專利名稱：濾色器及液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及斜方向及正面的視覺辨認性良好的濾色器及具備該濾色器的液晶顯
示裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置是利用了液晶分子所具有的雙折射性的顯示元件，其由液晶單元、 偏振元件及光學補償層構成。這樣的液晶顯示裝置根據光源的種類大致分為兩種內部具 有光源的結構的透射型和利用外部光源的結構的反射型。透射型液晶顯示裝置具有如下構成在液晶單元的兩側配置兩片偏振元件，在液 晶單元與偏振元件之間設置一片或兩片光學補償層。另外，反射型液晶顯示裝置具有按照 反射板、液晶單元、一片光學補償層及一片偏振元件的順序配置而成的構成。液晶單元中形成如下的結構被夾持在兩塊基板中的棒狀液晶性分子進行取向并 被封入，通過對配置于兩塊基板的兩側或單側的電極層施加電壓，改變棒狀液晶性分子的 取向狀態(tài)，對光的透射/遮光進行轉換。上述液晶單元根據棒狀液晶性分子的取向狀態(tài)的不同，提出了 TN(Twisted Nematic,扭曲向列)、IPS (In—Plane Switching,面內切換)、FFS (Fringe Field Switching,邊緣場切換)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal,鐵電液晶)、 OCB(Optically Compensated Bend，光學補償彎曲)、STN(Supper Twisted Nematic，超扭 曲向列)、VA(Vertically Aligned，垂直取向)、HAN(Hybrid Aligned Nematic，混合排列向 列)之類的各種顯示模式。偏振元件通常具有下述構成在聚乙烯基醇(以下稱作PVA)中擴散碘并進行拉伸 而得到的偏振膜的兩側貼附有兩片由三乙酰纖維素(以下稱作TAC)形成的透明保護膜。作為光學補償層，提出了各種方式，例如，在高視角的范圍內顯示特性良好的VA 模式液晶顯示裝置中，并用對于三維的主折射率nx、ny、nz具有以nx≥ny > nz所示的折射 率橢圓體的雙軸性相位差膜(例如參照石鍋等的！"he Society for Information Display Digest, 1094. (2000)、及日本特開 2007-328324 號公報)。近年來，液晶顯示裝置被評價為具有由其薄型所帶來的節(jié)省空間性和輕量性、以 及省電性等，其作為電視機也顯示出快速的發(fā)展，同時還強烈要求進一步提高亮度、對比度 和全方位的視覺辨認性等顯示性能。具體而言，作為電視用途，特別優(yōu)選使用更高對比度、能以廣視角顯示的標準黑 (normal black)模式的IPS或VA的液晶顯示裝置，上述光學補償層也正在使用按照從正面 看時的黑色顯示時的著色和從斜向看時的顏色變化最小化的方式設計的層。然而，用于上述VA模式液晶顯示裝置的光學補償層通常大部分是沿雙軸方向拉 伸而形成的雙軸性的相位差膜、或者涂布聚合性液晶性和/或非聚合性液晶性材料而形成 的相位差膜，因此難以以近來所要求的高度的顯示品質的水平對三維主折射率nx、ny、nz進 行控制來制造光學補償層。
具體而言，對于光學補償層，不僅要考慮液晶材料的雙折射性，還必須考慮構成 濾色器的紅色、綠色及藍色的著色像素層各自所具有的厚度方向相位差值(以下稱為 Rth(R)、Rth(G)、Rth(B))從而確定光學補償層的三維主折射率來進行制造，但是同時以良 好的精度控制由nx、ny這兩個參數所表示的面內的相位差值和由nx、ny、nz這三個參數所表 示的厚度方向的相位差值、并且使光學補償層具備對液晶材料的雙折射率的波長分散、以 及構成濾色器的紅色、綠色及藍色的各著色像素層的各自相對于紅色區(qū)域·綠色區(qū)域·藍 色區(qū)域的波長的光的厚度方向相位差值這兩者進行補償的波長分散性是很困難的，在現(xiàn)有 的液晶顯示裝置中，還不能說設計成最佳值。其結果是，相對于顯示面從正面(垂直方向)觀察的視覺辨認性良好，但在從正面 (垂直方向)傾斜45度等斜向觀察的視覺辨認性(以下簡稱為斜向視覺辨認性)中，由于 沒有以最佳方式進行光學補償，因此僅有某些特定的顏色發(fā)生漏光，導致在黑色顯示時產 生發(fā)紅或發(fā)藍等、或者發(fā)綠等的著色。與用于液晶顯示裝置中的其他部件相比，濾色器的延遲比較小，因此，在現(xiàn)有方式 的液晶顯示裝置中，在基本不考慮濾色器的延遲的情況下設計光學補償層的補償能，但在 要求高對比度和廣視角特性的液晶電視等中，濾色器的延遲逐漸變成不容忽視的水平。特別是在1000或者3000以上的高對比度的液晶顯示裝置中，期望所要求的黑色 顯示的畫質較高，濾色器的延遲逐漸成為問題。