WO2009087886A1 - 液晶表示装置及び液晶表示装置用カラーフィルタ - Google Patents

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Satoshi Ohkuma
Atsuko Kamada
Yoshiko Ishimaru
Kenji Muneuchi
Hidesato Hagiwara
Takashi Yamauchi
Noriko Asahi
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Toppan Printing Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device and a color filter for a liquid crystal display device, and in particular, the electrical properties of the colored layer and the overcoat layer do not adversely affect the switching property of the liquid crystal and the display device, and have excellent color reproducibility.
  • the present invention relates to a liquid crystal display device including a color filter.
  • Color liquid crystal display devices are rapidly spreading mainly in television image display devices and computer terminal display devices.
  • the color filter is an indispensable important member for color display of such a liquid crystal display device.
  • liquid crystal display devices are highly demanded to improve image quality, and various new types of liquid crystal display devices having a high viewing angle and high-speed response have appeared.
  • IPS method is a method that is expected to be widely used because of its excellent display quality such as viewing angle and contrast ratio.
  • a horizontal electric field type liquid crystal display device is different from other twisted nematic methods (TN method), vertical alignment method (VA method), and the like because a colored layer of a color filter is present in the liquid crystal driving electric field.
  • TN method twisted nematic methods
  • VA method vertical alignment method
  • a liquid crystal orientation disorder caused by the electrical characteristics of the colored layer and a burn-in phenomenon due to a switching threshold shift (an image is long on the display screen).
  • Various display defects such as a phenomenon that persisted over time) occurred.
  • the electrical characteristics of the colored layer material are mainly due to the nature of the pigment that is the colorant, and it is difficult to fundamentally avoid the influence of this, so the color filter using the conventional colored layer material is applied to the lateral electric field system.
  • a protective layer (overcoat layer) made of a transparent resin is generally provided (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-117537).
  • an overcoat layer made of a transparent resin it is possible to use a conventional colored layer material in a horizontal electric field type liquid crystal display device, but various display defects occur even if an overcoat layer is used.
  • both the coloring layer material and the overcoat layer material have been improved so as to be compatible with a horizontal electric field type liquid crystal display device (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-113099).
  • An object of the present invention is to provide a color filter excellent in color reproducibility, in particular, in a liquid crystal display device of a horizontal electric field type, in which the electrical properties of the colored layer of the color filter do not adversely affect the switching performance of the liquid crystal.
  • the object is to provide a liquid crystal display device.
  • the color filter is colored green.
  • the layer contains a brominated zinc phthalocyanine green pigment (hereinafter referred to as CI Pigment Green 58), and the dielectric loss tangent of the green colored layer at the driving frequency of the liquid crystal display device is 0.02 or less.
  • a liquid crystal display comprising a backlight comprising an LED (light emitting diode) and a color filter comprising an overcoat layer comprising at least a plurality of colored layers including a green colored layer and a transparent resin.
  • the green colored layer of the color filter is C.I. I.
  • a liquid crystal display device comprising Pigment Green 58 (brominated zinc phthalocyanine green pigment) and having a dielectric loss tangent at a driving frequency of the liquid crystal display device of a laminate of a green coloring layer and an overcoat layer is 0.02 or less.
  • a color filter for a liquid crystal display device as described above, wherein the green colored layer is C.I. I. Pigment Green 58 (brominated zinc phthalocyanine green pigment) containing a green pigment and a yellow pigment, and C.I. I.
  • the pigment green 58 has a weight ratio of 60% or less and the pigment weight ratio to the green colored layer is 30% or less.
  • a color filter for a liquid crystal display device as described above, wherein the green colored layer is C.I. I.
  • a green pigment composed of CI Pigment Green 58; I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 139, and C.I. I. Pigment Yellow 138 and one or more yellow pigments selected from the group consisting of C.I. I.
  • the pigment green 58 has a weight ratio of 60% or less and the pigment weight ratio to the green colored layer is 30% or less.
  • CCFL cold cathode fluorescent tube
  • the liquid crystal alignment defect and the switching threshold shift of the horizontal electric field type liquid crystal display device are mainly caused by the dielectric characteristics of the colored layer material. I know that.
  • Dielectric loss tangent (tan ⁇ ) is the ratio between the amount of charge accumulated in the dielectric and the amount of charge consumed. If the dielectric loss tangent is relatively small, the charge accumulated in the dielectric is retained, whereas if the dielectric loss tangent is relatively large, the charge is consumed and not retained.
  • a horizontal electric field type liquid crystal display device since the colored layer of the color filter is inherent in the liquid crystal driving electric field, the dielectric loss tangent of the colored layer of the color filter and the dielectric loss tangent of the members (liquid crystal, alignment film, etc.) in other cells If the values of and differ greatly, the charge holding state becomes non-uniform. If the charge holding state becomes non-uniform, a vertical electric field that should not be generated in a horizontal electric field type liquid crystal display device is generated, thereby causing liquid crystal alignment failure or remaining electric charge. An image burn-in phenomenon (a phenomenon in which an image remains in the display screen for a long time) occurs due to a threshold shift due to this, resulting in a display defect.
  • the dielectric loss tangent of the coloring material of the color filter is an important characteristic that determines the display characteristics of the horizontal electric field type liquid crystal display device.
  • the dielectric loss tangent is a value depending on the measurement frequency, but since one frame for driving the liquid crystal is about 60 Hz to 120 Hz, the period (second), that is, the frequency is around 30 Hz to 60 Hz, and the dielectric loss tangent at a frequency of about 10 to 200 Hz. It is appropriate to focus on.
  • a liquid crystal material, an alignment film material, etc. are materials having a large ability to hold electric charges, that is, materials having a relatively small dielectric loss tangent, and their values are generally about 0.005 to 0.02. It is considered that the value of the dielectric loss tangent of the coloring material of the color filter used in the horizontal electric field type liquid crystal display device is preferably the same value as the dielectric loss tangent of the liquid crystal material and the alignment film material.
  • the cause of the deterioration of the dielectric characteristics in the conventional color filter is the presence of a free low molecular weight compound containing halogen caused by copper halide phthalocyanine (CI Pigment Green 36) used as a green pigment, and the amount of this compound It has been found effective to suppress this.
  • CI Pigment Green 36 copper halide phthalocyanine
  • the green color layer of the color filter is bromine.
  • a color filter containing a zinc phthalocyanine green pigment CI Pigment Green 58
  • CI Pigment Green 58 zinc phthalocyanine green pigment
  • the liquid crystal display device includes a backlight including an LED (light emitting diode) and a color filter including a plurality of colored layers including a green colored layer, and the color filter Green colored layer of C.I. I. Pigment Green 58 is included, and a dielectric loss tangent of the green colored layer at a driving frequency of the liquid crystal display device is 0.02 or less.
