KR101454340B1 - 컬러필터용 착색 조성물, 컬러필터 및 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

컬러필터용 시안색 착색 조성물은, C. I. Pigment Blue 15:3 및 C. I. Pigment Blue 15:4의 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 프탈로시아닌계 청색 안료와, C. I. Pigment Green 7을 포함하는 프탈로시아닌계 녹색 안료와, 투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체를 함유한다. 컬러필터는 적색 필터 세그먼트와, 녹색 필터 세그먼트와, 청색 필터 세그먼트와, 시안색 필터 세그먼트 또는 황색 필터 세그먼트를 구비한다.
컬러필터, 시안색, 착색, 프탈로시아닌, 녹색 안료, 투명수지, 청색 안료, 안료, 황색, 필터 세그먼트.

Description

컬러필터용 착색 조성물, 컬러필터 및 액정표시장치{COLORED COMPOSITION FOR COLOR FILTERS, COLOR FILTER AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 컬러필터를 적용할 수 있는 컬러 액정 디스플레이장치의 개략 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시하는 컬러 액정 디스플레이장치에 사용되는 백라이트 유닛을 도시하는 사시도이고,
도 3은 콘트라스트비를 측정하는 장치의 개념도이고,
도 4는 의사 백색 LED광원, 냉음극 형광관 광원 및 3색 LED광원의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
본 발명은 컬러 액정표시장치, 컬러 촬상관 소자 등에 이용되는 컬러필터의 제조에 사용되는 컬러필터용 착색 조성물, 컬러필터 및 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 텔레비전 모니터 용도, 퍼스널 컴퓨터 모니터 용도, 모바일 용도 등에서 액정표시장치가 응용되고 있고, 그것에 사용되는 컬러필터에 대해서, 명도, 색 순도, 게다가 각 색필터 세그먼트를 형성할 때의 도포 균일성, 감도, 현상성, 패턴 형상 등, 각종 특성에 대한 요구 레벨이 높아져 가고 있다. 또한, 컬러필터는 장기간 사용하므로, 내열성이나 내광성 등 품질면의 요구도 강하다. 그중에서도, 액정표시장치의 보급에 따라, 신축성이 있는 선명한 색을 표현한다고 하는 요구에 부응하기 위해, 콘트라스트의 향상, 색 재현 영역의 확대가 강하게 요구되고 있다.
일본 특개평10-186124호 공보에는, 컬러필터를 구성하는 적, 녹, 청의 각 색의 필터 세그먼트에 대해 x, y, Y의 CIE 표식값을 특정하고, 또 안료의 선택, 혼합비율, 입도 등을 규정함으로써, 고명도로 양호한 색 재현 영역을 실현하는 방법이 개시되어 있다.
또, 일본 특개2005-49791호 공보에는, 적색 필터 세그먼트, 녹색 필터 세그먼트, 청색 필터 세그먼트에, 특정한 CIE 표식값을 갖는 시안색 필터 세그먼트를 첨가함으로써, 색 재현 영역을 확대하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기의 어느 방법에서도 액정표시장치의 색 재현 영역의 확대에 대해서는 불충분하여, 색채 재현이 보다 우수한 액정표시장치가 요구되고 있다
그래서, 본 발명은 콘트라스트가 높고, 내광성이 우수하고, 색 재현 영역이 넓은 컬러필터, 그 제조에 사용되는 시안색 착색 조성물, 및 신축성이 있는 선명한 색을 표현할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 측면에 의하면, C. I. Pigment BIue 15:3 및 C. I. Pigment Blue 15:4의 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 프탈로시아닌계 청색 안료와, C. I. Pigment Green 7을 포함하는 프탈로시아닌계 녹색 안료와, 투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체를 함유하는 컬러필터용 시안색 착색 조성물이 제공된다.
본 발명의 제 2 측면에 의하면, 본 발명의 컬러필터용 시안색 착색 조성물로부터 형성되는 시안색 필터 세그먼트와, 적색 필터 세그먼트와, 녹색 필터 세그먼트와, 청색 필터 세그먼트를 구비하는 컬러필터가 제공된다.
본 발명의 제 3 측면에 의하면, 적색 필터 세그먼트, 녹색 필터 세그먼트, 청색 필터 세그먼트 및 황색 필터 세그먼트를 구비하고, 상기 황색 필터 세그먼트가 황색 안료와, 안료분산제와, 투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체를 포함하는 황색 착색 조성물을 사용하여 형성되어 있는 컬러필터가 제공된다.
본 발명의 제 4 측면에 의하면, 본 발명의 컬러필터와, 청색 LED의 표면에 형광체를 도포함으로써 형성되는 의사 백색 LED 광원을 구비하는 액정표시장치로서, 상기 의사 백색 LED 광원이 파장 430nm∼485nm의 범위 내에 발광 강도가 최대가 되는 파장 λ1을 갖고, 파장 530nm∼580nm의 범위 내에 발광 강도의 피크 파장 λ2를 갖고, 파장 λ1에서의 발광 강도 I1에 대한, 파장 λ2에서의 발광 강도 I2의 비I2/I1이 0.2 이상 0.7 이하인 분광 특성을 갖는 액정표시장치가 제공된다.
본 발명의 제 5 측면에 의하면, 본 발명의 컬러필터와, 냉음극 형광관 광원을 구비하는 액정표시장치로서, 상기 냉음극 형광관 광원이 파장 470nm∼530nm의 범위 내에 발광 강도가 극대가 되는 파장 λ3를 갖고, 파장 530nm∼580nm의 범위 내에 발광 강도가 최대가 되는 파장 λ4를 갖고, 파장 λ4에서의 발광 강도 I4에 대한, 파장 λ3에서의 발광 강도 I3의 비 I3/I4가 0.2 이상 0.7 이하인 분광 특성을 갖는 액정표시장치.
본 발명의 제 6 측면에 의하면, 본 발명의 컬러필터와, 3색 LED광원을 구비하는 액정표시장치로서, 상기 3색 LED광원이, 파장 430nm∼485nm의 범위 내에 발광 강도가 최대가 되는 파장 λ5를 갖고, 파장 530nm∼580nm의 범위 내에 발광 강도가 극대가 되는 파장 λ6를 갖고, 파장 λ5에서의 발광 강도 I5에 대한, 파장 λ6에서의 발광 강도 I6의 비 I6/I5가 0.2 이상 0.7 이하인 분광 특성을 갖는 액정표시장치가 제공된다.
발명의 상세한 설명
먼저, 시안색 착색 조성물에 대해 설명한다.
본 발명의 컬러필터용 시안색 착색 조성물은, (i) C. I. Pigment Blue 15:3 및 C. I. Pigment Blue 15:4의 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 프탈로시아닌계 청색 안료와, (ii) C. I. Pigment Green 7을 포함하는 프탈로시아닌계 녹색 안료와, (iii) 투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체를 함유한다. 또한, C. I, 란 컬러 인덱스를 의미한다.
프탈로시아닌계 청색 안료(i)는, C. I. Pigment Blue 15:3 및 C. I. Pigment Blue 15:4의 어느 한쪽, 또는 양쪽을 포함하지만, 다른 프탈로시아닌계 청색 안료 를 더 포함해도 된다. 다른 프탈로시아닌계 청색 안료로서는, C. I. Pigment Blue 15:1, C. I. Pigment Blue 15:2 , C. I. Pigment Blue 15:6 , C. I. Pigment Blue 16, C. I. Pigment Blue 75 등을 사용할 수 있다.
C. I. Pigment Blue 15:3 및/또는 C. I. Pigment Blue 15:4는, 합계로, 프탈로시아닌계 청색 안료의 합계 중량의 20∼100중량%를 차지하는 것이 바람직하다. C. I. Pigment Blue 15:3 및/또는 C. I. Pigment Blue 15:4의 전체 프탈로시아닌계 청색 함량에 차지하는 비율이 20중량% 미만인 경우에는, 패널화 했을 때, 얻어지는 색 재현 영역이 좁아지고, 내광성이 악화되는 점 때문에 바람직하지 않다.
상기 프탈로시아닌계 녹색 안료(ii)는, C. I. Pigment Green 7을 포함하지만, 다른 프탈로시아닌계 녹색 안료를 더 포함해도 된다. 다른 프탈로시아닌계 녹청색 안료로서는, C. I. Pigment Green 36을 들 수 있다.
C. I. Pigment Green 7은 프탈로시아닌계 녹색 안료의 합계 중량의 20∼100중량%를 차지하는 것이 바람직하다. C. I. Pigment Green 7의 전체 프탈로시아닌계 녹색 안료에 차지하는 비율이 20중량% 미만인 경우에는, 패널화 했을 때, 얻어지는 색 재현 영역이 좁아지는 점 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 컬러필터용 시안색 착색 조성물에서, 프탈로시아닌계 청색 안료(i)와 프탈로시아닌계 녹색 안료(ii)는, 중량비로 1:99∼99:1, 바람직하게는 3:97∼97:3, 더욱 바람직하게는 5:95∼95:5의 비율로 함유된다. 프탈로시아닌계 청색 안료(i)의 배합량이 상기 범위외인 경우, 색 재현 영역의 확대가 충분하지 않기 때문에 바람직하지 않다.
