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CN100510799C - 滤色器,用于制造滤色器的方法和液晶显示装置 - Google Patents

滤色器,用于制造滤色器的方法和液晶显示装置 Download PDF

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CN100510799C
CN100510799C CNB2005800342440A CN200580034244A CN100510799C CN 100510799 C CN100510799 C CN 100510799C CN B2005800342440 A CNB2005800342440 A CN B2005800342440A CN 200580034244 A CN200580034244 A CN 200580034244A CN 100510799 C CN100510799 C CN 100510799C
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中村秀之
田中光利
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Abstract

一种滤色器,所述滤色器包含至少两种或两种以上颜色的着色像素,其中所述着色像素至少包含颜料颗粒,每一种着色像素的对比度不低于2000,并且在所述两种或两种以上颜色的着色像素之中,具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差不大于600;用于制造所述滤色器的方法;和使用所述滤色器的液晶显示装置。

Description

滤色器,用于制造滤色器的方法和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种滤色器,用于制造所述滤色器的方法和使用所述滤色器的液晶显示装置,所述滤色器优选用于大屏幕设备如笔记本电脑或电视监视器。
背景技术
滤色器对于液晶显示器(以下也称为“液晶显示装置”)是必不可少的部件。液晶显示装置是很紧凑的,具有相当于或优于常规CRT显示器的性能,并且开始代替CRT显示器。
为了形成液晶显示装置的彩色图像,将通过滤色器的光着色成构成滤色器的每一种像素的颜色,并且组合这些颜色的光以形成彩色图像。通常,RGB的三种颜色的像素形成彩色图像。作为构成滤色器的材料,由于耐热性和耐光性的要求,主要使用其中将有机颜料分散于树脂如丙烯酸类(acryl)中的材料。然而,由于有机颜料的使用,在这种滤色器中,由于颜料颗粒的光散射性,产生去极化,即所谓去极化效应,并且这导致对比度降低。
近年来,因为将液晶显示装置用于TV和监控器,所以对显示质量的需求变得严格。特别是,液晶显示装置的色彩再现范围的提高和对比度的提高是必备条件。在常规的滤色器(参见,例如日本专利申请公开(JP-A)号2001-194658)中,由于去极化,对比度是约800至1500,并且难说达到了足够的对比度性能。
此外,如果整个滤色器的对比度高,则因为当RGB的每一种像素的对比度的平衡不同时,从RGB的每一种像素中泄漏的光量不同,例如在从B像素中泄漏的光量大时,还出现液晶显示装置在黑显示的色度从消色点向浅蓝色方向位移的问题。即使滤色器的对比度高,当偏振片的对比度低时,液晶显示装置的对比度也仍然低,此外,即使偏振片的对比度高,当偏振片在约400nm的正交透光率高时,也出现液晶显示装置在黑显示的色度从消色点向浅蓝色方向位移的问题。
发明内容
本发明是考虑到上述情况完成的,并且提供:一种滤色器,其中每一种像素的对比度高,显示出鲜明的图像,RGB的每一种像素的对比度得到平衡,并且黑显示性能优异;用于制造所述滤色器的方法;和具有这种滤色器的液晶显示装置。同样,通过组合具有高对比度的像素和具有高对比度的偏振片,本发明提供显示具有高对比度的鲜明的图像的液晶显示装置,其中RGB的每一种像素的对比度得到平衡,并且在黑显示性能方面优异。
本发明的第一方面提供包含两种或两种以上颜色的着色像素的滤色器,其中每一种着色像素至少包含颜料颗粒,每一种着色像素的对比度不低于2000,并且在两种或两种以上颜色的着色像素之中,具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差不大于600。
本发明的第二方面提供用于制造第一方面的滤色器的方法,所述方法包括由一种着色感光树脂组合物形成树脂层,所述着色感光树脂组合物包含(1)碱溶性树脂,(2)单体或低聚物,(3)光聚合引发剂或光聚合引发剂体系和(4)颜料颗粒。
本发明的第三方面提供包含第一方面的滤色器的液晶显示装置。
本发明的第四方面提供一种液晶显示装置,所述液晶显示装置包含背光、偏振片、至少两个衬底、由所述衬底支承的液晶层、在所述衬底的至少一部分上安置的电极,和在所述衬底的至少一部分上安置的滤色器层,其中所述滤色器层是第一方面的滤色器,并且所述偏振片具有等于或高于99.95的偏振度和在400nm等于或低于0.05%的正交透光率。
附图简述
图1是显示本发明的液晶显示装置的一个实例的示意性横截面图。
图2是显示本发明的液晶显示装置的另一个实例的横截面图。
图3是显示本发明的液晶显示装置的又一个实例的示意性横截面图。
实施本发明的最佳方式
首先,将说明本发明的滤色器层(以下在某些情况下简称为“滤色器”),然后将依次描述用于制造滤色器的方法和液晶显示装置。
<滤色器层>
本发明的滤色器层是具有两种或两种以上颜色的着色像素的滤色器。每一种着色像素至少包含颜料颗粒。每一种着色像素的对比度不低于2000,并且在两种或两种以上颜色的着色像素中,具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差不大于600。
<对比度>
本发明的滤色器的每一种着色像素的对比度不低于2000,更优选不低于2800,还优选不低于3000,最优选不低于3400。如果构成滤色器的每一种着色像素的对比度小于2000,则在观察具有这种滤色器的液晶显示装置的图像时,观察到的图像总体上发白,并且难以看到,从而这不是优选的。另外,具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差不高于600,更优选不高于410,还优选不高于350,最优选不高于200。当具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差超过600时,因为从在黑显示的每一种着色像素部分中泄漏的光量非常不同,所以即使当基于液晶显示装置在白显示的颜色特性调节颜色时,在黑显示中也发生颜色平衡瓦解的现象,色彩再现性劣化,从而这不是优选的。
对比度指构成滤色器的R(红)、G(绿)和B(蓝)的每一种像素的对比度,根据各自的颜色进行评价。
测量对比度的方法如下:将偏振片覆盖在将要测量的对象的两侧上,使偏振片的偏振方向相互平行,并且在这种情形下,从一个偏振片的一侧使用背光,并且测量通过另一个偏振片的光的亮度Y1。然后,在偏振片正交的情形下,从一个偏振片的一侧使用背光,并且测量通过另一个偏振片的光的亮度Y2。使用得到的测量值,以Y1/Y2计算对比度。在此,作为偏振片,可以使用由Nitto Denko生产的G1220DUN,并且作为测量仪器,可以使用颜色亮度计(商品名:BM-5,由Topcon生产)。在测量对比度中使用的偏振片与在使用所述滤色器的液晶显示装置中使用的偏振片相同。
<着色像素>
本发明的滤色器的着色像素由着色树脂组合物形成。优选形成本发明的滤色器的至少一种颜色的着色像素包含C.I.颜料·红254或C.I.颜料·绿36或C.I.颜料·蓝15:6作为着色剂。通过包含这些着色剂,可以制造具有高对比度的滤色器。
(着色剂)
在本发明中,优选的着色剂是(i)R(红)着色树脂组合物中的C.I.颜料·红254、(ii)G(绿)着色树脂组合物中的C.I.颜料·绿36和(iii)B(蓝)着色树脂组合物中的C.I.颜料·蓝15:6。
在以1.0至3.0μm的厚度涂布着色树脂组合物得到的干膜中,(i)中C.I.颜料·红254的含量优选为0.80至0.96g/m2,更优选为0.82至0.94g/m2,特别优选为0.84至0.92g/m2
在以1.0至3.0μm的厚度涂布着色树脂组合物得到的干膜中,(ii)中C.I.颜料·绿36的含量优选为0.90至1.34g/m2,更优选为0.95至1.29g/m2,特别优选为1.01至1.23g/m2
在以1.0至3.0μm的厚度涂布着色树脂组合物得到的干膜中,(iii)中C.I.颜料·蓝15:6的含量优选为0.59至0.67g/m2,更优选为0.60至0.66g/m2,特别优选为0.61至0.65g/m2
此外,除上述颜料以外,可以通过组合它们使用不同于上述颜料的颜料。其具体实例包括可以补充使用的其中赋予如下染料或颜料以色指数(C.I.)值的颜料。
-补充使用的染料或颜料-
如果必要的话,除上述着色剂(颜料)以外,还可以将已知的着色剂(染料、颜料)加入到着色树脂组合物中。当使用已知的着色剂之中的颜料时,将颜料均匀地分散于着色树脂组合物中是适宜的。由于这种原因,优选颗粒直径等于或小于0.1μm,特别优选等于或小于0.08μm。
已知的染料或颜料的实例包括维多利亚·纯蓝BO(C.I.42595),金胺(C.I.41000),Fat·黑HB(C.I.26150),C.I.颜料·黄1,C.I.颜料·黄3,C.I.颜料·黄12,C.I.颜料·黄13,C.I.颜料·黄14,C.I.颜料·黄15,C.I.颜料·黄16,C.I.颜料·黄17,C.I.颜料·黄20,C.I.颜料·黄24,C.I.颜料·黄31,C.I.颜料·黄55,C.I.颜料·黄60,C.I.颜料·黄61,C.I.颜料·黄65,C.I.颜料·黄71,C.I.颜料·黄73,C.I.颜料·黄74,C.I.颜料·黄81,C.I.颜料·黄83,C.I.颜料·黄93,C.I.颜料·黄95,C.I.颜料·黄97,C.I.颜料·黄98,C.I.颜料·黄100,C.I.颜料·黄101,C.I.颜料·黄104,C.I.颜料·黄106,C.I.颜料·黄108,C.I.颜料·黄109,C.I.颜料·黄110,C.I.颜料·黄113,C.I.颜料·黄114,C.I.颜料·黄116,C.I.颜料·黄117,C.I.颜料·黄119,C.I.颜料·黄120,C.I.颜料·黄126,C.I.颜料·黄127,C.I.颜料·黄128,C.I.颜料·黄129,C.I.颜料·黄138,C.I.颜料·黄139,C.I.颜料·黄150,C.I.颜料·黄151,C.I.颜料·黄152,C.I.颜料·黄153,C.I.颜料·黄154,C.I.颜料·黄155,C.I.颜料·黄156,C.I.颜料·黄166,C.I.颜料·黄168,C.I.颜料·黄175,C.I.颜料·黄180,C.I.颜料·黄185;C.I.颜料·橙1,C.I.颜料·橙5,C.I.颜料·橙13,C.I.颜料·橙14,C.I.颜料·橙16,C.I.颜料·橙17,C.I.颜料·橙24,C.I.颜料橙34,C.I.颜料·橙36,C.I.颜料·橙38,C.I.颜料·橙40,C.I.颜料·橙43,C.I.颜料·橙46,C.I.颜料·橙49,C.I.颜料·橙51,C.I.颜料橙61,C.I.颜料·橙63,C.I.颜料·橙64,C.I.颜料橙71,C.I.颜料·橙73;C.I.颜料·紫1,C.I.颜料·紫19,C.I.颜料·紫23,C.I.颜料·紫29,C.I.颜料·紫32,C.I.颜料·紫36,C.I.颜料·紫38,C.I.颜料·红1,C.I.颜料·红2,C.I.颜料·红3,C.I.颜料·红4,C.I.颜料·红5,C.I.颜料·红6,C.I.颜料·红7,C.I.颜料红8,C.I.颜料·红9,C.I.颜料·红10,C.I.颜料·红11,C.I.颜料·红12,C.I.颜料·红14,C.I.颜料·红15,C.I.颜料·红16,C.I.颜料红17,C.I.颜料·红18,C.I.颜料·红19,C.I.颜料·红21,C.I.颜料·红22,C.I.颜料·红23,C.I.颜料·红30,C.I.颜料·红31,C.I.颜料红32,C.I.颜料·红37,C.I.颜料·红38,C.I.颜料·红40,C.I.颜料·红41,C.I.颜料·红42,C.I.颜料·红48:1,C.I.颜料·红48:2,C.I.颜料红48:3,C.I.颜料·红48:4,C.I.颜料·红49:1,C.I.颜料·红49:2,C.I.颜料·红50:1,C.I.颜料·红52:1,C.I.颜料·红53:1,C.I.颜料·红57,C.I.颜料红57:1,C.I.颜料·红57:2,C.I.颜料·红58:2,C.I.颜料·红58:4,C.I.颜料·红60:1,C.I.颜料·红63:1,C.I.颜料·红63:2,C.I.颜料·红64:1,C.I.颜料红81:1,C.I.颜料·红83,C.I.颜料·红88,C.I.颜料·红90:1,C.I.颜料·红97,C.I.颜料·红101,C.I.颜料·红102,C.I.颜料·红104,C.I.颜料红105,C.I.颜料·红106,C.I.颜料·红108,C.I.颜料·红112,C.I.颜料·红113,C.I.颜料·红114,C.I.颜料·红122,C.I.颜料·红123,C.I.颜料红144,C.I.颜料红146,C.I.颜料·红149,C.I.颜料·红150,C.I.颜料·红151,C.I.颜料·红166,C.I.颜料·红168,C.I.颜料·Red170,C.I.颜料·Red171,C.I.颜料红172,C.I.颜料·红174,C.I.颜料·红175,C.I.颜料·红176,C.I.颜料·红177,C.I.颜料·红178,C.I.颜料·红179,C.I.颜料·Red180,C.I.颜料红185,C.I.颜料·红187,C.I.颜料·红188,C.I.颜料·红190,C.I.颜料·红193,C.I.颜料·红194,C.I.颜料·红202,C.I.颜料·红206,C.I.颜料红207,C.I.颜料红208,C.I.颜料·红209,C.I.颜料·红215,C.I.颜料·红216,C.I.颜料·红220,C.I.颜料·红224,C.I.颜料·Red226,C.I.颜料·红242,C.I.颜料红243,C.I.颜料·红245,C.I.颜料·红254,C.I.颜料·红255,C.I.颜料·红264,C.I.颜料·红265;C.I.颜料·蓝15,C.I.颜料·蓝15:3,C.I.颜料·蓝15:4,C.I.颜料·蓝15:6,C.I.颜料·蓝60,C.I.颜料·绿7,C.I.颜料·绿36,
C.I.颜料·棕23,C.I.颜料·棕25,
C.I.颜料·黑1,C.I.颜料·黑7。
在本发明中优选使用的着色剂的具体实例包括在JP-A No.2005-17716,0038至0054段中描述的颜料和染料,在JP-ANo.2004-361447,0068至0072段中描述的颜料,和在JP-A No.2005-17521,0080至0088段中描述的着色剂。
