DE19627192A1 - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkri stalldisplay, im besonderen einen Flüssigkristalldisplay mit einem Farbfilter mit guter Farbreinheit und Transmittanz.The present invention relates to a liquid crystal stall display, especially a liquid crystal display with a color filter with good color purity and transmittance.
Ein Flüssigkristalldisplay besitzt ein leichteres Ge wicht und eine geringere Größe als ein Display, der eine Kathodenstrahlröhre verwendet, und ist deshalb bequem trag bar. Außerdem besitzt er den Vorteil, daß er keine elektro magnetischen Wellen aussendet, die als gesundheitsschädlich betrachtet werden. Darum wird der Flüssigkristalldisplay allgemein für kleine Displays (z. B. eines elektronischen Rechners) und große Displays (z. B. eines Notebookcomputers) verwendet.A liquid crystal display has a lighter Ge important and a smaller size than a display that a Cathode ray tube is used, and is therefore conveniently portable bar. He also has the advantage that he is not an electric emits magnetic waves that are harmful to health to be viewed as. That is why the liquid crystal display generally for small displays (e.g. an electronic Computer) and large displays (e.g. a notebook computer) used.
Eine der wichtigsten Komponenten in einem derartigen Flüssigkristalldisplay ist der Farbfilter.One of the most important components in such Liquid crystal display is the color filter.
Der Farbfilter eines gängigen Flüssigkristalldisplays wird folgendermaßen hergestellt.The color filter of a common liquid crystal display is made as follows.
Zunächst wird ein Photosensibilisator, wie Chrom-Di chromsäure mit einer wäßrigen Lösung eines natürlichen orga nischen Polymeren, wie Gelatine oder Kasein, gemischt, wo durch eine photosensitive Harzzusammensetzung entsteht. Die photosensitive Harzzusammensetzung wird auf ein Glassubstrat geschichtet und darauf durch Photolithographie ein Pixelmu ster aufgebildet. Danach wird das Färbeverfahren einige Male wiederholt, um den Farbfilter herzustellen.First, a photosensitizer like Chrom-Di chromic acid with an aqueous solution of a natural orga African polymers, such as gelatin or casein, mixed where is created by a photosensitive resin composition. The Photosensitive resin composition is placed on a glass substrate layered and then a pixel mu by photolithography most educated. After that, the dyeing process a few times repeated to make the color filter.
Da in den letzten Jahren eine Entwicklung der Farbflüs sigkristallplatten zu größeren Displays und vielfältigerer Verwendung stattgefunden hat, wurde eine Verbesserung der Zuverlässigkeit des Farbfilters (z. B. Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einflüsse wie Hitze und Licht) gefordert. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, wird meist ein Farb filter des Pigmentdispersionstyps, welcher durch Dispergie ren eines Pigments mit hoher Lichtwiderstandsfähigkeit in einem synthetischen Harz mit hoher Hitzewiderstandsfähigkeit hergestellt wird, verwendet.Since in recent years there has been a development of color flows sig crystal panels to larger displays and more diverse Use has been an improvement in Reliability of the color filter (e.g. resistance against external influences such as heat and light). Around To meet this requirement is usually a color filter of the pigment dispersion type, which is caused by dispersion ren of a pigment with high light resistance in a synthetic resin with high heat resistance is used.
Eine üblicherweise verwendete Zusammensetzung zur Bil dung eines Farbfilters des Pigmentdispersionstyps setzt sich aus einem Binderpolymer, Pigmenten, photopolymerisierbaren Monomeren, einem Photopolymerisationsinitiator, Verdünnungs lösungsmitteln und Zusatzstoffen zusammen.A commonly used composition for bil A color filter of the pigment dispersion type settles from a binder polymer, pigments, photopolymerizable Monomers, a photopolymerization initiator, diluent solvents and additives together.
Bei Herstellung eines Farbfilters unter Verwendung der photosensitiven Harzzusammensetzung des Pigmentdispersions typs gemäß des konventionellen Verfahrens ist die Farbrein heit der Farbfilter befriedigend, die Transmittanz der Grün- und Blaufilter jedoch eher schlecht. Das heißt, während die Transmittanz des Rotfilters 85-94% beträgt, ist die des Grünfilters 70-80% und die des Blaufilters 75-85%.When making a color filter using the Photosensitive resin composition of pigment dispersion According to the conventional process, the color is pure the color filter is satisfactory, the transmittance of the green and blue filter, however, rather bad. That is, while the Transmittance of the red filter is 85-94%, that of the Green filter 70-80% and that of the blue filter 75-85%.
