JP2010026422A - カラーフィルタ及びそれを備えた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】カラーフィルタとして高い色再現可能範囲を有し、且つ耐薬品性・耐溶剤性に優れるカラーフィルタ用着色層の顔料組成を特定することを課題とした。
【解決手段】赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色光をバックライトとする液晶表示装置に用いる、少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素からなるカラーフィルタであって、前記赤色画素を組成する着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を用い、その顔料含有量が赤色画素を形成する着色層の26重量%以上、31重量%以下であり、緑色画素を形成する着色層の顔料としてPG36、PY138を用い、その含有量が緑色画素を形成する着色層の40重量%以上、45重量%以下であることを特徴とするカラーフィルタである。
【選択図】図3
【解決手段】赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色光をバックライトとする液晶表示装置に用いる、少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素からなるカラーフィルタであって、前記赤色画素を組成する着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を用い、その顔料含有量が赤色画素を形成する着色層の26重量%以上、31重量%以下であり、緑色画素を形成する着色層の顔料としてPG36、PY138を用い、その含有量が緑色画素を形成する着色層の40重量%以上、45重量%以下であることを特徴とするカラーフィルタである。
【選択図】図3
Description
本発明は、色再現可能範囲が広く、且つ耐薬品性、耐溶剤性に優れるカラーフィルタ及び該カラーフィルタを備えた液晶表示装置に関する。
カラー液晶表示装置はコンピュータ端末表示装置、テレビ画像表示装置として急速に普及が進んでいる。カラーフィルタは液晶表示装置のカラー表示化には必要不可欠な重要な基幹部材である。カラー液晶表示装置は高画質化の要求が高く、視野角の拡大、高速駆動、色再現可能範囲を広げるなどの表示品位を向上させるために様々な取り組みがなされてきた。
しかしながら、冷陰極蛍光管(以下、CCFLと記す)をバックライトとする従来型の液晶表示装置については、色再現性を向上させることには限界がある。CCFLは図1に示すような発光スペクトルを有しているが、青色と緑色の境界490nm付近及び赤色と緑色の境界580nm付近に存在する副発光が色純度を低下させており、高い色再現性を実現するためには、純度の高い蛍光体に変更するか、あるいは組み合わせるカラーフィルタの分光特性の半値幅を狭くする必要がある。しかしながら、副発光を伴わない高輝度で長寿命な蛍光体は見出されていない。後者については、カラーフィルタ用の着色材料に対し、顔料添加量を増やすなどの取り組みがなされてきたが、着色材料中の顔料の量を増やすと、カラーフィルタの耐薬品性、耐溶剤性を悪化させるという結果を招いた。特に、カラーフィルタの透過性を上げるために、顔料を微細化するとこの傾向が強まるという問題があった。
そこで、耐薬品性、耐溶剤性を維持するために、赤色画素の着色層に含有される赤色顔料の量と、緑色画素の着色層に含有される緑色顔料の量は、可能であれば低めに設定するのが望ましい。また、IPS(In Plan switching)モードのように横電界方式の駆動がされる液晶表示装置においては、電界が着色層にも印加されるため、着色層中の顔料の誘電的性質が駆動特性に影響を与える。この場合、印加電界の損失を抑えるために着色層の誘電正接値を低くすることが必要で、このためには顔料の量は低いほど好ましいと言える。しかしながら、着色層に含有される着色顔料の量を低減すると、着色層の着色力が低下する結果、液晶表示装置の色再現性を近年求められる水準にまで高めることができないという問題があった。
すなわち、CCFLをバックライトとする限り、実用性のあるカラーフィルタが得られないため、高輝度を維持したままで高い色再現性を達成できないということである。
そこで、最近バックライトをCCFLから発光ダイオード(以下、LEDと記す)に置き換える技術開発が進んでいる(例えば、特許文献1参照)。LEDは高効率で寿命が長く、発光スペクトルの半値幅も狭いため色純度が優れるという利点がある。白色光を得る方法としては赤色LED、青色LED、緑色LEDの3種類のLEDを組み合わせるタイプ、紫外線発光LEDにより赤、青、緑の蛍光体を励起するタイプ、それに青色LEDの青色発光で赤色又は/及び緑色蛍光体を励起する擬似白色タイプの3種類がある。
特開2007−47781号公報
そこで、赤色LEDと、青色LEDにより緑色蛍光体を励起発光させる青緑発光LED
を組み合わせて混色させた、図2で示すような発光特性を有する白色光を、大型カラー液晶表示装置のバックライトとして使用することで高輝度を確保し且つ色再現性の改善を試みた。この擬似白色発光の発光スペクトルは、副発光成分の少ない3波長光源となるため、CCFLでは実現が難しい所望の色再現性を達成できる可能性がある。
を組み合わせて混色させた、図2で示すような発光特性を有する白色光を、大型カラー液晶表示装置のバックライトとして使用することで高輝度を確保し且つ色再現性の改善を試みた。この擬似白色発光の発光スペクトルは、副発光成分の少ない3波長光源となるため、CCFLでは実現が難しい所望の色再現性を達成できる可能性がある。
しかしながら、赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色光の発光スペクトルにマッチする顔料組成物を見出して、感光性着色組成物とすることができるかどうか、そして、これを用いてカラーフィルタを形成した場合に、色再現性の向上に必要な着色顔料の必要量がカラーフィルターの耐薬品性・耐溶剤性を低下させる等のことがないかどうか、については未だ不明の点が多い。
そこで本発明は、カラーフィルタ用着色層の顔料組成、特に赤色着色層と緑色着色層の顔料組成を特定することにより、カラーフィルタとして高い色再現可能範囲を有し、且つ耐薬品性・耐溶剤性に優れるカラーフィルタを提供することを課題とした。
そこで本発明は、カラーフィルタ用着色層の顔料組成、特に赤色着色層と緑色着色層の顔料組成を特定することにより、カラーフィルタとして高い色再現可能範囲を有し、且つ耐薬品性・耐溶剤性に優れるカラーフィルタを提供することを課題とした。
