JP2009271275A - Color filter and liquid crystal display apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラーフィルタおよび液晶表示装置に関わり、特に、液晶表示装置に具備されているバックライトに少なくとも一種のLEDを用い、このバックライトにカラーフィルタをマッチングさせることで色再現性優れ、且つ高い輝度(明るい液晶表示)を実現したカラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置を提供することに関する。 The present invention relates to a color filter and a liquid crystal display device, and in particular, at least one kind of LED is used for a backlight provided in the liquid crystal display device, and color reproducibility is excellent by matching the color filter with this backlight. The present invention relates to providing a color filter realizing high luminance (bright liquid crystal display) and a liquid crystal display device using the color filter.
近年、カラー液晶表示装置は家庭用テレビや携帯電話などのモバイル用途を中心に需要が拡大しているが、競合する他のプラズマディスプレイや有機ELディスプレイなどに対して更なる優位性を高めるためにも、高性能かつ高い信頼性を兼ね備えた液晶表示装置の開発が必要である。 In recent years, the demand for color liquid crystal display devices has been increasing mainly for mobile applications such as home TVs and mobile phones, but in order to further enhance the competitive advantage over other competing plasma displays and organic EL displays. However, it is necessary to develop a liquid crystal display device having high performance and high reliability.
近年の液晶表示装置に求められる開発要求として、色再現範囲の拡大・低消費電力化・薄型化などが求められている。その中でも色再現範囲の拡大については、液晶表示装置に具備されているバックライトとカラーフィルタに対する依存性が高いが、従来からバックライトとして広く用いられてきた冷陰極蛍光管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lanp)では、冷陰極蛍光管に用いられている蛍光体特有のサブピークの発光により色純度の低下が起こる問題があった。このサブピークは、図1の冷陰極蛍光管の発光スペクトルに示すように、青色と緑色の境界の490nm付近、赤色と緑色の境界の580nm付近に存在する発光である。 As development requirements for liquid crystal display devices in recent years, expansion of the color reproduction range, low power consumption, thinning, and the like are required. Among them, the expansion of the color reproduction range is highly dependent on the backlight and the color filter provided in the liquid crystal display device, but cold cathode fluorescent tubes (CCFL: Cold Cathode Fluorescent) which have been widely used as a backlight from the past. Lanp) has a problem in that the color purity is lowered due to emission of sub-peaks peculiar to phosphors used in cold cathode fluorescent tubes. As shown in the emission spectrum of the cold cathode fluorescent tube in FIG. 1, this sub-peak is light emission existing at around 490 nm at the boundary between blue and green and at around 580 nm at the boundary between red and green.
この問題を解決するためには、冷陰極蛍光管に用いられている蛍光体のサブピークを低減したものに変更する、もしく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める必要があるが、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。このため、色再現範囲を拡大するためにサブピークのない白色LEDをバックライトとして用いる手法が検討されている。 In order to solve this problem, it is necessary to reduce the sub-peak of the phosphor used in the cold cathode fluorescent tube or to reduce the half width of the spectral characteristics of the color filter to be combined. However, there is a problem that cannot be realized unless the brightness is greatly reduced. For this reason, in order to expand the color reproduction range, a method using a white LED without a sub-peak as a backlight has been studied.
しかしながら、バックライトに白色LEDを用いた場合でも、色再現範囲の拡大にともなう輝度の低下は避けられないものである。このため、色再現範囲の拡大にともなう輝度の低下を抑え、色再現性の拡大と輝度向上の検討が必要となってくる。 However, even when a white LED is used as the backlight, a decrease in luminance accompanying the expansion of the color reproduction range is inevitable. For this reason, it is necessary to study the expansion of color reproducibility and the improvement of luminance by suppressing the decrease in luminance accompanying the expansion of the color reproduction range.
液晶表示装置の輝度を向上させる方法としては、一般的にバックライト自体の輝度を上げるか、バックライト光源の装着数を多くすることが挙げられる。しかし、これらの方法では、液晶表示装置の消費電力が増加してしまう問題がある。
特に近年では、液晶表示装置の大型化にともない、消費電力が増大している実状がある。
As a method of improving the luminance of the liquid crystal display device, generally, the luminance of the backlight itself is increased or the number of backlight light sources is increased. However, these methods have a problem that the power consumption of the liquid crystal display device increases.
In particular, in recent years, there has been a situation where power consumption has increased with the increase in size of liquid crystal display devices.
この問題を解決する方法として、カラーフィルタの三刺激値XYZにおける刺激値Y(明度)を向上させる方法がある。明度は明るさを定義する値であり、明度が高いほどバックライトの光を効率よく透過させることができるため、消費電力の低減が可能となる。しかし、前述したように色再現範囲の拡大が求められている近年では、明度を向上させることが困難である。 As a method for solving this problem, there is a method for improving the stimulus value Y (lightness) in the tristimulus values XYZ of the color filter. Lightness is a value that defines brightness, and the higher the lightness, the more efficiently the light from the backlight can be transmitted, so that power consumption can be reduced. However, as described above, it is difficult to improve the brightness in recent years when the expansion of the color reproduction range is required.
