KR101616775B1

KR101616775B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101616775B1
Application number: KR1020157015013A
Authority: KR
Inventors: 다케시 구리야마; 조우지 가와무라; 세이지 후나쿠라; 이사오 오시우미; 가츠노리 시마다
Original assignee: 디아이씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2016-04-29
Also published as: WO2014203325A1; EP2957949B1; EP2957949A4; KR20150074198A; TWI495712B; TW201500525A; CN104797974B; JP5652576B1; US20150344778A1; US9593280B2; CN104797974A; EP2957949A1; JPWO2014203325A1

Abstract

본 발명은, 특정 액정 조성물과 특정 안료를 사용한 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터를 사용한 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 액정층의 전압 유지율(VHR)의 저하, 이온 밀도(ID)의 증가를 방지하고, 흰빠짐(白拔), 배향 불균일, 소부(燒付) 등의 표시 불량의 문제를 해결하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 액정 표시 장치는 액정층의 전압 유지율(VHR)의 저하, 이온 밀도(ID)의 증가를 방지하고, 소부 등의 표시 불량의 발생을 억제하는 특징을 가지므로, 특히, 액티브 매트릭스 구동용의 IPS 모드, FFS 모드 액정 표시 장치에 유용하며, 액정 TV, 모니터, 휴대전화, 스마트폰 등의 액정 표시 장치에 적용할 수 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, 시계, 전자계산기를 비롯하여, 가정용 각종 전기기기, 측정기기, 자동차용 패널, 워드프로세서, 전자수첩, 프린터, 컴퓨터, 텔레비전 등에 사용되도록 되어 있다. 액정 표시 방식으로서는, 그 대표적인 것으로 TN(트위스티드 네마틱)형, STN(수퍼 트위스티드 네마틱)형, DS(동적 광산란)형, GH(게스트 호스트)형, IPS(인 플레인 스위칭)형, OCB(광학 보상 복굴절)형, ECB(전압 제어 복굴절)형, VA(수직 배향)형, CSH(컬러 수퍼 호메오트로픽)형, 혹은 FLC(강유전성 액정) 등을 들 수 있다. 또한 구동 방식으로서도 종래의 스태틱 구동으로부터 멀티플렉스 구동이 일반적으로 되고, 단순 매트릭스 방식, 최근에는 TFT(박막 트랜지스터)나 TFD(박막 다이오드) 등에 의해 구동되는 액티브 매트릭스(AM) 방식이 주류가 되고 있다.

일반적인 컬러 액정 표시 장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 각각 배향막(4)을 갖는 2매의 기판(1)의 한쪽의 배향막과 기판 사이에, 공통 전극이 되는 투명 전극층(3a) 및 컬러 필터층(2)을 구비하고, 다른 한쪽의 배향막과 기판 사이에 화소 전극층(3b)을 구비하고, 이들의 기판을 배향막끼리가 대향하도록 배치하고, 그 사이에 액정층(5)을 협지(挾持)하여 구성되어 있다.

상기 컬러 필터층은, 블랙 매트릭스와 적색 착색층(R), 녹색 착색층(G), 청색 착색층(B), 및 필요에 따라 황색 착색층(Y)으로 구성되는 컬러 필터에 의해 구성된다.

액정층을 구성하는 액정 재료는, 재료 중에 불순물이 잔류하면 표시 장치의 전기적 특성에 큰 영향을 미치므로 불순물에 대한 고도의 관리가 이루어져 왔다. 또한, 배향막을 형성하는 재료에 관해서도 배향막은 액정층이 직접 접촉하고, 배향막 중에 잔존한 불순물이 액정층에 이동함에 의해, 액정층의 전기적 특성에 영향을 미치는 것은 이미 알려져 있으며, 배향막 재료 중의 불순물에 기인하는 액정 표시 장치의 특성에 대한 검토가 이루어지고 있다.

한편, 컬러 필터층에 사용되는 유기 안료 등의 재료에 대해서도, 배향막 재료와 같이 함유하는 불순물에 의한, 액정층에의 영향이 상정된다. 그러나, 컬러 필터층과 액정층 사이에는, 배향막과 투명 전극이 개재하기 때문에, 액정층에의 직접적인 영향은 배향막 재료와 비교하여 대폭 적은 것으로 생각되고 있었다. 그러나, 배향막은 통상 0.1㎛ 이하의 막 두께에 지나지 않고, 투명 전극도 컬러 필터층 측에 사용되는 공통 전극은 도전율을 올리기 위해서 막 두께를 올린 것이어도 통상 0.5㎛ 이하이다. 따라서, 컬러 필터층과 액정층은 완전히 격리된 환경에 놓여 있다고는 할 수 없고, 컬러 필터층이, 배향막 및 투명 전극을 개재하여 컬러 필터층에 포함되는 불순물에 의해, 액정층의 전압 유지율(VHR)의 저하, 이온 밀도(ID)의 증가에 의한 흰빠짐(白拔), 배향 불균일, 소부(燒付) 등의 표시 불량을 발현할 가능성이 있다.

컬러 필터를 구성하는 안료에 포함되는 불순물에 기인한 표시 불량을 해결하는 방법으로서, 안료의 포름산에틸에 의한 추출물의 비율을 특정값 이하로 한 안료를 사용하여, 불순물의 액정에의 용출을 제어하는 방법(특허문헌 1)이나 청색 착색층 중의 안료를 특정함으로써 불순물의 액정에의 용출을 제어하는 방법(특허문헌 2)이 검토되어 왔다. 그러나, 이들의 방법으로는 안료 중의 불순물을 단순히 저감하는 것과 큰 차이는 없고, 최근, 안료의 정제 기술이 진보하고 있는 현상에 있어서도 표시 불량을 해결하기 위한 개량으로서는 불충분한 것이었다.

한편, 컬러 필터 중에 포함되는 유기 불순물과 액정 조성물의 관계에 착목하고, 이 유기 불순물의 액정층에의 용해하기 어려움을 액정층에 포함되는 액정 분자의 소수성 파라미터에 의해 나타내고, 이 소수성 파라미터의 값을 일정값 이상으로 하는 방법이나 이 소수성 파라미터와 액정 분자 말단의 -OCF₃기에 상관 관계가 있으므로, 액정 분자 말단에 -OCF₃기를 갖는 액정 화합물을 일정 비율 이상 함유하는 액정 조성물로 하는 방법(특허문헌 3)이 개시되어 있다.

그러나, 당해 인용문헌의 개시에 있어서도 안료 중의 불순물에 의한 액정층에의 영향을 억제하는 것이 발명의 본질이 되고 있으며, 컬러 필터에 사용되는 염안료 등의 색재의 구조와 액정 재료의 구조와의 직접적인 관계에 대해서는 검토가 행해지고 있지 않았다.

블랙 매트릭스는, 크롬(Cr), 산화크롬(CrO_x) 등의 금속 크롬, 혹은 금속 크롬 화합물을 스퍼터법 등으로 제막하고, 성막한 박막 상에, 포지티브형의 포토레지스트를 사용하여 에칭레지스트 패턴을 형성하고, 다음으로, 성막된 금속 크롬막의 노출 부분의 에칭 및 에칭레지스트 패턴의 박막을 행하여 형성하는 방법이나, 카본블랙 등의 흑색 안료를 분산한 감광성 착색 수지 조성물을 사용하고, 포토리소그래피법에 의해 형성하는 방법이 있다.

블랙 매트릭스에 대해서도, 고저항 카본블랙이나 티타늄블랙을 사용함으로써, 색 불균일이나, 잔상이 보이지 않게 되는 것이 개시되어 있지만(특허문헌 4), 최근 고도화하는 액정 표시 소자의 표시 불량을 해결할 수 있는 것이 아니었다.

또한, 청색, 황색, 적색의 각 유기 안료를 함유하는 블랙 매트릭스용 감광 조성물이 고절연, 저유전율이며 또한 고(高)광학농도인 것이 개시되어 있지만(특허문헌 5), 액정 표시 소자로 했을 경우의 표시 특성에 대한 기재는 없고, 최근 고도화하는 액정 표시 장치의 표시 불량 문제의 해결에는 이르고 있지 않았다.

일본국 특개2000-19321호 공보 일본국 특개2009-109542호 공보 일본국 특개2000-192040호 공보 일본국 특개2003-295169호 공보 일본국 특개2012-32697호 공보

본 발명은, 특정 액정 조성물과 특정 안료를 사용한 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터를 사용함으로써, 액정층의 전압 유지율(VHR)의 저하, 이온 밀도(ID)의 증가를 방지하고, 흰빠짐, 배향 불균일, 소부 등의 표시 불량의 문제를 해결하는 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

본원 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 컬러 필터의 블랙 매트릭스를 구성하는 안료 등의 색재 및 액정층을 구성하는 액정 재료의 구조의 조합에 대해서 예의 검토한 결과, 특정 액정 재료의 구조 및 특정 안료를 사용한 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터를 사용한 액정 표시 장치가, 액정층의 전압 유지율(VHR)의 저하, 이온 밀도(ID)의 증가를 방지하고, 흰빠짐, 배향 불균일, 소부 등의 표시 불량의 문제를 해결하는 것을 알아내어 본원 발명의 완성에 이르렀다.

즉, 본 발명은,

제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 협지된 액정 조성물층과, 블랙 매트릭스 및 적어도 RGB 삼색 화소부로 구성되는 컬러 필터와, 화소 전극과 공통 전극을 구비하고,

상기 액정 조성물층이 일반식(I)

(식 중, R³¹은 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 알콕시기, 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기 또는 알케닐옥시기를 나타내고, M³¹∼M³³은 서로 독립하여 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내고, 당해 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 중의 1개 또는 2개의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-로 치환되어 있어도 되며, 당해 페닐렌기 중의 1개 또는 2개의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되며, X³¹ 및 X³²는 서로 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z³¹은 불소 원자, 트리플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메틸기를 나타내고, n³¹ 및 n³²는 서로 독립하여 0, 1 또는 2를 나타내고, n³¹+n³²는 0, 1 또는 2를 나타내고, M³¹ 및 M³³이 복수 존재하는 경우에는 동일해도 달라도 된다)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식(Ⅱ-a)∼일반식(Ⅱ-f)

(식 중, R¹⁹∼R³⁰은 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 1∼10의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, X²¹은 수소 원자 또는 불소 원자를 의미한다)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 조성물로 구성되고,

상기 블랙 매트릭스가, 색재로서, 카본블랙, 티타늄블랙 및 유기 안료에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 안료를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 제공한다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 특정 액정 조성물과 특정 안료를 사용한 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터를 사용함으로써, 액정층의 전압 유지율(VHR)의 저하, 이온 밀도(ID)의 증가를 방지할 수 있고, 흰빠짐, 배향 불균일, 소부 등의 표시 불량의 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 일반적인 액정 표시 장치의 일례를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타낸 도면.

본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 도 2에 나타낸다. 배향막(4)을 갖는 제1 기판과 제2 기판의 2매의 기판(1)의 한쪽의 배향막과 기판 사이에, 공통 전극이 되는 투명 전극층(3a) 및 특정 안료를 함유하는 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터층(2a)을 구비하고, 다른 한쪽의 배향막과 기판 사이에 화소 전극층(3b)을 구비하고, 이들의 기판을 배향막끼리가 대향하도록 배치하고, 그 사이에 특정 액정 조성물을 함유하는 액정층(5a)을 협지하여 구성되어 있다.

상기 표시 장치에 있어서의 2매의 기판은, 주변 영역에 배치된 씰재 및 봉지재에 의해 첩합되어 있으며, 대부분의 경우 그 사이에는 기판간 거리를 유지하기 위해서 입상 스페이서 또는 포토리소그래피법에 의해 형성된 수지로 이루어지는 스페이서주가 배치되어 있다.

(액정 조성물층)

본 발명의 액정 표시 장치에 있어서의 액정 조성물층은, 일반식(I)

(식 중, R³¹은 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 1∼10의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐옥시기를 나타내고, M³¹∼M³³은 서로 독립하여 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내고, 당해 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 중의 1개 또는 2개의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-로 치환되어 있어도 되며, 당해 페닐렌기 중의 1개 또는 2개의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되며, X³¹ 및 X³²는 서로 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z³¹은 불소 원자, 트리플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메틸기를 나타내고, n³¹ 및 n³²는 서로 독립하여 0, 1 또는 2를 나타내고, n³¹+n³²는 0, 1 또는 2를 나타내고, M³¹ 및 M³³이 복수 존재하는 경우에는 동일해도 달라도 된다)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식(Ⅱ-a)∼일반식(Ⅱ-f)

(식 중, R¹⁹∼R³⁰은 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 1∼10의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, X²¹은 수소 원자 또는 불소 원자를 나타낸다)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 조성물로 구성된다.

