CN1310043C - 滤色器用着色组合物及使用该着色组合物形成的滤色器的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高对比度、高色纯度、且提高了蓝色透过率的滤色器和使用该滤色器的显示装置。其中的滤色器使用滤色器用着色组合物形成，所述组合物由着色剂、基础聚合物和溶剂组成，作为基础聚合物含有波长400nm-800nm的可见光范围中的光透过率降低在2%以内的聚酰胺酸。

Description

滤色器用着色组合物及使用该 着色组合物形成的滤色器的显示装置

技术领域

本发明涉及可彩色显示的滤色器用着色组合物及使用该着色组合物形成的滤色器的显示装置。

背景技术

作为薄型且轻量的彩色显示装置，如液晶显示装置或有机发光显示装置或场致发射型显示装置等的平板型彩色显示装置正处于实用化乃至实用化研究阶段。例如，液晶显示装置，作为基本上在两块玻璃基板的间隙中夹持液晶层(液晶组合物)、利用电光效应显示文字、数字、图、画等的装置已实用化。众所周知，液晶显示装置根据其驱动方式有TN(扭转向列)型、STN(超扭转向列)型、FLC(铁电液晶)型、IPS(面内转换，In-Plane Switching)型等。液晶显示装置采用使透过各像素的液晶层的光通过滤色器的方法进行彩色显示。这样的液晶显示装置，主流在从过去的笔记本电脑用向盘式顶部监视器(デイスクトツプモニタ)用方向发展，今后必须适用于大型电视。因此，液晶显示装置日益追求高性能化和低成本化。

另外，有机发光显示装置是所谓自发光型，是利用电流驱动有机发光层、从该有机发光层中取出光的显示装置，有利用对应于有机发光层本身的材料的多种颜色的发光进行彩色显示的装置，和使用白色发光材料形成全部的像素、通过对各种颜色设的滤色器进行彩色显示的装置。

这些显示装置中，利用滤色器进行彩色显示，是利用多种颜色(典型地，红(R)、绿(G)、蓝(B)3基色，或作为这些3基色的补色的青(C)、品红(M)、黄色(Y))的滤色器进行彩色显示。以下，对这种滤色器的材料、制造、显示特性等进行说明。

这里，虽然以液晶显示装置为例，但对其他的显示装置的滤色器也是同样。液晶显示装置中使用的滤色器由上述的红、绿、蓝的带状或点状的图形构成。这些滤色器的发色取决于成为着色剂的染料或颜料在丙烯酸系基础聚合物中进行溶解或分散的构成部分材料，把含这种着色剂的基础聚合物涂布在玻璃基板上形成膜厚1微米左右。对这种滤色器，今后也将日益寻求高性能化和低成本化。

有关滤色器的着色剂，从对比度的观点考虑，优选在基础聚合物中溶解成分子状的染料。然而，染料存在染料自身因由滤色器向液晶中的扩散而污染液晶组合物的问题，这成为引起显示不均匀的原因。此外，染料因光老化导致的色变化对滤色器是个致命的问题，目前的滤色器的实际情况是不得不使用牺牲对比度而使耐光性好的颜料。特许文献1-特开2002-309135号公报公开了通过缩小颜料的粒径谋求改善对比度的技术。但，该文献所述的技术是引入颜料细粒化工序的方法，由于工序数的增加，结果成本越发增大。

另外，特许文献2-特开平8-6242号公报公开了通过使用潜在颜料作为着色剂改善对比度的技术。该特许文献2公开的技术是-在使颜料分散在基础聚合物中的阶段，利用分子改性将颜料一次进行可溶化，在形成基础聚合物后通过光热处理使分子改性的取代基脱离，再次实现颜料化。但，由于这种潜在颜料在作为基础聚合物的丙烯酸树脂的溶剂中的溶解不充分，故特许文献3-特开2002-72465号公报也公开了通过与颜料组合而弥补着色浓度的方法。

有关基础聚合物，着眼于颜料分散法与光蚀刻的组合，一般使用丙烯酸系树脂。但不限于这种丙烯酸系树脂，很多基础聚合物在可见光范围(波长400nm-800nm)中接近紫外线区域的400nm附近有吸收，着色成黄色。这种着色通过后烘等的热处理更加明显。这种着色现象对滤色器来讲引起蓝色透过率的降低，成为为了实现滤色器的高性能化而必须解决的一个问题。

虽然也存在可见光范围无色的基础聚合物，但在颜料分散法中必须的基础聚合物的溶剂中的溶解度低等，从与溶剂的相性的观点考虑，很多是不能适用的。另外，例如即使是溶解于溶剂，由于必要的增感剂等对光固化型基础聚合物的影响，目前的现状是-与着色降低没有关系。这种着色现象在与后照光的组合上对滤色器的色纯度产生明显影响。即，通过把后照光从冷阴极管变成发光二极管(LED)，期待着提高色纯度，但在有这种着色现象的状态下不能期待太好的效果。

有关滤色器的制造方法，如前所述，根据着色剂的种类大致分为颜料分散法和染料法。但实际上着眼于耐光性等的问题，前者颜料分散法适合大量生产使用。颜料分散法中，把分散有红色颜料的感光性基础聚合物溶液涂布在已形成黑色矩阵的基板上并干燥后，用光掩模进行蚀刻，形成带状的红色着色部。然后，用蓝色颜料、再用绿色颜料重复同样的操作制造滤色器。因此，制造工序数多。