そこで本発明では、カラーフィルタの明度を向上させるために、種々の白色LEDと、カラーフィルタの分光特性との組み合わせにて最適化を行った。このとき、カラーフィルタに具備されている赤色、緑色、青色着色層のなかで、最も明度が低い青色着色層について着目し検討を行った。 Therefore, in the present invention, in order to improve the brightness of the color filter, optimization is performed by combining various white LEDs and the spectral characteristics of the color filter. At this time, attention was paid to the blue colored layer having the lowest brightness among the red, green, and blue colored layers provided in the color filter.
検討内容としては、青色着色層の青色顔料成分と紫色顔料成分の含有比率を変化させて、本発明で用いている白色LEDにマッチングするように色相と青色着色組成物の固形分中に占める顔料濃度の最適化を行った。
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、液晶表示装置に具備されているバックライトに少なくとも一種のLED(発光ダイオード)を用いた際に、輝度が高く、色再現性に優れた液晶表示装置を可能とするカラーフィルタを提供することを課題とする。また、上記カラーフィルタを用いた液晶表示装置をを提供することを課題とする。 The present invention is for solving the above-described problems. When at least one kind of LED (light emitting diode) is used for a backlight provided in a liquid crystal display device, the present invention has high luminance and excellent color reproducibility. Another object of the present invention is to provide a color filter that enables a liquid crystal display device. It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device using the color filter.
本発明は、独立した赤色LEDと緑色LEDと青色LEDのそれぞれを用いて白色発光を得る白色LEDもしくは赤色LEDと緑色LEDと青色LEDを組み合わせて混色させた白色LED、青色LEDと赤色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色LED、青色LEDと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体を組み合わせて混色させた白色LED、または青色LEDとYAG系蛍光体の混色により白色光を得る白色LEDのいずれかの白色LEDをバックライトとした液晶表示装置に用いるカラーフィルタであって、該カラーフィルタを構成する青色画素の形成に、青色顔料としてC.I.PigmentBlue15:6及び紫色顔料としてC.I.PigmentViolet23を少なくとも含有する感光性の青色着色組成物を用いたことを特徴とするカラーフィルタである。 The present invention provides a white LED that obtains white light emission using each of an independent red LED, green LED, and blue LED, or a white LED that is a combination of a red LED, a green LED, and a blue LED, a blue LED, a red LED, and a green LED. White LEDs that are mixed and mixed with phosphors, white LEDs that are mixed with blue LEDs and red and phosphors, or white LEDs that obtain white light by mixing blue and YAG phosphors A color filter used in a liquid crystal display device using any white LED as a backlight, and C.I. as a blue pigment for forming a blue pixel constituting the color filter. I. Pigment Blue 15: 6 and C.I. I. A color filter using a photosensitive blue coloring composition containing at least Pigment Violet 23.
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記独立した赤色LEDと緑色LEDと青色LEDのそれぞれを用いて白色発光を得る白色LEDもしくは赤色LEDと緑色LEDと青色LEDを組み合わせて混色させた白色LEDをバックライトとした液晶表示装置に用いるカラーフィルタであって、前記青色着色組成物の固形分中に含まれるC.I.PigmentBlue15:6とC.I.PigmentViolet23の合計量を100重量%としたときに、C.I.PigmentViolet23が1〜25重量%の範囲で含有していることを特徴とするカラーフィルタである。 Further, according to the present invention, in the color filter according to the above invention, a white LED that obtains white light emission using each of the independent red LED, green LED, and blue LED or a combination of red LED, green LED, and blue LED is mixed. A color filter for use in a liquid crystal display device using a white LED as a backlight, the color filter being contained in the solid content of the blue coloring composition. I. PigmentBlue 15: 6 and C.I. I. When the total amount of PigmentViolet 23 is 100% by weight, C.I. I. PigmentViolet 23 is contained in a range of 1 to 25% by weight.
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記青色LEDと赤色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色LEDをバックライトとした液晶表示装置に用いるカラーフィルタであって、前記青色着色組成物の固形分中に含まれるC.I.PigmentBlue15:6とC.I.PigmentViolet23の合計量を100重量%としたときに、C.I.PigmentViolet23が10〜30重量%の範囲で含有していることを特徴とするカラーフィルタである。 The present invention also provides a color filter for use in a liquid crystal display device using a white LED mixed with the blue LED, the red LED, and the green phosphor as a backlight in the color filter according to the invention, wherein the blue coloration C. contained in the solid content of the composition. I. PigmentBlue 15: 6 and C.I. I. When the total amount of PigmentViolet 23 is 100% by weight, C.I. I. PigmentViolet 23 is contained in the range of 10 to 30% by weight.
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記青色LEDと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体を組み合わせて混色させた白色LEDをバックライトとした液晶表示装置に用いるカラーフィルタであって、前記青色着色組成物の固形分中に含まれるC.I.PigmentBlue15:6とC.I.PigmentViolet23の合計量を100重量%としたときに、C.I.PigmentViolet23が5〜30重量%の範囲で含有していることを特徴とするカラーフィルタである。 Further, the present invention is a color filter used in a liquid crystal display device using a white LED mixed with the blue LED, the red light emitting phosphor and the green light emitting phosphor as a backlight in the color filter according to the above invention, C. contained in the solid content of the blue coloring composition. I. PigmentBlue 15: 6 and C.I. I. When the total amount of PigmentViolet 23 is 100% by weight, C.I. I. PigmentViolet 23 is contained in the range of 5 to 30% by weight.