上記の課題を解決するための請求項1の発明は、赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色光をバックライトとする液晶表示装置に用いる、少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素からなるカラーフィルタであって、前記赤色画素を組成する着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を用い、その顔料含有量が赤色画素を形成する着色層の26重量%以上、31重量%以下であり、緑色画素を形成する着色層の顔料としてPG36、PY138を用い、その含有量が緑色画素を形成する着色層の40重量%以上、45重量%以下であることを特徴とするカラーフィルタとしたものである。
また、請求項2の発明は、赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて白色光をバックライトとする液晶表示装置に用いる、少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素からなるカラーフィルタであって、前記赤色画素を組成する着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を用い、その顔料含有量が赤色画素を形成する着色層の25重量%以上、29重量%以下であり、緑色画素を形成する着色層の顔料としてPG36、PY150を用い、その含有量が緑色画素を形成する着色層の36重量%以上、39重量%以下であることを特徴とするカラーフィルタとしたものである。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶表示装置としたものである。
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置としたものである。
本発明に係わる顔料組成物はカラーフィルタ用感光性着色組成物として好適である。この感光性着色組成物を用いて、耐薬品性・耐溶剤性に優れるカラーフィルタとしての着色層を形成することができる。また、赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせてを組み合わせて混色させた白色バックライトと本カラーフィルタの組み合わせは、CIE1931 XYZ表色系であるxy色度にて色再現可能範囲がNTSC比で72%以上で且つ高輝度であるという特性を示すものである。
以下に、本発明になるカラーフィルタを、その実施の形態に基づいて詳細に説明する。本発明者は、色再現性を高めるために、赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色光をバックライト光として使用した。この白色バックライトは、図
2に示されるような発光スペクトルを有しており、従来の液晶表示装置に用いられてきた冷陰極蛍光管(CCFL)とは発光のスペクトル特性が異なる。
そこで、LEDバックライトに対して色再現的に最適なカラーフィルタが、必要な耐薬品性・耐溶剤性を有するかどうか詳しく検討した。具体的にはカラーフィルタ用着色材料としての顔料の選択と濃度範囲の決定であるが、特に濃度の最小値を着色力の観点から、最大値を耐溶剤性の観点からを絞り込んだものである。
2に示されるような発光スペクトルを有しており、従来の液晶表示装置に用いられてきた冷陰極蛍光管(CCFL)とは発光のスペクトル特性が異なる。
そこで、LEDバックライトに対して色再現的に最適なカラーフィルタが、必要な耐薬品性・耐溶剤性を有するかどうか詳しく検討した。具体的にはカラーフィルタ用着色材料としての顔料の選択と濃度範囲の決定であるが、特に濃度の最小値を着色力の観点から、最大値を耐溶剤性の観点からを絞り込んだものである。
CCFLは図1に示すような発光スペクトルを有するが、青色と緑色の境界490nm付近及び赤色と緑色の境界580nm付近に存在する副発光が色純度を低下させており、高い色再現性を実現するためには、純度の高い蛍光体に変更するか、あるいは組み合わせるカラーフィルタの分光特性の半値幅を狭くする必要があるが、どちらの方法でも大きく輝度を低下させなければ実現できない問題があった。
これに対して、図2のような発光特性を有する赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色バックライトの発光ピークは、副発光の少ない3波長光源となるため、輝度を低下させずに色再現性を向上させることが可能である。液晶表示装置にこのようなバックライトを用い、更にそれにマッチングした分光特性を有するカラーフィルタを組み合わせることで、高い色再現性を達成し、高輝度化を維持することができる。
次に、本発明になるカラーフィルタを備え白色バックライトを光源とする液晶表示装置の構成の一例を以下に簡単に説明する。
図3は、本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置の概略断面図である。
図3に示す装置10は、TFT駆動型液晶表示装置の典型例であって、離間対向して配置された一対の透明基板11及び透明基板21を備え、それらの間には、液晶が封入されている。液晶は、VA(Vertical Alignment)配向モードにて配向される。
第1の透明基板11の内面には、TFT(薄膜トランジスタ)アレイ12が形成されており、その上にはITOからなる透明電極13が形成されている。透明電極13の上には、配向層14が設けられている。また、透明基板11の外面には、位相差フィルムを構成部材として含む偏光板15が貼り付けられている。
図3に示す装置10は、TFT駆動型液晶表示装置の典型例であって、離間対向して配置された一対の透明基板11及び透明基板21を備え、それらの間には、液晶が封入されている。液晶は、VA(Vertical Alignment)配向モードにて配向される。
第1の透明基板11の内面には、TFT(薄膜トランジスタ)アレイ12が形成されており、その上にはITOからなる透明電極13が形成されている。透明電極13の上には、配向層14が設けられている。また、透明基板11の外面には、位相差フィルムを構成部材として含む偏光板15が貼り付けられている。
他方、第2の透明基板21の内面には、本発明のカラーフィルタ22が形成されている。カラーフィルタ22を構成する赤色、緑色および青色の着色画素は、格子形状のブラックマトリックス(図示せず)により分離されている。カラーフィルタ22を被覆するように、必要に応じて透明保護膜(図示せず)が形成され、さらにその上に、ITOからなる透明電極23が形成され、透明電極23をさらにまた被覆する配向層24が設けられている。また、透明基板21の外面(視認側)にも、偏光板25が貼り付けられている。なお、偏光板15の下方には、発光ダイオードのLEDランプ31を具備するバックライトユニット30が備えられている。
