CN101040200A - 滤色器和设有滤色器的液晶显示装置 - Google Patents

滤色器和设有滤色器的液晶显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101040200A
CN101040200A CNA2005800346598A CN200580034659A CN101040200A CN 101040200 A CN101040200 A CN 101040200A CN A2005800346598 A CNA2005800346598 A CN A2005800346598A CN 200580034659 A CN200580034659 A CN 200580034659A CN 101040200 A CN101040200 A CN 101040200A
Authority
CN
China
Prior art keywords
color filter
color
liquid crystal
layer
green
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005800346598A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100472247C (zh
Inventor
萩原英聪
丝井健
斋藤匠
伊藤浩光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Publication of CN101040200A publication Critical patent/CN101040200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100472247C publication Critical patent/CN100472247C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/201Filters in the form of arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

提供了一种用于横向场方法的液晶显示装置中的滤色器,其内置于液晶显示装置之内,在液晶显示装置的液晶和像素之间未使用电极。所述滤色器包括透明基板和像素,所述像素设置于所述透明基板上的多种颜色的彩色层。不在所述像素上设置保护层。在处于10Hz到100Hz的范围内的频率上至少一种颜色的彩色层具有不大于0.03的介质损耗角正切(tanδ)。

Description

滤色器和设有滤色器的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及平面内切换模式(in-plane switching mode)液晶装置中采用的滤色器以及设有所述滤色器的平面内切换模式液晶装置。具体而言,本发明涉及一种滤色器,其中,构成像素的彩色层的电特性不会对液晶的切换特性造成不利影响,并且有可能在无需在像素上设置保护层的情况下确保高可靠性,此外还涉及设有这样的滤色器的平面内切换模式液晶装置。
背景技术
现在,彩色液晶显示装置正在迅猛发展,尤其是作为计算机终端显示装置或电视图像显示装置。滤色器是使液晶显示装置显示彩色图像的不可缺少的重要部件。近年来,对于提高彩色液晶显示装置所显示的图像质量存在强劲需求。为了满足这一需求,已经有人开发出了各种新型的具有宽视角或高响应速度的液晶显示装置。其中,预计平面内切换(IPS)模式液晶显示装置将在不远的将来得到广泛的发展,因为这一体系的液晶显示装置具有良好的显示质量,例如,视角、对比率等。
但是,与诸如扭转向列(TN)体系和垂直配向(VA)体系的其他体系的液晶显示装置相比,平面内切换模式液晶显示装置伴随着这样一个问题,即由于在像素与液晶之间没有电极,并且在液晶的驱动电场内存在滤色器的彩色层,因此,液晶分子将受到彩色层的材料的电特性的直接影响。
实际上,在采用制作彩色层的常规材料构造平面内切换模式液晶显示装置的滤色器时,将会产生各种显示故障,例如,由于彩色层材料的电特性导致的液晶的配向扰动,以及由于切换阈值的偏离导致的图像暂留等。
这种用于彩色层的材料的电特性主要归因于彩色层内含有的作为色料(colorant)的色素的特性,因此难以从根本上解决这一问题。因此,如果在平面内切换模式液晶显示装置内采用有常规彩色材料形成的滤色器,那么通常的做法是在像素上形成由透明树脂构成的保护层(涂覆层),从而防止彩色层与液晶直接接触。
但是,近年来液晶显示装置的价格持续走低的趋势愈演愈烈,因此也要求被用作液晶显示装置的部件的滤色器的制造成本降低。如上所述,即使像素的彩色层采用常规材料,也有可能通过在像素上提供由透明树脂构成的涂覆层将这样的滤色器结合到平面内切换模式液晶显示装置内。但是,即使在这种情况下,仍然可能引发各种形式的显示故障(例如,参见日本专利公开文本(特开)No.2004-117537(2004))。
此外,尽管已经对用于彩色层的材料以及用于涂覆层的材料进行了改进,使之与平面内切换模式液晶显示装置协调一致,但是为了确保显示装置具有令人满意的性能,可能要求在某些情况下形成厚度不小于2μm的厚涂覆层,这样带来的问题在于难以均匀地涂覆该涂覆层,这也是不利于降低制造成本的原因之一。
此外,材料成本的增加,以及由于制造步骤的增多而导致的成品率的下降也是不利于制造成本下降的一个因素。尽管希望开发出能够在无需设置涂覆层的情况下应用于平面内切换模式液晶显示装置内的滤色器,但是由于存在前述问题难以实现这样的滤色器。
发明内容
本发明的所要解决的问题在于:
本发明是在考虑如何克服上述问题的背景下得到的,因此本发明的目的在于提供一种滤色器,其适于在平面内切换模式液晶显示装置中使用,并且能够在无需设置由透明树脂形成的保护层(涂覆层)的情况下确保高可靠性,而且其不存在由于构成像素的彩色层的电特性而对液晶的切换特性造成不利影响的可能性。
本发明的另一目的在于提供一种设有前述滤色器的平面内切换模式液晶显示装置。
解决问题的方式:
根据本发明的第一方面,提供了一种滤色器,其适于在平面内切换模式液晶显示装置内使用,在不在液晶和像素之间插置电极的情况下将所述滤色器结合到所述液晶显示装置内,所述滤色器包括透明基板和像素,所述像素包括表示多种颜色的、形成于所述透明基板上的彩色层,其中,不在所述像素上形成保护层,并且在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下将至少一个彩色层的介质损耗角正切(tanδ)限制为不高于0.03。
根据本发明的第二方面,提供了一种滤色器,其适于在平面内切换模式液晶显示装置内使用,所述滤色器包括透明基板和像素,所述像素包括显示多种颜色的、形成于所述透明基板上的彩色层,其中,在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下,将至少一个彩色层与液晶显示装置的液晶材料之间的介电损耗角正切(tanδ)的差值限定为不高于0.03。
根据本发明的第三方面,提供了一种平面内切换模式液晶显示装置,其设有前述滤色器中的任何一种。
附图说明
图1是平面内切换模式液晶显示装置的示意性截面图;
图2是示出了红色层的材料的介电损耗角正切(dielectric losstangent)的频率特性的曲线图;
图3是示出了绿色层的材料的介电损耗角正切的频率特性的曲线图;
图4是示出了蓝色层的材料的介电损耗角正切的频率特性的曲线图;
图5是示出了绿色素的浓度与绿色层的材料的介电损耗角正切之间的关系的曲线图。
具体实施方式
根据本发明的第一方面的滤色器适于在平面内切换模式液晶显示装置内使用,所述滤色器包括透明基板、像素和液晶配向膜,所述像素包括显示多种颜色的、形成于所述透明基板上的彩色层,所述液晶配向膜形成于所述像素上,二者之间未插置保护膜;其中,在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下,将所述彩色层中的至少一个彩色层的介电损耗角正切(tanδ)限定为不高于0.03。
如此构造的滤色器,在将所述滤色器应用于平面内切换模式液晶显示装置中时,在无需保护层(涂覆层)的情况下,没有对液晶的配向造成的扰动或者没有切换阈值的偏离(deviation)。因此,所述滤色器不会对液晶显示装置的显示性能造成不利影响。
