JP2013195546A - カラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層及びカラーフィルターの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクジェット法により吐出された複数色の着色インキが隣接する異なる色の着色インキと混色することなく着色領域を形成したカラーフィルターを得るのに用いられる着色インキの受容層であって、紫外線硬化性成分を含み、かつ、透明樹脂を溶解させた透明樹脂組成物からなる透明樹脂膜が着色インキを受け取った後、紫外線による硬化が施されたカラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層であり、また、透明樹脂組成物からなる透明樹脂膜を形成した後、該透明樹脂膜の上に複数色の着色インキをインクジェット法により吐出し、乾燥させて、紫外線を照射することで、透明樹脂膜を硬化させて着色領域を形成するカラーフィルターの製造方法である。
【選択図】図1
Description
表1に示したように、先ず、カラーフィルター用微細顔料を用いて高分子分散剤を共存下、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを溶媒としてビーズミル中で分散を行い、レッド、グリーン、及びブルーの分散液を調製した。この分散液をもとに表1に示す組成で混合し、混合溶液を1μmマイクロフィルターによって加圧ろ過を行い、各色の着色インクジェットインキ(着色インキ)を調製した。物性値をあわせて表1に示す。
「PE−4A」:ペンタエリスリトールテトラアクリレート(共栄社化学製)
「EGDAC」:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(ダイセル化学工業製)
「KBM-5103」:3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業製)
「Irgcure907」: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(チバジャパン製)
「BYK-378」:ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン系界面活性剤(ビッグへミー社製)
「PR254」:ピグメントレッド254
「PG36/PY150=50/50」:ピグメントグリーン36とピグメントイエロー150との共分散
「PB15:6」:ピグメントブルー15:6
「P1」:合成例1で得られた樹脂
「P2」:合成例2で得られた樹脂
「P3」:合成例3で得られた樹脂
「P4」:飽和ポリエステル樹脂TP217(日本合成化学製、分子量16000、ガラス転移点40℃、40%濃度)
「Q1」:ペンタエリストールテトラアクリレート(共栄社化学製PE-4A)
「Q2」:トリメチロールロールプロパントリアクリレート(TMPA)
以下の合成例で得られた樹脂溶液の特性を次のようにして求めた。
合成で得られた樹脂溶液(反応性生物や重合性二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂の場合を含む)1gをガラスフィルター[重量:W0(g)]に含浸させて秤量し[W1(g)]、160℃にて2hr加熱した後の重量[W2(g)]から次式より求めた。
固形分濃度(重量%)=100×(W2−W0)/(W1−W0)
樹脂溶液をジオキサンで溶解させ、電位差滴定装置(平沼製作所(株)製 商品名COM-1600)を用いて1/1ON-KOH水溶液で滴定して求めた。
テトラヒドロフランを展開溶媒として、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)にて標準ポリスチレン換算値として重量平均分子量(Mw)を求めた値である。
樹脂溶液をガラス基板上にスピンコートし、100℃にて1時間乾燥した後に得られた塗膜を用いて、DSC法によりガラス転移点を求めた。
乾燥後の透明樹脂膜の表面に接触することで、粘着性を示さず、また指紋後が残らないことを、「タック性が見られない〇」と定義した。
所定の透明支持基材をレファレンスとし、透明樹脂膜を施した透明樹脂付き支持基材を日立ハイテクフィールディング製U−4000で透過率を350nm〜700nm波長光で測定した。
窒素導入管及び還流管付き1000ml四つ口フラスコ中にメタクリル酸イソブチル(iBMA)54.5g(0.384mol)、メタクリル酸メチル(MMA)76.8g(0.768mol)、2,2'-アゾビス(2−メチル-ブチロニトリル)(AIBN)1.0g(0.006mol)、及びPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)200gを仕込み、80〜85℃で窒素雰囲気下、8hr攪拌して重合させた。室温に冷却後、その固形分を30%に調整するようにPGMEAを加えて、樹脂溶液1を得た。得られた樹脂溶液1に含まれる樹脂P1は、Mw=65000、酸価は1以下で測定不能であった。ガラス転移点は45−50℃であった。
