JP2007199665A - カラーフィルタ及びその製造方法、カラーフィルタ用インクジェットインク、並びに表示素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示ムラが抑えられたカラーフィルタを提供する。
【解決手段】透明基板上に遮光性を有する遮光性隔壁を有し、該遮光性隔壁により区切られた凹部にインクジェット方式により赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクを吹き付けてR、G、Bのインクを堆積させてなる着色層を有し、各着色層、及び遮光性隔壁の体積をそれぞれVR、VG、VB、VBMとし、R、G、Bの各画素、及び遮光性隔壁中に含まれるNaイオン量、Kイオン量の合計をそれぞれ〔Na〕R、〔Na〕G、〔Na〕B、〔Na〕BM、〔K〕R、〔K〕G、〔K〕B、〔K〕BM(単位:ppm)としたときに下記の(式1)を満足するカラーフィルタである。
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦30ppm …(式1)
【選択図】なし
【解決手段】透明基板上に遮光性を有する遮光性隔壁を有し、該遮光性隔壁により区切られた凹部にインクジェット方式により赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクを吹き付けてR、G、Bのインクを堆積させてなる着色層を有し、各着色層、及び遮光性隔壁の体積をそれぞれVR、VG、VB、VBMとし、R、G、Bの各画素、及び遮光性隔壁中に含まれるNaイオン量、Kイオン量の合計をそれぞれ〔Na〕R、〔Na〕G、〔Na〕B、〔Na〕BM、〔K〕R、〔K〕G、〔K〕B、〔K〕BM(単位:ppm)としたときに下記の(式1)を満足するカラーフィルタである。
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦30ppm …(式1)
【選択図】なし
Description
本発明は、カラーフィルタ及びその製造方法、カラーフィルタ用インクジェットインク、並びに表示素子に関する。
液晶ディスプレイをカラー化するために、透明基板上にR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の3色の画素を、ライン状またはモザイク状に配置したカラーフィルタが用いられている。このようなカラーフィルタは、例えば、ガラス等の基板上に赤色、緑色、青色のドット状画像をそれぞれマトリックス状に配置し、その境界をブラックマトリックス等の遮光性隔壁で区分した構造である。このようなカラーフィルタの製造方法としては、従来、支持体としてガラス等の基板を用い、1)染色法、2)印刷法、3)着色した感光性樹脂液の塗布と露光及び現像の繰り返しによる着色感光性樹脂液法(着色レジスト法、例えば、特許文献1参照。)、4)仮支持体上に形成した画像を順次、最終又は仮の支持体上に転写する方法(例えば、特許文献2参照。)、5)予め着色した感光性樹脂液を仮支持体上に塗布することにより着色層を形成し、順次直接、基板上にこの感光性着色層を転写し、露光して現像することを色の数だけ繰り返す方法等により多色画像を形成する方法(転写方式)が知られている(例えば、特許文献3参照。)。またインクジェット法を用いる方法(例えば、特許文献4〜6参照。)も知られている。
カラーフィルタでは、透明基板に画素が高強度で接着していることが望ましく、そのためには樹脂中に分散されている顔料の量は、できるだけ少ないことが望ましい。一方、光学濃度の点からは、顔料の量が多いことが望まれる。この二律背反した要求を満たすため、無機顔料に比べて少量でも光学濃度を高くすることができる有機顔料が、通常、樹脂:顔料=5:5〜8:2(重量比)の範囲でカラーフィルタには用いられている。しかし、通常の有機顔料の製造過程では、ナトリウムおよびカリウムをはじめとするアルカリ金属塩あるいは化合物の混入・添加は避けがたく、一般に市販されている有機顔料には、多量のナトリウムおよびカリウムの原子および/またはイオン(以下、簡単のため「ナトリウム」、「カリウム」と略記する)が存在している。例えば、クロモフタルレッド(ピグメントレッド177)などの赤色有機顔料では、合成反応の過程でナトリウム化合物を使用しており、顔料中に多量のナトリウム(500〜1200ppm)が存在する。
フルカラー表示が可能なカラー液晶ディスプレイとしては、薄膜トランジスタ(TFT)方式のものがあるが、この方式では液晶セルの電圧保持率が高いことが特に要求される。ナトリウムイオンまたはカリウムイオンが液晶中に存在すると、これらの移動度が他のアルカリ金属イオンと比べて大きいため電圧保持率は低下する。また、これらのイオン、特にナトリウムイオンおよびカリウムイオンがトランジスターに侵入すると、トランジスターの電気特性が変化し、動作不良が起こる。すなわち、カラーフィルタからナトリウムイオンやカリウムイオンなどが液晶中へ溶出すれば、液晶ディスプレイの信頼性を大きく損なうことになる。
現在、インクジェット方式により作製されるカラーフィルタでは、表面の平坦化と画素の保護のためにオーバーコート層を形成しているが、このオーバーコート層によってカラーフィルタからのナトリウムイオンおよびカリウムイオンなどの液晶への溶出が防止(パッシベーション)されていると思われる。しかし、形成したオーバーコート層で完全にナトリウムイオンおよびカリウムイオンなどの液晶中への溶出を防げる保証はない。また、カラーフィルタを低コストで製造するためには、高い歩留まりで形成するのが困難なオーバーコート層を省略することが望ましいが、この場合、画素は薄いITO膜(透明導電膜)と液晶配向膜を介して液晶と近接して存在することとなり、液晶のアルカリイオン汚染の危険が増大する。さらに、オーバーコート層を省略した場合、中央部分が暗く周辺部分が明るい表示ムラが発生するという問題があった。
ところで、オーバーコート層を省略しても信頼性が高いカラーフィルタを得るために、R、G、B各画素中のナトリウム含有量と、R、G、Bの各画素の体積との関係を規定したカラーフィルタが提案されている(例えば、特許文献7参照。)。そのカラーフィルタは、オーバーコート層を省略しても液晶中へのアルカリ金属イオンの混入をなくすことができ、液晶ディスプレイとしての高信頼性の目的は達成できるが、表示ムラに関しては不十分であり上記問題は依然未解決であった。
特開昭63−298304号公報
特開昭61−99103号公報
特開昭61−99102号公報
特開平8−227012号公報
特開2002−372615号公報
特開2000−310706号公報
特開平7−198928号公報
本発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、
本発明の目的は、表示ムラが抑えられたカラーフィルタ及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、表示ムラが抑えられたカラーフィルタを製造し得るカラーフィルタ用インクジェットインクを提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、表示ムラがない液晶表示素子及び表示装置を提供することにある。
本発明の目的は、表示ムラが抑えられたカラーフィルタ及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、表示ムラが抑えられたカラーフィルタを製造し得るカラーフィルタ用インクジェットインクを提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、表示ムラがない液晶表示素子及び表示装置を提供することにある。
斯かる実情に鑑み、本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、本発明者らは、インク中のイオン量をある量以下に抑えることによってオーバーコート層がなくてもこの表示ムラを改善できることを見出し本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の通りである。
<1> 透明基板上に遮光性を有する遮光性隔壁を有し、該遮光性隔壁により区切られた凹部にインクジェット方式により赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクを吹き付けてR、G、Bのインクを堆積させてなる着色層を有し、Rの画素、Gの画素、Bの画素、及び遮光性隔壁の体積をそれぞれVR、VG、VB、VBMとし、Rインクの着色層、Gインクの着色層、Bインクの着色層、及び遮光性隔壁中に含まれるNaイオン量、Kイオン量の合計をそれぞれ〔Na〕R、〔Na〕G、〔Na〕B、〔Na〕BM、〔K〕R、〔K〕G、〔K〕B、〔K〕BMとしたときに下記の(式1)を満足することを特徴とするカラーフィルタである。
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦30ppm …(式1)
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦30ppm …(式1)
<2> 下記の(式2)を満足することを特徴とする前記<1>に記載のカラーフィルタである。
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦10ppm …(式2)
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦10ppm …(式2)
<3> 前記<1>または<2>に記載のカラーフィルタの製造方法であって、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクが溶剤を50質量%以下の比率で含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
<4> 少なくとも着色剤、及び重合性化合物を含有したカラーフィルタ用インクジェットインクであって、前記インク中に含まれるNaイオン及びKイオンの合計濃度が30ppm以下であることを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインクである。
<5> 透明基板上に遮光性を有する遮光性隔壁を有し、該遮光性隔壁により区切られた凹部にインクジェット方式により赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクを吹き付けて画素を形成する画素形成工程を有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記各インク中に含まれるNaイオン量及びKイオン量の合計の濃度の平均値が30ppm以下であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
前記各インク中に含まれるNaイオン量及びKイオン量の合計の濃度の平均値が30ppm以下であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
<6> 前記各インク中に含まれるNaイオン及びKイオンの合計濃度の平均値が15ppm以下であることを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタ製造方法である。
<7> 前記インクからイオン交換法によりNaイオン及びKイオンを除去することを特徴とする前記<5>または<6>に記載のカラーフィルタの製造方法である。
<8> 前記各インク中に光重合開始剤を含むことを特徴とする前記<5>から<7>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<9> 前記画素形成工程終了後に、ポスト露光を行うことを特徴とする前記<5>から<8>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<10> 前記<5>から<9>のいずれかに記載のカラーフィルタ製造方法により製造されてなるカラーフィルタである。
<11> 前記<1>、<2>、及び<10>のいずれかに記載のカラーフィルタを含む液晶表示素子である。
<12> 前記<1>、<2>、及び<10>のいずれかに記載のカラーフィルタを含む表示装置である。
本発明によれば、表示ムラが抑えられたカラーフィルタ及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、表示ムラが抑えられたカラーフィルタを製造し得るカラーフィルタ用インクジェットインクを提供することができる。
さらに、本発明によれば、表示ムラがない表示素子を提供することができる。
また、本発明によれば、表示ムラが抑えられたカラーフィルタを製造し得るカラーフィルタ用インクジェットインクを提供することができる。
さらに、本発明によれば、表示ムラがない表示素子を提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のカラーフィルタは、透明基板上に遮光性を有する遮光性隔壁を有し、該遮光性隔壁により区切られた凹部にインクジェット方式により赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクを吹き付けてR、G、Bのインクを堆積させてなる着色層を有し、Rの画素、Gの画素、Bの画素、及び遮光性隔壁の体積をそれぞれVR、VG、VB、VBMとし、Rインクの着色層、Gインクの着色層、Bインクの着色層、及び遮光性隔壁中に含まれるNaイオン量、Kイオン量の合計をそれぞれ〔Na〕R、〔Na〕G、〔Na〕B、〔Na〕BM、〔K〕R、〔K〕G、〔K〕B、〔K〕BMとしたときに下記の(式1)を満足することを特徴としている。
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦30ppm …(式1)
本発明のカラーフィルタは、透明基板上に遮光性を有する遮光性隔壁を有し、該遮光性隔壁により区切られた凹部にインクジェット方式により赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクを吹き付けてR、G、Bのインクを堆積させてなる着色層を有し、Rの画素、Gの画素、Bの画素、及び遮光性隔壁の体積をそれぞれVR、VG、VB、VBMとし、Rインクの着色層、Gインクの着色層、Bインクの着色層、及び遮光性隔壁中に含まれるNaイオン量、Kイオン量の合計をそれぞれ〔Na〕R、〔Na〕G、〔Na〕B、〔Na〕BM、〔K〕R、〔K〕G、〔K〕B、〔K〕BMとしたときに下記の(式1)を満足することを特徴としている。
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦30ppm …(式1)
前記(式1)は、カラーフィルタの各画素あるいは遮光性隔壁中に含まれるNa量とK量とを規定する条件式であり、該条件を満足することにより、各画素又は遮光性隔壁の単位体積当たりのNa量及びK量が抑えられ、オーバーコート層を省略した場合であっても表示ムラを低減することができる。(式1)の上限を超えると、オーバーコート層を省略した場合に表示ムラが生じる。
また、本発明のカラーフィルタは、下記(式2)を満足することが好ましく、上限は5ppmがより好ましい。
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦10ppm …(式2)
(式2)中の、〔Na〕R、〔Na〕G、〔Na〕B、〔Na〕BM、〔K〕R、〔K〕G、〔K〕B、〔K〕BM、VR、VG、VB、VBMは、それぞれ(式1)と同じである。
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦10ppm …(式2)
(式2)中の、〔Na〕R、〔Na〕G、〔Na〕B、〔Na〕BM、〔K〕R、〔K〕G、〔K〕B、〔K〕BM、VR、VG、VB、VBMは、それぞれ(式1)と同じである。
ここで、式(1)、式(2)の値(各画素あるいは遮光性隔壁中に含まれるNa濃度とK濃度)は以下のようにして求めることができる。すなわち、RGBそれぞれのインクをICP発光分析装置により測定しナトリウムイオン量、カリウムイオン量を求め、別途1画素に使用する不揮発分の体積を求めて式(1)、式(2)による計算を行うことにより求めることができる。又、遮光性隔壁については、遮光性隔壁作成に用いるレジスト液を用いてICP発光分析装置により測定しナトリウムイオン量、カリウムイオン量を求め、別途遮光性隔壁の面積と厚みから体積を計算し式(1)、式(2)による計算を行うことにより求めることができる。
本発明のカラーフィルタ用インクジェットインクは、少なくとも着色剤、及び重合性化合物を含有したカラーフィルタ用インクジェットインクであって、前記インク中に含まれるNaイオン及びKイオンの合計濃度が30ppm以下であることを特徴としている。
また、本発明のカラーフィルタは、本発明のカラーフィルタの製造方法によって製造することができる。本発明のカラーフィルタの製造方法は、透明基板上に遮光性を有する遮光性隔壁を有し、該遮光性隔壁により区切られた凹部にインクジェット方式により赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクを吹き付けて画素を形成する画素形成工程を有するカラーフィルタの製造方法であって、前記各インク中に含まれるNaイオン量及びKイオン量の合計の濃度の平均値が30ppm以下であることを特徴としている。
このように、R、G、Bの各インクのNaイオン量の及びKイオン量の合計の濃度を前記範囲とすることにより、表示ムラの少ないカラーフィルタを製造することができる。各インク中に含まれるNaイオン量の及びKイオン量の合計の濃度の平均値はより好ましくは15ppm以下である。
また、本発明のカラーフィルタは、本発明のカラーフィルタの製造方法によって製造することができる。本発明のカラーフィルタの製造方法は、透明基板上に遮光性を有する遮光性隔壁を有し、該遮光性隔壁により区切られた凹部にインクジェット方式により赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクを吹き付けて画素を形成する画素形成工程を有するカラーフィルタの製造方法であって、前記各インク中に含まれるNaイオン量及びKイオン量の合計の濃度の平均値が30ppm以下であることを特徴としている。
このように、R、G、Bの各インクのNaイオン量の及びKイオン量の合計の濃度を前記範囲とすることにより、表示ムラの少ないカラーフィルタを製造することができる。各インク中に含まれるNaイオン量の及びKイオン量の合計の濃度の平均値はより好ましくは15ppm以下である。
また、本発明のカラーフィルタの製造方法において、表示ムラをさらに低減するという観点から、インク中には光重合開始剤を含むこと、あるいは、インク吐出後にポスト露光を行うことが好ましい。これらについては後述する。