對此，嘗試了通過使著色高分子薄膜中含有在側鏈上具有平面結構基團的高 分子，或者使著色高分子薄膜中含有與高分子正負相反的雙折射率的雙折射降低粒子， 從而降低濾色器所具有的延遲量(例如參照日本特開2000-136253號公報及日本特開 2000-187114 號公報)。另外，公開了如下方法通過使濾色器的藍色區(qū)域的面內相位差大于綠色區(qū)域或 紅色區(qū)域，從而增大藍色的漏光以消除整體上與藍色為互補關系的發(fā)黃著色，改善從斜向 看液晶顯示裝置時整體上著色成黃色的情況(例如參照日本特開2001-MM60號公報)。進而，公開了如下方法通過使濾色器的紅色、綠色及藍色像素的厚度方向相位 差值Rth(R)、Rth(G)、Rth(B)與液晶材料或相位差膜的波長分散性一致而使得Rth(R) > Rth (G) > Rth (B)或Rth (R) < Rth (G) < Rth (B)，從而改善斜向視覺辨認性(例如參照日 本特開2007-212603號公報)。然而，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，濾色器所具有的厚度方向相位差值根據所使用的顏料種 類有很大不同，并且根據該顏料的微細化或分散、或者基質樹脂(例如丙烯酸樹脂或卡路 得樹脂(cardo resin)等)的不同，厚度方向相位差值的程度也變大，通過這些高分子薄膜 或含有雙折射降低粒子的方法無法獲得充分的效果，不能解決上述問題。尤其是在用于高對比度液晶顯示裝置的使用以有機顏料的分散性良好的丙烯酸 樹脂為代表的透明樹脂作為基材的濾色器中，難以在維持所要求的高對比度值(1000以 上，更優(yōu)選為3000以上)的同時改善斜向視覺辨認性。此外，在現(xiàn)有技術中，單純地雙折射小的濾色器被認為是優(yōu)異的濾色器，對改善斜 向視覺辨認性的方法進行了研究，但作為高對比度液晶顯示裝置，對于考慮液晶材料及光 學補償層的雙折射率的波長分散性、將濾色器的各顏色的厚度方向相位差調整為最佳值直 至在黑色顯示上沒有問題的水平的方法，幾乎沒有研究。

發(fā)明內容
本發(fā)明是在以上所述的情況下進行的，目的在于提供一種即使從斜方向觀察也沒 有著色、且正面視覺辨認性良好的液晶顯示裝置及用于其的濾色器。根據本發(fā)明的第1方式，提供一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具備具有濾色 器的液晶單元、分別配置于該液晶單元的兩外表面的一對偏振片、和設置于這些偏振片的 內側的光學補償層，其特征在于，使該液晶顯示裝置進行黑色顯示并測定在CIE1960表色 系中所示的色度(U、ν)，從垂直方向看時的色度(u(丄)、奴丄))與從與顯示面的法線方 向傾斜θ °的方位看時的色度(ιι(θ)、ν(θ))的由下述式⑴所示的色度差Διιν在0 < θ彡60的范圍內為0.02以下。Auv = [{u(丄)- !(θ)}2+{ν(丄)-ν(θ)}2]1/2(1)根據本發(fā)明的第2方式，提供一種用于上述液晶顯示裝置的濾色器，其特征在于， 其至少具備含有紅色像素、綠色像素及藍色像素的著色像素，上述紅色像素的厚度方向相 位差值Rth(R)、綠色像素的厚度方向相位差值Rth(G)、及藍色像素的厚度方向相位差值 Rth(B)滿足下述式(2)及式(3)。Rth (G)彡 0 (2)Rth (B) < Rth (G) > Rth (R) (3)(式中，Rth(R)、Rth(G)及Rth (B)由各自的從像素的面內折射率的平均值減去厚 度方向折射率而得到的值與像素厚度(nm)之積得到，Rth(R)表示相對于通過紅色區(qū)域的 波長為eiOnm的光的厚度方向相位差值，Rth(G)表示相對于通過綠色區(qū)域的波長為M5nm 的光的厚度方向相位差值，Rth (B)表示相對于通過藍色區(qū)域的波長為450nm的光的厚度方 向相位差值。)


圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的濾色器的概略剖面圖。圖2是表示具備本發(fā)明的一個實施方式的濾色器的液晶顯示裝置的一個例子的 概略剖面圖。圖3是表示制造液晶顯示裝置的工藝的流程圖。
具體實施例方式以下，對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1表示本發(fā)明的第1實施方式的液晶顯示裝置用濾色器的構成例。在圖1所示 的濾色器中，玻璃基板1上設置有黑色矩陣2，在通過該黑色矩陣2而劃分的區(qū)域中形成有 紅色像素3R、綠色像素3G及藍色像素:3B這3色的著色像素。在該濾色器中，紅色像素3R的厚度方向相位差值Rth (R)、綠色像素3G的厚度方向 相位差值Rth (G)、及藍色像素:3B的厚度方向相位差值Rth (B)滿足下述式( 及式(3)。Rth (G)彡 O (2)Rth (B) < Rth (G) > Rth (R) (3)式中，Rth (R) ,Rth(G)及Rth(B)由將各個像素的面內折射率的平均值減去厚度方向折射率而得到的值與像素厚度(nm)之積得到，Rth(R)表示相對于通過紅色區(qū)域的波長 為eiOnm的光的厚度方向相位差值，Rth(G)表示相對于通過綠色區(qū)域的波長為M5nm的光 的厚度方向相位差值，Rth(B)表示相對于通過藍色區(qū)域的波長為450nm的光的厚度方向相