상기 프탈로시아닌계 청색 안료(i) 및 프탈로시아닌계 녹색 안료(ii) 중 적어도 1종류의 안료는, 이 안료, 수용성 무기염 및 수용성 무기염을 실질적으로 용해하지 않는 수용성 유기용제를 포함하는 혼합물을 혼련(이하，이 공정을 솔트 밀링(salt milling)이라고 부름)한 후, 수용성 무기염과 수용성 유기용제를 제거함으로써 미세화 하는 것이 바람직하다. 미세화 한 안료를 사용하면, 필터 세그먼트의 분광 투과율이 향상되어, 콘트라스트도 보다 높아진다. 솔트 밀링 시에는, 후술의 안료 유도체, 수용성 유기용제에 적어도 일부 용해되는 수지 등을 병용할 수 있고, 이러한 처리에 의해 얻어진 미세화 처리 안료를 사용함으로써, 보다 광학특성이 우수한 필터 세그먼트를 형성할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 3 측면에 관계되는 컬러필터가 구비하는 황색 필터 세그먼트의 형성에 사용되는 황색 착색 조성물에 대해 설명한다.
황색 필터 세그먼트의 형성에 사용되는 황색 착색 조성물은, (a)황색 안료와, (b)안료분산제와, (c)투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체를 포함한다.
황색 착색 조성물에 차지하는 안료는, 황색 착색 조성물의 착색력과 안정성의 관점에서, 황색 착색 조성물의 고형분(용제 이외의 성분)의 합계 중량의 5∼50중량%를 차지하는 것 바람직하다.
황색 안료로서는, 안료의 분산성, 청색 LED의 표면에 형광체를 도포함으로써 형성되는 의사 백색 LED를 광원으로서 사용했을 때의 색도, 및 내광성의 관점에서, C. I. Pigment Yellow 138, 139, 150 및 185로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적 어도 1종의 황색 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 다른 사용가능한 황색 안료로서는, C. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 24, 31, 32, 34, 35, 35:1, 36, 36:1, 37, 37:1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 126, 127 , 128, 129, 147, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 187, 188, 193, 194, 199, 198, 213, 214를 들 수 있다.
황색 안료는, 황색 안료, 수용성 무기염 및 수용성 무기염을 실질적으로 용해하지 않는 수용성 유기용제를 포함하는 혼합물을 솔트 밀링에 제공한 후, 수용성 무기염과 수용성 유기용제를 제거함으로써 미세화 하는 것이 바람직하다. 미세화 한 황색 안료를 사용하면, 황색 필터 세그먼트의 분광 투과율이 향상된다. 솔트 밀링 시에는, 염기성기 함유 유도체, 수용성 유기용제에 적어도 일부 용해되는 수지, 또는 분산제 등을 병용할 수 있다. 이러한 처리에 의해 얻어진 미세화 황색 안료를 사용함으로써, 보다 광학특성이 우수한 황색 필터 세그먼트를 형성할 수 있다.
본 발명의 시안색 또는 황색 착색 조성물에는, 색상과 명도의 균형을 취하면서 양호한 도포성, 감도, 현상성 등을 확보하기 위해서, 산화 티탄, 황산 바륨, 아연화, 황산 납, 황색 납, 아연황, 벵갈라(적색 산화철(III)), 카드뮴 적, 군청, 감청, 산화크롬 녹, 코발트 녹, 앰버, 티탄 블랙, 합성철 흑, 카본블랙 등의 무기안 료를 함유시킬 수 있다. 본 발명의 시안색 착색 조성물에서, 이들 무기안료를 병용하는 경우에는, 무기안료의 양은, 안료의 합계 중량의 0.1중량%∼10중량%를 차지하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 황색 착색 조성물에서, 황색 이외의 색의 안료를 병용하는 경우에는, 황색 안료는 황색 착색 조성물의 명도의 관점에서, 안료의 합계 중량의 70중량% 이하, 3중량% 이상을 차지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 시안색 착색 조성물 또는 황색 착색 조성물에 포함되는 안료 담체는 안료를 분산시키는 것으로, 투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물에 의해 구성된다. 투명수지는 가시광 영역의 400∼700nm의 전체 파장 영역에서 투과율이 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상의 수지이다. 투명수지에는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 및 활성 에너지선 경화성 수지가 포함되고, 그 전구체에는, 활성 에너지선 조사에 의해 경화되어 투명수지를 생성하는 모노머 혹은 올리고머가 포함되고, 이것들을 단독으로, 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 안료 담체는, 안료의 합계 100중량부에 대해, 바람직하게는 50∼700중량부, 보다 바람직하게는 100∼400중량부의 양으로 사용할 수 있다.
상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면, 부티랄 수지, 스티렌-말레산 공중합체, 염소화 폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 폴리아세트산비닐, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴계 수지, 알키드 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 고무계 수지, 환화 고무계 수지, 셀룰로오스류, 폴리에틸렌(HDPE, LDPE), 폴리부타디엔, 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 또, 열경화성 수지로서는, 예를 들면, 에폭시 수지, 벤조구아나민 수지, 로진변성 말레산 수지, 로진 변성 푸마르산 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다.
상기 활성 에너지선 경화성 수지로서는, 수산기, 카르복실기, 아미노기 등의 반응성의 치환기를 갖는 고분자에, 이소시아네이트기, 알데히드기, 에폭시기 등의 반응성 치환기를 갖는 (메타)아크릴 화합물이나 신남산 반응시켜서, (메타)아크릴로일기, 스티릴기 등의 광가교성 기를 이 고분자에 도입한 수지가 사용된다. 또, 스티렌-무수 말레산 공중합물이나 α-올레핀-무수 말레산 공중합물 등의 산무수물을 포함하는 선상 고분자를 히드록시알킬(메타)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메타)아크릴 화합물에 의해 하프 에스테르화 한 것도 사용된다.
안료 담체는, 하기 일반식 (1)로 표시되는 화합물 (a)와 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 화합물 (b)를 공중합하여 이루어지는 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이 투명 공중합 수지는, 거의 모든 안료에 대해 우수한 분산효과를 발휘하기 때문에, 착색 조성물 중에서 안료의 응집을 막아, 안료가 미세하게 분산된 상태를 유지하는 작용을 한다. 그 때문에 상기 투명 공중합 수지를 포함하는 안료 담체에 안료를 분산하여 이루어지는 본 발명의 시안색 착색 조성물을 사용하여 필터 세그먼트를 형성한 경우에는, 안료 응집물이 적은 필터 세그먼트를 형성할 수 있어, 고투과율이고 명도가 높은 컬러필터를 제조할 수 있다.
일반식 (1)
Figure 112007002863415-pat00001
식 (1)에서, R14는 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. R15는 알킬렌기를 나타낸다. R16은 수소 원자 또는 벤젠환 등의 치환기를 포함하고 있어도 되는 탄소수 1∼20의 알킬기를 나타낸다. m은 1∼15의 정수를 나타낸다.
상기 투명 공중합 수지의 구성성분인 일반식 (1)로 표시되는 화합물 (a)는 벤젠환의 π전자의 효과에 의해 안료 표면에의 흡착/배향성이 양호하게 된다. 특히 화합물 (a)가 파라쿠밀페놀의 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드 변성 (메타)아크릴레이트인 경우에는, 그 입체적인 효과도 더해져 안료에 대하여 보다 양호한 흡착/배향면을 형성할 수 있으므로 보다 효과가 높다. 또, R16으로 표시되는 알킬기의 탄소수는 1∼20이지만, 바람직하게는 1∼10이다. R16으로 표시되는 알킬기의 탄소수가 1∼10일 때는 당해 알킬기가 입체장해를 구성해서 수지끼리의 접근을 억제하여 안료에의 흡착/배향을 촉진하지만, 탄소수가 10을 초과하면 알킬기의 입체장해 효과가 높아져 벤젠환의 안료 표면에의 흡착/배향마저도 방해한다. 이것은 R16으로 표시되는 알킬기의 사슬 길이가 길어짐에 따라 현저하게 되고, 탄소수가 20을 초과하면 벤젠환의 흡착/배향이 극단적으로 저하된다.
화합물 (a)로서는, 페놀에틸렌옥사이드 변성 (메타)아크릴레이트, 파라쿠밀 페놀에틸렌옥사이드 변성 (메타)아크릴레이트, 노닐페놀에틸렌옥사이드 변성 (메타)아크릴레이트, 노닐페놀프로필렌옥사이드 변성 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
화합물 (b)로서는, (메타)아크릴산, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, (이소)프로필 (메타)아크릴레이트, (이소)부틸 (메타)아크릴레이트, (이소)펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트 액시드포스폭시에틸 (메타)아크릴레이트, 액시드포스폭시프로필 (메타)아크릴레이트, 3클로로2액시드포스폭시에틸 (메타)아크릴레이트, 액시드포스폭시폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 투명 공중합 수지에서의 화합물 (a)의 비율은, 바람직하게는 0.1∼50중량%, 보다 바람직하게는 10∼35중량%이다. 화합물 (a)의 비율이 0.1중량%보다 적으면 충분한 안료의 분산효과를 얻을 수 없고, 50중량%보다 많으면 착색 조성물 중의 다른 구성성분과의 상용성이 저하되어, 모노머나 광중합개시제의 석출이 일어나는 경우가 있다.
상기 투명수지의 중량평균 분자량(Mw)은 바람직하게는 5000∼100000이며, 더욱 바람직하게는 10000∼50000이다.