Obwohl viele Anstrengungen unternommen wurden, um die Grün- und Blaufiltertransmittanz unter Aufrechterhaltung hoher Farbreinheit zu verbessern, sind konventionelle photo sensitive Harzzusammensetzungen immer noch ineffektiv.Although much effort has been made to Green and blue filter transmittance while maintaining To improve high color purity are conventional photo sensitive resin compositions still ineffective.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Flüs sigkristalldisplayvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen Farbfilter mit hoher Transmittanz unter Aufrechterhal tung hoher Farbreinheit verwendet.An object of the present invention is a river to provide sig crystal display device that a color filter with high transmittance while maintaining high color purity.
Die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Flüssigkristalldisplay gemäß Ansprüchen 1 bis 3 ge löst, enthaltend ein erstes Substrat mit einer ITO-Elektro denschicht und einem darauf aufgebildeten Dünnfilmtransi stor, ein zweites Substrat mit einer ITO-Elektrodenschicht und einer Anzahl darauf aufgebildeten schwarzen Matrices und Farbfiltern und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten und zweiten Substrat, wobei der Farbfilter 20-50 Gew.-% eines fluoreszierenden Pigments, bezogen auf ein Pig ment, enthält.The above object of the present invention is accomplished by a liquid crystal display according to claims 1 to 3 ge solves containing a first substrate with an ITO electro layer and a thin film transi formed on it stor, a second substrate with an ITO electrode layer and a number of black matrices formed thereon and Color filters and a liquid crystal layer between the first and second substrates, the color filter 20-50 % By weight of a fluorescent pigment, based on a pig ment, contains.
In der vorliegenden Erfindung wird die Transmittanz der Grün- und Blaufilter durch Zugabe eines fluoreszierenden Pigments zu der üblichen photosensitiven Harzzusammenset zung, enthaltend Pigmente, ein Binderharz, photopolymeri sierbare Monomere, einen Photopolymerisationsinitiator und ein Dispersionsmittel, erhöht. Das heißt, ein fluoreszieren des Pigment jeder Farbe wird zu der entsprechenden photosen sitiven Harzzusammensetzung gegeben, was in eine Verbesse rung der Farbfiltertransmittanz und Ausdehnung des Farbkoor dinatenbereichs resultiert.In the present invention, the transmittance of the Green and blue filters by adding a fluorescent Pigments to the usual photosensitive resin composition tongue containing pigments, a binder resin, photopolymeri sizable monomers, a photopolymerization initiator and a dispersant. That is, fluoresce the pigment of each color becomes the corresponding photosen given resinous composition, resulting in an improvement the color filter transmittance and expansion of the color correlation dinatenbereich results.
Erfindungsgemäß kann als das fluoreszierende Pigment ein anorganisches oder organisches fluoreszierendes Pigment verwendet werden.According to the invention, the fluorescent pigment an inorganic or organic fluorescent pigment be used.
Das anorganische fluoreszierende Pigment wird durch Zugabe einer kleinen Menge eines Aktivierungsmittels, wie Mangan, Silber oder Kupfer, zu einer Metallverbindung, wie Metallsulfid, Metalloxid, Metallsilikat, Metallphosphat oder Metalltungstat, wobei es sich bei dem Metall um Calcium, Barium, Magnesium und/oder Zink handelt, und anschließendem Sintern der resultierenden Mischung hergestellt. Beispiel hafte Verbindungen für anorganische fluoreszierende Pigmente sind europium-aktiviertes Yttriumsulfid (Y₂O₂S : Eu), kupfer, gold-aktiviertes aluminium-coaktiviertes Zinksulfid (ZnS:Cu, Au, Al), kupfer, aluminium-coaktiviertes Zinksulfid (ZnS : Cu, Al) und silber-aktiviertes chlorid-coaktiviertes Zinksulfid (ZnS : Ag, Cl).The inorganic fluorescent pigment is through Adding a small amount of an activating agent, such as Manganese, silver or copper, to a metal compound, such as Metal sulfide, metal oxide, metal silicate, metal phosphate or Metal tungstate, the metal being calcium, Barium, magnesium and / or zinc acts, and then Sintering the resulting mixture. Example adhesive compounds for inorganic fluorescent pigments are europium-activated yttrium sulfide (Y₂O₂S: Eu), copper, gold-activated aluminum-co-activated zinc sulfide (ZnS: Cu, Au, Al), copper, aluminum-co-activated zinc sulfide (ZnS: Cu, Al) and silver-activated chloride-co-activated zinc sulfide (ZnS: Ag, Cl).
