KR100393037B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ITO 전극층과 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판, ITO 전극층, 블랙매트릭스 및 칼라필터가 형성되어 있는 제2기판 및 상기 제1기판 및 제2기판사이에 액정이 주입되어 있는 액정표시장치에 있어서, 상기 칼라필터가 안료에 대하여 20 내지 50중량%의 형광안료를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하고 있다. 본 발명에 의하면, 적절한 색구현 범위내에서 우수한 고투과율을 갖는 액정표시장치를 얻을 수 있다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하기로는 색순도와 투과율이 우수한 칼라필터를 채용한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 각광을 받고 있는 액정표시장치는 음극선관을 이용한 표시장치에 비해 중량이 적게 나가고 크기가 작아서 휴대가 간편하며 인체에 유해한 전자파가 나오지 않는다는 장점이 있다. 따라서 전자계산기의 표시부와 같은 소형에서 노트북 컴퓨터의 대형에 이르기까지 액정표시장치가 광범위하게 사용되고 있다
통상적인 액정표시장치에 사용하는 칼라필터는 젤라틴, 카제인 등의 염색가능한 천연유기고분자 수용액에 중크롬산 등의 감광제를 가하여 감광시키고 포토리소그래피법을 이용하여 화소패턴을 형성한 다음, 이를원하는 색으로 염색시키는 과정을 수차례 반복하여 제조하였다.
최근, 칼라 액정표시패널의 대형화, 용도 다양화에 따라 칼라필터에 대하여 내열성, 내광성과 같은 신뢰성 향상에 대한 필요성이 대두되었다.
이러한 필요성에 부응하여 현재 내열성이 높은 아크릴, 폴리이미드등의 합성수지에 내광성이 높은 안료를 분산시킨 안료분산형 칼라필터가 널리 사용되고 있다.
일반적인 안료분산형 감광성수지조성물은 결합용 수지(binder polymer), 안료, 광중합성 모노머, 광중합 개시제, 희석용제 및 기타 첨가제 등으로 구성된다.
통상적인 방법에 따라서, 상기 감광성수지조성물을 이용하여 칼라필터를 형성하여 각 칼라에서의 색순도와 투과율을 측정해 보면, 각 칼라의 색순도는 모두 양호한 편이지만 투과율에 있어서 녹색과 청색의 투과율이 작은 편이다. 즉 적색의 투과율은 85∼94%로 우수하나, 녹색 및 청색의 투과율은 각각 70∼80%, 75∼85%로서 이를 이용하여 액정표시장치를 제조하는 경우 단점으로 작용한다.
따라서 녹색과 청색의 색순도는 그대로 유지하면서 투과율을 향상시키고자 하는 많은 시도가 있었으나, 현재와 같은 감광성수지 조성물로는 불가능하였다.
이에 본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위하여 감광성수지 조성뭍의 조성을 변화시켜 녹색과 청색의 칼라필터의 투과율을 향상시킨 액정표시장치를 제조하고자 하였다. 즉, 본 발명의 목적은 적절한 색구현범위에서 투과율이 높은 칼라필터를 채용한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 ITO 전극층과 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판,
ITO 전극층, 블랙매트릭스 및 칼라필터가 형성되어 있는 제2기판 및 상기 제1기판 및 제2기판사이에 액정이 주입되어 있는 액정표시장치에 있어서,
상기 칼라필터가 안료에 대하여 20 내지 50중량%의 형광안료를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 유리기판에 ITO 전극층과 박막 트랜지스터를 형성하여 제1기판을 제조하는 단계;
유리기판에 블랙매트릭스를 형성한 다음, 안료에 대하여 20 내지 50중량%의 형광안료를 포함하는 감광성수지조성물을 이용하여 칼라필터를 형성하는 단계;
상기 결과물 상부에 ITO 전극층을 형성하여 제2기판을 제조하는 단계;
상기 제1기판과 제2기판을 접합하여 셀을 형성한 다음, 여기에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법에 의해서 달성된다.
본 발명에서는 안료, 결합용 수지, 광중합성 모노머, 광중합 개시제 및 분산제로 구성된 일반적인 감광성수지조성물에 형광안료를 더 첨가함으로써 각 칼라, 특히 녹색 및 청색 칼라필터의 투과율을 향상시키고자 한 것이다. 즉 녹색의 감광성수지조성물에는 녹색의 형광안료를, 청색의 감광성수지 조성물에는 청색의 형광안료를 첨가함으로써 녹색과 청색 칼라필터의 투과율을 높이고 색좌표 범위를 더욱 넓힐 수 있다.
