KR20080005349A

KR20080005349A - 컬러필터, 컬러필터의 제조방법, 및 액정표시장치

Info

Publication number: KR20080005349A
Application number: KR1020077008946A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 이토; 히데유키 나카무라; 미츠토시 타나카; 하루히코 요시노
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2008-01-11
Also published as: EP1803003A4; WO2006038731A1; TW200613775A; TWI307784B; JP2008516262A; EP1803003A1; US20090009694A1

Abstract

본 발명은, 2색 이상의 착색 화소를 포함하는 컬러필터로서, 상기 착색 화소는 적어도 안료 입자를 함유하고, 상기 각각의 착색 화소의 콘트라스트는 2000 이상이고, 2색 이상의 착색 화소 중에서 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이가 600 이하인 컬러필터; 이것의 제조방법; 및 이 컬러필터를 사용한 액정표시장치를 제공한다.

Description

컬러필터, 컬러필터의 제조방법, 및 액정표시장치{COLOR FILTER, PROCESS FOR MANUFACTURING COLOR FILTER, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 노트북 컴퓨터 또는 텔레비젼 모니터 등의 대형 스크린 장치에 바람직하게 사용되는 컬러필터, 이것의 제조방법, 및 이 컬러필터를 사용한 액정표시장치에 관한 것이다.

컬러필터는 액정 디스플레이(이하, "액정표시장치"라고도 함)에 불가결한 구성부품이다. 액정표시장치는 매우 콤팩트하고, 지금까지의 CRT 디스플레이와 동등 이상의 성능을 가지며, CRT 디스플레이를 대신하고 있다.

액정표시장치의 컬러화상의 형성은, 컬러필터를 통과한 광이 컬러필터를 구성하는 각 화소의 색으로 착색되고, 이들 색의 광이 조합되어 컬러화상을 형성한다. 현재에는, RGB의 3색의 화소가 컬러화상을 형성한다. 컬러필터를 구성하는 재료로는, 내열성 및 내광성이 요구되기 때문에, 아크릴과 같은 수지에 유기 안료가 분산되어 있는 재료가 주로 사용된다. 그러나, 이러한 컬러필터에 유기 안료를 사용함으로써, 안료입자의 광산란에 기인한 소위 편광 해소효과라는 편광 해소가 발생하여, 콘트라스트의 저하를 초래한다.

최근에는, 액정표시장치가 TV 및 모니터에 사용됨에 따라, 표시 품질에 대한 요구조건이 엄격해지고 있다. 특히, 색재현성 영역의 향상과 액정표시장치의 콘트라스트의 향상은 필수조건이다. 종래의 컬러필터(예컨대, 일본 특허공개 2001-194658호 공보 참조)에 있어서는, 편광 해소에 기인하여 콘트라스트가 800~1500정도 이어서, 충분한 콘트라스트 특성이 달성되어 있다고는 말하기 어렵다.

또한, 컬러필터 전체의 콘트라스트가 높아도, RGB 각 화소의 콘트라스트의 밸런스가 다르면, RGB 각 화소로부터 누설되는 광량이 다르기 때문에, 예컨대 B 화소로부터 누설되는 광량이 많을 때에는 흑색 표시시 액정표시장치의 색도가 무채점으로부터 청색 방향으로 이동하는 문제가 발생한다. 또한, 컬러필터의 콘트라스트가 높아도, 편광판의 콘트라스트가 낮으면 액정표시장치의 콘트라스트가 낮고, 또한 편광판의 콘트라스트가 높아도, 편광판의 직교 투과율이 400nm 부근에서 높으면, 흑색 표시시의 액정표시장치의 색도가 무색점으로부터 청색 방향으로 이동하여 버리는 문제가 발생한다.

상기 상황의 점에서, 본 발명을 이루어, 각 화소의 콘트라스트가 높고, 선명한 화상을 표시하고, RGB 각 화소의 콘트라스트가 밸런스를 이루고, 또한 흑색 표시 특성이 우수한 컬러필터, 이것의 제조방법, 및 이 컬러필터를 구비한 액정표시장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 콘트라스트가 높은 픽셀과 콘트라스트가 높은 편광판을 조합함으로써 RGB 각 화소의 콘트라스트가 밸런스를 이룬 콘트라스트가 높은 선명한 화상을 표시하고, 또한 흑색 표시 특성이 우수한 액정표시장치를 제공한다.

본 발명의 제1형태는, 2색 이상의 착색 화소를 구비한 컬러필터로서, 상기 각 착색 화소는 적어도 안료 입자를 함유하고, 상기 각각의 착색 화소의 콘트라스트는 2000 이상이고, 2색 이상의 착색 화소 중에서 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이가 600 이하인 컬러필터를 제공한다.

본 발명의 제2형태는, (1)알칼리 가용성 수지, (2)모노머 또는 올리고머, (3)광중합 개시제 또는 광중합 개시제계, 및 (4)안료 입자를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물로 수지층을 형성하는 단계를 포함하는 상기 제1형태의 컬러필터의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제3형태는, 상기 제1형태의 컬러필터를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

본 발명의 제4형태는, 백라이트, 편광판, 적어도 2개의 기판, 상기 기판에 의해 지지된 액정층, 상기 기판의 적어도 일부에 형성된 전극, 및 상기 기판의 적어도 일부에 형성된 컬러필터층을 포함하는 액정표시장치로서, 상기 컬러필터층은 제1형태의 컬러필터이고, 상기 평관판은 편광도가 99.95 이상이고, 400nm에서의 직교 투과율이 0.05% 이하인 액정표시장치를 제공한다.

우선, 본 발명의 컬러필터층(이하, 간단히 "컬러필터"라고 하는 경우도 있음)에 대하여 설명한 다음, 이어서 컬러필터의 제조방법 및 액정표시장치에 대하여 설명한다.

<컬러필터>

본 발명의 컬러필터층은 2색 이상의 착색 화소를 갖는 컬러필터이다. 각각의 착색 화소는 적어도 안료 입자를 함유한다. 각 착색 화소의 콘트라스트는 2000 이상이고, 2색 이상의 착색 화소 중에서 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이는 600 이하이다.

<콘트라스트>

본 발명의 컬러필터의 각각의 착색 화소의 콘트라스트는 2000 이상이고, 바람직하게는 2800 이상이고, 더욱 바람직하게는 3000 이상이고, 가장 바람직하게는 3400 이상이다. 컬러필터를 구성하는 각각의 착색 화소의 콘트라스트가 2000 미만이면, 이러한 컬러필터를 구비한 액정표시장치의 화상을 관찰한 경우, 관찰된 화상이 전체가 백화되어서, 보는 것이 곤란하여 바람직하지 않다. 또한, 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이는 600 이하이고, 바람직하게는 410 이하이고, 더욱 바람직하게는 350 이하이고, 가장 바람직하게는 200 이하이다. 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이가 600을 초과하면, 흑색 표시시에 각 착색 화소부로부터 누설되는 광량이 현저히 달라지기 때문에, 액정표시장치의 백색 표시시에 색특성에 기초하여 색을 조정하는 경우에도 흑색 표시에 있어서 색 밸런스의 붕괴현상이 발생하고 색 재현성이 열화되어, 바람직하지 않다.

콘트라스트란, 컬러필터를 구성하는 R(적색), G(녹색), B(청색)의 각 화소의 각 색에 따라 평가되는 콘트라스트를 의미한다.

콘트라스트의 측정방법은 다음과 같다: 측정할 대상의 양측에 편광판을 포개고, 편광판의 편광방향을 서로 평행하게 하고, 이 상태에서 하나의 편광판의 측으로부터 백라이트를 가하여, 다른 편광판을 통과한 광의 휘도 Y1을 측정한다. 그 다음, 편광판을 직교시킨 상태에서, 하나의 편광판의 측으로부터 백라이트를 가하여, 다른 편광판을 통과한 광의 휘도 Y2를 측정한다. 얻어진 측정치를 사용하여 Y1/Y2로서 콘트라스트를 산출한다. 여기서, 편광판으로서 Nitto Denko 제품의 G1220DUN을 사용할 수 있고, 측정기기로서 색채 휘도계(상품명: BM-5, Topcon 제품)를 사용할 수 있다. 콘트라스트 측정에 사용되는 편광판은 컬러필터를 사용하는 액정표시장치에 사용되는 편광판과 동일하다.

<착색 화소>

본 발명의 컬러필터의 착색 화소는 착색 수지 조성물로 형성된다. 본 발명의 컬러필터를 형성하는 착색 화소의 하나 이상의 색은 착색제로서 C.I. PigmentㆍRed 254 또는 C.I. PigmentㆍGreen 36 또는 C.I. PigmentㆍBlue 15:6을 함유한다. 이들 착색제를 포함함으로써, 콘트라스트가 높은 컬러필터를 제조할 수 있다.

(착색제)

본 발명에 있어서, 바람직한 착색제는 (i) R(적색)의 착색 수지 조성물에 있어서는 C.I.PigmentㆍRed 254, (ii) G(녹색)의 착색 수지 조성물에 있어서는 C.I.PigmentㆍGreen 36, (iii) B(청색)의 착색 수지 조성물에 있어서는 C.I.PigmentㆍBlue 15:6이다.

상기 (i)에 있어서의 C.I.PigmentㆍRed 254의 함유량은 착색 수지 조성물을 1.0~3.0㎛의 막두께로 도포하여 얻어진 건식막에 있어서 0.80~0.96g/㎡이 바람직하고, 0.82~0.94g/㎡이 보다 바람직하고, 0.84~0.92g/㎡이 특히 바람직하다.

상기 (ii)에 있어서의 C.I.PigmentㆍGreen 36의 함유량은 착색 수지 조성물을 1.0~3.0㎛의 막두께로 도포하여 얻어진 건식막에 있어서 0.90~1.34g/㎡이 바람직하고, 0.95~1.29g/㎡이 보다 바람직하고, 1.01~1.23g/㎡이 특히 바람직하다.

상기 (iii)에 있어서의 C.I.PigmentㆍBlue 15:6의 함유량은 착색 수지 조성물을 1.0~3.0㎛의 막두께로 도포하여 얻어진 건식막에 있어서 0.59~0.67g/㎡이 바람직하고, 0.60~0.66g/㎡이 보다 바람직하고, 0.61~0.65g/㎡이 특히 바람직하다.

또한, 상기 안료에 추가하여, 상술한 안료 이외의 안료를 조합하여 사용해도 좋다. 그 구체예로는 하기 염료 또는 안료에 색지수(C.I) 번호가 부여된 안료가 열거되고, 이것을 추가로 사용해도 좋다.

-추가로 사용되는 염료 또는 안료-

필요에 따라, 상술한 착색제(안료) 이외에, 상기 착색 수지 조성물에 공지의 착색제(염료, 안료)를 첨가해도 좋다. 상기 공지의 착색제 중에서 안료를 사용하는 경우에는, 안료는 착색 수지 조성물 중에 균일하게 분산되는 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 입자지름은 0.1㎛ 이하가 바람직하고, 특히 바람직하게는 0.08㎛ 이하이다.

공지의 염료 또는 안료의 예로는 VictoriaㆍPure Blue BO(C.I.42595), 오라민(C.I.41000), FatㆍBlack HB(C.I.26150), C.I.PigmentㆍYellow 1, C.I.PigmentㆍYellow 3, C.I.PigmentㆍYellow 12, C.I.PigmentㆍYellow 13, C.I.PigmentㆍYellow 14, C.I.PigmentㆍYellow 15, C.I.PigmentㆍYellow 16, C.I.PigmentㆍYellow 17, C.I.PigmentㆍYellow 20, C.I.PigmentㆍYellow 24, C.I.PigmentㆍYellow 31, C.I.PigmentㆍYellow 55, C.I.PigmentㆍYellow 60, C.I.PigmentㆍYellow 61, C.I.PigmentㆍYellow 65, C.I.PigmentㆍYellow 71, C.I.PigmentㆍYellow 73, C.I.PigmentㆍYellow 74, C.I.PigmentㆍYellow 81, C.I.PigmentㆍYellow 83, C.I.PigmentㆍYellow 93, C.I.PigmentㆍYellow 95, C.I.PigmentㆍYellow 97, C.I.PigmentㆍYellow 98, C.I.PigmentㆍYellow 100, C.I.PigmentㆍYellow 1, C.I.PigmentㆍYellow 104, C.I.PigmentㆍYellow 106, C.I.PigmentㆍYellow 108, C.I.PigmentㆍYellow 109, C.I.PigmentㆍYellow 110, C.I.PigmentㆍYellow 113, C.I.PigmentㆍYellow 114, C.I.PigmentㆍYellow 116, C.I.PigmentㆍYellow 117, C.I.PigmentㆍYellow 119, C.I.PigmentㆍYellow 120, C.I.PigmentㆍYellow 126, C.I.PigmentㆍYellow 127, C.I.PigmentㆍYellow 128, C.I.PigmentㆍYellow 129, C.I.PigmentㆍYellow 138, C.I.PigmentㆍYellow 139, C.I.PigmentㆍYellow 150, C.I.PigmentㆍYellow 151, C.I.PigmentㆍYellow 152, C.I.PigmentㆍYellow 153, C.I.PigmentㆍYellow 154, C.I.PigmentㆍYellow 155, C.I.PigmentㆍYellow 156, C.I.PigmentㆍYellow 166, C.I.PigmentㆍYellow 168, C.I.PigmentㆍYellow 175, C.I.PigmentㆍYellow 180, C.I.PigmentㆍYellow 185;

C.I.PigmentㆍOrange 1, C.I.PigmentㆍOrange 5, C.I.PigmentㆍOrange 13, C.I.PigmentㆍOrange 14, C.I.PigmentㆍOrange 16, C.I.PigmentㆍOrange 17, C.I.PigmentㆍOrange 24, C.I.PigmentㆍOrange 34, C.I.PigmentㆍOrange 36, C.I.PigmentㆍOrange 38, C.I.PigmentㆍOrange 40, C.I.PigmentㆍOrange 43, C.I.PigmentㆍOrange 46, C.I.PigmentㆍOrange 49, C.I.PigmentㆍOrange 51, C.I.PigmentㆍOrange 61, C.I.PigmentㆍOrange 63, C.I.PigmentㆍOrange 64, C.I.PigmentㆍOrange 71, C.I.PigmentㆍOrange 73;

C.I.PigmentㆍViolet 1, C.I.PigmentㆍViolet 19, C.I.PigmentㆍViolet 23, C.I.PigmentㆍViolet 29, C.I.PigmentㆍViolet 32, C.I.PigmentㆍViolet 36, C.I.PigmentㆍViolet 38;

