JP2007302863A

JP2007302863A - インクジェットカラーフィルタ用インク組成物

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Publication number: JP2007302863A
Application number: JP2006262340A
Authority: JP
Inventors: Ai Akagi; 愛赤木; Takashi Yamauchi; 隆司山内
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】インクジェット方式を用いてカラーフィルタの印刷物を製造する際、インクジェットヘッドからの不吐出、ミスディレクション、サテライト、ミストがなく、熱および機械的衝撃に対して安定性の高いインクジェットカラーフィルタ用インク組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】少なくともバインダー成分、顔料、及び溶剤からなり、常温でのインキ組成物の複素粘性率が１ｍＰａ・ｓ以上で、周波数１０〜５０Ｈｚにおける正接損失が１〜２０であり、バインダー成分は、バインダー成分全量に対して、重量平均分子量３５０００以下のアクリル樹脂１０〜５５重量％、及び、重量平均分子量１００００以下のメラミン樹脂３０〜５０重量％の割合であり、特に、周波数を１００〜０．１Ｈｚまで変化時、常温での複素粘性率の初期値が２０ｍＰａ・ｓ以下、かつ、最大値が１００００ｍＰａ・ｓ以下で、インクジェットカラーフィルタ用インク組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は表示媒体に用いるカラーフィルタの基板上に、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インクジェットカラーフィルタ用インク組成物に関する。

近年、パーソナルコンピューターの発達、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表示装置の需要が増加する傾向にある。しかしながら、このカラー液晶表示装置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。

このようなカラーフィルタにおいては、通常赤（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。

従来、行われているカラーフィルタの製造方法としては、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。

また、他の方法としては顔料分散法がある。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。

さらに他の方法としては、電着法や、熱硬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。

しかしながら、いずれの方法も、Ｒ、Ｇ、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。

これらの問題点を解決したカラーフィルタの製造方法として、基板表面にインクジェット方式でインクを吹き付けて着色層（画素部）を形成する方法が提案されており、たとえば特許文献１に記載されている。

インクジェット方式でインクを正確なパターンに合わせて吹き付けて画素を形成するためには、吐出ヘッドから吐出する際の直進性、安定性が求められる。しかし、インクの蒸発速度が早すぎると、吐出ヘッドのノズル先端でインクの粘度が急激に増加してインク滴の飛行曲がり（ミスディレクション）が発生したり、時間を空けて間歇的に吐出すると目詰まりを起こして不吐出が発生したりする。

特許文献２には、バインダー成分、顔料、及び、溶剤からなり、主溶剤として沸点が１８０℃〜２６０℃で、且つ常温での蒸気圧が０．５ｍｍＨｇ以下の溶剤成分を、前記溶剤の全量に対して９０重量％以上の割合で含有することを特徴とするインクジェット方式のカラーフィルタ用インク組成物が開示されている。このインク組成物は、インクジェットヘッドのノズル先端においては急速に乾燥しないので、インクの急激な粘度上昇や目詰まりが発生せず、吐出方向や吐出量の安定性に優れている。且つ、適度な乾燥性を有しているので効率よく乾燥させることができる。

ところが、インクを基板に吐出する際、インクがノズル先端から離れる時に発生するサテライトの液滴が、主要の液滴からある程度の距離をもって離れた領域に規則的に着弾したり、不規則に着弾してミストが発生することがある。すなわち、基板表面の濡れ性を部分的に変化させてインク層形成領域を形成した基板に吐出した時に、インクの一部が当該インク層形成領域以外の領域に着弾し、混色の原因となる。

