JP2001272529A - カラーフィルター用光硬化性インキ組成物、及びカラーフィルターの製造方法 - Google Patents
カラーフィルター用光硬化性インキ組成物、及びカラーフィルターの製造方法Info
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- JP2001272529A JP2001272529A JP2000090770A JP2000090770A JP2001272529A JP 2001272529 A JP2001272529 A JP 2001272529A JP 2000090770 A JP2000090770 A JP 2000090770A JP 2000090770 A JP2000090770 A JP 2000090770A JP 2001272529 A JP2001272529 A JP 2001272529A
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Abstract
増加を起こし難いカラーフィルター用光硬化性インキ組
成物を提供する。また、基板の表面に濡れ性可変層を形
成し、その表面の親水性を部分的に大きくしてインキ層
形成領域を形成した時に、当該インキ層形成領域だけに
正確且つ均一に付着させることができるカラーフィルタ
ー用光硬化性インキ組成物を提供する。 【解決手段】 2官能乃至3官能の多官能モノマーを用
いることによって、ヘッド先端でのインクの粘度増加を
起こし難くなる。また、臨界表面張力が30mN/mの
試験片に対する接触角が10°以上を示し、且つ、界表
面張力が70mN/mの試験片に対する接触角が10°
以下を示す溶剤を用いることによって、カラーフィルタ
ー用光硬化性インキ組成物は、濡れ性可変層の親水性を
大きくした領域に、正確且つ均一に付着させることがで
きる。
Description
の基板上に、画素部(着色層)のような所定パターンの
硬化層を形成するのに用いられる光硬化性インキ組成
物、及び、当該光硬化性インキ組成物を用いてカラーフ
ィルターを製造する方法に関する。
達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴
い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレ
イの需要が増加する傾向にある。しかしながら、このカ
ラー液晶ディスプレイが高価であることから、コストダ
ウンの要求が高まっており、特にコスト的に比重の高い
カラーフィルタに対するコストダウンの要求が高い。
常赤(R)、緑(G)、および青(B)の3原色の着色
パターンを備え、R、G、およびBのそれぞれの画素に
対応する電極をON、OFFさせることで液晶がシャッ
タとして作動し、R、G、およびBのそれぞれの画素を
光が通過してカラー表示が行われるものである。
造方法としては、例えば染色法が挙げられる。この染色
法は、まずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の
高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィー工程
により所望の形状にパターニングした後、得られたパタ
ーンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。こ
れを3回繰り返すことによりR、G、およびBのカラー
フィルタ層を形成する。
る。この方法は、まず基板上に顔料を分散した感光性樹
脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色
のパターンを得る。さらにこの工程を3回繰り返すこと
により、R、G、およびBのカラーフィルタ層を形成す
る。
化樹脂に顔料を分散させてR、G、およびBの3回印刷
を行った後、樹脂を熱硬化させる方法等を挙げることが
できる。
及びBの3色を着色するために、同一の工程を3回繰り
返す必要があり、コスト高になるという問題や、同様の
工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題があ
る。
したカラーフィルターの製造方法として、インクジェッ
ト方式で着色インクを吹き付けして着色層(画素部)を
形成する方法が提案されている(特開昭59−7520
5号公報)。ここでは、ガラス基板に対し濡れ性の良い
インクを用いる場合には、インクに対して濡れ性の悪い
物質で予め境界となる凸部を印刷しておく方法や、ガラ
スに対して濡れ性の悪いインクを使う場合には、インク
との濡れ性の良い材料で予めパターンを形成しておき、
インクが定着するのを助ける方法が開示されている。し
かしながら、具体的にどのようにして濡れ性の良い材料
および濡れ性の悪い材料を塗り分けるかに関しては一切
記載されていない。
吹き付けて着色層(画素部)を形成し、カラーフィルタ
を製造する別の方法としては、特開平9−203803
号公報に凹部を親インク処理剤で処理する方法が開示さ
れている。この方法では、予め基板上に凸部を形成し、
この凸部を撥インク性とした後に、基板全体を親インク
処理剤により表面処理するものである。しかしながら、
この方法では、親インク処理を行うに際して予め凸部を
撥インク性とする必要があることから、撥インク処理お
よび親インク処理の2回の処理を行う必要があるという
問題点がある。
を形成し、カラーフィルタを製造する方法としては、特
開平8−230314号公報、および特開平8−227
012号公報に、基板上にインクの吸収層を設け、この
吸収層のインク吸収性を露光部と非露光部とで変化させ
ることにより、着色層(画素部)を形成する方法が記載
されている。しかしながら、この方法では、吸収層を形
成しインクをこの吸収層に吸収させて着色層を形成する
ものであるため、インクのドットの中心部と周囲部とで
着色に差があり、色むらや色抜けが生じてしまうという
問題がある。また、この吸収層はインクを吸収するとい
うその機能上、必ず所定の厚みが必要であるという問題
点もある。
は、インクジェット方式で着色インクを吹き付けて着色
層(画素部)を形成してカラーフィルタを製造する方法
において、可視光線や紫外線などによる放射線硬化性を
有する樹脂組成物(着色インク)を用いてもよいことが
記載されている。しかしながら、従来のUV硬化性イン
キを、そのままインクジェット方式に用いると、着色イ
ンクを吹き付けている最中にインクジェットのヘッド先
端でインクの乾燥が進行して徐々に粘度が上がり、吐出
性が悪くなる。その結果、着色インクの吐出量や吐出方
向が不安定になったり、インクジェットのヘッドに目詰
まりが生じるなどのおそれがある。
たものであり、その第一の目的は、カラーフィルター基
板上にインキをインクジェット方式により吹き付ける際
に、インクジェットヘッド先端でのインクの粘度増加を
起こし難く、良好な吐出性を維持し、或いは、ヘッドの
目詰まりを起こし難い光硬化性インキ組成物を提供する
ことにある。
ルター基板の表面に、周囲とは濡れ性が異なる親インク
性のインキ層形成領域を形成し、当該インキ層形成領域
にインキを選択的に付着させる際に、インキ層形成領域
に対する親和性が大きいと共に、周囲の撥インキ性領域
に対する反撥性が大きく、カラーフィルター基板上の所
定領域だけに正確且つ均一に付着させることができる光
硬化性インキ組成物を提供することにある。
は第二の目的を達成し得る光硬化性インキ組成物を用い
るインクジェット方式によって、画素部(着色層)のよ
うな所定パターンの硬化層を正確且つ均一に形成するこ
とのできる、カラーフィルターの製造方法を提供するこ
とにある。
いて、カラーフィルター用光硬化性インキ組成物は、少
なくともバインダー、及び、2官能乃至3官能の多官能
モノマーを含有することを特徴とする。
ンキ組成物は、2官能乃至3官能の官能基数が比較的少
ない多官能モノマーを用いるので、インクジェット方式
の吹き付け作業中に、ヘッドの先端での粘度上昇が起こ
り難く、ヘッドの目詰まりが発生せず、作業中における
インキの吐出性が安定する。そのため、インキの吐出量
や吐出方向が一定に保たれ、インキを基板上に所定のパ
ターン通り正確に、且つ、均一に付着させることができ
る。
組成物を用いて、カラーフィルター上にさまざまなパタ
ーンや保護膜を形成することができるが、特に、このイ
ンキ組成物に着色剤を配合し、画素部を形成するのに好
適に用いられる。
は、官能基としてアクリロイルオキシ基、及び/又は、
メタクリロイルオキシ基を有するものであることが好ま
しい。より具体的には、1,6−ヘキサンジオールジア
クリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、
1,4−ブタンジオールジアクリレート、エチレングリ
コールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジア
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、1,3−ブチレングリコールジメタクリレートの中
から選ばれる少なくとも一種を用いることができる。
ンキ組成物は、前記2官能乃至3官能の多官能モノマー
と共に、さらに4官能以上の多官能モノマーを、前記2
官能乃至3官能の多官能モノマー100重量部に対して
1〜50重量部の割合で含有することが好ましい。
能モノマーが全て2乃至3官能性モノマーである場合に
は、インキの乾燥による粘度上昇が起こり難いので、イ
ンクジェットヘッドの吐出性が安定するが、その反面、
インキ層を硬化して得られた硬化層の膜強度や基板に対
する密着性が不十分となる場合がある。そこで、上記の
2官能乃至3官能の多官能モノマーと共に、4官能以上
の多官能モノマーを適量配合することにより、硬化層の
パターンに十分な膜強度と密着性を付与することができ
る。
(1)基板上の所定領域に、上記の第一形態のカラーフ
ィルター用光硬化性インキ組成物をインクジェット方式
によって選択的に付着させて、インキ層を形成する工程
と、(2)当該インキ層に光線を照射することにより硬
化させて、所定パターンの硬化層を形成する工程、を含
むことを特徴とする、カラーフィルターの製造方法を提
供する。
硬化性インキ組成物に着色剤を配合して用い、前記硬化
層としての画素部を形成することができる。
ルター用光硬化性インキ組成物は、JIS K6768
に規定する濡れ試験において示された標準液を用い、液
滴を接触させて30秒後の接触角(θ)を測定し、ジス
マンプロットのグラフにより求めた臨界表面張力が30
mN/mの試験片の表面に対する接触角が10°以上を
示し、且つ、同じ測定法により求めた臨界表面張力が7
0mN/mの試験片の表面に対する接触角が10°以下
を示す溶剤に、少なくともバインダーを溶解又は分散さ
せてなることを特徴とする。
ンキ組成物は、溶剤として、JISK6768に規定す
る濡れ試験において示された標準液を用い、液滴を接触
させて30秒後の接触角(θ)を測定し、ジスマンプロ
ットのグラフにより求めた臨界表面張力が30mN/m
の試験片の表面に対する接触角が10°以上を示し、且
つ、同じ測定法により求めた臨界表面張力が70mN/
mの試験片の表面に対する接触角が10°以下を示すも
のを用いるので、濡れ性可変層の表面の一部の濡れ性を
親水性が大きくなる方向に変化させて形成した所定パタ
ーンのインキ層形成領域に対する光硬化性インキ組成物
の濡れ性と、その周囲の領域に対する光硬化性インキ組
成物の濡れ性の差を大きくとることができる。そのた
め、第二発明のカラーフィルター用光硬化性インキ組成
物を、インキ層形成領域に正確に、且つ、均一に付着さ
せることができる。
組成物を用いて、カラーフィルター上にさまざまなパタ
ーンや保護膜を形成することができるが、特に、このイ
ンキ組成物に着色剤を配合し、画素部を形成するのに好
適に用いられる。
レングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプ
ロピオン酸エチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジ
エチル、又は、それらの混合物を用いるのが好ましい。
ンキ組成物に重合性モノマーを配合する場合には、第一
形態において用いられるような2官能乃至3官能の多官
能モノマーを配合するのが好ましい。また、第二形態に
おいても、前記2官能乃至3官能の多官能モノマーと共
に、さらに4官能以上の多官能モノマーを、前記2官能
乃至3官能の多官能モノマー100重量部に対して1〜
50重量部の割合で用いるのが好ましい。
ンキ組成物に重合性モノマーを用いる場合、濡れ性に関
して上述した溶剤と同様の挙動を示す重合性モノマーを
用いるのが好ましい。すなわち第二形態の発明において
は、JIS K6768に規定する濡れ試験において示
された標準液を用い、液滴を接触させて30秒後の接触
角(θ)を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求
めた臨界表面張力が30mN/mの試験片の表面に対す
る接触角が10°以上を示し、且つ、同じ測定法により
求めた臨界表面張力が70mN/mの試験片の表面に対
する接触角が10°以下を示す重合性モノマーを用いる
のが好ましい。
満たす重合性モノマーを光硬化性インキ組成物に配合す
ると、光硬化性インキ組成物は、濡れ性可変層の濡れ性
を変化させる前は当該濡れ性可変層の表面に対して、よ
り一層のこと大きな反撥性を示し、当該濡れ性可変層の
濡れ性を変化させて親水性を大きくした後は当該濡れ性
可変層の表面に対して、より一層のこと大きな親和性を
示すので、好ましい。
満たす重合性モノマーとして2乃至3官能性モノマーを
用いるのが好ましく、官能基としてアクリロイルオキシ
基、及び/又は、メタクリロイルオキシ基を有する2官
能乃至3官能の多官能モノマーを用いるのが特に好まし
い。
マーとしては、例えば、1,6−ヘキサンジオールジア
クリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、
1,4−ブタンジオールジアクリレート、エチレングリ
コールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジア
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、1,3−ブチレングリコールジメタクリレートの中
から選ばれる少なくとも一種を用いることができる。
(1)基板上に、親水性が大きくなる方向に濡れ性を変
化させることのできる濡れ性可変層を形成する工程と、
(2)当該濡れ性可変層の表面の所定領域内の濡れ性を
選択的に変化させて、周囲と比べて親水性の大きいイン
キ層形成領域を形成する工程と、(3)当該インキ層形
成領域に、上記第二形態のカラーフィルター用光硬化性
インキ組成物を選択的に付着させて、インキ層を形成す
る工程と、(4)当該インキ層に光線を照射することに
より硬化させて、所定パターンの硬化層を形成する工
程、を含むことを特徴とする、カラーフィルターの製造
方法を提供する。
硬化性インキ組成物に着色剤を配合して用い、前記硬化
層としての画素部を形成することができる。
フィルター用光硬化性インキ組成物をインクジェット方
式によって選択的に付着させることが好ましい。
8に規定する濡れ試験において示された標準液を用い、
液滴を接触させて30秒後の接触角(θ)を測定し、ジ
スマンプロットのグラフにより求めた臨界表面張力が、
濡れ性を変化させる前においては20〜50mN/mを
示し、且つ、濡れ性を変化させた後においては40〜8
0mN/mを示すことが好ましい。
のできる濡れ性可変層を用いると、第二発明の光硬化性
インキ組成物は、濡れ性を変化させて親水性を大きくし
た画素部形成領域等のパターン形成領域において、非常
に小さな接触角を示し、一方、パターン形成領域の周囲
においては、非常に大きな接触角を示し、濡れ性の差を
非常に大きくとることができる。
されることによって親水性が大きくなる方向に濡れ性を
変化させるものを用いることができる。
ば、光触媒の作用を利用するものがある。具体的には、
濡れ性可変層自体が光触媒を含有する光触媒含有層であ