在本发明中,共同使用的上述颜料的优选组合的实例包括:C.I.颜料·红254和C.I.颜料·红177、C.I.颜料·红224、C.I.颜料·黄139或C.I.颜料·紫23的组合;C.I.颜料·绿36和C.I.颜料·黄150、C.I.颜料·黄139、C.I.颜料·黄185、C.I.颜料·黄138或C.I.颜料·黄180的组合;C.I.颜料·蓝15:6和C.I.颜料·紫23或C.I.颜料·蓝60的组合。
在共同使用的情况下,在颜料中C.I.颜料·红254的含量优选等于或大于80质量%,特别优选等于或大于90%。在共同使用的情况下,在颜料中C.I.颜料·绿36的含量优选等于或大于50质量%,特别优选等于或大于60质量%。在共同使用的情况下,在颜料中C.I.颜料·蓝15:6的含量优选等于或大于80质量%,特别优选等于或大于90质量%。
将颜料作为分散体使用是适宜的。通过将预混合颜料和颜料分散体得到的组合物加入到稍后所述的有机溶剂(或载色剂)中,并且将其分散,可以制备这种分散体。载色剂指其中当涂料处于液态时分散颜料,包含作为液体的部分,并且与颜料粘合以固化涂膜的介质(粘合剂),和溶解且稀释这种涂膜的成分(有机溶剂)。对于分散颜料时使用的分散器没有特别限制,但是实例包括已知的分散器,如在例如下列文献中描述的捏合机、辊磨机、磨碎机、超磨机、溶解器、均混器和砂磨机:由Kunizo Asakura所著的“Dictionary of Pigment”的438部分,第一版,Asakurashoten,2000。此外,利用通过在该文献310部分中描述的机械研磨导致的摩擦力,可以将颜料精细地分开。
在本发明中使用的着色剂(颜料颗粒)的数均颗粒直径优选为0.001至0.1μm,更优选为0.01至0.08μm。当颜料的数均颗粒直径为0.001至0.1μm时,可以稳定地保持分散状态,同时不导致由颜料的去极化引起的对比度降低,从而这是优选的。在此使用的“颗粒直径”指在假定电子显微图中的颗粒是具有相同面积的圆时的直径,并且“数均颗粒直径”指在对于多个颗粒都得到上述颗粒直径时100个颗粒的平均数。
通过降低分散的颜料的颗粒直径,可以实现在本发明中限定的着色像素的对比度。通过调节颜料分散体的分散时间,可以实现颗粒直径的降低。为了分散颜料,可以使用上述已知的分散器。分散时间优选为10至35小时、更优选为10至30小时、还优选为18至30小时、最优选为24至30小时。当分散时间小于10小时的时候,颜料颗粒直径大,可能产生颜料引起的去极化,在某些情况下可能降低对比度。另一方面,当分散时间超过35小时的时候,分散体的粘度可能增加,并且在某些情况下涂布可能变得困难。
为了使具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差不大于600。可以调节颜料颗粒直径以获得需要的对比度。
在本发明中形成滤色器的着色树脂组合物优选为除着色剂以外,至少还包含(1)碱溶性树脂,(2)单体或低聚物和(3)光聚合引发剂或光聚合引发剂体系的着色树脂组合物。
下面将说明这些组分(1)至(3)。
(1)碱溶性树脂
作为本发明中的碱溶性树脂(以下,在某些情况下简称为“粘合剂”),优选具有极性基团如羧酸基或在侧链上的羧酸基的聚合物。实例包括在下列专利文献中描述的甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、马来酸共聚物和部分酯化的马来酸共聚物:JP-A No.59-44615,日本专利申请出版物(JP-B)No.54-34327、JP-B No.58-12577、JP-BNo.54-25957、JP-A No.59-53836和JP-A No.59-71048。在侧链上具有羧酸基的纤维素衍生物也是一个实例。还可以优选使用加入环酸酐的具有羟基的聚合物。特别优选的实例包括在USP No.4139391中描述的(甲基)丙烯酸苄酯和(甲基)丙烯酸的共聚物,以及(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸和另一种单体的多元共聚物。这些具有极性基团的粘合剂聚合物可以单独使用,或者可以以其中共同使用普通的成膜聚合物的组合物的形式使用。具有极性基团的粘合剂聚合物的含量相对于着色树脂组合物的总固体含量通常为20至50质量%,优选为25至45质量%。
(2)单体或低聚物
本发明中优选单体或低聚物是具有两个或两个以上的烯式不饱和双键,并且通过光辐照进行加成聚合的单体或低聚物。其实例包括在分子中具有至少一个可加成聚合的烯式不饱和基团,并且在常压具有等于或高于100℃的沸点的化合物。实例包括单官能团的丙烯酸酯和单官能团的甲基丙烯酸酯,例如聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)氰脲酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯;通过如下方法得到的多官能团的丙烯酸酯和多官能团的甲基丙烯酸酯:将环氧乙烷或环氧丙烷加到多官能团的醇,如三羟甲基丙烷和甘油上,并且将其(甲基)丙烯酸酯化。
另外的实例包括在JP-B No.48-41708、JP-B No.50-6034和JP-ANo.51-37193中描述的氨基甲酸酯丙烯酸酯;在JP-B No.49-43191和JP-BNo.52-30490中描述的聚酯丙烯酸酯;多官能团的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,如作为环氧树脂和(甲基)丙烯酸的反应产物的环氧丙烯酸酯。
在它们中间,优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯。
另外,优选的实例包括在JP-A No.11-133600中描述的“可聚合化合物B”。
这些单体或低聚物可以单独或通过将两种或两种以上混合使用。所述单体或低聚物的含量相对于着色树脂组合物的总固体含量通常为5至50质量%,优选为10至40质量%。
(3)光聚合引发剂或光聚合引发剂体系
在本发明中的光聚合引发剂或光聚合引发剂体系的实例包括在USPNo.2367660中描述的邻位聚酮醛(polyketaldonyl)化合物,在USPNo.2448828中描述的偶姻醚,在USP No.2722512中描述的被α-烃取代的芳族偶姻化合物,在USP No.3046127和USP No.2951758中描述的多核醌化合物,在USP No.3549367中描述的三芳基咪唑二聚物和对氨基酮的组合,在JP-B No.51-48516中描述的苯并噻唑化合物和三卤代甲基均三嗪化合物,在USP No.4239850中描述的三卤代甲基均三嗪化合物和在USPNo.4212976中描述的三卤代甲基噁二唑化合物。特别是,优选三卤代甲基均三嗪、三卤代甲基噁二唑和三芳基咪唑二聚物。
另外,在JP-A No.2004-317898(0026段)和JP-A No.2003-131378(0064至0087段)中描述了可以用于本发明的光聚合引发剂或光聚合引发剂体系。
另外,优选的实例包括在JP-A No.11-133600中描述的“聚合引发剂C”。
这些光聚合引发剂或光聚合引发剂体系可以单独或通过将两种或两种以上混合使用。特别优选使用两种或两种以上。当使用至少两种光聚合引发剂时,可以提高显示性能,并且特别是,可以减少显示器的散射。
光聚合引发剂或光聚合引发剂体系的含量相对于着色树脂组合物的总固体含量通常为0.5至20质量%,优选为1至15质量%。
(其它添加剂)
-溶剂-
在本发明中,除上述组分以外,在着色树脂组合物中还可以使用有机溶剂。有机溶剂的实例包括甲基乙基酮、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、环己酮、环己醇、甲基异丁基酮、乳酸乙酯、乳酸甲酯和己内酰胺。
-表面活性剂-
在常规使用的滤色器中,存在使每一种像素的颜色集中以实现高的色纯度的问题,并且实际上,将像素的不均匀膜厚度认为是不均匀的颜色。由于这种原因,要求改善直接影响像素的膜厚度的在形成(涂布)树脂层时的膜厚度变化。
在本发明的滤色器中,从控制均匀的膜厚度并且有效防止不均匀涂布(由膜厚度变化引起的不均匀颜色)的观点出发,优选着色树脂组合物包含适宜的表面活性剂。
表面活性剂的优选实例包括在JP-A No.2003-337424和JP-ANo.11-133600中公开的表面活性剂。
-热聚合抑制剂-
在本发明中,优选着色树脂组合物包含热聚合引发剂。所述热聚合抑制剂的实例包括对苯二酚、对苯二酚单甲醚、对甲氧基苯酚、二叔丁基对甲酚、连苯三酚、叔丁基儿茶酚、苯醌、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2-巯基苯并咪唑和酚噻嗪。所述热聚合抑制剂的实例还包括在JP-A No.2004-317898(0029段)中描述的那些。
-紫外线吸收剂-
在本发明中,如果必要的话,着色树脂组合物可以包含紫外线吸收剂。紫外线吸收剂的实例包括在JP-A No.5-72724中描述的化合物、水杨酸酯系、二苯甲酮系、苯并三唑系、氰基丙烯酸酯系、镍螯合物系和受阻胺系。
具体而言,实例包括水杨酸苯酯、水杨酸-4-叔丁基苯酯、2,4-二叔丁基苯基-3’,5’-二-t-4’-羟基苯甲酸酯、水杨酸-4-叔丁基苯酯、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、2,2’-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、二丁基二硫代氨基甲酸镍、双(2,2,6,6-四甲基-4-吡啶-癸二酸酯、水杨酸-4-叔丁基苯酯、水杨酸苯酯、4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶缩合物、琥珀酸-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-酯、2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑和7-{[4-氯-6-(二乙基氨基)-5-三嗪-2-基]氨基}-3-苯基香豆素。
在JP-A No.2003-5382(0080至0081段)中还描述了详情。
在本发明中,着色树脂组合物还可以包含在JP-A No.11-133600中描述的“粘合助剂”以及除上述添加剂以外的其它添加剂。
<树脂传递材料>
可以通过传递树脂传递材料(感光树脂传递材料)制造本发明的滤色器。优选使用在JP-A No.5-72724中描述的树脂传递材料,即整合式(integrated-type)膜形成滤色器。所述整合式膜的构造的实例包括其中将临时载体/热塑性树脂层/中间层/树脂层/保护膜以这种顺序层压的构造。
在本发明中,可以通过使用上述着色树脂组合物形成树脂传递材料的树脂层。
(临时载体)
优选树脂传递材料的临时载体具有柔韧性,并且在压力或压力和加热下不产生显著的变形、收缩或伸长。这种载体的实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、三乙酸纤维素膜、聚苯乙烯膜和聚碳酸酯膜,尤其是,特别优选双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
临时载体的厚度不受特别限制,但是通常为5至200μm的范围,特别是,从易于处理和多用途的观点出发,10至150μm的范围是有利并且优选的。另外,临时载体可以是透明的,或者可以包含转化到染料的硅、氧化铝溶胶、铬盐或锆盐。
(热塑性树脂层)
作为在热塑性树脂层中使用的组分,优选在JP-A No.5-72724中公开的有机聚合物物质,并且特别优选一种组分选自通过维卡法(具体而言,根据American Material Testing Method,ASTMD1235的聚合物软化点测量法)测量的软化点约为80℃或更低的有机聚合物物质。具体而言,实例包括有机聚合物,例如聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯;乙烯共聚物如乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物及其皂化物、乙烯和丙烯酸酯或其皂化物;聚氯乙烯,氯乙烯共聚物如氯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物及其皂化物,聚偏1,1-二氯乙烯,聚偏1,1-二氯乙烯(polyvinilidene chloride)共聚物,聚苯乙烯,苯乙烯共聚物如苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯的共聚物或其皂化物,聚乙烯基甲苯,聚乙烯基甲苯共聚物如乙烯基甲苯和(甲基)丙烯酸酯的共聚物或其皂化物,聚(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸酯共聚物如(甲基)丙烯酸丁酯和乙酸乙烯酯的共聚物,以及聚酰胺树脂如乙酸乙烯酯共聚物尼龙,共聚合的尼龙,N-烷氧基甲基化的尼龙和N-二甲基胺化的尼龙。另外,可以参考JP-A No.2004-205732(0038至0044段)的描述。
(中间层)
在树脂传递材料中,优选提供中间层以防止在涂布多个涂层和在涂布之后存储时组分混合。优选使用在JP-A No.5-72724中描述成“隔离层”的具有氧气屏蔽功能的氧气屏蔽膜作为中间层,并且在这种情况下,增加曝光灵敏度,降低曝光装置的时间负载,并且提高生产率。
作为氧气屏蔽膜,优选具有低氧气渗透性并且分散或溶解于水或碱性水溶液中的膜,并且所述膜可以在已知的膜中进行适宜的选择。作为可以用于中间层的树脂,可以参考JP-A No.2005-17521(0095至0101段)的描述,并且在它们中间,特别优选的是聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮的组合。
(保护膜)
优选在热塑性树脂层上提供薄的保护膜以防止污染和在存储时的损坏。所述保护膜可以由与临时载体的材料相同或类似的材料组成,并且必须容易从热塑性树脂层上剥离。作为保护膜用材料,例如,硅氧烷纸和聚烯烃或聚四氟乙烯薄片是适宜的。
(用于制备树脂传递材料的方法)
可以通过如下方法制备树脂传递材料:使用其中溶解热塑性树脂层的组分的涂布溶液(热塑性树脂层的涂布溶液)在临时载体上涂布,并且将其干燥以提供热塑性树脂层,之后,在热塑性树脂层上涂布包含不溶解热塑性树脂层的溶剂的中间层材料溶液并且将其干燥,之后,通过使用不溶解中间层的溶剂涂布并且干燥,提供着色树脂组合物的树脂层。