位差值。各著色像素的厚度方向相位差值如下得到從正面及多個傾斜的角度照射包含可 見光區(qū)域(例如波長為380nm 780nm的范圍)的透射光峰值區(qū)域的波長的連續(xù)波長的光， 使用分光橢圓偏振儀等相位差測定裝置來測定3維折射率，從而得到厚度方向相位差值。例如，在紅色像素中使用6IOnm波長的光、在綠色像素中使用545nm波長的光、在 藍色像素中使用450nm波長的光，利用來自正面和入射角為45度的至少2個方向的光進行 相位差測定，獲得Nx、Ny、阪的3維折射率，然后通過以下所示的式(4)計算出厚度方向相 位差值(Rth)。Rth = {(Nx+Ny)/2-Nz} Xd(4)式中，Nx是著色像素層的平面內的χ方向的折射率，Ny是著色像素層的平面內的 y方向的折射率，Nz是著色像素層的厚度方向的折射率，將Nx設成Nx ^ Ny的慢軸。d是 著色像素層的厚度(nm)。此時，在測定對象是濾色器的情況下，通過隔著以僅能透射R、G、B的單一著色像 素層的方式被加工而成的掩模進行測定，從而可以求出單一著色像素層的相位差值。另外，例如，作為在使用eiOnm波長的光作為入射光時僅由紅色像素引起的相位 差值、在使用M5nm波長的光作為入射光時僅由綠色像素引起的相位差值、在使用450nm波 長的光作為入射光時僅由藍色像素引起的相位差值，分別可以估算出單一著色像素層的大 概的值。另外，在測定對象是R、G、B中的任意的單一著色像素層(在透明基板上形成有單 色濾色器著色組合物的涂膜的構成)的情況下，無需隔著掩模就可以測定相位差。雙軸性相位差膜等膜的厚度方向相位差值也可以通過同樣的方法來測定。本發(fā)明的第2實施方式的液晶顯示裝置具備在分別配置于液晶單元的兩外表面 的偏振片的內側設置的光學補償層，并使用了以上說明的本發(fā)明的第1實施方式的濾色 器。根據這樣的液晶顯示裝置，能夠使從顯示面垂直方向看時和從斜方向看時的色度差在 規(guī)定的范圍內，從濾色器的各著色像素的顯示區(qū)域通過的光的偏振光狀態(tài)的不均降低，斜 方向及正面的視覺辨認性良好。使該液晶顯示裝置進行黑色顯示并測定在CIE1960表色系中所示的色度(U、ν)， 從垂直方向看時的色度(u(丄)、ν(丄))與從與顯示面的法線方向傾斜θ °的方位看時 的色度( !(θ)、ν(θ))的由下述式(1)所示的色度差八1^在0< θ彡60的范圍內必須 為0. 02以下。Auv = [{u(丄)-u(e)}2+{v(丄)-ν(θ)}2]1/2 (1)色度差Auv大于0. 02時，從垂直方向看時的黑色顯示的色度和從傾斜的方位看 時的色度的偏差較大，即，根據看的角度的不同，顯示圖像的色相不同，成為顯示品質差的 液晶顯示裝置。將液晶顯示裝置制成電視機時，根據畫面中央和畫面端部的視差也顯示不 同的顏色，因此該問題在畫面對角為42英寸以上的大畫面的液晶電視中特別顯著。接下來，對本發(fā)明的第2實施方式的液晶顯示裝置的原理進行說明。
用于上述VA模式等液晶顯示裝置中的光學補償層通常大部分是具有以nx ^ny> nz所示的折射率橢圓體的雙軸性相位差膜，或者涂布聚合性液晶性及/或非聚合性液晶性 材料而形成的相位差膜，在使用這些膜時，厚度方向相位差值Rth通常也具有波長越大值 越大、或者波長越小值越大的波長分散(以下稱為根據柯西(Cauchy)的分散式)。對于通常從斜向看時液晶的雙折射性也具有波長分散性的VA模式液晶顯示裝 置，如果這些膜的Rth的波長分散不完全補償液晶的波長分散性，則會產生尤其在黑色顯 示時從斜向看的顯示特性變差的不良情況。即，從斜向看時，黑色顯示帶有黃色，對視覺辨 認性造成不良影響。另外，由于不受液晶的視角依賴性影響，因此在作為廣視角液晶模式而已知的上 述IPS模式或FFS模式等液晶顯示裝置中，光學補償層通常大部分為nx > ny > nz或nx > ny > nz的雙軸性的相位差膜，或者沒有光學補償功能的TAC (三乙酰纖維素)等透明保護膜， 使用這些膜時，正的厚度方向相位差Rth具有0 100的范圍的值(例如參照石鍋等的SID Digest、1094. (2000)、石鍋等的 Jpn. J. Appl. Phys.、41、4553. (2002)及上述專利文獻 5)。