안료 담체인 모노머, 올리고머로서는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아 크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, β-카르복시에틸 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A디글리시딜에테르 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 트리시클로데카닐 (메타)아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 메티롤화 멜라민의 (메타)아크릴산 에스테르, 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 등의 각종 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르, (메타)아크릴산, 스티렌, 아세트산 비닐, 히드록시에틸비닐에테르, 에틸렌글리콜 디비닐에테르, 펜타에리트리톨 트리비닐에테르, (메타)아크릴아미드, N-히드록시메틸 (메타)아크릴아미드, N-비닐포름아미드, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있고, 이것들을 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 컬러필터용 시안색 또는 황색 착색 조성물은, 안료 담체 중에 소정의 안료를 필요에 따라서 하기 광중합개시제와 함께, 3롤 밀, 2롤 밀, 샌드밀, 니더, 어트리터 등의 각종 분산수단을 사용하여 미세하게 분산하여 제조할 수 있다. 2종류 이상의 안료를 사용하는 경우에는, 각각의 안료를 미리 혼합하고, 얻어진 안료혼합물을 안료 담체 중에 미세하게 분산하여 제조할 수도 있다.
안료를 안료 담체 중에 분산할 때는, 적당하게, 안료 유도체나, 수지형 안료분산제, 계면활성제 등의 분산 조제를 사용할 수 있다. 분산 조제는, 안료의 분산 이 우수하고, 분산 후의 안료의 재응집을 방지하는 효과가 크므로, 분산 조제를 사용하여 안료를 안료 담체 중에 분산하여 이루어지는 착색 조성물을 사용한 경우에는, 투명성이 우수한 컬러필터가 얻어진다. 분산 조제는 안료의 합계 100중량부에 대해, 0.1∼30중량부의 양으로 사용할 수 있다.
상기 안료유도체는, 하기 일반식 (2)로 나타낼 수 있고, 염기성 치환기를 갖는 것과 산성 치환기를 갖는 것이 있다.
A-B 식 (2)
식 (2)에서, A는 유기안료 잔기를 나타내고, B는 염기성 치환기 또는 산성 치환기를 나타낸다.
식 (2) 중, A로 표시되는 유기안료 잔기를 구성하는 유기 안료로서는, 디케토피로로피롤계 안료, 아조, 디스아조, 폴리 아조 등의 아조계 안료, 구리 프탈로시아닌, 할로겐화 구리 프탈로시아닌, 무금속 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌계 안료, 아미노안트라퀴논, 디아미노디안트라퀴논, 안트라피리미딘, 플라반트론, 안트안트론, 인단트론, 피란트론, 비놀란트론 등의 안트라퀴논계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 디옥사진계 안료, 페리논계 안료, 페릴렌계 안료, 티오인디고계 안료, 이소인돌린계 안료, 이소인돌리논계 안료, 퀴노프탈론계 안료, 트렌계 안료, 금속착체계 안료 등을 들 수 있다.
식 (2)중, B로 표시되는 염기성 치환기로서는, 하기 식 (3), 식 (4), 식 (5), 및 식 (6)으로 각각 표시되는 치환기를 들 수 있고, B로 표시되는 산성 치환기로서는, 하기 식 (7), 식 (8), 및 식 (9)로 표시되는 치환기를 들 수 있다.
식 (3)
Figure 112007002863415-pat00002
식 (4)
Figure 112007002863415-pat00003
식 (5)
Figure 112007002863415-pat00004
식(6)
Figure 112007002863415-pat00005
식 (3)∼(6)에서, X는 -SO2-, -CO-, -CH2NHCOCH2-, -CH2- 또는 직접 결합을 나타낸다.
식 (3)∼(6)에서, n은 1∼10의 정수를 나타낸다.
식 (3)∼(6)에 있어서, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼36의 치환되어 있어도 되는 알킬기, 탄소수 2∼36의 치환되어 있어도 되는 알케닐기, 치환되 어 있어도 되는 페닐기, 또는 R1과 R2와 일체가 되고 질소, 산소 또는 유황원자를 더 포함하는 치환되어 있어도 되는 복소환을 나타낸다.
식 (3)∼(6)에서, R3는 탄소수 1∼36의 치환되어 있어도 되는 알킬기, 탄소수 2∼36의 치환되어 있어도 되는 알케닐기 또는 치환되어 있어도 되는 페닐기를 나타낸다.
식 (3)∼(6)에서, R4, R5, R6 및 R7은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1∼36의 치환되어 있어도 되는 알킬기, 탄소수 2∼36의 치환되어 있어도 되는 알케닐기 또는 치환되어 있어도 되는 페닐기를 나타낸다.
식 (3)∼(6)에서, Y는 -NR8-Z-NR9- 또는 직접 결합을 나타낸다. 여기에서, R8 및 R9은, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼36의 치환되어 있어도 되는 알킬기, 탄소수 2∼36의 치환되어 있어도 되는 알케닐기 또는 치환되어 있어도 되는 페닐기를 나타낸다.
식 (3)∼(6)에서, Z는 탄소수 1∼36의 치환되어 있어도 되는 알킬렌기, 탄소수 2∼36의 치환되어 있어도 되는 알케닐렌기, 또는 치환되어 있어도 되는 페닐렌기를 나타낸다.
식 (3)∼(6)에서, R은 하기 식 (10)으로 표시되는 치환기 또는 식 (11)로 표시되는 치환기를 나타낸다.
식 (3)∼(6)에서, Q는 수산기, 알콕실기, 하기 식 (10)으로 표시되는 치환기 또는 하기 식 (11)로 제시되는 치환기를 나타낸다.
식 (10)
Figure 112007002863415-pat00006
식 (11)
Figure 112007002863415-pat00007
식 (10) 및 식 (11)에서, R1∼R7 및 n은 위에서 정의한 바와 같은 것이다.
식 (7):
-SO3M
식 (8)
-COOM
식 (9)
Figure 112007002863415-pat00008
식 (7) 및 (8)에서, M은 1/i개의 수소 원자, 칼슘 원자, 바륨 원자, 스트론 튬 원자, 망간 원자 또는 알루미늄 원자를 나타내고, i는 M의 원자가수를 나타낸다. 예를 들면, 식 (7)에서, M은 1개의 수소 원자, 2분의 1개의 칼슘 원자(이 경우, 2개의 COO-가 1원자의 칼슘과 결합함) 등을 나타낸다.
식 (9)에서, R10, R11, R12 및 R13은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1∼36의 치환되어 있어도 되는 알킬기, 탄소수 2∼36의 치환되어 있어도 되는 알케닐기, 치환되어 있어도 되는 페닐기 또는 폴리옥시 알킬렌기를 나타낸다.
식 (3)∼식 (6) 및 식 (10), 식 (11)로 표시되는 치환기를 형성하기 위해서 사용되는 아민 성분으로서는, 예를 들면, 디메틸아민, 디에틸아민, N,N-에틸이소프로필아민, N,N-에틸프로필아민, N,N-메틸부틸아민, N,N-메틸이소부틸아민, N,N-부틸에틸아민, N,N-tert-부틸에틸아민, 디이소프로필아민, 디프로필아민, N,N-sec-부틸프로필아민, 디부틸아민, 디-sec-부틸아민, 디이소부틸아민, N,N-이소부틸-sec-부틸아민, 디아밀아민, 디이소아밀아민, 디헥실아민, 디(2-에틸헥실)아민, 디옥틸아민, N,N-메틸옥타데실아민, 디데실아민, 디알릴아민, N,N-에틸-1,2-디메틸프로필아민, N,N-메틸헥실아민, 디올레일아민, 디스테아릴아민, N,N-디메틸아미노메틸아민, N,N-디메틸아미노에틸아민, N,N-디메틸아미노아밀아민, N,N-디메틸아미노부틸아민, N,N-디에틸아미노에틸아민, N,N-디에틸아미노프로필아민, N,N-디에틸아미노헥실아민, N,N-디에틸아미노부틸아민, N,N-디에틸아미노펜틸아민, N,N-디프로필아미노부틸아민, N,N-디부틸아미노프로필아민, N,N-디부틸아미노에틸아민, N,N-디부틸아미노부틸아민, N,N-디이소부틸아미노펜틸아민, N,N-메틸-라우릴아미노프로필아 민, N,N-에틸헥실아미노에틸아민, N,N-디스테아릴아미노에틸아민, N,N-디올레일아미노에틸아민, N,N-디스테아릴아미노부틸아민, 피페리딘, 2-피페콜린, 3-피페콜린, 4-피페콜린, 2,4-루페티딘, 2,6-루페티딘, 3,5-루페티딘, 3-피페리딘메탄올, 피페콜산, 이소니페코트산, 이소니페코트산 메틸, 이소니페코트산 에틸, 2-피페리딘에탄올, 피롤리딘, 3-히드록시피롤리딘, N-아미노에틸피페리딘, N-아미노에틸-4-피페콜린, N-아미노에틸모르폴린, N-아미노프로필피페리딘, N-아미노프로필-2-피페콜린, N-아미노프로필-4-피페콜린, N-아미노프로필모르폴린, N-메틸피페라진, N-부틸피페라진, N-메틸호모피페라진, 1-시클로펜틸피페라진, 1-아미노-4-메틸피페라진, 1-시클로펜틸피페라진 등을 들 수 있다.
