KR101560406B1 - 컬러 필터 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명 기판 상에 적어도 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 구비하는 컬러 필터에 있어서, 상기 녹색 화소가 할로겐화 아연프탈로시아닌 안료를 포함하는 프탈로시아닌계 녹색 안료를 함유하며, 상기 녹색 화소의 두께 방향 위상차 값 Rth(G)가 수학식 Rth(G)>0을 만족시키는 컬러 필터에 관한 것이다. 상기 Rth(G)는 녹색 화소의 면내 굴절률의 평균으로부터 두께 방향 굴절률을 뺀 값과 화소의 두께 (nm)와의 곱을 나타낸다.

컬러 필터, 액정 표시 장치, 할로겐화 아연프탈로시아닌 안료, 프탈로시아니계 녹색 안료, 두께 방향 위상차

Description

컬러 필터 및 액정 표시 장치{COLOR FILTER AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시 장치 및 고체 촬상 소자 등에 이용되는 두께 방향 위상차 값이 최적화된 컬러 필터 및 이 컬러 필터를 구비한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 액정 분자가 갖는 복굴절성을 이용한 표시 소자이고, 액정 셀, 편광 소자 및 광학 보상층으로 구성된다. 액정 표시 장치는 광원의 종류에 따라, 광원을 내부에 갖는 구조를 갖는 투과형과, 외부의 광원을 이용하는 구조를 갖는 반사형의 2개로 대별된다.

투과형 액정 표시 장치는 2장의 편광 소자를 액정 셀의 양측에 배치하여, 1장 또는 2장의 광학 보상층을 액정 셀과 편광 소자와의 사이에 배치한 구성을 갖는다. 또한, 반사형 액정 표시 장치는 반사판, 액정 셀, 1장의 광학 보상층, 그리고 1장의 편광 소자의 순서대로 배치한 구성을 갖는다.

액정 셀에는 2장의 기판에 협지된 막대형 액정성 분자가 배향하여 봉입되어 있고, 2장의 기판의 양측 또는 한쪽에 배치된 전극층에 전압을 가함으로써, 막대형 액정성 분자의 배향 상태를 변화시켜, 광의 투과와 차광을 스위칭하는 구조로 되어있다.

이러한 액정 셀의 표시 모드로서, 막대형 액정성 분자의 배향 상태의 차이로, TN(트위스티드 네마틱; Twisted Nematic), IPS(평면 정렬 스위칭; In-Plane Switching), FLC(강유전성 액정; Ferroelectric Liquid Crystal), OCB(광학적 보상 벤드; Optically Compensated Bend), STN(슈퍼 트위스티드 네마틱; Supper Twisted Nematic), VA(수직 배향; Vertically Aligned), HAN(혼성 배향 네마틱; Hybrid Aligned Nematic)과 같은 다양한 표시 모드가 제안되어 있다.

편광 소자는 일반적으로 폴리비닐알코올(이하, PVA라고 칭함)에 요오드를 확산하여 연신하여 얻은 편광막의 양면에 트리아세틸셀룰로오스(이하, TAC라고 칭함)를 포함하는 2장의 투명 보호막을 접착한 구성을 갖는다.

최근, 액정 표시 장치는 그의 박형 때문에 공간 절약성이나 경량성, 또한 전력 절약화성 등이 평가 되고, 텔레비젼 시청기로서도 급속한 확대를 보임과 동시에, 휘도, 콘트라스트나 전방위의 시인성 등의 표시 성능을 보다 높이는 것이 강하게 요구되도록 되고 있다. 구체적으로는, 텔레비젼 용도로서는 보다 높은 콘트라스트, 넓은 시야각 표시가 가능한 노멀리 블랙 모드의 IPS나 VA의 액정 표시 장치가 특히 바람직하게 사용되는 경우가 많다. 상술한 광학 보상층도, 정면에서 보았을 때의 흑 표시시의 착색이나, 경사에서 보았을 때의 색 변화가 최소가 되도록 최적의 값으로 설계된 것이 사용되는 경우가 대부분이었다.

여기서, 상술한 VA 모드 액정 표시 장치에 일반적으로 이용되는 광학 보상층 은 양의 두께 방향 위상차 값 Rth를 0 내지 100의 범위의 값으로 갖고 있다. 또한, VA 모드 액정 표시 장치에 이용되는 액정은 두께 방향 위상차 값이 마이너스 100 내지 마이너스 500이고, 따라서 VA 모드 액정 표시 장치는 음의 두께 방향 위상차를 발생시킨다. 그러나, 상기 광학 보상층에 의해서는 반드시 완전하게 이러한 액정의 두께 방향 위상차 값을 보상할 수 없었기 때문에, 흑 표시시에 경사에서 보았을 때에, 음의 두께 방향 위상차는 광 누설의 원인이 되어, 표시 특성을 악화시키는 문제점을 일으키게 된다. 즉, 경사에서 보았을 때에, 흑 표시에 적색미가 가해져, 시인성에 악영향을 미치고 있었다.

따라서, VA 모드 액정 표시 장치에 양의 두께 방향 위상차 값 Rth를 갖는 컬러 필터를 이용함으로써, VA 모드 액정 표시 장치의 위상차의 절대값이 작아지고, 액정 표시 장치의 광 누설을 감소시켜, 양호한 시인성을 얻을 수 있다.

한편, 컬러 필터를 구성하는 적색, 녹색 및 청색의 착색 화소층의 두께 방향위상차 값(이하, Rth(R), Rth(G), Rth(B)라고 칭함)이 각각 다른 경우, 경사에서 보았을 때의 흑 표시시에 착색이 관찰된다고 하는 문제도 생길 수 있다. 특히, 적색, 녹색 및 청색의 착색 화소층의 두께 방향 위상차 값이 불균일한 경우(Rth의 값이 R-G-B의 순으로 단조 증가 또는 단조 감소하는 값을 나타내지 않는 경우), 즉 예를 들면, Rth(R)<Rth(G)>Rth(B) 또는 Rth(R)>Rth(G)<Rth(B)라고 하는 관계에 있는 경우, 광의 파장에 대하여 한방향(연속적)의 파장 분산성을 나타내는 광학 보상층에서는 각 색 불일치의 두께 방향 위상차 값을 최근 요구되는 고도한 표시 품질의 레벨로 보상할 수 없게 된다. 구체적으로는 표시면에 대하여 정면(수직 방향) 에서의 시인성은 좋지만, 45도 등 경사에서 관찰한 시인성(이하, 경사 시인성이라고 약칭함)에 있어서, 어떤 특정한 색만이 광 누설하는 것이 되어, 그 결과 흑 표시시에 적색빛이나 청색빛 등, 또는 녹색빛 등의 착색을 발생시켜 버리는 것이다.

액정 표시 장치에 이용되는 다른 부재에 비교하여, 컬러 필터의 리타데이션(retardation)은 비교적 작은 것이었기 때문에, 지금까지 이러한 문제는 중시되지 않았다. 그러나, 높은 콘트라스트나 넓은 시야각 특성이 요구되는 액정 텔레비젼 등에서는 이러한 문제는 무시할 수 없는 레벨이 되어 왔다. 특히, 콘트라스트가 1000, 또는 3000 이상의 높은 콘트라스트의 액정 표시 장치로는, 요구되는 흑 표시의 화질에 높은 것이 요구되어, 문제가 되어 왔다. 통상, 광학 설계는 녹색을 중심으로 하여 행해지기 때문에, 적색, 청색과 녹색의 착색 화소층의 리타데이션이 크게 다르면, 누설광으로서 경사 시인성에 문제가 생겨 버리는 것이다.

상술한 문제에 대하여, JP-A 2007-212603 및 JP-A 2007-334308에는 적색, 녹색 및 청색의 착색 화소층의 두께 방향의 위상차 값 Rth가 R-G-B의 순으로 단조 증가 또는 단조 감소하는 값을 나타내는 경우, 즉 수학식 1 또는 수학식 2 또는 수학식 3의 관계에 있음으로써, 경사 시인성을 양호화시키는 기술이 개시되어 있다.

Rth(B)>Rth(G)>Rth(R)

Rth(B)<Rth(G)<Rth(R)

|Rth(B)|<|Rth(G)|<|Rth(R)|

그러나, 현재 액정 표시용 컬러 필터의 녹색 화소의 형성에 일반적으로 이용되고 있는 할로겐화 구리프탈로시아닌 안료는, 음의 두께 방향 위상차 값을 갖고 있다. 이것을 양방향으로 조정하기 위해서, 리타데이션 조정제 등을 이용하여 컬러 필터의 위상차 값을 양으로 바꾸는 검토가 이루어져 왔다. 그러나, 양의 두께 방향 위상차를 갖는 녹색 안료에 대해서는 지금까지 검토되지 않았다.

이것에 대하여, JP-A 2000-136253 및 JP-A 2000-187114에는 착색 고분자 박막의 측쇄에 평면 구조기를 갖는 고분자를 함유시키거나, 또는 착색 고분자 박막에 고분자와 양음역의 복굴절률을 갖는 복굴절 감소 입자를 함유시킴으로써, 컬러 필터가 갖는 리타데이션량을 감소시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이들 수단으로는 최근 요구되는 컬러 필터의 명도, 콘트라스트와 양립할 수 없고, 고품위의 액정 표시 장치를 제공할 수 없었다.

본 발명의 목적은 VA 모드 액정 표시 장치에 있어서, 표시면 관찰 방향(법선 방향)만이 아니고, 경사 방향에서의 관찰에 있어서도 착색이 없도록, 두께 방향 위상차 값이 적절히 제어된 컬러 필터를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광학 보상층 및 다른 구성 부재와 조합함으로써, 표시면 관찰 방향(법선 방향)만이 아니고, 관찰 방향에서 대체로 45도 틀어진 경사 방향에서의 관찰에 있어서도 착색이 없고, 또한 정면(표시면 법선 방향) 시인성이 좋은 액정 표시 장치, 또는 두께 방향 위상차 값이 적절히 제어된 컬러 필터를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 컬러 필터와 광학 보상층 및 다른 구성 부재를 조합함으로써 제조된, 경사 방향에서의 관찰에 있어서도 착색이 없고 시인성이 좋은 액정 표시 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 제1의 양태에 따르면, 투명 기판과, 이 투명 기판 상에 형성된 적어도 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함하는 착색층을 구비하는 컬러 필터에 있어서, 상기 녹색 화소가 할로겐화 아연프탈로시아닌 안료를 함유하며, 상기 녹색 화소의 두께 방향 위상차 값 Rth(G)가 부등식 Rth(G)>0을 만족시키고, 식 중, Rth(G)는 녹색 화소의 면내 굴절률의 평균으로부터 두께 방향 굴절률을 뺀 값과 화소의 두께 (nm)과의 곱을 나타내는 컬러 필터가 제공된다.

본 발명의 제2의 양태에 따르면, 상기 컬러 필터를 구비하는 액정 표시 장치가 제공된다.

본 발명은 VA 모드 액정 표시 장치에 있어서, 표시면 관찰 방향(법선 방향)만이 아니고, 경사 방향에서의 관찰에 있어서도 착색이 없도록, 두께 방향 위상차 값이 적절히 제어된 컬러 필터를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명의 제1의 양태에 관한 컬러 필터는 컬러 필터의 녹색 화소로서 할로겐화 아연프탈로시아닌 안료를 함유하는 것을 이용하고, 또한 녹색 화소의 두께 방향 위상차 값 Rth(G)가 수학식 Rth(G)>0을 만족시키는 것을 특징으로 한다. 이 경우, Rth(G)는 녹색 화소의 면내 굴절률의 평균으로부터 두께 방향 굴절률을 뺀 값과 화소의 두께 (nm)과의 곱을 나타낸다.