  • the dielectric loss tangent at the driving frequency of the liquid crystal display device of the laminate of the green coloring layer and the overcoat layer is 0.02 or less, preferably 0.01. It has been found that by using the following color filter, it is possible to effectively prevent deterioration in display quality such as pixel orientation failure and threshold shift while maintaining high color reproducibility.
  • the liquid crystal display device includes a backlight having an LED (light emitting diode), a color having at least a plurality of colored layers including a green colored layer, and an overcoat layer made of a transparent resin.
  • the green colored layer of the color filter is C.I. I. Pigment Green 58 (brominated zinc phthalocyanine green pigment), and the dielectric loss tangent at the driving frequency of the liquid crystal display device of the laminate of the green colored layer and the overcoat layer is 0.02 or less.
  • Dielectric property is C.I. present in the green colored layer.
  • coloring materials such as pigment green 58 (brominated zinc phthalocyanine green pigment)
  • the content thereof is 30% by weight or less, preferably 20% by weight in the solid content of the green colored layer. % Or less, more preferably 18% by weight or less.
  • the chromaticity when using a backlight having LEDs is preferably 0.60 or more in the XYZ color system. Is 0.62 or more, and the color reproduction range as a color filter is required to be 70% or more in terms of NTSC ratio.
  • the content of the green colorant layer in the solid content does not fall below 10% by weight.
  • the backlight may include a red LED, a green LED, and a blue LED.
  • the backlight may include a white LED device composed of a combination of a blue LED, a green phosphor, and a red phosphor.
  • the liquid crystal display device includes a dielectric loss tangent at a driving frequency of a backlight including an LED and a green colored layer or a laminate of a green colored layer and an overcoat layer.
  • the electrical property of the colored layer of the color filter does not adversely affect the switching performance of the liquid crystal. And excellent in color reproducibility.
  • the green pigment has particularly poor dielectric properties. Therefore, C.I. I. It is necessary to reduce the content of Pigment Green 58 as much as possible. I. In a green colored layer containing Pigment Green 58 and a yellow pigment, C.I. I.
  • the pigment green 58 needs to have a weight ratio of 70% or less, preferably 60% or less, and more preferably 50% or less.
  • the content ratio of Pigment Green 58 is preferably small, but if it is too small, the transmittance of the green region increases and the color reproducibility deteriorates, so about 35% is the lower limit.
  • the transparent substrate used in the color filter substrate preferably has a certain transmittance with respect to visible light, and more preferably 80% or more. What has a light transmittance can be used. In general, it may be one used in a liquid crystal display device, and examples thereof include a plastic substrate such as PET and glass, but a glass substrate is usually preferable.
  • a light shielding pattern called a black matrix a pixel thin film formed of a metal thin film such as chromium or a light shielding resin in advance is formed on a transparent substrate by a publicly known method, and a partition for each pixel may be used.
  • the production method of the colored layer on the transparent substrate may be produced by any known method such as an inkjet method, a printing method, a photoresist method, or an etching method.
  • a colored composition in which a pigment is dispersed in a suitable solvent together with a photoinitiator and a polymerizable monomer in a transparent resin is coated on a transparent substrate.
  • a photolithography method is preferable in which a film is formed, a colored composition layer is formed, this is subjected to pattern exposure, and development is performed to form a pixel of one color, and this step is repeated for each color of, for example, red, green, and blue.
  • a method for forming a colored layer constituting a pixel included in the color filter by a photolithography method is performed, for example, as follows. First, a pigment serving as a colorant is dispersed in a transparent resin, and then mixed with an appropriate solvent together with a photoinitiator and a polymerizable monomer to prepare a colored composition.
  • a method of dispersing the pigment serving as the colorant in the transparent resin there are methods using various apparatuses such as a mill base, a three roll, a jet mill and the like, and there is no particular limitation.
  • organic pigments that can be used in the color composition for forming the color layers constituting the red, green, and blue pixels of the color filter are shown below by color index numbers.
  • ⁇ As yellow pigment C.I. I.
  • Pigment Yellow 150 and PY138 PY1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 24, 31, 32, 34, 35, 35 : 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 86, 93, 94 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137 139, 144, 146, 147, 148, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 17 1,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,
  • Orange pigment is C.I. I. Pigment Orange 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71, 73 and the like.
  • Green pigments include C.I. I. In addition to Pigment Green 36, PG7, 10, 37, and the like can be given.
  • the pigments described above can be used alone or in combination of two or more depending on the colored layer.
  • inorganic pigments can be used in combination in order to ensure good coatability, sensitivity, developability and the like while balancing saturation and lightness.
  • Inorganic pigments include yellow lead, zinc yellow, red pepper (red iron oxide (III)), cadmium red, ultramarine, bitumen, chromium oxide green, cobalt green, and other metal oxide powders, metal sulfide powders, metal powders, etc. Can be mentioned.
  • a dye can be contained within a range that does not lower the heat resistance.
  • the transparent resin used for the coloring composition is a resin having a transmittance of preferably 80% or more, more preferably 95% or more in the entire wavelength region of 400 to 700 nm in the visible light region.
  • the transparent resin includes a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photosensitive resin. If necessary, the transparent resin can be used alone or in combination of two or more monomers or oligomers, which are precursors thereof, which are cured by irradiation with radiation to produce a transparent resin.
  • thermoplastic resin examples include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, and polyester resin. , Acrylic resins, alkyd resins, polystyrene, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polyethylene, polybutadiene, polyimide resins, and the like.
  • thermosetting resin examples include epoxy resins, benzoguanamine resins, rosin-modified maleic acid resins, rosin-modified fumaric acid resins, melamine resins, urea resins, and phenol resins.
  • the photosensitive resin examples include (meth) acrylic compounds having a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group, and an epoxy group on a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group, A resin obtained by reacting an acid and introducing a photocrosslinkable group such as a (meth) acryloyl group or a styryl group into the linear polymer is used.
  • a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group, and an epoxy group on a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group
  • a resin obtained by reacting an acid and introducing a photocrosslinkable group such as a (meth) acryloyl group or a styryl group into the linear polymer is used.
  • linear polymers containing acid anhydrides such as styrene-maleic anhydride copolymer and ⁇ -olefin-maleic anhydride copolymer can be obtained from (meth) acrylic compounds having hydroxyl groups such as hydroxyalkyl (meth) acrylate. Half-esterified products are also used.
  • polymerizable monomers examples include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth).
  • Representative examples include various acrylic esters and methacrylic esters such as acrylate and propylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate. These can be used alone or in combination of two or more, and for the purpose of maintaining appropriate photocurability, other polymerizable monomers and oligomers can be mixed and used as necessary.
  • polymerizable monomers and oligomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, ⁇ -carboxyethyl (Meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate , Pentaerythritol tri (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether di (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ether di (meth) acrylate , Neopentyl glycol diglycidyl ether di (
  • a photopolymerization initiator or the like is added.
