CN102116888A - 滤色器基板和液晶显示装置 - Google Patents
滤色器基板和液晶显示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102116888A CN102116888A CN2010106252370A CN201010625237A CN102116888A CN 102116888 A CN102116888 A CN 102116888A CN 2010106252370 A CN2010106252370 A CN 2010106252370A CN 201010625237 A CN201010625237 A CN 201010625237A CN 102116888 A CN102116888 A CN 102116888A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pigment
- green pixel
- refractive index
- green
- yellow
- 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
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/201—Filters in the form of arrays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
本发明提供一种滤色器基板和液晶显示装置,滤色器基板是由在透明基板上配设包含着色颜料的多种着色像素而成的,其中构成绿色像素的颜料包含卤化锌酞菁类绿色颜料和一种以上的黄色颜料,并且满足以下(a)、(b)、(c)三个条件,而且所述绿色像素的以下式(2)表示的厚度方向相位差Rth的绝对值在2.0nm以下,(a)绿色像素的C光源下的色度(x,y)在(0.255,0.625)、(0.275,0.580)、(0.325,0.580)、(0.305,0.625)这四个点所围成的区域内,(b)绿色像素的C光源下的色度y=0.600时,明亮度Y在57.0以上,(c)构成绿色像素的颜料A、B…的双折射率与重量比率乘积之和的绝对值满足下式(1),|(颜料A的Δn×颜料A的重量比率)+(颜料B的Δn×颜料B的重量比率)+…|≤0.006 式(1);Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d式(2)。
Description
交叉引用的文献
本申请基于2009年12月22日提交的日本专利申请No.2009-291416,并要求其优先权,本申请引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及用于液晶显示装置的滤色器基板和具备该基板的液晶显示装置。
背景技术
近年来,一直在追求液晶显示装置等薄型显示装置的进一步的高图像质量化、省电化和低价格化。特别是对于显示对比度在2000以上的大型TV和高图像质量监示器,不仅要求较高的正面对比度,同时对包括倾斜方向的视角特性也要求高度的显示品质水平。
对于滤色器而言,为了避免在高视角下的黑显示时出现着色,需要一种以延迟值较小的着色像素形成的滤色器。即使是以液晶显示装置整体进行光学设计的,由于滤色器的着色层中若干量、例如+10nm左右的延迟未被完全修正而被残留,因而具有倾斜方向的可见性降低的倾向。特别是对于人眼视见度较高的绿色像素,延迟的大小成为问题。
对此,进行了下述尝试:通过使着色层中含有在侧链具有平面结构基团的高分子或使着色层含有具有与高分子正负相反的双折射率的双折射降低粒子,来降低滤色器所具有的延迟量(例如参照日本特开2000-136253号公报或日本特开2000-187114号公报)。
此外,还进行了下述尝试:通过在着色层中添加延迟调节剂,使各亚像素都具有不同的延迟,从而不用设置与滤色器层不同的聚合型液晶层,或者不用改变各亚像素的厚度,即可在大致全部的可见光区域的波长下进行液晶显示装置的黑状态的视角补偿(例如参照日本特开2008-40486号公报或日本特开2008-145868号公报)。
但是,在这些方法中,要想控制显示像素的延迟,就会产生以滤色器的物理性质为代表的多种特性发生改变的问题。其原因在于,在着色高分子薄膜中,如果在担任颜料载体作用的高分子中导入具有平面结构基团的侧链,那么膜的密度、机械强度和耐化学药品性等都会发生变化,或者在通过光刻法来获得图案的体系中,由于蚀刻特性发生变化而在制造上产生不良。另外,对于另外添加双折射降低粒子的方法,由于添加对于膜强度体现无益的物质,因此膜的机械强度、耐化学药品性和粘附性等变差。
本发明者发现,为了实现液晶面板和其它构件的设计的容易性和最适化,希望滤色器全部的各着色像素的厚度方向的相位差Rth较小。特别是对于对视见度来说重要的绿色像素,难以在保持作为绿色的最合适的颜色和较高的明亮度的同时兼顾较小的延迟。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有保持作为绿色的最合适的颜色和较高的明亮度且具有小延迟的绿色像素的滤色器基板,还提供一种装入有该滤色器基板且高对比度和黑显示时倾斜方向可见性良好的液晶显示装置。
根据本发明的第一方面,提供一种滤色器基板,其具备透明基板和在该透明基板上形成的包括绿色像素的多种着色像素,所述绿色像素含有卤化锌酞菁类绿色颜料和一种以上的黄色颜料,并且满足以下(a)、(b)、(c)三个条件,而且所述绿色像素的以下式(2)表示的厚度方向的相位差Rth的绝对值在2.0nm以下。
(a)绿色像素的C光源下的色度(x,y)在(0.255,0.625)、(0.275,0.580)、(0.325,0.580)、(0.305,0.625)这四个点所围成的区域内。
(b)绿色像素的C光源下的色度y=0.600时,明亮度Y在57.0以上。
(c)构成绿色像素的颜料A、B…的双折射率与重量比率乘积之和的绝对值满足下式(1)。
|(颜料A的Δn×颜料A的重量比率)+(颜料B的Δn×颜料B的重量比率)+…|≤0.006 式(1)
(式中,Δn是由颜料着色膜的面内平均折射率nxy减去厚度方向的折射率nz所得到的双折射率。)
Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d 式(2)
(式中,Nx表示绿色像素在平面内的x方向的折射率,Ny表示绿色像素在平面内的y方向的折射率,Nz表示绿色像素在厚度方向的折射率,Nx为Nx≥Ny的慢轴,d是绿色像素的厚度(nm)。)
根据本发明的第二方面,提供一种液晶显示装置,其具备本发明第一方面的滤色器基板。
以下描述将列举本发明的优点,并可从该描述中使其更加明显,或者可以通过实践本发明了解本发明的优点。可以采用下述实施方式或其组合来实现或获得本发明的优点。
附图说明
构成说明书一部分的附图说明本发明的具体实施方式,并与上述概述和下述具体实施方式的详细描述一起来解释本发明的原理。
图1是表示本发明的第1实施方式的滤色器的概略截面图。
图2是表示本发明的第2实施方式的液晶显示装置的一例的概略截面图。
图3是表示实施例中的着色涂膜的色度的测定结果的图。
图4是表示比较例中的着色涂膜的色度的测定结果的图。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行详细说明。
在说明实施方式之前,对本说明书中的光学特性值进行如下定义:
nxy:光的振动方向与薄膜膜面相平行时的平均折射率
nz:光的振动方向与薄膜膜面相垂直时的折射率
d:薄膜的膜厚
双折射率Δn=nxy-nz
厚度方向相位差Rth=Δn×d
折射率、双折射率及厚度方向相位差使用着色像素的透射光峰值时的波长处的测定值。对于该波长,例如为红色像素时,该波长为610nm;为绿色像素时,该波长为545nm;为蓝色像素时,该波长为450nm等。
本发明的一实施方式的滤色器中使用的绿色像素由包括至少含有透明树脂或其混合物的颜料载体、卤化锌酞菁类绿色颜料、以及一种以上的黄色颜料的着色组合物构成,并且将各颜料的试样着色膜的双折射率与重量比率的乘积之和调整至0.006以下。
