KR100845757B1

KR100845757B1 - 칼라액정표시장치

Info

Publication number: KR100845757B1
Application number: KR1020047005858A
Authority: KR
Inventors: 신 가와나; 나오끼 사꼬; 나오또 기지마; 다까유끼 히사무네; 레이지 오오쯔까
Original assignee: 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2008-07-11
Also published as: TW200426728A; WO2004025359A1; CN100353234C; US7006172B2; KR20050032514A; TWI334504B; AU2003261845A1; US20040218115A1; CN1578926A

Abstract

NTSC비 80% 이상의 고색순도 칼라 액정표시장치를 제공한다.

액정 (7) 을 이용한 광 셔터와, 광 셔터에 대응하는 적어도 적, 녹, 청의 삼색의 색요소를 갖는 칼라 필터 (9) 와, 투과조명용의 백라이트 (1, 2) 를 조합하여 구성되는 칼라 액정표시장치. 칼라 필터 (9) 의 녹색 화소에 의한 파장 λ_n (가시광역 380∼780㎚ 의 5㎚ 마다의 파장) ㎚ 에 있어서의 분광투과율을 T^G(λ_n), 백라이트로부터의 파장 λ_n㎚ 에 있어서의 전체발광강도로 규격화된 상대발광강도를 I(λ_n) 로 했을 때, 이들이 하기 (1)∼(3) 의 조건을 만족한다.

(1) 500㎚ < λ_n < 530㎚ 중 어느 하나의 파장에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) > 0.01

(2) 610㎚ < λ_n < 650㎚ 의 파장영역에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) < 0.0001

(3) 400㎚ < λ_n< 450㎚ 의 파장영역에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) < 0.0001

칼라액정표시장치

Description

칼라액정표시장치{COLOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY UNIT}

기술분야

본원의 제1 발명은 칼라액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정을 이용한 광 셔터와, 이 광 셔터에 대응하는 적어도 적, 녹, 청의 삼색의 색요소를 갖는 칼라 필터와, 투과조명용의 백라이트를 조합하여 구성되는 칼라액정표시장치로서, 백라이트의 발광파장을 개량함과 동시에, 이 백라이트의 발광파장에 대응하여 칼라 필터의 투과율, 특히 칼라 필터의 녹색 화소의 분광투과율을 조정하는 것에 의해 색순도가 높은 녹색 화소를 실현함으로써, 심도있는 녹색 화상의 재현을 실현하고, 이에 의해 NTSC비 80% 이상, 나아가서는 90% 이상의 고색순도를 실현한 칼라 액정표시장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이와 같은 칼라 액정표시장치의 녹색 화소를 형성하기에 적합한 감광성 착색수지 조성물 및 이를 사용하여 녹색 화소를 형성한 칼라 필터에 관한 것이다.

또한, 본원의 제2 발명은 칼라 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정을 이용한 광 셔터와, 이 광 셔터에 대응하는 적어도, 적, 녹, 청의 삼색의 색요소를 갖는 칼라 필터와, 투과조명용의 백라이트를 조합하여 구성되는 칼라 액정표시장치로서, 백라이트의 발광파장을 개량함과 동시에, 이 백라이트의 발광파장에 대응하여 칼라 필터의 투과율, 특히 칼라 필터의 적색 화소의 분광투과율을 조정하는 것에 의해 색순도가 높은 적색 화소를 실현함으로써, 심도있는 적색 화상의 재현을 실현하고, 이에 의해 색 재현 범위를 확대하여, NTSC비 70% 이상, 나아가서는 80% 이상의 고색순도를 실현한 칼라 액정표시장치에 관한 것이다.

배경기술

최근 액정표시소자는 종래의 퍼스널 컴퓨터용 모니터의 용도뿐만 아니라, 통상의 칼라 텔레비젼으로서의 용도가 기대되고 있다. 칼라 액정표시소자의 색 재현 범위는, 적, 녹, 청의 화소로부터 방사되는 광의 색으로 결정되고, 각각의 화소의 CIE XYZ 표색계에 있어서의 색도점을 (x_R, y_R), (x_G, y_G), (x_B, y_B) 로 했을 때, x-y 색도도상의 이들의 3점으로 둘러싸이는 삼각형의 면적으로 표시된다. 즉, 이 삼각형의 면적이 클수록 선명한 칼라 화상을 재현할 수 있게 된다. 이 삼각형의 면적은, 통상, 아메리카 National Television System Committee (NTSC) 에 의해 정해진 표준방식의 3원색, 적 (0.67, 0.33), 녹 (0.21, 0.71), 청 (0.14, 0.08) 의 3점으로 형성되는 삼각형을 기준으로 하여, 이 삼각형의 면적에 대한 비 (단위%, 이하 「NTSC비」라고 함) 로써 표현된다. 이 값은 일반적인 노트 퍼스널 컴퓨터로 40∼50% 정도, 데스크톱 퍼스널 컴퓨터용 모니터에서 50∼60%, 현행 액정 TV 에서 70% 정도이다.

이와 같은 칼라 액정표시소자를 이용한 칼라 액정표시장치는, 액정을 이용한 광 셔터와 적, 녹, 청의 화소를 갖는 칼라 필터와, 투과조명용의 백라이트로 주로 구성되고, 적, 녹, 청의 화소로부터 방사되는 광의 색은, 백라이트의 발광파장과 칼라 필터의 분광 커브로 결정된다.

백라이트로서는 일반적으로 적, 녹, 청의 파장영역에 발광파장을 갖는 냉음극관을 광원으로 하고, 이 냉음극관으로부터의 발광을 도광판에 의해 백색면광원화한 것이 사용되고 있다. 냉음극관의 발광체 중, 적색 발광체로서는 Y₂O₃:Eu계 형광체, 녹색 발광체로서는 LaPO₄:Ce, Tb계 형광체, 청색 발광체로서는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu계 형광체, Sr₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu계 형광체가 일반적으로 사용되고 있다. 이들 형광체를 화이트 밸런스를 고려하여 적당한 배합비로 혼합한 형광체막을 형성한 봉체(封體)내에 전극을 장착하고, 희가스를 봉입한 형광램프가 백라이트용 광원으로서 사용되고 있다.

백라이트로서는 또한, 형광체층을 형성한 기판과 자외선, 청색, 또는 심청색을 발광하는 음극관 또는 LED 를 사용하여, 이들로부터의 광에 의해 형광체를 여기시켜 백색면광원으로서 사용하는 것도 있다.

칼라 액정표시소자에서는 이와 같은 백라이트로부터의 발광분포에 대해, 칼라 필터로 필요한 부분의 파장만을 꺼내 적, 녹, 청의 화소가 된다.

이 칼라 필터의 제조방법으로서는, 염색법, 안료분산법, 전착법, 인쇄법 등의 방법이 제안되어 있다. 그리고 칼라화를 위한 색재로서는 처음에는 염료가 사용되었으나, 액정표시소자로서의 신뢰성, 내구성 면에서 현재는 안료가 사용되고 있다. 따라서 현재, 칼라 필터의 제조방법으로서는 생산성과 성능의 면에서 안료분산법이 가장 널리 사용되고 있다. 또한, 일반적으로 동일한 색재를 사용한 경우, NTSC비와 밝기는 트레이드오프의 관계에 있어, 용도에 따라 나눠 사용되고 있다.

그런데 최근, 액정표시소자의 색재현성을 더욱 넓혀, 보다 선명한 칼라화상을 표현할 수 있는 칼라 액정표시소자에 대한 요망이 강해지고 있다. 구체적으로는 NTSC비 80% 이상의 고색순도 디스플레이가 요망되고 있다.

그러나 상술한 형광체를 사용한 백라이트에서는 도 2 와 같이 부발광으로서 적, 녹, 청 이외의 파장역에 발광을 나타내고, 이것이 색순도를 열화시키는 원인이 된다. 즉, 액정표시소자의 색재현 범위의 확대를 위해서는 이들의 부발광이 장해가 된다.

색순도를 향상시키기 위해, 이 부발광을 충분히 소거하기 위해 칼라 필터측으로부터 조정하려고 하면, 대량의 안료가 필요하게 되어, 본래 분광 커브가 가파르지 않은 안료의 특성 때문에, 주발광부의 흡수도 커져, 전체적으로 어두운 화상으로 되어 버린다는 문제가 있었다. 또한, 칼라 필터의 각 화소중의 안료농도가 높아짐으로써 포토리소그래피 재료로서의 성능을 저하시키는데, 예를 들면, 현상시간이 증대되거나 ; 패턴 형상의 제어가 어려워지거나 ; 수율이 저하되는 ; 것과 같은 문제도 있고, 또한, 칼라 필터의 막두께가 두꺼워짐으로써 액정패널의 제조공정에 있어서의 문제점이 발생하기 숴워져, 액정표시장치의 제조비용의 증가로 이어졌다.

이와 같은 점을 개량하기 위해, 착색층 그 자체에는 레지스트 성능을 부여하지 않고, 착색층 상에 형성한 포지티브 또는, 네거티브형 레지스트를 사용한 에칭에 의해, 박막이며 높은 안료 농도의 칼라 필터를 제조하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이 방법에서는 공정이 번잡해져 제조비용의 증가로 이어져 바람직하지 않다.

또한, NTSC비 95% 이상의 초고색순도의 재현은, 상술한 냉음극관을 사용한 종래의 백라이트로는 사실상 불가능하다. 이것은 이 종래형의 백라이트가 갖는 녹의 발광파장이, 도 2 에 나타내는 바와 같이 540∼550㎚ 에 주발광 피크를 갖는 것이 주된 원인이다. 즉, NTSC 3원색의 녹의 색도좌표는 (0.21, 0.71) 이지만, 이 색도좌표를 달성하기 위해서는 540∼550㎚ 의 주발광 피크는 황색이 너무 강하기 때문이다.

이와 같이 NTSC비 80% 이상을 달성하기 위해서는 백라이트의 개량이 필수이지만, 이것만으로는 충분하지 않고, 백라이트로부터의 광을 각 화소색으로 분광하는 칼라 필터에 대해서도, 백라이트의 개량에 맞춰 개량하는 것이 필요하다. 일례를 들면, 통상의 녹색용 형광체는 540∼550㎚ 에 주발광 피크를 갖기 때문에, 광의 이용효율을 고려하여 칼라 필터의 녹색 화소에서는 이 파장역에서 투과율이 가능한 한 높아지고, 또한, 청색용 형광체, 적색용 형광체로부터의 발광체를 효율적으로 흡수하도록 색재를 조정하고 있으나, 예를 들면 백라이트의 녹색의 발광파장이 변화된 경우, 동일한 칼라 필터의 녹색 화소에서는 이들의 밸런스가 깨진다. 한편, 적색 화소, 청색 화소에서도, 이제까지 발광이 약하여 칼라 필터로 백라이트로부터의 발광을 강하게 흡수하지 않아도 좋았던 파장역에 발광이 있는 상태로 될 수 있으므로, 이에 맞춰 색재의 조정이 필요하다.

이와 같은 점에서, 예를 들면 일본 공개특허공보 평9-97017호에서는, 470∼510㎚ 에 발광 피크를 갖지 않는 형광체를 백라이트의 광원으로서 사용하고 있고, 그 형광체의 발광 스펙트럼은, 본 발명과 동일하게, 통상의 녹색 형광체와는 다른 발광 스펙트럼으로 되어 있으나, 이 광원에 적합한 적절한 칼라 필터를 조합하는 것을 고려하고 있지 않기 때문에, NTSC비 80% 이상의 초고색순도의 실현에는 이르지 못하였다.

이와 같은 점에서 백라이트의 발광파장의 개량을 실시해도, 종래의 칼라 필터를 그대로 사용하면, NTSC비 80% 이상, 나아가서는 90% 이상의 초고색순도화를 달성할 수는 없다.

한편, 적색 화소에 있어서도 부발광의 문제는 현저하다. 즉, 적색의 발광 피크는 종래의 형광체에서는 파장 610㎚ 부근에 있고, 녹색 형광체에 의한 부발광이 파장 585∼590㎚ 부근에 있기 때문에, 파장 590∼610㎚ 의 불과 20㎚ 사이에서 투과율의 콘트라스트를 명확하게 하는 것이 필요하게 되는데, 현재 공업적으로 입수가능한 안료, 염료 등의 색재에서는 이 파장영역에서 충분한 콘트라스트를 얻을 수 없고, 결과적으로 고색순도의 적색 화소를 위해서는, 안료의 대량 사용으로 밝기를 희생시킬 수밖에 없었다.

또한, 현재 표준적으로 사용되고 있는 적색 화소의 색도는 가장 적색이 강한 (황색이 약함) 타입으로, CIE XYZ 표색계에 있어서의 색도 (0.65, 0.33) 부근이지만, 색재현 범위의 확대를 위해서는 더욱 적색이 강한 적색 화소가 유효하다. 그러나 적색 화소를 적색에 가까이 하는 것은 화상을 어둡게 하는 것이 된다. 즉, 적색 화소는 밝기와 색재현 범위의 밸런스를 취할 수 있는 점에서 타협하지 않 을 수 없는 것이 현 실정이다.

또한, 종래 사용되고 있는 610㎚ 부근에 발광 피크를 갖는 적색 형광체를 사용한 백라이트에서는, 적색의 순도가 충분하지 않고 충분한 심도있는 적 색화상의 재현이 곤란하였다.

본원의 제1 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 화상의 밝기를 손상시키지 않고, 고색순도의 녹색 화소에 의해 심도있는 녹색 화상의 재현을 실현하고, 이에 의해 NTSC비 80% 이상, 나아가서는 90% 이상이라는 고색순도를 나타내고, 선명한 칼라 화상을 실현할 수 있는 칼라 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본원의 제2 발명은, 화상의 밝기를 손상시키지 않고, 고색순도의 적색 화소에 의해 심도있는 적색 화상의 재현을 실현하고, 이에 의해 NTSC비 70% 이상, 나아가서는 80% 이상이라는 고색순도를 나타내고, 선명한 칼라 화상을 실현할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것도 목적으로 한다.

발명의 개시

본원에 있어서는, 심도있는 녹색 화상을 재현할 수 있는 칼라 액정표시장치를 제1 발명으로 하고, 심도있는 적색 화상을 재현할 수 있는 칼라 액정표시장치를 제2 발명으로 한다.

제1 발명의 칼라 액정표시장치는, 액정을 이용한 광 셔터와, 이 광 셔터에 대응하는 적어도 적, 녹, 청의 삼색의 색요소를 갖는 칼라 필터와, 투과조명용의 백라이트를 조합하여 구성되는 칼라 액정표시장치에 있어서, 가시광역 380∼780㎚ 의 5㎚ 마다의 파장을 λ_n㎚ 으로 하고, 이 칼라 필터의 녹색 화소에 의한 파장 λ_n ㎚ 에서의 분광투과율을 T^G(λ_n), 백라이트로부터의 파장 λ_n㎚ 에서의 전체발광강도로 규격화된 상대발광강도를 I(λ_n) 로 했을 때, 이들이 하기 (1)∼(3) 의 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.

(1) 500㎚ < λ_n< 530㎚ 중 어느 하나의 파장에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) > 0.01

(2) 610㎚ < λ_n< 650㎚ 의 파장영역에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) < 0.0001

(3) 400㎚ < λ_n< 450㎚ 의 파장영역에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) < 0.0001

단, I(λ_n) 은 이하와 같이 정의한다.