本発明のカラーフィルタは少なくとも透明基板上に複数色に着色された着色画素から構成されている。複数色には赤、緑、青(RGB)の組み合わせやイエロー、マゼンダ、シアン(YMC)の組み合わせが挙げられるが、本発明は赤色、青色及び緑色の着色層を有するカラーフィルタに対して特に好ましく適用できる。
液晶表示装置製造工程において、カラーフィルタ上に液晶配向を規制するための配向膜を形成する工程がある。配向膜材料は一般的にポリイミドもしくはその前駆体を、適切な溶媒に溶解した溶液を塗布、乾燥、焼成することで形成される。
ポリイミドもしくはその前駆体を溶解する溶媒としては、N−メチル−2−ピロリジノン(NMP)、γーブチロラクトン、あるいはそれらの混合物が主成分として用いられていることが多い。そのため、カラーフィルタはこれらの溶媒に対する耐性が求められる。
RGB系のカラーフィルタにあっては、赤色の顔料を含む赤色着色層のNMP耐性が低く、特にコントラストを向上させるために顔料粒径を小さくしていくとその傾向が顕著となる。また緑色着色層の着色剤に用いる顔料を含む緑色着色層ついても同様にNMP耐性が低い。
そこで、本発明者らは赤色着色層、緑色着色層を有するカラーフィルタのNMP耐性を向上させるべく種々検討を行った結果、本発明をなすに至った。
すなわち、赤色画素を構成する着色層に用いる顔料濃度と、緑色画素を構成する着色層に用いる顔料濃度を変化させてNMP耐性を調べたところ、下げていくとNMP耐性を向上させることができることを見出した。赤色着色層の顔料として、PR254、PR177、PY150を例えば4:4:2の重量比率で用い、その顔料含有量は31重量%以下であり、緑色画素を形成する着色層の顔料としてPG36、PY138を例えば6:4の重量比率で用い、その含有量は45重量%以下であることが望ましいものであった。
また、赤色着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を例えば4:4:2の重量比率で用い、その顔料含有量は29重量%以下であり、緑色画素を形成する着色層の顔料としてPG36、PY150を例えば7:3の重量比率で用い、その含有量は39重量%以下であることが望ましいものであった。
しかし、顔料濃度を下げると着色力が低下し、結果として色純度は低下してしまう。しかしながら、バックライトとして赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色バックライトであれば、一般的なテレビ画像表示装置に必要な色再現性、すなわちCIE1931 XYZ表色系であるxy色度にて色再現可能範囲がNTSC比で72%以上を実現することが可能であった。ただし、赤色顔料及び緑色顔料の含有量が極端に低くなると、バックライトとして赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色バックライトを用いても一般的なテレビ画像表示装置に必要な色再現可能範囲を実現することが困難になるため、一般的なテレビ画像表示装置を主な用途とする場合は赤色着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を例えば4:4:2の重量比率で用い、その顔料含有量は26重量%以上であり、緑色画素を形成する着色層の顔料としてPG36、PY138を例えば6:4の重量比率で用い、その含有量は40重量%以上であることが望ましい。ただし他の用途を考慮する場合はこの限りではない。
また、赤色着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を例えば4:4:2の重量比率で用い、その顔料含有量は25重量%以上であり、緑色画素を形成する着色層の顔料としてPG36、PY150を例えば7:3の重量比率で用い、その含有量は36重量%以上であることが望ましい。ただし他の用途を考慮する場合はこの限りではない。
以下に、本発明のカラーフィルタを得るための方法について述べる。
[カラーフィルタ]
カラーフィルタの作製方法は、インクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィー法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考
慮すれば、顔料を透明な樹脂中に、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた着色組成物を透明基板上に塗布製膜した後、着色層をパターン露光、現像することで着色パターンを形成するフォトリソグラフィー法が好ましい。
カラーフィルタの作製方法は、インクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィー法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考
慮すれば、顔料を透明な樹脂中に、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた着色組成物を透明基板上に塗布製膜した後、着色層をパターン露光、現像することで着色パターンを形成するフォトリソグラフィー法が好ましい。
本発明で用いる透明基板は液晶表示装置に一般的に用いられているものでよく、通常はガラス基板を用いるとよい。遮光パターンが必要な場合はあらかじめ該透明基板上に遮光性樹脂によるパターンを公知の方法で敷設したものを用いればよい。
顔料を透明な樹脂中に光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させる。分散させる方法はミルベース、3本ロール、ジェットミル等様々な方法があり特に限定されるものではない。
本発明のカラーフィルタの着色層を形成する着色組成物に用いることのできる有機顔料の具体例をカラーインデックス番号で示す。
赤色着色画素(画素)を形成するための赤色着色組成物には、例えば、C.I. PigmentRed 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、246、254、255、264、272、279等の赤色顔料を用いることができる。赤色着色組成物には、黄色顔料、橙色顔料を併用することができる。
黄色顔料としては、C.I. Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、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、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、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、185、187、188、193、194、199、213、214等が挙げられる。
橙色顔料としてはC.I. Pigment Orange 36、43、51、55、59、61、71、73等が挙げられる。