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記青色LEDとYAG系蛍光体の混色により白色光を得る白色LEDをバックライトとした液晶表示装置に用いるカラーフィルタであって、前記青色着色組成物の固形分中に含まれるC.I.PigmentBlue15:6とC.I.PigmentViolet23の合計量を100重量
%としたときに、C.I.PigmentViolet23が5〜10重量%の範囲で含有していることを特徴とするカラーフィルタである。
The present invention also provides a color filter used in a liquid crystal display device using a white LED that obtains white light by mixing the blue LED and a YAG phosphor as a backlight in the color filter according to the invention, wherein the blue coloring composition is used. C. contained in the solid content of the product. I. PigmentBlue 15: 6 and C.I. I. When the total amount of PigmentViolet 23 is 100% by weight, C.I. I. PigmentViolet 23 is contained in the range of 5 to 10% by weight.
また、本発明は、請求項1記載のカラーフィルタを用いた液晶表示装置であって、バックライトが、独立した赤色LEDと緑色LEDと青色LEDのそれぞれを用いて白色発光を得る白色LEDもしくは赤色LEDと緑色LEDと青色LEDを組み合わせて混色させた白色LED、青色LEDと赤色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色LED、青色LEDと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体を組み合わせて混色させた白色LED、または青色LEDとYAG系蛍光体の混色により白色光を得る白色LEDのいずれかの白色LEDであることを特徴とする液晶表示装置である。 In addition, the present invention is a liquid crystal display device using the color filter according to claim 1, wherein the backlight is a white LED or a red LED that obtains white light emission using each of an independent red LED, a green LED, and a blue LED. White LED mixed color by combining LED, green LED and blue LED, White LED mixed color by combining blue LED, red LED and green phosphor, Mixed color combining blue LED, red light emitting phosphor and green light emitting phosphor The liquid crystal display device is a white LED which is either a white LED or a white LED which obtains white light by mixing a blue LED and a YAG phosphor.
また、本発明は、請求項2記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。 The present invention also provides a liquid crystal display device using the color filter according to claim 2.
また、本発明は、請求項3記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。 The present invention also provides a liquid crystal display device using the color filter according to claim 3.
また、本発明は、請求項4記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。 The present invention also provides a liquid crystal display device using the color filter according to claim 4.
また、本発明は、請求項5記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。
The present invention also provides a liquid crystal display device using the color filter according to
本発明の効果として、液晶表示装置のバックライトに白色LEDを用いた場合に、冷陰極蛍光管を用いたときよりも高い明度と高演色表示、すなわち明るい画面でしかも色鮮やかな表示の液晶表示装置を実現するカラーフィルタを提供することができる。また、上記カラーフィルタを用いた明るい画面でしかも色鮮やかな表示の液晶表示装置を提供することができる。 As an effect of the present invention, when a white LED is used as a backlight of a liquid crystal display device, a higher brightness and higher color rendering display than when a cold cathode fluorescent tube is used, that is, a liquid crystal display with a bright screen and colorful display A color filter for realizing the device can be provided. In addition, it is possible to provide a liquid crystal display device with a bright screen and a colorful display using the color filter.
以下に、本発明によ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。本発明のカラーフィルタは少なくとも透明基板上に複数色の画素を備えている。
複数色には赤、緑、青(R、G、B)、イエロー、マゼンダ、シアン(Y、M、C)との組み合わせが挙げられるが、本発明のカラーフィルタは青色画素を有する全てのカラーフィルタに対して適用可能である。
Below, the color filter by this invention is demonstrated in detail based on the embodiment. The color filter of the present invention includes a plurality of color pixels on at least a transparent substrate.
A plurality of colors include combinations of red, green, blue (R, G, B), yellow, magenta, cyan (Y, M, C), but the color filter of the present invention has all the colors having blue pixels. Applicable to filters.
次に、本発明のバックライトとして用いる白色LEDについて説明する。本発明は、白色LEDの種類として、図2に示すような発光スペクトルを有する独立した赤色LEDと緑色LEDと青色LEDのそれぞれを用いて白色発光を得る白色LEDバックライト、もしくは赤色LEDと緑色LEDと青色LEDを組み合わせて混色させた白色LED(以下、RGB−LEDという)、図3に示すような発光スペクトルを有する赤色LEDと青色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色させた白色LED(以下、RB−LED+Gという)、図4に示すような発光スペクトルを有する青色LEDと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体を組み合わせて混色させた白色LED(以下、B−LED+RGという)、図5に示すような発光スペクトルを有する青色LEDとYAG系蛍光体の混色により白色光を得る白色LED(以下、B−YAGという)を用いることが可能である。 Next, the white LED used as the backlight of the present invention will be described. The present invention provides a white LED backlight that obtains white light emission using an independent red LED, green LED, and blue LED each having an emission spectrum as shown in FIG. 2, or a red LED and a green LED. White LED (hereinafter referred to as RGB-LED) mixed with a blue LED and a white LED (hereinafter referred to as RGB-LED) having a light emission spectrum as shown in FIG. RB-LED + G), a white LED (hereinafter referred to as B-LED + RG) mixed with a blue LED having an emission spectrum as shown in FIG. 4, a red light-emitting phosphor and a green light-emitting phosphor, as shown in FIG. White LED that obtains white light by mixing a blue LED with a light emission spectrum and a YAG phosphor ( Lower, it is possible to use) of B-YAG.