C.I.PigmentㆍRed 1, C.I.PigmentㆍRed 2, C.I.PigmentㆍRed 3, C.I.PigmentㆍRed 4, C.I.PigmentㆍRed 5, C.I.PigmentㆍRed 6, C.I.PigmentㆍRed 7, C.I.PigmentㆍRed 8, C.I.PigmentㆍRed 9, C.I.PigmentㆍRed 10, C.I.PigmentㆍRed 11, C.I.PigmentㆍRed 12, C.I.PigmentㆍRed 14, C.I.PigmentㆍRed 15, C.I.PigmentㆍRed 16, C.I.PigmentㆍRed 17, C.I.PigmentㆍRed 18, C.I.PigmentㆍRed 19, C.I.PigmentㆍRed 21, C.I.PigmentㆍRed 22, C.I.PigmentㆍRed 23, C.I.PigmentㆍRed 30, C.I.PigmentㆍRed 31, C.I.PigmentㆍRed 32, C.I.PigmentㆍRed 37, C.I.PigmentㆍRed 38, C.I.PigmentㆍRed 40, C.I.PigmentㆍRed 41, C.I.PigmentㆍRed 42, C.I.PigmentㆍRed 48:1, C.I.PigmentㆍRed 48:2, C.I.PigmentㆍRed 48:3, C.I.PigmentㆍRed 48:4, C.I.PigmentㆍRed 49:1, C.I.PigmentㆍRed 49:2, C.I.PigmentㆍRed 50:1, C.I.PigmentㆍRed 52:1, C.I.PigmentㆍRed 53:1, C.I.PigmentㆍRed 57, C.I.PigmentㆍRed 57:1, C.I.PigmentㆍRed 57:2, C.I.PigmentㆍRed 58:2, C.I.PigmentㆍRed 58:4, C.I.PigmentㆍRed 60:1, C.I.PigmentㆍRed 63:1, C.I.PigmentㆍRed 63:2, C.I.PigmentㆍRed 64:1, C.I.PigmentㆍRed 81:1, C.I.PigmentㆍRed 83, C.I.PigmentㆍRed 88, C.I.PigmentㆍRed 90:1, C.I.PigmentㆍRed 97, C.I.PigmentㆍRed 101, C.I.PigmentㆍRed 102, C.I.PigmentㆍRed 104, C.I.PigmentㆍRed 105, C.I.PigmentㆍRed 106, C.I.PigmentㆍRed 108, C.I.PigmentㆍRed 112, C.I.PigmentㆍRed 113, C.I.PigmentㆍRed 114, C.I.PigmentㆍRed 122, C.I.PigmentㆍRed 123, C.I.PigmentㆍRed 144, C.I.PigmentㆍRed 146, C.I.PigmentㆍRed 149, C.I.PigmentㆍRed 150, C.I.PigmentㆍRed 151, C.I.PigmentㆍRed 166, C.I.PigmentㆍRed 168, C.I.PigmentㆍRed 170, C.I.PigmentㆍRed 171, C.I.PigmentㆍRed 172, C.I.PigmentㆍRed 174, C.I.PigmentㆍRed 175, C.I.PigmentㆍRed 176, C.I.PigmentㆍRed 177, C.I.PigmentㆍRed 178, C.I.PigmentㆍRed 179, C.I.PigmentㆍRed 180, C.I.PigmentㆍRed 185, C.I.PigmentㆍRed 187, C.I.PigmentㆍRed 188, C.I.PigmentㆍRed 190, C.I.PigmentㆍRed 193, C.I.PigmentㆍRed 194, C.I.PigmentㆍRed 202, C.I.PigmentㆍRed 206, C.I.PigmentㆍRed 207, C.I.PigmentㆍRed 208, C.I.PigmentㆍRed 209, C.I.PigmentㆍRed 215, C.I.PigmentㆍRed 216, C.I.PigmentㆍRed 220, C.I.PigmentㆍRed 224, C.I.PigmentㆍRed 226, C.I.PigmentㆍRed 242, C.I.PigmentㆍRed 243, C.I.PigmentㆍRed 245, C.I.PigmentㆍRed 254, C.I.PigmentㆍRed 255, C.I.PigmentㆍRed 264, C.I.PigmentㆍRed 265;

C.I.PigmentㆍBlue 15, C.I.PigmentㆍBlue 15:3, C.I.PigmentㆍBlue 15:4, C.I.PigmentㆍBlue 15:6, C.I.PigmentㆍBlue 60,

C.I.PigmentㆍGreen 7, C.I.PigmentㆍGreen 36,

C.I.PigmentㆍBrown 23, C.I.PigmentㆍBrown 25,

C.I.PigmentㆍBlack 1, C.I.PigmentㆍBlack 7이 열거된다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 착색제의 구체예로는 일본특허공개 2005-17716호의 0038~0054 단락에 기재된 안료 및 염료, 일본특허공개 2004-361447호의 0068~0072 단락에 기재된 안료, 및 일본특허공개 2005-17521호의 0080~0088 단락에 기재된 착색제를 열거할 수 있다.

본 발명에 있어서, 병용되는 상기 안료의 바람직한 조합의 예로는, C.I.PigmentㆍRed 254와 C.I.PigmentㆍRed 177, C.I.PigmentㆍRed 224, C.I.PigmentㆍYellow 139 또는 C.I.PigmentㆍViolet 23의 조합; C.I.PigmentㆍGreen 36과 C.I.PigmentㆍYellow 150, C.I.PigmentㆍYellow 139, C.I.PigmentㆍYellow 185, C.I.PigmentㆍYellow 138 또는 C.I.PigmentㆍYellow 180의 조합; C.I.PigmentㆍBlue 15:6과 C.I.PigmentㆍViolet 23 또는 C.I.PigmentㆍBlue 60의 조합이 열거된다.

병용하는 경우의 안료 중의 C.I.PigmentㆍRed 254의 함유량은 바람직하게는 80질량% 이상이고, 특히 바람직하게는 90질량% 이상이다. 병용하는 경우의 안료 중의 C.I.PigmentㆍGreen 36의 함유량은 바람직하게는 50질량% 이상이고, 특히 바람직하게는 60질량% 이상이다. 병용하는 경우의 안료 중의 C.I.PigmentㆍBlue 15:6의 함유량은 바람직하게는 80질량% 이상이고, 특히 바람직하게는 90질량% 이상이다.

상기 안료를 분산물으로서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 분산물은 안료를 상기 안료와 안료 분산물을 미리 혼합하여 얻어진 조성물을 후술하는 유기 용제(또는 매체)에 첨가하고 분산시킴으로써 조제될 수 있다. 매체란, 도료가 액체상태인 경우에 안료를 분산시키는 매질을 나타내고, 액상이며 상기 안료와 결합하여 도포막을 고화시킨 부분(바인더)과, 이것을 용해하여 희석하는 성분(유기 용제)을 함유한다. 상기 안료를 분산시킬 때에 사용하는 분산장치는 특별히 한정하지 않지만, 그 예로는, 예컨대 Asakura, Kunizo저, "Dictionary of Pigment", 제1판, Asakuracshoten, 2000년, 438항에 기재되어 있는 니더, 롤밀, 아트리터, 수퍼밀, 디솔버, 호모믹서 및 샌드밀 등의 공지의 분산기가 열거된다. 또한, 상기 참조문헌의 310항에 기재된 기계적 분쇄에 의한 마찰력을 이용하여 미분화해도 좋다.

본 발명에 사용하는 착색제(안료 입자)의 수평균 입자지름은 바람직하게는 0.001~0.1㎛이고, 더욱 바람직하게는 0.01~0.08㎛이다. 안료의 수평균 입자지름이 0.001~0.1㎛이면, 분산상태가 안정하게 유지되고, 동시에 안료에 의한 편광 해소에 기인한 콘트라스트의 저하가 야기되지 않아서 바람직하다. 여기에서 사용된 "입자지름"이란, 입자의 전자현미경사진 화상이 동일 면적을 가진 원이라고 했을 때의 지름을 말하고, 또 "수평균 입자지름"이란 다수의 입자에 대하여 상기 입자지름이 얻어진 경우에 100개 입자의 평균치를 말한다.

본 발명에 정의된 착색 화소의 콘트라스트는 분산된 안료의 입자지름을 저감시킴으로써 달성될 수 있다. 입자지름의 저감은 안료 분산물의 분산시간을 조정함으로써 달성될 수 있다. 안료를 분산시키기 위해서는, 상기 공지의 분산기가 사용될 수 있다. 분산시간은 바람직하게는 10~35시간이고, 보다 바람직하게는 10~30시간이고, 더욱 바람직하게는 18~30시간이고, 가장 바람직하게는 24~30시간이다. 분산시간이 10시간 미만이면, 안료 입자지름이 커서 안료에 의한 편광 해소가 발생하여 콘트라스크가 저하되는 경우가 있다. 한편, 분산시간이 35시간을 초과하면, 분산물의 점도가 증가할 수 있어, 도포가 곤란해지는 경우가 있다.

최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이를 600 이하로 하기 위해서는, 안료 입자지름을 조정하여 소망한 콘트라를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서 컬러필터를 형성하는 착색 수지 조성물은 착색제 이외에, 적어도 (1) 알칼리 가용성 수지, (2) 모노머 또는 올리고머, 및 (3) 광중합 개시제 또는 광중합 개시제계를 함유하는 착색 수지 조성물인 것이 바람직하다.

이들 성분(1)~(3)에 대하여 이하에 설명한다.

(1) 알칼리 가용성 수지

본 발명에 있어서의 알칼리 가용성 수지(이하, 간단히 "바인더"라고 하는 경우도 있음)로는, 카르복실산기 등의 극성기 또는 측쇄에 카르복실산기를 갖는 폴리머가 바람직하다. 예로는 일본 특허공개 소59-44615호, 일본 특허공고 소54-34327호, 일본 특허공고 소58-12577호, 일본 특허공고 소54-25957호, 일본 특허공개 소59-53836호 및 일본 특허공개 소59-71048호에 기재되어 있는 메타크릴산 공중합체, 아크릴산 공중합체, 이타콘산 공중합체, 크로톤산 공중합체, 말레산 공중합체, 부분 에스테르화 말레산 공중합체가 열거된다. 또한, 측쇄에 카르복실산기를 갖는 셀룰로오스 유도체도 들 수 있다. 또한, 환상 산무수물이 부가되어 있는 히드록시기를 갖는 폴리머도 바람직하게 사용될 수 있다. 특히 바람직한 예로는, 미국특허 제4139391호에 기재된 벤질 (메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산의 공중합체, 및 벤질 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산 및 다른 모노머의 다원 공중합체가 열거된다. 이들 극성기를 갖는 바인더 폴리머는 단독으로 사용되어도 좋고, 또는 일반적인 막형성 폴리머와 병용하는 조성물의 상태에서 사용해도 좋다. 착색 수지 조성물의 전체 고형분에 대한 극성기를 갖는 바인더 폴리머의 함유량은 일반적으로 20~50질량%이고, 바람직하게는 25~45질량%이다.

(2) 모노머 또는 올리고머

본 발명에 있어서의 모노머 또는 올리고머는 에틸렌성 불포화 이중결합을 2개 이상 갖고, 광의 조사에 의해 부가 중합하는 모노머 또는 올리고머인 것이 바람직하다. 그 예로는 분자중에 적어도 1개의 부가 중합성 에틸렌성 불포화기를 갖고, 비점이 상압에서 100℃ 이상인 화합물이 열거된다. 그 예로는, 폴리에틸렌 글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노(메타)아크릴레이트 및 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트 등의 단관능 아크릴레이트 및 단관능 메타크릴레이트; 폴리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤에탄 트리아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스톨 펜타(메타)아크릴레이트, 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리(아크릴로일옥시프로필)에테르, 트리(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 트리(아크릴로일옥시에틸)시아누레이트, 글리세린 트리(메타)아크릴레이트; 트리메티롤프로판 및 글리세린 등의 다관능 알콜에 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 부가하고, 이것을 (메타)아크릴레이트화함으로써 얻어진 다관능 아크릴레이트 및 다관능 메타크릴레이트가 열거된다.

다른 예로는 일본 특허공고 소 48-41708호, 일본 특허공고 소 50-6034호 및 일본 특허공개 소 51-37193호에 기재되어 있는 우레탄 아크릴레이트류; 일본 특허공고 소 49-43191호 및 일본 특허공고 소 52-30490호에 기재되어 있는 폴리에스테르 아크릴레이트류; 에폭시수지와 (메타)아크릴산의 반응생성물인 에폭시 아크릴레이트 등의 다관능 아크릴레이트류 및 메타크릴레이트류가 열거된다. 이들 중에서, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트 및 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트가 바람직하다.

또한, 바람직한 예로는 일본 특허공개 평 11-133600호에 기재된 "중합성 화합물 B"도 열거된다.

이들 모노머 및 올리고머는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 착색 수지 조성물의 전체 고형분에 대한 모노머 또는 올리고머의 함유량은 일반적으로 5~50질량%이고, 바람직하게는 10~40질량%이다.

(3) 광중합 개시제 또는 광중합 개시제계

본 발명에 있어서의 광중합 개시제 또는 광중합 개시제계의 예로는 미국특허 제2367660호에 기재되어 있는 비시날 폴리케탈도닐 화합물, 미국특허 제2448828호에기재되어 있는 아실로인에테르 화합물, 미국특허 제2722512호에 기재되어 있는 α-탄화소소로 치환된 방향족 아실로인 화합물, 미국특허 제3046127호 및 동 제2951758호에 기재되어 있는 다핵 퀴논 화합물, 미국특허 제3549367호에 기재되어 있는 트리아릴 이미다졸 다이머와 p-아미노케톤의 조합, 일본 특허공고 소 51-48516호에 기재된 벤조티아졸 화합물과 트리할로메틸-s-트리아진 화합물, 미국특허 제4239850호에 기재되어 있는 트리할로메틸-트리아진 화합물, 미국특허 제4212976호에 기재되어 있는 트리할로메틸옥사디아졸 화합물이 열거된다. 특히, 트리할로메틸-s-트리아진, 트리할로메틸옥사디아졸 및 트리아릴이미다졸 다이머가 바람직하다.

그외에, 일본 특허공개 2004-317898호(단락 0026) 및 일본 특허공개 2003-131378호(단락 0064~0087)에 본 발명에 적용할 수 있는 광중합 개시제 또는 광중합 개시제계가 기재되어 있다.

또한, 바람직한 예로는 일본 특허공개 평11-133600호에 개시된 "중합 개시제 C"가 열거된다.

이들 광중합 개시제 또는 광중합 개시제계는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 특히 바람직한 것은 2종 이상을 사용하는 것이다. 적어도 2종의 광중합 개시제를 사용하면, 표시 특성이 향상될 수 있고, 또한 특히 표시의 산란을 저감시킬 수 있다.

착색 수지 조성물의 전체 고형분에 대한 광중합 개시제 또는 광중합 개시제계의 함유량은 0.5~20질량%이 일반적이고, 1~15질량%이 바람직하다.

(그 밖의 첨가제)

-용제-

본 발명에 있어서, 상기 성분 이외에, 유기용제를 착색 수지 조성물에 더 사용해도 좋다. 유기용제의 예로는 메틸에틸케톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 시클로헥사논, 시클로헥사놀, 메틸이소부틸케톤, 에틸락테이트, 메틸락테이트 및 카프로락탐이 열거된다.

-계면활성제-

종래부터 사용되고 있는 컬러필터에 있어서, 높은 색순도를 실현하기 위하여 각 화소의 색이 짙어져, 화소의 막두께의 불균일이 그대로 색불균일로서 인지되는 문제가 있었다. 그 때문에, 화소의 막두께에 직접 영향을 미치는 수지층의 형성(도포)시의, 막두께 변동의 개량이 요구되어 왔다.

본 발명의 컬러필터에 있어서, 균일한 막두께의 제어 및 불균일한 도포(막두께 변동에 의한 색불균일)의 효과적 방지의 관점으로부터, 상기 착색 수지 조성물에 적절한 계면활성제를 함유시키는 것이 바람직하다.

상기 계면활성제의 바람직한 예로는 일본 특허공개 2003-337424호 및 일본 특허공개 평 11-133600호에 개시되어 있는 계면활성제가 열거된다.

-열중합 억제제-

본 발명에 있어서, 착색 수지 조성물은 열중합 억제제를 함유하는 것이 바람직하다.상기 열중합 억제제의 예로는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸에테르, p-메톡시페놀, 디-t-부틸-p-크레졸, 피로갈롤, t-부틸카테콜, 벤조퀴논, 4,4'-티오비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2-메르캅토벤즈이미다졸 및 페노티아진이 열거된다. 열중합 억제제의 예로는 일본 특허공개 2004-317898호(단락 0029)에 기재된 것들이 더 열거된다.

-자외선 흡수제-

본 발명에 있어서, 착색 수지 조성물에 필요에 따라서 자외선 흡수제를 함유시킬 수 있다. 자외선 흡수제의 예로는 일본 특허공개 평 5-72724호에 기재된 화합물, 살리실레이트계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 시아노아크릴레이트계, 니켈킬레이트계 및 힌더드 아민계가 열거된다.

구체적으로는, 페닐살리실레이트, 4-t-부틸페닐살리실레이트, 2,4-디-t-부틸 페닐-3',5'-디-t-4'-히드록시벤조에이트, 4-t-부틸페닐살리실레이트, 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트, 2,2'-히드록시-4-메톡시벤조페논, 니켈 디부틸 디티오카르바메이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피리딘)-세바케이트, 4-t-부틸페닐살리실레이트, 페닐살리실레이트, 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 축합체, 숙신산-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-에스테르, 2-[2-히드록시-3,5-비스(α,α-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸, 7-{[4-클로로-6-(디에틸아미노)-5-트리아진-2-일]아미노}-3-페닐쿠마린이 열거된다.

또한, 일본특허공개 2003-5382(단락 0080~0081)에 상세하게 기재되어 있다.

본 발명에 있어서, 착색 수지 조성물에는 상기 첨가제 이외에 일본 특허공개 평 11-133600호에 기재된 "접착 조제" 및 그 밖의 첨가제가 함유되어도 좋다.

<수지 전사 재료>

본 발명의 컬러필터는 수지 전사 재료(감광성 수지 전자 재료)를 전사함으로써 제조될 수 있다. 일본 특허공개 평 5-72724호에 기재되어 있는 수지 전사 재료, 즉 일체형 필름을 이용하여 필터를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 일체형 필름의 구성의 예로는 가지지체/열가소성 수지층/중간층/수지층/보호 필름을 이 순서로 적층한 구성이 열거된다.

