TWI445774B - 液晶顯示裝置及液晶顯示裝置用彩色濾光片 - Google Patents

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Description

液晶顯示裝置及液晶顯示裝置用彩色濾光片
本發明係關於一種液晶顯示裝置及液晶顯示裝置用彩色濾光片，尤其關於一種著色層或保護層之電性質不會對液晶之切換性或顯示裝置造成不良影響，且具備顏色再現性優良之彩色濾光片的液晶顯示裝置。
彩色液晶顯示裝置係以電視影像顯示裝置、電腦終端顯示裝置為中心而急速地普及發展。彩色濾光片係對於如此液晶顯示裝置之彩色顯示化所必要不可欠缺的重要構件。近年來，對於液晶顯示裝置高畫質化之要求為高的，具備高視野角、高速應答性之各式各樣新型方式的液晶顯示裝置已出現。其中，橫向電場方式(平面內切換(In Plane Switching)=IPS方式)，由於具優越之視野角、對比等之顯示品質，為一種被期待為廣泛普及之方式。
然而，橫向電場方式的液晶顯示裝置係與其他之扭曲向列(Twisted Nematic)方式(TN方式)或垂直配向(Vartical Alignment)方式(VA方式)等之液晶顯示裝置不同，由於液晶驅動電場中存在彩色濾光片之著色層，將有直接受到著色層材料之電特性影響的問題。實際上，使用習知材料之著色層之情形，於橫向電場方式的液晶顯示裝置中，起因於著色層電特性之液晶配向紊亂、切換臨界值移位所造成之殘影現象(影像歷經長時間殘存於顯示畫面中之現象)等之各式各樣顯示不良將發生。
著色層材料之電特性，其主要係根據著色劑之顏料性質而定，由於根本地規避因其所造成之影響為困難的，將使用習知著色層材料之彩色濾光片用於橫向電場方式的液晶顯示裝置之情形下，一般設置由透明樹脂所構成之保護層(例如，參照日本專利特開2004-117537號公報)。
的確，藉由設置由透明樹脂而成之保護層，即使為習知之著色層材料，用於橫向電場方式的液晶顯示裝置也為可能的，但是即使使用保護層，也將有各式各樣顯示不良將發生之情形，因此使著色層材料、保護層材料皆為了適合於橫向電場方式的液晶顯示裝置來逐漸加以改良(例如，參照日本專利特開2006-113099號公報)。還有，為了確保充分之性能，雖然考量減少根本原因之著色層材料，但是一旦減少著色層材料時，顏色再現性將惡化。
本發明之目的係在於提供一種液晶顯示裝置，特別於橫向電場方式的液晶顯示裝置中，彩色濾光片之著色層的電性質不會對液晶之切換性能造成不良影響，且具備優越之顏色再現性之彩色濾光片。
若根據本發明之第1形態，提供一種液晶顯示裝置，其係於具備備置LED(發光二極體)之背光板、與備置含有綠色著色層之複數色著色層的彩色濾光片之液晶顯示裝置中，該彩色濾光片之綠色著色層係含有溴化鋅酞菁綠色顏料(以下，稱為C. I.顏料綠58)，該綠色著色層之液晶顯示裝置的驅動頻率中之介電損失正切為0.02以下。
若根據本發明之第2形態，提供一種液晶顯示裝置，其係於備置LED(發光二極體)之背光板、與備置由至少含有綠色著色層之複數色著色層及透明樹脂而成之保護膜層的彩色濾光片之液晶顯示裝置中，該彩色濾光片之綠色著色層係含有C. I.顏料綠58(溴化鋅酞菁綠色顏料)，積層綠色著色層與保護膜層之液晶顯示裝置的驅動頻率中之介電損失正切為0.02以下。
若根據本發明之第3形態，提供一種液晶顯示裝置用彩色濾光片，其係以上之液晶顯示裝置用之彩色濾光片，該綠色著色層係含有由C. I.顏料綠58(溴化鋅酞菁綠色顏料)而成之綠色顏料與黃色顏料，相對於顏料全部重量之C. I.顏料綠58的重量比率為60%以下，相對於該綠色著色層之顏料的重量比率為30%以下。
若根據本發明之第4形態，提供一種液晶顯示裝置用彩色濾光片，其係以上之液晶顯示裝置用之彩色濾光片，該綠色著色層係含有由C. I.顏料綠58而成之綠色顏料、與由C. I.顏料黃185、C. I.顏料黃150、C. I.顏料黃139、及C. I.顏料黃138所構成族群中所選出之一種以上之黃色顏料，相對於顏料全部重量之C. I.顏料綠58的重量比率為60%以下，相對於該綠色著色層之顏料的重量比率為30%以下。
以下，針對本發明之實施形態加以說明。
針對彩色濾光片之電性質與橫向電場方式的液晶顯示裝置中之顯示不良的關係，得知橫向電場方式的液晶顯示裝置之液晶配向不良或切換臨界值移位係主要起因於著色層材料之介電特性。