また、本発明に用いるカラーフィルタに関して説明する。本発明のカラーフィルタは、透明基板上に複数色の画素を備えるカラーフィルタである。1色の画素の形成に、有機顔
料、透明樹脂、光架橋剤、及び溶剤を主成分とする感光性の着色組成物を用い、青色画素の形成に用いる有機顔料として少なくともPB15:6、紫色着色顔料として少なくともPV23を含有した青色着色組成物を用いる。
The color filter used in the present invention will be described. The color filter of the present invention is a color filter having pixels of a plurality of colors on a transparent substrate. A photosensitive coloring composition mainly composed of an organic pigment, a transparent resin, a photocrosslinking agent, and a solvent is used for forming one color pixel, and at least PB15: 6 is used as an organic pigment for forming a blue pixel. A blue coloring composition containing at least PV23 is used as a pigment.
バックライトにCCFLを用い、青色着色組成物の顔料にPB15:6を用いた際には、色度図上の青色の色度座標はx=0.143、y=0.060となるが、バックライトに白色LEDを用い、青色着色組成物の顔料に同一顔料を用いた際に、y=0.060に合わせた場合に必要な顔料濃度について、始めに検討を行った。その結果、B−YAG以外において、CCFLを用いた場合より青色着色組成物の固形分中に占める顔料濃度が増加してしまう結果となった。このとき最大でRB−LED+Gにおいて2.5倍以上になることがわかった。また、最小でもRGB−LEDで1.16倍と増加する結果となった。 When CCFL is used for the backlight and PB15: 6 is used for the pigment of the blue coloring composition, the chromaticity coordinates of blue on the chromaticity diagram are x = 0.143 and y = 0.060. When a white LED was used for the backlight and the same pigment was used for the pigment of the blue coloring composition, the pigment concentration required when y = 0.060 was adjusted was first examined. As a result, in addition to B-YAG, the concentration of the pigment in the solid content of the blue coloring composition was increased as compared with the case where CCFL was used. At this time, it was found that the maximum was 2.5 times or more in RB-LED + G. In addition, at least, the RGB-LED increased 1.16 times.
しかし、青色着色組成物の固形分中に占める顔料濃度が増加してしまうと明度の低下が起こるため顔料濃度の低減が必要である。 However, if the pigment concentration in the solid content of the blue coloring composition is increased, the lightness is lowered, so that the pigment concentration needs to be reduced.
青色着色組成物の固形分中に占める顔料濃度を低減させる対応策として、青色画素の透過光スペクトルを短波長側に寄せ、白色発光LEDの緑色発光スペクトル成分との重なりを低減する手法が挙げられる。例えば、青色顔料成分よりも短波長側に透過領域を持つ紫色顔料を加え、さらに青色顔料の含有量を低減させ、青色画素の透過光スペクトルを短波長側に寄せる手法である。 As a countermeasure to reduce the pigment concentration in the solid content of the blue coloring composition, there is a method of reducing the overlap with the green emission spectrum component of the white light emitting LED by bringing the transmitted light spectrum of the blue pixel to the short wavelength side. . For example, a violet pigment having a transmission region on the shorter wavelength side than the blue pigment component is added, and the content of the blue pigment is further reduced to bring the transmitted light spectrum of the blue pixel to the shorter wavelength side.
そこで上記の対応策を実証するために、バックライトに白色LEDである、RGB−LED、RB−LED+G、B−LED+RG、B−YAGを用いて検討を行った。このとき、青色着色組成物に含有される青色顔料であるPB15:6と紫色顔料であるPV23の合計含有量を100重量%としたとき、PV23を青色着色組成物に0、5、10、15、20、25、30重量%の各割合で含有させ、膜厚が2μmでCIE色度座標のy軸の値を0.06の場合に必要な青色着色組成物の固形分中に占める顔料濃度を求めた。その結果、PV23の比率が多くなるにつれ、表2に示すように固形分中に占める青色顔料濃度が低減していくことを確認した。 Therefore, in order to demonstrate the above countermeasures, examination was performed using RGB-LED, RB-LED + G, B-LED + RG, and B-YAG, which are white LEDs as a backlight. At this time, when the total content of PB15: 6, which is a blue pigment contained in the blue coloring composition, and PV23, which is a purple pigment, is 100% by weight, PV23 is 0, 5, 10, 15 in the blue coloring composition. , 20, 25, and 30% by weight, the pigment concentration in the solid content of the blue coloring composition required when the film thickness is 2 μm and the value of the y-axis of the CIE chromaticity coordinate is 0.06 Asked. As a result, it was confirmed that as the PV23 ratio increased, the blue pigment concentration in the solid content decreased as shown in Table 2.