备选地,还可以通过如下方法制备树脂传递材料:制备其中在上述临时载体上安置热塑性树脂层和中间层的薄片,和其中在保护膜上安置树脂层的薄片,并且将它们层压使得所述中间层和所述树脂层接触,或者制备其中在临时载体上安置热塑性树脂层的薄片,和其中在保护膜上安置树脂层和中间层的薄片,并且将它们层压使得所述热塑性树脂层和所述中间层接触。
在树脂传递材料中,着色树脂组合物的树脂层的厚度优选为1.0至5.0μm,更优选为1.0至4.0μm,特别优选为1.0至3.0μm。
对其它每一层的优选厚度没有特别限制,但是通常优选热塑性树脂层的厚度为2至30μm,中间层的厚度为0.5至3.0μm并且保护膜的厚度为4至40μm。
可以通过已知的涂布设备进行在上述制造方法中的涂布,并且在本发明中,优选通过使用采用狭缝式喷嘴的涂布设备(狭缝式涂布机)进行涂布。
(狭缝式喷嘴)
可以通过已知的涂布方法涂布着色树脂组合物,并且将其干燥形成树脂传递材料,并且在本发明中,优选使用在排出溶液的部分具有狭缝状孔的狭缝式喷嘴进行涂布。具体而言,适宜地使用在下列专利中描述的狭缝式喷嘴和狭缝式涂布机:JP-A No.2004-89851、JP-A No.2004-17043、JP-ANo.2003-170098、JP-A No.2003-164787、JP-A No.2003-10767、JP-ANo.2002-79163和JP-A No.2001-310147。
<用于制造滤色器的方法>
(树脂层)
本发明的滤色器优选为红(R)、绿(G)和蓝(B)各个树脂层分别由下列着色树脂组合物形成这样的滤色器:至少使用C.I.颜料·红254作为着色剂的着色树脂组合物、至少使用C.I.颜料·绿36的着色树脂组合物和至少使用C.I.颜料·蓝15:6的着色树脂组合物。
使用如上所述的着色剂对于具有高对比度是有效的,并且特别是,即使在将所述滤色器用于大屏幕液晶显示装置时,对实现高的色纯度和宽的色彩再现性也是有效的。
通过已知的方法,如根据颜色数量多次重复在衬底上形成树脂层并且通过曝光显影的方法,可以制造本发明的滤色器。在必要时,可以采用其中使用黑底间隔边界的结构。
在上述方法中,在衬底上形成树脂层的方法的实例包括:(a)通过使用已知的涂布设备涂布各种着色树脂组合物的方法,(b)通过使用层压机层压树脂传递材料的方法。
(a)通过使用涂布设备的涂布
在用于制造本发明的滤色器的方法中,可以通过已知的涂布方法涂布着色树脂组合物,所述已知的涂布方法为例如,在USP No.2681294中描述的旋涂法、幕涂法、狭缝式涂布法、浸涂法、气刀涂布法、辊涂法、绕线棒式涂布法、照相凹版式涂布法和使用加料斗的挤压涂布法。尤其,特别是,可以适宜地使用已经在<树脂传递材料>中说明的狭缝式涂布机。狭缝式涂布机的优选实例包括上述那些。当通过涂布形成树脂层时,其膜厚度优选为1.0至3.0μm,更优选为1.0至2.5μm,特别优选为1.0至2.0μm。
(b)使用层压机的层压
通过使用树脂传递材料,并且通过使用加热和/或加压的辊或板挤压或热压,可以将形成为膜的树脂层层压在稍后描述的衬底上。实例包括在下列专利中描述的层压机和层压方法:JP-A No.7-110575、JP-A No.11-77942、JP-A No.2000-334836和JP-A No.2002-148794。从少量杂质的观点出发,优选使用在JP-A No.7-110575中描述的方法。当通过使用树脂传递材料形成树脂层时,优选的膜厚度与在<传递材料>中描述的优选的膜厚度相同。
(衬底)
在本发明中,作为其上形成滤色器的衬底,例如,使用透明衬底,并且实例包括已知的玻璃板,如在表面上具有氧化硅膜的钠玻璃板、低热膨胀玻璃、无碱玻璃和石英玻璃板以及塑料膜。
在衬底中,通过预先进行偶联处理,可以使与着色树脂组合物或树脂传递材料的粘附性变得更好。作为所述偶联处理,适宜地使用在JP-ANo.2000-39033中描述的方法。衬底的膜厚度不受特别限制,但是通常为700至1200μm。
(氧气屏蔽膜)
在制造本发明的滤色器时,当通过涂布着色树脂组合物形成树脂层时,还可以将氧气屏蔽膜安置在树脂层上,从而可以增加曝光灵敏度。所述氧气屏蔽膜的实例包括与已经在<树脂传递材料>的(中间层)中说明的那些相同的膜。氧气屏蔽膜的膜厚度不受特别限制,但是优选为0.5至3.0μm。
(曝光和显影)
通过根据颜色的数量多次重复如下步骤可以得到滤色器:将指定的掩模放置于在衬底上形成的树脂层上方,之后,从掩模的上方经由掩模、热塑性树脂层和中间层辐照光,然后使用显影剂进行显影。
在此,作为曝光用光源,只要它可以辐照可以使树脂层固化的波长区(例如365nm、405nm等)的光,可以适宜地选择并且使用光源。具体而言,实例包括超高压汞灯、高压汞灯和金属卤化物灯。曝光光量通常是约5至200mJ/cm2,优选是约10至100mJ/cm2
对显影剂没有特别限制,但是可以使用已知的显影剂,如在JP-A No.5-72724中描述的显影剂。优选其中树脂层进行溶解型显影的显影剂。例如,优选包含在0.05至5mol/L的浓度,pKa=7至13的化合物的显影剂。此外,可以加入与水具有混溶性的少量有机溶剂。
与水具有混溶性的有机溶剂的实例包括甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丙醇、丁醇、二丙酮醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丁醚、苄醇、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、ε-己内酯、γ-丁内酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺、乳酸乙酯、乳酸甲酯、ε-己内酰胺和N-甲基吡咯烷酮。所述有机溶剂的浓度优选为0.1质量%至30质量%。
此外,可以将已知的表面活性剂加入到显影剂中。所述表面活性剂的浓度优选为0.01质量%至10质量%。
作为显影的方法,可以使用已知的方法,如桨式(paddle)显影、喷淋显影、喷淋和旋转显影和浸渍显影。
在此说明喷淋显影,通过使用喷水器将显影剂喷到曝光之后的树脂层上,可以除去未固化部分。优选在显影之前使用喷水器喷淋其中溶解树脂层较差的碱性溶液以除去热塑性树脂层和中间层。优选在显影之后使用喷水器喷淋洗涤剂,并且在使用刷子擦洗的同时除去显影残留物。
作为所述洗涤剂,可以使用已知的洗涤剂,并且优选(商品名:T-SD1,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.生产,包含磷酸盐、硅酸盐、非离子表面活性剂、消泡剂和稳定剂;或商品名:T-SD2,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.生产,包含碳酸钠和苯氧基氧化乙烯基表面活性剂)。
显影剂的液体温度优选为20℃至40℃,并且显影剂的pH优选为8至13。
在滤色器的制造中,如JP-A No.11-248921和日本专利No.3255107中所述,优选从降低成本的观点出发,通过覆盖形成滤色器的着色树脂组合物形成基底,在其上形成透明电极,并且通过覆盖用于分区取向的突部形成隔体。
当通过连续涂布覆盖着色树脂组合物时,由于涂布溶液的流平,每一次覆盖均降低膜厚度。由于这种原因,优选覆盖K(黑)·R·G·B的四种颜色,并且还覆盖用于分区取向的突部。另一方面,当使用具有热塑性树脂层的传递材料时,因为厚度保持恒定,覆盖的颜色优选为3或2种颜色。
从防止在覆盖和层压传递材料时树脂层的变形并且保持恒定厚度的观点出发,基底的尺寸优选等于或大于25μm×25μm,特别优选等于或大于30μm×30μm。
<液晶显示装置>
只要配置有本发明的滤色器,其中每一种着色像素的对比度不低于2000,并且在上述两种或两种以上颜色的着色像素中,具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差不大于600,则对本发明的液晶显示装置没有特别限制。可以采用各种显示模式,如ECB(电控制双折射)、TN(扭曲向列)、IPS(面内开关)、FLC(铁电性液晶)、OCB(光学补偿弯曲)、STN(超扭曲向列)、VA(垂直取向)、HAN(混合取向向列)和GH(客体主体)。所述装置的特征在于使用上述滤色器,从而可以实现高的色纯度,同时,可以实现高显示质量,并且所述器件还可以适宜地用于大屏幕液晶显示装置,如笔记本电脑的显示器和电视监视器。
在一个实施方案中,本发明的液晶显示装置是包含下列的液晶显示装置:背光、偏振片、至少两个衬底、由所述衬底支承的液晶层、在所述衬底的至少一部分上安置的电极和在所述衬底的至少一部分上安置的滤色器,其中滤色器层是本发明的滤色器,所述偏振片具有等于或高于99.95的偏振度和在400nm等于或低于0.05%的正交透光率。通过使用具有高对比度的像素和具有高对比度的偏振片的组合,可以提供一种液晶显示装置,所述液晶显示装置显示具有高对比度的鲜明图像,在RGB的各个像素的对比度方面得到平衡,并且在黑显示性能方面优异。
<偏振片>
在本发明的一个实施方案中,偏振片的偏振度等于或高于99.95,更优选等于或高于99.97,最优选等于或高于99.99。当偏振度小于99.95时,即使将滤色器层的对比度提高至等于或高于2000,也可能发生由偏振片引起的光泄漏,可能降低黑色的显示浓度,从而这不是优选的。
偏振度是如下定义的:
偏振度=((Tp-Tc)/(Tp+Tc))0.5×100
Tp:当平行组合偏振片时的透光率
Tc:当垂直组合偏振片时的透光率
从抑制在高对比度产生的黑色平衡位移的观点出发,在本发明的一个实施方案中,偏振片是偏振度等于或高于99.95,另外在400nm的正交透光率等于或低于0.05%这样的偏振片。所述正交透光率更优选等于或低于0.03%,还优选等于或低于0.01%。当正交透光率超过0.05%时,可能容易发生在高对比度产生的黑色平衡位移。
例如,通过将碘或染料染色吸附到聚乙烯醇上,随后通过拉伸和取向,制造本发明中的偏振片。从而,表现出作为只让在某个振动方向上的偏振光通过的偏振片的功能。碘类型偏振片的优选实例包括由SanritzCorporation生产的HCL2-5618(偏振度99.979,在400nm的正交透光率:0.01%)、HLC2-2518(偏振度99.991,在400nm的正交透光率:0.01%),UHLC2-5618(偏振度99.975,在400nm的正交透光率:0.01%)、LLC2-9118(偏振度99.982,在400nm的正交透光率:0.01%)、LLC2-9218(偏振度99.974,在400nm的正交透光率:0.02%)和LLC2-81-18(偏振度99.985,在400nm的正交透光率:0.01%)。染料类型偏振片的优选实例包括由SanritzCorporation生产的HC2-6018(偏振度99.952,在400nm的正交透光率:0.02%)。在它们中间,从长时间保持对比度的观点出发,优选碘偏振片类型。从颜色平衡的观点出发,更优选具有灰色的偏振片类型(例如,由SanritzCorporation生产的HLC2-5618(灰)、HLC2-2518(灰)、UHLC2-5618(灰)、LLC2-9118(灰)、LLC2-9218(灰)、LLC2-81-18(灰))。此外,从抑制在高对比度产生的黑色平衡位移的观点出发,例如,最优选在400nm具有等于或低于0.05%的正交透光率的HLC2-2518(0.01%)(由Sanritz Corporation生产)。
(液晶层)
作为在本发明中使用的液晶层,可以使用各种液晶模式,如ECB(电控制双折射)、TN(扭曲向列)、IPS(面内开关)、FLC(铁电性液晶)、OCB(光学补偿弯曲)、STN(超扭曲向列)、VA(垂直取向)、HAN(混合取向向列)和GH(客体主体)。在它们中间,优选的是在液晶模式如TN、MVA、IPS、PVA和OCB中使用的液晶层。更优选具有高的动画显示性能并且几乎没有视角独立性的MVA、IPS(超IPS)、PVA和OCB模式,并且最优选具有高的黑色对比度的PVA模式,其中对取向控制突部周围的光泄漏采取措施的MVA模式和具有提高的对比度的IPS(超IPS)模式。
(电极)
在本发明中使用的电极指用于将电场施加到液晶层的液晶分子上的电极。在如TN、MVA、PVA和OCB的液晶模式的情况下,在支承液晶层的两个衬底的液晶侧上形成电极。在IPS模式的情况下,将电极安置在支承液晶的两个衬底的至少一侧上。作为材料,例如,可以使用氧化锡铟(ITO)。
(屏幕尺寸)
在本发明中,当屏幕尺寸变得更大时,效果表现得更显著。因此,本发明的液晶显示装置的屏幕尺寸优选等于或大于10英寸,更优选等于或大于15英寸,最优选等于或大于20英寸。
(背光)
在本发明中,作为背光,可以使用冷阴极管(CCFL)、外电极冷阴极管(EEFL)、FFL和LED。
作为冷阴极管(CCFL),通常,使用这样的冷阴极管,所述冷阴极管采用具有在红、绿和蓝的波长区中的发射波长,其中使用光导板将来自该冷阴极管的光发射转变为白色平面光源。在所述冷阴极管的发光体中,作为红发光体,通常使用Y2O3:Eu荧光体。作为绿发光体,通常使用LaPO4:Ce,Tb荧光体。作为蓝发光体,通常使用BaMgAl10O17:Eu荧光体和Sr10(PO4)6Cl2:Eu荧光体。使用其中将电极安置在密封体中的荧光灯作为背光用光源,在所述密封体中安置荧光体膜并且将稀有气体封装到其中,所述荧光体膜是考虑到白色平衡,通过以适当的混合比率混合这些荧光体得到的。
优选使用具有在520至540nm之间的峰波长的发光装置作为LED。更具体而言,使用发光二极管。在JP-A No.2004-78102中详细地描述了使用这种发光二极管的背光。
即,优选使用这样的LED背光,所述LED背光包含红(R)LED、绿(G)LED和蓝(B)LED,其中红(R)LED的峰波长等于或大于610nm,绿(G)LED的峰波长在530±10nm的范围内,并且蓝(B)LED的峰波长等于或小于480nm。特别是,通过在520至540的范围内的绿(G)LED的峰波长,可以加宽本发明的液晶显示装置的绿色的再现区。在本发明中,绿(G)LED的峰波长优选在520至540nm的范围内,更优选在525至535nm的范围内。峰波长在上述范围内的绿(G)LED的实例包括DG1112H(由Stanley Electric Co.,Ltd.生产)、UG1112H(由Stanley Electric Co.,Ltd.生产)、E1L51-3G(由ToyodaGosei Co.,Ltd.生产)、E1L49-3G(由Toyoda Gosei Co.,ltd.生产)和NSPG500S(由Nichia Corporation生产)。
在本发明中,作为LED背光用光源,还优选使用红(R)LED。在这种情况下,只要它是峰波长等于或大于610nm的LED,对LED没有特别限制。红(R)LED的峰波长优选等于或大于610nm,更优选在615nm至640nm的范围内。因此,红色NTSC规格的色度点可以通过所述液晶显示装置再现。
