KR100839573B1 - 컬러 필터 - Google Patents

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KR100839573B1
KR100839573B1 KR1020027014032A KR20027014032A KR100839573B1 KR 100839573 B1 KR100839573 B1 KR 100839573B1 KR 1020027014032 A KR1020027014032 A KR 1020027014032A KR 20027014032 A KR20027014032 A KR 20027014032A KR 100839573 B1 KR100839573 B1 KR 100839573B1
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Abstract

염료계 컬러 필터보다 내구성이 우수하고 또한 녹색광의 주휘선이 대략 545nm 인 3파장관을 광원으로서 이용한 액정 표시 장치에 적용한 경우에, 노랑이 강하고 밝은 녹색을 나타내며, 적은 광량의 백라이트 광원으로도 밝은 액정 표시를 가능하게 하는 녹색 화소부를 가지는 컬러 필터를 제공한다. 이 컬러 필터는 녹색 화소부가 (1) 프탈로시아닌 분자 1개당 8∼16개의 할로겐 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 함유하고, 또한 (2) 가시광 전역에서의 분광 투과 스펙트럼에서 520∼590nm에서 최대 투과율을 나타내는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020027014032
컬러 필터, 염료, 안료, 프탈로시아닌, 이량체, 3파장관, 할로겐화금속, 녹색 화소부

Description

컬러 필터{COLOR FILTER}
본 발명은 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 포함하는 녹색 화소부를 가지는 컬러 필터에 관한 것이다.
액정 표시 장치에 이용되는 컬러 필터는 유리와 같은 투명 기판 상에 적색, 녹색, 청색인 3색의 각 화소부가 형성된 것으로, 녹색의 화소부를 형성하기 위해서는 일반적으로 할로겐화구리 프탈로시아닌 염료나 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료가 사용되고 있다.
컬러 필터의 녹색 화소부를 구성하는 녹색의 착색제로는 프탈로시아닌 분자 1개당 8개 이상의 할로겐 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌의 구조를 가지는 염료 또는 안료가 사용되고 있다. 그러나, 평판 잉크, 도료, 성형품 착색 등의 범용 용도와 다른 컬러 필터 분야에서는 단순한 착색뿐만 아니라 예를 들면 하기 (1)∼(2)와 같은 보다 고도의 특성이 요구된다.
(1) 특정한 파장의 광만을 통과시키는 높은 선택성을 가질 것
(2) 특정한 파장의 광을 극도로 높은 투과율로 통과시킬 것
이러한 녹색 염료 착색제로서, 일본 특개소63-286801호 공보에는 옥타클로로구리 프탈로시아닌술폰산 염료, 옥타클로로니켈 프탈로시아닌술폰산 염료, 옥타클 로로코발트 프탈로시아닌술폰산 염료 등의 할로겐화금속 프탈로시아닌술폰산 염료와 황색 유기 염료를 병용하는 기술이 제시되어 있다.
또, 일본 특개평11-302283호 공보에는 옥타페닐구리 프탈로시아닌술폰산 염료, 옥타페닐아연 프탈로시아닌술폰산 염료, 옥타페닐알루미늄 프탈로시아닌술폰산 염료 등의 페닐화금속 프탈로시아닌술폰산 염료와 황색 유기 염료를 병용하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 일본 특개평9-291240호 공보에는 술폰산기와 모노아조 염료 잔기를 가지는 구리 프탈로시아닌 녹색 염료나 술폰산기와 모노아조 염료 잔기를 가진 아연 프탈로시아닌 녹색 염료 등을 이용하는 기술이 제시되어 있다.
그러나, 이들 염료는 내광성 등의 여러 가지 내구성이 떨어지는 결점을 갖는다. 한편, 위와 같은 결점이 적은 녹색 안료로서, 통상 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환 상의 총16개의 수소 원자 중의 8개 이상을 브롬, 염소 등의 할로겐 원자로 치환한 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료가 사용되고 있다. 이 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료는 여러 가지 비율로 수소 원자가 브롬 원자 및/또는 염소 원자로 치환된 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료의 혼합물이다.
컬러 필터의 녹색 화소부에는 통상 보다 황색을 강하게 띤 더 밝은 녹색 안료가 요구된다. 종래, 황색을 강하게 띤 밝은 녹색을 발색(發色)시키기 위해서는 할로겐화구리 프탈로시아닌 1분자의 벤젠환에 결합시키는 할로겐 원자수를 증가시키는 것이 바람직하다고 되어 있었다. 또 할로겐화구리 프탈로시아닌 1분자당 결합한 할로겐 원자 중 브롬 원자수가 많을수록 보다 황색을 띤 녹색을 발색시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 예를 들면, 일본 특개평9-68607호 공보에는 C. I. Pigment GREEN 36과 같은 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환 상의 총16개의 수소 원자가 높은 비율로 브롬 원자로 치환된 브롬 함유율이 높은 할로겐화구리 프탈로시아닌을 많이 함유하는 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료를 컬러 필터의 녹색 화소부에 사용하는 방법이 제안되어 있다.
또, 일본 특개평10-160928호 공보 등에는 색상 등을 보다 황색을 띤 녹색으로 개량할 목적으로, C. I. Pigment GREEN 36 등의 녹색 안료에 C. I. Pigment YELLOW 150 및 185 등의 황색 안료를 첨가하여 황색을 강하게 띠게 하는 방법이 제안되어 있다.
그러나, 현재 액정 표시 장치의 백라이트 광원으로는 녹색광의 주휘선(主輝線)이 대략 545nm인 3파장관이 사용되고 있고, 이 광원을 이용한 액정 표시 장치에 상기한 종래 기술에 의해서 얻어진 컬러 필터를 적용한 경우, 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 상기 일본 특개소63-286801호 공보 등으로 대표되는 녹색 염료를 이용한 컬러 필터는 모두 내광성이 뒤떨어지고 장기 사용에 의해 색상이 퇴색되는 근본적인 결점을 가진다.
또, 일본 특개평9-68607호 공보에 기재된 녹색 안료인 C. I. Pigment GREEN 36을 사용하여 제조된 컬러 필터의 녹색 화소부는 조합하여 사용되는 적색 화소부와 청색 화소부에 적합한, 의도된 색도나 색상으로 되지 않는다.
또한, 일본 특개평10-160928호 공보 등으로 대표되는 바와 같이, C. I. Pigment GREEN 36에 황색 안료를 첨가하여 사용하고, 녹색 화소부를 의도된 색도나 색상에 근접시킨다는 제안이 이루어져 있지만, 이 목적을 달성하기 위해 녹색 안료에 대한 황색 안료의 첨가량이 증가되는 결과, 화소부 내에 의도된 색도나 색상으로 되지 않는 부위가 생기는 경우가 있다.
이것은 화소부를 형성하는 데 이용하는 후술하는 바와 같은 광경화성 조성물의 저장 시에 병용된 황색 안료와 녹색 안료가 색 분리를 일으키기 때문이다.
결과적으로, 이러한 화소부를 가지는 컬러 필터는 액정 표시에 있어서 불충분한 밝기를 초래할 뿐 아니라, 만족스러운 표시를 하기 위해서 큰 광량을 발하는 백라이트 광원을 사용하지 않으면 안된다는 결점이 있거나, 또는 화소부 내에서 의도한 색도나 색상으로 되지 않는 부위가 생기는 결점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 염료계 컬러 필터보다도 내구성이 우수하고 또한 녹색광의 주휘선이 대략 545nm인 3파장관을 광원으로서 이용한 액정 표시 장치에 적용한 경우에, 황색을 강하게 띤 밝은 녹색을 나타내며 적은 광량의 백라이트 광원으로도 밝은 액정 표시를 가능하게 하는 녹색 화소부를 가지는 컬러 필터를 제공함에 있다.
그래서 본 발명자들은 컬러 필터의 녹색 화소부를 형성하기 위한 종래의 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료를 능가하는 특성을 가지는 여러 가지 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 합성하고, 각각에 관하여 분광 투과 스펙트럼을 측정하고 녹색 화소부로서의 적성을 검토했다.
실제 액정 표시 장치에 사용되고 있는 3파장관은 개개의 컬러 필터에 적합하도록 발광 파장도 최적화가 이루어지는 경우가 있어, 그것을 꺼내어 본 발명의 평가에 이용하는 것은 복잡한 작업이 된다. 그래서 이들 3파장관의 녹색광의 주휘선이 대략 545nm인 것을 감안하여, 실제의 액정 표시 장치에 사용되고 있는 3파장관 대신에 동일한 3파장관의 일종으로 분류되는 545nm에 주휘선을 갖는 일본 공업규격(JIS) Z 8719에서 규정하는 3파장역 발광형 형광램프 F10 광원을 사용하여 평가한 결과, 분광 투과 스펙트럼의 520∼590nm에서 최대 투과율을 나타내는 특정한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 녹색 화소부의 형성을 위한 착색제로서 이용하면 황색을 강하게 띤 밝은 녹색을 나타내어 밝은 액정 표시 장치를 제공할 수 있는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 투명 기판 상에 적색, 녹색 및 청색의 각 화소부를 가지는 컬러 필터에 있어서, 상기 녹색 화소부가 (1) 프탈로시아닌 분자 1개당 8∼16개의 할로겐 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합된 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 함유하고, 또한 (2) 가시광의 전역에서의 분광 투과 스펙트럼에서, 520∼590nm에서 최대 투과율을 나타내는 것을 특징으로 하는 컬러 필터를 제공한다.