여기에서, S(λ) 는 백라이트로부터의 파장 λ에 있어서의 발광강도의 실측값으로, 통상 0.5㎚ 또는, 1.0㎚ 피치로 측정한다. 또한, Δλ= 5㎚ 이다.

즉, 본 발명자들은 예의검토한 결과, 칼라 필터의 분광 커브, 특히 녹색 화소의 분광 투과율과 백라이트의 발광 스펙트럼이, 상기 (1)∼(3) 의 조건을 충족하도록 최적화함으로써, 심도있는 녹색의 재현을 가능하게 하고, 이에 의해 NTSC비 80% 이상, 나아가서는 90% 이상의 칼라 액정표시장치를 용이하게 실현할 수 있는 것을 발견하여 본 발명에 이르렀다.

상기 (1) 의 조건은, 녹색의 파장영역 (500∼530㎚) 에 있어서, 녹색 화소로부터의 발광강도가 높고, NTSC 3원색의 색도좌표 (0.21, 0.71) 를 달성할 수 있는 것을 나타낸다.

또한, 상기 (2), (3) 의 조건은, 적색 영역 (610∼650㎚), 청색 영역 (400∼450㎚) 에 있어서, 백라이트로부터의 불요한 광이 거의 없고, 녹색 화소의 색이 탁해지기 어려운 것을 나타낸다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 I(λ_n) 의 정의에 있어서, Δλ= 5㎚ 으로 하는 이유는 다음과 같다.

즉, 백라이트로부터의 발광 스펙트럼의 측정은, 형광체로부터의 발광의 피크가 가파르기 (Full width at Half Maximum (FWHM) 이 작음) 때문에, 측정의 분해능은 통상 Δλ= 0.5㎚∼1㎚ 정도로 설정된다. 한편, 액정표시장치 등의 색재현성의 계산에 있어서는 Δλ= 5㎚∼10㎚ 정도의 분해능이 있으면 실용상 충분하다. FWHM ≫ Δλ이 아닌 경우는, 외관의 발광강도 I(λ) 는 Δλ에 의존하고, Δλ를 결정하지 않으면 I(λ) 은 일의적으로 결정되지 않기 때문에, 본 발명에서는 Δλ= 5㎚ 으로 한다.

상기 (1)∼(3) 의 조건은, 백라이트에 포함되는 형광체층 또는, 이 형광체막이 하기 일반식 (4) 로 표시되는 화합물을 함유함으로써 용이하게 달성된다.

M^II _1-xEu_xOㆍa(Mg_1-yMn_y)OㆍbAl₂O₃ (4)

여기에서, M^II 는 Ba, Sr 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 원자를 표시하고, a, b, x, y 는 하기의 부등식을 만족하는 실수이다.

0.8 ≤a ≤1.2

4.5 ≤b ≤5.5

0.05 ≤x ≤0.3

0.02 ≤y ≤0.5

이와 같은 본 발명의 칼라 액정표시장치는, 어느 색재현 범위의 디스플레이에나 적용가능하지만, 특히 NTSC비 80% 이상, 나아가서는 90% 이상, 특히 95% 이상인 소위 초고색순도 디스플레이에 적합하게 사용되고, 종래형의 칼라 필터와 백라이트의 조합에서는 사실상 불가능하였던 색재현 범위를 용이하게 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 칼라 액정표시장치의 NTSC비는, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이 적, 녹, 청 각각의 색도를 광휘도측정장치로 측정하여, 하기 식에 의해 색재현 범위를 구함으로써 산출할 수 있다.

제1 발명의 액정표시장치를 구성하는 칼라 필터의 녹색 화소는, (a) 바인더 수지 및/또는 (b) 단량체, (c) 광중합개시계, (d) 색재를 함유하는 감광성 착색수지조성물로서, (d) 색재로서 이소인돌리논계 안료를 함유하고, 막두께 2.5㎛ 로 도포했을 때의 500∼530㎚ 의 평균투과율이 20% 이상 80% 이하, 보다 바람직하게는 30%이상 70% 이하인 것을 특징으로 하는 감광성 착색 수지 조성물에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

제2 발명의 칼라 액정표시장치는, 액정을 이용한 광 셔터와, 이 광 셔터에 대응하는 적어도 적, 녹, 청의 삼색의 색요소를 갖는 칼라 필터와, 투과조명용의 백라이트를 조합하여 구성되는 칼라 액정표시장치에 있어서,

이 칼라 필터의 적색 화소에 의한 파장 λ_n㎚ 에 있어서의 분광투과율을 T^R(λ_n), 이 백라이트로부터의 파장 λ_n㎚ 에서의 전체발광강도로 규격화된 상대발광강도를 I(λ_n) 로 했을 때, 이들이 하기 (5) 및 (6) 의 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.

(5) 615㎚ ≤λ_n≤700㎚ 중 어느 하나의 파장에 있어서

I(λ_n) ×T^R(λ_n) ≥0.01

(6) λ_n= 585㎚ 에 있어서

I(λ_n) ×T^R(λ_n) < 0.007

단, I(λ_n) 은 상술한 제1 발명과 동일하다.

제2 발명에서는 상기 (5) 의 조건을 충족함으로써, 색순도가 높은 적색 형광체로부터의 발광을 효율적으로 투과할 수 있고, 보다 밝고, 순도가 높은 적색 화소를 제공할 수 있다. 또한, 상기 (6) 의 조건을 만족함으로써, 녹색 형광체로서 일반적으로 사용되고 있는 Tb계 형광체로부터의 파장 585㎚ 에 있어서의 부발광을 효율적으로 커트할 수 있어, 적색 화소의 색순도를 보다 높일 수 있다.

제2 발명에 의하면, 칼라 필터의 적색 화소 분광 커브와 백라이트의 발광 스펙트럼을 소정 법칙을 근거로 하여 최적화함으로써, 화상의 밝기를 손상시킴 없이, 고색순도의 적색 화소를 제공하고, 나아가서는 칼라 액정표시장치의 색재현 범위의 확대를 용이하게 달성할 수 있다.

제2 발명에 있어서는, 또한, 615㎚ ≤λ_n≤700㎚ 중 어느 하나의 파장에 있 어서 T^R(λ_n) 이 하기 식 (7) 을 만족하는 것이 바람직하다.

(7) T^R(λ_n)/T^R(585) > 8

상기 (7) 의 조건을 만족함으로써, 상기 (5), (6) 에 의해 달성된 적색 화소의 색순도를 손상시키지 않고, 더욱 효율적으로 적색 형광체로부터의 발광을 투과하고, 보다 밝게, 순도가 높은 적색 화소를 제공할 수 있다.

상기 (5) 의 조건은, 백라이트가 형광체층 또는 형광체를 포함하는 막을 구조중에 함유하여 이루어지고, 이 형광체층 또는 이 형광체막이, YVO₄:Eu³⁺계 형광체, Y(P,V)O₄:Eu³⁺계 형광체, 및 3.5MgOㆍ0.5MgF₂ㆍGeO₂:Mn ⁴⁺계 형광체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유함으로써 용이하게 달성할 수 있다.

혹은 다른 수법으로서, 상기 형광체를 그 구성요소로서 함유하는 냉음극관 또는/및 열음극관을 사용하는 대신에, 백라이트 중에 적어도 GaAsP계 LED 를 그 구성요소로서 함유함으로써도 용이하게 달성된다.

상기 제1 발명, 제2 발명은 각각 단독으로도 사용할 수 있으나, 녹색 및 적색의 양방의 색순도를 향상시키기 위해, 제1 발명과 제2 발명을 조합하여 사용하는 것이 통상 바람직하다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 TFT 방식의 칼라 액정표시장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2 는 종래의 칼라 액정표시장치에 사용되는 백라이트의 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.

도 3 은 본 발명에 적합한 백라이트 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 4 는 본 발명에 적합한 백라이트 장치의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 5 는 제조예 1 에서 얻어진 백라이트의 상대 발광 스펙트럼이다.

도 6 은 제조예 2 에서 얻어진 백라이트의 상대 발광 스펙트럼이다.

도 7 은 제조예 3 에서 얻어진 백라이트의 상대 발광 스펙트럼이다.

부호의 설명

1 : 냉음극관

2 : 도광판

3 : 광확산시트

4, 10 : 편광판

5, 8 : 유리기판

7 : 액정

9 : 칼라 필터

11 : 도광체

12 : 선형 광원

13 : 리플렉터

14 : 어레이

15 : 조광(調光) 시트

16, 16' : 광취출기구

17 : 반사 시트

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하에 도면을 참조하여 본 발명의 칼라 액정표시장치의 실시형태를 상세하게 설명한다.

[칼라 액정표시장치]

본 발명의 칼라 액정표시장치는, 액정을 이용한 광 셔터와, 이 광 셔터에 대응하는 적어도 적, 녹, 청의 삼색의 색요소를 갖는 칼라 필터와, 투과조명용의 백라이트를 조합하여 구성되는 것으로, 그 구체적인 구성에는 특별히 제한은 없으나, 예를 들면 도 1 에 나타내는 바와 같은 TFT 방식의 칼라 액정표시장치를 들 수 있다.

도 1 은 사이드라이트형 백라이트 장치 및 칼라 필터를 사용한 TFT (박막 트랜지스터) 방식의 칼라 액정표시장치의 일례이다. 이 액정표시장치에 있어서는, 냉음극관 (1) 으로부터의 출사광은 도광판 (2) 에 의해 면광원화되고, 광확산시트 (3) 에 의해 더욱 균일도를 높인 후, 프리즘 시트를 통과후 편광판 (4) 으로 입사된다. 이 입사광은 TFT (6) 에 의해 각 화소마다 편광방향을 컨트롤하고, 칼라 필터 (9) 에 입사된다. 마지막에 편광판 (4) 과는 편광방향이 수직이 되도록 설치된 편광판 (10) 을 지나 관측자에게 도달한다. 여기에서 TFT (6) 의 인가전압에 의해 입사광의 편광방향의 변화 정도가 변화함으로써, 편광판 (10) 을 통과하는 광의 광량이 변화되어, 칼라 화상을 표시할 수 있게 된다. 5, 8 은 투명기판 (유리기판), 7 은 액정이다.

[백라이트 장치]

먼저 이와 같은 칼라 액정표시장치에 사용되는 백라이트 장치의 구성에 대해 설명한다.

본 발명에서 사용되는 백라이트 장치는, 액정패널의 배면에 배치되어, 투과형 또는 반투과형의 칼라 액정표시장치의 배면 광원 수단으로서 사용되는 면형상 광원장치를 가리킨다.

백라이트 장치의 구성으로서는, 냉음극관 또는 열음극관의 어느 일방, 혹은 양방의 조합으로 이루어지는 광원과, 이 광원광을 대략 균일한 면광원으로 변환하는 광균일화수단을 구비하는 방법; 자외선 또는 청색 또는 심청색을 발광하는 LED, 냉음극관, 열음극관, 평면형상 발광소자 중 하나 혹은 2개 이상을 조합하여 이루어지는 광원과, 이 광원광에 의해 가시광을 발광하는 형광체를 기판면에 설치함으로써 가시광으로 변환하는 기능을 갖게 한 기판을 구비하는 방법; 및, 적, 녹, 청의 파장역에 발광하는 3색의 LED 를 조합하는 방법 ; 등을 들 수 있다.

냉음극관, 열음극관, LED 등의 광원의 설치방식으로서는, 액정소자의 배면 바로 아래에 광원을 설치하는 방법 (직하 방식) 이나, 측면에 광원을 설치하고, 아크릴판 등의 투광성의 도광체를 사용하여 광을 면형상으로 변환하여 면광원을 얻는 방법 (사이드라이트 방식) 이 대표적이다. 이 중에서도 박형이면서 휘도분포의 균일성이 우수한 면광원으로서는, 도 3, 4 에 나타내는 바와 같은 사이드라이트 방식이 바람직하고, 현재 가장 널리 실용화되어 있다.

도 3 의 백라이트 장치는, 투광성의 평판으로 이루어지는 기판, 즉 도광체 (11) 의 일측단면 (11a) 에 해당 측단면 (11a) 을 따르도록 선형 광원 (12) 이 설치되고, 이 선형 광원 (12) 을 덮도록 리플렉터 (13) 가 장착되고, 선형 광원 (12) 에 의한 직접광과 리플렉터 (13) 에서 반사된 반사광을, 광입사단면인 일측단면 (11a) 으로부터 도광체 (11) 의 내부에 입사시키는 구성으로 되어 있다. 도광체 (11) 의 일방의 판면 (11b) 은 광출사면으로 되고, 이 광출사면 (11b) 상에는 대략 삼각 프리즘형상의 어레이 (14) 를 형성한 조광 시트 (15) 가, 어레이 (14) 의 정각을 관찰자측을 향하여 설치되어 있다. 도광체 (11) 에 있어서의 광출사면 (11b) 과는 반대측의 판면 (11c) 에는 광산란성 잉크에 의해 다수의 도트 (16a) 를 소정 패턴으로 인쇄형성하여 이루어지는 광취출기구 (16) 가 설치되어 있다. 이 판면 (11c) 측에는 이 판면 (11c) 에 근접하여 반사 시트 (17) 가 설치되어 있다.

도 4 의 백라이트 장치에서는, 대략 삼각 프리즘형상의 프리즘 어레이 (14) 를 형성한 조광 시트 (15) 가, 어레이 (14) 의 정각을 도광체 (11) 의 광출사면 (11b) 측을 향하여 설치되어 있고, 또한, 도광체 (11) 의 광출사면 (11b) 에 상대하는 판면 (11c) 에 설치되는 광취출기구 (16') 는, 각 표면이 조면에 형성되어 있는 조면 패턴 (16b) 으로 구성되어 있다는 점이 도 3 에 나타내는 백라이트 장치와 다르며, 그 외에는 동일한 구성으로 되어 있다.

이와 같은 사이드라이트 방식의 백라이트 장치이면, 경량, 박형이라는 액정표시장치의 특징을 보다 유효하게 도출할 수 있다.

이와 같은 백라이트 장치의 광원으로서는, 일반적으로는 적, 녹, 청의 파장영역, 즉, 580∼700㎚, 500∼550㎚, 400∼480㎚ 의 범위에 발광을 갖는 타입이면 어느 것이나 사용할 수 있다.

본원의 제1 발명에 있어서는, 녹색 화소의 색순도를 높이고, 심도있는 녹색 화상을 재현하기 위해, 녹색의 발광영역으로서 500∼530㎚ 의 상대발광강도 I(λ_n) 가 높은 것이 필요하다.

백라이트가 이와 같은 조건을 만족하도록 하는 방법으로서는, 주발광파장 피크가 적색영역 (610∼700㎚), 녹색영역 (500∼530㎚), 청색영역 (400∼480㎚) 의 범위에 있는 3종 또는 그 이상의 형광체 또는 LED 를 혼합하여 사용하는 방법, 황색 발광하는 형광체와 청색 발광하는 LED 를 조합하는 방법 등에 있어서, 상기 상대발광강도 I(λ_n) 가 얻어지도록 배합비를 조정하는 방법이 있다.