以下に公知文献を記す。
特開昭５９−７５２０５号公報特開２００２−２０１３８７号公報

インクジェット方式を利用して簡易なプロセスで安価にカラーフィルタを製造するに際し、インクジェットヘッドからの不吐出、ミスディレクション、サテライト、ミストがなく、熱および機械的衝撃に対して安定性の高いインクジェットカラーフィルタ用インク組成物を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、インクジェット装置に適用できるインクジェットカラーフィルタ用インク組成物において、
少なくともバインダー成分、顔料、及び溶剤からなり、常温でのインキ組成物の複素粘性率が１ｍＰａ・ｓ以上で、周波数１０〜５０Ｈｚにおける正接損失が１〜２０であることを特徴とするインクジェットカラーフィルタ用インク組成物である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記バインダー成分は、主成分として、バインダー成分全量に対して、重量平均分子量３５０００以下のアクリル樹脂１０〜５５重量％、及び、重量平均分子量１００００以下のメラミン樹脂３０〜５０重量％の割合で含有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットカラーフィルタ用インク組成物である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記周波数を１００〜０．１Ｈｚまで変化させた時の常温でのインキ組成物の複素粘性率の初期値が２０ｍＰａ・ｓ以下、かつ、最大値が１００００ｍＰａ・ｓ以下で、周波数１０〜５０Ｈｚにおける正接損失の極大値が、１〜２０の間の値をとることを特徴とする請求項１記載のインクジェットカラーフィルタ用インク組成物である。

常温でのインク組成物の複素粘性率が１ｍＰａ・ｓ以上で、周波数１０〜５０Ｈｚにおける正接損失が１〜２０であることを特徴とするインク組成物は、吐出時の流動性が高くなるため、このようなインク組成物を用いると吐出性が良くなり、吐出方向の安定性に優れている。

また、バインダー成分は、主成分として、バインダー成分全量に対して、重量平均分子
量３５０００以下のアクリル樹脂１０〜５５重量％、及び、重量平均分子量１００００以下のメラミン樹脂３０〜５０重量％の割合で含有するインク組成物であることが好ましく、吐出時に適度な流動性を有すると共に、熱および機械的衝撃に対して安定性が高い。

また、特に、常温でのインク組成物の周波数１０〜５０Ｈｚにおける正接損失の極大値が、１〜２０の間の値をとることを特徴とするインク組成物は、吐出時のみ流動性が特に高くなり、吐出直後にノズル内に戻ろうとするインクと吐出されたインクとの切れがよいため、このようなインク組成物を用いると、ミスディレクション、サテライトが発生しない。

本発明のインクジェットカラーフィルタ用インク組成物を用いてカラーフィルタを製造するに際、周波数を１００〜０．１Ｈｚまで変化させた時の常温でのインキ組成物の複素粘性率の初期値が２０ｍＰａ・ｓ以下、かつ、最大値が１００００ｍＰａ・ｓ以下となることにより、受像層が紙など通常のインクジェット用水性インクおよび油性インクに対して、バインダー成分の割合が大きくなり粘度が高いことは不可避であるが、インクジェット方式の本発明のカラーフィルタ用インク組成物を基板表面にカラーフィルタのパターンに合わせて吐出時に、不吐出、ミスディレクション、サテライト、ミストがなく、画素部や遮光部等の着色硬化層を正確に形成することができる。

以下に、本発明のインクジェットカラーフィルタ用インク組成物について詳しく説明する。本発明に係るインクジェットカラーフィルタ用インク組成物は、少なくともバインダー成分、顔料、及び、溶剤からなり、常温でのインキ組成物の複素粘性率が１ｍＰａ・ｓ以上で、周波数１０〜５０Ｈｚにおける正接損失が１〜２０であることを特徴とするものである。

また、バインダー成分は、主成分として、バインダー成分全量に対して、重量平均分子量３５０００以下のアクリル樹脂１０〜５５重量％、及び、重量平均分子量１００００以下のメラミン樹脂３０〜５０重量％の割合で含有することを特徴とするものである。