红(R)LED的实例包括FR1112H(由Stanley Electric Co.,Ltd.生产)、FR5366X(由Stanley Electric Co.,Ltd.生产)、NSTM515AS(R)(由NichiaCorporation生产)、GL3ZR2D1COS(由Sharp Corporation生产)和GM1JJ35200AE(由Sharp Corporation生产)。
在本发明中,作为LED背光用光源,还优选使用蓝(B)LED。在这种情况下,只要它是峰波长等于或小于480nm的LED,对LED没有特别限制。蓝(R)LED的峰波长优选等于或小于480nm,更优选在465nm至475nm的范围内。因此,蓝色NTSC规格的色度点可以通过本发明的液晶显示装置再现。
蓝(B)LED的实例包括DB1112H(由Stanley Electric Co.,Ltd.生产)、DB5306X(由Stanley Electric Co.,Ltd.生产)、E1L51-3B(由Toyoda GoseiCo.,Ltd.生产)、E1L4E-SB1A(由Toyoda Gosei Co.,Ltd.生产)、NSPB630S(由Nichia Corporation生产)和NSPB310A(由Nichia Corporation生产)。
在此描述的峰波长是使用由Otsuka Electronics Co.,Ltd.生产的光谱仪MCPD-2000,由光谱测量值得到的。
日本专利申请No.2004-296385和2005-58015的公开内容通过引用结合在此。
实施例
将使用实施例更详细地说明本发明,但是本发明不限于这些实施例。以下,除非另外说明,“份”和“%”分别指“质量份”和“质量%”。
实施例1至8和9a至16a以及比较例1和2
实施例1[滤色器的制造]
-感光树脂传递材料的制备-
使用狭缝式喷嘴,将由下列配方H1组成的热塑性树脂层的涂布溶液涂布在厚度为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜临时载体上,并且干燥。然后,涂布并且干燥由下列配方P1组成的中间层的涂布溶液。此外,涂布并且干燥由下表1中所述配方K1的成分组成的树脂组合物K1,以在临时载体上提供干膜厚度为14.6μm的热塑性树脂层,干膜厚度为1.6μm的中间层和干膜厚度为2.4μm的感光树脂层,并且通过压力粘附保护膜(厚度为12μm的聚丙烯膜)。
因此,制备其中临时载体、热塑性树脂层、中间层(氧气屏蔽膜)和黑(K)感光树脂层形成整体的感光树脂传递材料,并且将该感光树脂传递材料标示为K1。
热塑性树脂层的涂布溶液:配方H1
·甲醇                                                11.1份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                   6.36份
·甲基乙基酮                                           52.4份
·甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸-2-乙基己酯/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸的共聚物
(共聚组成比(摩尔比)=55/11.7/4.5/28.8,重均分子量=100,000,
Figure C200580034244D0024165004QIETU
)
                                                        5.83份
·苯乙烯/丙烯酸的共聚物(共聚组成比(摩尔比)=63/37,重均分子量=10,000,
Figure C200580034244D0025164754QIETU
)                                          13.6份
·其中使用双酚A将2当量五乙二醇单甲基丙烯酸酯脱水缩合的化合物
(商品名:2,2-双[4-(甲基丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基]丙烷,由Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.生产)                                9.1份
·表面活性剂1(商品名:MEGAFACE F780F,由Dainippon Ink andChemicals,Incorporated生产)                           0.54份
中间层的涂布溶液:配方P1
·PVA205(聚乙烯醇,由Kurary Co.,Ltd.生产,皂化度=88%,聚合度550)
                                                         32.2份
·聚乙烯基吡咯烷酮(商品名:K-30,由ISP Japan,Ltd.生产)    14.9份
·蒸馏水                                                  524份
·甲醇429份
然后,根据与上述相同的方法制备感光树脂传递材料R1、G1和B1,不同之处在于将在感光树脂传递材料K1的制造中使用的着色感光树脂组合物K1改变为由下表1中所述的成分组成的下列着色感光树脂组合物R1、G1或B1。
表1
                                     单位:质量份
Figure C200580034244D00261
表2
                                     单位:质量份
-黑色(K)图像的形成-
在使用喷淋,将控制为25℃的T-SD1(商品名,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.生产);包含磷酸盐、硅酸盐、非离子表面活性剂、消泡剂和稳定剂)的玻璃洗涤剂溶液(1至10倍稀释溶液(使用纯水稀释))喷20秒的同时,使用具有尼龙毛的旋转刷洗涤无碱玻璃衬底,使用纯水喷淋进行洗涤,并且使用喷淋,将硅烷偶联溶液(N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷的0.3质量%水溶液,商品名:KBM603,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产)喷20秒,随后使用纯水喷淋洗涤。使用衬底预热设备,将这种衬底加热至100℃,历时2分钟。(可以使用T-SD2代替T-SD1作为洗涤剂溶液。)
剥离用于感光树脂传递材料K1的保护膜,并且使用橡胶辊温度为130℃,线性压力为100N/cm并且输送速率为2.2m/分钟的层压机(Lamic II,由Hitachi Industries Co.,Ltd.生产),将其层压在100℃加热的衬底上。
在临时载体和热塑性树脂层之间的边界面剥离临时载体之后,在保持衬底与掩模(具有图像图案的石英曝光掩模)垂直的情形下,将曝光掩模表面和感光树脂层之间的距离设定为200μm,并且使用具有超高压汞灯的接近式曝光仪(由Hitachi High-Tech Electronics Engineering Co.,Ltd.生产),以70mJ/cm2的曝光量进行图案曝光。
然后,在0.04MPa的扁平喷嘴压力下,用三乙醇胺基显影剂(如下制备:使用纯水将备用溶液稀释(1比12;以1质量份备用溶液和11质量份纯水的比率混合),所述备用溶液通过混合三乙醇胺(30质量%)、丙二醇、甘油(glycelol)单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖单硬脂酸酯和硬脂醚(总计0.1质量%)以及纯水(剩余部分)制备)将其在30℃喷淋显影50秒,并且除去热塑性树脂层和中间层。接着,将空气吹到衬底的表面上以除去水分,随后使用纯水喷淋洗涤10秒。然后,将空气吹到衬底上以减少在衬底上的水。
随后,在0.15MPa压力下,采用圆锥体型喷嘴,用碳酸钠基显影剂(T-CD1(商品名),由Fuji Photo Film Co.,Ltd.生产;包含0.38摩尔/升碳酸氢钠、0.47摩尔/升碳酸钠、5质量%二丁基萘磺酸钠、阴离子表面活性剂、消泡剂和稳定剂)的1比5稀释溶液(用纯水稀释))将其在29℃喷淋显影30秒,使感光树脂层显影以得到形成图案的图像。
随后,通过在0.02MPa压力下,使用圆锥体型喷嘴,用纯水稀释(1比10)的洗涤剂(包含磷酸盐、硅酸盐、非离子表面活性剂、消泡剂和稳定剂,商品名:T-SD1,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.生产)在33℃喷淋20秒,并且还使用具有尼龙毛的旋转刷擦洗,除去残留物以得到黑色(K)图像。(作为洗涤剂,可以使用T-SD2代替T-SD1)。
之后,还使用超高压汞灯,从树脂层的两侧,用500mJ/cm2的光将衬底后曝光,并且在220℃热处理15分钟。
使用如上所述的刷子洗涤在其上形成K图像的这种衬底,使用纯水喷淋进行洗涤,在不使用硅烷偶联溶液的情况下将其传输到衬底预热设备中。
-红色(R)像素的形成-
根据与感光树脂传递材料K1的方法相同的方法,并且使用感光树脂传递材料R1,在其上形成黑色(K)像素的衬底上得到红色(R)像素。曝光量为40mJ/cm2,并且使用碳酸钠基显影剂在35℃进行35秒显影。
感光树脂层R1的厚度为2.0μm,并且颜料C.I.颜料·红254和C.I.颜料·红177的涂布量分别为0.88和0.22g/m2
再次使用如上所述的刷子洗涤在其上形成R像素的这种衬底,使用纯水喷淋进行洗涤,并且在不使用硅烷偶联溶液的情况下,使用衬底预热设备将其在100℃加热2分钟。
-绿色(G)像素的形成-
根据与感光树脂传递材料R1的步骤相同的步骤,并且使用感光树脂传递材料G1,在其上形成红色(R)像素的衬底上得到绿色(G)像素。曝光量为40mJ/cm2,并且使用碳酸钠基显影剂在34℃进行45秒显影。以与在绿色(G)像素的形成中相同的方法,通过在无碱玻璃衬底上形成绿色(G)着色层制备用于评价对比度测量的单色衬底。
感光树脂层G1的厚度为2.0μm,并且颜料C.I.颜料·绿36和C.I.颜料·黄150的涂布量分别为1.12和0.48g/m2
再次使用如上所述的刷子洗涤其上形成R和G图像的衬底,使用纯水喷淋进行洗涤,并且在不使用硅烷偶联溶液的情况下,使用衬底预热设备将其在100℃加热2分钟。
-蓝色(B)的形成-
根据与感光树脂传递材料R1的步骤相同的步骤,并且使用感光树脂传递材料B1,在其上形成红色(R)像素和绿色像素(G)的衬底上得到蓝色(B)像素。曝光量为30mJ/cm2,并且使用碳酸钠基显影剂在36℃进行40秒显影。以与在蓝色(B)像素的形成中相同的方法,通过在无碱玻璃衬底上形成蓝色(B)着色层制备用于评价对比度测量的单色衬底。
感光树脂层B1的厚度为2.0μm,并且颜料C.I.颜料·Blue15:6和C.I.颜料·紫23的涂布量分别为0.63和0.07g/m2
再次使用如上所述的刷子洗涤在其上形成R、G和B像素的这种衬底,使用纯水喷淋进行洗涤,并且在不使用硅烷偶联溶液的情况下,使用衬底预热设备将其在100℃加热2分钟。
将在其上形成R、G和B像素以及K图像的这种衬底在240℃烘焙50分钟以得到目标滤色器。
在此,将说明表1中所述的着色感光树脂组合物K1、R1、G1和B1的制备。
通过如下方法得到着色感光树脂组合物K1:首先以表1中所述的量称量K颜料分散体1和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,称量甲基乙基酮、粘合剂1、对苯二酚单甲醚、DPHA溶液、2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基氨基)-3-溴苯基]-均三嗪和表面活性剂1,将它们在25℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,并且将它们在40℃(±2℃)的温度和150rpm下搅拌30分钟。
在配方K1中所述的组合物中,K颜料分散体1的组成如下:
·碳黑(商品名:NIPEX35,由Degussa Japan生产)                  13.1份
·N,N’-双-(3-二乙基氨基丙基)-5-{4-[2-氧代-1-(2-氧代-2,3-二氢-1H-苯并咪唑-5-基氨基甲酰基)-丙基偶氮]-苯甲酰基氨基}-间苯二甲酰胺           0.65份
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                                     6.72份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                          79.53份
通过如下方法得到着色感光树脂组合物R1:首先以表1中所述的量称量R颜料分散体1、R颜料分散体2和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表1中所述的量称量甲基乙基酮、粘合剂2、DPHA溶液、2-三氯甲基-5-(对苯乙烯基甲基)-1,3,4-噁二唑、2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基氨基)-3-溴苯基]-均三嗪和酚噻嗪,将它们在24℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,并且将其在150rpm下搅拌30分钟,此外,以表1中所述的量称量添加剂1和表面活性剂1,将其在24℃(±2℃)的温度加入,将该混合物在30rpm下搅拌5分钟,并且使用尼龙网#200将其过滤。
在表1中所述的组合物中,R颜料分散体1的组成如下:
·C.I.P.R.254(IRGAPHOR RED B-CF,由Ciba Specialty Chemicals生产)
                                                            8份
·N,N’-双-(3-二乙基氨基丙基)-5-{4-[2-氧代-1-(2-氧代-2,3-二氢-1H-苯并咪唑-5-基氨基甲酰基)-丙基偶氮]-苯甲酰基氨基}-间苯二甲酰胺         0.8份
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸的无规共聚物=72/28摩尔比,重均分子量37,000)                                                   8份
·丙二醇单甲醚乙酸酸酯                                      83.2份
R颜料分散体2(由Fuji Film Arch生产)的组成如下:
·C.I.P.R.177(CROMOPHTAL RED A2B,由Ciba Specialty Chemicals生产)
                                                            18份
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                                   12份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                             70份
使用电动研磨机M-50(由Aiger Japan生产)和直径为0.65mm的氧化锆珠粒,以9m/s的圆周速率将上述组合物分散27小时以制备颜料分散体组合物。在表3中显示了此时的颜料的数均颗粒直径。
通过如下方法得到着色感光树脂组合物G1:首先以表1中所述的量称量G颜料分散体1、Y颜料分散体1和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表1中所述的量称量甲基乙基酮、环己酮、粘合剂1、DPHA溶液、2-三氯甲基-5-(对苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基氨基)-3-溴苯基]-均三嗪和酚噻嗪,将它们在24℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,将该混合物在150rpm下搅拌30分钟,此外,以表1中所述的量称量表面活性剂1,将其在24℃(±2℃)的温度加入,将该混合物在30rpm下搅拌5分钟,并且使用尼龙网#200将其过滤。
在表1中所述的组合物中,G颜料分散体1的组成如下:
·C.I.P.G.36(Rionol Green 6YK,Toyo Ink Mfg,Co.,Ltd.)       14份
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                                    23份
·N,N’-双-(3-二乙基氨基丙基)-5-{4-[2-氧代-1-(2-氧代-2,3-二氢-1H-苯并咪唑-5-基氨基甲酰基)-丙基偶氮]-苯甲酰基氨基}-间苯二甲酰胺          1.4份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                         61.6份
Y颜料分散体1的组成如下:
·C.I.P.Y.150(BAYPLAST YELLOW 5GN 01,Bayer Ltd.)            15份
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                                    9份
·N,N’-双-(3-二乙基氨基丙基)-5-{4-[2-氧代-1-(2-氧代-2,3-二氢-1H-苯并咪唑-5-基氨基甲酰基)-丙基偶氮]-苯甲酰基氨基}-间苯二甲酰胺          1.5份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                         74.5份
使用电动研磨机M-50(由Aiger Japan生产)和直径为0.65mm的氧化锆珠粒,以9m/s的圆周速率将上述组合物分散28小时以制备颜料分散体组合物。在表3中显示了此时的颜料的数均颗粒直径。
通过如下方法得到着色感光树脂组合物B1:首先以表1中所述的量称量B颜料分散体1和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表1中所述的量称量甲基乙基酮、粘合剂3、DPHA溶液、2-三氯甲基-5-(对苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑和酚噻嗪,将它们在25℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,将该混合物在40℃(±2℃)的温度和150rpm下搅拌30分钟,此外,以表1中所述的量称量表面活性剂1,将其在24℃(±2℃)的温度加入,将该混合物在30rpm下搅拌5分钟,并且使用尼龙网#200将其过滤。
在表1中所述的组合物中,B颜料分散体1的组成如下:
·C.I.P.B.15:6(Rionol Blue ES,由Toyo Ink Mfg,Ltd.生产)      11.28份
·C.I.P.V.23(Hostaperm Violet RL-NF,由Clariant Japan生产)    0.72份
·EFKA-745(由EFKA ADDITIVES B.V.生产)                         0.6份
Disparon DA-725(由Kusumoto Chemicals,Ltd.生产)               0.75份
丙二醇单甲醚乙酸酯                                           86.65份
使用电动研磨机M-50(由Aiger Japan生产)和直径为0.65mm的氧化锆珠粒,以9m/s的圆周速率将上述组合物分散27小时以制备颜料分散体组合物。在表3中显示了此时的颜料的数均颗粒直径。
粘合剂1的组成如下:
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=78/22摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                               27份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                    73份
粘合剂2的组成如下:
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=38/25/37摩尔比的无规共聚物,重均分子量38,000)                              27份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                     73份
粘合剂3的组成如下:
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=36/22/42摩尔比的无规共聚物,重均分子量38,000)                               27份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                      73份
DPHA溶液的组成如下:
·二季戊四醇六丙烯酸酯(包含500ppm聚合引发剂MEHQ500ppm,商品名:KAYARAD DPHA,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.生产)                  76份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                       24份
表面活性剂1(商品名:MEGAFACE F780F,由Dainippon Ink andChemicals,Incorporated生产)的组成如下:
·40份C6F13CH2CH2OCOCH=CH2,55份H(OCH(CH3)CH2)7OCOCH=CH2和5份H(OCH2CH2)7OCOCH=CH2的共聚物,重均分子量30,000
                                                             30份
·甲基乙基的30%溶液                     70份
实施例2至7,比较例1和2
根据与实施例1相同的配方和制备方法,并且通过将分散时间改变为表3中所述的时间,制备目标滤色器。
实施例8
根据与实施例1相同的方法制备目标滤色器,不同之处在于将在实施例1中使用的着色感光树脂组合物G1和B1分别改变为下表1中所述的G2和B2。
通过如下方法得到着色感光树脂组合物G2:首先以表1中所述的量称量G颜料分散体2、Y颜料分散体2和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表1中所述的量称量甲基乙基酮、环己酮、粘合剂1、DPHA溶液、2-三氯甲基-5-(对苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基氨基)-3-溴苯基]-均三嗪和酚噻嗪,将它们在24℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,将该混合物在150rpm下搅拌30分钟,此外,以表1中所述的量称量表面活性剂1,将其在24℃(±2℃)的温度加入,将该混合物在30rpm下搅拌5分钟,并且使用尼龙网#200将其过滤。
在表1中所述的组合物中,作为G颜料分散体2的成分,使用GT-2(商品名,由Fuji Film Electronics Materials生产)。
作为Y颜料分散体2的成分,使用CF Yellow EX3393(商品名,由MikuniColor Ltd.生产)。
通过如下方法得到着色感光树脂组合物B2:首先以表1中所述的量称量B颜料分散体2、B颜料分散体3和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表1中所述的量称量甲基乙基酮、粘合剂3、DPHA溶液、2-三氯甲基-5-(对苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基氨基)-3-溴苯基]-均三嗪和酚噻嗪,将它们在25℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,将该混合物在40℃(±2℃)的温度和150rpm下搅拌30分钟,此外,以表1中所述的量称量表面活性剂1,将其在24℃(±2℃)的温度加入,将该混合物在30rpm下搅拌5分钟,并且使用尼龙网#200将其过滤。
在表1中所述的组合物中,作为B颜料分散体2的成分,使用CF BlueEX3357(商品名,由Mikuni Color Ltd.生产)。
作为B颜料分散体3的成分,使用CF Blue EX3383(商品名,由MikuniColor Ltd.生产)。
实施例9a
<滤色器的制造(通过使用狭缝式喷嘴的涂布生产)>
-黑色(K)图像的形成-
使用UV洗涤设备洗涤无碱玻璃衬底,使用洗涤剂进行刷洗,并且还使用超纯水进行超声洗涤。将衬底在120℃热处理3分钟以稳定表面状态。
使衬底冷却,将温度控制在23℃,并且使用具有狭缝式喷嘴的玻璃衬底涂布机(由Hirata Corporation生产)涂布由表1中所述的成分组成的着色感光树脂组合物K1。随后,使用真空干燥设备(商品名:VCD,由Tokyo OhkaKogyo Co.,Ltd.生产)干燥一部分溶剂30秒以使涂层失去流动性,并且将其在120℃预烘焙3分钟以得到厚度为2.4μm的感光树脂层K1。
在保持衬底与掩模(具有图像图案的石英曝光掩模)垂直的情形下,将曝光掩模表面和感光树脂层之间的距离设定为200μm,并且使用具有超高压汞灯的接近式曝光仪(由Hitachi Hi-Tech Electronics Engineering Co.,Ltd.生产),以300mJ/cm2的曝光量进行图案曝光。
然后,使用喷淋喷嘴喷射纯水以均匀地打湿感光树脂层K1的表面,在0.04MPa的扁平喷嘴压力下,使用KOH基显影剂(包含KOH和非离子表面活性剂,商品名:CDK-1,由Fuji Film Electomaterials生产)将其在23℃喷淋显影80秒,以得到形成图案的图像。随后,使用超高压洗涤喷嘴在9.8MPa的压力下喷射超纯水以除去残留物,并且将超纯水喷到衬底的两个表面上以除去显影剂和溶解的感光树脂层,随后使用气刀除去水分以得到黑色(K)图像。随后,将其在220℃热处理30分钟。
-红色(R)像素的形成-
根据与形成黑色(K)图像相同的步骤,并且使用由上表2中所述的成分组成的着色感光树脂组合物R3a,在其上形成黑色(K)图像的衬底上形成热处理的红色(R)像素。
感光树脂层R3a的厚度为1.6μm,并且颜料C.I.颜料红254和C.I.颜料红177的涂布量分别为0.88g/m2和0.22g/m2
以与在绿色(G)像素的形成中相同的方法,通过在无碱玻璃衬底上形成红色(R)着色层制备用于评价对比度测量的单色衬底。
-绿色(G)像素的形成-
根据与形成黑色(K)图像相同的步骤,并且使用由上表2中所述的成分组成的着色感光树脂组合物G3a,在其上形成黑色(K)图像和红色(R)像素的衬底上形成热处理的绿色(G)像素。
感光树脂层R3a的厚度为1.6μm,并且颜料C.I.颜料绿36和C.I.颜料黄150的涂布量分别为1.12g/m2和0.48g/m2
以与在绿色(G)像素的形成中相同的方法,通过在无碱玻璃衬底上形成绿色(G)着色层制备用于评价对比度测量的单色衬底。
-蓝色(B)像素的形成-
根据与形成黑色(K)图像相同的步骤,并且使用由上表2中所述的成分组成的如下着色感光树脂组合物B3a,在其上形成黑色(K)图像以及红色(R)和绿色(G)像素的衬底上形成热处理的蓝色(B)像素。
感光树脂层G3a的厚度为1.6μm,并且颜料C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫.23的涂布量分别为0.63g/m2和0.07g/m2
以与在绿色(B)像素的形成中相同的方法,通过在无碱衬底上形成蓝色(B)着色层制备用于评价对比度测量的单色衬底。
根据着色感光树脂组合物R1、G1和B1的制备方法,分别制备着色感光树脂组合物R3a、G3a和B3a。
在表4中显示了着色感光树脂组合物R3a、G3a和B3a的分散时间和数均颗粒直径。
实施例10a至15a
以与实施例9a中相同的方法,并且使用与实施例9a相同的配方制造目标滤色器,不同之处在于如表4中所述改变分散时间。
实施例16a
以与实施例9a中相同的方法制造目标滤色器,不同之处在于将着色感光树脂组合物G3a和B3a分别改变为着色感光树脂组合物G4a和B4a。
根据着色感光树脂组合物G2和B2的制备方法,分别制备着色树脂组合物G4a和B4a。
评价
-对比度的测量-
通过如下测量方法,测量构成由上述得到的滤色器的每一种着色像素的对比度,并且计算各种着色像素的对比度差。结果示于表3和4中。