일반식(I)에 있어서, R³¹은 그것이 결합하는 환 구조가 페닐기(방향족)인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4(또는 그 이상)의 알콕시기 및 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기가 바람직하고, 그것이 결합하는 환 구조가 시클로헥산, 피란 및 디옥산 등의 포화한 환 구조의 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4(또는 그 이상)의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다.

열이나 광에 대한 화학적 안정성이 좋은 것을 중시한다면, R³¹은 알킬기가 바람직하다. 또한, 점도가 작고 응답 속도가 빠른 액정 표시 소자를 만드는 것이 중시된다면, R³¹은 알케닐기가 바람직하다. 또한, 점도가 작고 또한 네마틱-등방상 전이 온도(Tni)가 높고, 응답 속도의 향상된 단축을 목적으로 한다면, 말단이 불포화 결합이 아닌 알케닐기를 사용하는 것이 바람직하고, 알케닐기의 옆에 메틸기가 말단으로서 있는 것이 특히 바람직하다. 또한, 저온에서의 용해도가 좋은 것을 중시한다면, 하나의 해결책으로서는, R³¹은 알콕시기로 하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 해결책으로서는, 다종류의 R³¹을 병용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, R³¹로서, 탄소 원자수 2, 3 및 4의 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 화합물을 병용하는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 3 및 5의 화합물을 병용하는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 3, 4 및 5의 화합물을 병용하는 것이 바람직하다.

M³¹∼M³³은,

인 것이 바람직하다.

M³¹은,

인 것이 바람직하고,

인 것이 더 바람직하다.

M³²는,

인 것이 바람직하고,

인 것이 보다 바람직하고,

인 것이 더 바람직하다.

M³³은,

인 것이 바람직하고,

인 것이 보다 바람직하고,

인 것이 더 바람직하다.

X³¹ 및 X³²는, 적어도 어느 하나는 불소 원자가 바람직하고, 두 개 모두 불소 원자인 것이 더 바람직하다.

Z³¹은, 불소 원자 또는 트리플루오로메톡시기인 것이 바람직하다.

X³¹, X³² 및 Z³¹의 조합으로서는, 하나의 실시형태에서는 X³¹=F, X³²=F 및 Z³¹=F이다. 또 다른 실시형태에서는, X³¹=F, X³²=H 및 Z³¹=F이다. 또한 다른 실시형태에서는, X³¹=F, X³²=H 및 Z³¹=OCF₃이다. 또한 다른 실시형태에서는, X³¹=F, X³²=F 및 Z³¹=OCF₃이다. 또한 다른 실시형태에서는, X³¹=H, X³²=H 및 Z³¹=OCF₃이다.

n³¹은 1 또는 2가 바람직하고, n³²는 0 또는 1이 바람직하고, 0이 더 바람직하고, n³¹+n³²는 1 또는 2가 바람직하고, 2가 더 바람직하다.

일반식(I)으로 표시되는 화합물은, 보다 구체적으로는, 하기의 일반식(I-a)∼일반식(I-f)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

(식 중, R³²는 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 1∼10의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐옥시기를 나타내고, X³¹∼X³⁸은 서로 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z³¹은 불소 원자, 트리플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다)

일반식(Ia)∼일반식(If)에 있어서, R³²는 그것이 결합하는 환 구조가 페닐기(방향족)인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4(또는 그 이상)의 알콕시기 및 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기가 바람직하고, 그것이 결합하는 환 구조가 시클로헥산, 피란 및 디옥산 등의 포화한 환 구조의 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4(또는 그 이상)의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다.

Z³¹은, 불소 원자 또는 트리플루오로메톡시기인 것이 바람직하다. X³¹, X³² 및 Z³¹의 조합으로서는, 하나의 실시형태에서는 X³¹=F, X³²=F 및 Z³¹=F이다. 또 다른 실시형태에서는, X³¹=F, X³²=H 및 Z³¹=F이다. 또한 다른 실시형태에서는, X³¹=F, X³²=H 및 Z³¹=OCF₃이다. 또한 다른 실시형태에서는, X³¹=F, X³²=F 및 Z³¹=OCF₃이다. 또한 다른 실시형태에서는, X³¹=H, X³²=H 및 Z³¹=OCF₃이다.

X³³ 및 X³⁴는, 적어도 어느 하나는 불소 원자가 바람직하고, 두 개 모두 불소 원자인 것이 더 바람직하다.

X³⁵ 및 X³⁶은, 적어도 어느 하나는 불소 원자가 바람직하고, 두 개 모두 불소 원자인 것은 Δε을 크게 하는 경우에는 효과가 있지만, Tni, 저온에서의 용해성이나 액정 표시 소자로 했을 때의 화학적 안정성의 관점에서 바람직하지 못하다.

X³⁷ 및 X³⁸은, 적어도 어느 하나는 수소 원자가 바람직하고, 두 개 모두 수소 원자인 것이 바람직하다. X³⁷ 및 X³⁸ 중 적어도 어느 하나가 불소 원자인 경우, Tni, 저온에서의 용해성이나 액정 표시 소자로 했을 때의 화학적 안정성의 관점에서 바람직하지 못하다.

일반식(I)으로 표시되는 화합물 군은 1종∼8종 함유하는 것이 바람직하고, 1종∼5종 함유하는 것이 특히 바람직하고, 그 함유량은 3∼50질량%인 것이 바람직하고, 5∼40질량%인 것이 보다 바람직하다.

일반식(Ⅱa)∼일반식(Ⅱf)에 있어서, R¹⁹∼R³⁰은 그것이 결합하는 환 구조가 페닐기(방향족)인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4(또는 그 이상)의 알콕시기 및 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기가 바람직하고, 그것이 결합하는 환 구조가 시클로헥산, 피란 및 디옥산 등의 포화한 환 구조의 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4(또는 그 이상)의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다.

열이나 광에 대한 화학적 안정성이 좋은 것을 중시한다면, R¹⁹∼R³⁰은 알킬기가 바람직하다. 또한, 점도가 작고 응답 속도가 빠른 액정 표시 소자를 만드는 것이 중시된다면, R¹⁹∼R³⁰은 알케닐기가 바람직하다. 또한, 점도가 작고 또한 네마틱-등방상 전이 온도(Tni)가 높고, 응답 속도의 향상된 단축을 목적으로 한다면, 말단이 불포화 결합이 아닌 알케닐기를 사용하는 것이 바람직하고, 알케닐기의 옆에 메틸기가 말단으로서 있는 것이 특히 바람직하다. 또한, 저온에서의 용해도가 좋은 것을 중시한다면, 하나의 해결책으로서는, R¹⁹∼R³⁰은 알콕시기로 하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 해결책으로서는, 다종류의 R¹⁹∼R³⁰을 병용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, R¹⁹∼R³⁰으로서, 탄소 원자수 2, 3 및 4의 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 화합물을 병용하는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 3 및 5의 화합물을 병용하는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 3, 4 및 5의 화합물을 병용하는 것이 바람직하다.

R¹⁹∼R²⁰은 알킬기 또는 알콕시기가 바람직하고, 적어도 한쪽은 알콕시기인 것이 바람직하다. R¹⁹가 알킬기이며 R²⁰이 알콕시기인 것이 보다 바람직하다. R¹⁹가 탄소 원자수 3∼5의 알킬기이며 R²⁰이 탄소 원자수 1∼2의 알콕시기인 것이 더 바람직하다.

R²¹∼R²²는 알킬기 또는 알케닐기가 바람직하고, 적어도 한쪽은 알케닐기인 것이 바람직하다. 양쪽 모두 알케닐기의 경우는 응답 속도를 빠르게 하는 경우에 호적하게 사용되지만, 액정 표시 소자의 화학적 안정성을 좋게 하고자 하는 경우에는 바람직하지 못하다.

R²³∼R²⁴의 적어도 한쪽은, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기 또는 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기가 바람직하다. 응답 속도와 Tni의 밸런스가 좋은 것을 원하면, R²³∼R²⁴의 적어도 한쪽은 알케닐기인 것이 바람직하고, 응답 속도와 저온에서의 용해성의 밸런스가 좋은 것을 원하면, R²³∼R²⁴의 적어도 한쪽은 알콕시기인 것이 바람직하다.

R²⁵∼R²⁶의 적어도 한쪽은, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다. 응답 속도와 Tni의 밸런스가 좋은 것을 원하면, R²⁵∼R²⁶의 적어도 한쪽은 알케닐기인 것이 바람직하고, 응답 속도와 저온에서의 용해성의 밸런스가 좋은 것을 원하면, R²⁵∼R²⁶의 적어도 한쪽은 알콕시기인 것이 바람직하다. R²⁵는 알케닐기이며 R²⁶은 알킬기인 것이 보다 바람직하다. 또한, R²⁵는 알킬기이며 R²⁶은 알콕시기인 것도 바람직하다.

R²⁷∼R²⁸의 적어도 한쪽은, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다. 응답 속도와 Tni의 밸런스가 좋은 것을 원하면, R²⁷∼R²⁸의 적어도 한쪽은 알케닐기인 것이 바람직하고, 응답 속도와 저온에서의 용해성의 밸런스가 좋은 것을 원하면, R²⁷∼R²⁸의 적어도 한쪽은 알콕시기인 것이 바람직하다. R²⁷은 알킬기 또는 알케닐기이며 R²⁸은 알킬기인 것이 보다 바람직하다. 또한, R²⁷은 알킬기이며 R²⁸은 알콕시기인 것도 바람직하다. 또한, R²⁷은 알킬기이며 R²⁸은 알킬기인 것이 특히 바람직하다.

X²¹은 불소 원자인 것이 바람직하다.

R²⁹∼R³⁰의 적어도 한쪽은, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기가 바람직하다. 응답 속도와 Tni의 밸런스가 좋은 것을 원하면, R²⁹∼R³⁰의 적어도 한쪽은 알케닐기인 것이 바람직하고, 신뢰성이 좋은 것을 원하면, R²⁹∼R³⁰의 적어도 한쪽은 알킬기인 것이 바람직하다. R²⁹는 알킬기 또는 알케닐기이며 R³⁰은 알킬기 또는 알케닐기인 것이 보다 바람직하다. 또한, R²⁹는 알킬기이며 R³⁰은 알케닐기인 것도 바람직하다. 또한, R²⁹는 알킬기이며 R³⁰은 알킬기인 것도 바람직하다.

일반식(Ⅱ-a)∼일반식(Ⅱ-f)으로 표시되는 화합물 군은 1종∼10종 함유하는 것이 바람직하고, 1종∼8종 함유하는 것이 특히 바람직하고, 그 함유량은 5∼80질량%인 것이 바람직하고, 10∼70질량%인 것이 보다 바람직하고, 20∼60질량%인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 액정 표시 장치에 있어서의 액정 조성물층은, 또한, 일반식(Ⅲ-a)∼일반식(Ⅲ-f)

(식 중, R⁴¹은 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 1∼10의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐옥시기를 나타내고, X⁴¹∼X⁴⁸은 서로 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z⁴¹은 불소 원자, 트리플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다)으로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다.

일반식(Ⅲa)∼일반식(Ⅲf)에 있어서, R⁴¹은 그것이 결합하는 환 구조가 페닐기(방향족)인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4(또는 그 이상)의 알콕시기 및 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기가 바람직하고, 그것이 결합하는 환 구조가 시클로헥산, 피란 및 디옥산 등의 포화한 환 구조의 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4(또는 그 이상)의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다.

열이나 광에 대한 화학적 안정성이 좋은 것을 중시한다면, R⁴¹은 알킬기가 바람직하다. 또한, 점도가 작고 응답 속도가 빠른 액정 표시 소자를 만드는 것이 중시된다면, R⁴¹은 알케닐기가 바람직하다. 또한, 점도가 작고 또한 네마틱-등방상 전이 온도(Tni)가 높고, 응답 속도의 향상된 단축을 목적으로 한다면, 말단이 불포화 결합이 아닌 알케닐기를 사용하는 것이 바람직하고, 알케닐기의 옆에 메틸기가 말단으로서 있는 것이 특히 바람직하다. 또한, 저온에서의 용해도가 좋은 것을 중시한다면, 하나의 해결책으로서는, R⁴¹은 알콕시기로 하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 해결책으로서는, 다종류의 R⁴¹을 병용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, R⁴¹로서, 탄소 원자수 2, 3 및 4의 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 화합물을 병용하는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 3 및 5의 화합물을 병용하는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 3, 4 및 5의 화합물을 병용하는 것이 바람직하다.

X⁴¹ 및 X⁴²는, 적어도 어느 하나는 불소 원자가 바람직하고, 두 개 모두 불소 원자인 것이 더 바람직하다.

Z⁴¹은, 불소 원자 또는 트리플루오로메톡시기인 것이 바람직하다.