有利地,当所述像素包括绿色层时,即前述多种颜色由R、G和B构成时,可以采用根据本发明的第一方面的滤色器。在这种情况下,可以优选在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下将所述绿色层的介电损耗角正切(tanδ)限制为不高于0.03。此外,所述像素可以包括红色层和蓝色层,其中,在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下,将它们的介电损耗角正切(tanδ)限制为不高于0.03。
所述绿色层可以优选在处于10Hz到100Hz的范围内的频率上具有不高于5.0的相对介电常数。即,在假设所述像素由三种颜色的层,即,红色、绿色和蓝色(R、G、B)层形成时,要想获得具有良好的显示性能的液晶显示装置,一种有效的手段在于,在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下,将绿色层的相对介电常数限定为不高于5.0,其中,绿色层的介电损耗角正切值由于彩色色素的特性而易于变大。
可以优选将根据本发明的第一方面的滤色器构造为使其表面阶梯(step)高度限制为不超过0.3μm。如果将滤色器的表面阶梯高度限定为不超过0.3μm,则有可能防止对液晶分子的取向造成扰动,从而有助于提高液晶显示性能。
可以优选将根据本发明的第一方面的滤色器构造为将其相对于表面水(surface water)的接触角限制为不超过65°。在所述滤色器相对于表面水接触角被限制为不超过65°时,滤色器与将要薄薄地淀积于所述滤色器上的薄聚酰亚胺配向膜的亲和性将变得更好,由此能够均匀地形成聚酰亚胺配向膜。因此,液晶分子的配向将变得均匀,这样有助于增强液晶显示特性。
顺便提及,显示多种颜色的彩色层中的每一个可以含有表面活性剂,以提高向衬底涂覆液体的涂覆特性。但是,为了将滤色器相对于水的接触角限制为不超过65°,表面活性剂的含量可以优选被限制为不能过大,即,在用于形成彩色层的涂覆材料的重量的基础上,处于0.001到0.2%的重量比率范围内。
所述绿色层可以优选包括以全部固体物质的重量为基础占有不超过30%的重量比率的绿色色素。在基于全部固体物质的重量将色素含量限制为不超过30%的重量比时,能够在处于10Hz到100Hz的范围内的频率上将绿色层的介电损耗角正切(tanδ)控制为小于等于0.03。
此外,所述绿色层可以优选含有这样的绿色色素,其中,在纯水中进行的3小时的洗脱(elution)试验中,诸如Na+和K+的碱金属离子以及诸如Cl-和Br-的卤素离子的洗脱量分别被限制为不超过2ppm。当在各种情况下将绿色色素的离子洗脱量限制为小于等于2ppm时,能够在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下将绿色层的介电损耗角正切(tanδ)控制为小于等于0.03。
根据本发明的第二方面的滤色器用于平面内切换模式液晶显示装置的制造,所述滤色器包括透明基板和像素,所述像素包括显示多种颜色的、形成于所述透明基板上的彩色层;其中,在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下,将所述彩色层中的至少一个彩色层与液晶显示装置的液晶材料之间的介电损耗角正切(tanδ)的差值限定为不高于0.03。
有可能通过所述彩色层与液晶材料之间的介电损耗角正切(tanδ)的差值的最小化实现显示装置的良好的显示特性。
根据本发明的第三方面的液晶显示装置的特征在于配有任何一种前述滤色器。根据这种液晶显示装置,有可能由于提供了这些滤色器而实现显示装置的良好的显示性能。
接下来,将详细说明根据本发明的一个实施例的滤色器。
根据本发明的一个实施例的滤色器设有包括多个彩色层的像素,所述多个彩色层颜色不同,并且形成于透明基板的表面上。这些彩色层可以由红色、绿色和蓝色(RGB)的组合形成,或者由黄色、品红和青色(YMC)的组合形成。尤其有利地,可以将根据本发明的一个实施例的滤色器应用于包括绿色层的滤色器(即RGB体系)中。
作为对滤色器的电特性与平面内切换模式液晶显示装置中的显示故障之间的关系的研究结果,本发明人发现,液晶的缺陷配向的产生或者平面内切换模式液晶显示装置内的切换阈值的偏离可能主要归因于彩色层的材料的电特性。可以利用介电损耗角正切值对这一现象做具体解释。即,通常认为这一现象是由于下述原因而发生的。
介电损耗角正切(tanδ)是绝缘材料内累积的电荷量与已经消耗的电荷量之间的比率。在介电损耗角正切相对较小时,能够保持绝缘材料内累积的电荷。但是,当介电损耗角正切相对较大时,电荷被消耗了,因而无法保持。
图1示出了平面内切换模式液晶显示装置的示意性截面图。将这一平面内切换模式液晶显示装置20构造为使其包括具有形成于透明基板1a上的彩色层2的滤色器10以及夹在透明基板1a和透明基板1b之间的液晶层7,此外,将像素电极4和公共电极5二者均布置于透明基板1b一侧。顺便提及,在透明基板1a和1b的外表面上设置偏振板3a和3b。
在图1所示的平面内切换模式液晶显示装置内,以面向内部的方式在一对基板1之间设置构成滤色器10的像素的彩色层2,从而将彩色层2置于液晶驱动电场6内。因此,在这一平面内切换模式液晶显示装置内,在增大彩色层2与该单元内的其他构件(液晶、配向膜等)之间的介电损耗角正切的差时,将引发液晶分子的电荷的保持状态不均匀的现象。
当电荷的保持状态变为非均匀时,将导致在平面内切换模式液晶显示装置内产生我们不希望看到的垂直方向的电场,从而导致液晶的缺陷配向的产生,或者由于电荷的冗余残留而导致阈值发生偏离。因此,将导致诸如图像画面停留的缺陷显示。因此,构成滤色器10的像素的彩色层2的材料的介电损耗角正切是一项重要特征,其决定着平面内切换模式液晶显示装置的显示特性。尽管介电损耗角正切值取决于测量频率,但是由于驱动液晶的一帧为60Hz左右,因此应当注意周期(秒)或频率为30Hz左右,或者处于接近10-100Hz的频率处的介电损耗角正切值。
图2、图3和图4示出了常规滤色器中采用的几种彩色层材料的介电损耗角正切的测量结果。构成常规滤色器的像素的每种颜色的彩色层的介电损耗角正切在10Hz到100Hz的频率下落在大约0.006到0.2的范围内,尽管其将根据彩色层的材料的种类不同而变化。如图3所示,有很多种材料具有高介电损耗角正切,尤其是绿色层材料的情况下。事实上,至少就绿色层而言,有很多种引发像素产生缺陷配向或者发生阈值偏离的可能性,除非在彩色层与液晶保持面(holdingplane)之间的界面处设置涂覆层。
本发明人对这一特征性的介电特性的改善进行了广泛研究,其目的在于提供一种滤色器,其能够克服像素阈值偏离和缺陷配向的问题,并且能够在无需在滤色器的像素与液晶保持面之间设置涂覆层的情况下提高显示质量,所述滤色器将应用于液晶显示装置当中,具体而言其将应用到在像素与液晶之间不插入电极的平面内切换模式液晶显示装置当中。
通常,用于液晶或配向膜的材料具有良好的电荷保持能力。即,用于液晶或配向膜的材料的介电损耗角正切相对较小,其值通常为0.005到0.02左右。因此,我们认为,平面内切换模式液晶显示装置内采用的滤色器内设置的彩色层的材料的介电损耗角正切值优选与用于液晶或配向膜的材料的介电损耗角正切值可以几乎相同。即,本发明人已经发现,在将构成滤色器的像素的彩色层的介电损耗角正切限定为在10Hz到100Hz的频率下不超过0.03,更优选为不超过0.02时,也可能在无需在像素上设置涂覆层的情况下有效地防止诸如像素的缺陷配向或阈值偏离的显示图像的劣化。尽管彩色层的介电损耗角正切可以尽可能低,但是目前在考虑彩色层的材料特性的情况下,所述介电损耗角正切的下限为0.005-0.006左右。
此外,作为本发明人的广泛研究的结果发现,就根据本发明的一个实施例的滤色器而言,优选将彩色层的相对介电常数限定为在10Hz到100Hz的频率下不超过5.0,更优选不超过0.02。这一相对介电常数是介电体内累积的电荷量的指示,因而在彩色层的相对介电常数值变得非常大时,将使彩色层与单元(cell)内构件(液晶、配向膜等)之间累积的电荷量的平衡极大劣化,从而导致缺陷显示的产生,例如由于阈值偏离而导致的图像画面停留。因此,可以优选将构成滤色器的像素的彩色层的相对介电常数限制为在10Hz到100Hz的频率下不超过5.0,更优选不超过4.5。尽管彩色层的相对介电常数可以尽可能低,但是目前在考虑彩色层的材料特性的情况下,所述相对介电常数的下限为3.0左右。