通常，對于不產生厚度方向相位差的IPS模式液晶顯示裝置，這些膜的正的厚度 方向相位差成為漏光的原因，尤其在黑色顯示時會產生從斜向看的顯示特性變差的不良情 況。即，從斜向看時，黑色顯示帶有發(fā)黃，對視覺辨認性造成不良影響。另一方面，通常希望濾色器的雙折射率的絕對值為0.01以下，即厚度方向相位差 值(Rth)無限地接近于Rth(R) =Rth(G) =Rth(B) = 0，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，根據所使用的顏 料種類、以及該顏料的微細化的程度或在基質樹脂中的分散性、或者基質樹脂(例如丙烯 酸樹脂或卡路得樹脂等)的種類的不同，紅色、綠色及藍色的各色像素的厚度方向相位差 值(Rth)各自不同，作為一個例子，具有紅色顯示正或負的Rth、藍色顯示正的Rth、綠色顯 示負的Rth的性質。其結果是，相對于顯示面從正面(垂直方向)的視覺辨認性良好，但在從45度等 斜向觀察的視覺辨認性(以下簡稱為斜向視覺辨認性)中，僅有某種特定的顏色發(fā)生漏光， 黑色顯示時從斜向看時會產生發(fā)紅或發(fā)藍、或者發(fā)綠等的著色。更重要的一點是，隨著濾色器的高對比度化的發(fā)展、即濾色器的消偏振性變小，黑 色顯示時從正面看時的色度接近于偏振片在正交尼科耳狀態(tài)(Cross Nicol)下的色度。偏振片的二色性也在提高，近年來逐漸使用高對比度的偏振片，但在正交尼科耳 狀態(tài)下的色相基本都發(fā)藍。即，由于從偏振片泄漏的400nm附近的波長的光較多，因此黑色 顯示時從正面看時的色相發(fā)藍。因此，在液晶·偏振片·相位差板·取向膜等液晶顯示裝置的光學部件的組合中， 必須選定獲得最佳斜向視覺辨認性的組合，為了使從正面看和從斜向看時的顏色變化最 小，必須使從斜向看時的色度也發(fā)藍。本發(fā)明人等對其進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，通過使濾色器的各色厚度方向相位 差值Rth滿足下述式( 及(3)，可獲得具有良好的斜向視覺辨認性的液晶顯示裝置。Rth (G)彡 0 (2)Rth (B) < Rth (G) > Rth (R) (3)S卩，通過使綠色像素的厚度方向相位差值為0以上、并使藍色及紅色像素的厚度 方向相位差值成為小于綠色像素的厚度方向相位差值的值，從而從正面看時濾色器的厚度方向相位差值不會造成影響，從斜向看時藍色區(qū)域的漏光比綠色區(qū)域的漏光多而帶有發(fā) 藍，從而能夠降低與正面色度的色差。這樣發(fā)現(xiàn)了在與除濾色器以外的構成部件、例如TAC膜的波長分散性組合時，除 Rth(R) = Rth(G) = Rth(B) = 0以外還存在與最佳的濾色器的厚度方向相位差相關的值。接著，對本發(fā)明的第1實施方式的液晶顯示裝置用濾色器進行更詳細的說明。圖1所示的濾色器具備紅色像素3R、綠色像素3G及藍色像素這3種顏色的著 色像素，但并不限于這3種顏色，還可以是互補色的組合，或者也可以是含有互補色或其他 顏色的3色以上的多色濾色器。另外，為了獲得良好的正面視覺辨認性、特別是黑色顯示中黑色亮度低的致密的 顏色，在著色顯示像素使用顏料分散型的著色組合物而形成的濾色器的情況下，顏料的1 次粒子的粒度分布在個數粒度分布的累積曲線中累積量相當于整體的50%的粒徑d50優(yōu) 選為40nm以下，d50更優(yōu)選為30nm以下。通過使顏料的1次粒子的粒徑d50為這樣的范 圍，能夠獲得不僅從斜方向而且從正面方向的視覺辨認性良好的液晶顯示裝置。作為紅色像素，例如可以使用C. I.顏料紅7、14、41、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、 81:3、81:4、146、168、177、178、179、184、185、187、200、202、208、210、246、254、255、264、 270,272,279等紅色顏料，也可以并用黃色顏料或橙色顏料。作為黃色顏料，可列舉出C. I.顏料黃 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、 24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、 81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、 120、123、126、127、128、129、147、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、 169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、187、188、193、194、199、198、 213,214 等。