对于具备使用这种着色组合物形成的绿色像素的滤色器,可以通过以下式表示的绿色像素的厚度方向相位差Rth的绝对值为2nm以下的方式进行调整而对延迟进行控制。
Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d
(式中,Nx表示绿色像素在平面内的x方向的折射率,Ny表示绿色像素在平面内的y方向的折射率,Nz表示绿色像素在厚度方向的折射率。此处,Nx为Nx≥Ny的慢轴,d是绿色像素的厚度(nm)。)
具备这种滤色器的液晶显示装置表现出高对比度和倾斜方向可视性。当厚度方向相位差Rth的绝对值大于2nm时,液晶面板中的液晶及其它光学部件的设计变难,而且倾斜方向可视性也变差。
本发明人等通过对形成滤色器的绿色像素所使用的感光性组合物进行了锐意的研究,结果发现:通过含有卤化锌酞菁类绿色颜料和一种以上的黄色颜料并调整其混合比率,可以表现出作为滤色器用感光性着色组合物的良好的性能。即,这种感光性组合物具备良好的感度和显影性,而且通过光照射及/或烧制而固化后的绿色层(绿色像素)的厚度方向相位差Rth的绝对值在2nm以下,感度及与基板的密合性、耐溶剂性以及耐碱性良好,可以解决上述以往的所有的技术问题。
一种以上的黄色颜料可以为分光分布不同的颜料的组合,ΔEab≤3以下、且两者分光分布相同或非常接近于实质上相同的程度时,即使为了控制延迟而改变组合物中的2种以上颜料的比率,着色组合物及所述薄膜的颜色也能保持恒定,因此,着色组合物及滤色器的设计更容易且方便。在这种情况下,对于绿色像素中含有的1种或2种以上的黄色颜料,更优选为:在使用该着色组合物制造的滤色器中,在组装有该滤色器的液晶显示装置所使用的光源的作用下,色差ΔEab在3以下。
此外,对于本实施方式的滤色器基板而言,需要进行调整,以使绿色像素的C光源下的色度(x,y)的轨迹在(0.255,0.625)、(0.275,0.580)、(0.325,0.580)、(0.305,0.625)这四个点所围成的区域A内。另外,此时的色度是构成绿色像素的着色涂膜的膜厚为通常滤色器所使用的值(约1.4μm~3μm的范围)时的值。
该区域A是作为面向一般的电视机图像显示装置的液晶显示器中使用的滤色器的合适的范围,其目的在于大致满足EBU(Europian Broadcasting Union)规格。当C光源下的色度(x,y)的轨迹在区域A内时,能够得到大致满足EBU规格的液晶显示器,但当轨迹在区域A外时,就难以得到满足EBU规格的液晶显示器。
同时,本实施方式中使用的滤色器用着色组合物需要进行调整,以将由该着色组合物形成的涂膜的C光源下的色度设定为y=0.600时的明亮度Y为57.0以上。当明亮度Y低于57.0时,作为面向近年来低耗电化的要求日益严格的电视机图像显示装置的液晶显示器中使用的滤色器是不适合的。通过提高明亮度,可以减少背光灯的亮度和耗电。
在上述滤色器基板中,上述1种以上的黄色颜料可以至少含有C.I.颜料黄138黄色颜料和C.I.颜料黄150黄色颜料这2种颜料。
如上所述,由于构成绿色像素的颜料含有卤化锌酞菁类绿色颜料和一种以上的黄色颜料,因此能够在不改变以物性为代表的各种特性的情况下控制延迟。换言之,通过使用适合于与相位差板等部件的组合以及液晶驱动方式的、具有最合适的延迟的滤色器基板,液晶面板的设计变容易。
因此,通过使构成绿色像素的有机颜料的双折射率与这些有机颜料的重量比率的乘积之和在0.006以下,可以使绿色像素的Rth接近于0nm,其结果,能够提供视角特性良好的液晶显示装置。
下面对本发明的一实施方式的液晶显示装置用滤色器基板进行说明。
通常,液晶显示装置用滤色器基板是:在透明基板上形成黑色矩阵,并在由该黑色矩阵划分的区域中形成红色像素、绿色像素及蓝色像素这3种着色像素。另外,并不限定于这3种颜色,可以是互补色的组合,也可以是包含互补色或其它颜色的3种颜色以上的多色滤色器。
另外,为了得到良好的正面可视性、特别是黑显示时黑亮度低的紧密的颜色,在为着色显示像素是使用颜料分散型着色组合物来形成的滤色器时,颜料的1次粒子的粒度分布优选个数粒度分布的累积曲线中累积量相当于总量的50%的粒径d50为40nm以下,更优选d50为30nm以下。这是由于,通过使颜料的1次粒子的粒径d50在该范围内时,可以得到不仅倾斜方向的可视性良好而且正面方向的可视性也良好的液晶显示装置。
作为红色像素,可以使用例如C.I.颜料红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等红色颜料,也可以并用黄色颜料及橙色颜料。
作为黄色颜料,可以列举出C.I.颜料黄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、138、139、147、150、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。为了调色,还可以在不降低耐热性的范围内使用染料。例如,作为黄色染料,可以举出偶氮类、吡唑啉酮类、蒽醌类染料等。
作为橙色颜料,可以举出C.I.颜料橙36、43、51、55、59、61、71、73等。
此外,在红色像素中,为了调整色相,可以含有黄色颜料或橙色颜料,但从高对比度化方面考虑,优选使用偶氮金属络合物类黄色颜料。其使用量优选以颜料的合计重量为基准计为5~25重量%,低于5重量%时,很难进行充分的明亮度提高等色相调整,超过30重量%时,色相过于偏黄,因此,颜色再现性变差。
在这种情况下,从良好的耐光性、耐热性、透明性及着色力等方面考虑,优选使用C.I.颜料红254作为吡咯并吡咯二酮类红色颜料,使用C.I.颜料红177作为蒽醌类红色颜料,使用C.I.颜料黄150作为偶氮金属络合物类黄色颜料。
此外,为了调整滤色器的分光等,还可以将多种颜料组合使用。颜料优选以着色组合物的全部固态成分量为基准(100质量%)计为5~70质量%的比例含有。
与上述有机颜料组合,为了获得彩度和明亮度的平衡并确保良好的涂布性、感度和显影性等,也可以组合使用无机颜料。作为无机颜料,可以列举出黄色铅、锌黄、铁丹(红色氧化铁(III))、镉红、群青、普鲁士蓝、氧化铬绿、钴绿等金属氧化物粉末、金属硫化物粉末、金属粉末等。进而,为了调色,还可以在不降低耐热性的范围内含有染料。
在绿色像素中,除作为主要颜料的卤化锌酞菁类绿色颜料例如C.I.颜料绿58等溴化锌酞菁类绿色颜料外,还可以并用上述黄色颜料。作为黄色颜料,可以使用与红色像素中所列举的颜料相同的颜料。绿色颜料除使用卤化锌酞菁类绿色颜料例如C.I.颜料绿58以外,还可以在不影响绿色像素的延迟及颜色的范围内并用其它卤化金属酞菁绿色颜料例如C.I.颜料绿7、10、36、37等绿色颜料。
中心金属为锌的卤化锌酞菁类颜料例如溴化锌酞菁类绿色颜料与中心金属为铜的卤化铜酞菁类颜料相比,明亮度高,故优选。此外,偶氮类黄色颜料与微细化处理无关,可以得到正Rth;喹酞酮类黄色颜料与微细化处理无关,可以得到负Rth。为了控制Rth或调整明亮度及色相,可以选择性并用以上表示的偶氮类黄色颜料及喹酞酮类黄色颜料。
上述颜料中,作为卤化金属酞菁类绿色颜料,可以举出C.I.颜料绿7、36、58。从良好的耐光性、耐热性、透明性及着色力等方面考虑,优选C.I.颜料黄150作为偶氮类黄色颜料,优选C.I.颜料黄138作为喹酞酮类黄色颜料。
蓝色像素可以使用例如C.I.颜料蓝15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64等蓝色颜料,也可以与紫色颜料并用。作为紫色颜料,可以举出C.I.颜料紫1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等。
蓝色像素含有这些颜料中的金属酞菁类蓝色颜料和二噁嗪类紫色颜料中的一种以上时,容易得到从负数至接近于0的Rth。从像素的色相及明亮度、膜厚等方面考虑,对于各自的使用量,优选以颜料的合计重量为基准,金属酞菁类蓝色颜料为40~100重量%、二噁嗪类紫色颜料为0~50重量%、更优选为1~50重量%,进一步优选金属酞菁类蓝色颜料为50~98重量%、二噁嗪类紫色颜料为2~25重量%。