이러한 컬러 필터에 있어서, 적색 화소의 두께 방향 위상차 값 Rth(R)과, 녹색 화소의 두께 방향 위상차 값 Rth(G)와, 청색 화소의 두께 방향 위상차 값 Rth(B)가 하기의 수학식 4 또는 수학식 5를 만족시키는 것으로 할 수 있다.

Rth(B)≥Rth(G)≥Rth(R)

Rth(B)≤Rth(G)≤Rth(R)

식 중, Rth(R), Rth(G) 및 Rth(B)는 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 면내 굴절률의 평균으로부터 두께 방향 굴절률을 뺀 값과, 화소의 두께 (nm)과의 곱을 각각 나타내고, Rth(R)은 적색 영역을 통과하는 파장 610 nm의 광에 대한 두께 방향 위상차 값, Rth(G)는 녹색 영역을 통과하는 파장 545 nm의 광에 대한 두께 방향 위상차 값, Rth(B)는 청색 영역을 통과하는 파장 450 nm의 광에 대한 두께 방향 위상차 값을 각각 나타낸다.

또한, 녹색 화소를 리타데이션 조정제를 함유하는 착색 조성물의 경화물로부터 형성할 수 있다. 이 경우, 리타데이션 조정제로서, 리타데이션을 증가시키는 화합물을 이용할 수 있다. 또한, 리타데이션 조정제로서, 1개 이상의 가교성기를 갖는 평면 구조기를 갖는 유기 화합물을 이용할 수 있다. 이러한 유기 화합물로서, 멜라민 화합물, 포르피린 화합물 및 중합성 액정 화합물로 이루어지는 군에서 선택할 수 있다.

착색 조성물은 평균 1차 입경이 5 내지 40 nm의 범위에 있는 유기 안료를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 콘트라스트 C를 C=Lp/Lc에 의해 산출하여, CS가 착색 화소가 없는 기판만의 콘트라스트, CR이 적색 화소의 콘트라스트, CG가 녹색 화소의 콘트라스트, CB가 청색 화소의 콘트라스트를 나타내는 경우, CR/CS>0.45, CG/CS>0.45 및 CB/CS>0.45를 만족시키는 것으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터에 있어서의 각 착색 화소층의 두께 방향 위상차 값은 적어도 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3색의 착색 화소를 구비 한 컬러 필터에 가시 영역(예를 들면, 광의 파장이 380 nm 내지 780 nm의 범위)의 투과광 피크 영역의 파장을 포함하는 연속한 광을 정면 및 복수의 경사진 각도에서 조사하여, 분광 엘립소미터 등의 위상차 측정 장치를 이용하여 3차원 굴절률을 측정함으로써 얻을 수 있다. 예를 들면, 적색 화소에서는 610 nm, 녹색 화소에서는 550 nm, 청색 화소에서는 450 nm의 파장의 광을 정면 방향과 입사각 45도의 방향 중 적어도 2 방향에서 조사해서 위상차 측정을 행하여, Nx, Ny, Nz의 3차원 굴절률을 얻은 후, 하기 수학식 6에 의해 두께 방향 위상차 값 (Rth)를 산출한다.

Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d

식 중, Nx는 착색 화소층의 평면 내의 x 방향의 굴절률이고, Ny는 착색 화소층의 평면 내의 y 방향의 굴절률이고, Nz는 착색 화소층의 두께 방향의 굴절률이고, Nx를 Nx≥Ny로 하는 지상축으로 한다. d는 착색 화소층의 두께 (nm)이다.

이 때, 측정하는 기판이 컬러 필터인 경우에는 R, G, B의 단일 착색 화소층만을 투과하도록 가공된 마스크를 통해 측정함으로써, 단일 착색 화소층의 위상차 값을 구할 수 있다. 또한, 예를 들면, 610 nm의 파장의 광을 입사광으로서 사용한 경우에는 적색 착색 화소에만 기인하는 위상차 값, 550 nm의 경우에는 녹색 착색 화소에만 기인하는 위상차 값, 450 nm의 경우에는 청색 착색 화소에만 기인하는 위상차 값으로서 각각 단일 착색 화소층의 대체적인 값을 어림할 수 있다.

또한, 측정하는 기판이 R, G, B 중 어느 하나의 단일 착색 화소층(투명 기판에 단색의 컬러 필터 착색 조성물의 도막을 형성한 구성)인 경우에는 마스크를 통 하는 것 없이 위상차의 측정이 가능해진다.

본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터에 이용하는 착색 조성물은 높은 콘트라스트를 확보하기 쉬운 아크릴 수지, 카도(cardo) 수지(플루오렌 수지) 등의 중합체나 단량체를 기재로서, 적어도 유기 용제, 광 중합성 개시제 또는 경화제에 유기 안료를 분산한 액상의 도포액이다. 이 착색 조성물은 공지된 포토리소그래피에 이용하는 컬러 포토레지스트로서, 또는 잉크젯이나 인쇄 등에 이용하는 잉크로서 제조할 수 있다. 또한, 착색 조성물의 구성 요소에 대해서의 상세는 후술한다.

본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터에 있어서, 할로겐화 아연프탈로시아닌 안료를 이용하여 얻은 녹색 화소부는 종래의 할로겐화 구리프탈로시아닌 안료를 이용하여 얻은 녹색 화소보다도 더욱 황색빛의 녹색과 우수한 밝기를 나타낸다.

본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터에 이용할 수 있는 리타데이션 조정제는 착색 조성물을 투명 기판, 반사성 기판, 반도체 기판 상에 착색 도막으로서 형성한 착색 화소층의 두께 방향의 위상차를 조정하는 것이 가능한 첨가제이다. 리타데이션 조정제는 특히 경사 시인성을 개선하는 목적으로, 1색 이상의 착색 조성물에 첨가하는 것이다. 또한, 리타데이션 조정제로서 사용 가능한 화합물은 1000 또는 3000 이상의 높은 콘트라스트를 확보하기 위해서, 분산성이 양호한 유기 화합물인 것이 바람직하다. 무기물 등 입자 형상인 것도 채용 가능하지만, 광 산란성이나 소편성의 측면에서 피하는 편이 좋다. 또한, 복수색의 착색 화소층을 포함하는 컬러 필터를 투명 기판 등의 위에 형성하는 경우, 전색의 착색 화소층에 첨가할 수도 있지만, 1색 내지 2색의 착색 화소층에 한정하여 첨가하는 것도 가능하 다.

리타데이션 조정제는 착색 화소층의 위상차 값을 증가시키는 방향에서 조정할 수 있는 유기 화합물일 수 있다. 구체적으로는 1개 이상의 가교성기를 갖는 평면 구조기를 갖는 유기 화합물, 멜라민 수지, 포르피린 화합물 및 중합성 액정 화합물로부터 선택된 1종 이상을 선택할 수 있다.

통상, 안료나 다른 수지와 양음역의 복굴절률을 갖는 평면 구조기를 갖는 입자를 착색 화소층에 첨가하는 것만으로, 착색 화소층 전체의 두께 방향 위상차를 상쇄하는 것이 가능하다고 생각된다. 그러나, 단순히 평면 구조기를 갖는 입자를 첨가하는 것만으로는 입자 자체가 랜덤하게 배향되어 버려, 착색 화소층 전체의 두께 방향 위상차에 대한 영향은 작아져 버린다. 그래서 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 상기 평면 구조기의 적어도 1개 이상으로 가교성기를 갖게 함으로써, 착색 화소층 전체의 두께 방향 위상차가 크게 변화되어, 충분한 효과를 발휘함을 발견하였다. 즉, 예를 들면, 포트리소 공정에서의 광 경화 공정 또는 열 경화 공정속에서 가교하는 관능기를 가짐으로써, 평면 구조기가 자유롭게 회전하지 않는 것 및 열 경화시의 수축할 때에 평면 구조기가 보다 동일 방향으로 배향하여 고정되기 쉬운 것에 의해, 효과적으로 위상차 제어의 기능을 발현하는 것이 가능해진다. 이하, 본 발명에 이용하는 리타데이션 조정제에 대해서 자세히 설명한다.

리타데이션 조정제가 갖는 평면 구조기는 방향족환을 적어도 1개 이상 갖는 것이고, 단환식 탄화수소로서는 페닐기, 쿠메닐기, 메시틸기, 톨릴기, 크실릴기, 벤질기, 페네틸기, 스티릴기, 신나밀기, 트리틸기 등, 다환식 탄화수소로서는 펜타 레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 비페닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오렌기, 페난트릴기, 안트라센기, 트리페닐렌기, 피렌기, 나프타센기, 펜다펜기, 펜타센기, 테트라페닐렌기, 트리나프틸렌기 등의 공지된 화합물을 사용할 수 있다. 헤테로 단환 화합물로서는 피롤릴기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 피리딜기, 피라지닐기, 트리아진기 등, 헤테로 다환 화합물로서는 인돌리디닐기, 이소인돌릴기, 인돌릴기, 푸리닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 퀴녹살리닐기, 시노리닐기, 카르바졸릴기, 카르보닐기, 아크리디닐기, 포르피린기 등의 공지된 화합물을 예시할 수 있고, 이들은 탄화수소기, 할로겐기 등의 치환기를 갖는 것일 수도 있다.

상기 평면 구조기에 부속되는 적어도 1개 이상의 가교성기로서는 하기 화학식 (I)에 의해 표시되는 불포화 중합성기(A, B, C, D, E, F), 또는 관능기(I, J, K, L, M, N, O), 또는 열 중합성기(G, H, P, Q, R, S, T, U)인 것이 바람직하고, 에폭시기(G, H)가 더욱 바람직하게 이용되고, P 내지 U가 가장 바람직하게 이용된다.

또한, 불포화 중합성기로서는 에틸렌성 불포화 중합성기(A, B, C, D)인 것이 더욱 바람직하고, 또한 -CH₂NHCOCH=CH₂, -CH₂NHCO(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇CH₃, -OCO(C₆H₄)O(CH₂)₆CH=CH₂ 등도 바람직하게 이용된다.

이들 가교성기는 상기 평면 구조기가 적어도 1개 이상의 수산기 등의 반응성 관능기를 갖는 경우에 글리시딜(메트)아크릴레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시이소시 아네이트, 톨릴렌-2,4-디이소시아네이트 등의 상기 반응성 관능기와 반응하는 관능기 및 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물을 상기 평면 구조기와 공지된 방법으로 반응시킴으로써 용이하게 얻어진다.

본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터에 있어서 리타데이션 조정제로서 이용되는 멜라민 화합물로서는 하기 화학식 (II)으로 표시되는 시판되고 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있지만, 상술한 평면 구조기를 갖는 화합물이면 어느 것일 수도 있고, 공지된 것을 사용할 수 있다.

식 중, R₁, R₂, R₃은 각각 수소 원자, 메틸올기, 알콕시메틸기, 알콕시n-부틸기, R₄, R₅, R₆은 각각 메틸올기, 알콕시메틸기, 알콕시 n-부틸기이다. 2종 이상의 반복 단위를 조합한 공중합체를 이용할 수도 있다. 2종 이상의 단독 중합체 또는 공중합체를 병용할 수도 있다.

또한, 상기 이외에 1,3,5-트리아진환을 갖는 화합물로 예를 들면 일본 특허 공개 제2001-166144호 공보에 기재된 것을 사용할 수 있다. 또한 하기 화학식 (III)에 나타내는 화합물도 즐겨 이용된다.

식 중, R₇ 내지 R₁₄는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 복소환기이고, 수소 원자인 것이 특히 바람직하다. n은 1 내지 20의 정수이고, 2가 바람직하다.

