KR100671401B1

KR100671401B1 - 표시 장치용 염료

Info

Publication number: KR100671401B1
Application number: KR1020040030459A
Authority: KR
Inventors: 이희원; 이상국
Original assignee: 주식회사 에이스 디지텍
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2007-01-18
Also published as: KR20050105358A

Abstract

본 발명은 표시 장치에 사용되는 염료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반응기내 아조 반응기와 벤젠 고리를 포함하는 아조 화합물을 표시 장치의 색 보정층에 적용하는 용도에 관한 것이다.

상기 아조 화합물은 550 내지 600 nm 범위의 파장을 흡수하여, 상기 범위에 해당하는 오렌지광(네온 발광)을 흡수하여 표시 장치에 의해 구현되는 화면의 색 순도를 증가시킨다.

아조 반응기, 벤젠 고리, 아조 화합물, 표시 장치, 색 보정층, 색순도

Description

표시 장치용 염료{DYE FOR DISPLAY}

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 솔로페닐 보르독스 3BLE(Solophenyl Bordeaux 3BLE) 직접염료를 사용하여 얻어진 투과 스펙트럼이고,

도 2는 본 발명의 실시예 2에서 솔로페닐 레드7BE(Solophenyl Red7BE) 직접염료를 사용하여 얻어진 투과 스펙트럼이고,

도 3은 본 발명의 실시예 3에서 솔로페닐 바이올렛 4BLE(Solophenyl Violet4BLE) 직접염료를 사용하여 얻어진 투과 스펙트럼이고,

도 4는 본 발명의 실시예 4에서 시리우스 레드 바이올렛 RL(Sirius Red violet RL) 직접염료를 사용하여 얻어진 투과 스펙트럼이고,

도 5는 본 발명의 실시예 5에서 시리우스 루빈 K-2BL(Sirius Rubine K-2BL) 직접염료를 사용하여 얻어진 투과 스펙트럼이고,

도 6은 본 발명의 비교예 1에서 TM쿠아릴륨계 안료직접염료를 사용하여 얻어진 투과 스펙트럼이다.

본 발명은 550 내지 600 nm 파장을 흡수하여 상기 범위에 해당하는 표시 장 치 구동에서 발생하는 불필요한 파장을 제거함에 따라 색 순도가 증가되는 표시 장치용 염료에 관한 것이다.

현재 양산되는 LCD, OLED 및 PDP 등의 표시 장치는 적색, 녹색, 및 청색의 빛의 삼원색을 이용하여 풀칼라를 구현하고 있다. 그러나, 실제 표시 장치에서는, 상기 3가지 색 이외의 여분의 빛이 포함되기 때문에 색 순도가 낮은 화상이 만들어지는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 색 보정 기능을 갖는 필터를 장치하는 것이 제안되었으며, 일본특허 공개공보 제2001-192350호 및 대한민국특허 공개공보2003-0065338호는 상기 필터용 색소로서 스쿠아릴륨(squarylium)계 화합물의 사용을 언급하고 있다.

CRT를 제외한 표시 장치는 구현하고자 하는 색상이 적색, 녹색, 청색뿐 만 아니라 각 색상 사이의 중간색을 구현해야 하는 경우가 있으며, 이로 인해 색 순도가 저해된다는 단점이 있다. 예를 들면, PDP 경우 구동시 플라즈마의 생성에 의해 550 내지 600 nm의 네온 발광(오렌지광)이 일어나 적색의 구현이 어렵고, 이에 따라 구현되는 화상의 색 순도 및 콘트라스트가 상당히 저하되는 문제가 있다.

따라서, PDP를 비롯한 표시 장치들의 다양한 용도와 잠재적 용도를 고려할 때 화면의 밝기 및 선명도의 심각한 손실 없이 전체적인 색 순도를 향상시키는 장치나 메커니즘의 개발은 매우 절실한 실정이다.