また、上記インクにおいて、周波数を１００〜０．１Ｈｚまで変化させた時、常温でのインキ組成物の複素粘性率の初期値が２０ｍＰａ・ｓ以下、かつ、最大値が１００００
ｍＰａ・ｓ以下で、周波数１０〜５０Ｈｚにおける正接損失の極大値が１〜２０の間の値をとることを特徴とするものである。

顔料としては、限定されるものではなく、例えば、赤色（Ｒｅｄ）として、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．９，９７，１２２，１２３，１４９，１６８，１７７，１８０，１９２，２１５など、緑色（Ｇｒｅｅｎ）としては、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７，３６であり、青色（Ｂｌｕｅ）としてはＣ．Ｉ．Ｎｏ．１５，２２，６０，６４が一般的に用いられる。さらにまた、黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）としては、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１２，２０，２４，８３，８６，１０９，１１０，１１７，１２５等が、バイオレット（Ｖｉｏｌｅｔ）としては、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１９，２３，２９，３０，３７，４０，５０等が一般的に用いられる。これらは１種のみでも又は複数種混ぜ合わせて使用してもよく、カラーフィルタの分光調整の為など、必要に応じて任意の顔料を２〜３点混ぜ合わせて調整する。各色の顔料は白色光を分解する役割を担うため、透明性、対候性、耐熱性に優れているものがよい。顔料の一次粒子径は０．３μｍ以下、更には、０．１μｍ以下が好ましく、可視光の波長に対して十分に小さくする。特に透明性に優れた顔料として有機顔料が好ましい。

バインダー成分としては、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。そして、バインダー成分を主体とし、必要に応じて、多官能のモノマーやオリゴマー、単官能のモノマーやオリゴマー、電離放射線により活性化する光重合開始材、及び、増感剤などを配合して、電離放射線硬化性バインダー系を構成する。

非重合性バインダーとしては、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、トリメリット酸、メチルアクリレート、カプロラクトン、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。

より具体的には、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を例示することができる。

一方、熱重合性官能基を有する樹脂をバインダー成分として用いる場合、例えば、次に示すようなエチレン性不飽和結合とエポキシ基を含有するモノマーの１種または２種以上を重合させた単独重合体または共重合体を用いることができる：アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−プロピルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−３，４−エポキシブチル、メタクリル酸−３，４−エポキシブチル、メタクリル酸−４，５−エポキシペンチル、アクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、メタクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−６，７−エポキシヘプチルなどの（メタ）アクリレート類；ｏ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｏ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテルなどのビニルグリシジルエーテル類；２，３−ジグリシジルオキシスチレン、３，４−ジグリシジルオキシスチレン、２，４−ジグリシジルオキシスチレン、３，５−ジグリシジルオキシスチレン、２，６−ジグリシジルオキシスチレン、５−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、４−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、ビニルフロログリシノールトリグリシジルエーテル、２，３−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，５−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，６−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，３，４−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテル、及び、１，３，５−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテルである。

特に、バインダー成分は、主成分として、バインダー成分全量に対して、重量平均分子量３５０００以下のアクリル樹脂を、１０〜５５重量％、および、重量平均分子量１００００以下のメラミン樹脂を、３０〜５０重量％の割合で含有することが好ましい。特に、上記二種のバインダー成分を、合計で、バインダー成分全量に対して、４０〜１００重量％の割合で含有することが、より好ましい。

上記アクリル樹脂、および、メラミン樹脂は、重合反応性のない樹脂であり、顔料分散性を低下させないことが必要条件である。樹脂のアルキル基は、特に限定されるものではなく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉ−プロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、等である。また、これらのアルキル基を二種類以上含む樹脂を用いることもできる。上記バインダー成分は、顔料分散時に分散樹脂として添加するか、または、分散後の顔料ペーストに添加する。さらに、その他のバインダー成分としては、耐熱性を有し、カラーフィルタの諸特性を阻害しないもの、例えば、界面活性剤、有機顔料の中間体、エポキシ系樹脂等も必要に応じて適宜使用される。