전자의 방법을 예로 들어 설명하면, 제1 발명에 있어서는 적색 영역에 주발광파장을 갖는 형광체로서는 Y₂O₃:Eu계 형광체, Y(P,V)O₄:Eu³⁺계 형광체, 3.5MgOㆍ0.5MgF₂ㆍGeO₂:Mn⁴⁺계 형광체를 들 수 있다. 또한, 여기에서 Y(P,V)O₄:Eu³⁺계 형광체에 있어서는, P 또는 V 중 어느 일방, 또는 그 양방을 사용하고, P 와 V 의 비율에 의해 주발광파장의 미조정이 가능하다.

제1 발명에 있어서 녹색 영역에 주발광파장을 갖는 형광체로서는, LaPO₄:Ce, Tb 형광체, Zn₂SiO₄:Mn 형광체, M^II _1-xEu_xOㆍa(Mg _1-yMn_y)OㆍbAl₂O₃ 형광체 (M^II 는 Ba, Sr 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 원자를 표시하고, a, b, x, y 는 0.8 ≤a ≤1.2, 4.5 ≤b ≤5.5, 0.05 ≤x ≤0.3, 0.02 ≤y ≤0.5 를 만족하는 실수) 를 들 수 있다. 발광파장의 점에서 특히 515㎚ 부근에 주발광파장을 갖는 M^II _1-xEu_xOㆍa(Mg_1-yMn_y)OㆍbAl₂O ₃ 형광체 (M^II 는 Ba, Sr 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 원자를 표시하고, 특히 Ba 가 바람직하게 사용된다. 또한, a, b, x, y 는 0.8 ≤a ≤1.2, 4.5 ≤b ≤5.5, 0.05 ≤x ≤0.3, 0.02 ≤y ≤0.5 를 만족하는 실수) 를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, LED 로서는 GaP계 LED 를 특히 바람직하게 사용할 수 있다.

제1 발명에서 청색 영역에 주발광파장을 갖는 형광체로서는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 형광체, (Sr, Ca, Ba)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu 형광체 또는 (Sr, Ca, Ba, Mg)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu 형광체를 들 수 있다. 청색 영역에 주발광파장을 갖는 LED 로서는, InGaN계 LED, GaN계 LED 를 들 수 있다.

이들 형광체 또는/및 LED 를 화상의 색조를 결정하는 화이트 밸런스를 고려함과 동시에, 상기의 식 (1)∼(3) 을 충족하는 것과 같은 상대발광강도 I(λ_n) 가 얻어지도록 적당한 배합비로 혼합하여 사용한다. 또한, 화이트 밸런스는 통상, 적, 청, 녹의 화소를 전부 점등했을 때의 액정표시소자의 발광색도 및 색온도로 표현되고, 색도가 주광 궤적근방에 있어 색온도가 5000K∼15000K 인 것이 바람직하다.

이와 같은 조건은, 냉음극관의 경우, Y₂O₃:Eu계 형광체, Y(P,V)O₄:Eu³⁺계 형광체, 3.5MgOㆍ0.5MgF₂ㆍGeO₂:Mn⁴⁺계 형광체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 적형광체를 합계 20∼60 중량부, Zn₂SiO₄:Mn 형광체, M^II _1-xEu _xOㆍa(Mg_1-yMn_y)OㆍbAl₂O₃ 형광체 (M^II 는 Ba, Sr 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 원자를 표시하고, a, b, x, y 는 0.8 ≤a ≤1.2, 4.5 ≤b ≤5.5, 0.05 ≤x ≤0.3, 0.02 ≤y ≤0.5 를 만족하는 실수) 에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 녹형광체를 합계 10∼50 중량부, BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 형광체, (Sr, Ca, Ba)₁₀(PO₄) ₆Cl₂:Eu 형광체 또는 (Sr, Ca, Ba, Mg)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu 형광체에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 청색 형광체를 합계 20∼55 중량부 배합함으로써 실현할 수 있다. 한편 LED 의 경우는, 적색을 발광하는 GaAsP계 LED, 녹색을 발광하는 GaP계 LED, 청색을 발광하는 GaN계 LED 의 각 LED 칩을 각각의 개수를 예를 들면 1:2:1 의 비로 배합함으로써 실현가능하다.

제2 발명에 있어서는, 상기 (5) 의 조건을 만족시키기 위해, 적색의 광원에 관해 그 주발광파장이 615∼700㎚ 의 범위, 더욱 바람직하게는 615∼660㎚ 의 범위에 있는 것이 중요하다.

백라이트가 이와 같은 조건을 만족하는 방법으로서는, YVO₄:Eu³⁺계 형광체, Y(P,V)O₄:Eu³⁺계 형광체 및 3.5MgOㆍ0.5MgF₂ㆍGeO₂:Mn⁴⁺계 형광체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상, 또는 GaAsP계 LED 를 사용하는 방법을 들 수 있다. 또한, 여기에서 Y(P,V)O₄:Eu³⁺계 형광체에 있어서는 P 또는 V 중 어느 일방 또는 그 양방을 사용하여, P 와 V 의 비율에 의해 주발광파장의 미조정이 가능하고, 본 발명에 있어서는 어느 경우에나 적용가능하다.

한편, 녹색, 청색의 광원에 대해서는 특별히 제한은 없고, 그 주발광파장이 녹색이면 파장영역 500∼550㎚, 청색이면 파장영역 400∼500㎚ 의 범위이면 어느 것이나 사용할 수 있다. 구체예를 들면 녹색광원의 경우, Zn₂SiO₄:Mn 형광체, M^II _1-xEu_xOㆍa(Mg_1-yMn_y)OㆍbAl₂O₃ 형광체 (M^II 는 Ba, Sr 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 원자를 표시하고, a, b, x, y 는 0.8 ≤a ≤1.2, 4.5 ≤b ≤5.5, 0.05 ≤x ≤0.3, 0.02 ≤y ≤0.5 를 만족하는 실수), GaP계 LED, 청색광원의 경우, BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 형광체, (Sr, Ca, Ba)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu 형광체 또는 (Sr, Ca, Ba, Mg)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu 형광체, InGaN계 LED 등을 들 수 있다.

특히 NTSC비 90% 이상의 초고색순도 타입의 칼라 액정표시장치를 제조하는 경우는, 제1 발명의 상기 (1) 의 조건을 충족하도록, 주발광파장이 녹색광원 500∼530㎚ 인 범위, 청색광원 400∼450㎚ 범위에 있는 것이 바람직하다.

백라이트로서는 제1 발명과 동일하게, 상술한 바와 같은 3종 또는 그 이상의 형광체 혹은 LED 혹은 형광체와 LED 의 양방을, 화이트 밸런스를 고려함과 동시에, 상기의 식 (5), (6) 을 충족하는 상대발광강도 I(λ_n) 가 얻어지도록 적당하게 조합하여 사용한다. 또한, 화이트 밸런스는 통상 적, 녹, 청의 화소를 전부 점등했을 때의 액정표시소자의 발광색도 및 색온도로 표현되고, 색도가 주광궤적 근방에 있고 색온도가 5000K∼15000K 인 것이 바람직하다.

이와 같은 조건은, 냉음극관의 경우, Y(P,V)O₄:Eu³⁺계 형광체, 3.5MgOㆍ0.5MgF₂ㆍGeO₂:Mn⁴⁺계 형광체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 적색 형광체를 합계 20∼60 중량부, LaPO₄:Ce,Tb 형광체, Zn₂SiO₄:Mn 형광체, M^II _1-xEu_xOㆍa(Mg_1-yMn_y)OㆍbAl₂O₃ 형광체 (M^II 는 Ba, Sr 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 원자를 표시하고, a, b, x, y 는 0.8 ≤a ≤1.2, 4.5 ≤b ≤5.5, 0.05 ≤x ≤0.3, 0.02 ≤y ≤0.5 를 만족하는 실수) 에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 녹색 형광체를 합계 10∼50 중량부, BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 형광체, (Sr, Ca, Ba)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu 형광체 또는 (Sr, Ca, Ba, Mg)₁₀(PO ₄)₆Cl₂:Eu 형광체에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 청색 형광체를 합계 20∼55 중량부 배합함으로써 실현할 수 있다. 한편 LED 의 경우는, 적색을 발광하는 GaAsP계 LED, 녹색을 발광하는 GaP계 LED, 청색을 발광하는 GaN계 LED 의 각 LED 칩을 각각의 개수를 예를 들면 1:2:1 의 비로 배합함으로써 실현가능하다.

[칼라 필터]

다음으로 칼라 필터에 대해 설명한다.

칼라 필터는 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법 등에 의해 유리 등의 투명기판 상에 적, 녹, 청 등의 미세한 화소를 형성한 것이다. 이들 화소 사이로부터의 광의 누설을 차단하고, 보다 고품위인 화상을 얻기 위해, 대부분의 경우, 화소간에 블랙 매트릭스라 불리는 차광 패턴이 형성된다.

염색법에 의한 칼라 필터는 젤라틴이나 폴리비닐알코올 등에 감광제로서 중크롬산염을 혼합한 감광성 수지에 의해 화상을 형성한 후, 염색하여 제조된다. 인쇄법에 의한 칼라 필터는, 스크린 인쇄 또는 프렉소 인쇄 등의 방법으로, 열경화 또는 광경화 잉크를 유리 등의 투명기판에 전사하여 제조된다. 전착법에서는 안료 또는 염료를 함유한 욕에 전극을 형성한 유리 등의 투명기판을 담가, 전기영동에 의해 칼라 필터를 형성시킨다. 안료분산법에 의한 칼라 필터에 감광성 수지에 안료 등의 색재를 분산 또는 용해한 조성물을 유리 등의 투명기판 상에 도포하여 도막을 형성하고, 이것에 포토마스크를 통해 방사선 조사에 의한 노광을 실행하고, 미노광부를 현상처리에 의해 제거하여 패턴을 형성하는 것이다. 이들 방법 외에도 색재를 분산 또는 용해한 폴리이미드계 수지 조성물을 도포하여 에칭법에 의해 화소 화상을 형성하는 방법, 색재를 포함하여 이루어지는 수지 조성물을 도포한 필름을 투명기판에 부착하여 박리하여 화상노광, 현상하여 화소 화상을 형 성하는 방법, 인젝션 프린터에 의해 화소 화상을 형성하는 방법 등에 의해서도 제조할 수 있다.

최근의 액정표시소자용 칼라 필터의 제조에서는, 생산성이 높고, 또한, 미세가공성이 우수한 점에서, 안료분산법이 주류가 되고 있으나, 본 발명에 관련되는 칼라 필터는 상기 어느 제조방법에서나 적용가능하다.

블랙 매트릭스의 형성방법으로서는 유리 등의 투명기판 상에 크롬 및/또는 산화크롬의 (단층 또는 적층) 막을 스퍼터 등 방법으로 전체면에 형성시킨 후 칼라 화소의 부분만 에칭에 의해 제거하는 방법, 차광성분을 분산 또는 용해시킨 감광성 조성물을 유리 등의 투명기판 상에 도포하여 도막을 형성하고, 이것에 포토마스크를 통해 방사선 조사에 의한 노광을 실행하고, 미노광부를 현상처리에 의해 제거하여 패턴을 형성하는 방법 등이 있다.

[칼라 필터용 조성물]

다음으로 칼라 필터를 제조하기 위한 원료에 대해 최근 주류인 안료분산법을 예시하여 설명한다.

안료분산법에 있어서는 상술한 바와 같이 감광성 수지에 안료 등의 색재를 분산한 조성물 (이하 「칼라 필터용 조성물」이라고 함) 을 사용한다. 이 칼라 필터용 조성물은, 일반적으로 감광성성분으로서 (a) 바인더 수지 및/또는 (b) 단량체, (c) 광중합개시계, (d) 색재, (e) 그 외의 성분을 용매에 용해 또는 분산하여 이루어지는, 칼라 필터용의 감광성 착색 수지 조성물이다.

이하에 각 구성성분에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 있어서 「(메타)아크릴」, 「(메타)아크릴레이트」「(메타)아크릴로」는 각각 「아크릴 또는 메타크릴」「아크릴레이트 또는 메타크릴레이트」「아크릴로 또는 메타크릴로」를 나타낸다.

(a) 바인더 수지

바인더 수지를 단독으로 사용하는 경우는, 목적하는 화상 형성성이나 성능, 채용하고자 하는 제조방법 등을 고려하여, 그것에 적합한 것을 적절하게 선택한다. 바인더 수지를 후술하는 단량체와 병용하는 경우는, 칼라 필터용 조성물의 개질, 광경화후의 물성 개선을 위해 바인더 수지를 첨가하게 된다. 따라서 이 경우는, 상용성, 피막형성성, 현상성, 접착성 등의 개선목적에 따라, 바인더 수지를 적절하게 선택하게 된다.

통상 사용되는 바인더 수지로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산에스테르, (메타)아크릴아미드, 말레산, (메타)아크릴로니트릴, 스티렌, 아세트산비닐, 염화비닐리덴, 말레이미드 등의 단독 혹은 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 아세틸셀룰로오스, 노볼락수지, 레졸수지, 폴리비닐페놀 또는 폴리비닐부티랄 등을 들 수 있다.

이들 바인더 수지 중에서 바람직한 것은 측쇄 또는 주쇄에 카르복실기 또는 페놀성 수산기를 함유하는 것이다. 이들 관능기를 갖는 수지를 사용하면 알칼리 용액에서의 현상이 가능해진다. 그 중에서도 바람직한 것은 고알칼리 현상성이다. 카르복실기를 갖는 수지, 예를 들면 아크릴산(공)중합체, 스티렌/무수 말레산수지, 노볼락에폭시아크릴레이트의 산무수물 변성수지 등이다.

특히 바람직한 것은, (메타)아크릴산 또는 카르복실기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르를 함유하는 (공)중합체 (본 명세서에서는 이들을 「아크릴계 수지」라고 함) 이다. 즉, 이 아크릴계 수지는 현상성, 투명성이 우수하고, 또한, 각종 모노머를 선택하여 각종 공중합체를 얻는 것이 가능하기 때문에, 성능 및 제조방법을 제어하기 쉬운 점에서 바람직하다.

아크릴계 수지로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산 및/또는 숙신산 (2-(메타)아크릴로일옥시에틸)에스테르, 아디프산(2-아크릴로일옥시에틸)에스테르, 프탈산(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)에스테르, 헥사히드로프탈산(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)에스테르, 말레산(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)에스테르, 숙신산(2-(메타)아크릴로일옥시프로필)에스테르, 아디프산(2-(메타)아크릴로일옥시프로필)에스테르, 헥사히드로프탈산(2-(메타)아크릴로일옥시프로필)에스테르, 프탈산(2-(메타)아크릴로일옥시프로필)에스테르, 말레산(2-(메타)아크릴로일옥시프로필)에스테르, 숙신산(2-(메타)아크릴로일옥시부틸)에스테르, 아디프산(2-메타)아크릴로일옥시부틸)에스테르, 헥사히드로프탈산(2-(메타)아크릴로일옥시부틸)에스테르, 프탈산(2-(메타)아크릴일록시부틸)에스테르, 말레산(2-(메타)아크릴로일옥시부틸)에스테르 등의, 히드록시알킬(메타)아크릴레이트에 (무수)숙신산, (무수)프탈산, (무수)말레산 등의 산 (무수물) 을 부가시킨 화합물을 필수성분으로 하고, 필요에 따라 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 스티렌계 모노머 ; 계피산, 말레산, 푸마르산, 무수말레산, 이타콘산 등의 불포화기 함유 카르복실산 ; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 히드록시페닐(메타)아크릴레이트, 메톡시페닐(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산의 에스테르 ; (메타)아크릴산에 ε-카프로락톤, β-프로피오락톤, γ-부틸로락톤, δ-발레로락톤 등의 락톤류를 부가시킨 것인 화합물 ; 아크릴로니트릴 ; (메타)아크릴아미드, N-메틸롤아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-메타크릴로일모르폴린, N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸아크릴아미드 등의 아크릴아미드 ; 아세트산비닐, 바사틱산비닐, 프로피온산비닐, 계피산비닐, 피발린산비닐 등의 산비닐 등, 각종 모노머를 공중합시킴으로써 얻어지는 수지를 들 수 있다.