이에, 본 발명자들은 색 보정 기능을 갖는 염료를 사용하여 PDP를 비롯한 표시 장치의 색 순도를 향상시키고자 연구를 수행한 결과, 섬유의 염색에 사용되는 직접염료의 흡수 파장이 표시장치의 오렌지광의 피크와 유사한 것을 알아내어 실험을 수행하였다.

상기 직접염료는 셀룰로오스 섬유에 대하여 친화성이 있으며, 수용성 음이온 염료 중에서 비교적 분자량이 큰 화합물이다. 이러한 직접염료는 1800년대에 개발되어 현재는 종이펄프, 피혁 및 잡화 등의 다양한 분야의 염색에 주로 이용되었으며, 1900년 이후에 개발된 직접염료는 주로 레이온, 면 및 종이펄프의 염색에 이용되고 있다. 그러나, 아직까지 상기 직접염료만을 표시장치의 색보정 층에 적용한 예는 없다.

본 발명의 목적은 표시 장치 구동시 550 내지 600 nm에서 발생되는 비 방출 화소를 효과적으로 흡수하여 화상의 색 순도를 개선할 수 있는 염료를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 아조 화합물을 포함하는 표시 장치용 염료를 제공한다.

(상기 화학식 1에서,

R₁은

또는

이고, 이때, 상기 R₂, R₃ 및 R₄는 서로 같거나 다른 관능기로서, 수소, 수산기, C₁ 내지 C₄의 알킬기, 아민기 및 -SO₃Na로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이고,

상기 X는 -NH- 또는 -NHCONH- 중에서 선택된 것이다.)

상기 염료는 550 내지 600 nm 파장 영역에 해당되는 방출광을 차단시켜, 표시 장치의 색 보정층에 바람직하게 사용될 수 있다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 염료는 하기 화학식 1로 표시되는 아조 화합물을 표시 장치의 색 보정층으로 적용되어 불필요한 파장의 빛을 흡수하여 구현되는 색 순도를 효과적으로 증가시킬 수 있다.

<화학식 1>

(상기 화학식 1에서, R₁ 및 X는 상기에서 정의한 바와 같다.)

바람직하기로, 상기 아조 화합물은 하기 화학식 2 내지 5로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.

구체적으로, 상기 화학식 2의 화합물(상품명 : C.I. Direct Violet 14)은 480 내지 620 nm 의 파장을 흡수하고, 상기 화학식 3의 화합물(상품명 : C.I. Direct Red 149)은 490 내지 630 nm 의 파장을 흡수하고, 상기 화학식 4의 화합물(상품명 : C.I. Direct Red 31)은 470 내지 580 nm 의 파장을 흡수하고, 상기 화학식 5의 화합물(상품명 : C.I. Direct Red 54) 은 460 내지 600 nm 의 파장을 흡수 한다. 상기에 더하여, C.I. Direct Violet 66은 490 내지 630 nm 의 파장을 흡수하고, C.I. Direct Red 83은 550 내지 600 nm 의 파장을 흡수하고, C.I. Direct Red 98은 500 내지 600 nm 의 파장을 흡수한다.

상기 화학식 1로 표시되는 아조 화합물은 직접 염료에 속하며, 요소결합을 갖는 커플링성분을 이용한 직접염료 및 아미노기를 갖는 아조 염료를 포스켄으로 연결한 직접염료(화학식 5의 화합물); 그리고, di-J acid azo계 직접염료(화학식 2, 3, 4의 화합물)로 나뉜다. 또한, 상기 열거된 C.I. Direct Violet 66, C.I. Direct Red 83 및 C.I. Direct Red 98은 화학식 5의 화합물과 동일한 군에 속한다.