如上所述，采用颜料分散法制造滤色器有很多的工序，成为成本增大的一个原因。今后考虑液晶显示装置的大型化时，也要考虑制造装置本身的成本增大。特许文献4-特开平11-305032号公报提出了采用油墨喷射方法制造滤色器的方法，但该制造方法限于使用染料作为着色剂的场合，在使用颜料时，存在油墨喷射的喷嘴堵塞等的问题。

本发明的第1个目的，在于解决上述背景技术中所述的滤色器的课题，即对比度低、色纯度低、蓝色透过率低等的课题，并且提供在制造滤色器的过程中可提高生产效率、同时实现滤色器的高性能化和低成本化的滤色器用着色组合物。另外，本发明的第2个目的在于提供高对比度、高色纯度、且提高蓝色透过率的显示装置。

为了达到上述的第1个目的，本发明使用以下的滤色器用着色组合物。也就是说，作为着色剂、基础聚合物、溶剂组成的滤色器用着色组合物，使用含有波长400nm～800nm的可见光区域中透光率的降低在2％以下的聚酰胺酸的滤色器用着色组合物。另外，为了达到上述的第2个目的，本发明使用上述滤色器用着色组合物形成的滤色器构成显示装置。也就是说，本发明的显示装置至少具有：

具有在第1方向延伸、与第1方向交叉的第2方向并设的多根扫描配线和在所述第2方向延伸、与第1方向并设的多根信号配线、在前述扫描配线与前述信号配线的各交叉部形成的多个彩色像素的第1基板，具有与前述多个像素分别相对配置的多种颜色的滤色器的第2基板，

前述第1基板与前述第2基板贴合间隙中封堵的液晶层，和

对前述扫描配线提供扫描信号的扫描线驱动电路及对前述信号配线提供映像信号的信号线驱动电路，

其中，前述滤色器使用由含有波长400nm-800nm的可见光范围的光透过率降低在2％以内的聚酰胺酸的基础聚合物、着色剂及溶剂组成的滤色器用着色组合物形成。

根据本发明的另一种实施方案，本发明的显示装置至少具有：

具有在第1方向延伸、与第1方向交叉的第2方向并设的多根扫描配线和在前述第2方向延伸、与第1方向并设的多根信号配线、与前述扫描配线和信号配线平行设置的电流供给线和在前述扫描配线与前述信号配线的各交叉部形成的发白色光的有机发光层构成的多个像素的第1基板，

具有与前述多个像素分别相对配置的多种颜色的滤色器的第2基板，

对前述扫描配线提供扫描信号的扫描线驱动电路，及对前述信号配线提供映像信号的信号线驱动电路，

其中，前述滤色器使用由含有波长400nm-800nm的可见光范围的光透过率降低在2％以内的聚酰胺酸的基础聚合物、着色剂及溶剂组成的滤色器用着色组合物形成。

此外，本发明不限于上述的构成和后述的实施方案中所述的构成，当然只要是不脱离本发明的技术思想，可以进行各种变更。

以下，对本发明的实施方案详细地进行说明。首先，对构成本发明的滤色器用着色组合物的基础聚合物、着色剂、溶剂进行说明。用下述的(3-1)、(3-2)、(3-3)所示的化学结构式进行说明。

作为基础聚合物的化学结构式(3-3)的聚酰胺酸可以采用化学结构式(3-1)表示的四羧酸二酐与化学结构式(3-2)表示的二胺衍生物的开环加聚进行合成。作为在波长400nm-800nm的可见光范围为透明的聚酰胺酸，可列举化学结构式(3-1)中的R₂或化学结构式(3-2)中的R₃由链状脂肪族、环状脂肪族形成的组合。

波长400nm-800nm的可见光范围中的透明性受基础聚合物的膜厚的影响，而滤色器使用的基础聚合物膜厚1μm左右的透过率必须是98％以上(即，光透过率降低在2％以内)。作为基础聚合物使用聚酰胺酸的效果，除了在可见光范围的透明性以外，也期待着与着色剂的氨基等的相互作用，防止着色剂扩散到液晶中的效果，此外还有防止着色剂扩散结晶化而使粒径增大、对比度降低的效果。

作为上述的基础聚合物膜厚1μm左右的透过率在波长400nm-800nm的可见光范围为2％以内的效果的根据，可提出以下的数据。

过去的滤色器使用的丙烯酸系树脂，在400nm-800nm的可见光范围的透过率有5％-10％左右的幅度，尤其是400nm的透过率是90％左右。这意味着降低蓝色透过率的意思，具体地说，相当于使液晶显示装置的光透过率损失2％-3％。因此，在该可见光范围使透过率为2％以内，具有提高光透过率、最终降低电力消耗的效果。

作为本实施方案使用的四羧酸二酐，例如，可列举丁烷四羧酸二酐、正己烷四羧酸二酐等的链烷四羧酸二酐，或环戊烷四羧酸二酐、环丁烷四羧酸二酐、双环[2，2，2]辛烷四羧酸二酐、1，4-环己烷二羧酸等的脂环式四羧酸二酐。此外，可以含一个芳香环，或含两个以上的芳香环，这些芳香环不共轭的结构也有效，例如，可列举甲基均苯四甲酸二酐、3，3’，4，4’-二苯基甲烷四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯醚四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯砜四羧酸二酐等，这些的被氟取代的化合物也有效。