分散剤は、顔料を良好に分散させるためにインク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。

すなわち、高分子分散剤では、キシエチレンラウリルエーテル、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。

上記インク組成物に用いる溶剤は、特に限定されるものではなく、使用される顔料、バインダー、インクに要求される品質等に応じて選択することができる。使用する溶剤としては、例えば、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−メトキシブチルアセテートや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メチルエーテル、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等が挙げられる。上記溶剤は、二種類以上を混合して用いることもできる。

本発明のインク組成物は着色剤として顔料を用いるので、あらかじめ顔料を全使用量の一部の溶剤中で分散剤と混合して分散性を付与し、得られた顔料分散体（すなわち高濃度の顔料分散液）を他の配合成分と共に残部の溶剤中に投入して混合しインク組成物とすることが多い。顔料分散体を調製するためには、３−メトキシブチルアセテートや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）ような顔料を分散させやすい溶剤を用いる必要がある。

主溶剤は、以下に示すような溶剤の中から選んで用いることができる。例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルのようなグリコールエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールオリゴマーエーテル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールオリゴマーエーテルエステル類；酢酸、２−エチルヘキサン酸、無水酢酸のような脂肪族カルボン酸類又はその酸無水物；酢酸エチル、安息香酸プロピルのような脂肪族又は芳香族エステル類；炭酸ジエチルのようなジカルボン酸ジエステル類；３−メトキシプロピオン酸メチルのようなアルコキシカルボン酸エステル類；アセト酢酸エチルのようなケトカルボン酸エステル類；クロロ酢酸、ジクロロ酢酸のようなハロゲン化カルボン酸類；エタノール、イソプロパノール、フェノールのようなアルコール類又はフェノール類；ジエチルエーテル、アニソールのような脂肪族又は芳香族エーテル類；２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノールのようなアルコキシアルコール類；ジエチレングリコール、トリプロピレングリコールのようなグリコールオリゴマー類；２−ジエチルアミノエタノール、トリエタノールアミンのようなアミノアルコール類；２−エトキシエチルアセテートのようなアルコキシアルコールエステル類；アセトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類；Ｎ−エチルモルホリン、フェニルモルホリンのようなモルホリン類；ペンチルアミン、トリペンチルアミン、アニリンのような脂肪族又は芳香族アミン類。

主溶剤として使用できる溶剤の具体例としては、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、ジエチレングリコールジブチルエーテル、アジピン酸ジエチル、シュウ酸ジブチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、コハク酸ジメチル、及び、コハク酸ジエチルなどを例示することができる。これらの溶剤は、顔料の分散性、分散安定性も比較的良好であり、３−メトキシブチルアセテートや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）のような従来から顔料分散体の調製に用いられている溶剤と混合し或いは混合せずそのまま分散溶剤として用い、顔料分散体を調製することができる。

本発明に係るインク組成物を用いて、インクジェット方式により、不吐出、ミスディレクション、サテライト、ミストがなく、画素部や遮光部等の着色硬化層を正確に形成するためには、吐出時におけるインク組成物のレオロジー特性を制御する必要がある。吐出時に、インクジェットヘッドに充填されたインク組成物に与えられる、温度環境、および圧力において、優れた吐出性を有するインク組成物のレオロジー特性は、周波数を１００〜０．１Ｈｚまで変化させた時の２３℃から２５℃におけるインキ組成物の複素粘性率の初期値が２０ｍＰａ・ｓ以下、かつ、最大値が１００００ｍＰａ・ｓ以下で、周波数１０〜５０Ｈｚにおける正接損失が１〜２０であることが好ましい。また、そのようなレオロジー特性を持つインク組成物は、バインダー成分は、主成分として、バインダー成分全量に対して、重量平均分子量３５０００以下のアクリル樹脂を、１０〜５５重量％、および、重量平均分子量１００００以下のメラミン樹脂を、３０〜５０重量％の割合で適宜配合することにより得られる。