以上のように、本発明においては、インク中のナトリウム濃度及びカリウム濃度がいずれも低濃度であるが、低ナトリウム濃度、低カリウム濃度のインクを得る方法の一例として、イオン交換法が挙げられる。例えば、スルホン酸やカルボン酸などの陽イオン交換基をもつイオン交換樹脂を用いることにより、インク中のナトリウムイオンおよびカリウムイオンを交換し、その量を低減することができる。たとえば、粒状のイオン交換樹脂を充填したカラムにインクを流し、ナトリウムイオンおよびカリウムイオンをプロトンやその他の陽イオンと交換させることにより、ナトリウムおよびカリウムの量を減らすことができる。また、インクと粒状のイオン交換樹脂とを混合、攪拌し、その後、濾過などによりイオン交換樹脂を取り除くという方法もある。他には、イオン交換樹脂膜を使用する方法など、イオン交換には様々な方法があるが、本発明では種々のイオン交換法を採用することができる。なお、イオン交換樹脂の代表的な例として、スチレンとジビニルベンゼンとを共重合しベンゼン核にスルホン酸を導入したもの、ジビニルベンゼンとメタクリル酸、またはアクリル酸を共重合させたもの、セルロースを処理してスルホエチル基を導入したものなどがあるが、本発明は特にこれらに限定されず、種々のイオン交換樹脂が使用可能である。
また、イオン交換法に比べると効率は劣るが、純水による有機顔料の洗浄を繰り返し行うという方法も挙げられる。たとえば、純水と有機顔料を混合し攪拌後、静置して有機顔料を沈殿させる。上澄み液を除去後、また純水を加えて攪拌後、静置して有機顔料を沈殿、上澄み液を除去する。これを何回か繰り返し、その後乾燥することにより、有機顔料中の水溶性の残留ナトリウムを低減することができる。また、ソックスレーのような連続抽出器を用いる方法や、透析という方法も使用可能である。
また、顔料由来のナトリウムイオンおよびカリウムイオンを取り除くだけではなく、インクの製造の過程で、ナトリウムイオンおよびカリウムイオンの混入を防ぐことも重要である。例えば、インクを調製する際に、分散機としてマイクロビーズを使用するミルを用いる場合、ナトリウムおよびカリウムイオンが溶出するガラスビーズ(通常Na2 O、K2 Oの形でナトリウム、カリウムが含まれている)のかわりに、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックビーズを使うことにより、ナトリウムおよびカリウムの混入を防止することができる。
<インク>
本発明において使用するインク(カラーフィルタ用インクジェットインク)は重合性インクであることが好ましく、各重合性インクは、記録後のUV硬化により定着を行うため、揮発成分が少なく、また、硬化後体積収縮が小さいため、画素の有効範囲内で膜厚が均一であり、色の均一性、液晶層の厚さの均一性を向上することができる。このような重合性インクは、活性エネルギー線による硬化工程と熱硬化工程とを併用することにより、カラーフィルタの製造効率と特性を両立させることができる。
以下に、重合性インクについて説明する。
本発明において使用するインク(カラーフィルタ用インクジェットインク)は重合性インクであることが好ましく、各重合性インクは、記録後のUV硬化により定着を行うため、揮発成分が少なく、また、硬化後体積収縮が小さいため、画素の有効範囲内で膜厚が均一であり、色の均一性、液晶層の厚さの均一性を向上することができる。このような重合性インクは、活性エネルギー線による硬化工程と熱硬化工程とを併用することにより、カラーフィルタの製造効率と特性を両立させることができる。
以下に、重合性インクについて説明する。
[重合性インク]
本発明に用いられる重合性インクは、着色剤、重合性化合物、及び重合開始剤を含有し、活性エネルギー線により重合反応が生起し硬化する重合性着色組成物からなる。
本発明に用いられる重合性インクは、着色剤、重合性化合物、及び重合開始剤を含有し、活性エネルギー線により重合反応が生起し硬化する重合性着色組成物からなる。
(着色剤)
前記着色樹脂組成物には、公知の着色剤(染料、顔料)を添加することができる。該公知の着色剤のうち顔料を用いる場合には、着色樹脂組成物中に均一に分散されていることが望ましく、そのため粒径が0.1μm以下、特には0.08μm以下であることが好ましい。
前記着色樹脂組成物には、公知の着色剤(染料、顔料)を添加することができる。該公知の着色剤のうち顔料を用いる場合には、着色樹脂組成物中に均一に分散されていることが望ましく、そのため粒径が0.1μm以下、特には0.08μm以下であることが好ましい。
上記公知の染料ないし顔料としては、ビクトリア・ピュアーブルーBO(C.I.42595)、オーラミン(C.I.41000)、ファット・ブラックHB(C.I.26150)、C.I.ピグメント・イエロー1、C.I.ピグメント・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5、C.I.ピグメント・イエロー16、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97、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106、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114、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126、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139、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154、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175、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー185;
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36、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36、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102、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123、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168、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179、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194、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224、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264、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、C.I.ピグメント・ブラック7等が挙げられる。
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、C.I.ピグメント・ブラック7等が挙げられる。
本発明における着色剤としては、上記の着色剤の中でも、(i)R(レッド)の着色樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・レッド254が、(ii)G(グリーン)の着色樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・グリーン36が、(iii)B(ブルー)の着色樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・ブルー15:6が好適なものとして挙げられる。更に上記顔料は組み合わせて用いてもよい。
本発明において、併用するのが好ましい上記記載の顔料の組み合わせは、C.I.ピグメント・レッド254では、C.I.ピグメント・レッド177、C.I.ピグメント・レッド224、C.I.ピグメント・イエロー139、又は、C.I.ピグメント・バイオレット23との組み合わせが挙げられ、C.I.ピグメント・グリーン36では、C.I.ピグメント・イエロー150、C.I.ピグメント・イエロー139、C.I.ピグメント・イエロー185、C.I.ピグメント・イエロー138、又は、C.I.ピグメント・イエロー180との組み合わせが挙げられ、C.I.ピグメント・ブルー15:6では、C.I.ピグメント・バイオレット23、又は、C.I.ピグメント・ブルー60との組み合わせが挙げられる。
このように併用する場合の顔料中のC.I.ピグメント・レッド254、C.I.ピグメント・グリーン36、C.I.ピグメント・ブルー15:6の含有量は、C.I.ピグメント・レッド254は、80質量%以上が好ましく、特に90質量%以上が好ましい。C.I.ピグメント・グリーン36は50質量%以上が好ましく、特に60質量%以上が好ましい。C.I.ピグメント・ブルー15:6は、80質量%以上が好ましく、特に90質量%以上が好ましい。
上記顔料は分散液として使用することが望ましい。この分散液は、前記顔料と顔料分散剤とを予め混合して得られる組成物を、後述する重合性化合物に添加して分散させることによって調製することができる。前記顔料を分散させる際に使用する分散機としては、特に制限はなく、例えば、朝倉邦造著、「顔料の事典」、第一版、朝倉書店、2000年、438頁に記載されているニーダー、ロールミル、アトライダー、スーパーミル、ディゾルバ、ホモミキサー、サンドミル等の公知の分散機が挙げられる。更に該文献310頁記載の機械的摩砕により、摩擦力を利用し微粉砕してもよい。
本発明で用いる着色剤(顔料)は、数平均粒径0.001〜0.1μmのものが好ましく、更に0.01〜0.08μmのものが好ましい。顔料数平均粒径が0.001μm未満であると、粒子表面エネルギーが大きくなり凝集し易くなり、顔料分散が難しくなると共に、分散状態を安定に保つのも難しくなり好ましくない。また、顔料数平均粒径が0.1μmを超えると、顔料による偏光の解消が生じ、コントラストが低下し、好ましくない。尚、ここで言う「粒径」とは粒子の電子顕微鏡写真画像を同面積の円とした時の直径を言い、また「数平均粒径」とは多数の粒子について上記の粒径を求め、この100個平均値を言う。
着色画素のコントラストは、分散されている顔料の粒径を小さくすることで向上させることができる。粒径を小さくするには、顔料分散物の分散時間を調節することで達成できる。分散には、上記記載の公知の分散機を用いることができる。分散時間は好ましくは10〜30時間であり、更に好ましくは18〜30時間、最も好ましくは24〜30時間である。分散時間が10時間未満であると、顔料粒径が大きく、顔料による偏光の解消が生じ、コントラストが低下することがある。一方、30時間を越えると、分散液の粘度が上昇し、インクジェットヘッドからの吐出が困難になることがある。また、2色以上の着色画素のコントラストの差を600以内にするには、顔料粒径を調節して、所望のコントラストとすればよい。
前記重合性インクより形成されるカラーフィルタの各着色画素のコントラストは、2000以上が好ましく、より好ましくは2800以上、更に好ましくは3000以上であり、最も好ましくは3400以上である。カラーフィルタを構成する各着色画素のコントラストが2000以下だと、これを有する液晶表示装置の画像を観察すると、全体に白っぽい印象となり、見難く好ましくない。また、各着色画素のコントラストの差が、好ましくは600以内であり、より好ましくは410以内であり、更に好ましくは350以内、最も好ましくは200以内である。各着色画素のコントラストの差が600以内であると、黒表示時における各着色画素部からの光漏れ量が大きく相違しない為、黒表示の色バランスが良いため好ましい
本明細書において、「着色画素のコントラスト」とは、カラーフィルタを構成するR、G、Bについて、色毎に個別に評価されるコントラストを意味する。コントラストの測定方法は次の通りである。被測定物の両側に偏光板を重ねて、偏光板の偏光方向を互いに平行にした状態で、一方の偏光板の側からバックライトを当てて、他方の偏光板を通過した光の輝度Y1を測定する。次に偏光板を互いに直交させた状態で、一方の偏光板の側からバックライトを当てて、他方の偏光板を通過した光の輝度Y2を測定する。得られた測定値を用いて、コントラストはY1/Y2で算出される。尚、コントラスト測定に用いる偏光板は、該カラーフィルタを使用する液晶表示装置に用いる偏光板と同一のものとする。
(重合性化合物)
本発明に用いられる重合性化合物は、ラジカル活性種による重合反応により硬化するラジカル重合性化合物およびカチオン活性種によるカチオン重合反応により硬化するカチオン重合性化合物を用いることができる。
本発明に用いられる重合性化合物は、ラジカル活性種による重合反応により硬化するラジカル重合性化合物およびカチオン活性種によるカチオン重合反応により硬化するカチオン重合性化合物を用いることができる。
(ラジカル重合性化合物)
本発明に用いられるラジカル重合性化合物の具体的化合物には、以下に示す化合物があるが、これらに限定されることはない。
本発明に用いられるエチレン性不飽和二重結合を1個有する単官能モノマーにはブタンジオールモノアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、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、ヒドロキシプロピルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、アクリロイルモルフォリン、N−ビニルホルムアミド、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、グリシジルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデシルアクリレート、フェノキシメタクリレート、ステアリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、メチルフェノキシエチルアクリレート、ジプロピレングリコールアクリレート等が挙げられる。
本発明に用いられるラジカル重合性化合物の具体的化合物には、以下に示す化合物があるが、これらに限定されることはない。
本発明に用いられるエチレン性不飽和二重結合を1個有する単官能モノマーにはブタンジオールモノアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、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、ヒドロキシプロピルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、アクリロイルモルフォリン、N−ビニルホルムアミド、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、グリシジルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデシルアクリレート、フェノキシメタクリレート、ステアリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、メチルフェノキシエチルアクリレート、ジプロピレングリコールアクリレート等が挙げられる。
本発明に使用するインキのもう一つの硬化成分である2官能以上のモノマー、オリゴマーにはエチレングリコールジ(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、ポリ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、エトキシ化1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、2−n−ブチルー2−エチルー1,3−プロパンジオールジアクリレート、ジメチロールートリシクロデカンジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化イソシアヌール酸トリアクリレート、トリ(2−ヒドロキシエチルイソシアヌレート)トリアクリレー、プロポキシレートグリセリルトリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ネオペンチルグリコールオリゴアクリレート、1,4−ブタンジオールオリゴアクリレート、1,6−ヘキサンジオールオリゴアクリレート、トリメチロールプロパンオリゴアクリレート、ペンタエリスリトールオリゴアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート等が挙げられる。
これら化合物は、一種または必要に応じて二種以上用いてもよい。
これら化合物は、一種または必要に応じて二種以上用いてもよい。
(カチオン重合性化合物)
本発明に用いられるカチオン重合性化合物は、光重合開始剤から発生されるカチオン活性種により重合反応を生起し、硬化する化合物として、カチオン重合性化合物を用いる。
カチオン重合性化合物としては、光カチオン重合性モノマーとして知られる各種公知のカチオン重合性のモノマーを使用することができる。カチオン重合性モノマーとしては、例えば、特開平6−9714号、特開2001−31892、同2001−40068、同2001−55507、同2001−310938、同2001−310937、同2001−220526などの各公報に記載されているビニルエーテル化合物、オキセタン化合物、オキシラン化合物などが挙げられる。
本発明に用いられるカチオン重合性化合物は、光重合開始剤から発生されるカチオン活性種により重合反応を生起し、硬化する化合物として、カチオン重合性化合物を用いる。
カチオン重合性化合物としては、光カチオン重合性モノマーとして知られる各種公知のカチオン重合性のモノマーを使用することができる。カチオン重合性モノマーとしては、例えば、特開平6−9714号、特開2001−31892、同2001−40068、同2001−55507、同2001−310938、同2001−310937、同2001−220526などの各公報に記載されているビニルエーテル化合物、オキセタン化合物、オキシラン化合物などが挙げられる。
ビニルエーテルを官能基に有するカチオン重合性化合物の具体例としては、ウレタン系ビニルエーテル(ビニルエーテルウレタン)、エステル系ビニルエーテルなどが挙げられる。これらのオリゴマーは単独でまたは混合して使用することができる。
芳香族エポキシ樹脂の具体例としては、少なくとも1個の芳香族環を有する多価フェノール、またはそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、またこれらに更にアルキレンオキサイドを付加させた化合物のグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラックジグリシジルエーテル、ビスフェノールFノボラックジグリシジルエーテル等が挙げられる。
