JP2010026290A - カラーフィルタ及びそれを備えた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】青色LEDと赤色蛍光体及び緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色光をバックライトとする液晶表示装置に用いる、少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素からなるカラーフィルタであって、前記赤色画素を組成する着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を用い、その顔料含有量が赤色画素を組成する着色層の30重量%以上、32重量%以下であり、緑色画素を組成する着色層の顔料としてPG36、PY138を用い、その顔料含有量が緑色画素を組成する着色層の43重量%以上、45重量%以下であることを特徴とするカラーフィルタである。
【選択図】図3
Description
用することで高輝度を確保し且つ色再現性の改善が可能かどうか検討することとした。このタイプのLED発光の発光ピークも、副発光の少ない3波長光源となるため、CCFLでは実現が難しい所望の色再現性を達成できる可能性がある。
そこで本発明は、カラーフィルタ用着色層の顔料組成を特定することにより、カラーフィルタとして高い色再現可能範囲を有し、且つ耐薬品性・耐溶剤性に優れるカラーフィルタを提供することを課題とした。
そこで、LEDバックライトに対して色再現的に最適なカラーフィルタが、必要な耐薬品性・耐溶剤性を有するかどうか詳しく検討した。具体的にはカラーフィルタ用着色材料中の顔料の選択とその濃度範囲の決定であるが、特に顔料濃度の最小値を着色力の観点から、最大値を耐溶剤性の観点からを特定したものである。
図3に示す装置10は、TFT駆動型液晶表示装置の典型例であって、離間対向して配置された一対の透明基板11及び透明基板21を備え、それらの間には、液晶が封入されている。液晶は、VA(Vertical Alignment)配向モードにて配向される。
第1の透明基板11の内面には、TFT(薄膜トランジスタ)アレイ12が形成されており、その上には例えばITOからなる透明電極13が形成されている。透明電極13の上には、配向層14が設けられている。また、透明基板11の外面には、位相差フィルムを構成部材として含む偏光板15が貼り付けられている。
カラーフィルタの作製方法は、インクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィー法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、顔料を透明な樹脂中に、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散さ
せた着色組成物を透明基板上に塗布製膜した後、着色層をパターン露光、現像することで着色パターンを形成するフォトリソグラフィー法が好ましい。
また、青色着色組成物には、C.I. Pigment Violet 1、19、27、29、30、32、37、40、42、50等の紫色顔料を併用することができる。
機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。
ル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4'-メチルジフェニルサルファイド、3,3',4,4'-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2-クロルチオキサントン、2-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4'-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物、1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、O-(アセチル)-N-(1-フェニル-2-オキソ-2-(4'-メトキシ-ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。
シ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹脂、ビスフェノールA又はF型エポキシ樹脂、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、ポリオレフィン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック系エポキシ樹脂、メチレンシクロヘキサンオキシド、シクロヘプテンエポキシド、1,2−エポキシシクロヘキサン、グリセロール・ポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン・ポリグリシジルエーテル、レゾルシン・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオール・ジグリシジルエーテル、エチレングリコール(ポリエチレングリコール)・ジグリシジルエーテル等がある。これらは、いずれも単独あるいは2種類以上混合して使用することができる。また、必要に応じて、さらにメラミン樹脂を混合して使用することもできる。メラミン樹脂としては、アルキル化メラミン樹脂(メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂など)、混合エーテル化メラミン樹脂等があり、高縮合タイプであっても低縮合タイプであってもよい。これらについても、単独あるいは2種類以上混合して使用することができる。また、必要に応じて、さらにエポキシ樹脂を混合して使用することもできる。
カラーフィルタ作製に用いる着色組成物を着色するための着色剤には以下のものを使用した。
77(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製「クロモフタールレッド A2B」)、およびC.I.Pigment Yellow 150(ランクセス製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)。
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 210部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 235部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製(「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 190部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 215部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 250部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 275部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部