上述颜料中,从良好的耐光性、耐热性、透明性及着色力等方面考虑,作为金属酞菁类蓝色颜料,优选C.I.颜料蓝15:6,作为二噁嗪类紫色颜料,优选C.I.颜料紫23。
(分散剂)
将颜料分散于颜料载体及有机溶剂中时,需要含有用于使颜料分散的分散剂和表面活性剂。作为分散剂,使用表面活性剂、颜料和染料等色素的中间体或衍生物、SOLSPERSE等,其包含具有吸附在颜料上的性质的颜料亲和部位和与颜料载体具有相容性的部位,并发挥吸附在颜料上而使颜料在颜料载体中的分散稳定化的作用。
具体而言,使用聚氨酯、聚丙烯酸酯等聚羧酸酯,不饱和聚酰胺、聚羧酸、聚羧酸(部分)胺盐、聚羧酸铵盐、聚羧酸烷基胺盐、聚硅氧烷、长链聚氨基酰胺磷酸盐、含羟基聚羧酸酯及它们的改性物、由聚(低级烷撑亚胺)与具有游离羧基的聚酯反应而形成的酰胺及其盐等油性分散剂,(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等水溶性树脂或水溶性高分子化合物、聚酯类、改性聚丙烯酸酯类、环氧乙烷/环氧丙烷加成物、磷酸酯类等,以上化合物可单独使用或2种以上混合使用。
分散剂的添加量并无特别限定,相对于颜料配合量100质量%优选为1~10质量%。此外,着色组合物优选经离心分离、烧结过滤器、膜滤器等手段除去5μm以上的粗大粒子、优选除去1μm以上的粗大粒子、更优选除去0.5μm以上的粗大粒子及混入的尘土。
(表面活性剂)
作为表面活性剂,可以列举出聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯-丙烯酸共聚物的碱盐、烷基萘磺酸钠、烷基二苯基醚二磺酸钠、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸铵、硬脂酸单乙醇胺、硬脂酸钠、月桂基硫酸钠、苯乙烯-丙烯酸共聚物的单乙醇胺、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯等阴离子性表面活性剂;聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖单硬脂酸酯、聚乙二醇单月桂酸酯等非离子性表面活性剂;烷基季铵盐及其环氧乙烷加成物等阳离子性表面活性剂;烷基二甲基氨基乙酸甜菜碱等烷基甜菜碱、烷基咪唑啉等两性表面活性剂,以上化合物可单独使用或两种以上混合使用。
(丙烯酸类树脂)
作为丙烯酸类树脂,可以举出以下物质。
作为丙烯酸类树脂,可以举出使用例如(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯等含羟基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含醚基的(甲基)丙烯酸酯;以及(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯等作为单体的聚合物。
另外,以上列举的单体可以单独使用或2种以上并用。进而,也可以为可与这些单体共聚的苯乙烯、环己基马来酰亚胺及苯基马来酰亚胺等化合物的共聚物。
此外,通过使例如(甲基)丙烯酸等具有烯键式不饱和基团的羧酸共聚得到的共聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基及不饱和双键的化合物反应、或在甲基丙烯酸缩水甘油酯等含环氧基的(甲基)丙烯酸酯的聚合物或其与其它的(甲基)丙烯酸酯的共聚物上加成(甲基)丙烯酸等含羧酸的化合物,可以得到具有感光性的树脂。
进而,通过使例如甲基丙烯酸羟乙酯等单体的具有羟基的聚合物与甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯等具有异氰酸酯基及烯键式不饱和基团的化合物反应,也可以得到具有感光性的树脂。
此外,如上所述,通过使具有多个羟基的甲基丙烯酸羟乙酯等共聚物与多元酸酐反应,向共聚物中导入羧基,可以得到具有羧基的树脂。其制造方法不仅限于上述记载的方法。
作为上述反应所用的酸酐的例子,例如可以列举出丙二酸酐、丁二酸酐、马来酸酐、衣康酸酐、酞酸酐、四氢酞酸酐、六氢酞酸酐、甲基四氢酞酸酐以及偏苯三酸酐等。
上述丙烯酸类树脂的固态成分的酸值优选为20~180mg KOH/g。酸值小于20mg KOH/g时,感光性树脂组合物的显影速度过慢,显影所需时间变长,生产率有变差的倾向。此外,固态成分的酸值大于180mg KOH/g时,相反,显影速度过快,显影后有产生图案剥离或图案残缺的不良情况的倾向。
进而,上述丙烯酸类树脂具有感光性时,优选该丙烯酸树脂的双键当量为100以上,更优选为100~2000,最优选为100~1000。双键当量大于2000时,有时不能得到充分的光固化性。
(光聚合性单体)
作为光聚合性单体的例子,可以列举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等各种丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、丙烯腈等。
此外,优选使用具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与多官能异氰酸酯反应制得的具有(甲基)丙烯酰基的多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯。另外,具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与多官能异氰酸酯的组合是任意的,并无特定限制。此外,可以单独使用一种多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯,也可以2种以上组合使用。
(光聚合引发剂)
作为光聚合引发剂,可以列举出4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁烷-1-酮等苯乙酮类化合物;苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苄基二甲基缩酮等苯偶姻类化合物;二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫化物等二苯甲酮类化合物;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等噻吨酮类化合物;2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-胡椒基(pypenyl)-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-(萘并-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基-萘并-1-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)-6-三嗪等三嗪类化合物;1,2-辛烷二酮、1-[4-(苯基硫代)-,2-(O-苯甲酰肟)]、O-(乙酰基)-N-(1-苯基-2-氧代-2-(4’-甲氧基-萘基)亚乙基)羟胺等肟酯类化合物;双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等膦类化合物;9,10-菲醌、莰醌、乙基蒽醌等醌类化合物;硼酸酯类化合物、咔唑类化合物、咪唑类化合物、二茂钛类化合物等。以上化合物可以单独使用或2种以上组合使用。
(光增感剂)
优选并用聚合引发剂和光增感剂。作为光增感剂,也可以并用α-酰氧基酯、酰基氧化膦、甲基苯基乙醛酸酯、苯偶酰、9,10-菲醌、莰醌、乙基蒽醌、4,4’-二乙基间酞酚酮(4,4’-diethylisophthalophenone)、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、4,4’-二乙基氨基二苯甲酮等化合物。
相对于光聚合引发剂100质量份,可以含有0.1~60质量份的量的增感剂。
