TWI475289B - 彩色濾光片及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Koichi Minato
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Sohei Kadota
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Description

彩色濾光片及液晶顯示裝置
本發明係關於一種斜向及正面辨識性良好之彩色濾光片及具備此彩色濾光片之液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置係一種利用具備液晶分子之雙折射性的顯示元件,由液晶胞、偏光元件及光學補償層所構成。如此之液晶顯示裝置係根據光源之種類而大致區分為二種:內部具有光源之構造的透射型、與利用外部光源之構造的反射型。
透射型液晶顯示裝置係由在液晶胞之兩側配置二片偏光元件、在液晶胞與偏光元件之間設置一片或二片光學補償層的構造而成。另外,反射型液晶顯示裝置係具有依反射板、液晶胞、一片光學補償層及一片偏光元件之順序所配置的構造。
藉由在液晶胞中,將被二片基板所夾持的棒狀液晶性分子配向而封入,將電壓施加於二片基板之兩側或單側所配置的電極層,成為使棒狀液晶性分子之配向狀態改變而切換光之穿透射/遮光的構造。
有人提案液晶胞係於棒狀液晶性分子之不同的配向狀態下,如TN(Twisted Nematic:扭曲向列)、IPS(In-Plane Switching:面內切換)、FFS(Fringe Field Switching:邊際電場切換)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal:鐵電型液晶)、OCB(Optically Compensated Bend:光學補償彎曲)、STN(Supper Twisted Nematic Vertically Aligned:超扭曲向列垂直配向)、HAN(Hybrid Aligned Nematic:混合配向向列)之各式各樣顯示模式。
一般而言,偏光元件係具有將由三醋酸纖維素(以下,稱為TAC)而成之二片透明保護膜貼附於已將碘擴散於聚乙烯醇(以下,稱為PVA)而拉伸的偏光膜兩側之構造。
有人提案各式各樣之光學補償層,例如在高視角範圍內而顯示特性良好之VA模式液晶顯示裝置中,相對於三次元之主要折射率nx 、ny 、nz 而言,併用具有nx ny >nz 所示之折射率橢圓體的雙軸性相位差膜(例如,參照石鍋等,The Society for Information Display Digest,1094.(2000)、及日本專利特開2007-328324號公報)。
近年來,液晶顯示裝置係由於其薄型的省空間性、輕量性或是省電性等已被評估,顯示作為電視收視機也急速擴展,同時也強烈要求更提高輝度、對比或全方位之辨識性等顯示性能。
具體而言,電視用途係特別適合使用高對比、廣視角顯示為可能的常黑模式之IPS或VA之液晶顯示裝置,上述之光學補償層也使用使得從正面觀察時之黑色顯示的著色、或從斜向觀察時之顏色變化成為最小的方式來予以設計。
然而,上述之VA模式液晶顯示裝置所用之光學補償層通常大部分為向雙軸方向拉伸所形成的雙軸性相位差膜,或是塗布聚合性液晶性及/或非聚合性液晶性材料所形成的相位差膜,相對於三次元之主要折射率nx 、ny 、nz 而言,以最近所求出的高度顯示品質之位準,加以控制而製造係困難的。
具體而言,光學補償層係不僅考量液晶材料之雙折射性,也考量構成彩色濾光片之紅色、綠色與藍色之著色像素層各層所具有的厚度方向相位差值(以下,稱為Rth(R)、Rth(G)與Rth(B)),具有決定光學補償層之三次元主要折射率而製造的必要,除了同時精確度佳地控制nx 、ny 之二個參數所示之面內相位差值,與以nx 、ny 、nz 之三個參數所示之厚度方向相位差值以外,於光學補償層中具有補償液晶材料雙折射率之波長分散、及對於構成彩色濾光片之紅色/綠色與藍色的各著色像素層之各個紅色區域/綠色區域/藍色區域波長光的厚度方向相位差值二者之波長分散性係困難的,於習知之液晶顯示裝置中,當然尚未設計達到最適之值。
其結果,相對於顯示面而言,從正面(垂直方向)之辨識性良好,但是,從正面(垂直方向)傾斜45度等觀察到的辨識性(以下,簡稱為斜向辨識性)中,由於尚未被最適光學補償,變成僅某特定色漏光,並於黑色顯示時變成產生帶有紅色或帶有藍色等,或是帶有綠色等之著色。
相較於液晶顯示裝置中所用之其他構件,由於彩色濾光片之遲滯較小,於習知方式之液晶顯示裝置中,彩色濾光片之遲滯幾乎未被考量,光學補償層之補償能力未被設計,於高對比或視角廣的特性所要求的液晶電視等中,逐漸成為無法忽視之程度。
尤其於1000或3000以上之高對比的液晶顯示裝置中,尋求所要求的黑色顯示畫質高的液晶顯示裝置,逐漸成為問題。
針對於此,已嘗試藉由於著色高分子薄膜中含有在側鏈中具有平面構造基之高分子,或是於著色高分子薄膜中含有具有與高分子正負相反的雙折射率之雙折射率減低的粒子,使得彩色濾光片所具有的遲滯量減低(例如,參照特開2000-136253號公報及特開2000-187114號公報)。
另外,有人揭示相較於綠色區域或紅色區域,藉由增大彩色濾光片之藍色區域的面內相位差,增大藍色之漏光,整體而言,與藍色具有補色關係之帶有黃色相抵,從斜向觀察液晶顯示裝置之情形下,改善整體著色成黃色之方法(例如,參照日本專利特開2001-242460號公報)。
再者,藉由使彩色濾光片之紅色、綠色及藍色影像的厚度方向相位差值Rth(R)、Rth(G)、Rth(B)與液晶材料或相位差膜之波長分散性一致而設定Rth(R)>Rth(G)>Rth(B)或Rth(R)<Rth(G)<Rth(B),以改善斜向辨識性的方法(例如,參照特開2007-212603號公報)。然而,本發明人等已發現:彩色濾光片所具有的厚度方向相位差值係根據使用之顏料種類而大幅不同,或根據該顏料之微細化或分散,或是根據矩陣樹脂(例如,丙烯酸樹脂或Cardo(環狀側鏈)樹脂等)也使厚度方向相位差值之程度也變大,於含有此等高分子薄膜或減低雙折射之粒子的方法中,得不到充分之效果,無法解決上述之問題。
尤其,於將適合高對比液晶顯示裝置之有機顏料分散性佳的丙烯酸樹脂所代表的透明樹脂作為基材之彩色濾光片中,維持所要求的高對比值(1000以上,更佳為3000以上),也同時改善斜向辨識性係困難的。
除此以外,於習用技術中,單純地將雙折射小的彩色濾光片作成優越之彩色濾光片,雖然針對改善斜向辨識性之手段已進行探討,但是高對比液晶顯示裝置考量液晶材料及光學補償層雙折射率之波長分散性,針對直到黑色顯示無問題之等級而將彩色濾光片之各色厚度方向相位差調整至最適值之手段,則尚未被探討。
基於如上述的事實之下,本發明之目的在於提供一種液晶顯示裝置,即使從斜向觀察也無著色,並且正面辨識性良好,及為此液晶顯示裝置之彩色濾光片。
若根據本發明之第1形態,提供一種液晶顯示裝置,其係具備具有彩色濾光片之液晶胞、在此液晶胞之兩外側各面所配置的一對偏光板、在此等偏光板內側所設置的光學補償層之液晶顯示裝置;其特徵在於:測定使該液晶顯示裝置予以黑色顯示而以CIE1960表色系所示的色度(u、v),從垂直方向觀察時之色度(u(⊥)、v(⊥))、與從顯示面之法線方向傾斜θ°的方位觀察時之色度(u(θ)、v(θ))之以下式(1)所示的色度差△uv:
△uv=〔{u(⊥)-u(θ)}2 +{v(⊥)-v(θ)}21/2 ………(1)
於0<θ60之範圍,△uv為0.02以下。
若根據本發明之第2形態,提供一種彩色濾光片,其特徵係具備至少含有紅色像素、綠色像素與藍色像素之著色像素,該紅色像素之厚度方向相位差值Rth(R)、綠色像素之厚度方向相位差值Rth(G)、與藍色像素之厚度方向相位差值Rth(B)係符合下式(2)與式(3):
Rth(B)<Rth(G)>Rth(R)………(3)
(式中,Rth(R)、Rth(G)與Rth(B)係藉由從各自像素之平均面內折射率減去厚度方向折射率之值、與像素之厚度(nm)之乘積所得到,Rth(R)係表示對於通過紅色區域之光波長610nm的厚度方向相位差值、Rth(G)係表示對於通過綠色區域之光波長545nm的厚度方向相位差值、Rth(B)係表示對於通過藍色區域之光波長450nm的厚度方向相位差值)。
[發明之實施形態]
以下,針對本發明之實施形態加以說明。
第1圖係顯示有關本發明之第1實施形態的液晶顯示裝置用彩色濾光片之構造例。於顯示於第1圖之彩色濾光片中,在玻璃基板1上設置黑色矩陣2,根據此黑色矩陣2所區劃的區域,形成紅色像素3R、綠色像素3G及藍色像素3B之3色著色像素。
於此彩色濾光片中,紅色像素3R之厚度方向相位差值Rth(R)、綠色像素3G之厚度方向相位差值Rth(G)、及藍色像素3B之厚度方向相位差值Rth(B)係符合下式(2)與式(3):
Rth(B)<Rth(G)>Rth(R)………(3)
式中,Rth(R)、Rth(G)及Rth(B)係藉由從各自像素之平均面內折射率減去厚度方向折射率之值、與像素之厚度(nm)之乘積所得到,Rth(R)係表示對於通過紅色區域之光波長610nm的厚度方向相位差值、Rth(G)係表示對於通過綠色區域之光波長545nm的厚度方向相位差值、Rth(B)係表示對於通過藍色區域之光波長450nm的厚度方向相位差值。
各著色像素之厚度方向相位差值係藉由從正面及複數個傾斜的角度照射包含可見光區域(例如,波長380nm~780nm之範圍)之穿透光波峰區域波長的連續波長光,使用分光橢圓偏光計等之相位差測定裝置以測定3次元折射率所得到。
例如,於紅色像素中使用610nm波長之光、於綠色像素中使用545nm波長之光、於藍色像素中使用450nm波長之光,利用從正面與入射角45度之至少2方向的光以進行相位差測定,得到Nx、Ny、Nz之3次元折射率之後,藉由以下所示之式(4)而算出相位差值(Rth)。
Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d………(4)
其中,設定Nx係著色像素層平面內之x方向的折射率、Ny係著色像素層平面內之y方向的折射率、Nz係著色像素層厚度方向的折射率、將Nx設為NxNy之遲相軸。d係著色像素層之厚度(nm)。
此時,所測定的對象為彩色濾光片之情形,藉由使得僅穿透R、G、B之單一著色像素層的方式所加工的光罩介於中間而加以測定,能夠求出單一著色像素層之相位差值。
另外,例如設定將610nm波長之光作為入射光而使用之情形係僅起因於紅色像素之相位差值,545 nm之情形係僅起因於綠色像素之相位差值,450nm之情形係僅起因於藍色像素之相位差值,能夠估計各個單一著色像素層之大概值。
還有,所測定的對象為R、G、B中任一單一著色像素層(在透明基板形成單色彩色濾光片著色組成物塗膜的構造)之情形並不使光罩介於中間而使得相位差之測定成為可能。
也能夠利用同樣之方法以測定雙軸性相位差膜等之薄膜厚度方向相位差值。
有關本發明之第2實施形態的液晶顯示裝置係具備在液晶胞兩外面各別所配置的偏光板內側所設置的光學補償層,使用以上說明的本發明之第1實施形態的彩色濾光片。若根據如此之液晶顯示裝置,當從顯示面垂直方向觀察時,能夠將從斜向觀察時之色度差設為既定之範圍內,通過彩色濾光片之各著色像素顯示區域的光偏光狀態之偏異將減低,斜向及正面之辨識性良好。
測定使此液晶顯示裝置予以黑色顯示而以CIE1960表色系所示的色度(u、v),於0<θ60之範圍,必須使得從垂直方向觀察時之色度(u(⊥)、v(⊥))、與從顯示面之法線方向傾斜θ°的方位觀察時之色度(u(θ)、v(θ))之以下式(1)所示的色度差△uv為0.02以下。
△uv=〔{u(⊥)-u(θ)}2 +{v(⊥)-v(θ)}21/2 ………(1)
色度差△uv為較0.02為大之情形下,從垂直方向觀察時之黑色顯示的色度與從斜向傾斜之方位觀察時的色度偏差為大的,亦即,顯示影像之色調係根據所觀察的角度而不同,成為顯示品質變差的液晶顯示裝置。將液晶顯示裝置作為電視收視機之情形,也根據畫面中央與畫面邊緣之視差而顯示不同的顏色,此問題係於畫面對角為42吋以上大畫面之液晶電視中變得特別顯著。