また、このときの各バックライトにおけるPV23の含有量を変化させたときの明度の確認を行った結果を表3に示す。CCFLではPV23の含有量を変化させたときの明度が最大で6.92未満であった。しかし、RGB−LED、RB−LED+G、B−YAGにおいては、いずれも明度が6.92以上でCCFLを用いた場合よりも高い値(光透
過率が高い、すなわち明るい)であった。さらに、B−LED+RGでもPV23の含有量を5%以上にすることでCCFLよりも高い明度が得られた。
Further, Table 3 shows the results of checking the brightness when the content of PV23 in each backlight at this time was changed. In CCFL, the maximum brightness was less than 6.92 when the content of PV23 was changed. However, in RGB-LED, RB-LED + G, and B-YAG, the brightness was 6.92 or more, which was a higher value (high light transmittance, that is, brighter) than when CCFL was used. Furthermore, even with B-LED + RG, brightness higher than CCFL was obtained by setting the content of PV23 to 5% or more.
しかし、PV23の含有量を多くしてしまうと、紫色が濃くなってしまうため、PV23をいたずらに増量することは目的とする青色の色相を損なうこととなる。そこで、膜厚が2μmでCIE色度座標のy軸の値を0.06としたときに、明度が6.92以上となり、かつ青色の色相を呈するCIE色度座標のx軸の値ということで、x値が0.140以上から0.150未満までの範囲を設定した。0.140以下では緑色がかり、0.150以上では紫色の色相となり、不適である。
この範囲内に収まるように青色着色組成物のPB15:6とPV23の割合を検討した。このときPV23含有量を変化させたときに変化するx座標の値を表4に示す。尚、色度と明度は、オリンパス社製の顕微分光測光装置(OSP-SP200)を用い測定した。
However, if the content of PV23 is increased, the purple color becomes darker. Therefore, increasing the amount of PV23 unnecessarily impairs the intended blue hue. Therefore, when the film thickness is 2 μm and the y-axis value of the CIE chromaticity coordinate is 0.06, the value is the x-axis value of the CIE chromaticity coordinate having a lightness of 6.92 or more and a blue hue. Then, the range of x value from 0.140 to less than 0.150 was set. If it is 0.140 or less, the color is green, and if it is 0.150 or more, a purple hue is obtained.
The ratio of PB15: 6 and PV23 in the blue coloring composition was examined so as to be within this range. Table 4 shows the x-coordinate values that change when the PV23 content is changed. The chromaticity and lightness were measured using a microspectrophotometer (OSP-SP200) manufactured by Olympus.
その結果、RGB−LEDを用いた際に全顔料に対して、PV23が0〜25重量%、RB−LED+Gを用いた際にPV23が10〜30重量%、B−LED+RGを用いた際にPV23が5〜30重量%、B−YAGを用いた際にPV23が0〜10重量%の範囲で含有されているときに上記条件を満たすことが分かった。 As a result, when RGB-LED is used, PV23 is 0 to 25% by weight with respect to all pigments, PV23 is 10 to 30% by weight when RB-LED + G is used, and PV23 is used when B-LED + RG is used. Was found to satisfy the above condition when PV23 was contained in the range of 0 to 10% by weight when 5 to 30% by weight and B-YAG was used.
〔カラーフィルタの作製条件と方法〕
以下に、本発明のカラーフィルタを得るための方法を記述する。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の画素を備えている。複数色には赤、緑、青(R、G、B)の組み合わせやイエロー、マゼンダ、シアン(Y、M、C)の組み合わせが挙げられるが、本発明のカラーフィルタは青色画素を有する全てのカラーフィルタに対して適用が可能である。
[Color filter fabrication conditions and methods]
Hereinafter, a method for obtaining the color filter of the present invention will be described. The color filter of the present invention includes a plurality of color pixels on at least a transparent substrate. A plurality of colors include a combination of red, green, blue (R, G, B) and a combination of yellow, magenta, cyan (Y, M, C), but the color filter of the present invention has all blue pixels. It can be applied to color filters.
本発明の白色LED及びカラーフィルタは液晶表示装置に組み込まれて使用され、液晶表示装置の表示方式については、TN(Twisted Nematic)方式、STN(Super Twisted Nematic)方式、IPS(In−Planes Switching)方式、VA(Vertical Alignment)方式等の液晶表示方式にて適用が可能である。 The white LED and the color filter of the present invention are used by being incorporated in a liquid crystal display device, and the display method of the liquid crystal display device is TN (Twisted Nematic) method, STN (Super Twisted Nematic) method, IPS (In-Plane Switching). The present invention can be applied to a liquid crystal display method such as a VA (Vertical Alignment) method.
本発明の方法に用いられる透明基板としては、一般に液晶表示装置に用いられているもので、PETなどのプラスチック基板やガラス基板が挙げられるが、通常はガラス基板を用いるとよい。遮光パターンを用いる場合はあらかじめ該透明基板上にクロム等の金属薄膜や遮光性樹脂によるパターンを公知の方法で付けたものを用いればよい。 The transparent substrate used in the method of the present invention is generally used in a liquid crystal display device, and includes a plastic substrate such as PET and a glass substrate, but it is usually preferable to use a glass substrate. In the case of using a light shielding pattern, it is only necessary to use a known method in which a metal thin film such as chromium or a light shielding resin pattern is previously provided on the transparent substrate.