(非感光性树脂及/或感光性树脂)
本发明的一实施方式的用于滤色器的着色组合物中,可以并用在可见光区域的40~700nm的全波长区域中优选具有80%以上、更优选95%以上的透射率的非感光性透明树脂及/或感光性透明树脂。
透明树脂包含热塑性树脂、热固化性树脂及感光性树脂,作为热塑性树脂,例如可以列举出丁醛树脂、苯乙烯-马来酸共聚物、氯化聚乙稀、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯类树脂、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、醇酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶类树脂、环化橡胶类树脂、纤维素类、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺树脂等。此外,作为热固化性树脂,例如可以列举出环氧树脂、苯并胍胺树脂、松香改性马来酸树脂、松香改性富马酸树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、酚醛树脂等。热固化性树脂也可使用下述三聚氰胺树脂与含异氰酸酯基的化合物反应而制得的产物。
(式中,R1~R6分别表示氢原子或CH2OR(R表示氢原子或烷基,R1~R6可以相同也可以不同),R1~R6可以相同也可以不同。)
也可以并用2种以上均聚物或共聚物。此外,还可以使用具有1,3,5-三嗪环的化合物,例如日本特开2001-166144公报中记载的化合物。
此外,也优选使用以下表示的化合物。
(R7~R14分别独立地为氢原子、烷基、链烯基、芳基或杂环基,特别优选为氢原子。)
作为上述反应中使用的含异氰酸酯基化合物的例子,可以使用芳香族、脂肪族或脂环族的各种公知的异氰酸酯类。
例如可以例示出1,5-萘二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯甲酰基异氰酸酯、二烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、四烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、间四甲基二甲苯二异氰酸酯等芳香族聚异氰酸酯,丁烷-1,4-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异丙烯二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族聚异氰酸酯,环己烷-1,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷、甲基环己烷二异氰酸酯等脂环族聚异氰酸酯,将二聚酸的羧基转化为异氰酸酯基的二异氰酸酯二聚体等。
此外,为了赋予该热固化性树脂感光性,可以优选使用含有异氰酸酯基和双键的化合物,可以例示出2-丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、1,1-(双丙烯酰氧基甲基)乙基异氰酸酯等。
作为上述反应所用的酸酐的例子,可以列举出丙二酸酐、丁二酸酐、马来酸酐、衣康酸酐、酞酸酐、六氢酞酸酐、四氢酞酸酐、甲基四氢酞酸酐等。
热固化性树脂的酸值优选以固态成分换算为3~60mgKOH/g,更优选为20~50mgKOH/g。因此,优选酸酐的加成反应以酸值在该范围内的方式定量地进行反应。
热固化性树脂的酸值低于3mgKOH/g时,碱显影时可能会发生显影不良,酸值大于60mgKOH/g时,容易发生碱显影时曝光部分的表面会浸蚀在显影液中、或感光性树脂组合物的长期保存稳定性降低等不良情况。
上述热固化性树脂可通过以下任一方法制备得到。
(1)使三聚氰胺树脂及含异氰酸酯基的化合物在加热条件下混合并反应的方法。
(2)使三聚氰胺树脂及含异氰酸酯基的化合物在加热条件下混合并反应后,进一步与酸酐在加热条件下混合并反应的方法。
(3)使三聚氰胺树脂及酸酐在加热条件下混合并反应的方法。
此外,作为预处理,可以包含使用蒸发器等将低沸点醇化合物蒸馏除去的工序和将溶剂置换为适合感光性树脂组合物的溶剂的溶剂置换工序。
通常,由于三聚氰胺树脂等热固化性树脂的热反应性高,长期保存稳定性通常也较差,因此很难将其大量用于感光性树脂组合物中。但是,对于上述热固化性树脂,三聚氰胺树脂骨架中存在的多个热反应性基团中的几个被用于与含异氰酸酯基的化合物或酸酐的反应中,因此,热反应性适度降低,可以获得感光性树脂组合物的长期保存稳定性变好的效果。此外,与上述含有异氰酸酯基的化合物或酸酐反应的结果是:三聚氰胺树脂的聚合物链延长,束缚了三聚氰胺树脂骨架的自由活动,因此还具有保存稳定性提高的优点。
通过与上述含有异氰酸酯基的化合物或酸酐的反应,可以赋予三聚氰胺树脂碱显影型感光性树脂组合物所需的碱显影性及/或感光性。像这样,通过具有碱显影性及/或感光性,与基板的密合性提高,可以获得显影工序中不会产生不良情况的制程范围良好的感光性树脂组合物。
进而,通过在感光性树脂组合物中含有上述热固化性树脂,不仅能够赋予固化涂膜充分的耐热性及硬度,还能赋予耐溶剂性、耐碱性的作用。
此外,通过含有适量的上述热固化性树脂,可以减少颜料及其它粒子中含有的及/或其制备工序中含有的离子性杂质的溶出及电特性的改善。即,为了形成滤色器着色层、对置基板负载层、液晶盒厚度控制用增高层以及相位差层,可以在烧制固化时使热固化性树脂在感光性树脂组合物中反应,将颜料或其它微粒封闭在聚合物的网格中,从而可以控制离子性杂质的溶出。
此外,通过添加适量的热固化性树脂,上述热固化性树脂具有的芳香环发生电子运动,可以调整固化的膜的电特性。其结果,可以提供一种即使长时间显示也不会烧焦或有色差的电特性优异的液晶显示装置。
(多官能硫醇)
感光性树脂组合物中可以含有具有链转移剂作用的多官能硫醇。多官能硫醇可以是含2个以上硫醇基的化合物,例如可以列举出己二硫醇、癸二硫醇、1,4-丁二醇双硫代丙酸酯、1,4-丁二醇双巯基乙醇酸酯、乙二醇双巯基乙醇酸酯、乙二醇双硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基乙醇酸酯、三羟甲基丙烷三硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四巯基乙醇酸酯、季戊四醇四硫代丙酸酯、三巯基丙酸三(2-羟乙基)异氰脲酸酯、1,4-二甲基巯基苯、2,4,6-三巯基-s-三嗪、2-(N,N-二丁基氨基)-4,6-二巯基-s-三嗪等。
这些多官能硫醇可以使用1种或2种以上混合使用。可以以相对于着色组合物中的颜料100质量份为0.2~150质量份、优选为0.2~100质量份的量使用多官能硫醇。
(贮藏稳定剂)
感光性树脂组合物中可以含有用于稳定组合物的经时粘度的贮藏稳定剂。作为贮藏稳定剂,例如可以列举出苄基三甲基氯化物、二乙基羟胺等季铵盐氯化物;乳酸、草酸等有机酸以及其甲基醚、叔丁基邻苯二酚、三乙基膦、三苯基膦等有机膦;亚磷酸盐等。相对于着色组合物中的颜料100质量份,可以以0.1~10质量份的量含有贮藏稳定剂。
(密合提高剂)
此外,在上述感光性树脂组合物中,还可含有用于提高与基板的密合性的硅烷偶联剂等密合提高剂。作为硅烷偶联剂,可以列举出乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基硅烷类;γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等(甲基)丙烯酸基硅烷类;β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)甲基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)甲基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等环氧硅烷类;N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)Y-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等氨基硅烷类;γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等硫代硅烷类等。相对于着色组合物中的颜料100质量份,可以以0.01~100质量份的量含有硅烷偶联剂。