緑色着色画素を形成するための緑色着色組成物には、例えば、C.I. Pigment Green 7、10、36、37、58等の緑色顔料を用いることができる。緑色着色組成物には赤色着色組成物と同様の黄色顔料を併用することができる。
青色着色画素を形成するための青色着色組成物には、主として用いるC.I. Pigment Blue 15:6とC.I.Pigment Violet 23の他、例えば、C.I. Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、16、22、60、64、80等の青色顔料を用いることができる。
また、青色着色組成物には、C.I. Pigment Violet 1、19、27、29、30、32、37、40、42、50等の紫色顔料を併用することができる。
また、青色着色組成物には、C.I. Pigment Violet 1、19、27、29、30、32、37、40、42、50等の紫色顔料を併用することができる。
また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、
感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。
感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。
着色組成物に用いることの透明樹脂として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または2種以上混合して用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する(メタ)アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、(メタ)アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン-無水マレイン酸共重合物やα-オレフィン-無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。
光架橋剤として用いることのできる重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは単独または2種類以上混合して用いることができ、さらに光硬化性を適性に保つ目的で、必要に応じ他の重合性モノマーおよびオリゴマーを混合して用いることができる。
着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。光重合開始剤としては、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニ
ルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4'-メチルジフェニルサルファイド、3,3',4,4'-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2-クロルチオキサントン、2-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4'-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物、1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、O-(アセチル)-N-(1-フェニル-2-オキソ-2-(4'-メトキシ-ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。
ルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4'-メチルジフェニルサルファイド、3,3',4,4'-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2-クロルチオキサントン、2-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4'-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物、1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、O-(アセチル)-N-(1-フェニル-2-オキソ-2-(4'-メトキシ-ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。
さらに、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4-ジメチルアミノ安息香酸メチル、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2-ジメチルアミノエチル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、N,N-ジメチルパラトルイジン、4,4'-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'-ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。
さらに、着色組成物には、連鎖移動剤を含有させることができる。連鎖移動剤としては例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4-ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4-ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4-ジメチルメルカプトベンゼン、2,4,6-トリメルカプト-s-トリアジン、2-(N,N-ジブチルアミノ)-4,6-ジメルカプト-s-トリアジン等が挙げられる。これらの連鎖移動剤は、1種または2種以上混合して用いることができる。
また、熱架橋剤を添加することも可能である。熱架橋剤としては、例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、分子内にエポキシ基を少なくとも1以上有する化合物であり、例えば、脂環型エポキシ樹脂、ポリアルコール型エポキシ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹脂、ビスフェノールA又はF型エポキシ樹脂、テト
ラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、ポリオレフィン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック系エポキシ樹脂、メチレンシクロヘキサンオキシド、シクロヘプテンエポキシド、1,2−エポキシシクロヘキサン、グリセロール・ポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン・ポリグリシジルエーテル、レゾルシン・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオール・ジグリシジルエーテル、エチレングリコール(ポリエチレングリコール)・ジグリシジルエーテル等がある。これらは、いずれも単独あるいは2種類以上混合して使用することができる。また、必要に応じて、さらにメラミン樹脂を混合して使用することもできる。メラミン樹脂としては、アルキル化メラミン樹脂(メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂など)、混合エーテル化メラミン樹脂等があり、高縮合タイプであっても低縮合タイプであってもよい。これらについても、単独あるいは2種類以上混合して使用することができる。また、必要に応じて、さらにエポキシ樹脂を混合して使用することもできる。
ラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、ポリオレフィン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック系エポキシ樹脂、メチレンシクロヘキサンオキシド、シクロヘプテンエポキシド、1,2−エポキシシクロヘキサン、グリセロール・ポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン・ポリグリシジルエーテル、レゾルシン・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオール・ジグリシジルエーテル、エチレングリコール(ポリエチレングリコール)・ジグリシジルエーテル等がある。これらは、いずれも単独あるいは2種類以上混合して使用することができる。また、必要に応じて、さらにメラミン樹脂を混合して使用することもできる。メラミン樹脂としては、アルキル化メラミン樹脂(メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂など)、混合エーテル化メラミン樹脂等があり、高縮合タイプであっても低縮合タイプであってもよい。これらについても、単独あるいは2種類以上混合して使用することができる。また、必要に応じて、さらにエポキシ樹脂を混合して使用することもできる。
着色組成物は、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1-メトキシ-2-プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル-nアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
次にカラーフィルタの作成方法として、透明基板上に上述の感光性着色組成物を塗布し、プリベークを行う。塗布する手段はスピンコート、ディップコート、ダイコートなどが通常用いられるが、40〜60cm四方程度の基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法ならばこれらに限定されるものではない。プリベークは50〜120℃で10〜20分ほどすることが好ましい。塗布膜厚は、分光透過率などを考慮すると通常はプリベーク後の膜厚で2μm程度である。感光性着色組成物を塗布し着色層を形成した基板にパターンマスクを介して露光を行う。光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。
続いて現像を行う。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、焼成して所望の一色の画素が得られる。
以上の一連の工程を、感光性着色組成物およびパターンを替え、必要な色数だけ繰り返すことで必要な色数が組み合わされた着色パターンすなわちカラーフィルタを得ることができる。
[バックライト装置]
本発明で用いられるバックライト装置は、液晶パネルの背面に配置され、透過型又は半透過型のカラー液晶表示装置の背面光源手段として用いられる面状光源装置を指し、光源として赤色の波長域に発光するLEDと青色の波長域に発光するLEDに緑色蛍光体を組み合わせた青緑の波長域に発光するLEDを具備し、この光源光をほぼ均一な面光源に変換する光均一化手段とを具備するものである。
本発明で用いられるバックライト装置は、液晶パネルの背面に配置され、透過型又は半透過型のカラー液晶表示装置の背面光源手段として用いられる面状光源装置を指し、光源として赤色の波長域に発光するLEDと青色の波長域に発光するLEDに緑色蛍光体を組み合わせた青緑の波長域に発光するLEDを具備し、この光源光をほぼ均一な面光源に変換する光均一化手段とを具備するものである。
バックライト装置は、LED光源と、光源より発せられた光を観察者側に向けて反射するリフレクタ、光源からの光を導き面状とするための導光体として用いる透光性の平板からなる基板、三角プリズム状のアレーを形成した調光シートなどを適切に配置することで構成される。光源の設置方式としては、液晶素子の背面直下に光源を配設する方法(直下方式)や、側面に光源を配設しアクリル板等の透光性の導光体を用いて光を面状に変換し
て面光源を得る方法(サイドライト方式)が代表的である。高輝度が必要な用途については直下方式が、薄型化が必要な用途についてはサイドライト方式がそれぞれ好適であり、用途に応じて実用化されている。
て面光源を得る方法(サイドライト方式)が代表的である。高輝度が必要な用途については直下方式が、薄型化が必要な用途についてはサイドライト方式がそれぞれ好適であり、用途に応じて実用化されている。
LED光源としては、一般には、赤、青の波長領域で赤色領域に主発光波長を有するLEDとしてはGaAsP系LEDが挙げられ、青色領域に主発光波長を有するLEDとしてはInGaN系LED、GaN系LEDが挙げられる。
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。なお、下記の成分組成の含有量は、いずれも重量比である。
[着色組成物]
カラーフィルタ作製に用いる着色組成物を着色するための着色剤には以下のものを使用した。
カラーフィルタ作製に用いる着色組成物を着色するための着色剤には以下のものを使用した。
赤色用顔料:C.I.Pigment Red 254(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製「イルガーフォーレッド B−CF」)、C.I.Pigment Red 177(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製「クロモフタールレッド A2B」)、およびC.I.Pigment Yellow 150(ランクセス製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)。