이러한 아조 화합물을 포함하는 직접염료는 직접 제조하거나 구입하여 사용할 수 있으며, 일예로, 시바-게이지(Ciba-Geigy)사의 제품인 솔로페닐 보르독스 3BLE(Solophenyl Bordeaux 3BLE), 솔로페닐 바이올렛 4BLE(Solophenyl Violet 4BLE) 등과 다이스타(Dystar)사의 시리우스 레드 바이올렛 RL(Sirius Red violet RL) 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 염료는 기재 물질에 분산되어 표시 장치의 색 보정층에 바람직하게 사용되어, 550 내지 600 nm의 파장을 집중적으로 흡수하며, 상기의 파장에서 발생되는 비 방출 화소의 발광도의 감소를 억제시킴에 따라 색 순도를 증가시킨다.

이때, 기재 물질로는 투명성을 나타내는 고분자가 바람직하며, 공지된 바에 따르면, 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리에스테르(polyester), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 폴리스타이렌(polystyrene) 및 아크릴계 고분자(polyacrylates) 등이 사용될 수 있으며 바람직하기로는 폴리비닐알코올 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, poly ethylene terephthalate)를 사용하며, 그 용도에 따라 연신 공정을 수행하거나 비연신 상태로 사용할 수 있다.

이러한 염료를 편광자에 적용하게 되면 550 내지 600 nm의 특정 파장을 흡수하는 염료 자체의 특성을 통해 비 방출 화소를 감소시킨다. 또한 상기 염료의 이색성과 기재인 편광자을 통해 구현된 편광성으로 인해 표시 장치 구동에 있어 부적절한 빛을 제어하는 한편, 그 외의 가시광선은 보다 선명하게 구현되는 효과를 얻을 수 있을 것이다.

이때 상기 편광자, 색 보정층의 제조는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이 사용될 수 있으며, 본 발명에서 한정하지는 않는다. 일예로, 반응기에 기재 물질과 물을 주입하고, 20 내지 45 ℃ 범위에서 소정 시간 정치하여 상기 기재 물질을 팽윤시키고, 상기 팽윤된 기재 물질에 색 보정 염료를 첨가하여 20 내지 45 ℃에서 반응시켜 염착 반응을 수행함으로써 이루어진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 여러 가지 종류의 직접염료를 이용하여 고분자 기재 물질에 염착 공정을 수행하고, 얻어진 화합물의 스펙트럼을 측정한 결과, 560 내지 590 nm 범위에서 강한 흡수 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 결과로서 상기 범위에 해당되는 빛을 효과적으로 흡수할 수 있어, 종래 550 내지 600 nm의 네온 발광(오렌지광)을 억제하여 적색을 효과적으로 구현함에 따라 화상의 색 순도를 증가시킬 수 있다.

이하 하기 실시예를 통해 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명할 것이나, 하기 하는 실시예는 본 발명의 일 예시일 뿐 본 발명이 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

기재 물질로 일본 쿠라레이사에서 구입한 DP 1700인 폴리비닐알코올을 사용하고, 색 보정 염료로 시바-게이지(Ciba-Geigy)사의 솔로페닐 보르독스 3BLE(Solophenyl Bordeaux 3BLE)를 사용하여 염착 반응을 수행하였다.

먼저, 순수 100 g에 폴리비닐알코올(5cm*5cm) 0.17 g을 투입한 다음 40 ℃에서 4분간 보관하여 상기 폴리비닐알코올 고분자를 팽윤하고, 여기에 솔로페닐 보르독스 3BLE(Solophenyl Bordeaux 3BLE) 0.2 g을 첨가하여 동일한 온도에서 1분 동안 반응시켜 염착 반응을 수행하였다.

염착 반응에 의해 얻어진 화합물의 광학 특성을 알아보기 위하여 분광 광도계를 이용하여 스펙트럼을 측정하였으며, 이때 얻어진 스펙트럼은 하기 도 1에 나타내었다.

도 1을 참조하면, 상기 염착 반응 후 얻어진 화합물은 450 내지 610 nm의 파장의 빛을 흡수하며, 특히, 560 nm에서 84.3 %의 높은 흡수율을 나타내었는 바, 상기 450 내지 610 nm에 해당되는 청색, 녹색 및 적색광과, 특히 580 nm 영역(오렌지광)에서 발생되는 불필요한 빛을 흡수함으로써 표시 장치에 의해 구현되는 색순도를 증가시킬 수 있다.