식 (9)의 술폰산 아민염을 형성하기 위해서 사용되는 아민 성분은 1차, 2차, 3차, 4차의 어느 아민이어도 되고, 예를 들면, 1차 아민으로서는, 측쇄를 갖고 있어도 되는 헥실 아민, 헵틸 아민, 옥틸 아민, 노닐 아민, 데실 아민, 운데실 아민, 도데실 아민, 트리데실 아민, 테트라데실 아민, 펜타데실아민, 헥사데실 아민, 헵타데실 아민, 옥타데실 아민, 노나데실 아민, 에이코실 아민 등의 아민, 혹은 각각의 탄소수에 대응하는 불포화 아민을 들 수 있다.
상기 2차, 3차 및 4차 아민으로서는, 디올레일 아민, 디스테아릴 아민, 디메틸옥틸아민, 디메틸데실 아민, 디메틸라우릴 아민, 디메틸스테아릴 아민, 디라우릴모노메틸 아민, 트리옥틸 아민, 디메틸디도데실암모늄클로라이드, 디메틸디올레일암모늄클로라이드, 디메틸디데실암모늄클로라이드, 디메틸디옥틸암모늄클로라이드, 트리메틸스테아릴암모늄클로라이드, 디메틸디스테아릴암모늄클로라이드, 트리메틸 데실암모늄클로라이드, 트리메틸헥사데실암모늄클로라이드, 트리메틸옥타데실암모늄클로라이드, 디메틸도데실테트라데실암모늄클로라이드, 디메틸헥사데실옥타데실암모늄클로라이드 등을 들 수 있다.
또, 식 (9)에서의 R10, R11, R12, R13 중 어느 하나가 폴리옥시알킬렌기를 나타내는 경우, 그 예로서는 폴리옥시에틸렌기, 폴리옥시프로필렌기 등을 들 수 있다.
상기 수지형 안료분산제는, 안료에 흡착하는 성질을 갖는 안료친화성 부위와, 안료 담체와 상용성이 있는 부위를 갖고, 안료에 흡착하여 안료의 안료 담체에의 분산을 안정화 하는 작용을 하는 것이다. 수지형 안료분산제로서 구체적으로는, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트 등의 폴리카르복실산 에스테르, 불포화 폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산 (부분)아민염, 폴리카르복실산 암모늄염, 폴리카르복실산 알킬아민염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아미드인산염, 수산기함유 폴리카르복실산 에스테르나, 이것들의 변성물, 폴리(저급 알킬렌 이민)과 유리 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와의 반응에 의해 형성된 아미드나 그 염 등의 유성 분산제; (메타)아크릴산-스티렌 공중합체, (메타)아크릴산-(메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 등의 수용성 수지나 수용성 고분자 화합물, 폴리에스테르계, 변성 폴리아크릴레이트계, 에틸렌옥사이드/프로필렌 옥사이드 부가 화합물, 인산 에스테르계 등이 사용된다. 이것들은, 단독으로 또는 2종이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 계면활성제로서는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산염, 도데실벤젠술폰산 나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 알칼리염, 스테아르산 나트륨, 알킬나프탈린술폰산 나트륨, 알킬디페닐에테르디술폰산 나트륨, 도데실황산 모노에탄올아민, 도데실황산 트리에탄올아민, 도데실황산 암모늄, 스테아르산 모노에탄올아민, 스테아르산-나트륨, 도데실황산 나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 모노에탄올아민, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산 에스테르 등의 음이온성 계면활성제; 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌도데실에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜모노라우레이트 등의 비이온성 계면활성제; 알킬 4차 암모늄염이나 그것들의 에틸렌옥사이드 부가물 등의 양이온성 계면활성제; 알킬디메틸아미노아세트산 베타인 등의 알킬베타인, 알킬이미다졸린 등의 양성 계면활성제를 들 수 있고, 이것들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
황색 착색 조성물이나 시안색 착색 조성물에는, 이 조성물을 자외선 조사에 의해 경화할 때에는, 광중합개시제 등이 첨가된다.
광중합개시제로서는, 4-페녹시디클로로아세토페논, 4-t-부틸-디클로로아세토페논, 디에톡시아세토페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 등의 아세토페논계 광중합개시제, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤질디메틸케탈 등의 벤조인계 광중합개시제, 벤조페논, 벤조일벤조산, 벤조일벤조산 메틸, 4-페닐벤조페논, 히드록시벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드 등의 벤조페논계 광중합개시제, 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 이소프로필티옥산톤, 2,4-디이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤계 광중합개시제, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-피페로닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시-나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진 등의 트리아진계 광중합개시제, 보레이트계 광중합개시제, 카르바졸계 광중합개시제, 이미다졸계 광중합개시제 등이 사용된다. 광중합개시제는, 안료의 합계 100중량부에 대해, 5∼150중량부의 양으로 사용할 수 있다.
상기 광중합개시제는, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용하지만, 증감제로서, α-아실옥시에스테르, 아실포스핀옥사이드, 메틸페닐글리옥실레이트, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄파-퀴논, 에틸안트라퀴논, 4,4'-디에틸이소프탈로페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논 등의 화합물을 병용할 수도 있다. 증감제는, 광중합개시제 100중량부에 대해, 0.1∼150중량부의 양으로 사용할 수 있다.
본 발명의 착색 조성물에는, 안료를 충분히 안료 담체 중에 분산시키고, 유리 기판 등의 기판 상에 건조 막두께가 0.5∼5㎛가 되도록 도포하여 필터 세그먼트를 형성하는 것을 용이하게 하기 위해서 용제를 함유시킬 수 있다. 용제로서는, 예를 들면 시클로헥사논, 에틸셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 1-메톡시-2-프로필아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸벤젠, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 크실렌, 에틸셀로솔브, 메틸-n아밀케톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르톨루엔, 메틸에틸케톤, 아세트산 에틸, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, 부탄올, 이소부틸케톤, 석유계 용제 등을 들 수 있고, 이것들을 단독으로 혹은 혼합하여 사용한다. 용제는 안료의 합계 100중량부에 대해, 500∼4000중량부의 양으로 사용할 수 있다.
또, 본 발명의 착색 조성물에는, 조성물의 경시 점도를 안정화 시키기 위해서 저장 안정제를 함유시킬 수 있다. 저장 안정제로서는, 예를 들면 벤질트리메틸클로라이드, 디에틸히드록시아민 등의 4차 암모늄클로라이드, 락트산, 옥살산 등의 유기산 및 그 메틸에테르, t-부틸피로카테콜, 트리에틸포스핀, 트리페닐포스핀 등의 유기 포스핀, 아인산염 등을 들 수 있다. 저장 안정제는, 안료의 합계 100중량부에 대해, 0.1∼5중량부의 양으로 사용할 수 있다.
본 발명의 컬러필터용 착색 조성물은 용제현상형 또는 알칼리 현상형 착색 레지스트재, 그라비아 옵셋인쇄용 잉크, 실크스크린 인쇄용 잉크, 잉크젯 인쇄용 잉크 등의 형태로 조제할 수 있다. 착색 레지스트재는, 상기 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 활성 에너지선 경화성 수지와 상기 모노머, 상기 광중합개시제를 함유하는 조성물 중에, 소정의 안료를 분산시킨 것이다.
황색 안료, 또는 프탈로시아닌계 청색 안료 및 프탈로시아닌계 녹색 안료는 필터 세그먼트를 포토리소그래프법에 의해 형성하는 경우에는, 용제를 포함하는 황색 착색 조성물 또는 시안색 착색 조성물 중에 합계로 1.5∼12중량%의 비율로 함유되는 것이 바람직하다. 또, 황색 안료나, 프탈로시아닌계 청색 안료 및 프탈로시아닌계 녹색 안료는, 최종 필터 세그먼트 중에 합계로 바람직하게는 10∼60중량%, 보다 바람직하게는 20∼50중량%의 비율로 함유되고, 그 잔부는 안료 담체에 의해 제공되는 수지질 바인더로부터 실질적으로 이루어진다.
본 발명의 착색 조성물은, 원심 분리, 소결 필터, 멤브레인 필터 등의 수단에 의해, 5㎛ 이상의 조대입자, 바람직하게는 1㎛ 이상의 조대입자, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ 이상의 조대입자 및 혼입된 먼지의 제거를 행하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 컬러필터에 대해 설명한다.
본 발명의 컬러필터는, 본 발명의 황색 착색 조성물, 시안색 착색 조성물 등으로 형성되는 필터 세그먼트와, 적색 필터 세그먼트와, 녹색 필터 세그먼트와, 청색 필터 세그먼트와, 필요에 따라서 마젠타색 필터 세그먼트를 구비하는 것이다. 시안색, 적색, 녹색 및 청색의 필터 세그먼트와 더불어 황색 필터 세그먼트 및/또는 마젠타색 필터 세그먼트를 구비하는 컬러필터는, 패널화 했을 때, 얻어지는 색 재현 영역이 더욱 확대되기 때문에 바람직하다.
본 발명의 컬러필터는, 투명 또는 광반사성 기판 상에, 인쇄법 또는 포토리소그래피법에 의해, 각 색 착색 조성물을 사용하여 각 색 필터 세그먼트를 형성함으로써 제조할 수 있다.