X⁴¹, X⁴² 및 Z⁴¹의 조합으로서는, 하나의 실시형태에서는 X⁴¹=F, X⁴²=F 및 Z⁴¹=F이다. 또 다른 실시형태에서는, X⁴¹=F, X⁴²=H 및 Z⁴¹=F이다. 또한 다른 실시형태에서는, X⁴¹=F, X⁴²=H 및 Z⁴¹=OCF₃이다. 또한 다른 실시형태에서는, X⁴¹=F, X⁴²=F 및 Z⁴¹=OCF₃이다. 또한 다른 실시형태에서는, X⁴¹=H, X⁴²=H 및 Z⁴¹=OCF₃이다.

X⁴³ 및 X⁴⁴는, 적어도 어느 하나는 불소 원자가 바람직하고, 두 개 모두 불소 원자인 것은 큰 Δε을 얻기 위해서 바람직하지만, 반대로, 저온에서의 용해성을 좋게 하는 경우에는 바람직하지 못하다.

X⁴⁵ 및 X⁴⁶은, 적어도 어느 하나는 수소 원자가 바람직하고, 두 개 모두 수소 원자인 것이 바람직하다. 불소 원자를 다용하는 것은, Tni, 저온에서의 용해성이나 액정 표시 소자로 했을 때의 화학적 안정성의 관점에서 바람직하지 못하다.

X⁴⁷ 및 X⁴⁸은, 적어도 어느 하나는 수소 원자가 바람직하고, 두 개 모두 수소 원자인 것이 바람직하다. X⁴⁷ 및 X⁴⁸ 중 적어도 어느 하나가 불소 원자인 경우, Tni, 저온에서의 용해성이나 액정 표시 소자로 했을 때의 화학적 안정성의 관점에서 바람직하지 못하다.

일반식(Ⅲ-a)∼일반식(Ⅲ-f)으로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 화합물은, 1종∼10종 함유하는 것이 바람직하고, 1종∼8종 함유하는 것이 보다 바람직하고, 그 함유량은 5∼50질량%인 것이 바람직하고, 10∼40질량%인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 액정 표시 장치에 있어서의 액정 조성물층의 액정 조성물은, 25℃에 있어서의 Δε이 +1.5 이상인 것이 바람직하다. 고속 응답을 목적으로 하는 경우에는, +1.5∼+4.0인 것이 바람직하고, +1.5∼+3.0이 보다 바람직하다. 저전압 구동을 목적으로 하는 경우에는, +8.0∼+18.0이 바람직하고, +10.0∼+15.0이 보다 바람직하다. 또한, 25℃에 있어서의 Δn이 0.08∼0.14인 것이 바람직하고, 0.09∼0.13인 것이 보다 바람직하다. 더 상술하면, 얇은 셀갭에 대응하는 경우에는 0.10∼0.13인 것이 바람직하고, 두꺼운 셀갭에 대응하는 경우에는 0.08∼0.10인 것이 바람직하다. 20℃에 있어서의 η가 5∼45mPa·s인 것이 바람직하고, 5∼25mPa·s인 것이 보다 바람직하고, 10∼20mPa·s인 것이 특히 바람직하다. 또한, T_ni가 60℃∼120℃인 것이 바람직하고, 70℃∼100℃가 보다 바람직하고, 70℃∼85℃가 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서의 액정 조성물은, 상술의 화합물 이외에, 통상의 네마틱 액정, 스멕틱 액정, 콜레스테릭 액정 등을 함유해도 된다.

본 발명에 있어서의 액정 조성물에는, PS 모드, 횡전계형 PSA 모드 또는 횡전계형 PSVA 모드 등의 액정 표시 소자를 제작하기 위해, 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다. 사용할 수 있는 중합성 화합물로서, 광 등의 에너지선에 의해 중합이 진행하는 광중합성 모노머 등을 들 수 있고, 구조로서, 예를 들면, 비페닐 유도체, 터페닐 유도체 등의 6원환이 복수 연결한 액정 골격을 갖는 중합성 화합물 등을 들 수 있다. 더 구체적으로는, 일반식(V)

(식 중, X⁵¹ 및 X⁵²는 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 2∼7의 정수를 나타내고, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, Z⁵¹은 -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CY¹=CY²-(식 중, Y¹ 및 Y²는 각각 독립하여, 불소 원자 또는 수소 원자를 나타낸다), -C≡C- 또는 단결합을 나타내고,

M⁵¹은 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 2관능 모노머가 바람직하다.

X⁵¹ 및 X⁵²는, 모두 수소 원자를 나타내는 디아크릴레이트 유도체, 모두 메틸기를 갖는 디메타크릴레이트 유도체 모두 바람직하고, 한쪽이 수소 원자를 나타내고 다른 한쪽이 메틸기를 나타내는 화합물도 바람직하다. 이들 화합물의 중합 속도는, 디아크릴레이트 유도체가 가장 빠르고, 디메타크릴레이트 유도체가 느리고, 비대칭 화합물이 그 중간이며, 그 용도에 따라 바람직한 태양을 사용할 수 있다. PSA 표시 소자에 있어서는, 디메타크릴레이트 유도체가 특히 바람직하다.

Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-를 나타내지만, PSA 표시 소자에 있어서는 적어도 한쪽이 단결합인 것이 바람직하고, 모두 단결합을 나타내는 화합물 또는 한쪽이 단결합이며 다른 한쪽이 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-를 나타내는 태양이 바람직하다. 이 경우 1∼4의 알킬기가 바람직하고, s는 1∼4가 바람직하다.

Z⁵¹은, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂- 또는 단결합이 바람직하고, -COO-, -OCO- 또는 단결합이 보다 바람직하고, 단결합이 특히 바람직하다.

M⁵¹은 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내지만, 1,4-페닐렌기 또는 단결합이 바람직하다. C가 단결합 이외의 환 구조를 나타내는 경우, Z⁵¹은 단결합 이외의 연결기도 바람직하고, M⁵¹이 단결합의 경우, Z⁵¹은 단결합이 바람직하다.

이들 점에서, 일반식(V)에 있어서, Sp¹ 및 Sp² 사이의 환 구조는, 구체적으로는 다음에 기재하는 구조가 바람직하다.

일반식(V)에 있어서, M⁵¹이 단결합을 나타내고, 환 구조가 두 개의 환으로 형성되는 경우에 있어서, 다음 식(Va-1)∼식(Va-5)을 나타내는 것이 바람직하고, 식(Va-1)∼식(Va-3)을 나타내는 것이 보다 바람직하고, 식(Va-1)을 나타내는 것이 특히 바람직하다.

(식 중, 양단은 Sp¹ 또는 Sp²에 결합하는 것으로 한다)

이들의 골격을 포함하는 중합성 화합물은 중합 후의 배향 규제력이 PSA형 액정 표시 소자에 최적이며, 양호한 배향 상태가 얻어지므로, 표시 불균일이 억제되거나, 또는, 전혀 발생하지 않는다.

이상으로부터, 중합성 화합물로서는, 일반식(V-1)∼일반식(V-4)이 특히 바람직하고, 그 중에서도 일반식(V-2)이 가장 바람직하다.

(식 중, Sp²는 탄소 원자수 2∼5의 알킬렌기를 나타낸다)

본 발명에 있어서의 액정 조성물에 중합성 화합물을 첨가하는 경우에 있어서, 중합 개시제가 존재하지 않는 경우에도 중합은 진행하지만, 중합을 촉진하기 위해서 중합 개시제를 함유하고 있어도 된다. 중합 개시제로서는, 벤조인에테르류, 벤조페논류, 아세토페논류, 벤질케탈류, 아실포스핀옥사이드류 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 중합성 화합물을 함유한 액정 조성물은, 이것에 포함되는 중합성 화합물이 자외선 조사에 의해 중합함으로써 액정 배향능이 부여되고, 액정 조성물의 복굴절을 이용하여 광의 투과 광량을 제어하는 액정 표시 소자에 사용된다. 액정 표시 소자로서, AM-LCD(액티브 매트릭스 액정 표시 소자), TN-LCD(트위스티드 액정 표시 소자), STN-LCD(수퍼 트위스티드 네마틱 액정 표시 소자), OCB-LCD 및 IPS-LCD(인 플레인 스위칭 액정 표시 소자)에 유용하지만, AM-LCD에 특히 유용하며, 투과형 혹은 반사형의 액정 표시 소자에 사용할 수 있다.

(컬러 필터)

본 발명에 있어서의 컬러 필터는, 블랙 매트릭스 및 적어도 RGB 삼색 화소부로 구성된다.

블랙 매트릭스는, 색재로서, 카본블랙, 티타늄블랙 및 유기 안료에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 안료를 함유한다.

카본블랙으로서는, C.I. Pigment Black 6, 동7, 동8, 동10을 들 수 있고, C.I. Pigment Black 7이 바람직하다. 또한, 일본국 특개2002-249678에 개시되어 있는 수지 피복 카본블랙도 사용할 수 있다.

티타늄블랙으로서는, C.I. Pigment Black 35를 들 수 있고, 일본국 특개2007-302836에 개시되어 있는 불소 수지, 규소 수지 등의 발수성 물질로 처리한 발수성 티타늄블랙도 사용할 수 있다.

유기 안료로서, 황색 유기 안료로서는, 예를 들면, C.I. Pigment Yellow 1, 동1:1, 동2, 동3, 동4, 동5, 동6, 동9, 동10, 동12, 동13, 동14, 동16, 동17, 동24, 동31, 동32, 동34, 동35, 동35:1, 동36, 동36:1, 동37, 동37:1, 동40, 동41, 동42, 동43, 동48, 동53, 동55, 동61, 동62, 동62:1, 동63, 동65, 동73, 동74, 동75, 동81, 동83, 동87, 동93, 동94, 동95, 동97, 동100, 동101, 동104, 동105, 동108, 동109, 동110, 동111, 동116, 동117, 동119, 동120, 동126, 동127, 동127:1, 동128, 동129, 동133, 동134, 동136, 동138, 동139, 동142, 동147, 동148, 동150, 동151, 동153, 동154, 동155, 동157, 동158, 동159, 동160, 동161, 동162, 동163, 동164, 동165, 동166, 동167, 동168, 동169, 동170, 동172, 동173, 동174, 동175, 동176, 동180, 동181, 동182, 동183, 동184, 동185, 동188, 동189, 동190, 동191, 동191:1, 동192, 동193, 동194, 동195, 동196, 동197, 동198, 동199, 동200, 동202, 동203, 동204, 동205, 동206, 동207, 동208 등을 들 수 있다.

등색(橙色) 유기 안료로서는, C.I. Pigment Orange 1, 동2, 동3, 동4, 동5, 동13, 동15, 동16, 동17, 동19, 동20, 동21, 동24, 동31, 동34, 동36, 동38, 동40, 동43, 동46, 동48, 동49, 동51, 동60, 동61, 동64, 동65, 동66, 동67, 동68, 동69, 동271, 동72, 동73, 동81 등을 들 수 있다.

적색 유기 안료로서는, 예를 들면, C.I. Pigment Red 1, 동2, 동3, 동4, 동5, 동6, 동7, 동8, 동9, 동12, 동14, 동15, 동16, 동17, 동21, 동22, 동23, 동31, 동32, 동37, 동38, 동41, 동47, 동48, 동48:1, 동48:2, 동48:3, 동48:4, 동49, 동49:1, 동49:2, 동50:1, 동52:1, 동52:2, 동53, 동53:1, 동53:2, 동53:3, 동57, 동57:1, 동57:2, 동58:4, 동60, 동63, 동63:1, 동63:2, 동64, 동64:1, 동68, 동69, 동81, 동81:1, 동81:2, 동81:3, 동81:4, 동83, 동88, 동90:1, 동101, 동101:1, 동104, 동108, 동108:1, 동109, 동112, 동113, 동114, 동122, 동123, 동144, 동146, 동147, 동149, 동151, 동166, 동168, 동169, 동170, 동172, 동173, 동174, 동175, 동176, 동177, 동178, 동179, 동181, 동184, 동185, 동187, 동188, 동190, 동193, 동194, 동200, 동202, 동206, 동207, 동208, 동209, 동210, 동214, 동216, 동220, 동221, 동224, 동230, 동231, 동232, 동233, 동235, 동236, 동237, 동238, 동239, 동242, 동243, 동245, 동247, 동249, 동250, 동251, 동253, 동254, 동255, 동256, 동257, 동258, 동259, 동260, 동262, 동263, 동264, 동265, 동266, 동267, 동268, 동269, 동270, 동271, 동272, 동273, 동274, 동275, 동276 등을 들 수 있다.