作为本发明使用的二胺衍生物，是1，6-二氨基己烷、1，8-二氨基辛烷、1，10-二氨基癸烷、1，12-二氨基十二烷之类的链烷二胺衍生物，或者是二氨基环丁烷、二氨基环戊烷、二氨基环己烷、二氨基十氢化萘、二氨基双环[2.2.2]辛烷等的脂环式二胺衍生物，并且含一个芳香环或含两个以上的芳香环、这些芳香环没有共轭的结构也有效，例如，可列举4，4’-二氨基二苯醚、3，3’-二氨基二苯醚、4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二氨基二苯基甲烷、4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二氨基二苯基丙烷、4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜等。

以上，对波长400nm-800nm的可见光范围中透明的聚酰胺酸合成中使用的四羧酸二酐与二胺衍生物列举具体例作了说明，但在波长400nm-800nm的可见光范围只要是98％以上的透过率，则不限于上述的四羧酸二酐与二胺衍生物。

作为本发明使用的着色剂，可列举具有下述通式(I)所示结构的颜料衍生物。

A(B)_x(C)_y               ......(I)

{式(I)中，x是0-4的数，y是0-8的数。A是喹吖酮、蒽醌、联蒽醌、苝、靛蓝、奎酞酮、阴丹酮(インダンスロン)、异吲哚满酮、异吲哚满、二嗪或二氧代吡咯并吡咯的着色团。B是与A中含的氮原子结合形成氨基甲酸酯的取代基。即，用下述的化学结构式(1)表示。

式中，R₁选自烷基、或有取代基的芳基。有关这些取代基，在非特许文献1-Protective Groups in Organic Synthesis、John Wiley &Sons、223页(1981)中有详细叙述。C是与A中含的芳香环结合的侧链基，选自氢、氯等的卤素、氰基、烷基(-(CH₂)_nCH₃，n是0-20的整数)、烷氧基(-O-(CH₂)_mCH₃，m是0-20的整数)、或氧亚甲基(-O-(CH₂-O)_kCH₃，k是0-20的整数)。其中，烷基或烷氧基也可以含有乙烯基或环氧基等的聚合加成基}。

这样，通过引入C等的侧链基，可以提高着色剂的溶解性。另外，通过在侧链基的烷基或烷氧基中引入乙烯基或环氧基等的聚合加成基，可以防止着色剂呈分子状扩散到液晶中。此外，还有防止着色剂扩散结晶化而使粒径增大、对比度降低的效果。

作为本实施方案所使用的着色剂的一个例子，参照化学结构式(4-1)、(4-2)、(4-3)对二氧代吡咯并吡咯衍生物详细地进行说明。

该二氧代吡咯并吡咯衍生物的化学结构式(4-3)可通过(4-1)的化学结构式表示的二氧代吡咯并吡咯(颜料红254)与(4-2)的化学结构式表示的碳酸二叔丁酯的反应容易地合成。

作为本实施方案使用的着色剂的着色团，除了上述的二氧代吡咯并吡咯以外，可以使用下述的化学结构式(5)表示的靛蓝。

{式中，R₁、R₂、R₃、R₄是与芳香环结合的侧链基，选自氢、氯等的卤素、氰基、烷基(-(CH₂)_nCH₃，n是0-20的整数)、烷氧基(-O-(CH₂)_mCH₃，m是0-20的整数)、或氧亚甲基(-O-(CH₂-O)_kCH₃，k是0-20的整数)。其中，烷基或烷氧基也可以含有乙烯基或环氧基等的聚合加成基}。

作为本实施方案使用的着色剂的着色团，可以使用下述的化学结构式(6)表示的苝衍生物。

作为本实施方案使用的着色剂的着色团，可以使用下述的化学结构式(7)表示的喹吖酮。

{式中，R₁、R₂、R₃、R₄是与芳香环结合的侧链基，选自氢、氯等的卤素、氰基、烷基(-(CH₂)_nCH₃，n是0-20的整数)、烷氧基(-O-(CH₂)_mCH₃，m是0-20的整数)、或氧亚甲基(-O-(CH₂-O)_kCH₃，k是0-20的整数)。其中，烷基或烷氧基也可以含有乙烯基或环氧基等的聚合加成基}。

作为本实施方案使用的着色剂的着色团，可以使用下述的化学结构式(8)表示的阴丹酮。

{式中，R₁、R₂、R₃、R₄是与芳香环结合的侧链基，选自氢、氯等的卤素、氰基、烷基(-(CH₂)_nCH₃，n是0-20的整数)、烷氧基(-O-(CH₂)_mCH₃，m是0-20的整数)、或氧亚甲基(-O-(CH₂-O)_kCH₃，k是0-20的整数)。其中，烷基或烷氧基也可以含有乙烯基或环氧基等的聚合加成基}。

作为本实施方案使用的着色剂的着色团，可以使用下述的化学结构式(9)表示的联蒽醌。

{式中，R₁、R₂、R₃、R₄是与芳香环结合的侧链基，选自氢、氯等的卤素、氰基、烷基(-(CH₂)_nCH₃，n是0-20的整数)、烷氧基(-O-(CH₂)_mCH₃，m是0-20的整数)、或氧亚甲基(-O-(CH₂-O)_kCH₃，k是0-20的整数)。其中，烷基或烷氧基也可以含有乙烯基或环氧基等的聚合加成基}。