また、脂環式エポキシ樹脂の具体例としては、少なくとも1個の脂環式環を有する多価アルコールのポリグリシジルエーテルまたはシクロヘキセン、シクロペンテン環含有化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られるシクロヘキセンオキサイド構造含有化合物または、シクロペンテンオキサイド構造含有化合物、またはビニルシクロヘキサン構造を有する化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られるビニルシクロヘキサンオキサイド構造含有化合物が挙げられる。例えば、水素添加ビスフェノールAジグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、3,4−エポキシ−1−メチルシクロヘキシル−3,4−エポキシ−1−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、6−メチル−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−6−メチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−3−メチルシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシ−3−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−5−メチルシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシ−5−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、4−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルカルボキシレート、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−2−エチルヘキシル等が挙げられる。
また、脂環式エポキシ樹脂の具体例としては、少なくとも1個の脂環式環を有する多価アルコールのポリグリシジルエーテルまたはシクロヘキセン、シクロペンテン環含有化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られるシクロヘキセンオキサイド構造含有化合物または、シクロペンテンオキサイド構造含有化合物、またはビニルシクロヘキサン構造を有する化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られるビニルシクロヘキサンオキサイド構造含有化合物が挙げられる。例えば、水素添加ビスフェノールAジグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、3,4−エポキシ−1−メチルシクロヘキシル−3,4−エポキシ−1−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、6−メチル−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−6−メチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−3−メチルシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシ−3−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−5−メチルシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシ−5−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、4−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルカルボキシレート、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−2−エチルヘキシル等が挙げられる。
脂肪族エポキシ樹脂の具体例としては、脂肪族多価アルコールまたはそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル、脂肪族長鎖多塩基酸のポリグリシジルエステル、脂肪族長鎖不飽和炭化水素を酸化剤で酸化することによって得られるエポキシ含有化合物、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートのホモポリマー、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートのコポリマー等が挙げられる。代表的な化合物として、1,4−ブタンジオ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、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールのテトラグリシジルエーテル、ソルビトールのテトラグリシジルエーテル、ジペンタエルスリトールのヘキサグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテルなどの多価アルコールのグリシジルエーテル、また、プロピレングリコール,グリセリン等の脂肪族多価アルコールに1種または2種以上のアルキレンオキサイドを付加することによって得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル、脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステルが挙げられる。さらに、脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテルやフェノール,クレゾール,ブチルフェノール、またこれらにアルキレンオキサイドを付加することによって得られるポリエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル、高級脂肪酸のグリシジルエステル、エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシ化アマニ油等が挙げられる。
これら活性エネルギー線の照射により硬化性を有する成分が、全インキ量の50質量%以下になると、一般的な活性エネルギー線の強度では硬化性が不足してくる。そのため、照射時間を長くするなどの対応が必要となる。以上のことから、硬化性を有する成分量は全インキの50質量%以上、より好ましくは60質量%以上を有することが望ましい。
これら活性エネルギー線の照射により硬化性を有する成分が、全インキ量の50質量%以下になると、一般的な活性エネルギー線の強度では硬化性が不足してくる。そのため、照射時間を長くするなどの対応が必要となる。以上のことから、硬化性を有する成分量は全インキの50質量%以上、より好ましくは60質量%以上を有することが望ましい。
(重合開始剤)
本発明に用いられる重合開始剤としては、活性エネルギー線の照射により、ラジカル活性種を発生し、ラジカル重合性化合物の重合を開始するラジカル重合開始剤、及び、カチオン活性種を発生し、カチオン重合性化合物の重合を開始するカチオン重合開始剤のいずれかを重合性化合物に合わせて、用いることができる。
本発明に用いられる重合開始剤としては、活性エネルギー線の照射により、ラジカル活性種を発生し、ラジカル重合性化合物の重合を開始するラジカル重合開始剤、及び、カチオン活性種を発生し、カチオン重合性化合物の重合を開始するカチオン重合開始剤のいずれかを重合性化合物に合わせて、用いることができる。
−ラジカル重合開始剤−
本発明において、使用し得る光重合開始剤は以下のものが挙げられる。ベンゾフェノン系として、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、4−フェニルベンゾフェノン、4、4−ジエチルアミノベンゾフェノン、3、3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド等が、チオキサントン系として、チオキサントン、2−クロロオキサントン、2、4−ジエチルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、イソプロピルキサントン等が、アセトフェノン系として、2−メチル−1−(4−メチルチオ)フェニル−2−モルフォリノプロパン−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)−ブタノン−1、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2、2−ジメチル−2−ヒドロキシアセエトフェノン、2、2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が、ベンゾイン系として、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルメチルケタール等が、アシルフォスフィンオキサイド系として、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、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)アシルフォスフィンオキサイド、等が挙げられる。
本発明において、使用し得る光重合開始剤は以下のものが挙げられる。ベンゾフェノン系として、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、4−フェニルベンゾフェノン、4、4−ジエチルアミノベンゾフェノン、3、3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド等が、チオキサントン系として、チオキサントン、2−クロロオキサントン、2、4−ジエチルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、イソプロピルキサントン等が、アセトフェノン系として、2−メチル−1−(4−メチルチオ)フェニル−2−モルフォリノプロパン−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)−ブタノン−1、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2、2−ジメチル−2−ヒドロキシアセエトフェノン、2、2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が、ベンゾイン系として、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルメチルケタール等が、アシルフォスフィンオキサイド系として、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、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)アシルフォスフィンオキサイド、等が挙げられる。
−カチオン重合開始剤−
カチオン重合開始剤としては、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、鉄アレーン錯体及び有機ポリハロゲン化合物を好ましく使用することができる。ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩及びスルホニウム塩としては、特公昭54−14277号、特公昭54−14278号、特開昭51−56885号、米国特許第3,708,296号、同第3,853,002号等に記載された化合物が挙げられる。
カチオン重合開始剤としては、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、鉄アレーン錯体及び有機ポリハロゲン化合物を好ましく使用することができる。ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩及びスルホニウム塩としては、特公昭54−14277号、特公昭54−14278号、特開昭51−56885号、米国特許第3,708,296号、同第3,853,002号等に記載された化合物が挙げられる。
光カチオン重合開始剤としては、例えば芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン化合物、ケイ素化合物/アルミニウム錯体等が例示される。
既述のように、表示ムラを減少させる観点から、インク中に光重合開始剤を含ませることが好ましいが、中でも特に、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔4’−(N,N−ジエトキシカルボニルメチルアミノ−3’−ブロモフェニル〕−S−トリアジンや、2−トリクロロメチル−5−(p−スチリルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール等を使用することがこのましい。
また、インク中の光重合開始剤の濃度は、全不揮発分に対して0.5〜3質量%程度とすることが好ましい。
また、インク中の光重合開始剤の濃度は、全不揮発分に対して0.5〜3質量%程度とすることが好ましい。
(溶剤)
本発明に於ける溶剤とは、本発明のインクに含まれる着色剤、重合性モノマー、添加剤、ポリマーなどの機能性材料の溶解または分散を助けるもので、インクの流動性を高める働きをして打滴などを行いやすくすると共に、インクを打滴し、所定の乾燥または熱処理を行った後は、その大半(概ね9割以上)が、蒸発などにより、除かれる性質のものである。
例えば、重合性モノマーも液状であるが、これに該溶剤を加えると、より流動性が高まり、打滴しやすくなる。
このような溶剤としては、通常、沸点が100℃以下の有機溶剤が用いられる。また、インクの乾燥を防ぎヘッドの目詰まりを防止する目的では沸点が200℃以下、場合によってはそれ以上の高沸点溶剤が用いられることもある。
本発明に於ける溶剤とは、本発明のインクに含まれる着色剤、重合性モノマー、添加剤、ポリマーなどの機能性材料の溶解または分散を助けるもので、インクの流動性を高める働きをして打滴などを行いやすくすると共に、インクを打滴し、所定の乾燥または熱処理を行った後は、その大半(概ね9割以上)が、蒸発などにより、除かれる性質のものである。
例えば、重合性モノマーも液状であるが、これに該溶剤を加えると、より流動性が高まり、打滴しやすくなる。
このような溶剤としては、通常、沸点が100℃以下の有機溶剤が用いられる。また、インクの乾燥を防ぎヘッドの目詰まりを防止する目的では沸点が200℃以下、場合によってはそれ以上の高沸点溶剤が用いられることもある。
前記溶剤としては、「新版溶剤ポケットブック(有機合成科学協会編、オーム社発行)」や、「溶剤ハンドブック 浅原照三ほか編 講談社、1976年」に記載のものを指し、その具体例としては、イオン交換水、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のアルキルアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン等のケトン類、ジアセトンアルコール等のケトンアルコール類、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類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレングリコール類、グリセリン、エチレングリコールモノメチル(又はエチル、ブチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(又はエチル、ブチル)エーテル、プロピレングリコールモノメチル(又はエチル、ブチル)エーテル等のアルキルエーテル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブ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、グリセリン、乳酸エチル、乳酸メチル、カプロラクタム、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン等が挙げられる。
以上の溶剤は、インク中の質量が50質量%以下であることが好ましく、30%質量以下がより好ましい。
(インクジェット記録方式)
本発明において、インクジェット記録方式は、インクジェットヘッドによりインクを、遮光性を有する隔壁(以下、「遮光性隔壁」と呼ぶ場合がある。)で区切られた基板上の凹部に射出して着色層を形成し、次いで紫外線などの活性エネルギー線を照射してインクを硬化させる。
本発明において、インクジェット記録方式は、インクジェットヘッドによりインクを、遮光性を有する隔壁(以下、「遮光性隔壁」と呼ぶ場合がある。)で区切られた基板上の凹部に射出して着色層を形成し、次いで紫外線などの活性エネルギー線を照射してインクを硬化させる。
インクの射出条件としては、インクを40〜70℃に加熱し、インク粘度を下げて射出することが射出安定性の点で好ましい。重合性インクは、概して水性インクより粘度が高いため、温度変動による粘度変動幅が大きい。粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク温度をできるだけ一定に保つことが必要である。
本発明に用いられるインクジェットヘッド(以下、単にヘッドともいう)は、公知のものを使うことができ、コンティニアスタイプ、ドットオンデマンドタイプが使用可能である。ドットオンデマンドタイプのうち、サーマルヘッドでは、吐出のため、特開平9−323420号に記載されているような稼動弁を持つタイプが好ましい。ピエゾヘッドでは、例えば、欧州特許A277,703号、欧州特許A278,590号などに記載されているヘッドを使うことができる。ヘッドはインクの温度が管理できるよう温調機能を持つものが好ましい。射出時の粘度は5〜25mPa・sとなるよう射出温度を設定し、粘度の変動幅が±5%以内になるようインク温度を制御することが好ましい。また、駆動周波数としては、1〜500kHzで稼動することが好ましい。
(インクの硬化)
R,G,B各色インクの硬化においては、重合性インクの有する感応波長に対応する波長領域の活性エネルギー線を発するエネルギー源を用いて重合硬化を促進する露光処理を行なう。エネルギー源としては、例えば、200〜450nmの紫外線、遠紫外線、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子線又はイオンビームなど、重合開始剤が感応するものを適宜選択して使用することができる。具体的には、250〜450nm、好ましくは365±20nmの波長領域に属する活性光線を発する光源、例えば、LD、LED(発光ダイオード)、蛍光灯、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク灯、キセノンランプ、ケミカルランプなどを用いて好適に行なうことができる。好ましい光源には、LED、高圧水銀灯、メタルハライドランプが挙げられる。