(溶剂)
为了能够均匀涂布在基板上,可以在上述感光性树脂组合物中配合水或有机溶剂等溶剂。此外,本发明的组合物为滤色器的着色层时,溶剂也具有均匀分散颜料的作用。作为溶剂,可以举出例如环己酮、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、二乙二醇二甲醚、乙基苯、乙二醇二乙醚、二甲苯、乙基溶纤剂、甲基正戊基酮、丙二醇单甲醚、甲苯、甲乙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁酮、石油类溶剂等,以上溶剂可以单独使用或混合使用。相对于着色组合物中的颜料100质量份,可以以800~4000质量份、优选1000~2500质量份的量使用溶剂。
[感光性树脂组合物的制备方法]
感光性树脂组合物可通过公知方法制备。例如,含有光聚合性单体、热固化性树脂、颜料、分散剂及溶剂的感光性着色组合物可通过以下方法制备。
(1)在光聚合性单体及本发明的热固化性树脂、或将它们溶解于溶剂中而得到的溶液中,添加预先混合颜料和分散剂而制备的颜料组合物并使其分散,再添加剩余成分。
(2)在光聚合性单体及本发明的热固化性树脂、或将它们溶解于溶剂中而得到的溶液中,分别添加颜料和分散剂并使其分散后,再添加剩余成分。
(3)使颜料分散在光聚合性单体及本发明的热固化性树脂、或将它们溶解于溶剂中而得到的溶液中,然后添加颜料分散剂,再添加剩余成分。
(4)制备2种光聚合性单体及本发明的热固化性树脂或将它们溶解于溶剂中而得到的溶液,分别预先使颜料和分散剂分散后,将它们混合,再添加剩余成分。另外,可以使颜料和分散剂中的一方只分散于溶剂中。
在此,光聚合性单体及本发明的热固化性树脂或将它们溶解于溶剂中而得到的溶液中的颜料或分散剂的分散可以使用三辊磨、双辊磨、砂磨机、捏合机、高速分散机(dissolver)、快速混合器、均质机、磨碎机等各种分散装置进行。此外,为了良好地进行分散,可以添加各种表面活性剂来进行分散。
此外,在预先混合颜料和分散剂而制备颜料组合物时,可以仅仅将粉末颜料和粉末分散剂混合,但优选采用以下等混合方法,即:(a)通过捏合机、辊、磨碎机、超级磨等各种粉碎机进行机械混合;(b)使颜料分散于溶剂中后,添加含分散剂的溶液,使颜料表面吸附分散剂;(c)将颜料和分散剂一同溶解于硫酸等具有较强溶解力的溶剂中后,使用水等不良溶剂使之共沉淀。
[滤色器]
以下对滤色器用着色层的形成方法进行说明,在本发明中,将红色着色层、绿色着色层、蓝色着色层配设于黑色矩阵的开口部的像素单元分别称为红色像素、绿色像素和蓝色像素。
图1为本发明的第1实施方式中的滤色器基板的概略截面图。
如图1所示,通过公知方法在基板1上形成对铬等金属或感光性黑色树脂组合物进行图案加工而成的黑色矩阵2。作为所用的基板1,优选透明基板,具体而言,优选使用玻璃板、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂基板。此外,在玻璃板或树脂板的表面,为了液晶面板化后的液晶驱动,可以形成由氧化铟、氧化锡、氧化锌、氧化锑等金属氧化物的组合形成的透明电极。
然后,通过喷涂法、旋涂法、辊涂法等将上述本发明的第1实施方式中的感光性树脂组合物均匀地涂布于基板1上并干燥。接着,通过光刻法,对得到的感光性树脂组合物层进行图案形成。即,经由具有所需遮光图案的光掩模照射紫外线、电子射线等活性能量射线而曝光后,用有机溶剂或碱水溶液等显影液显影。在此,在曝光工序中,受到活性能量射线照射的部分的感光性树脂组合物层中所含的光聚合性单体发生聚合、固化。此外,含有感光性树脂时,该感光性树脂也发生交联、固化。
此外,为提高曝光感度,可以在形成感光性树脂组合物层后,将水溶性或碱水溶性树脂(例如聚乙烯醇或水溶性丙烯酸树脂等)的溶液涂布于表面,使之干燥,形成能够抑制氧导致的聚合障碍的膜,然后进行曝光。
其后,在显影工序中,通过利用显影液冲洗未受到活性能量射线照射的部分,形成所需要的图案。作为显影处理方法,可以使用喷淋显影法、喷雾显影法、浸渍显影法、旋覆浸没(パドル)式显影法等。另外,作为显影液,碳酸钠、氢氧化钠等的水溶液或二甲基苄胺、三乙醇胺等有机碱溶液等碱性显影液已经成为主流。此外,作为显影液,根据需要,可以使用添加有消泡剂或表面活性剂的溶液。
最后进行烧制,对其它颜色重复相同的操作,制成滤色器。即,在形成了黑色矩阵2的基板1上形成红色像素3R、绿色像素3G、蓝色像素3B。利用这些红色像素3R、绿色像素3G、蓝色像素3B与黑色矩阵2构成着色层。
进而,为了均匀调整液晶显示装置的盒厚度,可以在这些着色像素上进一步形成间隔物。间隔物优选形成于黑色矩阵上。
下面对上述说明的具备滤色器基板的液晶显示装置进行说明。
图2为本发明的第2实施方式中的液晶显示装置的概略截面图。
图2表示的液晶显示装置4是TFT驱动型液晶显示装置的典型例子,其具备分开对置并贴合的一对透明基板,在它们之间封入液晶(LC)。
本发明中,作为液晶(LC),可以使用TN(扭曲向列,Twisted Nematic)、STN(超扭曲向列,Super Twisted Nematic)、IPS(平面开关,In-Plane switching)、VA(垂直取向,Vertical Alignment)、OCB(光学补偿双折射,Optically Compensated Birefringence)等各种液晶。可以使用使滤色器上或形成有TFT的基板侧的透明电极(像素电极)形成为梳状或条纹状而被称为FFS(Fringe Field Switching)的液晶驱动方法。
在第1透明基板6的内表面形成滤色器11。构成滤色器11的红色像素、绿色像素及蓝色像素被黑色矩阵(未图示)分隔。在覆盖滤色器11后,可以根据需要形成透明保护膜(未图示),进而,可以在其上形成由导电性复合氧化物制成的透明电极层12,覆盖透明电极层12而设置取向层13。另外,作为导电性复合氧化物,可使用被称为ITO的氧化铟·氧化锡类或氧化锌类等透明金属氧化物。
另一方面,在第2透明基板5的内表面预先形成TFT(薄膜晶体管)阵列7,并在其上形成例如由ITO制成的透明电极层8。在透明电极层8上设置取向层9。此外,在透明基板6的外表面形成构成中包含相位差膜的偏振片14。此外,在透明基板5的外表面形成偏振片10。另外,在偏振片10的下方设置具备三波长灯15的背光灯单元16。
实施例
下面例示本发明的实施例及比较例,对本发明进行具体的说明,但本发明并不限定于此。另外,由于本发明使用的材料对光极为敏感,因此需要防止自然光等不需要的光引起的感光,所有操作必须在黄色或红色灯下进行。另外,实施例及比较例中,“份”是指“重量份或质量份”。另外,颜料的记号表示颜色指数编号,例如“PG36”表示“C.I.颜料绿36”,“PY150”表示“C.I.颜料黄150”。
以下的实施例中使用的色素衍生物如下表1所示。
表1
a)微细化颜料的制造
实施例及比较例中所用的微细化颜料通过以下方法制造。而且,所得颜料的平均一次粒径可按常规方法测定,即根据电子显微镜照片直接测算一次粒子的大小。
具体而言,使用透射型电子显微镜JEM-2010(日本电子(株)制)拍摄视野内的粒子,测算构成2维图像上的凝集体的各颜料的一次粒子的短轴径和长轴径,将其平均值作为所述颜料粒子的粒径。
然后,对100个以上的颜料粒子,与求出的粒径的长方体近似地求出各粒子的体积(重量),将体积平均粒径作为平均一次粒径。此时,将作为试样的上述着色组合物超声波分散于溶剂中,然后使用上述显微镜拍摄粒子。另外,使用透射型(TEM)或扫描型(SEM)电子显微镜中的任一者也可得到相同的结果。这里所说的一次粒径表示个数粒度分布的累积曲线中累积量相当于整体的50%的粒径(圆当量直径)。
[颜料制造例1]