(测量对比度的方法)
使用配置有漫射衬底的三波长冷阴极管光源(FWL18EX-N,由ToshibaLighting and Technology Corporation生产)作为背光,将滤色器或单色衬底安置在两个偏振片(商品名:G1220DUN,由Nitto Denko Corporation生产)之间,并且通过将偏振片以平行尼科耳安置时通过的光的色度值Y除以以正交尼科耳安置时通过的光的色度值Y得到对比度。为了测量色度,使用颜色亮度计(商品名:BM-5,由TOPCON Corporation生产)。
如下安置两个偏振片、滤色器和颜色亮度计。将偏振片中的一个放置在离背光13mm处。将直径为11mm并且长度为20mm的圆柱体放置在离背光40至60mm处。使穿过圆柱体的光作用于放置在离背光65mm处的测量样品上。使用放置在离背光400mm处的颜色亮度计,测量通过放置在离背光100mm处的另一个偏振片的光。颜色亮度计的测量角度为2°。设定背光的光剂量使得在没有放置样品并且将两个偏振片以平行尼科耳安置时测量的亮度为1280cd/m2
[液晶显示装置的制造和评价]
在实施例1至8和9a至16a以及比较例1和2中制造的每个滤色器的像素上形成ITO(氧化锡铟)透明电极层,此外,在其上安置聚酰亚胺取向膜。在与安置在滤色器的像素群的外围的黑底的外框架对应的位置上,印刷包含隔体颗粒的环氧树脂的密封剂,并且以10kg/cm的压力相互层压滤色器衬底和对衬底。然后,将层压的玻璃衬底在150℃热处理90分钟使密封剂固化,以得到两个玻璃衬底的层压材料。将这种玻璃衬底层压材料在真空下脱气,之后使压力回到大气压,将液晶注入到两个玻璃衬底之间的间隙中以得到液晶单元。
-黑显示的测量-
使采用实施例1至8和9a至16a以及比较例1和2中制造的滤色器的每个液晶显示器面板变成黑显示,测量此时的色度,消色色度定义为(x,y,Y=0.333,0.333,0.08),并且计算与这种颜色的色差。结果示于表3和4中。通过如下方法测量黑显示的色度。使用三波长冷阴极管光源作为背光,将两个偏振片(商品名:G1220DUN,由Nitto Denko Corporation生产)以正交尼科耳安置,将滤色器安置在偏振片之间,并且使用颜色亮度计(商品名:BM-5,由TOPCON Corporation生产)测量泄漏的光的色度。与消色点的色差优选等于或小于5。当差值超过5时,因为黑显示是有色的,从而不是优选的。
-测量鲜明度的方法-
当在使用实施例1至8和9a至16a以及比较例1和2中制造的滤色器的每个液晶显示器面板的黑显示背景上显示红、绿和蓝的纯色时,使用50个对象在感官上评价鲜明度。使用依照更高鲜明度的顺序的五级进行评价,并且采用平均数作为评价值。
实施例1至8以及比较例1和2的结果示于表3中。实施例9a至16a的结果示于表4中。在表3和4中,A表示不低于4且不高于5,B表示不低于3且小于4,并且C表示小于3。
Figure C200580034244D00391
Figure C200580034244D00401
从表3和4中,本发明的滤色器具有每一种像素的高对比度,显示鲜明的图像,具有RCB的各种像素的对比度平衡,并且在黑显示性能方面优异,所述的本发明的滤色器中,每一种着色像素的对比度不低于2000,并且在三种颜色的着色像素中,具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差不大于600。另一方面,其中每一种着色像素的对比度小于2000的比较例1的滤色器具有每一种像素的低对比度,并且显示的图像缺乏鲜明度,而其中三种颜色的着色像素中具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差超过600的比较例2的滤色器不具有RGB的各种像素的对比度平衡,并且因为红色着色像素的对比度低,所以红色向微红方向位移,并且黑显示性能差。
实施例9至28和比较例3至10
实施例9和25
<滤色器的制造(通过使用狭缝式喷嘴的涂布生产)>
-黑色(K)图像的形成-
使用UV洗涤设备洗涤无碱玻璃衬底,使用洗涤剂进行刷洗,并且还使用超纯水进行超声洗涤。将衬底在120℃热处理3分钟以稳定表面状态。
使衬底冷却,将温度控制在23℃,并且使用具有狭缝式喷嘴的玻璃衬底涂布机(商品名:MH-1600,由FAS Japan生产)涂布由下表5中所述的成分组成的着色感光树脂组合物K2。随后,使用真空干燥设备(商品名:VCD,由Tokyo Ohka Kogyo Co.,Ltd.生产)干燥一部分溶剂30秒以使涂层失去流动性,使用EBR(刃型卷边轮缘(Edge Bead Rim))棒除去在衬底外围的多余涂布溶液,并且将其在120℃烘焙3分钟以得到厚度为2.4μm的感光树脂层K2。
在保持衬底与掩模(具有图像图案的石英曝光掩模)垂直的情形下,将曝光掩模表面和感光树脂层之间的距离设定为200μm,并且使用具有超高压汞灯的接近式曝光仪(由Hitachi Hi-Tech Electronics Engineering Co.,Ltd.生产)以300mJ/cm2的曝光量进行图案曝光。
然后,使用喷淋喷嘴喷射纯水以均匀地打湿感光树脂层K2的表面,在0.04MPa的扁平喷嘴压力下,使用用纯水稀释100倍的KOH基显影剂(包含KOH和非离子表面活性剂,商品名:CDK-1,由Fuji Film Arch生产)将其在23℃喷淋显影80秒,以得到形成图案的图像。随后,使用超高压洗涤喷嘴在9.8MPa的压力下喷射超纯水以除去残留物以得到黑色(K)图像。随后,将其在220℃热处理30分钟。
表5
Figure C200580034244D00431
                                                   单位:质量份
表6
Figure C200580034244D00441
                                                    单位:质量份
-红色(R)像素的形成-
根据与形成黑色(K)图像相同的步骤,并且使用由上表5中所述的成分组成的如下着色感光树脂组合物R3,在其上形成黑色(K)图像的衬底上形成热处理的红色(R)像素,并且在黑色(K)图像上形成25×25μm平方的红色(R)图案。曝光量为150mJ/cm2,并且使用碳酸钠基显影剂在23℃进行60秒显影。
形成的红色(R)像素的厚度为1.6μm,并且C.I.P.R.254和C.I.P.R.177的涂布量分别为0.88g/m2和0.22g/m2
-绿色(G)像素的形成-
根据与形成黑色(K)图像相同的步骤,并且使用由上表5中所述的成分组成的如下着色感光树脂组合物G3,在其上形成黑色(K)图像和红色(R)像素的衬底上形成热处理的绿色(G)像素,并且在通过黑色(K)图像和红色(R)图案形成的隔体的基底上形成绿色(G)图案。曝光量为150mJ/cm2,并且使用碳酸钠基显影剂在23℃进行60秒显影。
形成的绿色(G)像素的厚度为1.6μm,并且C.I.P.G.36和C.I.P.Y.150的涂布量分别为1.12g/m2和0.48g/m2
-蓝色(B)像素的形成-
根据与形成黑色(K)图像相同的步骤,并且使用由上表5中所述的成分组成的如下着色感光树脂组合物B3,在其上形成黑色(K)图像以及红色(R)和绿色(G)像素的衬底上形成热处理的蓝色(B)像素,并且在通过黑色(K)图像以及红色(R)和绿色(G)图案形成的隔体的基底上形成蓝色(B)图案以得到目标滤色器。曝光量为150mJ/cm2,并且使用碳酸钠基显影剂在23℃进行60秒显影。
形成的蓝色(B)像素的厚度为1.6μm,并且C.I.P.B.15:6和C.I.P.V.23的涂布量分别为0.63g/m2和0.07g/m2
在此,将说明上表5中所述的着色感光树脂组合物K2、R3、G3和B3的制备。
通过如下方法得到着色感光树脂组合物K2:首先以表5中所述的量称量K颜料分散体2和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表5中所述的量称量甲基乙基酮、粘合剂1、对苯二酚单甲醚、DPHA溶液、2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基)-3-溴苯基]-均三嗪和表面活性剂2,将它们在25℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,并且将该混合物在40℃(±2℃)的温度和150rpm下搅拌30分钟。
在表5和6中所述的组合物中,K颜料分散体2的组成如下:
碳黑(商品名:Special Black 250,由Degussa生产)          13.1份
5-[3-氧代-2-[4-[3,5-双(3-二乙基氨基丙基氨基羰基)苯基]氨基羰基]苯基偶氮]-丁酰基氨基苯并咪唑酮                                  0.65份
聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                               6.72份
丙二醇单甲醚乙酸酯                                      79.53份
粘合剂4的组成如下:
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=78/22摩尔比的无规共聚物,重均分子量40,000)                                                27份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                     73份
DPHA溶液的组成如下:
·二季戊四醇六丙烯酸酯(包含500ppm聚合引发剂MEHQ,商品名:KAYARAD DPHA,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.生产)                76份
·丙二醇单甲醚                                           24份
表面活性剂2的组成如下:
·40份C6F13CH2CH2OCOCH=CH2,55份H(OCH(CH3)CH2)7OCOCH=CH2和5份H(OCH2CH2)7OCOCH=CH2的共聚物,重均分子量30,000
                                                          30份
·甲基异丁基酮                                            70份
通过如下方法得到着色感光树脂组合物R3:首先以表5中所述的量称量R颜料分散体3、R颜料分散体4和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表5中所述的量称量甲基乙基酮、粘合剂2、DPHA溶液、2-三氯甲基-5-(对苯乙烯基甲基)-1,3,4-噁二唑、2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基)-3-溴苯基]-均三嗪和酚噻嗪,将它们在24℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,将该混合物在150rpm下搅拌30分钟,此外,以表5中所述的量称量表面活性剂2,将它在24℃(±2℃)的温度加入,将该混合物在30rpm下搅拌30分钟,并且使用尼龙网#200将其过滤。
在表5和6中所述的组合物中,R颜料分散体3的组成如下:
·C.I.颜料·红254                              8.0份
·5-[3-氧代-2-[4-[3,5-双(3-二乙基氨基丙基氨基羰基)苯基]氨基羰基]苯基偶氮]-丁酰基氨基苯并咪唑酮                         0.8份
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                      8.0份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                           83.2份
R颜料分散体4的组成如下:
·C.I.颜料·红177                              18份
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                      12份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                           70份
粘合剂5的组成如下:
·甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=38/25/37摩尔比的无规共聚物,重均分子量30,000)                            27份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                           73份
通过如下方法得到着色感光树脂组合物G3:首先以表5中所述的量称量G颜料分散体3、Y颜料分散体3和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表5中所述的量称量甲基醚酮、环己酮、粘合剂5、DPHA溶液、2-三氯甲基-5-(对苯乙烯基甲基)-1,3,4-噁二唑、2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基)-3-溴苯基]-均三嗪和酚噻嗪,将它们在24℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,将该混合物在150rpm下搅拌30分钟,此外,以表5中所述的量称量表面活性剂2,将它在24℃(±2℃)的温度加入,将该混合物在30rpm下搅拌5分钟,并且使用尼龙网#200将其过滤。
在表5和6中所述的组合物中,G颜料分散体3的组成如下:
·C.I.颜料·绿36                                18份
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                       12份
·环己酮                                        35份
丙二醇单甲醚乙酸酯                              35份
Y颜料分散体3(商品名:CF Yellow EX3393,由Mikuni Color Ltd.生产)