도 1은 실시예 1에서 얻은 컬러 필터 녹색 화소부의 분광 투과 스펙트럼.
도 2는 실시예 3에서 얻은 컬러 필터 녹색 화소부의 분광 투과 스펙트럼.
도 3는 비교예 1에서 얻은 컬러 필터 녹색 화소부의 분광 투과 스펙트럼.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 상기 (1)과 (2)의 요건을 만족시키는 것이다. 이하 이들 요건에 관하여 차례로 설명한다.
상기 (1)의 요건을 만족시키는 본 발명에서 이용하는 안료란, 프탈로시아닌 분자(구조)를 화학 구조 중에 포함하고, 프탈로시아닌 분자(구조) 1개당 4개의 벤젠환에, 합계로 8∼16개의 할로겐 원자가 결합한 구조의 물질로 이루어지는 안료이다. 이하, 이것을 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료라고 한다.
본 발명에서 이용하는 바람직한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료로는 다음 2개의 군의 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 들 수 있다.
(제1군)
Al, Si, Sc, Ti, V, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, In, Sn 및 Pb로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 중심 금속으로서 가지고, 프탈로시아닌 분자 1개당 8∼16개의 할로겐 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료이며, 그 중심 금속이 3가인 경우에는 그 중심 금속에는 하나의 할로겐 원자, 수산기 또는 술폰산기(-SO3H) 중 어느 하나가 결합하고 있고, 중심 금속이 4가 금속인 경우에는 그 중심 금속에는 하나의 산소 원자 또는 동일할 수도 있고 다를 수도 있는 2개의 할로겐 원자, 수산기 또는 술폰산기 중 어느 하나 가 결합하고 있는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료.
(제2군)
Al, Sc, Ga, Y 및 In으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 3가 금속을 중심 금속으로 하고, 프탈로시아닌 분자 1개당 8∼16개의 할로겐 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌의 2분자를 구성 단위로 하여, 이들 구성 단위의 각 중심 금속이 산소 원자, 황 원자, 술피닐(-SO-) 및 술포닐(-SO2-)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가 원자단을 통하여 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 이량체로 이루어지는 안료.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료에 있어서, 벤젠환에 결합하는 할로겐 원자는 모두 동일할 수도 있고, 각각 상이할 수도 있다. 또, 한 개의 벤젠환에 다른 할로겐 원자가 결합하고 있을 수도 있다. 벤젠환에 결합하는 할로겐 원자수를 일정하게 한 경우에 할로겐 원자로는 요오드〉브롬〉염소〉불소의 순서로 좌측으로 갈수록 황색을 강하게 띠게 된다.
여기에서, 프탈로시아닌 분자 1개당 8∼16개의 할로겐 원자 중 9∼15개의 브롬 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한, 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 황색을 띤 밝은 녹색을 나타내고, 컬러 필터의 녹색 화소부에 사용하는 데 최적이다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 물이나 유기 용매에 불용성 또는 난용성이다. 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안 료에는 후술하는 마무리 처리가 행하여지지 않은 안료(조(粗)안료라고도 칭함)와 마무리 처리가 행하여진 안료가 모두 포함된다.
상기 제1군 및 제2군에 속하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 하기 일반식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112002034290251-pct00001
제1군에 속하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 상기 일반식 1에 있어서, 다음과 같다.
일반식 1에 있어서, X1∼X16는 수소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자를 나타낸다. 한 개의 벤젠환에 결합한 4개의 X 원자는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 4개의 벤젠환에 결합한 X1∼X16 중 8∼16개는 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자이다. M은 중심 금속을 나타낸다. 후술하는 Y 및 그것의 개수 m이 동일한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료의 범위에 있어서, 16개의 X1∼X16 중 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자의 합계가 8 미만인 안료는 청색이며, 마찬가 지로 16개의 X1∼X16 중 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자의 합계가 8 이상인 안료로 상기 합계치가 클수록 황색을 강하게 띠게 된다. 중심 금속 M에 결합하는 Y는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 중 어느 하나의 할로겐 원자, 산소 원자, 수산기 및 술폰산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1가 원자단이며, m은 중심 금속 M에 결합하는 Y의 수를 나타내는 0∼2의 정수이다.
중심 금속 M의 원자가에 의해 m의 값이 결정된다. 중심 금속 M이, Al, Sc, Ga, Y, In과 같이 원자가가 3가인 경우, m=1이며, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 수산기 및 술폰산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기 중 하나가 중심 금속에 결합한다. 중심 금속 M이 Si, Ti, V, Ge, Zr, Sn과 같이 원자가가 4가인 경우는 m=2이며, 산소의 하나가 중심 금속에 결합하거나, 또는 불소, 염소, 브롬, 요오드, 수산기 및 술폰산기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기의 2개가 중심 금속에 결합한다. 중심 금속 M이 Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Zr, Sn, Pb와 같이 원자가가 2가인 경우에는 Y는 존재하지 않는다.
또, 제2군에 속하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 상기 일반식 1에 있어서 다음과 같다.
상기 일반식 1에 있어서, X1∼X16에 관해서는 상기 정의와 동일하고, 중심 금속 M은 Al, Sc, Ga, Y 및 In으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 3가 금속을 나타내고, m은 1을 나타낸다. Y는 다음 원자단을 나타낸다.
Figure 112002034290251-pct00002
또한, 상기 원자단 Y의 화학 구조 중, 중심 금속 M은 상기한 정의와 동일하며, X17∼X32에 관해서는 일반식 1에 있어서 상기한 X1∼X16 의 정의와 동일하다. A는 산소 원자, 황 원자, 술피닐(-SO-) 및 술포닐(-SO2-)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가 원자단을 나타낸다. 일반식 1 중의 M과 원자단 Y의 M은 2가 원자단 A를 통하여 결합하고 있는 것을 나타낸다.
즉, 제2군에 속하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 할로겐화금속 프탈로시아닌의 2분자를 구성 단위로 하여, 이들이 상기 2가 원자단을 통하여 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 이량체이다.
일반식 1로 나타내어지는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료로는 구체적으로는 다음 (1)∼(4)를 들 수 있다.
(1) 할로겐화주석 프탈로시아닌 안료, 할로겐화니켈 프탈로시아닌 안료, 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료와 같은, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Zr, Sn 및 Pb로 이루 어지는 군으로부터 선택되는 2가 금속을 중심 금속으로 가지고, 또한 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환에 8∼16개의 할로겐 원자가 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료.
(2) 할로겐화클로로알루미늄 프탈로시아닌과 같은, Al, Sc, Ga, Y 및 In으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 3가 금속을 중심 금속으로 가지고 중심 금속에는 하나의 할로겐 원자, 수산기 또는 술폰산기 중 어느 하나를 가지고, 또한 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환에 8∼16개의 할로겐 원자가 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료.
(3) 할로겐화옥시티타늄 프탈로시아닌, 할로겐화옥시바나듐 프탈로시아닌과 같은, Si, Ti, V, Ge, Zr 및 Sn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 4가 금속을 중심 금속으로 가지고, 중심 금속에는 하나의 산소 원자 또는 동일할 수도 있고 다를 수도 있는 2개의 할로겐 원자, 수산기 또는 술폰산기 중 어느 하나를 가지고, 또한 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환에 8∼16개의 할로겐 원자가 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료.
(4) 할로겐화된 μ-옥소-알루미늄프탈로시아닌 이량체, 할로겐화된 μ-티오-알루미늄프탈로시아닌 이량체와 같은, Al, Sc, Ga, Y 및 In으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 3가 금속을 중심 금속으로 하고, 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환에 8∼16개의 할로겐 원자가 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌의 2분자를 구성 단위로 하여, 이들 구성 단위의 각 중심 금속이 산소 원자, 황 원자, 술피닐 및 술포닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가 원자단을 통하여 결합한 할로겐화금 속 프탈로시아닌 이량체로 이루어지는 안료.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료로부터, 녹색 화소부 및 컬러 필터를 제조하는 방법 및 상기 녹색 화소부의 분광 투과 스펙트럼의 측정방법은 뒤에 설명한다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 함유하는 녹색 화소부는 후술하는 방법으로 측정되는 가시광 전역(380∼780nm)에서의 분광 투과 스펙트럼에서 최대 투과율을 나타내는 파장(이하, Tmax 라 함)이 보다 장파장측에 있어 545nm에 가깝고, 또한 Tmax에서의 투과율이 크기 때문에, 종래의 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료보다 더 황색을 띤 녹색과 뛰어난 밝기도 겸비하는 녹색 화소부를 갖는 컬러 필터를 얻을 수 있다. 또한, 보다 밝은 액정 표시를 할수 있는 액정 표시 장치로 만들기 위해서는 상기 Tmax에서의 투과율이 높을수록 바람직하고, 그 값은 70% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료 중에서도, 할로겐화클로로알루미늄 프탈로시아닌 안료, 할로겐화 μ-옥소-알루미늄 프탈로시아닌 이량체 안료, 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료가 더욱 바람직하다. 이들 안료를 함유하는 녹색 화소부는 상기 3파장관의 녹색광인 파장 545nm에 가까운 파장 영역에 Tmax를 가지고, 그 Tmax에서의 투과율이 85% 이상이기 때문에, 상기 3파장관을 이용한 액정 표시 장치에 적용한 경우에 적은 광량의 광원이라도 밝은 표시를 할수 있다.