본 발명에 있어서, 수지 전사 재료의 수지층은 상기 착색 수지 조성물을 사용하여 형성할 수 있다.

(가지지체)

상기 수지 전사 재료는 가요성을 갖고, 가압하 또는 가압 가열하에서도 현저한 변형, 수축 또는 신장이 발생하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 지지체의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 폴리스티렌 필름 및 폴리카보네이트 필름이 열거되고, 그 중에서도 2축연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 특히 바람직하다.

가지지체의 두께는 특별히 제한하지 않지만, 5~200㎛의 범위가 일반적이고, 특히 10~150㎛의 범위가 취급 용이성 및 다용도의 관점에서 유리하여 바람직하다. 또한, 상기 가지지체는 투명해도 좋고, 또는 염료로 변환한 규소, 알루미나졸, 크롬염 또는 지르코늄염을 함유해도 좋다.

(열가소성 수지층)

열가소성 수지층에 사용되는 성분으로는, 일본 특허공개 평 5-72724호에 기재되어 있는 유기 폴리머 물질이 바람직하고, 비켓법(구체적으로는, 미국 재료시험법, ASTMD1235에 의한 폴리머 연화점 측정법)에 의해 측정한 연화점이 약 80℃ 이하인 유기 폴리머 물질에서 선택되는 성분이 특히 바람직하다. 구체적으로는, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체 또는 그 비누화물과 같은 에틸렌 공중합체, 에틸렌과 아크릴산 에스테르 또는 그 비누화물, 폴리비닐클로라이드, 비닐클로라이드와 비닐아세테이트의 공중합체 및 그 비누화물과 같은 비닐클로라이드 공중합체, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드 공중합체, 폴리스티렌, 스티렌과 (메타)아크릴산 에스테르의 공중합체 또는 그 비누화물과 같은 스티렌 공중합체, 폴리비닐톨루엔, 비닐톨루엔과 (메타)아크릴산 에스테르의 공중합체 또는 그 비누화물과 같은 폴리비닐톨루엔 공중합체, 폴리(메타)아크릴산 에스테르, 부틸(메타)아크릴레이트와 비닐아세테이트 의 공중합체와 같은 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 비닐아세테이트 공중합체 나일론, 공중합 나일론, N-알콕시메틸화 나일론, N-디메틸아미노화 나일론과 같은 폴리아미드 수지 등의 유기 폴리머를 열거할 수 있다.

(중간층)

수지 전사 재료에 있어서, 복수의 도포층의 도포시 및 도포후의 보존시에 있어서의 성분의 혼합을 방지하기 위하여 중간층을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 중간층으로는 일본 특허공개 평 5-72724호에 "분리층"으로서 기재되어 있는 산소차단 기능을 갖는 산소 차단필름을 사용하는 것이 바람직하고, 이 경우 노광시 감도가 증가하고, 노광장치의 시간부하가 줄어 들어, 생산성이 향상된다.

상기 산소 차단필름으로는, 낮은 산소 투과성을 나타내고, 물 또는 알칼리 수용액에 분산 또는 용해되는 필름이 바람직하고, 상기 필름은 공지의 필름 중에서 적당하게 선택할 수 있다. 중간층으로 사용될 수 있는 수지로는 일본 특허공개 2005-17521호(단락 0095~0101)의 설명을 열거할 수 있지만, 이들 중에서 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈의 조합이 특히 바람직하다.

(보호필름)

보관시 오염 및 손상으로부터 보호하기 위하여 열가소성 수지층 상에 얇은 보호필름을 형성하는 것이 바람직하다. 보호필름은 가지지체와 동일하거나 유사한 재료로 이루어져도 좋고, 열가소성 수지층으로부터 용이하게 박리되어야 한다. 보호필름의 재료로는, 예컨대 실리콘지, 및 폴리올레핀 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 시트가 적당하다.

(수지 전사 재료의 제조방법)

본 발명의 수지 전사 재료는 가지지체 상에 열가소성 수지층의 성분을 용해시킨 도포액(열가소성 수지층용 도포액)을 도포하고, 건조하여 열가소성 수지층을 형성하고, 그 후 열가소성 수지층 상에 열가소성 수지층을 용해하지 않는 용제를 함유하는 중간층 재료용 용액을 도포하고, 건조하고, 그 후 중간층을 용해하지 않는 용제를 사용하여 도포 및 건조함으로써, 착색 수지 조성물의 수지층을 형성함으로써 제조할 수 있다.

또한, 상기 가지지체 상에 열가소성 수지층 및 중간층이 형성되어 있는 시트 및 보호필름 상에 수지층이 형성되어 있는 시트를 준비하고, 중간층과 수지층이 접하도록 적층하거나, 또는 상기 가지지체 상에 열가소성 수지층이 형성되어 있는 시트 및 보호필름 상에 감광성 수지층 및 중간층이 형성되어 있는 시트를 준비하고, 열가소성 수지층과 중간층이 접하도록 적층함으로써 제조할 수도 있다.

수지 전사 재료에 있어서, 착색 수지 조성물의 수지층의 두께는 1.0~5.0㎛가 바람직하고, 1.0~4.0㎛가 보다 바람직하고, 1.0~3.0㎛가 특히 바람직하다.

그 밖의 각 층의 바람직한 두께는 특별히 한정하지 않지만, 일반적으로 열가소성 수지층의 두께는 2~30㎛, 중간층의 두께는 0.5~3.0㎛, 보호필름의 두께는 4~40㎛가 바람직하다.

상기 제조방법에 있어서의 도포는 공지의 도포장치에 의해 행해질 수 있고, 본 발명에 있어서는, 슬릿형 노즐을 사용한 도포장치(슬릿코터)를 사용하여 도포를 행하는 것이 바람직하다.

(슬릿형 노즐)

상기 수지 전사 재료는 공지의 도포법에 의해 착색 수지 조성물을 도포하고, 건조함으로써 형성될 수 있고, 본 발명에 있어서 액을 토출하는 부분에 슬릿형 홀을 갖는 슬릿형 노즐로 도포를 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 일본 특허공개 2004-89851호, 일본 특허공개 2004-17043호, 일본 특허공개 2003-170098호, 일본 특허공개 2003-164787호, 일본 특허공개 2003-10767호, 일본 특허공개 2002-79163호 및 일본 특허공개 2001-3147호에 기재된 슬릿형 노즐, 및 슬릿코터가 적합하게 사용된다.

<컬러필터 및 컬러필터의 제조방법>

(수지층)

본 발명의 컬러필터는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 각 수지층이 착색제로서 적어도 C.I.PigmentㆍRed 254를 사용한 착색 수지 조성물, 적어도 C.I.PigmentㆍGreen 36을 사용한 착색 수지 조성물, 및 적어도 C.I.PigmentㆍBlue 15:6을 사용한 착색 수지 조성물로부터 각각 형성하는 것이 바람직하다.

상기 기재된 바와 같은 착색제를 사용함으로써 높은 콘트라스트를 갖고, 컬러필터를 대형 화면의 액정표시장치에 사용하는 경우에도 높은 색순도 및 넓은 색재현성을 실현하는데 효과적이다.

기판 상에 수지층을 형성하고, 노광하여 현상하는 것을 색의 수만큼 반복하는 방법 등의 공지의 방법에 의해 본 발명의 컬러필터를 제조할 수 있다. 필요에 따라, 블랙 매트릭스로 경계를 구분한 구조를 채용해도 좋다.

상기 방법에 있어서, 기판 상에 수지층을 형성하는 방법의 예로는 (a)각 착색 수지 조성물을 공지의 도포장치를 사용하여 도포하는 방법 및 (b)수지 전사 재료를 라미네이터를 사용하여 적층하는 방법을 열거할 수 있다.

(a) 도포장치를 사용한 도포

본 발명의 컬러필터의 제조에 있어서, 스핀 도포법, 커튼 도포법, 슬릿 도포법, 딥 도포법, 에어나이프 도포법, 롤러 도포법, 와어어바 도포법, 그라비아 도포법, 및 미국특허 제2681294호에 기재된 홉퍼를 사용한 압출코팅법 등의 공지의 방법에 의해 착색 수지 조성물을 도포할 수 있다. 그 중에서도, 특히 <수지 전사 재료>에서 이미 설명한 슬릿코터를 적합하게 사용할 수 있다. 슬릿코터의 바람직한 예로는 상기한 것들이 열거된다. 수지층을 도포에 의해 형성하는 경우, 그 막두께는 바람직하게는 1.0~3.0㎛이고, 더욱 바람직하게는 1.0~2.5㎛이고, 특히 바람직하게는 1.0~2.0㎛이다.

(b) 라미네이터에 의한 적층

필름으로 형성된 수지층을 후술하는 기판 상에 수지 전자 재료를 사용하여 가열 및/또는 가압 롤러 또는 평판으로 압착 또는 가열압착함으로써 적층할 수 있다. 일본 특허공개 평 7-110575호, 일본 특허공개 평 11-77942호, 일본 특허공개 2000-334836호 및 일본 특허공개 2002-148794호에 기재된 라미네이터 및 적층방법이 열거된다. 소량의 이물의 관점에서, 일본 특허공개 평 7-110575호에 기재된 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 수지 전자 재료를 사용하여 수지층을 형성한 경우의 바람직한 막두께는 <전자 재료>에서 기술한 바람직한 막두께와 동일하다.

(기판)

본 발명에 있어서, 컬러필터가 형성되는 기판으로는, 예컨대 투명기판이 사용되고, 표면에 산화규소를 갖는 소다유리판, 저열팽창 유리, 무알칼리 유리 및 석영유리판 등의 공지의 유리판 뿐만 아니라 플라스틱 필름이 열거된다.

기판에 있어서, 미리 커플링 처리를 행함으로써 착색 수지 조성물 또는 수지 전사 재료와의 밀착성이 더욱 양호하게 될 수 있다. 커플링 처리로는, 일본 특허공개 2000-39033호에 기재된 방법이 적합하게 사용된다. 기판의 막두께는 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 700~1200㎛이 바람직하다.

(산소 차단필름)

본 발명의 컬러필터의 제조에 따르면, 착색 수지 조성물을 도포하여 수지층을 형성하는 경우, 그 수지층 상에 산소 차단필름을 더 형성함으로써, 노광 감도를 증가시킬 수 있다. 산소 차단필름의 예로는 <수지 전자 재료>의 (중간층)에서 이미 설명한 것들과 동일한 막이 열거된다. 산소 차단필름의 막두께는 특별히 한정하지 않지만, 바람직하게는 0.5~3.0㎛이다.

(노광 및 현상)

컬러필터는 기판 상에 형성된 수지층 상방에 소정의 마스크를 위치시킨 후, 마스크 상방으로부터 마스크, 열가소성 수지층 및 중간층을 거쳐 광을 조사한 다음, 현상액으로 현상하는 단계를 색의 수만큼 반복함으로써 얻을 수 있다.

여기서, 노광용 광원으로서, 수지층을 경화시킬 수 있는 파장 영역의 광(예컨대, 365nm, 405nm 등)을 조사할 수 있는 것이면 적당하게 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로는, 초고압 수은등, 고압 수은등 및 메탈 할라이드등이 열거된다. 노광광량은 통상 5~200mJ/㎠ 정도이고, 바람직하게는 10~100mJ/㎠ 정도이다.

현상액은 특별히 한정하지 않지만, 일본 특허공개 평 5-72724호에 기재된 현상액과 같은 공지의 현상액을 사용할 수 있다. 수지층이 용해형 현상거동되는 현상액이 바람직하다. 예컨대, pKa=7~13의 화합물을 0.05~5mol/L의 농도로 함유하는 현상액이 바람직하다. 또한, 물과 혼화성을 갖는 유기용제를 소량 첨가해도 좋다.

물과 혼화성을 갖는 유기용제의 예로는 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 1-프로판올, 부탄올, 디아세톤 알콜, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 벤질알콜, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, ε-카프로락톤, γ-부틸올락톤, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 헥사메틸포스포르아미드, 에틸락테이트, 메틸락테이트, ε-카프로락탐 및 N-메틸피롤리돈이 열거된다. 유기 용제의 농도는 0.1~30질량%가 바람직하다.

또한, 현상액에는 공지의 계면활성제를 더 첨가해도 좋다. 계면활성제의 농도는 0.01~10질량%가 바람직하다.

현상방법으로는, 패들 현상, 샤워 현상, 샤워&스핀 현상 및 딥핑 현상 등의 공지의 방법이 사용될 수 있다.

여기에서는, 샤워 현상을 설명하기 위해서, 노광공정 후의 수지층에 현상액을 샤워에 의해 블로잉함으로써 미경화 부분을 제거할 수 있다. 현상전에 수지층을 용해시킬 수 없는 알칼리 용액을 샤워에 의해 블로잉하여, 열가소성 수지층 및 중간층을 제거하는 것이 바람직하다. 현상후에는, 세제를 샤워에 의해 블로잉하고, 브러시 등으로 문지르면서 현상 잔류물을 제거하는 것이 바람직하다.

세제로는, 공지의 것을 사용할 수 있고, 포스페이트, 실리케이트, 비이온성 계면활성제, 소포제 및 안정제를 함유하는 Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품의 상품명: T-SD1, 또는 탄산나트륨 및 페녹시옥시에틸렌계 계면활성제를 함유하는 Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품의 상품명: T-SD2가 바람직하다.

현상액의 액온도는 20~40℃가 바람직하고, 또한 현상액의 pH는 8~13이 바람직하다.

컬러필터의 제조에 있어서, 일본 특허공개 평 11-248921호, 일본 특허 제3255107호에 기재되어 있는 바와 같이, 컬러필터를 형성하는 착색 수지 조성물을 오버레이함으로써 베이스를 형성하고, 그 위에 투명전극을 형성하고, 분할 배향용 돌기를 오버레이함으로써 스페이서를 형성하는 것이 비용 절감의 점에서 바람직하다.

착색 수지 조성물을 순차적 도포에 의해 오버레이하는 경우, 막두께는 도포액의 레벨링에 의해 오버레이마다 저감된다. 이러한 이유로, K(흑색)ㆍRㆍGㆍB의 4색을 오버레이하고, 분할 배향용 돌기를 더 오버레이하는 것이 바람직하다. 한편, 열가소성 수지층을 갖는 전사 재료를 사용하는 경우에는, 두께가 일정하게 유지되기 때문에, 오버레이 색은 3색 또는 2색인 것이 바람직하다.

전사 재료의 오버레이 및 전사시에서의 수지층의 변형을 방지하고 일정한 두께를 유지하는 관점으로부터, 베이스의 크기는 25㎛×25㎛ 이상이 바람직하고, 30㎛×30㎛ 이상이 특히 바람직하다.

<액정표시장치>

본 발명의 액정표시장치는 각 착색 화소의 콘트라스트가 2000 이상이고, 상기 2색 이상의 착색 화소 중에서 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트의 차이가 600 이하인 본 발명의 컬러필터를 제공할 수 있는 것이면 특별히 한정하지 않는다. ECB(Electrically Controlled Birefringence), TN(Twisted Nematic), IPS(In-Plane Switching), FLC(Ferroelectric Liquid Crystal), OCB(Optically Compensatory Bend), STN(Super Twisted Nematic), VA(Vetically Aligned), HAN(Hybrid Aligned Nematic) 및 GH(Guest Host) 등의 각종의 표시모드를 사용할 수 있다. 상기 장치는 상기 컬러필터를 사용함으로써, 높은 색순도를 실현할 수 있고, 동시에 높은 표시품질을 실현할 수 있으며, 또한 노트북 컴퓨터 및 TV 모니터용 디스플레이 등의 대형 화면 액정표시장치에도 적합하게 사용될 수 있는 것을 특징으로 한다.

실시형태에 있어서, 본 발명의 액정표시장치는 백라이트, 편광판, 2개 이상의 기판, 기판에 의해 유지되는 액정층, 상기 기판의 적어도 일부에 형성된 전극 및 상기 기판의 적어도 일부에 형성된 컬러필터를 포함하고, 컬러필터층이 본 발명의 컬러필터이고, 편광판의 편광도는 99.95 이상이고, 400nm에서의 직교 투과율이 0.05% 이하인 액정표시장치이다. 콘트라스트가 높은 픽셀과 콘트라스트가 높은 편광판을 병용함으로써, 콘트라스트가 높은 선명한 화상을 표시하고 RGB의 각 화소의 콘트라스트가 밸런스를 이루고, 또한 흑색 표시특성이 우수한 액정표시장치를 제공할 수 있다.