  • photopolymerization initiators 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- Acetophenone compounds such as hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyl Benzoin compounds such as dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-
  • 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 50% by mass, more preferably 3 to 30% by mass, based on the total solid content of the colored composition.
  • the coloring composition contains triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, benzoic acid 2 as a sensitizer.
  • sensitizers can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the sensitizer used is preferably 0.5 to 60% by mass, more preferably 3 to 40% by mass based on the total amount of the photopolymerization initiator and the sensitizer.
  • the coloring composition can contain a polyfunctional thiol that functions as a chain transfer agent.
  • the polyfunctional thiol may be a compound having two or more thiol groups. For example, hexanedithiol, decanedithiol, 1,4-butanediol bisthiopropionate, 1,4-butanediol bisthioglycolate, ethylene Glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, Pentaerythritol tetrakisthiopropionate, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate trimercaptopropionate, 1,4-dimethylmercaptobenzene,
  • thermal crosslinking agent examples include melamine resin and epoxy resin.
  • examples of the melamine resin include alkylated melamine resins (methylated melamine resin, butylated melamine resin, etc.), mixed etherified melamine resins, and the like, which may be a high condensation type or a low condensation type.
  • epoxy resin examples include glycerol / polyglycidyl ether, trimethylolpropane / polyglycidyl ether, resorcin / diglycidyl ether, neopentyl glycol / diglycidyl ether, 1,6-hexanediol / diglycidyl ether, ethylene glycol (polyethylene). Glycol) and diglycidyl ether. Any of these may be used alone or in admixture of two or more.
  • the coloring composition can contain an organic solvent as necessary.
  • the organic solvent include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, methyl-n amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether toluene, Examples include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, petroleum solvent, and the like. These may be used alone or in combination.
  • the photosensitive coloring composition prepared as described above is applied onto the transparent substrate and prebaked.
  • Spin coating, dip coating, die coating, and the like are usually used as the means for coating, but the coating means is not limited to these as long as it can be coated with a uniform film thickness on a 40 to 60 cm square substrate.
  • Prebaking is preferably performed at 50 to 120 ° C. for about 10 to 20 minutes.
  • the coating film thickness is arbitrary, but considering the spectral transmittance and the like, the film thickness after pre-baking is usually about 2 ⁇ m.
  • the photosensitive colored composition is applied, and the substrate on which the colored composition layer is formed is exposed through a pattern mask.
  • a normal high pressure mercury lamp or the like may be used as the exposure light source.
  • an alkaline aqueous solution is used as the developer.
  • the alkaline aqueous solution include a sodium carbonate aqueous solution, a sodium hydrogen carbonate aqueous solution, a mixed aqueous solution of the two, or a mixture obtained by adding an appropriate surfactant to them. After development, it is washed with water and dried to obtain a pixel of any one color.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a color filter according to the present embodiment.
  • a black matrix 2 is provided at an inter-pixel portion located at a boundary between a pixel region and a pixel region, and colored pixels 3R, 3G, and 3B are disposed in each pixel region.
  • 3R represents a red pixel
  • 3G represents a green pixel
  • 3B represents a blue pixel.
  • An overcoat layer 4 made of a transparent resin is provided on the colored pixels 3R, 3G, and 3B.
  • FIG. 2 shows a liquid crystal display device provided with the color filter shown in FIG.
  • a liquid crystal display device 7 shown in FIG. 3 is a typical example of a TFT drive type liquid crystal display device for a notebook personal computer, and includes a pair of transparent substrates 8 and 9 disposed so as to be opposed to each other. Liquid crystal (LC) is enclosed.
  • LC Liquid crystal
  • the liquid crystal (LC) is aligned according to TN (Twisted Nematic), STN (Super Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), VA (Vertical Alignment), OCB (Optical Compensating mode). .
  • TN Transmission Nematic
  • STN Super Twisted Nematic
  • IPS In-Plane Switching
  • VA Very Alignment
  • OCB Optical Compensating mode
  • a TFT (thin film transistor) array 10 is formed on the inner surface of the first transparent substrate 8, and a transparent electrode layer 11 made of, for example, ITO is formed thereon.
  • An alignment layer 12 is provided on the transparent electrode layer 11.
  • a polarizing plate 13 including a retardation film is formed on the outer surface of the transparent substrate 8.
  • the color filter 14 formed using the photosensitive resin composition according to the embodiment of the present invention described above is provided on the inner surface of the second transparent substrate 9.
  • a light-shielding film (not shown) having a grid pattern called a black matrix is interposed between red, green, and blue pixels constituting the color filter 14, and the color filter 14 is thus arranged for each pixel. Have been separated. Further, an overcoat layer (not shown) is provided thereon as necessary.
  • a transparent electrode layer 15 made of, for example, ITO is formed on the color filter 14, and an alignment layer 16 is provided so as to cover the transparent electrode layer 15.
  • a polarizing plate 17 is formed on the outer surface of the transparent substrate 9. Note that a backlight unit 19 including an LED 18 is provided below the polarizing plate 13.
  • the backlight device used in this embodiment refers to a planar light source device that is disposed on the back surface of a liquid crystal panel and is used as a back light source means of a transmissive or transflective color liquid crystal display device. And a light uniformizing means for converting the light into a substantially uniform surface light source.
  • the LED light source there are a light source that is a combination of three color LEDs that emit light in the red, green, and blue wavelength regions, or a white LED that is whitened by applying a green phosphor and a red phosphor to the blue LED.
  • the backlight device includes an LED light source, a reflector that reflects light emitted from the light source toward the viewer, and a light-transmitting flat plate that is used as a light guide for guiding light from the light source into a planar shape. It is configured by appropriately arranging a substrate, a light control sheet on which a triangular prism array is formed, and the like.
  • a light source installation method a light source is disposed directly under the back surface of the liquid crystal element (directly under method), or a light source is disposed on the side surface to transmit light using a translucent light guide such as an acrylic plate.
  • a method of obtaining a surface light source by converting into a shape (side light method) is representative. For applications that require high luminance, the direct method is suitable, and for applications that require a reduction in thickness, the sidelight method is suitable.
  • a red LED having a main emission wavelength in the red region out of the red, green, and blue wavelength regions is generally a GaAsP-based LED.
  • examples of green LEDs having a main emission wavelength in the region include GaP-based LEDs
  • examples of blue LEDs having a main emission wavelength in the blue region include InGaN-based LEDs and GaN-based LEDs.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing the light emission characteristics of a white light source in which red LED, green LED, and blue LED are mixed and mixed. Moreover, the characteristic view which shows the light emission characteristic of LED whitened by apply
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing the light emission characteristics of a cold cathode fluorescent tube (hereinafter referred to as CCFL) used in a conventional liquid crystal display device.
  • CCFL cold cathode fluorescent tube
  • Coloring composition The following were used for the coloring agent for coloring the coloring composition used for color filter preparation.