본 발명의 형광안료로서는 통상적인 무기 형광안료와 유기 형광안료를 모두 사용할 수 있다.
무기 형광안료는 칼슘, 바륨, 마그네슘 및 아연 등과 같은 금속의 황화물, 산화물, 규산염, 인산염 및 텅스텐산염 등에 소량의 망간, 은, 구리 등과 같은 활성제를 부가한 후 소성해서 제조되며, 그 구체적인 예로서 유로퓸 부활 산황화이트륨(Y2O2S:Eu), 구리, 금 부활, 알루미늄공부활 황화아연(ZnS:Cu,.Au,Al), 구리 부활, 알루미늄 공부활 황화아연(ZnS:Cu,Al), 은 부활 염소 공부활 황화아연(ZnS: Ag,Cl) 등이 있다.
유기 형광안료에는 딕산틸렌, 2,2'-디히드록시-α-나프탈다딘, 안스파라피리미딘과 같은 유기안료, 또는 로다민, 에오신, 브릴리언트 설포플라벤 FF, 피라미딘과 같은 도료를 아크릴수지, 염화비닐수지, 우레아수지 등과 혼합해서 분쇄한 것 또는 산가가 큰 폴리에스테르수지와 4-아미노-1,8-나프탈-p-디페닐이미드를 반응시켜 레이크화한 다음 분쇄한 것 등이 있다.
본 발명의 안료로는 통상적인 무기 또는 유기안료를 사용할 수 있다.
본 발명의 결합용 수지로서는 아크릴수지, 폴리이미드, 에폭시수지등을 사용할 수 있다.
또한 감광성을 향상시키기 위하여 첨가하는 광중합성 모노머로는 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트 등이 있으며, 광중합 개시제로는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 분산제는 프탈시아닌 금속 유도체 등과 같은 통상적으로 사용되는 분산제이다.
이하, 본 발명의 액정표시장치의 제조방법을 설명하기로 한다.
먼저, 유리기판에 블랙매트릭스 패턴을 형성한다. 그 후 유기 또는 무기안료 10∼25중량%, 형광안료 2∼15중량% 및 분산제 2∼15중량%를 유기용매에 혼합한 다음 삼본-밀, 샌드밀, 볼밀 등을 이용하여 안료성분을 충분히 분산시킨다.
상기 혼합물에 결합용 수지 10∼35중량%, 광중합성 모노머 및 광중합 개시제를 합하여 감광성을 가지게 하고 적당한 농도의 용제에 희석한 후, 필요에 따라 첨가제를 부가하여 감광성수지 조성물을 제조한다.
이 때 각 안료는 적색, 녹색 및 청색의 색조합에 맞게 사용한다. 일반적으로 적색의 경우에는 적색과 황색안료를 혼합하여 사용하고 녹색의 경우에는 녹색과 황색안료을 혼합하여 사용한다. 또한 청색의 경우에는 청색과 보라색 안료를 혼합하여 사용한다.
상기에서 제조한 감광성수지조성물을 사용하여 적색, 녹색 및 청색의 칼라필터를 형성한 다음, 그 상부에 ITO전극을 형성하여 제1기판을 제조한다.
다른 유리기판에 ITO전극층과 박막 트랜지스터를 형성하여 제2기판을 제조한다.
상기 제1 기판과 제2 기판사이에 형성된 셀에 액정을 주입한다.
본 발명의 감광성수지조성물을 사용하여 칼라필터를 제조하는 경우 그 칼라필터층의 두께는 0.8∼1.5μm가 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
안료 20중량%, 형광안료 10중량%, 분산제 5중량%를 프로필렌 글리콜모노에틸에테르 아세테이트와 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트의 혼합 용매에 분산시켰다. 여기에 아크릴수지 35중량%, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 25중량%, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 5중량%를 부가한 다음, 이를 충분히 혼합하여 적색, 녹색 및 청색의 감광성수지조성물을 각각 만들었다. 이 때 이용되는 안료 및 형광안료는 다음과 같았다.