作为本实施方案使用的着色剂的着色团，可以使用下述的化学结构式(10)表示的二嗪。

{式中，R₁、R₂、R₃、R₄是与芳香环结合的侧链基，选自氢、氯等的卤素、氰基、烷基(-(CH₂)_nCH₃，n是0-20的整数)、烷氧基(-O-(CH₂)_mCH₃，m是0-20的整数)、或氧亚甲基(-O-(CH₂-O)_kCH₃，k是0-20的整数)。其中，烷基或烷氧基也可以含有乙烯基或环氧基等的聚合加成基}。

作为本实施方案使用的着色剂的着色团，可以使用下述的化学结构式(11)表示的异吲哚满。

{式中，R₁、R₂是与芳香环结合的侧链基，选自氢、氯等的卤素、氰基、烷基(-(CH₂)_nCH₃，n是0-20的整数)、烷氧基(-O-(CH₂)_mCH₃，m是0-20的整数)、或氧亚甲基(-O-(CH₂-O)_kCH₃，k是0-20的整数)。其中，烷基或烷氧基也可以含有乙烯基或环氧基等的聚合加成基}。

作为本实施方案使用的着色剂的着色团，可以使用下述的化学结构式(12)表示的二嗪衍生物。

{式中，R₁、R₂、R₃、R₄是与芳香环结合的侧链基，选自氢、氯等的卤素、氰基、烷基(-(CH₂)_nCH₃，n是0-20的整数)、烷氧基(-O-(CH₂)_mCH₃，m是0-20的整数)、或氧亚甲基(-O-(CH₂-O)_kCH₃，k是0-20的整数)。其中，烷基或烷氧基也可以含有乙烯基或环氧基等的聚合加成基}。

作为本实施方案使用的着色剂，可以列举有下述通式(II)所示结构的酞菁衍生物。

Pc(M)(C)_y(D)_z          ......(II)

{式中，y是0-16的数，z是0-2的数。Pc是酞菁。M是H₂、Ni、Zn、Cu、Fe、V、Ti、Si或Ge。C是与A中含的芳香环结合的侧链基，是氢、氯、烷基(-(CH₂)_nCH₃，n是0-20的数)、烷氧基(-O-(CH₂)_mCH₃，m是0-20的数)、或氧亚甲基(-O-(CH₂-O)_kCH₃，k是0-20的数)、或烷氧基硅烷残基(-Si(-O-(CH₂)_mCH₃)3，m是0-20的整数。其中，烷基或烷氧基也可以含有乙烯基或环氧基等的聚合加成基。D是与M结合、以氧原子为间隔基的取代基。即，用下述的化学结构式(2)表示}。

作为本实施方案使用的通式(II)的着色剂，可以使用下述的化学结构式(13)表示的酞菁衍生物。

{M是H₂、Ni、Zn、Cu、Fe、V、Si或Ge。D是与M结合、以氧原子为间隔基的取代基。即，用下述的化学结构式(2)表示。}

作为本实施方案使用的着色剂，可以使用用下述的化学结构式(14)表示的酞菁衍生物。

{M是H₂、Ni、Zn、Cu、Fe、V、Si或Ge。D是与M结合、以氧原子为间隔基的取代基。即，用下述的化学结构式(2)表示。}

作为本实施方案使用的着色剂，可以使用下述的化学结构式(15)表示酞菁衍生物。

{M是H₂、Ni、Zn、Cu、Fe、V、Si或Ge。式中，R₁、R₂、R₃、R₄是与芳香环结合的侧链基，是氢、氯、烷基(-(CH₂)_nCH₃，n是0-20的数)、烷氧基(-O-(CH₂)_mCH₃，m是0-20的数)、或氧亚甲基(-O-(CH₂-O)_kCH₃，k是0-20的数)、或烷氧基硅烷残基(-Si(-O-(CH₂)_mCH₃)₃，m是0-20的整数)。其中，烷基或烷氧基也可以含有乙烯基或环氧基等的聚合加成基。D是与M结合、以氧原子为间隔基的取代基。即，用下述的化学结构式(2)表示}。

以上，已列举具体例对着色剂进行了说明，只要是可溶解在聚酰胺酸的溶剂中的颜料衍生物，则对上述的着色剂没有特殊限定。对此用下述的化学结构式(2)进行说明。

作为本实施方案使用的基础聚合物与着色剂的溶剂，可以使用N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、环丁砜、γ-丁内酯、甲酚、苯酚、环己酮、二烷、四氢呋喃、丁基溶纤剂、丁基溶纤剂乙酸酯、苯乙酮等溶解参数10(cal/cm³)^0.5以上的溶剂，此外，从基础聚合物或着色剂的溶解性的观点考虑，更优选11(cal/cm³)^0.5以上。另外，也可以将这些溶剂组合使用。

因此，为了使作为基础聚合物的聚酰胺酸溶解，必须使用溶解参数10(cal/cm³)^0.5以上的溶剂，此外，选择这样的溶解参数10(cal/cm³)^0.5以上、优选11(cal/cm³)^0.5以上的溶剂，这在使上述的着色剂溶解5重量％以上的方面是优选的，是制造滤色器时最必须考虑之处。

