KR930006715B1 - Lcd용 적색필터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

LCD용 적색필터

제1도는 통상적인 칼라 LCD의 부분단면도.

제2도는 통상적인 LCD용 배면광 스펙트럼.

제3도는 종래 사용되던 적색 칼라필터의 광투과 스펙트럼(3a)과 본 발명에 따른 적색 칼라필터의 광투과 스펙트럼(3b).

제4도는 제2도의 배면광이 종래의 적색 칼라필터를 통과한 스펙트럼(4a)과 본 발명의 적색 칼라필터를 통과한 스펙트럼(4b).

제5도는 종래의 적색 칼라필터를 통과한 광의 CIE 색도도상의 색좌표(5a)와 본 발명의 적색 칼라필터를 통과한 광의 CIE 색도도상의 색좌표(5b).

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,10 : 편광판 2,9 : 기판

3,6 : 투명전극 4 : 스페이서(spacer)

5 : 액정 7 : 보호막

8 : 칼라필터 11 : 배면광

본 발명은 LCD용 적색 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 450㎚에서 570㎚영역의 광투과율을 낮춤으로써 적색 순도를 높인 LCD용 적색필터에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시소자는 전계에 따라서 액정의 분자배향이 변화된다는 전기광학적 효과를 이용한 표시소자로서, 저전압에서 동작하고, 소비전력이 적고, 표시패턴의 크기도 자유로이 설계할 수 있어서 널리 그 유용성이 인증되고 있다.

제1도는 통상적인 칼라 LCD의 단면도이다. 통상적인 LCD는 11번 배면광원으로부터 빛을 주사하면 2 및 9, 두장의 기판사이에 주입된 약 10㎛ 두께의 액정(5) 분자의 동작으로 8번 칼라필터를 통과하면서 색이 재현되도록 설계되어 있다.

칼라필터는 칼라 LCD의 전면에 칼라를 재현시키는 역활을 담담하며 STN LCD, TFT LCD등 LCD의 칼라화에 핵심이 되는 부분이며 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 세가지 광성분을 TFT 구동에 의하여 선택적으로 칼라필터를 통하여 투과시킴으로써 색을 재현시키고 있다.

현재 사용중인 LCD용 배면광의 스펙트럼은 제2도와 같다. 이 배면광은 일명 삼파장 백색 광원이라 불리우며 통상 CCFT라 한다. 이 광원은 주성분의 고유성 때문에 약간의 피크변화만 가능할 뿐 전체적인 스펙트럼변화는 불가능하다. 배면광의 스펙트럼에서 실제색을 재현하는데 필요한 광성분은 400㎚에서 500㎚까지의 청색과 520㎚에서 560㎚까지의 녹색 및 600㎚이상의 적색이다.

이중 적색필터의 역활은 600㎚이상의 광만 투과시키고 600㎚이하의 광은 차단시키는 것이다. 그런데 종래 적색 필터는 제3a도와 제4a도에 나타난 바와같이 가시광영역중 450㎚에서 570㎚에서 걸쳐 광투과율이 높아 제2도의 배면광성분중 녹색성분(주피크 545㎚)을 적색 성분과 동시에 출력시키게 되어 적색 필터를 통해 나온 색상이 순수한 적색이 아니라 주황색에 가까운 색상을 띄게 되어 적색 필터로서의 효과를 충분히 발휘하지 못한다는 문제가 있다.