R,G,B各色インクの硬化においては、重合性インクの有する感応波長に対応する波長領域の活性エネルギー線を発するエネルギー源を用いて重合硬化を促進する露光処理を行なう。エネルギー源としては、例えば、200〜450nmの紫外線、遠紫外線、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子線又はイオンビームなど、重合開始剤が感応するものを適宜選択して使用することができる。具体的には、250〜450nm、好ましくは365±20nmの波長領域に属する活性光線を発する光源、例えば、LD、LED(発光ダイオード)、蛍光灯、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク灯、キセノンランプ、ケミカルランプなどを用いて好適に行なうことができる。好ましい光源には、LED、高圧水銀灯、メタルハライドランプが挙げられる。
活性エネルギー線の照射時間としては、重合性化合物と重合開始剤との組合せに応じて適宜設定することができるが、例えば、例えば、照度20mW/cm2で露光する場合は、1〜30秒とすることができる。
また、本発明においては、既述のように、表示ムラを低減するという観点から、インクの吹き付けによる画素形成工程の後にポスト露光を行うことが好ましい。ポスト露光の具体的なタイミングとしては、インクを打滴し乾燥を行った後、ポストベークするまでの間とすることが好ましい。また、ポスト露光における好ましい露光条件として、露光エネルギーは500〜2000mJである。露光の波長は光重合開始剤に吸収のある波長で水銀灯のi線、h線、g線などを使用することができる。
[遮光性隔壁作製用感光性組成物(濃色組成物)]
各画素の遮光性隔壁は、着色剤を含有する感光性組成物(以下、「濃色組成物」ともいう。)から形成される。ここで、濃色組成物とは、高い光学濃度を有する組成物のことであり、その値は2.0〜10.0である。濃色組成物の光学濃度は好ましくは2.5〜6.0であり、特に好ましくは3.0〜5.0である。また、この濃色組成物は、後述するように好ましくは光開始系で硬化させる為、露光波長(一般には紫外域)に対する光学濃度も重要である。すなわち、その値は2.0〜10.0であり、好ましくは2.5〜6.0、最も好ましいのは3.0〜5.0である。2.0未満では隔壁形状が望みのものとならない恐れがあり、10.0を超えると、重合を開始することができず隔壁そのものを作ることが困難となる。かかる性質を有しさえすれば、組成物中の着色剤(濃色体)は有機物(染料、顔料などの各種色素)であっても、また各形態の炭素であっても、これらの組み合わせからなるものであってもよい。
各画素の遮光性隔壁は、着色剤を含有する感光性組成物(以下、「濃色組成物」ともいう。)から形成される。ここで、濃色組成物とは、高い光学濃度を有する組成物のことであり、その値は2.0〜10.0である。濃色組成物の光学濃度は好ましくは2.5〜6.0であり、特に好ましくは3.0〜5.0である。また、この濃色組成物は、後述するように好ましくは光開始系で硬化させる為、露光波長(一般には紫外域)に対する光学濃度も重要である。すなわち、その値は2.0〜10.0であり、好ましくは2.5〜6.0、最も好ましいのは3.0〜5.0である。2.0未満では隔壁形状が望みのものとならない恐れがあり、10.0を超えると、重合を開始することができず隔壁そのものを作ることが困難となる。かかる性質を有しさえすれば、組成物中の着色剤(濃色体)は有機物(染料、顔料などの各種色素)であっても、また各形態の炭素であっても、これらの組み合わせからなるものであってもよい。
(着色剤)
上記濃色組成物に用いる着色剤について具体的に説明する。
本発明に係る濃色組成物には、有機顔料、無機顔料、染料等を好適に用いることができ、カーボンブラック、酸化チタン、4酸化鉄等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉といった遮光剤の他に、赤、青、緑色等の顔料の混合物等を用いることができる。公知の着色剤(染料、顔料)を使用することができる。該公知の着色剤のうち顔料を用いる場合には、濃色組成物中に均一に分散されていることが好ましい。
前記濃色組成物の固形分中の着色剤の比率は、現像時間を短縮する観点から、30〜70質量%であることが好ましく、40〜60質量%であることがより好ましく、50〜55質量%であることが更に好ましい。
上記濃色組成物に用いる着色剤について具体的に説明する。
本発明に係る濃色組成物には、有機顔料、無機顔料、染料等を好適に用いることができ、カーボンブラック、酸化チタン、4酸化鉄等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉といった遮光剤の他に、赤、青、緑色等の顔料の混合物等を用いることができる。公知の着色剤(染料、顔料)を使用することができる。該公知の着色剤のうち顔料を用いる場合には、濃色組成物中に均一に分散されていることが好ましい。
前記濃色組成物の固形分中の着色剤の比率は、現像時間を短縮する観点から、30〜70質量%であることが好ましく、40〜60質量%であることがより好ましく、50〜55質量%であることが更に好ましい。
上記公知の染料ないし顔料としては、具体的には、特開2005−17716号公報[0038]〜[0040]に記載の色材や、特開2005−361447号公報[0068]〜[0072]に記載の顔料や、特開2005−17521号公報[0080]〜[0088]に記載の着色剤を好適に用いることができる。
本発明においては、前記着色剤の中でも黒色着色剤であることが好ましい。黒色着色剤として、更に例示すると、カーボンブラック、チタンカーボン、酸化鉄、酸化チタン、黒鉛などが挙げられ、中でも、カーボンブラックが好ましい。
上記顔料は前記「インク」の項目で述べた内容と同様に分散液として使用することが望ましい。
上記顔料は前記「インク」の項目で述べた内容と同様に分散液として使用することが望ましい。
本発明で用いる着色剤(顔料)は、分散安定性の観点から、数平均粒径0.001〜0.1μmのものが好ましく、更に0.01〜0.08μmのものが好ましい。尚、ここで言う「粒径」とは粒子の電子顕微鏡写真画像を同面積の円とした時の直径を言い、また「数平均粒径」とは多数の粒子について上記の粒径を求め、この100個平均値をいう。
濃色組成物はかかる着色剤(濃色体)以外に、重合性化合物、及び光重合開始剤を少なくとも含む。また、必要に応じて更に公知の添加剤、例えば、可塑剤、充填剤、安定化剤、重合禁止剤、界面活性剤、溶剤、密着促進剤等を含有させることができる。さらに濃色組成物は少なくとも150℃以下の温度で軟化もしくは粘着性になることが好ましく、熱可塑性であることが好ましい。かかる観点からは、相溶性の可塑剤を添加することで改質することができる。
濃色組成物を硬化させる方法としては、光開始系を用いる。ここで用いる光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線の照射(露光ともいう)により、後述の多官能性モノマーの重合を開始する活性種を発生し得る化合物であり、公知の光重合開始剤若しくは光重合開始系の中から適宜選択することができる。
例えば、トリハロメチル基含有化合物、アクリジン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、キサントン系化合物、ジアゾ系化合物、等を挙げることができる。
具体的には、特開2001−117230公報に記載の、トリハロメチル基が置換したトリハロメチルオキサゾール誘導体又はs−トリアジン誘導体、米国特許第4239850号明細書に記載のトリハロメチル−s−トリアジン化合物、米国特許第4212976号明細書に記載のトリハロメチルオキサジアゾール化合物などのトリハロメチル基含有化合物;
9−フェニルアクリジン、9−ピリジルアクリジン、9−ピラジニルアクリジン、1,2−ビス(9−アクリジニル)エタン、1,3−ビス(9−アクリジニル)プロパン、1,4−ビス(9−アクリジニル)ブタン、1,5−ビス(9アクリジニル)ペンタン、1,6−ビス(9−アクリジニル)ヘキサン、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタン、1,8−ビス(9−アクリジニル)オクタン、1,9−ビス(9−アクリジニル)ノナン、1,10−ビス(9−アクリジニル)デカン、1,11−ビス(9−アクリジニル)ウンデカン、1,12−ビス(9−アクリジニル)ドデカン等のビス(9−アクリジニル)アルカン、などのアクリジン系化合物;
6−(p−メトキシフェニル)−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、6−〔p−(N,N−ビス(エトキシカルボニルメチル)アミノ)フェニル〕−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジンなどのトリアジン系化合物;その他、9,10−ジメチルベンズフェナジン、ミヒラーズケトン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン/アミン、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾールなどが挙げられる。
上記のうち、トリハロメチル基含有化合物、アクリジン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物から選択される少なくとも一種が好ましく、特に、トリハロメチル基含有化合物及びアクリジン系化合物から選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。トリハロメチル基含有化合物、アクリジン系化合物は、汎用性でかつ安価である点でも有用である。
特に好ましいのは、トリハロメチル基含有化合物としては、2−トリクロロメチル−5−(p−スチリルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾールであり、アクリジン系化合物としては、9−フェニルアクリジンであり、更に、6−〔p−(N,N−ビス(エトキシカルボニルメチル)アミノ)フェニル〕−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル−1,3,4−オキサジアゾールなどのトリハロメチル基含有化合物、及びミヒラーズケトン、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾールである。
前記光重合開始剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。前記光重合開始剤の濃色組成物における総量としては、濃色組成物の全固形分(質量)の0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜10質量%が特に好ましい。前記総量が、0.1質量%未満であると、組成物の光硬化の効率が低く露光に長時間を要することがあり、20質量%を超えると、現像する際に、形成された画像パターンが欠落したり、パターン表面に荒れが生じやすくなることがある。
前記光重合開始剤は、水素供与体を併用して構成されてもよい。該水素供与体としては、感度をより良化することができる点で、以下で定義するメルカプタン系化合物、アミン系化合物等が好ましい。ここでの「水素供与体」とは、露光により前記光重合開始剤から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物をいう。
前記メルカプタン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したメルカプト基を1個以上、好ましくは1〜3個、更に好ましくは1〜2個有する化合物(以下、「メルカプタン系水素供与体」という)である。また、前記アミン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したアミノ基を1個以上、好ましくは1〜3個、更に好ましくは1〜2個有する化合物(以下、「アミン系水素供与体」という)である。尚、これらの水素供与体は、メルカプト基とアミノ基とを同時に有していてもよい。
上記のメルカプタン系水素供与体の具体例としては、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−メルカプトベンゾイミダゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−2,5−ジメチルアミノピリジン、等が挙げられる。これらのうち、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が好ましく、特に2−メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。
上記のアミン系水素供与体の具体例としては、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−ジエチルアミノアセトフェノン、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、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノベンゾニトリル等が挙げられる。これらのうち、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)ベンゾフェノンが好ましく、特に4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましい。
上記のアミン系水素供与体の具体例としては、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−ジエチルアミノアセトフェノン、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、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノベンゾニトリル等が挙げられる。これらのうち、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)ベンゾフェノンが好ましく、特に4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましい。
前記水素供与体は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができ、形成された画像が現像時に永久支持体上から脱落し難く、かつ強度及び感度も向上させ得る点で、1種以上のメルカプタン系水素供与体と1種以上のアミン系水素供与体とを組合せて使用することが好ましい。
前記メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との組合せの具体例としては、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾオキサゾール/4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾオキサゾール/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。より好ましい組合せは、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾオキサゾール/4,4’−ビス(ジエチルアミノベンゾフェノンであり、特に好ましい組合せは、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンである。
前記メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体とを組合せた場合の、メルカプタン系水素供与体(M)とアミン系水素供与体(A)との質量比(M:A)は、通常1:1〜1:4が好ましく、1:1〜1:3がより好ましい。前記水素供与体の濃色組成物における総量としては、濃色組成物の全固形分(質量)の0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜10質量%が特に好ましい。
濃色組成物の多官能性モノマー(重合性化合物)としては、下記化合物を単独又は他のモノマーとの組合わせて使用することができる。具体的には、t−ブチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(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、トリエチレングリコールジ(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、2−エチル−2−ブチル−プロパンジオールジ(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、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジイソプロペニルベンゼン、1,4−ジヒドロキシベンゼンジ(メタ)アクリレート、デカメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、スチレン、ジアリルフマレート、トリメリット酸トリアリル、ラウリル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、キシリレンビス(メタ)アクリルアミド、等が挙げられる。
また、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、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基を有する化合物とヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート等のジイソシアネートとの反応物も使用できる。
これらのうち、特に好ましいのは、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、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ペンタアクリレート、トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートである。
多官能性モノマーの濃色組成物における含有量としては、濃色組成物の全固形分(質量)に対して、5〜80質量%が好ましく、10〜70質量%が特に好ましい。前記含有量が、5質量%未満であると、組成物の露光部でのアルカリ現像液への耐性が劣ることがあり、80質量%を越えると、濃色組成物としたときのタッキネスが増加してしまい、取扱い性に劣ることがある。
(遮光性隔壁)
各画素の遮光性隔壁は、上記濃色組成物から形成される。遮光性隔壁は、2以上の画素群を離画するものであり、一般には黒であることが多いが、黒に限定されるものではない。遮光性隔壁は、濃色光重合成組成物を貧酸素雰囲気下にて露光し、その後現像することにより形成することが好ましい。