또한, 도막의 강도를 올리는 목적에서, 스티렌, α-메틸스티렌, 벤질(메타)아크릴레이트, 히드록시페닐(메타)아크릴레이트, 메톡시페닐(메타)아크릴레이트, 히드록시페닐(메타)이크릴아미드, 히드록시페닐(메타)아크릴술포아미드 등의 페닐기를 갖는 모노머를 10∼98몰%, 바람직하게는 20∼80 몰%, 보다 바람직하게는 30∼70몰%와, (메타)아크릴산, 또는 숙신산(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)에스테르, 아디프산(2-아크릴로일옥시에틸)에스테르, 프탈산(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)에스테르, 헥사히드로프탈산(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)에스테르, 말레산(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)에스테르 등의 카르복실기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 단량체를 2∼90몰%, 바람직하게는 20∼80 몰%, 보다 바람직하게는 30∼70몰%의 비율로 공중합시킨 아크릴계 수지도 바람직하게 사용된다.

또한, 이들 수지는, 측쇄에 에틸렌성 이중결합을 갖고 있는 것이 바람직하다. 측쇄에 이중결합을 갖는 바인더 수지를 사용함으로써, 얻어지는 칼라 필터용 조성물의 광경화성이 높아지기 때문에, 해상성, 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다.

바인더 수지에 에틸렌성 이중결합을 도입하는 수단으로서는, 예를 들면 일본 특허공보 소50-34443호, 일본 특허공보 소50-34444호 등에 기재된 방법, 즉 수지가 갖는 카르복실기에, 글리시딜기나 에폭시시클로헥실기와 (메타)아크릴로일기를 겸비하는 화합물을 반응시키는 방법이나, 수지가 갖는 수산기에 아크릴산플로라이드 등을 반응시키는 방법을 들 수 있다.

예를 들면, (메타)아크릴산글리시딜, 알릴글리시딜에테르, α-에틸아크릴산글리시딜, 크로토닐글리시딜에테르, (이소)크로톤산글리시딜에테르, (3,4-에폭시시클로헥실)메틸(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산클로라이드, (메타)아크릴클로라이드 등의 화합물을, 카르복실기나 수산기를 갖는 수지에 반응시킴으로써, 측쇄에 에틸렌성 이중결합기를 갖는 바인더 수지를 얻을 수 있다. 특히 (3,4-에폭시시클로헥실)메틸(메타)아크릴레이트와 같은 지환식 에폭시 화합물을 반응시킨 것이 바인더 수지로서 바람직하다.

이와 같이 미리 카르복실산기 또는 수산기를 갖는 수지에 에틸렌성 이중결합을 도입하는 경우는, 수지의 카르복실기나 수산기의 2∼50몰%, 바람직하게는 5∼40 몰%에 에틸렌성 이중결합을 갖는 화합물을 결합시키는 것이 바람직하다.

이들 아크릴계 수지의 GPC 로 측정한 중량평균분자량의 바람직한 범위는 1,000∼100,000 이다. 중량평균분자량이 1,000 미만이면 균일한 도막을 얻는 것이 어렵고, 또한, 100,000 을 초과하면 현상성(現像性)이 저하되는 경향이 있다. 또한, 카르복실시의 바람직한 함유량의 범위는 산가로 5∼200이다. 산가가 5 미만이면 알칼리 현상액에 용해되지 않게 되고, 또한, 200 을 초과하면 감도가 저하되는 경우가 있다.

이들의 바인더 수지는 칼라 필터용 조성물의 전체 고형분중, 통상 10∼80 중량%, 바람직하게는 20∼70 중량% 의 범위에서 함유된다.

(b) 단량체

단량체로서는 중합가능한 저분자 화합물이면 특별히 제한은 없으나, 에틸렌성 이중결합을 적어도 하나 갖는 부가중합 가능한 화합물 (이하 「에틸렌성 화합물」이하고 함) 이 바람직하다. 에틸렌성 화합물이란 칼라 필터용 조성물이 활성광선의 조사를 받은 경우, 후술하는 광중합 개시계의 작용에 의해 부가중합하고, 경화하는 것과 같은 에틸렌성 이중결합을 갖는 화합물이다. 또한, 본 발명에 있어서의 단량체는, 소위 고분자물질에 상대되는 개념을 의미하고, 협의의 단량체 이외에 이량체, 삼량체, 올리고머도 함유하는 개념을 의미한다.

에틸렌성 화합물로서는, 예를 들면 불포화 카르복실산, 불포화 카르복실산과 모노히드록시 화합물과의 에스테르, 지방족 폴리히드록시 화합물과 불포화 카르복실산과의 에스테르, 방향족 폴리히드록시 화합물과 불포화 카르복실산의 에스테르, 불포화 카르복실산과 다가 카르복실산 및 상술한 지방족 폴리히드록시 화합물, 방향족 폴리히드록시 화합물 등의 다가 히드록시 화합물과의 에스테르화 반응에 의해 얻어지는 에스테르, 폴리이소시아네이트 화합물과 (메타)아크릴로일 함유 히드록시 화합물을 반응시킨 우레탄 골격을 갖는 에틸렌성 화합물 등을 들 수 있다.

불포화 카르복실산류로서는 예를 들면 (메타)아크릴산, (무수)말레산, 크로톤산, 이타콘산, 푸마르산, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸숙신산, 2-아크릴로일옥시에틸아디프산, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸프탈산, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸헥사히드로프탈산, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸말레산, 2-(메타)아크릴로일옥시프로필숙신산, 2-(메타)아크릴로일옥시프로필아디프산, 2-(메타)아크릴로일옥시프로필히드로프탈산, 2-(메타)아크릴로일옥시프로필프탈산, 2-(메타)아크릴로일옥시프로필말레산, 2-(메타)아크릴로일옥시부틸숙신산, 2-(메타)아크릴로일옥시부틸아디프산, 2-(메타)아크릴로일옥시부틸히드로프탈산, 2-(메타)아크릴로일옥시부틸프탈산, 2-(메타)아크릴로일옥시부틸말레산, (메타)아크릴산에 ε-카프로락톤, β-프로피오락톤, γ-부틸로락톤, δ-발레로락톤 등의 락톤류를 부가시킨 것인 모노머, 혹은 히드록시알킬(메타)아크릴레이트에 (무수)숙신산, (무수)프탈산, (무수)말레산 등의 산(무수물) 을 부가시킨 모노머 등을 들 수 있다. 그 중에서도 바람직한 것은, (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸숙신산이고, 더욱 바람직한 것은 (메타)아크릴산이다. 이들은 복수종 사용할 수도 있다.

지방족 폴리히드록시 화합물과 불포화 카르복실산의 에스테르로서는 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리아 크릴레이트, 트리메틸롤에탄트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨디아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 글리세롤아크릴레이트 등의 아크릴산에스테르를 들 수 있다. 또한, 이들 아크릴레이트의 아크릴산 부분을, 메타크릴산 부분에 부여한 메타크릴산에스테르, 이타콘산 부분 대신에 이타콘산에스테르, 크로톤산 부분 대신에 크로톤산에스테르, 또는 말레산 부분 대신에 말레산에스테르 등을 들 수 있다.

방향족 폴리히드록시 화합물과 불포화 카르복실산의 에스테르로서는, 하이드로퀴논디아크릴레이트, 하이드로퀴논디메타크릴레이트, 레졸신디아크릴레이트, 레졸신디메타크릴레이트, 피로갈롤트리아크릴레이트 등을 들 수 있다.

불포화 카르복실산과 다가 카르복실산 및 다가 히드록시 화합물의 에스테르화 반응에 의해 얻어지는 에스테르는 반드시 단일물은 아니고, 혼합물일 수도 있다. 대표예로서는 아크릴산, 프탈산 및 에틸렌글리콜의 축합물, 아크릴산, 말레산 및 디에틸렌글리콜의 축합물, 메타크릴산, 테레프탈산 및 펜타에리스리톨의 축합물, 아크릴산, 아디프산, 부탄디올 및 글리세린의 축합물 등을 들 수 있다.

폴리이소시아네이트 화합물과 (메타)아크릴로일기 함유 히드록시 화합물을 반응시킨 우레탄 골격을 갖는 에틸렌성 화합물로서는, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트 ; 시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 지환식 디이소시아네이트 ; 트릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이 트 등과, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 3-히드록시(1,1,1-트리아크릴로일옥시메틸)프로판, 3-히드록시(1,1,1-트리메타크릴로일옥시메틸)프로판 등의 (메타)아크릴로일기 함유 히드록시 화합물과의 반응물을 들 수 있다.

그 외 본 발명에 사용되는 에틸렌성 화합물의 예로서는, 에틸렌 비스아크릴아미드 등의 아크릴아미드류 ; 프탈산 디알릴 등의 알릴에스테르류 ; 디비닐프탈레이트 등의 비닐기 함유 화합물 등도 유용하다.

이들 에틸렌성 화합물의 배합비율은, 칼라 필터용 조성물의 전체 고형분중 통상 10∼80 중량%, 바람직하게는 20∼70 중량% 이다.

(c) 광중합개시계(光重合開始系)

칼라 필터용 조성물이 (b) 단량체로서 에틸렌성 화합물을 함유하는 경우에는, 광을 직접 흡수하거나, 혹은 광증감되어 분해반응 또는 수소인발반응을 일으켜, 중합활성 라디칼을 발생하는 기능을 갖는 광중합개시계가 필요하다.

광중합개시계는 중합개시제에 가속제 등의 부가제를 병용하는 계로 구성된다. 중합개시제로서는 예를 들면 일본 공개특허공보 소59-152396호, 일본 공개특허공보 소61-151197호에 기재된 티타노센 화합물을 함유하는 메타로센 화합물이나, 일본 공개특허공보 평10-39503호에 기재된 2-(2'-클로로페닐)-4,5-디페닐이미다졸 등의 헥사아릴비이미다졸 유도체, 할로메틸-s-트리아진 유도체, N-페닐글리신 등의 N-아릴-α-아미노산류, N-아릴-α-아미노산염류, N-아릴-α-아미노산에스테르류 등의 라디칼 활성제를 들 수 있다. 가속제로서는 예를 들면 N,N-디메틸아미 노벤조산에틸에스테르 등의 N,N-디알킬아미노벤조산알킬에스테르, 2-메르캅토벤조티아졸, 2-메르캅토벤조옥사졸, 2-메르캅토벤조이미다졸 등의 복소환을 갖는 메르캅토 화합물 또는 지방족 다관능 메르캅토 화합물 등이 사용된다. 중합개시제 및 부가제는, 각각 복수의 종류를 조합할 수도 있다.

광중합개시계의 배합비율은, 본 발명의 조성물의 전체고형분 중 통상 0.1∼30 중량%, 바람직하게는 0.5∼20 중량%, 더욱 바람직하게는 0.7∼10 중량% 이다. 이 배합비율이 현저하게 낮으면 감도저하를 일으키고, 반대로 현저하게 높으면 미노광부분의 현상액에 대한 용해성이 저하되어, 현상불량을 유기시키기 쉽다.

(d) 색재(色材)

색재로서는, 백라이트로부터의 광을 가능한 한 효율적으로 이용하기 위해, 적, 녹, 청의 백라이트의 발광파장에 맞추어, 각각의 화소에 있어어의 해당 형광체의 발광파장에서의 투과율을 가능한 한 높게 하고, 그 외의 발광파장에서의 투과율을 가능한 한 낮게 하도록 선택할 필요가 있다.

본원의 제1 발명에서는, 색재의 선택에 있어서는, 적색 화소이면 적색 형광체의 주발광파장λ_R 에 있어서의 백라이트로부터의 전체발광강도로 규격화한 상대발광강도 I(λ_R) 와 적색 칼라 필터의 분광투과율 T^R(λ_R) 의 곱, I(λ_R) ×T^R(λ_R) 가 통상 0.01 이상, 바람직하게는 0.05 이상, 또한, 녹의 형광체의 주발광파장 λ_G 및 그 반치폭을 Δλ_G로 했을 때, λ_G - Δλ_G/2 < λ_n< λ_G + Δλ_G/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^R(λ_n) 이 통상 0.001 이하, 바람직하게는 0.005 이하, 또한, 청색 형광체의 주발광파장 λ_B 및 그 반치폭을 Δλ_B로 했을 때, λ_B - Δλ_B/2 < λ_n < λ_B + Δλ_B/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^R(λ_n) 이 통상 0.001 이하, 바람직하게는 0.0005 이하가 되도록 색재를 선택하는 것이 바람직하다 (I(λ_n) 은 파장 λ_n 에 있어서의 백라이트로부터의 전체발광강도로 규격화된 상대발광강도, T^R(λ_n) 은 파장 λ_n의 적색 칼라 필터의 분광투과율임). 또한, I(λ_R) ×T^R(λ_R) 은 통상 0.9 이하이고, 바람직하게는 0.8 이하이다. λ_G- Δλ_G/2 < λ_n< λ_G + Δλ_G/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^R(λ_n) 은 통상 1×10^-8 이상이다. λ_B - Δλ_B/2 < λ_n < λ_B + Δλ_B/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^R(λ_n) 은 통상 1×10^-8 이상이다.

마찬가지로 녹색 화소이면, 녹색 형광체의 주발광파장 λ_G 에 있어서의 백라이트로부터의 전체발광강도에서 규격화된 상대발광강도 I(λ_G) 와 녹색 칼라 필터의 분광투과율 T^G(λ_G) 의 곱, I(λ_G) ×T^G(λ_G) 가 0.01 이상, 바람직하게는 0.015 이상, 또한, λ_R - Δλ_R/2 < λ_n < λ_R + Δλ_R/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^G(λ_n) 이 통상 0.01 이하, 바람직하게는 0.005 이하, 또한, λ_B - Δλ_B/2 < λ_n < λ_B + Δλ_B/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^G(λ_n) 이 통상 0.001 이하, 바람직하게는 0.0001 이하가 되도록 색재를 선택하는 것이 바람직하다 (T^G(λ_n) 은 파장 λ_n의 녹색 칼라 필터의 분광투과율임). 또한, I(λ_G) ×T^G(λ_G) 은 통상 0.9 이하이고, 바람직하게는 0.8 이하이다. λ_R - Δλ_R/2 < λ_n< λ_R + Δλ_R/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^G(λ_n) 은 통상 1 ×10^-8 이상이다. λ_B - Δλ_B/2 < λ_n < λ_B + Δλ_B/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^G(λ_n) 은 통상 1 ×10^-8 이상이다.