  • Red pigment C.I. I. Pigment Red 254 (“Ilgar Forred B-CF” manufactured by Ciba Specialty Chemicals), and C.I. I. Pigment Red 177 (“Chromophthal Red A2B” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
  • Green pigment C.I. I. Pigment Green 58 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd. “Phthacocyanine Green A110”), C.I. I. Pigment Green 36 (“Lionol Green 6YK” manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.), and C.I. I. Pigment Yellow 150 (Bayer's “Funcheon First Yellow Y-5688”) Blue pigment: C.I. I.
  • Pigment Blue 15 (“Rionol Blue ES” manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.) C.I. I. Pigment Violet 23 (“Pariogen Violet 5890" manufactured by BASF) Using each pigment, a red colored composition shown in Table 1 below, a green colored composition shown in Table 2 below, and a blue colored composition shown in Table 3 below were prepared.
  • the red colored composition shown in Table 1 was applied to a glass substrate by spin coating so as to have a film thickness of 2 ⁇ m. After drying, striped pattern exposure was performed with an exposure machine, and development was performed with an alkaline developer for 90 seconds to obtain a colored layer of striped red pixels.
  • the alkaline developer has the following composition.
  • the blue colored composition shown in Table 3 above was also used to obtain a colored layer of blue pixels adjacent to the colored layer of red and green pixels with a film thickness of 2 ⁇ m.
  • a color filter having a striped colored layer of three colors of red, green, and blue on the transparent substrate was obtained.
  • the adjustment chromaticity value is based on the EBU standard value, which is a broadcast standard, but is not limited to this range.
  • Examples 1 to 4 were combined with a backlight having a white light source obtained by combining a red LED, a green LED, and a blue LED.
  • GA-5 to GA-8 as the green coloring composition, applying the three-color filter CF-5 to CF-8 produced by the above method and the green phosphor and red phosphor to the blue LED.
  • Examples 5 to 8 were combined with backlights equipped with white LEDs.
  • Comparative Examples 1 to 4 are examples in which ⁇ 9 to CF-12 are combined with a backlight including a white light source in which red LED, green LED, and blue LED are mixed and mixed.
  • the three-color filters CF-13 to CF-16 prepared by the above method and the green phosphor and the red phosphor are applied to the blue LED.
  • Comparative examples 5 to 8 were combined with backlights equipped with white LEDs.
  • Comparative Examples 9 to 16 are examples in which a three-color filter of CF-1 to CF-8 and a backlight having a CCFL are combined.
  • R-2 as a red coloring composition
  • GA-9 to GA-11 as a green coloring composition
  • B-2 as a blue coloring composition
  • a three-color color filter CF-17 to be produced by the above method are used.
  • Comparative examples 17 to 19 are examples in which CF-19 and a conventionally used cold cathode fluorescent tube (hereinafter referred to as CCFL) backlight are combined.
  • CCFL cold cathode fluorescent tube
  • the backlight with LED and C.I. I According to the liquid crystal display devices (Examples 1 to 8) including the pigment green 58 and including the color filter including the green coloring layer having a dielectric loss tangent of 0.01 or less, the NTSC ratio is 70% or more and color reproduction is achieved. The property was good. In addition, the dielectric loss tangent of the green colored layer was less than 0.01, and good display quality was obtained without causing poor liquid crystal alignment of the pixel and threshold voltage shift of the driving voltage.
  • C.I. I According to a liquid crystal display device (Comparative Examples 17 to 19) using a color filter including a green color layer having a dielectric loss tangent exceeding 0.01 even though it includes the pigment green 58 and a backlight including a CCFL, the liquid crystal alignment of the pixels An image burn-in phenomenon due to a failure or a threshold shift of the driving voltage occurred, and good display characteristics could not be obtained.

Abstract

　ＬＥＤを備えるバックライトと、緑色着色層を含む複数色の着色層を備えるカラーフィルタとを具備する液晶表示装置において、前記カラーフィルタの緑色着色層が、臭素化亜鉛フタロシアニンからなる緑色顔料を含み、前記緑色着色層の、液晶表示装置の駆動周波数における誘電正接が０．０２以下である液晶表示装置。

Description

液晶表示装置及び液晶表示装置用カラーフィルタ
　本発明は、液晶表示装置及び液晶表示装置用カラーフィルタに係り、特に、着色層やオーバーコート層の電気的な性質が液晶のスイッチング性や表示装置に悪影響を与えず、色再現性に優れたカラーフィルタを備える液晶表示装置に関する。
従来の技術