도 1 및 도 3으로부터 알수 있는 바와 같이, 할로겐화클로로알루미늄 프탈로 시아닌 안료 또는 할로겐화 μ-옥소-알루미늄 프탈로시아닌 이량체 안료를 함유하는 녹색 화소부는 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료를 함유하는 녹색 화소부보다 가시광 전역에서 분광 투과 스펙트럼에서의 투과율이 높은 파장 범위가 더욱 넓기 때문에, 녹색광이 545nm가 아닌 광원을 이용한 경우에도 높은 투과율을 나타내므로 고휘도화의 대상이 되는 장치의 컬러 필터에 적합하게 사용할 수 있다.
또, 도 2 및 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료를 함유하는 녹색 화소부는 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료를 함유하는 녹색 화소부보다 가시광 전역에서 분광 투과 스펙트럼에서의 투과율이 높은 파장 범위가 더 좁기 때문에, 고색역화(高色域化)의 대상이 되는 장치의 컬러 필터에 적합하게 사용할 수 있다.
즉, 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료를 함유하는 녹색 화소부는 상기 안료의 1차 입자의 평균 입경을 작아지도록 하면 Tmax를 보다 높은 파장이 되도록 하고 또한 Tmax에서의 투과율도 높아지게 할 수 있다. 이 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료를 함유하는 녹색 화소부는 상기 안료의 1차 입자의 평균 입경이 커도 Tmax가 종래의 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료를 함유하는 녹색 화소부에 비하여 고파장측에 있고, 또한 분광 투과 스펙트럼의 곡선을 Tmax에서의 투과율의 1/2인 투과율로 삽입한 경우의 곡선 상 2점간 거리(절반값 폭)가 90∼11Onm로 매우 예리하기 때문에, 고색 순도이고 황색 안료와 혼색한 경우에도 녹색 영역의 광 투과량도 많아져 밝은 화면이 얻어지며 영상의 콘트라스트가 양호하여 고색 순도 컬러 필터에 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 일반적으로는 측정 대상으로 한 복수의 컬러 필터의 착색 수지 피막의 막 두께를 일정하게 한 경우를 대비할 때, CIE 발색계 색도(Y, x, y)의 y 값이 큰 것을 "색 순도가 높다"라고 말할 수 있고, x, y 값이 일정하게 되도록 복수의 측정 대상인 컬러 필터의 착색 수지 피막의 막 두께를 결정한 경우를 대비할 때, 막 두께가 얇은 것을 "색 농도가 높다"라고 말하고, Y 값이 큰 것을 "투명성이 높다"라고 말할 수 있다.
또, 동일한 1차 입자의 평균 입경의 대비에서, 이 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료는 종래의 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료에 비해, 착색력이 10% 이상 높다고 하는 특징도 가지고 있다. 이것은 동일한 착색 수지 피막 두께에 있어서 동일 투과율의 컬러 필터 녹색 화소부를 얻는 경우에 착색제 함유율을 저감할 수 있다고 하는 장점을 가진다. 거꾸로 말하면, 본 발명에서 이용하는 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료는 컬러 필터의 녹색 화소부의 박막화에 보다 적합하다고 할 수 있다.
또, 컬러 필터 녹색 화소부로는 650∼700nm에서의 분광 투과율이 5% 이하 인 영역이 더 넓고, 최대 투과율이 더 큰 것이 바람직하다. 이 파장 영역의 분광 투과율이 낮은 것은 녹색 화소부에 있더라도 적색광의 투과가 적은 우수한 컬러 필터인 것을 의미한다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료로는 중심 금속의 종류, 중심 금속에 결합하는 기의 종류나 개수, 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환에 결합한 할로겐 원자의 종류나 그 결합 개수 등이 일정한, 단일의 할로겐화금 속 프탈로시아닌 안료 1종만으로 이루어지고 있는 것을 사용하는 것이 바람직하지만, 상기한 중심 금속 등이 다른 각 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료의 2종 이상의 혼합물이 될 수도 있다. 예를 들면, 할로겐화클로로알루미늄 프탈로시아닌 안료는 할로겐화 μ-옥소-알루미늄 프탈로시아닌 이량체 안료와 동일한 효과를 가지는 것으로 추정된다. 따라서 이들은 병용할 수 있다.
이러한 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 예를 들면 “The Phthalocyanines Volume II Manufacture and Applications"(CRC Press, Inc. 1983년) 등에 기재되어 있는 클로로술폰산법, 할로겐화 프탈로니트릴법, 용융법 등의 방법으로 제조할 수 있다.
클로로술폰산법으로는 Al, Si, Sc, Ti, V, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, In, Sn 및 Pb로 이루어지는 군으로부터 선택되는 중심 금속을 가지는 프탈로시아닌 안료를 클로로술폰산 등의 황산화물계의 용매에 용해하고, 이것에 염소 가스, 브롬, 요오드를 투입하여 할로겐화하는 방법을 들 수 있다. 이 때의 반응은 온도 20∼120℃이고 1∼10시간의 범위에서 행하여진다.
할로겐화 프탈로니트릴법으로는 “The Phthalocyanines Volume II Manufacture and Applications"에 기재된 바와 같이, 예를 들면 벤젠환의 수소 원자의 일부 또는 전부가 브롬 외에 염소, 요오드 등의 할로겐 원자로 치환된 프탈산이나 프탈로디니트릴과, Al, Si, Sc, Ti, V, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, In, Sn 및 Pb로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 또는 금속염을 적절한 출발 원료로서 사용하여 대응하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 합성하는 방 법을 들 수 있다. 이 경우, 필요에 따라 몰리브덴산 암모늄 등의 촉매를 사용할 수도 있다. 이 때의 반응은 온도 100∼300℃이고 1∼30시간의 범위에서 행하여진다.
용융법으로는 일본 특개소51-64534호 공보(미국특허 제4077974호 명세서)에 기재된 바와 같이, 예를 들면 염화알루미늄, 브롬화알루미늄과 같은 할로겐화알루미늄, 4염화티탄과 같은 할로겐화티탄, 염화나트륨, 브롬화나트륨 등과 같은 알칼리 금속 할로겐화물 또는 알칼리토류 금속 할로겐화물〔이하, 알칼리(토류) 금속 할로겐화물이라 함〕, 염화티오닐 등, 각종 할로겐화 시에 용매와 이루어지는 화합물의 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 만들어지는 10∼170℃ 정도의 용융물 중에서 Al, Si, Sc, Ti, V, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, In, Sn 및 Pb로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 프탈로시아닌 안료를 할로겐화제로 사용하여 할로겐화하는 방법을 들 수 있다.
용융법에 있어서 적합하게 사용되는 할로겐화알루미늄은 염화알루미늄이다. 상기 방법에서의 할로겐화알루미늄의 첨가량은 금속 프탈로시아닌 안료에 대하여, 통상은 3배 mol 이상이며, 바람직하게는10∼20배 mol이다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료인 상기 이량체 안료는 예를 들면, 상기와 같이 하여 얻은 중심 금속과 결합한 수산기 또는 티올기를 가지는 중심 금속이 3가인 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 탈수 반응 또는 탈황화수소 반응시킴으로써 제조할 수 있다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 원료로서, 1-클로 로헵탈렌 용액으로 했을 때 650∼750nm에 광의 흡수를 가지는 금속 프탈로시아닌 안료를 이용하여 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료 중에서, 1차 입자의 평균 입경이 0.01∼O.10㎛인 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 본 발명의 컬러 필터의 녹색 화소부에 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 평균 입경의 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 안료 응집도 비교적 약하고, 후술하는 컬러 필터 화소부를 형성하기 위한 광경화성 조성물에 대한 안료 분산이 용이하고, 컬러 필터의 화소부를 형성하기 위한 광경화성 조성물을 경화할 때에 많이 이용되는 365nm에서의 차광성이 저하되지 않고(즉 투과성이 높고), 광경화성 조성물의 광경화 감도의 저하가 없으며, 현상 시의 막 감소나 패턴 흐름도 일어나기 어렵게 되기 때문에 바람직하다. 이에 따라, 최근 요구되고 있는 선명도와 명도가 모두 높은 화소부를 가지는 컬러 필터가 보다 간편하게 얻어진다.