かかる濃色組成物を光硬化させる際の貧酸素雰囲気下とは、不活性ガス下、減圧下、酸素を遮断しうる保護層下のことを指しており、これらは詳しくは以下の通りである。
不活性ガスとは、N2、H2、CO2、などの一般的な気体や、He、Ne、Arなどの希ガス類をいう。この中でも、安全性や入手の容易さ、コストの問題から、N2が好適に利用される。
各画素の遮光性隔壁は、上記濃色組成物から形成される。遮光性隔壁は、2以上の画素群を離画するものであり、一般には黒であることが多いが、黒に限定されるものではない。遮光性隔壁は、濃色光重合成組成物を貧酸素雰囲気下にて露光し、その後現像することにより形成することが好ましい。
かかる濃色組成物を光硬化させる際の貧酸素雰囲気下とは、不活性ガス下、減圧下、酸素を遮断しうる保護層下のことを指しており、これらは詳しくは以下の通りである。
不活性ガスとは、N2、H2、CO2、などの一般的な気体や、He、Ne、Arなどの希ガス類をいう。この中でも、安全性や入手の容易さ、コストの問題から、N2が好適に利用される。
減圧下とは500hPa以下、好ましくは100hPa以下の状態を指す。
酸素を遮断しうる保護層とは、例えば、特開昭46−2121号や特公昭56−40824号の各公報に記載の、ポリビニルエーテル/無水マレイン酸重合体、カルボキシアルキルセルロースの水溶性塩、水溶性セルロースエーテル類、カルボキシアルキル澱粉の水溶性塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、各種のポリアクリルアミド類、各種の水溶性ポリアミド、ポリアクリル酸の水溶性塩、ゼラチン、エチレンオキサイド重合体、各種の澱粉およびその類似物からなる群の水溶性塩、スチレン/マレイン酸の共重合体、マレイネート樹脂、及びこれらの二種以上の組合せ等が挙げられる。これらの中でも特に好ましいのは、ポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンの組合せである。ポリビニルアルコールは鹸化率が80%以上であるものが好ましく、ポリビニルピロリドンの含有量はアルカリ可溶な樹脂層固形分の1〜75質量%が好ましく、より好ましくは1〜50質量%、更に好ましくは10〜40質量%である。
このようにして作製された酸素を遮断しうる保護層の酸素透過係数は75cm3/m2・day・1000hPa以下が好ましく、50cm3/m2・day・1000hPa以下がより好ましく、25cm3/m2・day・1000hPa以下が最も好ましい。酸素透過係数が75cm3/m2・day・1000hPaより多い場合は効率的に酸素を遮断することができないため、遮光性隔壁を所望の形状にすることが困難となる。
酸素を遮断しうる保護層とは、例えば、特開昭46−2121号や特公昭56−40824号の各公報に記載の、ポリビニルエーテル/無水マレイン酸重合体、カルボキシアルキルセルロースの水溶性塩、水溶性セルロースエーテル類、カルボキシアルキル澱粉の水溶性塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、各種のポリアクリルアミド類、各種の水溶性ポリアミド、ポリアクリル酸の水溶性塩、ゼラチン、エチレンオキサイド重合体、各種の澱粉およびその類似物からなる群の水溶性塩、スチレン/マレイン酸の共重合体、マレイネート樹脂、及びこれらの二種以上の組合せ等が挙げられる。これらの中でも特に好ましいのは、ポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンの組合せである。ポリビニルアルコールは鹸化率が80%以上であるものが好ましく、ポリビニルピロリドンの含有量はアルカリ可溶な樹脂層固形分の1〜75質量%が好ましく、より好ましくは1〜50質量%、更に好ましくは10〜40質量%である。
このようにして作製された酸素を遮断しうる保護層の酸素透過係数は75cm3/m2・day・1000hPa以下が好ましく、50cm3/m2・day・1000hPa以下がより好ましく、25cm3/m2・day・1000hPa以下が最も好ましい。酸素透過係数が75cm3/m2・day・1000hPaより多い場合は効率的に酸素を遮断することができないため、遮光性隔壁を所望の形状にすることが困難となる。
以上の遮光性隔壁の高さは、混色を防止するという観点から、1〜20μmとすることが好ましく、1.5〜10μmとすることがより好ましく、2〜5μmとすることがさらに好ましい。
(感光性転写材料)
かかる遮光性隔壁を容易且つ低コストで実現するものとして、仮支持体上に少なくとも感光性濃色組成物からなる層と、酸素遮断層とを、この順に有してなる感光性転写材料を使用するという手法がある。このような材料を用いた場合、感光性濃色組成物からなる層は酸素遮断層に保護されるため自動的に貧酸素雰囲気下となる。そのため露光工程を不活性ガス下や減圧下で行う必要がないため、現状の工程をそのまま利用できる利点がある。
上記の感光性転写材料は、必要に応じて熱可塑性樹脂層を有していてもよい。かかる熱可塑性樹脂層とは、アルカリ可溶性であって、少なくとも樹脂成分を含んで構成され、該樹脂成分としては、実質的な軟化点が80℃以下であることが好ましい。このような熱可塑性樹脂層が設けられることにより、後述する遮光性隔壁形成方法において、永久支持体との良好な密着性を発揮することができる。
かかる遮光性隔壁を容易且つ低コストで実現するものとして、仮支持体上に少なくとも感光性濃色組成物からなる層と、酸素遮断層とを、この順に有してなる感光性転写材料を使用するという手法がある。このような材料を用いた場合、感光性濃色組成物からなる層は酸素遮断層に保護されるため自動的に貧酸素雰囲気下となる。そのため露光工程を不活性ガス下や減圧下で行う必要がないため、現状の工程をそのまま利用できる利点がある。
上記の感光性転写材料は、必要に応じて熱可塑性樹脂層を有していてもよい。かかる熱可塑性樹脂層とは、アルカリ可溶性であって、少なくとも樹脂成分を含んで構成され、該樹脂成分としては、実質的な軟化点が80℃以下であることが好ましい。このような熱可塑性樹脂層が設けられることにより、後述する遮光性隔壁形成方法において、永久支持体との良好な密着性を発揮することができる。
軟化点が80℃以下のアルカリ可溶性の熱可塑性樹脂としては、エチレンとアクリル酸エステル共重合体のケン化物、スチレンと(メタ)アクリル酸エステル共重合体のケン化物、ビニルトルエンと(メタ)アクリル酸エステル共重合体のケン化物、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等の(メタ)アクリル酸エステル共重合体などのケン化物、等が挙げられる。
熱可塑性樹脂層には、上記の熱可塑性樹脂の少なくとも一種を適宜選択して用いることができ、更に「プラスチック性能便覧」(日本プラスチック工業連盟、全日本プラスチック成形工業連合会編著、工業調査会発行、1968年10月25日発行)による、軟化点が約80℃以下の有機高分子のうちアルカリ水溶液に可溶なものを使用することができる。
また、軟化点が80℃以上の有機高分子物質についても、その有機高分子物質中に該高分子物質と相溶性のある各種可塑剤を添加することで、実質的な軟化点を80℃以下に下げて用いることもできる。また、これらの有機高分子物質には、仮支持体との接着力を調節する目的で、実質的な軟化点が80℃を越えない範囲で、各種ポリマーや過冷却物質、密着改良剤あるいは界面活性剤、離型剤、等を加えることもできる。
好ましい可塑剤の具体例としては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ジオクチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジブチルフタレート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェートビフェニル、ジフェニルフォスフェートを挙げることができる。
上記の感光性転写材料における仮支持体としては、化学的及び熱的に安定であって、可撓性の物質で構成されるものから適宜選択することができる。具体的には、テフロン(登録商標)、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン等、薄いシート若しくはこれらの積層体が好ましい。前記仮支持体の厚みとしては、5〜300μmが適当であり、好ましくは20〜150μmである。
(基板)
カラーフィルタを構成する基板(永久支持体)としては、金属性支持体、金属張り合わせ支持体、ガラス、セラミック、合成樹脂フィルム等を使用することができる。特に好ましくは、透明性で寸度安定性の良好なガラスや合成樹脂フィルムが挙げられる。
カラーフィルタを構成する基板(永久支持体)としては、金属性支持体、金属張り合わせ支持体、ガラス、セラミック、合成樹脂フィルム等を使用することができる。特に好ましくは、透明性で寸度安定性の良好なガラスや合成樹脂フィルムが挙げられる。
(遮光性隔壁の形成)
以下、感光性転写材料を用いて、遮光性隔壁を形成する場合を説明する。仮支持体上に、感光性濃色組成物層、酸素遮断層、更に該酸素遮断層上にカバーシートが設けられた感光性転写材料を用意する。まず、カバーシートを剥離除去した後、露出した酸素遮断層の表面を永久支持体(基板)上に貼り合わせ、ラミネーター等を通して加熱、加圧して積層する(積層体)。ラミネーターには、従来公知のラミネーター、真空ラミネーター等の中から適宜選択したものが使用でき、より生産性を高めるには、オートカットラミネーターも使用可能である。
以下、感光性転写材料を用いて、遮光性隔壁を形成する場合を説明する。仮支持体上に、感光性濃色組成物層、酸素遮断層、更に該酸素遮断層上にカバーシートが設けられた感光性転写材料を用意する。まず、カバーシートを剥離除去した後、露出した酸素遮断層の表面を永久支持体(基板)上に貼り合わせ、ラミネーター等を通して加熱、加圧して積層する(積層体)。ラミネーターには、従来公知のラミネーター、真空ラミネーター等の中から適宜選択したものが使用でき、より生産性を高めるには、オートカットラミネーターも使用可能である。
次いで、仮支持体と感光性樹脂層との間で剥離し、仮支持体を除去する。続いて、仮支持体除去後の除去面の上方に所望のフォトマスクを配置し、光源より紫外線を照射し、照射後所定の処理液を用いて現像処理する。現像処理に用いる現像液としては、アルカリ性物質の希薄水溶液が用いられるが、更に水と混和性の有機溶剤を少量添加したものでもよい。光照射に用いる光源としては、中圧〜超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。
適当なアルカリ性物質としては、アルカリ金属水酸化物類(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム)、アルカリ金属炭酸塩類(例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム)、アルカリ金属重炭酸塩類(例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム)、アルカリ金属ケイ酸塩類(例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム)、アルカリ金属メタケイ酸塩類(例えば、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム)、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、モルホリン、テトラアルキルアンモンニウムヒドロキシド類(例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)、燐酸三ナトリウム、等が挙げられる。アルカリ性物質の濃度は、0.01〜30質量%が好ましく、pHは8〜14が好ましい。
前記「水と混和性の有機溶剤」としては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ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n−ブチルエーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸エチル、乳酸メチル、ε−カプロラクタム、N−メチルピロリドン等が好適に挙げられる。水と混和性の有機溶剤の濃度は0.1〜30質量%が好ましい。更に、公知の界面活性剤を添加することもでき、該界面活性剤の濃度としては0.01〜10質量%が好ましい。
前記現像液は、浴液としても、あるいは噴霧液としても用いることができる。感光性樹脂層の未硬化部分を除去する場合、現像液中で回転ブラシや湿潤スポンジで擦るなどの方法を組合わせることができる。現像液の液温度は、通常室温付近から40℃が好ましい。現像時間は、感光性樹脂層の組成、現像液のアルカリ性や温度、有機溶剤を添加する場合にはその種類と濃度、等に依るが、通常10秒〜2分程度である。短すぎると非露光部の現像が不充分となると同時に紫外線の吸光度も不充分となることがあり、長すぎると露光部もエッチングされることがある。いずれの場合にも、遮光性隔壁形状を好適なものとすることが困難となる。現像処理の後に水洗工程を入れることも可能である。この現像工程にて、遮光性隔壁形状は前述のごとく形成される。
ついで、上記現像工程にて形成された遮光性隔壁の空隙に対し、RGB各画素を形成する為の着色液体組成物をその空隙に侵入させるが、各画素を形成する前に、遮光性隔壁の形状を固定化してもよく、その手段は特に限定されないが以下のようなものが挙げられる。すなわち、1)現像後、再露光を行う(ポスト露光と呼ぶことがある)、2)現像後、比較的低い温度で加熱処理を行う等である。ここで言う加熱処理とは遮光性隔壁を有する基板を電気炉、乾燥器等の中で加熱する、あるいは赤外線ランプを照射するということをさす。
ここで、上記1)を行う場合の露光量は、大気下であれば500〜3000mJ/cm2、好ましくは1000〜2000mJ/cm2であり、貧酸素雰囲気下である場合にはそれより低い露光量で露光することも可能である。また、同じく2)を行う場合の加熱温度は50〜120℃、好ましくは70〜100℃程度であり、その加熱時間は、10〜40分程度である。温度が50℃より低い場合には遮光性隔壁の硬化が進まない懸念があり、120℃より大きい場合には遮光性隔壁形状が崩れてしまう懸念がある。
(各画素の形成)
各画素形成のために用いるインクジェット方式に関しては、前述の公知の方法を用いることができる。
好ましくは、各画素を形成した後、加熱処理(いわゆるベーク処理)する加熱工程を設け熱による硬化を行う。即ち、光照射により光重合した層を有する基板を電気炉、乾燥器等の中で加熱する、あるいは赤外線ランプを照射する。加熱の温度及び時間は、感光性組成物の組成や形成された層の厚みに依存するが、一般に充分な耐溶剤性、耐アルカリ性、及び紫外線吸光度を獲得する観点から、約120℃〜約250℃で約10分〜約120分間加熱することが好ましい。
各画素形成のために用いるインクジェット方式に関しては、前述の公知の方法を用いることができる。
好ましくは、各画素を形成した後、加熱処理(いわゆるベーク処理)する加熱工程を設け熱による硬化を行う。即ち、光照射により光重合した層を有する基板を電気炉、乾燥器等の中で加熱する、あるいは赤外線ランプを照射する。加熱の温度及び時間は、感光性組成物の組成や形成された層の厚みに依存するが、一般に充分な耐溶剤性、耐アルカリ性、及び紫外線吸光度を獲得する観点から、約120℃〜約250℃で約10分〜約120分間加熱することが好ましい。
このようにして形成されたカラーフィルタのパターン形状は特に限定されるものではなく、一般的なブラックマトリックス形状であるストライプ状であっても、格子状であっても、さらにはデルタ配列状であってもよい。
[表示装置]
本発明の表示装置としては液晶表示装置、プラズマディスプレイ表示装置、EL表示装置、CRT表示装置などの表示装置などを言う。表示装置の定義や各表示装置の説明は例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。
本発明の表示装置としては液晶表示装置、プラズマディスプレイ表示装置、EL表示装置、CRT表示装置などの表示装置などを言う。表示装置の定義や各表示装置の説明は例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。
本発明の表示装置のうち、液晶表示装置が特に好ましい。液晶表示装置については例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。本発明はこれらのなかで特にカラーTFT方式の液晶表示装置に対して有効である。カラーTFT方式の液晶表示装置については例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)1996年発行)」に記載されている。さらに本発明はもちろんIPSなどの横電界駆動方式、MVAなどの画素分割方式などの視野角が拡大された液晶表示装置にも適用できる。これらの方式については例えば「EL、PDP、LCDディスプレイ-技術と市場の最新動向(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページに記載されている。
液晶表示装置はカラーフィルタ以外に電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、視野角保障フィルムなどさまざまな部材から構成される。本発明のブラックマトリックスはこれらの公知の部材で構成される液晶表示装置に適用することができる。これらの部材については例えば「’94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島 健太郎 (株)シーエムシー 1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表 良吉 (株)富士キメラ総研 2003年発行)」に記載されている。
[対象用途]
本発明のカラーフィルタはテレビ、パーソナルコンピュータ、液晶プロジェクター、ゲーム機、携帯電話などの携帯端末、デジタルカメラ、カーナビなどの用途に特に制限なく適用できる。
本発明のカラーフィルタはテレビ、パーソナルコンピュータ、液晶プロジェクター、ゲーム機、携帯電話などの携帯端末、デジタルカメラ、カーナビなどの用途に特に制限なく適用できる。
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、機器、操作等は本発明から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。なお、以下の実施例において、特に断りのない限り「%」および「部」は、「質量%」および「質量部」を表し、分子量とは重量平均分子量のことを示す。
[実施例1]
−感光性樹脂転写材料の作製−