就用于实现这些特征的有效手段而言,可以基于滤色器的彩色层的固体物质,将介电损耗角正切相对较高的绿色色素的浓度限制为预定值,即在重量上不超过30%。
此外,提高色素的纯度对于将色素自身的介电损耗角正切降至最小是有效的。就用于确定色素的纯度的手段而言,可以采用离子洗脱试验,其中,使色素在纯水内沸腾三个小时,以确定Na+、K+等碱金属离子的洗脱量,以及Cl-、Br-等卤族元素离子的洗脱量。在色素重量的基础上,在10Hz到100Hz的频率下将介电损耗角正切限定为不超过0.03的离子洗脱量的上限在各种情况下均为不超过2ppm。因此,可以优选通过使用所述离子的洗脱量(纯度)存在上述限制的色素来形成彩色层。
作为获得彩色层的另一种手段,采用介电损耗角正切低的树脂材料也是有效的,其中能够将介电损耗角正切限定为在10Hz到100Hz的频率下不超过0.03。
为了防止液晶分子的取向受到干扰,滤色器的彩色层的表面可以优选是平的。就本发明而言,由于未在彩色层的表面上设置透明保护层,因而允许彩色层与液晶接触,其间插置一个极薄的聚酰亚胺配向膜,因此彩色层的表面平坦度要重要得多。因此,优选将滤色器的表面阶梯高度限定为不超过0.3μm。
顺便提及,就近年来的滤色器而言,在透明玻璃基板的第一表面上淀积具有点阵图案,即黑矩阵层的光屏蔽层,之后在所述透明玻璃基板上分别形成具有各种颜色的彩色层。但是,在所述光屏蔽膜由含有树脂和黑色素作为主要成分的树脂性黑矩阵形成的情况下,这一光屏蔽膜具有处于大约1.0到1.5μm的范围内的厚度。另一方面,由于彩色层的厚度为1.0到3.0μm,因此光屏蔽膜与彩色层的叠加部分将变成具有相当大的高度的凸起部分。
就用于使彩色层平坦的手段而言,可以建议将彩色层的材料设计为具有缓和倾斜的外围部分,由此变得有可能抑制彩色层在树脂黑矩阵层与彩色层的叠加部分处凸起。相对于树脂黑矩阵层的厚度增大彩色层的厚度对于抑制凸起也是有效的。或者,使树脂黑矩阵层与彩色层之间的叠加部分尽可能降至最低对于抑制凸出也是有效的。此外,也有可能通过抛光彩色层的表面而去除凸起,或者在形成彩色层之后清除凸起。就抛光手段而言,可能采用平面抛光机或oscar型抛光机实施机械抛光。
在将滤色器结合到液晶显示装置内之际,在滤色器的表面上形成用于控制液晶的取向的配向膜薄膜。就配向膜的形成而言,可以主要采用聚酰亚胺树脂,其中,使聚酰亚胺树脂或其前体在适当的溶剂内溶解,以获得溶液,之后通常利用丝网印刷或胶版(flexographic)印刷将其涂覆在滤色器的表面上,进而使其干燥并热固化,以形成配向膜。
就溶解聚酰亚胺树脂或其前体的溶剂而言,通常有可能采用NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)或γ-丁内酯。如果滤色器的表面对于这些溶剂不具有足够的浸润性,那么在向滤色器的表面上涂覆用于形成配向膜的涂覆溶液时,将产生其上局部未形成配向膜或完全没有形成配向膜的区域,从而导致缺陷液晶显示器的产生。
通常,当在滤色器上淀积透明保护层,从而为平面内切换模式液晶显示装置的制造做准备时,有可能通过透明保护层的存在确保相对于溶剂的浸润性。但是,由于在本发明中省略了这样的透明保护层,因而不可能期望这样的效果。因此,要求为滤色器的彩色层提供相对于溶剂的令人满意的浸润性。
出于这一目的,彩色层的表面相对于水的接触角优选小于等于65°,从而确保彩色层的表面对于聚酰亚胺的溶剂具有令人满意的浸润性。更优选地将前述接触角控制为小于等于55°,最优选为小于等于45°。可以在存在氧气的条件下对滤色器进行紫外线照射处理,从而使彩色层表面相对于水的接触角小于等于65°。或者,可以在将表面活性剂与用于形成彩色层的涂覆材料结合时,降低表面活性剂的混合比,从而使彩色层的表面相对于水的接触角小于等于65°,添加表面活性剂的目的通常在于确保涂覆材料具有适宜的涂覆特性。具体而言,优选将表面活性剂与用于形成彩色层的涂覆材料之间的混合比从重量上限定为0.001到0.2%,更优选限定为在重量上处于0.005到0.1%的范围内。在下文中将针对各种类型的表面活性剂予以说明。
接下来,将对根据本发明的一个实施例的滤色器的制造方法进行如下说明。
根据本发明的一个实施例的滤色器包括由诸彩色层形成的诸像素,所述诸彩色层颜色不同,并形成于透明基板的表面上。这些颜色可以包括红色、绿色和蓝色(RGB)的组合或者黄、品红和青色(YMC)的组合。尤其有利地,可以将根据本发明的滤色器应用于包括绿色层的滤色器(即RGB体系)中。
在根据本发明的一个实施例的滤色器中,通过将像素的表面指向液晶侧的方式,将所述滤色器结合到液晶显示装置中。如果需要,可以将配向膜淀积在像素上。就根据本发明的一个实施例的滤色器而言,由于液晶的驱动电场没有受到彩色层的电特性的不利影响,因而不再要求形成覆盖彩色层的涂覆层,由此也可能提高成品率,降低制造成本。此外,由于能够缩短液晶与像素之间的距离,因而能够增大视角,由此有可能提供具有良好的精细度(fineness)的液晶显示装置。
如上所述,就根据本发明的一个实施例的滤色器而言,不需要通过在像素的表面上淀积涂覆层来补偿彩色层的电特性。但是,也可以出于使滤色器变平的目的或其他目的,包括补偿彩色层的电特性的目的,而淀积树脂层。在这种情况下,所述树脂层的厚度可以不像常规涂覆层的厚度那样厚。
在根据本发明的一个实施例的滤色器中采用的透明基板可以优选具有某种程度的针对可见光的透射率,该透射率更优选为大于等于80%。可以从通常应用于液晶显示装置中的透明基板中选择所述透明基板。例如,所述透明基板可以是诸如PET的塑料基板或玻璃基板。通常,采用玻璃基板作为透明基板。如果要采用光屏蔽图案,那么有可能采用由诸如铬的金属薄膜或光屏蔽树脂构成的、通过常规方法预先形成于透明基板上的图案。
透明基板上的像素的形成方法可以任选自常规方法,例如,喷墨法、印刷法、光刻法和蚀刻法。但是,考虑到为了获得提高的精细度、光谱特性的可控性和可再现性,优选按照下述说明采用光刻法。即,使色素连同光引发剂和可聚合单体分散于适宜的溶剂中,并将其结合到透明树脂中,以制备彩色光敏合成物。之后,将这一彩色光敏合成物涂覆于透明基板上,以形成彩色光敏合成物层,之后对其进行构图曝光和显影处理,以形成单种颜色的彩色层。针对每种颜色重复这一步骤序列,以制备设有由具有不同颜色的多个彩色层形成的像素的滤色器。
接下来,将说明通过光刻形成像素的方法。
首先,将被用作色料的色素连同光引发剂和可聚合单体散布于适宜的溶剂内,并将其结合到透明树脂种,以制备彩色光敏合成物。就散布这些成分的方法而言,没有特定的限制,因而有可能采用各种方法,例如磨料(mill base)、三辊磨、喷射磨等。
将通过其色度指数(color index number)对在彩色光敏合成物中被用作色料的有机颜料的具体例子进行例举。
对于用于形成红色滤色器段(segment)的红色合成物的制造而言,有可能采用诸如C.I.Pigment Red 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、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、254、255、264、272、279等的红色色素。这一红色合成物可以包括黄色色素或橙色色素。
就黄色色素而言,有可能采用C.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、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、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162m、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。就橙色色素而言,可以采用C.I.Pigment Orange 36、43、51、55、61、71、73等。
对于用于形成绿色滤色器段的绿色合成物的制造而言,有可能采用诸如C.I.Pigment Green 7、10、36、37等的绿色色素。与红色成分的情况一样,所述绿色成分可以包括黄色色素。