附图说明

图1是对构成本发明显示装置的一个例子的液晶显示装置的液晶板的一像素附近的构成进行示意性说明的截面图。

图2是沿图1的A-A’线的截面图。

图3是对本发明液晶显示装置的一个实施例的整体构成进行示意性说明的立体图。

图4是对构成本发明显示装置的一个例子的有机发光显示装置的有机发光板的一像素附近的构成进行示意性说明的截面图。

图5是对图4所示本发明显示装置的电路构成的一个例子进行说明的一像素附近的平面图。

图6是对使用图5所示像素的有机发光显示装置的电路配置的一个例子进行示意性说明的平面图。

符号说明

TFT...薄膜晶体管、DL...漏极线(映像信号线)、GL，GLA，GLC...栅极线(扫描信号线)、AS...半导体层、GT...栅极、SD1...源极、SD2...漏极、PX...像素电极、CN...接触孔、SUB1...第1基板(像素电极基板)、SUB2...第2基板(滤色器基板)、GI...栅极绝缘膜，PSV1，PSV2...绝缘层(绝缘保护膜)、ITO1...构成像素电极PX的透明导电膜、ORI1...第1基板侧的取向膜、ORI2...第2基板侧的取向膜、LC...液晶层(液晶组合物层)、E...电场、BM...黑色矩阵、FIL...滤色器、ITO2...对置电极、PX...像素、OLE...有机发光层、CF...滤色器、CD...第1电极层(阴极)、AD...第2电极层(阳极)。

具体实施方式

以下，对本发明的滤色器用着色组合物和滤色器的制造方法及使用该滤色器的显示装置的具体实施例详细地进行说明。

[滤色器着色组合物的实施例1]

本实施例的滤色器用着色组合物，由以下的基础聚合物、着色剂、溶剂构成。

基础聚合物：化学结构式(3-3)中R₂是环丁烷、R₃是己基的聚酰胺酸[10重量％]

着色剂：化学结构式(4-3)中R₁、R₂是氢、R₃是氰基的二氧代吡咯并吡咯衍生物[5重量％]

溶剂：N-甲基吡咯烷酮[85重量％]

在60g的N-甲基吡咯烷酮中，使化学结构式(3-1)中R₂是环丁烷的环丁烷四羧酸二酐与化学结构式(3-2)中R₃是己基的己二胺进行开环加成聚合反应，制得10g的聚酰胺酸。合成后，使用0.5μm的微孔过滤器过滤反应溶液。向该溶液中加入二氧代吡咯并吡咯衍生物5g，再加入N-甲基吡咯烷酮25g，得到红色的滤色器用着色组合物。通过使用N-甲基吡咯烷酮，可以溶解足够的着色浓度的着色剂。

[滤色器着色组合物的实施例2]

本实施例的滤色器用着色组合物，由以下的基础聚合物、着色剂、溶剂构成。

基础聚合物：化学结构式(3-3)中R₂是环丁烷、R₃是己基的聚酰胺酸[10重量％]

着色剂1：化学结构式(14)中M是铜、没有D的酞菁衍生物[4.5重量％]

着色剂2：化学结构式(14)中M是硅、D是乙氧基的酞菁衍生物[0.5重量％]

溶剂1：N-甲基吡咯烷酮[44重量％]

溶剂2：γ-丁内酯[41重量％]

在24g的N-甲基吡咯烷酮与40g的γ-丁内酯混合溶剂中，使化学结构式(3-1)中R₂是环丁烷的环丁烷四羧酸二酐与化学结构式(3-2)中R₃是己基的己二胺进行开环加成聚合反应，制得10g的聚酰胺酸。合成后，使用0.5μm的微孔过滤器过滤反应溶液。向该溶液中加入着色剂1与着色剂2的酞菁衍生物5g，再加入N-甲基吡咯烷酮20g，得到绿色的滤色器用着色组合物。由于着色剂1充分溶解在聚酰胺酸的溶剂中，故利用该效果提高了着色剂2的分散性。

[滤色器用着色组合物的实施例3]

本实施例的滤色器用着色组合物，由以下的基础聚合物、着色剂、溶剂构成。

基础聚合物：化学结构式(3-3)中R₂是环丁烷、R₃是己基的聚酰胺酸[10重量％]

着色剂1：化学结构式(13)中M是铜、没有D的酞菁衍生物[4.5重量％]

着色剂2：化学结构式(15)中R₁、R₂、R₃是氢、R₄是丙基、M是铜、没有D的酞菁衍生物[0.5重量％]

溶剂1：N-甲基吡咯烷酮[84重量％]

溶剂2：γ-丁内酯

在24g的N-甲基吡咯烷酮与40g的γ-丁内酯混合溶剂中，使化学结构式(3-1)中R₂是环丁烷的环丁烷四羧酸二酐与化学结构式(3-2)中R₃是己基的己二胺进行开环加成聚合反应，制得10g的聚酰胺酸。合成后，使用0.5μm的微孔过滤器过滤反应溶液。向该溶液中加入着色剂1与着色剂2的酞菁衍生物5g，再加入N-甲基吡咯烷酮20g，得到蓝色的滤色器用着色组合物。由于着色剂1充分溶解在聚酰胺酸的溶剂中，故确认利用该效果提高了着色剂2的分散性。

[滤色器制造方法的实施例1]

本实施例的滤色器制造方法，使用基板尺寸320mm(长边侧)×240mm(短边侧)、显示部分对角是公称15英寸大小、厚度1.1mm、表面已研磨的透明玻璃基板。形成黑色矩阵后，采用网版印刷涂布滤色器用着色组合物的实施例1中所示的红色的滤色器用着色组合物。涂布干燥后，加热到200℃，将聚酰胺酸变换成聚酰亚胺。此时，涂布干燥后的着色是黄色，经加热处理变成红色。此后，使用滤色器用着色组合物的实施例2与实施例3的绿色、蓝色着色剂实施同样的操作。