<편광판>

본 발명의 실시형태에 있어서, 편광판의 편광도는 99.95 이상이고, 더욱 바람직하게는 99.97 이상이고, 가장 바람직하게는 99.99 이상이다. 편광도가 99.95 미만인 경우에는, 컬러필터층의 콘트라스트가 2000 이상으로 증가하여도, 편광판에 의한 광누설이 발생하여 흑색의 표시농도가 저감될 수 있어 바람직하지 않다.

편광도는 다음과 같이 정의된다.

편광도= ((Tp-Tc)/(Tp+Tc))^0.5×100

Tp: 편광판을 평행하게 조합시켰을 경우의 투과율

Tc: 편광판을 직각으로 조합시켰을 경우의 투과율

본 발명의 실시형태에 있어서, 고콘트라스트시 발생된 흑색 밸런스 이동의 억제의 관점에서, 편광판은 편광도가 99.95 이상이고, 또한, 400nm에서의 직교 투과율이 0.05% 이하이다. 직교 투과율은 보다 바람직하게는 0.03% 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.01% 이하이다. 직교 투과율이 0.05%를 초과하면, 고콘트라스트시에 발생되는 흑색 밸런스 이동이 쉽게 나타날 수 있다.

본 발명에 있어서의 편광판은, 예컨대 폴리비닐알콜에 요오드 또는 염료를 염색-흡착시킨 후, 연신 및 배향시켜서 제조된다. 이렇게 함으로써, 소정의 진동 방향으로 편광된 광만을 통과시키는 편광판으로서의 기능이 발현된다. 요오드계의 편광판의 바람직한 예로는 Sanritz Corporation 제품의 HLC2-5618(편광도: 99.979, 400nm에서의 직교 투과율: 0.01%), HLC2-2518(편광도: 99.991, 400nm에서의 직교 투과율: 0.01%), UHLC2-5618(편광도 99.975, 400nm에서의 직교 투과율: 0.01%), LLC2-9118(편광도: 99.982, 400nm에서의 직교 투과율: 0.01%), LLC2-9218(편광도: 99.974, 400nm에서의 직교 투과율: 0.02%) 및 LLC2-81-18(편광도: 99.985, 400nm에서의 직교 투과율: 0.01%)이 열거된다. 염료계의 편광판의 바람직한 예로는 Sanritz Corporation 제품의 HC2-6018(편광도: 99.952, 400nm에서의 직교 투과율: 0.02%)가 열거된다. 이들 중에서, 장기에 걸친 콘트라스트의 유지의 관점에서 요오드계의 편광판이 바람직하다. 색 밸런스의 점에서, 회색계의 색을 가진 편광판이 더욱 바람직하다(예컨대, Sanritz Corporation 제품의 HLC2-5618(그레이), HLC2-2518(그레이), UHLC2-5618(그레이), LLC2-9118(그레이), LLC2-9218(그레이), LLC2-81-18(그레이)). 또한, 높은 콘트라스트시에 발생하는 흑색 밸런스 이동의 억제의 관점에서, 예컨대 400nm에서의 직교 투과율이 0.05% 이하인 Sanritz Corporation 제품의 HLC2-2518(0.01%)이 가장 바람직하다.

(액정층)

본 발명에 사용되는 액정층으로는, ECB(Electrically Controlled Birefringence), TN(Twisted Nematic), IPS(In-Plane Switching), FLC(Ferroelectric Liquid Crystal), OCB(Optically Compensatory Bend), STN(Super Twisted Nematic), VA(Vetically Aligned), HAN(Hybrid Aligned Nematic) 및 GH(Guest Host) 등의 각종의 액정 표시모드가 사용될 수 있다. 이들 중에서, TN, MVA, IPS, PVA 및 OCB와 같은 액정 모드에 사용되는 액정의 층이 바람직하다. 동영상 표시성이 높고, 시야각 의존성이 작은 MVA, IPS(수퍼 IPS), PVA 및 OCB 모드가 더욱 바람직하고, 흑색 콘트라스트가 높은 PVA 모드, 배향 제어용 돌기 근방의 광누설 측정이 실시된 MVA 모드 및 콘트라스트가 향상된 IPS(수퍼 IPS) 모드가 가장 바람직하다.

(전극)

본 발명에 사용되는 전극은 액정층의 액정분자에 전계를 인가하는 전극을 말한다. TN, MVA, PVA 및 OCB 등의 액정 모드의 경우, 액정층을 유지하는 2매의 기판 중 액정측 상에 전극이 형성된다. IPS 모드의 경우에는, 액정을 협지하는 2매의 기판 중, 적어도 일측에 전극이 형성된다. 재질로는, 예컨대 산화인듐주석(ITO)가 사용될 수 있다.

(화면 사이즈)

본 발명에 있어서, 화소 사이즈가 클수록, 그 효과는 더욱 현저하게 발현된다. 그러므로, 본 발명의 액정표시장치의 화면 크기는 바람직하게는 10인치 이상이 바람직하고, 15인치 이상이 더욱 바람직하고, 가장 바람직하게는 20인치 이상이다.

(백라이트)

본 발명에 있어서, 백라이트로서 냉음극관(CCFL), 외부전극 냉음극관(EEFL), FFL 및 LED를 활용할 수 있다.

상기 냉음극관(CCFL)으로는, 일반적으로 적색, 녹색 및 청색의 파장영역에 발광파장을 갖는 광원을 사용하는 냉음극관으로서, 이 냉음극관으로부터의 발광을 도광판에 의해 백색면 광원으로 변환하는 냉음극관이 사용된다. 냉음극관의 발광체 중에서, 적색 발광체로는 Y₂O₃:Eu 형광체가 일반적으로 사용된다. 녹색 발광체로서 LaPO₄:Ce, Tb 형광체가 일반적으로 사용된다. 청색 형광체로는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 형광체 및 Sr₁₀(PO₄)₆C₁₂:Eu 형광체가 일반적으로 사용된다. 화이트 밸런스의 점에서 적당한 배합비로 이들 형광체를 혼합하여 얻어진 형광체막이 형성되어 있는 밀봉체 내에 전극을 장착하고, 그 안에 희가스를 봉입한 형광램프가 백라이트용 광원으로서 사용된다.

LED로서 520~540nm 사이의 피크 파장을 갖는 발광 디바이스를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는, 발광다이오드를 사용한다. 이 발광 다이어드를 사용한 백라이트에 대하여 일본 특허공개 2004-78102호에 상세하게 기술되어 있다.

즉, 적색(R) LED, 녹색(G) LED 및 청색(B) LED를 포함하고, 상기 적색(R) LED의 피크 파장이 610nm 이상이고, 상기 녹색(G) LED의 피크 파장이 530±10nm의 범위내이고, 상기 청색(B) LED의 피크 파장이 480nm 이하인 LED 백라이트가 바람직하게 사용된다. 특히, 피크파장이 520~540의 범위내인 녹색(G) LED에 의하여 본 발명의 액정표시장치의 녹색 재현영역을 넓힐 수 있게 된다. 본 발명에 있어서는, 녹색(G) LED의 피크 파장은 520~540nm의 범위내가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 525~535nm의 범위내이다. 피크 파장이 상기 범위내인 녹색(G) LED의 종류의 예로는 DG1112H(Stanley Electric Co., Ltd. 제품), UG1112H(Stanley Electric Co., Ltd. 제품), E1L51-3G(Toyoda Gosei Co., Ltd. 제품), E1L49-3G(Toyoda Gosei Co., Ltd. 제품) 및 NSPG500S(Nichia Corporation 제품)이 열거된다.

본 발명에 있어서, LED 백라이트의 광원으로는 적색(R) LED도 바람직하게 사용할 수 있다. 이 경우, 피크 파장이 610nm 이상인 LED이면 특별히 한정하지 않는다. 적색(R) LED의 피크 파장은 바람직하게는 610nm 이상이고, 더욱 바람직하게는 615~640nm의 범위내이다. 이에 따라, 적색의 NTSC 규격의 색도점을 액정표시장치에 의해 재현될 수 있다.

적색(R) LED의 구체예로는 FR1112H(Stanley Electric Co., Ltd. 제품), FR5366X(Stanley Electric Co., Ltd. 제품), NSTM515AS(R)(Nichia Corporation 제품), GL3ZR2D1COS(Sharp Corporation 제품) 및 GM1JJ35200AE(Sharp Corporation 제품)이 열거된다.

본 발명에 있어서, LED 백라이트용 광원으로서 청색(B) LED도 바람직하게 사용된다. 이 경우, 피크 파장이 480nm 이하인 LED이면 특별히 한정하지 않는다. 청색(R) LED의 피크 파장은 바람직하게는 480nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 465~475nm의 범위내이다. 이에 따라, 청색의 NTSC 규격의 색도점은 본 발명의 액정표시장치에 의해 재현될 수 있다.

청색(B) LED의 구체예로는 DB1112H(Stanley Electric Co., Ltd. 제품), DB5306X(Stanley Electric Co., Ltd. 제품), E1L51-3B(Toyoda Gosei Co., Ltd. 제품), E1L4E-SB1A(Toyoda Gosei Co., Ltd. 제품), NSPB630S(Nichia Corporation 제품) 및 NSPB310A (Nichia Corporation 제품)이 열거된다.

여기서 기재한 피크 파장은 Ohtsuka Electronics Co., Ltd. 제품의 분광측광장치 MCPD-2000을 사용한 스펙트럼 측정치로부터 얻어졌다.

일본특허출원 2004-296385호 및 2005-58015호의 내용을 이하에 참조하여 원용한다.

도 1은 본 발명의 액정표시장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

도 2는 본 발명의 액정표시장치의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.

도 3은 본 발명의 액정표시장치의 또 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.

본 발명에 대하여 실시예를 이용하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이하, 특별히 기재하지 않는 한, "부" 및 "%"는 "질량부" 및 "질량%"를 각각 나타낸다.

[실시예 1~8 및 9a~16a, 비교예 1 및 2]

[실시예 1]

[컬러필터의 제조]

-감광성 수지 전사 재료의 제조-

하기 처방 H1으로 이루어진 열가소성 수지층용 도포액을 두께 75㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 가지지체 상에 슬릿형 노즐을 사용하여 도포하고, 이것을 건조하였다. 그 다음, 하기 처방 P1으로 이루어진 중간층용 도포액을 도포하고, 건조하였다. 또한, 하기 표 1에 기재한 처방 K1의 조성물로 이루어진 착색 감광성 수지 조성물 K1을 더 도포하고 건조하여, 상기 가지지체 상에 건조 막두께 14.6㎛의 열가소성 수지층, 건조 막두께 1.6㎛의 중간층 및 건조 막두께 2.4㎛의 감광성 수지층을 형성하고, 보호필름(두께 12㎛의 폴리프로필렌 필름)을 압착하였다.

이렇게 하여, 가지지체, 열가소성 수지층, 중간층(산소 차단필름) 및 흑색(K) 감광성 수지층이 일체화된 감광성 수지 전자 재료를 제조하였고, 이 감광성 수지 전사재료를 K1으로 하였다.

열가소성 수지층용 도포액: 처방 H1

ㆍ메탄올 11.1부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 6.36부

ㆍ메틸에틸 케톤 52.4부

ㆍ메틸 메타크릴레이트/2-에틸헥실 아크릴레이트/벤질 메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=55/11.7/4.5/28.8, 중량평균 분자량=100,000, Tg≒70℃) 5.83부

ㆍ스티렌/아크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=63/37, 중량평균 분자량=10,000, Tg≒100℃) 13.6부

ㆍ펜타에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트의 2당량이 비스페놀 A와 탈수 축합된 화합물(상품명: 2,2-비스[4-(메타크릴옥시폴리에톡시)페닐]프로판, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. 제품) 9.1부

ㆍ계면활성제 1(상품명: MEGAFACE F780F, Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated 제품) 0.54부

중간층용 도포액: 처방 P1

ㆍPVA205(폴리비닐알콜, Kurary Co., Ltd. 제품, 비누화도=88%, 중합도 550) 32.2부

ㆍ폴리비닐피롤리돈(상품명: K-30, ISP Japan, Ltd. 제품) 14.9부

ㆍ증류수 524부

ㆍ메탄올 429부

다음에, 상기 감광성 수지 전사 재료 K1의 제조에 사용된 착색 감광성 수지 조성물 K1을 하기 표 1에 기재된 조성으로 이루어진 하기 착색 감광성 수지 조성물 R1, G1 또는 B1로 변경한 이외는, 상기와 같은 방법으로 감광성 수지 전사 재료 R1, G1 및 B1을 제조하였다.

-흑색(K) 화상의 형성-

무알칼리 유리기판(이하, 간단히 유리기판이라고 함)을 25℃에서 조정된 유리 세제액(포스페이트, 실리케이트, 비이온성 계면활성제, 소포제 및 안정화제를 함유하는 T-PD1(상품명, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)의 1~10 희석액(순수로 희석함))을 20초간 샤워로 블로잉하면서 나일론모를 가진 회전 브러시로 세정하고, 순수 샤워로 세정하고, 실란 커플링액(N-β(아미노에틸) γ-아미노프로필 트리메톡시실란 0.3질량% 수용액(상품명: KBM603, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품)을 샤워에 의해 20초간 블로잉한 후, 순수 샤워로 세정하였다. 이 기판을 기판 예열장치로 100℃에서 2분간 가열하였다.(T-SD1 대신에 T-SD2를 세제액으로서 사용해도 좋다.)

상기 감광성 수지 전사 재료 K1의 보호필름을 박리하고, 이것을 라미네이터(Lamic II, Hitachi Industries Co., Ltd. 제품)을 사용하여 상기 100℃에서 가열한 기판에 고무롤러 온도 130℃, 선압 100N/cm, 반송 속도 2.2m/분으로 적층하였다.

가지지체와 열가소성 수지층 사이의 계면에서 가지지체를 박리한 후, 기판과 마스크(화상패턴을 갖는 석영 노광 마스크)를 수직으로 세운 상태에서, 노광 마스크면과 상기 감광성 수지층 사이의 거리가 200㎛가 되도록 설정하고, 초고압수은등을 갖는 프록시미티형 노광기(Hitachi High-Tech Electronics Engineering Co., Ltd. 제품)로 노광량 70mJ/㎠로 패턴 노광하였다.

다음에, 이것을 30℃에서 50초간 플랫 노즐압력 0.04MPa로, 트리에탄올아민계 현상액(다음과 같이 제조됨: 트리에탄올아민(30질량%), 프로필렌글리콜, 글리세롤 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트 및 스테아릴 에테르(0.1질량%, 총량) 및 순수(나머지)를 혼합하여 얻어진 원액을 순수로 희석(1~12; 원액 1질량부와 순수 11질량부의 비율로 혼합)하여 제조함)으로 샤워현상하여, 열가소성 수지층과 중간층을 제거하였다. 다음에, 기판의 표면에 공기를 블로잉하여 수분을 제거한 후, 순수 샤워로 10초간 세정하였다. 그 다음, 기판에 공기를 블로잉하여 기판 상의 수분을 제거하였다.

계속하여, 이것을 탄산나트륨계 현상액(Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품의 T-CD1(상품명)의 1~5 희석액(순수로 희석)); 중탄산나트륨 0.38mol/L, 탄산나트륨 0.47mol/L, 디부틸나프탈렌술폰산 나트륨 5질량%, 비이온성 계면활성제, 소포제 및 안정화제) 함유)을 압력 0.15MPa로 콘형 노즐로 29℃에서 30초간 샤워현상하여, 감광성 수지층을 현상하여 패터닝 화상을 얻었다.

계속하여, 상기 잔류물을 순수로 희석(1~10)한 세제(포스페이트, 실리케이트, 비이온성 계면활성제, 소포제 및 안정제 함유, 상품명: T-SD1, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)를 사용하여 33℃에서 20초간, 압력 0.02MPa로 콘형 노즐을 사용하여 샤워하고, 또 나일론모를 갖는 회전 브러시로 문질러서 제거하여, 흑색(K) 화상을 얻었다.(세제로서, T-SD1 대신에 T-SD2를 사용해도 좋다.)

그 후, 상기 기판을 상기 수지층의 양측으로부터 초고압 수은등으로 500mJ/㎠의 광에서 포스트 노광하고, 220℃, 15분간 열처리하였다.

K 화상이 형성된 기판을 상기한 바와 같이 브러시로 세정하고, 순수 샤워로 세정하고, 실란 커플링액은 사용하지 않고 기판 예열장치에 반송하였다.

-적색(R) 화소의 형성-

상기 감광성 수지 전사 재료 R1을 사용하고, 상기 감광성 수지 전사 재료 K1와 동일한 방법으로, 흑색(K) 화소가 형성되어 있는 기판 상에 적색(R) 화소를 얻었다. 노광량은 40mJ/㎠이었고, 탄산나트륨계 현상액으로의 현상은 35℃에서 35초간 행하였다.