介電損失正切(tanδ)係在靜電體內所蓄積之電荷量與所消耗之電荷量的比。介電損失正切較小之情形，相對於介電體內所蓄積之電荷而言，將被保持；介電損失正切較大之情形，電荷將被消耗而不被保持。
於橫向電場方式的液晶顯示裝置中，由於彩色濾光片之著色層存在於液晶驅動電場中，一旦彩色濾光片之著色層的介電損失正切與其他單元內之構件(液晶、配向膜等)的介電損失正切之值相差甚大時，電荷之保持狀態將變得不均勻。一旦電荷之保持狀態變得不均勻時，於橫向電場方式的液晶顯示裝置中，不容許所生成之縱向電場將發生，因此，因液晶發生配向不良、或是電荷多餘殘留所造成之切換臨界值移位，影像殘影現象(影像歷經長時間殘存於顯示畫面中之現象)將發生而成為顯示不良。
因而，彩色濾光片之著色材料的介電損失正切係決定橫向電場方式的液晶顯示裝置顯示特性之重要特性。雖然介電損失正切係視測定頻率之值而定，由於1框架之液晶驅動約為60Hz～120Hz，於周期(秒)亦即頻率30Hz～60Hz附近，著眼於約為10Hz～200Hz頻率下之介電損失正切為適當的。
一般而言，液晶材料、配向膜材料等係保持電荷之能力為大的，亦即，介電損失正切較小的材料，一般而言，其值約為0.005～0.02之值。認為用於橫向電場方式的液晶顯示裝置之彩色濾光片著色層材料的介電損失正切之值較佳為與液晶材料、配向膜材料的介電損失正切同等程度之值。
得知習知彩色濾光片中之介電特性惡化的原因係含有起因於作為綠色顏料所用之鹵化銅酞菁(C.I.顏料綠36)之鹵素的游離低分子化合物的存在，有效抑制此化合物之量。
迄今，其手段採取使鹵化銅酞菁之精製度提高，或使鹵化銅酞菁之濃度成為一定以下等之方法。但是，針對鹵化銅酞菁之精製度提高，具有技術上之限制，另外，一旦使鹵化銅酞菁之濃度降低時，顏色再現性將變差。
本發明人等係於具有具備LED(發光二極體)之背光源、與至少具備含有綠色著色層之複數色著色層之彩色濾光片的液晶顯示裝置中，彩色濾光片之綠色著色層含有溴化鋅酞菁綠色顏料(C. I.顏料綠58)，藉由使用綠色著色層之液晶顯示裝置的驅動頻率中之介電損失正切為0.02以下，較佳為0.01以下之彩色濾光片，發現確保高的顏色再現性的同時，也能夠有效防止像素配向不良、臨界值移位等顯示品質之降低。
亦即，有關本發明第1實施形態之液晶顯示裝置係具備備置LED(發光二極體)之背光板、與備置含有綠色著色層之複數色著色層的彩色濾光片，該彩色濾光片之綠色著色層係含有C. I.顏料綠58，該綠色著色層之液晶顯示裝置的驅動頻率中之介電損失正切為0.02以下。
另外，在彩色濾光片上，為了平坦化而設置有保護層之情形，藉由使用綠色著色層與保護層積層之液晶顯示裝置的驅動頻率中之介電損失正切為0.02以下，較佳為0.01以下之彩色濾光片，發現保持高的顏色再現性的同時，也能夠有效防止像素配向不良、臨界值移位等顯示品質之降低。
亦即，有關本發明第2實施形態之液晶顯示裝置係具備備置LED(發光二極體)之背光板、與備置由至少含有綠色著色層之複，數色著色層及透明樹脂而成之保護層的彩色濾光片，該彩色濾光片之綠色著色層係含有C. I.顏料綠58(溴化鋅酞菁綠色顏料)，積層綠色著色層與保護膜層之液晶顯示裝置的驅動頻率中之介電損失正切為0.02以下。
由於介電特性係根據以存在於綠色著色層中之C. I.顏料綠58(溴化鋅酞菁綠色顏料)為主之顏料等著色材料而受到影響，其含量在綠色著色層固形成分中之含量必須為30重量%以下，較佳為20重量%以下，更佳為18重量%以下。但是，由於減少著色材料之含量將導致顏色再現性之降低，使用具備LED之背光板時的色度，於XYZ表面色系中，y為0.60以上，較佳為0.62以上，並且作為彩色濾光片的顏色再現區域係NTSC比必須為70%以上。因此，綠色著色層的固形成分中之含量並不低於10重量%。
該背光板能夠作成備置紅色LED、綠色LED、及藍色LED。或者，該背光板能夠作成由備置藍色LED與綠色螢光體及紅色螢光體之組合而成之白色LED裝置之物。
如上所述，由於有關本發明之第1及第2實施形態之液晶顯示裝置係具備：備置LED之背光板、綠色著色層或是綠色著色層與保護層之積層的驅動頻率中之介電損失正切為0.02以下之彩色濾光片的組合，尤其於橫向電場方式的液晶顯示裝置中，彩色濾光片之著色層的電性質不會對液晶切換性能造成不良影響，並且具優越之顏色再現性。