緑色用顔料:C.I.Pigment Green 36(東洋インキ製造製「リオノールグリーン 6YK」)、C.I.Pigment Yellow 150(ランクセス製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)、およびC.I.Pigment Yellow 138(BASF製「アリオトールイエロー K0961HD」)。
青色用顔料:C.I.Pigment Blue 15(東洋インキ製造製「リオノールブルーES」)C.I.Pigment Violet 23(BASF製「パリオゲンバイオレット 5890」)。
上記の顔料を用いて赤色、緑色、青色の着色組成物を以下の組成と手順で作製した。
上記の顔料を用いて赤色、緑色、青色の着色組成物を以下の組成と手順で作製した。
<赤色着色組成物1>
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 240部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 265部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製(「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 240部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 265部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製(「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
<赤色着色組成物2>
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 200部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 225部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 200部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 225部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
<赤色着色組成物3>
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 310部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 235部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 310部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 235部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
<赤色着色組成物4>
記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 280部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 265部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 280部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 265部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
<赤色着色組成物5>
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 230部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 225部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 230部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 225部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
<赤色着色組成物6>
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 340部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 235部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 10部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 5部
アクリルワニス(固形分20%) 340部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
上記分散体 235部
アクリルワニス(固形分20%) 41部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13部
(日本化薬製「カヤラッドDPCA30」)
光開始剤 3部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE−02」)
光開始剤 1部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 208部。
<緑色着色組成物1>
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 105部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 105部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
<緑色着色組成物2>
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 80部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 80部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
<緑色着色組成物3>