作為橙色顏料，可列舉出C. I.顏料橙36、43、51、55、59、61、71、73等。紅色像素含有這些顏料中的二酮基吡咯并吡咯系紅色顏料及蒽醌系紅色顏料中 的1種以上時，可以容易地得到任意的Rth，因此優(yōu)選。其原因在于，這些紅色顏料的透射性優(yōu)異，另外，通過對顏料的合成方法及其微細 化處理進行研究，能夠實現(xiàn)高對比度，并且在某種程度上控制Rth在正 負之間，也可以在 某種程度上控制其絕對值。也可以說Rth的值根據所使用的顏料的配合比的加和律是大致成立的。從像素的 色相或明亮度、膜厚、對比度等方面出發(fā)，顏料的使用量以顏料的合計重量為基準，二酮基 吡咯并吡咯系紅色顏料為0 100重量％，優(yōu)選為10 90重量％，蒽醌系紅色顏料為0 66重量％，優(yōu)選為5 70重量％，特別在著眼于對比度時，更優(yōu)選使二酮基吡咯并吡咯系紅 色顏料為25 75重量％、蒽醌系紅色顏料為30 60重量％。另外，為了調節(jié)色相，紅色像素中可以含有黃色顏料或橙色顏料，從高對比度化的 方面出發(fā)，優(yōu)選使用偶氮金屬絡合物系黃色顏料。其使用量以顏料的合計重量為基準優(yōu)選為5 25重量％，不足5重量％時，難以 進行充分的明亮度提高等色相調節(jié)，超過30重量％時，色相過于移至黃色，因此顏色再現(xiàn) 性變差。上述中，從優(yōu)異的耐光性、耐熱性、透明性及著色力等方面出發(fā)，作為二酮基吡咯并吡咯系紅色顏料，優(yōu)選為C. I.顏料紅254，作為蒽醌系紅色顏料，優(yōu)選為C. I.顏料紅 177，作為偶氮金屬絡合物系黃色顏料，優(yōu)選為C. I.顏料黃150。綠色像素中例如可以使用C. I.顏料綠7、10、36、37、58等綠色顏料，也可以并用黃 色顏料。作為黃色顏料，可以使用與紅色像素中列舉的顏料相同的黃色顏料。綠色像素含有這些顏料中的鹵化金屬酞菁系綠色顏料、偶氮系黃色顏料及喹酞酮 系黃色顏料中的至少1種時，由于可以容易地獲得任意的Rth，因此優(yōu)選。其原因在于，鹵 化金屬酞菁綠色顏料通過中心金屬的選擇，可以在某種程度上控制Rth(G)，例如當中心金 屬為銅時，Rth成為負的值，但當中心金屬為鋅時，Rth的值與銅為中心金屬時相比大，可以 為從0至正的值。因此，作為綠色顏料，優(yōu)選為溴化鋅酞菁，其中，期望是1分子中平均含 有13個溴的溴化鋅酞菁。另外，對于偶氮系黃色顏料，無論是否進行微細化處理，均可以 獲得0或正的Rth(G)，對于喹酞酮系黃色顏料，無論是否進行微細化處理，均可以獲得負的 Rth(G)，通過將它們并用，容易獲得所期望的Rth。對于綠色像素，也可以說Rth的值根據所使用的顏料的配合比的加和律是大致成 立的。顏料的使用量以顏料的合計重量為基準，鹵化金屬酞菁系綠色顏料為30 90重 量％，偶氮系黃色顏料和/或喹酞酮系黃色顏料為0 60重量％、優(yōu)選為5 60重量％， 這從像素的色相和明亮度、膜厚等方面出發(fā)是優(yōu)選的。進而，更優(yōu)選的是，鹵化金屬酞菁系 綠色顏料為50 85重量％、偶氮系黃色顏料為5 45重量％、喹酞酮系黃色顏料為5 45重量％。上述中，從優(yōu)異的耐光性、耐熱性、透明性及著色力等方面出發(fā)，作為鹵化金屬酞 菁系綠色顏料，優(yōu)選C. I.顏料綠7、36、58，作為偶氮系黃色顏料，優(yōu)選C. I.顏料黃150，作 為喹酞酮系黃色顏料，優(yōu)選C. I.顏料黃138。作為藍色像素，例如可以使用C. I.顏料藍15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、
22、60、64等藍色顏料，也可以并用紫色顏料。作為紫色顏料，可列舉出C.I.顏料紫1、19、
23、27、29、30、32、37、40、42、50等。藍色像素含有這些顏料中的金屬酞菁系藍色顏料和二噁嗪系紫色顏料中的1種 以上時，容易獲得負到接近于0的Rth。其使用量以顏料的合計重量為基準，金屬酞菁系藍 色顏料為40 100重量％，二噁嗪系紫色顏料為0 50重量％，優(yōu)選為1 50重量％，這 從像素的色相或明亮度、膜厚等方面出發(fā)是優(yōu)選的，進而，更優(yōu)選的是，金屬酞菁系藍色顏 料為50 98重量％，二噁嗪系紫色顏料為2 25重量％。上述中，從優(yōu)異的耐光性、耐熱性、透明性及著色力等方面出發(fā)，作為金屬酞菁系 藍色顏料，優(yōu)選為C. I.顏料藍15:6，作為二噁嗪系紫色顏料，優(yōu)選為C. I.顏料紫23。另外，作為無機顏料，可列舉出鉻黃、鋅黃、鐵丹(紅色氧化鐵(III))、鎘紅、群青、 普魯士藍、氧化鉻綠、鈷綠等金屬氧化物粉、金屬硫化物粉、金屬粉等。為了取得彩度與明亮度的平衡，并確保良好的涂布性、感度、顯影性等，可以將無 機顏料與有機顏料組合使用。