또, 본 발명에서의 1차 입자의 평균 입경이란, 투과형 전자 현미경 JEM-2010(日本電子株式會社제)로 시야 내의 입자를 촬영하고, 2차원 화상 상의 응집체를 구성하는 안료 1차 입자의 50개에 관하여 긴 쪽의 직경(장경)을 각각 구하고 그것을 평균한 값이다. 이때, 시료인 상기 안료는 이것을 용매에 초음파 분산시키고 나서 현미경으로 촬영한다. 또, 투과형 전자 현미경 대신 주사형 전자 현미경을 사용할 수도 있다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 필요에 따라, 아트라이터, 볼밀, 진동밀, 진동 볼밀 등의 분쇄기 내에서 건식 분쇄하고, 이어서 솔벤 트솔트 밀링법이나 솔벤트 보일링법 등의 마무리 처리를 함으로써, 1차 입자의 평균 입경이 O.01∼O.10㎛의 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료로 만들 수 있다. 이와 같이 처리된 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 마무리 처리 전보다는 분산성이나 착색력이 우수하고, 또한 보다 황색을 띤 더 밝은 녹색을 발색하는 안료가 얻어진다.
이 마무리 처리의 방법에는 특별히 제한은 없고, 공지 관용의 방법을 모두 채용할 수 있지만, 예를 들면, 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 다량의 유기 용제 속에서 추가로 가열 교반하는 솔벤트처리 보다 용이하게 결정 성장을 억제할 수 있고, 또한 비표면적이 큰(즉, 보다 미세한) 안료 입자가 얻어지는 점에서 솔벤트솔트 밀링 처리를 이용하는 것이 바람직하다.
이 솔벤트솔트 밀링이란, 합성 직후 또는 그 후에 분쇄를 행한 마무리 처리를 거치지 않은 할로겐화금속 프탈로시아닌 조안료와, 무기염 및 유기 용제를 혼련 분쇄하는 것을 의미한다. 이 때의 혼련 수단으로는 예를 들면 교반기나 믹스 말러 등을 들 수 있다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료 중에서, 상기 마무리 처리를 행하여 상기 평균 입경이 되도록 한 것은 종래의 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료에 비해 1차 입자의 응집력이 약하고 더 풀어지기 쉬운 성질을 가진다. 전자 현미경 사진에 의해 종래의 안료에서는 관찰할 수 없는 안료 1차 입자를 관찰할 수 있다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료의 1차 입자는 또한 종횡의 아스펙트비(aspect ratio)가 1∼3이면, 후술하는 광경화성 조성물 중의 점도 특성이 향상되어 광경화성 조성물의 유동성이 보다 높아지는 결과, 컬러 필터를 위한 투명 기판에 대한 도포성도 보다 양호하게 된다. 아스펙트비를 구하기 위해서는 먼저, 1차 입자의 평균 입경을 구하는 경우와 같이, 투과형 전자 현미경 또는 주사형 전자 현미경으로 시야 내의 입자를 촬영한다. 그리고, 2차원 화상 상의 응집체를 구성하는 1차 입자의 50개에 관하여 긴 쪽의 직경(장경)과 짧은 쪽의 직경(단경)의 평균값을 구하고, 이들 값을 이용하여 산출한다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료로부터 얻어진 칼라필터의 녹색 화소부는 육안 평가의 결과로부터, 종래의 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료로부터 얻은 녹색 화소부보다 더 황색을 띤 녹색과 우수한 밝기를 나타낸다.
또, 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 Tmax가 보다 장파장측에 있어 545nm에 가깝고, 또한 그 최대 투과율이 크기 때문에 종래의 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료보다도 더 황색을 띤 녹색과 우수한 밝기도 겸비하는 녹색 화소부를 가지는 컬러 필터가 얻어진다.
즉, 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료에 의하면, 종래의 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료로는 달성할 수 없었던, Tmax가 520∼590nm이고 상기 Tmax에서의 투과율이 70% 이상이며, 또한 파장 650∼700nm에서의 상기 분광 투과 스펙트럼의 투과율이 20% 이하인 녹색 화소부를 가지는 컬러 필터를 처음으로 보다 간편하고도 보다 저가로 얻을 수 있다.
본 발명의 컬러 필터는 상기와 같은 특성을 가지는 것이지만, 보다 바람직한 것은 상기한 바와 같이 Tmax가 520∼590nm이며, 상기 Tmax에서의 투과율이 85% 이상 99%이고 또한 파장 650∼700nm에서의 상기 분광 투과 스펙트럼의 투과율이 0∼20%인 것이다.
이러한 바람직한 컬러 필터는 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료 중에서, 1차 입자의 평균 입경이 0.01∼O.10㎛인 상기 할로겐화클로로알루미늄 프탈로시아닌 안료, 할로겐화 μ-옥소-알루미늄 프탈로시아닌 이량체 안료 및 이들의 혼합물이거나, 또는 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료를 이용함으로써 제조할 수 있다.
또, 본 발명의 컬러 필터를 얻기 위해서는 컬러 필터의 녹색 화소부를 형성하기 위해 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료에, 황색을 띠도록 하기 위해 각종 황색 안료를 병용하는 것이 바람직하다. 즉, 이렇게 병용함으로써, 녹색 화소부의 파장 400∼500nm에서의 이 분광 투과 스펙트럼의 투과율을 저하시킬 수 있고, 예를 들면 상기 파장역에서의 투과율을 50% 이하로 만들 수 있다.
여기서 병용할 수 있는 황색 안료로는 예를 들면, C. I. Pigment YELLOW 83, 동 110, 동 138, 동 139, 동 150, 동 l80, 동 185 등의 황색 유기 안료를 들 수 있다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료와 황색 안료와의 병용 비율은 예를 들면, 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료의 100질량부당 황색 안료가 10∼65질량부이다.
또, 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료로 녹색 화소부를 제조하면, 종래는 불가결하였던 황색 안료를 조색을 위해 특별히 병용하지 않고, 또는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료에 황색 안료를 병용하더라도 더욱 소량 병용해도 되기 때문에 바람직하다. 종래의 컬러 필터 녹색 화소부와 동일한 색의 녹색 화소부를 가지는 컬러 필터를 얻는 경우에는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료에 병용할 동일한 황색 안료를 30질량% 이상, 최대 50질량% 정도 삭감할 수 있다. 특히, 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환에 브롬 원자가 9개 이상 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료로부터 컬러 필터의 녹색 화소부를 얻는 경우에는 가시광 전역에서의 투과율의 저하도 최소한으로 방지할 수 있다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료에 의하면, 그것에 황색 안료를 병용하는 경우에도 소량이기 때문에, 조색을 위해 2종 이상이 상이한 색의 안료를 혼색하는 종래의 경우에 비해 재응집이 일어나기 어렵게 탁함이 적고 색 순도가 우수하며, 또한 밝은 화소부를 가지는 컬러 필터로 할 수 있다. 상기한 바와 같은 화소부 내에서 의도한 색도나 색상이 되는 부위와, 그렇게 되지 않는 부위가 형성되어 버리는 결점도 발생되기 매우 어렵게 된다.
예를 들면, 종래의 C. I. Pigment GREEN 36과 같은 녹색 안료에 상기한 황색 안료를 병용한 혼합 안료를 이용한 경우에 비해, 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 황색 안료와 병용한 경우가 액정 표시 장치로 했을 때의 액정 표시의 밝기 저하가 더 작아지고, 녹색 영역의 광 투과량도 더 커진다.
이들 효과는 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료가 상기 마무리 처리를 행하고, 또한 1차 입자의 평균 입경이 상기 범위인 프탈로시아닌 분 자 1개당 4개의 벤젠환에 브롬 원자가 9개 이상 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료인 경우에 가장 현저하다.
본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료는 공지된 방법에서의 컬러 필터의 녹색 화소부 형성에 사용할 수 있다. 본 발명의 컬러 필터를 제조하는 데 있어서는 안료 분산법이 적합하게 채용될 수 있다.
이 방법에서 대표예인 방법은 포토리소그래피법이며, 이것은 후술하는 광경화성 조성물을 컬러 필터용 투명 기판의 블랙매트릭스를 설치한 측 면에 도포하고 가열 건조(프리베이크)한 후, 포토 마스크를 통하여 자외선을 조사함으로써 패턴 노광을 행하여 화소부에 대응하는 개소의 광경화성 화합물을 경화시킨 후, 미노광 부분을 현상액으로 현상하고 화소부가 아닌 부분을 제거하여 화소부를 투명 기판에 고착시키는 방법이다. 이 방법에서는 광경화성 조성물의 경화 착색 피막으로 이루어지는 화소부가 투명 기판 상에 형성된다.