将46份锌酞菁溶解于356份氯化铝及6份氯化钠的200℃的熔融盐中,冷却至130℃,搅拌1小时。将反应温度升温至180℃,以每小时10份的速度滴加溴10小时。然后,以每小时0.8份的速度导入氯5小时。
将该反应液缓慢注入3200份水中,然后过滤,水洗,得到107.8份粗制卤化锌酞菁类颜料。1分子粗制卤化锌酞菁类颜料内所含的平均溴的个数为14.1个,平均氯的个数为1.9个。
将制得的粗制卤化锌酞菁类颜料120份、粉碎后的食盐1600份以及二乙二醇270份加入不锈钢制的1加仑捏合机(井上制作所制)中,在70℃下混炼12小时。
将该混合物投入5000份温水中,加热至约70℃,同时在快速混合器中搅拌约1小时,制成浆料状,反复过滤、水洗,除去食盐及溶剂,然后,在80℃下干燥24小时,得到117份盐磨处理颜料(G-1)。得到的颜料的一次粒径如下述表2所示。
[颜料制造例2]
将黄色颜料(C.I.颜料黄138、BASF公司制“PALIOTOL YELLOW K0961HD”)160份、氯化钠1600份以及二乙二醇(东京化成公司制)270份加入不锈钢制的1加仑捏合机(井上制作所制)中,在60℃下混炼15小时。然后将该混合物投入约5L温水中,加热至约70℃,同时在快速混合器中搅拌约1小时,制成浆料状,过滤、水洗,从而除去氯化钠和二乙二醇,在80℃下干燥24小时,得到157份盐磨处理颜料(Y-1)。
[颜料制造例3]
向可拆式烧瓶中加入150份水,边搅拌边加入63份35%盐酸,制备盐酸溶液。边注意发泡边加入38.7份苯磺酰肼,加冰至溶液温度降至0℃以下。冷却后,用30分钟加入19份亚硝酸钠,在0~15℃下搅拌30分钟,然后再加入氨基磺酸直至碘化钾淀粉试纸不再变色。
然后加入25.6份巴比妥酸,升温至55℃,在该状态下搅拌2小时。然后,加入25.6份巴比妥酸,升温至80℃,然后加入氢氧化钠至pH为5。然后在80℃下搅拌3小时后,降温至70℃,进行过滤、温水清洗。
将得到的滤饼在1200份温水中重打浆,在80℃下搅拌2小时。然后在此温度下过滤,用2000份80℃的水进行温水清洗,确认苯磺酰胺(ベンゼンホンアミド)向滤液侧转移。将得到的滤饼在80℃下干燥,得到偶氮巴比妥酸二钠盐61.0份。
然后,向可拆式烧瓶中加入200份水,进而搅拌,同时加入制得的巴比妥酸二钠盐粉末8.1份并使其分散。均匀分散后,加入将溶液升温至95℃而得到的三聚氰胺5.7份和二烯丙基氨基三聚氰胺1.0份。
进而,再将6.3份氯化钴(II)六水合物溶解于30份水中,得到绿色溶液,用30分钟滴加该绿色溶液。滴加结束后,在90℃下络合反应1.5小时。
其后,调节pH至5.5,再加入20.4份的预先搅拌4份二甲苯、0.4份油酸钠和16份水而形成乳液状态的溶液,再加热搅拌4小时。冷却至70℃后,快速过滤,用70℃的温水反复水洗直至可以清洗无机盐。然后,经过干燥、粉碎工序,得到14份偶氮类黄色颜料(Y-2)。
[颜料制造例4]
将黄色颜料(C.I.颜料黄139、BASF公司制“PALIOTOL YELLOW1819D”)80份、油酸8份和直径为8mm的钢珠2000份加入干式磨碎机(三井矿山株式会社、MA01D型,容器容量0.8L)中,以转速360rpm在60℃下运转1小时,得到干式粉碎物。将上述干式粉碎物150份与具有平均粒径20μm的分布的经粉碎、干燥的氯化钠1500份(相对于颜料为5倍量)一同加入3L捏合机中。将热介质的温度控制在60℃,加入500份二乙二醇开始磨碎。经4小时磨碎后,加入内容物的5倍量的水中,并搅拌,使氯化钠及二乙二醇溶解后,过滤、精制,使其与颜料分离。对该含水的湿滤饼在烘箱中在80℃下热处理24小时,干燥至水分低于1%,再用锤式粉碎机粉碎,过5mm筛,得到120份处理颜料(Y-3)。
得到的颜料的一次粒径如下述表2所示。
表2
b)丙烯酸树脂溶液的制备
向反应容器中加入800份环己酮,再向容器中注入氮气,同时加热至100℃,在该温度下,用1小时滴加下述单体及热聚合引发剂的混合物,进行聚合反应。
滴加后,进而在100℃下反应3小时,然后加入将2.0份偶氮双异丁腈溶解在环己酮50份中所得的溶液,再在100℃下继续反应1小时,合成树脂溶液。
冷却至室温后,取约2g树脂溶液,在180℃下加热干燥20分钟,测定不挥发成分,向上述合成的树脂溶液中以不挥发成分为20%的方式加入环己酮,制备丙烯酸树脂溶液。
c)颜料双折射率Δn的测定
为了制作用于测定颜料双折射率Δn的样品,使用下述表3表示的颜料分散体制作。从沿着使用下述表3表示的颜料分散体形成有涂膜的基板的法线方向倾斜45°的方位测定延迟Δ(λ),根据使用该值得到的三维折射率按下式计算出双折射率Δn。
即,将各颜料分散体分别涂布于玻璃基板上,形成1μm厚度的涂膜,干燥后,在230℃下烘烤30分钟,用分光Ellipso M-220(日本分光公司制)对其测定nxy、nz,根据下式计算Δn。其中,绿色像素和黄色像素在545nm的波长下测定。
Δn=nxy-nz
(式中,nxy是平均面内折射率,nz是厚度方向的折射率)
得到的数值如下表3所示。
表3
d)颜料分散体的制备
将下表4表示的组成(重量比)的混合物均匀搅拌混合后,用直径为1mm的二氧化锆珠,在砂磨机中分散5小时后,用5μm的过滤器过滤,得到各色颜料分散体。
感光性着色组合物的制备
按照下表5所示,将51份颜料分散体RP-1、1份丙烯酸树脂溶液、4份单体、3.4份光聚合引发剂、0.4份增感剂和40.2份有机溶剂均匀地搅拌混合后,用5μm的过滤器过滤,得到着色组合物GR-1。使用下述表5记载的颜料分散体,除此以外,与GR-1同样操作,得到着色组合物GR-2~GR-13。
e)厚度方向相位差值Rth
按以下步骤制作各色涂膜,测定厚度方向相位差值。
使用旋涂法将上述表5表示的各绿色着色组合物涂布于玻璃基板上,然后在清洁烘箱中,在70℃下预烘20分钟。接着,将该基板冷却至室温,然后用超高压水银灯使其于紫外线下曝光。然后用23℃的碳酸钠水溶液对该基板进行喷雾显影,然后,用离子交换水清洗,风干。然后在清洁烘箱中,在230℃下后烘30分钟,得到分别形成于玻璃基板上的着色层。经过硬膜后着色层的膜厚均为1.8μm。
对于厚度方向的相位差值,使用相位差测定装置(大塚电子公司制“RETS-100”)从沿着形成有涂膜的基板的法线方向倾斜45°的方位测定相位差Δ(λ),根据使用该值得到的三维折射率按下式(2)计算出厚度方向的相位差值(Rth)。其中,绿色着色像素在545nm的波长下测定。
Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d 式(2)
(式中,Nx表示着色像素层在平面内的x方向的折射率,Ny表示着色像素在平面内的y方向的折射率,Nz表示着色像素在厚度方向的折射率,Nx为Nx≥Ny的慢轴,d是着色像素的厚度(nm)。)
由上述表5表示的各绿色着色组合物得到的厚度方向的相位差值Rth如下表6所示。此外,液晶显示装置中使用的相位差板、液晶材料的厚度方向的相位差值Rth与着色像素层的厚度方向的相位差值Rth的组合中,黑显示时从倾斜方向观察时的液晶显示装置的着色最少时,着色像素层的厚度方向的相位差值Rth为:-2≤Rth≤+2。
f)色度测定
色度测定用的基板按如下方式制作。
将上述表5表示的着色组合物GR-1~GR-13旋涂于玻璃基板上,改变为各种转速,制作色度测定试样。测定试样在清洁烘箱中,在230℃下后烘(硬膜)30分钟。用分光色度测定仪(OS2000;Olympus制)测定硬膜后的膜厚度在大致1.4μm~2.8μm膜厚的范围内的各测定试样(着色层的涂膜)的色度。
测定结果如图3和图4所示。
使用测得的L*、a*、b*的值,如下式所示,通过各个差值的2次方的和的平方根求出ΔEab。
ΔEab=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
g)感度评价
上述表5表示的各着色组合物的感度按如下方式评价。
即,首先,使用旋涂法将所得的感光性组合物涂布于玻璃基板上,然后,在70℃下预烘15分钟,形成膜厚2.3μm的涂布膜。然后,以曝光光源使用紫外线的接近式曝光方式经由具备50μm细线图案的光掩膜进行紫外线曝光。曝光量分为30、40、50、60、70、80、90、100mJ/cm2这八个水平。