적색안료로는 크로모프탈레드(Cromophthal Red)(시바 가이지사)와 엔세프린트 옐로유(Enceprint yellow)(BASF사)를 혼합하여 사용했으며, 적색 형광안료로는 로다민을 사용하였다.
녹색안료로는 헬리오겐 그린(Heliogen Green)(BASF사)와 엔세프린트 옐로유 (Enceprint yellow)(BASF사)를 혼합하여 사용했으며, 녹색형광안료로는 브릴런트 설포플라벤 FF를 사용하였다.
청색안료로는 헬리노겐 블루(Heliogen Blue)(BASF사)와 파리오겐 바이올릿 (Paliogen Vilolet)(BASF사)를 혼합하여 사용했으며, 청색형광안료로는 딕산틸렌을 사용하였다.
상기 적색의 감광성수지 조성물을 유리기판에 스핀코팅한 다음, 약 70℃에서 20분동안 건조하였다. 포토마스크를 이용하여 소정부위를 노광한 다음, 현상하여 적색칼라필터를 형성하였고, 이와 같은 과정을 반복하여 녹색 및 청색의 칼라필터를 형성하였다. 이 때 형성된 칼라필터층의 두께는 약 1.5μm였다. 그 후 칼라필터가 형성된 유리기판위에 ITO전극을 형성하였다.
다른 유리기판에 ITO전극과 박막 트랜지스터를 형성하였다.
상기 두 유리기판사이에 형성된 셀 갭에 액정을 주입하였다.
(비교예)
형광안료를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 액정표시장치에서의 칼라필터의 색좌표 범위 및 투과율을 표 1에 나타내었다.
(표 1)
상기 표 1로부터 실시예의 경우에 있어서, 각 칼라, 특히 녹색과 청색 칼라필터의 투과율이 비교예의 경우보다 향상됨을 알 수 있었으며, 이 때 각 칼라필터의 색좌표 범위를 고려해 볼 때 색순도도 우수함을 알 수 있었다.
본 발명에 의하면, 적절한 색구현 범위내에서 우수한 고투과율을 갖는 액정표시장치를 제조할 수 있다.

Claims (6)

  1. ITO 전극층과 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판,
    ITO 전극층, 블랙매트릭스 및 칼라필터가 형성되어 있는 제2기판 및 상기 제1기판 및 제2기판사이에 액정이 주입되어 있는 액정표시장치에 있어서,
    상기 칼라필터가 안료에 대하여 20 내지 50중량%의 형광안료를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치,
  2. 제1항에 있어서, 상기 형광안료가 유로퓸 부활 산황화이트륨(Y2O2S:Eu), 구리, 금 부활, 알루미늅 공부활 황화아연(ZnS:Cu,Au,Al), 구리 부활, 알루미늄 공부활 황화아연(ZnS;Cu,Al), 은 부활, 염소 공부활 황화아연(ZnS:Ag,Cl)로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기 형광안료인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 형광안료가 딕산틸렌, 2,2'-디히드록시-α-나프탈다딘, 안스파라피리미딘, 로다민, 에오신, 브릴리언트 설포플라벤 FF, 피라미딘 및 4-아미노-1,8-나프탈-P-디페닐이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 형광안료인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 유리기판에 ITO 전극층과 박막 트랜지스터를 형성하여 제1기판을 제조하는단계;
    유리기판에 블랙매트릭스를 형성한 다음, 안료에 대하여 20 내지 50중량%의 형광안료를 포함하는 감광성수지조성물을 이용하여 칼라필터를 형성하는 단계;
    상기 결과물 상부에 ITO 전극층을 형성하여 제2기판을 제조하는 단계;
    상기 제1기판과 제2기판을 접합하여 셀을 형성한 다음, 여기에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 형광안료가 유로퓸 부활 산황화이트륨(Y2O2S:Eu), 구리, 금 부활, 알루미늄 공부활 황화아연(ZnS:Cu,Au,Al), 구리 부활, 알루미늄 공부활 황화아연(ZnS:Cu,Al), 은 부활, 염소 공부활 황화아연(ZnS:Ag,Cl)로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기 형광안료인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 형광안료가 딕산틸렌, 2,2'-디히드록시-α-나프탈다딘, 안스파라피리미딘, 로다민, 에오신, 브릴리언트 설포플라벤 FF, 피라미딘 및 4-아미노-1,8-나프탈-p-디페닐이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 형광안료인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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