以下、実施例１〜３を挙げて本発明を具体的に説明する。粘弾性は、ＨＡＡＫＥ・ＲＳ７コーンプレート型粘度計を用い、振動法により、応力１．０Ｐａ、周波数１００〜０．１Ｈｚ、２３℃、又は２５℃における粘弾性特性を測定した。吐出性に関しては、ノズルのメンテナンス後、十分に時間をおいて再吐出した際の、不吐出、ミスディレクション、サテライト、ミストの個数により評価した。

本発明のインク組成物の、主なバインダー成分である重量平均分子量２００００のアクリル樹脂を、分散剤として顔料分散時に添加し、赤色顔料ペーストを調製した。得られた赤色顔料ペーストを、カルビトールアセテート、および、ブチルカルビトールアセテートの混合溶剤と、重量平均分子量が７０００のメラミン樹脂、および熱硬化性樹脂中に分散させ、インク組成物を調製した。バインダー成分全量に対して、上記アクリル樹脂を３１．４重量％、上記メラミン樹脂を３７．９重量％の割合になるよう調整した。

上記インク組成物の粘弾性特性を、２３℃で測定したところ、複素粘性率は低周波数領域で初期値１５．８ｍＰａ・ｓ、高周波数領域で最大値９０３０ｍＰａ・ｓ、また、周波数１０〜５０Ｈｚの正接損失の極大値は１４．７Ｈｚにおいて７．２であった。

上記インクジェットカラーフィルタ用インク組成物を用いて、カラーフィルタの基板上に、所定パターンの硬化層を形成したところ、上記インクジェットカラーフィルタ用インク組成物が、適度な流動性を有すると共に、熱および機械的衝撃に対して安定性が高く、吐出方向の安定性に優れているため、不吐出は３００ノズル中１ノズル、ミスディレクションは３００ノズル中２ノズル、サテライトおよびミストがゼロであった。上記吐出性においては、ノズルのメンテナンスや、待機時間中にインクジェットヘッドに微振動を与えることにより、問題なく吐出することができ、画素部や遮光部等の着色硬化層を正確に形成することができた。

本発明のインク組成物の、主なバインダー成分である重量平均分子量３００００のアク
リル樹脂を、分散剤として顔料分散時に添加し、赤色顔料ペーストを調製した。得られた赤色顔料ペーストを、カルビトールアセテート、および、ブチルカルビトールアセテートの混合溶剤と、重量平均分子量が７０００のメラミン樹脂中に分散させ、インク組成物を調製した。バインダー成分全量に対して、上記アクリル樹脂を５２．２重量％、上記メラミン樹脂を４７．８重量％の割合になるよう調整した。

上記インク組成物の粘弾性特性を、２３℃で測定したところ、複素粘性率は低周波数領域で初期値１８．９ｍＰａ・ｓ、高周波数領域で最大値６９９０ｍＰａ・ｓ、また、周波数１０〜５０Ｈｚの正接損失の極大値は２４．４Ｈｚにおいて１９．９であった。

上記インクジェットカラーフィルタ用インク組成物を用いて、カラーフィルタの基板上に、所定パターンの硬化層を形成したところ、適度な流動性を有すると共に、熱および機械的衝撃に対して安定性が高く、吐出方向の安定性に優れているため、不吐出は３００ノズル中１ノズル、ミスディレクション、サテライト、ミストがゼロであった。上記吐出性においては、ノズルのメンテナンスや、待機時間中にインクジェットヘッドに微振動を与えることにより、問題なく吐出することができ、画素部や遮光部等の着色硬化層を正確に形成することができた。