자색 유기 안료로서는, C.I. Pigment Violet 1, 동2, 동3, 동5:1, 동13, 동15, 동16, 동17, 동19, 동23, 동25, 동29, 동31, 동32, 동34, 동35, 동36, 동37, 동38, 동41, 동44, 50 등을 들 수 있다.

청색 유기 안료로서는, 예를 들면, C.I. Pigment Blue 1, 동1:2, 동9, 동14, 동15, 동15:1, 동15:2, 동15:3, 동15:4, 동15:6, 동16, 동17, 동19, 동25, 동27, 28, 동29, 동33, 동35, 동36, 동56, 동56:1, 동60, 동61, 동61:1, 동62, 동63, 동66, 동67, 동68, 동71, 동72, 동73, 동74, 동75, 동76, 동78, 동79 등을 들 수 있다.

녹색 유기 안료로서는, C.I. Pigment Green 1, 동4, 동7, 동8, 동10, 동15, 동17, 동26, 동36, 동48, 동50, 동58 등을 들 수 있다.

갈색 유기 안료로서는, C.I. Pigment Brown 5, 동6, 동23, 동24, 동25, 동32, 동38, 동41, 동42 등을 들 수 있다.

흑색 유기 안료로서는, C.I. Pigment Black 1, 동9, 동11, 동20, 동31, 동32, 동34 등을 들 수 있다.

상기 유기 안료는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있지만 1종∼6종이 바람직하고, 1종∼4종이 바람직하다. 1종으로서는, 흑색 유기 안료를 사용할 수 있고, 예를 들면 C.I. Pigment Black 31, 동32, 동34가 바람직하게 사용된다. 2종 이상으로서는, 청색 유기 안료, 자색 유기 안료, 녹색 유기 안료, 적색 유기 안료의 혼합물이나, 청색 유기 안료, 적색 유기 안료, 황색 유기 안료의 혼합물이 바람직하고, 예를 들면, C.I. Pigment Blue 60, C.I. Pigment Violet 23, C.I. Pigment Green 7, C.I. Pigment Red 179의 혼합물이나, C.I. Pigment Blue 60, C.I. Pigment Violet 19, C.I. Pigment Green 7의 혼합물이나, C.I. Pigment Blue 15:6, C.I. Pigment Red 254, C.I. Pigment Yellow 150의 혼합물이나, C.I. Pigment Blue 15:6, C.I. Pigment Red 177, C.I. Pigment Yellow 150의 혼합물이나, C.I. Pigment Blue 15:6, C.I. Pigment Red 254, C.I. Pigment Yellow 138의 혼합물이나, C.I. Pigment Blue 15:6, C.I. Pigment Red 177, C.I. Pigment Yellow 138의 혼합물 등이 바람직하게 사용된다.

또한, 본 발명에 있어서의 블랙 매트릭스는, 색재로서, 카본블랙, 티타늄블랙 및 유기 안료에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 안료를 함유하지만, 1종∼6종이 바람직하고, 1종∼5종이 바람직하고, 1종∼4종이 바람직하다. 이들은, 카본블랙만으로 선택해도 되며, 티타늄블랙만으로 선택해도 되며, 유기 안료만으로 선택해도 된다. 또한, 카본블랙과 티타늄블랙, 카본블랙과 유기 안료, 티타늄블랙과 유기 안료, 카본블랙과 티타늄블랙과 유기 안료의 혼합물로서 사용해도 된다. 그 중에서도, 카본블랙에서만 선택하거나, 티타늄블랙에서만 선택하거나, 유기 안료만으로 선택하거나, 카본블랙과 유기 안료에서 선택하는 것이 바람직하다. 카본블랙과 유기 안료에서 선택하는 경우에는, C.I. Pigment Black 7과 C.I. Pigment Blue 15:3, 동15:4, 동15:6을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 카본블랙, 티타늄블랙 및 유기 안료는, 그 체적 고유 저항이, 10⁵Ω·㎝ 이상이 바람직하고, 10⁶Ω·㎝ 이상이 보다 바람직하다.

RGB 삼색 화소부는, 색재로서, R화소부 중에 디케토피롤로피롤 안료 및/또는 음이온성 적색 유기 염료를, G화소부 중에 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료, 프탈로시아닌계 녹색 염료, 프탈로시아닌계 청색 염료와 아조계 황색 유기 염료와의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을, B화소부 중에 ε형 구리 프탈로시아닌 안료, 트리아릴메탄 안료 및/또는 양이온성 청색 유기 염료를 함유한다.

상기 RGB 삼색 화소부는, 색재로서, R화소부 중에 C.I. Solvent Red 124를, G화소부 중에 C.I. Solvent Blue 67과 C.I. Solvent Yellow 162와의 혼합물을, B화소부 중에 C.I. Solvent Blue 7을 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 RGB 삼색 화소부는, 색재로서, R화소부 중에 C.I. Pigment Red 254를, G화소부 중에 C.I. Pigment Green 7, 36 및/또는 동58을, B화소부 중에 C.I. Pigment Blue 15:6 및/또는 트리아릴메탄 안료를 함유하는 것도 바람직하다.

상기 RGB 삼색 화소부는, 색재로서, R화소부 중에 추가로, C.I. Pigment Red 177, 동242, 동166, 동167, 동179, C.I. Pigment Orange 38, 동71, C.I. Pigment Yellow 150, 동215, 동185, 동138, 동139, C.I. Solvent Red 89, C.I. Solvent Orange 56, C.I. Solvent Yellow 21, 동82, 동83:1, 동33, 동162로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기 염안료를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 RGB 삼색 화소부는, 색재로서, G화소부 중에 추가로, C.I. Pigment Yellow 150, 동215, 동185, 동138, C.I. Solvent Yellow 21, 동82, 동83:1, 동33으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기 염안료를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 RGB 삼색 화소부는, 색재로서, B화소부 중에 추가로, C.I. Pigment Blue 1, C.I. Pigment Violet 23, C.I. Basic Blue 7, C.I. Basic Violet 10, C.I. Acid Blue 1, 동90, 동83, C.I. Direct Blue 86으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기 염안료를 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 컬러 필터가, 블랙 매트릭스와 RGB 삼색 화소부와 Y화소부로 구성되고, 색재로서, Y화소부에, C.I. Pigment Yellow 150, 동215, 동185, 동138, 동139, C.I. Solvent Yellow 21, 82, 동83:1, 동33, 동162로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 황색 유기 염안료를 함유하는 것도 바람직하다.

상기 R화소부 중에 함유하는 디케토피롤로피롤계 적색 안료로서는 C.I. Pigment Red 254, 동255, 동264, 동272, Orange 71 및 동73에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 바람직하고, Red 254, 동255, 동264 및 동272에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 보다 바람직하고, C.I. Pigment Red 254가 특히 바람직하다.

상기 G화소부 중에 함유하는 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료로서는, Al, Si, Sc, Ti, V, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Cu, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, In, Sn 및 Pb로 이루어지는 군에서 선택되는 금속을 중심 금속으로서 갖는 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료이며, 그 중심 금속이 3가인 경우에는, 그 중심 금속에는 1개의 할로겐 원자, 수산기 또는 설폰산기 중 어느 하나가 결합하고 있거나, 또는 옥소 또는 티오 가교하고 있으며, 그 중심 금속이 4가 금속의 경우에는, 그 중심 금속에는 1개의 산소 원자 또는 동일해도 달라도 되는 2개의 할로겐 원자, 수산기 또는 설폰산기 중 어느 하나가 결합하고 있는 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료가 바람직하다. 당해 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료로서는, 다음 2개의 군의 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료를 들 수 있다.

(제1군)

Al, Si, Sc, Ti, V, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Cu, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, In, Sn 및 Pb로 이루어지는 군에서 선택되는 금속을 중심 금속으로서 갖고, 프탈로시아닌 분자 1개당 8∼16개의 할로겐 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료이며, 그 중심 금속이 3가인 경우에는, 그 중심 금속에는 1개의 할로겐 원자, 수산기 또는 설폰산기(-SO₃H) 중 어느 하나가 결합하고 있으며, 중심 금속이 4가 금속의 경우에는, 그 중심 금속에는 1개의 산소 원자 또는 동일해도 달라도 되는 2개의 할로겐 원자, 수산기 또는 설폰산기 중 어느 하나가 결합하고 있는 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료.

(제2군)

Al, Sc, Ga, Y 및 In으로 이루어지는 군에서 선택되는 3가 금속을 중심 금속으로 하고, 프탈로시아닌 분자 1개당 8∼16개의 할로겐 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한 할로겐화 금속 프탈로시아닌의 2분자를 구성 단위로 하고, 이들 구성 단위의 각 중심 금속이 산소 원자, 황 원자, 설피닐(-SO-) 및 설포닐(-SO₂-)로 이루어지는 군에서 선택되는 2가 원자단을 개재하여 결합한 할로겐화 금속 프탈로시아닌 이량체로 이루어지는 안료.

당해 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료에 있어서, 벤젠환에 결합하는 할로겐 원자는, 모두 동일해도, 각각 달라도 된다. 또한, 하나의 벤젠환에 다른 할로겐 원자가 결합하고 있어도 된다.

여기에서, 프탈로시아닌 분자 1개당 8∼16개의 할로겐 원자 중 9∼15개의 브롬 원자가 프탈로시아닌 분자의 벤젠환에 결합한 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료는, 황미(黃味)를 띤 밝은 녹색을 나타내고, 컬러 필터의 녹색 화소부에의 사용에 최적이다. 당해 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료는, 물이나 유기 용매에 불용 또는 난용이다. 당해 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료에는, 후술하는 마무리 처리가 행해지고 있지 않은 안료(조안료라고도 함)도, 마무리 처리가 행해진 안료도, 모두 포함된다.

상기 제1군 및 제2군에 속하는 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료는, 하기 일반식(PIG-1)으로 표시할 수 있다.

제1군에 속하는 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료는, 상기 일반식(PIG-1)에 있어서, 다음과 같다.

일반식(PIG-1)에 있어서, X¹ⁱ∼X¹⁶ⁱ는, 수소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자를 나타낸다. 하나의 벤젠환에 결합한 4개의 X의 원자는 동일해도 달라도 된다. 4개의 벤젠환에 결합한 X¹ⁱ∼X¹⁶ⁱ 중, 8∼16개는 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자이다. M은 중심 금속을 나타낸다. 후술하는 Y 및 그것의 개수 m이 동일한 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료의 범위에 있어서, 16개의 X¹ⁱ∼X¹⁶ⁱ 중 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자의 합계가 8 미만의 안료는 청색이며, 마찬가지로 16개의 X¹ⁱ∼X¹⁶ⁱ 중 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자의 합계가 8 이상의 안료이며 상기 합계값이 클수록 황미가 강해진다. 중심 금속 M에 결합하는 Y는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 중 어느 하나의 할로겐 원자, 산소 원자, 수산기 및 설폰산기로 이루어지는 군에서 선택되는 1가 원자단이며, m은 중심 금속 M에 결합하는 Y의 수를 나타내고, 0∼2의 정수이다.

중심 금속 M의 원자가에 의해, m의 값이 결정된다. 중심 금속 M이, Al, Sc, Ga, Y, In과 같이 원자가가 3가인 경우, m=1이며, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 수산기 및 설폰산기로 이루어지는 군에서 선택되는 기의 하나가 중심 금속에 결합한다. 중심 금속 M이, Si, Ti, V, Ge, Zr, Sn과 같이 원자가가 4가인 경우에는, m=2이며, 산소의 하나가 중심 금속에 결합하거나, 또는 불소, 염소, 브롬, 요오드, 수산기 및 설폰산기로 이루어지는 군에서 선택되는 기의 두 개가 중심 금속에 결합한다. 중심 금속 M이, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Cu, Zr, Sn, Pb와 같이 원자가가 2가인 경우에는, Y는 존재하지 않는다.

또한, 제2군에 속하는 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료는, 상기 일반식(PIG-1)에 있어서 다음과 같다.

상기 일반식(PIG-1)에 있어서, X¹ⁱ∼X¹⁶ⁱ에 대해서는, 상기 정의와 동의이며, 중심 금속 M은 Al, Sc, Ga, Y 및 In으로 이루어지는 군에서 선택되는 3가 금속을 나타내고, m은 1을 나타낸다. Y는 다음 원자단을 나타낸다.

또, 원자단 Y의 화학 구조 중, 중심 금속 M은 상기한 정의와 동의이며, X¹⁷ⁱ∼X³ ²ⁱ에 대해서는, 일반식(PIG-1)에 있어서 상기한 X¹ⁱ∼X¹⁶ⁱ의 정의와 동의이다. A는, 산소 원자, 황 원자, 설피닐(-SO-) 및 설포닐(-SO₂-)로 이루어지는 군에서 선택되는 2가 원자단을 나타낸다. 일반식(PIG-1) 중의 M과 원자단 Y의 M은, 2가 원자단 A를 개재하여 결합하고 있는 것을 나타낸다.