　カラー液晶表示装置は、テレビ画像表示装置、コンピュータ端末表示装置を中心に急速に普及が進んでいる。カラーフィルタは、このような液晶表示装置のカラー表示化に必要不可欠な重要部材である。近年、液晶表示装置には高画質化の要求が高く、高視野角、高速応答性を備える様々な新しい方式の液晶表示装置が出現している。この中でも横電界方式（Ｉｎ　Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ＝ＩＰＳ方式）は、視野角、コントラスト比などの表示品位に優れるため、広く普及するものと期待されている方式である。
　ところが、横電界方式の液晶表示装置は、他のＴｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ方式（ＴＮ方式）やＶａｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ方式（ＶＡ方式）などの液晶表示装置と異なり、液晶駆動電界中にカラーフィルタの着色層が存在するため、着色層の材料の電気的な特性の影響を直接受けてしまうという問題がある。実際、従来の材料の着色層を使用した場合、横電界方式の液晶表示装置では、着色層の電気特性に起因する液晶の配向乱れ、スイッチングの閾値ずれによる焼き付き現象（表示画面中に画像が長時間にわたって残存する現象）など、様々な表示不良が起こっていた。
　着色層材料の電気的特性は、主として着色剤である顔料の性質によるものであり、これによる影響を根本的に回避することは難しいため、従来の着色層材料を用いたカラーフィルタを横電界方式の液晶表示装置に用いる場合には、透明樹脂による保護層（オーバーコート層）を設けることが一般的である（例えば、日本特開２００４－１１７５３７号公報参照）。
　確かに、透明樹脂からなるオーバーコート層を設けることで、従来の着色層材料でも横電界方式の液晶表示装置に用いることは可能であるが、オーバーコート層を用いても様々な表示不良が生ずる場合もあるので、着色層材料、オーバーコート層材料ともに横電界方式の液晶表示装置に適合するように改良がなされてきている（例えば、日本特開２００６－１１３０９９号公報参照）。なお、十分な性能を確保するために、根本原因である着色層材料を減らすことが考えられるが、着色層材料を減らすと色再現性が劣化してしまう。
　本発明の目的は、特に横電界方式の液晶表示装置において、カラーフィルタの着色層の電気的性質が液晶のスイッチング性能に悪影響を与えることがなく、且つ色再現性に優れたカラーフィルタを具備する液晶表示装置を提供することにある。
　本発明の第１の態様によると、ＬＥＤ（発光ダイオード）を備えるバックライトと、緑色着色層を含む複数色の着色層を備えるカラーフィルタとを具備する液晶表示装置において、前記カラーフィルタの緑色着色層が、臭素化亜鉛フタロシアニン緑色顔料（以下、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８という）を含み、前記緑色着色層の、液晶表示装置の駆動周波数における誘電正接が０．０２以下である液晶表示装置が提供される。
　本発明の第２の態様によると、ＬＥＤ（発光ダイオード）を備えるバックライトと、少なくとも緑色着色層を含む複数色の着色層及び透明樹脂からなるオーバーコート層を備えるカラーフィルタとを具備する液晶表示装置において、前記カラーフィルタの緑色着色層が、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８（臭素化亜鉛フタロシアニン緑色顔料）を含み、緑色着色層とオーバーコート層の積層の、液晶表示装置の駆動周波数における誘電正接が０．０２以下である液晶表示装置が提供される。
　本発明の第３の態様によると、以上の液晶表示装置用のカラーフィルタであって、前記緑色着色層が、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８（臭素化亜鉛フタロシアニン緑色顔料）からなる緑色顔料と黄色顔料を含み、顔料全重量に対するＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８の重量比率が６０％以下であり、前記緑色着色層に対する顔料の重量比率が３０％以下である液晶表示装置用カラーフィルタが提供される。
　本発明の第４の態様によると、以上の液晶表示装置用のカラーフィルタであって、前記緑色着色層が、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８からなる緑色顔料と、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、及びＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８からなる群から選ばれる1種以上の黄色顔料とを含み、顔料全量に対するＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８の重量比率が６０％以下であり、前記緑色着色層に対する顔料の重量比率が３０％以下である液晶表示装置用カラーフィルタが提供される。
本発明の一実施例に係るカラーフィルタを示す概略断面図である。 図１に示す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。 赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤを組み合わせて混色させた白色光源の発光特性を示す特性図である。 青色ＬＥＤに緑色蛍光体及び赤色蛍光体を塗布することで白色化したＬＥＤの発光特性を示す特性図である。 従来の液晶表示装置に用いられていた冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）の発光特性を示す特性図である。
　以下、本発明の実施形態について説明する。
　カラーフィルタの電気的性質と横電界方式の液晶表示装置における表示不良の関係については、横電界方式の液晶表示装置の液晶配向不良やスイッチングの閾値ずれは、主として着色層材料の誘電特性に起因することがわかっている。
　誘電正接（ｔａｎδ）は、誘電体内に蓄積される電荷量と消費される電荷量の比である。誘電正接が比較的小さい場合は、誘電体内に蓄積された電荷は保持されるのに対し、誘電正接が比較的大きい場合は、電荷は消費されて保持されない。
　横電界方式の液晶表示装置においては、カラーフィルタの着色層が液晶駆動電界中に内在するため、カラーフィルタの着色層の誘電正接と他のセル内の部材（液晶、配向膜など）の誘電正接との値が大きく異なると、電荷の保持状態が不均一になる。電荷の保持状態が不均一になると、横電界方式の液晶表示装置においては生じてはならない縦方向の電界が発生し、それによって液晶の配向不良が発生したり、あるいは電荷が余分に残ってしまうことによる閾値ずれによって画像焼き付き現象（表示画面中に画像が長時間にわたって残存する現象）が発生し、表示不良となる。
　したがって、カラーフィルタの着色材料の誘電正接は、横電界方式の液晶表示装置の表示特性を決定する重要な特性である。誘電正接は測定周波数に依存する値であるが、液晶駆動の1フレームが６０Ｈｚ～１２０Ｈｚ程度であることから、周期（秒）すなわち周波数で３０Ｈｚ～６０Ｈｚ近辺、ほぼ１０～２００Ｈｚの周波数での誘電正接に着目するのが適当である。
　一般に、液晶材料、配向膜材料などは電荷を保持する能力が大きい、すなわち誘電正接が比較的小さい材料であり、その値は一般に０．００５～０．０２程度の値である。横電界方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタの着色材料の誘電正接の値は、液晶材料、配向膜材料の誘電正接と同程度の値であることが好ましいものと考えられる。
　従来のカラーフィルタにおける誘電特性の悪化の原因は、緑色顔料として用いられるハロゲン化銅フタロシアニン（Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６）に起因するハロゲンを含む遊離低分子化合物の存在であり、この化合物の量を抑制することが効果的であることがわかっている。
　その手段として、これまで、ハロゲン化銅フタロシアニンの精製度を向上させることや、ハロゲン化銅フタロシアニンの濃度を一定以下とするなどの方法がとられていた。しかし、ハロゲン化銅フタロシアニンの精製度の向上には技術的な限界があり、また、ハロゲン化銅フタロシアニンの濃度を低下させると色再現性が悪くなる。
　本発明者らは、ＬＥＤ（発光ダイオード）を具備するバックライトと、少なくとも緑色着色層を含む複数色の着色層を具備するカラーフィルタとを有する液晶表示装置において、カラーフィルタの緑色着色層が臭素化亜鉛フタロシアニン緑色顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８）を含み、緑色着色層の液晶表示装置の駆動周波数における誘電正接が０．０２以下、好ましくは０．０1以下であるカラーフィルタを用いることで、高い色再現性を保ちながら、画素配向不良、閾値ずれなどの表示品位の低下を効果的に防止し得ることを見出した。
　即ち、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を備えるバックライトと、緑色着色層を含む複数色の着色層を備えるカラーフィルタとを具備し、前記カラーフィルタの緑色着色層が、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８を含み、前記緑色着色層の、液晶表示装置の駆動周波数における誘電正接が０．０２以下である。
　また、カラーフィルタ上に平坦化のためにオーバーコート層が設けられる場合、緑色着色層とオーバーコート層の積層の、液晶表示装置の駆動周波数における誘電正接が０．０２以下、好ましくは０．０1以下であるカラーフィルタを用いることで、高い色再現性を保ちながら、画素配向不良、閾値ずれなどの表示品位の低下を効果的に防止し得ることを見出した。
　即ち、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を備えるバックライトと、少なくとも緑色着色層を含む複数色の着色層及び透明樹脂からなるオーバーコート層を備えるカラーフィルタとを具備し、前記カラーフィルタの緑色着色層が、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８（臭素化亜鉛フタロシアニン緑色顔料）を含み、緑色着色層とオーバーコート層の積層の、液晶表示装置の駆動周波数における誘電正接が０．０２以下である。