적색 필터 세그먼트는 일반적인 적색 착색 조성물을 사용하여 형성할 수 있 다. 적색 착색 조성물은, 본 발명의 시안색 착색 조성물에서 프탈로시아닌계 청색 안료 및 프탈로시아닌계 녹색 안료 대신에, 예를 들면, C. I. Pigment Red 7, 14, 41, 48:2, 48:3, 48:4, 81:1, 81:2, 81:3, 81:4, 146, 168, 177, 178, 184, 185, 187, 200, 202, 208, 210, 246, 254, 255, 264, 270, 272, 279 등의 적색 안료를 사용하여 얻어지는 조성물일 수 있다. 적색 착색 조성물에는, C. I. Pigment Orange 43, 71, 73 등의 주황색 안료를 병용할 수 있다.
청색 필터 세그먼트는, 일반적인 청색 착색 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 청색 착색 조성물은, 본 발명의 시안색 착색 조성물에서 프탈로시아닌계 청색 안료 및 프탈로시아닌계 녹색 안료 대신에, 예를 들면 C. I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, 64 등의 청색 안료를 사용하여 얻어지는 조성물일 수 있다. 청색 착색 조성물에는, C. I, Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50 등의 자색 안료를 병용할 수 있다.
마젠타색 필터 세그먼트는, 일반적인 마젠타색 착색 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 마젠타색 착색 조성물은, 본 발명의 시안색 착색 조성물에서 프탈로시아닌계 청색 안료 및 프탈로시아닌계 녹색 안료 대신에, 예를 들면 C. I. Pigment Red 81, 81:1, 81:2, 81:3, 81:4, 122, 192, 202, 207, 209, C. I. Pigment Vio1et 19 등의 안료를 사용하여 얻어지는 조성물일 수 있다.
투명기판으로서는, 석영유리, 보로실리케이트 유리, 알루미나규산염 유리, 표면에 실리카를 코팅한 소다라임 유리 등의 유리판이나, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산메틸, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지판이 사용된다.
광반사성 기판으로서는, 실리콘이나, 상기의 투명기판 상에 알루미늄, 은, 은/구리/팔라듐 합금 박막 등을 형성한 것이 사용된다.
인쇄법에 의한 각 색 필터 세그먼트의 형성은, 상기 각종 인쇄잉크로서 조제한 착색 조성물의 인쇄와 건조를 반복하는 것 만으로 패턴화를 할 수 있기 때문에, 컬러필터의 제조법으로서는, 저코스트이고 양산성이 우수하다. 또한, 인쇄 기술의 발전에 의해 높은 치수정밀도 및 평활도를 갖는 미세 패턴의 인쇄를 행할 수 있다. 인쇄를 행하기 위해서는, 인쇄의 판 상에서, 혹은 블랭킷 상에서 잉크가 건조, 고화하지 않는 조성으로 하는 것이 바람직하다. 또, 인쇄기 상에서의 잉크의 유동성의 제어도 중요하여, 분산제나 체질안료에 의한 잉크 점도의 조정을 행할 수도 있다.
포토리소그래피법에 의해 각 색 필터 세그먼트를 형성하는 경우에는, 상기 용제현상형 또는 알칼리 현상형 착색 레지스트재로서 조제한 착색 조성물을 기판 상에, 스프레이 코팅이나 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 롤 코팅 등의 도포 방법에 의해, 건조 막두께가 0.5∼5㎛이 되도록 도포한다. 필요에 따라 건조된 막에는, 이 막과 접촉 또는 비접촉상태로 설치된 소정의 패턴을 갖는 마스크를 통하여 자외선노광을 행한다. 그 후, 용제 또는 알칼리 현상액에 침지하거나, 혹은 스프레이 등에 의해 현상액을 분무하여 미경화부를 제거하여 원하는 패턴을 형성한 후, 동일한 조작을 타색에 대해서 반복하여 컬러필터를 제조할 수 있다. 또한, 착색 레지스트재의 중합을 촉진하기 위해서, 필요에 따라서 가열을 할 수도 있다. 포토리소그래피법에 의하면, 상기 인쇄법보다 정밀도가 높은 컬러필터를 제조할 수 있다.
현상 시에는, 알칼리 현상액으로서 탄산 나트륨, 수산화 나트륨 등의 수용액이 사용되고, 디메틸벤질 아민, 트리에탄올 아민 등의 유기 알칼리를 사용할 수도 있다. 또, 현상액에는, 소포제나 계면활성제를 첨가할 수도 있다.
또한, 자외선 노광 감도를 높이기 위해서, 상기 착색 레지스트재를 도포 건조 후, 수용성 또는 알칼리 가용성 수지, 예를 들면 폴리비닐알콜이나 수용성 아크릴 수지 등을 도포 건조하고 산소에 의한 중합 저해를 방지하는 막을 형성한 후, 자외선 노광을 행할 수도 있다.
본 발명의 컬러필터는, 상기 방법 외에 전착법, 전사법 등에 의해 제조할 수 있지만, 본 발명의 착색 조성물은 어느 방법에도 사용할 수 있다. 또한, 전착법은 기판 상에 형성한 투명도전막을 이용하여, 콜로이드 입자의 전기영동에 의해 각 색 필터 세그먼트를 투명도전막 상에 전착 형성함으로써 컬러필터를 제조하는 방법이다.
또, 전사법은 박리성의 전사 베이스 시트의 표면에 미리 컬러필터층을 형성해 두고, 이 컬러필터층을 원하는 기판에 전사시키는 방법이다.
투명기판 또는 광반사성 기판 상에 필터 세그먼트를 형성하기 전에, 미리 블랙 매트릭스를 형성해 두면, 액정표시패널의 콘트라스트를 한층 높일 수 있다. 블랙 매트릭스로서는, 크롬이나 크롬/산화크롬의 다층막, 질화 티타늄 등의 무기막이나, 차광제를 분산한 수지막을 사용할 수 있지만, 이것들에 한정되지 않는다. 또, 상기의 투명기판 또는 광반사성 기판 상에 박막트랜지스터(TFT)를 미리 형성해 두고, 그후에 필터 세그먼트를 형성할 수도 있다. TFT 기판 상에 필터 세그먼트를 형성함으로써, 액정표시패널의 개구율을 높여, 휘도를 향상시킬 수 있다.
최후에, 본 발명의 액정표시장치에 대해 설명한다.
본 발명의 제 4 측면에 관계되는 액정표시장치는 본 발명의 컬러필터와 의사 백색 LED광원(백라이트 광원 또는 프론트라이트 광원)을 구비한다. 의사 백색 LED는 청색 LED의 표면에 형광 필터를 형성한 것이나, 청색 LED의 수지 패키지에 형광체를 함유시킨 것이며, 430nm∼485nm의 범위에 발광 강도가 최대가 되는 파장(λ1)을 갖고, 530nm ∼580nm의 범위에 제 2 발광 강도의 피크 파장(λ2)을 갖고, 파장 λ1에서의 발광 강도 I1과 파장 λ2에서의 발광 강도 I2의 비(I2/I1)가 0.2 이상 0.7 이하인 분광 특성을 갖는다. 청색 LED는, 예를 들면 InGaN계 또는 GaN계 등의 청색광(파장은, 예를 들면 470nm)을 발광하는 LED이다. 또, 형광 필터는, 청색 LED로부터의 청색 발광의 일부를 흡수하고 500∼600nm의 사이에 극대 발광을 갖는 황색광을 발광한다. 이 방식의 백색 LED에서는, 청색 LED가 방사하는 청색광의 일부가 형광체층을 투과하고, 나머지는 형광체에 흡수되어 황색의 광으로 변환된다. 관찰자는, 청색 발광과 황색 발광의 2색의 광이 서로 섞인 광을 백색광으로서, 인식한다. 청색광을 황색광으로 변환하는 형광체로서는, YAG(이트륨·알루미늄·가닛) 등이 있다. 또 이러한 의사 백색 LED는 니치아카가쿠사제 NSPW300BS, NSPW310BS, NSPW312BS, NSPW315BS, NSPW500BS, NEPW500 등으로 입수 가능하다. 이러한 분광 특성을 갖는 의사 백색 LED광원을, 본 발명의 컬러필터와 조합시켜서 사용함으로써 액정표시장치의 색채 재현영역을 보다 확대할 수 있다.
본 발명의 제 5 측면에 관계되는 액정표시장치는, 본 발명의 컬러필터와, 냉음극 형광관 광원(백라이트 광원 또는 프론트라이트 광원)을 구비하는 액정표시장치이다. 냉음극 형광관 광원은 파장 470nm∼530nm의 범위 내에 발광 강도가 극대가 되는 파장 λ3를 갖고, 파장 530nm∼580nm의 범위 내에 발광 강도가 최대가 되는 파장 λ4을 갖고, 파장 λ4에서의 발광 강도 I4에 대한, 파장 λ3에서의 발광 강도 I3의 비(I3/I4)가 0.2 이상 0.7 이하인 분광 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 분광 특성을 갖는 냉음극 형광관 광원을, 본 발명의 컬러필터와 조합하여 사용함으로써 액정표시장치의 색채 재현영역을 보다 확대할 수 있다. 이러한 냉음극 형광관은 F10 등으로 재현 가능하다.
