単体の透明樹脂の Rthは、例えば、 a)榭脂の溶解時の粘度を制御する方法、 b)榭脂の Δ ηを制御する方法、 c)榭脂の厚みを制御する方法などの各方法で制御 することができる。
[0061] a)榭脂の溶解時の粘度を制御する方法としては、例えば、分子量分布が異なる 2 種類の透明樹脂が用いられる。分子量分布の異なる透明榭脂は、一方が Rthの大き Vヽ透明樹脂となり、他方が Rthの小さ ヽ透明樹脂となる。
分子量の大き!、榭脂の方が分子間の絡みが起き易 、ことから、分子量の大き!、榭 脂は、溶剤に溶力した時に同一濃度であっても粘度が大きくなる。よって、分子量の 大きい榭脂は、塗工後の乾燥工程において、より早い段階から分子状態が固定され る。この為、その後の更なる乾燥工程において厚み方向位相差が発現する際に、分 子量の大きい榭脂は、分子量の小さい榭脂を使用した時に比べて相対的に大きな R thが発生する。この状態で電子線や熱、あるいはその他の方法で榭脂を架橋するこ とにより、 Rthを制御した硬化物が得られる。例えば、式（2)を満足するカラーフィルタ 一を形成する場合には、青領域を形成する着色組成物の色素担体として、緑領域や 赤領域の色素担体よりも分子量が大きい透明榭脂を用いればよぐ且つ、緑領域を 形成する着色組成物の色素担体として、赤領域の色素担体よりも分子量が大きい透 明榭脂を用いればよい。
[0062] 次に、 a)榭脂の溶解時の粘度を制御する方法の別の形態としては、分子間相互作 用が異なる 2種類の透明樹脂が用いられる。分子間相互作用が異なる透明榭脂は、 一方が Rthの大きい透明榭脂となり、他方が Rthの小さい透明榭脂となる。例えば、 側鎖に官能基がある樹脂と官能基が無い榭脂を対比すると、官能基のある樹脂の方 が分子間相互作用が高ぐ従って高粘度である。このため、上記と同じ理由で、官能 基のある樹脂の方力 相対的に大きな Rthが発生する。
また、例えば、榭脂中の一部を水素基や炭化水素基をフッ素基に置換する方法で も Rthを制御することができる。例えば、ポリイミド (透明榭脂）を色素担体として使用 する場合を例示すると、日本国特許第 3211108号公報、日本国特許出願公告平 2 — 14365号公報、日本国特許出願公告平 2— 14366号公報、日本国特許第 2785 359号公報、日本国特許出願公表 2003— 520878号公報などに開示されている含 フッ素架橋性ポリイミドが好適に使用できる。これらの公報には、構造が類似したポリ アミドゃ、水素あるいは炭化水素基がフッ素に置換された様々なポリイミドが開示され ている。このようにポリイミドの一部の水素や炭化水素基をフッ素基に置換することに より、該フッ素置換ポリイミドは、 Rthが小さくなる。
[0063] また、色素担体と顔料の混合物を塗工する際の溶媒の種類や濃度を変える方法で も、ある程度の Rth制御が可能である。硬化時の溶媒粘度が相対的に小さい場合に は、 Rthの小さなカラーフィルター（各色領域)を形成できる。
[0064] 次に、 b)榭脂の Δ ηを制御する方法としては、先ず、異なる種類の透明榭脂を用い ることが例示できる。例えば、エポキシ榭脂は、一般的にポリイミド榭脂に比べて Rth 力 S小さい。各色領域の着色組成物の色素担体の透明榭脂として、それぞれ異なる透 明榭脂を使用することで、各色領域の Rthを制御できる。
[0065] また、主鎖骨格を固定した場合 (主鎖が同一の榭脂の場合）には、その側鎖をより 吸電子性の強い元素で置換することによって、榭脂の Rthを低下させることができる。 一方、主鎖骨格の中の共役電子を増やすこと (例えば芳香環を導入するなど）によつ て、榭脂の Rthを大きくすることができる。
[0066] c)樹脂の厚みを制御する方法は、単純に各色領域の膜厚を変化させることにより、 各色領域の Rthを所望の位相差値に制御するものである。例えば、ある色領域の膜 厚を大きくすると、その色領域の Rthを大きくすることができる。
[0067] <光学補償層 >
本発明において、光学補償層は、 VA型液晶セルの Rthの波長分散をうち消すよう に、該液晶セルの Rthと符号が逆で、且つ光学補償層の各波長に於ける Rthの絶対 値が液晶セルの各波長の Rthと略等しい波長分散を示すものを適宜選択して用いら れる。