상기 감광성 수지층 R1의 두께는 2.0㎛이었고, 안료 C.I.PigmentㆍRed 254 및 C.I.PigmentㆍRed 177의 도포량은 각각 0.88 및 0.22g/㎡이었다.

R 화소가 형성되어 있는 이 기판을 상술한 바와 같이 브러시로 다시 세정하고, 순수로 세정하고, 실란 커플링액은 사용하지 않고 기판 예열장치에 의해 100℃에서 2분간 가열하였다.

-녹색(G) 화소의 형성-

상기 감광성 수지 전사 재료 R1과 동일한 공정에 의해, 상기 감광성 수지 전사 재료 G1을 사용하여, 적색(R) 화소가 형성되는 있는 기판 상에 녹색(G) 화소를 형성하였다. 노광량은 40mJ/㎠이었고, 탄산나트륨계 현상액에 의한 현상을 34℃에서 45초간 행하였다. 녹색(G) 화소의 형성과 동일한 방법으로 무알칼리 유리기판 상에 녹색(G) 착색층을 형성하여 콘트라스트 측정평가용 단색 기판을 제조하였다.

상기 감광성 수지층 G1의 두께는 2.0㎛이었고, 안료 C.I.PigmentㆍGreen 36 및 C.I.PigmentㆍYellow 150의 도포량은 각각 1.12 및 0.48g/㎡이었다.

R 및 G 화소가 형성되어 있는 기판을 상기한 바와 같이 다시 브러시로 세정하고, 순수 샤워로 세정하고, 실란 커플링액은 사용하지 않는 기판 예열장치로 100℃에서 2분간 가열하였다.

-청색(B) 화소의 형성-

상기 감광성 수지 전사 재료 R1과 동일한 공정에 의해, 상기 감광성 수지 전사 재료 B1을 사용하여, 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소가 형성되는 있는 기판 상에 청색(B) 화소를 얻었다. 노광량은 30mJ/㎠이었고, 탄산나트륨계 현상액에 의한 현상을 36℃에서 40초간 행하였다. 청색(B) 화소의 형성과 동일한 방법으로 무알칼리 유리기판 상에 청색(G) 착색층을 형성하여 콘트라스트 측정평가용 단색 기판을 제조하였다.

상기 감광성 수지층 B1의 두께는 2.0㎛이었고, 안료 C.I.PigmentㆍBlue 15:6 및 C.I.PigmentㆍVilolet 23의 도포량은 각각 0.63 및 0.07g/㎡이었다.

R, G 및 B 화소가 형성되어 있는 기판을 상기한 바와 같이 다시 브러시로 세정하고, 순수 샤워로 세정하고, 실란 커플링액은 사용하지 않는 기판 예열장치로 100℃에서 2분간 가열하였다.

이 R, G 및 B 화소 및 K 화상이 형성되어 있는 기판을 240℃에서 50분간 베이크하여 목적한 컬러필터를 얻었다.

이하에, 표 1에 나타낸 착색 감광성 수지 조성물 K1, R1, G1 및 B1의 제조에 대하여 설명한다.

상기 착색 감광성 수지 조성물 K1은 상기 표 1에 기재된 양의 K 안료 분산물 1, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 우선 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 메틸에틸케톤, 바인더 1, 하이드로퀴논 모노메틸에테르, DPHA액, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸)-3-브로모페닐]-s-트리아진, 계면활성제 1을 칭량하고, 온도 25℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 온도 40℃(±2℃), 150rpm으로 30분간 교반함으로써 얻었다.

처방 K1에서 기재한 조성물 중에서, K 안료 분산물 1의 조성은 다음과 같다:

ㆍ카본블랙(상품명: NIPEX 35, Degussa Japan 제품) 13.1부

ㆍN,N'-비스(3-디에틸아미노프로필)-5-{4-[2-옥소-1-(2-옥소-2,3-디히드로-1H-벤즈이미다졸-5-일 카바모일)-프로필아조]-벤조일아미노}-이소프탈아미드 0.65부

ㆍ폴리머(벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=72/28)의 랜덤 공중합체 몰비, 중량평균 분자량 37,000) 6.72부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 79.53부

착색 감광성 수지 조성물 R1을, 상기 표 1에 기재된 양의 R 안료 분산물 1, R안료 분산물 2, 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 우선 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 이 혼합물을 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 1에 기재된 양의 메틸에틸케톤, 바인더 2, DPHA액, 2-트리클로로메틸-5-(p-스티릴메틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸)-3-브로모페닐]-s-트리아진 및 페노티아진을 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 이것을 150rpm으로 30분간 교반하고, 또한 표 1에 기재된 양의 첨가제 1 및 계면활성제 1을 칭량하고, 이것을 온도 24℃(±2℃)에서 첨가하고, 이 혼합물을 30rpm으로 30분간 교반하고, 나일론 메시 #200로 여과함으로써 얻었다.

표 1에 기재된 조성물 중에서, R 안료 분산물 1의 조성은 다음과 같다:

ㆍC.I.PigmentㆍRed(IRGAPHOR RED B-CF, Ciba Specialty Chemicals 제품) 254 8.0부

ㆍN,N'-비스(3-디에틸아미노프로필)-5-{4-[2-옥소-1-(2-옥소-2,3-디히드로-1H-벤즈이다졸-5-일 카바모일)-프로필아조]-벤조일아미노}-이소프탈아미드 0.8부

ㆍ폴리머[벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=72/28 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 37,000] 8.0부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 83.2부

R 안료 분산물 2(Fuji Film Arch 제품)의 조성은 다음과 같다.

ㆍC.I.PigmentㆍRed(CROMOPHTAL RED A2B, Ciba Specialty Chemicals 제품) 177 18부

ㆍ폴리머[벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=72/28 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 37,000] 12부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 70부

상기 조성물을 모터밀 M-50(Aiger Japan 제품) 및 지름 0.65mm의 지르코니아 비드를 사용하여 원주속도 9m/s로 27시간 분산시켜 안료 분산 조성물을 제조하였다. 이 때의 안료의 수평균 입자지름을 표 3에 나타낸다.

착색 감광성 수지 조성물 G1을 상기 표 1에 기재된 양의 G안료 분산물 1, Y안료 분산물 1 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 우선 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 이 혼합물을 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 1에 기재된 양의 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 바인더 1, DPHA액, 2-트리클로로메틸-5-(p-스티릴메틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸아미노)-3-브로모페닐]-s-트리아진 및 페노티아진을 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 이 혼합물을 150rpm으로 30분간 교반하고, 또한 상기 표 1에 기재된 양의 계면활성제 1을 칭량하고, 이것을 온도 24℃(±2℃)에서 첨가하고, 그 혼합물을 30rpm으로 5분간 교반하고, 나일론 메시 #200로 여과함으로써 얻었다.

표 1에 기재된 조성물 중에서, G안료 분산물 1의 조성은 다음과 같다.

ㆍC.I.PigmentㆍGreen 36(Rionol Green 6YK, Toyo Ink Mfg, Co., Ltd.) 14부

ㆍ폴리머(벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=72/28 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 37,000) 23부

ㆍN,N'-비스(3-디에틸아미노프로필)-5-{4-[2-옥소-1-(2-옥소-2,3-디히드로-1H-벤즈이다졸-5-일 카바모일)-프로필아조]-벤조일아미노}-이소프탈아미드 1.4부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 61.6부

표 1에 기재된 조성물 중에서, G 안료 분산물 1의 조성은 다음과 같다:

ㆍC.I.PigmentㆍYellow 150(BAYPLAST YELLOW 5후 Bayer Ltd. 제품) 15부

ㆍ폴리머(벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=72/28 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 37,000) 9부

ㆍN,N'-비스(3-디에틸아미노프로필)-5-{4-[2-옥소-1-(2-옥소-2,3-디히드로-1H-벤즈이다졸-5-일 카바모일)-프로필아조]-벤조일아미노}-이소프탈아미드 1.5부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 74.5부

상기 조성물을 모터밀 M-50(Aiger Japan 제품) 및 지름 0.65mm의 지르코니아 비드를 사용하여 원주속도 9m/s로 28시간 분산시켜 안료 분산 조성물을 제조하였다. 이 때의 안료의 수평균 입자지름을 표 3에 나타낸다.

착색 감광성 수지 조성물 B1을 표 1에 기재된 양의 B 안료 분산물 1 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 우선 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 이 혼합물을 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 1에 기재된 양의 메틸에틸케톤, 바인더 3, DPHA액, 2-트리클로로메틸-5-(p-스티릴메틸)-1,3,4-옥사디아졸 및 페노티아진을 칭량하고, 온도 25℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 온도 40℃(±2℃)에서 150rpm으로 30분간 교반하고, 또한 상기 표 1에 기재된 양의 계면활성제 1을 칭량하고, 이것을 온도 24℃(±2℃)에서 첨가하고, 그 혼합물을 30rpm으로 5분간 교반하고, 나일론 메시 #200로 여과함으로써 얻었다.

표 1에 기재된 조성물 중에서, B 안료 분산물 1의 조성은 다음과 같다.

ㆍC.I.PigmentㆍBlue 15:6(Rionol Blue ES, Toyo Ink Mfg. Ltd. 제품) 11.28부

ㆍC.I.PigmentㆍViolet(Hostaperm Violet RL-NF, Clariant Japan 제품) 0.72부

ㆍEFKA-745(EFKA ADDITIVES B.V. 제품) 0.6부

ㆍDisparon DA-725(Kusumoto chemicals, Ltd. 제품) 0.75부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 86.65부

바인더 1의 조성은 다음과 같다:

ㆍ폴리머[벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=78/22 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 37,000)] 27부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 73부

바인더 2의 조성은 다음과 같다:

ㆍ폴리머[벤질메타크릴레이트/메타크릴산/메틸메타크릴레이트(=38/25/37 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 38,000)] 27부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 73부

바인더 3의 조성은 다음과 같다:

ㆍ폴리머[벤질메타크릴레이트/메타크릴산/메틸메타크릴레이트(=36/22/42 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 38,000)] 27부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 73부

DPHA액의 조성은 다음과 같다:

ㆍ디펜타에리스톨 헥사아크릴레이트(중합억제제 MEHQ를 500ppm 함유, 상품명: KAYARAD DPHA, Nippon Kayaku Co., Ltd. 제품) 76부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 24부

계면활성제 1(상품명: MEGAFACE F780F, Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated 제품)의 조성은 다음과 같다:

ㆍC₆F₁₃CH₂CH₂OCOCH=CH₂ 40부, H(OCH(CH₃)CH₂)₇OCOCH=CH₂ 55부, 및 H(OCH₂CH₂)₇OCOCH=CH₂ 5부의 공중합체, 중량평균 분자량 30,000 30부

ㆍ메틸에틸케톤 70부

[실시예 2~7, 비교예 1, 2]

실시예 1의 것과 동일한 처방 및 방법으로, 분산시간을 표 3에 기재된 시간으로 변경하여 목적한 컬러필터를 제조하였다.

[실시예 8]

실시예 1에서 사용한 착색 감광성 수지 조성물 G1 및 B1을 하기 표 1에 기재된 G2 및 B2로 각각 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 목적한 컬러필터를 제조하였다.

착색 감광성 수지 조성물 G2를 표 1에 기재된 양의 G안료 분산물 2, Y안료 분산물 2 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 이 혼합물을 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 1에 기재된 양의 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 바인더 1, DPHA액, 2-트리클로로메틸-5-(p-스티릴메틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸아미도)-3-브로모페닐]-s-트리아진 및 페노티아진을 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 이 혼합물을 150rpm으로 30분간 교반하고, 또한 상기 표 1에 기재된 양의 계면활성제 1을 더 칭량하고, 이것을 온도 24℃(±2℃)에서 첨가하고, 그 혼합물을 30rpm으로 5분간 교반하고, 나일론 메시 #200로 여과함으로써 얻었다.

표 1에 기재된 분산물 중에서, G안료 분산물 2의 조성물로서 GT-2(상품명: Fuji Film Electronics Materials 제품)을 사용하였다.

Y 안료 조성물 2의 조성물로는 CF Yellow EX3393(상품명, Mikuni Color Ltd. 제품)을 사용하였다.

착색 감광성 수지 조성물 B2를 표 1에 기재된 양의 B 안료 분산물 2, B 안료 분산물 3 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 우선 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 이 혼합물을 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 1에 기재된 양의 메틸에틸케톤, 바인더 3, DPHA액, 2-트리클로로메틸-5-(p-스티릴메틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸아미도)-3-브로모페닐]-s-트리아진 및 페노티아진을 칭량하고, 온도 25℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 이 혼합물을 온도 40℃(±2℃)에서 150rpm으로 30분간 교반하고, 또한 상기 표 1에 기재된 양의 계면활성제 1을 칭량하고, 이것을 온도 24℃(±2℃)에서 첨가하고, 그 혼합물을 30rpm으로 5분간 교반하고, 나일론 메시 #200로 여과함으로써 얻었다.

표 1에 기재된 조성물 중에서, B 안료 분산물 2의 조성물로서 CF Blue EX3357(상품명, Mikuni Color Ltd. 제품)을 사용하였다.

B 안료 분산물 3의 조성물로서 CF Blue EX3383(상품명, Mikuni Color Ltd. 제품)을 사용하였다.

[실시예 9a]

<컬러필터의 제조(슬릿 노즐을 사용한 도포에 의해 제조)>

-흑색(K) 화상의 형성-

무알칼리 유리기판을 UV 세정장치로 세정한 후, 세제를 사용하여 브러시 세정하고, 초순수로 초음파 세정하였다. 이 기판을 120℃에서 3분간 열처리하여 표면 상태를 안정화하였다.

상기 기판을 냉각하여 23℃에서 조정한 후, 슬릿상 노즐을 갖는 유기기판 코터(Hirata Corporation 제품)로 표 1에 기재된 조성으로 이루어진 착색 감광성 수지 조성물 K1을 도포하였다. 계속하여, 진공건조기(상품명: VCD, Tokyo Ohka Kokyo Co., Ltd. 제품)를 이용하여 30초간 용매의 일부를 건조시켜서 도포층의 유동성을 상실시키고, 이것을 120℃에서 3분간 프리베이크하여 두께 2.4㎛의 감광성 수지층 K1을 얻었다.

기판과 마스크(화상 패턴을 갖는 석영 노광 마스크)가 수직으로 세워진 상태에서, 마스크면과 감광성 수지층 사이의 거리가 200㎛이 되도록 설정하고, 초고압수은등을 구비한 프록시미티형 노광기(Hitachi Hi-Tech Electronics Engineering Co., Ltd. 제품)를 사용하여 노광량 300mJ/㎠로 패턴 노광하였다.

그 다음, 순수를 샤워 노즐로 분무하여 감광성 수지층 K1의 표면을 균일하게 적시고, 이것을 KOH계 현상액(KOH 및 비이온 계면활성제 함유, 상품명: CDK-1, Fuji Film Electromaterials 제품)을 23℃에서 플랫 노즐압력 0.04MPa로 80초간 샤워현상하여, 패터닝 화상을 얻었다. 계속하여, 초순수를 초고압 세정 노즐에 의해 9.8MPa의 압력으로 분사하여 잔류물을 제거하고, 초순수를 기판의 양면에 블로잉하여 현상액 및 용해된 감광성 수지층을 제거한 후, 에어나이프로 수분을 제거하여, 흑색(K) 화상을 얻었다. 계속하여, 이것을 220℃에서 30분간 열처리하였다.

-적색(R) 화소의 형성-

상기 흑색(K) 화상의 형성과 동일한 공정으로, 상기 표 2에 기재된 조성으로 이루어진 착색 감광성 수지 조성물 R3a를 사용하여, 흑색(K) 화상이 형성되어 있는 기판 상에 열처리된 적색(R) 화소를 형성하였다.

감광성 수지층 R3a의 두께는 1.6㎛이었고, C.I.PigmentㆍRed 254 및 C.I.PigmentㆍRed 177의 도포량은 각각 0.88g/㎡ 및 0.22g/㎡이었다.

적색(R) 화소의 형성과 동일한 방법으로 무알칼리 유리기판 상에 적색(R) 착색층을 형성하여 콘트라스트 측정평가용 단색 기판을 제조하였다.

-녹색(G) 화소의 형성-

상기 흑색(K) 화상의 형성과 동일한 공정으로, 상기 표 2에 기재된 조성으로 이루어진 착색 감광성 수지 조성물 G3a를 사용하여, 흑색(K) 화상 및 적색(R) 화소가 형성되어 있는 기판 상에 열처리된 녹색(G) 화소를 형성하였다.