然后,用1.25质量%的碳酸钠溶液进行喷淋显影,之后水洗,在230℃下加热处理20分钟,完成图案形成。
所得到的着色像素的膜厚除以未曝光、未显影部分的膜厚(2.3μm),得到其残膜率。然后,将横轴作为曝光量、纵轴作为显影后残膜率,绘制曝光感度曲线。根据所得的曝光感度曲线,将残膜率达到80%以上的最小曝光量设为饱和曝光量,按下述基准评价感度。
○:饱和曝光量为50mJ/cm2以下。
□:饱和曝光量超过50且在100mJ/cm2以下。
×:饱和曝光量超过100mJ/cm2。
然后,用1.25质量%的碳酸钠溶液进行喷淋显影后,水洗。显影时间分别为冲洗未曝光的涂布膜所需的适当的时间。然后,在230℃下加热处理20分钟,制成试验用基板。
h)对比度评价
将在透明基板上形成的各色像素夹持于2片偏振片之间,从一个偏振片侧照射背光灯,用亮度计测定透过另一偏振片的光的亮度,由偏振片在平行状态的光的亮度(Lp)与垂直状态的光的亮度(Lc)的比算出对比度C(=Lp/Lc)。
CS是未形成滤色器(着色层)的仅透明基板的对比度的值。CS和各着色层的对比度比满足C/CS>0.45时,液晶显示装置的黑显示时的正面可视性良好,能够再现漏光较少的紧密的黑显示。不满足该条件时,黑显示时漏光较多,不能得到具有良好的正面可视性的液晶显示装置。
另外,对比度测定如下进行:使用色彩亮度计(例如topcon公司制造的“BM-5A”),以将形成于透明基板上的单一涂膜的着色像素层或仅将透明基板夹在偏振片中的形式分别测定例如2°视野内偏振片在平行状态的光的亮度(Lp)与垂直状态的光的亮度(Lc)。偏振片使用例如日东电工公司制造的“NPF-SEG1224DU”。此外,作为背光灯的光源,使用具有例如亮度=1937cd/m2、XYZ表色系色度图中的色度坐标(x,y)为(0.316,0.301)、色温度=6525K、色度偏差duv=-0.0136的特性的光源。
上述评价结果如下表6所示。
由上表6可知以下情况。即,在实施例1~6中,由于如图3所示绿色像素的色度在规定范围内,因此显示良好的绿色,绿色像素的C光源下的色度y=0.600时的明亮度Y为57.0以上,通过满足式(1)的条件,显示较小的延迟,同时,C/Cs超过0.45,此外,感度和显影性也良好。
相对于此,比较例1~3、5及7尽管显示了良好的感度及显影性,但由于不满足式(1),因此延迟显示较大的值。此外,比较例4及6尽管满足式(1),且显示较小的延迟,但是在色度范围之外,因此并未显示良好的绿色。
Claims (6)
1.一种滤色器基板,其具备透明基板和在该透明基板上形成的包括绿色像素的多种着色像素,所述绿色像素包含卤化锌酞菁类绿色颜料和一种以上的黄色颜料,并且满足以下(a)、(b)、(c)三个条件,而且所述绿色像素的以下式(2)表示的厚度方向相位差Rth的绝对值在2.0nm以下,
(a)绿色像素的C光源下的色度(x,y)在(0.255,0.625)、(0.275,0.580)、(0.325,0.580)、(0.305,0.625)这四个点所围成的区域内,
(b)绿色像素的C光源下的色度y=0.600时,明亮度Y在57.0以上,
(c)构成绿色像素的颜料A、B…的双折射率与重量比率乘积之和的绝对值满足下式(1):
|(颜料A的Δn×颜料A的重量比率)+(颜料B的Δn×颜料B的重量比率)+…|≤0.006 式(1)
所述式(1)中,Δn是由颜料试样着色膜的面内平均折射率nxy减去厚度方向的折射率nz所得到的双折射率,
Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d 式(2)
所述式(2)中,Nx表示绿色像素在平面内的x方向的折射率,Ny表示绿色像素在平面内的y方向的折射率,Nz表示绿色像素在厚度方向的折射率,Nx为Nx≥Ny的慢轴,d是绿色像素的厚度、且单位是nm。
2.如权利要求1所记载的滤色器基板,其中,所述绿色像素包含色差ΔEab在3以下的多种黄色颜料。
3.如权利要求1所记载的滤色器基板,其中,所述绿色像素至少包含C.I.颜料黄138黄色颜料和C.I.颜料黄150黄色颜料这2种黄色颜料。
4.如权利要求1所记载的滤色器基板,其中,所述多种着色像素各自所包含的颜料的1次粒子的粒度分布为,在个数粒度分布的累积曲线中累积量相当于整体的50%的粒径d50为40nm以下。
5.如权利要求1所记载的滤色器基板,其中,其进一步具备在所述透明基板上形成的黑色矩阵,所述多种着色像素包括在由所述黑色矩阵划分的区域中形成的红色像素、绿色像素和蓝色像素。
6.一种液晶显示装置,其具备权利要求1所记载的滤色器基板。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP291416/2009 | 2009-12-22 | ||
JP2009291416A JP4905547B2 (ja) | 2009-12-22 | 2009-12-22 | カラーフィルタ基板および液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102116888A true CN102116888A (zh) | 2011-07-06 |
CN102116888B CN102116888B (zh) | 2013-04-17 |
Family
ID=44150588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2010106252370A Active CN102116888B (zh) | 2009-12-22 | 2010-12-22 | 滤色器基板和液晶显示装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110149215A1 (zh) |
JP (1) | JP4905547B2 (zh) |
KR (1) | KR101313987B1 (zh) |
CN (1) | CN102116888B (zh) |
TW (1) | TWI431336B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110376786A (zh) * | 2012-03-23 | 2019-10-25 | 凸版印刷株式会社 | 彩色反射型显示装置及其制造方法 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102650755B (zh) * | 2011-05-24 | 2014-09-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 彩膜基板、彩色滤光片及其制造方法 |
CN102360094B (zh) * | 2011-10-10 | 2013-12-04 | 孔令华 | 一种滤光薄膜和滤光薄膜装置及其制备方法 |
TWI451164B (zh) * | 2011-12-20 | 2014-09-01 | Au Optronics Corp | 液晶顯示器之濾光單元與液晶顯示器 |
CN103943032B (zh) | 2014-04-01 | 2016-03-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种阵列基板及显示装置 |
KR101881119B1 (ko) * | 2015-10-30 | 2018-07-23 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판 |
JP6587697B2 (ja) * | 2016-01-29 | 2019-10-09 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子および画像表示装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0829777A (ja) * | 1994-07-19 | 1996-02-02 | Canon Inc | カラーフィルタ、その製造方法、及びカラーフィルタを備えた液晶パネル |