　誘電特性は、緑色着色層中に存在するＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８（臭素化亜鉛フタロシアニン緑色顔料）をはじめとする顔料などの着色材料により影響を受けるため、その含有量は緑色着色層の固形分中の含有量で３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１８重量％以下である必要がある。しかし、着色材料の含有量を減らすことは色再現性の低下を招くことから、ＬＥＤを具備するバックライトを用いた際の色度が、ＸＹＺ表色系において、ｙが０．６０以上、好ましくは０．６２以上であり、且つカラーフィルタとしての色再現域がＮＴＳＣ比で７０％以上であることが必要である。そのためには、緑色着色剤層の固形分中の含有量で１０重量％を下回ることはない。
　前記バックライトは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤを備えるものとすることが出来る。或いは、前記バックライトは、青色ＬＥＤと緑色蛍光体及び赤色蛍光体との組合せからなる白色ＬＥＤ装置を備えるものとすることが出来る。
　以上のように、本発明の第１及び第２の実施形態に係る液晶表示装置は、ＬＥＤを備えるバックライトと、緑色着色層又は緑色着色層とオーバーコート層の積層の、駆動周波数における誘電正接が０．０２以下であるカラーフィルタとの組合せを具備しているため、特に横電界方式の液晶表示装置において、カラーフィルタの着色層の電気的性質が液晶のスイッチング性能に悪影響を与えることがなく、且つ色再現性に優れている。
　なお、前述のように、着色材料のなかで、緑色顔料は特に誘電特性が悪い。したがってＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８の含有量は極力少なくする必要があり、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８と黄色顔料を含む緑色着色層において、顔料全重量に対するＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８の重量比率を７０％以下とする必要があり、好ましくは６０％以下であり、より好ましくは５０％以下である。Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８の含有比率は少ない方が好ましいが、少なすぎると緑色領域の透過率が高くなり、色再現性が悪くなってしまうため、３５％程度が下限である。
　以下、以上説明した液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法について詳
　カラーフィルタ基板に用いられる透明基板は、可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは８０％以上の光透過率を有するものを用いることができる。一般に、液晶表示装置に用いられているものでよく、ＰＥＴなどのプラスチック基板やガラスが挙げられるが、通常はガラス基板を用いるとよい。ブラックマトリックスと称する遮光パターンを用いる場合は、あらかじめ透明基板上にクロム等の金属薄膜や遮光性樹脂による格子状パターンを公知の方法で形成したものを用い、一画素ごとの仕切りとすればよい。
　透明基板上への着色層の作製方法は、公知のインクジェット法、印刷法、フォトレジスト法、エッチング法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、透明な樹脂中に顔料を光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた着色組成物を透明基板上に塗布製膜し、着色組成物層を形成し、これをパターン露光し、現像することで一色の画素を形成し、この工程を例えば赤、緑、青の各色毎に繰り返し行なうフォトリソグラフィ法が好ましい。
　カラーフィルタが備える画素を構成する着色層をフォトリソグラフィ法により形成する方法は、例えば、以下のようにして行われる。まず、着色剤となる顔料を透明な樹脂中に分散させた後、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤と混合し、着色組成物を調製する。着色剤となる顔料を透明樹脂中に分散させる方法としては、ミルベース、３本ロール、ジェットミル等様々な装置を用いる方法があり、特に限定されるものではない。
　カラーフィルタの赤、緑、青の各画素を構成する着色層を形成するための着色組成物に用いることのできる有機顔料の具体例を、以下にカラーインデックス番号で示す。
　赤色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４、７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５５、２６４、２７２、２７９等が挙げられる。
　黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０、ＰＹ１３８の他に、ＰＹ１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。
　橙色顔料としてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等が挙げられる。
　緑色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６の他に、ＰＧ７、１０、３７等が挙げられる。
　青色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等が挙げられる。
　紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等があげられる。
　上記記載の顔料は、着色層によって単独あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
　また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（III））、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。
　着色組成物に用いる透明樹脂は、可視光領域の４００～７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上を混合して用いることができる。
　熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレン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、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
　感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン-無水マレイン酸共重合物やα-オレフィン-無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。
　光架橋剤として用いることのできる重合性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートなどの各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルなどが代表例に挙げられる。これらは単独または2種以上混合して用いることができ、さらに光硬化性を適正に保つ目的で、必要に応じ、他の重合性モノマーおよびオリゴマーを混合して用いることが出来る。
　その他の重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２-ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２-ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β-カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６-ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、１，６-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシ
ジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ-ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらについても、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。
　着色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-ベンジル-２-ジメチルアミノ-１-（４-モルフォリノフェニル）-ブタン-１-オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４-ベンゾイル-４'-メチルジフェニルサルファイド、３，３'，４，４'-テトラ（ｔ-ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２-クロルチオキサントン、２-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４-ジイソプロピルチオキサントン、２，４-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、２，４，６-トリクロロ-ｓ-トリアジン、２-フェニル-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２-（ｐ-メトキシフェニル）-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２-（ｐ-トリル）-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２-ピペロニル-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２，４-ビス（トリクロロメチル）-６-スチリル-ｓ-トリアジン、２-（ナフト-１-イル）-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２-（４-メトキシ-ナフト-１-イル）-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２，４-トリクロロメチル-（ピペロニル）-６-トリアジン、２，４-トリクロロメチル（４'-メトキシスチリル）-６-トリアジン等のトリアジン系化合物、１，２-オクタンジオン，１-〔４-（フェニルチオ）-，２-（Ｏ-ベンゾイルオキシム）〕、Ｏ-（アセチル）-Ｎ-（１-フェニル-２-オキソ-２-（４'-メトキシ-ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６-トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。