감광성 수지층 G3a의 두께는 1.6㎛이었고, C.I.PigmentㆍGreen 36 및 C.I.PigmentㆍYellow 150의 도포량은 각각 1.12g/㎡ 및 0.48g/㎡이었다.

녹색(G) 화소의 형성과 동일한 방법으로 무알칼리 유리기판 상에 녹색(G) 착색층을 형성하여 콘트라스트 측정평가용 단색 기판을 제조하였다.

-청색(B) 화소의 형성-

상기 흑색(K) 화상의 형성과 동일한 공정으로, 상기 표 2에 기재된 조성으로 이루어진 착색 감광성 수지 조성물 B3a를 사용하여, 흑색(K) 화상, 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소가 형성되어 있는 기판 상에 열처리된 청색(B) 화소를 형성하였다.

감광성 수지층 G3a의 두께는 1.6㎛이었고, C.I.PigmentㆍBlue 15:6 및 C.I.PigmentㆍVilolet 23의 도포량은 각각 0.63 및 0.07g/㎡이었다.

청색(B) 화소의 형성과 동일한 방법으로 무알칼리 유리기판 상에 청색(G) 착색층을 형성하여 콘트라스트 측정평가용 단색 기판을 제조하였다.

착색 감광성 수지 조성물 R3a, G3a 및 B3a을 상기 착색 감광성 수지 조성물 R1, G1 및 B1의 제조방법을 따라 각각 제조하였다.

착색 감광성 수지 조성물 R3a, G3a 및 B3a의 분산시간 및 수평균 입자지름을 표 4에 나타낸다.

[실시예 10a~15a]

목적한 컬러필터를 표 4에 기재된 분산시간을 변경한 이외는 실시예 9a와 동일한 처방을 사용하여 실시예 9a와 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 16a]

목적한 컬러필터를 착색 감광성 수지 조성물 G3a 및 B3a를 착색 감광성 수지 조성물 G4a 및 B4a로 각각 변경한 이외는 실시예 9a와 동일한 방법으로 제조하였다.

착색 수지 조성물 G4a 및 B4a를 착색 감광성 수지 조성물 G2 및 B2의 제조방법에 의해 각각 제조하였다.

-콘트라스트의 측정-

상기로부터 얻어진 컬러필터를 구성하는 각각의 착색 화소의 콘트라스트를 하기 측정방법으로 측정하고, 각 착색 화소의 콘트라스트의 차이를 산출하였다. 그 결과를 표 3 및 4에 나타낸다.

(콘트라스트 측정방법)

확산 기재를 보유한 3파장 냉음극관 광원을 백라이트로서 이용하고, 2매의 편광판(상품명: G1220DUN, Nitto Denko Corporation 제품) 사이에 컬러필터 또는 단색 기판을 배치하고, 편광판이 평행 니콜로 배치되어 있을 때에 통과하는 광의 색도의 Y치를, 직교 니콜로 배치되어 있을 때에 통과하는 광의 색도의 Y치로 나누어 콘트라스트를 얻었다. 색도의 측정에는, 색채 휘도계(BM-5, TOPCON Corporation 제품)를 사용하였다.

2매의 편광판, 컬러필터 및 색채 휘도계를 다음과 같이 배치하였다. 상기 편광판 중 하나를 백라이트로부터 13mm에 위치시켰다. 지름 11mm, 길이 20mm의 실린더를 상기 백라이트로부터 40~60mm에 위치시켰다. 상기 실린더를 통과한 광을 백라이트로부터 65mm의 위치된 측정 샘플에 가하였다. 백라이트로부터 100mm에 위치한 다른 편광판을 거친 광을 백라이트로부터 400mm에 위치한 색채 휘도계로 측정하였다. 색채 휘도게의 측정각도는 2°이었다. 샘플을 위치시키지 않고, 2개의 편광판을 평행 니콜로 배치했을 때에 측정한 휘도가 1280cd/㎡이 되도록 백라이트의 광량을 설정하였다.

[액정표시장치의 제조 및 평가]

실시예 1~8 및 9a~16a, 비교예 1 및 2에서 제조한 각각의 컬러필터의 화소 에 ITO(산화인듐주석)의 투명전극층을 형성하고, 그 위에 폴리이미드 배향필름을 더 형성하였다. 스페이서 입자를 함유하는 에폭시 수지의 밀봉제를 컬러필터의 화소군의 주변에 형성된 블랙 매트릭스의 외부 프레임에 해당하는 위치에 인쇄하고, 컬러필터 기판과 카운터 기판을 10kg/cm의 압력으로 서로 적층하였다. 그 다음, 적층된 유리기판을 150℃에서 90분간 열처리하여 밀봉제를 경화시켜, 2매의 유리기판의 적층체를 얻었다. 이 유리기판 적층체를 진공하에서 탈기한 후, 대기압으로 압력을 되돌리고, 2매의 유리기판 사이의 틈에 액정을 주입하여 액정셀을 얻었다.

-흑색 표시의 측정-

실시예 1~8 및 9a~16a, 비교예 1 및 2에서 제조한 컬러필터를 사용한 각각의 액정표시패널을 흑색 표시하고, 이때의 색도를 측정하고, 무색 색도를 (x,y,Y=0.333, 0.333, 0.08)로 정의하고, 이 색으로부터의 색차를 산출하였다. 결과를 표 3 및 4에 나타낸다. 흑색 표시시 색도는 다음의 방법으로 측정하였다. 3파장 냉음극관 광원을 백라이트로서 이용하고, 2매의 편광판(상품명: G1220DUN, Nitto Denko Corporation 제품)을 직교 니콜로 배치하고, 이 편광판 사이에 컬러필터를 배치하고, 누설광의 색도를 색체 휘도계(BM-5, TOPCON Corporation 제품)를 사용하여 측정하였다. 무색점으로부터의 색차는 바람직하게는 5 이하이다. 그 차가 5를 초과하면, 흑색 표시가 착색되어 바람직하지 않다.

-선명도의 측정방법-

실시예 1~8 및 9a~16a, 비교예 1 및 2에서 제조한 컬러필터를 사용한 각각의 액정표시패널의 흑색 표시시의 배경에 적색, 녹색 및 청색의 솔리드 컬러가 표시되었을 때의 선명도를 50항목으로 관능적으로 평가하였다. 고선명도 순으로 5단계로 평가를 행하고, 평균을 평가치로 하였다.

실시예 1~8 및 9a~16a, 비교예 1 및 2를 표 3에 나타낸다. 실시예 9a~16a의 결과를 표 4에 나타낸다. 표 3 및 4에 있어서, A는 4 이상 5 미만을 나타내고, B는 3 이상 4 미만을 나타내고, C는 3 미만을 나타낸다.

표 3 및 표 4로부터, 각 착색 화소의 콘트라스트가 2000 이상이고, 3색의 착색 화소 중에서, 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이가 600 이하인 본 발명의 컬러필터는 각 화소의 콘트라스트가 높고, 선명한 화상을 표시하고, RCB의 각 화소의 콘트라스트의 밸런스를 이루고, 또한 흑색 표시특성이 우수하다. 한편, 각 착색 화소의 콘트라스트가 2000 미만인 비교예 1의 컬러필터는 각 화소의 콘트라스트가 낮고, 선명도가 부족한 화상을 나타내고, 또한 3색의 착색 화소 중에서, 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이가 600을 초과하는 비교예 2의 컬러필터는 RGB의 각 화소의 콘트라스트가 밸런스를 이루지 않고, 적색 착색 화소의 콘트라스트가 낮아서 적색 방향으로 색이 이동하여 흑색 표시특성이 열악하다.

[실시예 9~28 및 비교예 3~10]

[실시예 9~25]

<컬러필터의 제조(슬릿상 노즐을 사용한 도포에 의한 제조)>

-흑색(K) 화상의 형성-

무알칼리 유리기판을 UV 세정장치로 세정한 후, 세제를 사용하여 브러시 세정하고, 초순수로 초음파 세정을 더 하였다. 이 기판을 120℃에서 3분간 열처리하여 표면 상태를 안정화하였다.

상기 기판을 냉각하여 23℃에서 조정한 후, 슬릿상 노즐을 갖는 유기기판 코터(상품명: MH-1600, FAS Japan 제품)로 하기 표 5에 기재된 조성으로 이루어진 착색 감광성 수지 조성물 K2를 도포하였다. 계속하여, 진공건조기(상품명: VCD, Tokyo Ohka Kokyo Co., Ltd. 제품)를 이용하여 30초간 용매의 일부를 건조시켜서 도포층의 유동성을 상실시키고, 기판 주변의 불필요한 도포액을 EBR(Edge Bead Rim bar)으로 제거하고, 이것을 120℃에서 3분간 프리베이크하여 두께 2.4㎛의 감광성 수지층 K2을 얻었다.

그 다음, 순수를 샤워 노즐로 분무하여 감광성 수지층 K2의 표면을 균일하게 적시고, 이것을 순수로 100배 희석한 KOH계 현상액(KOH 및 비이온 계면활성제 함유, 상품명: CDK-1, Fuji Film electromaterials 제품)을 23℃에서 플랫 노즐압력 0.04MPa로 80초간 샤워현상하여, 패터닝 화상을 얻었다. 계속하여, 초순수를 초고압 세정 노즐에 의해 9.8MPa의 압력으로 분사하여 잔류물을 제거하여, 흑색(K) 화상을 얻었다. 계속하여, 이것을 220℃에서 30분간 열처리하였다.

-적색(R) 화소의 형성-

상기 흑색(K) 화상의 형성과 동일한 공정으로, 상기 표 5에 기재된 조성으로 이루어진 착색 감광성 수지 조성물 R3을 사용하여, 흑색(K) 화상이 형성되어 있는 기판 상에 열처리된 적색(R) 화소를 형성하고, 상기 흑색(K) 화상 상에 25㎛×25㎛ 정사각형의 적색(R) 패턴을 형성하였다. 노광량은 150mJ/㎡이었고, 탄산나트륨계 현상액에 의한 현상을 23℃에서 60초간 행하였다.

형성된 적색(R) 화소의 두께는 1.6㎛이었고, C.I.PigmentㆍRed 254 및 C.I.PigmentㆍRed 177의 도포량은 각각 0.88g/㎡ 및 0.22g/㎡이었다.

-녹색(G) 화소의 형성-

상기 흑색(K) 화상의 형성과 동일한 공정으로, 상기 표 5에 기재된 조성으로 이루어진 착색 감광성 수지 조성물 G3을 사용하여, 흑색(K) 화상 및 적색(R) 화소가 형성되어 있는 기판 상에 열처리된 녹색(G) 화소를 형성하고, 상기 흑색(K) 화상 및 적색(R) 패턴에 의해 형성된 스페이서의 베이스 상에 녹색(G) 패턴을 형성하였다. 노광량은 150mJ/㎡이었고, 탄산나트륨계 현상액에 의한 현상을 23℃에서 60초간 행하였다.

형성된 녹색(G) 화소의 두께는 1.6㎛이었고, C.I.PigmentㆍGreen 36 및 C.I.PigmentㆍYellow 150의 도포량은 각각 1.12g/㎡ 및 0.48g/㎡이었다.

-청색(B) 화소의 형성-

상기 흑색(K) 화상의 형성과 동일한 공정으로, 상기 표 5에 기재된 조성으로 이루어진 착색 감광성 수지 조성물 B3을 사용하여, 흑색(K) 화상, 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소가 형성되어 있는 기판 상에 열처리된 청색(B) 화소를 형성하고, 흑색(K) 화상, 적색(R) 패턴 및 녹색(G) 패턴이 형성된 스페이서의 베이스 상에 청색(B) 패턴을 형성하여, 목적한 컬러필터를 얻었다. 노광량은 150mJ/㎡이었고, 탄산나트륨계 현상액에 의한 현상을 23℃에서 60초간 행하였다.

청색(B)의 두께는 1.6㎛이었고, C.I.PigmentㆍBlue 15:6 및 C.I.PigmentㆍVilolet 23의 도포량은 각각 0.63 및 0.07g/㎡이었다.

이하에, 상기 표 5에 기재된 착색 감광성 수지 조성물 K2, R3, G3 및 B3의 제조에 대해서 설명한다.

상기 착색 감광성 수지 조성물 K2를 상기 표 5에 기재된 양의 K 안료 분산물 2, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 우선 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 5에 기재된 양으로 메틸에틸케톤, 바인더 1, 하이드로퀴논 모노메틸에테르, DPHA액, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸)-3-브로모페닐]-s-트리아진 및 계면활성제 2를 칭량하고, 온도 25℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 이 혼합물을 온도 40℃(±2℃)에서 150rpm으로 30분간 교반함으로써 얻었다.

표 5 및 6에 기재된 조성물 중에서, K 안료 분산물 2의 조성은 다음과 같다:

ㆍ카본블랙(상품명: Special Black 250, Degussa Japan 제품) 13.1부

ㆍ5-[3-옥소-2-[4-[3,5-비스(3-디에틸아미노프로필아미노카르보닐)페닐]아미노카르보닐]페닐아조]-부티로일아미노벤즈이미다졸론 0.65부

ㆍ폴리머(벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=72/28 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 37,000) 6.72부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 79.53부

바인더 4의 조성은 다음과 같다:

ㆍ폴리머[벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=78/22 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 40,000) 27부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 73부

DPHA액의 조성은 다음과 같다:

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 24부

계면활성제 2의 조성은 다음과 같다:

ㆍC₆F₁₃CH₂CH₂OCOCH=CH₂ 40부, H(OCH(CH₃)CH₂)₇OCOCH=CH₂ 55부 및 H(OCH₂CH₂)₇OCOCH=CH₂ 5부의 공중합체, 중량평균 분자량 30,000 30부

ㆍ메틸이소부틸케톤 70부

착색 감광성 수지 조성물 R3을 상기 표 5에 기재된 양의 R 안료 분산물 3, R안료 분산물 4, 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 우선 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 이 혼합물을 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 1에 기재된 양의 메틸에틸케톤, 바인더 2, DPHA액, 2-트리클로로메틸-5-(p-스티릴메틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸)-3-브로모페닐]-s-트리아진 및 페노티아진을 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 이 혼합물을 150rpm으로 30분간 교반하고, 또한 표 5에 기재된 양의 계면활성제 2를 더 칭량하고, 이것을 온도 24℃(±2℃)에서 첨가하고, 이 혼합물을 30rpm으로 30분간 교반하고, 나일론 메시 #200로 여과함으로써 얻었다.

표 5 및 6에 기재된 조성물 중에서,

R 안료 분산물 3의 조성은 다음과 같다:

ㆍC.I.PigmentㆍRed 254 8.0부

ㆍ5-[3-옥소-2-[4-[3,5-비스(3-디에틸아미노프로필아미노카르보닐)페닐]아미노카르보닐]페닐아조]-부티로일아미노벤즈이미다졸론 0.8부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 83.2부

R 안료 분산물 4의 조성은 다음과 같다:

ㆍC.I.PigmentㆍRed 177 18부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 70부

바인더 5의 조성은 다음과 같다:

ㆍ벤질메타크릴레이트/메타크릴산/메틸메타크릴레이트(=38/25/37 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 30,000 27부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 73부

착색 감광성 수지 조성물 G3을 상기 표 5에 기재된 양의 G 안료 분산물 3, Y안료 분산물 3 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 이 혼합물을 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 5에 기재된 양의 메틸에테르케톤, 시클로헥사논, 바인더 5, DPHA액, 2-트리클로로메틸-5-(p-스티릴메틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸)-3-브로모페닐]-s-트리아진 및 페노티아진을 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 이 혼합물을 150rpm으로 30분간 교반하고, 또한 상기 표 5에 기재된 양의 계면활성제 2를 더 칭량하고, 이것을 온도 24℃(±2℃)에서 첨가하고, 그 혼합물을 30rpm으로 5분간 교반하고, 나일론 메시 #200로 여과함으로써 얻었다.

표 1에 기재된 조성물 중에서, G안료 분산물 3의 조성은 다음과 같다.

ㆍC.I.PigmentㆍGreen 36 18부

ㆍ시클로헥사논 35부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 35부

ㆍY 안료 분산물 3(상품명: CF Yellow EX3393, Mikuni Color Ltd. 제품)

착색 감광성 수지 조성물 B3을 표 5에 기재된 양의 B 안료 분산물 4, B 안료 분산물 5 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 우선 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 이 혼합물을 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 5에 기재된 양의 메틸에틸케톤, 바인더 6, DPHA액, 2-트리클로로메틸-5-(p-스티릴메틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N'-디에톡시카르보닐메틸)-3-브로모페닐]-s-트리아진 및 페노티아진을 칭량하고, 온도 25℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 온도 40℃(±2℃)에서 150rpm으로 30분간 교반하고, 또한 상기 표 5에 기재된 양의 계면활성제 2를 더 칭량하고, 이것을 온도 24℃(±2℃)에서 첨가하고, 그 혼합물을 30rpm으로 5분간 교반하고, 나일론 메시 #200로 여과함으로써 얻었다.