또한, 본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터에 이용되는 리타데이션 조정제로서, 하기 화학식 (IV)로 표시되는 포르피린 골격을 갖는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.

식 중, R₁₅ 내지 R₂₂는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 알콕시기, 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 페녹시기, 치환 또는 비치환된 나프톡시기, 치환 또는 비치환된 페닐티오기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸티오기를 나타낸다.

R₁₅ 내지 R₂₂에 있어서의 할로겐 원자로서는 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 들 수 있다. 또한, 알콕시기 및 티오알킬기로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 치환기 중의 알킬기가 탄소수 1 내지 12의 직쇄, 분지 또는 환상 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1 내지 8의 직쇄, 분지 또는 환상 알킬기가 특히 바람직하다.

X는 수소 원자, 할로겐 원자, 알콕시기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기를 나타내고, 할로겐 원자로서는 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 들 수 있다.

Z는 -CH₂- 또는 -N-을 나타낸다.

상기 화학식 (IV)로 표시되는 포르피린 화합물의 구체예를 이하에 기재한다.

알콕시기 중 및 티오알킬기 중의 알킬기의 구체예로서는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소-프로필기, n-부틸기, 이소-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소-펜틸기, 2-메틸부틸기, 1-메틸부틸기, 네오-펜틸기, 1,2-디메틸프로필기, 1,1-디메틸프로필기, 시클로펜틸기, n-헥실기, 4-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 1-메틸펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2,3-디메틸부틸기, 1,3-디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 1,1-디메틸부틸기, 3-에틸부틸기, 2-에틸부틸기, 1-에틸부틸기, 1,2,2-트리메틸부틸기, 1,1,2-트리메틸부틸기, 1-에틸-2-메틸프로필기, 시클로헥실기, n-헵틸기, 2-메틸헥실기, 3-메틸헥실기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기, 2,4-디메틸펜틸기, n-옥틸기, 2-에틸헥실기, 2,5-디메틸헥실기, 2,5,5-트리메틸펜틸기, 2,4-디메틸헥실기, 2,2,4-트리메틸펜틸기, n-옥틸기, 3,5,5-트리메틸헥실기, n-노닐기, n-데실기, 4-에틸옥틸기, 4-에틸-4,5-디메틸헥실기, n-운데실기, n-도데실기, 1,3,5,7-테트라에틸옥틸기, 4-부틸옥틸기, 6,6-디에틸옥틸기, n-트리데실기, 6-메틸-4-부틸옥틸기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, 3,5-디메틸헵틸기, 2,6-디메틸헵틸기, 2,4-디메틸헵틸기, 2,2,5,5-테트라메틸헥실기, 1-시클로펜틸-2,2-디메틸프로필기, 1-시클로헥실-2,2-디메틸프로필기 등을 들 수 있다.

치환 또는 비치환된 페녹시기의 구체예로서는 페녹시기, 2-메틸페녹시기, 3-메틸페녹시기, 4-메틸페녹시기, 2-에틸페녹시기, 3-에틸페녹시기, 4-에틸페녹시기, 2,4-디메틸페녹시기, 3,4-디메틸페녹시기, 4-t-부틸페녹시기, 4-아미노페녹시기, 4-디메틸아미노페녹시기, 4-디에틸아미노페녹시기 등을 들 수 있다.

치환 또는 비치환된 나프톡시기의 구체예로서는 1-나프톡시기, 2-나프톡시기, 니트로나프톡시기, 시아노나프톡시기, 히드록시나프톡시기, 메틸나프톡시기, 트리플루오로메틸나프톡시기 등을 들 수 있다.

치환 또는 비치환된 페닐티오기의 구체예로서는 페닐티오기, 2-메틸페닐티오기, 3-메틸페닐티오기, 4-메틸페닐티오기, 2-에틸페닐티오기, 3-에틸페닐티오기, 4-에틸페닐티오기, 2,4-디메틸페닐티오기, 3,4-디메틸페닐티오기, 4-t-부틸페닐티오기, 4-아미노페닐티오기, 4-디메틸아미노페닐티오기, 4-디에틸아미노페닐티오기 등을 들 수 있다.

치환 또는 비치환된 나프틸티오기의 구체예로서는 1-나프틸티오기, 2-나프틸티오기, 니트로나프틸티오기, 시아노나프틸티오기, 히드록시나프틸티오기, 메틸나프틸티오기, 트리플루오로메틸나프틸티오기 등을 들 수 있다.

또한, 2종 이상의 화합물(예를 들면, 1,3,5-트리아진환을 갖는 화합물과 포르피린 골격을 갖는 화합물)을 병용할 수도 있다.

다음으로, 상기한 평면 구조기 함유 에폭시 화합물로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 화합물, 비스페놀 F형 에폭시 화합물, 비스페놀 AD형 에폭시 화합 물, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 화합물 등의 비스페놀형 에폭시 화합물이 있다. 또한, 예를 들면, 페놀 노볼락형 에폭시 화합물, 크레졸 노볼락형 에폭시 화합물 등의 노볼락형 에폭시 화합물이 있다. 또한, 예를 들면, 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄, 트리글리시딜-p-아미노페놀, 트리글리시딜-m-아미노페놀, 테트라글리시딜-m-크실렌디아민 등의 글리시딜아민계 에폭시 화합물이 있다. 또한, 예를 들면, 디글리시딜프탈레이트, 디글리시딜헥사히드로프탈레이트, 디글리시딜테트라히드로프탈레이트 등의 글리시딜에스테르계 에폭시 화합물이 있다. 또한, 예를 들면, 트리글리시딜이소시아누레이트, 글리시딜글리시드옥시아르히단토인 등의 복소환식 에폭시 화합물 등을 예시할 수 있다. 하기 화학식 (V)에 그의 예를 나타내었다.

본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터에 이용되는 리타데이션 조정제로서의 중합성 액정 화합물로서는 막대형 액정성 분자 또는 디스코틱 액정성 분자를 적용하는 것이 가능하지만, 특히 디스코틱 액정성 분자가 바람직하다. 막대형 액정성 분자로서는 일본 특허 공개 제2006-16599호 공보에 기재된 액정성 분자를 채용 가능하다. 그 밖에 예를 들면, 아조메틴류, 아족시류, 시아노비페닐류, 시아노페닐에스테르류, 벤조산에스테르류, 시클로헥사카르복실산페닐에스테르류, 시아노페닐시클로헥산류, 시아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐 디옥산류, 토란류 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴류 등도 이용된다. 디스코틱 액정성 분자로서는, 예를 들면 일본 특허 공개 (평)8-27284호 공보에 기재된 것을 사용할 수 있다. 그의 예로서, 하기 화학식 (VI), (VII), (VIII), (IX), (X), (XI)에 의해 표시되는 것을 들 수 있다.

상기 화학식에 있어서, Y는 알킬렌기, 알케닐렌기, 아릴렌기, -CO-, -NH-, -O-, -S- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2가의 연결기 및 상기 2가의 기를 2개 이상 조합한 기인 것이 가장 바람직하다. 알킬렌기의 탄소 원자수는 1 내지 12인 것이 바람직하고, 알케닐렌기의 탄소 원자수는 2 내지 12인 것이 바람직하고, 아릴렌기의 탄소 원자수는 6 내지 10인 것이 바람직하다. 알킬렌기, 알케닐렌기 및 아릴렌기는 치환기(예, 알킬기, 할로겐 원자, 시아노, 알콕시기, 아실옥시기)를 가질 수도 있다.

또한, 상기 화학식에 있어서, R은 화학식 (I)에 나타내는 불포화 중합성기(A, B, C, D, E, F) 또는 관능기(I, J, K, L, M, N, O) 또는 열 중합성기(G, H, P, Q, R, S, T, U)로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 가교성기, 또는 상기 가교성기로 치환된 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 복소환기이다. 불포화 중합성기로서는 에틸렌성 불포화 중합성기(A, B, C, D)인 것이 더욱 바람직하고, 또한 -CH₂NHCOCH=CH₂, -CH₂NHCO(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇CH₃, -OCO(C₆H₄)O(CH₂)₆CH=CH₂ 등도 바람직하게 이용된다.

다음으로, 본원 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터에 대해서 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터는 유리 기판 (1) 상에 차광층인 블랙 매트릭스 (2)와, 적어도 적색 (3R), 녹색 (3G) 및 청색 (3B)의 3색의 착색 화소 (3)을 구비하고 있다. 또한, 이들 3색으로 한정되지 않고, 또한 보색의 조합일 수도 있고, 또는 보색이나 다른 색을 포함한 3색 이상의 다색의 컬러 필터일 수도 있다.

통상, 컬러 필터의 복굴절률의 절대값은 0.01 이하이고, 두께 방향 위상차 값 (Rth)가 한없이 Rth(R)=Rth(G))=Rth(B)=0에 가까운 것이 요구된다. 그러나, 본 발명자들은 예의 검토의 결과, 컬러 필터 이외의 구성 부재, 예를 들면 액정, 편광판, 위상차판, 배향막과 조합하는 경우, Rth(R)=Rth(G)=Rth(B)=0 이외에도, 최적인 컬러 필터의 두께 방향 위상차 값이 존재하는 것을 발견하였다.

컬러 필터에 있어서 각 착색 화소의 위상차 값 Rth가 어떤 값을 취하는 것이 가장 바람직한지는 다른 부재와의 조합에 따라 변한다. 중요한 것은 「녹색 화소의 Rth가 적색 화소보다 큰 값임에도 불구하고, 청색 화소의 Rth가 녹색 화소보다 작은 값인 조합」이나, 「녹색 화소의 Rth가 적색 화소보다 작은 값임에도 불구하고, 청색 화소의 Rth가 녹색 화소보다 큰 값인 조합」에서는 양호한 경사 시인성을 얻을 수 없다는 점이다. 이는, 액정 표시 장치에서 이용되는 위상차판으로 대표되는 부재에서 복굴절성의 파장 분산성은 투과광의 파장에 대하여 한방향(연속적)으로 변화하는 것에 의한 것이다. 그 때문에, 액정, 편광판, 위상차판, 배향막 등의 액정 표시 장치의 광학 부재의 조합 중에서 최적인 경사 시인성을 얻는 조합을 선정할 필요가 있고, 특히 본 발명자들이 검토한 결과로부터, VA 표시 모드 액정 표시 장치에 있어서는 「녹색 화소의 Rth가 정방향임」으로써, 양호한 경사 시인성을 얻을 수 있는 것이 판명되었다.

적색 화소로는, 예를 들면 C.I. 피그먼트 레드 7, 14, 41, 48:2, 48:3, 48:4, 81:1, 81:2, 81:3, 81:4, 146, 168, 177, 178, 179, 184, 185, 187, 200, 202, 208, 210, 246, 254, 255, 264, 270, 272, 279 등의 적색 안료를 사용할 수 있고, 황색 안료나 오렌지색 안료를 병용할 수도 있다.

황색 안료로서는 C.I. 피그먼트 옐로우 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, 214 등을 들 수 있다. 오렌지색 안료로서는 C.I. 피그먼트 오렌지 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71, 73 등을 들 수 있다.