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 140部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 140部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
<緑色着色組成物4>
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 160部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 160部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
<緑色着色組成物5>
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 120部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 120部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
<緑色着色組成物6>
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 200部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 16部
アクリルワニス(固形分20%) 200部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 17部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアーOXE02」)
光開始剤 3部
(BASF製「ルシリンTPO」)
シクロヘキサノン 458部。
<青色着色組成物>
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
青色顔料:C.I. Pigment Blue 15 32部
紫色顔料:C.I. Pigment Violet 23 3部
アクリルワニス(固形分20%) 173部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 25部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアー379」)
光開始剤 2部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 302部。
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色組成物と同様の方法で作製した。
青色顔料:C.I. Pigment Blue 15 32部
紫色顔料:C.I. Pigment Violet 23 3部
アクリルワニス(固形分20%) 173部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 25部
(東亞合成製「アロニックスM402」)
光開始剤 6部
チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュアー379」)
光開始剤 2部
(日本化薬製「カヤキュアーDETX」)
シクロヘキサノン 302部。
[カラーフィルタ]
得られた着色組成物を用いてカラーフィルタを作製した。
ガラス基板に、赤色着色組成物をスピンコートにより膜厚2μmとなるように塗布した。乾燥の後、露光機にてストライプ状のパターン露光をし、アルカリ現像液にて90秒間現像して、ストライプ状の赤色画素の着色層を得た。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。
炭酸ナトリウム 1.5重量%
炭酸水素ナトリウム 0.5重量%
陰イオン系界面活性剤 8.0重量%
花王(株)製「ペリレックスNBL」)
水 90重量%。
得られた着色組成物を用いてカラーフィルタを作製した。
ガラス基板に、赤色着色組成物をスピンコートにより膜厚2μmとなるように塗布した。乾燥の後、露光機にてストライプ状のパターン露光をし、アルカリ現像液にて90秒間現像して、ストライプ状の赤色画素の着色層を得た。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。
炭酸ナトリウム 1.5重量%
炭酸水素ナトリウム 0.5重量%
陰イオン系界面活性剤 8.0重量%
花王(株)製「ペリレックスNBL」)
水 90重量%。
次に、緑色着色組成物も同様にスピンコートにて膜厚が2μmとなるように塗布、乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を前述の赤色画素の着色層とはずらした場所に露光し現像することで、前述赤色画素の着色層と隣接した緑色画素の着色層を得た。
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色組成物についても膜厚2μmで赤色画素、緑色画素の着色層と隣接した青色画素の着色層を得た。これで、透明基板上に赤、緑、青の3色のストライプ状の着色層を有するカラーフィルタが得られた。
上述の方法により、赤色、緑色、青色着色組成物の組み合わせを適宜変更し、それぞれ実施例1、4および比較例1〜6に用いるカラーフィルタとした。
作製した上記カラーフィルタと2種類のバックライト(LED、CCFL)との組み合わせを表1、表2に実施例1、4および比較例1〜6として示した。これらの表には赤色着色層中における赤顔料の固形分に対する濃度及び、緑色着色層中における緑顔料の固形分に対する濃度も合わせて記載した。色再現性についてはNTSC比として記載した。
さらに、各実施例、比較例において調製した赤色感光性組成物及び緑色感光性組成物について、以下のようにして評価を行った。はじめに、ガラス基板上に、得られた感光性組成物をスピンコート法により塗布した後乾燥させ、感光性組成物層を形成した。なお、スピンコート条件は500rpm、5秒とした。次に、線幅0.5〜50μmのテスト用のフォトマスクを用い、100mJ/cm2の露光量で露光した。次に、1.25質量%の炭酸ナトリウム溶液を用いてシャワー現像した後水洗して、パターニングを完了した。その後、赤色感光性着色組成物については230℃で1時間本焼成し、緑色感光性着色組成物については40分焼成を実施した。
作製後の基板にて耐溶剤性についての評価を行った。耐溶剤性の評価としては、規定時間N-メチル-2‐ピロリジノンに浸漬させ、その前後での膜膨潤について膜厚変化率を用いて評価した。さらに基板にインジウム錫酸化物(ITO)を1400Åとなるように蒸着し、N-メチル-2-ピロリジノン(以下、NMPと記す)の溶剤に規定時間浸漬させ、その外観変化および色差変化を評価した。得られた結果を表1、表2に示す。
また、以下の評価項目については、下記基準に基づいて評価を行った。
判定基準
<ITO無 膜膨潤評価>