就用于形成蓝色滤色器段的蓝色合成物的制造而言,有可能采用诸如C.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等的蓝色色素,更优选采用C.I.Pigment Blue 15:6这种蓝色色素。此外,这一蓝色成分可以包括诸如C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等的紫色色素,更优选采用C.I.Pigment Violet 23这种紫色色素。
此外,为了确保所述彩色合成物具有良好的涂覆特性、灵敏性和显影特性,同时在色度与辉度之间保持平衡,可以将上述有机色素与无机色素结合使用。就无机色素而言,有可能采用金属氧化物粉末、金属硫化物粉末、诸如氧化铅(yellow lead)、锌铬、氧化铁红(III)、镉红、群青(ultramarine blue)、钴绿等的金属粉末。此外,为了确保均匀调色,可以将染料结合到所述彩色合成物中,其保持在不会劣化滤色器的耐热性的比率之内。
可以应用于所述彩色合成物内的透明树脂可以优选在可见光波段的400-700nm的总波长范围内具有不少于80%的穿透率,更优选具有不少于95%的穿透率。就透明树脂而言,有可能采用热塑性树脂、热固性树脂和感光树脂。根据需要,可以利用能够在辐照下通过其固化而形成透明树脂的前体,即单体和低聚物配制透明树脂。在这种情况下,可以单独采用单体或低聚物,或者将两种或更多种单体或低聚物结合使用。
就热塑性树脂而言,有可能采用,例如,丁缩醛树脂、苯亚乙基—顺丁烯二酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚酰亚胺等。就热固性树脂而言,有可能采用环氧树脂、苯代三聚氰胺树脂、松香改性(rosin-modified)顺丁烯二酸树脂、松香改性反丁烯二酸树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、酚醛树脂等。
就感光树脂而言,有可能采用具有引入了诸如(甲基)丙烯酰基((metha)acryloyl group)、苯乙烯基等的可光固化的基团的线型大分子的树脂,所述基团的引入是通过具有诸如羟基、羧基、氨基等的反应取代基的线型大分子与具有诸如异氰酸酯基、醛基、环氧基等的反应取代基的(甲基)丙烯脂化合物((metha)acrylic compound)或肉桂酸之间的反应实现的。还有可能采用这样的线型大分子(linearmacromolecule),其含有诸如苯乙烯—顺丁烯二酸酐共聚物或α-烯烃-顺丁烯二酸酐共聚物的酸酐,并且通过诸如羟烷基(甲基)丙烯酸酯的具有羟基的(甲基)丙烯脂化合物受到半酯化。
就这种情况下能够采用的可聚合单体和低聚物而言,其包括各种类型的丙烯酸酯和甲基丙酸烯酯,例如甲基(甲基)丙烯酸酯(methyl(metha)acrylaet)、乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯、β-羧乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙烯乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethyrolpropane tri(metha)acrylate)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二环氧甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二环氧甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二环氧甘油醚二(甲基)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三环癸基(甲基)丙烯酸酯、酯化丙烯酸酯、羟甲基三聚氰胺(methyrolated melamine)的(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯等;(甲基)丙烯酸;苯乙烯;醋酸乙烯酯;羟乙基乙烯醚;乙二醇乙烯醚;季戊四醇三乙烯醚;(甲基)丙烯酰胺;N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺;N-乙烯基甲酰胺;丙烯腈等。
可以单独采用这些化合物,也可以将其中的两种或更多种混合使用。
如果希望通过射线的照射使彩色合成物固化,那么可以向彩色合成物内添加光聚合引发剂。就在这种情况下采用的光聚合引发剂而言,有可能采用乙酰苯(acetophenone)化合物,例如4-苯氧基二氯乙酰苯、4-叔丁基-二氯乙酰苯、二乙氧基乙酰苯、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基-1-丙酮(1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one)、1-羟基环己基苯基甲酮、2-苄基-2-二氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮(2-benzyl-2-diamino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-one);苯偶姻化合物,例如苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯甲基二甲基缩酮等;二苯甲酮化合物,例如二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸(benzoylbenzoic acid)、苯甲酰甲基苯甲酸酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸化(acrylated)二苯甲酮、4-苯甲酰基-4-甲基二苯硫化物、3,3′,4,4′-四(叔丁基过氧碳基)二苯甲酮等;噻吨酮化合物,例如噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮等;三嗪化合物,例如2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4、6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(p-甲氧苯基)-4、6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(p-甲苯基)-4、6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-胡椒基-4、6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(-1-萘甲酰基)-4、6-双(三氯甲基)-s-三嗪(2-(naphtha-1-yl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine)、2-(4-甲氧基-1-萘甲酰基)-4、6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2,4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三嗪、2,4-三氯甲基(4′-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等;肟酯(oximeester)化合物,例如1,2-辛二酮、l-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰肟)](1-[4-(phenylthio)-2-(O-benzoyl oxime)])、O-(乙酰基)-N-(1-苯基-2-氧代-2-(4′-甲氧基-萘基)亚乙基)羟基胺(O-(acetyl)-N-(1-phenyl-2-oxo-2-(4′-methoxy-naphthyl)ethylidene)hydroxyl amine)等;膦化合物,例如双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰联苯氧化膦等;醌化合物,例如9,10-菲醌、樟脑奎宁、乙基蒽醌(ethylanthraquinone)等;硼酸酯化合物;咔唑化合物;咪唑化合物;二茂钛(titanocene)化合物等。