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、下記処方H1からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。次に、下記処方P1から成る中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、下記表1に記載の組成よりなる黒色感光性樹脂組成物K1を塗布、乾燥させ、該仮支持体の上に乾燥膜厚が15μmの熱可塑性樹脂層と、乾燥膜厚が1.6μmの中間層と、乾燥膜厚が2.0μmの感光性樹脂層を設け、保護フイルム(厚さ12μmポリプロピレンフィルム)を圧着した。
こうして仮支持体と熱可塑性樹脂層と中間層(酸素遮断膜)とブラック(K)の感光性樹脂層とが一体となった感光性樹脂転写材料を作製し、サンプル名を感光性樹脂転写材料K1とした。
−感光性樹脂転写材料の作製−
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、下記処方H1からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。次に、下記処方P1から成る中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、下記表1に記載の組成よりなる黒色感光性樹脂組成物K1を塗布、乾燥させ、該仮支持体の上に乾燥膜厚が15μmの熱可塑性樹脂層と、乾燥膜厚が1.6μmの中間層と、乾燥膜厚が2.0μmの感光性樹脂層を設け、保護フイルム(厚さ12μmポリプロピレンフィルム)を圧着した。
こうして仮支持体と熱可塑性樹脂層と中間層(酸素遮断膜)とブラック(K)の感光性樹脂層とが一体となった感光性樹脂転写材料を作製し、サンプル名を感光性樹脂転写材料K1とした。
*熱可塑性樹脂層用塗布液:処方H1
・メタノール 11.1部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 6.4部
・メチルエチルケトン 52.4部
・メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジル
メタクリレート/メタクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)
=55/11.7/4.5/28.8、分子量=10万、Tg≒70℃)
5.83部
・スチレン/アクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)
=63/37、分子量=1万、Tg≒100℃) 3.6部
・2,2−ビス[4−(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン
(新中村化学工業(株)製) 9.1部
・下記界面活性剤1 0.54部
・メタノール 11.1部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 6.4部
・メチルエチルケトン 52.4部
・メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジル
メタクリレート/メタクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)
=55/11.7/4.5/28.8、分子量=10万、Tg≒70℃)
5.83部
・スチレン/アクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)
=63/37、分子量=1万、Tg≒100℃) 3.6部
・2,2−ビス[4−(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン
(新中村化学工業(株)製) 9.1部
・下記界面活性剤1 0.54部
*界面活性剤1(メガファックF−780−F(大日本インキ化学工業(株)製))の組成は、
・C6F13CH2CH2OCOCH=CH2:40部と
H(OCH(CH3)CH2)7OCOCH=CH2:55部と
H(OCH2CH2)7OCOCH=CH2:5部と、の共重合体、
(分子量3万) 30部
・メチルエチルケトン 70部
・C6F13CH2CH2OCOCH=CH2:40部と
H(OCH(CH3)CH2)7OCOCH=CH2:55部と
H(OCH2CH2)7OCOCH=CH2:5部と、の共重合体、
(分子量3万) 30部
・メチルエチルケトン 70部
*中間層(酸素遮断層)用塗布液処方:P1
・ポリビニルアルコール・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・32.2部
(PVA205(鹸化率=88%);(株)クラレ製)
・ポリビニルピロリドン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・14.9部
(PVP、K−30;アイエスピー・ジャパン株式会社製)
・メタノール・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・429部
・蒸留水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・524部
・ポリビニルアルコール・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・32.2部
(PVA205(鹸化率=88%);(株)クラレ製)
・ポリビニルピロリドン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・14.9部
(PVP、K−30;アイエスピー・ジャパン株式会社製)
・メタノール・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・429部
・蒸留水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・524部
ここで、上記表1に記載の黒色感光性樹脂組成物K1の調製について説明する。
黒色感光性樹脂組成物K1は、まず表1に記載の量のK顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpm10分間攪拌し、次いで、表1に記載の量のシクロヘキサノン、バインダー1、ハイドロキノンモノメチルエーテル、DPHA液、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4’−(N,N−ビスエトキシカルボニルメチル)アミノ−3’−ブロモフェニル]−s−トリアジン、界面活性剤1をはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpm30分間攪拌することによって得られた。
黒色感光性樹脂組成物K1は、まず表1に記載の量のK顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpm10分間攪拌し、次いで、表1に記載の量のシクロヘキサノン、バインダー1、ハイドロキノンモノメチルエーテル、DPHA液、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4’−(N,N−ビスエトキシカルボニルメチル)アミノ−3’−ブロモフェニル]−s−トリアジン、界面活性剤1をはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpm30分間攪拌することによって得られた。
尚、表1に記載の組成物の内、
*K顔料分散物1の組成は、
・カーボンブラック(デグッサ社製、商品名Special Black 250) 13.1部
・5−[3−オキソ−2−[4−[3,5−ビス(3−ジエチルアミノプロピル
アミノカルボニル)フェニル]アミノカルボニル]フェニルアゾ]−
ブチロイルアミノベンズイミダゾロン 0.65部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比
のランダム共重合物、分子量3.7万) 6.72部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 79.53部
*K顔料分散物1の組成は、
・カーボンブラック(デグッサ社製、商品名Special Black 250) 13.1部
・5−[3−オキソ−2−[4−[3,5−ビス(3−ジエチルアミノプロピル
アミノカルボニル)フェニル]アミノカルボニル]フェニルアゾ]−
ブチロイルアミノベンズイミダゾロン 0.65部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比
のランダム共重合物、分子量3.7万) 6.72部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 79.53部
*バインダー1の組成は、
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比
のランダム共重合物、分子量4万) 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比
のランダム共重合物、分子量4万) 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
*DPHA液の組成は、
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重合禁止剤MEHQ 500ppm含有、日本化薬(株)製、商品名:KAYARAD DPHA) 76部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 24部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重合禁止剤MEHQ 500ppm含有、日本化薬(株)製、商品名:KAYARAD DPHA) 76部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 24部
尚、界面活性剤1は、前記熱可塑性樹脂層用塗布液H1に用いた界面活性剤1と同様である。
調製した黒色感光性樹脂組成物K1が200gに対して、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーリスト15)を5g添加し、48時間攪拌したあとで陽イオン交換樹脂をろ過除去することによりNa、K等の陽イオンを除去した。
−遮光性隔壁の形成−
無アルカリガラス基板を、25℃に調整したガラス洗浄剤液をシャワーにより20秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン0.3質量%水溶液、商品名:KBM603、信越化学工業(株)製)をシャワーにより20秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基板を基板予備加熱装置で100℃2分加熱した。
無アルカリガラス基板を、25℃に調整したガラス洗浄剤液をシャワーにより20秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン0.3質量%水溶液、商品名:KBM603、信越化学工業(株)製)をシャワーにより20秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基板を基板予備加熱装置で100℃2分加熱した。
前記感光性樹脂転写材料K1の保護フイルムを剥離後、ラミネータ(株式会社日立インダストリイズ製(LamicII型))を用い、前記100℃で2分間加熱した基板に、ゴムローラー温度130℃、線圧100N/cm、搬送速度2.2m/分でラミネートした。
仮支持体を剥離後、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式会社製)で、基板とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と該感光性樹脂層の間の距離を200μmに設定し、露光量100mJ/cm2でパターン露光した。マスク形状は格子状で、画素と遮光性隔壁との境界線に該当する部分における、遮光性隔壁側に凸な角の曲率半径は0.6μmとした。
仮支持体を剥離後、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式会社製)で、基板とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と該感光性樹脂層の間の距離を200μmに設定し、露光量100mJ/cm2でパターン露光した。マスク形状は格子状で、画素と遮光性隔壁との境界線に該当する部分における、遮光性隔壁側に凸な角の曲率半径は0.6μmとした。
次に、トリエタノールアミン系現像液(2.5%のトリエタノールアミン含有、ノニオン性界面活性剤含有、ポリプロピレン系消泡剤含有、商品名:T−PD1、富士写真フイルム株式会社製)を純水で12倍(T−PD1を1質量部と純水を11質量部の割合で混合)に希釈した液にて30℃50秒、フラットノズル圧力0.04MPaでシャワー現像し熱可塑性樹脂層と中間層(酸素遮断層)を除去した。
引き続き炭酸Na系現像液(0.38モル/リットルの炭酸水素ナトリウム、0.47モル/リットルの炭酸ナトリウム、5質量%のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン性界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名:T−CD1、富士写真フイルム株式会社製)を用い、29℃30秒、コーン型ノズル圧力0.15MPaでシャワー現像し感光性樹脂層を現像しパターニングされた遮光性隔壁を得た。
引き続き炭酸Na系現像液(0.38モル/リットルの炭酸水素ナトリウム、0.47モル/リットルの炭酸ナトリウム、5質量%のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン性界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名:T−CD1、富士写真フイルム株式会社製)を用い、29℃30秒、コーン型ノズル圧力0.15MPaでシャワー現像し感光性樹脂層を現像しパターニングされた遮光性隔壁を得た。
引き続き洗浄剤(燐酸塩・珪酸塩・ノニオン性界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名「T−SD1(富士写真フイルム株式会社製)」)を純水で10倍に希釈した液を用い、33℃20秒、コーン型ノズル圧力0.02MPaでシャワーとナイロン毛を有す回転ブラシにより残渣除去を行い、遮光性隔壁を得た。その後更に、該基板に対して該樹脂層の側から超高圧水銀灯で500mJ/cm2の光でポスト露光後、220℃、30分熱処理し、光学濃度4.0、膜厚1.7μm、100μm幅の開口部を有するストライプ状の遮光性隔壁を得た。
−プラズマ撥水化処理−
その後、下記方法によりプラズマ撥水化処理を行った。
遮光性隔壁を形成した前記基板に、カソードカップリング方式平行平板型プラズマ処理装置を用いて、以下の条件にてプラズマ撥水化処理を行った。
使用ガス :CF4
ガス流量 :80sccm
圧力 :40Pa
RFパワー :50W
処理時間 :30sec
その後、下記方法によりプラズマ撥水化処理を行った。
遮光性隔壁を形成した前記基板に、カソードカップリング方式平行平板型プラズマ処理装置を用いて、以下の条件にてプラズマ撥水化処理を行った。
使用ガス :CF4
ガス流量 :80sccm
圧力 :40Pa
RFパワー :50W
処理時間 :30sec
−画素用着色インクの調製−
下記の成分のうち、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(R)画素用着色インク組成物(以下、「Rインク1」と呼ぶ。)を調製した。
〈赤色画素用着色インキの組成〉
・顔料(C.I.ピグメントレッド254)(商品名:Irgaphor Red B−CF、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 5部
・高分子分散剤(AVECIA社製ソルスパース24000) 1部
・バインダー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比 のランダム共重合物、分子量4万) 3部
・第一エポキシ樹脂(ノボラック型エポキシ樹脂、
油化シェル社製エピコート154) 2部
・第二エポキシ樹脂(ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル) 5部
・硬化剤(トリメリット酸) 4部
・溶剤:3−エトキシプロピオン酸エチル 80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。
下記の成分のうち、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(R)画素用着色インク組成物(以下、「Rインク1」と呼ぶ。)を調製した。
〈赤色画素用着色インキの組成〉
・顔料(C.I.ピグメントレッド254)(商品名:Irgaphor Red B−CF、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 5部
・高分子分散剤(AVECIA社製ソルスパース24000) 1部
・バインダー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比 のランダム共重合物、分子量4万) 3部
・第一エポキシ樹脂(ノボラック型エポキシ樹脂、
油化シェル社製エピコート154) 2部
・第二エポキシ樹脂(ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル) 5部
・硬化剤(トリメリット酸) 4部
・溶剤:3−エトキシプロピオン酸エチル 80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。
また、第二エポキシ樹脂であるネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルは、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37°であり、且つ、臨界表面張力が70mN/mの試験片表面に対する接触角が0°であった。
さらに、上記組成中のC.I.ピグメントレッド254に代えてC.I.ピグメントグリーン36(商品名:Rionol Green 6YK、 東洋インキ製造(株)製)を同量用いるほかは赤色画素部着色インク組成物の場合と同様にして緑色(G)画素用着色インク組成物(以下、「Gインク1」と呼ぶ。)を調製した。
さらに、上記組成中の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(商品名:Rionol Blue ES、 東洋インキ製造(株)製)を同量用いるほかは赤色画素用着色インク組成物の場合と同様にして青色(B)画素用着色インク組成物(以下、「Bインク1」と呼ぶ。)を調製した。