Das organische fluoreszierende Pigment umfaßt
Dixanthylen, 2, 2-Dihydroxy-α-naphthaldadin, Anthraparapyri
midin, ein Pulver, hergestellt durch Mischen einer Farbe,
wie Rhodamin, Eosin, Brillant Sulfoflaven FF oder Pyrimidin,
mit einem synthetischen Harz, wie ein Acrylatharz, Polyvi
nylchloridharz oder Harnstoffharz, zum Erhalt einer Mischung
und anschließender Pulverisierung des Produkts, und ein
Pulver, hergestellt durch Reagieren eines Polyesterharzes
mit hoher Säurezahl mit 4-Amino-1,8-naphthal-p-diphenylimid
und Laking und anschließendes Pulverisieren des Produkts.The organic fluorescent pigment comprises
Dixanthylene, 2, 2-dihydroxy-α-naphthaldadine, Anthraparapyri midin, a powder prepared by mixing a color such as rhodamine, eosin, brilliant sulfoflaven FF or pyrimidine with a synthetic resin such as an acrylate resin, polyvinyl chloride resin or urea resin Obtaining a mixture and then pulverizing the product, and a powder prepared by reacting a high acid number polyester resin with 4-amino-1,8-naphthalene-p-diphenylimide and laking and then pulverizing the product.
Unter dem hierin verwendeten Ausdruck "Laking" ist ein Verfahren zu verstehen, das das Versetzen eines Farbstoffes mit einem Fällungsmittel, wie ein Metallsalz, um Erhalt eines organischen, in Wasser unlöslichen Farbstoffes bein haltet, wobei das hierin verwendete Metallsalz Bariumchlo rid, Calciumchlorid oder Molybdänwolframphosphat ist.As used herein, "laking" is a To understand procedures that involve the transfer of a dye with a precipitant, such as a metal salt, to preserve it an organic dye insoluble in water holds, the metal salt bariumchlo rid, calcium chloride or molybdenum tungsten phosphate.
Erfindungsgemäß können als Pigmente ein konventionelles anorganisches oder ein organisches Pigment verwendet werden.According to the invention, a conventional inorganic or an organic pigment can be used.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Binderharz umfaßt Acrylatharz, Polyimid und Epoxydharz.The binder resin used in the present invention includes acrylic resin, polyimide and epoxy resin.
Das zur Verbesserung der Photosensitivität der photo sensitiven Harzzusammensetzung zugegebene photopolymerisier bare Monomer umfaßt Pentaerythritoltetraacrylat, 2-Ethylhex ylacrylat und n-Butylacrylat. Der Photopolymerisationsin itiator umfaßt 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, 1- Hydroxycyclohexylphenylketon, 1-(4-Isopropylphenyl)-2-hy droxy-2-methylpropan-1-on und Benzildimethylketal.That to improve the photosensitivity of the photo sensitive resin composition added photopolymerized bare monomer includes pentaerythritol tetraacrylate, 2-ethylhex yla acrylate and n-butyl acrylate. The photopolymerization itiator includes 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- Hydroxycyclohexylphenyl ketone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hy droxy-2-methylpropan-1-one and benzil dimethyl ketal.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Disper sionsmittel ist ein übliches Dispersionsmittel, wie Phthalo cyaninmetallderivat.The Disper used in the present invention Sionsmittel is a common dispersing agent, such as Phthalo cyanine metal derivative.
Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung des Flüssigkristalldisplays gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. The following is the process for making the Liquid crystal displays according to the present invention described.