또, 본 발명의 제 6 측면에 관계되는 액정표시장치는, 본 발명의 컬러필터와 3색(적, 녹 및 청) LED광원(백라이트 광원 또는 프론트라이트 광원)을 구비하는 액정표시장치이다. 3색 LED는, 청색 LED의 표면에 형광 필터를 형성한 것이나, 청색 LED의 수지 패키지에 형광체를 함유시킨 것이며, 430nm∼485nm의 범위에 발광 강도가 최대가 되는 파장(λ5)을 갖고, 530nm∼580nm의 범위와 610nm∼670nm의 범위에 제 2, 제 3 발광 강도의 피크 파장(λ6, λ7)을 갖고, 파장 λ5에서의 발광 강도 I5와 파장 λ6에서의 발광 강도 I6의 비(I6/I5)이 0.2 이상 0.7 이하인 분광 특성을 갖는다. 청색 LED는, 예를 들면 InGaN계 또는 GaN계 등의 청색광(파장은, 예를 들면 470nm)을 발광하는 LED이다. 또, 형광 필터는, 청색 LED로부터의 청색 발광의 일부를 흡수하고 530∼580nm의 사이에 극대 발광을 갖는 녹색광과 610nm∼670nm의 사이에 극대 발광을 갖는 적색광을 발광한다. 이 방식의 3색 LED에서는, 청색 LED가 방사하는 청색광의 일부가 형광체층을 투과하고, 나머지는 형광체에 흡수되어 녹색·적색의 광으로 변환된다. 청색광을 녹색광으로 변환하는 형광체로서는, CaGa2S4:Eu의 결정 등, 청색광을 녹색광으로 변환하는 형광체로서는, CaS:Eu의 결정 등이 있다. 관찰자는 청색 발광과 녹색 발광·적색 발광의 3색의 광이 서로 섞인 광을 백색광으로서, 인식한다. 이러한 3색 LED는 세이와덴키사제 SDPW50B0B, SDPW50H0B, SDPW3DG0B 등으로 입수 가능하다. 이러한 분광 특성을 갖는 3색 LED 광원을 본 발명의 컬러필터와 조합하여 사용함으로써 액정표시장치의 색채재현 영역을 보다 확대할 수 있다.
컬러필터와 광원을 구비하는 액정표시장치의 색 특성은, 컬러필터의 투과 스펙트럼 및 광원의 광특성에 의해 결정, 광원의 스펙트럼 강도분포와 컬러필터의 투과 스펙트럼과의 적의 파장분포에 의해 결정된다. 패널화 했을 때의 색 재현 영역을 확대하기 위해서는, 시안색의 투과 스펙트럼과 광원의 스펙트럼 강도분포의 중첩이 많아, 발광 강도가 보다 큰 쪽이 바람직하다. 그 때문에, 상기 분광 특성을 갖는 냉음극 형광관 광원 및 3색 LED광원이 바람직하다.
본 발명의 컬러필터 상에는, 필요에 따라서 오버코트 막이나 주상 스페이서, 투명 도전막, 액정배향막 등이 형성된다.
컬러필터는, 실링제를 사용하여 대향기판과 맞붙이고, 실링부에 설치된 주입구로부터 액정을 주입한 후 주입구를 봉지하고, 필요에 따라서 편광막이나 위상차 막을 기판의 외측에 맞붙임으로써, 액정표시 패널이 제조된다.
이러한 액정표시 패널은, 트위스티드·네마틱(TN), 수퍼·트위스티드·네마 틱(STN), 인·플레인·스위칭(IPS), 버티컬리·얼라인먼트(VA), 옵티컬리·컴펜세이티드·벤드(OCB) 등의, 컬러필터를 사용하여 색채화를 행하는 액정표시 모드에 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 컬러필터를 적용할 수 있는, 백라이트 유닛을 구비하는 컬러 액정표시장치(10)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 1에 도시하는 컬러 액정표시장치(10)는 노트북 컴퓨터용의 TFT 구동형 액정표시장치의 전형예로서, 이간 대향하여 배치된 1쌍의 투명기판(11 및 21)을 구비하고, 그것들 사이에는, 액정조성물(예를 들면 TN 혹은 STN 액정조성물)(LC)이 봉입되어 있다. 제 1 투명기판(11)의 내면에는, TFT 어레이(12)가 형성되어 있고, 그 위에는 예를 들면 ITO로 이루어지는 투명 전극층(13)이 형성되어 있다. 투명 전극층(13)의 위에는, 배향층(14)이 설치되어 있다. 또, 투명기판(11)의 외면에는, 편광판(15)이 형성되어 있다.
다른 한편, 제 2 투명기판(21)의 내면에는, 본 발명의 컬러필터(22)가 형성되어 있다. 컬러필터를 구성하는 각 적, 녹, 청, 황, 시안, 마젠타 등의 필터 세그먼트는 블랙 매트릭스(도시 생략)에 의해 분리되어 있다. 컬러필터(22)를 덮고 예를 들면 ITO로 이루어지는 투명 전극층(23)이 형성되고, 투명 전극층(23)을 덮고 배향층(24)이 설치되어 있다. 또, 투명기판(21)의 외면에는, 편광판(25)이 형성되어 있다.
광원(의사 백색 LED광원, 냉음극 형광관 광원 또는 3색 LED광원)(31)을 구비한 백라이트 유닛(30)이 제 1 투명기판(11)의 외측에서 편광판(15)과 밀접하여 설 치되어 있다.
도 2는 도 1의 백라이트 유닛(30)의 사시도이다. 백라이트 유닛(30)은 광원(31), 도광판(33) 및 도광판(33)의 상면에 설치된 확산판(34)을 구비한다. 광원(31)은 도광판(33)의 일측면(33a)에 면하여 설치되고, 그 전체 길이에 걸쳐, 도광판(33)의 측면(33a)에 대응하는 부분을 제외하고 리플렉터(32)에 의해 둘러싸여 있다. 또, 도광판(33)은 측면(33a)를 제외한 다른 3개의 측면 및 밑바닥면이 반사판(35)에 의해 덮혀 있다. 광원(31)으로부터의 광은, 리플렉터(32)에 의해 도광판(33)으로 인도되고, 확산판(34)을 거쳐 면형상 광으로 되어 편광판(15)으로 액정층(LC)에 입사된다. 반사판(35)은 도광판(33)에 입사한 광을 효율적으로 확산판(34)으로 지향시킨다.
도 1을 참조하여, 의사 백색 LED광원, 냉음극 형광관 광원 또는 3색 LED광원을 백라이트 광원으로서 갖는 액정표시장치를 설명했지만, 말할 필요도 없이, 본 발명은 의사 백색 LED광원, 냉음극 형광관 광원 또는 3색 LED광원을 프론트라이트 광원으로서 갖는 액정표시장치에도 적용할 수 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 또한, 실시예 중의 「부」 및 「%」는 「중량부」 및 「중량%」를 각각 나타낸다.
<아크릴 수지 용액 1의 조제>
세퍼러블 4구 플라스크에 온도계, 냉각관, 질소가스 도입관, 교반장치를 부착한 반응용기에 시클로헥사논 800부를 넣고, 용기에 질소가스를 주입하면서 100℃로 가열하고, 동 온도에서 적하관으로 스티렌 60.0부, 메타크릴산 60.0부, 메틸메 타크릴레이트 65.0부, 부틸메타크릴레이트 65.0부, 아조비스이소부티로니트릴 10.0부의 혼합물을 1시간 거쳐서 적하하고 중합반응을 행했다.
적하 후 100℃에서 3시간 더 반응시킨 후, 아조비스이소부티로니트릴 2.0부를 시클로헥사논 50부로 용해시킨 것을 첨가하고, 100℃에서 1시간 반응을 더 계속하여, 중량평균 분자량이 약 40000(GPC에 의한 측정)의 아크릴 수지의 용액을 얻었다.
실온까지 냉각한 후, 수지용액 약 2g을 샘플링 하여 180℃, 20분 가열 건조하여 불휘발분을 측정하고, 그 측정값에 기초하여, 먼저 합성한 수지용액에 불휘발분이 20%가 되도록 시클로헥사논을 첨가하여 아크릴 수지용액 1을 조제했다.
<아크릴 수지 용액 2의 조제>
아크릴 수지 용액 1의 조제와 동일한 반응용기에 시클로 헥사논 700부를 투입하고, 80℃로 승온하고, 반응용기 내를 질소치환 한 후, 적하관으로 n-부틸메타크릴레이트 133부, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 46부, 메타크릴산 43부, 파라쿠밀페놀에틸렌옥사이드 변성 아크릴레이트(도아고세가부시키가이샤제 「아로닉스 M110」) 74부, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 4.0부의 혼합물을 2시간 거쳐서 적하하여 중합반응을 행했다.
적하 후, 3시간 반응을 더 계속하고, 중량평균 분자량 약 26000(GPC에 의한 측정)의 아크릴 수지의 용액을 얻었다.
실온까지 냉각한 후, 수지용액 약 2g을 샘플링 하고 180℃, 20분 가열 건조하여 불휘발분을 측정하고, 그 측정값에 기초하여, 먼저 합성한 수지용액에 불휘발 분이 20%가 되도록 시클로헥사논을 첨가하여 아크릴 수지용액 2를 조제했다.