接著,針對有關本發明之第2實施形態的液晶顯示裝置之原理加以說明。
一般而言,於上述的VA模式等之液晶顯示裝置中所用之光學補償層大部分係具有以nx ny >nz 所示之折射率橢圓體的雙軸性相位差膜,或是塗布聚合性液晶性及/或非聚合性液晶性材料所形成的相位差膜,使用此等薄膜之情形,通常變得具有波長變得越長、厚度方向相位差值Rth變得越大,或是波長變得越短、Rth值變得越大之波長分散(以下,稱為依照Cauchy之分散式)。
一般而言,從斜向觀察時,相對於液晶雙折射性中也具有波長分散性的VA模式液晶顯示裝置而言,若此等薄膜之Rth的波長分散未完全補償液晶之波長分散性時,尤其於黑色顯示時,發生使得從斜向觀察的顯示特性惡化之不當情形。亦即,從斜向觀察時,黑色顯示帶有黃色,對辨識性造成不良影響。
另外,由於不受液晶之視角相關性所左右,於作為廣視角液晶模式所習知的該IPS模式或FFS模式等之液晶顯示裝置中,一般而言,大部分光學補償層為nx ny nz 、或nx ny >nz 之雙軸性相位差膜,或是為無光學補償機能之TAC(三醋酸纖維素)等之透明保護膜,使用此等薄膜之情形下,成為以0~100範圍之值具有正的厚度方向相位差Rth(例如,參照石鍋等,SID Digest,1094.(2000)、石鍋等,Jpn.J.Appl.Phys.,41,4553.(2002)、及上述專利文獻5)。
一般而言,相對於不發生厚度方向相位差之IPS模式液晶顯示裝置而言,此等薄膜之正的厚度方向相位差成為漏光之原因,尤其於黑色顯示時,成為發生使得從斜向觀察的顯示特性惡化之不當情形。亦即,於從斜向觀察時,黑色顯示帶有黃色,對辨識性造成不良影響。
另一方面,彩色濾光片之雙折射率的絕對值為0.01以下,亦即通常期望厚度方向相位差值Rth無限制而接近Rth(R)=Rth(G)=Rth(B)=0,本發明人等係根據所使用的顏料種類、或該顏料之微細化程度或矩陣樹脂中之分散性、或是矩陣樹脂(例如,丙烯酸樹脂或Cardo樹脂等)之種類,紅色、綠色及藍色之各色像素的厚度方向相位差值(Rth)各自不同,一實例發現具有紅色係顯示正或負之Rth、藍色係顯示正之Rth、綠色係顯示負之Rth的性質。
其結果,相對於顯示面而從正面(垂直方向)之辨識性良好,於從45度等傾斜觀察的辨識性(以下,簡稱為斜向辨識性)中,變成僅某特定色將漏光,於黑色顯示時,從斜向觀察之情形,發生帶有紅色、帶有藍色、或帶有綠色等之著色。
更重要的是,隨著彩色濾光片之高對比化進展,亦即彩色濾光片之消偏光性變小,於黑色顯示時,從正面觀察時之色度係接近在偏光板的正交尼柯爾之色度的方面。
偏光板之二色性也已提高,近年來,高對比之偏光板已逐漸被使用,在正交尼柯爾稜鏡之色調大部分為帶有藍色。亦即,由於來自偏光板之波長400nm附近之漏光為多的,從黑色顯示時之正面觀察時的色調成為帶有藍色。
因而,於液晶/偏光板/相位差板/配向膜等之液晶顯示裝置的光學構件組合中,具有選定得到最適之斜向辨識性之組合的必要,為了使得從正面觀察時與從斜向觀察時之顏色變化成為最小,具有使得從斜向觀察時之色度也帶有藍色的必要。
本發明人等針對此等現象鑽研之結果,藉由彩色濾光片之各色厚度方向相位差值Rth符合下式(2)及(3),發現可以得到具有良好斜向辨識性之液晶顯示裝置。
Rth(B)<Rth(G)>Rth(R)………(3)
亦即,藉由將綠色像素之厚度方向相位差值設為0以上、將藍色及紅色像素之厚度方向相位差值設為較綠色像素之厚度方向相位差值為小之值,從正面觀察時,彩色濾光片之厚度方向相位差值不受影響,從斜向觀察時,藍色區域之漏光變得較綠色區域之漏光為多,因而帶有藍色,能夠減低與正面色度之色差。
如此方式,與彩色濾光片以外之構造構件,例如TAC薄膜之波長分散性相組合之情形,發現除了Rth(R)=Rth(G)=Rth(B)=0以外,存在有關最適的彩色濾光片厚度方向相位差之值。
接著,針對有關本發明之第1實施形態之液晶顯示裝置用彩色濾光片,更詳細說明。
顯示於第1圖之彩色濾光片係具備紅色像素3R、綠色像素3G與藍色像素3B之3色著色像素,但是不受限於此等3色,進一步也可以為互補色之組合,或是也可以為含有互補色或其他色之3色以上的多色彩色濾光片。
還有,良好之正面辨識性,尤其於黑色顯示中,為了得到黑色輝度低的漆黑色,著色顯示像素使用顏料分散型之著色組成物所形成的彩色濾光片之情形,顏料之1次粒子的粒度分布,於個數粒度分布之累計曲線中,累計量相當於整體50%之粒徑d50較佳為40nm以下,d50更佳為30nm以下。藉由顏料之1次粒子的粒徑d50為如此之範圍,因而能夠得到不僅從斜向,也從正向之辨識性良好的液晶顯示裝置。
例如,紅色像素能夠使用C.I.Pigment Red 7、14、41、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、81:4、146、168、177、178、179、184、185、187、200、202、208、210、246、254、255、264、270、272、279等之紅色顏料,也能夠併用黃色顏料或橙色顏料。
黃色顏料可列舉:C.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、147、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、187、188、193、194、199、198、213、214等。
橙色顏料可列舉:C.I.Pigment Orange 36、43、51、55、59、61、71、73等。
紅色像素係於此等顏料之中含有二氧代吡咯并吡咯系紅色顏料、蒽系紅色顏料之中的一種以上之情形,由於得到任意之Rth變得容易而較佳。
其理由在於此等之紅色顏料係藉由鑽研具優越之穿透性、或顏料之合成方法及其微細化處理,而以高對比、且在從正至負期間某種程度控制Rth為可能,因而某種程度控制其絕對值也為可能。
Rth之值係根據使用之顏料摻合比所得到的加成法則可以說大致上成立。顏料之用量係以顏料的合計重量作為基準,基於像素的色調或亮度、膜厚、對比等之觀點,較佳將二氧代吡咯并吡咯系紅色顏料設為0~100重量%,較佳設為10~90重量%,將蒽系紅色顏料設為0~66重量%,較佳設為5~70重量%;尤其著眼於對比之情形,將二氧代吡咯并吡咯系紅色顏料更佳設為25~75重量%,將蒽系紅色顏料更佳設為30~60重量%。
另外,針對紅色像素而以調整色調為目的,能夠含有黃色顏料或橙色顏料,基於高對比化之觀點,較佳使用偶氮金屬配位化合物系黃色顏料。以顏料之合計重量作為基準,其用量較佳為5~25重量%,低於5重量%之情形,充分亮度提高等之色調調整將變得困難,超過30重量%之情形,由於色調過度朝向帶有黃色色差,顏色再現性可能變差。
於上述之中,基於優越之耐光性、耐熱性、透明性及著色力等之觀點,二氧代吡咯并吡咯系紅色顏料適宜為C.I.Pigment Red 254,蒽系紅色顏料適宜為C.I.Pigment Red 177,偶氮金屬配位化合物系黃色顏料適宜為C.I.Pigment Yellow 150。
例如,能夠將C.I.Pigment Green 7、10、36、37、58等之綠色顏料使用於綠色像素,也能夠併用黃色顏料。黃色顏料可使用相同於紅色像素之處所列舉的顏料。
綠色像素係含有此等顏料之中的鹵化金屬酞菁綠色顏料、偶氮系黃色顏料、及奎酞酮系黃色顏料之中的至少一種,由於使得到任意之Rth將變得容易。其理由在於鹵化金屬酞菁綠色顏料係藉由選擇中心金屬,因而能夠某種程度控制Rth(G),例如,中心金屬為銅之情形,Rth將變成負值;中心金屬為鋅之情形,相較於銅為中心金屬時,Rth之值能夠從0向正值增大。因此,綠色顏料較佳為溴化鋅酞菁,其中,期望於1分子中平均含有13個溴之溴化鋅酞菁。另外,偶氮系黃色顏料係無關於微細化處理,可以得到0或正的Rth(G),奎酞酮系黃色顏料係無關於微細化處理,可以得到負的Rth(G),藉由併用此等顏料,因而容易得到所期望的Rth。
針對綠色像素,Rth之值也根據所使用的顏料摻合比所得到的加成法則可以說大致上成立。顏料之用量係以顏料的合計重量作為基準,基於像素的色調或亮度、膜厚等之觀點,較佳將鹵化金屬酞菁綠色顏料設為30~90重量%,將偶氮系黃色顏料及/或奎酞酮系黃色顏料設為0~60重量%,更佳設為5~60重量%。進一步更佳將鹵化金屬酞菁綠色顏料設為50~85重量%,將偶氮系黃色顏料設為5~45重量%,將奎酞酮系黃色顏料設為5~45重量%。
於上述之中,基於優越之耐光性、耐熱性、透明性及著色力等之觀點,鹵化金屬酞菁系綠色顏料適宜為C.I.Pigment Green 7、36、58,偶氮系黃色顏料適宜為C.I.Pigment Yellow 150,奎酞酮系黃色顏料適宜為C.I.Pigment Yellow 138。
例如,能夠將C.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64等之藍色顏料使用於綠色像素,也能夠併用紫色顏料。紫色顏料可列舉:C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等。
另外,於此等顏料之中,藍色像素含有金屬酞菁系藍色顏料與二系紫色顏料之中的一種以上之情形,得到從負值接近0之Rth將變得容易。以顏料之合計重量作為基準,基於像素的色調或亮度、膜厚等之觀點,較佳將金屬酞菁系藍色顏料設為40~100重量%,將二系紫色顏料設為0~50重量%,更佳設為1~50重量%,進一步更佳將金屬酞菁系藍色顏料設為50~98重量%,將二系紫色顏料設為2~25重量%。
於上述之中,基於優越之耐光性、耐熱性、透明性及著色力等之觀點,金屬酞菁系藍色顏料適宜為C.I.Pigment Blue 15:6,二系紫色顏料適宜為C.I.Pigment Violet 23。
無機顏料能夠使用黃鉛、鋅黃、氧化鐵(紅色氧化鐵(III))、鎘紅、群青、紺青、氧化鉻綠及鈷綠等之金屬氧化物粉、金屬硫化物粉、或金屬粉等。
無機顏料係為了採取彩度與亮度之均衡,同時也確保良好之塗布性、感度、顯像性等,可以與有機顏料組合而使用。再者,為了調色,能夠於不使耐熱性降低之範圍內含有染料。
著色像素中所含之顏料係為了使彩色濾光片之高輝度化、高對比化得以實現,較佳予以微細化,平均一次粒徑較佳為小的。顏料之平均一次粒徑係利用穿透型電子顯微鏡拍攝顏料,根據其照片之影像解析而能夠算出。
顏料之平均一次粒徑較佳為40nm以下,更佳為30nm以下,進一步更佳為20nm以下。另外,平均一次粒徑較佳為5nm以上。較顏料之平均一次粒徑的上限值為大之情形,液晶顯示裝置之黑色顯示時的辨識性差。另外,較下限值為小之情形,顏料分散將變難,保持作為著色組成物之安定性,確保流動性也將變得困難。
其結果,彩色濾光片之輝度、顏色特性將惡化。尤其,平均一次粒徑超過40μm之有機顏料係對正面辨識性造成不良影響。
另外,在2片偏光板之間夾住在透明基板上所形成的各色像素,從一側之偏光板側照射背光,利用輝度計以測定穿透另一側之偏光板的光,從偏光板為平行狀態中之光的輝度(Lp)與正交狀態中之光的輝度(Lc)之比所算出的對比C,C係由C=Lp/Lc所算出,CS係表示僅無著色像素之基板,CR係表示紅色像素、CG係表示綠色像素、CB係表示藍色像素的對比之情形,符合CR/CS>0.45且CG/CS>0.45且CB/CS>0.45之情形,如下列表6所示,液晶顯示裝置之黑色顯示時的正面辨識性成為優越。亦即,能夠使漏光少的漆黑顯示再現。
未符合CR/CS>0.45且CG/CS>0.45且CB/CS>0.45之情形,亦即,CR/CS0.45或CG/CS0.45或CB/CS0.45之情形,黑色顯示時之漏光將變多,將變得無法得到優越之正面辨識性的液晶顯示裝置。
再者,藉由縮小各色之遲滯差,成為斜向辨識性與正面辨識性皆優越之液晶顯示裝置。
還有,即使符合CR/CS>0.45且CG/CS>0.45且CB/CS>0.45,各色之遲滯差為大的情形下,具有斜向辨識性不足。