<실시예 2>

기재 물질로 상기의 폴리비닐알코올을 사용하고, 색 보정 염료로 시바 세이 지(Ciba-Geigy)사의 솔로페닐 레드 7BE(Solophenyl Red 7BE)를 사용하여 염착 반응을 수행하였다.

순수 100 g에 폴리비닐알코올(5cm*5cm) 0.17 g을 투입한 다음 40 ℃에서 4분간 침지시켜 상기 폴리비닐알코올 고분자를 팽윤시키고, 여기에 솔로페닐 레드7BE(Solophenyl Red7BE) 0.2 g을 첨가하여 동일한 온도에서 1분 동안 반응시켜 염착반응을 수행하였다.

염착 반응에 의해 얻어진 화합물의 광학 특성을 알아보기 위하여 분광 광도계를 이용하여 스펙트럼을 측정하였으며, 이때 얻어진 스펙트럼을 하기 도 2에 나타내었다.

도 2를 참조하면, 상기 염착 반응 후 얻어진 화합물은 470 내지 610 nm의 파장의 빛을 흡수하며, 특히, 580 nm에서 88.3 %의 높은 흡수율을 나타내었는 바, 상기 450 내지 610 nm에 해당되는 청색, 녹색 및 적색광과, 특히 580 nm(오렌지광)에서 발생되는 불필요한 빛을 흡수함으로써 표시 장치에 의해 구현되는 색순도를 증가시킬 수 있다.

<실시예 3>

기재 물질로 상기의 폴리비닐알코올을 사용하고, 색 보정 염료로 시바-게이지(Ciba-Geigy)사의 솔로페닐 바이올렛 4BLE(Solophenyl Violet4BLE)를 사용하여 염착 반응을 수행하였다.

순수 100 g에 폴리비닐알코올(5cm*5cm) 0.17 g을 투입한 다음 40 ℃에서 4분간 침지시켜 상기 폴리비닐알코올 고분자를 팽윤한 다음, 여기에 솔로페닐 바이올 렛4BLE(Solophenyl Violet 4BLE) 0.2 g을 첨가하여 40 ℃에서 1분 동안 반응시켜 염착반응을 수행하였다.

염착 반응에 의해 얻어진 화합물의 광학 특성을 알아보기 위하여 분광 광도계를 이용하여 스펙트럼을 측정하였으며, 이때 얻어진 스펙트럼을 하기 도 3에 나타내었다.

도 3을 참조하면, 상기 염착 반응 후 얻어진 화합물은 490 내지 630 nm의 파장의 빛을 흡수하며, 특히, 580 nm에서 88.3 %의 높은 흡수율을 나타내었는 바, 상기 450 내지 610 nm에 해당되는 청색, 녹색 및 적색광과, 특히 580 nm(오렌지광)에서 발생되는 불필요한 빛을 흡수함으로써 표시 장치에 의해 구현되는 색순도를 증가시킬 수 있다.

<실시예 4>

기재 물질로 상기의 폴리비닐알코올을 사용하여, 색 보정 염료로 다이스타(Dystar)사의 시리우스 레드 바이올렛 RL(Sirius Red violet RL)을 사용하여 염착 반응을 수행하였다.

순수 100 g에 폴리비닐알코올(5cm*5cm) 0.17 g을 투입한 다음 40 ℃에서 4분간 침지시켜 상기 폴리비닐알코올 고분자를 팽윤시킨 다음, 여기에 시리우스 레드 바이올렛 RL(Sirius Red violet RL) 0.2 g을 첨가하여 동일한 온도에서 1분 동안 반응시켜 염착반응을 수행하였다.

염착 반응에 의해 얻어진 화합물의 광학 특성을 알아보기 위하여 분광 광도계를 이용하여 스펙트럼을 측정하였으며, 이때 얻어진 스펙트럼을 하기 도 4에 나 타내었다.