즉, 제2군에 속하는 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료는, 할로겐화 금속 프탈로시아닌의 2분자를 구성 단위로 하고, 이들이 상기 2가 원자단을 개재하여 결합한 할로겐화 금속 프탈로시아닌 이량체이다.

일반식(PIG-1)으로 표시되는 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료로서는, 구체적으로는, 다음 (1)∼(4)를 들 수 있다.

(1) 할로겐화 구리 프탈로시아닌 안료, 할로겐화 주석 프탈로시아닌 안료, 할로겐화 니켈 프탈로시아닌 안료, 할로겐화 아연 프탈로시아닌 안료와 같은, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Cu, Zr, Sn 및 Pb로 이루어지는 군에서 선택되는 2가 금속을 중심 금속으로서 갖고, 또한 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환에 8∼16개의 할로겐 원자가 결합한 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료. 또, 이 중에서, 염소화 브롬화 아연 프탈로시아닌 안료는, C.I. Pigment Green 58이며, 특히 바람직하다.

(2) 할로겐화 클로로알루미늄 프탈로시아닌과 같은, Al, Sc, Ga, Y 및 In으로 이루어지는 군에서 선택되는 3가 금속을 중심 금속으로서 갖고, 중심 금속에는 1개의 할로겐 원자, 수산기 또는 설폰산기 중 어느 하나를 갖고, 또한 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환에 8∼16개의 할로겐 원자가 결합한 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료.

(3) 할로겐화 옥시티타늄 프탈로시아닌, 할로겐화 옥시바나듐 프탈로시아닌과 같은, Si, Ti, V, Ge, Zr 및 Sn으로 이루어지는 군에서 선택되는 4가 금속을 중심 금속으로서 갖고, 중심 금속에는 1개의 산소 원자 또는 동일해도 달라도 되는 2개의 할로겐 원자, 수산기 또는 설폰산기 중 어느 하나를 갖고, 또한 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환에 8∼16개의 할로겐 원자가 결합한 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료.

(4) 할로겐화된 μ-옥소-알루미늄 프탈로시아닌 이량체, 할로겐화된 μ-티오-알루미늄 프탈로시아닌 이량체와 같은, Al, Sc, Ga, Y 및 In으로 이루어지는 군에서 선택되는 3가 금속을 중심 금속으로 하고, 프탈로시아닌 분자 1개당 4개의 벤젠환에 8∼16개의 할로겐 원자가 결합한 할로겐화 금속 프탈로시아닌의 2분자를 구성 단위로 하고, 이들 구성 단위의 각 중심 금속이 산소 원자, 황 원자, 설피닐 및 설포닐로 이루어지는 군에서 선택되는 2가 원자단을 개재하여 결합한 할로겐화 금속 프탈로시아닌 이량체로 이루어지는 안료.

G화소부 중의 할로겐화 금속 프탈로시아닌 안료로서는, 구체적으로는 C.I. Pigment Green 7, 동36 및 동58에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 바람직하고, Green 36 및 동58에서 선택되는 1종 또는 2종이 보다 바람직하다.

상기 B화소부 중에 함유하는 ε형 프탈로시아닌 안료로서는, C.I. Pigment Blue 15:6, 트리아릴메탄 안료로서는, C.I. Pigment Blue 1 및/또는 하기 일반식(1)

(식 중, R^11j∼R^16j는 각각 독립하여 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1∼8의 알킬기, 또는 치환기를 가져도 되는 아릴기를 나타낸다. R^11j∼R^16j가 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기를 나타내는 경우, 인접하는 R^11j와 R^12j, R^13j와 R^14j, R^15j와 R^16j가 결합하여 환 구조를 형성해도 된다. X^11j 및 X^12j는 각각 독립하여 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가져도 되는 탄소수 1∼8의 알킬기를 나타낸다. Z^-는 (P₂Mo_yW₁₈ _- _yO₆₂)^6-/6으로 표시되고, y=0, 1, 2 또는 3의 정수인 헤테로폴리옥소메탈레이트 음이온이거나, (SiMoW₁₁O₄₀)^4-/4인 헤테로폴리옥소메탈레이트 음이온이거나, 결손 도손형 인텅스텐산헤테로폴리옥소메탈레이트 음이온에서 선택되는 적어도 1종의 음이온이다. 1분자 중에 복수의 식(1)이 포함되는 경우, 그들은 같은 구조여도 다른 구조여도 된다)으로 표시되는 트리아릴메탄 안료가 바람직하다.

일반식(1)에 있어서, R^11j∼R^16j는 동일해도 다른 것이어도 된다. 따라서, -NRR(RR은, R^11jR^12j, R^13jR^14j, 및 R^15jR^16j 중 어느 하나의 조합을 나타낸다)기는 대칭이어도 비대칭이어도 된다.

인접하는 R(R은 R^11j∼R^16j 중 어느 하나를 나타낸다)이 결합하여 환을 형성하는 경우, 이들은 헤테로 원자로 가교된 환이어도 된다. 이 환의 구체예로서, 예를 들면 이하의 것을 들 수 있다. 이들의 환은 치환기를 갖고 있어도 된다.

또한, R^11j∼R^16j는, 화학적 안정성의 점에서, 각각 독립하여, 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 아릴기인 것이 바람직하다.

그 중에서도, R^11j∼R^16j는, 각각 독립하여 수소 원자; 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 시클로프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 시클로펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 2-에틸헥실기 등의 알킬기; 페닐기, 나프틸기 등의 아릴기 중 어느 하나인 것이 보다 바람직하다.

R^11j∼R^16j는, 알킬기 또는 아릴기를 나타내는 경우, 당해 알킬기 또는 아릴기는 또한 임의의 치환기를 갖고 있어도 된다. 그 알킬기 또는 아릴기가 추가로 갖고 있어도 되는 임의의 치환기로서는, 예를 들면, 하기 [치환기군 Y]를 들 수 있다.

[치환기군 Y]

메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 시클로프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 시클로펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 2-에틸헥실기 등의 알킬기; 페닐기, 나프틸기 등의 아릴기; 불소 원자, 염소 원자 등의 할로겐 원자; 시아노기; 수산기; 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 등 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기; 아미노기, 디에틸아미노기, 디부틸아미노기, 아세틸아미노기 등 치환기를 갖고 있어도 되는 아미노기; 아세틸기, 벤조일기 등의 아실기; 아세틸옥시기, 벤조일옥시기 등의 아실옥시기; 등을 들 수 있다.

R^11j∼R^16j로서는, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기가 더 바람직하고, 보다 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 2-에틸헥실기 등 무치환의 알킬기; 2-메톡시에틸기, 2-에톡시에틸기 등의 알콕시알킬기; 2-아세틸옥시에틸기 등의 아실옥시기; 2-시아노에틸기 등의 시아노알킬기; 2,2,2-트리플루오로에틸기, 4,4,4-트리플루오로부틸기 등의 플루오로알킬기 등을 들 수 있다.

X^11j 및 X^12j는, 상기 알킬기인 경우, 또한 임의의 치환기를 갖고 있어도 된다. 이들의 치환기로서, 예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자; 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기 등의 알콕시기 등을 들 수 있다. X^11j 및 X^12j로서, 구체적으로는, 플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 트리클로로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기 등의 할로알킬기; 메톡시메틸기 등의 알콕시알킬기 등을 들 수 있다.

X^11j 및 X^12j로서는, 수소 원자, 메틸기, 염소 원자 또는 트리플루오로메틸기 등 트위스트에 영향을 주지 않는 정도의 적당한 입체 장해를 갖는 치환기인 것이 바람직하다. X^11j 및 X^12j는, 색조 및 내열성의 점에서 수소 원자, 메틸기 또는 염소 원자인 것이 가장 바람직하다.

Z^-는, (P₂Mo_yW₁₈ _- _yO₆₂)^6-/6으로 나타내고, y=0, 1, 2 또는 3의 정수인 헤테로폴리옥소메탈레이트 음이온이거나, (SiMoW₁₁O₄₀)^4-/4로 나타낸 헤테로폴리옥소메탈레이트 음이온이거나, 결손 도손형 인텅스텐산헤테로폴리옥소메탈레이트 음이온에서 선택되는 적어도 1종의 음이온의 트리아릴메탄 화합물이다. 결손 도손형 인텅스텐산으로서 구체적으로는, 내구성의 관점에서 1결손 도손형 인텅스텐산헤테로폴리옥소메탈레이트 음이온(P₂W₁₇O₆₁)¹⁰ ^-/10이 바람직하다.

상기 일반식(1)으로 표시되는 트리아릴메탄 안료의 구체예로서는, 예를 들면, 이하의 표 1∼7에 기재한 화합물을 들 수 있지만, 본 발명은 그 주지를 넘지 않는 한, 이들에 한정되는 것은 아니다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

[표 6]

[표 7]

컬러 필터의 블랙 매트릭스는, 종래 공지의 방법으로 형성할 수 있다. 블랙 매트릭스의 형성 방법의 대표적인 방법으로서는, 포토리소그래피법이며, 포토마스크를 개재하여 자외선을 조사함으로써 패턴 노광을 행하고, 블랙 매트릭스에 대응하는 개소의 광경화성 화합물을 경화시킨 후, 미노광 부분을 현상액으로 현상하고, 블랙 매트릭스를 투명 기판에 고착시키는 방법이다. 또한, 스퍼터법 등으로, 금속을 제막하고, 성막한 박막 상에, 포지티브형의 포토레지스트를 사용하여 에칭레지스트 패턴을 형성하고, 다음으로, 성막된 금속막의 노출 부분의 에칭 및 에칭레지스트 패턴의 박막을 행하여 블랙 매트릭스를 형성하는 방법이 있다. 또한, 컬러 필터의 각 화소부도 종래 공지의 방법으로 형성할 수 있다. 화소부의 형성 방법의 대표적인 방법으로서는, 포토리소그래피법이며, 이것은, 후기하는 광경화성 조성물을, 컬러 필터용의 투명 기판의 블랙 매트릭스를 마련한 측의 면에 도포, 가열 건조(프리베이킹)한 후, 포토마스크를 개재하여 자외선을 조사함으로써 패턴 노광을 행하여, 화소부에 대응하는 개소의 광경화성 화합물을 경화시킨 후, 미노광 부분을 현상액으로 현상하고, 비화소부를 제거하여 화소부를 투명 기판에 고착시키는 방법이다. 이 방법으로는, 광경화성 조성물의 경화 착색 피막으로 이루어지는 화소부가 투명 기판 상에 형성된다.

R화소, G화소, B화소, 필요에 따라 Y화소 등의 다른 색의 화소마다, 후기하는 광경화성 조성물을 조제하여, 상기한 조작을 반복함에 의해, 소정의 위치에 R화소, G화소, B화소, Y화소의 착색 화소부를 갖는 컬러 필터를 제조할 수 있다.

후기하는 광경화성 조성물을 유리 등의 투명 기판 상에 도포하는 방법으로서는, 예를 들면, 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 잉크젯법 등을 들 수 있다.

투명 기판에 도포한 광경화성 조성물의 도막의 건조 조건은, 각 성분의 종류, 배합 비율 등에 따라서도 다르지만, 통상, 50∼150℃에서, 1∼15분간 정도이다. 또한, 광경화성 조성물의 광경화에 사용하는 광으로서는, 200∼500㎚의 파장 범위의 자외선, 혹은 가시광선을 사용하는 것이 바람직하다. 이 파장 범위의 광을 발하는 각종 광원을 사용할 수 있다.

현상 방법으로서는, 예를 들면, 액성법(液盛法), 딥핑법, 스프레이법 등을 들 수 있다. 광경화성 조성물의 노광, 현상 후에, 필요한 색의 화소부가 형성된 투명 기판은 수세하여 건조시킨다. 이와 같이 하여 얻어진 컬러 필터는, 핫플레이트, 오븐 등의 가열 장치에 의해, 90∼280℃에서, 소정 시간 가열 처리(포스트베이킹)함에 의해, 착색 도막 중의 휘발성 성분을 제거함과 동시에, 광경화성 조성물의 경화 착색 피막 중에 잔존하는 미반응의 광경화성 화합물이 열경화하여, 컬러 필터가 완성된다.