控制顏料之平均一次粒徑及厚度方向相位差的手段,可列舉:機械性地粉碎顏料而控制一次粒徑及粒子形狀的方法(稱為磨碎法);將溶解於良溶劑之物倒入弱溶劑而使得所期望的一次粒徑及粒子形狀之顏料析出的方法(稱為析出法);及於合成時,製造所期望的一次粒徑及粒子形狀之顏料的方法(稱為合成析出法)等。根據所使用的顏料之合成法或化學性質等,能夠針對各個顏料選擇適當之方法而進行。
以下,針對各別之方法加以說明,構成有關本發明之一實施形態的彩色濾光片之著色像素層中所含之顏料的一次粒徑及粒子形狀之控制方法可以使用其中任一種。
磨碎法係藉由使用球磨機、砂磨機或捏和機等,食鹽等水溶性無機鹽等之磨碎劑及不溶解此磨碎劑之水溶性有機溶劑一併機械式混攪顏料(以下,將此處理稱為鹽研磨(salt milling))之後,水洗去除無機鹽與有機溶劑、進行乾燥而得到所期望的一次粒徑及粒子形狀之顏料的方法。
但是,藉由鹽研磨處理,由於具有顏料將結晶成長之情形,於處理時,在上述有機溶劑中添加至少一部分將溶解之固形樹脂或顏料分散劑而防止結晶成長之方法為有效的。
顏料與無機鹽之比率,一旦無機鹽之比率變多時,雖然顏料之微細化效率將變得良好,但由於顏料之處理量變少,生產性將降低。一般而言,相對於1重量份之顏料而言,可以使用1~30重量份之無機鹽,較佳使用2~20重量份。另外,使顏料與無機鹽成為均勻塊的方式來添加之物,根據顏料與無機鹽之摻合比,相對於1重量份之顏料而言,通常上述水溶性有機溶劑係以0.5~30重量份之量而使用。
針對磨碎法,若更具體加以說明時,將少量之水溶性有機溶劑作為濕潤劑而添加於顏料與水溶性無機鹽之混合物中,利用捏和機等強力混攪之後,將此混合物倒入水中,利用高速攪拌機等攪拌而作成糊狀物。接著,藉由過濾、水洗而乾燥此糊狀物,能夠得到所期望的一次粒徑及粒子形狀之顏料。
析出法係使顏料溶解於適當良溶劑之後,與弱溶劑混合而使得所期望的一次粒徑及粒子形狀之顏料析出的方法,根據溶劑之種類或量、析出溫度、析出速度等,能夠控制一次粒徑之大小及粒子形狀。
一般而言,由於顏料難溶於溶劑,能夠使用之溶劑將受限,習知例子可列舉:濃硫酸、多磷酸、氯磺酸等之強酸性溶劑;或液體氨、甲醇鈉之二甲基甲醯胺溶液等之鹼性溶劑等。
析出法之代表例可列舉:將顏料溶解於酸性溶劑中的溶液注入其他之溶劑中,予以再析出而得到微細粒子之酸糊化(acid pasting)法。基於成本之觀點,工業上將硫酸溶液注入水中之方法為一般的。雖然所用之硫酸濃度並未予以特別限定,較佳為95~100重量%。相對於顏料之硫酸的用量並未予以特別設定,由於若過少時,溶液黏度高、操作將變差;相反的,若過多時,顏料之處理效率將降低,相對於顏料而言,較佳使用3~10倍重量之硫酸。
還有,顏料並無完全溶解之必要。溶解時之溫度較佳為0~50℃,於此溫度以下,具有硫酸將結凍之憂慮,並且溶解度也變低。若過度高溫時,副反應將變得容易發生。
所注入的水溫較佳為1~60℃,於此溫度以上,一旦開始注入時,因硫酸之溶解熱而產生沸騰,作業為危險的。於較此溫度為低的溫度將結凍。相對於1份之顏料而言,注入所花費的時間較佳為0.1~30分鐘。時間越長,具有一次粒徑變得越大之傾向。
顏料之一次粒徑及粒子形狀的控制係藉由選擇組合酸糊化法等之析出法與鹽研磨法等之磨碎法的手法,能夠一面考量顏料之整粒程度並一面進行,進一步更佳也能夠確保作為此時分散體之流動性。
於鹽研磨時或酸糊化時,為了防止一次粒徑及粒子形狀控制所伴隨的顏料之凝聚,也能夠併用下列所示之色素衍生物或樹脂型顏料分散劑、界面活性劑等之分散助劑。
另外,藉以使得二種以上顏料共存之形式來進行一次粒徑及粒子形狀控制,即使單獨分散為困難之鹽類,也能夠作成穩定之分散體而完成。
特殊之析出法可列舉:隱色(leuco)法。一旦黃蒽酮系、紫環酮系、苝系、陰丹士林等之建染染料系顏料利用鹼性亞硫酸氫鹽而還原時,醌基成為氫醌之鈉鹽(隱色化合物)而成為水溶性。將適當之氧化劑添加於此水溶液中而氧化,能夠使得對水不溶性之一次粒徑小的顏料析出。
合成析出法係一種於合成顏料之同時,也使得所期望的一次粒徑及粒子形狀之顏料析出的方法。但是,從溶劑中取出所生成的微細顏料之情形,若顏料粒子未凝聚成大的二次粒子時,由於為一般分離法之過濾變得困難,通常適用於以容易引起二次凝聚之水系所合成的偶氮系等之顏料。
再者,控制顏料之一次粒徑及粒子形狀的手段係藉由使用高速砂磨機等長時間分散(將顏料予以乾式粉碎之所謂乾式研磨法),縮小顏料之一次粒徑,同時加以分散也為可能。
另外,於有關本實施形態之彩色濾光片中,尤其基於改善斜向辨識性之目的,能夠將遲滯調整劑添加於1色以上之彩色濾光片著色組成物中。遲滯調整劑係一種能夠調整將彩色濾光片著色組成物作為著色塗膜而形成於透明基板、反射性基板、或半導體基板上而得的彩色濾光片厚度方向之相位差的添加劑。
能夠作為遲滯調整劑使用之化合物係為了確保1000或3000以上之高對比,期望為分散性良好之有機化合物。具體而言,雖然可以採用無機物等粒子形狀之物,但是基於光散射性或去極化性之觀點,則期望避免採用。另外,在透明基板等之上形成複數色彩色濾光片之情形,也可以將遲滯調整劑添加於全部顏色之像素中,也可以限定為1色或2色之像素而添加。
具體之遲滯調整劑能夠選擇由具有含一個以上交聯性基之平面構造基的有機化合物之三聚氰胺樹脂、聚紫質化合物、聚合性液晶化合物、及含有70~90mol%之一個以上的含芳香族單體之丙烯酸樹脂所選出的一種以上。
通常,認為僅添加顏料或其他樹脂與具有存在正負相反的雙折射率之平面構造基的粒子,可能抵消膜全體之Rth。但是,僅添加單純具有平面構造基的粒子之情形,粒子本身將無規配向,對膜全體之Rth的影響將變小。
因此,本發明人等鑽研探討之結果發現:藉由在遲滯調整劑所具有的平面構造基中存在至少一個以上之交聯性基,膜全體之Rth將大幅改變,可以得到充分之效果。另外,也發現:於存在平面構造基之調整劑中,該平面構造基為芳香族,於樹脂固形分中含有70~90mol%之具有該芳香族單體的丙烯酸樹脂之情形,作為遲滯調整劑可以得到充分之效果。
亦即,例如藉由遲滯調整劑具有在光刻步驟中之光硬化程序或是在熱硬化程序中進行交聯的官能基,由於平面構造基不會自由旋轉,及於熱硬化時收縮之時,平面構造基將更配向於相同方向而容易予以固定,故能夠增大(正的方向)厚度方向相位差Rth之值。亦即能夠發現作為相位差調整劑之機能。
平面構造基係具有至少一個以上之芳香族環,於單環式烴中能夠使用具有下列官能基之習知化合物:苯基、異丙苯基、2,4,6-三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、苄基、苯乙基、苯乙烯基、肉桂基、三苯甲基等;多環式烴中能夠使用具有下列官能基之習知化合物:戊搭烯基(pentalenyl)、茚基、萘基、聯苯基、苊烯基、茀基、菲基、蒽基、三鄰亞苯基、芘基、萘基、戊芬基(pentaphene)、戊省基(pentacene)、四苯基、三萘基等。於雜單環化合物中,可列舉具有下列官能基之習知化合物:吡咯基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、吡基、三基等;於雜多環化合物中,可列舉具有下列官能基之習知化合物:吲哚基、異吲哚基、吲哚基、嘌呤基(purinyl)、喹啉基、異喹啉基、酞基、萘啶基、喹喔啉基、啉基(cinnolyl)、咔啉基、吖啶基、卟啉基等。此等化合物也可以具有烴基、鹵素基等之取代基。
附屬於該平面構造基之至少一個以上的交聯性基較佳為使用根據下式所示之不飽和聚合性基(A、B、C、D、E、F)或官能基(I、J、K、L、M、N、O)或熱聚合性基(G、H、P、Q、R、S、T、U),進一步更佳為使用環氧基(G、H),最好使用P~U。
另外,於不飽和聚合性基中,進一步更佳為乙烯性不飽和聚合性基(A、B、C、D),另外,亦適合使用-CH2 NHCOCH=CH2 、-CH2 NHCO(CH2 )7 CH=CH(CH2 )7 CH3 、-OCO(C6 H4 )O(CH2 )6 CH=CH2 等。
此等之交聯性基係在該平面構造基中具有至少一個以上羥基等反應性官能基之情形下,利用習知方法以使具有與(甲基)丙烯酸環氧丙酯、2-(甲基)丙烯醯基異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯等之上述反應性官能基起反應的官能基及乙烯性不飽和基之化合物予以反應而可以容易得到。
能夠較佳使用下列通式(1)所市售的三聚氰胺化合物,只要為具有上述平面構造基之化合物的話,其中任一種皆可,能夠使用習知之化合物。以下,列舉三聚氰胺化合物:
式中,R1 、R2 、R3 分別為氫原子、羥甲基、烷氧甲基、烷氧正丁基,R4 、R5 、R6 分別為羥甲基、烷氧甲基、烷氧正丁基。可以使用組合二種以上重複單位之共聚物。也可以併用二種以上之同元聚合物或共聚物。
另外,上述以外,具有1,3,5-三環之化合物,能夠使用於例如日本特開2001-166144號公報揭示之化合物。另外,也較宜使用顯示於下列通式(2)之化合物:
R7 ~R14 係各自獨立之氫原子、烷基、烯基、芳基或雜環基,尤以氫原子特別理想。
另外,能夠較佳使用具有下列通式(3)所示之聚紫質骨幹的化合物。n係1~20之整數,較佳使用為2的化合物。
式中,R15 ~R22 係各自獨立之氫原子、鹵素原子、烷氧基、烷硫基、取代或未取代之苯氧基、取代或未取代之萘氧基、取代或未取代之苯硫基、或是取代或未取代之萘硫基。
R15 ~R22 中之鹵素原子可列舉:氟、氯、溴、碘等。苯氧基及烷硫基並未予以特別限定,取代基中之烷基較佳為碳數1~12之直鏈、分枝或環狀之烷基,尤以碳數1~8之直鏈、分枝或環狀之烷基特別理想。-Z-係表示-CH-、-N-。
烷氧基中及烷硫基中之烷基的具體例,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、異戊基、2-甲基丁基、1-甲基丁基、新戊基、1,2-二甲基丙基、1,1-二甲基丙基、環戊基、正己基、4-甲基戊基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1-甲基戊基、3,3-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,1-二甲基丁基、3-乙基丁基、2-乙基丁基、1-乙基丁基、1,2,2-三甲基丁基、1,1,2-三甲基丁基、1-乙基-2-甲基丙基、環己基、正庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2,4-二甲基戊基、正辛基、2-乙基己基、2,5-二甲基己基、2,5,5-三甲基戊基、2,4-二甲基己基、2,2,4-三甲基戊基、正辛基、3,5,5-三甲基己基、正壬基、正癸基、4-乙基辛基、4-乙基-4,5-二甲基己基、正十一烷基、正十二烷基、1,3,5,7-四乙基辛基、4-四丁基辛基、6,6-二乙基辛基、正十三烷基、6-甲基-4-丁基辛基、正十四烷基、正十五烷基、3,5-二甲基庚基、2,6-二甲基庚基、2,4-二甲基庚基、2,2,5,5-四甲基己基、1-環戊基-2,2-二甲基丙基、1-環己基-2,2-二甲基丙基等。
取代或未取代之苯氧基的具體例可列舉:苯氧基、2-甲基苯氧基、3-甲基苯氧基、4-甲基苯氧基、2-乙基苯氧基、3-乙基苯氧基、4-乙基苯氧基、2,4-二甲基苯氧基、3,4-二甲基苯氧基、4-三級丁基苯氧基、4-胺基苯氧基、4-二甲胺基苯氧基、4-二乙胺基苯氧基等。
取代或未取代之萘氧基的具體例可列舉:1-萘氧基、2-萘氧基、硝基萘氧基、氰基萘氧基、羥基萘氧基、甲基萘氧基、三氟甲基萘氧基等。
取代或未取代之苯硫基的具體例可列舉:苯硫基、2-甲基苯硫基、3-甲基苯硫基、4-甲基苯硫基、2-乙基苯硫基、3-乙基苯硫基、4-乙基苯硫基、2,4-二甲基苯硫基、3,4-二甲基苯硫基、4-三級丁基苯硫基、4-胺基苯硫基、4-二甲胺基苯硫基、4-二乙胺基苯硫基等。
取代或未取代之萘硫基的具體例可列舉:1-萘硫基、2-萘硫基、硝基萘硫基、氰基萘硫基、羥基萘硫基、甲基萘硫基、三氟甲基萘硫基等。
X也可以併用二種以上之化合物(例如,具有1,3,5-三環之化合物與具有聚紫質骨幹之化合物)。