적색, 녹색, 청색의 각 색마다 후술하는 광경화성 조성물을 조제하여 상기 조작을 반복함으로써, 소정의 위치에 적색, 녹색, 청색의 각 화소를 가지는 컬러 필터를 제조할 수 있다. 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료로부터는 녹색 화소부가 형성된다. 또한, 적색 화소부 및 청색 화소부를 형성하기 위한 광경화성 조성물을 조제하는 데에는 공지된 적색 안료와 청색 안료를 사용할 수 있다. 적색 화소부를 형성하기 위한 안료로는 예를 들면, C. I. Pigment Red 177, 동 209, 동 254 등을 들 수 있고, 청색 화소부를 형성하기 위한 안료로는 예를 들면 C. I. Pigment Blue 15 및 60을 들 수 있다. 이들 적색 화소부와 청색 화 소부의 형성에는 황색 안료나 보라색 안료를 병용할 수도 있다. 그 후 필요에 따라 미반응의 광경화성 화합물을 열경화시키기 위해서 컬러 필터 전체를 가열 처리(포스트베이크)할 수도 있다.
후술하는 광경화성 조성물을 유리 등의 투명 기판 상에 도포하는 방법으로는 예를 들면, 스핀코팅법, 롤코트법, 잉크젯법 등을 들 수 있다.
투명 기판에 도포한 광경화성 조성물의 도막의 건조 조건은 각 성분의 종류, 배합 비율 등에 따라서도 다르지만, 통상 50∼150℃에서 1∼15분간 정도이다. 이 가열 처리를 일반적으로 "프리베이크"라 한다. 또, 광경화성 조성물의 광경화에 이용하는 광으로는 200∼500nm의 파장 범위의 자외선 또는 가시광을 사용하는 것이 바람직하다. 이 파장 범위의 광을 발하는 각종 광원이 사용할 수 있다.
현상 방법으로는 예를 들면, 액담음법, 디핑법, 스프레이법 등을 들 수 있다. 광경화성 조성물의 노광, 현상 후에 필요한 색의 화소부가 형성된 투명 기판은 수세하여 건조시킨다. 이렇게 해서 얻어진 컬러 필터는 핫플레이트, 오븐 등의 가열 장치에 의해 100∼280℃에서 소정의 시간 가열 처리(포스트베이크)함으로써, 도막 중의 휘발성 성분을 제거하는 동시에, 광경화성 조성물의 경화 착색 피막 중에 잔존하는 미반응의 광경화성 화합물이 열경화되어 컬러 필터가 완성된다.
컬러 필터의 화소부를 형성하기 위한 상기한 광경화성 조성물(안료 분산 포토레지스트라고도 칭함)은 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료, 분산제, 광경화성 화합물, 및 유기 용제를 필수 성분으로 하고, 필요에 따라 열가소성 수지를 이용하여 이들을 혼합함으로써 조제할 수 있다. 화소부를 형성하는 착색 수지 피막에 컬러 필터의 실제 생산에서 행하여지는 베이킹 등에 견딜 수 있는 강인성 등이 요구되는 경우에는 상기 광경화성 조성물을 조제함에 있어서, 광경화성 화합물뿐 아니라 이 열가소성 수지를 병용하는 것이 불가결하다. 열가소성 수지를 병용하는 경우에는 유기 용제로는 그것을 용해하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 광경화성 조성물의 제조 방법으로는 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료와 유기 용제와 분산제를 필수 성분으로서 사용하고 이들을 혼합하여 균일하게 되도록 교반 분산을 행하여, 우선 컬러 필터의 화소부를 형성하기 위한 안료 분산액(착색 페이스트라고 칭하는 경우가 있음)을 조제한 후, 거기에 광경화성 화합물과 필요에 따라 열가소성 수지나 광중합 개시제 등을 가하여 상기 광경화성 조성물로 만드는 방법이 일반적이다.
여기서 분산제로는 예를 들면, 빅케미사의 디스파빅 130, 디스파빅 161, 디스파빅 162, 디스파빅 163, 디스파빅 170, 에프카사의 에프카 46, 에프카 47 등을 들 수 있다. 또, 레벨링제, 커플링제, 양이온계의 계면활성제 등도 함께 사용할 수 있다.
유기 용제로는 예를 들면 톨루엔이나 자일렌, 메톡시벤젠 등의 방향족계 용제, 아세트산에틸이나 아세트산부틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 아세트산에스테르계 용제, 에톡시에틸프로피오네이트 등의 프로피오네이트계 용제, 메탄올, 에탄올 등의 알콜계 용제, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 디에틸 렌글리콜디메틸에테르 등의 에테르계 용제, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 사이클로헥사논 등의 케톤계 용제, 헥산 등의 지방족 탄화수소계 용제, N,N-디메틸포름아미드, γ-부티로락탐, N-메틸-2-피롤리돈, 아닐린, 피리딘 등의 질소화합물계 용제, γ-부티로락톤 등의 락톤계 용제, 카바민산메틸과 카바민산에틸의 48:52의 혼합물와 같은 카바민산에스테르 등을 들 수 있다. 유기 용제로는 특히 프로피오네이트계, 알콜계, 에테르계, 케톤계, 질소화합물계, 락톤계 등의 극성 용매로 물에 가용인 것이 적합하다. 물에 가용인 유기 용제를 사용할 경우에는 그것에 물을 병용할 수도 있다.
광경화성 조성물의 조제에 사용하는 열가소성 수지로는 예를 들면, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드산계 수지, 폴리이미드계 수지, 스티렌말레산계 수지, 스티렌 무수 말레산계 수지 등을 들 수 있다. 광경화성 화합물로는 예를 들면, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 비스(아크릴록시에톡시)비스페놀 A, 3-메틸펜탄디올디아크릴레이트 등과 같은 2작용 모노머, 트리메틸롤프로파톤트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아네이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트 등의 비교적 분자량이 작은 다작용 모노머, 폴리에스테르아크릴레이트, 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트 등과 같은 비교적 분자량의 큰 다작용모노머를 들 수 있다.
광중합 개시제로는 예를 들면, 아세토페논, 벤조페논, 벤질디메틸케타놀, 벤 조일 퍼옥사이드, 2-클로로티옥산톤, 1,3-비스(4'-아지도벤잘)-2-프로판, 1,3-비스(4'-아지도벤잘)-2-프로판-2'-술폰산, 4,4'-디아지도스틸벤-2,2'-디술폰산 등을 들 수 있다.
상기한 바와 같은 각 재료를 이용하여, 본 발명에서 사용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료 100질량부당 300∼1000질량부의 유기 용제와 0∼100질량부의 분산제를 균일하게 되도록 교반 분산하여 상기 안료 분산액을 얻을 수 있다. 계속해서 이 안료 분산액에 본 발명에서 이용하는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료의 1질량부당 열가소성 수지와 광경화성 화합물의 합계가 3∼20질량부, 광경화성 화합물 1질량부당 0.05∼3질량부의 광중합 개시제, 및 필요에 따라 추가로 유기 용제를 첨가하여 균일하게 되도록 교반 분산하여 컬러 필터의 녹색 화소부를 형성하기 위한 광경화성 조성물을 얻을 수 있다.
현상액으로는 공지 관용의 유기 용제나 알칼리 수용액을 이용할 수 있다. 특히 상기 광경화성 조성물에 열가소성 수지 또는 광경화성 화합물이 포함되어 있고, 이들 중 최소한 한 쪽이 산가를 가지고 알칼리 가용성을 나타낼 경우에는 알칼리 수용액에서의 세정이 화소부의 형성에 효과적이다.
안료 분산법 중 포토리소그래피법에 의한 컬러 필터의 제조 방법에 대해 상술했지만, 본 발명의 컬러 필터는 기타 전착법, 전사법, 미셀전해법, PVED(Photovoltaic Electrode position)법 등의 방법으로 화소부를 형성하여 컬러 필터를 제조할 수도 있다.
본 발명의 컬러 필터는 상기와 같이 하여 얻어지는 컬러 필터로서, 그 녹색 화소부에서의 가시광 전역에서의 분광 투과 스펙트럼에 있어서, 520∼590nm에서 최대 투과율(Tmax)을 나타내는 것이다.
본 발명에서의 분광 투과 스펙트럼의 Tmax 및 Tmax에서의 투과율의 측정 방법에 관해서는 다음과 같다. 종래의 액정 표시 장치의 백라이트 광원에는 대략 545nm에 주휘선을 가지는 녹색광을 발하는 3파장관이 이용되고 있다. 그래서 3파장관의 일종으로 분류되는 대략 동일한 545nm에 주휘선을 가지는 일본 공업규격(JIS) Z 8719에서 규정하는 3파장역 발광형 형광램프 Fl0 광원을 평가 광원으로서 사용하여 평가를 행했다.