녹색 화소로서 이와 같은 색재를 선택함으로써, 상술한 조건 (1)∼(3) 을 충족시키는 것이 가능하다.

동일하게 청색 화소이면, 청색 형광체의 주발광파장 λ_B 에 있어서의 백라이트로부터의 전체발광강도에서 규격화된 상대발광강도 I(λ_B) 와 청색 칼라 필터의 분광투과율 T^B(λ_B) 의 곱, I(λ_B) ×T^B(λ_B) 가 통상 0.01 이상, 바람직하게는 0.015 이상, 또한, λ_R - Δλ_R/2 < λ_n < λ_R + Δλ_R/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^B(λ_n) 이 통상 0.0001 이하, 또한, λ_G - Δλ_G/2 < λ_n < λ_G + Δλ_G/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^B(λ_n) 이 통상 0.03 이하, 바람직하게는 0.02 이하가 되도록 색재를 선택하는 것이 바람직하다 (T^B(λ_n) 은 파장 λ_n의 청색 칼라 필터의 분광투과율임). 또한, I(λ_B) ×T^B(λ_B) 은 통상 0.9 이하, 바람직하게는 0.8 이하이다. λ_R - Δλ_R/2 < λ_n < λ_R + Δλ_R/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^B(λ_n) 은 통상 1 ×10^-8 이상이다. λ_G - Δλ_G/2 < λ_n< λ_G + Δλ_G/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^B(λ_n) 은 통상 1 ×10^-8 이상이다.

제2 발명에 있어서는, 색재의 선택에 있어서는, 적색 화소이면 적색 형광체의 주발광파장 λ_R 에 있어서의 백라이트로부터의 전체발광강도에서 규격화된 상대발광강도 I(λ_R) 와 적색 칼라 필터의 분광투과율 T^R(λ_R) 의 곱, I(λ_R) ×T^R(λ_R) ≥0.01, 바람직하게는 I(λ_R) ×T^R(λ_R) ≥0.05 이고, 또한, 녹색 형광체로서 일반적으로 사용되는 Tb계의 형광체로부터의 파장 585㎚ 에서의 부발광을 효율적으로 커트할 수 있도록, λ= 585㎚ 에 있어서 I(λ_n) ×T^R(λ_n) < 0.007, 바람직하게는 I(λ_n) ×T^R(λ_n) ≤0.005 가 되도록 한다. 또한, I(λ_R) 은 통상 0.01∼0.9, 바람직하게는 0.01∼0.2 의 범위이고, T^R(λ_R) 은 0.6∼0.99 의 범위이고, 파장 615㎚ 내지 700㎚ 의 범위에 있어서, T^R(λ_n)/T^R(585) > 8, 특히 T^R(λ_n)/T^R(585) > 10 인 것이 바람직하다. 또한, I(λ_R) ×T^R(λ_R) 은 통상 0.9 이하, 바람직하게는 0.8 이하이다. 통상 λ= 585㎚ 에 있어서 1 ×10^-8< I(λ_n) ×T^R(λ_n) 이다.

또한, 녹색 형광체의 주발광파장 λ_G 및 그 반치폭을 Δλ_G로 했을 때, λ_G - Δλ_G/2 < λ_n< λ_G + Δλ_G/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^R(λ_n) 이 통상 0.005 이하, 바람직하게는 0.001 이하, 또한, 청색 형광체의 주발광파장 λ_B 로 및 그 반치폭을 Δλ_B로 했을 때, λ_B - Δλ_B/2 < λ_n < λ_B + Δλ_B/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^R(λ_n) 이 통상 0.005 이하, 바람직하게는 0.001 이하가 되도록 색재를 선택하는 것이 바람직하다 (I(λ_n) 은 파장 λ_n 에 있어서의 백라이트로부터의 전체발광강도에서 규격화된 상대발광강도, T^R(λ_n) 은 동 파장 λ_n 의 적색 칼라 필터의 분광투과율임). 또한, λ_G - Δλ_G/2 < λ_n < λ_G + Δλ_G/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^R(λ_n) 은 통상 1 ×10^-8 이상이다. λ_B - Δλ_B/2 < λ_n < λ_B + Δλ_B/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^R(λ_n) 은 통상 1 ×10^-8 이상이다.

마찬가지로, 녹색 화소이면, 녹색 형광체의 주발광파장 λ_G 에 있어서의 백라이트로부터의 전체발광강도에서 규격화된 상대발광강도 I(λ_G) 와 녹색 칼라 필터의 분광투과율 T^G(λ_G) 의 곱, I(λ_G) ×T^G(λ_G) 가 통상 0.01 이상, 바람직하게는 0.015 이상, 또한, λ_R - Δλ_R/2 < λ_n < λ_R + Δλ_R/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^G(λ_n) 이 통상 0.01 이하, 바람직하게는 0.005 이하, 또한, λ_B - Δλ_B/2 < λ_n < λ_B + Δλ_B/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^G(λ_n) 이 통상 0.005 이하, 바람직하게는 0.001 이하가 되도록 색재를 선택하는 것이 바람직하다 (T^G(λ_n) 은 파장 λ_n의 녹색 칼라 필터의 분광투과율임). 또한, I(λ_G) ×T^G(λ_G) 은 통상 0.9 이하, 바람직하게는 0.8 이하이다. λ_R - Δλ_R/2 < λ_n< λ_R + Δλ_R/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^G(λ_n) 은 통상 1 ×10^-8 이상이다. λ_B - Δλ_B/2 < λ_n< λ_B + Δλ_B/2 의 파장범위에 있어서 I(λ_n) ×T^G(λ_n) 은 통상 1 ×10^-8 이상이다.

녹색 화소로서 이와 같은 색재를 선택함으로써, 상술한 제1 발명의 조건 (1)∼(3) 을 만족하는 것이 가능하다.

동일하게 청색 화소이면 제1 발명과 동일한 색재를 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 색재로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고 상기 조건을 만족하도록 적절하게 선택된다. 색재로서는 유기안료, 무기안료, 염료, 천연색소 등이 있으나, 내열성, 내광성의 관점에서는 유기안료가 바람직하고, 필요에 따라 2종류 이상의 안료를 조합할 수도 있다.

안료로서는 아조계, 프탈로시아닌계, 퀴나크리돈계, 벤즈이미다졸론계, 이소인돌린계, 디옥사진계, 인다스론계, 페릴렌계, 디케토피롤로피롤계 등의 유기안료에 추가하여, 각종 무기안료도 이용가능하다.

구체적으로 예를 들면 하기에 나타내는 피그먼트 넘버의 안료를 사용할 수 있다. 또한, 이하에 드는 「C.I. 피그먼트 레드 2」등의 용어는, 칼라 인덱스 (C.I) 를 의미한다.

적색 색재 : C.I. 피그먼트 레드 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 22, 23, 31, 32, 37, 38, 41, 47, 48, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49, 49:1, 49:2, 50:1, 52:1, 52:2, 53, 53:1, 53:2, 53:3, 57, 57:1, 57:2, 58:4, 60, 63, 63:1, 63:2, 64, 64:1, 68, 69, 81, 81:1, 81:2, 81:3, 81:4, 83, 88, 90:1, 101, 101:1, 104, 108, 108:1, 109, 112, 113, 114, 122, 123, 144, 146, 147, 149, 151, 166, 168, 169, 170, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 181, 184, 185, 187, 188, 190, 193, 194, 200, 202, 206, 207, 208, 209, 210, 214, 216, 220, 221, 224, 230, 231, 232, 233, 235, 236, 237, 238, 239, 242, 243, 245, 247, 249, 250, 251, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 262, 263, 264, 265, 266, 267, 268, 269, 270, 271, 272, 273, 274, 275, 276

청색 색재 : C.I. 피그먼트 블루 1, 1:2, 9, 14, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 17, 19, 25, 27, 28, 29, 33, 35, 36, 56, 56:1, 60, 61, 61:1, 62, 63, 66, 67, 68, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 78, 79

녹색 색재 : C.I. 피그먼트 그린 1, 2, 4, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 26, 36, 45, 48, 50, 51, 54, 55

황색 색재 : C.I. 피그먼트 옐로우 1, 1:1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 31, 32, 34, 35, 35:1, 36, 36:1, 37, 37:1, 40, 41, 42, 43, 48, 53, 55, 61, 62, 62:1, 63, 65, 73, 74, 75, 81, 83, 87, 93, 94, 95, 97, 100, 101, 104, 105, 108, 109, 110, 111, 116, 119, 120, 126, 127, 127:1, 128, 129, 133, 134, 136, 138, 139, 142, 147, 148, 150, 151, 153, 154, 155, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 172, 173, 174, 175, 176, 180, 181, 183, 184, 185, 188, 189, 190, 191, 191:1, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199, 200, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208

오렌지 색재 : C.I. 피그먼트 오렌지 1, 2, 5, 13, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 34, 36, 38, 39, 43, 46, 48, 49, 61, 62, 64, 65, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 77, 78, 79

바이올렛 색재 : C.I. 피그먼트 바이올렛 1, 1:1, 2, 2:2, 3, 3:1, 3:3, 5, 5:1, 14, 15, 16, 19, 23, 25, 27, 29, 31, 32, 37, 39, 42, 44, 47, 49, 50

브라운 색재 : C.I. 피그먼트 브라운 1, 6, 11, 22, 23, 24, 25, 27, 29, 30, 31, 33, 34, 35, 37, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45

흑색 색재 : C.I. 피그먼트 블랙 1, 31, 32

물론 기타 색재를 사용할 수도 있다.

염료로서는 아조계 염료, 안트라퀴논계 염료, 프탈로시아닌계 염료, 퀴논이민계 염료, 퀴놀린계 염료, 니트로계 염료, 카르보닐계 염료, 메틴계 염료 등을 들 수 있다.

아조계 염료로서는 예를 들면, C.I. 어시드 옐로우 11, C.I. 어시드 오렌지 7, C.I. 어시드 레드 37, C.I. 어시드 레드 180, C.I. 어시드 블루 29, C.I. 다이렉트 레드 28, C.I. 다이렉트 레드 83, C.I. 다이렉트 옐로우 12, C.I. 다이렉트 오렌지 26, C.I. 다이렉트 그린 28, C.I. 다이렉트 그린 59, C.I. 리액티브 옐로우 2, C.I. 리액티브 레드 17, C.I. 리액티브 레드 120, C.I. 리액티브 블랙 5, C.I. 디스퍼스 오렌지 5, C.I. 디스퍼스 레드 58, C.I. 디스퍼스 블루 165, C.I. 베이식 블루 41, C.I. 베이식 레드 18, C.I. 모르단트 레드 7, C.I. 모르단트 옐로우 5, C.I. 모르단트 블랙 7 등을 들 수 있다.

안트라퀴논계 염료로서는 예를 들면 C.I. 배트 블루 4, C.I. 어시드 블루 40, C.I. 어시드 그린 25, C.I. 리액티브 블루 19, C.I. 리액티브 블루 49, C.I. 디스퍼스 레드 60, C.I. 디스퍼스 블루 56, C.I. 디스퍼스 블루 60 등을 들 수 있다.

이 외에, 프탈로시아닌계 염료로서, 예를 들면 C.I. 패트 블루 5 등이, 퀴논이민계 염료로서 예를 들면 C.I. 베이식 블루 3, C.I. 베이식 블루 9 등이, 퀴놀린계 염료로서 예를 들면 C.I. 솔벤트 옐로우 33, C.I. 어시드 옐로우 3, C.I. 디스퍼스 옐로우 64 등이, 니트로계 염료로서 예를 들면 C.I. 어시드 옐로우 1, C.I. 어시드 오렌지 3, C.I. 디스퍼스 옐로우 42 등을 들 수 있다.

그 외에, 칼라 필터용 조성물에 사용할 수 있는 색재로서는, 무기색재, 예를 들면 황산바륨, 황산납, 산화티탄, 황색납, 벵가라, 산화크롬, 카본블랙 등이 사용된다.

본원의 제1 발명의 칼라 액정표시장치의 녹색 화소의 형성에 사용되는 안료로서는 이소인돌리논계 안료가 바람직하고, 그 중에서도 특히 P.Y.139 가 바람직하다.

또한, 이들의 색재는 평균입경 1㎛ 이하, 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.25㎛ 이하로 분산처리하여 사용하는 것이 바람직하다.

이들의 색재는 칼라 필터용 조성물의 전체고형분 중, 통상 5∼60 중량%, 바 람직하게는 10∼50 중량% 의 범위에서 함유된다.

(e) 기타 성분

칼라 필터용 조성물에는, 필요에 따라 추가로 열중합방지제, 가소제, 보존안정제, 표면보호제, 평활제, 도포 보조제 그 외의 첨가제를 첨가할 수 있다.

열중합개시제로서는 예를 들면 하이드로퀴논, p-메톡시페놀, 피로갈롤, 캐티코올, 2,6-t-부틸-p-크레졸, β-나프톨 등이 사용된다. 열중합방지제의 배합량은, 조성물의 전체고형분에 대해 0∼3 중량% 의 범위인 것이 바람직하다.

가소제로서는, 예를 들면 디옥틸프탈레이트, 디도데실프탈레이트, 트리에틸렌글리콜디카프릴레이트, 디메틸글리콜프탈레이트, 트리크레딜포스페이트, 디옥틸아디페이트, 디부틸세바케이트, 트리아세틸글리세린 등이 사용된다. 이들 가소제의 배합량은, 조성물의 전체고형분에 대해 10 중량% 이하의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 칼라 필터용 조성물 중에는 필요에 따라 감응감도를 높이는 목적으로, 화상노광광원의 파장에 따른 증감색소를 배합시킬 수 있다.

이들 증감색소의 예로서는 일본 공개특허공보 평4-221958호, 동 4-219756호에 기재된 크산텐 색소, 일본 공개특허공보 평3-239703호, 동 5-289335호에 기재된 복소환을 갖는 크말린 색소, 일본 공개특허공보 평3-239703호, 동5-289335호에 기재된 3-케토쿠마린 화합물, 일본 공개특허공보 평6-19240호에 기재된 피로메틴 색소, 그 외, 일본 공개특허공보 소47-2528호, 동 54-155292호, 일본 특허공보 소45-37377호, 일본 공개특허공보 소48-84183호, 동 52-112681호, 동 58-15503호, 동 60-88005호, 동 59-56403호, 일본 공개특허공보 평2-69호, 일본 공개특허공보 소57-168088호, 일본 공개특허공보 평5-107761호, 일본 공개특허공보 평5-210240호, 일본 공개특허공보 평4-288818호에 기재된 디알킬아미노벤젠 골격을 갖는 색소 등을 들 수 있다.