含平面構造基環氧化合物,可列舉:例如,雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、雙酚AD型環氧化合物、氫化雙酚A型環氧化合物等之雙酚型環氧化合物;例如,酚酚醛型環氧化合物、甲酚酚醛型環氧化合物等之酚醛型環氧化合物;例如,四環氧丙基二胺基二苯基甲烷、三環氧丙基對胺基酚、三環氧丙基間胺基酚、四環氧丙基間二甲苯二胺等之環氧丙基胺系環氧化合物;例如,二環氧丙基鄰苯二甲酸酯、二環氧丙基六氫鄰苯二甲酸酯、二環氧丙基四氫鄰苯二甲酸酯等之環氧丙基酯系環氧化合物;例如,三環氧丙基異氰酸酯、環氧丙基環氧丙氧醛尿囊素(glycidylglycidoxyalhydantoin)等之雜環式環氧化合物等。於下列通式(4)顯示其例:
聚合性液晶化合物能夠採用棒狀液晶性分子或碟狀液晶性分子,尤以碟狀液晶性分子特別理想。棒狀液晶性分子能夠採用在日本特開2006-16599號公報揭示之液晶性分子,此外,也能夠使用例如甲亞胺類、氧化偶氮類、氰基聯苯類、氰基苯基酯類、安息香酸酯類、環己烷羧酸苯基酯類、氰基苯基環己烷類、氰基取代苯基嘧啶類、烷氧基取代苯基嘧啶類、苯基二烷類、二苯乙炔類及烯基環己基苯甲腈類等。碟狀液晶性分子能夠使用於例如特開平8-27284號公報中揭示之物。以下顯示其例:
於上式中,Y最好為伸烷基、伸烯基、伸芳基、-CO-、-NH-、-O-、-S-及由此等之組合所構成族群中所選出的二價連結基、及至少組合二個該二價基之基。
伸烷基之碳原子數較佳為1~12,伸烯基之碳原子數較佳為2~12,伸芳基之碳原子數較佳為6~10。伸烷基、伸烯基及伸芳基也可以具有取代基(例如,烷基、鹵素原子、氰基、烷氧基、醯氧基)。
R係由於上述之式(A)~(U)中之不飽和聚合性基(A、B、C、D、E、F)、官能基(I、J、K、L、M、N、O)及熱聚合性基(G、H、P、Q、R、S、T、U)所選出的至少一個以上之交聯性基,或是利用該交聯性基所取代的烷基、烯基、芳基或雜環基。
於不飽和聚合性基中,進一步更佳為乙烯性不飽和聚合性基(A、B、C、D),另外,適宜使用-CH2 NHCOCH=CH2 、-CH2 NHCO(CH2 )7 CH=CH(CH2 )7 CH3 、-OCO(C6 H4 )O(CH2 )6 CH=CH2 等。
含有70~90mol%之一個以上的含芳香族之單體的丙烯酸樹脂,可列舉:由聚合(甲基)丙烯酸三聚氰胺酯、(甲基)丙烯酸苄酯等之各種丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、苯乙烯、及顯示於下列通式(5)之含芳香族單體,與(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸(異)丙酯、(甲基)丙烯酸(異)丁酯、(甲基)丙烯酸(異)戊酯、(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸酸性磷羥乙酯、(甲基)丙烯酸酸性磷羥丙酯、(甲基)丙烯酸-3-氯-2-酸性磷羥乙酯、單(甲基)丙烯酸酸性磷羥基聚乙二醇酯等之(甲基)丙烯酸酯而成之丙烯酸樹脂。此等之化合物能夠單獨使用一種或混合二種以上而使用。
式中,R23 係表示H或CH3 ;R24 係表示碳數2或3之伸烷基;R25 係表示氫、或是可以含苯環之碳數1~20之烷基、n係表示1~15之整數。
於上列通式(5)中,R25 之烷基的碳數為1~20,更佳為1~10。R25 之烷基的碳數為1~10之時係烷基成為障礙,抑制樹脂彼此之接近,加速對顏料之吸附/配向的效果將可以得到,感光性著色組成物之安定性將提高,一旦碳數超過10時,由於烷基之立體障礙效果將變高,顯示也妨礙苯環對顏料之吸附/配向的傾向,感光性著色組成物之安定性將降低。此傾向係隨著R25 之烷基的碳鏈長變長,一旦碳數超過20時,苯環之吸附/配向將極端地降低。包含R25 所示之苯環的烷基可列舉:苄基、2-苯基(異)丙基等。
上列通式(5)所示之化合物,可列舉:酚之環氧乙烷(EO)改性(甲基)丙烯酸酯、對枯烯基酚之EO或環氧丙烷(PO)改性(甲基)丙烯酸酯、壬基酚之EO改性(甲基)丙烯酸酯、壬基酚之PO改性(甲基)丙烯酸酯等。此等化合物之中,對枯烯基酚之EO或PO改性(甲基)丙烯酸酯,其係不僅上述苯環之π電子效果,除了其立體效果之外,也能夠形成良好之吸附/配向面而發現厚度方向相位差值Rth,效果將更高。
另外,因為該丙烯酸樹脂係含有70 mol%以上、90mol%以下含芳香族的單體,若摻合此丙烯酸樹脂而調製感光性樹脂組成物時,發現負的雙折射性將成為可能,抵消在鹼顯像型感光性之彩色濾光片所產生的不當情形,亦即抵消根據顏料或分散劑、及其他黏結劑樹脂之影響所產生的約2~+30nm之不要的正厚度方向相位差值Rth,進一步予以向負值減低將成為可能。藉此,提供一種液晶顯示裝置,其能夠具有原本所期望的3~-30nm厚度方向相位差值,即使得從斜向觀察,顯示特性也為良好。
以下,針對為了形成有關本實施形態之彩色濾光片的各色像素所用之著色組成物加以說明。
在為了形成各色像素所用之著色組成物中所含之顏料載體係使顏料分散之物。藉由透明樹脂、其先驅物或此等之混合物所構成。
除了該丙烯酸樹脂以外,在可見光區域之400~700nm的全部波長區域,透明樹脂能夠併用穿透率較佳為80%以上,更佳為95%以上之樹脂。於透明樹脂中,含有熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及感光性樹脂,於其先驅物中,含有藉放射線照射,經硬化而生成透明樹脂的單體或寡聚物,能夠單獨使用此等先驅物或是混合二種以上而使用。
相對於著色組成物中之顏料100重量份而言,顏料載體能夠以30~700重量份,較佳為以60~450重量份之量而使用。
另外,將透明樹脂與其先驅物之混合物作為顏料載體使用之情形下,相對於著色組成物中之顏料100重量份而言,透明樹脂能夠以20~400重量份,較佳為以50~250重量份之量而使用。
另外,相對於著色組成物中之顏料100重量份而言,透明樹脂之先驅物能夠以10~300重量份,較佳為以10~200重量份之量而使用。
熱可塑性樹脂,例如,可列舉:丁縮醛樹脂、苯乙烯-順丁烯二酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯、聚胺甲酸酯系樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠系樹脂、纖維素類、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醯亞胺樹脂等。
熱硬化性樹脂,例如,可列舉:環氧樹脂、苯并胍胺樹脂、松香改性順丁烯二酸樹脂、松香改性富馬酸樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、酚樹脂等。
感光性樹脂可以使用:使具有異氰酸酯基、醛基、環氧基等之反應性取代基的(甲基)丙烯酸化合物或桂皮酸,與具有羥基、羧基、胺基等之反應性取代基的線狀高分子予以反應,而將(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基等之光交聯性基導入該線狀高分子之樹脂中。
另外,也可以使用:藉由(甲基)丙烯酸羥烷酯等之具有羥基的(甲基)丙烯酸化合物而使含有苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物或α-烯烴-順丁烯二酸酐共聚物等之酸酐的線狀高分子予以半酯化之物。
透明樹脂先驅物之單體與寡聚物,可列舉:(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯、(甲基)丙烯酸三聚氰胺酯、(甲基)丙烯酸環氧酯等之各種丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯、(甲基)丙烯酸醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯酸醯胺、丙烯腈等。此等單體與寡聚物能夠單獨使用此等先驅物或是混合二種以上而使用。
於著色組成物中,藉紫外線照射而使該組成物硬化之情形下,光聚合引發劑等被添加。
光聚合引發劑可以使用:4-苯氧基二氯苯乙酮、4-三級丁基二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮等之苯乙酮系光聚合引發劑;苯偶因、苯偶因甲基醚、苯偶因乙基醚、苯偶因異丙基醚、苄基二甲基縮酮等之苯偶因系光聚合引發劑;二苯甲酮、苯甲醯基安息香酸、苯甲醯基安息香酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯硫醚等之二苯甲酮系光聚合引發劑;噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等之噻噸酮系光聚合引發劑;2,4,6-三氯-S-三、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-S-三、2-(對甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-S-三、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-S-三、2-胡椒基-4,6-雙(三氯甲基)-S-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-S-三、2-(萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-S-三、2-(4-甲氧基萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-S-三、2,4-三氯甲基(胡椒基)-6-三、2,4-三氯甲基(4’-胡椒基)-6-三、2,4-三氯甲基(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三等之三系光聚合引發劑;硼酸酯系光聚合引發劑;咔唑系光聚合引發劑;咪唑系光聚合引發劑等。
相對於著色組成物中之顏料100重量份而言,光聚合引發劑能夠以5~200重量份,較佳以10~150重量份之量而使用。
上述光聚合引發劑係單獨使用或是混合二種以上而使用,增感劑也能夠併用:α-醯氧基酯、氧化醯基膦、甲基苯基乙醛酯、苯偶醯、9,10-菲醌、樟腦醌、乙基蒽醌、4,4’-二乙基間苯二甲醯基苯、3,3’,4,4’-四(三級丁基過氧羰基)二苯甲酮、4,4’-二乙胺基二苯甲酮等之化合物。相對於光聚合引發劑100重量份而言,增感劑能夠以0.1~60重量份而含有。
再者,於著色組成物中,能夠含有發揮作為鏈轉移劑功能之多官能硫醇。多官能硫醇最好為具有2個以上硫醇基之化合物,例如,可列舉:己二硫醇、癸二硫醇、1,4-丁二醇雙硫代丙酸酯、1,4-丁二醇雙硫代乙二醇酯、乙二醇雙硫代甘醇酸酯、乙二醇雙硫代丙酸酯、三羥甲基丙烷三硫代乙二醇酯、三羥甲基丙烷三硫代丙酸酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇四硫代甘醇酸酯、季戊四醇四硫代丙酸酯、三巰基丙酸三(2-羥乙基)異氰酸酯、1,4-二甲巰基苯、2,4,6-三巰基-S-三、2-(N,N-二丁胺基)-4,6-二巰基-S-三等。此等之多官能硫醇能夠使用一種或混合二種以上而使用。
相對於著色組成物中之顏料100重量份而言,多官能硫醇能夠以0.2~150重量份,較佳以0.2~100重量份之量而使用。
再者,能夠含有溶劑用以使顏料充分分散於顏料載體中,在玻璃基板等之透明基板上,使乾燥膜厚成為0.2~5μm之方式來塗布而容易形成濾光區段。例如,溶劑可列舉:環己酮、乙基纖維素醋酸酯、丁基纖維素醋酸酯、1-甲氧基-2-丙基醋酸酯、二乙二醇二甲基醚、乙基苯、乙二醇二乙基醚、二甲苯、乙基纖維素、甲基正戊基酮、丙二醇一甲基醚、甲苯、甲基乙基酮、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁基酮、石油系溶劑等,能夠單獨使用此等溶劑或是混合二種以上溶劑而使用。