本発明のインク組成物の、主なバインダー成分である重量平均分子量３００００のアクリル樹脂と、重量平均分子量２００００のアクリル樹脂を、分散剤として顔料分散時に添加し、赤色顔料ペーストを調製した。得られた赤色顔料ペーストを、カルビトールアセテート、および、ブチルカルビトールアセテートの混合溶剤と、重量平均分子量が７０００のメラミン樹脂中に分散させ、インク組成物を調製した。バインダー成分全量に対して、上記アクリル樹脂をそれぞれ２．６重量％と２８．４重量％、上記メラミン樹脂を３４．２重量％の割合になるよう調整した。

上記インク組成物の粘弾性特性を２５℃で測定したところ、複素粘性率は低周波数領域で初期値１３．０ｍＰａ・ｓ、高周波数領域で最大値８０８０ｍＰａ・ｓ、また、周波数１０〜５０Ｈｚの正接損失の極大値は２４．４Ｈｚにおいて３．０であった。

上記インクジェットカラーフィルタ用インク組成物を用いて、カラーフィルタの基板上に、所定パターンの硬化層を形成したところ、適度な流動性を有すると共に、熱および機械的衝撃に対して安定性が高く、吐出方向の安定性に優れているため、不吐出は３００ノズル中９ノズル、ミスディレクションおよびサテライトはゼロ、ミストは１ｍｍ² 当り０．０３個であった。上記吐出性においては、ノズルのメンテナンスや、待機時間中にインクジェットヘッドに微振動を与えることにより、問題なく吐出することができ、画素部や遮光部等の着色硬化層を正確に形成することができた。

以下、本発明の比較例としての実施例４〜６を挙げて具体的に説明する。

比較例１の実施例４では、インク組成物の、主なバインダー成分である重量平均分子量３００００のアクリル樹脂を、分散剤として顔料分散時に添加し、赤色顔料ペーストを調製した。得られた赤色顔料ペーストを、カルビトールアセテート、および、ブチルカルビトールアセテートの混合溶剤と、重量平均分子量が７０００のメラミン樹脂中に分散させ、インク組成物を調製した。バインダー成分全量に対して、上記アクリル樹脂を５６．０重量％、上記メラミン樹脂を２９．５重量％の割合になるよう調整した。

上記インク組成物の粘弾性特性を、２５℃で測定したところ、複素粘性率は低周波数領
域で初期値２８．６ｍＰａ・ｓ、高周波数領域で最大値８２４０ｍＰａ・ｓ、また、周波数１０〜５０Ｈｚの正接損失の極大値は２４．４Ｈｚにおいて０．０１であった。

上記インクジェットカラーフィルタ用インク組成物を用いて、カラーフィルタの基板上に、所定パターンの硬化層を形成したところ、高分子量のアクリル樹脂の組成比が大きいため吐出時における上記インクジェット用インク組成物の流動性が悪く、３００ノズル中１０〜５０ノズルの不吐出が発生した。上記吐出性においては、ノズルのメンテナンスや、待機時間中にインクジェットヘッドに微振動を与える等の処置により、不具合は若干軽減するものの、画素部や遮光部等の着色硬化層を正確に形成することができなかった。

比較例２の実施例５では、本発明のインク組成物の、主なバインダー成分である重量平均分子量２００００のアクリル樹脂を、分散剤として顔料分散時に添加し、緑色顔料ペーストを調製した。得られた緑色顔料ペーストを、カルビトールアセテート、および、ブチルカルビトールアセテートの混合溶剤と、重量平均分子量が７０００のメラミン樹脂、および熱硬化性樹脂中に分散させ、インク組成物を調製した。バインダー成分全量に対して、上記アクリル樹脂を３３．１重量％、上記メラミン樹脂を５２．６重量％の割合になるよう調整した。

上記インク組成物の粘弾性特性を、常温で測定したところ、複素粘性率は低周波数領域で初期値１９．３ｍＰａ・ｓ、高周波数領域で最大値１１２００ｍＰａ・ｓ、また、周波数１０〜５０Ｈｚの正接損失の極大値は１４．７Ｈｚにおいて１．７であった。