進而，為了調色，可以在不降低耐熱性的范圍內含有染料。為了實現(xiàn)濾色器的高亮度化、高對比度化，著色像素中所含的顏料優(yōu)選進行微細 化，優(yōu)選平均一次粒徑小。顏料的平均一次粒徑可以通過用透射型電子顯微鏡拍攝顏料，并 對其照片進行圖像解析來算出。顏料的平均一次粒徑優(yōu)選為40nm以下，更優(yōu)選為30nm以下，進一步優(yōu)選為20nm以下。另外，平均一次粒徑優(yōu)選為5nm以上。當顏料的平均一次粒徑大于上限值時，液晶顯 示裝置的黑色顯示時的視覺辨認性差。另外，小于下限值時，顏料變得難以分散，難以維持 作為著色組合物的穩(wěn)定性，難以確保流動性。其結果是，濾色器的亮度、顏色特性變差。特別是平均一次粒徑超過40 μ m的有機 顏料對正面視覺辨認性造成不良影響。另外，將透明基板上形成的各色像素夾在2張偏振片之間，從一個偏振片側照射 背光，用亮度計測定透過另一個偏振片的光，由偏振片處于平行狀態(tài)下的光的亮度(Lp)和 處于正交狀態(tài)下的光的亮度(Lc)之比算出的對比度C由C = Lp/Lc算出，在CS表示沒有 著色像素的僅是基板的對比度，CR表示紅色像素的對比度，CG表示綠色像素的對比度，CB 表示藍色像素的對比度，且滿足CR/CS > 0. 45、且CG/CS > 0. 45、且CB/CS > 0. 45的情況 下，如下述表6所示，液晶顯示裝置的黑色顯示時的正面視覺辨認性變得優(yōu)異。S卩，能夠再 現(xiàn)漏光少的致密的黑色顯示。未滿足CR/CS > 0. 45、且 CG/CS > 0. 45、且 CB/CS > 0. 45 的情況下，即 CR/ CS ^ 0. 45、或CG/CS ^ 0. 45、或CB/CS ^ 0. 45的情況下，黑色顯示時的漏光變多，難以獲得 優(yōu)異的正面視覺辨認性的液晶顯示裝置。進而，通過減小每種顏色的延遲差，可制成斜向視覺辨認性和正面視覺辨認性均 優(yōu)異的液晶顯示裝置。另外，即使?jié)M足CR/CS > 0. 45、且CG/CS > 0. 45、且CB/CS > 0. 45，但每種顏色的 延遲差大的情況下，有時斜向視覺辨認性也不充分。作為顏料的平均一次粒徑及厚度方向相位差的控制手段，有將顏料機械粉碎來控 制一次粒徑及粒子形狀的方法(稱為磨碎法)；將溶解于良溶劑的物質投入到貧溶劑中以 使所期望的一次粒徑及粒子形狀的顏料析出的方法(稱為析出法)；以及在合成時制造所 期望的一次粒徑及粒子形狀的顏料的方法(稱為合成析出法)等?？梢愿鶕褂玫念伭?的合成法或化學性質等，對每個顏料選擇適當的方法來進行。以下對各方法進行說明，但作為構成本發(fā)明的一個實施方式的濾色器的著色像素 層中含有的顏料的一次粒徑及粒子形狀的控制方法，也可以使用上述方法中的任一種。磨碎法是如下方法使用球磨機、砂磨機或捏合機等，將顏料與食鹽等水溶性的無 機鹽等磨碎劑、以及不溶解其的水溶性有機溶劑一起進行機械混煉(以下，將該處理稱為 鹽磨)后，水洗除去無機鹽和有機溶劑并進行干燥，從而得到所期望的一次粒徑及粒子形 狀的顏料。其中，通過鹽磨處理，有時顏料會進行結晶生長，因此處理時加入至少部分溶解于 上述有機溶劑中的固形樹脂或顏料分散劑以防止結晶成長的方法是有效的。對于顏料與無機鹽的比率，如果無機鹽的比率增多，則顏料的微細化效率變好，但 由于顏料的處理量變少，因此生產率降低。一般來說，相對于顏料1重量份，無機鹽最好使 用1 30重量份，優(yōu)選使用2 20重量份。另外，上述水溶性有機溶劑的加入是為了使顏 料與無機鹽形成均勻的塊體，其用量根據顏料與無機鹽的配合比的不同而不同，但通常相 對于顏料1重量份以0. 5 30重量份的量使用。對于磨碎法進一步進行具體說明，在顏料與水溶性的無機鹽的混合物中加入作為 濕潤劑的少量的水溶性有機溶劑，用捏合機等劇烈混煉后，將該混合物投入水中，用高速攪拌機等攪拌而制成漿料狀。接著，將該漿料過濾、水洗并干燥，由此可以得到所期望的一次 粒徑及粒子形狀的顏料。析出法是使顏料溶解在適當的良溶劑中后與貧溶劑混合，從而使所期望的一次粒 徑及粒子形狀的顏料析出的方法，可以通過溶劑的種類或量、析出溫度、析出速度等來控制 一次粒徑的大小及粒子形狀。通常，顏料難以溶于溶劑中，因此能夠使用的溶劑有限，作為例子，已知的有濃硫 酸、多磷酸、氯磺酸等強酸性溶劑或液氨、甲醇鈉的二甲基甲酰胺溶液等堿性溶劑等。作為析出法的代表例，有將在酸性溶劑中溶解有顏料的溶液注入到其它溶劑中使 其再析出而獲得微細粒子的酸溶法(acid pasting)。從工業(yè)上的成本的觀點出發(fā)，一般是 將硫酸溶液注入到水中的方法。所使用的硫酸的濃度沒有特別限定，但優(yōu)選為95 100重 量％。