さらに、上記組成中の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(商品名:Rionol Blue ES、 東洋インキ製造(株)製)を同量用いるほかは赤色画素用着色インク組成物の場合と同様にして青色(B)画素用着色インク組成物(以下、「Bインク1」と呼ぶ。)を調製した。
調製したRインク1、Gインク1、及びBインク1をそれぞれ200gに対して、陽イオン交換樹脂を5g添加し、48時間攪拌したあとで陽イオン交換樹脂をろ過除去することによりNa、K等の陽イオンを除去した。
−画素形成−
次に、上記より得たRインク1、Gインク1、及びBインク1を、上記で得られた画素形成用基板の遮光性隔壁間(遮光性隔壁で区分された領域内)に、インクジェット方式の記録装置を用いて所望の濃度になるまでインク組成物の吐出を行い、赤、緑、青のパターンからなる画素を形成した。インク組成物吐出後の基板を230℃オーブン中で30分ベークすることで、各画素を完全に硬化させ、カラーフィルタを作製した。
次に、上記より得たRインク1、Gインク1、及びBインク1を、上記で得られた画素形成用基板の遮光性隔壁間(遮光性隔壁で区分された領域内)に、インクジェット方式の記録装置を用いて所望の濃度になるまでインク組成物の吐出を行い、赤、緑、青のパターンからなる画素を形成した。インク組成物吐出後の基板を230℃オーブン中で30分ベークすることで、各画素を完全に硬化させ、カラーフィルタを作製した。
−ITOパターン(PVAモード)の形成−
前記カラーフィルタが形成されたガラス基板をスパッタ装置に入れて、100℃で1300Å厚さのITO(インヂウム錫酸化物)を全面真空蒸着した後、240℃で90分間アニールしてITOを結晶化し、フォト工程でITOパターンを作り王水で不要ITOをエッチングしてパターン形成を完了した。
前記カラーフィルタが形成されたガラス基板をスパッタ装置に入れて、100℃で1300Å厚さのITO(インヂウム錫酸化物)を全面真空蒸着した後、240℃で90分間アニールしてITOを結晶化し、フォト工程でITOパターンを作り王水で不要ITOをエッチングしてパターン形成を完了した。
−スペーサの形成−
上記ITO形成後の基板に対して、上記で作製した遮光性隔壁における、黒色感光性樹脂組成物K1の処方を下記の感光性樹脂層用塗布液処方S1に変更した以外は、同様の方法を用いてスペーサを作製した。
但し、露光、現像、及び、ベーク工程は、以下の方法を用いた。
所定のフォトマスクを介して超高圧水銀灯により60mJ/cm2でプロキシミティー露光した。露光後、KOH現像液〔CDK−1(商品名)の100倍希釈液(pH=11.8)、富士写真フイルム(株)製〕を用いて熱可塑性樹脂層、中間層、及び未露光部の感光性樹脂層を溶解除去した。
続いて、230℃で30分間ベークし、ガラス基板上のITO膜の上に直径16μm、平均高さ3.7μmの透明な柱状スペーサパターンを形成した。
上記ITO形成後の基板に対して、上記で作製した遮光性隔壁における、黒色感光性樹脂組成物K1の処方を下記の感光性樹脂層用塗布液処方S1に変更した以外は、同様の方法を用いてスペーサを作製した。
但し、露光、現像、及び、ベーク工程は、以下の方法を用いた。
所定のフォトマスクを介して超高圧水銀灯により60mJ/cm2でプロキシミティー露光した。露光後、KOH現像液〔CDK−1(商品名)の100倍希釈液(pH=11.8)、富士写真フイルム(株)製〕を用いて熱可塑性樹脂層、中間層、及び未露光部の感光性樹脂層を溶解除去した。
続いて、230℃で30分間ベークし、ガラス基板上のITO膜の上に直径16μm、平均高さ3.7μmの透明な柱状スペーサパターンを形成した。
*感光性樹脂層用塗布液の処方:S1
・メタクリル酸/アリルメタクリレート共重合体 …108部
(モル比=20/80、分子量40000)
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重合性モノマー) …64.7部
・2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔4’−(N,N−ビスエトキシカルボニルメチル)アミノ−3’−ブロモフェニル〕−s−トリアジン …6.24部
・ハイドロキノンモノメチルエーテル …0.0336部
・ビクトリアピュアブルーBOHM(保土ヶ谷化学社製) …0.874部
・メガファックF780F …0.856部
(大日本インキ化学工業(株)製;界面活性剤)
・メチルエチルケトン …328部
・1−メトキシ−2−プロピルアセテート …475部
・メタノール …16.6部
・メタクリル酸/アリルメタクリレート共重合体 …108部
(モル比=20/80、分子量40000)
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重合性モノマー) …64.7部
・2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔4’−(N,N−ビスエトキシカルボニルメチル)アミノ−3’−ブロモフェニル〕−s−トリアジン …6.24部
・ハイドロキノンモノメチルエーテル …0.0336部
・ビクトリアピュアブルーBOHM(保土ヶ谷化学社製) …0.874部
・メガファックF780F …0.856部
(大日本インキ化学工業(株)製;界面活性剤)
・メチルエチルケトン …328部
・1−メトキシ−2−プロピルアセテート …475部
・メタノール …16.6部
上記のようにして得られた液晶表示装置用基板のカラーフィルタについて、ICP発光分光分析装置を用いてR、G、B、BMのNaイオン量、Kイオン量を定量し、それぞれの体積からイオン濃度((〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM))を算出した。
尚、各RGB画素と遮光性隔壁の体積は、基板上に形成された面積に平均厚みを乗じて算出した。
平均厚みは、各RGB画素と遮光性隔壁が形成された基板をSEMを用いて観察し、該各RGB画素、及び遮光性隔壁の中心部分の厚みを測定し、該各RGB画素、及び遮光性隔壁の平均厚みとした。
式(1)による計算を行った結果、27ppmであった。
尚、各RGB画素と遮光性隔壁の体積は、基板上に形成された面積に平均厚みを乗じて算出した。
平均厚みは、各RGB画素と遮光性隔壁が形成された基板をSEMを用いて観察し、該各RGB画素、及び遮光性隔壁の中心部分の厚みを測定し、該各RGB画素、及び遮光性隔壁の平均厚みとした。
式(1)による計算を行った結果、27ppmであった。
(液晶表示装置の作製)
上記で得られた液晶表示装置用基板上に更にポリイミドよりなる配向膜を設けた。
その後、カラーフィルタの画素群を取り囲むように周囲に設けられたブラックマトリックス外枠に相当する位置にエポキシ樹脂のシール剤を印刷すると共に、PVAモード用液晶を滴下し、対向基板と貼り合わせた後、貼り合わされた基板を熱処理してシール剤を硬化させた。このようにして得た液晶セルの両面に、(株)サンリッツ製の偏光板HLC2−2518を貼り付けた。次いで、3波長冷陰極管光源(東芝ライテック(株)製FWL18EX−N)のバックライトを構成し、前記偏光板が設けられた液晶セルの背面となる側に配置し、液晶表示装置とした。
上記で得られた液晶表示装置用基板上に更にポリイミドよりなる配向膜を設けた。
その後、カラーフィルタの画素群を取り囲むように周囲に設けられたブラックマトリックス外枠に相当する位置にエポキシ樹脂のシール剤を印刷すると共に、PVAモード用液晶を滴下し、対向基板と貼り合わせた後、貼り合わされた基板を熱処理してシール剤を硬化させた。このようにして得た液晶セルの両面に、(株)サンリッツ製の偏光板HLC2−2518を貼り付けた。次いで、3波長冷陰極管光源(東芝ライテック(株)製FWL18EX−N)のバックライトを構成し、前記偏光板が設けられた液晶セルの背面となる側に配置し、液晶表示装置とした。
[実施例2]
感光性樹脂組成物K1とRインク1、Gインク1、及びBインク1を陽イオン交換樹脂による処理する際、攪拌時間を96時間としたこと以外は実施例1と同じ方法によりカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。なお、式(1)による計算の結果9ppmであった。
感光性樹脂組成物K1とRインク1、Gインク1、及びBインク1を陽イオン交換樹脂による処理する際、攪拌時間を96時間としたこと以外は実施例1と同じ方法によりカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。なお、式(1)による計算の結果9ppmであった。
[実施例3]
感光性樹脂組成物K1とRインク1、Gインク1、及びBインク1を陽イオン交換樹脂による処理する際、攪拌時間を192時間としたこと以外は実施例1と同じ方法によりカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。式(1)による計算の結果、3ppmであった。
感光性樹脂組成物K1とRインク1、Gインク1、及びBインク1を陽イオン交換樹脂による処理する際、攪拌時間を192時間としたこと以外は実施例1と同じ方法によりカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。式(1)による計算の結果、3ppmであった。
[実施例4]
以下に示す通り、Rインク2、Gインク2、及びBインク2を調製したこと以外は実施例2と同じ方法によりカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。なお、式(1)による計算の結果9ppmであった。
以下に示す通り、Rインク2、Gインク2、及びBインク2を調製したこと以外は実施例2と同じ方法によりカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。なお、式(1)による計算の結果9ppmであった。
・顔料分散液の作製
下記表2の組成物を混合し、1時間スターラーで攪拌した。攪拌後の混合物をアイガーミルにて分散し、R顔料分散物2、G顔料分散物2、及びB顔料分散物2を得た。分散条件は直径0.65mmのジルコニアビーズを70%の充填率で充填し、周速を9m/sとし、分散時間、1時間で行った。
下記表2の組成物を混合し、1時間スターラーで攪拌した。攪拌後の混合物をアイガーミルにて分散し、R顔料分散物2、G顔料分散物2、及びB顔料分散物2を得た。分散条件は直径0.65mmのジルコニアビーズを70%の充填率で充填し、周速を9m/sとし、分散時間、1時間で行った。
・インク液の調製
R顔料分散物1、G顔料分散物1、及びB顔料分散物1を下記表3の組成で混合し、1時間スターラーで攪拌し、Rインク2、Gインク2、Bインク2を得た。
R顔料分散物1、G顔料分散物1、及びB顔料分散物1を下記表3の組成で混合し、1時間スターラーで攪拌し、Rインク2、Gインク2、Bインク2を得た。
[RGB画素の記録方法]
上記で得られたRインク2、Gインク2、及びBインク2をピエゾ方式のヘッドを用いて遮光性隔壁に囲まれた凹部に、下記のように打滴を行った。
ヘッドは25.4mmあたり150のノズル密度で、318ノズルを有しており、これを2個ノズル列方向にノズル間隔の1/2ずらして固定することにより、基板上にはノズル配列方向に25.4mmあたり300滴打滴される。
ヘッドおよびインクは、ヘッド内に温水を循環させることにより吐出部分近辺が50±0.5℃となるように制御されている。
ヘッドからのインク吐出は、ヘッドに付与されるピエゾ駆動信号により制御され、一滴あたり6〜42plの吐出が可能であって、本実施例ではヘッドの下1mmの位置でガラス基板が搬送されながらヘッドより打滴される。搬送速度は50〜200mm/sの範囲で設定可能である。またピエゾ駆動周波数は最大4.6KHzまでが可能であって、これらの設定により打滴量を制御することができる。
上記で得られたRインク2、Gインク2、及びBインク2をピエゾ方式のヘッドを用いて遮光性隔壁に囲まれた凹部に、下記のように打滴を行った。
ヘッドは25.4mmあたり150のノズル密度で、318ノズルを有しており、これを2個ノズル列方向にノズル間隔の1/2ずらして固定することにより、基板上にはノズル配列方向に25.4mmあたり300滴打滴される。
ヘッドおよびインクは、ヘッド内に温水を循環させることにより吐出部分近辺が50±0.5℃となるように制御されている。
ヘッドからのインク吐出は、ヘッドに付与されるピエゾ駆動信号により制御され、一滴あたり6〜42plの吐出が可能であって、本実施例ではヘッドの下1mmの位置でガラス基板が搬送されながらヘッドより打滴される。搬送速度は50〜200mm/sの範囲で設定可能である。またピエゾ駆動周波数は最大4.6KHzまでが可能であって、これらの設定により打滴量を制御することができる。
本実施例では、R、G、Bそれぞれ、顔料の塗設量が、1.1、1.8、0.75g/m2なるように、搬送速度、駆動周波数を制御し、所望するR、G、Bに対応する凹部にRインク2、Gインク2、及びBインク2を打滴した。
打滴されたインクは、露光部に搬送され、紫外発光ダイオード(UV−LED)により露光される。本実施例ではUV−LEDは日亜化学製NCCU033を用いた。本LEDは1チップから波長365nmの紫外光を出力するものであって、約500mAの電流を通電することにより、チップから約100mWの光が発光される。これを7mm間隔に複数個配列し、表面で0.3W/cm2のパワーが得られる。打滴後露光されるまでの時間、および露光時間はメディアの搬送速度およびヘッドとLEDの搬送方向の距離により変更可能である。本実施例では着弾後、約0.5秒後に露光した。
距離および搬送速度の設定に応じて、メディア上の露光エネルギーを0.01〜15J/cm2の間で調整することができる。本実施例では搬送速度により露光エネルギーを調整した。
これら露光パワー、露光エネルギーの測定にはウシオ電機製スペクトロラディオメータURS−40Dを用い、波長220nmから400nmの間を積分した値を用いた。
打滴後のガラス基板を230℃オーブン中で30分ベークすることで、遮光性隔壁、各画素共に完全に硬化させた。以上の工程によりカラーフィルタを作製した。
次いで、作製したカラーフィルタを用いて、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
これら露光パワー、露光エネルギーの測定にはウシオ電機製スペクトロラディオメータURS−40Dを用い、波長220nmから400nmの間を積分した値を用いた。
打滴後のガラス基板を230℃オーブン中で30分ベークすることで、遮光性隔壁、各画素共に完全に硬化させた。以上の工程によりカラーフィルタを作製した。
次いで、作製したカラーフィルタを用いて、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
[実施例5]
実施例1において、RGB各インクの溶剤(3−エトキシプロピオン酸エチル)の添加量を50部に変更したこと以外は実施例1と同様にしてカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。なお、式(1)による計算の結果27ppmであった。
実施例1において、RGB各インクの溶剤(3−エトキシプロピオン酸エチル)の添加量を50部に変更したこと以外は実施例1と同様にしてカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。なお、式(1)による計算の結果27ppmであった。
[比較例1]
感光性樹脂組成物K1とR、G、Bインク3の陽イオン交換樹脂による処理を行わなかったこと以外は実施例1と同じ方法によりカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。式(1)による計算の結果35ppmであった。
感光性樹脂組成物K1とR、G、Bインク3の陽イオン交換樹脂による処理を行わなかったこと以外は実施例1と同じ方法によりカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。式(1)による計算の結果35ppmであった。
[評価]
1.イオン濃度
既述の通り、ICP発光分光分析装置による分析結果から、(式1)の値を求めた。結果を表4に示す。
2.表示ムラ
作製した液晶表示装置全面にグレーのベタ表示を行ない、官能評価により中央部分が暗く周辺部分が明るい表示ムラの評価を、以下の評価基準に従い行った結果、表4に示すようになった。
−評価基準−
◎:表示ムラが全く見えない。
○:表示ムラが極僅かにあることが判る程度。
△:表示ムラはすぐにわかる程度にあるが実用上問題の無いレベル。
×:表示ムラがハッキリとわかり実用上問題のあるレベル。
1.イオン濃度
既述の通り、ICP発光分光分析装置による分析結果から、(式1)の値を求めた。結果を表4に示す。
2.表示ムラ
作製した液晶表示装置全面にグレーのベタ表示を行ない、官能評価により中央部分が暗く周辺部分が明るい表示ムラの評価を、以下の評価基準に従い行った結果、表4に示すようになった。
−評価基準−
◎:表示ムラが全く見えない。
○:表示ムラが極僅かにあることが判る程度。
△:表示ムラはすぐにわかる程度にあるが実用上問題の無いレベル。
×:表示ムラがハッキリとわかり実用上問題のあるレベル。
表4より、実施例1〜5においてはいずれも(式1)の範囲内であり、表示ムラが抑えられたことが分かる。これに対して、比較例1においては、表示ムラが不良となった。
[実施例6]
[隔壁形成用の黒色感光性樹脂組成物K2の調製]
黒色感光性樹脂組成物K2は、まず表5に記載の量のK顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌し、次いで、表5に記載の量のメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、バインダー2、フェノチアジン、DPHA液、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4’−(N,N−ビスジエトキシカルボニルメチル)アミノ−3’−ブロモフェニル]−s−トリアジン、界面活性剤1をはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpmで30分間攪拌することによって得られる。なお、表5に記載の量は質量部であり、表5に記載のK顔料分散物1、バインダー1、DPHA液、界面活性剤1は表1に記載の黒色感光性樹脂組成物K1の内容に準ずる。
[隔壁形成用の黒色感光性樹脂組成物K2の調製]
黒色感光性樹脂組成物K2は、まず表5に記載の量のK顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌し、次いで、表5に記載の量のメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、バインダー2、フェノチアジン、DPHA液、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4’−(N,N−ビスジエトキシカルボニルメチル)アミノ−3’−ブロモフェニル]−s−トリアジン、界面活性剤1をはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpmで30分間攪拌することによって得られる。なお、表5に記載の量は質量部であり、表5に記載のK顔料分散物1、バインダー1、DPHA液、界面活性剤1は表1に記載の黒色感光性樹脂組成物K1の内容に準ずる。