○:膜厚膨潤率がNMP浸漬20分で2%以内。
×:膜厚膨潤率がNMP浸漬20分で2%以上。
<ITO後耐溶剤性評価>
○:NMP 浸漬時間30分で外観に変化無し。
×:NMP浸漬時間30分でITOクラックが発生。
なお、実施例および比較例に用いたLEDバックライトの相対分光放射輝度を図2に、CCFLバックライトの相対分光放射輝度を図1に示す。また液晶表示装置の構成を図3に示す。
作製後の基板にて耐溶剤性についての評価を行った。耐溶剤性の評価としては、規定時間N-メチル-2‐ピロリジノンに浸漬させ、その前後での膜膨潤について膜厚変化率を用いて評価した。さらに基板にインジウム錫酸化物(ITO)を1400Åとなるように蒸着し、N-メチル-2-ピロリジノン(以下、NMPと記す)の溶剤に規定時間浸漬させ、その外観変化および色差変化を評価した。得られた結果を表1、表2に示す。
また、以下の評価項目については、下記基準に基づいて評価を行った。
判定基準
<ITO無 膜膨潤評価>
○:膜厚膨潤率がNMP浸漬20分で2%以内。
×:膜厚膨潤率がNMP浸漬20分で2%以上。
<ITO後耐溶剤性評価>
○:NMP 浸漬時間30分で外観に変化無し。
×:NMP浸漬時間30分でITOクラックが発生。
なお、実施例および比較例に用いたLEDバックライトの相対分光放射輝度を図2に、CCFLバックライトの相対分光放射輝度を図1に示す。また液晶表示装置の構成を図3に示す。
実施例1、実施例4のカラーフィルタとバックライトを用いた液晶表示装置においては、色再現範囲が十分で良好な表示品位が得られた。また、溶剤NMPに浸漬させても膜膨潤しにくく、ITOクラック耐性にも良好で、耐溶剤性に優れた膜を形成することができた。
比較例1、比較例4のカラーフィルタとバックライトを用いた液晶表示装置においては色再現可能範囲が小さくテレビ画像表示装置としては不適当な表示品質であった。
しかし、溶剤NMPに浸漬させても膜膨潤しにくく、ITOクラック耐性にも良好な耐溶剤性に優れた膜を形成することができた。
しかし、溶剤NMPに浸漬させても膜膨潤しにくく、ITOクラック耐性にも良好な耐溶剤性に優れた膜を形成することができた。
比較例2、比較例5のカラーフィルタとバックライトを用いた液晶表示装置においては色再現範囲が十分で良好な表示品位が得られたが、溶剤NMPに浸漬させると膜が膨順しやすく、ITOクラックも多数発生し、耐溶剤性が不良であった。
比較例3、比較例6のカラーフィルタとバックライトを用いた液晶表示装置においては色再現可能範囲が小さくテレビ画像表示装置としては不適当な表示品質であったが溶剤NMPに浸漬させても膜膨潤しにくくITOクラック耐性にも良好な耐溶剤性に優れた膜を形成することができた。
10…液晶表示装置
11,21…透明基板
12…TFTアレイ
13,23…透明電極
14,24…配向層
15,25…偏光板
22…カラーフィルタ
30…バックライトユニット
31…三波長ランプ
11,21…透明基板
12…TFTアレイ
13,23…透明電極
14,24…配向層
15,25…偏光板
22…カラーフィルタ
30…バックライトユニット
31…三波長ランプ
Claims (4)
- 赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色光をバックライトとする液晶表示装置に用いる、少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素からなるカラーフィルタであって、前記赤色画素を組成する着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を用い、その顔料含有量が赤色画素を形成する着色層の26重量%以上、31重量%以下であり、緑色画素を形成する着色層の顔料としてPG36、PY138を用い、その含有量が緑色画素を形成する着色層の40重量%以上、45重量%以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 赤色LED及び青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて白色光をバックライトとする液晶表示装置に用いる、少なくとも赤色画素、緑色画素及び青色画素からなるカラーフィルタであって、前記赤色画素を組成する着色層の顔料としてPR254、PR177、PY150を用い、その顔料含有量が赤色画素を形成する着色層の25重量%以上、29重量%以下であり、緑色画素を形成する着色層の顔料としてPG36、PY150を用い、その含有量が緑色画素を形成する着色層の36重量%以上、39重量%以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008190708A JP2010026422A (ja) | 2008-07-24 | 2008-07-24 | カラーフィルタ及びそれを備えた液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008190708A JP2010026422A (ja) | 2008-07-24 | 2008-07-24 | カラーフィルタ及びそれを備えた液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010026422A true JP2010026422A (ja) | 2010-02-04 |
Family
ID=41732288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008190708A Pending JP2010026422A (ja) | 2008-07-24 | 2008-07-24 | カラーフィルタ及びそれを備えた液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010026422A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109426034A (zh) * | 2017-08-30 | 2019-03-05 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 液晶显示装置 |
-
2008
- 2008-07-24 JP JP2008190708A patent/JP2010026422A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109426034A (zh) * | 2017-08-30 | 2019-03-05 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 液晶显示装置 |
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