記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 200部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 235部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 170部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過
して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 215部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 250部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 275部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 90部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 70部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 110部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 150部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 110部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 180部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
青色顔料:C.I. Pigment Blue 15 32部
紫色顔料:C.I. Pigment Violet 23 3部
アクリルワニス(固形分20%) 173部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 25部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアー379」)
光開始剤 2部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 302部
得られた着色組成物を用いてカラーフィルタを作製した。
ガラス基板に、赤色着色組成物をスピンコートにより膜厚2μmとなるように塗布した。乾燥の後、露光機にてストライプ状のパターン露光をし、アルカリ現像液にて90秒間現像して、ストライプ状の赤色画素の着色層を得た。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。
炭酸水素ナトリウム 0.5重量%
陰イオン系界面活性剤 8.0重量%
(花王(株)製「ペリレックスNBL」)
水 90重量%
ついて、以下のようにして評価を行った。はじめに、ガラス基板上に、得られた感光性組成物をスピンコート法により塗布した後乾燥させ、感光性組成物層を形成した。なお、スピンコート条件は500rpm、5秒とした。次に、線幅0.5〜50μmのテスト用のフォトマスクを用い、100mJ/cm2の露光量で露光した。次に、1.25質量%の炭酸ナトリウム溶液を用いてシャワー現像した後水洗して、パターニングを完了した。その後、赤色感光性組成物については230℃で1時間本焼成し、緑色感光性組成物については40分焼成を実施した。
作製後の基板にて耐溶剤性についての評価を行った。耐溶剤性の評価としては、規定時間N-メチル-2‐ピロリジノンに浸漬させ、その前後での膜膨潤について膜厚変化率を用いて評価した。さらに基板にインジウム錫酸化物(ITO)を1400Åとなるように蒸着し、N-メチル-2-ピロリジノン(以下NMPと記載)の溶剤に規定時間浸漬させ、その外観変化および色差変化を評価した。得られた結果を表1に示す。
また、以下の評価項目については、下記基準に基づいて評価を行った。
判定基準
<ITO無 膜膨潤評価>
○:膜厚膨潤率がNMP浸漬20分で2%以内。
×:膜厚膨潤率がNMP浸漬20分で2%以上。
<ITO後耐溶剤性評価>
○:NMP 浸漬時間30分で外観に変化無し。
×:NMP浸漬時間30分でITOクラックが発生。
なお、実施例および比較例に用いたLEDバックライトの相対分光放射輝度を図1に、CCFLバックライトの相対分光放射輝度を図2に示す。また液晶表示装置の構成を図3に示す。
しかし、溶剤NMPに浸漬させても膜膨潤しにくく、ITOクラック耐性にも良好な耐溶剤性に優れた膜を形成することができた。
11,21…透明基板
12…TFTアレイ
13,23…透明電極
14,24…配向層
15,25…偏光板
22…カラーフィルタ
30…バックライトユニット
31…三波長ランプ
32…色彩輝度計あるいは分光放射輝度計
33,35…偏光板
34…カラーフィルタ(スライドステージ39上に配置)
34'…カラーフィルタ(スライドステージ40上に配置)
36…バックライト光
37…バックライトユニット
38…直交透過光(漏れ光)
39…スライドステージ
40…スライドステージ
Claims (4)
- 青色LEDと赤色蛍光体及び緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色光をバックライトとする液晶表示装置に用いる、少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素からなるカラーフィルタであって、前記赤色画素を組成する着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を用い、その顔料含有量が赤色画素を組成する着色層の30重量%以上、32重量%以下であり、緑色画素を組成する着色層の顔料としてPG36、PY138を用い、その顔料含有量が緑色画素を組成する着色層の43重量%以上、45重量%以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 青色LEDと赤色蛍光体及び緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色光をバックライトとする液晶表示装置に用いる、少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素からなるカラーフィルタであって、前記赤色画素を組成する着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を用い、その顔料含有量が赤色画素を組成する着色層の30重量%以上、32重量%以下であり、緑色画素を組成する着色層の顔料としてPG36、PY150を用い、その顔料含有量が緑色画素を組成する着色層の36重量%以上、40重量%以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
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2008
- 2008-07-22 JP JP2008188266A patent/JP2010026290A/ja active Pending
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A02 | Decision of refusal |
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