還有，如上所述，於著色材料中，綠色顏料之介電特性特別差。因而，C. I.顏料綠58之含量將有極力減少之必要，於含有C. I.顏料綠58與黃色顏料之綠色著色層中，相對於顏料全部重量而言，C. I.顏料綠58之重量比率必須設為70%以下，較佳設為60%以下，更佳設為50%以下。雖然C. I.顏料綠58之含有比率越少越好，但是一旦過少時，由於綠色區域之穿透率將變高，顏色再現性將變差，約35%為其下限。
以下，針對以上說明的液晶顯示裝置所用之彩色濾光片之製造方法詳加說明。
可用於彩色濾光片基板之透明基板能夠使用對可見光較佳具有某種程度之穿透率，更佳為具有80%以上之光穿透率的基板。一般而言，可以為用於液晶顯示裝置的基板，可列舉PET等之塑膠基板或玻璃，通常也可以使用玻璃基板。使用所謂黑色矩陣之遮光圖案之情形，最好使用以習知方法而預先在透明基板上形成鉻等金屬薄膜或遮光性樹脂所得之格子狀圖案之物，作成每一像素之間隔。
朝透明基板上之著色層之製作方法也可以利用習知之噴墨法、印刷法、光阻劑法、蝕刻法等任意之方法加以製作。但是，若考慮高精細、分光特性之控制性及再現性等的話，藉由於適當之溶劑中，使顏料與光引發劑、聚合性單體一同分散於透明樹脂中之著色組成物，將其塗布製膜於透明基板上，形成著色組成物層，再將該層加以圖案曝光、顯像而形成一種顏色之像素，例如，紅、綠、藍各色，較佳為重複進行此步驟的光刻法。
利用光刻法以形成著色層之方法，其中該著色層係構成彩色濾光片所備置之像素，例如，進行如下方式而加以實施。首先，使成為著色劑之顏料分散於透明樹脂中之後，與光引發劑、聚合性化單體一同與適當之溶劑混合，調製著色組成物。使成為著色劑之顏料分散於透明樹脂中的方法，可列舉：使用混煉座、3輥、噴射磨機等各式各樣裝置之方法，並未予以特別限定。
以下，利用彩色指標(Color Index)編號以顯示能夠用於為了形成構成彩色濾光片之紅、綠、藍各像素著色層的著色組成物之有機顏料具體例。
紅色顏料可列舉：C. I. Pigment Red 254、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、255、264、272、279等。
黃色顏料可列舉：C. I. Pigment Yellow 150、PY138之外，還有PY1、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、139、144、146、147、148、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。
橙色顏料可列舉：C. I. Pigment Orange 36、43、51、55、59、61、71、73等。
綠色顏料可列舉：C. I. Pigment Green 36之外，還有PG7、10、37等。
藍色顏料可列舉：C. I. Pigment Blue 15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、22、60、64、80等。
紫色顏料可列舉：C. I. Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等。
根據著色層，上述揭示之顏料能夠單獨使用或組合2種以上而使用。
另外，與上述有機顏料組合，為了一面採取彩度與亮度之均衡，並一面確保良好之塗布性、感度、顯像性等，組合無機顏料而使用也為可能的。無機顏料可列舉：黃鉛、鋅黃、氧化鐵紅(紅色氧化鐵(III))、鎘紅、群青、紺青、氧化鉻綠、鈷綠等之金屬氧化物粉、金屬硫化物粉、金屬粉等。再者，為了調色，也能夠在不使耐熱性降低之範圍內含有染料。
用於著色組成物之透明樹脂係在可見光區域之400～700nm之全部波長區域，穿透率較佳為80%以上，更佳為95%以上之樹脂。於透明樹脂中，含有熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及感光性樹脂。於透明樹脂中，能夠單獨使用或混合二種以上之單體或寡聚物而使用，其中必要時，該單體或寡聚物係透明樹脂之先驅物，經由放射線照射，硬化而生成透明樹脂。