적색 화소가 이들 안료 중에서 디케토피롤로피롤계 적색 안료, 안트라퀴논계 적색 안료 중 1종 이상을 포함하는 경우에는 임의의 Rth를 얻는 것이 용이해지기 때문에 바람직하다. 왜냐하면, 디케토피롤로피롤계 적색 안료는 그의 미세화 처리를 연구함으로써, Rth를 양음의 어느 쪽으로 할 수도 있고, 그의 절대치도 어느 정도 제어 가능하다. 또한, 안트라퀴논계 적색 안료는 미세화 처리에 상관없이 0에 가까운 Rth를 얻기 쉽기 때문이다. 그의 사용량은 안료의 합계 중량을 기준으로서, 디케토피롤로피롤계 적색 안료를 10 내지 90 중량％, 안트라퀴논계 적색 안료를 5 내지 70 중량％로 하는 것이 화소의 색상이나 명도, 막 두께, 콘트라스트 등의 면에서 바람직하고, 특히 콘트라스트에 주목한 경우, 디케토피롤로피롤계 적색 안료를 25 내지 75 중량％, 안트라퀴논계 적색 안료를 30 내지 60 중량％로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 적색 화소에는 색상을 조정하는 목적으로 황색 안료나 오렌지색 안료를 함유시킬 수 있지만, 높은 콘트라스트화의 면에서 아조 금속 착체계 황색 안료를 이용하는 것이 바람직하다. 그의 사용량은 안료의 합계 중량을 기준으로서 5 내지 25 중량％인 것이 바람직하고, 5 중량％ 미만의 경우에는 충분한 명도 향상 등의 색상 조정을 할 수 없고, 30 중량％를 초과하는 경우에는 색상이 황색빛으로 지나치게 이동해버리기 때문에, 색 재현성은 나쁘게 된다.

상기한 적색 화소에 이용하는 안료에 있어서, 디케토피롤로피롤계 적색 안료로서는 C.I. 피그먼트 레드 254, 안트라퀴논계 적색 안료로서는 C.I. 피그먼트 레 드 177, 아조 금속 착체계 황색 안료로서는 C.I. 피그먼트 옐로우 150이 우수한 내광성, 내열성, 투명성 및 착색력 등의 면에서 바람직하다.

녹색 화소로는 상기 할로겐화 아연프탈로시아닌 안료 이외에, 예를 들면 C.I. 피그먼트 그린 7, 10, 36, 37 등의 녹색 안료를 병용할 수 있고, 황색 안료를 병용할 수도 있다. 황색 안료로서는 적색 화소 부분에서 예로 든 안료와 동일한 것이 사용 가능하다.

그의 사용량은 안료의 합계 중량을 기준으로서, 할로겐화 아연프탈로시아닌을 포함하는 할로겐화 금속 프탈로시아닌계 녹색 안료를 30 내지 90 중량％, 아조계 황색 안료를 5 내지 60 중량％, 퀴노프탈론계 황색 안료를 5 내지 60 중량％로 하는 것이 화소의 색상이나 명도, 막 두께 등의 면에서 바람직하다. 또한, 할로겐화 금속 프탈로시아닌계 녹색 안료를 50 내지 85 중량％, 아조계 황색 안료를 5 내지 45 중량％, 퀴노프탈론계 황색 안료를 5 내지 45 중량％로 하는 것이 보다 바람직하다.

상기한 녹색 화소에 이용하는 안료에 있어서, 할로겐화 아연프탈로시아닌과 병용하여 이용하는 할로겐화 금속 프탈로시아닌계 녹색 안료로서는 C.I. 피그먼트 그린 7, 36, 아조계 황색 안료로서는 C.I. 피그먼트 옐로우 150, 퀴노프탈론계 황색 안료로서는 C.I. 피그먼트 옐로우 138이 우수한 내광성, 내열성, 투명성 및 착색력 등의 면에서 바람직하다.

청색 화소로는, 예를 들면 C.I. 피그먼트 블루 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, 64 등의 청색 안료를 사용할 수 있고, 보라색 안료를 병용할 수 도 있다. 보라색 안료로서는 C.I. 피그먼트 바이올렛 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50 등을 들 수 있다.

청색 화소가 이들 안료 중에서 금속 프탈로시아닌계 청색 안료와, 디옥사진계 보라색 안료 중 1종 이상을 포함하는 경우에는 0에 가까운 Rth를 얻는 것이 용이해진다. 그의 사용량은 안료의 합계 중량을 기준으로서, 금속 프탈로시아닌계 청색 안료를 40 내지 100 중량％, 디옥사진계 보라색 안료를 1 내지 50 중량％로 하는 것이 화소의 색상이나 명도, 막 두께 등의 면에서 바람직하고, 또한 금속 프탈로시아닌계 청색 안료를 50 내지 98 중량％, 디옥사진계 보라색 안료를 2 내지 25 중량％로 하는 것이 보다 바람직하다.

상기한 청색 화소에 이용하는 안료에 있어서, 금속 프탈로시아닌계 청색 안료로서는 C.I. 피그먼트 블루 15:6, 디옥사진계 보라색안료로서는 C.I. 피그먼트 바이올렛 23이 우수한 내광성, 내열성, 투명성 및 착색력 등의 면에서 바람직하다.

또한, 상기한 유기 안료 이외에도, 채도와 명도의 균형을 취하면서 양호한 도포성, 감도, 현상성 등을 확보하기 위해서, 무기 안료를 유기 안료와 조합시켜 사용할 수 있다. 무기 안료로서는 황색납, 아연황, 벵갈라(적색 산화철(III)), 카드뮴적, 군청, 감청, 산화크롬녹, 코발트녹 등의 금속 산화물 가루, 금속 황화물 가루, 금속 가루 등을 들 수 있다. 또한, 조색을 위해, 내열성을 저하시키지 않는 범위 내에서 염료를 함유시킬 수 있다.

착색 화소에 포함되는 안료는 컬러 필터의 고휘도화, 높은 콘트라스트화를 실현시키기 위해서, 미세화되어 있는 것이 바람직하고, 평균 1차 입경이 작은 것이 바람직하다. 안료의 평균 1차 입경은 안료를 투과형 전자현미경으로 찍고, 그 사진의 화상 해석에 의해 산출할 수 있다.

본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터에 이용하는 안료의 평균 1차 입경은 40 nm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 20 nm 이하이다. 또한, 평균 1차 입경은 5 nm 이상인 것이 바람직하다. 안료의 평균 1차 입경이 상한 값 40 nm보다 큰 경우에는 액정 표시 장치의 흑 표시시의 시인성이 나쁘다. 또한, 하한 값 5 nm보다 작은 경우에는 안료 분산이 어렵게 되고, 착색 조성물로서의 안정성을 유지하여 유동성을 확보하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 컬러 필터의 휘도, 색 특성이 악화된다. 특히, 평균 1차 입경이 40 μm를 초과하는 유기 안료는 정면 시인성에 악영향을 미친다.

또한, 투명 기판 상에 형성된 각 색 화소를 2매의 편광판 사이에 끼우고, 한쪽의 편광판측에서 백라이트를 맞혀, 다른쪽의 편광판을 투과한 광을 휘도계로 측정하여, 편광판이 평행 상태에서의 광의 휘도 (Lp)와 직교 상태에서의 광의 휘도 (Lc)의 비에 의해 산출되는 콘트라스트 C는 C=Lp/Lc에 의해 산출되고, CS는 착색 화소가 없는 기판만, CR은 적색 화소, CG는 녹색 화소, CB는 청색 화소의 콘트라스트를 나타내는 경우, CR/CS>0.45, 또한 CG/CS>0.45, 또한 CB/CS>0.45을 만족시키는 경우에 액정 표시 장치의 흑 표시시의 정면 시인성이 우수한 것이 된다. 즉, 광 누설이 적은 짙은 흑 표시를 재현할 수 있다. 이것은 후술하는 실시예 및 비교예의 평가 결과인 하기 표 6에서 나타난다.

CR/CS>0.45, 또한 CG/CS>0.45, 또한 CB/CS>0.45를 만족시키지 않는 경우, 즉 CR/CS≤0.45, 또는 CG/CS≤0.45, 또는 CB/CS≤0.45인 경우에는 흑 표시시의 광 누설이 많아져, 우수한 정면 시인성의 액정 표시 장치가 얻어지지 않게 된다.

또한, 색마다의 리타데이션 차를 작게 함으로써, 경사 시인성과 정면 시인성이 모두 우수한 액정 표시 장치가 된다. 또한, CR/CS>0.45 또한, CG/CS>0.45 또한 CB/CS>0.45를 만족시키더라도, 색마다의 리타데이션 차가 큰 경우에는 경사 시인성이 불충분한 경우가 있다. 이것은 후술하는 본 발명의 리타데이션 증가제를 녹색 화소에 첨가하지 않은 비교예 1의 평가 결과로서, 하기 표 6에 나타난다.

안료의 평균 1차 입경 및 두께 방향 위상차를 제어하는 수단으로서는 안료를 기계적으로 분쇄하여 1차 입경 및 입자 형상을 제어하는 방법(마쇄법이라고 부름), 양용매에 용해한 것을 빈용매에 투입하여 원하는 1차 입경 및 입자 형상의 안료를 석출시키는 방법(석출법이라고 부름) 및 합성시에 원하는 1차 입경 및 입자 형상의 안료를 제조하는 방법(합성 석출법이라고 부름) 등이 있다. 사용하는 안료의 합성법이나 화학적 성질 등에 따라, 개개의 안료에 대해서 적당한 방법을 선택하여 행할 수 있다.

이하에, 각각의 방법에 대해서 설명하지만, 본 발명의 컬러 필터를 구성하는 착색 화소층에 포함되는 안료의 1차 입경 및 입자 형상의 제어 방법은 상기 방법의 어느 것을 이용할 수도 있다.

마쇄법은 안료를 볼밀, 샌드밀 또는 혼련기 등을 이용하여 식염 등의 수용성의 무기염 등의 마쇄제 및 그것을 용해하지 않은 수용성 유기 용제와 동시에 기계적으로 혼련(이하, 이 처리를 솔트 밀링(salt milling)이라고 부름)한 후, 무기염 과 유기 용제를 수세 제거하여 건조함으로써 원하는 1차 입경 및 입자 형상의 안료를 얻는 방법이다. 다만, 솔트 밀링 처리에 의해, 안료가 결정 성장하는 경우가 있기 때문에, 처리시에 상기 유기 용제에 적어도 일부 용해하는 고형의 수지나 안료 분산제를 가하여, 결정 성장을 막는 방법이 유효하다.

안료와 무기염의 비율은 무기염의 비율이 많아지면 안료의 미세화 효율은 좋아지지만, 안료의 처리량이 적어지기 때문에 생산성이 저하된다. 일반적으로는 안료가 1 중량부에 대하여 무기염을 1 내지 30 중량부, 바람직하게는 2 내지 20 중량부 이용하는 것이 좋다. 또한, 상기 수용성 유기 용제는 안료와 무기염이 균일한 덩어리가 되도록 가함으로써, 안료와 무기염과의 배합비에도 의하지만, 통상은 안료 1 중량부에 대하여 0.5 내지 30 중량부의 양으로 이용된다. 상기 마쇄법에 대해서 더욱 구체적으로는 안료와 수용성의 무기염의 혼합물에 습윤제로서 소량의 수용성 유기 용제를 가하여, 혼련기 등으로 강하게 혼련한 후, 이 혼합물을 수중에 투입하고, 하이 스피드 믹서 등으로 교반하여 슬러리상으로 한다. 다음으로, 이 슬러리를 여과, 수세하고 건조함으로써, 원하는 1차 입경 및 입자 형상의 안료를 얻을 수 있다.

석출법은 안료를 적당한 양용매에 용해시킨 후, 빈용매와 혼합하여 원하는 1차 입경 및 입자 형상의 안료를 석출시키는 방법으로, 용매의 종류나 양, 석출 온도, 석출 속도 등에 의해 1차 입경의 크기 및 입자 형상을 제어할 수 있다. 일반적으로 안료는 용매에 녹기 어렵기 때문에, 사용할 수 있는 용매는 한정되지만, 예로서 진한 황산, 폴리인산, 클로로술폰산 등의 강산성 용매 또는 액체 암모니아, 나트륨메틸레이트의 디메틸포름아미드 용액 등의 염기성 용매 등이 알려져 있다.