VA型の液晶セルに用いられる上記光学補償層としては、例えば、 nx^ny>nzの 関係を有する光学補償層（所謂ネガティブ Cプレート）、 nX>nz>nyの関係を有する 厚み方向に屈折率が制御された光学補償層を例示することができる。尚、 nx、 nyは 面内の屈折率 (nx>ny)を示し、 nxは遅相軸方向の屈折率、 nyは進相軸方向の屈 折率、 nzは厚み方向の屈折率を示し。
nx=ny> nzの関係を有する光学補償層は、 VA型液晶セルの位相差を好ましく補 償できる。 nx>nz>nyの関係を有する厚み方向に屈折率が制御された光学補償層 は、斜め方向力 見た場合に偏光子の軸がクロス-コル力 ずれることが原因で、画 面が青色等に着色することを防止する効果を有する。上記 nx^ ny > nzの関係を有 する光学補償層は、液晶セルに隣接して配置していることが好ましい。本発明に於い ては、光学補償層は、 1層又は異なる 2層以上を積層することができる。
[0068] 前記ネガティブ Cプレートを形成する材料としては、 日本国特許出願公開 2005— 1 48545の段落 (0022)〜（0076)に記載の非液晶ポリマーが挙げられる。具体的に は、ネガティブ Cプレートを形成する材料としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル 、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド等が挙げられる。前記ネガテ イブ Cプレートの製造方法としては、透明基板上に上記材料の塗工液を塗布し、硬化 することで nx^ny>nzの関係を有するいわゆるネガティブ Cプレートとなる。ただし、 ネガティブ Cプレートを形成する材料は、これらの材料に限定されるものではな!/、。
[0069] 上記透明基板としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフイン、ポリイミド 、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエ ーテルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフ ェ-レンサルファイド、ポリフエ-レンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリ ァリレート、アクリル榭脂、ポリビュルアルコール、ポリプロピレン、セルロース系ポリマ ース、エポキシ榭脂、フエノール榭脂、ノルボルネン系榭脂、イソブテン ZN—メチル マレイミド共重合体とスチレン Zアクリル-トリル共重合体の混合物等のポリマーフィ ルムを挙げることができる。中でも、上記透明基板は、ポリエチレン、ポリプロピレン、 ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、セノレロース系ポリマー、ノルボ ルネン系榭脂、イソブテン ZN—メチルマレイミド共重合体とスチレン Zアクリル-トリ ル共重合体の混合物等を含むポリマーフィルムが特に好ましい。また、透明基板は、 これらのポリマーフィルムの表面に、親水化処理や疎水化処理、基材の溶解性を低 減する処理等の処理を施したフィルムを用いることもできる。
[0070] 上記ネガティブ Cプレートを形成する際、その塗工液に用いる溶剤としては、例えば 、クロロホノレム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロェタン、テトラクロ口エタン、トリク ロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロ口ベンゼン、オノレソジクロ口ベンゼン等のノヽロ ゲン化炭化水素類、フエノール、パラクロロフエノール等のフエノール類、ベンゼン、ト ルェン、キシレン、メトキシベンゼン、 1, 2—ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素 類、アセトン、酢酸ェチル、 t—ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、ト リエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコーノレ ジメチノレエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、 2—メチノレー 2, 4 ペンタンジオール、ェチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、 2—ピロリドン、 N—メチ ル— 2—ピロリドン、ピリジン、トリエチルァミン、ジメチルホルムアミド、ジメチルァセト アミド、ァセトニトリル、ブチ口-トリル、メチルイソブチルケトン、メチルエーテルケトン、 シクロペンタノン、二硫ィ匕炭素などが挙げられる。これらの溶剤は、 1種単独で、また は 2種以上の混合溶媒として用いることができる。
[0071] 上記塗工液の溶液濃度は適宜決定しうるが、基材層への塗工性 (異物混入、塗工 時のムラやスジの発生防止）を考慮すると、通常、 0. 5質量％以上 50質量％以下、 好ましくは 1質量％以上 40質量％以下、さらに好ましくは 2質量％以上 30質量％以 下である。溶液濃度が 0. 5質量％以下であると、溶液粘度が低すぎるため所定の膜 厚まで 1回で塗工することが困難となる。一方、溶液濃度が 30質量％以上であると、 溶液粘度が高すぎるために、塗工面が荒れるなどの不具合が発生する場合がある。
[0072] nx>nz>nyの関係を有する厚み方向に屈折率が制御された光学補償層の形成 方法は、日本国特許第 2818983号公報に記載の方法を例示することができる。具 体的には、該光学補償層の形成方法は、榭脂フィルムの片面または両面に収縮性フ イルムを接着させ積層体を形成し、加熱しながら延伸する方法である。
[0073] 上記榭脂フィルムとしては、正または負の複屈折特性を有するフィルムを例示でき る。前記正の複屈折特性を示すフィルムとしては、例えばポリカーボネート、ポリビ- ルアルコール、酢酸セルロース、ポリエステル、ポリアリレート、ポリイミド、ポリオレフィ ン等を含むフィルムが挙げられる。前記負の複屈折特性を有するフィルムとしては、 例えばポリスチレンやスチレン系共重合体、ポリメチルメタタリレートやメチルメタタリレ 一ト系共重合体などを含むフィルムが挙げられる。

Claims

請求の範囲
[1] 透明基板と、青、緑、赤の 3色の色領域を有するカラーフィルターと、を有し、カラー フィルターの青領域、緑領域、赤領域に於ける下記式（1)で表される厚み方向位相 差値 Rthが下記式 (2)または（3)を満足するカラーフィルター付き液晶セル基板。 式（1) :Rth= [{ (nx+ny) /2} -nz] X d
式（2)： Rth (B) >Rth (G) >Rth (R)
式（3)： Rth (B) <Rth (G)く Rth (R)
(nx, nyは各色領域の面内に於ける屈折率 (但し、 nx≥ny)を、 nzは各色領域の厚 み方向屈折率を、 dは各色領域の厚みを、それぞれ表す。 Rth (B)は青領域に於け る波長 450nmの厚み方向位相差値を、 Rth(G)は緑領域に於ける波長 546nmの 厚み方向位相差値を、 Rth (R)は赤領域に於ける波長 633nmの厚み方向位相差値 を、それぞれ表す。 )
[2] 下記式 (4)を満足する請求項 1に記載のカラーフィルター付き液晶セル基板。
式（4) : I Rth (B)— Rth (G) | ≥ | Rth (G) -Rth (R) |
[3] 請求項 1又は 2に記載のカラーフィルター付き液晶セル基板と、光学補償層と、を 有する液晶セル。
[4] 前記光学補償層が、 nx^ny>nzの関係を有する補償層、又は、 nx>nz>nyの 関係を有する補償層の少なくとも何れか一方である請求項 3に記載の液晶セル。 (上記 nxは面内の遅相軸方向の屈折率、 nyは面内の進相軸方向の屈折率、 nzは 厚み方向の屈折率を、それぞれ表す。 )
[5] VA (垂直配向）型である請求項 3又は 4に記載の液晶セル。
[6] 請求項 3〜5の 、ずれかに記載の液晶セルを有する液晶表示装置。
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