예컨대 종래 적색필터에 사용된 염료인 레드 21 P(日本化藥), DFR(후지약품製) 및 이와 유사한 특성을 갖는 타사 염료등을 도입하게 되면 투과특성상 500㎚에서 560㎚의 광을 잘 투과하게 되어 영상에 나타난 적색이 황색에 가깝게 된다. 이는 적색을 재현해야 할 부분에 황색에 가까운 색상을 재현하게 되어 화상의 질을 크게 떨어뜨리는 원인이 된다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 감안하여 450㎚에서 570㎚에 걸친 영역의 투과율을 낮춤으로써 화상의 색순도를 높인 LCD용 적색 필터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 LCD용 적색 필터는 투명도전막이 도포된 기판의 상부에 형성되고 염료를 포함하여 이루어지는 LCD용 적색필터에 있어서, 상기 적색필터가, 배면광이 통과할 때의 광투과율 특성이 관계식 T₅₄₀~T₅₅₀≤T₅₆₀~T₅₈₀을 만족하며, 또한 파장영역 450㎚ 내지 570㎚에서의 투과율이 20%이하가 되도록 상기 파장영역의 광을 흡수하는 소정의 염료를 더욱 포함하는(여기서 T₅₄₀,T₅₅₀,T₅₆₀및 T₅₈₀은 각각 540㎚, 550㎚, 560㎚ 및 580㎚파장에서의 투과율을 나타낸다)것을 특징으로 한다.

특히 상기 적색 필터가 애시드 레드 52(Acid Red 52) 및 로다민 6 지씨티(Rhodamine 6 GCT)중 적어도 하나의 염료를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

상기 애시드 레드(Acid Red 52)는 세계 공통의 칼라인덱스에서 정해진 번호로서 이의 관용명은 FIFA 746설포로다민 B이다. 이는 4-포르밀-m-벤젠디설폰산은 m-디에틸아미노페놀과 축합하고, 황산으로 탈수한 후 염화제2철(ferric chloride)로 산화시켜 얻어진 생성물을 나트륨염으로 전환하는 것에 의해 얻어진다.

로다민 6 지씨티는 칼라인덱스상에서 세가지로 분류되는데, 베이직 레드 1, 피그먼트 레드 81 및 피그먼트 레드 169이다. 베이직 레드 1은 밝은 청홍색이며, 3-에틸아미노 p-크레졸을 무수프탈산과 축합한 후 에탄올과 무기산으로 에스테르화 하여 얻어지며, 피그먼트 레드 81은 포스포텅스토몰리브딘산염(phosphotungstomolybdic acid sait)이고, 피그먼트 레드 169는 동 페로시아나이드 컴플렉스(copper ferrocyanide complex)이다. 상기 로다민 6지씨티 염료는 모두 물에 녹아 진홍색을 띄며 녹색발광을 하는 특징을 갖고 있다.

상기 염료중 적어도 하나를 염료혼합코팅 또는 이중코팅 처리하여 상기 적색 필터에 포함시키는 것이 좋다. 이하 본 발명의 적색필터의 제조방법을 설명한다.

LCD용 칼라필터를 제조하는 방법에는 염색법, 안료분산법, 인쇄법, 간섭법, 전착법등이 있다. 염색법을 사용하여 본 발명의 칼라필터를 제작할 경우에는, 적색염료의 특성을 향상시키기 위해 기존 적색 칼라필터용 염료인 레드 21P(Red 21 P) 또는 DFRO2-1C(후지약품製)에 애시드 레드 52(Acid Red 52) 및 로다민 6 지씨티(Rhodamine 6GCT)중 적어도 하나를 적당량(10ppm이하) 혼합하여 충분히 교반한 후 통상적인 칼라필터 제조공정인 포토레지스트코팅, 프리베이크(prebake), 노광, 현상등을 거쳐 분광특성이 좋은 본 발명의 칼라필터를 제조하게 된다. 안료분산법을 사용하여 본 발명의 칼라필터를 제조할 경우에는, 용제가 용성 형태의 수지에 상기에서 혼합된 연료를 분산시키고 폴리머와 광중합 개시제를 첨가하여 착색 레지스트를 투명전도막이 도포된 기판의 상부에 도포하고 포토마스크를 통한 노광공정을 거쳐 원하는 패턴의 적색칼라필터를 얻는다.