例如，熱可塑性樹脂可列舉：丁縮醛樹脂、苯乙烯-馬來酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯、聚胺甲酸酯系樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚苯乙烯、聚醯胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠系樹脂、溶纖素類、聚乙烯、聚丁二烯、聚醯亞胺樹脂等。另外，例如熱硬化性樹脂可列舉：環氧樹脂、苯并胍胺樹脂、松香改性馬來酸樹脂、松香改性富馬酸樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、酚樹脂等。
感光性樹脂可以使用使具有異氰酸酯基、醛基、環氧基等反應性取代基之(甲基)丙烯酸化合物或桂皮酸，與具有羥基、羧基、胺基等之反應性取代基之線狀高分子反應，將(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基等之光交聯性基導入該線狀高分子中之樹脂。另外，也可以使用藉由具有(甲基)丙烯酸羥烷酯等之含羥基的(甲基)丙烯酸化合物，而使苯乙烯-馬來酸酐共聚物或α-烯烴-馬來酸酐共聚物等之含酸酐的線狀高分子予以半酯化之樹脂。
能夠作為光交聯劑使用之聚合性單體，其代表例可列舉：三羥甲基丙烷三(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、環氧乙烷改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等之各種丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯等。此等光交聯劑能夠單獨使用或混合二種以上而使用，進一步適當保持光硬化性之目的下，必要時能夠混合其他聚合性單體及寡聚物而使用。
其他之聚合性單體及寡聚物可列舉：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸-β-羧乙酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯、酯丙烯酸酯、羥甲基化三聚氰胺之(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧酯、胺甲酸酯丙烯酸酯等之各種丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯、羥乙基乙烯醚、乙二醇二乙烯醚、季戊四醇三乙烯醚、(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯酸醯胺、N-乙烯甲醯胺、丙烯腈等。針對此等單體及寡聚物能夠單獨使用或混合二種以上而使用。
經由紫外線照射而硬化著色組成物之情形下，光聚合引發劑等將被添加。光聚合引發劑可以使用：4-苯氧基二氯苯乙酮、4-三級丁基二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮等之苯乙酮系化合物；苯偶因、苯偶因甲基醚、苯偶因乙基醚、苯偶因異丙基醚、苄基二甲基縮酮等之苯偶因系化合物；二苯甲酮、苯甲醯基安息香酸、苯甲醯基安息香酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(三級丁基過氧化羰基)二苯甲酮等之二苯甲酮系化合物；噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮等之噻噸酮系化合物；2,4,6-三氯-s-三、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-(對甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)二級三、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-胡椒基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三、2-(萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-(4-甲氧基萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