るか、又は、濡れ性可変層の基板側に設けられた光触媒
含有層を備えており、当該光触媒含有層に光線を照射す
ることによって光触媒を活性化し、活性化された当該光
触媒の作用により、親水性が大きくなる方向に濡れ性を
変化させるものを用いることが可能である。
ッドの良好な吐出性を維持し得る第一の発明に係る光硬
化性インキ組成物及び当該インキ組成物を用いるカラー
フィルターの製造方法と、カラーフィルター基板上に、
濡れ性の変化を利用して、所定のパターン状に正確且つ
均一に付着させることのできる第二の発明に係る光硬化
性インキ組成物及び当該インキ組成物を用いるカラーフ
ィルターの製造方法について、順次説明する。
成物及びカラーフィルターの製造方法 第一の発明に係る光硬化性インキ組成物(第一の光硬化
性インキ組成物)は、必須成分として、バインダー、及
び、2官能乃至3官能の多官能モノマーを少なくとも含
有することを特徴とする。第一の光硬化性インキ組成物
には、必要に応じて、着色剤、分散剤、光重合開始剤、
或いは、その他の添加剤を配合してもよい。また、光硬
化性インキ組成物に、インクジェット方式に適用するた
めの適切な流動性、吐出性を付与するために、上記の各
成分を溶剤(希釈剤)に溶解又は分散させてもよい。ま
た、第一の光硬化性インキ組成物には、2官能乃至3官
能の多官能モノマーと共に、4官能以上の多官能モノマ
ーを組み合わせて用いてもよい。
自体は重合反応性のない樹脂、及び、それ自体が重合反
応性を有する樹脂のいずれを用いてもよく、また、2種
以上のバインダーを組み合わせて用いても良い。
用いる場合には、光硬化性インキ組成物中の必須成分で
ある2官能乃至3官能の多官能モノマー、及び、所望成
分であるその他の重合性モノマーが光照射によりそれ自
体が自発的に重合するか、或いは、光照射により活性化
した光重合開始剤等の他の成分の作用により重合して、
硬化する。
例えば、次のモノマーの2種以上からなる共重合体を用
いることができる:アクリル酸、メタクリル酸、メチル
アクリレート、メチルメタクリレート、2−ヒドロキシ
エチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレー
ト、スチレン、ポリスチレンマクロモノマー、及びポリ
メチルメタクリレートマクロモノマー。
クリレート共重合体、アクリル酸/メチルアクリレート
/スチレン共重合体、アクリル酸/ベンジルアクリレー
ト/スチレン共重合体、アクリル酸/メチルアクリレー
ト/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、アクリル酸
/メチルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマク
ロモノマー共重合体、アクリル酸/ベンジルアクリレー
ト/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、アクリル酸
/ベンジルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマ
クロモノマー共重合体、アクリル酸/2−ヒドロキシエ
チルアクリレート/ベンジルアクリレート/ポリスチレ
ンマクロモノマー共重合体、アクリル酸/2−ヒドロキ
シエチルアクリレート/ベンジルアクリレート/ポリメ
チルメタクリレートマクロモノマー共重合体、アクリル
酸/ベンジルメタクリレート共重合体、アクリル酸/メ
チルメタクリレート/スチレン共重合体、アクリル酸/
ベンジルメタクリレート/スチレン共重合体、アクリル
酸/メチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマ
ー共重合体、アクリル酸/メチルメタクリレート/ポリ
メチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、アクリ
ル酸/ベンジルメタクリレート/ポリスチレンマクロモ
ノマー共重合体、アクリル酸/ベンジルメタクリレート
/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、
アクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ベ
ンジルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共
重合体、アクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート/ベンジルメタクリレート/ポリメチルメタクリレ
ートマクロモノマー共重合体等のアクリル酸共重合体類
を用いることができる。
ベンジルアクリレート共重合体、メタクリル酸/メチル
アクリレート/スチレン共重合体、メタクリル酸/ベン
ジルアクリレート/スチレン共重合体、メタクリル酸/
メチルアクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重
合体、メタクリル酸/メチルアクリレート/ポリメチル
メタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸
/ベンジルアクリレート/ポリスチレンマクロモノマー
共重合体、メタクリル酸/ベンジルアクリレート/ポリ
メチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタク
リル酸/2−ヒドロキシエチルアクリレート/ベンジル
アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
メタクリル酸/2−ヒドロキシエチルアクリレート/ベ
ンジルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロ
モノマー共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレ
ート共重合体、メタクリル酸/メチルメタクリレート/
スチレン共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレ
ート/スチレン共重合体、メタクリル酸/メチルメタク
リレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタ
クリル酸/メチルメタクリレート/ポリメチルメタクリ
レートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸/ベンジ
ルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合
体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/ポリメチ
ルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル
酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ベンジルメ
タクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
メタクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/
ベンジルメタクリレート/ポリメチルメタクリレートマ
クロモノマー共重合体等のメタクリル酸共重合体類等を
挙げることができる。
に、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート共重合体、
メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/スチレン共重
合体、ベンジルメタクリレート/スチレン共重合体、ベ
ンジルメタクリレートマクロモノマー/スチレン共重合
体、ベンジルメタクリレート/スチレンマクロモノマー
共重合体などが好ましい。
ーとしては、非重合性バインダーの分子に重合性の官能
基を導入してなるオリゴマー又はオリゴマーよりも大分
子量のポリマーであって、光照射を受けてそれ自体が重
合反応を誘起するか、或いは、光照射を受けて活性化し
た光重合開始剤などの他の成分の作用により重合反応を
誘起するものを用いることができる。重合性バインダー
の分子は、バインダー同士で重合すると共に、2官能乃
至3官能の多官能モノマー、及び、所望成分であるその
他の重合性モノマーとも重合して硬化する。
剤などの各種分野で用いられているUV硬化性樹脂組成
物に配合されているプレポリマーは、本発明におけるバ
インダーとして使用できる。従来から知られているプレ
ポリマーとしては、ラジカル重合型プレポリマー、カチ
オン重合型プレポリマー、チオール・エン付加型プレポ
リマーなどがあるが、いずれを用いてもよい。
は、市場において最も容易に入手でき、例えば、エステ
ルアクリレート類、エーテルアクリレート類、ウレタン
アクリレート類、エポキシアクリレート類、アミノ樹脂
アクリレート類、アクリル樹脂アクリレート類、不飽和
ポリエステル類などのラジカル重合型プレポリマーを例
示できる。
分全量に対して、通常、1〜50重量%の割合で配合す
る。ここで、配合割合を特定するための光硬化性樹脂組
成物の固形分とは、溶剤を除く全ての成分を含み、液状
の重合性モノマーも固形分に含まれる。
本発明の光硬化性インキ組成物を用いて画素部のような
着色パターンを形成する場合には、光硬化性インキ組成
物中に着色剤を配合する。画素部のR、G、B等の求め
る色に合わせて、有機着色剤及び無機着色剤の中から任
意のものを選んで使用することができる。有機着色剤と
しては、例えば、染料、有機顔料、天然色素等を用いる
ことができる。また、無機着色剤としては、例えば、無
機顔料、体質顔料等を用いることができる。これらの中
で有機顔料は、発色性が高く、耐熱性も高いので、好ま
しく用いられる。有機顔料としては、例えばカラーイン
デックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourist
s 社発行) においてピグメント(Pigment)に分類されて
いる化合物、具体的には、下記のようなカラーインデッ
クス(C.I.)番号が付されているものを挙げることがで
きる。
トイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグ
メントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.
I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー1
6、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエ
ロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメン
トイエロー31、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピ
グメントイエロー60、C.I.ピグメントイエロー61、
C.I.ピグメントイエロー65、C.I.ピグメントイエロー
71、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイ
エロー74、C.I.ピグメントイエロー81、C.I.ピグメ
ントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.
ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー9
7、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエ
ロー100、C.I.ピグメントイエロー101、C.I.ピグ
メントイエロー104、C.I.ピグメントイエロー10
6、C.I.ピグメントイエロー108、C.I.ピグメントイ
エロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピ
グメントイエロー113、C.I.ピグメントイエロー11
4、C.I.ピグメントイエロー116、C.I.ピグメントイ
エロー117、C.I.ピグメントイエロー119、C.I.ピ
グメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー12
6、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイ
エロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピ
グメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー13
9、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイ
エロー151、C.I.ピグメントイエロー152、C.I.ピ
グメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー15
4、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイ
エロー156、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピ
グメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー17
5;C.I.ピグメントオレンジ1、C.I.ピグメントオレン
ジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオ
レンジ14、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメ
ントオレンジ17、C.I.ピグメントオレンジ24、C.I.
ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ3
6、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレ
ンジ40、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメン
トオレンジ46、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピ
グメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ61、
C.I.ピグメントオレンジ63、C.I.ピグメントオレンジ
64、C.I.ピグメントオレンジ71、C.I.ピグメントオ
レンジ73;C.I.ピグメントバイオレット1、C.I.ピグ
メントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット
23、C.I.ピグメントバイオレット29、C.I.ピグメン
トバイオレット32、C.I.ピグメントバイオレット3
6、C.I.ピグメントバイオレット38;C.I.ピグメント
レッド1、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレ
ッド3、C.I.ピグメントレッド4、C.I.ピグメントレッ
ド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド
7、C.I.ピグメントレッド8、C.I.ピグメントレッド
9、C.I.ピグメントレッド10、C.I.ピグメントレッド
11、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッ
ド14、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレ
ッド16、C.I.ピグメントレッド17、C.I.ピグメント
レッド18、C.I.ピグメントレッド19、C.I.ピグメン
トレッド21、C.I.ピグメントレッド22、C.I.ピグメ
ントレッド23、C.I.ピグメントレッド30、C.I.ピグ
メントレッド31、C.I.ピグメントレッド32、C.I.ピ
グメントレッド37、C.I.ピグメントレッド38、C.I.