<황색처리 안료 1의 조제>
이소인돌리논계 황색 안료(C. I. Pigment Ye11ow 139, 치바스페셜리티케미칼즈사제 「이르가포옐로우(IRGAPHOR YELLOW) 2R-CF」) 500부, 염화나트륨 500부, 및 디에틸렌글리콜 250부를 스테인리스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 8시간 혼련했다. 다음에, 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하고, 490부의 황색처리 안료 1을 얻었다.
<황색처리 안료 2의 조제>
이소인돌리논계 황색 안료(C. I. Pigment Yellow 139, 치바스페셜리티케미칼즈사제 「이르가포옐로우 2R-CF」) 500부, 염화나트륨 500부, 및 디에틸렌글리콜 250부를 스테인리스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 2시간 혼련했다. 다음에, 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하고, 490부의 황색처리 안료 2를 얻었다.
<황색처리 안료 3의 조제>
이소인돌린계 황색 안료(C. I. Pigment Yellow 185, BASF사제 「팔리오톨(PALIOTOL) 옐로 D1155」) 500부, 염화나트륨 500부, 및 디에틸렌글리콜 250부를 스테인리스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 8시간 혼련했다. 다음에, 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하고, 490부의 황색처리 안료 3을 얻었다.
<황색처리 안료 4의 조제>
이소인돌린계 황색 안료(C. I. Pigment Yellow 185, BASF사제 「팔리오톨옐로 D1155」) 500부, 염화나트륨 500부, 및 디에틸렌글리콜 250부를 스테인리스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 2시간 혼련했다. 다음에, 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하여, 490부의 황색처리 안료 4를 얻었다.
<황색처리 안료 5의 조제>
금속착체계 황색 안료(C. I. Pigment Yellow 150, 란세스사제 「E-4GN」) 500부, 염화나트륨 500부, 및 디에틸렌글리콜 250부를 스테인리스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 8시간 혼련했다. 다음에, 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하고, 490부의 황색처리 안료 5를 얻었다.
<황색처리 안료 6의 조제>
퀴노프탈론계 황색 안료(C. I. Pigment Yellow 138 , BASF사제 「팔리오톨 옐로 K0960-HD」) 500부, 염화나트륨 500부, 및 디에틸렌글리콜 250부를 스테인리스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 2시간 혼련했다. 다음에, 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하여, 490부의 황색 처리안료 6을 얻었다.
<황색처리 안료 7의 조제>
안트라퀴논계 황색 안료(C. I. Pigment Yellow 199, 치바스페셜리티케미칼즈사제 「크로모프탈 옐로 GT-A0」): 500부, 염화나트륨: 500부, 및 디에틸렌글리콜: 250부를 스테인리스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 2시간 혼련했다. 다음에, 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하고, 490부의 황색처리 안료 7을 얻었다.
<청색처리 안료 1의 조제>
프탈로시아닌계 청색 안료 C. I. Pigment Blue 15:3(도요잉키세조 가부시키가이샤제 「리오놀블루 FG-7351」) 200부, 염화나트륨 600부, 및 디에틸렌글리콜 600부를 스테인리스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 8시간 혼련했다. 다음에, 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하여, 청색처리 안료 1을 얻었다(하기 표 1 참조).
<청색처리 안료 2∼5의 조제>
표 1에 나타내는 안료 200부와, 표 1에 나타내는 양의 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 스테인리스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 표 1에 나타내는 혼합 온도 및 혼합 시간으로 혼련했다. 다음에, 상기 청색처리 안료 1의 조제와 동일한 방법에 의해, 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거하여, 청색처리 안료 2∼5를 얻었다.
Figure 112007002863415-pat00009
<녹색처리 안료 1의 조제>
프탈로시아닌계 녹색 안료 C. I. Pigment Green 7(도요잉키세조 가부시키가이샤제 「리오놀그린 Y-101」) 200부, 염화나트륨 600부, 및 디에틸렌글리콜 600부를 스테인리스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 8시간 혼련했다. 다음에, 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하고, 녹색처리 안료 1을 얻었다.
<녹색처리 안료 2의 조제>
염화나트륨의 사용량을 1200부, 디에틸렌글리콜의 사용량을 1200부로 변경한 이외는 상기 녹색처리 안료 1과 동일한 방법에 의해 녹색처리 안료 2를 얻었다.
<안료분산체의 조제>
표 2에 나타낸 안료, 안료 유도체 1∼9 및 아크릴 수지 용액의 혼합물 130부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(이하, PGMEA라고 한다.) 120부를 균일하게 교반 혼합한 후, 직경 1.0mm의 지르코니아 비드를 사용하여, 아이거 밀(아이거 재팬사제 「미니모델 M-250 MKII」)로 3시간 분산한 후, 5㎛의 필터로 여과하여, 안료분산체를 조제했다.
이하에, 안료 유도체 1∼9의 구조를 나타낸다.
안료 유도체 1:
Figure 112007002863415-pat00010
안료 유도체 2:
Figure 112007002863415-pat00011
안료유도체 3:
Figure 112007002863415-pat00012
안료유도체 4:
Figure 112007002863415-pat00013
안료유도체 5:
Figure 112007002863415-pat00014
안료유도체 6:
Figure 112007002863415-pat00015
안료유도체 7:
Figure 112007002863415-pat00016
안료유도체 8:
Figure 112007002863415-pat00017
안료유도체 9:
Figure 112007002863415-pat00018
Figure 112011095504212-pat00028
**1…도요잉키세조사제 프탈로시아닌계 청색 안료(C. I. Pigment Blue 15:6)
*2…치바·스페셜리티·케미컬사제 안트라퀴논계 적색 안료(C. I. Pigment Red 177)
*3…BASF사제 이소인돌리논계 황색 안료(C. I. Pigment Yellow 139)
*4…도요잉키세조사제 프탈로시아닌계 녹색 안료(C. I. Pigment Green 36)
*5…란세스사제 금속착체계 황색 안료(C. I. Pigment Yellow 150)
*6…클라리안트사제 디옥사진계 자색 안료(C. I. Pigment Violet 23)
*7…클라리안트사제 염료 레이크 안료(C. I. Pigment Red 81:2)
<착색 조성물의 조제>
실시예 1
하기 조성의 혼합물을 균일하게 되도록 교반 혼합한 후, 1㎛의 필터로 여과하여, 알칼리 현상형 시안색 착색 조성물 1을 얻었다.
표 2에 나타내는 안료분산체 1 12.0부
표 2에 나타내는 안료분산체 9 48.0부
광중합개시제 2.0부
(치바·스페셜리티·케미컬사제 「이르가큐어(IRGACURE)907」)
트리메티롤프로판트리아크릴레이트 5.0부
(신나까무라카가쿠 가부시키가이샤제 「NK 에스테르 ATMPT」)
증감제(호도가야카가쿠 가부시키가이샤제 「EAB-F」) 0.5부
아크릴 수지 용액 1 2.5부
시클로헥사논 30.0부
실시예 2∼20, 비교예 1∼3
표 3에 나타낸 안료분산체를 사용한 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 시안색 또는 황색 착색 조성물 2∼20을 얻었다.
<마젠타색, 적색, 녹색, 및 청색의 착색 조성물의 조제>
표 3에 나타낸 안료분산체를 사용한 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 착색 조성물 16∼19을 얻었다.
Figure 112011095504212-pat00029
<착색 조성물도포 기판의 제작>
얻어진 착색 조성물을 판두께 0.7mm의 100mm×100mm 사이즈의 기판에 평균 막두께가 건조 막두께 4㎛가 되도록 스핀코팅 하고, 70℃에서 20분 건조한 후, 초고압 수은램프를 사용하여, 적산 광량 300mJ/cm2로 자외선 노광을 행했다. 도포 기판을 230℃에서 40분 가열함으로써, 각 착색 조성물의 도포 기판을 얻었다.
<착색 도포 기판의 색상(x, y, Y)의 측정>
얻어진 도포 기판의 색상을 현미분광광도계(올림푸스코가쿠사제 「OSP-SP100」)을 사용하여 측정했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
<콘트라스트비의 평가>
착색 조성물 도포 기판에 대해, 도 3에 도시하는 측정장치를 사용하여, 하기의 방법으로 콘트라스트를 측정했다.
착색 조성물 건조 도포막(4)이 설치된 유리 기판(5)을 2장의 편광판(3 및 6) 사이에 끼우고, 일방의 편광판(6)측으로 액정표시장치용 백라이트 유닛(7)을 사용하여 광을 조사한다. 백라이트 유닛으로부터 나온 광은, 1장째의 편광판(6)을 통과하여 편광되고, 이어서 착색 조성물 건조 도포막(4) 및 유리 기판(5)을 통과하고, 2장째의 편광판(3)에 도달한다. 1장째의 편광판(6)과 2장째의 편광판(3)의 편광축이 서로 평행이면, 광은 2장째의 편광판(3)을 투과하지만, 양 편광판의 편광축이 서로 직교하고 있는 경우에는 광은 2장째의 편광판(3)에 의해 차단된다. 그러나, 1장째의 편광판(6)에 의해 편광된 광이, 착색 조성물 도포 기판을 통과할 때에, 안료입자에 의한 산란 등이 일어나 편광면의 일부에 벗어남을 일으키면, 양 편광판의 편광축이 평행일 때는 2장째의 편광판(3)을 투과하는 광량이 줄어들고, 양 편광판의 편광축이 직교일 때는 2장째의 편광판(3)을 광의 일부가 투과한다. 이 투과광의 휘도를 편광판(3) 상의 휘도계(1)로 측정하고, 양 편광판의 편광축이 직교일 때의 휘도(직교시 휘도)에 대한, 양 편광판의 편광축이 평행일 때 휘도(평행시 휘도)의 비를 콘트라스트비로 한다. 즉, 콘트라스트비는 이하의 식에 의해 산출된다.