这样，通过使用聚酰胺酸，不需要过去的光蚀刻用的真空照射装置，可大幅度降低制造成本。

[滤色器制造方法的实施例2]

本实施例的滤色器制造方法，使用基板尺寸320mm(长边侧)×240mm(短边侧)、显示部分对角是公称15英寸大小、厚度1.1mm、表面已研磨的透明玻璃基板。形成黑色矩阵后，在各黑色矩阵内，采用油墨喷射印刷同时喷涂滤色器着色组合物的实施例2、实施例3与实施例3中说明的红色、绿色与蓝色的滤色器用着色组合物。涂布干燥后，加热到200℃，将聚酰胺酸变换成聚酰亚胺。

这样，通过使用聚酰胺酸，可以得到溶解性与分散性好的滤色器用着色组合物，可以不引起油墨喷射印刷中所担心的喷嘴堵塞而进行印刷。由于不需要过去的光蚀刻用的真空照射装置，可大幅度降低制造成本，同时，可同时形成红色、绿色与蓝色的滤色器用着色组合物，故可以大幅度缩短工序。

[滤色器制造方法的实施例3]

本实施例的滤色器制造方法使用像素电极基板。使用像素电极基板尺寸320mm(长边侧)×240mm(短边侧)、显示部分对角是公称15英寸大小、厚度1.1mm、表面已研磨的透明玻璃基板。在该基板上形成共通电极、信号电极、像素电极等，制得像素电极基板。

采用油墨喷射印刷，同时在像素电极基板的各像素内，喷涂滤色器着色组合物的实施例1、实施例2与实施例3中所示的红色、绿色与蓝色的滤色器用着色组合物。涂布干燥后，加热到200℃，将聚酰胺酸变换成聚酰亚胺。

这样，通过使用聚酰胺酸，可以得到溶解性与分散性好的滤色器用着色组合物，可以不引起油墨喷射印刷中所担心的喷嘴堵塞而进行印刷。由于不需要过去的光蚀刻用的真空照射装置，可大幅度降低制造成本，同时，可同时形成红色、绿色与蓝色的滤色器用着色组合物，故可以大幅度缩短工序。

另外，由于直接在像素电极基板上形成滤色器而制成下基板，故容易与上基板对准。

[显示装置的实施例1]

本实施例的液晶显示装置，使用滤色器制造方法的实施例2中说明的滤色器基板SUB2作为第1基板(上基板)，使用以下表示的像素电极基板SUB1作为第2基板(下基板)。使用像素电极基板SUB1的尺寸320mm(长边侧)×240mm(短边侧)、显示部分对角是公称15英寸大小、厚度1.1mm、表面已研磨的透明玻璃基板。在该像素电极基板SUB1上形成共电极、信号电极、像素电极等，再在该基板的最表面上形成取向膜。在滤色器制造方法的实施例2中所示的滤色器基板上也形成同样的取向膜。取向膜采用聚酰亚胺，使用印刷机涂布，烧成后的膜厚为0.07μm-0.1μm左右。然后，实施使取向膜的表面进行液晶取向的取向处理。取向处理使用打磨机，打磨辊使用人造丝制磨光布。

就上下基板的粘接来讲，在密封剂(环氧系树脂)中适量混入聚合物球珠，使用密封掩模印刷在基板上。然后，进行密封剂的假固化，将上下基板组合。再使用压机边对2块基板进行加压，边将密封剂固化。在板面内基板间夹持球形的聚合物球珠，在封入液晶状态下使液晶层的间隙为6.0μm。该取向膜的打磨角度与短边侧成45度，在上下基板间成正交配置。液晶注入口的宽度是30mm。此后，使用液晶注入装置进行液晶注入，制作液晶显示装置。此外，也可以使用通过光刻法固定在基板面上的柱状间隔物代替球珠。这在以下的实施例中也同样。

另外，本实施例虽然使用过去的冷阴极管作为背面照光，但由于使用透明的聚酰胺酸作为滤色器基板的基础聚合物，故虽然是冷阴极管，但与过去的液晶显示装置相比，对比度改善了10％左右。另外，波长400nm下的透过率改善了5％以上。以下，对作为采用本发明的显示装置的一个例子的液晶显示装置的实施例进行说明。

图1是对构成本发明显示装置的一个例子的液晶显示装置的液晶板的一个像素附近的构成进行示意性说明的截面图。图2是沿图1的A-A’线的截面图。参照符号分别是：TFT...薄膜晶体管，DL...漏极线(映像信号线)、GL，GLA，GLC...栅极线(扫描信号线)、AS...半导体层、GT...栅极、SD1...源极、SD2...漏极、PX...像素电极、CN...接触孔。

另外，参照符号分别是：GI...栅极绝缘膜，PSV1，PSV2...绝缘保护膜、ITO1...构成像素电极PX的透明导电膜、ORI1...第1基板即像素电极基板SUB1侧的取向膜、ORI2...第2基板即滤色器基板SUB2侧的取向膜、LC...液晶层(液晶组合物)、E...电场。此外，BM是黑色矩阵，FIL是滤色器，ITO2是对置电极。再者，参照符号中带有[’]的符号是邻接像素的构成部件，括弧表示的符号(0，d1，g1)表示构成层，同一符号表示用同一构成层形成。