透明基板上への各色画素の作製方法は、公知のインクジェット法、印刷法、フォトレジ
スト法、エッチング法などいず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、透明な樹脂中に顔料を光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた感光性の着色組成物を透明基板上に塗膜として形成し、塗膜へのパターン露光、現像、焼成することで一色の画素を形成する工程を各色毎に繰り返し行ってカラーフィルタを作製するフォトレジスト法が好ましい。
The method for producing each color pixel on the transparent substrate may be produced by any known method such as an inkjet method, a printing method, a photoresist method, or an etching method. However, considering high definition, controllability and reproducibility of spectral characteristics, etc., a transparent colored substrate is obtained by dispersing a photosensitive coloring composition in a suitable solvent together with a photoinitiator and a polymerizable monomer in a transparent resin. A photoresist method is preferred in which a color filter is formed by repeating the process of forming a pixel of one color by forming a coating film on the coating film, pattern exposure to the coating film, development, and baking, for each color.
本発明のカラーフィルタが備える各色画素は、感光性の着色組成物を調製してフォトリソグラフィ法により形成する場合は、例えば、以下の方法に従う。着色剤となる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。 Each color pixel provided in the color filter of the present invention is prepared according to the following method, for example, when a photosensitive coloring composition is prepared and formed by photolithography. A pigment serving as a colorant is dispersed in a suitable solvent together with a photoinitiator and a polymerizable monomer in a transparent resin. There are various methods such as mill base, three rolls, jet mill and the like, and there are no particular limitations.
本発明のカラーフィルタの各色画素を形成する感光性の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。 Specific examples of organic pigments that can be used in the photosensitive coloring composition forming each color pixel of the color filter of the present invention are shown by color index numbers.
赤色画素を形成するための赤色着色組成物には、例えば、C.I.PigmentRed7、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。
Examples of red coloring compositions for forming red pixels include C.I. I.
黄色顔料としては、C.I.PigmentYellow1、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。
Examples of yellow pigments include C.I. I.
橙色顔料としてはC.I.PigmentOrange36、43、51、55、59、61、71、73等が挙げられる。 Examples of orange pigments include C.I. I. Pigment Orange 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71, 73 and the like.
緑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.PigmentGreen7、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。
Examples of the green coloring composition for forming a green pixel include C.I. I. Green pigments such as
青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.PigmentBlue15:6とC.I.PigmentViolet23の他、例えば、C.I.PigmentBlue15、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.PigmentViolet1、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。
The blue coloring composition for forming a blue pixel is mainly used for C.I. I. PigmentBlue 15: 6 and C.I. I. In addition to PigmentViolet 23, for example, C.I. I. Blue pigments such as Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 16, 22, 60, 64, and 80 can be used.
In addition, C.I. I.
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、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。
Also, in combination with the above organic pigment, good coatability while balancing the saturation and lightness,
In order to ensure sensitivity, developability, etc., inorganic pigments can be used in combination. Examples of inorganic pigments include yellow lead, zinc yellow, red pepper, cadmium red, ultramarine, bitumen, chromium oxide green, cobalt green, and other metal oxide powders, metal sulfide powders, and metal powders. Furthermore, for color matching, a dye can be contained within a range that does not lower the heat resistance.
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。 The transparent resin used for the coloring composition includes a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photosensitive resin. If necessary, the transparent resin can be used alone or in admixture of two or more monomers or oligomers that are precursors thereof that are cured by irradiation with radiation to produce a transparent resin.
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。 Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, and polyester resin. , Acrylic resins, alkyd resins, polystyrene, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polyethylene, polybutadiene, polyimide resins, and the like. Examples of the thermosetting resin include epoxy resins, benzoguanamine resins, rosin-modified maleic acid resins, rosin-modified fumaric acid resins, melamine resins, urea resins, and phenol resins.
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。 Examples of the photosensitive resin include (meth) acrylic compounds having a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group, and an epoxy group on a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group, A resin obtained by reacting an acid and introducing a photocrosslinkable group such as a (meth) acryloyl group or a styryl group into the linear polymer is used. In addition, linear polymers containing acid anhydrides such as styrene-maleic anhydride copolymer and α-olefin-maleic anhydride copolymer can be obtained from (meth) acrylic compounds having hydroxyl groups such as hydroxyalkyl (meth) acrylate. Half-esterified products are also used.
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。 Polymerizable monomers and oligomers that can be used as photocrosslinking agents include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth). Acrylate, β-carboxyethyl (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylol Propane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether di (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ether Rudi (meth) acrylate, neopentyl glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, ester acrylate, (meth) acrylic acid ester of methylolated melamine, Various acrylic esters and methacrylic esters such as epoxy (meth) acrylate and urethane acrylate, (meth) acrylic acid, styrene, vinyl acetate, hydroxyethyl vinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, (meth) acrylamide, N -Hydroxymethyl (meth) acrylamide, N-vinylformamide, acrylonitrile and the like. These can be used alone or in combination of two or more, and for the purpose of keeping the photocurability appropriate, other polymerizable monomers and oligomers can be mixed and used as necessary.