Zunächst wird ein schwarzes Matrixmuster auf einem Glassubstrat aufgebildet. Dann werden 10-25 Gewichtsteile eines anorganischen oder organischen Pigments, 2-15 Ge wichtsteile eines fluoreszierenden Pigments und 2-15 Ge wichtsteile eines Dispersionsmittels zu einem organischen Lösungsmittel gegeben und unter Verwendung einer Kugel- oder Walzenmühle die Pigmentkomponente in dem Lösungsmittel aus reichend dispergiert. Zu der erhaltenen Dispersion werden 10-35 Gewichtsteile eines Binderharzes, ein photopolymeri sierbares Monomer und ein Photopolymerisationsinitiator gegeben. Dann wird die erhaltene Mischung mit Hilfe eines Lösungsmittels gelöst. Zur Bildung einer photosensitiven Harzzusammensetzung wird wahlweise ein Zusatzstoff zu der entstehenden Mischung gegeben.First, a black matrix pattern on one Glass substrate formed. Then 10-25 parts by weight an inorganic or organic pigment, 2-15 Ge main parts of a fluorescent pigment and 2-15 Ge important parts of a dispersant to an organic Given solvent and using a ball or Roll mill the pigment component in the solvent sufficiently dispersed. 10-35 Parts by weight of a binder resin, a photopolymeri sizable monomer and a photopolymerization initiator given. Then the mixture obtained using a Solvent dissolved. To form a photosensitive Resin composition optionally becomes an additive to the resulting mixture given.
Hier kann als jeweiliges Pigment ein Pigment ausgewählt werden, das mit der Kombination von Rot-, Grün- und Blau- Farben kompatibel ist. Im allgemeinen wird eine Mischung aus dem roten und gelben Pigment für Rot, eine Mischung aus dem grünen und gelben Pigment für Grün und eine Mischung aus dem blauen und violetten Pigment für Blau verwendet. Jeder Farb filter wird unter Verwendung der photosensitiven Harzzusam mensetzung hergestellt, und dann eine Indium-Zinnoxid (ITO)- Elektrodenschicht darauf aufgebildet, wobei ein erstes Sub strat hergestellt wird.A pigment can be selected here as the respective pigment with the combination of red, green and blue Colors is compatible. Generally a mixture of the red and yellow pigment for red, a mixture of the green and yellow pigment for green and a mixture of the blue and purple pigment used for blue. Any color filter is assembled using the photosensitive resin and then an indium tin oxide (ITO) - Electrode layer formed thereon, a first sub strat is produced.
Auf dem anderen Glassubstrat werden eine ITO-Elektro denschicht und ein Dünnfilmtransistor aufgebildet, wobei ein zweites Substrat hergestellt wird. Das erste Substrat wird mit dem zweiten Substrat zur Bildung einer Zelle verbunden und dann eine Flüssigkristallzusammensetzung in die Zelle injiziert.On the other glass substrate are an ITO electrical layer and a thin film transistor are formed, with a second substrate is produced. The first substrate is connected to the second substrate to form a cell and then a liquid crystal composition into the cell injected.
Die Dicke der Farbfilterschicht beträgt bevorzugt 0,8-1,5 µm.The thickness of the color filter layer is preferably 0.8-1.5 μm.
Im folgenden wird auf das bevorzugte Beispiel in Ver bindung mit dem Vergleichsbeispiel Bezug genommen, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.The preferred example in Ver Reference with the comparative example, wherein the however, the present invention is not limited to this.
20 Gew.-% eines Pigments, 10 Gew.-% eines fluoreszieren den Pigments und 5 Gew.-% eines Dispersionsmittels wurden in eine Lösungsmittelmischung aus Propylenglykolmonomethyl ätheracetat und Propylenglykolmonomethylätheracetat disper giert. Zu 35 Gew.-% Acrylatharz wurden 25 Gew.-% Pentaerythri tolacrylat, 5 Gew.-% 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on gegeben und zur Herstellung photosensitiver Harzzusammen setzungen von Rot, Grün bzw. Blau ausreichend gemischt.20% by weight of a pigment, 10% by weight of a fluorescent the pigments and 5 wt .-% of a dispersant were in a solvent mixture of propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate disper yaws. 25% by weight of pentaerythri were added to 35% by weight of acrylic resin tolacrylate, 5% by weight 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one given and together to produce photosensitive resin Settlements of red, green or blue mixed sufficiently.