可以单独采用这些光聚合引发剂,也可以将其中的两种或更多种结合使用。可以优选基于彩色合成物的固体物质的总量将这些光聚合引发剂的混合比限定为在重量上处于0.5到50%的范围内,更优选限定为在重量上处于3到30%的范围内。
所述彩色合成物还可以包括敏化剂(sensitizer),其例子包括基于胺的化合物,例如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三聚异丙醇胺、4-二甲基胺基苯甲酸甲酯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基异苯甲酸戊酯、苯甲酸2-二甲基胺基乙基(benzoic acid 2-dimethylaminoethyl)、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己基(4-dimethylamino bezoic acid2-ethylhexyl)、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4′-双(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4′-双(二乙基胺基)二苯甲酮、4,4′-双(乙基甲基胺基)二苯甲酮等。
可以单独采用这些敏化剂,也可以将其中的两种或更多种结合使用。优选将这些敏化剂的混合比基于光聚合引发剂和敏化剂的总量限定为在重量上处于0.5到60%的范围内,更优选在重量上处于3到40%的范围内。
所述彩色合成物还可以包括能够起到链转移剂(chain-transferagent)的作用的多官能硫醇(polyfunctional thiol)。就这种链转移剂而言,有可能采用具有两个或更多硫醇基团的化合物。此类化合物的具体例子包括己二硫醇(hexane dithiol)、癸二硫醇、1,4-丁二醇双硫代丙酸酯、1,4-丁二醇双巯基乙酸酯、乙二醇双巯基乙酸酯、乙二醇双硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯、三甲醇基丙烷三硫代丙酸酯(trimethylolpropane tristhiopropionate)、三甲醇基丙烷三(3-巯基丁基)、季戊四醇四聚硫代丙酸酯(pentaerythritoltetrakisthiopropionate)、三巯基丙酸酯三(2-羟乙基)异苯胺酯(trimercaptopropionate tris(2-hydroxyethyl)isocyanulate)、1,4-二甲基巯基苯、2,4,6-三巯基-s-三嗪、2-(N,N-二丁基胺基)-4、6-二巯基-s-三嗪等。
可以单独采用这些多官能硫醇,也可以将其中的两种或更多种结合使用。可以优选将这些多官能硫醇的混合比基于彩色合成物的固体物质的总量限定为在重量上处于0.1到30%的范围内,更优选在重量上处于1到20%的范围内。如果这些多官能硫醇的混合比在重量上小于0.1%,那么将无法充分达到所述多官能硫醇的预期效果。另一方面,如果这些多官能硫醇的混合比在重量上超过了30%,那么彩色合成物的敏感性将变得过高,反而使溶液劣化。
如果需要,所述彩色合成物还可以包括有机溶剂。就这种有机溶剂而言,例如,有可能采用环己酮、乙基乙酸溶纤剂(ethyl cellosolveacetate)、丁基乙酸溶纤剂、1-甲氧基-2-乙酸丙酯、二乙二醇二甲醚、苯乙烷、乙二醇二乙醚、二甲苯、乙基溶纤剂、甲基-n戊基甲酮、丙二醇一甲基醚甲苯、甲乙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁酮、石油溶剂等。可以单独采用这些有机溶剂,或者将其中的两种或更多种结合使用。
如果需要,所述彩色合成物还可以包括表面活性剂。就这种表面活性剂而言,有可能采用阴离子表面活性剂,例如十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯(polyoxyethylenealkyl ether sulfate)、十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯-丙烯酸共聚物的碱金属盐、硬脂酸钠、烷基萘磺酸钠、烷基联苯醚二磺酸钠、单乙醇胺十二烷基硫酸酯、三羟乙基胺十二烷基硫酸酯、十二烷基硫酸铵、单乙醇胺硬酯酸盐、硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、苯乙烯-丙烯酸共聚物的单乙醇胺(monoethanolamine)、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯(polyoxyethylene alkylether phosphate)等;非离子表面活性剂,例如聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯单硬脂酸山梨糖醇酐酯(polyoxyethylene sorbitan monostearate)、聚乙二醇单十二酸酯、聚醚改性二甲基聚硅氧烷、聚酯改性聚甲基烷基硅氧烷、聚醚改性聚甲基烷基硅氧烷、芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷等;阳离子表面活性剂,例如烷基季铵盐及其环氧乙烷加合物(adduct)等;以及兼性(amphoteric)表面活性剂,例如诸如甜菜碱烷基二甲基胺基醋酸酯的烷基甜菜碱、烷基咪唑啉(alkylimidazoline)等。可以单独采用这些表面活性剂,也可以将其中的两种或更多种结合使用。
之后,将包括任何所述这些成分的彩色光敏合成物涂覆在透明基板的表面上,之后预烘焙。就涂覆所述彩色合成物的方法而言,尽管通常也可能采用旋涂法、浸渍涂覆法或模压涂覆法,但是对方法并没有具体限制,只要能够在40-60平方厘米的基板面积内形成具有均匀厚度的彩色合成物即可。优选在50-120℃的温度下执行10-20分钟的预烘焙。虽然可以任选涂覆膜的厚度,但是在将光谱透射率考虑在内的情况下,在预烘焙之后,该厚度通常为2μm左右。
之后,通过构图掩模对形成于基板上的彩色光敏合成物层曝光。就光源而言,有可能采用普通的高压汞灯。
接下来,对经过这样的曝光的彩色光敏合成物进行显影处理。就显影溶液而言,可以采用碱性水溶液。就碱性水溶液的例子而言,有可能采用碳酸钠的水溶液、碳酸氢钠的水溶液、这些材料的混合水溶液或额外含有适当的表面活性剂的这些水溶液中的任何一种。就显影处理而言,用水冲洗经过显影的层,并使其干燥,以获得预期的具有单一颜色的彩色层。
将上述步骤序列重复预定的次数,同时改变彩色光敏合成物的种类和掩模图案,从而获得根据需要适当地组合了各种颜色的彩色层的像素。
例子:
接下来,将参考具体例子详细解释本发明,其并非意在为本发明限定一个本发明的要旨不可偏离的范围。顺便提及,下面出现的所有组分的含量均以重量份为基础。
[彩色合成物的制备]
根据下述程序制备红色、蓝色和绿色彩色合成物。
红色合成物:
均匀搅拌包括下述成分的混合物(mixture),使之混合在一起,以获得混合物。之后,利用每者具有1mm的直径的玻璃珠,将所述混合物散布在砂磨机内研磨五小时,之后利用5μm过滤器对其进行过滤,以制备红色色素分散体(dispersion)。
红色色素:C.I.Pigment Red 254
(Irgarfor Red B-CF;Chiba Speciality Chemicals Co.Ltd.)-18份
红色色素:C.I.Pigment Red 177
(Chromophthal Red A2B;Ciba Speciality Chemicals Co.,Ltd.)-2份
分散剂(dispersant)(Azispar PB821;Azinomoto Fine Techno Co.,Ltd.)-2份
丙烯酸清漆(vanish)(固体物质:20%)-108份
尔后,搅拌具有下述成分的混合物,使之混合,以形成匀质混合物,之后采用5μm的过滤器对其过滤,以制备红色合成物。
所获得的上述分散剂-130份
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylol propane triacrylate)-13份
(NK Ester ATMPT;Shin Nakamura Kagaku Co.,Ltd.)