이들 증감색소 중 바람직한 것은, 아미노기 함유 증감색소로, 더욱 바람직한 것은, 아미노기 및 페놀기를 동일 분자내에 갖는 화합물이다. 특히 바람직한 것은, 예를 들면, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-아미노벤조페논, 4-아미노벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 3,3'-디아미노벤조페논, 3,4-디아미노벤조페논 등의 벤조페논계 화합물 ; 2-(p-디메틸아미노페닐)벤조옥사졸, 2-(p-디에틸아미노페닐)벤조옥사졸, 2-(p-디메틸아미노페닐) 벤조[4,5]벤조옥사졸, 2-(p-디메틸아미노페닐)벤조[6,7]벤조옥사졸, 2,5-비스(p-디에틸아미노페닐)1,3,4-옥사졸, 2-(p-디메틸아미노페닐)벤조티아졸, 2-(p-디에틸아미노페닐)벤조티아졸, 2-(p-디메틸아미노페닐)벤즈이미다졸, 2-(p-디에틸아미노페닐)벤즈이미다졸, 2,5-비스(p-디에틸아미노페닐)1,3,4-티아디아졸, (p-디메틸아미노페닐)피리딘, (p-디에틸아미노페닐)피리딘, (p-디메틸아미노페닐)퀴놀린, (p-디에틸아미노페닐)퀴놀린, (p-디메틸아미노페닐)피리미딘, (p-디에틸아미노페닐)피리미딘 등의 p-디알킬아미노페닐기 함유 화합물 등이다. 이 중 가장 바람직한 것은, 4,4'-디알킬아미노벤조페논이다.

증감색소의 배합비율은 칼라 필터용 조성물의 전체고형분중 통상 0∼20 중량%, 바람직하게는 0.2∼15 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5∼10 중량% 이다.

또한, 칼라 필터용 조성물에는, 추가로 밀착향상제, 도포성향상제, 현상개량제 등을 적절하게 첨가할 수 있다.

칼라 필터용 조성물은, 점도조정이나 광중합개시계 등의 첨가제를 용해시키기 위해, 용매에 용해시켜 사용할 수도 있다.

용매는 (a) 바인더 수지나 (b) 단량체 등, 조성물의 구성성분에 따라 적절하게 선택하면 되고, 예를 들면 디이소프로필에테르, 미네랄스피리트, n-펜탄, 아밀에테르, 에틸카프릴레이트, n-헥산, 디에틸에테르, 이소프렌, 에틸이소부틸에테르, 부틸스테아레이트, n-옥탄, 바루솔#2, 아프코#18 솔벤트, 디이소부틸렌, 아밀아세테이트, 부틸아세테이트, 아프코시너, 부틸에테르, 디이소부틸케톤, 메틸시클로헥센, 메틸노닐케톤, 프로필에테르, 도데칸, 소컬솔벤트 No.1 및 No.2, 아밀포르메이트, 디헥실에테르, 디이소프로필케톤, 솔베소#150, (n,sec,t-)아세트산부틸, 헥센, 쉘TS28솔벤트, 부틸클로라이드, 에틸아밀케톤, 에틸벤조에이트, 아밀클로라이드, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸오르토포르메이트, 메톡시메틸펜탄온, 메틸부틸케톤, 메틸헥실케톤, 메틸이소부틸레이트, 벤조니트릴, 에틸프로피오네이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 메틸이소아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 프로필아세테이트, 아밀아세테이트, 아밀포르메이트, 비시클로헥실, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디펜텐, 메톡시메틸펜탄올, 메틸아밀케톤, 메틸이소프로필케톤, 프로필프로피오네이트, 프로필렌글리콜-t-부틸에테르, 메틸에틸케톤, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 에틸셀로솔브아세테이트, 카르비톨, 시클로헥산온, 아세트산에틸, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 3-메톡시프로피온산, 3-에톡시프로피온산, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산프로필, 3-메톡시프로피온산부틸, 디그라임, 에틸렌글리콜아세테이트, 에틸카르비톨, 부틸카르비놀, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜-t-부틸에테르, 3-메틸-3-메톡시부탄올, 트리프로필렌글리콜메틸에테르, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트 등을 들 수 있다. 이들 용매는 2종 이상을 병용하여 사용할 수도 있다.

칼라 필터용 착색 조성물 중의 고형분농도는, 적용하는 도포방법에 따라 적절하게 선택한다. 현재 칼라 필터의 제조에 널리 사용되는 스핀코트, 슬릿 & 스핀코트, 다이코트에 있어서는, 통상 1∼40 중량%, 바람직하게는 5∼30 중량% 의 범위가 적당하다.

또한, 용매의 조합은 안료의 분산안정성, 수지, 모노머, 광중합개시제 등의 고형분중의 용해성 성분에 대한 용해성, 도포시의 건조성, 감압건조공정에 있어서의 건조성을 고려하여 선택된다.

상기 배합성분을 사용한 칼라 필터용 조성물은, 예를 들면 다음과 같이 하여 제조된다.

먼저, 색재를 분산처리하고, 잉크의 상태로 조정한다. 분산처리는, 페인트 콘디셔너, 샌드 그라인더, 볼밀, 롤밀, 스톤밀, 제트밀, 호모게니저 등을 사용하여 실행한다. 분산처리에 의해 색재가 미립자화되기 때문에, 투과광의 투과율 향상 및 도포특성의 향상이 달성된다.

분산처리는 바람직하게는 색재와 용제에, 분산기능을 갖는 바인더 수지, 계면활성제 등의 분산제, 분산 보조제 등을 적절하게 병용한 계에서 실행한다. 특히 고분자 분산제를 사용하면 시간 경과에 따른 분산안정성이 우수하므로 바람직하다.

예를 들면 샌드그라인더를 사용하여 분산처리하는 경우는, 0.1 내지 수 밀리 직경의 유리 비드 또는 지르코니아 비드를 사용하는 것이 바람직하다. 분산처리시의 온도는 통상 0℃∼100℃, 바람직하게는 실온∼80℃의 범위에 설정한다. 또한, 분산시간은 잉크의 조성 (색재, 용제, 분산제) 및 샌드그라인더의 장치사양 등에 따라 적정시간이 다르기 때문에 적절하게 조정한다.

다음으로 상기 분산처리에 의해 얻어진 착색잉크에 바인더수지, 단량체 및 중합개시계 등을 혼합하여 균일한 용액으로 한다. 또한, 분산처리 및 혼합의 각 공정에 있어서는 미세한 이물질이 혼입되는 경우가 많기 때문에, 필터 등에 의해 얻어진 용액을 여과처리하는 것이 바람직하다.

본원의 제1 발명의 칼라 액정표시장치를 구성하는 칼라 필터의 녹색 화소의 형성에 사용되는 칼라 필터 조성물로서는, (a) 바인더 수지 및/또는 (b) 단량체, (c) 광중합개시계, (d) 색재를 함유하는 감광성 착색수지 조성물로, (d) 색재로서 이소인돌리논계 안료를 함유하고, 막두께 2.5㎛ 로 도포했을 때의 500∼530㎚ 의 평균투과율이 20% 이상 80% 이하인 것을 특징으로 하는 감광성 착색 수지 조성물이 바람직하다. 이소인돌리논계 안료 중에서도 P. Y. 139 가 특히 바람직하게 사용된다. 이 칼라 필터 조성물의 막두께 2.5㎛ 로 도포했을 때의 500∼530㎚ 의 평균투과율의 측정방법은, 상술한 방법으로 얻어진 칼라 필터용 조성물을, 스핀코터, 바코터, 다이코터 등의 공지된 방법을 사용하여 유리 기판 등의 투명기판 상에 건조 막두께가 2.5㎛가 되도록 도포, 건조시켜, 기판 전체면에 100mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고, 알칼리 현상액으로 현상한 후, 230℃ 에서 30분간 오븐에서 포스트베이킹함으로써, 측정용의 샘플을 제작하고, 시판되는 분광광도계 (예를 들면 히따찌제작소제 U-3500, U-4100 등) 를 사용하여, 도포전에 미리 측정해 둔 투명기판 단독에서의 분광투과율을 기준 (100%) 으로 하여 그 상대값으로서 측정한다. 이와 같이 하여 특정한 투과율을 500∼530㎚ 까지 수치평균하여 평균투과율로 하였다. 이와 같은 감광성 착색 수지조성물에 있어서, 막두께 2.5㎛ 로 도포했을 때의 500∼530㎚ 의 평균투과율은 바람직하게는 30% 이상, 바람직하게는 70% 이하이다.

[칼라 필터의 제조방법]

본 발명에 관련되는 칼라 필터는, 블랙 매트릭스가 설치된 투명기판 상에 통상, 적, 녹, 청의 화소 화상을 형성함으로써 제조할 수 있다.

투명기판의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 재질로서는 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르나 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리술폰의 열가소성 플라스틱 시트, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리(메타)아크릴계 수지 등의 열경 화성 플라스틱 시트, 혹은 각종 유리판 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 내열성의 면에서 유리판, 내열성 플라스틱이 바람직하다.

투명기판에는, 표면의 접착성 등의 물성을 개량하기 위해, 미리 코로나 방전처리, 오존처리, 실란커플링제나 우레탄폴리머 등의 각종 폴리머의 박막처리 등을 실행해 둘 수도 있다.

블랙 매트릭스는 금속박막 또는 블랙 매트릭스용 안료분산액을 이용하여, 투명기판 상에 형성된다.

금속박막을 이용한 블랙 매트릭스는, 예를 들면, 크롬 단층 또는 크롬과 산화크롬의 2층에 의해 형성된다. 이 경우, 먼저, 증착 또는 스퍼터링법 등에 의해, 투명기판 상에 이들 금속 또는 금속ㆍ금속산화물의 박막을 형성한다. 계속해서 그 위에 감광성 피막을 형성한 후, 스트라이프, 모자이크, 트라이앵글 등의 반복 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여, 감광성 피막을 노광ㆍ현상하고, 레지스트 화상을 형성한다. 그 후, 이 박막을 에칭처리하여 블랙 매트릭스를 형성한다.

블랙 매트릭스용 안료분산액을 이용하는 경우는, 색재로서 흑색 색재를 함유하는 칼라 필터용 조성물을 사용하여 블랙 매트릭스를 형성한다. 예를 들면 카본블랙, 본블랙, 흑연, 철흑, 아닐린블랙, 시아닌블랙, 티탄블랙 등의 흑색 색재 단독 혹은 복수의 사용, 또는 무기 또는 유기의 안료, 염료 중에서 적절하게 선택되는 적, 녹, 청색 등의 혼합에 의한 흑색 색재를 함유하는 칼라 필터용 조성물을 사용하고, 하기 적, 녹, 청색의 화소 화상을 형성하는 방법과 동일하게 하여 블랙 매트릭스를 형성한다.

블랙 매트릭스를 형성한 투명기판 상에, 적, 녹, 청 중 1색의 색재를 갖는 상술한 칼라 필터용 조성물을 도포하여 건조한 후, 이 도막 상에 포토마스크를 놓고, 이 포토마스크를 통해 화상노광, 현상, 필요에 따라 열경화 혹은 광경화에 의해 화소 화상을 형성시키고, 착색층을 작성한다. 이 조작을 적, 녹, 청의 3색의 칼라 필터용 조성물에 대해 각각 실행하여, 칼라 필터 화상을 형성한다.

칼라 필터용 조성물의 도포는, 스피너, 와이어바, 플로우코터, 다이코터, 롤코터, 스프레이 등의 도포장치에 의해 실행할 수 있다.

도포후의 건조는, 핫플레이트, IR 오븐, 컨벡션 오븐 등을 사용하여 실행할 수 있다. 건조온도는, 고온일수록 투명기판에 대한 접착성이 향상되지만, 너무 높으면 광중합개시계가 분해되어, 열중합을 유발하여 현상불량을 일으키기 쉽기 때문에, 통상 50∼200℃, 바람직하게는 50∼150℃ 의 범위이다. 또한, 건조시간은 통상 10초∼10분, 바람직하게는 30초∼5분간의 범위이다. 또한, 이들 열에 의한 건조에 앞서, 감압에 의한 건조방법을 적용할 수도 있다.

건조후의 도막의 막두께는, 통상 0.5∼3㎛, 바람직하게는 1∼2㎛ 범위이다.

또한, 사용하는 칼라 필터용 조성물이 바인더 수지와 에틸렌성 화합물을 병용하고 있고, 또한 바인더 수지가, 측쇄에 에틸렌성 이중결합과 카르복실기를 갖는 아크릴계 수지인 경우에는, 이것은 매우 고감도, 고해상력이기 때문에, 폴리비닐알코올 등의 산소차단층을 형성하는 일 없이 노광, 현상하여 화상을 형성할 수 있어 바람직하다.

화상노광에 적용할 수 있는 노광광원은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 크세논램프, 할로겐램프, 텅스텐램프, 고압수은등, 초고압수은등, 메탈할라이드램프, 중압수은등, 저압수은등, 카본아크, 형광램프 등의 램프광원이나 아르곤이온 레이저, YAG 레이저, 엑시머 레이저, 질소 레이저, 헬륨 카드뮴 레이저, 반도체 레이저 등의 레이저 광원 등이 사용된다. 특정 파장만을 사용하는 경우에는 광학 필터를 이용할 수도 있다.

이와 같은 광원으로 화상노광을 실행한 후, 유기용제 또는 계면활성제와 알칼리제를 함유하는 수용액을 사용하여 현상을 실행함으로써, 기판 상에 화상을 형성할 수 있다. 이 수용액에는, 추가로 유기용제, 완충제, 염료 또는 안료를 함유할 수 있다.

현상처리방법에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 통상 10∼50℃, 바람직하게는 15∼45℃ 의 현상온도에서, 침지현상, 스프레이현상, 브러시현상, 초음파현상 등의 방법이 사용된다.

현상에 사용하는 알칼리제로서는, 규산나트룸, 규산칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 제3인산나트륨, 제2인산나트륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 중탄산나트륨 등의 무기의 알칼리제, 혹은 트리메틸아민, 디에틸아민, 이소프로필아민, n-부틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 수산화테트라알킬암모늄 등의 유기아민류를 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

계면활성제로서는 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알 킬아릴에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르류, 솔비탄알킬에스테르류, 모노글리세리드알킬에스테르류 등의 노니온계 계면활성제 ; 알킬벤젠술폰산염류, 알킬나프탈렌술폰산염류, 알킬황산염류, 알킬술폰산염류, 술포숙신산에스테르염류 등의 아니온성 계면활성제 ; 알킬베타인류, 아미노산류 등의 계면활성제를 사용할 수 있다.

유기용제는, 단독으로 사용되는 경우 및 수용액과 병용되는 경우 모두 예를 들면 이소프로필알코올, 벤질알코올, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 페닐셀로솔브, 프로필렌글리콜, 디아세톤알코올 등을 사용할 수 있다.

본원의 제1 발명에 의하면, 이와 같이 하여 제조되는 칼라 필터의 녹색 화소에 의한 파장 λ㎚ (가시광역 380∼780㎚ 의 5㎚마다의 파장) 에서의 분광투과율을 T^G(λ_n), 백라이트로부터의 파장 λ_n㎚ 에서의 전체발광강도로 규격화된 상대발광강도 I(λ_n) 가

(1) 500㎚ < λ_n < 530㎚ 중 어느 하나의 파장에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) > 0.01

(2) 610㎚ < λ_n < 650㎚ 의 파장영역에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) < 0.0001

(3) 400㎚ < λ_n < 450㎚ 의 파장영역에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) < 0.0001

을 만족하고, 바람직하게는 백라이트의 형광체층 또는 형광체막으로서 하기 일반식 (4)

M^II _1-xEu_xOㆍa(Mg_1-yMn_y)OㆍbAl₂O₃ (4)

(여기에서, M^II 는 Ba, Sr 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 원자를 표시하고, a, b, x, y 는 하기의 부등식을 만족하는 실수이다.