　これらの光重合開始剤は、１種または２種以上を混合して用いることができる。光重合開始剤の使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として０．５～５０質量％が好ましく、より好ましくは３～３０質量％である。
　また、着色組成物は、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４-ジメチルアミノ安息香酸メチル、４-ジメチルアミノ安息香酸エチル、４-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２-ジメチルアミノエチル、４-ジメチルアミノ安息香酸２-エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ-ジメチルパラトルイジン、４，４'-ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'-ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'-ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系化合物を含有することもできる。これらの増感剤は１種または２種以上を混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として０．５～６０質量％が好ましく、より好ましくは３～４０質量％である。
　さらに、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。
　また、必要に応じて、熱架橋剤を含んでいてもよく、熱架橋剤としては、例えば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。メラミン樹脂としては、アルキル化メラミン樹脂（メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂など）、混合エーテル化メラミン樹脂等があり、高縮合タイプであっても低縮合タイプであってもよい。エポキシ樹脂としては、例えば、グリセロール・ポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン・ポリグリシジルエーテル、レゾルシン・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、１，６－ヘキサンジオール・ジグリシジルエーテル、エチレングリコール（ポリエチレングリコール）・ジグリシジルエーテル等がある。これらは、いずれも単独あるいは２種類以上混合して使用することができる。
　着色組成物は、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１-メトキシ-２-プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル-ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
　次に、透明基板上に、上述のようにして調製された感光性着色組成物を基板上に塗布し、プリベークを行う。塗布する手段はスピンコート、ディップコート、ダイコートなどが通常用いられるが、４０～６０ｃｍ四方程度の基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法ならば、これらに限定されるものではない。プリベークは５０～１２０℃で１０～２０分ほど行うことが好ましい。塗布膜厚は任意であるが、分光透過率などを考慮すると、通常はプリベーク後の膜厚で２μｍ程度である。
　次いで、感光性着色組成物を塗布し、着色組成物層を形成した基板に、パターンマスクを介して露光を行う。露光光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。
　続いて、露光された着色組成物層の現像を行う。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、乾燥して任意の一色の画素が得られる。
　以上の一連の工程を、感光性着色組成物およびパターンを替え、必要な色の数だけ繰り返すことで、必要な色数が組み合わされた着色パターンすなわち複数色の画素を備えるカラーフィルタを得ることができる。
　実施例
　以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。
　図１は、本実施例に係るカラーフィルタを示す断面図である。図１において、ガラス基板１上には、画素領域と画素領域の境界に位置する画素間部位にブラックマトリクス２が設けられ、画素領域のそれぞれには着色画素３Ｒ、３Ｇ、３Ｂが配置されている。３Ｒは赤色画素を、３Ｇは緑色画素を、３Ｂは青色画素をそれぞれ示す。これら着色画素３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの上には、透明樹脂からなるオーバーコート層４が設けられている。
　図２は、図１に示すカラーフィルタを備えた液晶表示装置を示す。
　図３に示す液晶表示装置７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８および９を備え、それらの間に、液晶（ＬＣ）が封入されている。
　液晶（ＬＣ）は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）等の液晶配向モードに応じて配向される。
　第１の透明基板８の内面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アレイ１０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１１が形成されている。透明電極層１１の上には、配向層１２が設けられている。また、透明基板８の外面には、位相差フィルムを含む偏光板１３が形成されている。
　他方、第２の透明基板９の内面には、上述した本発明の一実施形態に係る感光性樹脂組成物を用いて形成されたカラーフィルタ１４が設けられている。カラーフィルタ１４を構成する赤色、緑色および青色の画素の間には、多くの場合、ブラックマトリックスと称する格子状パターンの遮光膜（図示せず）が介在し、それによりカラーフィルタ14は一画素ごとに分離されている。またその上に、必要に応じてオーバーコート層(図示せず)が設けられている。
　カラーフィルタ１４上に、例えばＩＴＯからなる透明電極層１５が形成され、透明電極層１５を覆って配向層１６が設けられている。また、透明基板９の外面には、偏光板１７が形成されている。なお、偏光板１３の下方には、ＬＥＤ１８を備えたバックライトユニット１９が設けられている。
　以下、液晶表示装置の構成部材としてのバックライト装置及びカラーフィルタについて説明する。
［バックライト装置］
　本実施例で用いるバックライト装置は、液晶パネルの背面に配置され、透過型又は半透過型のカラー液晶表示装置の背面光源手段として用いられる面状光源装置を指し、ＬＥＤ光源と、この光源光をほぼ均一な面光源に変換する光均一化手段とを具備するものである。ＬＥＤ光源としては、赤、緑、青の波長域に発光する３色のＬＥＤの組合せに係るもの、または青色ＬＥＤに緑色蛍光体及び赤色蛍光体を塗布することで白色化したものがある。
　バックライト装置は、ＬＥＤ光源と、光源より発せられた光を観察者側に向けて反射するリフレクタ、光源からの光を導き面状とするための導光体として用いる透光性の平板からなる基板、三角プリズム状のアレイを形成した調光シートなどを適切に配置することで構成される。光源の設置方式としては、液晶素子の背面直下に光源を配設する方法（直下方式）や、側面に光源を配設し、アクリル板等の透光性の導光体を用いて光を面状に変換して面光源を得る方法（サイドライト方式）が代表的である。高輝度が必要な用途については直下方式が、薄型化が必要な用途についてはサイドライト方式がそれぞれ好適であり、用途に応じて実用化されている。
　ＬＥＤ光源として３色のＬＥＤの組合せに係るものを用いる場合、一般には、赤、緑、青の波長領域のうち、赤色領域に主発光波長を有する赤色ＬＥＤとしてはＧａＡｓＰ系ＬＥＤが挙げられ、緑色領域に主発光波長を有する緑色ＬＥＤとしてはＧａＰ系ＬＥＤが挙げられ、青色領域に主発光波長を有する青色ＬＥＤとしてはＩｎＧａＮ系ＬＥＤ、ＧａＮ系ＬＥＤが挙げられる。
　赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤを組み合わせて混色させた白色光源の発光特性を示す特性図を図３に示す。また、青色ＬＥＤに緑色蛍光体及び赤色蛍光体を塗布することで白色化したＬＥＤの発光特性を示す特性図を図４に示す。図５は、従来の液晶表示装置に用いられていた冷陰極蛍光管（以下、ＣＣＦＬという）の発光特性を示す特性図である。
［着色組成物］
　カラーフィルタ作製に用いる着色組成物を着色するための着色剤には以下のものを使用した。
　赤色用顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　２５４（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド　Ｂ－ＣＦ」）、およびＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　１７７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド　Ａ２Ｂ」）