본 발명에서의 분광 투과 스펙트럼은 일본 공업규격(JIS) Z 8722(색의 측정방법-반사 및 투과물체 색)의 제1종 분광측광기에 준하여 요구되는 것으로, 유리 기판 등의 투명 기판 상에 소정의 두께로 막을 제조한 안료를 포함하는 수지 피막에 대해 소정의 파장 영역의 광을 주사(走査) 조사하여, 각 파장에서의 각 투과율값을 플롯한 것이다. 본 발명에서는 이 소정의 파장이 가시광으로 된다. 안료를 포함하는 수지 피막의 제막에는 광경화성 화합물이나 열가소성 수지를 사용할 수 있고, 투과율의 측정에 있어서는 어느 경우에나 건조 착색 수지 피막 또는 경화 착색 수지 피막을 형성한다. 이 때문에, 간편하게는 상기와 같은 컬러 필터의 화소부를 형성시키기 위한 광경화성 조성물을 이용할 수 있다. 광경화성 조성물에 포함되는 안료 이외의 성분은 착색 수지 피막으로 되었을 때, 520∼590nm에는 광 흡수성이 없거나 또는 있더라도 매우 적기 때문에 측정된 투과율의 절대치에 대한 이들 성분의 존재 여부의 영향은 작다.
이렇게 해서 분광 투과 스펙트럼으로부터 Tmax 및 Tmax에서의 투과율을 구할 수 있다. 컬러 필터로서의 투과율은 예를 들면, 상기 수지만으로 동일한 막 두께로 한 피막에 대해 동일하게 구한 분광 투과 스펙트럼으로 보정하는 것(베이스라인 보정 등)에 의해 보다 양호한 정밀도로 구할 수 있다.
[실시예]
다음에 본 발명을 실시예를 제시하여 구체적으로 설명한다. 이하, 특별히 언급하지 않는 한 %는 질량%, 부는 질량부를 의미한다.
[제조예 1]
무수프탈산, 요오드, 염화알루미늄을 원료로 하고 클로로알루미늄 프탈로시아닌을 제조했다. 이것의 1-클로로헵탈렌 용액은 650∼750nm에 광의 흡수를 가지고 있었다.
할로겐화제로서 염화티오닐 3.2부, 무수 염화알루미늄 3.8부, 염화나트륨 0.5부를 40℃에서 혼합하고, 브롬 2.7부를 적하한 것을 준비했다. 이것에 클로로알루미늄 프탈로시아닌 1부를 가하고, 90℃에서 15시간 반응시킨 후, 반응 혼합물을 물에 투입하여, 할로겐화클로로알루미늄 프탈로시아닌 조안료를 석출시켰다. 이 수성 슬러리를 여과 채취하여 60℃의 더운 물, 1% 황산수소나트륨수, 60℃의 더운 물의 순으로 세정을 행하고, 90℃에서 건조시켜 정제된 할로겐화클로로알루미늄 프탈로시아닌 조안료 2.7부를 얻었다.
이 할로겐화클로로알루미늄 프탈로시아닌 조안료 1부, 분쇄한 염화나트륨 7부, 디에틸렌글리콜 1부, 자일렌 0.09부를 더블암형 반죽기(double-arm kneader)에 투입하고, 100℃에서 6시간 혼련했다. 혼련 후, 혼련물을 80℃의 물 100부에 꺼내고 1시간 교반 후, 여과 채취, 온수 세정, 건조, 분쇄하여 할로겐화알루미늄 프탈로시아닌 안료 ①을 얻었다.
이 할로겐화알루미늄 프탈로시아닌 안료 ①은 플라스크 연소 이온크로마토그래프에 의한 할로겐 함유량 분석으로부터 평균 조성이 AlC1PcBr14C1lH였다. (또한, Pc란 상기 일반식 1로부터 M 및 Y를 제외한 화학 구조를 나타낸다. 이하 동일하다. 그리고 이 평균 조성은 일반식 1에 있어서 M=Al, Y=C1이고 또한 m=1, X1∼X16 중 14개의 X가 브롬 원자, 1개의 X가 염소 원자, 또한 1개의 X가 수소 원자인 할로겐화클로로알루미늄 프탈로시아닌 안료와, 일반식 1에서 M=Al, m=1, Y의 중심 금속 M=Al이며, X17∼X32 중 14개의 X가 브롬 원자, 1개의 X가 염소 원자, 또한 1개의 X가 수소 원자이며, A가 산소 원자인 할로겐화 μ-옥소-알루미늄 프탈로시아닌 이량체 안료를 포함하는 것으로 추정되었다.)
[제조예 2]
무수프탈산, 요오드, 5산화바나듐을 원료로 하고 옥시바나듐프탈로시아닌을 제조했다. 이것의 1-클로로헵탈렌 용액은 650∼750nm에 광의 흡수를 가지고 있었다.
할로겐화제로서, 염화티오닐 3.1부, 무수 염화알루미늄 3.7부, 염화나트륨 0.5부를 40℃에서 혼합하고 브롬 2.6부를 적하한 것을 준비했다. 이것에 옥시바나듐 프탈로시아닌 1부를 가하고, 90℃에서 15시간 반응시킨 후, 반응 혼합물을 물에 투입하여 할로겐화바나딜 프탈로시아닌 조안료를 석출시켰다. 이 수성 슬러리를 여과 채취하여, 60℃의 더운 물, 1% 황산수소나트륨수, 7%의 톨루엔을 포함한 아세톤, 60℃의 더운 물의 순으로 세정을 행하고, 90℃에서 건조시켜 정제된 할로겐화바나딜 프탈로시아닌 조안료 2.6부를 얻었다.
이 할로겐화옥시바나듐 프탈로시아닌 조안료 1부, 분쇄한 염화나트륨 7부, 디에틸렌글리콜 1부를 더블암형 반죽기에 투입하고 80℃에서 8시간 혼련했다. 혼련 후, 혼련물을 80℃의 물 100부에 꺼내고 1시간 교반 후, 여과 채취, 온수 세정, 건조, 분쇄하여 할로겐화옥시바나듐 프탈로시아닌 안료 ②를 얻었다.
이 할로겐화옥시바나듐 프탈로시아닌 안료 ②는 질량분석과 프라스코 연소이온크로마토그래프에 의한 할로겐 함유량 분석으로부터 평균 조성이 VOPcBr13Cl2H 였다. (상기 일반식 1에서, M=V, Y=O이고 또한 m=1, X1∼X16 중 13개의 X가 브롬 원자, 2개의 X가 염소 원자, 또한 1개의 X가 수소 원자이다.)
[제조예 3]
프탈로디니트릴, 염화아연을 원료로 하고 아연프탈로시아닌을 제조했다. 이것의 1-클로로헵탈렌 용액은 650∼750nm에 광의 흡수를 가지고 있었다.
할로겐화제로서 염화티오닐 3.1부, 무수 염화알루미늄 3.7부, 염화나트륨 0.5부를 40℃에서 혼합하고, 브롬 2.6부를 적하한 것을 준비했다. 이것에 아연프탈로시아닌 1부를 가하고, 90℃에서 15시간 반응시킨 후, 반응 혼합물을 물에 투입하여 할로겐화아연 프탈로시아닌 조안료를 석출시킨다. 이 수성 슬러리를 여과하 여 60℃의 더운 물, 1% 황산수소나트륨수, 7%의 톨루엔을 포함한 아세톤, 60℃의 더운 물의 순으로 세정을 행하고, 90℃에서 건조시켜 정제된 할로겐화아연 프탈로시아닌 조안료 2.6부를 얻었다.
이 할로겐화아연 프탈로시아닌 조안료 1부, 분쇄한 염화나트륨 7부, 디에틸렌글리콜 1부, 자일렌 0.09부를 더블암형 반죽기에 투입하고 100℃에서 6시간 혼련했다. 혼련 후, 혼련물을 80℃의 물 100부에 꺼내고 1시간 교반 후, 여과 채취, 온수 세정, 건조, 분쇄하여, 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료 ③을 얻었다.
이 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료 ③은 질량분석에 의한 할로겐 함유량 분석으로부터, 평균 조성이 ZnPcBr14Cl1H 였다. (상기 일반식 1에 있어서, M=Zn, m=0, X1∼X16 중 14개의 X가 브롬 원자, 1개의 X가 염소 원자, 또한 1개의 X가 수소 원자이다.)
[제조예 4]
프탈로디니트릴, 4염화티탄을 원료로서 옥시티타늄 프탈로시아닌을 제조했다. 이것의 1-클로로헵탈렌 용액은 650∼750nm에 광의 흡수를 가지고 있었다.
할로겐화제로서, 염화티오닐 3.1부, 무수 염화알루미늄 3.7부, 염화나트륨 0.5부를 40℃에서 혼합하고, 브롬 2.6부를 적하한 것을 준비했다. 이것에 옥시티타늄 프탈로시아닌 1부를 가하고, 90℃에서 15시간 반응시킨 후, 반응 혼합물을 물에 투입하여 할로겐화옥시티타늄 프탈로시아닌 조안료를 석출시켰다. 이 수성 슬러리를 여과 채취하여, 60℃의 온수 세정, 1% 황산수소나트륨수, 7%의 톨루엔을 포 함한 아세톤, 60℃의 더운 물의 순으로 세정을 행하고, 90℃에서 건조시켜 정제된 할로겐화옥시티타늄 프탈로시아닌 조안료 2.6부를 얻었다.