ピグメントレッド40、C.I.ピグメントレッド41、C.
I.ピグメントレッド42、C.I.ピグメントレッド48:
1、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレ
ッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピ
グメントレッド49:1、C.I.ピグメントレッド49:
2、C.I.ピグメントレッド50:1、C.I.ピグメントレ
ッド52:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピ
グメントレッド57、C.I.ピグメントレッド57:1、
C.I.ピグメントレッド57:2、C.I.ピグメントレッド
58:2、C.I.ピグメントレッド58:4、C.I.ピグメ
ントレッド60:1、C.I.ピグメントレッド63:1、
C.I.ピグメントレッド63:2、C.I.ピグメントレッド
64:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメ
ントレッド83、C.I.ピグメントレッド88、C.I.ピグ
メントレッド90:1、C.I.ピグメントレッド97、C.
I.ピグメントレッド101、C.I.ピグメントレッド10
2、C.I.ピグメントレッド104、C.I.ピグメントレッ
ド105、C.I.ピグメントレッド106、C.I.ピグメン
トレッド108、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピ
グメントレッド113、C.I.ピグメントレッド114、
C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド1
23、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレ
ッド146、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメ
ントレッド150、C.I.ピグメントレッド151、C.I.
ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド16
8、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメントレッ
ド171、C.I.ピグメントレッド172、C.I.ピグメン
トレッド174、C.I.ピグメントレッド175、C.I.ピ
グメントレッド176、C.I.ピグメントレッド177、
C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド1
79、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレ
ッド185、C.I.ピグメントレッド187、C.I.ピグメ
ントレッド188、C.I.ピグメントレッド190、C.I.
ピグメントレッド193、C.I.ピグメントレッド19
4、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッ
ド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメン
トレッド208、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピ
グメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、
C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド2
24、C.I.ピグメントレッド226、C.I.ピグメントレ
ッド242、C.I.ピグメントレッド243、C.I.ピグメ
ントレッド245、C.I.ピグメントレッド254、C.I.
ピグメントレッド255、C.I.ピグメントレッド26
4、C.I.ピグメントレッド265;C.I.ピグメントブル
ー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメン
トブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.
I.ピグメントブルー60;C.I.ピグメントグリーン7、
C.I.ピグメントグリーン36;C.I.ピグメントブラウン
23、C.I.ピグメントブラウン25;C.I.ピグメントブ
ラック1、ピグメントブラック7。
体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシ
ウム、亜鉛華、硫酸鉛、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、アンバー、チタンブラック、合成鉄
黒、カーボンブラック等を挙げることができる。本発明
において、着色剤は、単独でまたは2種以上を混合して
使用することができる。
硬化性インキ組成物を用いて遮光層のパターンを形成す
る場合には、光硬化性インキ組成物中に遮光性の高い黒
色着色剤を配合する。遮光性の高い着色剤を含有する光
硬化性インキ組成物で形成したインキ層は、内部にまで
光が到達し難いので光硬化させ難いが、インキ層の厚さ
や光照射時間を長くするなど硬化方法を調節することに
よって、光硬化させることが可能である。遮光性の高い
黒色着色剤としては、例えば、カーボンブラックや四三
酸化鉄などの無機系着色剤、或いは、シアニンブラック
などの有機系着色剤を使用できる。
て、無色透明の、或いは、色を調節する必要のない硬化
層を所定のパターン状に形成する場合には、特に着色剤
を用いる必要はない。
組成物の固形分全量に対して、着色剤を通常は1〜60
重量%、好ましくは15〜40重量%の割合で配合す
る。着色剤が少なすぎると、光硬化性インキ組成物を所
定の膜厚(通常は0.1〜2.0μm)に塗布した際の
透過濃度が十分でないおそれがある。また、着色剤が多
すぎると、光硬化性インキ組成物を基板上へ塗布し硬化
させた際の基板への密着性、塗膜硬さ等の塗膜としての
特性が不十分となるおそれがある。
させるために、光硬化性インキ組成物中に必要に応じて
配合される。分散剤としては、例えば、カチオン系、ア
ニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系
等の界面活性剤を使用できる。界面活性剤の中でも、次
に例示するような高分子界面活性剤(高分子分散剤)が
好ましい。
ーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリ
オキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフ
ェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル類;ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチ
レングリコールジステアレート等のポリエチレングリコ
ールジエステル類;ソルビタン脂肪酸エステル類;脂肪
酸変性ポリエステル類;3級アミン変性ポリウレタン類
などの高分子界面活性剤が好ましく用いられる。
一の発明においては、カラーフィルター用光硬化性イン
キ組成物中に、2官能乃至3官能の多官能モノマーを配
合する。従来から、光硬化性組成物を硬化させて得られ
る硬化層の膜強度や基板に対する密着性を上げるため
に、光硬化性組成物中に重合性官能基を2個以上有する
モノマー(多官能モノマー)が配合されているが、十分
な膜強度や密着性を得るために、通常は4官能以上の多
官能モノマーが用いられている。しかしながら、官能基
の数が大きい多官能モノマーを光硬化性インキに配合し
てインクジェット方式で基板上に吹き付けると、吹き付
け作業の間にインクジェットヘッドの先端部分でインキ
が乾燥して粘度が徐々に大きくなっていき、インキの吐
出性が悪くなる。
は、2官能乃至3官能の官能基数が比較的少ない多官能
モノマーを用いるので、インクジェット方式の吹き付け
作業中に、ヘッドの先端での粘度上昇が起こり難く、ヘ
ッドの目詰まりが発生せず、作業中におけるインキの吐
出性が安定する。そのため、インキの吐出量や吐出方向
が一定に保たれ、インキを基板上に所定のパターン通り
正確に、且つ、均一に付着させることができる。
は、光照射を受けてそれ自体が重合反応を誘起するか、
或いは、光照射を受けて活性化した光重合開始剤などの
他の成分の作用により重合反応を誘起する官能基を、一
分子中に2個又は3個有し、2官能乃至3官能の多官能
モノマー同士で重合するか、且つ/又は、その他のモノ
マーやバインダーと重合するものを用いることができ
る。
ば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキ
サンジオール等のアルキレングリコールのジアクリレー
トまたはジメタクリレート類;ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリ
コールのジアクリレートまたはジメタクリレート類を例
示することができる。
例えば、具体的には、トリメチロールプロパントリアク
リレート、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエ
リスリトールトリメタクリレート等の3価以上の多価ア
ルコールのトリアクリレート又はトリメタクリレート類
を例示することができる。
割合は、光硬化性樹脂組成物の固形分全量に対して、通
常、20〜70重量%の割合で配合する。
ーの配合割合が全固形分の20重量%に満たない場合に
は、インキ組成物がモノマーによって十分に希釈され
ず、インキの粘度が初めから高いか或いは溶剤分の揮発
後に高くなり、インクジェットヘッドの穴詰まりを起こ
すおそれがある。また、2官能乃至3官能の多官能モノ
マーの配合割合が全固形分の70重量%を超える場合に
は、塗膜の架橋密度が低くなり、塗膜の耐溶剤性、密着
性、硬さが劣り、十分な特性が得られなくなるおそれが
ある。
ノマー)第一の発明においては、カラーフィルター用光
硬化性インキ組成物中に、上記の2官能乃至3官能の多
官能モノマーと共に、必要に応じて、単官能モノマー、
及び/又は、4官能以上の多官能モノマーを配合しても
よい。
ン、酢酸ビニル等のビニルモノマーや、n−ヘキシルア
クリレート、フェノキシエチルアクリレート等の単官能
アクリルモノマーを例示することができる。
3官能の多官能モノマーと共に、4官能以上の多官能モ
ノマーを配合するのが好ましい。光硬化性インキ組成物
中に配合される多官能モノマーが全て2乃至3官能性モ
ノマーである場合には、インキの乾燥による粘度上昇が
起こり難いので、インクジェットヘッドの吐出性が安定
するが、その反面、インキ層を硬化して得られた硬化層
の膜強度や基板に対する密着性が不十分となる場合があ
る。そこで、上記の2官能乃至3官能の多官能モノマー
と共に、4官能以上の多官能モノマーを適量配合するこ
とにより、硬化層のパターンに十分な膜強度と密着性を
付与することができる。
照射を受けてそれ自体が重合反応を誘起するか、或い
は、光照射を受けて活性化した光重合開始剤などの他の
成分の作用により重合反応を誘起する官能基を、一分子
中に4個以上有し、4官能以上の多官能モノマー同士で
重合するか、且つ/又は、バインダーや単官能モノマー
や2官能乃至3官能の多官能モノマーと重合するものを
用いることができる。
トラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタク
リレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペ
ンタエリスリトールヘキサメタクリレート等を例示する
ことができる。
樹脂組成物の固形分全量に対して、通常、1〜30重量
%の割合で配合する。また、2乃至3官能性モノマーに
よる吐出性安定化と、4官能以上の多官能モノマーによ
る強度及び密着性向上のバランスをとるために、2乃至
3官能性モノマー100重量部に対して、4官能以上の
多官能モノマーの配合割合を、通常は1〜50重量部と
し、好ましくは当該配合割合の下限を2重量部以上と
し、且つ/又は、当該配合割合の上限を35重量部以下
とする。
合割合が前記2乃至3官能性モノマー100重量部に対
して1重量部に満たない場合には、インキを硬化させた
後の硬さ、耐溶剤性などの特性が十分に得られないおそ
れがある。また、4官能以上の多官能モノマーの前記配
合割合が50重量部を超える場合には、インキの硬化速
度が遅くなり、プロセススピードが遅くなるおそれがあ
る。
ー用光硬化性インキ組成物には、通常、光重合開始剤が
配合される。光重合開始剤は、バインダーや多官能モノ
マーの反応形式の違い(例えばラジカル重合やカチオン
重合など)や、各材料の種類を考慮して適宜選択される
が、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニル
ケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタ
ン−1−オン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)
フェニル〕−2−モンフォリノプロパン−1−オン、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、2−ヒドロキシ−
2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−
〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒ
ドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2,
4,6−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィ
ンオキサイド、ビスアシルフォスフィンオキサイド、ベ
ンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテ
ル、ベンゾインイソプロピルエーテル、2−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、
2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシプロポキ
シ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−
オンメソクロライド、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル
安息香酸メチル、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)、p−ジメチルアミノ
安息香酸エチルエステル、p−ジメチルアミノ安息香酸
イソアミルエステル、1,3,5−トリアクロイルヘキ
サヒドロ−s−トリアジン、2−〔2−(5−メチルフ
ラン−2−イル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロ
ロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(フラン−2
−イル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチ
ル)−s−トリアジン、メチルベンゾイルホルメート、
2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフ
ィンオキサイドなどの光重合開始剤を用いることができ
る。
ー用光硬化性インキ組成物には、必要に応じて、その他
の添加剤を1種又は2種以上配合することができる。そ
のような添加剤としては、次のようなものを例示でき
る。
アセトフェノン、4−ジメチルアミノプロピオフェノ
ン、エチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、2−エ
チルヘキシル−1,4−ジメチルアミノベンゾエートな
ど。
2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベ
ンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、
2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾールな
ど、 c)高分子化合物からなる光架橋剤又は光増感剤:高分
子光架橋・増感剤は、光架橋剤あるいは光増感剤として
機能しうる官能基を主鎖および/または側鎖中に有する
高分子化合物であり、その例としては、4−アジドベン
ズアルデヒドとポリビニルアルコールとの縮合物、4−
アジドベンズアルデヒドとフェノールノボラック樹脂と
の縮合物、4−(メタ)アクリロイルフェニルシンナモ
イルエステルの(共)重合体、1,4−ポリブタジエ
ン、1,2−ポリブタジエン等を挙げることができる。
誘導体等の青色顔料誘導体や黄色顔料誘導体等など。
ど。
キシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス
(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエ
チル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシランな
ど。
ス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6
−ジ−t−ブチルフェノールなど。
−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5
−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノ
ンなど。
ナトリウム、或いは各種の界面活性剤など。
ター用光硬化性インキ組成物にインクジェット方式で用
いるための適度な流動性を付与するために、通常は、当
該光硬化性インキ組成物を溶剤で希釈する。
ルモノメチルエーテルアセテート等のエチレングリコー
ルモノアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリ
コールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
エチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキル
エーテル類;ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエ
ーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキ
ルエーテルアセテート類;プロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノ
アルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコール
ジメチルエーテル等の他のエーテル類;シクロヘキサノ
ン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等のケトン類;2
−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエス
テル類;3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネー
ト、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプ
ロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、
酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、ぎ酸n−アミル、酢
酸イソアミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、
酪酸イソプロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸エチル
等の他のエステル類;γ−ブチロラクトン等の高沸点溶
剤類を用いることができる。
性インキ組成物の全量に対して、40〜95重量%の割
合で用いてインキ組成物の塗工液を調製する。溶剤が少
なすぎると、インキの粘度が高く、インクジェットヘッ
ドからの吐出が困難になる。また、溶剤が多すぎると、
所定の濡れ性変化部位(インキ層形成部位)に対するイ
ンク盛り量(インク堆積量)が十分でないうちに、当該
濡れ性変化部位に堆積させたインキの膜が決壊し、周囲
の未露光部へはみ出し、さらには、隣の濡れ性変化部位
(インキ層形成部位)にまで濡れ広がってしまう。言い
換えれば、インキを付着させるべき濡れ性変化部位(イ
ンキ層形成部位)からはみ出さないで堆積させることの
できるインク盛り量が不十分となり、乾燥後の膜厚が薄
すぎて、それに伴い十分な透過濃度を得ることができな
くなる。
インキ組成物の調製)バインダー、2乃至3官能性モノ
マー、及び、必要に応じてその他の各成分を任意の順序
で混合するか、或いは、それらの成分を任意の順序で上
記の溶剤に投入し、ディゾルバーなどにより十分に攪拌
して、均一に溶解、分散することによって、第一発明の
カラーフィルター用光硬化性インキ組成物を調製するこ
とができる。
造)上述した第一発明のカラーフィルター用光硬化性イ
ンキ組成物にR、G又はB等の所望の着色剤を配合して
なる画素部形成用インキを、カラーフィルターの透明基
板上の所定領域にインクジェット方式により選択的に付
着させ、光を照射して硬化させることによって、画素部
を形成することができる。
製造方法の一例を、以下に説明する。先ず、図1(A)
に示すようにカラーフィルターの透明基板1を準備す
る。この透明基板としては、従来よりカラーフィルタに
用いられているものであれば特に限定されるものではな
いが、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガ
ラス、合成石英板等の可とう性のない透明なリジット
材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可と
う性を有する透明なフレキシブル材を用いることができ
る。この中で特にコーニング社製7059ガラスは、熱
膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処
理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成
分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブ
マトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラー
フィルタに適している。本発明においては、通常、透明
基板を用いるが、反射性の基板や白色に着色した基板で
も用いることは可能である。また、基板は、必要に応じ
てアルカリ溶出防止用やガスバリア性付与その他の目的
の表面処理を施したものを用いてもよい。
1の一面側の画素部間の境界となる領域に遮光部2を形
成する。遮光部2は、スパッタリング法、真空蒸着法等
により厚み1000〜2000Å程度のクロム等の金属
薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより
形成することができる。このパターニングの方法として
は、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いること
ができる。
にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等
の遮光性粒子を含有させた層であってもよい。用いられ
る樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルア
ルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を
1種または2種以上混合したものや、感光性樹脂、さら
にはO/Wエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応
性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いること
ができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、
0.5〜10μmの範囲内で設定することができる。こ
のような樹脂製遮光部のパターニングの方法としては、
フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を
用いることができる。
パターンの幅方向中央に、遮光部よりも幅の狭い撥イン
キ性凸部を必要に応じて形成する。このような撥インク
性凸部の組成は、撥インク性を有する樹脂組成物であれ
ば、特に限定されるものではない。また、特に透明であ
る必要はなく、着色されたものであってもよい。例え
ば、遮光部に用いられる材料であって、黒色の材料を混
入しない材料等を用いることができる。具体的には、ポ
リアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、
カゼイン、セルロース等の水性樹脂を1種または2種以
上混合した組成物や、O/Wエマルジョン型の樹脂組成
物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したも
の等を挙げることができる。本発明においては、取扱性
および硬化が容易である点等の理由から、光硬化性樹脂
が好適に用いられる。また、この撥インク性凸部は、撥
インク性が強いほど好ましいので、その表面をシリコー
ン化合物や含フッ素化合物等の撥インク処理剤で処理し
たものでもよい。
ク性樹脂組成物の塗工液を用いる印刷や、光硬化性塗工
液を用いるフォトリソグラフィーにより行うことができ
る。撥インク性凸部の高さは、上述したようにインクジ
ェット法により着色する際に、インクが混色することを
防止するために設けられるものであることからある程度
高いことが好ましいが、カラーフィルタとした場合の全
体の平坦性を考慮すると、画素部の厚さに近い厚さであ
ることが好ましい。具体的には、吹き付けるインクの堆
積量によっても異なるが、通常は0.1〜2.0μmの
範囲内であることが好ましい。
化性インキ組成物であって、1又は2以上の着色剤を配
合してなる、各色の画素部形成用インキを用意する。そ
して、図1(D)に示すように、透明基板1の表面に、
遮光層2のパターンにより画成された各色の画素部形成
領域4R、4G、4Bに、対応する色の画素部形成用イ
ンキをインクジェット方式により吹き付けてインキ層を
形成する。このインキの吹き付け工程において、第一発
明に属する画素部形成用インキは、ヘッド5の先端部で
粘度増大を起こし難く、良好な吐出性を維持し続けるこ
とができる。従って、所定の画素部形成領域内に、対応
する色のインキを正確に、且つ、均一に付着させること
ができ、正確なパターンで色ムラや色抜けのない画素部
を形成することができる。また、各色の画素部形成用イ
ンキを、複数のヘッドを使って同時に基板上に吹き付け
ることもできるので、各色ごとに画素部を形成する場合
と比べて作業効率を向上させることができる。
ンキ層6R、6G、6Bに光7を照射して硬化させる。
インキ層には、光硬化性インキ組成物の硬化性成分を考
慮して適切な光を照射すればよく、可視光線、不可視光
線のいずれを用いてもよい。通常は、紫外線や電離放射
線などの従来から光硬化に一般的に用いられている光を
使えばよい。インキ層を硬化させた後、必要に応じて、
ベークを行って画素部を形成する。画素部の厚さは、光
学特性等を考慮して、通常は0.1〜2.0μm程度と
する。
の画素部8R、8G、8Bを形成した側に、保護層9を
形成する。保護層は、カラーフィルタを平坦化するとと
もに、画素部等に含有される成分が、液晶表示装置の液
晶層へ溶出するのを防止するために設けられる。保護層
の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタ
の表面状態等を考慮して設定することができ、例えば、
0.1〜2.0μmの範囲で設定することができる。保
護層は、例えば、公知の透明感光性樹脂、二液硬化型透
明樹脂等の中から、透明保護層として要求される光透過
率等を有するものを用いて形成することができる。
ター用光硬化性インキ組成物を用いてカラーフィルター
101Aが製造される。この例においては、第一発明の
カラーフィルター用光硬化性インキ組成物である画素部
形成用インキを用いて画素部を形成するが、第一発明の
カラーフィルター用光硬化性インキ組成物を用いるイン
クジェット方式によれば、画素部以外の硬化層、例え
ば、遮光層2や撥インキ性凸部3などを、所望のパター
ン状に形成することもできる。
のカラーフィルター用光硬化性インキ組成物であって黒
色顔料などの遮光性着色剤を配合してなる遮光層形成用
インキを調製し、この遮光層形成用インキを、透明基板
1の表面の所定領域にインクジェット方式により選択的
に付着させてインキ層を所定のパターン状に形成し、当
該インキ層に光を照射して硬化させ、必要に応じてベー
クすることによって遮光層を形成できる。遮光層形成用
インキは光透過性が悪いが、光の種類や照射条件を調節
することによって、光硬化させることが可能である。
には、第一発明のカラーフィルター用光硬化性インキ組
成物であって、撥インキ性のバインダーを配合してなる
撥インキ性凸部形成用インキを調製し、この撥インキ性
凸部形成用インキを、インクジェット方式により、遮光
層2の上面の中央に、当該遮光層2の長手方向に沿って
当該遮光層2よりも幅狭のパターン状に付着させてイン
キ層を形成し、当該インキ層に光を照射して硬化させ、
必要に応じてベークすることによって撥インキ性凸部3
を形成できる。撥インキ性凸部形成用インキは、遮光性
を必要としないので光透過性が良く、従って、容易に光
硬化させることができる。
成物及びカラーフィルターの製造方法 第二の発明に係る光硬化性インキ組成物(第二の光硬化
性インキ組成物)は、JIS K6768に規定する濡
れ試験において示された標準液を用い、液滴を接触させ
て30秒後の接触角(θ)を測定し、ジスマンプロット
のグラフにより求めた臨界表面張力が30mN/mの試
験片の表面に対する接触角が10°以上を示し、且つ、
同じ測定法により求めた臨界表面張力が70mN/mの
試験片の表面に対する接触角が10°以下を示す溶剤
に、少なくともバインダーを溶解又は分散させてなるこ
とを特徴とする。第二の光硬化性インキ組成物には、必
要に応じて、着色剤、分散剤、重合性モノマー、光重合
開始剤、或いは、その他の添加剤を配合してもよい。
有する溶剤を用いて光硬化性インキ組成物を調製するこ
とを特徴としているので、以下において、先ず、溶剤に
ついて説明し、それ以降は、第一発明と同じ順序で各成
分を説明する。
光硬化性インキ組成物を希釈するための溶剤として、J
IS K6768に規定する濡れ試験において示された
標準液を用い、液滴を接触させて30秒後の接触角
(θ)を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求め
た臨界表面張力が30mN/mの試験片の表面に対する
接触角が10°以上を示し、且つ、同じ測定法により求
めた臨界表面張力が70mN/mの試験片の表面に対す
る接触角が10°以下を示す溶剤を必須成分として使用
する。
て光硬化性インキ組成物を調製すると、光硬化性インキ
組成物は、後述する濡れ性可変層の濡れ性を変化させる
前は当該濡れ性可変層の表面に対して大きな反撥性を示
し、当該濡れ性可変層の濡れ性を変化させて親水性を大
きくした後は当該濡れ性可変層の表面に対して大きな親
和性を示す。従って、濡れ性可変層の表面の一部の濡れ
性を親水性が大きくなる方向に変化させて所定のパター
ン状に形成したインキ層形成領域に対する光硬化性イン
キ組成物の濡れ性と、その周囲の領域に対する光硬化性
インキ組成物の濡れ性の差を大きくとることができるよ
うになる。
する試験片は如何なる材料で形成されていても差し支え
ない。臨界表面張力30mN/mを示す試験片として
は、例えば、表面が平滑なポリメチルメタクリレート、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテ
レフタレート、平滑なガラス表面に前記ポリマーや表面
改質剤等を塗布したものの中から実際に上記試験を行っ
て該当するものを選択することができる。また、臨界表
面張力70mN/mを示す試験片としては、例えば、ナ
イロンや親水化処理したガラス表面等を塗布したものの
中から実際に上記試験を行って該当するものを選択する
ことができる。
は、次のようなものを例示することができる。
レングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコー
ルモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチ
ルエーテル等; b)グリコールエーテルエステル類:例えば、エチレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレング
リコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリ
コールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリ
コールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリ
コールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレング
リコールモノブチルエーテルアセテート等; c)グリコールオリゴマーエーテル類:例えば、ジエチ
レングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプ
ロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエー
テル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコー
ルジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチル
エーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエ
チレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレン
グリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコ
ールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノ
ブチルエーテル等; d)グリコールオリゴマーエーテルエステル類:例え
ば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテ
ート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテ
ート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルア
セテート、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテ
ルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエー
テルアセテート等; e)脂肪族カルボン酸類又はその酸無水物:例えば、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カ
プロン酸、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、無水酢
酸等; f)脂肪族又は芳香族エステル類:例えば、酢酸メチ
ル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢
酸ブチル、酢酸イソブチル、プロピオン酸メチル、プロ
ピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸イ
ソプロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、酪
酸イソペンチル、イソ酪酸イソブチル、2−ヒドロキシ
−2−メチル−プロピオン酸エチル、イソ吉草酸エチ
ル、イソ吉草酸イソペンチル、安息香酸メチル、安息香
酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル等; g)ジカルボン酸ジエステル類:例えば、炭酸ジメチ
ル、炭酸ジエチル、炭酸ジブチル、シュウ酸ジメチル、
シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジブチル、マロン酸ジメチ
ル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジブチル、こはく酸ジ
メチル、こはく酸ジエチル、こはく酸ジブチル、アジピ
ン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジブチ
ル等; h)アルコキシカルボン酸エステル類:例えば、3−メ
トキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸
エチル、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−エト
キシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エ
チル、3−エトキシプロピオン酸プロピル等; i)ケトカルボン酸エステル類:例えば、アセト酢酸メ
チル、アセト酢酸エチル等; j)ハロゲン化カルボン酸類:例えば、クロロ酢酸、ジ
クロロ酢酸、トリクロロ酢酸等; k)アルコール類又はフェノール類:例えば、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブ
タノール、イソブチルアルコール、tert−ブチルア
ルコール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノー
ル、フェノール等; l)脂肪族又は芳香族エーテル類:例えば、ジエチルエ
ーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテ
ル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ブチルビ
ニルエーテル、アニソール等; m)アルコキシアルコール類:例えば、2−メトキシエ
タノール、2−エトキシエタノール、2−メトキシメチ
ルエタノール、2−イソプロポキシエタノール、1−メ
トキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパ
ノール等; n)グリコールオリゴマー類:例えば、ジエチレングリ
コール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコ
ール、トリプロピレングリコール等; o)アミノアルコール類:例えば、2−アミノエタノー
ル、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミ
ノエタノール、トリエタノールアミン、イソプロパノー
ルアミン、トリイソプロパノールアミン等; p)アルコキシアルコールエステル類:例えば、2−メ
トキシエチルアセテート、2−エトキシエチルアセテー
ト、2−ブトキシエチルアセテート等; q)ケトン類:例えば、アセトン、メチルエチルケト
ン、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソブチ
ルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、ジイソブ
チルケトン、アセトニルアセトン等; r)モルホリン類:例えば、モルホリン、N−エチルモ
ルホリン、フェニルモルホリン等; s)脂肪族又は芳香族アミン類:例えば、ペンチルアミ
ン、ジペンチルアミン、トリペンチルアミン、アニリ
ン、N−メチルアニリン等;これらの中でも、ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコー
ルモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロ
ピオン酸エチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエ
チル、又は、それらの混合物は好ましく用いられる。
一発明におけるのと同様の固形分濃度となるように溶剤
で希釈され、塗工液が調製される。
発明と同様に、それ自体は重合反応性のない樹脂、及
び、それ自体が重合反応性を有する樹脂のいずれをバイ
ンダーとして用いてもよく、また、2種以上のバインダ
ーを組み合わせて用いてもよい。第一発明に用いられる
ものとして説明され、或いは、具体的に例示された各バ
インダーは、第二発明においても用いることができる。
には、第二の光硬化性インキ組成物に光硬化性を付与す
るために、当該光硬化性インキ組成物中に重合性モノマ
ーを配合する必要がある。
第一の発明で用いられるのと同じ着色剤及び分散剤を、
同じ配合割合で用いることができる。
用いて画素部や遮光層のような着色パターンを形成する
場合には、第二の光硬化性インキ組成物中に、所定の色
を付与すべく、1種又は2種以上の着色剤を配合する。
また、第二の光硬化性インキ組成物を用いて、無色透明
の、或いは、色を調節する必要のない硬化層を所定のパ
ターン状に形成する場合には、特に着色剤を用いる必要
はない。
は、必要に応じて、光硬化性インキ組成物中に重合性モ
ノマーを配合してもよい。重合性モノマーとしては、光
照射を受けてそれ自体が重合反応を誘起するか、或い
は、光照射を受けて活性化した光重合開始剤などの他の
成分の作用により重合反応を誘起する官能基を、一分子
中に1個又は2個以上有し、重合性モノマー同士で重合
するか、且つ/又は、バインダーと重合するものを用い
ることができる。より具体的には、第一の発明で用いら
れる単官能モノマー、2乃至3官能性モノマー、及び/
又は、4官能以上の多官能モノマーと同じものを用いる
ことができる。
能基数が比較的少ない2官能乃至3官能の多官能モノマ
ーを用いることにより、インクジェットヘッド先端での
光硬化性インキ組成物の粘度上昇及び目詰まりを防止
し、インクジェット方式による吹き付け作業中における
インキの吐出性を安定させることができるので、好まし
い。
官能以上の多官能モノマーを組み合わせて用いることに
より、光硬化性インキ組成物を用いて形成した硬化層の
パターンに十分な膜強度と基板密着性を付与できること
も、第一発明と同様である。さらに、2乃至3官能性モ
ノマーと4官能以上の多官能モノマーの好ましい配合割
合も、第一発明と同様である。
る場合、濡れ性に関して上述した溶剤と同様の挙動を示
す重合性モノマーを用いるのが好ましい。すなわち第二
発明においては、JIS K6768に規定する濡れ試
験において示された標準液を用い、液滴を接触させて3
0秒後の接触角(θ)を測定し、ジスマンプロットのグ
ラフにより求めた臨界表面張力が30mN/mの試験片
の表面に対する接触角が10°以上を示し、且つ、同じ
測定法により求めた臨界表面張力が70mN/mの試験
片の表面に対する接触角が10°以下を示す重合性モノ
マーを用いるのが好ましい。
満たす重合性モノマーを光硬化性インキ組成物に配合す
ると、光硬化性インキ組成物は、後述する濡れ性可変層
の濡れ性を変化させる前は当該濡れ性可変層の表面に対
して、より一層のこと大きな反撥性を示し、当該濡れ性
可変層の濡れ性を変化させて親水性を大きくした後は当
該濡れ性可変層の表面に対して、より一層のこと大きな
親和性を示すので、好ましい。
れ性に関し上記挙動を示すものとしては、例えば、1,
6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナン
ジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジア
クリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ネ
オペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロール
プロパントリアクリレート、1,3−ブチレングリコー
ルジメタクリレート等を例示することができ、これらの
モノマーは、第二発明において特に好ましく用いられ
る。
においても、必要に応じて光重合開始剤やその他の成分
を光硬化性インキ組成物に配合することができる。上述
の第一発明に用いられるものとして説明され、或いは、
具体的に例示された各添加剤は、第二発明においても用
いることができる。
インキ組成物の調製)上記のバインダー、及び、必要に
応じてその他の各成分を任意の順序で上記の溶剤に投入
し、ディゾルバーなどにより十分に攪拌して、均一に溶
解、分散することによって、第二発明のカラーフィルタ
ー用光硬化性インキ組成物を調製することができる。
造)カラーフィルターの透明基板上に、親水性が大きく
なる方向に濡れ性を変化させることのできる濡れ性可変
層を形成し、当該濡れ性可変層の表面の所定領域内の濡
れ性を選択的に変化させて、周囲と比べて親水性の大き
いインキ層形成領域を形成し、当該インキ層形成領域
に、上述した第二発明のカラーフィルター用光硬化性イ
ンキ組成物にR、G又はB等の所望の着色剤を配合して
なる画素部形成用インキを選択的に付着させてインキ層
を形成し、当該インキ層に光線を照射することにより硬
化させることによって、画素部を形成することができ
る。
製造方法の一例を、以下に説明する。先ず、図2(A)
に示すように、カラーフィルターの透明基板1の一面側
の画素部間の境界となる領域に遮光層2を形成する。こ
の遮光層のパターンによって、各色の画素部形成領域4
R、4G、4Bが画成される。透明基板1としては、上
述の第一発明で用いられるのと同じものを用いることが
でき、遮光部2も、第一発明におけるのと同様のものを
設けることができる。
1の表面の少なくとも一部領域、特に、この例では、画
素部形成領域を含む領域に、濡れ性可変層としての光触
媒含有層10をベタ塗りのパターン(ソリッドパターン
状)に形成する。
有層10にフォトマスク11を介して光線7を照射して
露光を行い、画素部形成領域4R、4G、4Bの親水性
を増大させる。
層の画素部形成領域の濡れ性を選択的に変化させて親水
性を大きくすると、第二発明の光硬化性インキ組成物
は、画素部形成領域に容易に付着して均一に広がり、一
方、画素部形成領域の周囲領域では強く反撥して排除さ
れるので、画素部形成領域に選択的に且つ均一に付着
し、その結果、正確なパターンで色ムラや色抜けのない
画素部を形成することができる。
JIS K6768に規定する濡れ試験において示され
た標準液を用い、液滴を接触させて30秒後の接触角
(θ)を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求め
た臨界表面張力が、濡れ性を変化させる前においては2
0〜50mN/mを示し、且つ、濡れ性を変化させた後
においては40〜80mN/mを示すものであることが
好ましい。
のできる濡れ性可変層を用いると、第二発明の光硬化性
インキ組成物は、濡れ性を変化させて親水性を大きくし
た画素部形成領域等のパターン形成領域において、非常
に小さな接触角を示し、一方、パターン形成領域の周囲
においては、非常に大きな接触角を示し、濡れ性の差を
非常に大きくとることができる。
は、隣接し合う画素部形成領域間の境界部に未露光部を
確保しつつ、露光部12の幅を画素部形成領域4の幅よ
りも広くとるようにすることが好ましい。このようにす
ることにより、画素部形成領域4の隅々まで十分に露光
され、親水性が増大するので、画素部の色抜け等の不都
合が生じなくなる。光触媒含有層10は、フォトマスク
を用いずとも、レーザー光線の走査によるフォトリソグ
ラフィーなどの他の方法で所定のパターン状に露光して
もよい。また、透明基板の裏面側(光触媒含有層10が
設けられているのとは反対側)から露光を行うと、遮光
層2がフォトマスクとして機能するので、フォトマスク
が不要である。
媒を活性化できるものであれば可視光線であっても不可
視光線であっても差し支えないが、通常は、紫外光を含
む光を用いる。このような紫外光を含む光源としては、
例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノン
ランプ等を挙げることができる。この露光に用いる光の
波長は400nm以下の範囲、好ましくは380nm以
下の範囲から設定することができ、また、露光に際して
の光の照射量は、露光された部位が光触媒の作用により
親水性を増大させるのに必要な照射量とすることができ
る。
せることのできる濡れ性可変層としては、例えば、a)
図示した濡れ性可変層10のように光触媒を含有し且つ
光触媒の作用により濡れ性可変層自体の親水性が増大す
るもののほか、b)濡れ性可変層の下側(透明基板側)
に光触媒含有層を備え、光触媒含有層内に存在する光触
媒の作用によって濡れ性可変層の親水性が増大するも
の、c)光触媒及び当該光触媒の作用により分解するバ
インダーからなる分解性濡れ性可変層であって、当該分
解性濡れ性可変層の露光部分が分解、除去されて親水性
を有する下地、例えば透明基板等が露出するもの、或い
は、d)光触媒の作用により分解するバインダーからな
る分解性濡れ性可変層の下側に光触媒含有層を備え、光
触媒含有層内に存在する光触媒の作用によって当該分解
性濡れ性可変層の露光部分が分解、除去されて親水性を
有する下地、例えば光触媒含有層等が露出するものなど
を例示することができる。
に濡れ性を変化させることのできる濡れ性可変層」は、
基板に濡れ性可変層を設けてなる積層体において、濡れ
性可変層形成面の濡れ性を親水性が大きくなる方向に変
化させるものであればよく、上記例示a)、b)のよう
に、濡れ性可変層自体の親水性が増大するものだけでな
く、上記例示c)、d)のように、濡れ性可変層が分解
して親水性の下地が露出するものも、これに含まれる。
について、詳しく説明する。
有層 図示した光触媒含有層10のように、それ自体が濡れ性
可変層として機能する光触媒含有層は、光触媒とバイン
ダとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散し
て塗布液を調製し、この塗布液を塗布した後、加水分
解、重縮合反応を進行させてバインダ中に光触媒を強固
に固定することにより形成される。
例えば酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、
酸化スズ(SnO2)、チタン酸ストロンチウム(Sr
TiO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化ビスマス
(Bi2O3)、および酸化鉄(Fe2O3)を挙げること