표 5 및 6에 기재된 조성물 중에서,

B 안료 분산물 4(상품명: CF Blue EX3357, Mikuni Color Ltd. 제품), B 안료 분산물 5(상품명: CF Blue EX3383, Mikuni Color Ltd. 제품)

바인더 6의 조성은 다음과 같다:

ㆍ벤질메타크릴레이트/메타크릴산/메틸메타크릴레이트(=36/22/42 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 30,000 27부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 73부

[실시예 10~16, 비교예 3~6]

실시예 9에서 사용한 착색 감광성 수지 조성물 R3, G3 및 B3의 조성을 상기 표 5에 기재된 착색 감광성 수지 조성물 R4, G4 및 B4의 조성으로 각각 변경하고, 모터밀 M-50(Aiger Japan 제품) 및 지름 0.65mm의 지르코니아 비드를 사용하여 상기 재료를 원주속도 9m/s로 분산시켜 안료 분산 조성물을 제조한 이외는, 실시예 9와 동일한 방법으로 목적한 컬러필터를 제조하였다. 이 때에 안료의 수평균 입자지름 및 조성물의 분산시간을 표 8 및 9에 나타낸다.

표 5 및 6에 기재된 조성물 중에서, G 안료 분산물 4의 조성은 다음과 같다:

ㆍC.I.PigmentㆍGreen 36 14부

ㆍ폴리머[벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=72/28 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 37,000] 23부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 61.6부

Y 안료 분산물 4의 조성은 다음과 같다:

ㆍC.I.PigmentㆍYellow 150 15부

ㆍ폴리머[벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=72/28 몰비)의 랜덤 공중합체, 중량평균 분자량 37,000] 9부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 74.5부

B 안료 분산물 6의 조성은 다음과 같다:

ㆍC.I.PigmentㆍBlue 15:6 11.28부

ㆍC.I.PigmentㆍViolet 23 0.72부

ㆍEFKA-745(EFKA ADDITIVES B.V. 제품) 0.6부

ㆍDisparon DA-725(Kusumoto chemicals, Ltd. 제품) 0.75부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 86.65부

-액정표시장치(실시예 9~16, 25 및 27, 비교에 3~6)의 제조-

(PVA 표시모드)(립없음)

상기 제조한 컬러필터층 상에 ITO막을 형성하였다(실시예 27에 있어서는 그 위에 스페이서를 형성함).

ITO(산화인듐주석)의 투명전극과 카운터 기판(TFT 기판)으로 PVA 표시모드용 패터닝을 형성하였다. 폴리이미드 배향필름을 그 위에 더 형성하였다. 컬러필터의 화소군의 주변에 형성된 블랙 매트릭스의 외부 프레임에 해당하는 위치에 밀봉재를 도포하여, 폭 0.5mm, 높이 40㎛의 밀봉부를 형성하고, PVA 표시모드용 액정을 적하하고, 대향 기판을 감압하(13Pa 이하)에서 적층하였다. 압력을 상압으로 되돌리고, 부하를 가하여 셀두께를 4㎛로 조절하였다. 이 상태에서, 금속할라이드등을 사용하여 340nm 미만의 자외선을 커트함으로써, 340~390nm에서의 축적된 광량이 3,000mJ/㎠에 상당하는 광량이 되도록 질소 분위기 하에서 광을 조사하여 밀봉재를 광학적으로 경화시켰다. 이 액정셀의 양측에 Sanritz Corporation 제품의 편광판 HLC2-2518을 부착하였다. 그 다음, 적색(R) LED로서 FR1112H(Stanley Electric Co., Ltd. 제품의 칩형 LED), 녹색(G) LED로서 DG1112H(Stanley Electric Co., Ltd. 제품의 칩형 LED), 청색(B) LED로서 DB1112H(Stanley Electric Co., Ltd. 제품의 칩형 LED)을 이용하여 사이드라이트 방식의 백라이트를 구성하고, 이것을 상기 편광판이 부여된 액정셀의 배면에 배치하여 액정표시장치를 얻었다.

상기 액정표시장치를 도 1에 나타낸다.

도 1은 상기 실시예의 액정표시장치(10)를 나타내는 개략 단면도이다. 도 1에 있어서, 12는 편광판이고, 14는 기판이고, 16은 ITO막이고, 18은 배향필름이고 20은 액정이고, 22는 배향필름이고, 24는 ITO막이고, 26은 컬러필터이고, 28은 기판이고, 30은 편광판이고, 32는 백라이트이고, 34는 스페이서이다.

[실시예 17~26](전사에 의한 컬러필터의 제조)

-감광성 수지 전사 재료의 제조-

슬릿형 노즐을 사용하여, 두께 75㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 가지지체 상에 하기 처방 H2로 이루어진 열가소성 수지층용 도포액을 도포하고 건조하였다. 그 다음, 하기 처방 P2으로 이루어진 중간층용 도포액을 도포하고 건조하였다. 또한, 상기 표 5에 기재된 조성으로 이루어진 착색 감광성 수지 조성물 K2를 도포하고 건조하여, 가지지체 상에 건조 막두께 14.6㎛의 열가소성 수지층, 건조 막두께 1.6㎛의 중간층 및 2.4㎛의 감광성 수지층을 형성하고, 이것에 보호막(두께 12㎛의 폴리프로필렌 필름)을 부착하였다.

이렇게 하여, 가지지체, 열가소성 수지층, 중간층(산소 차단필름) 및 흑색(K) 감광성 수지층이 일체화된 감광성 수지 전사 재료를 제조하였고, 이 샘플을 감광성 수지 전자 재료 K2로 하였다.

-열가소성 수지층용 도포액: 처방 H2-

ㆍ메탄올 11.1부

ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 6.36부

ㆍ메틸에테르 케톤 52.4부

ㆍ메틸메타크릴레이트/２-에틸헥실 아크릴레이트/벤질 메타크릴레이트/메타크릴산의 공중합체(공중합비(몰비)=55/30/10/5, 중량평균 분자량=100,000, Tg≒70℃） 5.83부

ㆍ스티렌/아크릴산의 공중합체(공중합 조성비(몰비)=65/35, 중량평균 분자량10,000, Tg≒100℃） 13.6부

ㆍ펜타에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트의 2당량이 비스페놀 A와 탈수 축합된 화합물(상품명: BPE-500, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. 제품) 9.1부

ㆍ계면활성제 2(상품명: MEGAFACE F780F, Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated) 0.54부

-중간층용 도포액: 처방 P2-

ㆍ폴리비닐피롤리돈(상품명: K-30, BASF 제품) 14.9부

ㆍ증류수 524부

ㆍ메탄올 429부

다음에, 상기 감광성 수지 전사 재료 K2의 제조에 사용된 착색 감광성 수지 조성물 K2를 상기 표 6에 기재된 조성으로 이루어진 하기 착색 감광성 수지 조성물R5, G5 또는 B5로 변경한 이외는, 상기와 같은 방법으로 감광성 수지 전사 재료 R5, G5 및 B5를 제조하였다.

-흑색(K) 화상의 형성-

무알칼리 유리기판을 25℃에서 조정된 유리 세제액을 20초간 블로잉하면서 나일론모를 가진 회전 브러시로 세정하고, 순수 샤워로 세정하고, 실란 커플링액(N-β(아미노에틸) γ-아미노프로필 트리메톡시실란 0.3질량% 수용액)상품명: KBM603, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품)을 샤워에 의해 20초간 블로잉한 후, 순수 샤워로 세정하였다. 이 기판을 기판 예열장치로 100℃에서 2분간 가열하였다.

상기 감광성 수지 전사 재료 K2의 보호필름을 박리하고, 이것을 라미네이터(Lamic II, Hitachi Industries Co., Ltd. 제품)을 사용하여 상기 100℃에서 가열한 기판에 고무롤러 온도 130℃, 선압 100N/cm, 반송 속도 2.2m/분으로 적층하였다.

보호필름의 박리 후, 기판과 마스크(화상패턴을 갖는 석영 노광 마스크)를 수직으로 세운 상태에서, 노광 마스크면과 상기 감광성 수지층 사이의 거리가 200㎛가 되도록 설정하고, 초고압수은등을 갖는 프록시미티형 노광기(Hitachi High-Tech Electronics Engineering Co., Ltd. 제품)로 노광량 70mJ/㎠로 패턴 노광하였다.

다음에, 이것을 30℃에서 50초간 플랫 노즐압력 0.04MPa로, 트리에탄올아민계 현상액(2.5% 트리에탄올아민 함유, 비이온성 계면활성제 함유, 폴리프로필렌계 소포제 함유, 상품명: T-PD1, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)으로 샤워현상하여, 열가소성 수지층과 산소 차단필름을 제거하였다.

계속하여, 이것을 탄산나트륨계 현상액(0.06mol/L 중탄산나트륨, 동일 농도의 탄산나트륨, 1% 디부틸나프탈렌술폰산 나트륨, 비이온성 계면활성제, 소포제 및 안정제 함유, 상품명: T-CD1, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)을 사용하여 압력 0.15MPa에서 콘형 노즐로 29℃에서 30초간 샤워현상하여, 감광성 수지층을 현상하여 패터닝 화소를 얻었다.

계속하여, 상기 잔류물을 세제(포스페이트, 실리케이트, 비이온성 계면활성제, 소포제 및 안정제 함유, 상품명: T-SD1, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)를 사용하여 33℃에서 20초간, 압력 0.02MPa에서 콘형 노즐을 사용하여 샤워 및 나일론모를 갖는 회전 브러시로 제거하여, 흑색(K) 화상을 얻었다. 그 후, 상기 기판을 상기 수지층의 양측으로부터 초고압 수은등으로 500mJ/㎠의 광으로 포스트 노광하고, 220℃에서 15분간 열처리하였다.

이 K 화상이 형성된 기판을 상기한 바와 같이 브러시로 세정하고, 순수 샤워로 세정하고, 실란 커플링액은 사용하지 않고 기판 예열장치를 사용하여 100℃에서 2분간 가열하였다.

-적색(R) 화소의 형성-

상기 감광성 수지 전사 재료 R5을 사용하여, 상기 감광성 수지 전사 재료 K2와 동일한 방법으로, 흑색(K) 화상이 형성되어 있는 기판 상에 적색(R) 화소 및 28×28㎛ 정사각형의 적색(R) 패턴을 형성하였다. 노광량은 40mJ/㎠이었고, 탄산나트륨계 현상액으로의 현상은 35℃에서 35초간 행하고, 열처리를 220℃에서 15분간 행하였다.

상기 감광성 수지층 R5의 막두께는 2.0㎛이었고, 안료 C.I.PigmentㆍRed 254 및 C.I.PigmentㆍRed 177의 도포량은 각각 0.88 및 0.22g/㎡이었다.

R 화소가 형성되어 있는 이 기판을 상술한 바와 같이 브러시로 다시 세정하고, 순수 샤워로 세정하고, 실란 커플링액은 사용하지 않고 기판 예열장치에 의해 100℃에서 2분간 가열하였다.

-녹색(G) 화소의 형성-

상기 감광성 수지 전사 재료 K2와 동일한 공정에 의해, 상기 감광성 수지 전사 재료 G5를 사용하여, 적색(R) 패턴을 전체 적색(R) 패턴을 덮도록 적색(R) 화소가 형성되는 있는 기판 상에 녹색(G) 화소 및 녹색(G) 패턴을 형성하였다. 노광량은 40mJ/㎠이었고, 탄산나트륨계 현상액에 의한 현상을 34℃에서 45초간 행하고, 열처리를 220℃에서 15분간 행하였다.

상기 감광성 수지층 G5의 막두께는 2.0㎛이었고, 안료 C.I.PigmentㆍGreen 36 및 C.I.PigmentㆍYellow 150의 도포량은 각각 1.12g/㎡ 및 0.48g/㎡이었다.

R 및 G 화소가 형성되어 있는 기판을 상기한 바와 같이 다시 브러시로 세정하고, 순수 샤워로 세정하고, 실란 커플링액은 사용하지 않고 기판 예열장치로 100℃에서 2분간 가열하였다.

-청색(B) 화소의 형성-

상기 감광성 수지 전사 재료 K2와 동일한 공정에 의해, 상기 감광성 수지 전사 재료 B5를 사용하여, 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소가 형성되는 있는 기판 상에 청색(B) 화소를 얻었다. 노광량은 30mJ/㎠이었고, 탄산나트륨계 현상액에 의한 현상을 36℃에서 40초간 행하였다.

상기 감광성 수지층 B5의 막두께는 2.0㎛이었고, 안료 C.I.PigmentㆍBlue 15:6 및 C.I.PigmentㆍVilolet 23의 도포량은 각각 0.63 및 0.67g/㎡이었다.

이 R, G 및 B 화소와 K 화상이 형성되어 있는 기판을 240℃에서 50분간 베이크하여 목적한 컬러필터를 제조하였다.

표 6에 기재된 착색 감광성 수지 조성물 G5 및 B5의 제조방법은 상기 착색 감광성 수지 조성물 G3 및 B3의 제조방법에 따른다.

착색 감광성 수지 조성물 R5를 상기 표 6에 기재된 양의 R 안료 분산물 3, R안료 분산물 4, 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트를 우선 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 이 혼합물을 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 6에 기재된 양의 메틸에틸케톤, 바인더 5, DPHA액, 2-트리클로로메틸-5-(p-스티릴메틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸)-3-브로모페닐]-s-트리아진 및 페노티아진을 칭량하고, 온도 24℃(±2℃)에서 이 순서로 첨가하고, 이 혼합물을 150rpm으로 10분간 교반하고, 그 다음 표 6에 기재된 양의 ED152를 칭량하고, 이것을 온도 24℃(±2℃)에서 혼합하고, 이 혼합물을 150rpm으로 20분간 교반하고, 또 표 6에 기재된 양의 계면활성제 2를 더 칭량하고, 이것을 온도 24℃(±2℃)에서 첨가하고, 이 혼합물을 30rpm으로 30분간 교반하고, 이것을 나일론 메시 #200로 여과함으로써 얻었다.

*ED152는 포스페이트 에스테르계 특수 활성제(상품명: HIPLAAD ED152, Kusumoto Chemicals, Ltd. 제품)

[실시예 18~24 및 26, 비교예 7~10]

실시예 17에서 사용한 착색 감광성 수지 조성물 R5, G5 및 B5의 조성을 상기 표 6에 기재된 착색 감광성 수지 조성물 R6, G6 및 B6의 조성으로 각각 변경하고, 모터밀 M-50(Aiger Japan 제품) 및 지름 0.65mm의 지르코니아 비드를 사용하여 상기 재료를 원주속도 9m/s로 분산시켜 안료 분산 조성물을 제조한 이외는, 실시예 17와 동일한 방법으로 목적한 컬러필터를 제조하였다. 이 때에 안료의 수평균 입자지름 및 조성물의 분산시간을 표 8 및 9에 나타낸다.

-액정표시장치의 제조 및 평가(실시예 18~24 및 26, 비교예 7~10)-

상기 제조한 각각의 컬러필터층 상에 ITO막을 형성하였다(실시예 28에 있어서는 그 위에 스페이서를 형성함).

(돌기용 감광성 수지전사 재료의 제조)

두께 75㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 가지지체 상에 상기 처방 H2로 이루어진 도포액을 도포하고, 건조하여 건조 막두께가 15㎛인 열가소성 수지층을 형성하였다.

그 다음, 상기 열가소성 수지층 상에 상기 처방 P2로 이루어진 도포액을 도포하고 건조하여, 건조 막두께가 1.6㎛인 중간층을 형성하였다.

상기 중간층 상에 하기 처방 A로 이루어진 돌기용 감광성 수지층용 도포액을 도포하고, 건조하여 건조 막두께 2.0㎛의 액정 배향 제어용의 돌기용 감광성 수지층을 형성하였다.

-돌기용 감광성 수지층의 도포액: 처방 A-

ㆍ포지티브형 레지스트 용액 53.3부

(상품명: FH-2413F, Fuji Film Electromaterials 제품)

ㆍ메틸에틸케톤 46.7부

ㆍ계면활성제 2 0.04부

또한, 상기 감광성 수지층의 표면에 두께 12㎛의 폴리프로필렌 필름을 커버필름으로서 부착하여, 가지지체 상에 열가소성 수지층, 중간층, 감광성 수지층 및 커버필름이 이 순서로 적층되어 있는 돌기용 감광성 전자 재료를 제조하였다.