2,4-三氯甲基(胡椒基)-6-三、2,4-三氯甲基(4’-甲氧基苯甲基)-6-三等之三系化合物；1,2-辛二酮、1-[4-(苯硫基)-1,2-(O-苯甲醯基肟)]、O-(乙醯基)-N-(1-苯基-2-羰-2-(4’-甲氧基萘基)亞乙基)羥基胺等之肟酯系化合物；氧化雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦、氧化-2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦等之膦系化合物；9,10-菲醌、樟腦醌、乙基蔥醌等之醌系化合物；硼酸酯系化合物、咔唑系化合物、咪唑系化合物、二茂鈦系化合物等。
此等光引發劑能夠使用一種或混合二種以上而使用。以著色組成物之全部固形成分量為基準，光引發劑之用量較佳為0.5～50質量%，更佳為3～30質量%。
另外，著色組成物也能夠含有作為增感劑之三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺、4-二甲胺基安息香酸甲酯、4-二甲胺基安息香酸乙酯、4-二甲胺基安息香酸異戊酯、安息香酸-2-二甲胺基乙酯、4-二甲胺基安息香酸-2-乙基己酯、N,N-二甲基對甲苯胺、4,4’-雙(二甲胺基)二苯甲酮、4,4’-雙(二乙胺基)二苯甲酮、4,4’-雙(乙基甲胺基)二苯甲酮等之胺系化合物。此等增感劑能夠使用一種或混合二種以上而使用。以光聚合引發劑與增感劑之合計量作為基準，增感劑之用量較佳為0.5～60質量%，更佳為3～40質量%。
再者，於著色組成物中，能夠含有發揮作為鏈轉移劑功能的多官能硫醇。多官能硫醇最好為具有2個以上硫醇基之化合物，例如，可列舉：己二硫醇、癸二硫醇、1,4-丁二醇二硫丙酸酯、1,4-丁二醇二硫乙醇酸酯、乙二醇二硫乙醇酸酯、乙二醇二硫丙酸酯、三羥甲基丙烷三硫乙醇酸酯、三羥甲基丙烷三硫丙酸酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇四硫乙醇酸酯、季戊四醇四硫丙酸酯、三巰基丙酸三(2-羥乙基)異氰酸酯、1,4-二甲基巰基苯、2,4,6-三巰基-s-三、2-(N,N-二丁胺基)-4,6-二巰基-s-三。此等多官能硫醇能夠使用一種或混合二種以上而使用。
另外，必要時也可以含有熱交聯劑，例如，熱交聯劑可列舉：三聚氰胺樹脂、環氧樹脂等。三聚氰胺樹脂可列舉：烷基化三聚氰胺樹脂(甲基化三聚氰胺樹脂、丁基化三聚氰胺樹脂等)、混合醚化三聚氰胺樹脂等，可以為高縮合型，也可以為低縮合型。例如，環氧樹脂可列舉：甘油/聚縮水甘油基醚、三羥甲基丙烷/聚縮水甘油基醚、間苯二酚/二縮水甘油基醚、新戊二醇/二縮水甘油基醚、1,6-己二醇/二縮水甘油基醚、乙二醇(聚乙二醇)/二縮水甘油基醚等。此等熱交聯劑能夠使用單獨任一種或混合二種以上而使用。
必要時，著色組成物能夠含有有機溶劑。例如，有機溶劑可列舉：環己酮、乙基溶纖素醋酸酯、丁基溶纖素醋酸酯、1-甲氧基-2-丙基醋酸酯、二乙二醇二甲基醚、乙基苯、乙二醇二乙基醚、二甲苯、乙基溶纖素、甲基正戊基酮、丙二醇單甲基醚甲苯、甲基乙基酮、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁基酮、石油系溶劑等，此等有機溶劑能夠單獨使用或混合而使用。
接著，將進行如上述所調製之感光性著色組成物塗布於透明基板上，進行預烘烤。所塗布之手段通常使用旋轉塗布、浸漬塗布、模頭塗布等，若為在約40～60cm四角形之基板上可能進行均勻膜厚之塗布方法的話，並不受此等手段所限定。預烘烤較佳於50～120℃進行約10～20分鐘。雖然塗布膜厚為任意的，若考慮分光穿透率等的話，預烘烤後之膜厚通常約為2μm。
接著，塗布感光性著色組成物，在形成著色組成物層之基板上，隔著圖案光罩而進行曝光。針對曝光光源，使用通常之高壓水銀燈等即可。
接著，進行所曝光之著色組成物層的顯像。於顯像液中使用鹼性水溶液。鹼性水溶液之例子，可列舉：添加碳酸鈉水溶液、碳酸氫鈉水溶液、或二者之混合水溶液，或是於此等水溶液中，添加適當之界面活性劑等。顯像後，進行水洗、乾燥而可以得到任意一種顏色之像素。
藉由變更感光性著色組成物及圖案，僅必要之顏色數目重複以上一連串步驟，能夠得到備置已組合必要之顏色數目的著色圖案，亦即複數色像素之彩色濾光片。