硫酸相對于顏料的使用量沒有特別限定，但如果過少則溶液粘度高、處理性變差，相 反地如果過多則顏料的處理效率降低，因此優(yōu)選使用相對于顏料為3 10倍的重量的硫 酸。另外，顏料沒有必要完全溶解。溶解時的溫度優(yōu)選為0 50°C，在該范圍以下時， 硫酸有可能凍結，且溶解度也降低。如果溫度過高，則容易引起副反應。注入的水的溫度優(yōu)選為1 60°C，如果在該溫度以上開始注入，則由于硫酸的溶 解熱而產生沸騰，操作危險。如果在該溫度以下則會凍結。注入所需的時間優(yōu)選相對于顏 料ι份為0. 1 30分鐘。時間越長，一次粒徑有變得越大的傾向。顏料的一次粒徑及粒子形狀的控制通過選擇將酸溶法等析出法與鹽磨法等磨碎 法組合的手法，可在考慮顏料的整粒程度的同時來進行，并且此時也可以確保作為分散體 的流動性，因此更優(yōu)選。進行鹽磨時或者酸溶時，為了防止隨著一次粒徑及粒子形狀的控制產生的顏料的 凝聚，還可以并用下述所示的色素衍生物或樹脂型顏料分散劑、表面活性劑等分散助劑。另外，通過在使2種以上的顏料共存的形態(tài)下進行一次粒徑及粒子形狀的控制， 即使是單獨情況下難以分散的顏料，也可以形成穩(wěn)定的分散體。作為特殊的析出法，有無色法(leuco法)。在將黃烷士酮系、紫環(huán)酮系、茈系、陰丹 酮系等甕染料系顏料用堿性亞硫酸氫鹽還原時，醌基變?yōu)闅漉拟c鹽(無色化合物)而成 為水溶性。通過在該水溶液中加入適當的氧化劑而進行氧化，可以在水中使不溶性的一次 粒徑小的顏料析出。合成析出法是在合成顏料的同時使所期望的一次粒徑及粒子形狀的顏料析出的 方法。但是，在將生成的微細顏料從溶劑中取出時，如果顏料粒子未凝聚形成較大的二次粒 子，則作為一般的分離法的過濾變得困難，因此通常適用于容易引起二次凝聚的在水系中 合成的偶氮系等顏料。進而，作為顏料的一次粒徑及粒子形狀的控制手段，通過將顏料用高速的砂磨機 等進行長時間分散(將顏料進行干式粉碎，所謂的干磨法)，也可以在減小顏料的一次粒徑 的同時進行分散。另外，對于本實施方式的濾色器，特別是為了改善斜向視覺辨認性，可以在1色以 上的濾色器著色組合物中添加延遲調整劑。延遲調整劑是可以調整濾色器的厚度方向的相 位差的添加劑，所述濾色器是使用濾色器著色組合物在透明基板、反射性基板、或半導體基板上形成著色涂膜而得到的。為了確保1000或者3000以上的高對比度，可以用作延遲調整劑的化合物優(yōu)選是 分散性良好的有機化合物。具體而言，雖然也可以采用無機物等粒子形狀的物質，但從光散 射性或消偏振性的觀點出發(fā)最好避免使用。另外，在透明基板等上形成多種顏色的濾色器 的情況下，可以將延遲調整劑添加到全部顏色的像素中，也可以限定地添加到1種色或2種 色的像素中。作為具體的延遲調整劑，可以選擇從具有含有一個以上交聯(lián)性基團的平面結構基 團的有機化合物即三聚氰胺樹脂、卩卜啉化合物、聚合性液晶化合物、以及含有70 90mOl% 的1個以上含芳香族基團的單體的丙烯酸樹脂中選擇的1種以上。通常認為，僅通過添加具有與顏料或其他樹脂正負相反的雙折射率的具有平面結 構基團的粒子，可以消除膜整體的Rth。但是，僅添加只具有平面結構基團的粒子，粒子自身 會不規(guī)則取向，對膜整體的Rth的影響減小。因此，本發(fā)明人等進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，通過使延遲調整劑所具有的平面結 構基團中具有至少1個以上的交聯(lián)性基團，從而使得膜整體的Rth發(fā)生很大變化，能獲得充 分的效果。另外發(fā)現(xiàn)，在具有平面結構基團的調整劑中，在該平面結構基團是芳香族基團、 且在樹脂固體成分中含有70 90mol%的具有該芳香族基團的單體的丙烯酸樹脂的情況 下，作為延遲調整劑可獲得充分的效果。S卩，例如延遲調整劑通過具有在光刻工序中的光固化工藝或熱固化工藝中交聯(lián)的 官能團，從而使平面結構基團不會自由地旋轉，并且在熱固化時的收縮時，平面結構基團在 更為相同的方向上取向并容易被固定，由此能夠增大厚度方向的相位差Rth的值(正的方 向)。即能夠表現(xiàn)出作為相位差調整劑的功能。平面結構基團是具有至少1個以上芳香族環(huán)的基團，在單環(huán)式烴中，可以使用具 有苯基、枯烯基、2，4，6_三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、芐基、苯乙基、苯乙烯基、肉桂基、三 苯甲基等的公知的化合物，在多環(huán)式烴中，可以使用具有并環(huán)戊二烯基、茚基、萘基、聯(lián)苯撐 基、苊烯基、芴基、菲基、蒽基、三亞苯基、芘基、并四苯基、二苯并菲基、并五苯基、四亞苯基、 三亞萘基等的公知的化合物。