相對於著色組成物中之顏料100重量份而言,溶劑能夠使用以800~4000重量份,較佳以1000~2500重量份之量而使用。
著色組成物能夠將一種或二種以上之顏料,必要時也與上述光聚合引發劑一併於顏料載體及有機溶劑中,使用三輥磨碎機、二輥磨碎機、砂磨機、捏和機、研磨機等之各種分散手段而製造。
另外,含有二種以上顏料之著色組成物也能夠混合已將各顏料分別微細分散於顏料載體及有機溶劑中之物而製造。
將顏料分散於顏料載體及有機溶劑中之際,能夠適當含有樹脂型顏料分散劑、界面活性劑、顏料衍生物等之分散助劑。
因為分散助劑係具優越之顏料分散,防止分散後之顏料再凝聚的效果為大的,使用分散助劑而將顏料分散於顏料載體及有機溶劑中而成之著色組成物之情形,可以得到具優越透明性之彩色濾光片。相對於著色組成物中之顏料100重量份而言,分散助劑能夠以0.1~40重量份,較佳為以0.1~30重量份之量而使用。
樹脂型顏料分散劑係含有具有吸附於顏料之性質的顏料親和性部位、與顏料載體具有相溶性之部位,發揮使吸附於顏料而對顏料之顏料載體的分散予以安定化之功能。
具體而言,樹脂型顏料分散劑可以使用聚胺甲酸酯、聚丙烯酸酯等之聚羧酸酯;不飽和聚醯胺、聚羧酸、聚羧酸(部分)胺鹽、聚羧酸銨鹽、聚羧酸烷基胺鹽、聚環己烷、長鏈聚胺基醯胺磷酸鹽、含羥基之聚羧酸酯、或此等之改性物、藉由聚(低級伸烷基醯亞胺)與具有游離之羧基的聚酯之反應所形成的醯胺或其鹽等之油性分散劑;(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-順丁烯二酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等之水溶性樹脂或水溶性高分子化合物;聚酯系、改性聚丙烯酸酯系、環氧乙烷/環氧丙烷加成化合物、磷酸酯系等;此等樹脂型顏料分散劑能夠單獨使用或是混合二種以上而使用。
界面活性劑可列舉:聚環氧乙烷烷基醚硫酸鹽、十二烷基苯磺酸鈉、苯乙烯-丙烯酸共聚物之鹼鹽、烷基萘磺酸鈉、烷基二苯基醚二磺酸鈉、月桂基硫酸單乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸銨、硬脂酸單乙醇胺、硬脂酸鈉、月桂基硫酸鈉、苯乙烯-丙烯酸共聚物之單乙醇胺、聚環氧乙烷烷基醚磷酸酯等之陰離子性界面活性劑;聚氧乙烯油基醚、聚環氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐單硬脂酸酯、聚乙二醇單月桂酸酯等之非離子性界面活性劑;烷基四級銨鹽或此等之環氧乙烷加成物等之陽離子性界面活性劑;烷基二甲胺基醋酸甜菜鹼等之烷基甜菜鹼、烷基咪唑啉等之兩性界面活性劑;此等界面活性劑能夠單獨使用或是混合二種以上而使用。
色素衍生物係將取代基導入有機色素之化合物,較佳為接近所用之顏料色調之物,若添加量少的話,也可以使用色調不同之物。
於有機色素中,也包含一般未被稱為色素之萘系、蒽系等之淡黃色芳香族多環化合物。
色素衍生物能夠使用在特開昭63-305173號公報、特公昭57-15620號公報、特公昭59-40172號公報、特公昭63-17102號公報、特公平5-9469號公報等所揭示之物。尤其具有鹼性基之色素衍生物,由於顏料之分散效果為大的而適合被使用。此等色素衍生物能夠單獨使用或是混合二種以上而使用。
於著色組成物中,為了使組成物之隨時間經過的黏度安定化,能夠含有貯藏安定劑。例如,貯藏安定劑可列舉:氯化三甲基苄、二乙羥胺等之四級氯化銨、乳酸、草酸等之有機酸及其甲基醚、三級丁基鄰苯二酚、四乙基膦、四苯基膦等之有機膦、亞磷酸鹽等。相對於著色組成物中之顏料100重量份而言,貯藏安定劑能夠以0.1~10重量份之量而含有。
另外,於著色組成物中,為了提高與基板之緊貼性,也能夠含有矽烷耦合劑等之緊貼提昇劑。矽烷耦合劑可列舉:乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷等之乙烯基矽烷類;γ-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷等之(甲基)丙烯酸矽烷類;β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)甲基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)甲基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧丙基三乙氧基矽烷等之環氧矽烷類;N-β-(胺乙基)-γ-胺丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺乙基)-γ-胺丙基三乙氧基矽烷、N-β-(胺乙基)-γ-胺丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-胺丙基三乙氧基矽烷、γ-胺丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺丙基三乙氧基矽烷等之胺基矽烷類;γ-巰丙基三甲氧基矽烷、γ-巰丙基三乙氧基矽烷等之硫矽烷類等。相對於著色組成物中之顏料100重量份而言,矽烷耦合劑能夠以0.01~100重量份之量而含有。
著色組成物能夠以照相凹版膠印用印刷墨水、無水膠版印刷墨水、噴墨印刷用墨水、絲網印刷用墨水、溶劑顯像型或鹼顯像型著色阻劑之形態而加以調製。著色阻劑係使色素分散於含有熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂或感光性樹脂、單體、光聚合引發劑與有機溶劑之組成物中。
以著色組成物之全部固形成分量作為基準(100重量%),顏料較佳為以5~70重量%之比例而予以含有。更佳為以20~50重量%之比例而予以含有,其殘留部分係由藉顏料載體所提供的樹脂質黏結劑而實質上形成。
著色組成物係藉由離心分離、燒結濾器、濾膜等之手段,較佳進行5μm以上粗大粒子之去除,更佳為1μm以上粗大粒子之去除,進一步更佳為0.5μm以上粗大粒子及所混入的塵埃之去除。
該彩色濾光片中之紅色像素、綠色像素、及藍色像素係藉印刷法或光刻法,使用上述之各色著色組成物而在透明基板上予以形成。
透明基板係使用鹼石灰玻璃、低鹼硼矽酸玻璃、無鹼鋁硼矽酸玻璃等之玻璃板;或聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯等之樹脂板。另外,為了液晶面板化後之液晶驅動,也可以在玻璃板或樹脂板之表面形成由氧化銦、氧化錫、氧化鋅、氧化銻等之金屬氧化物之組合而成之透明電極。
藉由印刷法的各色濾光區段之形成係利用僅重複作為上述各種印刷墨水所調製的著色組成物之印刷與乾燥而能夠圖案化,彩色濾光片之製法係低成本且具優越之量產性。再者,隨著印刷技術之發展,能夠進行具有高的尺寸精確度及平滑度之微細圖案的印刷。為了進行印刷,較佳在印刷之板上、或外殼上,作成墨水不乾燥、固化之組成。另外,在印刷機上之墨水流動性的控制也為重要,也能夠進行藉分散劑或填充顏料所導致的墨水黏度之調整。
噴墨法係利用備齊各色微細複數個噴出口(噴墨頭)之噴墨裝置在已形成透明基板或TFT等主動元件之基板形成直接印刷之方法。
藉光刻法而形成各色像素之情形,利用噴塗或旋轉塗布、狹縫塗布、輥塗布等之塗布方法,在透明基板上,使乾燥膜厚成為0.2~10μm之方式來塗布作成上述溶劑顯像型或鹼顯像型著色阻劑所調製的著色組成物。
使塗布膜乾燥之際,也可以使用減壓乾燥機、對流烘箱、IR烘箱、熱板等。於必要所乾燥的膜中,通過具有以與此膜接觸或非接觸狀態所設置的既定圖案之光罩而進行紫外線曝光。
之後,浸漬於溶劑或鹼顯像液、或是藉噴霧等以噴霧顯像液,去除未硬化部而形成所期望的圖案之後,能夠針對其他顏色,重複同樣之操作而製造彩色濾光片。
再者,為了加速著色阻劑之聚合,必要時也能夠實施加熱。若根據光刻法,藉上述印刷法而能夠製造精確度高的彩色濾光片。
於顯像之際,鹼顯像液係使用碳酸鈉、氫氧化鈉等之水溶液,也能夠使用二甲基苄胺、三乙醇胺等之有機鹼。另外,於顯像液中,也能夠添加消泡劑或界面活性劑。顯像處理方法能夠採用沖淋幕顯像法、噴霧顯像法、浸漬顯像法、水坑(盛液)顯像法等。
還有,為了提高紫外線曝光感度,也能夠將上述著色阻劑塗布乾燥後,塗布水溶性或鹼不溶性樹脂,例如聚乙烯醇或水溶性丙烯酸樹脂等並乾燥,以形成防止因氧所造成的聚合阻礙之薄膜後,進行紫外線曝光。
可適用於本發明之液晶顯示裝置之彩色濾光片,除了上述方法之外,也能夠藉由電極沉積法、轉印法、噴墨法等而製造。
電極沉積法係利用形成於透明基板上的透明導電膜,藉由膠體粒子之電泳,將各色濾光區段電極沉積形成於透明導電膜上而製造彩色濾光片之方法。轉印法係預先在剝離性之轉印基材片的表面上形成彩色濾光片層,再使此彩色濾光片層轉印至所期望的透明基板之方法。
接著,針對具備以上所說明的本發明第1實施形態之彩色濾光片的有關本發明第2實施形態之液晶顯示裝置加以說明。
第2圖係有關本實施形態之液晶顯示裝置的概略剖面圖。顯示於第2圖之液晶顯示裝置4係液晶TV用之TFT驅動型液晶顯示裝置的典型例,具備隔離相對所配置的一對透明基板5及6,將液晶(LC)封入此等透明基板之間。
液晶(LC)係按照TN(扭曲向列)、STN(超扭曲向列)、IPS(面內切換)、VA(垂直配向)、OCB(光學補償雙折射性)等之液晶配向模式所配向。
在第1透明基板5之內面形成TFT(薄膜電晶體)陣列7,在其上形成由例如ITO而成之透明電極層8。在透明電極層8之上設置配向層9。另外,在透明基板5之外面,形成構造中含有相位差膜的偏光板10。
另一方面,在第2透明基板6之內面,形成本發明之彩色濾光片11。構成彩色濾光片11之紅色、綠色及藍色的濾光區段係藉由黑色矩陣(未以圖示)予以分離。
覆蓋彩色濾光片11,必要時形成透明保護膜(未以圖示),進一步於其上形成例如由ITO而成之透明電極層12,覆蓋透明電極層12而設置配向層13。另外,在透明基板6之外面形成偏光板14。還有,在偏光板10之下方,設置具備三波長燈泡15之背光單元16。
接著,針對製造以上說明的液晶顯示裝置之方法加以說明。
第3圖係使用有關本發明之第1實施形態的彩色濾光片基板,製造有關本發明之第2實施形態的液晶顯示裝置製造之流程圖。於液晶顯示裝置製造之際,如第3圖所示,首先具有在彩色濾光片基板及陣列基板進行配向處理之必要。配向處理係在液晶顯示裝置用基板之連接液晶面之側形成配向膜,必要時,實施使得在液晶顯示裝置用基板之液晶界面的液晶方向同樣一致的處理。
因為配向層9、13係具有使液晶配向於既定方向之性質,具有配合既定之液晶模式而選定配向膜之必要。配向膜之材料較宜使用聚醯亞胺系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚乙烯醇系樹脂等之感光性或非感光性之材料,但是並不受限於此等材料。但是,基於配向膜之耐熱性/信賴性之觀點,較佳為聚醯亞胺系樹脂。
使用聚醯亞胺系樹脂之配向膜係於在液晶顯示裝置用基板上形成可溶性聚醯亞胺溶液或聚醯胺酸溶液之後,必要時,進行乾燥、燒結或光照射而得到。配向膜材料係在基板上,藉由可撓性印刷、旋轉塗布、輥塗布、狹縫模頭塗布、絲網印刷、噴墨印刷等而形成於液晶顯示裝置用基板上。配向膜較佳所使用的聚醯亞胺系樹脂並未予以特別限定,適合使用藉加熱或適當之觸媒而使聚醯胺酸予以醯亞胺化之物。