通过如下方法得到着色感光树脂组合物B3:首先以表5中所述的量称量B颜料分散体4、B颜料分散体5和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表5中所述的量称量甲基乙基酮、粘合剂6、DPHA溶液、2-三氯甲基-5-(对苯乙烯基甲基)-1,3,4-噁二唑、2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基)-3-溴苯基]-均三嗪和酚噻嗪,将它们在25℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,将该混合物在40℃(±2℃)的温度和150rpm下搅拌30分钟,此外,以表5中所述的量称量表面活性剂2,将它在24℃(±2℃)的温度加入,将该混合物在30rpm下搅拌5分钟,并且使用尼龙网#200将其过滤。
在表5和6中所述的组合物中,
B颜料分散体4(商品名:CF Blue EX3357,由Mikuni Color Ltd.生产)
B颜料分散体5(商品名:CF Blue EX3383,由Mikuni Color Ltd.生产)
粘合剂6的组成如下:
·甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=36/22/42摩尔比的无规共聚物,重均分子量30,000)                             27份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                            73份
[实施例10至16和比较例3至6]
根据与实施例9相同的方法制造目标滤色器,不同之处在于将在实施例9中使用的着色感光树脂组合物R3、G3和B3的组成分别改变为上表5中所述的着色感光树脂组合物R4、G4和B4的组成,使用电动研磨机M-50(由Aiger生产)和直径为0.65mm的氧化锆珠粒,并且以9m/s的圆周速率分散所述材料以制备颜料分散体组合物。在表8和9中显示了颜料的数均颗粒直径和此时的组合物的分散时间。
在表5和6中所述的组合物中,G颜料分散体4的组成如下:
·C.I.颜料·绿36                                       14份
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                              23份
·N,N’-双-(3-二乙基氨基丙基)-5-{4-[2-氧代-1-(2-氧代-2,3-二氢-1H-苯并咪唑-5-基氨基甲酰基)-丙基偶氮]-苯甲酰基氨基}-间苯二甲酰胺    1.4份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                   61.6份
Y颜料分散体4的组成如下:
·C.I.颜料·黄150                                      15份
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物,重均分子量37,000)                                              9份
·N,N’-双-(3-二乙基氨基丙基)-5-{4-[2-氧代-1-(2-氧代-2,3-二氢-1H-苯并咪唑-5-基氨基甲酰基)-丙基偶氮]-苯甲酰基氨基}-间苯二甲酰胺    1.5份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                   74.5份
B颜料分散体6的组成如下:
·C.I.颜料·蓝15:6                                     11.28份
·C.I.颜料·紫23                                       0.72份
·EFKA-745(由EFKA ADDITIVES B.V.生产)                  0.6份
·Disparon DA-725(由Kusumoto Chemicals,Ltd.生产)      0.75份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                                   86.65份
-液晶显示装置的制造(实施例9至16、25和27,比较例3至6)-
(PVA显示模式)(没有棱纹(rib))
在上述制造的滤色器层上形成ITO膜(在实施例27中,在其上形成隔体)
由ITO(氧化锡铟)透明电极和对衬底(TFT衬底)形成PVA显示模式用图案。此外,在其上安置聚酰亚胺取向膜。在与安置在滤色器的像素群的外围的黑底的外框架对应的位置上涂布密封材料以形成宽度为0.5mm和高度为40μm的密封部分,滴加PVA显示模式用液晶,并且在减压(不高于13Pa)下层压相对的玻璃衬底。使压力回到常压,并且施加负荷以将单元厚度控制为4μm。在这种情形下,通过使用金属卤化物灯并且使用小于340nm的紫外线切割,在氮气气氛下辐照光使得在340至390nm的积累光量变成对应3,000mJ/cm2的光量以使密封材料光固化。将由Sanritz Corporation生产的偏振片HLC2-2518施用到这种液晶单元的两侧上。然后,使用作为红(R)LED的FR1112H(由Stanley Electric Co.,Ltd.生产的芯片型LED),作为绿(G)LED的DG1112H(由Stanley Electric Co.,Ltd.生产的芯片型LED)和作为蓝(B)LED的DB1112H(由Stanley Electric Co.,Ltd.生产的芯片型LED),建立侧光型背光,并且将其设置在具有偏振片的液晶单元的后侧上,得到液晶显示装置。
在图1中显示了上面的液晶显示装置。
图1是显示了上述实施例的液晶显示装置10的示意性横截面图。在图1中,12为偏振片,14为衬底,16为ITO膜,18为取向膜,20为液晶,22为取向膜,24为ITO膜,26为滤色器,28为衬底,30为偏振片,32为背光并且34为隔体。
[实施例17和26](通过传递制造滤色器)
-感光树脂传递材料的制备-
使用狭缝式喷嘴,将由下列配方H2组成的热塑性树脂层的涂布溶液涂布在厚度为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜临时载体上,并且干燥。然后,涂布并且干燥由下列配方P2组成的中间层的涂布溶液。此外,涂布并且干燥由上表5中所述成分组成的着色感光树脂组合物K2,以在临时载体上提供干膜厚度为14.6μm的热塑性树脂层,干膜厚度为1.6m的中间层和2.4μm的感光树脂层,并且将保护膜(厚度为12μm的聚丙烯膜)粘附于其上。
由此,制备其中临时载体、热塑性树脂层、中间层(氧气屏蔽膜)和黑(K)感光树脂层形成整体的感光树脂传递材料,并且将该样品命名为感光树脂传递材料K2。
-热塑性树脂层的涂布溶液:配方H2-
·甲醇                             11.1份
·丙二醇单甲醚乙酸酯               6.36份
·甲基醚酮                                    52.4份
·甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸-2-乙基己酯/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸的共聚物(共聚组成比(摩尔比)=55/30/10/5,重均分子量=100,000,
Figure C200580034244D0051170015QIETU
)
                                              5.83份
·苯乙烯/丙烯酸的共聚物(共聚组成比(摩尔比)=65/35,重均分子量=10,000,
Figure C200580034244D0051170026QIETU
)                                    13.6份
·其中使用双酚A将2当量五乙二醇单甲基丙烯酸酯脱水缩合的化合物
(商品名:BPE-500,由Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.生产)
                                              9.1份
·表面活性剂2(商品名:MEGAFACE F780F,由Dainippon Ink and Chemicals,Incorporated生产)                               0.54份
-中间层的涂布溶液:配方P2-
·PVA205(聚乙烯醇,由Kuraray Co.,Ltd.生产,皂化度=88%,聚合度550)
                                              32.2份
·聚乙烯基吡咯烷酮(商品名:K-30,由BASF生产)  14.9份
·蒸馏水                                      524份
·甲醇                                        429份
然后,根据与上述相同的方法制备感光树脂传递材料R5、G5和B5,不同之处在于将在感光树脂传递材料K2的制备中使用的着色感光树脂组合物K2改变为由上表6中所述的成分组成的下列着色感光树脂组合物R5、G5或B5。
-黑色(K)图像的形成-
在将控制在25℃的玻璃洗涤剂溶液喷20秒的同时,使用具有尼龙毛的旋转刷洗涤无碱玻璃衬底,使用纯水喷淋进行洗涤,并且使用喷淋,将硅烷偶联溶液(N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷的0.3质量%水溶液(商品名:KBM603,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产)喷20秒,随后使用纯水喷淋将其进行洗涤。使用衬底预热设备,将这种衬底在100℃加热2分钟。
剥离用于感光树脂传递材料K2的保护膜,并且使用橡胶辊温度为130℃,线性压力为100N/cm并且输送速率为2.2m/分钟的层压机(由HitachiIndustries Co.,Ltd.生产(Lamic Model II)),将其层压在100℃加热2分钟的衬底上。
在剥离保护膜之后,在保持衬底与掩模(具有图像图案的石英曝光掩模)垂直的情形下,将曝光掩模表面和感光树脂层之间的距离设定为200μm,并且使用具有超高压汞灯的接近式曝光仪(由Hitachi Hi-Tech ElectronicsEngineering Co.,Ltd.生产)以70mJ/cm2的曝光量进行图案曝光。
然后,在0.04MPa的扁平喷嘴压力下,用三乙醇胺基显影剂(包含2.5%三乙醇胺,包含非离子表面活性剂,包含聚丙烯基消泡剂,商品名:T-PD1,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.生产)将其在30℃喷淋显影50秒,并且除去热塑性树脂层和氧气屏蔽层。
随后,在0.15MPa压力下,使用圆锥体型喷嘴,用碳酸钠基显影剂(包含0.06摩尔/升碳酸氢钠、具有相同浓度的碳酸钠、1%二丁基萘磺酸钠、阴离子表面活性剂、消泡剂和稳定剂,商品名:T-CD1,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.生产)将其在29℃喷淋显影30秒,使感光树脂层显影以得到形成图案的像素。
随后,在0.02MPa压力下,采用圆锥体型喷嘴,使用洗涤剂(包含磷酸盐、硅酸盐、非离子表面活性剂、消泡剂和稳定剂,商品名:T-SD1,由FujiPhoto Film Co.,Ltd.生产),在33℃使用喷淋和具有尼龙毛的旋转刷除去残留物,历时20秒,得到黑色(K)图像。之后,还使用超高压汞灯,从树脂层的一侧以500mJ/cm2的光使衬底后曝光,并且将其在220℃热处理15分钟。
再次使用如上所述的刷子洗涤在其上形成K图像的这种衬底,使用纯水喷淋进行洗涤,并且在不使用硅烷偶联溶液的情况下,使用衬底预热设备将其在100℃加热2分钟。
-红色(R)像素的形成-
根据与感光树脂传递材料K2相同的步骤,并且使用感光树脂传递材料R5,在其上形成黑色(K)图像的衬底上形成红色(R)像素和28×28μm平方的红色(R)图案。曝光量为40mJ/cm2,使用碳酸钠基显影剂在35℃进行35秒显影,并且在220℃进行15分钟热处理。
感光树脂层R5的膜厚度为2.0μm,并且颜料C.I.颜料·红254和C.I.颜料·红177的涂布量分别为0.88g/m2和0.22g/m2
再次使用如上所述的刷子洗涤在其上形成R像素的这种衬底,使用纯水喷淋进行洗涤,并且在不使用硅烷偶联溶液的情况下,使用衬底预热设备将其在100℃加热2分钟。
-绿色(G)像素的形成-
根据与感光树脂传递材料K2相同的步骤,并且使用感光树脂传递材料G5,在其上形成红色(R)像素的衬底上形成绿色(G)像素和绿色(G)图案,以将整个红色(R)图案覆盖在红色(R)图案上。曝光量为40mJ/cm2,使用碳酸钠基显影剂在34℃进行45秒显影,并且在220℃进行15分钟热处理。
感光树脂层G5的膜厚度为2.0μm,并且颜料C.I.颜料·绿36和C.I.颜料·黄150的涂布量分别为1.12g/m2和0.48g/m2
再次使用如上所述的刷子洗涤在其上形成R和G像素的这种衬底,使用纯水喷淋进行洗涤,并且在不使用硅烷偶联溶液的情况下,使用衬底预热设备将其在100℃加热2分钟。
-蓝色(B)像素的形成-
根据与感光树脂传递材料K2相同的步骤,并且使用感光树脂传递材料B5,在其上形成红色(R)像素和绿色(G)像素的衬底上形成蓝色(B)像素。曝光量为30mJ/cm2,使用碳酸钠基显影剂在36℃进行40秒显影。
感光树脂层B5的膜厚度为2.0μm,并且颜料C.I.颜料·蓝15:6和C.I.颜料·紫23的涂布量分别为0.63g/m2和0.67g/m2
将在其上形成R、G和B像素以及K图像的这种衬底在240℃烘焙50分钟以制造目标滤色器。
用于制备表6中所述的着色感光树脂组合物G5和B5的方法根据用于制备着色感光树脂组合物G3和B3的方法。