窒素導入管及び還流管付き1000ml四つ口フラスコ中にメタクリル酸(MAA)33.0g(0.384mol)、メタクリル酸イソブチル(MPA)6.15g(0.0433mol)、AIBN 2.21g(0.012mol)、及びPGMEA 80gを仕込み、80〜85℃で窒素雰囲気下、8hr攪拌して重合させた。更にフラスコ内にメタクリル酸グリシジル(MGA)48.8g(0.384mol)、トリフェニルホスフィン1.44g(0.0055mol)、及び2,6−ジ−tert-ブチル-クレゾール0.055gをPGMEA 83gと共に仕込み、80〜85℃で16hr攪拌し、重合性二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂を得た。得られた重合性二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂のIR測定から、1409cm-1(ビニル基)、1186cm-1(カルボキシル基)にピークが観測された。これにより、重合成二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂であることを確認した。さらに、PGMEAで希釈して固形分濃度30%の樹脂溶液2を調整した。得られた樹脂溶液2に含まれる樹脂P2の平均分子量Mw=19000、酸価は100mgKOH/gであった。樹脂のガラス転移温度は35−40℃であった。
窒素導入管及び還流管付き1000ml四つ口フラスコ中にメタクリル酸18.9g(0.219mol)、メタクリル酸メチル38.4g(0.384mol)、片末端カルボキシル基を有するMMA/MPA共重合体(重量平均分子量6000にメタクリル酸グリシジルを等モル量負荷させた反応性マクロマー)7.84g(約0.0013 mol)、AIBN 1.00g(0.0052mol)、及びPGMEA 120gを仕込み、80〜85℃で窒素雰囲気下、8hr攪拌して重合させた。更にフラスコ内にメタクリル酸グリシジル46.9g(0.219mol)、トリフェニルホスフィン1.44g(0.0055mol)、及び2,6−ジ−tert-ブチル-クレゾール0.055gをPGMEA 80gと共に仕込み、80〜85℃で16hr攪拌し、重合性二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂を得た。得られた重合性二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂のIR測定から、1409cm-1(ビニル基)、1186cm-1(カルボキシル基)にピークが観測された。これにより、重合成二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂であることを確認した。さらに、PGMEAで希釈して固形分濃度30%の樹脂溶液3を調整した。得られた樹脂溶液3に含まれる樹脂P3の平均分子量Mw=47000、酸価は4mgKOH/gであった。樹脂のガラス転移温度は60−65℃であった。
合成例2で調製した樹脂溶液(P2溶液)を用いて、表2に示すような組成にて透明樹脂組成物を調整し、易接着PET(東洋紡製A4100、膜厚100μm)の易接着面に乾燥後膜厚が5μmになるようにスリットコートにて印刷し、常温で1200Pa×20秒、400Pa×30秒で真空乾燥させ、その後70℃×5分間ホットプレート上で熱乾燥させて透明樹脂膜付きPETフィルムを得た。透明樹脂膜の塗膜表面にタック性はなかった。また、その400nm光線透過率は95%超であった。
東洋紡製易接着PET(A4100)の易接着面(インキが馴染み易い処理をした面)に対して透明樹脂膜を形成することなく、実施例1と同様にしてG1インキを直接描画し、同様にして乾燥、露光、熱処理を行った。PET上における液滴の拡がり径は150μmを超えて濡れ拡がっており、その境界面は一定でなかった。
東洋防製易接着PET(A4100)の通常PET面に透明樹脂膜を形成することなく実施例1と同様にして描画を行い、着色領域を形成し、その拡がりを観察したところ、図5(a)に示すような、一つの円状に拡がった形状の着色領域となっていた。
表2の実施例2、3に示したように、合成例1で調製した樹脂溶液(P1溶液)と合成例2で調製した樹脂溶液(P2溶液)をそれぞれ用いて、更に多官能アクリルモノマーとしてペンタエリストールテトラアクリレート(共栄社化学製PE-4A)(Q1)を用いて、また、光開始剤としてイルガキュア907(BASF製)、界面活性剤としてBYK333を表2に示すような組成にて混合し、透明樹脂組成物を調製し、東洋防製易接着PET(A4100)の易接着面に実施例1と同様にして5μm膜厚で透明樹脂膜を形成した。乾燥後の透明樹脂膜表面のタック性はなく、また、その400nmの光線透過率は97%超であった。
表2の実施例4〜8に示したように、樹脂溶液(P2〜P4溶液)を用いて、表2に示すような組成の透明樹脂組成物を調製し、東洋防製易接着PET(A4100)の易接着面に実施例1と同様にして5μm膜厚で透明樹脂膜を形成した。乾燥後の透明樹脂膜表面のタック性はなく、またその400nmの光線透過率は97%超であった。