본 발명의 블랙 매트릭스용 색재는, 본 발명의 액정 조성물로 사용함으로써, 액정층의 전압 유지율(VHR)의 저하, 이온 밀도(ID)의 증가를 방지하고, 흰빠짐, 배향 불균일, 소부 등의 표시 불량의 문제를 해결하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

상기 블랙 매트릭스 및 R화소, G화소, B화소, Y화소의 광경화성 조성물의 제조 방법으로서는, 본 발명의 블랙 매트릭스용 안료, 컬러 필터 화소부용 염료 및/또는 안료 조성물과, 유기 용제와 분산제를 필수 성분으로서 사용하고, 이들을 혼합하여 균일해지도록 교반 분산을 행하여, 우선 블랙 매트릭스, 컬러 필터의 화소부를 형성하기 위한 안료 분산액을 조제하고 나서, 그것에, 광경화성 화합물과, 필요에 따라 열가소성 수지나 광중합 개시제 등을 가하여 상기 광경화성 조성물로 하는 방법이 일반적이다.

여기에서 사용되는 유기 용매로서는, 예를 들면, 톨루엔이나 자일렌, 메톡시벤젠 등의 방향족계 용제, 아세트산에틸이나 아세트산프로필이나 아세트산부틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜프로필에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜부틸에테르아세테이트 등의 아세트산에스테르계 용제, 에톡시에틸프로피오네이트 등의 프로피오네이트계 용제, 메탄올, 에탄올 등의 알코올계 용제, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 에테르계 용제, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산온 등의 케톤계 용제, 헥산 등의 지방족 탄화수소계 용제, N,N-디메틸포름아미드, γ-부티로락탐, N-메틸-2-피롤리돈, 아닐린, 피리딘 등의 질소 화합물계 용제, γ-부티로락톤 등의 락톤계 용제, 카르밤산메틸과 카르밤산에틸의 48:52의 혼합물과 같은 카르밤산에스테르 등을 들 수 있다.

여기에서 사용되는 분산제로서는, 예를 들면, 빅케미사의 디스파빅130, 디스파빅161, 디스파빅162, 디스파빅163, 디스파빅170, 디스파빅171, 디스파빅174, 디스파빅180, 디스파빅182, 디스파빅183, 디스파빅184, 디스파빅185, 디스파빅2000, 디스파빅2001, 디스파빅2020, 디스파빅2050, 디스파빅2070, 디스파빅2096, 디스파빅2150, 디스파빅 LPN21116, 디스파빅 LPN6919, 에프카사의 에프카46, 에프카47, 에프카452, 에프카 LP4008, 에프카4009, 에프카 LP4010, 에프카 LP4050, LP4055, 에프카400, 에프카401, 에프카402, 에프카403, 에프카450, 에프카451, 에프카453, 에프카4540, 에프카4550, 에프카 LP4560, 에프카120, 에프카150, 에프카1501, 에프카1502, 에프카1503, 루부리졸사의 솔스파스3000, 솔스파스9000, 솔스파스13240, 솔스파스13650, 솔스파스13940, 솔스파스17000, 18000, 솔스파스20000, 솔스파스21000, 솔스파스20000, 솔스파스24000, 솔스파스26000, 솔스파스27000, 솔스파스28000, 솔스파스32000, 솔스파스36000, 솔스파스37000, 솔스파스38000, 솔스파스41000, 솔스파스42000, 솔스파스43000, 솔스파스46000, 솔스파스54000, 솔스파스71000, 아지노모토 가부시키가이샤의 아지스파-PB711, 아지스파-PB821, 아지스파-PB822, 아지스파-PB814, 아지스파-PN411, 아지스파-PA111 등의 분산제나, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 알키드계 수지, 우드 로진, 검 로진, 톨유 로진 등의 천연 로진, 중합 로진, 불균화 로진, 수첨 로진, 산화 로진, 말레화 로진 등의 변성 로진, 로진 아민, 라임 로진, 로진알킬렌옥사이드 부가물, 로진 알키드 부가물, 로진 변성 페놀 등의 로진 유도체 등의, 실온에서 액상이며 수불용성의 합성 수지를 함유시킬 수 있다. 이들 분산제나, 수지의 첨가는, 플로큘레이션의 저감, 안료의 분산 안정성의 향상, 분산체의 점도 특성의 향상에도 기여한다.

또한, 분산 조제로서, 유기 안료 유도체의, 예를 들면, 프탈이미드메틸 유도체, 동(同)설폰산 유도체, 동N-(디알킬아미노)메틸 유도체, 동N-(디알킬아미노알킬)설폰산아미드 유도체 등도 함유할 수도 있다. 물론, 이들 유도체는, 다른 종류의 것을 2종 이상 병용할 수도 있다.

광경화성 조성물의 조제에 사용하는 열가소성 수지로서는, 예를 들면, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 스티렌말레산계 수지, 스티렌무수말레산계 수지 등을 들 수 있다.

광경화성 화합물로서는, 예를 들면, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 비스(아크릴옥시에톡시)비스페놀A, 3-메틸펜탄디올디아크릴레이트 등과 같은 2관능 모노머, 트리메틸올프로파톤트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 트리스[2-(메타)아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 등의 비교적 분자량이 작은 다관능 모노머, 폴리에스테르아크릴레이트, 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트 등과 같은 비교적 분자량이 큰 다관능 모노머를 들 수 있다.

광중합 개시제로서는, 예를 들면 아세토페논, 벤조페논, 벤질디메틸케탄올, 벤조일퍼옥사이드, 2-클로로티오잔톤, 1,3-비스(4'-아지드벤잘)-2-프로판, 1,3-비스(4'-아지드벤잘)-2-프로판-2'-설폰산, 4,4'-디아지드스틸벤-2,2'-디설폰산 등을 들 수 있다. 시판의 광중합 개시제로서는, 예를 들면, BASF사제 「이르가큐아(상표명)-184」, 「이르가큐아(상표명)-369」, 「다로큐아(상표명)-1173」, BASF사제 「루시린-TPO」, 니혼가야쿠사제 「카야큐아(상표명) DETX」, 「카야큐아(상표명) OA」, 스토파사제 「바이큐아10」, 「바이큐아55」, 악조사제 「토리고날 PI」, 산도사제 「산도레1000」, 업죤사제 「데푸」, 구로가네가세이사제 「비이미다졸」 등이 있다.

또한 상기 광중합 개시제에 공지 관용의 광증감제를 병용할 수도 있다. 광증감제로서는, 예를 들면, 아민류, 요소류, 황 원자를 갖는 화합물, 인 원자를 갖는 화합물, 염소 원자를 갖는 화합물 또는 니트릴류 혹은 그 외의 질소 원자를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 사용하는 것도, 2종 이상을 조합시켜서 사용할 수도 있다.

광중합 개시제의 배합률은, 특히 한정되는 것은 아니지만, 질량 기준으로, 광중합성 혹은 광경화성 관능기를 갖는 화합물에 대하여 0.1∼30%의 범위가 바람직하다. 0.1% 미만에서는, 광경화 시의 감광도가 저하하는 경향이 있으며, 30%를 초과하면, 안료 분산 레지스트의 도막을 건조시켰을 때에, 광중합 개시제의 결정이 석출하여 도막 물성의 열화를 일으키는 경우가 있다.

상기한 바와 같은 각 재료를 사용하여, 질량 기준으로, 본 발명의 블랙 매트릭스용 안료, 컬러 필터 화소부용 염료 및/또는 안료 조성물 100부당, 20∼1000부의 유기 용제와, 1∼100부의 분산제를, 균일해지도록 교반 분산하여 상기 염안료 분산액을 얻을 수 있다. 이어서 이 안료 분산액에, 본 발명의 블랙 매트릭스용 안료, 컬러 필터용 염료 및/또는 안료 조성물 1부당, 열가소성 수지와 광경화성 화합물의 합계가 3∼20부, 광경화성 화합물 1부당 0.05∼3부의 광중합 개시제와, 필요에 따라 유기 용제를 더 첨가하고, 균일해지도록 교반 분산하여 블랙 매트릭스 및 컬러 필터 화소부를 형성하기 위한 광경화성 조성물을 얻을 수 있다.

현상액으로서는, 공지 관용의 유기 용제나 알칼리 수용액을 사용할 수 있다. 특히 상기 광경화성 조성물에, 열가소성 수지 또는 광경화성 화합물이 포함되어 있으며, 이들의 적어도 한쪽이 산가를 갖고, 알칼리 가용성을 나타내는 경우에는, 알칼리 수용액으로의 세정이 블랙 매트릭스 및 컬러 필터 화소부의 형성에 효과적이다.

포토리소그래피법에 의한 컬러 필터 화소부의 제조 방법에 대해서 상기했지만, 본 발명의 컬러 필터용 안료 조성물을 사용하여 조제된 컬러 필터 화소부는, 그 외의 전착법, 전사법, 미셀 전해법, PVED(Photovoltaic Electrodeposition)법, 잉크젯법, 반전 인쇄법, 열경화법 등의 방법으로 각색 화소부를 형성하여, 컬러 필터를 제조해도 된다.

블랙 매트릭스에 대해서도, 포토리소그래피법에 의한 제조 방법에 대해서 상기(詳記)했지만, 본 발명의 블랙 매트릭스용 색재를 사용하여 조제된 블랙 매트릭스는, 전사법, 잉크젯법, 반전 인쇄법, 열경화법 등의 방법으로 블랙 매트릭스를 제조해도 된다.

(배향막)

본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 제1 기판과, 제2 기판 상의 액정 조성물과 접하는 면에는 액정 조성물을 배향시키기 위해서, 배향막을 필요로 하는 액정 표시 장치에 있어서는 컬러 필터와 액정층 사이에 배치하는 것이지만, 배향막의 막 두께가 두꺼운 것이어도 100㎚ 이하로 얇고, 컬러 필터를 구성하는 안료 등의 색소와 액정층을 구성하는 액정 화합물과의 상호 작용을 완전히 차단하는 것은 아니다.

또한, 배향막을 사용하지 않는 액정 표시 장치에 있어서는, 컬러 필터를 구성하는 안료 등의 색소와 액정층을 구성하는 액정 화합물과의 상호 작용은 보다 커진다.

배향막 재료로서는, 폴리이미드, 폴리아미드, BCB(벤조시클로부텐폴리머), 폴리비닐알코올 등의 투명성 유기 재료를 사용할 수 있고, 특히, p-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄 등의 지방족 또는 지환족 디아민 등의 디아민 및 부탄테트라카르복시산 무수물이나 2,3,5-트리카르복시시클로펜틸아세트산 무수물 등의 지방족 또는 지환식 테트라카르복시산 무수물, 피로멜리트산 이무수물 등의 방향족 테트라카르복시산 무수물로 합성되는 폴리아믹산을 이미드화한, 폴리이미드 배향막이 바람직하다. 이 경우의 배향 부여 방법은, 러빙을 사용하는 것이 일반적이지만, 수직 배향막 등에 사용하는 경우에는 배향을 부여하지 않고 사용할 수도 있다.

배향막 재료로서는, 칼콘, 신나메이트, 신나모일 또는 아조기 등을 화합물 중에 포함한, 재료를 사용할 수 있고, 폴리이미드, 폴리아미드 등의 재료로 조합시켜서 사용해도 되며, 이 경우 배향막은 러빙을 사용해도 되며 광배향 기술을 사용해도 된다.

배향막은, 기판 상에 상기 배향막 재료를 스핀 코팅법 등의 방법에 의해 도포하여 수지막을 형성하는 것이 일반적이지만, 1축 연신법, 랭뮤어·블로우젯법 등을 사용할 수도 있다.

(투명 전극)

본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 투명 전극의 재료로서는, 도전성의 금속 산화물을 사용할 수 있고, 금속 산화물로서는 산화인듐(In₂O₃), 산화주석(SnO₂), 산화아연(ZnO), 산화인듐주석(In₂O₃-SnO₂), 산화인듐아연(In₂O₃-ZnO), 니오븀 첨가 이산화티타늄(Ti₁ _- _xNb_xO₂), 불소 도프 산화주석, 그라펜나노리본 또는 금속 나노와이어 등을 사용할 수 있지만, 산화아연(ZnO), 산화인듐주석(In₂O₃-SnO₂) 또는 산화인듐아연(In₂O₃-ZnO)이 바람직하다. 이들의 투명 도전막의 패터닝에는, 포토·에칭법이나 마스크를 사용하는 방법 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 특히 액티브 매트릭스 구동용 액정 표시 장치에 유용하며, TN 모드, IPS 모드, 고분자 안정화 IPS 모드, FFS 모드, OCB 모드, VA 모드 또는 ECB 모드용 액정 표시 장치에 적용할 수 있다.

본 액정 표시 장치와, 백라이트를 조합시켜, 액정 텔레비전, 컴퓨터의 모니터, 휴대전화, 스마트폰의 디스플레이나, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대 정보 단말, 디지털 사이니지 등의 다양한 용도로 사용된다. 백라이트로서는, 냉음극관 타입 백라이트, 무기 재료를 사용한 발광 다이오드나 유기 EL 소자를 사용한, 2파장 피크의 유사 백색 백라이트와 3파장 피크의 백라이트 등이 있다.