本实施例的液晶显示板在采用扫描线即作为栅极线与信号线或数据线的漏极线所选择的像素的薄膜晶体管TFT为接通的状态下，在与其源极SD1相连接的像素电极PX(ITO1)与滤色器基板SUB2侧的对置电极ITO2之间形成电场E。由该电场产生构成液晶层LC的液晶组合物的分子，从第1基板SUB1的偏光板POL1侧射入的照明光从第2基板SUB2的偏光板POL2射出。

图3是对本发明液晶显示装置的一个实施例的整体构成进行示意性说明的立体图。在液晶显示板PNL的一个基板(通常是第1基板)的邻接的一边连接装载有扫描线驱动电路(栅极线驱动电路或门驱动电路)芯片GDR的载带盒TCP1。另外，在与上述一边邻接的另一边连接装载有信号线驱动电路(漏极线驱动电路或排拢驱动电路或数据线驱动电路)芯片DDR的载带盒TCP2。

载带盒TCP2利用挠性印刷基板FPC与栅极侧的载带盒TCP1相连接，同时与没有图示的对接基板相连接。此外，载带盒TCP1也可以代替TCP2，直接将各驱动电路芯片装载在第1基板边。

在液晶显示板PNL的背面设置导光板GLB与冷阴极荧光灯(冷阴极管)等的线状灯CFL构成的后照光。线状灯CFL用变换器INV驱动。这些液晶显示板PNL与后照光装在没有图示的上盒与下盒中，作为所谓液晶显示组件即液晶显示装置产品化。另外，作为后照光，也可以不使用导光板GLB而在液晶显示板的背面直接设置多个冷阴极管。

[显示装置的实施例2]

本实施例是有机发光显示装置，使用上述显示装置的实施例1中所示的作为第2基板的滤色器基板为上基板，使用以下所示作为第2基板的有机发光像素基板为下基板。使用有机发光像素基板的尺寸320mm(长边侧)×240mm(短边侧)、显示部分对角是公称15英寸大小、厚度1.1mm、表面已研磨的透明玻璃基板。在这些基板上形成共电极、信号电极、白色有机发光像素等。上下基板的粘接是在密封剂(环氧系树脂)中适量混入聚合物球珠，用密封掩模印刷在基板上。然后，进行密封剂的假固化，将上下基板组合。

图4是对构成本发明显示装置的一个例子的有机发光显示装置的有机发光板的一像素附近的构成进行说明的截面图。本例中，在第1基板即有机发光像素基板SUB1上形成由半导体层PSI、用绝缘层IS或PSV绝缘的扫描线即栅极线GL、源漏极SD构成的薄膜晶体管TFT。在源漏极SD上连接金属薄膜形成的第1电极层(此处是阴极)CD，在其上形成发白色光的有机发光层OLE，再在该OLE的上层制成用ITO等透明导电膜形成的第2电极层(此处是阳极)AD膜。

另外，第2基板即滤色器基板SUB2由透明玻璃构成，在该第2基板SUB2的内面形成被黑色矩阵BM区分的红、绿、蓝的滤色器CF，各滤色器分别与第1基板上具有的有机发光层构成的各个像素对应配置。该有机发光显示装置的发光LW的射出方向是第2基板SUB2侧，有机发光层OLE中的发光LW从第2电极层AD侧向第2基板SUB2方向射出。该发光LW被第2基板SUB2的内面形成的前述本发明的滤色器CF变换成规定色的光LCF后，向观察侧射出。

图5是对图4所示的本发明显示装置的电路构成的一个例子进行说明的一像素附近的平面图。一像素在被栅极线GL与漏极线DL包围的区域内形成。

该显示装置中，容纳有机发光层OLE的开口DE不需要设在躲开具有薄膜晶体管的像素电路或各配线的部分，可增大数值孔径，形成宽面积的像素，作为整体可得到明亮的画面，另外，若亮度相同，可得到电力消耗更低、更长寿命的有机发光显示装置。

图6是对使用图5所示像素的有机发光显示装置的电路配置的一个例子进行示意性说明的平面图。各像素PX在被用扫描驱动电路GDR驱动的栅极线GL与用信号线驱动电路DDR驱动的漏极线(数据线)DL包围的部分形成后，排列成矩阵状。电流供给线CSL从电流供给总线CSB在显示领域AR的外侧分支，相对于各像素与漏极线DL平行地设置。

此外，PAD是利用挠性印刷基板等从外部对有机发光显示装置供给信号或电力用的垫，PAD1表示数据驱动电路用的垫，PAD2表示扫描驱动电路用的垫，PAD3表示电流供给用的垫。这些的各垫部分也在绝缘层或保护膜上形成开口。

这样，有机发光显示装置中，由于作为设在滤色器基板SUB2上的滤色器的基础聚合物使用透明的聚酰胺酸，故与过去的有机发光显示装置相比，对比度改善了5％以上。

[显示装置的实施例3]

本实施例是液晶显示装置，使用上述显示装置的实施例1中所示的滤色器基板和以下所示的像素电极基板作为下基板(像素电极基板)。使用像素电极基板的尺寸320mm(长边侧)×240mm(短边侧)、显示部分对角是公称15英寸大小、厚度1.1mm、表面已研磨的透明玻璃基板。在这些基板上形成共电极、信号电极、像素电极等，再在其最表面形成取向膜。在与上述显示装置的实施例1中所示的滤色器基板上也形成同样的取向膜。作为取向膜采用聚酰亚胺，使用印刷机涂布，烧成后的膜厚为0.07μm-0.1μm左右。然后，实施使取向膜的表面进行液晶取向的取向处理。取向处理使用打磨机，打磨辊使用人造丝制磨光布。