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。
When the composition is cured by ultraviolet irradiation, a photopolymerization initiator or the like is added to the coloring composition. As photopolymerization initiators, 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- Acetophenone compounds such as hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyl Benzoin compounds such as dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, 3 Benzophenone compounds such as 3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4- Thioxanthone compounds such as diethylthioxanthone, 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4,6 -Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-piperonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine 2,4-bis (trichloromethyl) -6-styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloro) Methyl) -s-triazine, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, Triazine compounds such as 2,4-trichloromethyl (4′-methoxystyryl) -6-triazine, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], Oxime ester compounds such as O- (acetyl) -N- (1-phenyl-2-oxo-2- (4′-methoxy-naphthyl) ethylidene) hydroxylamine, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenyl Phosphine compounds such as phosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethyl anthraquino Quinone compounds such as borate compounds, carbazole compounds, imidazole compounds, titanocene compounds and the like.
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。 Further, as sensitizers, triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-dimethylaminoethyl benzoate, 2-Ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, N, N-dimethylparatoluidine, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (ethylmethyl) Amine-based compounds such as amino) benzophenone can also be used in combination.
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。 Furthermore, the coloring composition can contain a chain transfer agent. Examples of chain transfer agents include hexanedithiol, decanedithiol, 1,4-butanediol bisthiopropionate, 1,4-butanediol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthioglycolate, and ethylene glycol bisthiopropionate. , Trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, pentaerythritol tetrakisthiopropionate, trimercaptopropionate tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercapto-s-triazine, 2- (N, N-dibutylamino) -4,6-di Mercapto -s- triazine, and the like. These chain transfer agents can be used alone or in combination.
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。
It is also possible to add a thermal crosslinking agent. Examples of the thermal crosslinking agent include epoxy resins and melamine resins. The epoxy resin is a compound having at least one epoxy group in the molecule. For example, an alicyclic epoxy resin, a polyalcohol type epoxy resin, a polyglycol type epoxy resin, a bisphenol A or F type epoxy resin, tetrahydroxyphenyl Ethane type epoxy resin, polyolefin type epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, methylenecyclohexane oxide, cycloheptene epoxide, 1,2-epoxycyclohexane, glycerol / polyglycidyl ether, trimethylolpropane / polyglycidyl ether, resorcin / diglycidyl Ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, ethylene glycol (polyethylene glycol) There is a glycidyl ether, and the like. Any of these may be used alone or in admixture of two or more. Moreover, a melamine resin can also be mixed and used as needed. Examples of the melamine resin include alkylated melamine resins (methylated melamine resin, butylated melamine resin, etc.), mixed etherified melamine resins, and the like, which may be a high condensation type or a low condensation type. Also about these, it can use individually or in mixture of 2 or more types. Moreover, an epoxy resin can also be mixed and used as needed.
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。 The coloring composition can contain an organic solvent as necessary. Examples of the organic solvent include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, methyl-n amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether toluene, Examples include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, petroleum solvent, and the like. These may be used alone or in combination.
次にカラーフィルタの作製方法として、透明基板上に上述の感光性の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。塗布膜厚は任意であるが、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。感光性の着色組成物を塗布し塗膜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。 Next, as a method for producing a color filter, the above-described photosensitive coloring composition is applied on a transparent substrate and prebaked. Spin coating, dip coating, die coating, etc. are usually used as the means for coating, but it is not limited to these as long as it is a method capable of coating with a uniform film thickness on a 40 to 60 cm square substrate. Prebaking is preferably performed at 50 to 120 ° C. for about 10 to 20 minutes. The coating film thickness is arbitrary, but considering the spectral transmittance and the like, the film thickness after pre-baking is usually about 2 μm. Exposure is performed through a pattern mask on a substrate on which a photosensitive coloring composition has been applied to form a coating film. A normal high-pressure mercury lamp or the like may be used as the light source.
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、焼成して任意の一色の画素が得られる。 Subsequently, development is performed. An alkaline aqueous solution is used as the developer. Examples of the alkaline aqueous solution include a sodium carbonate aqueous solution, a sodium hydrogen carbonate aqueous solution, a mixed aqueous solution of the two, or a mixture obtained by adding an appropriate surfactant to them. After development, it is washed with water and fired to obtain a pixel of any one color.
以上の一連の工程を、感光性の着色組成物およびパターンを替え、必要な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複数色の画素を得ることができる。 By repeating the above-described series of steps by changing the photosensitive coloring composition and pattern as many times as necessary, it is possible to obtain a colored pattern in which a necessary number of colors are combined, that is, a plurality of color pixels.
以下に、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。尚、実施例中の各成分の配合比は、いずれも重量比である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to this without departing from the spirit of the present invention. In addition, as for the compounding ratio of each component in an Example, all are weight ratios.
[感光性の着色組成物の調製]
下記の要領にて着色組成物を調製した。
<青色着色組成物>
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青色顔料の分散体を作製した。
・青色顔料:C.I.PigmentBlue15:6
(東洋インキ製造(株)製「リオノールブルーES」) 3.6部
・分散剤(ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」) 0.6部
・アクリルワニス(固形分20%) 22.1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青色着色組成物を得た。
・上記分散体 26.3部
・アクリル系透明樹脂 9.4部
・モノマー(M−402) 4.7部
・光開始剤(Irg.379) 1.4部
・増感剤(DETX−S) 0.2部
・分散剤(BYK−323) 1.0部
・PGMAc 11.0部
・EEP 20.0部
・シクロヘキサノン 26.0部
計100.0部。
[Preparation of photosensitive coloring composition]
A colored composition was prepared in the following manner.