(隔壁の形成)
無アルカリガラス基板を、UV洗浄装置で洗浄後、洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した。基板を120℃3分熱処理して表面状態を安定化させた。
基板を冷却し23℃に温調後、スリット状ノズルを有すガラス基板用コーター(エフ・エー・エス・アジア社製、商品名:MH−1600)にて、上述のように調製した濃色組成物K1を塗布した。引き続きVCD(真空乾燥装置、東京応化工業社製)で30秒間、溶媒の一部を乾燥して塗布層の流動性を無くした。乾燥後の塗布膜厚の変動係数は1.5%であった。
さらに120℃3分間プリベークして膜厚2.3μmの黒色感光性樹脂組成物層K2を得た。
超高圧水銀灯を有すプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式会社製)で、基板とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と黒色感光性樹脂組成物層K2の間の距離を200μmに設定し、窒素雰囲気下、露光量300mJ/cm2でパターン露光した。
無アルカリガラス基板を、UV洗浄装置で洗浄後、洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した。基板を120℃3分熱処理して表面状態を安定化させた。
基板を冷却し23℃に温調後、スリット状ノズルを有すガラス基板用コーター(エフ・エー・エス・アジア社製、商品名:MH−1600)にて、上述のように調製した濃色組成物K1を塗布した。引き続きVCD(真空乾燥装置、東京応化工業社製)で30秒間、溶媒の一部を乾燥して塗布層の流動性を無くした。乾燥後の塗布膜厚の変動係数は1.5%であった。
さらに120℃3分間プリベークして膜厚2.3μmの黒色感光性樹脂組成物層K2を得た。
超高圧水銀灯を有すプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式会社製)で、基板とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と黒色感光性樹脂組成物層K2の間の距離を200μmに設定し、窒素雰囲気下、露光量300mJ/cm2でパターン露光した。
次に、純水をシャワーノズルにて噴霧して、黒色感光性樹脂組成物層K2の表面を均一に湿らせた後、KOH系現像液(ノニオン界面活性剤含有、商品名:CDK−1、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製を100倍希釈したもの)を23℃80秒、フラットノズル圧力0.04MPaでシャワー現像しパターニング画像を得た。引き続き、超純水を、超高圧洗浄ノズルにて9.8MPaの圧力で噴射して残渣除去を行い、大気下にて露光量2500mJ/cm2にて上面からポスト露光を行って光学濃度4.0、膜厚2.0μm、100μm幅の開口部を有するストライプ状の隔壁を得た。
〔撥インク化プラズマ処理〕
隔壁を形成した基板に、カソードカップリング方式平行平板型プラズマ処理装置を用いて、以下の条件にて撥インク化プラズマ処理を行った。
使用ガス :CF4
ガス流量 :80sccm
圧力 :40Pa
RFパワー:50W
処理時間 :30sec
隔壁を形成した基板に、カソードカップリング方式平行平板型プラズマ処理装置を用いて、以下の条件にて撥インク化プラズマ処理を行った。
使用ガス :CF4
ガス流量 :80sccm
圧力 :40Pa
RFパワー:50W
処理時間 :30sec
−顔料分散液の調製―
<G用顔料分散液(G1)>
ブロム化フタロシアニングリーン(C.I.Pigment Green36)に分散剤A及び溶剤(1,3−ブタンジオールジアセテート)(以下1,3−BGDAと略す。)を下記の表6に示す如く配合し、プレミキシングの後、モーターミルM−50(アイガー・ジャパン社製)で、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで9時間分散し、G用顔料分散液(G1)を調製した。
<G用顔料分散液(G1)>
ブロム化フタロシアニングリーン(C.I.Pigment Green36)に分散剤A及び溶剤(1,3−ブタンジオールジアセテート)(以下1,3−BGDAと略す。)を下記の表6に示す如く配合し、プレミキシングの後、モーターミルM−50(アイガー・ジャパン社製)で、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで9時間分散し、G用顔料分散液(G1)を調製した。
<その他の顔料分散液>
G用顔料分散液(G1)において、顔料及びその他の成分を表6に示す如く配合した以外はG用顔料分散液(G1)と同様にして、G用顔料分散液(G2),R用顔料分散液(R1),(R2),B用顔料分散液(B1),(B2)を調製した。
G用顔料分散液(G1)において、顔料及びその他の成分を表6に示す如く配合した以外はG用顔料分散液(G1)と同様にして、G用顔料分散液(G2),R用顔料分散液(R1),(R2),B用顔料分散液(B1),(B2)を調製した。
−画素用着色インクの調製―
<G用インクジェットインク>
下記表7に示す処方のとおり、1,3−ブタンジオールジアセテート(1,3−BGDA;沸点232℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA;沸点146℃)、アロニクスM−309(トリメチロールプロパントリアクリレート,粘度:85mPa・s at25℃、東亜合成(株)製)、界面活性剤1、熱重合開始剤(V−40(アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル))和光純薬(株)製)成分を混合して、25℃で30分間攪拌したのち、不溶物が無いことを確認し、モノマー液を調製した。
次に、G用顔料分散液(G1)、G用顔料分散液(G2)を撹拌しながら、前記モノマー液をゆっくりと添加し、25℃で30分間撹拌し、G用インクジェットインク(インクG−1)を調製した。
同様にR用インクジェットインク(インクR−1)、B用インクジェットインク(インクB−1)を調製した。
<G用インクジェットインク>
下記表7に示す処方のとおり、1,3−ブタンジオールジアセテート(1,3−BGDA;沸点232℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA;沸点146℃)、アロニクスM−309(トリメチロールプロパントリアクリレート,粘度:85mPa・s at25℃、東亜合成(株)製)、界面活性剤1、熱重合開始剤(V−40(アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル))和光純薬(株)製)成分を混合して、25℃で30分間攪拌したのち、不溶物が無いことを確認し、モノマー液を調製した。
次に、G用顔料分散液(G1)、G用顔料分散液(G2)を撹拌しながら、前記モノマー液をゆっくりと添加し、25℃で30分間撹拌し、G用インクジェットインク(インクG−1)を調製した。
同様にR用インクジェットインク(インクR−1)、B用インクジェットインク(インクB−1)を調製した。
次いで、調製したR−1インク、G−インク、B−インクを、各インク200gに対して、陽イオン交換樹脂5gを添加し、48時間攪拌することによりNaイオン、Kイオンを減量する処理を行った。
<Naイオン濃度、Kイオン量の測定>
調製した各インクをICP発光分光分析装置によりNaイオン量、Kイオン量を測定した。
処理を行ったインクのイオン濃度は、R−1インクが28ppm、G−インクが20rppm、B−インクが22ppmであった。
調製した各インクをICP発光分光分析装置によりNaイオン量、Kイオン量を測定した。
処理を行ったインクのイオン濃度は、R−1インクが28ppm、G−インクが20rppm、B−インクが22ppmであった。
<インク物性の測定>
上記インクB−1の粘度を、東機産業(株)製E型粘度計(RE−80L)を用いて以下の条件で測定した。
(測定条件)
使用ロータ:1° 34’×R24
測定時間 :2分間
測定温度 :25℃
また、上記インクB−1の表面張力を、協和界面科学(株)製表面張力計(FACE SURFACE TENSIOMETER CBVB−A3)を用いて測定した。
上記インクB−1の粘度を、東機産業(株)製E型粘度計(RE−80L)を用いて以下の条件で測定した。
(測定条件)
使用ロータ:1° 34’×R24
測定時間 :2分間
測定温度 :25℃
また、上記インクB−1の表面張力を、協和界面科学(株)製表面張力計(FACE SURFACE TENSIOMETER CBVB−A3)を用いて測定した。
<インク残部の流動性の確認>
前記インクB−1を、Dimatix社製インクジェットヘッド(SE−128)を用いて30plの微小液滴として透明ガラス基板上に打滴し、ガラス基板側からマイクロスコープにてインクの流動状態を観察したところ、60分経過しても流動性が確認された。
前記インクB−1を、Dimatix社製インクジェットヘッド(SE−128)を用いて30plの微小液滴として透明ガラス基板上に打滴し、ガラス基板側からマイクロスコープにてインクの流動状態を観察したところ、60分経過しても流動性が確認された。
<インク残部の粘度の測定>
まず、インクの厚みが1mm以下となるようにしてアルミ製の受け皿に入れ、風乾した後、45℃で8時間真空乾燥(0.67kPa)を行い、薬サジを用いてアルミ皿から集めて試料とした。この試料をJasco International Co.Ltd製の粘弾性測定装置DynAlyser DAS-100を用いて測定温度25℃、周波数 1Hzで測定した。
まず、インクの厚みが1mm以下となるようにしてアルミ製の受け皿に入れ、風乾した後、45℃で8時間真空乾燥(0.67kPa)を行い、薬サジを用いてアルミ皿から集めて試料とした。この試料をJasco International Co.Ltd製の粘弾性測定装置DynAlyser DAS-100を用いて測定温度25℃、周波数 1Hzで測定した。
−インクジェット方式による画素部の形成―
次に上記記載のインクR−1、G−1、B−1を用いて、上記で得られたカラーフィルタ基板の隔壁で区分された領域内(凸部で囲まれた凹部)に、Dimatix社製インクジェットヘッド(SE−128、ヘッド温度28℃)により所望の濃度になるまでインクの吐出を行い230℃オーブン中で30分ベークすることで隔壁、画素ともに完全に硬化させ、R、G、Bのパターンからなるカラーフィルタを作製した。
次に上記記載のインクR−1、G−1、B−1を用いて、上記で得られたカラーフィルタ基板の隔壁で区分された領域内(凸部で囲まれた凹部)に、Dimatix社製インクジェットヘッド(SE−128、ヘッド温度28℃)により所望の濃度になるまでインクの吐出を行い230℃オーブン中で30分ベークすることで隔壁、画素ともに完全に硬化させ、R、G、Bのパターンからなるカラーフィルタを作製した。
上記より得たカラーフィルタ基板のR画素、G画素、及びB画素並びにブラックマトリクスの上に更に、ITO(Indium Tin Oxide)の透明電極をスパッタリングにより形成した。
次いで、特開2006−64921号公報の実施例1に従い、前記で形成したITO膜上のブラックマトリクス上部に相当する部分にスペーサを形成した。
別途、対向基板としてガラス基板を用意し、カラーフィルタ基板の透明電極上及び対向基板上にそれぞれPVAモード用にパターニングを施し、その上に更にポリイミドよりなる配向膜を設けた。
別途、対向基板としてガラス基板を用意し、カラーフィルタ基板の透明電極上及び対向基板上にそれぞれPVAモード用にパターニングを施し、その上に更にポリイミドよりなる配向膜を設けた。
その後、カラーフィルタの画素群を取り囲むように周囲に設けられたブラックマトリックス外枠に相当する位置に紫外線硬化樹脂のシール剤をディスペンサ方式により塗布し、PVAモード用液晶を滴下し、対向基板と貼り合わせた後、貼り合わされた基板をUV照射した後、熱処理してシール剤を硬化させた。このようにして得た液晶セルの両面に、(株)サンリリッツ製の偏光板HLC2−2518を貼り付けた。次いで、赤色(R)LEDとしてFR1112H(スタンレー電気(株)製のチップ型LED)、緑色(G)LEDとしてDG1112H(スタンレー電気(株)製のチップ型LED)、青色(B)LEDとしてDB1112H(スタンレー電気(株)製のチップ型LED)を用いてサイドライト方式のバックライトを構成し、前記偏光板が設けられた液晶セルの背面となる側に配置し、液晶表示装置とした。
[実施例7]
実施例6においてインクのイオン交換樹脂による処理の時間(攪拌時間)を144時間としたこと以外は実施例6と同様にして液晶表示装置の作製を行った。処理を行ったインクのイオン濃度はR−1インクが14ppm、G−1インクが8ppm、B−1インクが11ppmであった。
実施例6においてインクのイオン交換樹脂による処理の時間(攪拌時間)を144時間としたこと以外は実施例6と同様にして液晶表示装置の作製を行った。処理を行ったインクのイオン濃度はR−1インクが14ppm、G−1インクが8ppm、B−1インクが11ppmであった。
[実施例8]
実施例7のインクB−1、インクR−1、インクG−1において、光重合開始剤としてw2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔4’−(N,N−ジエトキシカルボニルメチルアミノ−3’−ブロモフェニル〕−S−トリアジンをインク中の固形分量に対して1.5質量%の比率で添加したことと、インクを隔壁で区分された領域内に吐出した後、水銀ランプのh線を用いて1000mJでポスト露光を行ったこと以外は実施例7と同様にして液晶表示装置の作製を行った。処理を行ったインクのイオン濃度はR−1インクが14ppm、G−1インクが8ppm、B−1インクが11ppmであった。
実施例7のインクB−1、インクR−1、インクG−1において、光重合開始剤としてw2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔4’−(N,N−ジエトキシカルボニルメチルアミノ−3’−ブロモフェニル〕−S−トリアジンをインク中の固形分量に対して1.5質量%の比率で添加したことと、インクを隔壁で区分された領域内に吐出した後、水銀ランプのh線を用いて1000mJでポスト露光を行ったこと以外は実施例7と同様にして液晶表示装置の作製を行った。処理を行ったインクのイオン濃度はR−1インクが14ppm、G−1インクが8ppm、B−1インクが11ppmであった。
実施例6〜8で作製した液晶表示装置に対し、表示ムラについての評価を実施例1〜5と同様にして行った。結果を表8に示す。
表8より、実施例6〜8においてはいずれもインク中のNaイオン量及びKイオン量の合計の平均が本発明の規定の範囲内であり、表示ムラが抑えられたことが分かる。これに対して、比較例1においては、表示ムラが不良となった。
Claims (12)
- 透明基板上に遮光性を有する遮光性隔壁を有し、該遮光性隔壁により区切られた凹部にインクジェット方式により赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクを吹き付けてR、G、Bのインクを堆積させてなる着色層を有し、
Rの画素、Gの画素、Bの画素、及び遮光性隔壁の体積をそれぞれVR、VG、VB、VBMとし、Rインクの着色層、Gインクの着色層、Bインクの着色層、及び遮光性隔壁中に含まれるNaイオン量、Kイオン量の合計をそれぞれ〔Na〕R、〔Na〕G、〔Na〕B、〔Na〕BM、〔K〕R、〔K〕G、〔K〕B、〔K〕BM(単位:ppm)としたときに下記の(式1)を満足することを特徴とするカラーフィルタ。
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦30ppm …(式1) - 下記の(式2)を満足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。
0≦(〔Na〕R×VR+〔Na〕G×VG+〔Na〕B×VB+〔Na〕BM×VBM+〔K〕R×VR+〔K〕G×VG+〔K〕B×VB+〔K〕BM×VBM)÷(VR+VG+VB+VBM)≦10ppm …(式2) - 請求項1または2に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクが溶剤を50質量%以下の比率で含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 少なくとも着色剤、及び重合性化合物を含有したカラーフィルタ用インクジェットインクであって、前記インク中に含まれるNaイオン及びKイオンの合計濃度が30ppm以下であることを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインク。
- 透明基板上に遮光性を有する遮光性隔壁を有し、該遮光性隔壁により区切られた凹部にインクジェット方式により赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のインクを吹き付けて画素を形成する画素形成工程を有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記各インク中に含まれるNaイオン及びKイオンの合計濃度の平均値が30ppm以下であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 前記各インク中に含まれるNaイオン及びKイオンの合計濃度の平均値が15ppm以下であることを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタ製造方法。
- 前記インクからイオン交換法によりNaイオン及びKイオンを除去することを特徴とする請求項5または6に記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記各インク中に光重合開始剤を含むことを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記画素形成工程終了後に、ポスト露光を行うことを特徴とする請求項5から8のいずれか1項に記載のカラーフィルタの製造方法。
- 請求項5から9のいずれか1項に記載のカラーフィルタ製造方法により製造されてなるカラーフィルタ。
- 請求項1、2、及び10のいずれか1項に記載のカラーフィルタを含む液晶表示素子。
- 請求項1、2、及び10のいずれか1項に記載のカラーフィルタを含む表示装置。
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