본법의 대표예로서는 산성 용제에 안료를 용해시킨 용액을 다른 용매 중에 주입하고, 재석출시켜 미세 입자를 얻는 애시드 페이스팅(acid pasting)법이 있다. 공업적으로는 비용 측면에서 황산 용액을 물에 주입하는 방법이 일반적이다. 황산 농도는 특별히 한정되지 않지만, 95 내지 100 중량％가 바람직하다. 안료에 대한 황산의 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 적으면 용액 점도가 높아 핸들링이 나빠지고, 반대로 너무 많으면 안료의 처리 효율이 저하되기 때문에, 안료에 대하여 3 내지 10 중량배의 황산을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 안료는 완전 용해되어 있을 필요는 없다. 용해시의 온도는 0 내지 50 ℃가 바람직하고, 이것 이하에서는 황산이 동결할 우려가 있고, 또한 용해도도 낮아진다. 너무 고온이면 부반응이 발생하기 쉬워진다. 주입되는 물의 온도는 1 내지 60 ℃가 바람직하고, 이 온도 이상에서 주입을 시작하면 황산의 용해열에서 비등하여 작업이 위험하다. 이 이하의 온도에서는 동결하여 버린다. 주입에 걸리는 시간은 안료 1부에 대하여 0.1 내지 30분이 바람직하다. 시간이 길어질수록 1차 입경은 커질 경향이 있다.

안료의 1차 입경 및 입자 형상의 제어는 애시드 페이스팅법 등의 석출법과 솔트 밀링법 등의 마쇄법을 조합한 수법을 선택함으로써, 안료의 정립 정도를 고려하면서 행할 수 있고, 또한 이 때 분산체로서의 유동성도 확보할 수 있기 때문에 바람직하다. 솔트 밀링시 또는 애시드 페이스팅시에는 1차 입경 및 입자 형상 제어에 따른 안료의 응집을 막기 위해서, 후술하는 착색 조성물의 제조에 이용하는 색소 유도체나 수지형 안료 분산제, 계면활성제 등의 분산 보조제를 병용할 수도 있다. 또한, 1차 입경 및 입자 형상 제어를 2종 이상의 안료를 공존시킨 형태로 행함으로써, 단독으로는 분산이 곤란한 안료라도 안정된 분산체로서 마무리할 수 있다.

또한, 특수한 석출법으로서 류코(leuco)법이 있다. 플라반트론계, 페리논계, 페릴렌계, 인단트론계 등의 건염 염료계 안료는 알칼리성 하이드로술파이트로 환원하면, 퀴논기가 하이드로퀴논의 나트륨염(류코 화합물)이 되어 수용성이 된다. 이 수용액에 적당한 산화제를 가하여 산화함으로써, 물에 불용성인 1차 입경의 작은 안료를 석출시킬 수 있다.

합성 석출법은 안료를 합성함과 동시에 원하는 1차 입경 및 입자 형상의 안료를 석출시키는 방법이다. 그러나, 생성한 미세 안료를 용매 중에서 취출하는 경우, 안료 입자가 응집하여 큰 2차 입자로 되어 있지 않으면 일반적인 분리법인 여과가 곤란해지기 때문에, 통상 2차 응집이 일어나기 쉬운 수계에서 합성되는 아조계 등의 안료에 적용되고 있다.

또한, 안료의 1차 입경 및 입자 형상을 제어하는 수단으로서, 안료를 고속의 샌드밀 등으로 장시간 분산함으로써(안료를 건식 분쇄하는 이른바 드라이 밀링법), 안료의 1차 입경을 작게함과 동시에 분산하는 것도 가능하다.

이하에는 본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터의 각 착색 화소를 형성하기 위해서 이용되는 착색 조성물에 대해서 설명한다.

각 색 화소를 형성하기 위해서 이용되는 착색 조성물에 포함되는 안료 담체는 안료를 분산시키는 것이고, 투명 수지, 그의 전구체, 또는 이들의 혼합물에 의 해 구성된다.

투명 수지는 가시광 영역의 400 내지 700 nm의 전파장 영역에서 투과율이 바람직하게는 80％ 이상, 보다 바람직하게는 95％ 이상의 수지이다. 투명 수지에는 열 가소성 수지, 열 경화성 수지 및 감광성 수지가 포함되고, 그의 전구체에는 방사선 조사에 의해 경화하여 투명 수지를 생성하는 단량체 또는 올리고머가 포함되고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

안료 담체는 착색 조성물 중의 안료 100 중량부에 대하여, 30 내지 700 중량부, 바람직하게는 60 내지 450 중량부의 양으로 사용할 수 있다. 또한, 투명 수지와 그의 전구체와의 혼합물을 안료 담체로서 이용하는 경우에는, 투명 수지는 착색 조성물 중의 안료 100 중량부에 대하여, 20 내지 400 중량부, 바람직하게는 50 내지 250 중량부의 양으로 사용할 수 있다. 또한, 투명 수지의 전구체는 착색 조성물 중의 안료 100 중량부에 대하여, 10 내지 300 중량부, 바람직하게는 10 내지 200 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

열 가소성 수지로서는, 예를 들면 부티랄 수지, 스티렌-말레산 공중합체, 염소화폴리에틸렌, 염소화폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 폴리아세트산비닐, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴계 수지, 알키드 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 고무계 수지, 환화 고무계 수지, 셀룰로오스류, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다.

또한, 열 경화성 수지로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 벤조구아나민 수지, 로진 변성 말레산 수지, 로진 변성 푸마르산 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다.

감광성 수지로서는 수산기, 카르복실기, 아미노기 등의 반응성의 치환기를 갖는 선상 고분자에 이소시아네이트기, 알데히드기, 에폭시기 등의 반응성 치환기를 갖는 (메트)아크릴 화합물이나 신남산을 반응시켜, (메트)아크릴로일기, 스티릴기 등의 광 가교성기를 상기 선상 고분자에 도입한 수지가 이용된다. 또한, 스티렌-무수 말레산 공중합물이나 α-올레핀-무수 말레산 공중합물 등의 산 무수물을 포함하는 선상 고분자를 히드록시알킬(메트)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메트)아크릴 화합물에 의해 하프 에스테르화한 것도 이용된다.

투명 수지의 전구체인 단량체 및 올리고머로서는 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리시클로데카닐(메트)아크릴레이트, 멜라민(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트 등의 각종 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르, (메트)아크릴산, 스티렌, 아세트산비닐, (메트)아크릴아미드, N-히드록시메틸(메트)아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

착색 조성물에는 상기 조성물을 자외선 조사에 의해 경화하는 경우에는 광 중합 개시제 등이 첨가된다. 광 중합 개시제로서는 4-페녹시디클로로아세토페논, 4-t-부틸-디클로로아세토페논, 디에톡시아세토페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온 등의 아세토페논계 광 중합 개시제, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤디디메틸케탈 등의 벤조인계 광 중합 개시제, 벤조페논, 벤조일벤조산, 벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 히드록시벤조페논, 아크릴화벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드 등의 벤조페논계 광 중합 개시제, 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤계 광 중합 개시제, 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 광 중합 개시제, 보레이트계 광 중합 개시제, 카르바졸계 광 중합 개시제, 이미다졸계 광 중합 개시제 등이 이용된다. 광 중합 개시제는 착색 조성물 중의 안료 100 중량부에 대하여, 5 내지 200 중량부, 바람직하게는 10 내지 150 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

상기 광 중합 개시제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 이용하지만, 증감제로 서, α-아실옥시에스테르, 아실포스핀옥시드, 메틸페닐글리옥실레이트, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포퀴논, 에틸안트라퀴논, 4,4'-디에틸이소프탈로페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논 등의 화합물을 병용할 수도 있다. 증감제는 광 중합 개시제 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 60 중량부의 양으로 함유시킬 수 있다.

또한, 착색 조성물에는 연쇄 이동제로서의 기능을 하는 다관능 티올을 함유시킬 수 있다. 다관능 티올은 티올기를 2개 이상 갖는 화합물일 수 있고, 예를 들면 헥산디티올, 데칸디티올, 1,4-부탄디올비스티오프로피오네이트, 1,4-부탄디올비스티오글리코레이트, 에틸렌글리콜비스티오글리코레이트, 에틸렌글리콜비스티오프로피오네이트, 트리메틸올프로판트리스티오글리코레이트, 트리메틸올프로판트리스티오프로피오네이트, 트리메틸올프로판트리스(3-머캅토부티레이트), 펜타에리트리톨테트라키스티오글리코레이트, 펜타에리트리톨테트라키스티오프로피오네이트, 트리머캅토프로피온산트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트, 1,4-디메틸머캅토벤젠, 2,4,6-트리머캅토-s-트리아진, 2-(N,N-디부틸아미노)-4,6-디머캅토-s-트리아진 등을 들 수 있다. 이들 다관능 티올은 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 다관능 티올은 착색 조성물 중의 안료 100 중량부에 대하여, 0.2 내지 150 중량부, 바람직하게는 0.2 내지 100 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

또한, 안료를 충분히 안료 담체 중에 분산시키고, 유리 기판 등의 투명 기판 상에 건조막 두께가 0.2 내지 5 μm가 되도록 도포하여 필터 세그멘트를 형성하는 것을 용이하게 하기 위해서, 용제를 함유시킬 수 있다. 용제로서는, 예를 들면 시 클로헥사논, 에틸셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 1-메톡시-2-프로필아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸벤젠, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 크실렌, 에틸셀로솔브, 메틸-n아밀케톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 아세트산에틸, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올, 이소부틸케톤, 석유계 용제 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 또는 혼합하여 이용한다. 용제는 착색 조성물 중의 안료 100 중량부에 대하여, 800 내지 4000 중량부, 바람직하게는 1000 내지 2500 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

착색 조성물은 1종 또는 2종 이상의 안료를 필요에 따라서 상기 광 중합 개시제와 함께, 안료 담체 및 유기 용제 중에 3축 롤밀, 2축 롤밀, 샌드밀, 혼련기, 아트라이터 등의 각종 분산 수단을 이용하여 제조할 수 있다. 또한, 2종 이상의 안료를 포함하는 착색 조성물은 각 안료를 각각 안료 담체 및 유기 용제 중에 미세하게 분산한 것을 혼합하여 제조할 수도 있다.