0.8 ≤a ≤1.2

4.5 ≤b ≤5.5

0.05 ≤x ≤0.3

0.02 ≤y ≤0.5)

로 표시되는 화합물을 함유하는 것을 사용함으로써, NTSC비 80% 이상, 나아가서는 90% 이상, 나아가서는 95% 이상의 초고색순도의 칼라 액정표시장치를 실현할 수 있다.

제2 발명에 의하면 이와 같이 하여 제조되는 칼라 필터의 적색 화소에 의한 λ_n㎚ (가시광역의 5㎚마다의 파장) 에서의 분광투과율을 T^R(λ_n), 백라이트로부터의 파장 λ_n㎚ 에서의 전체발광강도로 규격화된 상대발광강도 I(λ_n) 가

(5) 615㎚ ≤λ_n≤700㎚ 중 어느 하나의 파장에 있어서

I(λ_n) ×T^R(λ_n) ≥0.01

(6) λ_n= 585㎚ 에 있어서

I(λ_n) ×T^R(λ_n) < 0.007

을 만족하고, 바람직하게는 또한,

(7) 615㎚ ≤λ_n≤650㎚ 중 어느 하나의 파장에 있어서

T^R(λ_n)/T^R(585) > 8

을 만족하고, 바람직하게는 백라이트에 YVO₄:Eu³⁺계 형광체, Y(P,V)O₄:Eu³⁺계 형광체, 및 3.5MgOㆍ0.5MgF₂ㆍGeO₂:Mn⁴⁺계 형광체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 형광체층 또는 형광체막, 혹은 GaAsP계 LED 를 함유하고, 더욱 바람직하게는 백라이트에 YVO₄:Eu³⁺계 형광체, Y(P,V)O₄:Eu³⁺계 형광체, 및 3.5MgOㆍ0.5MgF₂ㆍGeO₂:Mn⁴⁺계 형광체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 형광체층 또는 형광체막, 혹은 GaAsP계 LED 를 함유하고, 더욱 바람직하게는 칼라 필터의 녹색 화소에 의한 파장 λ_n㎚ 에서의 분광투과율 T^G(λ_n) 와 백라이트로부터의 파장 λ_n㎚ 에서의 전체발광강도에서 규격화된 상대발광강도를 I(λ_n) 이, 상기 제1 발명의 (1)∼(3) 을 만족함으로써, NTSC비 70% 이상, 나아가서는 80% 이상의 초고색순도의 칼라 액정표시장치를 실현할 수 있다.

실시예

다음으로 제조예, 실시예 및 비교에를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 그 요지를 초과하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 실시예에 있어서 「부」는 「중량부」를 나타낸다.

제조예 1 : 백라이트 ① 제조

적색 형광체로서 Y₂O₃:Eu (카세이오프토닉스사제 상품명 「LP-RE1」) 52부, 녹색 형광체로서 조성Ba_0.9Eu_0.1Oㆍ(Mg_0.79Mn_0.21)Oㆍ5Al₂O₃ 의 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu, Mn (카세이오프토닉스사제 상품명 「LP-G3」) 18부, 청색 형광체로서 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu (카세이오프토닉스사제 상품명 「LP-B4」) 30부를 아세트산부틸에 니트로셀룰로오스의 락카와 함께 충분히 혼합하여 형광체 슬러리를 제작하고, 관직경 2.3㎜ 의 유리관의 내면에 도포하여 건조시킨 후, 620℃ 에서 5분간 소성하였다. 그 후, 전극의 장착, 배기, Hg 및 가스 도입, 밀봉 등의 통상의 수순으로 백라이트용 냉음극관을 얻었다.

다음에 도광판으로서 크기 289.6 ×216.8㎜, 두께가 후육부 2.0㎜, 박육부 0.6㎜ 이고, 단변방향으로 두께가 변화하는, 쐐기형상의 환형 폴리올레핀계 수지판 (닛뽕제온제 상품명 「제오노아」) 를 사용하여, 후육측의 장변부에 상기 냉음극관으로 이루어지는 선형 광원을 설치하고, 다시 이 냉음극관의 주위를 Ag 증착막을 광반사면으로 하는 리플렉터 (미스이화학제 「실버 리플렉터 플레이트」) 로 덮고, 도광체의 후육측 (광입사면) 에 효율적으로 선형 광원으로부터의 출사광원이 입사되도록 하였다.

도광체의 광출사면과 대향하는 면에는, 선형 광원으로부터 떨어짐에 따라 직경이 서서히 커지는, 조면으로 이루어지는 미세한 원형 패턴을 금형으로부터 전사하여 패터닝하였다. 조면 패턴의 직경은 광원 부근에서는 130㎛ 이고, 광원으로부터 떨어짐에 따라 점차적으로 증대되어 가장 떨어진 곳에서는 230㎛ 이다.

여기에서 조면으로 이루어지는 미세한 원형 패턴의 형성에 사용하는 금형은, 두께 50㎛ 의 드라이필름 레지스트를 SUS 기판 상에 라미네이트하여, 포토리소그래피에 의해 이 패턴에 대응하는 부분에 개구부를 형성하고, 다시 이 금형을 샌드블러스트법에 의해 #600 의 구형 유리 비드로 0.3㎫ 의 투사압력으로 균일하게 블러스트 가공을 실시한 후에, 드라이필름 레지스트를 박리함으로써 얻었다.

또한, 도광체의 광출사면에는 정각 90°, 피치 50㎛ 의 삼각 프리즘 어레이가 능선을 도광체의 광입사면에 대해 대략 수직이 되도록 하여 설치되고, 도광체로부터 출사되는 광속의 집광성을 높이는 구조로 하였다. 삼각 프리즘 어레이로 이루어지는 집광소자 어레이의 형성에 사용하는 금형은 M 니켈 무전해 도금을 실시한 스테인리스 기판을 단결정 다이아몬드 바이트에 의해 깍아내는 가공에 의해 얻었다.

도광체의 광출사면과 대향하는 측에는 광반사 시트 (도레이사제 (루미라 E60L」) 를 설치하고, 광출사면에는 광확산시트를 설치하고, 또한, 이 광확산 시트 상에는 정각 90°, 피치 50㎛ 로 이루어지는 삼각 프리즘 어레이가 형성된 시트 (스미또모3M제 「BEFIII」) 를 2장 각 프리즘 시트 각각의 능선이 직교하도록 하여 겹쳐 백라이트를 얻었다. 얻어진 백라이트의 상대 발광 스펙트럼을 도 5 에 나타낸다.

제조예 2 : 백라이트 ② 의 제조

적색 형광체로서 YVO₄:Eu³⁺ 계 형광체 (카세이오프토닉스사제 상품명 「MGV-620」) 40 중량부, 녹색 형광체로서 LaPO₄:Ce, Tb 형광체 (카세이오프토닉스사제 상품명 「LP-G2」) 22 중량부, 청색 형광체로서 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu (카세이오프토닉스사제 상품명 「LP-B4」) 38 중량부를 사용한 것 이외에는 제조예 1 과 동일하게 하여 백라이트용 냉음극관을 얻고, 제조예 1 과 동일하게 하여 백라이트 ② 로 가공하였다. 얻어진 백라이트의 상대발광스텍트럼을 도 6 에 나타낸다.

이 백라이트 ② 의 주발광파장은 적:약 620㎚, 청:약 450㎚, 녹:약 545㎚ 이었다.

제조예 3 : 백라이트 ③ 의 제조

적색 형광체로서 YVO₄:Eu³⁺ 계 형광체 (카세이오프토닉스사제 상품명 「MGV-620」) 40 중량부, 녹색 형광체로서 조성Ba_0.9Eu_0.1Oㆍ(Mg_0.79Mn_0.21)Oㆍ5Al₂O₃ 의 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu, Mn (카세이오프토닉스사제 상품명 「LP-G3」) 22 중량부, 청색 형광 체로서 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu (카세이오프토닉스사제 상품명 「LP-B4」) 38 중량부를 사용한 것 이외에는 제조예 1 과 동일하게 하여 백라이트용 냉음극관을 얻고, 제조예 1 과 동일하게 하여 백라이트 ③ 으로 가공하였다. 얻어진 백라이트의 상대발광스텍트럼을 도 7 에 나타낸다.

이 백라이트 ③ 의 주발광파장은 적:약 620㎚, 청:약 450㎚, 녹:약 515㎚ 이었다.

제조예 4 : 백라이트 ④ 의 제조

녹색 형광체로서 LaPO₄:Ce, Tb 형광체 (카세이오프토닉스사제 상품명 「LP-G2」) 를 사용한 것 이외에는 제조예 1 과 동일하게 하여 백라이트용 냉음극관을 얻어, 제조예 1 과 동일하게 하여 백라이트로 가공하였다. 얻어진 백라이트의 상대발광스펙트럼을 도 3 에 나타낸다.

제조예 5 : 바인더 수지의 제조

산가 200, 중량평균분자량 5,000 의 스티렌ㆍ아크릴산 수지 20부, p-메톡시페놀 0.2부, 도데실트리메틸암모늄클로리드 0.2부, 및 프로피렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 40부를 플라스크에 넣고, (3,4-에폭시시클로헥실)메틸아크릴레이트 7.6부를 적하하고, 100℃ 의 온도에서 30시간 반응시켰다. 반응액을 물에 재침전, 건조시켜 수지를 얻었다. KOH 에 의한 중화적정을 실행한 결과, 수지의 산가는 80㎎-KOH/g 이었다.

제조예 6 : 레지스트 용액의 제조

하기에 나타내는 각 성분을 하기의 비율로 조합하고, 스탤러로 각 성분이 완전히 용해될 때까지 교반하여, 레지스트 용액을 얻었다.

ㆍ제조예 5 에서 제조한 바인더 수지 용액 : 2.06부

ㆍ디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 : 0.21부

ㆍ광중합개시계

2-(2'-클로로페닐)-4,5-디페닐이미다졸:0.06부

2-메르캅토벤조티아졸:0.02부

4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논:0.04부

ㆍ용매(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트):5.41부

ㆍ계면활성제 (스미또모3M사제 「FC-430」):0.0003부

제조예 7 : 적색 화소 A 의 제작

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 75부, 적색안료 P.R. 254.17부, 우레탄계 분산수지 8부를 혼합하고, 교반기로 3시간 교반하여 고형분농도가 25 중량% 의 밀베이스를 조제하였다. 이 밀베이스를 600부의 0.5㎜φ의 지르코니아 비드를 사용하여 비드밀 장치로 주속 10m/s, 체류시간 3시간에 분산처리를 실시하여 P.R.254 의 분산 잉크를 얻었다.

또한, 안료를 P.R.177 로 변경한 것 이외에는 상기 P.R.254 와 동일한 조성으로 밀베이스를 조정하고, 동일한 분산조건으로 체류시간 2시간 분산처리를 실시하여 P.R.177 의 분산 잉크를 얻었다.

이상과 같이 하여 얻어진 분산 잉크를 P.R.254 잉크를 47부, P.R.177 잉크를 25부, 제조예 6 에서 제조한 레지스트용액 28부를 혼합 교반하고, 최종적인 고형분 농도가 25 중량%가 되도록 용매 (프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) 를 첨가하여 적색 칼라 필터용 조성물을 얻었다.

얻어진 칼라 필터용 조성물을, 스핀코터로 10㎝×10㎝ 의 유리기판 (아사히가라스사제「AN635」) 상에 건조막두께 2.5㎛ 이 되도록 도포, 건조하였다. 이 기판 전체면에 100mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고, 알칼리 현상액으로 현상 후, 230℃ 에서 30분간 오븐으로 포스트베이킹함으로써, 측정용의 적색 화소 샘플을 제작하였다.

제조예 8 : 적색 화소 B 의 제작

분산잉크로서 P.R.254 잉크를 25부, P.R.177 잉크를 17부 사용한 것 이외에는 제조예 7 과 동일하게 하여 적색 칼라 필터용 조성물을 얻고, 동일하게 도포, 건조, 자외선조사, 알칼리현상, 포스트베이킹을 실시하여, 측정용의 적색화소 샘플 B 를 제작하였다.

제조예 9 : 적색화소 C 의 제작

분산잉크로서 P.R.254 잉크를 42부, P.R.177 잉크를 12부 사용한 것 이외에는 제조예 7 과 동일하게 하여 적색 칼라 필터용 조성물을 얻고, 동일하게 도포, 건조, 자외선조사, 알칼리현상, 포스트베이킹을 실시하여, 측정용의 적색화소 샘플 C 를 제작하였다.

제조예 10 : 녹색 화소 A 의 제작

안료를 P.G.36 으로 변경한 것 이외에는 제조예 7 의 P.R.254 와 동일한 조 성으로 밀베이스를 조제하고, 동일한 분산조건으로 체류시간 1시간에 분산처리를 실시하여, P.G.36 의 분산잉크를 얻었다.

또한, 안료를 P.Y.150 으로 변경한 것 이외에는 제조예 7 과 동일한 조성으로 밀베이스를 조제하고, 동일한 분산조건으로 체류시간 2시간에 분산처리를 실시하여, P.Y.150 의 분산잉크를 얻었다.

또한, 안료를 P.Y.139 로 변경한 것 이외에는 제조예 7 과 동일한 조성으로 밀베이스를 조제하고, 동일한 분산조건으로 체류시간 2시간에 분산처리를 실시하여, P.Y.139 의 분산 잉크를 얻었다.

이상과 같이 하여 얻어진 분산 잉크를, P.G.36 잉크를 33.5부, P.Y.150 잉크를 8.4부, P.Y.139 잉크를 9.0부, 상기 제조예 6 에서 제조한 레지스트용액 66부를 혼합교반하고, 최종적인 고형분 농도가 25 중량% 가 되도록 용매 (프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) 를 첨가하여 녹색 칼라 필터용 조성물을 얻었다.

얻어진 칼라 필터용 조성물을, 스핀코터로 10㎝×10㎝ 의 유리 기판 (아사히가라스사제 「AN635」) 상에 건조 막두께가 2.5㎛ 이 되도록 도포, 건조하였다. 이 기판 전체면에 100mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고, 알칼리 현상액으로 현상한 후, 230℃ 에서 30분간 오븐으로 포스트베이킹함으로써, 측정용의 녹색 화소 샘플 A 를 제작하였다.

제조예 11 : 녹색 화소 B 의 제작

분산잉크로서 P.G.36 잉크를 20.0부, P.Y.150 잉크를 6.9부 사용한 것 이외에는 제조예 10 과 동일하게 하여 녹색 칼라 필터용 조성물을 얻고, 동일하게 도포, 건조, 자외선조사, 알칼리현상, 포스트베이킹을 실행하여, 측정용의 녹색 화소 샘플 B 를 제작하였다.

제조예 12 : 녹색 화소 C 의 제작

안료를 P.Y.138 로 변경한 것 이외에는 제조예 7 의 P.R.254 와 동일한 조성으로 밀베이스를 조제하고, 동일한 분산조건으로 체류시간 2시간에 분산처리를 실시하여, P.Y.138 의 분산잉크를 얻었다.

또한, 제조예 10 과 동일하게 하여 P.G.36 의 분산잉크를 얻었다.