<Blue coloring composition>
A mixture having the following composition was uniformly stirred and mixed, then dispersed in a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered through a 5 μm filter to prepare a blue pigment dispersion.
Blue pigment: C.I. I. PigmentBlue 15: 6
("Rionol Blue ES" manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) 3.6 parts Dispersant ("Sols Birds 20000" manufactured by Zeneca) 0.6 parts Acrylic varnish (
-26.3 parts of the above dispersion-9.4 parts of acrylic transparent resin-4.7 parts of monomer (M-402)-1.4 parts of photoinitiator (Irg.379)-Sensitizer (DETX-S) 0.2 parts ・ Dispersant (BYK-323) 1.0 part ・ PGMAc 11.0 parts ・ EEP 20.0 parts ・ Cyclohexanone 26.0 parts
100.0 parts in total.
<紫色着色組成物>
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紫色顔料の分散体を作製した。
・紫色顔料:C.I.PigmentViolet23
(BASF社製「パリオゲンバイオレット5890」) 5.6部
・分散剤(ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」) 1.0部
・アクリルワニス(固形分20%) 34.4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青色着色組成物を得た。
・上記分散体 41.0部
・アクリル系透明樹脂 4.1部
・モノマー(M−402) 4.7部
・光開始剤(Irg.379) 1.4部
・増感剤(DETX−S) 0.2部
・分散剤(BYK−323) 1.0部
・PGMAc 24.4部
・EEP 20.0部
・シクロヘキサノン 3.2部
計100.0部。
<Purple Colored Composition>
A mixture having the following composition was uniformly stirred and mixed, then dispersed in a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered through a 5 μm filter to prepare a purple pigment dispersion.
Purple pigment: C.I. I. PigmentViolet23
("Pariogen Violet 5890" manufactured by BASF) 5.6 parts Dispersant ("Sols Birds 20000" manufactured by Zeneca) 1.0 parts Acrylic varnish (
・ Dispersion 41.0 parts ・ Acrylic transparent resin 4.1 parts ・ Monomer (M-402) 4.7 parts ・ Photoinitiator (Irg.379) 1.4 parts ・ Sensitizer (DETX-S) 0.2 parts Dispersant (BYK-323) 1.0 part PGMac 24.4 parts EEP 20.0 parts cyclohexanone 3.2 parts
100.0 parts in total.
[カラーフィルタの作製]
調整した青色着色組成物と紫色着色組成物を、100重量%対0重量%、95重量%対5重量%、90重量%対10重量%、85重量%対15重量%、80重量%対20重量%、75重量%対25重量%、70重量%対30重量%の割合で混合した溶液に、透明樹脂、光架橋剤、及び溶剤等を添加し、膜厚が2μmでCIE色度座標のy軸の値を0.06としたときに必要な固形分中の顔料濃度に調液して、これを用いてカラーフィルタの作製を行った。この操作は、既述した表2〜4の縦軸にみられるPV23の含有量を0重量%から5重量%刻みに30重量%まで添加したことに対応している。
[Production of color filter]
100% by weight to 0% by weight, 95% by weight to 5% by weight, 90% by weight to 10% by weight, 85% by weight to 15% by weight, 80% by weight to 20% A transparent resin, a photocrosslinking agent, a solvent, and the like are added to a solution mixed at a ratio of 75% by weight, 75% by weight to 25% by weight, 70% by weight to 30% by weight, and the film thickness is 2 μm and the CIE chromaticity coordinates are A color filter was prepared by adjusting the pigment concentration in the solid content required when the y-axis value was 0.06. This operation corresponds to the addition of the content of PV23 found on the vertical axis of Tables 2 to 4 described above from 0 wt% to 30 wt% in increments of 5 wt%.
遮光パターンとして樹脂ブラックマトリックスが形成されているガラス基板に、各割合で調液した青色着色組成物を各々スピンコートにより焼成後の膜厚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現像後、焼成し、ストライプ状の青色画素を透明基板上に形成した。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%
以上の検討より、液晶表示装置に具備されているバックライトに少なくとも一種のLEDを用い、このバックライトにマッチングしたカラーフィルタを用いることで輝度を高く保ちながら色再現性に優れる液晶表示装置およびそれに用いるカラーフィルタを提供することが可能となった。
A blue colored composition prepared in various proportions was applied to a glass substrate on which a resin black matrix was formed as a light-shielding pattern by spin coating so that the film thickness after firing was 2 μm. After drying, striped pattern exposure was performed with an exposure machine, development was performed with an alkaline developer, and baking was performed to form striped blue pixels on a transparent substrate. The alkaline developer has the following composition.
・ 1.5% by weight sodium carbonate
・ Sodium bicarbonate 0.5% by weight
-8.0% by weight of anionic surfactant
("Peralex NBL" manufactured by Kao Corporation)
・ 90% by weight of water
As described above, a liquid crystal display device having excellent color reproducibility while maintaining high luminance by using at least one kind of LED in a backlight provided in the liquid crystal display device and using a color filter matched to the backlight, and the same It has become possible to provide a color filter to be used.
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