在單雜環(huán)化合物中，可以列舉出具有吡咯基、咪唑基、吡唑基、 吡啶基、吡嗪基、三嗪基等的公知的化合物，在雜多環(huán)化合物中，可以列舉出具有吲哚嗪基、 異吲哚基、吲哚基、嘌呤基、喹啉基、異喹啉基、酞嗪基、萘啶基、喹喔啉基、噌啉基、咔唑基、 咔啉基、吖啶基、嚇啉基等的公知的化合物，它們也可以是具有烴基、鹵素基等取代基的化 合物。作為附屬于該平面結構基團的至少1個以上的交聯(lián)性基團，優(yōu)選為下述式子所示 的不飽和聚合性基團(A、B、C、D、E、F)或官能團(I、J、K、L、M、N、0)或熱聚合性基團(G、H、 P、Q、R、S、Τ、U)，更優(yōu)選使用環(huán)氧基(G、H)，最優(yōu)選使用P U。另外，在不飽和聚合性基團中，進一步優(yōu)選為烯鍵式不飽和聚合性基團(Α、Β、 C、D)，另外，還優(yōu)選使用-OI2NHCOCH = CH2、-CH2NHCO(CH2)7CH = CH(CH2)7CH3、-OCO(C6H4) O(CH2)6CH = CH2 等。在該平面結構基團中具有至少1個以上羥基等反應性官能團的情況下，這些交聯(lián) 性基團可以通過公知的方法使(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、2-(甲基)丙烯酰氧基異氰酸 酯、甲苯-2，4-二異氰酸酯等具有與上述反應性官能團反應的官能團及烯鍵式不飽和基團的化合物發(fā)生反應而容易地獲得t
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，其具備具有濾色器的液晶單元、分別配置于該液晶單元的兩外 表面的一對偏振片、和設置于這些偏振片內側的光學補償層，其特征在于，使該液晶顯示 裝置進行黑色顯示并測定在CIE1960表色系中所示的色度(U、ν)，從垂直方向看時的色度 (U(丄)、v(丄))與從與顯示面的法線方向傾斜θ °的方位看時的色度(ιι(θ)、ν(θ))的 由下述式(1)所示的色度差八1^在0 < θ彡60的范圍內為0.02以下，Auv= [{ιι(1)-ιι(θ)}2+{ν(1)-ν(θ)}2]1/2 (I)0
2.一種用于權利要求1所述的液晶顯示裝置中的濾色器，其特征在于，其具備至少含 有紅色像素、綠色像素及藍色像素的著色像素，所述紅色像素的厚度方向相位差值Rth(R)、 綠色像素的厚度方向相位差值Rth(G)、及藍色像素的厚度方向相位差值Rth(B)滿足下述 式⑵及式⑶，Rth (G)>= 0 (2)Rth (B) < Rth (G) > Rth (R) (3)式中，Rth (R)、Rth (G)及Rth(B)由各自的從像素的面內折射率的平均值減去厚度方向 折射率而得到的值與像素的厚度(nm)之積得到，Rth(R)表示相對于通過紅色區(qū)域的波長 為eiOnm的光的厚度方向相位差值，Rth(G)表示相對于通過綠色區(qū)域的波長為M5nm的光 的厚度方向相位差值，Rth(B)表示相對于通過藍色區(qū)域的波長為450nm的光的厚度方向相位差值。
3.根據權利要求2所述的濾色器，其特征在于，所述著色像素由含有延遲調整劑的感 光性著色組合物形成。
4.根據權利要求2所述的液晶顯示裝置用濾色器，其特征在于，所述綠色像素含有鋅 酞菁顏料。
5.根據權利要求3所述的濾色器，其特征在于，所述延遲調整劑是具有至少1個以上的 平面結構基團、和該平面結構基團中的至少1個以上的交聯(lián)性基團的物質。
6.根據權利要求2所述的濾色器，其特征在于，所述延遲調整劑是含有70 90mol% 的至少1個以上的含芳香族的單體的丙烯酸樹脂。
7.根據權利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，其是VA方式。
8.根據權利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，其是IPS方式。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，其具備具有濾色器的液晶單元、分別配置于該液晶單元的兩外表面的一對偏振片、和設置于這些偏振片的內側的光學補償層。使該液晶顯示裝置進行黑色顯示并測定在CIE1960表色系中所示的色度(u、v)，從垂直方向看時的色度(u(⊥)、v(⊥))與從與顯示面的法線方向傾斜θ°的方位看時的色度(u(θ)、v(θ))由式(1)所示的色度差Δuv在0＜θ≤60的范圍內為0.02以下。Δuv＝[{u(⊥)-u(θ)}2+{v(⊥)-v(θ)}2]1/2 (1)。
文檔編號G02F1/13363GK102084274SQ200980125778
公開日2011年6月1日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權日2008年7月4日
發(fā)明者檜林保浩, 清水美繪, 港浩一, 門田總平 申請人:凸版印刷株式會社