光引发剂(Irgar Cure 907;Ciba-Geigy Co.,Ltd.)-3份
敏化剂(EAB-F;Hodogaya Chemicals Co.)-1份
环己酮-253份
表面活性剂(BYK-341;Big Chemie Co.,Ltd.)-0.02份
蓝色合成物:
均匀搅拌包括下述成分的混合物,使之混合在一起,以获得混合物。之后,利用每者具有1mm的直径的玻璃珠,将所述混合物散布在砂磨机内研磨五小时,之后利用5μm过滤器对其进行过滤,以制备蓝色色素分散体。
蓝色色素:C.I.Pigment Blue 15
(Lionol Blue ES;Toyo Ink Manufacturing Co.,Ltd.)-50份
紫色色素:C.I.Pigment Violet 23
(Paliogen Violet 5890;BASF Co.,Ltd.)-2份
分散剂(Solsverse 20000;Zenega Co.,Ltd.)-6份
丙烯酸清漆(固体物质:20%)-200份
尔后,搅拌具有下述成分的混合物,使之混合,以形成匀质混合物,之后采用5μm的过滤器对其过滤,以制备蓝色合成物。
所获得的上述分散剂-268份
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯-19份
(NK Ester ATMPT;Shin Nakamura Kagaku Co.,Ltd.)
光引发剂(Irgar Cure 907;Ciba-Geigy Co.,Ltd.)-4份
敏化剂(EAB-F;Hodogaya Chemicals Co.)-2份
环己酮-214份
表面活性剂(BYK-341;Big Chemie Co.,Ltd.)-0.035份
绿色合成物1:
均匀搅拌包括下述成分的混合物,使之混合在一起,以获得混合物。之后,利用每者具有1mm的直径的玻璃珠,将所述混合物散布在砂磨机内研磨五小时,之后利用5μm过滤器对其进行过滤,以制备绿色色素分散体。
绿色色素:C.I.Pigment Green 36
(Lionol Green 6YK;Toyo Ink Manufacturing Co.,Ltd.)-16份
黄色色素:C.I.Pigment Yellow 150
(Fanchion Fast Yellow Y-5688;Bayer Co.,Ltd.)-8份
分散剂(Disperbyk-163;Bickchemie Co.,Ltd.)-2份
丙烯酸清漆(固体物质:20%)-102份
之后,利用128份上述分散剂,搅拌具有下述成分的混合物,使之混合,以形成匀质混合物,之后采用5μm的过滤器对其过滤,以制备绿色合成物。
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯-14份
(NK Ester ATMPT;Shin Nakamura Kagaku Co.,Ltd.)
光引发剂(Irgar Cure 907;Ciba-Geigy Co.,Ltd.)-4份
敏化剂(EAB-F;Hodogaya Chemicals Co.)-2份
环己酮-257份
表面活性剂(BYK-341;Big Chemie Co.,Ltd.)-0.028份
绿色合成物2:
除了采用根据下述成分比制备的122份绿色色素分散剂之外,采用与制备绿色合成物l相同的方法制备绿色合成物2。
绿色色素:C.I.Pigment Green 36-12份
黄色色素:C.I.Pigment Yellow 150-6份
分散剂(Disperbyk-163;Bickchemie Co.,Ltd.)-2份
丙烯酸清漆(固体物质:20%)-102份
绿色合成物3:
使一个重量比份的C.I.Pigment Green 36(Lionol Blue ES;ToyoInk Manufacturing Co.,Ltd.)分散在100个重量比份的纯水中,并搅拌6小时。之后,过滤并清洗所得的混合物,以获得绿色色素。除了采用根据下述配方制备的142份绿色色素分散剂之外,采用与制备绿色合成物1相同的方法制备绿色合成物3。
绿色色素:C.I.Pigment Green 36-24份
黄色色素:C.I.Pigment Yellow 150-12份
分散剂(Disperbyk-163;Bickchemie Co.,Ltd.)-4份
丙烯酸清漆(固体物质:20%)-102份
绿色合成物4:
除了采用根据下述成分比制备的155份绿色色素分散剂之外,采用与制备绿色合成物1相同的方法制备绿色合成物4。
绿色色素:C.I.Pigment Green 36-32份
黄色色素:C.I.Pigment Yellow 150-16份
分散剂(Disperbyk-163;Bickchemie Co.,Ltd.)-5份
丙烯酸清漆(固体物质:20%)-102份
绿色合成物5:
除了采用根据下述配制法制备的168份绿色色素分散剂之外,采用与制备绿色合成物1相同的方法制备绿色合成物5。
绿色色素:C.I.Pigment Green 36-40份
黄色色素:C.I.Pigment Yellow 150-20份
分散剂(Disperbyk-163;Bickchemie Co.,Ltd.)-6份
丙烯酸清漆(固体物质:20%)-102份
[滤色器的制备]
采用所获得的红色合成物、蓝色合成物和绿色合成物,根据下述程序制备滤色器。就绿色合成物而言,分别采用前述绿色合成物1到5制备实例1到3以及对比实例1和2的滤色器。
首先,利用旋涂将红色合成物涂覆在玻璃基板的表面上,以获得具有2μm的厚度的膜。在干燥之后,利用曝光机对该膜进行条形构图曝光,之后利用碱性显影液对其进行90秒的显影处理,由此在透明基板的表面上形成条形红色层。顺便提及,按照下述说明配制碱性显影液。在下述实例和对比实例中,可以采用这一碱性显影液执行显影。
碳酸钠—占1.5%的重量
碳酸氢钠—占0.5%的重量
阴离子表面活性剂—占8.0%的重量
(Perilex NBL;Kao Corp.)