Die hier verwendeten Pigmente und fluoreszierenden Pigmente waren die folgenden.The pigments used here and fluorescent Pigments were the following.
Eine Mischung aus Chromophthal Red (Ciba-Geigy) und Enceprint Yellow (BASF) wurden als das rote Pigment und Rhodamin als das rote, fluoreszierende Pigment verwendet.A mixture of Chromophthal Red (Ciba-Geigy) and Enceprint Yellow (BASF) were considered the red pigment and Rhodamine is used as the red, fluorescent pigment.
Eine Mischung aus Heliogen Green (BASF) und Enceprint Yellow (BASF) wurde als das grüne Pigment und Brilliant Sulfoflaven FF als das grüne, fluoreszierende Pigment ver wendet.A mixture of Heliogen Green (BASF) and Enceprint Yellow (BASF) was considered the green pigment and brilliant Sulfoflaven FF as the green, fluorescent pigment ver turns.
Eine Mischung aus Heliogen Blue (BASF) und Paliogen Violet (BASF) wurde als das blaue Pigment und Dixantylen als das blaue, fluoreszierende Pigment verwendet.A mixture of Heliogen Blue (BASF) and Paliogen Violet (BASF) was considered the blue pigment and dixantylene uses the blue fluorescent pigment.
Die obige rote photosensitive Harzzusammensetzung wurde auf ein Glassubstrat spingeschichtet und bei 70°C 20 Minu ten getrocknet. Der vorbestimmte Teil des Produkts wurde unter Verwendung einer Photomaske belichtet und dann entwic kelt, wodurch ein roter Farbfilter gebildet wurde.The above red photosensitive resin composition was spin-coated on a glass substrate and at 70 ° C for 20 minutes dried. The predetermined part of the product was exposed using a photomask and then dev kelt, whereby a red color filter was formed.
Das obige Verfahren wurde wiederholt, um dadurch einen grünen bzw. einen blauen Filter unter Verwendung der grünen und blauen photosensitiven Harzzusammensetzungen zu bilden. Die Dicke der Farbfilterschicht betrug etwa 1,5 µm. Danach wurde eine ITO-Elektrode auf dem Glassubstrat mit dem darauf aufgebildeten Farbfilter aufgebildet.The above procedure was repeated to give one green or a blue filter using the green and blue photosensitive resin compositions. The thickness of the color filter layer was approximately 1.5 μm. After that an ITO electrode was placed on the glass substrate with the formed color filter formed.
Auf dem anderen Glassubstrat wurden eine ITO-Elektrode und ein Dünnfilmtransistor aufgebildet.On the other glass substrate were an ITO electrode and a thin film transistor is formed.
Die zwei Glassubstrate wurden zur Bildung einer Zelle verbunden und eine Flüssigkristallzusammensetzung in die Zelle injiziert.The two glass substrates were used to form a cell connected and a liquid crystal composition in the Cell injected.
Ein Flüssigkristalldisplay wurde auf die gleiche Weise wie in dem Beispiel beschrieben hergestellt, mit dem Unter schied, daß kein fluoreszierendes Pigment zugegeben wurde.A liquid crystal display was made in the same way manufactured as described in the example, with the sub decided that no fluorescent pigment was added.
Farbkoordinatenbereich und Transmittanz der Farbfilter der gemäß Beispiel und Vergleichsbeispiel hergestellten Flüssigkristalldisplays sind in Tabelle 1 wiedergegeben.Color coordinate range and transmittance of the color filter that prepared according to the example and comparative example Liquid crystal displays are shown in Table 1.
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die Transmittanz der Grün- und Blaufarbfilter des Beispiels deutlich höher sind als die des Vergleichsbeispiels. In Anbetracht des Farbkoor dinatenbereichs jeder Farbe ist außerdem die Farbreinheit des Farbfilters des Beispiels deutlich besser als die des Vergleichsbeispiels.From Table 1 it can be seen that the transmittance of the Green and blue color filters of the example are significantly higher than that of the comparative example. In view of the color correction The color range of each color is also the color purity of the color filter of the example significantly better than that of the Comparative example.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkri stalldisplayvorrichtung mit einem Farbfilter mit guter Transmittanz hergestellt.According to the present invention, a liquid crystal stall display device with a color filter with good Transmittance established.
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