為了實現有關本實施形態之液晶顯示裝置的構造,也可以使用所市售的配向膜。例如,可以單獨使用JSR公司製之AL1000、AL1068、AL1072、AL1077、AL1F00、AL3000、AL4000、AL5000、AL6000、AL7000、AL8000、AL1H659、AL60101、AL60601、JALS-146、JALS-212、JALS-246、JALS-406、JALS-445、JALS-469、JALS-550、JALS-552、JALS-553、JALS-555、JALS-556、JALS-566、JALS-725、JALS-1082、JALS-1085、JALS-1216;CHISSO公司製之PIA-5140、PIA-5150、PIA-5310、PIA-X322、PIA-2024、PIA-2700、PIA-2800、PIA-2900;日產化學公司製之SE-130、SE-150、SE-2110、SE-410、SE-610、SE-1180、SE-2170、SE-1211、SE-1410、SE-3140、SE-3210、SE-3310、SE-3510、SE-5291、SE-5300、SE-6210、SE-7492、SE-7992、SE-7511L、SE-8192L、RN-1322、RN-1332、RN-1349、RN-1358、RN-1386、RN-1417、RN-1436、RN-1450、RN-1477、RN-1486等,也可以混合此等配向膜之中的2種以上而使用,或是也可以添加其他適宜之聚合物成分,也可以適宜選擇此等製品中所含之樹脂成分而使用。
於配向膜之溶液中所使用的溶劑,能夠使用水、乙醇、甲醇、異丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇等之醇類;甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等之酮類;二乙基醚、異丙基醚、四氫呋喃、二烷、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、二乙二醇二乙基醚等之醚類;醋酸乙酯、醋酸正丁酯、3-甲氧基-3-甲基丁基醋酸酯、乙二醇單甲基醚醋酸酯、乙二醇單乙基醚醋酸酯、乙二醇單丁基醚醋酸酯、二乙二醇單甲基醚醋酸酯、二乙二醇單乙基醚醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇單乙基醚醋酸酯、γ-丁內酯等之酯類;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等之醯胺類;2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮等之吡咯烷酮類;丁基溶纖素等。
使得在液晶界面之液晶方向同樣一致的處理係以必須使液晶方向直到接近液晶顯示裝置用基板之水平為止予以配向的TN或ISP等之液晶顯示模式所用之物。也可以採用以嫘縈或棉花之布擦拭配向膜的平磨處理、或是照射已控制偏光之光的光配向處理等。
液晶顯示裝置之液晶層厚度係使用柱狀間隔物(未以圖示)而予以保持。柱狀間隔物係利用光刻法等而在彩色濾光片基板形成感光性樹脂。
針對柱狀間隔物之高度測定,能夠使用如觸針式膜厚計之接觸式膜厚計~光干涉計或雷射顯微鏡的非接觸膜厚測定機,若考量對基板的汙染性或測定精確度時,期望使用非接觸式膜厚計。
於液晶顯示裝置之製造中,針對藉由一對液晶顯示裝置用基板而固定化液晶之密封劑中,能夠使用丙烯酸系樹脂等之光硬化樹脂或環氧系樹脂等之熱硬化樹脂,或是能夠使用光硬化樹脂與熱硬化樹脂二者之樹脂混合物。
液晶顯示裝置中所使用的液晶材料能夠按照顯示模式、驅動方式而適當選擇,並未予以特別限制。使用於本發明之向列型液晶係按照顯示方式,例如能夠適當使用介質異方向性△ε為正之液晶、負之液晶。
為了實現有關本實施形態之液晶顯示裝置的構造,也可以使用所市售的液晶。例如,能夠使用MERK公司製之MLC-6601、MLC-6614、MLC-6686、MLC-6692、MLC-6608、MLC-6609、MLC-6610、MLC-6222、MLC-6252、MLC-6256、MLC-6625、MLC-6628等。
針對液晶材料滴下至液晶顯示裝置用基板,可使用柱塞泵方式的分配器。液晶材料滴下用分配器係藉由將液晶材料導入圓筒狀之框體中,使細長的棒狀柱塞移向鉛直方向而從噴嘴滴下液晶。液晶材料滴下量之調整係根據使用泵控制器之柱塞移動量而進行。
於貼合一對彩色濾光片基板與陣列基板之際所進行的減壓為1Pa以下,較佳為0。若以超過1Pa之壓力進行貼合時,由於液晶材料未充分擴散,於貼合後,從彩色濾光片材料或液晶材料等產生揮發性氣體而殘存於液晶胞內,將產生氣泡。
於使密封劑硬化之步驟中,使用紫外線(UV)。於進行UV照射之際,具有使得在顯示影像部分不照光之方式來進行的必要。對密封劑進行UV照射之後,通常於100~150℃進行30~90分鐘之加熱處理。根據此加熱處理,藉由使密封劑予以熱硬化,同時也施加液晶材料相轉移溫度以上之熱,能夠加速液晶材料之再配向。裁斷進行如此方式所得到的液晶顯示用基板之後,藉由安裝IC、偏光板及背光單元,作成液晶顯示裝置而完成。
有關本實施形態之液晶顯示裝置係為了擴大視角,能夠具備作成光學補償層之相位差膜。拉伸雙折射聚合物膜習知作為相位差膜所使用,取代由拉伸雙折射膜而成之光學補償片,可以使用在透明載體上具有由低分子或高分子液晶性化合物所形成的光學異方向性層的光學補償層,或是除了由拉伸雙折射膜而成之光學補償層之外,也可以使用具有由低分子或高分子液晶性化合物所形成的光學異方向性層之光學補償層。另外,也可以於液晶胞內部形成本光學補償層。
相位差膜之光學性質係按照液晶胞之光學性質,具體而言,如上述顯示模式之不同所決定,例如,IPS模式用相位差膜能夠補償偏光板之視角相關性而以全方位降低黑色顯示之輝度,使對比之視角特性得以提高。再者提供一種液晶顯示裝置,相位差膜之光學性質係藉由設計成光各波長之最適值而具有色變化少的廣視野特性。若組合多間隙或多領域時,將特別有效。另外,不擴大視角,僅從特定方向而使得能夠觀察顯示之狹視角化也為可能。
可利用於有關本實施形態之液晶顯示裝置的相位差膜,可列舉:拉伸處理環烯烴聚合物(以下,稱為COP)等之管狀烯烴系樹脂或TAC等之纖維素系樹脂而成的聚合物;或是在由聚合物膜等而成之載體上,具有由甲亞胺類、氧化偶氮類、氰基聯苯類、氰基苯基酯類、安息香酸酯類、類、環己烷羧酸苯基酯類、氰基苯基環己烷類、氰基取代苯基嘧啶類、烷氧基取代苯基嘧啶類、苯基二烷類、二苯乙炔類及烯基環己基苯甲腈類等之棒狀液晶性分子(參照日本季刊化學總說、第22卷液晶之化學(1994)日本化學會編之第4章、第7章及第11章、及液晶元件手冊日本學術振興會第142委員會編之第3章等)、碟狀液晶性化合物(C.Destrade等人,Mol.Cryst.Liq.Cryst.,vol.71,page 111(1981);日本化學會編、日本季刊化學總說、No.22、液晶之化學、第5章、第10章第2節(17)(1994);B.Kohne等人,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,Page 1794(1985);J.Zhang等人,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,page 2655(1994)等)等之具有由含有液晶性化合物之組成物所形成的光學異方向層之薄膜,或是nx ny >nz 之雙軸性相位差膜等。由於具優越之耐熱性、耐藥品性、透明性,富有剛性,適合使用非液晶性聚合物。
該聚合物可列舉:聚醯胺、聚醯亞胺、聚酯、聚醚酮、聚醯胺醯亞胺、聚酯醯亞胺等之聚合物,基於高配向性、高透明性之觀點,尤以聚醯亞胺特別理想。
另外,也能夠使用市售之相位差膜。例如,日本ZEON股份有限公司製(商品名「Zeonor」)、JSR股份有限公司製(商品名「Arton」)KONICA MINOLTA股份有限公司製N-TAC系列、日本富士照相軟片股份有限公司製FUJITECH系列等。
若根據本發明之第1實施形態,為了得到更高對比之彩色濾光片,藉由下列方式,使得該厚度方向相位差值為正的值且符合式(3)之方式,來提供調整成最適值之彩色濾光片將成為可能:特定所用之顏料種類;或藉由微細化該顏料,即使具有使綠色像素層之厚度方向相位差值成為負的可能性,也選擇可成為正的厚度方向相位差之顏料;或進行成為正的微細化處理,進一步添加能夠調整成正的厚度方向相位差之微粒。
另外,若根據本發明之第2實施形態,使適合於光學補償層及其他構造構件之光學特徵、尤其使適合於遲滯之波長分散特徵的方式,來使用有關本發明之第1實施形態的彩色濾光片而製作液晶顯示器之情形,為了不使通過各著色像素顯示區域之光的偏光狀態發生偏異,能夠得到從斜向具優越視角顯示之液晶顯示裝置。
更詳言之,由於成為已實施從斜向之視角補償的黑色顯示,從斜向觀察之情形,能夠減低彩色位移,並且使中性之黑色再現,故能夠呈現非常優越之顯示特性。
[實施例]
以下,顯示本發明之具體實施例,但是本發明並不受此等實施例所限定。另外,由於本實施例所用之材料係具有對光極為敏感之物,必須防止因自然光等之不需要的光所造成的感光,當然於黃色或紅色燈下進行全部作業。還有,實施例及比較例中,所謂「份」係意指「重量份」。
另外,顏料之記號係表示色指數號碼,例如,「PR254」係表示「C.I.Pigment Red 254」,「PY150」係表示「C.I.Pigment Yellow 150」。
將下列實施例中所使用的色素衍生物顯示於下列表1:
a)微細化顏料之製造
根據下列方法以製造實施例及比較例使用的微細化顏料。而且,利用從電子顯微鏡照片直接量測一次粒子之大小,以測定所得到的顏料之平均一次粒徑。
具體而言,利用透射型電子顯微鏡JEM-2010(日本電子(股份)製)以拍攝視野內之粒子,量測構成二次元影像上之凝結物的各個顏料一次粒子之短軸徑與長軸徑,將平均設為其顏料粒子之粒徑。
接著,針對100個以上之顏料粒子,與所求出的粒徑之長方體近似而求出各別之粒子的體積(重量),將體積平均粒徑設為平均一次粒徑。此時,為試料之該著色組成物係使該物超音波分散於溶劑中之後,利用該顯微鏡以拍攝粒子。還有,電子顯微鏡不論使用透射型(TEM)或掃描型(SEM)中任一種,皆可得到同樣之結果。此處所謂的一次粒徑係表示於個數粒度分布之累計曲線中,累計量相當於整體50%之粒徑(相當於圓直徑)。
〔製造例1〕
於氮氣環境中,將170份之三級胺醇裝填於磺化燒瓶中。接著,添加11.04份之鈉,然後將此混合物加熱至92~102℃。接著,激烈攪拌已熔融的鈉,同時也於100~107℃保持一晚。
將於80℃、50份之三級胺醇中已溶解44.2份之4-氯苯甲腈及37.2份之二異丙基琥珀酸酯的溶液,於80~98℃花費2小時導入所得到的溶液中。導入後,於80℃、3小時攪拌此反應混合物,然後同時滴下添加4.88份之二異丙基琥珀酸酯。
將此反應混合物冷卻至室溫,對20℃之混合物添加270份之甲醇、200份之水、及48.1份之濃硫酸,於20℃持續攪拌6小時。過濾所得到的紅色混合物,利用甲醇及水以洗淨殘留物之後,於80℃乾燥,得到46.7份之二氧代吡咯并吡咯之紅色顏料(R-1)。
〔製造例2〕
將100份之二氧代吡咯并吡咯系紅色顏料PR254(CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司製之「IRUGAPHOR RED B-CF」;R-1)、18份之色素衍生物(D-1)、1000份之已粉碎的食鹽、及120份之二乙二醇進料於不銹鋼製1加侖捏和機(井上製作所製造)中,於60℃混攪10小時。
將此混合物倒入2000份之溫水中,加熱至約80℃,同時也以高速攪拌機攪拌約1小時而作成糊狀,重複過濾、水洗而去除食鹽與溶劑之後,於80℃乾燥24小時,得到115份之鹽研磨處理顏料(R-2)。將所得到的顏料之一次粒徑顯示於下列表2。
〔製造例3〕
將100份之蒽醌系紅色顏料PR177(CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司製之「CHROMOPHTHAL RED A2B」)、8份之色素衍生物(D-2)、700份之已粉碎的食鹽、及180份之二乙二醇進料於不銹鋼製1加侖捏和機(日本井上製作所製造)中,於70℃混攪4小時。
將此混合物倒入4000份之溫水中,加熱至約80℃,同時也以高速攪拌機攪拌約1小時而作成糊狀,重複過濾、水洗而去除食鹽與溶劑之後,於80℃乾燥24小時,得到102份之鹽研磨處理顏料(R-3)。將所得到的顏料之一次粒徑顯示於下列表2。
〔製造例4〕
將120份之鹵化銅酞菁系綠色顏料PG36(東洋油墨製造公司製之「LEONOR GREEN 6YK」)、1600份之已粉碎的食鹽、及270份之二乙二醇進料於不銹鋼製1加侖捏和機(井上製作所製造)中,於70℃混攪12小時。