(돌기의 형성)

상기 얻어진 돌기용 감광성 수지 전사 재료로부터 커버필름을 박리하고, 감광성 수지층의 표면과 컬러필터측 기판의 ITO막이 형성되어 있는 측의 표면을 포개고, 라미네이터(Hitachi Industries Co., Ltd. 제품(Lamic Model II))를 사용하여 선압 100N/㎠, 온도 130℃, 반송속도 2.2m/분의 조건에서 적층하였다. 그 후, 전사 재료의 가지지체만을 열가소성 수지층과의 계면에서 박리제거하였다. 이 상태에서, 컬러필터측 기판 상에, 감광성 수지층, 중간층 및 열가소성 수지층을 이 순서로 적층하였다.

그 다음, 최표층인 열가소성 수지층의 상방에 포토마스크를 감광성 수지층의 표면으로부터의 거리가 100㎛가 되게 위치되도록 프록시미티 노광기를 배치하고, 포토마스크를 거쳐서 초고압수은등에 의해 조사 에너지 70mJ/㎠로 프록시미티 노광을 행하였다. 그 후, 샤워식 현상장치로 기판에 1% 트리에탄올아민 수용액을 30℃에서 30초간 분무하여, 열가소성 수지층 및 중간층을 용해하여 제거하였다. 이 단계에서는, 감광성 수지층은 실질적으로 현상되지 않았다.

계속하여, 0.085mol/L의 탄산나트륨, 0.085mol/L의 중탄산나트륨 및 1%의 디부틸나프탈렌술폰산 나트륨 수용액을 샤워식 현상장치로 33℃에서 30초간 분무하면서 현상을 행하여, 감광성 수지층의 불필요부(미경화부)를 현상제거하였다: 또한, 적색(R) 패턴 및 녹색(G) 패턴을 적층하여 형성한 스페이서의 베이스 및 컬러필터측 기판 상에, 원하는 형상으로 패터닝된 감광성 수지층으로 이루어진 돌기를 형성하였다. 그 다음, 돌기가 형성된 필터측 기판을 240℃에서 50분간 베이크함으로써, 적색(R)과 녹색(G)을 적층하여 형성한 스페이서의 베이스 상에는 녹색(G) 화소로부터의 높이가 3.4㎛인 스페이서를 형성하고, 컬러필터측 기판 상에는 높이가 1.5㎛이고 종단면 형상이 반원형 형상인 액정배향 제어용 돌기를 형성하였다.

또한, 상기 얻어진 컬러필터측 기판에 대해서 백라이트를 3파장 냉음극관 광원(CCFL: 냉음극형광램프, Samson Electronics Company Limited 제품)으로 변경한 이외에는 실시예 9와 동일한 방법으로 본 발명의 20인치 액정표시장치를 제조하였고, 단 실시예 26에 있어서는 판광판으로서 HC2-6018을 사용하였고, 비교예 7~10에 있어서는 비교예 3~6의 것과 동일한 편광판을 각각 사용하였다.

KRGB, 스페이서 및 액정배향 조절용 돌기가 형성된 컬러필터 기판 상에 폴리이미드 배향필름을 형성하였다. 스페이서 입자를 함유하는 에폭시 수지의 밀봉제를 컬러필터의 화소군의 주변에 형성된 블랙 매트릭스의 외부 프레임에 해당하는 위치에 인쇄하고, 컬러필터 기판과 카운터 기판(TFT 기판)을 10kg/cm²의 압력으로 서로 적층하였다. 그 다음, 적층된 유리기판을 150℃에서 90분간 열처리하여 밀봉제를 경화시켜, 2매의 유리기판의 적층체를 얻었다. 이 유리기판 적층체를 진공하에서 탈기한 후, 대기압으로 압력을 되돌리고, 2매의 유리기판 사이의 틈에 액정을 주입하였다. 주입 완료후, 주입구 부분을 접착제를 사용하여 자외선 조사에 의해 밀봉하여 액정셀을 얻었다.

이 액정셀의 양측에 CCFL의 백라이트를 구성하고, 상기 편광판이 부여된 액정셀의 배면에 배치하여 액정표시장치를 얻었다.

상기 액정표시장치를 도 2에 나타낸다. 도 2는 상기 실시예에 대한 액정표시장치(10A)를 나타내는 개략 단면도이다. 도 2에 있어서, 12는 편광판이고, 14는 기판이고, 16은 ITO막이고, 18은 배향필름이고 20은 액정이고, 22는 배향필름이고, 24는 ITO막이고, 26은 컬러필터이고, 28은 기판이고, 30은 편광판이고, 32는 백라이트이고, 34는 스페이서이고, 36은 돌기이다.

[실시예 27]

(액체 저항기)

각 화소를 적층함으로써 스페이서를 형성하지 않는 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 컬러필터를 형성하였다.

[액정표시장치의 제조]

ITO의 스퍼터링에 의해 실시예 27에서 제조한 컬러필터 상에 투명전극 필름을 형성한 후, 하기 방법으로 스페이서를 형성하였다.

(스페이서용 감광성 수지 조성물의 제조)

메타크릴산/알릴 메타크릴레이트 공중합체(몰비=20/80, 중량평균 분자량=40,000) 34.0질량부, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 1.8질량부, 메틸 이소부틸케톤 중의 30질량% 실리카졸의 현탁액(상품명: MIBK-ST, Nissan Chemical Industries, Ltd. 제품) 7.1질량부, 페노티아진 0.001질량부, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸아미노)-3-브로모페닐]-s-트리아진 0.17질량부, VictoriaㆍPure Blue BOHM 0.02질량부, 계면활성제 2 0.01질량부, 에틸메틸케톤 7.4질량부, 1-메톡시-2-프로필 아세테이트 8.6질량부 및 메탄올 0.5질량부로 이루어진 스페이스용 감광성 수지 조성물 S를 착색 감광성 수지 조성물 R3의 제조방법에 따라 제조하였다.

(스페이서의 제조)

그 다음, 실시예 9의 흑색(K) 화상의 형성방법과 동일한 방법으로, 상기 제조한 스페이서용 감광성 수지 전사 재료 S를 사용하여, ITO가 스퍼터링되어 있는 컬러필터 기판 상에 스페이서를 형성하였고, 단 노광량은 40mJ/㎠이었고, 실시예 9에서 사용한 100배 희석한 KOH계 현상액으로 23℃에서 80초간 현상을 행하고, 230℃에서 30분간 열처리를 행하였다.

또한, 실시예 9와 동일한 방법으로, 상기 얻어진 컬러필터측 기판에 대해서 액정표시장치를 제조하였다.

실시예 9의 컬러필터를 사용한 액정표시장치와 비교하여, 표시특성이 마찬가지로 양호하였으나, 저비용으로 공정수를 적게하여 제조한 실시예 9의 장치가 더욱 바람직하다.

상기 액정표시장치를 도 3에 나타낸다. 도 3은 상기 실시예 27의 액정표시장치(10B)를 나타내는 개략 단면도이다. 도 3에 있어서, 12는 편광판이고, 14는 기판이고, 16은 ITO막이고, 18은 배향필름이고 20은 액정이고, 22는 배향필름이고, 24는 ITO막이고, 26은 컬러필터이고, 28은 기판이고, 30은 편광판이고, 32는 백라이트이고, 34A는 착색 감광성 수지 조성물로부터의 스페이서이고, 36은 돌기이다.

[실시예 28](전사)

각 화소를 적층하여 스페이서의 베이스를 형성하지 않은 이외에는, 실시예 17과 동일한 방법으로 컬러필터를 형성하였다.

[액정표시장치의 제조]

상기 실시예 28에서 제조한 컬러필터 상에 ITO의 스퍼터링에 의해 투명전극 필름을 형성하였다.

계속하여, 실시예 27과 동일한 방법으로, 스페이서용 감광성 수지 조성물 S를 제조하고, 상기 감광성 수지 전사 재료 K2와 동일한 방법으로, 감광성 수지 전사 재료 S를 제조하고, 이 감광성 전자 재료 S를 사용하여 컬러필터 기판 상에 스페이서를 얻었고, 단 노광량은 40mJ/㎠이었고, 실시예 9에서 사용한 100배 희석한 KOH계 현상액으로 36℃에서 40초간 현상을 행하고, 230℃에서 30분간 열처리를 행하였다.

그 후, 실시예 17과 동일한 방법으로 액정배향 조절용 돌기를 형성하고, 실시예 17과 동일한 방법으로 상기 얻어진 컬러필터측 기판에 대해 액정표시장치를 제조하였다.

실시예 17의 컬러필터를 사용한 액정표시장치와 비교하여, 표시특성은 마찬가지로 양호하였으나, 저비용으로 제조 공정수를 적게하여 제조한 실시예 17의 장치가 더욱 바람직하다.

[평가]

-콘트라스트의 측정-

상기 얻어진 컬러필터를 구성하는 각 착색 화소의 콘트라스트를 하기 측정방법으로 측정하고, 각 착색 화소의 콘트라스트의 차이를 산출하였다. 결과를 표 8 및 9에 나타낸다.

-입자지름의 측정-

안료의 수평균 입자지름으로서, 안료입자의 사진 화상을 투과형 전자 현미경(JEOL. Ltd. 제품, JEM-2012-전자현미경)을 사용하여 촬상하고, 화상이 동일 면적의 원이라고 했을 경우의 지름을 입자지름으로 채용하였고, 100개의 입자에 대해서 측정하여 평균치를 얻었다.

(콘트라스트의 측정방법)

3파장 냉음극관 광원을 백라이트로서 이용하고, 2매의 편광판(상품명: G1220DUN, Nitto Denko Corporation 제품) 사이에 컬러필터를 배치하고, 편광판이 평행하게 배치되어 있을 때에 통과하는 광의 색도의 Y치를, 편광판이 직교 니콜로 배치되어 있을 때에 통과하는 광의 색도의 Y치로 나누어 콘트라스트를 얻었다. 색도의 측정에는, 색채 휘도계(BM-5, TOPCON Corporation 제품)를 사용하였다.

-흑색 표시의 측정-

실시예 9~28, 비교예 3~10에서 제조한 컬러필터를 사용한 액정표시장치를 흑색 표시하고, 이때의 색도를 측정하고, 무색 색도를 (x,y,Y=0.333, 0.333, 0.08)로 정의하고, 이 색의 색차 ΔE를 산출하였다. 결과를 표 8 및 9에 나타낸다. 흑색 표시시 색도는 다음의 방법으로 측정하였다. 백라이트 및 편광판을 측정할 액정표시장치에 사용된 백라이트 및 편광판을 사용하여 배치하여, 2매의 편광판이 직교 니콜로 되게 하고, 이 편광판 사이에 컬러필터를 배치하고, 누설광의 색도를 색체 휘도계((BM-5, TOPCON Corporation 제품)를 사용하여 측정하였다. 무색점으로부터의 색차는 바람직하게는 5 이하이다. 그 차가 5를 초과하면, 흑색 표시가 착색되어 바람직하지 않다.

-선명도의 평가방법-

실시예 9~28, 비교예 3~10에서 제조한 컬러필터를 사용한 액정표시장치의 흑색 표시시의 배경에 적색, 녹색 및 청색의 솔리드 컬러가 표시되었을 때의 선명도를 50항목으로 관능적으로 평가하였다. 고선명도 순으로 5단계로 평가를 행하고, 평균을 평가치로 하였다. 결과를 표 8 및 9에 나타낸다. A는 4 이상 5 미만을 나타내고, B는 3 이상 4 미만을 나타내고, C는 3 미만을 나타낸다.

-일반적 평가-

액정표시장치로서의 표시품질의 일반적 평가를 하기 표 7에 나타낸 기준에 따라 평가하였다. 결과를 표 8 및 9에 나타낸다.

일반적 평가기준		선명도
일반적 평가기준		A	B	C
ΔE	4.5 미만	A	B	C
	4.5~5.0	B	B	C
	5.0 초과	C	C	C

표 8 및 9로부터, 콘트라스트가 2000 이상이고, 3색의 착색 화소 중에서 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이가 600 이하이고, 편광도가 99.95 이상이고, 400nm에서의 직교 투과율이 0.05% 이하인 편광판을 구비한 본 발명의 액정표시장치는 각 화소의 콘트라스크가 높고, 선명한 화상을 표시하고, RGB의 각 화소의 콘트라스트가 밸런스를 이루고, 흑색표시 특성이 우수하다.

한편, 각 착색 화소의 콘트라스트가 2000 미만인 컬러필터를 구비한 비교예 3 및 7의 액정표시장치는 각 화소의 콘트라스트가 낮고, 선명도가 부족한 화상을 나타내고, 또한 3색의 착색 화소 중에서 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이가 600을 초과하는 컬러필터를 구비한 비교예 4 및 8의 액정표시장치는 RGB의 각 화소의 콘트라스트가 밸런스를 이루지 않고, 적색 착색 화소의 콘트라스트가 낮아서 적색 방향으로 이동된 표시를 가져서 흑색 표시특성이 열악하다. 또한, 콘트라스트가 높고 각 착색 화소의 콘트라스트 차이가 작은 컬러필터를 사용하는 경우에도, 비교예 5, 6, 9 및 10에 기재된 편광판을 사용한 액정표시장치는 무색점과의 색차가 커서 흑색 표시특성이 낮아 선명한 화상을 제공할 수 없다.

본 발명에 따르면, 콘트라스트 비율이 높고, 특히 노트북 컴퓨터 및 TV 모니터용 표시장치 등의 대형 화면 액정표시장치에 사용하는 경우에도, 충분한 색재현성을 실현할 수 있는 컬러필터를 제공할 수 있다. 또한, 액정표시장치에 상기 컬러 필터를 사용함으로써, 선명하고 콘트라스트가 높으면 흑색표시품질이 높은 컬러화상 표시가 실현될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 콘트라스크가 높은 화소와 콘트라스크가 높은 편광판을 조합함으로써, 콘트라스트가 높고, 선명한 화상을 표시하고, RGB의 각 화소의 콘트라스트가 밸런스를 이루고, 흑색표시특성이 우수한 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims

2색 이상의 착색 화소로 이루어진 컬러필터로서, 상기 각각의 착색 화소는 적어도 안료 입자를 함유하고, 상기 각각의 착색 화소의 콘트라스트는 2000 이상이고, 2색 이상의 착색 화소 중에서 최저 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트와 최고 콘트라스트를 갖는 착색 화소의 콘트라스트 사이의 차이가 600 이하인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항에 있어서, 상기 안료 입자의 수평균 입자지름이 0.001~0.1㎛인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항에 있어서, 상기 착색 화소의 하나 이상의 색은 C.I.PigmentㆍRed 254를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항에 있어서, 상기 착색 화소의 하나 이상의 색은 C.I.PigmentㆍGreen 36을 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항에 있어서, 상기 착색 화소의 하나 이상의 색은 C.I.PigmentㆍBlue 15:6을 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항에 기재된 컬러필터의 제조방법으로서, (1) 알칼리 가용성 수지, (2) 모노머 또는 올리고머, (3) 광중합 개시제 또는 광중합 개시제계, 및 (4) 안료 입자를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물로 수지층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 수지층을 형성하는 단계는 슬릿형 노즐을 사용하여 착색 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 수지층을 형성하는 단계는 가지지체 상에 착색 감광성 수지 조성물의 수지층이 형성되어 있는 수지 전자 재료를 라미네이터를 사용하여 기판 상에 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제1항에 기재된 컬러필터를 포함하는 액정표시장치.
백라이트, 편광판, 2개 이상의 기판, 상기 기판에 의해 지지된 액정층, 상기 기판의 적어도 일부에 형성된 전극, 및 상기 기판의 적어도 일부에 형성된 컬러필터층을 포함하는 액정표시장치에 있어서,

상기 컬러필터층은 제1항에 기재된 컬러필터이고,

상기 평관판은 편광도가 99.95 이상이고, 400nm에서의 직교 투과율이 0.05% 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제10항에 있어서, 상기 안료 입자의 수평균 입자지름이 0.001~0.1㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제10항에 있어서, 상기 착색 화소의 하나 이상의 색은 C.I.PigmentㆍRed 254를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제10항에 있어서, 상기 착색 화소의 하나 이상의 색은 C.I.PigmentㆍGreen 36을 함유하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제10항에 있어서, 상기 착색 화소의 하나 이상의 색은 C.I.PigmentㆍBlue 15:6을 함유하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.