이상과 같이 하여 얻어진 분산잉크를 P.G.36 잉크를 22부, P.Y.138 잉크를 20부 사용한 것 이외에는 제조예 10 과 동일하게 하여 녹색 칼라 필터용 조성물을 얻고, 동일하게 도포, 건조, 자외선조사, 알칼리현상, 포스트베이킹을 실시하여, 측정용의 녹색 화소 샘플 C 를 제작하였다.

제조예 13 : 청색 화소 A 의 제작

안료를 P.G.15:6 으로 변경한 것 이외에는 제조예 7 의 P.R.254 와 동일한 조성으로 밀베이스를 조제하고, 동일한 분산조건으로 체류시간 1시간에 분산처리를 실시하여, P.G.15:6 의 분산잉크를 얻었다.

또한, 안료를 P.V.23 으로 변경한 것 이외에는 제조예 7 의 P.R.254 와 동일한 조성으로 밀 베이스를 조제하고, 동일한 분산조건으로 체류시간 2시간에 분산처리를 실시하여, P.V.23 의 분산잉크를 얻었다.

이상과 같이 하여 얻어진 분산잉크를 P.B.15:6 잉크를 33.5부, P.V.23 잉크를 1.6부, 상기 제조예 6 에서 제조한 레지스트 용액 65부를 혼합 교반하고, 최종 적인 고형분농도가 25 중량%가 되도록 용매 (프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) 를 첨가하여 청색 칼라 필터용 조성물을 얻었다.

얻어진 칼라 필터용 조성물을 스핀코터로 10㎝×10㎝ 의 유리기판 (아사히가라스사제 「AN635」)상에 건조 막두께 2.5㎛ 가 되도록 도포, 건조하였다. 이 기판 전체면에 100mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고, 알칼리 현상액으로 현상한 후, 230℃ 에서 30분간 오븐으로 포스트베이킹함으로써, 측정용의 청색 화소 샘플 A 를 제작하였다.

제조예 14 : 청색 화소 B 의 제작

분산잉크로서 P.B.15:6 잉크를 14부, P.V.23 잉크를 2.5부 사용한 것 이외에는 제조예 13 과 동일하게 하여 청색 칼라 필터용 조성물을 얻고, 동일하게 도포, 건조, 자외선조사, 알칼리현상, 포스트베이킹을 실시하여, 측정용의 청색 화소 샘플 B 를 제작하였다.

실시예 1∼3, 비교예 1∼3

표-1 의 백라이트의 냉음극관을 인버터 (하리손도시바라이팅사제 「HIU-742A」) 를 통해 고주파 점등하고, 백라이트의 발광 스펙트럼을 도프콘사 제조 「BM-5」를 사용하여 측정하였다.

또한, 표-1 의 적색 화소 샘플, 녹색 화소 샘플, 및 청색 화소 샘플에 대해, 각각의 투과율 스펙트럼을 분광광도계 (히따찌제작소제 「U-3500」) 로 측정하였다.

이들 데이터로부터 상기 조건 (1)∼(3) 의 값을 산출하였다.

또한, 적색 화소 샘플, 녹색 화소 샘플 및 청색 화소 샘플을, 표-1 의 조합으로 상기와 동일하게 하여 고주파 점등한 백라이트에 각각 접합하고, 광휘도측정장치 (도프콘사제 「BM5A」) 로 각각의 색도와 휘도를 측정하고, 기준 데이터로 하였다.

이들 데이터는, 실제의 표시소자에서는 휘도는 약 1/3 이 되는 점을 제외하고는, 해당 백라이트와 칼라 필터를 조합한 액정표시소자에서의, 적 단색, 녹 단색, 청 단색 발광의 상태에 상당하고, 이것으로 액정표시소자의 색재현 범위 (NTSC비) 와 휘도를 산출할 수 있다.

그 결과를 표-1 에 나타낸다. 표-1 의 ○는 식을 만족하는 것을 의미하고, ×는 식을 만족하지 않는 것을 의미한다.

표-1 에서는 녹색 색도 (x, y) 는 (0.21, 0.71) 에 가까울수록, 녹색의 순도가 높고 심도가 나온다. 본원의 실시예 1∼3 에서는, 색도 (0.21, 0.71) 를 달성하고 있고, 또한, 휘도가 높은 (화상이 밝음) 것을 알 수 있다.

또한, 제조예 10, 11 에서 제조한 녹색 화소 A, B 의 500∼530㎚ 의 평균투과율을 계산한 결과, 녹색 화소 A 에서는 53.2%, 녹색 화소 B 에서는 83.9% 이었다.

또한, 상기 제조예 7∼14 에서 조제한 각 색의 칼라 필터용 조성물의 도막을 각각 테스트 패턴 마스크를 사용하여 100mJ/㎠ 로 노광, 현상한 결과, 모든 샘플에 서 양호한 패턴이 얻어지는 것을 확인하였다.

실시예 4∼5, 비교예 4∼5

표-2 의 백라이트의 냉음극관을 인버터 (하리슨 도시바 라인팅사제 「HIU-742A」) 를 통해 고주파 점등하고, 백라이트의 발광 스펙트럼을 도프콘사제 「BM-5」를 사용하여 측정하였다.

또한, 표-2 의 적색 화소 샘플, 청색 화소 샘플, 및 청색 화소 샘플에 대해, 각각의 투과율 스펙트럼을 분광광도계 (히따치제작소제 「U-3500」) 으로 측정하였다.

이들 데이터로부터, 상기 조건 (5)∼(6) 의 값을 산출하였다.

실시예 4 에 있어서, λ= 620㎚ 에서 조건 (5) 을 만족하고, 또한 조건 (6), 나아가서는 λ= 620㎚ 에서 조건 (7) 도 만족되고 있는 것이 확인되었다.

I (620) = 8.23 ×10^-2

T^R (620) = 0.903

I (620) ×T^R (620) = 7.43 ×10^-2

I (585) = 2.08 ×10^-2

T^R (585) = 7.87 ×10^-2

I (585) ×T^R (585) = 1.64 ×10^-3

T^R (620) ÷T^R (585) = 11.5

실시예 5 에 있어서, λ= 620㎚ 에 있어서 조건 (5) 을 만족하고, 또한 조건 (6), 나아가서는 λ= 620㎚ 에서 조건 (7) 도 만족되고 있는 것이 확인되었다.

I (620) = 6.55 ×10^-2

T^R (620) = 0.87

I (620) ×T^R (620) = 5.70 ×10^-2

I (585) = 2.83 ×10^-3

T^R (585) = 5.34 ×10^-2

I (585) ×T^R (585) = 1.51 ×10^-4

T^R (620) ÷T^R (585) = 16.3

또한, 적색 화소 샘플, 녹색 화소 샘플 및 청색 화소 샘플을, 표-2 의 조합으로, 상기와 동일하게 하여 고주파 점등한 백라이트에 각각 접합하고, 광휘도측정장치 (도프콘사제 「BM5A」) 로 각각의 색도와 휘도를 측정하여, 기초 데이터로 하였다.

이들 데이터는 실제의 표시소자에 있어서는 휘도는 약 1/3 이 되는 점을 제외하고는, 해당 백라이트와 칼라 필터를 조합한 액정표시소자에 있어서의, 적 단색, 녹 단색, 청 단색 발광의 상태에 상당하고, 이것으로 액정표시소자의 색재현 범위 (NTSC비) 와 휘도를 산출할 수 있다.

그 결과를 표-2 에 나타낸다. 표-2 의 ○는 식을 만족하는 것을 의미하고, ×는 식을 만족하지 않는 것을 의미한다.

표-2 에서는 적색 색도 (x, y) 는 (0.67, 0.33) 에 가까울수록, 적색의 순도가 매우 깊은 감을 나타낸다. 본원의 실시예 4∼5 에서는 색도 (0.67, 0.33) 에 매우 가까운 색도를 달성하고 있고, 또한, 휘도가 높은 (화상이 밝은) 것을 알 수 있다.

산업상의 이용 가능성

상술한 바와 같이 본 발명의 칼라 액정표시장치에 의하면, 액정을 이용한 광 셔터와, 이 광 셔터에 대응하는 적어도 적, 녹, 청의 삼색의 색요소를 갖는 칼라 필터와, 투과조명용의 백라이트를 조합하여 구성되는 칼라 액정표시장치에 있어서, 백라이트의 발광파장을 개량함과 동시에, 이 백라이트의 발광파장에 대응하여 칼라 필터의 분광투과율, 특히 칼라 필터의 녹색 화소의 분광투과율을 조정함으로써, NTSC비가 높은 고색순도를 실현하는 칼라 액정표시장치를 용이하게 제공할 수 있다.

본 발명을 특정의 태양을 사용하여 상세하게 설명하였는데, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않고 각종 변경 및 변형이 가능한 것은, 당업자에게 명확하다.

또한, 본 출원은 2002년 8월 30일부로 출원된 일본특허출원 (특원 2002-254705) 및 2002년 10월 22일부로 출원된 일본특허출원 (특원 2002-307300) 에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.

Claims

액정을 이용한 광 셔터, 이 광 셔터에 대응하는 적어도 적, 녹, 청의 3색의 색요소를 갖는 칼라 필터, 및 투과조명용의 백라이트를 조합하여 구성되는 칼라 액정표시장치에 있어서,

가시광역 380∼780㎚ 의 5㎚ 마다의 파장을 λ_n㎚ 으로 하고,

이 칼라 필터의 녹색 화소에 의한 파장 λ_n㎚ 에서의 분광투과율을 T^G(λ_n), 및

백라이트로부터의 파장 λ_n㎚ 에서의 전체발광강도로 규격화된 상대발광강도를 I(λ_n) 로 했을 때, 이들이 하기 (1)∼(3) 의 조건,

(1) 500㎚ < λ_n < 530㎚ 중 어느 하나의 파장에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) > 0.01

(2) 610㎚ < λ_n < 650㎚ 의 파장영역에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) < 0.0001

(3) 400㎚ < λ_n < 450㎚ 의 파장영역에 있어서

I(λ_n) ×T^G(λ_n) < 0.0001

을 만족하며,

단, I(λ_n) 은 이하와 같이 정의되고,

여기에서, S(λ) 는 백라이트로부터의 파장 λ에 있어서의 발광강도의 실측값이고, 또한 Δλ= 5㎚ 인 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 백라이트가 형광체층 또는 형광체막을 갖고, 이 형광체층 또는 이 형광체막이 하기 일반식 (4) 로 표시되는 화합물을 포함하며,

M^II _1-xEu_xOㆍa(Mg_1-yMn_y)OㆍbAl₂O₃ (4)

여기에서, M^II 은 Ba, Sr 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 원자를 표시하고, a, b, x, y 는 하기의 부등식,

0.8 ≤a ≤1.2

4.5 ≤b ≤5.5

0.05 ≤x ≤0.3

0.02 ≤y ≤0.5

을 만족하는 실수인 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 백라이트가 500∼530㎚ 의 파장영역에 적어도 하나의 발광 피크를 갖고,

적색, 녹색, 청색 화소의 CIE XYZ 표색계에 있어서의 색도점을 (x_R, y_R), (x_G, y_G), (x_B, y_B) 로 했을 때, x-y 색도도(色度圖)상의 이들의 3점으로 둘러싸이는 삼각형의 면적이 미국의 NTSC(National Television System Committee) 에 의해 정해진 표준방식의 3원색, 적 (0.67, 0.33), 녹 (0.21, 0.71), 청 (0.14, 0.08) 에 의해 둘러싸이는 면적에 대해 80% 이상인 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

녹색 화소가, 바인더 수지 및 색재를 함유하는 감광성 착색수지조성물로서, 상기 색재로서 이소인돌리논계 안료를 함유하고, 막두께 2.5㎛ 로 도포했을 때의 500∼530㎚ 의 평균투과율이 20% 이상 80% 이하인 것을 특징으로 하는 감광성 착색 수지 조성물에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
바인더 수지 및 색재를 함유하는 감광성 착색수지조성물로서, 상기 색재로서 이소인돌리논계 안료를 함유하고, 막두께 2.5㎛ 로 도포했을 때의 500∼530㎚ 의 평균투과율이 20% 이상 80% 이하인 것을 특징으로 하는 감광성 착색 수지 조성물.
제 5 항에 기재된 감광성 착색 수지 조성물에 의해 녹색 화소를 형성한 칼라 필터.
액정을 이용한 광 셔터, 이 광 셔터에 대응하는 적어도 적, 녹, 청의 3색의 색요소를 갖는 칼라 필터, 및 투과조명용의 백라이트를 조합하여 구성되는 칼라액정표시장치에 있어서,

가시광역 380∼780㎚ 의 5㎚ 마다의 파장을 λ_n㎚ 으로 하고,

이 칼라 필터의 적색 화소에 의한 파장 λ_n㎚ 에 있어서의 분광투과율을 T^R(λ_n), 이 백라이트로부터의 파장 λ_n㎚ 에서의 전체발광강도로 규격화된 상대발광강도를 I(λ_n) 로 했을 때,

이들이 하기 (5) 및 (6) 의 조건,

(5) 615㎚ ≤λ_n≤700㎚ 중 어느 하나의 파장에 있어서

I(λ_n) ×T^R(λ_n) ≥0.01

(6) λ_n= 585㎚ 에 있어서

I(λ_n) ×T^R(λ_n) < 0.007

을 만족하며,

단, I(λ_n) 은 이하와 같이 정의되고,

여기에서, S(λ) 는 백라이트로부터의 파장 λ에 있어서의 발광강도의 실측값이고, 또한 Δλ= 5㎚ 인 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
제 7 항에 있어서,

615㎚ ≤λ_n≤700㎚ 중 어느 하나의 파장에 있어서, T^R(λ_n) 이 하기 (7),

(7) T^R(λ_n)/T^R(585) > 8

을 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
제 7 항에 있어서,

상기 백라이트가 형광체층 또는 형광체막을 갖고, 이 형광체층 또는 이 형광체막이, YVO₄:Eu³⁺계 형광체, Y(P,V)O₄:Eu³⁺계 형광체, 및 3.5MgOㆍ0.5MgF ₂ㆍGeO₂:Mn⁴⁺계 형광체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
제 7 항에 있어서,

상기 백라이트가 LED 를 상기 백라이트의 구조중에 포함하고, 이 LED 가 GaAsP계 LED 를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
제 7 항에 있어서,

상기 백라이트가 615∼700㎚ 의 파장영역에 적어도 하나의 발광 피크를 갖는 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 칼라 필터의 적색 화소에 의한 파장 λ_n㎚ 에 있어서의 분광투과율을 T^R(λ_n) 로 했을 때,

이들이 하기 (5) 및 (6) 의 조건,

(5) 615㎚ ≤λ_n≤700㎚ 중 어느 하나의 파장에 있어서

I(λ_n) ×T^R(λ_n) ≥0.01

(6) λ_n= 585㎚ 에 있어서

I(λ_n) ×T^R(λ_n) < 0.007

을 만족하는, 칼라액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 감광성 착색수지조성물은, 단량체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
제 13 항에 있어서,

상기 감광성 착색수지조성물은, 광중합개시계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라액정표시장치.
제 5 항에 있어서,

단량체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 착색 수지 조성물.
제 15 항에 있어서,

광중합개시계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 착색 수지 조성물.
제 15 항 또는 제 16 항에 기재된 감광성 착색 수지 조성물에 의해 녹색 화소를 형성한 칼라 필터.