[실시예]

이하에 실시예를 들어서 본 발명을 더 상술하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예의 조성물에 있어서의 「%」는 『질량%』를 의미한다.

실시예 중, 측정한 특성은 이하와 같다.

T_ni : 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(℃)

Δn : 25℃에 있어서의 굴절률 이방성

Δε : 25℃에 있어서의 유전율 이방성

η : 20℃에 있어서의 점도(mPa·s)

γ1 : 25℃에 있어서의 회전 점성(mPa·s)

VHR : 70℃에 있어서의 전압 유지율(%)

(셀 두께 3.5㎛의 셀에 액정 조성물을 주입하고, 5V 인가, 플레임 타임 200㎳, 펄스폭 64㎲의 조건에서 측정했을 때의 측정 전압과 초기 인가 전압의 비를 %로 나타낸 값)

ID : 70℃에 있어서의 이온 밀도(pC/㎠)

(셀 두께 3.5㎛의 셀에 액정 조성물을 주입하고, MTR-1(가부시키가이샤 도요테크니카제)로 20V 인가, 주파수 0.05㎐의 조건에서 측정했을 때의 이온 밀도값)

소부 :

액정 표시 소자의 소부 평가는, 표시 에어리어 내에 소정의 고정 패턴을 1000시간 표시시킨 후에, 전화면 균일한 표시를 행했을 때의 고정 패턴의 잔상의 레벨을 목시로 이하의 4단계 평가로 행했다.

◎ 잔상 없음

○ 잔상 매우 약간 있으나 허용할 수 있는 레벨

△ 잔상 있으며 허용할 수 없는 레벨

× 잔상 있으며 상당히 열악

또, 실시예에 있어서 화합물의 기재에 대해서 이하의 약호를 사용한다.

(환 구조)

(측쇄 구조 및 연결 구조)

[표 8]

[컬러 필터의 작성]

[블랙 매트릭스의 작성]

[블랙 매트릭스1]

체적 고유 저항 10⁷Ω·㎝의 카본블랙(C.I. Pigment Black 7) 55부, 분산제 용액 45부를, 페인트 컨디셔너로 분산하여, 카본블랙의 분산액을 얻었다. 이 분산액 67부를, 자외선 경화용의 광중합성 모노머 2부, 알칼리 가용성 수지 7부, 광개시제 1부, 용제 23부를 혼합하여, 블랙 매트릭스용의 감광성 조성물1을 조정했다.

상기 감광 조성물1을 스핀 코터를 사용하여 유리 기판에 도포했다. 1분간 진공 건조 후, 핫플레이트 상에서 90℃에서 90초간 가열 건조하고, 건조막 두께 약 3㎛의 도포막을 얻었다. 그 후, 도포막 측에서, 패턴 마스크를 개재하여 화상 노광한 후, 현상을 행하여, 블랙 매트릭스1을 작성했다.

[블랙 매트릭스2]

체적 고유 저항 10⁶Ω·㎝의 티타늄블랙(C.I. Pigment Black 35) 70부, 분산제 용액 30부를, 페인트 컨디셔너로 분산하여, 티타늄블랙의 분산액을 얻었다. 이 분산액 16부를, 자외선 경화용의 광중합성 모노머 66부, 알칼리 가용성 수지 16부, 광개시제 2부, 용제 16부를 혼합하여, 블랙 매트릭스용의 감광성 조성물2를 조정했다.

상기 감광 조성물2를 스핀 코터를 사용하여 유리 기판에 도포했다. 1분간 진공 건조 후, 핫플레이트 상에서 90℃에서 90초간 가열 건조하고, 건조막 두께 약 3㎛의 도포막을 얻었다. 그 후, 도포막 측에서, 패턴 마스크를 개재하여 화상 노광한 후, 현상을 행하여, 블랙 매트릭스2를 작성했다.

[블랙 매트릭스3]

체적 고유 저항 10¹⁰Ω·㎝의 청색 유기 안료(C.I. Pigment Blue 60) 5부, 체적 고유 저항 10⁹Ω·㎝의 자색 유기 안료(C.I. Pigment Violet 23) 2부, 체적 고유 저항 10¹³Ω·㎝의 녹색 유기 안료(C.I. Pigment Green 7) 4부, 체적 고유 저항 10⁹Ω·㎝의 적색 유기 안료(C.I. Pigment Red 179) 4부, 분산제 용액 85부를, 페인트 컨디셔너로 분산하여, 유기 안료의 흑색 분산액을 얻었다. 이 분산액 40부를, 자외선 경화용의 광중합성 모노머 4부, 알칼리 가용성 수지 2부, 광개시제 1부, 용제 53부를 혼합하여, 블랙 매트릭스용의 감광성 조성물3을 조정했다.

상기 감광 조성물3을 스핀 코터를 사용하여 유리 기판에 도포했다. 1분간 진공 건조 후, 핫플레이트 상에서 90℃에서 90초간 가열 건조하고, 건조막 두께 약 3㎛의 도포막을 얻었다. 그 후, 도포막 측에서, 패턴 마스크를 개재하여 화상 노광한 후, 현상을 행하여, 블랙 매트릭스3을 작성했다.

[블랙 매트릭스4]

체적 고유 저항 10⁹Ω·㎝의 청색 유기 안료(C.I. Pigment Blue 15:6) 6부, 체적 고유 저항 10¹⁰Ω·㎝의 적색 유기 안료(C.I. Pigment Red 254) 4부, 체적 고유 저항 10⁹Ω·㎝의 황색 유기 안료(C.I. Pigment Yellow 150) 5부, 분산제 용액 85부를, 페인트 컨디셔너로 분산하여, 유기 안료의 흑색 분산액을 얻었다. 이 분산액 40부를, 자외선 경화용의 광중합성 모노머 4부, 알칼리 가용성 수지 2부, 광개시제 1부, 용제 53부를 혼합하여, 블랙 매트릭스용의 감광성 조성물4를 조정했다.

상기 감광 조성물4를 스핀 코터를 사용하여 유리 기판에 도포했다. 1분간 진공 건조 후, 핫플레이트 상에서 90℃에서 90초간 가열 건조하고, 건조막 두께 약 3㎛의 도포막을 얻었다. 그 후, 도포막 측에서, 패턴 마스크를 개재하여 화상 노광한 후, 현상을 행하여, 블랙 매트릭스4를 작성했다.

[블랙 매트릭스5]

유리 기판 상에 스퍼터링법으로 산화크롬막을 마련하여 포토리소그래피법에 의해 개구부를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴을 형성하고, 이 포토레지스트 패턴에 의거하여 노출한 산화크롬막을 에칭 제거하고, 다음에 포토레지스트 패턴을 박리하여, 블랙 매트릭스5를 작성했다.

[RGB 삼색 화소부의 착색 조성물의 조제]

[적색 염료 착색 조성물1]

적색 안료1(C.I. Pigment Red 254, BASF사제 「IRGAPHOR RED BT-CF」) 10부를 폴리병에 넣고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 55부, 디스파빅 LPN21116(빅케미 가부시키가이샤제) 7.0부, 0.3-0.4㎜φ SEPR 비드를 가하고, 페인트 컨디셔너(도요세이키 가부시키가이샤제)로 4시간 분산한 후, 5㎛의 필터로 여과하여 안료 분산액을 얻었다. 이 안료 분산액 75.00부와 폴리에스테르아크릴레이트 수지(아로닛쿠스(상표명) M7100, 도아고세이가가쿠고교 가부시키가이샤제) 5.50부, 디펜타에리스톨헥사아크릴레이트(KAYARAD(상표명) DPHA, 니혼가야쿠 가부시키가이샤제) 5.00부, 벤조페논(KAYACURE(상표명) BP-100, 니혼가야쿠 가부시키가이샤제) 1.00부, 유카에스테르 EEP 13.5부를 분산 교반기로 교반하고, 공경 1.0㎛의 필터로 여과하여, 적색 안료 착색 조성물1을 얻었다.

[녹색 안료 착색 조성물1]

상기 적색 안료 착색 조성물1의 적색 안료1 10부를 대신하여, 녹색 안료1(C.I. Pigment Green 58 DIC 가부시키가이샤제 FASTOGEN GREEN A110) 6부와 황색 안료1(C.I. Pigment Yellow 150, LANXESS사제 FANCHON FAST YELLOW E4GN) 4부를 사용하여, 상기와 같이 하여, 녹색 안료 착색 조성물1을 얻었다.

[청색 안료 착색 조성물1]

상기 적색 안료 착색 조성물1의 적색 안료1 10부를 대신하여, 청색 안료1(C.I. Pigment Blue 15:6, DIC 가부시키가이샤제 「FASTOGEN BLUE EP-210」) 9부와 자색 안료1(C.I. Pigment VIOLET 23) 1부를 사용하여, 상기와 같이 하여, 청색 안료 착색 조성물1을 얻었다.

[컬러 필터의 제작]

미리 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 유리 기판에, 적색 착색 조성물1을 스핀 코팅에 의해 막 두께 2㎛가 되도록 도포했다. 70℃에서 20분간 건조 후, 초고압 수은 램프를 구비한 노광기로 자외선을 포토마스크를 개재하여 스트라이프상의 패턴 노광을 했다. 알칼리 현상액으로 90초간 스프레이 현상, 이온 교환수로 세정하여, 풍건(風乾)했다. 또한, 클린 오븐 중에서, 230℃에서 30분간 포스트베이킹을 행하여, 스트라이프상의 착색층인 적색 화소를 투명 기판 상에 형성했다.

다음으로, 녹색 착색 조성물1도 마찬가지로 스핀 코팅으로 막 두께가 2㎛가 되도록 도포했다. 건조 후, 노광기로 스트라이프상의 착색층을 상술의 적색 화소와는 어긋난 장소에 노광하여 현상함으로써, 상기 적색 화소와 인접한 녹색 화소를 형성했다.

다음으로, 청색 착색 조성물1에 대해서도 마찬가지로 스핀 코팅으로 막 두께 2㎛로 적색 화소, 녹색 화소와 인접한 청색 화소를 형성했다. 이것으로, 투명 기판 상에 적, 녹, 청 3색의 스트라이프상의 화소를 갖는 컬러 필터가 얻어졌다.

표 9에 나타내는 블랙 매트릭스를 사용하여, 컬러 필터1∼4 및 비교 컬러 필터1을 작성했다.

[표 9]

(실시예1∼4)

전극 구조를 제1 및 제2 기판의 적어도 한쪽에 작성하고, 각각의 대향 측에 수평 배향성의 배향막을 형성한 후 약러빙 처리를 행하고, IPS셀을 작성하여, 제1 기판과 제2 기판 사이에 이하에 나타내는 액정 조성물1을 협지했다. 액정 조성물1의 물성값을 표 10에 나타낸다. 다음으로, 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 실시예1∼4의 액정 표시 장치를 작성했다(d_gap=4.0㎛, 배향막 AL-1051). 얻어진 액정 표시 장치의 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 얻어진 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 11에 나타낸다.

[표 10]

[표 11]

액정 조성물1은, TV용 액정 조성물로서 실용적인 75.8℃의 액정층 온도 범위를 갖고, 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖고, 낮은 점성 및 최적인 Δn을 갖고 있음을 알 수 있다.

실시예1∼4의 액정 표시 장치는, 높은 VHR 및 작은 ID를 실현할 수 있었다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상이 없거나, 또는 있어도 매우 약간이므로 허용할 수 있는 레벨이었다.

(실시예5∼12)

실시예1과 마찬가지로 표 12에 나타내는 액정 조성물2∼3을 협지하고, 표 9에 나타내는 컬러 필터를 사용하여 실시예5∼12의 액정 표시 장치를 작성하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 13∼14에 나타낸다.

[표 12]

[표 13]

[표 14]

실시예5∼12의 액정 표시 장치는, 높은 VHR 및 작은 ID를 실현할 수 있었다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상이 없거나, 또는 있어도 매우 약간이므로 허용할 수 있는 레벨이었다.

(실시예13∼24)

실시예1과 마찬가지로 표 15에 나타내는 액정 조성물4∼6을 협지하고, 표 9에 나타내는 컬러 필터를 사용하여 실시예13∼24의 액정 표시 장치를 작성하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 16∼18에 나타낸다.

[표 15]

[표 16]

[표 17]

[표 18]

실시예13∼24의 액정 표시 장치는, 높은 VHR 및 작은 ID를 실현할 수 있었다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상이 없거나, 또는 있어도 매우 약간이므로 허용할 수 있는 레벨이었다.