將此混合物倒入5000份之溫水中,加熱至約70℃,同時也以高速攪拌機攪拌約1小時而作成糊狀,重複過濾、水洗而去除食鹽與溶劑之後,於80℃乾燥24小時,得到117份之鹽研磨處理顏料(G-1)。將所得到的顏料之一次粒徑顯示於下列表2。
〔製造例5〕
將46份之鋅酞菁溶解於356份之氯化鋁與6份之氯化鈉的200℃之熔融鹽中,冷卻至130℃,攪拌1小時。將反應溫度升溫至180℃,每1小時滴下10份之溴,歷經10小時。之後,每1小時導入0.8份之氯,歷經5小時。
將此反應液慢慢注入3200份之水中之後,進行過濾、水洗而得到107.8份之粗製鹵化鋅酞菁顏料。於粗製鹵化鋅酞菁顏料之1分子內所含之平均溴個數為14.1個、平均氯個數為1.9個。
將120份之所得到的粗製鹵化鋅酞菁顏料、1600份之已粉碎的食鹽、及270份之二乙二醇進料於不銹鋼製1加侖捏和機(井上製作所製造)中,於70℃混攪12小時。
將此混合物倒入5000份之溫水中,加熱至約70℃,同時也以高速攪拌機攪拌約1小時而作成糊狀,重複過濾、水洗而去除食鹽與溶劑之後,於80℃乾燥24小時,得到117份之鹽研磨處理顏料(G-2)。將所得到的顏料之一次粒徑顯示於下列表2。
〔製造例6〕
將150份之水進料於可分離式燒瓶中,進一步攪拌,同時也進料63份之35%鹽酸,調製鹽酸溶液。一面注意發泡,並一面進料38.7份之苯磺醯基醯肼,使液溫成為0℃以下為止而追加冰。冷卻後,花費30分鐘進料19份之亞硝酸鈉,於0~15℃之間攪拌30分鐘之後,利用碘化鉀澱粉紙,進料胺基磺酸以使著色變成未被確認為止。
接著,添加25.6份之巴比妥酸後,升溫直到55℃,此狀態下維持2小時之攪拌。接著,倒入25.6份之巴比妥酸,升溫直到80℃之後,倒入氫氧化鈉以使pH成為5為止。進一步於80℃攪拌3小時之後,降溫至70℃,進行過濾及溫水洗淨。
將所得到的壓濾餅加入1200份之溫水中,糊化之後,於80℃攪拌2小時。之後,維持此狀態之溫度而進行過濾,利用80℃、2000份之水以進行溫水洗淨,確認苯磺醯胺將移向濾液側。於80℃乾燥所得到的壓濾餅,得到61.0份之偶氮巴比妥酸二鈉鹽。
接著,將200份之水進料於可分離式燒瓶中,進一步攪拌,同時也倒入8.1份之所得到的偶氮巴比妥酸二鈉鹽之粉末而予以分散。使其均勻分散之後,將溶液升溫至95℃,添加5.7份之三聚氰胺、1.0份之二烯丙胺基三聚氰胺。
進一步花費30分鐘而滴下已將6.3份之氯化鈷(II)六水合物溶解於30份之水中的綠色溶液。於滴下結束後,於90℃進行1.5小時之配位化合物化。
之後,將pH調整至5.5,進一步添加20.4份之已預先攪拌4份之二甲苯、0.4份之油酸鈉、16份之水而形成乳化狀態的溶液,再進一步加熱攪拌4小時。冷卻至70℃之後,迅速過濾,重複70℃之溫水洗滌直到能夠洗淨無機鹽為止。
之後,經由乾燥、粉碎之步驟,得到14份之偶氮系黃色顏料(Y-2)。將所得到的顏料之一次粒徑顯示於下列表2。
〔製造例7〕
將160份之黃色顏料(C.I.Pigment Yellow 138、BASF公司製之「PALIOTOL YELLOW K0961HD」)、1600份之氯化鈉、及270份之二乙二醇(東京化成股份公司製)進料於不銹鋼製1加侖捏和機(井上製作所製造)中,於60℃混攪15小時。
接著,將此混合物倒入約5升之溫水中,加熱至約70℃,同時也以高速攪拌機攪拌1小時而作成糊狀之後,進行過濾、水洗而去除氯化鈉與二乙二醇之後,於80℃乾燥24小時,得到157份之鹽研磨處理顏料(Y-3)。
〔製造例8〕
將100份之銅酞菁系藍色顏料PB15:6(東洋油墨製造公司製之「LEONOR BLUE ES」)、800份之已粉碎的食鹽、及100份之二乙二醇進料於不銹鋼製1加侖捏和機(井上製作所製造)中,於70℃混攪12小時。
接著,將此混合物倒入3000份之溫水中,加熱至約70℃,同時也以高速攪拌機攪拌1小時而作成糊狀,重複過濾、水洗而去除食鹽與溶劑之後,於80℃乾燥24小時,得到98份之鹽研磨處理顏料(B-1)。將所得到的顏料之一次粒徑顯示於下列表2:
將BAYER公司製「FANCHON FAST YELLOW Y-5688」(C.I.Pigment Yellow 150)作成黃色顏料1。
b)丙烯酸樹脂溶液之調製
將800份之環己酮倒入反應容器中,將氮氣注入容器,同時也加熱至100℃,於相同溫度、花費1小時滴下下列之單體與熱聚合起始劑的混合物而進行聚合反應。
苯乙烯 70.0份
甲基丙烯酸 10.0份
甲基丙烯酸甲酯 65.0份
甲基丙烯酸丁酯 650.0份
偶氮二異丁腈 10.0份
滴下後,進一步於100℃予以反應3小時後,添加利用50份之環己酮溶解2.0份之偶氮二異丁腈的溶液,連續進一步於100℃反應1小時而合成樹脂溶液。
冷卻至室溫之後,取樣約2g之樹脂溶液,於180℃、加熱乾燥20分鐘後測定不揮發成分,於先前合成的樹脂溶液中,使不揮發成分成為20%的方式來添加環己酮而調製丙烯酸樹脂溶液。
c)顏料分散體之調製
均勻攪拌混合顯示於下列表3之組成(重量比)的混合物之後,使用直徑1mm之鋯珠,利用砂磨機分散5小時之後,利用5μm之濾器過濾而得到各色顏料分散體。
d)遲滯調整劑
將三聚氰胺化合物(商品名NIKALAC MX-750;日本CARBIDE工業製)及苯乙烯樹脂作為遲滯調整劑使用。苯乙烯樹脂係進行如下方式而調製:內容量為1升之5口反應容器內,添加432g之丙二醇單甲基醚醋酸酯、13g之偶氮二異丁腈,注入氮氣,同時也加熱至80℃,花費2小時滴下由86.3g之苯乙烯與11.8g之丙烯酸、10.0g之對枯基酚的EO改性(甲基)丙烯酸酯而成之混合液。於滴下結束起30分鐘後,添加6.5g之偶氮二異丁腈,進一步加熱5小時,得到苯乙烯-丙烯酸共聚物。所得到的苯乙烯-丙烯酸共聚之重量平均分子量為3000。e)著色組成物(以下,稱為阻劑)之調製均勻攪拌混合顯示於下列表4之組成(重量比)的混合物之後,利用1μm之濾膜過濾而得到各色阻劑。
f)各色塗膜之製作
藉旋轉塗布法以將顯示於上列表4之各色阻劑塗布於玻璃基板之後,於潔淨烘箱中,於70℃預烘烤20分鐘。接著,將此基板冷卻至室溫後,使用超高壓水銀燈,照射紫外線。
接著,使用23℃之碳酸鈉水溶液而噴霧顯像此基板之後,利用離子交換水洗淨、風乾。之後,於潔淨烘箱中,於230℃進行30分鐘之後烘烤,得到各色塗膜。乾燥塗膜後之膜厚中任一種皆為2.0μm。
g)各色塗膜之色度、分光穿透率、厚度方向相位差值及對比之測定
〔色度、分光穿透率〕
XYZ表色系色度圖中之色度係使用分光光度計(OLYMPUS公司製「OSP-2000」)而測定。
藉顯示於上列表4之各色阻劑所製作的各色塗膜之色度顯示於下列表5。
〔厚度方向相位差值Rth〕
厚度方向相位差值能夠如下方式而求得。使用透射型分光橢圓偏光計(日本分光公司製「M-220」),從形成塗膜之基板法線方向傾斜45°的方位,於400nm~700nm之範圍,以每隔5nm之波長測定,得到為橢圓偏光計之δ。
各波長中之相位差值△(λ)能夠由△=δ/360×λ求出,使用此值而算出3次元折射率,藉下式(4)而求出厚度方向相位差值(Rth)。
依照以上之測定可求出各波長的Rth,於此次之評估中,分別在610nm之波長測定紅色像素、在545nm之波長測定綠紅色像素、在450nm之波長測定藍色像素而算出。Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d………(4)
式中,Nx係著色像素層平面內之x方向的折射率,Ny係著色像素層平面內之y方向的折射率,Nz係著色像素層平面內之z方向的折射率,設定將Nx設為NxNy之遲相軸。d係著色像素層的厚度(nm)。
將藉由顯示於上列表4之各色阻劑所製作的各色塗膜之厚度方向相位差值Rth顯示於下列表5。
〔對比〕
在形成塗膜之基板的兩側重疊偏光板,將偏光板為平行時之輝度(Lp)與正交時之輝度(Lc)的比,Lp/Lc設為對比(C)而算出。
另外,僅將無著色像素之基板的對比=Lp/Lc設為CS,將CR設為紅色像素之對比,將CG設為綠色像素之對比,將CB設為藍色像素之對比。
還有,輝度係使用色彩輝度計(TOPCON公司製「BM-5A」),以2°視野之條件測定,偏光板係使用日東電工公司製「NPF-SBG1224DU」。
h)彩色濾光片之製作
組合顯示於上列表4之各色阻劑,藉顯示於下列之方法而製作彩色濾光片。
〔實施例1〕
首先,藉旋轉塗布法,在預先已形成黑色矩陣之玻璃基板上塗布紅色阻劑(RR-2)之後,於潔淨烘箱中,於70℃預烘烤20分鐘。接著,將此基板冷卻至室溫之後,使用超高壓水銀燈,透過光罩而照射紫外線。
之後,使用23℃之碳酸鈉水溶液而噴霧顯像此基板之後,利用離子交換水洗淨、風乾。進一步於潔淨烘箱中,於230℃進行30分鐘後烘烤,在基板上形成條狀之紅色像素。
接著,使用綠色阻劑(GR-3),進行同樣方式而形成綠色像素,進一步使用藍色阻劑(BR-2),進行同樣方式而形成藍色像素,得到彩色濾光片。各色像素中任一種形成的膜厚皆為2.0μm。
i)液晶顯示裝置之製作
在所得到的彩色濾光片上,形成保護層,在其上使用JSR股份有限公司製OPTOMER AL60101而形成聚醯亞胺配向層。
另一方面,在其他之(第2之)玻璃基板的一側表面形成TFT陣列及像素電極,在其上使用JSR股份有限公司製OPTOMER AL60101而形成聚醯亞胺配向層。
使電極層彼此面對的方式,來使進行如此方式所準備的二片玻璃基板相對,一面使用間隔物珠而保持兩基板之一定間隔,並一面位置重疊,以留下液晶組成物注入用開口部的方式,利用密封劑來密封周圍。接著,從開口部注入VA用液晶組成物(MERK股份有限公司製MLC-6610),密封開口部。
進一步從市售液晶電視之AQUOS系列(商品名LC42-RX1W),將直接附玻璃所採用的附相位差板之偏光板(A)安裝在所製作的液晶顯示裝置。
此時,此等所採取的相位差板之光學參數係如下所示:
(單位:nm)
(CF側)
Re 450nm:55.2、545nm:54.7、610nm:54.5
Rth 450nm:108.6、545nm:109.4、610nm:109.8
(TFT側)
Re 450nm:54.5、545nm:55.0、610nm:55.2
Rth 450nm:98.0、545nm:105.7、610nm:109.4
將從該市售液晶電視所採取的背光單元組合於進行如此方式所製作的液晶顯示裝置而得到VA顯示模式液晶面板。
〔實施例2〕
除了將紅色阻劑從(RR-2)變更為(RR-1)、綠色阻劑從(GR-3)變更為(GR-2)、藍色阻劑從(BR-2)變更為(BR-1)、將偏光板/相位差板(A)變更為下列(B)以外,進行相同於實施例1之方式而得到液晶顯示裝置。
附相位差板之偏光板(B):(Samsung製A系列、商品名LN52A610)
(CF側)
Re 450nm:46.4、545nm:48.6、610nm:49.5
Rth 450nm:103.1、545nm:106.4、610nm:107.7
(TFT側)
Re 450nm:46.1、545nm:48.6、610nm:49.8
Rth 450nm:93.9、545nm:102.5、610nm:106.7
〔實施例3〕
除了將紅色阻劑從(RR-2)變更為(RR-5)、綠色阻劑從(GR-3)變更為(GR-2)、藍色阻劑從(BR-2)變更為(BR-5)以外,進行相同於實施例1之方式而得到液晶顯示裝置。
〔實施例4〕
除了將紅色阻劑從(RR-2)變更為(RR-6)、綠色阻劑從(GR-3)變更為(GR-2)、藍色阻劑從(BR-2)變更為(BR-5)以外,進行相同於實施例1之方式而得到液晶顯示裝置。
〔實施例5〕
除了將紅色阻劑從(RR-2)變更為(RR-4)、綠色阻劑從(GR-3)變更為(GR-4)、藍色阻劑從(BR-2)變更為(BR-3)、將偏光板/相位差板(A)變更為下列(B)以外,進行相同於實施例1之方式而得到液晶顯示裝置。
〔實施例6〕
除了將紅色阻劑從(RR-2)變更為(RR-7)、綠色阻劑從(GR-3)變更為(GR-2)、藍色阻劑從(BR-2)變更為(BR-4)、將偏光板/相位差板(A)變更為下列(B)以外,進行相同於實施例1之方式而得到液晶顯示裝置。