實施例
以下，根據實施例以具體說明本發明，於不逾越本發明主旨之範圍內，並不受此等實施例所限定。
第1圖係顯示有關本實施例之彩色濾光片的剖面圖。於第1圖中，在玻璃基板1上，位於像素區域與像素區域邊界之像素間部位設置有黑色矩陣2，在各自的像素區域配置有著色像素3R、3G、3B。3R、3G、3B係分別表示紅色像素、綠色像素、藍色像素。於此等著色像素3R、3G、3B之上，設置有由透明樹脂而成之保護層6。
第2圖係顯示備置於第1圖所示之彩色濾光片的液晶顯示裝置。
顯示於第3圖之液晶顯示裝置7係筆記型電腦用之TFT驅動型液晶顯示裝置的典型例，具備隔離對向所配置的一對透明基板8及9，於此等之間封入液晶(LC)。
液晶(LC)係按照TN(Twisted Nematic：扭曲向列)、STN(Super Twisted Nematic：超扭曲向列)、IPS(In-Plane Switching：平面內切換)、VA(Vertical Alignment：垂直配向)、OCB(Optically Compensated Birefringence：光學補償複折射性)等之液晶配向模式予以配向。
於第1透明基板8之內面，形成有TFT(薄膜電晶體)陣列10，於其上形成有例如由ITO而成之透明電極層11。在透明電極層11之上，設置有配向層12。另外，於透明基板8之外面，形成有包含相位差薄膜之偏光板13。
另一方面，於第2透明基板9之內面，設置有使用有關上述本發明之一實施形態的感光性樹脂組成物所形成之彩色濾光片14。於構成彩色濾光片14之紅色、綠色及藍色的像素之間，許多之情形下，隔著所謂黑色矩陣之格子狀圖案的遮光膜(未以圖示)，藉此，彩色濾光片14係使每一像素予以分離。另外於其上，必要時設置有保護層(未以圖示)。
在彩色濾光片14上，例如，形成有由ITO而成之透明電極層15，設置有覆蓋透明電極層15的配向層16。另外，在透明基板9之外面，形成有偏光板17。還有，在偏光板13之下方，設置有備置LED 18之背光單元19。
以下，針對作為液晶顯示裝置構造構件之背光裝置及彩色濾光片加以說明。
[背光裝置]
本實施例所用之背光裝置係指配置於液晶面板之背面，作為穿透型或半穿透型之彩色液晶顯示裝置背面光源手段所用之面狀光源裝置，具備LED光源、與將此光源光變換成幾乎均勻之面光源的光均勻化手段。LED光源係具有關於在紅、綠、藍之波長區域發光的3色LED組合之物，或是藉由將綠色螢光體及紅色螢光體塗布於藍色LED而予以白色化之物。
背光裝置係藉由適當配置下列之構造所構成：LED光源、將從光源所發出之光朝向觀察者側而所反射之反射鏡、由用以將來自光源之光設為引導面狀之導光體所用之透光性平板而成之基板、形成三角稜鏡狀陣列之調光片等。光源之設置方式係將光源配設於液晶元件背面正下方之方法(正下方方式)，或是將光源配設於側面，使用壓克力板等透光性之導光體，將光變換成面狀而得到面光源之方法(側緣光方式)為代表性。分別針對高亮度為必要之用途，適宜為正下方方式；針對薄型化為必要之用途，適宜為側緣光方式，按照用途而予以實用化。
將有關於組合3色LED之物作為LED光源使用之情形，一般而言，於紅、綠、藍之波長區域之中，在紅色區域具有主要發光波長之紅色LED可列舉：GaAsP系LED；在綠色區域具有主要發光波長之綠色LED可列舉：GaP系LED；在藍色區域具有主要發光波長之藍色LED可列舉：InGaN系LED、GaN系LED。
將顯示組合紅色LED、綠色LED及藍色LED而予以混色之白色光源發光特性的特性圖顯示於第3圖。另外，將顯示藉由塗布綠色螢光體及紅色螢光體於藍色LED上而予以白色化之LED發光特性的特性圖顯示於第4圖。第5圖係顯示可用於習知液晶顯示裝置之冷陰極螢光管(以下，也稱為CCFL)之發光特性的特性圖。
[著色組成物]
在彩色濾光片製作中所用的用以將著色組成物著色的著色劑，係使用以下之顏料：
紅色用顏料：C. I. Pigment Red 254(Ciba Specialty Chemicals公司製之「Irgaphor Red B-CF」)、及C. I. Pigment Red 177(Ciba Specialty Chemicals公司製之「Cromophtal Red A2B」)