콘트라스트비=(평행시 휘도)/(직교시 휘도)
따라서, 착색 조성물 도포막 중의 안료에 의해 산란이 일어나면, 평행시 휘도가 저하되고, 또한 직교시 휘도가 증가하기 때문에, 콘트라스트비가 낮아진다.
또한, 휘도계는 가부시키가이샤 톱콘사제 「색채휘도계 BM-5A」, 편광판은 산리츠사제 「편광 필름 LLC2-92-18」을 사용했다. 또한, 측정시에는, 불필요한 광을 차단하기 위해서, 측정부분에 가로세로 1cm의 구멍을 뚫은 흑색의 마스크(2)을 댔다.
<내광성의 평가>
착색 조성물 도포 기판을 내광성 평가장치(도요세키제 「산테스트 CPS+」)로 500시간, 광 폭로하고, 내광성 평가 전후의 색차 △E를 측정했다.
실시예 11∼24, 및 비교예 4∼6
<컬러필터의 제작>
유리 기판 상에 블랙 매트릭스를 패턴 가공하고, 이 기판 상에 스핀 코터로 착색 조성물 17을 도포하여, 착색 조성물의 피막을 형성했다. 이 피막에 포토마스크를 통하여, 초고압 수은램프를 사용해서 300mJ/cm2의 자외선을 조사했다. 이어서 2중량%의 탄산나트륨 수용액으로 이루어지는 알칼리 현상액에 의해 스프레이 현상하여 미노광 부분을 제거한 후, 이온교환수로 세정하고, 이 기판을 230℃에서 20분 가열하여, 막두께 2.5㎛의 적색 필터 세그먼트를 형성했다. 동일한 방법에 의해, 착색 조성물 18, 19를 사용하여 막두께 2.5㎛의 녹색 필터 세그먼트, 청색 필터 세그먼트를 형성했다. 동일한 방법에 의해, 표 5에 나타내는 착색 조성물 1∼27을 사용하여 막두께 2.5㎛의 시안색, 황색, 마젠타색의 필터 세그먼트를 형성하여 컬러필터를 제작했다.
<색 재현 영역의 평가>
상기 착색 조성물을 사용하여 제작한 컬러필터를 사용하여, 의사 백색 LED광원(니치아카가쿠사제 NSPW300BS)(표 4A에 파장 430nm∼485nm의 범위 내에서의 발광 강도의 극대가 되는 파장(λ1), 발광 강도(I1), 파장 530nm∼580nm의 범위에서의 발광 강도의 최대가 되는 파장(λ2), 발광 강도(I2)를 나타냄), 냉음극 형광관 광원(F10 광원)(표 4A에 파장 470nm∼530nm의 범위 내에서의 발광 강도의 극대가 되는 파장(λ3), 발광 강도(I3), 파장 530nm∼580nm의 범위 내에서의 발광 강도의 최대가 되는 파장(λ4), 발광 강도(14)를 나타냄), 3색 LED광원(세이와덴키사제 SDPW50B0B)(표 4B에 파장 430nm∼485nm의 범위 내에서의 발광 강도의 최대가 되는 파장(λ5), 발광 강도(15), 파장 530nm∼580nm의 범위 내에서의 발광 강도의 극대가 되는 파장(λ6), 발광 강도(I6)를 나타냄)를 사용하여 광을 조사했을 때의 컬러필터의 NTSC비(아메리카 National Television System Committee(NTSC)에 의해 정해진 표준방식의 3원색, 적(0.67, 0.33), 녹(0.21, 0.71), 파랑(0.14, 0.08)에 의해 둘러싸여지는 면적에 대한 비율)로 정해진 RGB 3색의 삼각형의 면적을 100으로 하고, 기준값의 면적에 대한 사각형의 면적의 비율을 측정했다. 평가결과를 표 5에 나타낸다.
또한, 사용한 의사 백색 LED광원, 냉음극 형광관, 3색 LED광원의 발광 스펙트럼을 도 4에 도시한다. 도 4에서, 곡선 a는 의사 백색 LED광원의 발광 스펙트럼을, 곡선 b는 냉음극 형광관의 발광 스펙트럼을, 곡선 c는 3색 LED광원의 발광 스펙트럼을 나타낸다.
Figure 112007002863415-pat00021
Figure 112007002863415-pat00022
Figure 112007002863415-pat00023
*1… 1: 냉음극 형광관 광원
2: 3색 LED광원
3: 의사 백색 LED광원
표 5의 결과로부터, 황색 착색 조성물로부터 형성되는 황색 필터 세그먼트, Pigment Blue 15:3 또는 15:4, Pigment Green 7을 포함하는 시안색 착색 조성물로부터 형성되는 시안색 필터 세그먼트 등을 구비하는 컬러필터는 콘트라스트비가 높고, 내광성이 우수하고, 색 재현 영역도 넓어, 액정표시장치로서 우수한 성능을 나타냈다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 착색 조성물로부터 형성되는 필터 세그먼트와, 적색 필터 세그먼트와, 녹색 필터 세그먼트와, 청색 필터 세그먼트를 구비하는 컬러필터는 패널의 색 재현 영역이 넓고, 내광성이 우수하다.
또, 본 발명의 적색 필터 세그먼트 녹색 필터 세그먼트, 청색 필터 세그먼트 및 황색 필터 세그먼트를 구비하고, 상기 황색 필터 세그먼트가 황색 안료와, 안료분산제와, 투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체를 포함하는 황색 착색 조성물을 사용하여 형성되어 있는 컬러필터는 내광성이 우수하다.

Claims (11)

  1. 시안색 필터 세그먼트와, 적색 필터 세그먼트와, 녹색 필터 세그먼트와, 청색 필터 세그먼트를 구비하고, 또한 NTSC비가 94∼125%인 컬러필터로서,
    상기 시안색 필터 세그먼트가 C. I. Pigment Blue 15:3 및 C. I. Pigment Blue 15:4의 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 프탈로시아닌계 청색 안료와, C. I. Pigment Green 7을 포함하는 프탈로시아닌계 녹색 안료를 함유하고,
    또한 안료 전체 양에 대한 상기 청색 안료의 합계 중량%가 20∼50중량%인 안료와, 투명 수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체를 함유하는 컬러 필터용 시안색 착색 조성물로부터 형성되어 이루어지는 컬러 필터.
  2. 제 1 항에 있어서, 황색 필터 세그먼트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
  3. 제 1 항에 있어서, 마젠타색 필터 세그먼트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
  4. 제 2 항에 있어서, 마젠타색 필터 세그먼트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
  5. 제 1 항에 있어서, 잉크젯 인쇄에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 컬러필터.
  6. 적색 필터 세그먼트, 녹색 필터 세그먼트, 청색 필터 세그먼트 및 황색 필터 세그먼트를 구비하고,
    상기 황색 필터 세그먼트가 C. I. Pigment Yellow 139, C. I. Pigment Yellow 185 또는 C. I. Pigment Yellow 150을 포함하는 황색 안료와, 안료분산제와, 투명 수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체를 포함하는 황색 착색 조성물을 사용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
  7. 제 6 항에 있어서, 잉크젯 인쇄에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 컬러필터.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 컬러필터와, 청색 LED의 표면에 형광체를 도포함으로써 형성되는 의사 백색 LED광원을 구비하는 액정표시장치로서, 상기 의사 백색 LED광원이 파장 430nm∼485nm의 범위 내에 발광 강도가 최대가 되는 파장 λ1을 갖고, 파장 530nm∼580nm의 범위 내에 발광 강도의 피크 파장 λ2를 갖고, 파장 λ1에서의 발광 강도 I1에 대한, 파장 λ2에서의 발광 강도 I2의 비 I2/I1가 0.2 이상 0.7 이하인 분광 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 컬러필터와, 냉음극 형광관 광원을 구비하는 액정표시장치로서, 상기 냉음극 형광관 광원이 파장 470nm∼530nm의 범위 내에 발광 강도가 극대가 되는 파장 λ3를 갖고, 파장 530nm∼580nm의 범위 내에 발광 강도가 최대가 되는 파장 λ4를 갖고, 파장 λ4에서의 발광 강도 I4에 대한, 파장 λ3에서의 발광 강도 I3의 비 I3/I4가 0.2 이상 0.7 이하인 분광 특성을 갖는 액정표시장치.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 컬러필터와, 3색 LED광원을 구비하는 액정표시장치로서, 상기 3색 LED광원이 파장 430nm∼485nm의 범위 내에 발광 강도가 최대가 되는 파장 λ5를 갖고, 파장 530nm∼580nm의 범위 내에 발광 강도가 극대가 되는 파장 λ6를 갖고, 파장 λ5에서의 발광 강도 I5에 대한, 파장 λ6에서의 발광 강도 I6의 비 I6/I5가 0.2 이상 0.7 이하인 분광 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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