안료를 안료 담체 및 유기 용제 중에 분산할 때에는 적절하게 수지형 안료 분산제, 계면활성제, 안료 유도체 등의 분산 보조제를 함유시킬 수 있다. 분산 보조제는 안료의 분산이 우수하고, 분산 후의 안료의 재응집을 방지하는 효과가 크기 때문에, 분산 보조제를 이용하여 안료를 안료 담체 및 유기 용제 중에 분산하여 이루어지는 착색 조성물을 이용한 경우에는 투명성이 우수한 컬러 필터가 얻어진다. 분산 보조제는 착색 조성물 중의 안료 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 40 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 30 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

수지형 안료 분산제로서는 안료에 흡착하는 성질을 갖는 안료 친화성 부위 와, 안료 담체와 상용성이 있는 부위를 갖고, 안료에 흡착하여 안료의 안료 담체에의 분산을 안정화하는 기능을 하는 것이다. 수지형 안료 분산제로서 구체적으로는 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트 등의 폴리카르복실산에스테르, 불포화 폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산(부분)아민염, 폴리카르복실산암모늄염, 폴리카르복실산알킬아민염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아마이드인산염, 수산기 함유 폴리카르복실산에스테르나, 이들의 변성물, 폴리(저급 알킬렌이민)와 유리된 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와의 반응에 의해 형성된 아미드나 그의 염 등의 유성 분산제, (메트)아크릴산-스티렌 공중합체, (메트)아크릴산-(메트)아크릴산에스테르 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 등의 수용성 수지나 수용성 고분자 화합물, 폴리에스테르계, 변성 폴리아크릴레이트계, 에틸렌옥시드/프로필렌옥시드 부가 화합물, 인산에스테르계 등이 이용되고, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

계면활성제로서는 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산염, 도데실벤젠술폰산나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 알칼리염, 알킬나프탈렌술폰산나트륨, 알킬디페닐에테르디술폰산나트륨, 라우릴황산모노에탄올아민, 라우릴황산트리에탄올아민, 라우릴황산암모늄, 스테아르산모노에탄올아민, 스테아르산나트륨, 라우릴황산나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 모노에탄올아민, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르 등의 음이온성 계면활성제; 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜모노라우레이트 등의 비이온성 계면활성제; 알킬 4급 암모늄염이나 이들의 에틸렌옥시드 부가물 등의 카오틴성 계면활성제; 알킬디메틸아미노아세트산베타인 등의 알킬베타인, 알킬이미다졸린 등의 양쪽성 계면활성제를 들 수 있고, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

색소 유도체는 유기 색소에 치환기를 도입한 화합물이고, 이용하는 안료의 색상에 가까운 것이 바람직하지만, 첨가량이 적으면 색상이 다른 것을 사용할 수도 있다. 유기 색소에는 일반적으로 색소라고 불리고 있지 않은 나프탈렌계, 안트라퀴논계 등의 담황색의 방향족 다환 화합물도 포함된다. 색소 유도체로서는 일본 특허 공개 (소)63-305173호 공보, 일본 특허 공고 (소)57-15620호 공보, 일본 특허 공고 (소)59-40172호 공보, 일본 특허 공고 (소)63-17102호 공보, 일본 특허 공고 (평)5-9469호 공보 등에 기재되어 있는 것을 사용할 수 있다. 특히, 염기성기를 갖는 색소 유도체는 안료의 분산 효과가 크기 때문에 바람직하게 이용된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

착색 조성물에는 조성물의 경시 점도를 안정화시키기 위해서 저장 안정제를 함유시킬 수 있다. 저장 안정제로서는, 예를 들면 벤질트리메틸클로라이드, 디에틸히드록시아민 등의 4급 암모늄클로라이드, 락트산, 옥살산 등의 유기산 및 그의 메틸에테르, t-부틸피로카테콜, 테트라에틸포스핀, 테트라페닐포스핀 등의 유기 포스핀, 아인산염 등을 들 수 있다. 저장 안정제는 착색 조성물 중의 안료 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부의 양으로 함유시킬 수 있다.

또한, 착색 조성물에는 기판과의 밀착성을 높이기 위해서 실란 커플링제 등 의 밀착 향상제를 함유시킬 수도 있다. 실란 커플링제로서는 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, 비닐에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등의 비닐실란류, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 (메트)아크릴실란류, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)메틸트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)메틸트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란 등의 에폭시실란류, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리에톡시실란 등의 아미노실란류, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리에톡시실란 등의 티오실란류 등을 들 수 있다. 실란 커플링제는 착색 조성물 중의 안료 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 100 중량부의 양으로 함유시킬 수 있다.

착색 조성물은 그라비아 오프셋용 인쇄 잉크, 무수 오프셋 인쇄 잉크, 잉크젯용 잉크, 실크 스크린 인쇄용 잉크, 용제 현상형 또는 알칼리 현상형 착색 레지스트의 형태로 제조할 수 있다. 착색 레지스트는 열 가소성 수지, 열 경화성 수지 또는 감광성 수지와, 단량체와, 광 중합 개시제와, 유기 용제를 함유하는 조성물 중에 색소를 분산시킨 것이다. 안료는 착색 조성물의 전체 고형분량을 기준(100 중량％)으로서 5 내지 70 중량％의 비율로 함유되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 20 내지 50 중량％의 비율로 함유되고, 그의 잔부는 안료 담체에 의해 제 공되는 수지질 결합제로부터 실질적이 된다. 착색 조성물은 원심 분리, 소결 필터, 멤브레인 필터 등의 수단으로 5 μm 이상의 조대 입자, 바람직하게는 1 μm 이상의 조대 입자, 더욱 바람직하게는 0.5 μm 이상의 조대 입자 및 혼입된 먼지의 제거를 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터 중의 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소는 투명 기판 상에 인쇄법 또는 포토리소그래피법에 의해, 상기한 각 색 착색 조성물을 이용하여 형성된다.

투명 기판으로서는 소다 석회 유리, 저알칼리 붕규산 유리, 무알칼리 알루미노 붕규산 유리 등의 유리판이나, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산메틸, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지판이 이용된다. 또한, 유리판이나 수지판의 표면에는 액정 패널화 후의 액정 구동를 위해, 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 산화안티몬 등의 금속 산화물이 조합을 포함하는 투명 전극이 형성되어 있을 수도 있다.

인쇄법에 의한 각 색 필터 세그멘트의 형성은 상기 각종 인쇄 잉크로서 제조한 착색 조성물의 인쇄와 건조를 반복하는 것만으로 패턴화할 수 있기 때문에, 컬러 필터의 제조법으로서는 저비용으로 양산성이 우수하다. 또한, 인쇄 기술의 발전에 의해 높은 치수 정밀도 및 평활도를 갖는 미세 패턴의 인쇄를 행할 수 있다. 인쇄를 행하기 위해서는 인쇄판 상에서 또는 블랭킷 상에서 잉크가 건조, 고화되지 않는 조성으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 인쇄기 상에서의 잉크의 유동성의 제어도 중요하고, 분산제나 체질 안료에 의한 잉크 점도의 조정을 행할 수도 있다.

잉크젯법은 미세한 복수의 토출구(잉크젯 헤드)를 각 색마다 가지런히 한 잉 크젯 장치로, 투명 기판 또는 TFT 등 능동 소자를 형성한 기판에 직접 인쇄 형성하는 방법이다.

포토리소그래피법에 의해 각 색 화소를 형성하는 경우에는 상기 용제 현상형 또는 알칼리 현상형 착색 레지스트로서 제조한 착색 조성물을 투명 기판 상에 분무 코팅이나 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 롤 코팅 등의 도포 방법에 의해, 건조막 두께가 0.2 내지 10 μm가 되도록 도포한다. 도포막을 건조시킬 때에는 감압 건조기, 컨벡션 오븐, IR 오븐, 핫 플레이트 등을 사용할 수도 있다. 필요에 따라 건조된 막에는 이 막과 접촉 또는 비접촉 상태로 설치된 소정의 패턴을 갖는 마스크를 통해서 자외선 노광을 행한다. 그 후, 용제 또는 알칼리 현상액에 침지하거나 또는 분무 등에 의해 현상액을 분무하여 미경화부를 제거하여 원하는 패턴을 형성한 후, 동일한 조작을 다른색에 대해서 반복하여 컬러 필터를 제조할 수 있다. 또한, 착색 레지스트의 중합을 촉진하기 위해서, 필요에 따라서 가열을 실시할 수도 있다. 포토리소그래피법에 따르면, 상기 인쇄법보다 정밀도가 높은 컬러 필터를 제조할 수 있다.

현상에 있어서는 알칼리 현상액으로서 탄산나트륨, 수산화나트륨 등의 수용액이 사용되고, 디메틸벤질아민, 트리에탄올아민 등의 유기 알칼리를 이용할 수도 있다. 또한, 현상액에는 소포제나 계면활성제를 첨가할 수도 있다. 현상 처리 방법으로서는 샤워 현상법, 분무 현상법, 딥(침지) 현상법, 퍼들(puddle) 현상법 등을 적용할 수 있다. 또한, 자외선 노광 감도를 올리기 위해서, 상기 착색 레지스트를 도포 건조 후, 수용성 또는 알칼리 수용성 수지, 예를 들면 폴리비닐알코올이 나 수용성 아크릴 수지 등을 도포 건조하여, 산소에 의한 중합 저해를 방지하는 막을 형성한 후, 자외선 노광을 행할 수도 있다.

본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터는 상기 방법 이외에 전착법, 전사법, 잉크젯법 등에 의해 제조할 수 있다. 또한, 전착법은 투명 기판 상에 형성한 투명 도전막을 이용하여, 콜로이드 입자의 전기 영동에 의해 각 색 필터 세그멘트를 투명 도전막 상에 전착 형성함으로써 컬러 필터를 제조하는 방법이다. 또한, 전사법은 박리성의 전사 베이스 시트의 표면에 미리 컬러 필터층을 형성해 놓고, 이 컬러 필터층을 원하는 투명 기판에 전사시키는 방법이다.

다음으로, 이상 설명한 본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터를 구비한 액정 표시 장치에 대해서 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터를 구비한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다. 도 2에 나타내는 액정 표시 장치 (4)는 노트북 컴퓨터용의 TFT 구동형 액정 표시 장치의 전형예이며, 이격 대향하여 배치된 제1의 투명 기판 (5) 및 제2의 투명 기판 (6)을 구비하고, 이들 사이에는 액정(LC)이 봉입되어 있다. 액정(LC)은 VA(Vertical Alignment) 배향 모드로 배향된다.

제1의 투명 기판 (5)의 내면에는 TFT(박막 트랜지스터) 어레이 (7)이 형성되어 있고, 그 위에는 예를 들면 ITO를 포함하는 투명 전극층 (8)이 형성되어 있다. 투명 전극층 (8) 상에는 배향층 (9)가 설치된다. 또한, 투명 기판 (5)의 외면에는 위상차 필름을 구성에 포함하는 편광판 (10)이 형성되어 있다.

한편, 제2의 투명 기판 (6)의 내면에는 본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터 (11)이 배치되어 있다. 컬러 필터 (11)을 구성하는 적색, 녹색 및 청색의 필터 세그멘트는 블랙 매트릭스(도시하지 않음)에 의해 분리되어 있다. 컬러 필터 (11)을 덮어, 필요에 따라서 투명 보호막(도시하지 않음)이 형성되고, 또한 그 위에 예를 들면 ITO를 포함하는 투명 전극층 (12)가 형성되고, 투명 전극층 (12)를 덮어 배향층 (13)이 설치된다. 또한, 투명 기판 (6)의 외면(시인측)에는 편광판 (14)가 형성되어 있다. 또한, 편광판 (10)의 아래쪽으로는 3파장 램프 (15)를 구비한 백 라이트 유닛 (16)이 설치된다.

이상 설명한 바와 같이, 할로겐화 아연프탈로시아닌 안료를 이용함으로써, 녹색 화소의 두께 방향 위상차가 양이 되는 컬러 필터용 착색 조성물을 얻는 것이 가능해지고, 또한 적어도 1개 이상의 평면 구조기와, 상기 평면 구조기의 적어도 2개소 이상이 다른 부위에 광 중합성기 또는 열 중합성기를 갖는 리타데이션 조정제를 이용함으로써, 녹색 화소의 두께 방향 위상차 값이 연속이 되도록 최적인 값으로 조정 가능한 컬러 필터용 착색 조성물을 얻을 수 있다.

또한, 이러한 컬러 필터용 착색 조성물을 이용하여 컬러 필터를 제조함으로써, Rth(G)>0 또한, Rth(R)≥Rth(G)≥Rth(B), 또는 Rth(G)>0 또한, Rth(R)≤Rth(G)≤Rth(B)의 관계에 있는 연속한 상태의 컬러 필터를 얻을 수 있다.