綠色用顏料：C. I. Pigment Green 58(大日本油墨化學工業(股份)「Phthalocyanine Green A110」)、C. I. Pigment Green 36(東洋油墨製造(股份)製之「Lionol Green 6YK」)及C. I. Pigment Yellow 150(Bayer公司製之「Fanchon Fast Yellow Y-5688」)。
藍色用顏料：C. I. Pigment Blue 15(東洋油墨製造(股份)製之「Lionol Blue ES」)、C. I. Pigment Violet 23(BASF公司製之「Paliogen Violet 5890」)。
使用各自的顏料，製作顯示於下表1之紅色著色組成物、顯示於下表2之綠色著色組成物、顯示於下表3之藍色著色組成物：
[彩色濾光片]
使用所得之著色組成物以製作彩色濾光片。
在玻璃基板上，藉由旋轉塗布以使顯示於上表1之紅色著色組成物成為膜厚2μm之方式來塗布。乾燥之後，利用曝光機以進行條狀之圖案曝光，利用鹼顯像液以顯像90秒鐘，得到條狀之紅色像素的著色層。還有，鹼顯像液係由以下之組成而成：
碳酸鈉　1.5重量%
碳酸氫鈉　0.5重量%
陰離子性界面活性劑　8.0重量%
(花王(股份)製之「Pelex NBL」)
水　90重量%
接著，同樣地藉由旋轉塗布也使上述表2之綠色組成物成為膜厚2μm之方式來塗布。乾燥之後，藉由錯開上述紅色像素之著色層的位置，利用曝光機以進行條狀著色層之曝光、顯像，得到與上述紅色像素之著色層鄰接的綠色像素之著色層。
進一步與紅色、綠色進行完全同樣之方式，針對在上述表3所示之藍色著色組成物，也得到膜厚2μm且與紅色像素、綠色像素之著色層鄰接的藍色像素之著色層。藉此，可以得到在透明基板上具有紅、綠、藍3色之條狀著色層的彩色濾光片。
針對上述顏料比率之著色組成物，以紅色著色層係成為x=0.640、綠色著色層係成為y=0.600、藍色著色層係成為y=0.060之方式來調製，藉由顯示於下表4之實施例與比較例之組合以製作3色彩色濾光片。雖然調整色度值係基於播放規格之EBU規格值，但是並不受此範圍所限定。
將組合紅色著色組成物使用R-1、綠色著色組成物使用GA-1～GA-4、藍色著色組成物使用B-1，利用上述方法所製作之3色彩色濾光片CF-1～CF-4，與備置組合紅色LED、綠色LED及藍色LED而混色之白色光源的背光板之例子做為實施例1～4。同樣地，將組合綠色著色組成物使用GA-5～GA-8，利用上述方法所製作之3色彩色濾光片CF-5～CF-8，與備置藉由將綠色螢光體及紅色螢光體塗布於藍色LED而予以白色化之LED背光板之例子做為實施例5～8。
另外，組合紅色著色組成物使用R-1、綠色著色組成物使用GB-1～GB-4、藍色著色組成物使用B-1，利用上述方法所製作之3色彩色濾光片CF-9～CF-12，與備置組合紅色LED、綠色LED及藍色LED而混色之白色光源的背光板之例子設為比較例1～4。同樣地，將組合綠色著色組成物使用GB-5～GB-8，利用上述方法所製作之3色彩色濾光片CF-13～CF-16，與備置藉由將綠色螢光體及紅色螢光體塗布於藍色LED而予以白色化之LED背光板之例子做為比較例5～8。
另外，將組合CF-1～CF-8之3色彩色濾光片，與備置CCFL之背光板之例子做為比較例9～16。
再者，組合紅色著色組成物使用R-2、綠色著色組成物使用GA-9～GA-11、藍色著色組成物使用B-2，利用上述方法所製作之3色彩色濾光片CF-17～CF-19，與習用之冷陰極螢光管(以下，稱為CCFL)的背光板之例子做為比較例17～19。
針對此等之實施例1～8、比較例1～19，比較綠色著色層中之綠顏料的濃度對固形成分、綠色著色層的20Hz中之介電損失正切、及NTSC比的結果顯示於下表4～表7。
由上表4，若根據具備備置LED之背光板，與備置含有C. I.顏料綠58、介電損失正切為0.01以下之綠色著色層之彩色濾光片的液晶顯示裝置(實施例1～8)的話，NTSC比中任一種皆為70%以上，顏色再現性良好。另外，綠色著色層之介電損失正切中任一種皆低於0.01，不會使像素之液晶配向不良、驅動電壓之臨界值移位發生，可以得到良好之顯示品質。