CN101078792A (zh) * | 2006-05-23 | 2007-11-28 | 第一毛织株式会社 | 光学薄膜、滤光器及包含它的显示设备 |
CN101078876A (zh) * | 2006-05-24 | 2007-11-28 | 富士胶片株式会社 | 绿色感光性树脂组合物、转印材料、滤色器和显示装置 |
JP2009251481A (ja) * | 2008-04-10 | 2009-10-29 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | カラーフィルタ用緑色着色組成物及びカラーフィルタ |
US20090284697A1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Toppan Printing Co., Ltd. | Color filter and liquid crystal display device |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1026193B1 (en) * | 1998-08-28 | 2004-02-11 | Toray Industries, Inc. | Colored polymer thin film, color filter, and liquid crystal display |
JP4482969B2 (ja) * | 1998-08-28 | 2010-06-16 | 東レ株式会社 | 液晶表示装置用カラーフィルターおよび液晶表示装置 |
JP4897341B2 (ja) * | 2006-04-28 | 2012-03-14 | 富士フイルム株式会社 | 液晶表示装置 |
CN101374914B (zh) * | 2006-10-06 | 2013-08-14 | 东洋油墨制造株式会社 | α型二酮吡咯并吡咯颜料、使用其的着色组合物、及红色着色膜 |
JP4967644B2 (ja) * | 2006-12-19 | 2012-07-04 | 凸版印刷株式会社 | カラーフィルタおよび液晶表示装置 |
JP5046014B2 (ja) * | 2007-09-13 | 2012-10-10 | Nltテクノロジー株式会社 | カラーフィルタ基板及び液晶表示装置 |
TWI506306B (zh) * | 2007-11-22 | 2015-11-01 | Toyo Ink Mfg Co | 彩色濾光片用綠色著色組成物,及彩色濾光片 |
-
2009
- 2009-12-22 JP JP2009291416A patent/JP4905547B2/ja active Active
-
2010
- 2010-12-07 US US12/926,742 patent/US20110149215A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-21 TW TW099144874A patent/TWI431336B/zh active
- 2010-12-21 KR KR1020100131267A patent/KR101313987B1/ko active IP Right Grant
- 2010-12-22 CN CN2010106252370A patent/CN102116888B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0829777A (ja) * | 1994-07-19 | 1996-02-02 | Canon Inc | カラーフィルタ、その製造方法、及びカラーフィルタを備えた液晶パネル |
CN101078792A (zh) * | 2006-05-23 | 2007-11-28 | 第一毛织株式会社 | 光学薄膜、滤光器及包含它的显示设备 |
CN101078876A (zh) * | 2006-05-24 | 2007-11-28 | 富士胶片株式会社 | 绿色感光性树脂组合物、转印材料、滤色器和显示装置 |
JP2009251481A (ja) * | 2008-04-10 | 2009-10-29 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | カラーフィルタ用緑色着色組成物及びカラーフィルタ |
US20090284697A1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Toppan Printing Co., Ltd. | Color filter and liquid crystal display device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110376786A (zh) * | 2012-03-23 | 2019-10-25 | 凸版印刷株式会社 | 彩色反射型显示装置及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110073321A (ko) | 2011-06-29 |
JP4905547B2 (ja) | 2012-03-28 |
US20110149215A1 (en) | 2011-06-23 |
TW201131217A (en) | 2011-09-16 |
CN102116888B (zh) | 2013-04-17 |
KR101313987B1 (ko) | 2013-10-01 |
JP2011133576A (ja) | 2011-07-07 |
TWI431336B (zh) | 2014-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100357767C (zh) | 滤色器和具有该滤色器的液晶显示装置 | |
CN102116888B (zh) | 滤色器基板和液晶显示装置 | |
CN101542337B (zh) | 延迟基板的制造方法 | |
TWI448744B (zh) | 彩色濾光片、彩色濾光片用著色組成物及液晶顯示裝置 | |
KR101368039B1 (ko) | 컬러 필터 및 액정 표시 장치 | |
CN101952750B (zh) | 液晶显示装置用滤色器及液晶显示装置 | |
US7763672B2 (en) | Red colored film, red colored composition, color filter and liquid crystal display device | |
CN102460240B (zh) | 滤色器用着色组合物、使用了该组合物的滤色器以及液晶显示装置 | |
CN101887216B (zh) | 滤色器用着色组合物、使用了该组合物的滤色器以及液晶显示装置 | |
JP4848262B2 (ja) | カラーフィルタの評価方法、カラーフィルタおよび液晶表示装置 | |
CN102081256B (zh) | 液晶显示装置用滤色器基板及液晶显示装置 | |
JP2009288609A (ja) | カラーフィルタおよび液晶表示装置 | |
JP2011133577A (ja) | カラーフィルタ基板および液晶表示装置 | |
JP5174212B2 (ja) | カラーフィルタおよび液晶表示装置 | |
JP5003669B2 (ja) | 赤色着色組成物、赤色着色塗膜、それを用いたカラーフィルタ、及び液晶表示装置 | |
JP2007183590A (ja) | カラーフィルタ、カラーフィルタを備える液晶表示装置およびカラーフィルタの測定装置 | |
JP2009109620A (ja) | カラーフィルタ及びこれを備えた液晶表示装置 |
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 |