이 할로겐화옥시티타늄 프탈로시아닌 조안료 1부, 분쇄한 염화나트륨 7부, 디에틸렌글리콜 1부, 자일렌 0.09부를 더블암형 반죽기에 투입하고 100℃에서 6시간 혼련했다. 혼련 후, 혼련물을 80℃의 물 100부에 꺼내고 1시간 교반 후, 여과 채취, 온수 세정, 건조, 분쇄하여 할로겐화티타닐 프탈로시아닌 안료 ④를 얻었다.
이 할로겐화옥시티타늄 프탈로시아닌 안료 ④는 플라스크 연소 이온크로마토그래프에 의한 할로겐 함유량 분석으로부터 평균 조성이 TiOPcBrl0C15H 였다. (상기 일반식 1에 있어서, M=Ti, Y=O이고 또한 m=1, X1∼X16 중 10 개의 X가 브롬 원자, 5 개의 X가 염소 원자, 또한 1개의 X가 수소 원자이다.)
[제조예 5]
프탈로디니트릴, 염화니켈을 원료로 하고 니켈 프탈로시아닌을 제조했다. 이것의 1-클로로헵탈렌 용액은 650∼750nm에 광의 흡수를 가지고 있었다.
할로겐화제로서 염화티오닐 3.1부, 무수 염화알루미늄 3.7부, 염화나트륨 0.5부를 40℃에서 혼합하고, 브롬 2.6부를 적하한 것을 준비했다. 이것에 니켈 프탈로시아닌 1부를 가하고, 90℃에서 15시간 반응시킨 후, 반응 혼합물을 물에 투입하여 할로겐화니켈 프탈로시아닌 조안료를 석출시켰다. 이 수성 슬러리를 여과 채취하여 60℃의 더운 물, 1% 황산수소나트륨수, 7%의 톨루엔을 포함한 아세톤, 60℃의 더운 물의 순으로 세정을 행하고, 90℃에서 건조시켜 정제된 할로겐화니켈 프탈 로시아닌 조안료 2.6부를 얻었다.
이 할로겐화니켈 프탈로시아닌 조안료 1부, 분쇄한 염화나트륨 7부, 디에틸렌글리콜 1부, 자일렌 0.09부를 더블암형 반죽기에 투입하고 100℃에서 6시간 혼련했다. 혼련 후, 혼련물을 80℃의 물 100부에 꺼내고 1시간 교반 후, 여과 채취, 온수 세정, 건조, 분쇄하여, 할로겐화니켈 프탈로시아닌 안료 ⑤를 얻었다.
이 할로겐화니켈 프탈로시아닌 안료 ⑤는 플라스크 연소 이온크로마토그래프에 의한 할로겐 함유량 분석으로부터, 평균 조성이 NiPcBr13C12H1였다. (상기 일반식 1에 있어서, M=Ni, m=0, X1∼X16 중 13개의 X가 브롬 원자, 2개의 X가 염소 원자, 또한 1개의 X가 수소 원자이다.)
[제조예 6]
프탈로디니트릴, 염화주석을 원료로 하고 주석프탈로시아닌을 제조했다. 이것의 1-클로로헵탈렌 용액은 650∼750nm에 광의 흡수를 가지고 있었다.
할로겐화제로서 염화티오닐 3.1부, 무수 염화알루미늄 3.7부, 염화나트륨 0.5부를 40℃에서 혼합하고, 브롬 2.6부를 적하한 것을 준비했다. 이것에 주석 프탈로시아닌 1부를 가하고 90℃에서 15시간 반응시킨 후, 반응 혼합물을 물에 투입하여, 할로겐화주석 프탈로시아닌 조안료를 석출시켰다. 이 수성 슬러리를 여과 채취하여 60℃의 더운 물, 1% 황산수소나트륨수, 7%의 톨루엔을 포함한 아세톤, 60℃의 더운 물의 순으로 세정을 행하고, 90℃에서 건조시켜 정제된 할로겐화주석 프탈로시아닌 조안료 2.6부를 얻었다.
이 할로겐화주석 프탈로시아닌 조안료 1부, 분쇄한 염화나트륨 7부, 디에틸렌글리콜 1부, 자일렌 0.09부를 더블암형 반죽기에 투입하고 100℃에서 6시간 혼련했다. 혼련 후, 혼련물을 80℃의 물 100부에 꺼내고 1시간 교반 후, 여과 채취, 온수 세정, 건조, 분쇄하여, 할로겐화주석 프탈로시아닌 안료 ⑥을 얻었다.
이 할로겐화주석 프탈로시아닌 안료 ⑥은 플라스크 연소 이온크로마토그래프에 의한 할로겐 함유량 분석으로부터, 평균 조성이 SnPcBrl0C15H 였다. (상기 일반식 1에서, M=Sn, m=0, X1∼Xl6 중 10개의 X가 브롬 원자, 5개의 X가 염소 원자, 또한 1개의 X가 수소 원자이다.)
[제조예 7]
제조예 3에서, 1차 입자의 평균 입경이 0.03㎛이 되도록 조건을 변경한 것 이외는 제조예 3과 같이 하여 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료 ⑦을 얻었다.
[비교 제조예 1]
무수프탈산, 요오드, 염화제1구리를 원료로 하고 구리 프탈로시아닌을 제조했다. 이것의 l-클로로헵탈렌 용액은 650∼750nm에 광의 흡수를 갖지 않았다.
이 구리 프탈로시아닌을 사용하고 또한 제조예 1과 동일한 할로겐화제를 사용하여 제조예 1과 동일한 조작을 행하여 브롬화하여 브롬화 구리 프탈로시아닌 안료 ⑧을 얻었다(상기 일반식 1에서 예로써 설명하면 M=Cu, m=0, X1∼X16 중 15개의 X가 브롬 원자이고, 또한 1개의 X가 수소 원자인 것에 상당한다.)
[실시예 1∼6]
상기 제조예에서 얻어진 각 안료 ①, ②, ③, ④, ⑤ 및 ⑥을 녹색 안료로서 사용하고 포토리소그래피에 의해 컬러 필터의 녹색 화소부 ①, ②, ③, ④, ⑤ 및 ⑥을 제조했다.
컬러 필터 녹색 화소부의 제조 방법으로는 각 안료 14부, C. I. Pigment Yellow 150(조색용 황색 유기 안료) 3부, N,N'-디메틸포름아미드(유기 용제) 2.5부, 디스파빅 161(빅케미사제 분산제) 17.0부, 유카에스테르 EEP(유니언ㆍ카바이드사제 유기 용제) 63.5부를 직경 0.5mm 세플비즈를 가하고, 페인트컨디셔너(東洋精機株式會社제)로 1시간 분산하여 안료 분산액(착색 페이스트)을 얻었다. 이 안료 분산액 75.00부와 알로닉스M7100(東亞化學工業株式會社제 폴리에스테르아크릴레이트. 광경화성 화합물에 상당함) 5.50부, KAYARAD DPHA(日本化藥株式會社제 디펜타에리스레이트헥사아크릴레이트. 광경화성 화합물에 상당함) 5.00부, KAYACURE BP-100(日本化藥株式會社제 벤조페논. 광중합 개시제에 상당함) 1.00부 및 유카에스테르 EEP 13.5부를 분산교반기로 교반하여, 컬러 필터 녹색 화소부를 형성하기 위한 광경화성 조성물을 얻었다. 이 조성물은 두께 1mm의 유리에 건조막 두께 1㎛가 되도록 도포했다.
이어서 포토 마스크를 통하여 자외선에 의한 패턴 노광을 행한 후, 미노광 부분을 유기 용제로 세정함으로써 컬러 필터용 녹색 화소부로 만들었다.
각 안료의 1차 입자의 평균 입경에 관해서는 투과형 전자 현미경 JEM-2010(日本電子株式會社제)로 측정한 결과로부터 구했다.
이들 안료 ①∼⑥으로부터 제조한 컬러 필터용 녹색 화소부 ①, ②, ③, ④, ⑤ 및 ⑥의 색감 및 밝기를 육안 평가했다. 또, 일본 공업규격(JIS) Z 8722에서 규정하는 제1종 분광 측광기(분광 광도계)를 이용하여, 가시광 전역에서의 분광 투과 스펙트럼을 측정하여 투과율이 최대가 되는 파장(Tmax), 상기 Tmax에서의 투과율, 파장 650∼700nm에서의 최대 투과율을 측정했다. 또한 컬러 필터용 녹색 화소부 ① 및 ③에 관해서는 분광 투과 스펙트럼의 곡선과 최대 투과율 값의 50%에 상당하는 투과율 값의 내삽선(內揷線)이 형성하는 2교점 사이의 거리(절반값 폭)를 측정했다(도면 중 ←→의 거리를 nm 단위로 나타냈다). 그 결과를 표 1에 나타내었다. 실시예 1 및 실시예 3에서 얻은 각 칼라필터용 녹색 화소부의 분광 투과 스펙트럼을 도 1 및 도 2에 각각 나타냈다.