上下基板的粘接是在密封剂(环氧系树脂)中适量混入聚合物球珠，使用密封掩膜印刷在基板上。然后进行密封剂的假固化，将上下基板组合。此外，使用压机对2块基板边加压，边固化密封剂。板面内将球形的聚合物球珠夹在基板间，在液晶封入状态下使间隙为6.0μm。该取向膜的打磨角度与短边侧成45度，在上下基板间成正交配置。液晶注入口的宽度是30mm。然后，使用液晶注入装置进行液晶注入，制作液晶显示装置。

本实施例中，作为后照光使用发光二极管(LED)。与使用该LED作为后照光的效果相结合，由于作为滤色器基板的基础聚合物使用透明的聚酰胺酸，故与使用冷阴极管的液晶显示装置相比，对比度与波长400nm下的透过率分别改善了10％与5％左右。另外，通过使用LED，色纯度的提高也得到改善。

发明效果

如上所述，根据本发明，在基础聚合物、着色剂、溶剂组成的滤色器用着色组合物中，作为基础聚合物使用在波长400nm-800nm的可见光范围的光透过率的降低是2％以内的聚酰胺酸，除了提高滤色器的对比度、色纯度和蓝色透过率以外，还提高制造方法的生产效率。另外，通过使用这种滤色器，可以提供高对比度、高色纯度且提高蓝色透过率的显示装置。

Claims (9)

1.滤色器用着色组合物，其特征在于，由含有波长400nm-800nm的可见光范围的光透过率降低在2％以内的聚酰胺酸的基础聚合物、着色剂与溶剂组成。

2.权利要求1所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，前述着色剂使用具有以下通式(I)所示结构的颜料衍生物，

A(B)_x(C)_y                     ……(I)

(I)式中，x是0-4的数，y是0-8的数，A是喹吖酮、蒽醌、苝、靛蓝、奎酞酮、异吲哚满酮、异吲哚满、二嗪或二氧代吡咯并吡咯的着色基，B是与A中所含的氮原子结合形成氨基甲酸酯的取代基，用下述化学结构式(1)表示，

[化1]

其中，R₁选自烷基或有取代基的芳基，C是与A中所含的芳香环结合的侧链基，选自氢、卤素、氰基、烷基-(CH₂)_nCH₃、烷氧基-O-(CH₂)_mCH₃、或氧亚甲基-O-(CH₂-O)_kCH₃，其中，n是0-20的整数，m是0-20的整数，k是0～20的整数。

3.权利要求1所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，前述着色剂使用具有下述通式(II)所示结构的酞菁衍生物，

Pc(M)(C)_y(D)_z                 ……(II)

式(II)中，y是0-16的数，z是0-2的数，Pc是酞菁，M是H₂、Ni、Zn、Cu、Fe、V、Ti、Si或Ge，C是与A中含的芳香环结合的侧链基，选自氢、氯、烷基-(CH₂)_nCH₃、烷氧基-O-(CH₂)_mCH₃或氧亚甲基-O-(CH₂-O)_kCH₃、烷氧基硅烷残基-Si(-O-(CH₂)_mCH₃)₃，其中，n是0-20的整数，m是0-20的整数，k是0-20的整数，D是与M结合、以氧原子为间隔基的取代基。

4.权利要求1所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，前述溶剂含N-甲基吡咯烷酮和/或γ-丁内酯。

5.权利要求2或3所述的滤色器用着色组合物，其中，所述烷基或烷氧基含有聚合加成基。

6.权利要求5所述的滤色器用着色组合物，其中，所述聚合加成基包括乙烯基和/或环氧基。

7.权利要求2所述的滤色器用着色组合物，其中，卤素包括氯。

8.显示装置，至少具有

具有在第1方向延伸、与第1方向交叉的第2方向并设的多根扫描配线和在所述第2方向延伸、与第1方向并设的多根信号配线、在前述扫描配线与前述信号配线的各交叉部形成的多个彩色像素的第1基板，

具有与前述多个像素分别相对配置的多种颜色的滤色器的第2基板，

前述第1基板与前述第2基板贴合间隙中封堵的液晶层，和

对前述扫描配线提供扫描信号的扫描线驱动电路及对前述信号配线提供映像信号的信号线驱动电路，

其中，前述滤色器使用由含有波长400nm-800nm的可见光范围的光透过率降低在2％以内的聚酰胺酸的基础聚合物、着色剂及溶剂组成的滤色器用着色组合物形成。

9.显示装置，至少具有

具有在第1方向延伸、与第1方向交叉的第2方向并设的多根扫描配线和在前述第2方向延伸、与第1方向并设的多根信号配线、与前述扫描配线和信号配线平行设置的电流供给线和在前述扫描配线与前述信号配线的各交叉部形成的发白色光的有机发光层构成的多个像素的第1基板，

具有与前述多个像素分别相对配置的多种颜色的滤色器的第2基板，

对前述扫描配线提供扫描信号的扫描线驱动电路，及对前述信号配线提供映像信号的信号线驱动电路，

其中，前述滤色器使用由含有波长400nm-800nm的可见光范围的光透过率降低在2％以内的聚酰胺酸的基础聚合物、着色剂及溶剂组成的滤色器用着色组合物形成。

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