(실시예25∼36)

전극 구조를 제1 및 제2 기판에 작성하고, 각각의 대향 측에 수평 배향성의 배향막을 형성한 후 약러빙 처리를 행하고, TN셀을 작성하여, 제1 기판과 제2 기판 사이에 표 19에 나타내는 액정 조성물7∼9를 협지했다. 다음으로, 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 실시예25∼36의 액정 표시 장치를 작성했다(d_gap=3.5㎛, 배향막 SE-7492). 얻어진 액정 표시 장치의 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 얻어진 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 20∼22에 나타낸다.

[표 19]

[표 20]

[표 21]

[표 22]

실시예25∼36의 액정 표시 장치는, 높은 VHR 및 작은 ID를 실현할 수 있었다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상이 없거나, 또는 있어도 매우 약간이므로 허용할 수 있는 레벨이었다.

(실시예37∼44)

전극 구조를 제1 및 제2 기판의 적어도 한쪽에 작성하고, 각각의 대향 측에 수평 배향성의 배향막을 형성한 후 약러빙 처리를 행하고, FFS셀을 작성하여, 제1 기판과 제2 기판 사이에 표 23에 나타내는 액정 조성물10∼11을 협지했다. 다음으로, 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 실시예37∼44의 액정 표시 장치를 작성했다(d_gap=4.0㎛, 배향막 AL-1051). 얻어진 액정 표시 장치의 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 얻어진 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 24∼25에 나타낸다.

[표 23]

[표 24]

[표 25]

실시예37∼44의 액정 표시 장치는, 높은 VHR 및 작은 ID를 실현할 수 있었다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상이 없거나, 또는 있어도 매우 약간이므로 허용할 수 있는 레벨이었다.

(실시예45∼56)

실시예37과 마찬가지로 표 26에 나타내는 액정 조성물12∼14를 협지하고, 표 9에 나타내는 컬러 필터를 사용하여 실시예45∼56의 액정 표시 장치 작성하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 27∼29에 나타낸다.

[표 26]

[표 27]

[표 28]

[표 29]

실시예45∼56의 액정 표시 장치는, 높은 VHR 및 작은 ID를 실현할 수 있었다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상이 없거나, 또는 있어도 매우 약간이므로 허용할 수 있는 레벨이었다.

(실시예57∼60)

실시예37에서 사용한 액정 조성물10에 비스메타크릴산비페닐-4,4'-디일을 0.3질량% 혼합하여 액정 조성물15로 했다. TN셀에 이 액정 조성물15를 협지하고, 전극 사이에 구동 전압을 인가한 채, 자외선을 600초간 조사(3.0J/㎠)하여, 중합 처리를 행하고, 다음으로, 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 실시예57∼60의 액정 표시 장치를 작성하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 30에 나타낸다.

[표 30]

실시예57∼60의 액정 표시 장치는, 높은 VHR 및 작은 ID를 실현할 수 있었다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상이 없거나, 또는 있어도 매우 약간이므로 허용할 수 있는 레벨이었다.

(실시예61∼64)

실시예29에서 사용한 액정 조성물8에 비스메타크릴산비페닐-4,4'-디일을 0.3질량% 혼합하여 액정 조성물16으로 했다. IPS셀에 이 액정 조성물16을 협지하고, 전극 사이에 구동 전압을 인가한 채, 자외선을 600초간 조사(3.0J/㎠)하여, 중합 처리를 행하고, 다음으로, 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 실시예61∼64의 액정 표시 장치를 작성하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 31에 나타낸다.

[표 31]

실시예61∼64의 액정 표시 장치는, 높은 VHR 및 작은 ID를 실현할 수 있었다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상이 없거나, 또는 있어도 매우 약간이므로 허용할 수 있는 레벨이었다.

(실시예65∼68)

실시예21에서 사용한 액정 조성물6에 비스메타크릴산 3-플루오로비페닐-4,4'-디일을 0.3질량% 혼합하여 액정 조성물17로 했다. FFS셀에 이 액정 조성물17을 협지하고, 전극 사이에 구동 전압을 인가한 채, 자외선을 600초간 조사(3.0J/㎠)하여, 중합 처리를 행하고, 다음으로, 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 실시예65∼68의 액정 표시 장치를 작성하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 32에 나타낸다.

[표 32]

실시예65∼68의 액정 표시 장치는, 높은 VHR 및 작은 ID를 실현할 수 있었다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상이 없거나, 또는 있어도 매우 약간이므로 허용할 수 있는 레벨이었다.

(비교예1∼4)

실시예1에서 사용한 IPS셀에 이하에 나타내는 비교 액정 조성물1을 협지했다. 비교 액정 조성물의 물성값을 표 33에 나타낸다. 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 비교예1∼4의 액정 표시 장치를 제작하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 34에 나타낸다.

[표 33]

[표 34]

비교예1∼4의 액정 표시 장치는, 본원 발명의 액정 표시 장치와 비교하여, VHR은 낮고, ID도 커져버렸다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상의 발생이 인정되어 허용할 수 있는 레벨이 아니었다.

(비교예5∼12)

실시예1과 마찬가지로 표 35에 나타내는 비교 액정 조성물2 및 3을 협지하고, 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 비교예5∼12의 액정 표시 장치를 제작하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 36∼37에 나타낸다.

[표 35]

[표 36]

[표 37]

비교예5∼12의 액정 표시 장치는, 본원 발명의 액정 표시 장치와 비교하여, VHR은 낮고, ID도 커져버렸다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상의 발생이 인정되어 허용할 수 있는 레벨이 아니었다.

(비교예13∼20)

실시예1과 마찬가지로 표 38에 나타내는 비교 액정 조성물4∼5를 협지하고, 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 비교예13∼24의 액정 표시 장치를 제작하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 39∼40에 나타낸다.

[표 38]

[표 39]

[표 40]

비교예13∼20의 액정 표시 장치는, 본원 발명의 액정 표시 장치와 비교하여, VHR은 낮고, ID도 커져버렸다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상의 발생이 인정되어 허용할 수 있는 레벨이 아니었다.

(비교예21∼32)

실시예1과 마찬가지로 표 41에 나타내는 비교 액정 조성물6∼8을 협지하고, 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 비교예21∼32의 액정 표시 장치를 제작하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 42∼44에 나타낸다.

[표 41]

[표 42]

[표 43]

[표 44]

비교예21∼32의 액정 표시 장치는, 본원 발명의 액정 표시 장치와 비교하여, VHR은 낮고, ID도 커져버렸다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상의 발생이 인정되어 허용할 수 있는 레벨이 아니었다.

(비교예33∼44)

실시예1과 마찬가지로 표 45에 나타내는 비교 액정 조성물9∼11을 협지하고, 표 9에 나타내는 컬러 필터1∼4를 사용하여 비교예33∼44의 액정 표시 장치를 제작하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 46∼48에 나타낸다.

[표 45]

[표 46]

[표 47]

[표 48]

비교예33∼44의 액정 표시 장치는, 본원 발명의 액정 표시 장치와 비교하여, VHR은 낮고, ID도 커져버렸다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상의 발생이 인정되어 허용할 수 있는 레벨이 아니었다.

(비교예45∼52)

실시예5, 13, 17, 25, 37, 45, 61 및 65에 있어서, 컬러 필터1을 대신하여 표 9에 나타내는 비교 컬러 필터1을 사용한 이외에는 같게 하여 비교예45∼52의 액정 표시 장치를 제작하여, 그 VHR 및 ID를 측정했다. 또한, 그 액정 표시 장치의 소부 평가를 행했다. 그 결과를 표 49 및 50에 나타낸다.

[표 49]

[표 50]

비교예45∼52의 액정 표시 장치는, 본원 발명의 액정 표시 장치와 비교하여, VHR은 낮고, ID도 커져버렸다. 또한, 소부 평가에 있어서도 잔상의 발생이 인정되어 허용할 수 있는 레벨이 아니었다.

1 기판
2 컬러 필터층
2a 특정 안료를 사용한 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터층
3a 투명 전극층(공통 전극)
3b 화소 전극층
4 배향막
5 액정층
5a 특정 액정 조성물을 함유하는 액정층

Claims

제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 협지(挾持)된 액정 조성물층과, 블랙 매트릭스 및 적어도 RGB 삼색 화소부로 구성되는 컬러 필터와, 화소 전극과 공통 전극을 구비하고,
상기 액정 조성물층이 일반식(I)

(식 중, R³¹은 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 1∼10의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐옥시기를 나타내고, M³¹∼M³³은 서로 독립하여 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내고, 당해 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 중의 1개 또는 2개의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-로 치환되어 있어도 되며, 당해 페닐렌기 중의 1개 또는 2개의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되며, X³¹ 및 X³²는 서로 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z³¹은 불소 원자, 트리플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메틸기를 나타내고, n³¹ 및 n³²는 서로 독립하여 0, 1 또는 2를 나타내고, n³¹+n³²는 0, 1 또는 2를 나타내고, M³¹ 및 M³³이 복수 존재하는 경우에는 동일해도 달라도 된다)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식(Ⅱ-b)∼일반식(Ⅱ-f)

(식 중, R²¹∼R³⁰은 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 1∼10의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, X²¹은 수소 원자 또는 불소 원자를 나타낸다)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 조성물로 구성되고,
상기 블랙 매트릭스가, 색재로서, 체적 고유 저항이, 10⁶Ω·㎝ 이상의 카본블랙, 티타늄블랙 및 유기 안료에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 안료를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 RGB 삼색 화소부가, 색재로서, R화소부 중에 C.I. Solvent Red 124를, G화소부 중에 C.I. Solvent Blue 67과 C.I. Solvent Yellow 162의 혼합물을, B화소부 중에 C.I. Solvent Blue 7을 함유하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 RGB 삼색 화소부가, 색재로서, R화소부 중에 C.I. Pigment Red 254를, G화소부 중에 C.I. Pigment Green 7 및/또는 C.I. Pigment Green 36을, B화소부 중에 C.I. Pigment Blue 15:6을 함유하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
R화소부 중에, C.I. Pigment Red 177, C.I. Pigment Red 242, C.I. Pigment Red 166, C.I. Pigment Red 167, C.I. Pigment Red 179, C.I. Pigment Orange 38, C.I. Pigment Orange 71, C.I. Pigment Yellow 150, C.I. Pigment Yellow 215, C.I. Pigment Yellow 185, C.I. Pigment Yellow 138, C.I. Pigment Yellow 139, C.I. Solvent Red 89, C.I. Solvent Orange 56, C.I. Solvent Yellow 21, C.I. Solvent Yellow 82, C.I. Solvent Yellow 83:1, C.I. Solvent Yellow 33, C.I. Solvent Yellow 162로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기 염안료를 함유하는 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
G화소부 중에, C.I. Pigment Yellow 150, C.I. Pigment Yellow 215, C.I. Pigment Yellow 185, C.I. Pigment Yellow 138, C.I. Solvent Yellow 21, C.I. Solvent Yellow 82, C.I. Solvent Yellow 83:1, C.I. Solvent Yellow 33으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기 염안료를 함유하는 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
B화소부 중에, C.I. Pigment Blue 1, C.I. Pigment Violet 23, C.I. Basic Blue 7, C.I. Basic Violet 10, C.I. Acid Blue 1, C.I. Acid Blue 90, C.I. Acid Blue 83, C.I. Direct Blue 86으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기 염안료를 함유하는 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
컬러 필터가, 블랙 매트릭스와 RGB 삼색 화소부와 Y화소부로 구성되고, 색재로서, Y화소부에, C.I. Pigment Yellow 150, C.I. Pigment Yellow 215, C.I. Pigment Yellow 185, C.I. Pigment Yellow 138, C.I. Pigment Yellow 139, C.I. Solvent Yellow 21, 82, C.I. Solvent Yellow 83:1, C.I. Solvent Yellow 33, C.I. Solvent Yellow 162로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 황색 유기 염안료를 함유하는 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
일반식(I)으로 표시되는 화합물이, 일반식(I-a)∼일반식(I-f)

(식 중, R³²는 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 1∼10의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐옥시기를 나타내고, X³¹∼X³⁸은 서로 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z³¹은 불소 원자, 트리플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다)으로 표시되는 화합물인 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 액정 조성물층에, 또한 일반식(Ⅲ-a)∼일반식(Ⅲ-f)

(식 중, R⁴¹은 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 1∼10의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐옥시기를 나타내고, X⁴¹∼X⁴⁸은 서로 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z⁴¹은 불소 원자, 트리플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다)으로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 액정 조성물층에, 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 조성물을 중합하여 이루어지는 중합체에 의해 구성되는 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 액정 조성물층에, 일반식(V)

(식 중, X¹ 및 X²는 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 2∼7의 정수를 나타내고, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, Z¹은 -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CY¹=CY²-(식 중, Y¹ 및 Y²는 각각 독립하여, 불소 원자 또는 수소 원자를 나타낸다), -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, C는 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 2관능 모노머를 함유하는 액정 표시 장치.
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