ができ、これらから選択して1種または2種以上を混合
して用いることができる。
は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって
生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、ある
いは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、
有機物の化学構造に変化を及ぼし、例えば、バインダの
一部である有機基や添加剤の酸化、分解等によって親水
性を増大させると考えられる。
ンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性も
なく、入手も容易であることから好適に使用される。酸
化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明で
はいずれも使用することができるが、アナターゼ型の酸
化チタンが好ましい。アナターゼ型酸化チタンは励起波
長が380nm以下にある。
は、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル
(石原産業(株)製STS−02(平均粒径7nm)、
石原産業(株)製ST−K01)、硝酸解膠型のアナタ
ーゼ型チタニアゾル(日産化学(株)製TA−15(平
均粒径12nm))等を挙げることができる。
果的に起こるので好ましく、平均粒径が50nm以下の
光触媒が好ましく、20nm以下の光触媒を使用するの
が特に好ましい。また、光触媒の粒径が小さいほど、形
成された光触媒含有層の表面粗さが小さくなるので好ま
しく、光触媒の粒径が100nmを越えると光触媒含有
層の中心線平均表面粗さが粗くなり、光触媒含有層の非
露光部の撥インク性が低下し、また露光部の親インク性
の発現が不十分となるため好ましくない。
ンダは、主骨格が上記の光触媒の光励起により分解され
ないような高い結合エネルギーを有するものが好まし
く、例えば、(1)ゾルゲル反応等によりクロロまたは
アルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度
を発揮するオルガノポリシロキサン、(2)撥水牲や撥
油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリ
シロキサン等を挙げることができる。
炭化水素基を示す。一分子中の複数のYは互いに同じ基
であっても異なる基であってもよい。nは0〜3までの
整数である。)で示される珪素化合物の1種または2種
以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物である
オルガノポリシロキサンであることが好ましい。
しての置換基を有していてもよい炭化水素基を少なくと
も一つ有しているのが好ましい。
基、又は、置換された炭化水素基の炭化水素基部分とし
ては、例えば、メチル、エチルその他のアルキル等の直
鎖又は分岐脂肪族炭化水素基;シクロヘキシル等の脂環
式炭化水素基;ビニル等の不飽和炭化水素基;フェニル
等の芳香族炭化水素基などを例示でき、これらの炭化水
素基又は炭化水素基部分の炭素数は1〜20の範囲内で
あることが好ましい。
いてもよい炭化水素基としては、フルオロアルキル等の
フッ素置含有炭化水素基;グリシドキシアルキルやβ−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)アルキルのような
エポキシ含有炭化水素基;(メタ)アクリロイルオキシ
アルキルのようなアクリロイルオキシ又はメタクリロイ
ルオキシ含有炭化水素基;アミノアルキルのようなアミ
ノ含有炭化水素基;メルカプトアルキルのようなメルカ
プト含有炭化水素基;N−フルオロアルキルスルホニル
アミノアルキル等のN−フルオロアルキルスルホンアミ
ド基含有炭化水素基をはじめとするフルオロアルキル含
有炭化水素基などを例示できる。
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基である
ことが好ましい。
チルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシ
ラン、メチルトリt−ブトキシシラン;エチルトリクロ
ルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキ
シシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソ
プロポキシシラン、エチルトリt−ブトキシシラン;n
−プロピルトリクロルシラン、n−プロピルトリブロム
シラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピ
ルトリエトキシシラン、n−プロピルトリイソプロポキ
シシラン、n−プロピルトリt−ブトキシシラン;n−
ヘキシルトリクロルシラン、n−へキシルトリブロムシ
ラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシル
トリエトキシシラン、n−へキシルトリイソプロポキシ
シラン、n−へキシルトリt−ブトキシシラン;n−デ
シルトリクロルシラン、n−デシルトリブロムシラン、
n−デシルトリメトキシシラン、n−デシルトリエトキ
シシラン、n−デシルトリイソプロポキシシラン、n−
デシルトリt−ブトキシシラン;n−オクタデシルトリ
クロルシラン、n−オクタデシルトリブロムシラン、n
−オクタデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシル
トリエトキシシラン、n−オクタデシルトリイソプロポ
キシシラン、n−オクタデシルトリt−ブトキシシラ
ン;フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシ
ラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエト
キシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェ
ニルトリt−ブトキシシラン;テトラクロルシラン、テ
トラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエト
キシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエト
キシシラン;ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロ
ムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエト
キシシラン;ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジ
ブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニ
ルジエトキシシラン;フェニルメチルジクロルシラン、
フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメト
キシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン;トリク
ロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメト
キシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイ
ソプロポキシヒドロシラン、トリt−ブトキシヒドロシ
ラン;ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリt
−ブトキシシラン;トリフルオロプロピルトリクロルシ
ラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフ
ルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロ
ピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイ
ソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリt−ブ
トキシシラン;γ−グリシドキシプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−
メタアクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−メタアクリロイルオキシプロピルメチルジエト
キシシラン、γ−メタアクリロイルオキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−メタアクリロイルオキシプロピル
トリエトキシシラン、γ−メタアクリロイルオキシプロ
ピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリロイル
オキシプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−アミノプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメ
チルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミ
ノプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−メルカプトプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキ
シシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリt−ブトキシシラ
ン;β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルト
リメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキ
シル)エチルトリエトキシシラン;および、それらの部
分加水分解物;および、それらの混合物を使用すること
ができる。
て、特にフルオロアルキル基を有するものが好ましい。
フルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサン化
合物を用いて濡れ性変化層を形成すると、フルオロアル
キル基の作用により非露光部の撥水性、撥インキ性が高
くなり、高親水化した露光部と高撥水性の非露光部との
間に、インキに対する濡れ性の差を大きくとることがで
きる。
表される珪素化合物を縮合単位とする加水分解縮合物、
又は、共加水分解縮合物であって、縮合単位の全部又は
少なくとも一部が、下記のフルオロアルキルシランのよ
うなフルオロアルキル基含有珪素化合物の1種または2
種以上であるものを使用することができる。下記のフル
オロアルキルシランは、一般にフッ素系シランカップリ
ング剤として知られている。
H3)3;CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC
H3)3;CF3(CF2)7CH2CH2Si(OC
H3)3;CF3(CF2)9CH2CH2Si(OC
H3)3;(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2Si(O
CH3)3;(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2Si
(OCH3)3;(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2S
i(OCH3)3;CF3(C6H4)C2H4Si(OC
H3)3;CF3(CF2)3(C6H4)C2H4Si(OC
H3)3;CF3(CF2)5(C6H4)C2H4Si(OC
H3)3;CF3(CF2)7(C6H4)C2H4Si(OC
H3)3;CF3(CF2)3CH2CH2SiCH3(OCH
3)2;CF3(CF2)5CH2CH2SiCH3(OC
H3)2;CF3(CF2)7CH2CH2SiCH3(OCH
3)2;CF3(CF2)9CH2CH2SiCH3(OC
H3)2;(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2SiCH
3(OCH3)2;(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2
Si CH3(OCH3)2;(CF3)2CF(CF2)8
CH2CH2Si CH3(OCH3)2;CF3(C6H4)
C2H4SiCH3(OCH3)2;CF3(CF2)3(C6
H4)C2H4SiCH3(OCH3)2;CF3(CF2)5
(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2;CF3(CF
2)7(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2;CF
3(CF2)3CH2CH2Si(OCH2CH3)3;CF3
(CF2)5CH2CH2Si(OCH2CH3)3;CF
3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3;CF3
(CF2)9CH2CH2Si(OCH2CH3)3;および
CF3(CF2)7SO2N(C2H5)C2H4CH2Si
(OCH3)3。
るポリシロキサンをバインダとして用いることにより、
光触媒含有層の濡れ性を変化させる前の撥インク性が大
きくなるので、濡れ性を変化させる前後で濡れ性の差を
大きくとることができる。
しては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げ
ることができる。
炭素数1〜10の置換もしくは非置換のアルキル、アル
ケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モ
ル比で全体の40%以下がビニル、フェニル、ハロゲン
化フェニルである。また、R1、R2がメチル基のものが
表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比
でメチル基が60%以上であることが好ましい。また、
鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも1個以
上の水酸基等の反応性基を有する。
もに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしな
い安定なオルガノシリコン化合物をバインダに混合して
もよい。
の他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的
には、日光ケミカルズ(株)製NIKKOL BL、B
C、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン
社製ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製サー
フロンS−141、145、大日本インキ化学工業
(株)製メガファックF−141、144、ネオス
(株)製フタージェントF−200、F251、ダイキ
ン工業(株)製ユニダインDS−401、402、スリ
ーエム(株)製フロラードFC−170、176等のフ
ッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙
げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオ
ン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもでき
る。
の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステ
ル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレー
ト、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポ
リカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイ
ミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポ
リプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸
ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイ
ミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリ
ン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマ
ー、ポリマー等を含有させることができる。
60重量%、好ましくは20〜40重量%の範囲で設定
することができる。また、光触媒含有層の厚みは、0.