コニカミノルタ製インクジェットヘッドKM512M(14pl吐出可能なノズル512穴を装着)を用いて、前述の着色インキR1,G1,B1を、実施例1で作成した透明樹脂膜付きPETフィルムの透明樹脂膜に対して、実施例1で示した描画方法で4打点による着色領域を形成、さらに図4に示すようなX方向に153μmピッチ(306μmピッチで2回に分けて形成)、Y方向に151μmピッチ(302μmピッチで2回に分けて形成)で各色をずらして描画して、以下のようにして連続した着色領域を形成することで6インチサイズのカラーフィルターを作製した。すなわち、描画後、ホットプレート上で70℃にて3分間乾燥を行い、紫外線露光機にて1500mJ(I線基準)露光、さらに70℃にて10分間熱処理を行った。処理過程における各液滴の3色の重なりは全く見られず、凸形状を示した。
コニカミノルタ製インクジェットヘッドKM512M(14pl吐出可能なノズル512穴を装着)を用いて、前述の着色インキR1,G1,B1を、実施例2〜10で作成した透明樹脂膜付PETフィルムの透明樹脂膜に対して実施例1で示した描画方法で4打点による着色領域を形成し、さらに図4に示すようなX方向に153μmピッチ(306μmピッチで2回に分けて形成)、Y方向に151μmピッチ(302μmピッチで2回に分けて形成)で描画して、以下のようにして連続した着色領域を得て、6インチサイズのカラーフィルターを作製した。すなわち、描画後、ホットプレート上で70℃にて3分間乾燥を行い、紫外線露光機にて1500mJ(I線基準)露光、さらに70℃にて10分間熱処理を行った。処理過程における各液滴の3色の重なりは全く見られず、凸形状を示した。
東洋紡製易接着PET(A4100)の易接着面に対して透明樹脂膜を形成することなく、実施例12と同様にしてR1,G1,B1インキをそれぞれ1画素に4打点となるように描画し、同様にして乾燥、露光、熱処理を行った。PET上における液滴の拡がり径は150μmを超えて濡れ拡がっており、混色が見られた。
乾燥後の透明樹脂膜の膜厚を30μmとした他は実施例1と同様にしてA4100の易接着面に透明樹脂膜を形成した。乾燥後の透明樹脂膜表面のタック性はなく、またその400nmの光線透過率は95%超であった。
乾燥後の透明樹脂膜の膜厚を0.2μmとした他は実施例1と同様にしてA4100の易接着面に透明樹脂膜を形成した。乾燥後の透明樹脂膜表面のタック性はなく、またその400nm透過率は95%超であった。
2:駆動電極
3:駆動側基板
4:導電層
5:透明基板
6:白色粒子
7:黒色粒子
8:分散媒
9:マイクロカプセル
10:表示媒体
11:カラーフィルター
12:透明樹脂膜付支持基板
13:透明樹脂膜
14:着色層
15:配線
Claims (7)
- インクジェット法により吐出された複数色の着色インキが隣接する異なる色の着色インキと混色することなく着色領域を形成したカラーフィルターを得るのに用いられる着色インキの受容層であって、透明樹脂を溶解させた透明樹脂組成物からなる透明樹脂膜が着色インキを受け取った後、紫外線による硬化が施されて形成され、前記透明樹脂組成物が紫外線硬化性成分を必須の成分として含有することを特徴とするカラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層。
- 透明樹脂組成物を塗布して得られた透明樹脂膜の膜厚が1μm以上30μm以下であり、該透明樹脂膜の400nmにおける光線透過率が95%以上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紫外線硬化性インキ受容層。
- 透明樹脂膜が透明フィルムからなる透明支持基材上に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のカラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層。
- 透明樹脂組成物が、少なくとも、紫外線硬化性を有する多官能アクリルモノマー、光開始剤、及び溶剤を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層。
- 透明樹脂組成物が、該組成物100重量部に対して、界面活性剤を0.005〜0.5重量部含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のカラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層。
- 紫外線硬化性を有する透明樹脂を溶解させた透明樹脂組成物からなる透明樹脂膜を形成した後、該透明樹脂膜の上に複数色の着色インキをインクジェット法により吐出し、乾燥させて、紫外線を照射することで、透明樹脂膜を硬化させて着色領域を形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
- 透明樹脂膜が、紫外線を照射する前は着色インキに含まれる溶媒及び液状樹脂の吸収性を有してい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の製造方法。
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