水—占90%的重量
接下来,采用与上述相同的方式,通过旋涂将绿色合成物涂覆到玻璃基板的表面上,以获得具有2μm的厚度的膜。干燥之后,利用曝光机,对该膜进行条形构图曝光,其所在位置离开(displaced)形成红色层的位置。之后,对该膜进行显影处理,以形成与红色层相邻的条形绿色层。
此外,采用与红色和绿色层完全相同的方式,涂覆蓝色合成物,以形成具有2μm的厚度并且与红色层和绿色层相邻的蓝色层。结果,有可能在透明基板上获得具有由三种颜色(即红色、绿色和蓝色)的条状彩色层构成的像素的滤色器。
下面的表1示出了在彩色膜的制备当中采用的绿色合成物1到5的组分。出于对比的目的,下面的表2示出了实例1到3以及对比实例1和2的滤色器中绿色色素相对于固体物质的浓度。
                                                                表1
  绿色合成物   清洗   绿色色素   黄色色素   分散剂   丙烯酸清漆   可聚合单体   光引发剂   敏化剂   溶剂   总计(份)
  1   否   16   8   2   102   14   4   2   257   405
  2   否   12   6   2   102   14   4   2   257   399
  3   是   24   12   4   102   14   4   2   257   419
  4   否   32   16   5   102   14   4   2   257   432
  5   否   40   20   6   102   14   4   2   257   445
                      表2
  绿色合成物   清洗   绿色色素的浓度(重量百分比)
  实例1   1   否   24.1
  实例2   2   否   19.9
  实例3   3   是   29.9
  对比实例1   4   否   34.3
  对比实例2   5   否   37.6
在实例1中,绿色色素(Pigment Green 36)基于固体物质的比率为24.1%;在实例2中,绿色色素的比率为19.9%;;在实例3中,绿色色素的比率为29.9%;在对比实例1中,绿色色素的比率为34.3%;在对比实例2中,绿色色素的比率为37.6%。
此外,使在实例3中采用的,并且经过了预先的清洗(washing)处理的绿色色素(Pigment Green 36)在纯水中沸腾3小时,以检验离子洗脱。类似地,使在实例1和实例2以及对比实例1和2中使用的未经预先清洗处理的绿色色素(Pigment Green 36)在纯水中沸腾3个小时,以检验离子洗脱。表3通过基于色素重量计算出的值示出了在每一所述沸腾试验中洗脱出的离子的量。发现实例3中采用的经过预先清洗处理的绿色色素(Pigment Green 36)得到了提高的纯度。
                       表3
  离子种类   在纯水的沸腾过程中洗脱的量(基于色素ppm)
 实例3(进行清洗处理)  实例1、2、对比实例1、2(未进行清洗处理)
  Na+  <2.0  13
  K+  <2.0  4.0
  Cl-  <2.0  14
  Br-  <2.0  5.0
图5示出了相对于彩色层的固体物质中的绿色色素的浓度绘制的介电损耗角正切的曲线图。所述介电损耗角正切值表示在作为典型值的20Hz的频率处经测量获得的值。
如图5的结果所示,介电损耗角正切值很大程度上取决于色素浓度。因而,在使未经清洗处理的绿色色素的浓度提高到在重量上超过30%时,引起介电损耗角正切增大到远远超过0.03。在使绿色色素的浓度降低至在重量上大约为20%时,有可能将介电损耗角正切值限制为0.02左右。然而,就预先清洗了的绿色色素而言,即使将绿色色素的浓度提高到了30%的重量比左右,也有可能将介电损耗角正切限制为大约0.025。
通过结合实例1、2和3中的每一滤色器以及对比实例1和2中的滤色器分别制造各种类型的平面内切换模式液晶显示装置。就结合了实例1、2和3中的滤色器的液晶显示装置而言,有可能获得良好的显示质量,同时又不会伴生像素内的液晶的缺陷取向,以及驱动电压的阈值的偏移。但是,就结合了对比实例1和2的滤色器的液晶显示装置而言,在像素内引起了液晶的缺陷取向的产生,或者在液晶显示装置内引起了由于驱动电压的阈值的偏离而导致的停滞现象,因而无法获得良好的显示质量。

Claims (11)

1.一种滤色器,其适于在平面内切换模式液晶显示装置内使用,在不在液晶和像素之间插入电极的情况下将所述滤色器结合到所述液晶显示装置内,并且所述滤色器包括透明基板和像素,所述像素包括显示多种颜色的、形成于所述透明基板上的彩色层,所述滤色器的特征在于,不在所述像素上形成保护层,并且在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下将至少一个彩色层的介质损耗角正切(tanδ)限制为不高于0.03。
2.根据权利要求1所述的滤色器,其特征在于,所述像素包括绿色层,在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下所述绿色层的介电损耗角正切(tanδ)限制为0.03或更低。
3.根据权利要求2所述的滤色器,其特征在于,所述像素包括红色层和蓝色层,在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下将所述红色层和蓝色层的介电损耗角正切(tanδ)分别限制为0.03或更低。
4.根据权利要求2或3所述的滤色器,其特征在于,所述绿色层在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下具有不高于5.0的相对介电常数。
5.根据权利要求1到3中的任何一项所述的滤色器,其具有0.3μm或更小的表面阶梯高度。
6.根据权利要求1到3中的任何一项所述的滤色器,其表面的特征在于,与水的接触角被限制为不超过65°。
7.根据权利要求1到3中的任何一项所述的滤色器,其特征在于,显示多种颜色的所述彩色层中的每一个均包括基于用于形成彩色层的涂覆材料的重量占有0.001到0.2%的重量比的表面活性剂。
8.根据权利要求2所述的滤色器,其特征在于,所述绿色层包括基于全部固体物质的重量占有不超过30%的重量比的绿色色素。
9.根据权利要求1或2所述的滤色器,其特征在于,所述绿色层包括绿色色素,其中在纯水中的3个小时的洗脱试验中,Na+或K+的碱金属离子的洗脱量以及Cl-或Br-的卤素离子的洗脱量分别被限制为不高于2ppm。
10.一种滤色器,其适于在平面内切换模式液晶显示装置内使用,所述滤色器包括透明基板和像素,所述像素包括显示多种颜色的、形成于所述透明基板上的彩色层,所述滤色器的特征在于,在处于10Hz到100Hz的范围内的频率下,将至少一个彩色层与液晶显示装置的液晶材料之间的介电损耗角正切(tanδ)的差值限定为不高于0.03。
11.一种平面内切换体系的液晶显示装置,其设有根据权利要求1或10所述的滤色器中的任何一种。
CNB2005800346598A 2004-10-12 2005-10-07 滤色器和设有滤色器的液晶显示装置 Expired - Fee Related CN100472247C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP297292/2004 2004-10-12
JP2004297292A JP2006113099A (ja) 2004-10-12 2004-10-12 カラーフィルタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101040200A true CN101040200A (zh) 2007-09-19
CN100472247C CN100472247C (zh) 2009-03-25

Family

ID=36148337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800346598A Expired - Fee Related CN100472247C (zh) 2004-10-12 2005-10-07 滤色器和设有滤色器的液晶显示装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080043180A1 (zh)
JP (1) JP2006113099A (zh)
KR (1) KR100891394B1 (zh)
CN (1) CN100472247C (zh)
TW (1) TW200619688A (zh)
WO (1) WO2006041044A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107450268A (zh) * 2016-05-30 2017-12-08 住华科技股份有限公司 彩色光刻胶组成物及其介电常数损失率的检测方法
TWI642687B (zh) * 2016-05-24 2018-12-01 住華科技股份有限公司 彩色光阻組成物之介電常數損失率的檢測方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4867466B2 (ja) * 2006-05-12 2012-02-01 凸版印刷株式会社 カラーフィルタ及びそれを用いた液晶表示装置
JP2007322731A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタの製造方法