안료 ① 대신에 그것과 동일한 1차 입자의 평균 입경이 되도록 한 C. I. Pigment Red 254(디케토피롤로피롤계 적색 유기 안료) 및 C. I. Pigment Blue 15:6(ε형 구리 프탈로시아닌계 청색 유기 안료)를 사용한 것 이외에는 녹색 화소부와 동일한 방법으로 적색과 청색 각각의 광경화성 조성물을 조제하여 적색 화소부와 청색 화소부를 각각 형성시키고, RGB의 각 화소부가 설치된 컬러 필터를 얻었다.
[비교예 1]
실시예 1에 있어서, 할로겐화알루미늄 프탈로시아닌 안료 ① 대신에 브롬화 구리 프탈로시아닌 안료 ⑧을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 컬러 필터용 녹색 화소부 ⑧을 제조했다.
또, 실시예 1과 동일한 방법으로 안료 ⑧의 1차 입자의 평균 입경, 안료 ⑧ 로부터 제조한 컬러 필터용 녹색 화소부 ⑧의 색감 및 밝기를 육안 평가했다. 또, 분광 광도계를 이용하여 Tmax, 상기 Tmax에서의 투과율, 파장 650∼700nm에서의 최대 투과율을 측정했다. 또 분광 투과 스펙트럼의 곡선과 최대 투과율 값의 50%에 상당하는 투과율 값의 내삽선이 형성하는 2교점 사이의 거리(절반값 폭)를 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 횡축을 파장, 종축을 투과율로 한 컬러 필터용 녹색 화소부의 분광 투과 스펙트럼을 도 3에 나타내었다.
[표 1]
실시예 1 실시예 2 실시예 3
컬러 필터용 녹색 화소부 ① ② ③
안료 조성 AlClPcBr14Cl1H V(O)PcBr13Cl2H ZnPcBr14Cl1H
1차 입자의 평균 직경 0.03㎛ 0.03m 0.06㎛
육안 평가 색감 ○ ○ ○
밝기 ○ △ △
측 정 값 Tmax 529nm 535nm 521nm
Tmax에서의 투과율 92% 78% 89%
절반값 폭 136nm - 99nm
650∼700nm에서의 최대투과율 0.3% 4.4% 1.8%

[표 1] (계속)
실시예 4 실시예 5 실시예 6
컬러 필터용 녹색 화소부 ④ ⑤ ⑥
안료 조성 Ti(O)PcBr10Cl5H NiPcBr13Cl2H SnPcBr10Cl5H
1차 입자의 평균 직경 0.01㎛ 0.01㎛ 0.01㎛
육안 평가 색감 ○ ○ ○
밝기 △ △ △
측 정 값 Tmax 528nm 526nm 530nm
Tmax에서의 투과율 83% 75% 80%
절반값 폭 - - -
650∼700nm에서의 최대투과율 6.9% 1.0% 1.6%

[표 1] (계속)
비교예 1
컬러 필터용 녹색 화소부 ⑧
안료 조성 CuPcBr15H
1차 입자의 평균 직경 0.04㎛
육안 평가 색감 ×
밝기 △
측 정 값 Tmax 513nm
Tmax에서의 투과율 85%
절반값 폭 113nm
650∼700nm에서의 최대투과율 5.0%

표 1에서 약호는 이하의 내용을 나타낸다.
색감
○ … 상당히 황색을 띤 녹색
× … 황색을 띤 녹색
밝기
○ … 대단히 밝다
△ … 약간 어둡다
표 1로부터 명확한 바와 같이, Al, V, Zn, Ti, Ni, Sn을 중심 금속으로 이용한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료 ①, ②, ③, ④, ⑤ 및 ⑥을 사용한 컬러 필터용녹색 화소부 ①, ②, ③, ④, ⑤ 및 ⑥은 육안 평가의 결과, 더 황색을 띤 밝은 것이었다.
한편, 구리를 중심 금속으로 이용한 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료 ⑧로부터 제조한 컬러 필터용 녹색 화소부 ⑧은 황색이 불충분한 녹색이며, 밝기도 약간 어두운 것이었다.
[실시예 7]
실시예 3에서, 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료 ③ 대신에 상기 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료 ⑦을 사용한 것 이외에는 실시예 3과 같은 방법으로, 컬러 필터용 녹색 화소부 ⑦을 형성하고 상기와 동일한 측정을 행했다. 이 실시예 7의 결과를 표 2에 종합했다.
[표 2]
실시예 7
컬러 필터용 녹색 화소부 ⑦
안료 조성 ZnPcBr14Cl1H
1차 입자의 평균 직경 0.03㎛
육안 평가 색감 ○
밝기 ○
측 정 값 Tmax 529nm
Tmax에서의 투과율 92%
절반값 폭 105nm
650∼700nm에서의 최대투과율 7.3%

실시예 3과 이 실시예 7의 대비로부터, 1차 입자의 평균 입경을 보다 작게 한 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료 ⑦로부터 얻은 녹색 화소부는 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료 ③에 비해 육안 평가에서의 밝기가 우수한 동시에 Tmax가 보다 545nm에 근접하고 Tmax에서의 투과율도 높아지고 있는 것을 알 수 있다.
안료 ⑦ 및 ⑧을 이용하여, JIS K 5101-1991(일본 공업규격 "안료 시험 방법")에 따라 제작한 각 시험편에 대해, 데이터컬러사제 측색 분광기로 각각의 L 값을 구하고 이를 착색력의 척도로 삼았다. 비교예 1의 할로겐화구리 프탈로시아닌 안료 ⑧을 이용하여 측정한 L 값을 100으로 한 바, 이 할로겐화아연 프탈로시아닌 안료 ⑦의 L 값은 99에 상당하고 착색력이 10% 높았다.
또한, 각 실시예에서 얻은 녹색 화소부는 육안 관찰로서는 모두 화소부 내에서 의도한 색도나 색상으로 되지 않는 부위의 존재는 관찰되지 않았다.
본 발명의 컬러 필터는 프탈로시아닌 분자 1개당 8∼16개의 할로겐 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 포함하고, 또한 가시광에서의 분광 투과 스펙트럼에서 520∼590nm에서 최대 투과율을 나타내는 녹색 화소부를 갖기 때문에 종래의 할로겐화구리 프탈로시아닌을 이용한 녹색 화소부를 가지는 컬러 필터에 비해 보다 황색을 띤 더 밝은 녹색을 발색한다고 하는 특히 현저한 효과를 나타낸다.
또, 동일 색의 화소부 내에서 의도한 색도나 색상으로 되는 부위와, 의도한 색도나 색상으로 되지 않는 부위가 혼재하여 형성되는 결점도 일어나기 어렵다고 하는 특히 현저한 효과를 나타낸다.

Claims (7)

  1. 투명 기판 상에 적색, 녹색 및 청색의 각 화소부를 가지는 컬러 필터에 있어서, 상기 녹색 화소부가
    (1) 프탈로시아닌 분자 1개당 8∼16개의 할로겐 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료를 함유하고, 상기 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에서 할로겐 원자로 치환되지 않은 위치가 수소 원자이고, 또한
    (2) 가시광 전역에서의 분광 투과 스펙트럼에서 520∼590nm에서 최대 투과율을 나타내는 것
    을 특징으로 하는 컬러 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료가 Al, Si, Sc, Ti, V, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, In, Sn 및 Pb로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 중심 금속으로서 가지는 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료이며, 그 중심 금속이 3가인 경우에는 그 중심 금속에는 하나의 할로겐 원자, 수산기 또는 술폰산기 중 어느 하나가 결합되어 있고, 상기 중심 금속이 4가 금속인 경우에는 그 중심 금속에는 하나의 산소 원자 또는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있는 2개의 할로겐 원자, 수산기 또는 술폰산기 중 어느 하나가 결합되어 있는 할로겐화금속 프탈로시아닌인 컬러 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐화금속 프탈로시아닌 안료가 Al, Sc, Ga, Y 및 In으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 3가 금속을 중심 금속으로 하는 할로겐화금속 프탈로시아닌의 2분자를 구성 단위로 하고, 이들 구성 단위의 각 중심 금속이 산소 원자, 황 원자, 술피닐 및 술포닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가 원자단을 통하여 결합한 할로겐화금속 프탈로시아닌 이량체인 컬러 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한 8∼16개의 할로겐 원자 중 9개 이상이 브롬 원자인 컬러 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 최대 투과율을 나타내는 파장에서의 상기 녹색 화소부의 투과율이 70% 이상인 컬러 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 최대 투과율을 나타내는 파장에서의 상기 녹색 화소부의 투과율이 85% 이상인 컬러 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료의 1차 입자의 평균 입경이 0.01~0.10㎛인 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
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