또한, 광학 보상층 및 다른 구성 부재의 광학적 특징, 특히 리타데이션의 파장 분산의 특징에 알맞도록, 본 발명의 일실시 형태에 관한 컬러 필터를 이용하여 액정 디스플레이를 제조한 경우, 각 착색 화소의 표시 영역을 통과하는 광의 편광 상태에 변동이 생기지 않기 때문에, 경사 방향으로부터의 시야각 표시가 우수한 액 정 표시 장치를 얻을 수 있다.

또한, 경사 방향에서의 시야각 보상이 실시된 흑 표시가 되기 때문에, 경사 방향에서 본 경우, 컬러 이동을 감소시키고, 또한 뉴트럴인 흑색을 재현할 수 있고, 매우 우수한 표시 특성을 나타낼 수 있다.

이하에, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예에서 이용하는 재료는 광에 대하여 매우 민감하기 때문에, 자연광 등의 불필요한 광에 의한 감광을 막을 필요가 있고, 모든 작업을 황색 또는 적색하에서 행하는 것은 물론이다. 또한, 실시예 및 비교예 중, 「부」란 「중량부」를 의미한다. 또한, 안료의 기호는 컬러 인덱스 번호를 나타내고, 예를 들면 「PR254」는 「C.I. 피그먼트 레드 254」를, 「PY150」은 「C.I. 피그먼트 옐로우 150」을 나타낸다.

이하의 실시예 및 비교예에서 사용한 색소 유도체를 하기 표 1에 나타내었다.

<(a) 미세화 안료의 제조>

실시예 및 비교예에서 이용한 미세화 안료를 이하의 방법에 의해 제조하였다. 그리고, 얻어진 안료를 투과형 전자현미경(니혼 덴시사 제조 「JEM-1200EX」)에 의해 관찰하고, 촬영한 화상의 해석에 의해 안료의 1차 입경을 산출하였다. 여기서 말하는 1차 입경은 개수 입도 분포의 적산 곡선에 있어서 적산량이 전체의 50％에 상당하는 입경(원상당 직경)을 나타낸다.

[제조예 1]

안트라퀴논계 적색 안료 PR177(시바 스페셜티 케미컬즈사 제조 「클로모프탈 레드 A2B」) 100부, 색소 유도체(D-2) 8부, 분쇄한 식염 700부 및 디에틸렌글리콜 180부를 스테인리스제 1 갤런 혼련기(이노우에 세이사꾸쇼 제조)에 투입, 70 ℃에서 4시간 혼련하였다. 이 혼합물을 온수 4000부에 투입하고, 약 80 ℃로 가열하면서 하이 스피드 믹서로 약 1시간 교반하여 슬러리상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 식염 및 용제를 제거한 후, 80 ℃에서 24시간 건조하여, 102부의 솔트 밀링 처리 안료 (R-1)을 얻었다. 얻어진 안료의 1차 입경을 표 2에 나타내었다.

[제조예 2]

술폰화 플라스크에 tert-아밀알코올 170부를 질소 분위기하에서 장전한다. 나트륨 11.04부를 첨가하고, 그리고 이 혼합물을 92 내지 102 ℃로 가열한다. 용융한 나트륨을 격렬히 교반하면서 100 내지 107 ℃로 철야 유지한다. 얻어진 용액에 4-클로로벤조니트릴의 44.2부 및 디이소프로필숙시네이트의 37.2부를 80 ℃에 서 tert-아밀알코올의 50부 중에 용해한 용액을 80 내지 98 ℃에서 2시간 걸쳐 도입한다. 도입 후, 이 반응 혼합물을 80 ℃에서 추가로 3시간 교반하고, 그리고 동시에 디이소프로필숙시네이트의 4.88부를 적하 첨가한다. 이 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고, 메탄올의 270부, 물 200부 및 진한 황산 48.1부의 20 ℃의 혼합물에 첨가하여, 20 ℃에서 교반을 6시간 계속한다. 이 적색 혼합물을 여과하여, 잔류물을 메탄올과 물로 세정한 후, 80 ℃에서 건조하여, 46.7부의 적색 안료 (R-2)를 얻었다. 얻어진 안료의 1차 입경을 하기 표 2에 나타내었다.

[제조예 3]

할로겐화 구리프탈로시아닌계 녹색 안료 PG36(도요 잉크 제조사 제조 「리오놀 그린 6YK」) 120부, 분쇄한 식염 1600부 및 디에틸렌글리콜 270부를 스테인리스제 1 갤런 혼련기(이노우에 세이사꾸쇼 제조)에 투입, 70 ℃에서 12시간 혼련하였다. 이 혼합물을 온수 5000부에 투입하고, 약 70 ℃로 가열하면서 하이 스피드 믹서로 약 1시간 교반하여 슬러리상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 식염 및 용제를 제외한 후, 80 ℃에서 24시간 건조하여, 117부의 솔트 밀링 처리 안료 (G-1)을 얻었다. 얻어진 안료의 1차 입경을 표 2에 나타내었다.

[제조예 4]

할로겐화 아연프탈로시아닌계 녹색 안료 PG58(다이닛본 잉크 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조 「프탈로시아닌 그린(Phthalocyanine Green) A110」) 120부, 분쇄한 식염 1600부 및 디에틸렌글리콜 270부를 스테인리스제 1 갤런 혼련기(이노우에 세이사꾸쇼 제조)에 투입, 70 ℃에서 12시간 혼련하였다. 이 혼합물을 온수 5000부에 투입하고, 약 70 ℃로 가열하면서 하이 스피드 믹서로 약 1시간 교반하여 슬러리상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 식염 및 용제를 제거한 후, 80 ℃에서 24시간 건조하여, 117부의 솔트 밀링 처리 안료 (G-2)를 얻었다. 얻어진 안료의 1차 입경을 표 2에 나타내었다.

[제조예 5]

분리 플라스크에 물 150부를 투입, 추가로 교반하면서 35％ 염산 63부를 투입, 염산 용액을 제조하였다. 발포에 주의하면서 벤젠술포닐히드라지드 38.7부를 투입, 액체 온도가 0 ℃ 이하가 될 때까지 얼음을 추가하였다. 냉각 후, 30분 걸쳐 아질산나트륨 19부를 투입, 0 내지 15 ℃ 사이에서 30분 교반한 후, 요오드화칼륨 전분지에서 착색이 나타나지 않을 때까지 술파민산을 투입하였다.

다음으로, 바르비투르산 25.6부를 첨가 후, 55 ℃까지 승온하고, 2시간 그대로 교반하였다. 추가로 바르비투르산 25.6부를 투입하고, 80 ℃까지 승온한 후 pH가 5가 될 때까지 수산화나트륨을 투입하였다. 이어서, 80 ℃에서 3시간 교반한 후, 70 ℃까지 내려, 여과, 온수 세정을 행하였다. 얻어진 프레스 케이크를 1200부의 온수에 리슬러리한 후, 80 ℃에서 2시간 교반하였다. 그 후, 그 상태의 온도에서 여과를 행하고, 80 ℃의 물 2000부에서 온수 세정을 행하여, 벤젠술폰아미드가 여액측으로 이행되고 있는 것을 확인하였다.

얻어진 프레스 케이크를 80 ℃에서 건조하고, 아조바르비투르산디나트륨염 61.0부를 얻었다. 이어서, 분리 플라스크에 물 200부를 투입, 추가로 교반하면서, 얻어진 아조바르비투르산디나트륨염의 분말 8.1부를 투입하여 분산하였다. 균일하게 분산한 후, 용액을 95 ℃까지 승온한 멜라민 5.7부, 디알릴아미노멜라민 1.0부를 첨가하였다.

다음으로, 염화코발트(II) 6 수화물 6.3부를 물 30부에 용해한 녹색 용액을 30분 걸쳐 적하하였다. 적하 종료 후, 90 ℃에서 1.5시간 착체화를 행하였다. 그 후, pH를 5.5로 조정하고, 추가로 크실렌 4부, 올레산나트륨 0.4부, 물 16부를 미리 교반하여 에멀전 상태로 한 용액 20.4부를 첨가하여, 추가로 4시간 가온 교반하였다. 70 ℃까지 냉각 후, 빠르게 여과하여, 무기염이 세정될 수 있을 때까지 70 ℃ 온수 세정을 반복하였다. 그 후, 건조, 분쇄의 공정을 거쳐, 14부의 아조계 황색 안료 (Y-2)를 얻었다. 또한, 다른 아조계 황색 안료 (Y-1)로서는 PY150, 란크세스사 제조 「E4GN-GN」을 이용하였다. 얻어진 안료의 1차 입경을 하기 표 2에 나타내었다.

[제조예 6]

구리프탈로시아닌계 청색 안료 PB15:6(도요 잉크제조사 제조 「리오놀 블루 ES」) 100부, 분쇄한 식염 800부 및 디에틸렌글리콜 100부를 스테인리스제 1 갤런 혼련기(이노우에 세이사꾸쇼 제조)에 투입, 70 ℃에서 12시간 혼련하였다. 이 혼합물을 온수 3000부에 투입하고, 약 70 ℃로 가열하면서 하이 스피드 믹서로 약 1시간 교반하여 슬러리상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 식염 및 용제를 제거한 후, 80 ℃에서 24시간 건조하여, 98부의 솔트 밀링 처리 안료 (B-1)을 얻었다. 얻어진 안료의 1차 입경을 하기 표 2에 나타내었다.

<(b) 아크릴 수지 용액의 제조>

반응 용기에 시클로헥사논 800부를 넣고, 용기에 질소 가스를 주입하면서 100 ℃로 가열하고, 동 온도에서 하기의 단량체 및 열 중합 개시제의 혼합물을 1시간 걸쳐 적하하여 중합 반응을 행하였다.

스티렌 60.0부

메타크릴산 60.0부

메타크릴산메틸 65.0부

메타크릴산부틸 65.0부

아조비스이소부티로니트릴 10.0부

적하 후, 추가로 100 ℃에서 3시간 반응시킨 후, 아조비스이소부티로니트릴 2.0부를 시클로헥사논 50부에서 용해시킨 것을 첨가하고, 추가로 100 ℃에서 1시간 반응을 계속하여 수지 용액을 합성하였다. 실온까지 냉각한 후, 수지 용액 약 2 g을 샘플링하고 180 ℃, 20분 가열 건조하여 불휘발분을 측정하고, 먼저 합성한 수지 용액에 불휘발분이 20％가 되도록 시클로헥사논을 첨가하여 아크릴 수지 용액을 제조하였다.

<(c) 안료 분산체의 제조>

하기 표 3에 나타내는 조성(중량비)의 혼합물을 균일하게 교반 혼합한 후, 직경 1 mm의 지르코니아비드를 이용하여 샌드밀로 5시간 분산하고, 5 μm의 필터로 여과하여 각 색 안료 분산체를 얻었다.

<(d) 리타데이션 조정제>

이하의 시판되고 있는 화합물을 리타데이션 조정제로서 사용하였다.

멜라민 화합물

:닛본 카바이드 고교 제조 니칼락 MX-750

상기 화학식 (II)에 의해 표시되는 화합물이고, R₁은 수소 원자, R₂는 -CH₂OH-기, R₃ 내지 R₆은 -CH₂OCH₃기인 것

포르피린 화합물

:도쿄 가세이 고교 제조 테트라페닐포르피린

상기 화학식 (IV)에 의해 표시되는 화합물이고, X는 페닐기, R15 내지 R22는 수소 원자, Z는 -CH₂-인 것

에폭시 화합물

:재팬 에폭시 레진 제조 에피코트 828

화학식 (V)에 의해 표시되는 화합물

중합성 액정 화합물

:BASF 제조 LC-242

<(e) 착색 조성물(이하, 레지스트라 함)의 제조>

이어서, 하기 표 4에 나타내는 조성(중량비)의 혼합물을 균일하게 교반 혼합한 후, 1 μm의 필터로 여과하여 각 색 레지스트를 얻었다.