05〜10μmの範囲内が好ましい。
は、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の
有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコ
ート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等
の公知の塗布方法により行うことができる。バインダと
して紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を
照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成
することができる。
備え、濡れ性可変層の親水性が増大するもの このタイプの濡れ性可変層を形成するには、先ず、バイ
ンダー及び光触媒を溶解、分散した塗工液を、カラーフ
ィルターの透明基板上に塗布した後、加水分解あるいは
重縮合反応進行させて光触媒含有層を形成するか、又
は、光触媒単体の光触媒含有層を形成する。次いで、光
触媒含有層の上に、疎水性の有機物からなる薄膜の濡れ
性可変層を形成する。光触媒、バインダー、或いは溶剤
等は、上記a)のタイプで用いるのと同じものを用いて
よい。
面グラフト処理、界面活性剤処理、PVD、CVD等の
気相による成膜法を用いることができる。有機物として
は、低分子化合物、高分子化合物、界面活性剤等で、光
触媒によって濡れ性が変化するものを用いることができ
る。具体的には、光触媒の作用により有機基が水酸基に
変化する、シラン化合物で、シランカップリング剤、ク
ロロシラン、アルコキシシラン、あるいはこれらの2種
以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物を挙げること
ができる。光触媒含有層の上には、上述したオルガノポ
リシロキサンからなる濡れ性可変層を形成してもよく、
その場合にはフルオロアルキル基を含有するオルガノポ
リシロキサンを用いるのが好ましい。
れ性可変層自体が光触媒を含有する光触媒含有層である
か、又は、当該濡れ性可変層の透明基板側に設けられた
光触媒含有層を備えており、当該光触媒含有層に光線を
照射することによって光触媒を活性化し、活性化された
当該光触媒の作用により、親水性が大きくなる方向に濡
れ性を変化させるものである。すなわち、例示の濡れ性
可変層は、いずれも、光線を照射されることによって親
水性が大きくなる方向に濡れ性を変化させるものであ
る。
層は、その表面の濡れ性を、外からの刺激、例えば物理
的刺激、化学的刺激等により変化させることができる層
であれば特に限定されるものではない。例えば、酸また
はアルカリ等により表面の粗さの状態が変化し、濡れ性
が変化する層等であってもよいし、また紫外線や可視
光、さらには熱等のエネルギーの照射により濡れ性可変
層内の物質が変化して濡れ性が変化する層等であっても
よい。
含有層は、画素部形成領域に光線を照射して親水性が増
大させ、第二発明の光硬化性インキ組成物を選択的に付
着させるが、何らかの刺激によって親水性が減少するよ
うな濡れ性可変層をカラーフィルターの透明基板上に設
け、画素部形成領域のネガパターン状に濡れ性を変化さ
せる刺激を与えることによっても、第二発明の光硬化性
インキ組成物を所望の領域だけに選択的に付着させるこ
とが可能である。
化性インキ組成物であって、1又は2以上の着色剤を配
合してなる、各色の画素部形成用インキを用意する。そ
して、上述した図2(C)の工程において親水性を増大
させた画素部形成領域4R、4G、4Bに、対応する色
の画素部形成用インキを選択的に付着させて、図2
(D)に示すようなインキ層6R、6G、6Bを形成す
る。
法で画素部形成領域に付着させることができるが、図2
(D)に示すように、インクジェット方式により画素部
形成領域に吹き付けるのが好ましい。第二発明の光硬化
性インキ組成物は、画素部形成用インキに限らず、イン
クジェット方式に対する適性に優れている。従って、第
二発明の光硬化性インキ組成物を、濡れ性を変化させて
親水性を増大させた所定のパターン形成領域にインクジ
ェット方式により吹き付けることによって、正確に且つ
均一に付着させることができ、正確なパターンで色ムラ
や色抜けのない画素部を形成することができる。また、
各色の画素部形成用インキを、複数のヘッド5を使って
同時に基板上に吹き付けることもできるので、各色ごと
に画素部を形成する場合と比べて作業効率を向上させる
ことができる。
ンキ層6R、6G、6Bに光7を照射して硬化させ、さ
らに必要に応じて、ベークを行って各色の画素部8R、
8G、8Bを形成する。次に、図2(F)に示すよう
に、透明基板の画素部8R、8G、8Bを形成した側
に、保護層9を形成する。図2(E)及び図2(F)に
示すような第二発明における光硬化工程及び保護層形成
工程は、第一発明の場合と同様に行うことができる。
ター用光硬化性インキ組成物を用いてカラーフィルター
101Bが製造される。この例においては、第二発明の
カラーフィルター用光硬化性インキ組成物である画素部
形成用インキを用いて画素部を形成するが、第二発明の
カラーフィルター用光硬化性インキ組成物を、基板表面
の濡れ性の差を利用して親インキ性領域だけに選択的に
付着させることによって、画素部以外の硬化層、例え
ば、遮光層2や撥インキ性凸部3などを、所望のパター
ン状に形成することもできる。
二発明のカラーフィルター用光硬化性インキ組成物であ
って黒色顔料などの遮光性着色剤を配合してなる遮光層
形成用インキを調製する。次に、透明基板1の上に濡れ
性変化層10を形成し、遮光層を形成すべき領域の濡れ
性を変化させて親水性を増大させ、予め用意しておいた
遮光層形成用インキを、親水性(親インキ性)が増大し
た遮光層形成領域にインクジェット等の方法により選択
的に付着させてインキ層を所定のパターン状に形成し、
当該インキ層に光を照射して硬化させ、必要に応じてベ
ークすることによって遮光層を形成できる。遮光層形成
用インキは光透過性が悪いが、光の種類や照射条件を調
節することによって、光硬化させることが可能である。
には、先ず、第二発明のカラーフィルター用光硬化性イ
ンキ組成物であって、撥インキ性のバインダーを配合し
てなる撥インキ性凸部形成用インキを調製する。次に、
透明基板1の上に、遮光層1及び濡れ性変化層10を順
次形成する。次に、遮光層2の上面の中央に、当該遮光
層2の長手方向に沿って当該遮光層2よりも幅狭のパタ
ーン状に、濡れ性を変化させた撥インキ性凸部形成領域
を形成する。次に、親水性(親インキ性)が増大した撥
インキ性凸部形成領域にインクジェット等の方法により
選択的に付着させてインキ層を所定のパターン状に形成
し、当該インキ層に光を照射して硬化させ、必要に応じ
てベークすることによって撥インキ性凸部3を形成でき
る。撥インキ性凸部形成用インキは、遮光性を必要とし
ないので光透過性が良く、従って、容易に光硬化させる
ことができる。
触媒含有層用塗工液を調製した。 〈光触媒含有層用塗工液の組成〉 ・イソプロピルアルコール:3g ・フルオロアルキルシラン(トーケムプロダクツ製MF
−160E:N−[3−(トリメトキシシリル)プロピ
ル]−N−エチル−パーフルオロオクタンスルホンアミ
ドのイソプロピルエーテル50重量%溶液):0.07
g ・酸化チタンゾル(石原産業製STK−01):3g ・シリカゾル(日本合成ゴム製グラスカHPC700
2):0.6g ・アルキルアルコキシシラン(日本合成ゴム製HPC4
02C):0.2g (2)光触媒含有層の形成 開口部76μm×259μmで線幅23μmのクロム薄
膜パターンからなるブラックマトリックスを有するソー
ダガラス製の透明基板上に、上記の光触媒含有層用塗工
液をスピンコーターにより塗布し、150℃、10分間
の乾燥処理後、加水分解、重縮合反応を進行させて、光
触媒がオルガノポリシロキサン中に強固に固定された厚
み0.5μmの透明な光触媒含有層を形成した。
灯(波長365nm)により70mW/cm2の照度で
3分間、光線を照射し、非照射部位と照射部位の水に対
する接触角を測定した。接触角の測定は、接触角測定器
(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用い、非照射部
位又は照射部位にマイクロシリンジから水滴を滴下して
30秒後に行った。その結果、非照射部位における水の
接触角は70°であるのに対して、照射部位における水
の接触角は10°以下であり、照射部位が高親水性とな
って、照射部位と非照射部位との濡れ性の差を利用して
パターン形成が可能なことが確認された。
れ試験において示された標準液を用い、光触媒含有層の
表面の非照射部位に液滴を接触させて30秒後の接触角
(θ)を測定し、ジスマンプロット(横軸:標準液の表
面張力、縦軸:cosθ)を作成し、グラフを外挿した
ところ、cosθ=0となる点が示す表面張力、すなわ
ち、非照射部位の臨界表面張力は30mN/mだった。
同じ方法で、照射部位における臨界表面張力を測定した
ところ、70mN/mだった。
ブラックマトリックスの線幅(23μm)よりも狭い幅
(10μm)の遮光パターンを有するマスクを、上記透
明基板の光触媒含有層上に配置し、ブラックマトリック
スと重なるように位置合わせした後、このマスクを介し
て水銀灯(波長365nm)により70mW/cm2の
照度で50秒間、光触媒含有層を露光して、照射部位を
高親水性とした。各照射部位は、ブラックマトリックス
上に存在する幅10μmの非照射部により区画され、ブ
ラックマトリックスに囲まれた76μm×259μmの
大きさの画素部形成領域と、その周囲のブラックマトリ
ックスと重なる領域を有していた。
を混合し、3本ロールとビーズミルを用いて顔料分散液
を得た。その顔料分散液をディソルバー等で十分攪拌し
ながら、その他の材料を少量ずつ添加し、赤色画素部用
着色インキを調製した。 〈赤色画素部用着色インキの組成〉 ・顔料(C.I.ピグメントレッド254):5重量部 ・高分子分散剤(AVECIA社製ソルスパース240
00):1重量部 ・バインダー(ベンジルメタクリレート−メタクリル酸
共重合体):5重量部 ・モノマー1(ヘキサンジオールジアクリレート):7
重量部 ・モノマー2(ジペンタエリスリトールペンタアクリレ
ート):2重量部 ・開始剤(2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェ
ニル〕−2−モンフォリノプロパン)−1−オン:2重
量部 ・溶剤(3−エトキシプロピオン酸エチル):78重量
部 上記成分のうち、溶剤である3−エトキシプロピオン酸
エチルは、JIS K6768に規定する濡れ試験にお
いて示された標準液を用い、液滴を接触させて30秒後
の接触角(θ)を測定し、ジスマンプロットのグラフに
より求めた臨界表面張力が30mN/mの試験片の表面
に対する接触角が18°であり、且つ、臨界表面張力が
70mN/mの試験片の表面に対する接触角が0°であ
った。
サンジオールジアクリレートは、同様の試験において、
臨界表面張力が30mN/mの試験片表面に対する接触
角が24°であり、且つ、臨界表面張力が70の試験片
表面に対する接触角が0°であった。
レッド254に代えてC.I.ピグメントグリーン36
を同量用いるほかは赤色画素部用着色インキの場合と同
様にして緑色赤色画素部用着色インキを調製した。さら
に、下記組成中のC.I.ピグメントレッド254に代
えてC.I.ピグメントブルー15:6を同量用いるほ
かは赤色画素部用着色インキの場合と同様にして青色画
素部用着色インキを調製した。
に充填し、当該ヘッドから、基板上に形成した赤色用の
各画素部形成領域の中心部にドロップ径30μmで滴下
した。同様に、緑色画素部用着色インキを、ヘッドから
緑色用の各画素部形成領域の中心部に、ドロップ径30
μmで滴下した。さらに、青色画素部用着色インキを、
ヘッドから青色用の各画素部形成領域の中心部に、ドロ
ップ径30μmで滴下した。滴下した各色の画素部用着
色インキは、ブラックマトリックス上の非照射部ではじ
かれ、各色の画素部形成領域においては均一に拡散して
選択的に付着された。
分間乾燥させて、水銀灯(波長365nm)により70
mW/cm2の照度で30秒間、光線を照射して、さら
に、200℃で60分間熱処理を行って画素部を形成し
た。
ム(株)製SS7265)をスピンコーターにて画素部
上に塗布し、200℃、30分間の硬化処理を施して保
護層を形成し、カラーフィルターを得た。
及び2−2)を調製した。どちらの着色インキの場合
も、先ず、顔料、高分子分散剤及び溶剤を混合し、3本
ロールとビーズミルを用いて顔料分散液を調製し、その
顔料分散液をディソルバー等で十分攪拌しながら、その
他の材料を少量ずつ添加し、赤色画素部用着色インキを
調製した。 〈赤色画素部用着色インキ2−1の組成〉赤色インキ2
−1としては、実施例1で調製したのと同じ赤色画素部
用着色インキを、そのまま用いた。 〈赤色画素部用着色インキ2−2の組成〉 ・顔料(C.I.ピグメントレッド254):5重量部 ・高分子分散剤(AVECIA社製ソルスパース240
00):1重量部 ・バインダー(ベンジルメタクリレート−メタクリル酸
共重合体):10重量部 ・モノマー2(ジペンタエリスリトールペンタアクリレ
ート):4重量部 ・開始剤(2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェ
ニル〕−2−モンフォリノプロパン)−1−オン:2重
量部 ・溶剤(3−エトキシプロピオン酸エチル):78重量
部 (2)粘度の測定 各赤色インキの粘度を、粘度測定器VIBROVISC
OMETER CJV5000(A&D社製)を用い、
温度20℃で測定した。
ドから吐出して、実施例1の場合と同様にして光触媒含
有層を設けて所定のパターン状に露光したガラス製透明
基板の赤色用画素部形成領域の中心部に、ドロップ径3
0μmで滴下した。さらに、初期吐出を停止してヘッド
を1分間静止させた後、同じヘッドから別の赤色用画素
部形成領域の中心部に、ドロップ径30μmで滴下し
た。このような間歇吐出において、最初に吐出動作を行
った時の吐出性(初期吐出性)と、その後に再吐出を行
った時の吐出性(間歇吐出安定性)を観察し、下記基準
に従って評価した。 <初期吐出性の評価基準> ○:ヘッドの全部の穴からインキを吐出することが可能
である。 △:ヘッドにインキの出ない穴が一部ある。 ×:ヘッドのほとんどの穴からインキが出ない。 <間歇吐出安定性の評価基準> ○:初期に吐出できたヘッドの穴の全部からインキを再
吐出することが可能である。 △:ヘッドにインキの出ない穴が一部ある。 ×:ヘッドのほとんどの穴からインキが出ない。
上のモノマーを組み合わせた赤色インキ2−1は、初期
粘度が低く、初期吐出性及び間歇吐出安定性が共に良好
だった。これに対して、4官能以上のモノマーしか用い
ない赤色インキ2−2は、初期粘度が比較的高く、初期
吐出性及び間歇吐出安定性はいずれも赤色インキ2−1
と比べて劣っていた。ただし、赤色インキ2−2は赤色
インキ2−1と同じ溶剤を用いており、赤色用画素部形
成領域からはみ出すことなく均一に拡散した。
及び3−2)を調製した。どちらの着色インキの場合
も、先ず、顔料、高分子分散剤及び溶剤を混合し、3本
ロールとビーズミルを用いて顔料分散液を調製し、その
顔料分散液をディソルバー等で十分攪拌しながら、その
他の材料を少量ずつ添加し、赤色画素部用着色インキを
調製した。
で測定したのと同様に、赤色インキ3−2について臨界
表面張力が30mN/mの試験片の表面、及び、臨界表
面張力が70mN/mの試験片の表面に対する接触角を
測定した。 〈赤色画素部用着色インキ3−1の組成〉赤色インキ3
−1としては、実施例1で調製したのと同じ赤色画素部
用着色インキを、そのまま用いた。 〈赤色画素部用着色インキ3−2の組成〉溶剤を、78
重量部の3−エトキシプロピオン酸エチルに代えて、同
量のオクタンを用いたほかは赤色インキ3−1と同じ組
成である。
媒含有層を形成した。この光触媒含有層を、未露光部の
幅10μm、露光部の幅89μmのストライプ状に露光
し、照射部位にインクジェットヘッドから各赤色インキ
を、次の吐出条件で吐出した。 <吐出条件> ・ドロップ径:30μm ・ヘッド周波数:2000Hz ・基板の送りスピード:50mm/sec. このような吐出を行った時の赤色インキの広がり具合を
観察し、下記基準に従って評価した。 <パターン形成の評価基準> ○:赤色インキが照射部位に十分広がり、非照射部位へ
のインキのはみ出しが少ない。 ×:非照射部位、又は、隣の照射部位までインクが塗れ
広がっていく。
施例1において述べたように、臨界表面張力が30mN
/mの試験片の表面に対する接触角と臨界表面張力が7
0mN/mの試験片の表面に対する接触角の差を大きく
とることができ、良好なパターン形成を示した。これに
対して、溶剤としてオクタンを用いた赤色インキ3−2
は、上記各試験片に対する接触角の差が全くなく、今回
用いた濡れ性可変層の照射部位に選択的に付着させるこ
とはできなかった。ただし、赤色インキ3−2は、赤色
インキ3−1と同様に2乃至3官能モノマーと4官能以
上のモノマーを組み合わせて用いており、インクジェッ
トヘッドからの初期吐出性及び間歇吐出安定性は共に良
好だった。
においては、カラーフィルター用光硬化性インキ組成物
中に、2官能乃至3官能の官能基数が比較的少ない多官
能モノマーを用いるので、インクジェット方式の吹き付
け作業中に、ヘッドの先端での粘度上昇が起こり難く、
ヘッドの目詰まりが発生せず、作業中におけるインキの
吐出性が安定する。そのため、インキの吐出量や吐出方
向が一定に保たれ、インキを基板上に所定のパターン通
り正確に、且つ、均一に付着させることができる。
ーフィルター用光硬化性インキ組成物の溶剤として、J
IS K6768に規定する濡れ試験において示された
標準液を用い、液滴を接触させて30秒後の接触角
(θ)を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求め
た臨界表面張力が30mN/mの試験片の表面に対する
接触角が10°以上を示し、且つ、同じ測定法により求
めた臨界表面張力が70mN/mの試験片の表面に対す
る接触角が10°以下を示すものを用いるので、濡れ性
可変層の表面の一部の濡れ性を親水性が大きくなる方向
に変化させて形成した所定パターンのインキ層形成領域
に対する光硬化性インキ組成物の濡れ性と、その周囲の
領域に対する光硬化性インキ組成物の濡れ性の差を大き
くとることができる。そのため、第二発明のカラーフィ
ルター用光硬化性インキ組成物を、インキ層形成領域に
正確に、且つ、均一に付着させることができる。
ターを製造する方法の説明図である。
ターを製造する方法の説明図である。
Claims (22)
- 【請求項1】 少なくともバインダー、及び、2官能乃
至3官能の多官能モノマーを含有することを特徴とす
る、カラーフィルター用光硬化性インキ組成物。 - 【請求項2】 さらに着色剤を含有することを特徴とす
る、請求項1に記載のカラーフィルター用光硬化性イン
キ組成物。 - 【請求項3】 前記2官能乃至3官能の多官能モノマー
は、官能基としてアクリロイルオキシ基、及び/又は、
メタクリロイルオキシ基を有するものであることを特徴
とする、請求項1に記載のカラーフィルター用光硬化性
インキ組成物。 - 【請求項4】 前記2官能乃至3官能の多官能モノマー
が、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9
−ノナンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオ
ールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレ
ート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメ
チロールプロパントリアクリレート、1,3−ブチレン
グリコールジメタクリレートの中から選ばれる少なくと
も一種であることを特徴とする、請求項3に記載のカラ
ーフィルター用光硬化性インキ組成物。 - 【請求項5】 前記2官能乃至3官能の多官能モノマー
と共に、さらに4官能以上の多官能モノマーを、前記2
官能乃至3官能の多官能モノマー100重量部に対して
1〜50重量部の割合で含有することを特徴とする、請
求項1に記載のカラーフィルター用光硬化性インキ組成
物。 - 【請求項6】 JIS K6768に規定する濡れ試験
において示された標準液を用い、液滴を接触させて30
秒後の接触角(θ)を測定し、ジスマンプロットのグラ
フにより求めた臨界表面張力が30mN/mの試験片の
表面に対する接触角が10°以上を示し、且つ、同じ測
定法により求めた臨界表面張力が70mN/mの試験片
の表面に対する接触角が10°以下を示す溶剤に、少な
くともバインダーを溶解又は分散させてなることを特徴
とする、カラーフィルター用光硬化性インキ組成物。 - 【請求項7】 さらに着色剤を含有することを特徴とす
る、請求項6に記載のカラーフィルター用光硬化性イン
キ組成物。 - 【請求項8】 前記の溶剤が、ジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエ
ーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチル
エーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチ
ル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、又は、
それらの混合物であることを特徴とする、請求項6に記
載のカラーフィルター用光硬化性インキ組成物。 - 【請求項9】 2官能乃至3官能の多官能モノマーを、
さらに含有することを特徴とする、請求項6に記載のカ
ラーフィルター用光硬化性インキ組成物。 - 【請求項10】 前記2官能乃至3官能の多官能モノマ
ーと共に、さらに4官能以上の多官能モノマーを、前記
2官能乃至3官能の多官能モノマー100重量部に対し
て1〜50重量部の割合で含有することを特徴とする、
請求項9に記載のカラーフィルター用光硬化性インキ組
成物。 - 【請求項11】 JIS K6768に規定する濡れ試
験において示された標準液を用い、液滴を接触させて3
0秒後の接触角(θ)を測定し、ジスマンプロットのグ
ラフにより求めた臨界表面張力が30mN/mの試験片
の表面に対する接触角が10°以上を示し、且つ、同じ
測定法により求めた臨界表面張力が70mN/mの試験
片の表面に対する接触角が10°以下を示す重合性モノ
マーを、さらに含有することを特徴とする、請求項6に
記載のカラーフィルター用光硬化性インキ組成物。 - 【請求項12】 前記の重合性モノマーが、2官能乃至
3官能の多官能モノマーであることを特徴とする、請求
項11に記載のカラーフィルター用光硬化性インキ組成
物。 - 【請求項13】 前記2官能乃至3官能の多官能モノマ
ーは、官能基としてアクリロイルオキシ基、及び/又
は、メタクリロイルオキシ基を有するものであることを
特徴とする、請求項12に記載のカラーフィルター用光
硬化性インキ組成物。 - 【請求項14】 前記2官能乃至3官能の多官能モノマ
ーが、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,
9−ノナンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジ
オールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリ
レート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレート、1,3−ブチレ
ングリコールジメタクリレートの中から選ばれる少なく
とも一種であることを特徴とする、請求項13に記載の
カラーフィルター用光硬化性インキ組成物。 - 【請求項15】 (1)基板上の所定領域に、前記請求
項1乃至5いずれかに記載のカラーフィルター用光硬化
性インキ組成物をインクジェット方式によって選択的に
付着させて、インキ層を形成する工程と、 (2)当該インキ層に光線を照射することにより硬化さ
せて、所定パターンの硬化層を形成する工程、 を含むことを特徴とする、カラーフィルターの製造方
法。 - 【請求項16】 前記請求項2に記載のカラーフィルタ
ー用光硬化性インキ組成物を用いて、前記硬化層として
の画素部を形成することを特徴とする、請求項15の製
造方法。 - 【請求項17】 (1)基板上に、親水性が大きくなる
方向に濡れ性を変化させることのできる濡れ性可変層を
形成する工程と、 (2)当該濡れ性可変層の表面の所定領域内の濡れ性を
選択的に変化させて、周囲と比べて親水性の大きいイン
キ層形成領域を形成する工程と、 (3)当該インキ層形成領域に、前記請求項6乃至14
いずれかに記載のカラーフィルター用光硬化性インキ組
成物を選択的に付着させて、インキ層を形成する工程
と、 (4)当該インキ層に光線を照射することにより硬化さ
せて、所定パターンの硬化層を形成する工程、 を含むことを特徴とする、カラーフィルターの製造方
法。 - 【請求項18】 前記請求項7に記載のカラーフィルタ
ー用光硬化性インキ組成物を用いて、前記硬化層として
の画素部を形成することを特徴とする、請求項17に記
載の製造方法。 - 【請求項19】 前記のインキ層形成領域に、前記のカ
ラーフィルター用光硬化性インキ組成物をインクジェッ
ト方式によって選択的に付着させることを特徴とする、
請求項17に記載の製造方法。 - 【請求項20】 前記の濡れ性可変層は、JIS K6
768に規定する濡れ試験において示された標準液を用
い、液滴を接触させて30秒後の接触角(θ)を測定
し、ジスマンプロットのグラフにより求めた臨界表面張
力が、濡れ性を変化させる前においては20〜50mN
/mを示し、且つ、濡れ性を変化させた後においては4
0〜80mN/mを示すことを特徴とする、請求項17
に記載の製造方法。 - 【請求項21】 前記の濡れ性可変層は、光線を照射さ
れることによって親水性が大きくなる方向に濡れ性を変
化させるものであることを特徴とする、請求項17に記
載の製造方法。 - 【請求項22】 前記の濡れ性可変層は、当該濡れ性可
変層自体が光触媒を含有する光触媒含有層であるか、又
は、当該濡れ性可変層の基板側に設けられた光触媒含有
層を備えており、当該光触媒含有層に光線を照射するこ
とによって光触媒を活性化し、活性化された当該光触媒
の作用により、親水性が大きくなる方向に濡れ性を変化
させるものであることを特徴とする、請求項21に記載
の製造方法。
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