　緑色用顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　５８（大日本インキ化学工業（株）「Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ Ｇｒｅｅｎ Ａ１１０」）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　３６（東洋インキ製造（株）製「リオノールグリーン　６ＹＫ」）、およびＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　１５０（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー　Ｙ－５６８８」）
　青色用顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｂｌｕｅ　１５（東洋インキ製造（株）製「リオノールブルーＥＳ」）Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｖｉｏｌｅｔ　２３（ＢＡＳＦ社製「パリオゲンバイオレット　５８９０」）
　それぞれの顔料を用いて、下記表１に示す赤色着色組成物、下記表２に示す緑色着色組成物、下記表３に示す青色着色組成物を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
［カラーフィルタ］
　得られた着色組成物を用いてカラーフィルタを作製した。
　ガラス基板に、上記表１に示す赤色着色組成物をスピンコートにより膜厚２μｍとなるように塗布した。乾燥した後、露光機にてストライプ状のパターン露光をし、アルカリ現像液にて９０秒間現像して、ストライプ状の赤色画素の着色層を得た。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。
　炭酸ナトリウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．５重量％
　炭酸水素ナトリウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５重量％
　陰イオン系界面活性剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　８．０重量％
　　　　　　　（花王（株）製「ペリレックスＮＢＬ」）
　水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９０重量％
　次に、上記表２の緑色着色組成物も同様にスピンコートにて膜厚が２μｍとなるように塗布した。乾燥した後、露光機にてストライプ状の着色層を前述の赤色画素の着色層とはずらした場所に露光し、現像することで、前述の赤色画素の着色層と隣接した緑色画素の着色層を得た。
　さらに、赤色、緑色と全く同様にして、上記表３に示す青色着色組成物についても膜厚２μｍで赤色画素、緑色画素の着色層と隣接した青色画素の着色層を得た。これで、透明基板上に赤、緑、青３色のストライプ状の着色層を持つカラーフィルタが得られた。
 上記顔料比率の着色組成物について、赤色着色層はｘ＝０．６４０、緑色着色層はｙ＝０．６００、青色着色層はｙ＝０．０６０になるように調製し、下記表４に示す実施例と比較例で用いた組合せで３色カラーフィルタを作製した。調整色度値は放送規格であるEBU規格値に基づいたものであるが、この範囲に限定されるものではない。
 赤色着色組成物としてＲ－１、緑色着色組成物としてＧＡ－１～ＧＡ－４、青色着色組成物としてＢ－１を使用し、上記の方法で作製した３色カラーフィルタＣＦ－１～ＣＦ－４と、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤを組み合わせて混色させた白色光源を備えるバックライトとを組み合わせた例を実施例１～４とした。同様に、緑色着色組成物としてGA-５～GA-８を使用し、上記の方法で作製した３色カラーフィルタＣＦ－５～ＣＦ－８と、青色ＬＥＤに緑色蛍光体及び赤色蛍光体を塗布することで白色化したＬＥＤを備えるバックライトとを組み合わせた例を実施例５～８とした。
 また、赤色着色組成物としてＲ－１、緑色着色組成物としてＣＢ－１～ＧＢ－４を使用し、青色着色組成物としてＢ－１を使用し、上記の方法で作製した３色カラーフィルタＣＦ－９～ＣＦ－１２と、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤを組み合わせて混色させた白色光源を備えるバックライトとを組み合わせた例を比較例１～４とした。同様に、緑色着色組成物としてＧＢ－５～ＧＢ－８を使用し、上記の方法で作製した３色カラーフィルタＣＦ－１３～ＣＦ－１６と、青色ＬＥＤに緑色蛍光体及び赤色蛍光体を塗布することで白色化したＬＥＤを備えるバックライトとを組み合わせた例を比較例５～８とした。
 また、ＣＦ－１～ＣＦ－８の３色カラーフィルタと、ＣＣＦＬを備えるバックライトとを組み合わせた例を比較例９～１６とした。
 更に、赤色着色組成物としてＲ－２、緑色着色組成物としてＧＡ－９～ＧＡ－１１、青色着色組成物としてＢ－２を使用し、上記の方法で作製した３色カラーフィルタＣＦ－１７～ＣＦ－１９と、従来用いられていた冷陰極蛍光管（以下、ＣＣＦＬという）のバックライトとを組み合わせた例を比較例１７～１９とした。
　これらの実施例１～８、比較例１～１９について、緑色着色層中における緑顔料の固形分に対する濃度、緑色着色層の２０Ｈｚにおける誘電正接、およびＮＴＳＣ比を比較した結果を下記表４～表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　上記表４から、ＬＥＤを備えるバックライトと、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８を含み誘電正接が０．０１以下である緑色着色層を備えるカラーフィルタを具備する液晶表示装置（実施例１～８）によると、ＮＴＳＣ比がいずれも７０％以上であり、色再現性が良好であった。また、緑色着色層の誘電正接がいずれも０．０１未満であり、画素の液晶配向不良、駆動電圧の閾値ずれを発生させることなく良好な表示品位が得られた。
　これに対し、上記表５に示すように、ＬＥＤを備えるバックライトを備えていても、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８を含まず誘電正接が０．０１を越える緑色着色層を備えるカラーフィルタを具備する液晶表示装置（比較例１～８）によると、画素の液晶配向不良、駆動電圧の閾値ずれによる焼き付き現象が発生し、良好な表示特性が得られなかった。
　また、上記表６に示すように、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８を含み誘電正接が０．０１以下である緑色着色層を備えていても、ＣＣＦＬを備えるバックライトを用いた液晶表示装置（比較例９～１６）によると、ＮＴＳＣ比がいずれも７０％未満であり、色再現可能範囲が小さく、テレビ画像表示装置としては不適当な表示品質であった。
　また、上記表７に示すように、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８を含んでいても誘電正接が０．０１を越える緑色着色層を備えるカラーフィルタと、ＣＣＦＬを備えるバックライトを用いた液晶表示装置（比較例１７～１９）によると、画素の液晶配向不良、駆動電圧の閾値ずれによる焼き付き現象が発生し、良好な表示特性が得られなかった。

Claims (7)

  1. 　ＬＥＤを備えるバックライトと、緑色着色層を含む複数色の着色層を備えるカラーフィルタとを具備する液晶表示装置において、前記カラーフィルタの緑色着色層が、臭素化亜鉛フタロシアニン緑色顔料を含み、前記緑色着色層の、液晶表示装置の駆動周波数における誘電正接が０．０２以下である液晶表示装置。
  2.  ＬＥＤを備えるバックライトと、少なくとも緑色着色層を含む複数色の着色層及び透明樹脂からなるオーバーコート層を備えるカラーフィルタとを具備する液晶表示装置において、前記カラーフィルタの緑色着色層が、臭素化亜鉛フタロシアニン緑色顔料を含み、緑色着色層とオーバーコート層の積層の、液晶表示装置の駆動周波数における誘電正接が０．０２以下である液晶表示装置。
  3.  前記カラーフィルタの緑色着色層を構成する着色材料の含有量が前記緑色着色層に対する重量比率で３０％以下であり、前記ＬＥＤバックライトからの光を通した際の前記緑色着色層の色度が、ＸＹＺ表色系において、yが０．６０以上であり、ｘｙ色度におけるカラーフィルタとしての色再現域がＮＴＳＣ比で７０％以上である請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
  4.  前記バックライトは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤを備える請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
  5.  前記バックライトは、青色ＬＥＤと緑色蛍光体及び赤色蛍光体との組合せからなる白色ＬＥＤ装置を備える請求項1又は２に記載の液晶表示装置。
  6. 　請求項１又は２に記載の液晶表示装置用のカラーフィルタであって、前記緑色着色層が、臭素化亜鉛フタロシアニンからなる緑色顔料と黄色顔料を含み、顔料全重量に対する緑色顔料の重量比率が７０％以下であり、前記緑色着色層に対する顔料の重量比率が３０％以下である液晶表示装置用カラーフィルタ。
  7. 　請求項１又は２に記載の液晶表示装置用のカラーフィルタであって、前記緑色着色層が、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８からなる緑色顔料と、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、及びＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８からなる群から選ばれる1種以上の黄色顔料とを含み、顔料全量に対するＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８の重量比率が７０％以下であり、前記緑色着色層に対する顔料の重量比率が３０％以下である液晶表示装置用カラーフィルタ。
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