〔比較例1〕
除了將綠色阻劑從(GR-2)變更為(GR-1)以外,進行相同於實施例2之方式而得到液晶顯示裝置。
〔比較例2〕
除了將紅色阻劑從(RR-1)變更為(RR-3)以外,進行相同於實施例2之方式而得到液晶顯示裝置。
〔比較例3〕
除了將紅色阻劑從(RR-2)變更為(RR-6)、綠色阻劑從(GR-3)變更為(GR-6)、藍色阻劑從(BR-2)變更為(BR-5)、將偏光板/相位差板(A)變更為下列(B)以外,進行相同於實施例1之方式而得到液晶顯示裝置。
〔比較例4〕
除了將紅色阻劑從(RR-2)變更為(RR-6)、綠色阻劑從(GR-3)變更為(GR-5)、藍色阻劑從(BR-2)變更為(BR-5)、將偏光板/相位差板(A)變更為下列(B)以外,進行相同於實施例1之方式而得到液晶顯示裝置。
j)液晶顯示裝置之黑色顯示時的辨識性評估
使得所製作的液晶顯示裝置予以黑色顯示,目視觀察從液晶面板之法線方向(約略垂直方向)及從法線方向傾斜45°的方位(斜向)漏出來的光(正交穿透光;漏光)之量。另外,利用TOPCON公司製BM-5A以測定從黑色顯示時之約略垂直方向觀察時的色度(u(⊥)、v(⊥))與從顯示面之法線方向傾斜直到最大60°的方位觀察時的色度(u(45)、v(45)),算出色差△u’v’,求出於0θ60°之△u’v’的最大值。評估等級係如下所示,將其結果顯示於下列表5。
下列表5中,正面辨識性及斜向辨識性之評估基準係如下所示:
正面辨識性
○:即使暗的影像仍清楚可見(=對比高)。
×:暗的影像無法清楚看見(=對比低)。
斜向辨識性
○:△u’v’0.02。
×:△u’v’>0.02。
從上列表5得知:因為有關實施例1~6之彩色濾光片係使紅色像素、綠色像素、及藍色像素層之厚度方向相位差值符合上述式(2)及式(3)的方式來予以形成,藉由將此等之彩色濾光片用於液晶顯示裝置,顯示面之法線方向與傾斜方向的色度差符合上述之式(1),可以得到斜向之辨識性良好的液晶顯示裝置。
另外也得知:於具備有關實施例1~6之彩色濾光片的液晶顯示裝置中,為了謀求在正面之高對比化,即使在正面方向也可以得到辨識性良好的液晶顯示裝置。
相對於此,於具備有關比較例1~4之彩色濾光片的液晶顯示裝置中,因為並未使紅色像素、綠色像素、及藍色像素層之厚度方向相位差值以符合上述式(2)及式(3)二者的方式形成,由於紅色像素、綠色像素、及藍色像素層之厚度方向相位差的均衡不佳,於斜向發生色差,辨識性變得不良。
1...玻璃基板
2...黑色矩陣
3...著色像素
3B...藍色像素
3G...綠色像素
3R...紅色像素
4...液晶顯示裝置
5...透明基板
6...透明基板
7...TFT(薄膜電晶體)陣列
8...透明電極層
9...配向層
10...偏光板
11...彩色濾光片
12...透明電極層
13...配向層
14...偏光板
15...三波長燈泡
16...背光單元
LC...液晶
第1圖係顯示有關本發明之一實施形態的彩色濾光片之概略剖面圖。
第2圖係顯示具備有關本發明之一實施形態的彩色濾光片之液晶顯示裝置一例的概略剖面圖。
第3圖係顯示製造液晶顯示裝置製造之程序的流程圖。
1...玻璃基板
2...黑色矩陣
3...著色像素
3B...藍色像素
3G...綠色像素
3R...紅色像素

Claims (8)

  1. 一種液晶顯示裝置,其係具備具有彩色濾光片之液晶胞、在此液晶胞之兩外側各面所配置的一對偏光板、與在此等偏光板內側所設置的光學補償層之液晶顯示裝置;其特徵在於:測定使該液晶顯示裝置予以黑色顯示而以CIE1960表色系所示的色度(u、v),從垂直方向觀察時之色度(u(⊥)、v(⊥))、與從顯示面之法線方向傾斜θ°的方位觀察時之色度(u(θ)、v(θ))之以下式(1)所示的色度差△uv:△uv=〔{u(⊥)-u(θ)}2 +{v(⊥)-v(θ)}21/2 ...(1)於0<θ60之範圍,△uv為0.02以下;其中,該彩色濾光片具備至少含有紅色像素、綠色像素與藍色像素之著色像素,該紅色像素之厚度方向相位差值Rth(R)、綠色像素之厚度方向相位差值Rth(G)、與藍色像素之厚度方向相位差值Rth(B)係符合下式(2)與式(3):Rth(G)0...(2) Rth(G)>Rth(B)且Rth(G)>Rth(R)...(3)(式中,Rth(R)、Rth(G)與Rth(B)係藉由從各自像素之平均面內折射率減去厚度方向折射率之值、與像素之厚度(nm)之乘積所得到,Rth(R)係表示對於通過紅色區域之光波長610nm的厚度方向相位差值、Rth(G)係表示對於通過綠色區域之光波長545nm的厚度方向相位差值、Rth(B)係表示對於通過藍色區域之光波 長450nm的厚度方向相位差值)。
  2. 一種如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置所用之彩色濾光片,其特徵係具備至少含有紅色像素、綠色像素與藍色像素之著色像素,該紅色像素之厚度方向相位差值Rth(R)、綠色像素之厚度方向相位差值Rth(G)、與藍色像素之厚度方向相位差值Rth(B)係符合下式(2)與式(3):Rth(G)0...(2) Rth(G)>Rth(B)且Rth(G)>Rth(R)...(3)(式中,Rth(R)、Rth(G)與Rth(B)係藉由從各自像素之平均面內折射率減去厚度方向折射率之值、與像素之厚度(nm)之乘積所得到,Rth(R)係表示對於通過紅色區域之光波長610nm的厚度方向相位差值、Rth(G)係表示對於通過綠色區域之光波長545nm的厚度方向相位差值、Rth(B)係表示對於通過藍色區域之光波長450nm的厚度方向相位差值)。
  3. 如申請專利範圍第2項之彩色濾光片,其中該著色像素係由含有遲滯調整劑之感光性著色組成物而成。
  4. 如申請專利範圍第2項之彩色濾光片,其中該綠色像素係含有鋅酞菁顏料。
  5. 如申請專利範圍第3項之彩色濾光片,其中該遲滯調整劑係具有至少一個以上的平面構造基、與在該平面構造基中至少一個以上的交聯性基之物。
  6. 如申請專利範圍第2項之彩色濾光片,其中該遲滯調整 劑係含有70~90mol%之至少一個以上的含芳香族之單體的丙烯酸樹脂。
  7. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其係VA方式。
  8. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其係IPS方式。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011158655A (ja) 2010-01-29 2011-08-18 Fujifilm Corp 重合性組成物、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子
JP2012098627A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタの製造方法
US8816211B2 (en) * 2011-02-14 2014-08-26 Eastman Kodak Company Articles with photocurable and photocured compositions
KR102239679B1 (ko) * 2017-05-08 2021-04-12 후지필름 가부시키가이샤 액정 표시 장치
KR102227340B1 (ko) * 2017-05-08 2021-03-11 후지필름 가부시키가이샤 액정 표시 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004240102A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Dainippon Printing Co Ltd 位相差制御機能を有する液晶ディスプレイ用基板及びそれを用いた液晶ディスプレイ
US20080143935A1 (en) * 2006-12-19 2008-06-19 Toppan Printing Co., Ltd. Color filter and liquid crystal display device
TWI311665B (en) * 2001-10-04 2009-07-01 Fujifilm Corporatio Liquid crystal display of transmission type

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000187114A (ja) 1998-12-22 2000-07-04 Toray Ind Inc カラーフィルターおよび液晶表示装置
JP4482969B2 (ja) 1998-08-28 2010-06-16 東レ株式会社 液晶表示装置用カラーフィルターおよび液晶表示装置
JP2001242460A (ja) 2000-02-29 2001-09-07 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP4368157B2 (ja) * 2002-07-24 2009-11-18 大日本印刷株式会社 カラーフィルター用緑色顔料、緑色顔料分散体、感光性着色組成物、カラーフィルター、及び、液晶パネル
WO2004010172A1 (ja) 2002-07-24 2004-01-29 Dai Nippon Printing Co., Ltd. カラーフィルター用緑色顔料、緑色顔料分散体、感光性着色組成物、カラーフィルター、及び、液晶パネル
JP4641162B2 (ja) 2004-09-08 2011-03-02 大日本印刷株式会社 位相差層付カラーフィルタおよび液晶表示素子
JP2006126419A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Quanta Display Japan Inc 液晶表示装置
JP2007183600A (ja) * 2005-12-06 2007-07-19 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタ、その製造方法、及び液晶ディスプレイ
JP4726130B2 (ja) * 2006-02-08 2011-07-20 日東電工株式会社 液晶表示装置
JP2007328324A (ja) 2006-05-11 2007-12-20 Nitto Denko Corp 液晶パネルおよび液晶表示装置
JP4930394B2 (ja) * 2008-01-31 2012-05-16 凸版印刷株式会社 液晶表示装置
JP5428198B2 (ja) * 2008-05-12 2014-02-26 凸版印刷株式会社 カラーフィルタおよび液晶表示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI311665B (en) * 2001-10-04 2009-07-01 Fujifilm Corporatio Liquid crystal display of transmission type
JP2004240102A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Dainippon Printing Co Ltd 位相差制御機能を有する液晶ディスプレイ用基板及びそれを用いた液晶ディスプレイ
US20080143935A1 (en) * 2006-12-19 2008-06-19 Toppan Printing Co., Ltd. Color filter and liquid crystal display device

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