上記インクジェットカラーフィルタ用インク組成物を用いて、カラーフィルタの基板上に、所定パターンの硬化層を形成したところ、低分子量のメラミン樹脂の組成比が大きいため複素粘性率が高く、液滴の切れが悪くなりサテライトが多量に発生、不吐出およびミスディレクションは３００ノズル中１ノズル発生した。上記吐出性においては、ノズルのメンテナンスや、待機時間中にインクジェットヘッドに微振動を与える等の処置により、不具合は若干軽減するものの、画素部や遮光部等の着色硬化層を正確に形成することができなかった。

比較例３の実施例６では、インク組成物の、主なバインダー成分である重量平均分子量３００００のアクリル樹脂を、分散剤として顔料分散時に添加し、赤色顔料ペーストを調製した。得られた赤色顔料ペーストを、カルビトールアセテート、および、ブチルカルビトールアセテートの混合溶剤と、重量平均分子量が７０００のメラミン樹脂中に分散させ、インク組成物を調製した。バインダー成分全量に対して、上記アクリル樹脂を３５．３重量％、上記メラミン樹脂を３１．８重量％の割合になるよう調整した。

上記インク組成物の粘弾性特性を、常温で測定したところ、複素粘性率は低周波数領域で初期値１２．８ｍＰａ・ｓ、高周波数領域で最大値９９３０ｍＰａ・ｓ、また、周波数１０〜５０Ｈｚの正接損失の極大値は１４．７Ｈｚにおいて０．８であった。

上記インクジェットカラーフィルタ用インク組成物を用いて、カラーフィルタの基板上に、所定パターンの硬化層を形成したところ、当インクの樹脂組成は重量比では適正範囲であるが、アクリル樹脂が高分子量である割に添加量が少なく、インク組成物中の樹脂分子数が少ないため、吐出時における流動性の変化が小さく、不吐出は３００ノズル中４６ノズル、ミストは１ｍｍ² 当り１８個発生した。上記吐出性においては、ノズルのメンテナンスや、待機時間中にインクジェットヘッドに微振動を与える等の処置により、不具合は若干軽減するものの、画素部や遮光部等の着色硬化層を正確に形成することができな
かった。

実施例１〜６での各々インク組成物の主成分と、各々インク組成物のレオロジーのデータ、及び吐出性の結果を下記の表１に示す。

なお、吐出性では、○：良好
×：不具合多数。

不吐出では、不具合ノズル数／全ノズル数であり、ＭＤはミスディレクション、ミストでは、不具合数／ｍｍ²である。

実施例１〜６の評価結果では、本発明の実施例１〜３は、評価項目の全般で良好な結果であり、比較例の実施例４〜６は、主として、吐出性の評価項目に不具合があり、本発明のインクジェットカラーフィルタ用インク組成物の優位性が確認された。

Claims

インクジェット装置に適用できるインクジェットカラーフィルタ用インク組成物において、
少なくともバインダー成分、顔料、及び溶剤からなり、常温でのインキ組成物の複素粘性率が１ｍＰａ・ｓ以上で、周波数１０〜５０Ｈｚにおける正接損失が１〜２０であることを特徴とするインクジェットカラーフィルタ用インク組成物。
前記バインダー成分は、主成分として、バインダー成分全量に対して、重量平均分子量３５０００以下のアクリル樹脂１０〜５５重量％、及び、重量平均分子量１００００以下のメラミン樹脂３０〜５０重量％の割合で含有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットカラーフィルタ用インク組成物。
前記周波数を１００〜０．１Ｈｚまで変化させた時の常温でのインキ組成物の複素粘性率の初期値が２０ｍＰａ・ｓ以下、かつ、最大値が１００００ｍＰａ・ｓ以下で、周波数１０〜５０Ｈｚにおける正接損失の極大値が、１〜２０の間の値をとることを特徴とする請求項１記載のインクジェットカラーフィルタ用インク組成物。