通过如下方法得到着色感光树脂组合物R5:首先以表6中所述的量称量R颜料分散体3、R颜料分散体4和丙二醇单甲醚乙酸酯,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表6中所述的量称量甲基乙基酮、粘合剂5、DPHA溶液、2-三氯甲基-5-(对苯乙烯基甲基)-1,3,4-噁二唑、2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基)-3-溴苯基]-均三嗪和酚噻嗪,将它们在24℃(±2℃)的温度以这种顺序加入,将它们在150rpm下搅拌10分钟,然后,以表6中所述的量称量ED152,将它们在24℃(±2℃)的温度混合,将该混合物在150rpm下搅拌20分钟,此外,以表6中所述的量称量表面活性剂2,将它在24℃(±2℃)的温度加入,将该混合物在30rpm下搅拌30分钟,并且使用尼龙网#200将其过滤。*ED152是磷酸酯基专用活化剂(商品名:HIPLAAD ED152,由KusumotoChemicals,Ltd.生产)。
[实施例18至24和26以及比较例7至10]
根据与实施例17相同的方法得到目标滤色器,不同之处在于将在实施例17中使用的着色感光树脂组合物R5、G5和B5的组成分别改变为上表6中所述的着色感光树脂组合物R6、G6和B6的组成,使用电动研磨机M-50(由Aiger生产)和直径为0.65mm的氧化锆珠粒,并且以9m/s的圆周速率分散所述材料以制备颜料分散体组合物。在表8和9中显示了颜料的数均颗粒直径和此时的组合物的分散时间。
-液晶显示装置的制造和组装(实施例18至24和26,比较例7至10)-
在上述制造的滤色器层上形成ITO膜(在实施例28中,在其上形成隔体)。
(用于突部的感光传递材料的制备)
将由上述配方H2组成的涂布溶液涂布在厚度为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜临时载体上,并且干燥以提供干膜厚度为15μm的热塑性树脂层。
然后,将由上述配方P2组成的涂布溶液涂布在所述热塑性树脂层上,并且干燥以提供干膜厚度为1.6μm的中间层。
将由下列配方A组成的突部感光树脂层的涂布溶液涂布在中间层上,并且干燥以提供干膜厚度为2.0μm的液晶取向控制用突部的感光树脂层。
-突部感光树脂层的涂布溶液:配方A-
·阳图型抗蚀剂溶液                                     53.3份
(商品名:FH-2413F,由Fuji Film Electromaterials生产)
·甲基乙基酮                                           46.7份
·表面活性剂2                                          0.04份
此外,将作为覆盖膜的厚度为12μm的聚丙烯膜施用到感光树脂层表面上,以制备突部用感光传递材料,其中将热塑性树脂层、中间层、感光树脂层和覆盖膜以这种顺序层压在临时载体上。
(突部的形成)
从上面得到的突部用感光传递材料上剥离覆盖膜,将感光树脂层的表面和安置滤色器侧衬底的ITO膜的一侧的表面重叠,并且使用层压机(由Hitachi Industries Co.,Ltd.生产(Lamic Model II)),在线性压力为100N/cm2,温度为130℃,并且输送速率为2.2m/分钟的条件下进行层压。之后,只在热塑性树脂层之间的边界将传递材料的临时载体剥离并且移走。在这种情形下,将感光树脂层、中间层和热塑性树脂层以这种顺序层压在滤色器侧衬底上。
然后,将近程曝光仪安置在作为最外层的热塑性树脂层上方,使得光掩模位于离感光树脂层的表面100μm的距离处,并且使用超高压汞灯,以70mJ/cm2的辐照量,经由光掩模进行近程曝光。之后,使用喷淋型显影设备,在30℃将1%三乙醇胺水溶液向衬底喷射30秒,以溶解并且除去热塑性树脂层和中间层。在这个阶段,感光树脂层没有充分显影。
随后,使用喷淋型显影设备,在33℃将0.085mol/L碳酸钠、0.085mol/L碳酸氢钠和1%二丁基萘磺酸钠水溶液喷射到衬底上的同时,进行30秒显影以使感光树脂层的不需要的部分(未固化部分)显影并且将其除去。并且,在通过层压红色(R)和绿色(G)图案形成的隔体的基底上和在着色膜侧衬底上形成由形成为需要的形状的感光树脂层组成的突部。然后,将在其上形成突部的滤色器侧衬底在240℃烘焙50分钟。从而,在通过层压红(R)和绿色(G)形成的隔体的基底上由绿色(G)像素形成高度为3.4μm的隔体,并且在滤色器侧衬底上形成具有高度为1.5μm和半圆形纵向横截面形状的用于控制液晶取向的突部。
此外,根据与实施例9相同的方法制造本发明的20英寸液晶显示装置,不同之处在于相对于如上获得的滤色器侧衬底,将背光改变为三波长冷阴极管光源(CCFL:冷阴极荧光灯,由Samson Electronics Company Limited生产),条件是在实施例26中使用HC2-6018作为偏振片,并且在比较例7至10中分别使用与比较例3至6的偏振片相同的偏振片。
在其上安置KRGB、隔体和液晶取向控制用突部的滤色器衬底上,设置聚酰亚胺取向膜。在与安置在滤色器的像素群的外围的黑底的外框架对应的位置上,印刷包含隔体颗粒的环氧树脂密封剂,并且在10kg/cm2的压力下相互层压滤色器衬底和对衬底(TFT衬底)。然后,将层压的玻璃衬底在150℃热处理90分钟使密封剂固化,得到两个玻璃衬底的层压材料。将这种玻璃衬底层压材料在真空下脱气,之后,使压力回到大气压,并且将液晶注入到两个玻璃衬底之间的间隙中。在完成注入之后,使用粘合剂,通过用紫外线辐照将注入口部分密封以得到液晶单元。
在这种液晶单元的两侧构造CCFL的背光,并且将其设置在赋予偏振片的液晶单元的背侧上,以得到液晶显示装置。
在图2中显示了上面的液晶显示装置。图2是显示涉及上述实施例的液晶显示装置10A的示意性横截面图。在图2中,将相同的符号加到与图1中的部件相同的部件上。12为偏振片,14为衬底,16为ITO膜,18为取向膜,20为液晶,22为取向膜,24为ITO膜,26为滤色器,28为衬底,30为偏振片,34为隔体并且36为突部。
[实施例27]
(液体电阻器)
根据与实施例9相同的方法形成滤色器,不同之处在于不通过层压各种像素形成隔体。
[液晶显示装置的制造]
在通过溅射ITO,在实施例27中制造的滤色器上形成透明电极膜之后,通过如下方法形成隔体。
(隔体的感光树脂组合物S的制备)
根据用于制备着色感光树脂组合物R3的方法,制备由下列组成的隔体用感光树脂组合物S:34.0质量份甲基丙烯酸/甲基丙烯酸烯丙酯共聚物(摩尔比=20/80,重均分子量=40,000)、1.8质量份二季戊四醇六丙烯酸酯、7.1质量份30质量%二氧化硅溶胶在甲基异丁基酮中的悬浮液(商品名:MIBK-ST,由Nissan Chemical Industries,Ltd.生产)、0.001质量份吩噻嗪、0.17质量份2,4-双-(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基氨基)-3-溴苯基]-均三嗪、0.02质量份维多利亚·纯蓝BOHM、0.01质量份表面活性剂2、7.4质量份乙基甲基酮、8.6质量份1-甲氧基-2-丙基乙酸酯和0.5质量份甲醇。
(隔体的制造)
然后,根据与实施例9的形成黑色(K)图像的方法的步骤相同的步骤,并且使用制备的隔体用感光树脂传递材料S,在其上溅射ITO的滤色器衬底上形成隔体,条件是曝光量为40mJ/cm2,使用实施例9中使用的稀释100倍的KOH基显影剂在23℃进行80秒显影,并且在230℃进行30分钟热处理。
此外,根据与实施例9相同的方法,对于上面得到的滤色器侧衬底,制造液晶显示装置。
如与使用实施例9的滤色器的液晶显示装置比较,显示性能同样良好,但是更优选通过更少的制造步骤数以低成本制造的实施例9的装置。
在图3显示了上面的液晶显示装置。图3是显示上述实施例27的液晶显示装置10B的示意性横截面。在图3中,将相同的符号加到与图2中的部件相同的部件上。12为偏振片,14为衬底,16为ITO膜,18为取向膜,20为液晶,22为取向膜,24为ITO膜,26为滤色器,28为衬底,30为偏振片,34A为着色感光树脂组合物的隔体并且36为突部。
[实施例28](传递)
根据与实施例17相同的方法形成滤色器,不同之处在于隔体的基底不是通过层压各种像素形成的。
[液晶显示装置的制造]
通过溅射ITO,在上述实施例28中制造的滤色器上形成透明电极膜。
随后,根据与实施例27相同的方法,制备隔体用感光树脂组合物S,并且根据与感光树脂传递材料K2的方法相同的方法,制备感光树脂传递材料S,并且使用感光传递材料S在滤色器衬底上得到隔体,条件是曝光量为40mJ/cm2,使用实施例9中使用的稀释100倍的KOH基显影剂在36℃进行40秒显影,并且在230℃进行30分钟热处理。
之后,根据与实施例17相同的方法,形成用于液晶取向控制的突部,并且根据与实施例17相同的方法,对于上面得到的滤色器侧衬底,制造液晶显示装置。
如与使用实施例17的滤色器的液晶显示装置比较,显示性能同样良好,但是更优选通过更少的制造步骤数以低成本制造的实施例17的装置。
[评价]
-对比度的测量-
通过如下测量方法测量构成上面得到的滤色器的每一种着色像素的对比度,并且计算各种着色像素的对比度差。结果示于表8和9中。
-颗粒直径的测量-
作为颜料的数均颗粒直径,使用透射电子显微镜(JEOL.Ltd.,JEM-2010-电子显微镜)拍摄颜料颗粒的照片图像,采用在假定图像为具有相同面积的圆时的直径作为颗粒直径,测量100个颗粒的这种直径,并且得到平均数。
(测量对比度的方法)
使用三波长冷阴极管光源作为背光,将滤色器设置在两个偏振片(商品名:G1220DUN,由Nitto Denko Corporation生产)之间,并且通过在平行安置偏振片时通过的光的色度值Y除以在将偏振片以正交尼科耳安置时通过的光的色度值Y,得到对比度。为了测量色度,使用颜色亮度计(商品名:BM-5,由TOPCON生产)。
-黑显示的测量-
使采用实施例9至28和比较例3至10中制造的滤色器的液晶显示装置变成黑显示,测量此时的色度,消色色度定义为(x,y,Y=0.333,0.333,0.08),并且计算与这种颜色之间的色差ΔE。结果示于表8和9中。通过如下方法测量黑显示的色度。使用在将要测量的液晶显示装置中使用的背光和偏振片,安置背光和偏振片使得两个偏振片变为正交尼科耳,将滤色器安置在偏振片之间,并且使用颜色亮度计(商品名:BM-5,由TOPCON生产)测量泄漏的光的色度。与消色点之间的色差优选等于或小于5。当差值超过5时,黑显示是有色的,因此,这不是优选的。
-评价鲜明度的方法-
当在使用实施例9至28和比较例3至10中制造的滤色器的液晶显示装置的黑显示背景上显示红、绿和蓝纯色时,由50个受试者在感官上评价鲜明度。使用依照更高清晰度的顺序的五级评价鲜明度,并且采用平均数作为评价值。结果示于表8和9中。A表示不低于4且不高于5,B表示不低于3且小于4,并且C表示小于3。
-总体评价-
根据下表7中所示的标准,进行液晶显示装置的显示质量的总体评价。结果示于表8和9中。
表7
Figure C200580034244D00591
Figure C200580034244D00601
从表8和9中,本发明的液晶显示装置具有每一种像素的高对比度,显示鲜明的图像,在RGB的各种像素的对比度方面得到平衡,并且在黑显示性能方面优异,其中本发明的液晶显示装置配置有其中对比度不低于2000的偏振片,在三种颜色的着色像素中,具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差不大于600,偏振度不低于99.95,并且在400nm的正交透光率不高于0.05%。
另一方面,配置有其中每一种着色像素的对比度小于2000的滤色器的比较例3和7液晶显示装置具有每一种像素的低对比度,并且显示的图像缺乏鲜明度;并且配置有如下滤色器的比较例4和8的液晶显示装置在RGB的各种像素的对比度方面不平衡,具有由红着色像素的低对比度引起的向微红方向位移的显示,并且在黑显示性能方面差,在所述滤色器中,在三种颜色的着色像素之中,具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差超过600。另外,即使在使用具有各种着色像素的高对比度和小的对比度差的滤色器时,使用比较例5、6、9和10中所述的偏振片的液晶显示装置也具有大的与消色点的色差,在黑显示性能方面低,并且不能提供鲜明的图像。
工业适用性
根据本发明,可以提供一种滤色器,所述滤色器具有高对比度比,并且特别是,即使在大屏幕液晶显示装置如笔记本电脑显示器或电视监视器中使用时,也能够实现足够的色彩再现性。另外,通过在液晶显示装置中使用所述滤色器,可以实现鲜明的、具有高色纯度并且具有高的黑显示质量的彩色图像显示。
另外,根据本发明,通过组合具有高对比度的像素和具有高对比度的偏振片,可以提供具有高对比度,显示鲜明的图像,在RGB的各种像素的对比度方面得到平衡,并且在黑显示性能方面优异的液晶显示装置。

Claims (12)

1.一种滤色器,所述滤色器包含两种或两种以上颜色的着色像素,其中所述着色像素的每一种至少包含颜料颗粒,所述着色像素的每一种的对比度不低于2000,并且在所述两种或两种以上颜色的着色像素之中,具有最低对比度的着色像素的对比度和具有最高对比度的着色像素的对比度之差不大于600,其中所述颜料颗粒的数均颗粒直径是0.01至0.08μm。
2.权利要求1所述的滤色器,其中至少一种颜色的所述着色像素包含C.I.颜料·红254。
3.权利要求1所述的滤色器,其中至少一种颜色的所述着色像素包含C.I.颜料·绿36。
4.权利要求1所述的滤色器,其中至少一种颜色的所述着色像素包含C.I.颜料·蓝15∶6。
5.一种用于制造如权利要求1所述的滤色器的方法,所述方法包括:由着色感光树脂组合物形成树脂层,所述着色感光树脂组合物包含(1)碱溶性树脂,(2)单体或低聚物,(3)光聚合引发剂或光聚合引发剂体系和(4)颜料颗粒。
6.权利要求5所述的用于制造滤色器的方法,其中所述树脂层的形成包括通过使用狭缝式喷嘴涂布所述着色感光树脂组合物。
7.权利要求5所述的用于制造滤色器的方法,其中所述树脂层的形成包括通过使用层压机将其中在临时载体上安置着色感光树脂组合物树脂层的树脂传递材料层压在衬底上。
8.一种液晶显示装置,所述液晶显示装置包含如权利要求1所述的滤色器。
9.一种液晶显示装置,所述液晶显示装置包含:背光、偏振片、至少两个衬底、由所述衬底支承的液晶层、在所述衬底的至少一部分上安置的电极,和在所述衬底的至少一部分上安置的滤色器层,
其中所述滤色器层是如权利要求1限定的滤色器,并且
所述偏振片具有不低于99.95的偏振度和在400nm不高于0.05%的正交透光率。
10.权利要求9所述的液晶显示装置,其中至少一种颜色的所述着色像素包含C.I.颜料·红254。
11.权利要求9所述的液晶显示装置,其中至少一种颜色的所述着色像素包含C.I.颜料·绿36。
12.权利要求9所述的液晶显示装置,其中至少一种颜色的所述着色像素包含C.I.颜料·蓝15:6。
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