도 4를 참조하면, 상기 염착 반응 후 얻어진 화합물은 490 내지 590 nm의 파장의 빛을 흡수하며, 특히, 570 nm에서 36.0 %의 높은 흡수율을 나타내었는 바, 상기 450 내지 610 nm에 해당되는 청색, 녹색 및 적색광과, 특히 580 nm(오렌지광)에서 발생되는 불필요한 빛을 흡수함으로써 표시 장치에 의해 구현되는 색순도를 증가시킬 수 있다.

<실시예 5>

기재 물질로 상기의 폴리비닐알코올을 사용하여, 색 보정 염료로 다이스타(Dystar)사의 시리우스 루빈 K-2BL(Sirius Rubine K-2BL)을 사용하여 염착 반응을 수행하였다.

순수 100 g에 폴리비닐알코올(5cm*5cm) 0.17 g을 첨가한 다음 40 ℃에서 4분간 침지시켜 상기 폴리비닐알코올 고분자를 팽윤시킨 다음, 여기에 시리우스 루빈 K-2BL 0.2 g을 첨가하여 동일한 온도에서 1분 동안 반응시켜 염착반응을 수행하였다.

염착 반응에 의해 얻어진 화합물의 광학 특성을 알아보기 위하여 분광 광도계를 이용하여 스펙트럼을 측정하였으며, 이때 얻어진 스펙트럼을 하기 도 5에 나타내었다.

도 5를 참조하면, 상기 염착 반응 후 얻어진 화합물은 460 내지 600 nm의 파장의 빛을 흡수하며, 특히, 540 nm에서 54.0 %의 높은 흡수율을 나타내었는 바, 상기 450 내지 610 nm에 해당되는 청색, 녹색 및 적색광과, 특히 580 nm(오렌지광)에 서 발생되는 불필요한 빛을 흡수함으로써 표시 장치에 의해 구현되는 색 순도를 증가시킬 수 있다.

<비교예 1>

종래 색 보정 필름의 안료로 사용하는 스쿠아릴륨(squarylium)계 안료를 PET에 도포한 다음, 투과 스펙트럼을 측정하였으며, 이때 얻어진 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6을 참조하면, 상기 스쿠아릴륨계 안료는 510 내지 630 nm의 파장을 흡수하였으며 특히, 590 nm에서 가장 높은 흡수율인 86.0 %을 나타내었다.

이는, 본 발명에 따라 상기 실시예 1 내지 5에서 직접염료를 사용한 경우와 유사한 결과를 보여주는 바, 종래 표시 장치의 색 보정 필름의 안료를 대신하여 본 발명에 따른 아조 화합물을 효과적으로 대체할 수 있음을 보여준다.

따라서, 본 발명에 의해 아조 반응기를 포함하는 화합물은 550 내지 600 nm 범위의 파장을 흡수함으로써 상기 범위에 해당되는 오렌지광을 효과적으로 흡수할 수 있다. 이러한 직접염료는 기재 물질에 분산이 용이하며, 표시 장치의 색 보정층에 효과적으로 적용할 수 있으며, 더욱이 상기 직접염료의 낮은 가격과 수용성, 높은 염착성 등의 물리적 성질로 인해 공정에서도 높은 경쟁력을 가진다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

550 내지 600 nm 범위의 파장을 흡수하고, 하기 화학식 1로 표시되는 아조 화합물을 포함하는 표시 장치용 염료:

<화학식 1>

(상기 화학식 1에서,

R₁은
또는
이고, 이때, 상기 R₂, R₃ 및 R₄는 서로 같거나 다른 관능기로서, 수소, 수산기, C₁ 내지 C₄의 알킬기, 아민기 및 -SO₃Na로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이고,

상기 X는 -NH- 또는 -NOCONH- 중에서 선택된 것이다.)
제 1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 5로 표시되는 화합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 표시 장치용 염료.

<화학식 2>

<화학식 3>

<화학식 4>

<화학식 5>
청구항 1항의 염료를 포함하는 표시 장치용 색 보정층.