단량체

:트리메틸올프로판트리아크릴레이트

(신나카무라 가가꾸사 제조 「NK 에스테르 ATMPT」)

광 중합 개시제

:2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온

(시바 스페셜티 케미컬즈사 제조 「이르가큐어 907」)

증감제

:4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논

(호도가야 가가꾸사 제조 「EAB-F」)

유기 용제

:시클로헥사논

<(f) 각 색 도막의 제조>

상기 표 4에 나타낸 각 색 레지스트를 스핀 코팅법에 의해 유리 기판에 도공한 후, 클린 오븐속에서 70 ℃에서 20분간 프리베이킹하였다. 이어서, 이 기판을 실온으로 냉각 후, 초고압 수은 램프를 이용하여 자외선을 노광하였다. 그 후, 이 기판을 23 ℃의 탄산나트륨 수용액을 이용하여 분무 현상한 후, 이온 교환수로 세정하여 풍건하였다. 그 후, 클린 오븐속에서 230 ℃에서 30분간 포스트 베이킹을 행하여 각 색 도막을 얻었다. 건조 도막의 막 두께는 모두 2.0 μm였다.

<(g) 각 색 도막 물성의 측정>

상기에서 얻어진 각 색과 도막에 대해서, 각각의 색도, 분광 투과율, 두께 방향 위상차 값 및 콘트라스트의 측정을 행하였다.

[색도, 분광 투과율]

XYZ 표색계 색도도에 있어서의 색도는 분광 광도계(올림푸스사 제조 「OSP-200」)를 이용하여 측정하였다. 상기 표 4에 나타낸 각 색 레지스트에 의해 제조된 각 색 도막의 색도를 하기 표 5에 나타내었다.

[두께 방향 위상차 값 Rth]

두께 방향 위상차 값은 투과형 분광 엘립소미터(닛본 분꼬사 제조 「M-220」)를 이용하고, 도막을 형성한 기판의 법선 방향에서 45° 기울인 방위로부터, 400 nm 내지 700 nm의 범위에서 5 nm 간격의 파장으로 측정하여, 엘립소미터인 δ를 얻었다. Δ=δ/360×λ에 의해 위상차 값 Δ(λ)를 산출하고, 이 값을 이용하여 3차원 굴절률을 산출하고, 상기한 수학식 7에 의해 두께 방향 위상차 값 (Rth)를 산출하였다. 다만, 적색 착색 화소에서는 610 nm, 녹색 착색 화소에서는 550 nm, 청색 착색 화소에서는 450 nm의 파장에서 측정을 행하였다.

여기서, 수학식 6을 재차 나타낸다.

<수학식 6>

Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d

식 중, Nx는 착색 화소층의 평면 내의 x 방향의 굴절률이고, Ny는 착색 화소층의 평면 내의 y 방향의 굴절률이고, Nz는 착색 화소층의 두께 방향의 굴절률이고, Nx를 Nx≥Ny로 하는 지상축으로 한다. d는 착색 화소층의 두께 (nm)이다.

상기 표 4에 나타낸 각 색 레지스트에 의해 제조된 각 색 도막의 두께 방향 위상차 값 Rth를 하기 표 5에 나타내었다.

[콘트라스트]

도막을 형성한 기판의 양측에 편광판을 중첩하고, 편광판이 평행시의 휘도 (Lp)와 직교시의 휘도 (Lc)와의 비, Lp/Lc를 콘트라스트 (C)로서 산출하였다. 그리고, 착색 도막이 없는 기판만의 콘트라스트 (CS)를 측정하여, C/CS에 의해 규격화를 행하였다. 또한, 휘도는 색채 휘도계(탑콘사 제조 「BM-5A」)를 이용하여, 2° 시야의 조건에서 측정하고, 편광판은 닛토 덴코사 제조 「NPF-SEG1224DU」를 이용하였다.

상기 표 4에 나타낸 각 색 포토레지스트에 의해 제조된 각 색 도막의 콘트라스트를 하기 표 5에 나타내었다.

<(h) 컬러 필터의 제조>

상기 표 4에 나타낸 각 색 레지스트를 조합하여, 하기에 나타내는 방법에 의해 컬러 필터를 제조하였다.

실시예 1

우선, 적색 레지스트 (RR-1)을 스핀 코팅법에 의해, 미리 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 유리 기판에 도공한 후, 클린 오븐속에서 70 ℃에서 20분간 프리베이킹하였다. 이어서, 이 기판을 실온으로 냉각 후, 초고압 수은 램프를 이용하여, 포토마스크를 통해 자외선을 노광하였다. 그 후, 이 기판을 23 ℃의 탄산나트륨 수용액을 이용하여 분무 현상한 후, 이온 교환수로 세정하고, 풍건하였다. 또한, 클린 오븐속에서 230 ℃에서 30분간 포스트 베이킹을 행하여, 기판 상에 스트라이프상의 적색 화소를 형성하였다. 다음으로, 녹색 레지스트 (GR-3)을 사용하여, 동일한 녹색 화소를 형성하고, 또한 청색 레지스트 (BR-1)을 사용하여, 청색 화소를 형성하고, 컬러 필터를 얻었다. 각 색 화소의 형성막 두께는 모두 2.0 μm였다.

실시예 2

청색 레지스트를 (BR-1) 내지 (BR-2)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 컬러 필터를 얻었다.

실시예 3

적색 레지스트를 (RR-1) 내지 (RR-2)로, 녹색 레지스트를 (GR-3) 내지 (GR-4)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 컬러 필터를 얻었다.

실시예 4

적색 레지스트를 (RR-1) 내지 (RR-2)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 컬러 필터를 얻었다.

실시예 5

청색 레지스트를 (BR-1) 내지 (BR-2)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 컬러 필터를 얻었다.

비교예 1

녹색 레지스트를 (GR-3) 내지 (GR-1)로, 청색 레지스트를 (BR-1) 내지 (BR-2)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 컬러 필터를 얻었다.

비교예 2

적색 레지스트를 (RR-1) 내지 (RR-2)로, 녹색 레지스트를 (GR-3) 내지 (GR-2)로, 청색 레지스트를 (BR-1) 내지 (BR-2)로 변경한 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여, 컬러 필터를 얻었다.

<(i) 액정 표시 장치의 제조>

상술한 실시예 및 비교예에서 얻어진 각각의 컬러 필터 상에 투명 ITO 전극층을 형성하고, 그 위에 폴리이미드 배향층을 형성하였다. 이 유리 기판의 다른쪽 표면에 편광판을 형성하였다. 한편, 별도의(제2의) 유리 기판의 한쪽 표면에 TFT 어레이 및 화소 전극을 형성하고, 다른쪽 표면에 편광판을 형성하였다. 이렇게 해서 준비된 2개의 유리 기판을 전극층끼리가 대면하도록 대향시키고, 스페이서 비드를 이용하여 양 기판의 간격을 일정하게 유지하면서 위치 정렬하여, 액정 조성물 주입용 개구부를 남기도록 주위를 밀봉제로 밀봉하였다. 개구부에서 액정 조성물을 주입하여, 개구부를 밀봉하였다. 상기 편광판에는 광 시야각 표시가 가능하도록 최적화된 광학 보상층을 설치하였다. 이와 같이 하여 제조한 액정 표시 장치를 백 라이트 유닛과 조합하여 액정 패널을 얻었다.

<(j) 액정 표시 장치의 흑 표시시의 시인성 평가>

제조한 액정 표시 장치를 흑 표시시키고, 액정 패널의 법선 방향(정면) 및 법선 방향에서 45° 기울인 방위(경사)로부터 누설되어 오는 광(직교 투과광; 누설되는 광)의 양을 육안 관찰하였다. 평가 순위는 다음과 같고, 결과를 표 6에 나타내었다.

○: 누설되는 광이 관찰되지 않고, 뉴트럴인 흑색으로 시인성 양호.

△: 간신히 누설되는 광이 관찰되고, 조금 색감이 첨가된 흑색이지만, 실정상은 문제없는 레벨.

×: 꽤 누설되는 광이 관찰되고, 흑색의 색감도 많고, 시인성 불량

<비교 결과>

상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 5에 관한 컬러 필터에서는 녹색 착색제 조성물로서 할로겐화 아연프탈로시아닌안료를 포함하는 것을 이용하고 있기 때문에, 양의 위상차를 갖는 녹색 화소를 얻을 수 있었다. 그 때문에, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 두께 방향의 위상차의 균형을 조정하여, 얻어진 컬러 필터를 액정 표시 장치에 이용함으로써, 경사 방향의 시인성이 양호한 액정 표시 장치를 얻을 수 있었다.

이에 대하여, 비교예 1에 관한 컬러 필터에서는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 두께 방향의 위상차의 균형이 좋지만, 녹색 착색제 조성물로서 할로겐화 구리프탈로시아닌안료를 포함하는 것을 이용하고 있으므로, 정면에서의 콘트라스트가 낮기 때문에, 정면 방향에 있어서의 시인성이 불량이 되었다. 또한, 비교예 2에 관한 컬러 필터에서는 정면에서의 높은 콘트라스트화가 도모되고 있더라도, 녹색 화소가 음의 위상차를 갖고 있기 때문에, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 두께 방향의 위상차의 균형이 나쁘고, 경사 방향에 있어서 색차가 생겨, 시인성이 불량이 되었다.

본 발명의 명세서에 도입되어 이의 부분을 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시양태를 예시하고, 상기 발명의 내용 및 발명의 실시를 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위함이다.

도 1은 본 발명의 컬러 필터의 일실시 형태의 개략 단면도이다.

도 2는 본 발명의 컬러 필터를 구비한 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

Claims (10)

1. 투명 기판 상에 형성된 적어도 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함하는 착색층을 구비하는 컬러 필터에 있어서, 상기 녹색 화소가 할로겐화 아연프탈로시아닌 안료를 함유하며, 상기 녹색 화소의 두께 방향 위상차 값 Rth(G)가 수학식 Rth(G)>0을 만족하고, 식 중 Rth(G)는 녹색 화소의 면내 굴절률의 평균으로부터 두께 방향 굴절률을 뺀 값과 화소의 두께 (nm)와의 곱을 나타내는 컬러 필터이며,

   상기 적색 화소가 디케토피롤로피롤계 적색 안료를 25 내지 70 중량％, 안트라퀴논계 적색 안료를 30 내지 60 중량％ 포함하고, 상기 녹색 화소가 제1 안료로서 할로겐화 금속 프탈로시아닌계 녹색 안료를 50 내지 85 중량％, 제2 안료로서 아조계 황색 안료를 5 내지 45 중량％, 퀴노프탈론계 황색 안료를 5 내지 45 중량％ 포함하고, 상기 청색 화소가 금속 프탈로시아닌계 청색 안료를 50 내지 98 중량％, 디옥사진계 보라색 안료를 2 내지 25 중량％ 포함하고,

   상기 녹색 안료가 상기 제1 안료와 상기 제2 안료를 함유하는 도막을 형성한 투명 기판의 양측에 편광판을 중첩하고, 편광판이 평행시의 휘도 (Lp)와 직교시의 휘도 (Lc)와의 비(Lp/Lc)를 콘트라스트 (C)로 하여, 상기 도막이 없는 기판만의 콘트라스트 (CS)와의 비(C/CS)가 0.72 또는 0.73인 도막을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
2. 제1항에 기재된 컬러 필터를 구비하는 액정 표시 장치.
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