상기 방법등에 의해 제조된 적색필터를 배면광(제2도)이 통과할 때 광투과 특성이 T₅₄₀~T₅₅₀≤T₅₆₀~T₅₈₀(여기서, T₅₄₀,T₅₅₀,T₅₆₀및 T₅₈₀은 각각 540㎚, 550㎚, 560㎚ 및 580㎚파장에서의 투과율을 나타낸다)를 만족하며, 또한 파장영역 450㎚ 내지 570㎚에서의 투과율이 20%이하가 되도록 염료 혼합비율을 조절하여 첨가한다.

다르게는 통상의 방법에 따라 적색 필터를 제조하고 그 상부에 애시드 레드 52 및 로다민 6 지씨티중 적어도 어느 하나를 이중코팅 처리하여 본 발명의 적색 필터를 제조할 수도 있다.

폴리아미드 또는 폴리이미드 수지와 상기 염료중 어느 하나를 혼합하여 염색법이나 안료분산법중 어느것을 사용하여 종래의 방법에 따라 제조된 적색 필터층 상부에 피복처리함으로써 상기 염료중 어느 하나를 종래의 염료와 혼합하여 제조한 적색 필터와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

제3도는 종래 사용되던 적색 칼라필터의 광투과 스펙트럼(3a)과 본 발명에 따른 적색 칼라필터의 광투과 스펙트럼(3b)을 나타내는 그래프이며 제4도는 제2도의 배면광이 종래의 적색 칼라필터를 통과한 스펙트럼(4a)가 본 발명의 적색 칼라필터의 통과한 스펙트럼(4b)을 나타내는 그래프이다.

제3b도에 나타난 바와같이 본 발명의 칼라필터는 450㎚에서 570㎚까지의 광을 잘 흡수하는 특성이 있으므로 제4b도에서와 같이 제2도에서의 스펙트럼과 같은 배면광을 통과한 광성분중 450㎚에서 570㎚까지의 녹색성분을 많이 흡수하게 되었다.

제5도는 종래의 적색 칼라필터를 통과한 광의 CiE색도상의 색좌표(5a)와 본 발명의 적색 칼라필터를 통과한 CIE색도도상의 색좌표(5b)를 나타내는 도면이다.

기존 적색 필터의 색좌표가 x=0.5453, y=0.3790이고 본 발명에 의 한 적색 필터의 색좌표는 x=0.6076, y=0.3122로 적색 색순도가 크게 향상됨을 알 수 있다. 또한 제5도의 표시부분과 같이 CIE색도도상에서 장파장 하방향으로 색좌표가 이동되어 색재현 범위가 넓어짐을 알 수 있다.

이상의 결과에서 알 수 있는 바와같이 본 발명의 LCD용 적색 필터는 450㎚에서 570영역의 광투과율을 크게 낮춤으로써 적색 순도를 높이고 이에 따라 영상의 화질을 대폭 향상시켰다.

Claims (3)

1. 투명 도전막이 도포된 기판의 상부에 형성되고 염료를 포함하여 이루어지는 LCD용 적색필터에 있어서, 상기 적색 필터가, 배면광이 통과할 때의 광투과율 특성이 관계식 T₅₄₀~T₅₅₀≤T₅₆₀~T₅₈₀을 만족하며, 또한 파장영역 450㎚ 내지 570㎚에서의 투과율이 20%이하가 되도록 상기 파장영역의 광을 흡수하는 염료를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD용 적색필터. (여기서T₅₄₀,T₅₅₀,T₅₆₀및 T₅₈₀은 각각 540㎚,550㎚,560㎚ 및 580㎚파장에서의 투과율을 나타낸다)
2. 제1항에 있어서, 상기 적색필터가 애시드 레드 52 및 로다민 6 지씨티중 적어도 하나의 염료를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD용 적색필터.
3. 제2항에 있어서, 상기 염료가 염료혼합코팅 처리되거나 또는 이중코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 LCD용 적색필터.