針對於此，如上述表5所示，若根據即使具備備有LED之背光板，具備不含C. I.顏料綠58、備置介電損失正切超過0.01之綠色著色層之彩色濾光片的液晶顯示裝置(比較例1～8)的話，像素之液晶配向不良、因驅動電壓之臨界值移位所造成之殘影現象將發生，無法得到良好之顯示特性。
另外，如上述表6所示，若根據即使具備含有C. I.顏料綠58、介電損失正切為0.01以下之綠色著色層，使用備置CCFL之背光板的液晶顯示裝置(比較例9～16)的話，NTSC中任一種皆低於70%，顏色再現可能範圍為小的，作為電視影像顯示裝置係不適當之顯示品質。
另外，如上述表7所示，若根據即使具備含有C. I.顏料綠58、介電損失正切超過0.01之綠色著色層，與使用備置CCFL之背光板的液晶顯示裝置(比較例17～19)的話，像素之液晶配向不良、因驅動電壓之臨界值移位所造成之殘影現象將發生，無法得到良好之顯示特性。
1．．．玻璃基板
2．．．黑色矩陣
3B．．．藍色像素
3G．．．綠色像素
3R．．．紅色像素
6．．．保護層
7．．．液晶顯示裝置
8．．．第1透明基板
9．．．第2透明基板
10．．．TFT(薄膜電晶體)陣列
11．．．透明電極層
12．．．配向層
13．．．偏光板
14．．．彩色濾光片
15．．．透明電極層
16．．．配向層
17．．．偏光板
18．．．LED
19．．．背光單元
第1圖係顯示有關本發明之一實施例之彩色濾光片的概略剖面圖。
第2圖係顯示備置於第1圖所示之彩色濾光片之液晶顯示裝置一例的概略剖面圖。
第3圖係顯示組合紅色LED、綠色LED、及藍色LED而予以混色之白色光源發光特性的特性圖。
第4圖係顯示藉由將綠色螢光體及紅色螢光體塗布於藍色LED以顯示白色化之LED發光特性的特性圖。
第5圖係顯示可用於習知顯示裝置之冷陰極螢光管(CCFL)之發光特性的特性圖。

Claims (6)

  1. 一種液晶顯示裝置，其係於具備備置LED之背光板、與備置綠色著色層、紅色著色層及藍色著色層的彩色濾光片之液晶顯示裝置中，該彩色濾光片之綠色著色層係含有C.I.顏料綠58，該綠色著色層之液晶顯示裝置的驅動頻率中之介電損失正切為0.0070~0.0095；構成該彩色濾光片之綠色著色層的著色材料含量，相對於該綠色著色層之重量比率為30%以下，透過來自該LED背光板之光時的該綠色著色層之色度，於XYZ表面色系中，y為0.60以上，作為xy色度中之彩色濾光片的顏色再現區域係NTSC比為70%以上。
  2. 一種液晶顯示裝置，其係於具備備置LED之背光板、與備置至少由綠色著色層、紅色著色層及藍色著色層以及透明樹脂而成之保護膜層的彩色濾光片之液晶顯示裝置中，該彩色濾光片之綠色著色層係含有C.I.顏料綠58，積層綠色著色層與保護膜層之液晶顯示裝置的驅動頻率中之介電損失正切為0.0070~0.0095；構成該彩色濾光片之綠色著色層的著色材料含量，相對於該綠色著色層之重量比率為30%以下，透過來自該LED背光板之光時的該綠色著色層之色度，於XYZ表面色系中，y為0.60以上，作為xy色度中之彩色濾光片的顏色再現區域係NTSC比為70%以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其中該背光板係備置紅色LED、綠色LED、及藍色LED。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其中該背光板係備置由藍色LED、綠色螢光體及紅色螢光體的組合而成之白色LED裝置。
  5. 一種液晶顯示裝置用彩色濾光片，其係如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置用之彩色濾光片，該綠色著色層係進一步含有黃色顏料，相對於顏料全部重量之綠色顏料的重量比率為70%以下。
  6. 一種液晶顯示裝置用彩色濾光片，其係如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置用之彩色濾光片，該綠色著色層係進一步含有由C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃139、及C.I.顏料黃138所構成族群中所選出之一種以上之黃色顏料，相對於顏料全部重量之C.I.顏料綠58的重量比率為70%以下。
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