JP5056173B2 (ja) * 2007-05-31 2012-10-24 凸版印刷株式会社 カラーフィルタ及び液晶表示装置
JP5128231B2 (ja) * 2007-10-09 2013-01-23 凸版印刷株式会社 感光性着色組成物、これを用いたカラーフィルタ、及び液晶表示装置
JP2009163014A (ja) 2008-01-07 2009-07-23 Toppan Printing Co Ltd 液晶表示装置及び液晶表示装置用カラーフィルタ
CN101952769A (zh) * 2008-02-13 2011-01-19 凸版印刷株式会社 滤色器以及使用其的液晶显示装置
JP2009198548A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタ及びそれを用いた液晶表示装置
JP2009229826A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタとそれを備えた液晶表示装置
JP5212447B2 (ja) * 2010-10-28 2013-06-19 凸版印刷株式会社 カラーフィルタ基板およびこれを用いたフリンジフィールド・スイッチング方式液晶表示装置
JP2013148850A (ja) * 2011-12-22 2013-08-01 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd 撮像素子用着色膜、着色膜セット、カラーフィルタ、及び撮像素子
KR102141593B1 (ko) 2014-01-17 2020-08-06 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR102067857B1 (ko) * 2016-04-08 2020-01-17 주식회사 엘지화학 잉크젯 프린팅을 이용한 베젤 패턴의 형성 방법
CN114839815A (zh) * 2021-02-01 2022-08-02 中强光电股份有限公司 显示装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3218830B2 (ja) * 1993-12-28 2001-10-15 東レ株式会社 カラーフィルター、電子工業用カラーペースト、その製造方法、顔料分散液およびその製造方法
JP3598545B2 (ja) * 1994-10-27 2004-12-08 セイコーエプソン株式会社 カラーフィルタ、ブラックマトリックス、表示装置、アクティブマトリックス型液晶表示装置、及びその製造方法
KR100251512B1 (ko) * 1997-07-12 2000-04-15 구본준 횡전계방식 액정표시장치
DE69841944D1 (de) * 1997-08-08 2010-11-25 Dainippon Printing Co Ltd Struktur zur Musterbildung, Verfahren zur Musterbildung und deren Anwendung
JP4184174B2 (ja) * 1997-10-31 2008-11-19 大日本印刷株式会社 カラーフィルタ
EP1026193B1 (en) * 1998-08-28 2004-02-11 Toray Industries, Inc. Colored polymer thin film, color filter, and liquid crystal display
JP2000192040A (ja) * 1998-12-25 2000-07-11 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP2001203529A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ及びアンテナ装置及び電子機器
US6710834B2 (en) * 2000-03-27 2004-03-23 Nec Lcd Technologies, Ltd. IPS type color LCD panel having uniformly dispersed spacer particles
JP3985633B2 (ja) * 2002-08-26 2007-10-03 株式会社日立製作所 低誘電正接絶縁材料を用いた高周波用電子部品
JP2004117537A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタ
US20060046163A1 (en) * 2002-10-14 2006-03-02 Koninklijke Philips Electronics N.C. Color filter and liquid crystal display device comprising such filter
JP4632339B2 (ja) * 2002-10-30 2011-02-16 大日本印刷株式会社 半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法
JP4059231B2 (ja) * 2004-07-07 2008-03-12 セイコーエプソン株式会社 カラーフィルタとその製造方法及び電気光学装置並びに電子機器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI642687B (zh) * 2016-05-24 2018-12-01 住華科技股份有限公司 彩色光阻組成物之介電常數損失率的檢測方法
CN107450268A (zh) * 2016-05-30 2017-12-08 住华科技股份有限公司 彩色光刻胶组成物及其介电常数损失率的检测方法
CN107450268B (zh) * 2016-05-30 2021-03-16 住华科技股份有限公司 彩色光刻胶组成物及其介电常数损失率的检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW200619688A (en) 2006-06-16
JP2006113099A (ja) 2006-04-27
US20080043180A1 (en) 2008-02-21
CN100472247C (zh) 2009-03-25
KR20070052345A (ko) 2007-05-21
WO2006041044A1 (ja) 2006-04-20
KR100891394B1 (ko) 2009-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101040200A (zh) 滤色器和设有滤色器的液晶显示装置
KR100708327B1 (ko) 컬러 필터용 녹색 안료, 녹색 안료 분산체, 감광성 착색조성물, 컬러 필터 및 액정 패널
KR101904761B1 (ko) 컬러 필터용 적색 착색 조성물 및 컬러 필터
CN1109268C (zh) 液晶显示元件用衬底以及配备这种衬底的液晶显示装置
JP5549099B2 (ja) 感光性樹脂組成物、カラーフィルタ及びカラーフィルタの製造方法
TWI431421B (zh) 彩色濾光片用著色組成物、使用它之彩色濾光片、及液晶顯示裝置
TW200903158A (en) Color composition, color filter and method for producing the same
JP5191241B2 (ja) 着色組成物およびカラーフィルタの製造方法
CN1892262A (zh) 红色着色膜、红色着色组合物、滤色器以及液晶显示装置
CN1906524A (zh) 液晶板用树脂组合物和使用其的滤色片以及液晶板
CN100337160C (zh) 感光性组合物以及滤色器
JP2013186149A (ja) カラーフィルタ用着色剤、着色組成物、およびカラーフィルタ
JP2016080966A (ja) カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2012013734A (ja) 赤色感光性樹脂組成物およびカラーフィルタ
JP5459949B2 (ja) 着色組成物、カラーフィルタ及びその製造方法
JP5707603B2 (ja) 顔料分散剤、それを用いた顔料組成物、着色組成物、およびカラーフィルタ
JP2017156397A (ja) カラーフィルタ用着色組成物及びカラーフィルタ
JP2013097355A (ja) 感光性樹脂組成物、カラーフィルタ及びカラーフィルタの製造方法
JP5564809B2 (ja) カラーフィルタの製造方法
JP2014118479A (ja) 黄色着色剤とその製造方法およびそれを用いたカラーフィルタ
CN1701248A (zh) 光敏组合物、光敏着色组合物、滤色器和液晶显示设备
JP5564825B2 (ja) 着色組成物、カラーフィルタの製造方法およびカラーフィルタ
JP7135700B2 (ja) カラーフィルタ用着色組成物、カラーフィルタ、および、液晶表示装置
JP2012220759A (ja) 感光性着色組成物及びそれを用いたカラーフィルタ、液晶表示装置
JP2010204230A (ja) 着色組成物及びカラーフィルタ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090325

Termination date: 20181007

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee