JP4245259B2 - Manufacturing method of color filter - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
本発明は、カラーフィルターの基板上に、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熱硬化性インキ組成物、及び、当該熱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。
【従来の技術】
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
従来より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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
これらの問題点を解決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59−75205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。
【0010】
また、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、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。
【0011】
また、同じくインクジェット方式で着色層を形成し、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8−227012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。
【0012】
また、特開平9−21910号公報には、熱硬化性樹脂を含有する着色インクをインクジェット方式で基板上に吹き付け、加熱することにより着色層(画素部)を形成することが記載されている。しかしながら、従来の熱硬化性着色インクを、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。
【0013】
本発明は、上記実状に鑑みて成し遂げられたものであり、下記のうち少なくとも一の目的を達成する。
【0014】
その第一の目的は、カラーフィ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発性が大きく、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熱硬化性インキ組成物を提供することにある。
【0015】
また、本発明の第二の目的は、従来光照射によって硬化させていた工程を省くことができ、工程数、工程時間を短縮することができる熱硬化性インキ組成物を提供することにある。
【0016】
また、本発明の第三の目的は、上記第一又は第二の目的を達成し得る熱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。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明のカラーフィルターの製造方法は、(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、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、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、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、又は、それらの混合物のみからなる溶剤に、少なくともバインダー及び熱硬化性成分を溶解又は分散させてなるカラーフィルター用熱硬化性インクジェット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、
(4)当該インキ層を加熱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。
【0018】
本発明のカラーフィルターの製造方法は、溶剤として、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、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、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、又は、それらの混合物のみからなる溶剤を用いるので、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熱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熱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、本発明のカラーフィルターの製造方法では、カラーフィルター用熱硬化性インクジェットインキ組成物を、インキ層形成領域に正確に、且つ、均一に付着させ、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ができる。
【0019】
上記のカラーフィルター用熱硬化性インキ組成物を用いて、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。
【0021】
本発明のカラーフィルター用熱硬化性インキ組成物に熱硬化性成分を用いる場合、濡れ性に関して上述した溶剤と同様の挙動を示す熱硬化性成分を用いるのが好ましい。すなわち本発明においては、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°以下を示す熱硬化性成分を用いるのが好ましい。
【0022】
濡れ性に関して上述した溶剤と同じ条件を満たす熱硬化性成分を熱硬化性インキ組成物に配合すると、熱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。
【0024】
そして、本発明のカラーフィルター用熱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。
【0026】
前記の濡れ性可変層は、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、濡れ性を変化させる前においては10〜50mN/mを示し、且つ、濡れ性を変化させた後においては40〜80mN/mを示すことが好ましい。
【0027】
臨界表面張力をこのように変化させることのできる濡れ性可変層を用いると、本発明の熱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。
【0028】
前記の濡れ性可変層としては、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を用いることができる。
【0029】
そのような濡れ性可変層としては、例えば、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。
【発明の実施の形態】
【0030】
以下において、インクジェットヘッドの良好な吐出性を維持し得る第一の発明に係る熱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熱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。
【0031】
(1)第一の発明に係る熱硬化性インキ組成物及びカラーフィルターの製造方法
第一の発明に係る熱硬化性インキ組成物(第一の熱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官能のエポキシ基含有モノマーを少なくとも含有することを特徴とする。第一の熱硬化性インキ組成物には、必要に応じて、着色剤、分散剤、硬化促進剤、或いは、その他の添加剤を配合してもよい。また、熱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、第一の熱硬化性インキ組成物には、上記2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーと共に、4官能以上のエポキシ基含有樹脂を組み合わせて用いてもよい。
【0032】
(バインダー)
バインダーとしては、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。
【0033】
重合反応性のない樹脂をバインダーとして用いる場合には、熱硬化性インキ組成物中の必須成分である2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマー、及び、所望成分であるその他の熱硬化性成分が、加熱により重合して、硬化する。
【0034】
そのような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、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。
【0035】
より具体的には、アクリル酸/ベンジルア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。
【0036】
具体例をさらに続けると、メタクリル酸/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。
【0037】
上記例示の非重合性バインダーのうち、特に、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。
【0038】
一方、それ自体が重合性を有するバインダーとしては、非重合性バインダーの分子に、エポキシ基のような熱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熱硬化する。
【0039】
熱重合性のバインダーとしては、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。
【0040】
また、上記の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種以上と、下記のようなエポキシ基を含有しないモノマーを重合させた共重合体も、熱重合性のバインダーとして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。
【0041】
バインダーは、熱硬化性インキ組成物の固形分全量に対して、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熱硬化性インキ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。
【0042】
(着色剤)
カラーフィルターの基板上に、本発明の熱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、熱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 Colourists 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。
【0043】
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15、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、ピグメントブラック7。
【0044】
また、前記無機顔料あるいは体質顔料の具体例としては、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。
【0045】
カラーフィルターの基板上に、本発明の熱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、熱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。
【0046】
また、第一の熱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。
【0047】
画素部を形成する場合には、熱硬化性インキ組成物の固形分全量に対して、通常、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、熱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、熱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。
【0048】
(熱硬化性成分)
第一の発明においては、インキの熱硬化性成分として、2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーを、1種又は2種以上組み合わせて用いる。2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーは、熱硬化性樹脂のなかでも比較的粘度が低いうえに、乾燥による粘度上昇が少ないので、このような2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーを熱硬化性成分として用いるインキは、インクジェット方式による吹き付け作業中に、ヘッドの先端での粘度上昇を起こし難く、ヘッドの目詰まりを発生させず、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。
【0049】
2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーとしては、例えば、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、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、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などを例示することができ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0050】
2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーの配合割合は、熱硬化性インキ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。
【0051】
ここで、2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーの配合割合が全固形分(溶剤以外の全成分)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官能のエポキシ基含有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。
【0052】
また、第一発明の熱硬化性インキ組成物には、上記の2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーと共に、必要に応じて、単官能のエポキシ基含有モノマー、及び/又は、4官能以上のエポキシ基含有樹脂、及び/又は、エポキシ基含有モノマー以外の熱硬化性成分を配合してもよい。
【0053】
単官能のエポキシ基含有モノマーとしては、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ブチルフェニルグリシジルエーテル、2−エチルへキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールグリシジルエーテル、ブトキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテルが例示される。
【0054】
また、エポキシ基含有モノマー以外の熱硬化性成分としては、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、シクロペンタジエン樹脂等を例示することができる。
【0055】
第一の発明においては、特に、2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーと共に、4官能以上のエポキシ基含有樹脂を配合するのが好ましい。熱硬化性インキ組成物中に配合されるエポキシ基含有成分が全て2官能乃至3官能である場合には、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官能のエポキシ基含有モノマーと共に、4官能以上のエポキシ基含有樹脂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。
【0056】
4官能以上のエポキシ基含有樹脂としては、例えば、フェノールノボラックエポキシ、クレゾールノボラックエポキシ等のノボラック樹脂類、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルメタキシレンジアミンなどのグリシジルアミン樹脂類、テトラフェニルグリシジルエーテルエタン、トリフェニルグリシジルエーテルメタン等のグリシジルエーテル樹脂類などを用いることができる。
【0057】
4官能以上のエポキシ基含有樹脂は、熱硬化性インキ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官能のエポキシ基含有による吐出性安定化と、4官能以上のエポキシ基含有樹脂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官能以上のエポキシ基含有樹脂の配合割合を、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。
【0058】
ここで、4官能以上のエポキシ基含有樹脂の配合割合が前記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官能以上のエポキシ基含有樹脂の前記配合割合が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。
【0059】
(硬化剤)
本発明のカラーフィルター用熱硬化性インク組成物には、通常、硬化剤が配合される。硬化剤として、例えば、多価カルボン酸無水物または多価カルボン酸を用いる。
【0060】
多価カルボン酸無水物の具体例としては、無水フタル酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバリル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ジメチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸、無水ナジン酸などの脂肪族または脂環族ジカルボン酸無水物;1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族多価カルボン酸二無水物;無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸無水物;エチレングリコールビストリメリテイト、グリセリントリストリメリテイトなどのエステル基含有酸無水物を挙げることができ、特に好ましくは、芳香族多価カルボン酸無水物を挙げることができる。また、市販のカルボン酸無水物からなるエポキシ樹脂硬化剤も好適に用いることができる。
【0061】
また、本発明に用いられる多価カルボン酸の具体例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ブタンテトラカルボン酸、マレイン酸、イタコン酸などの脂肪族多価カルボン酸;ヘキサヒドロフタル酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸などの脂肪族多価カルボン酸、およびフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸を挙げることができ、好ましくは芳香族多価カルボン酸を挙げることができる。
【0062】
これら多価カルボン酸無水物および多価カルボン酸は、1種単独でも2種以上の混合でも用いることができる。本発明に用いられる硬化剤の配合量は、エポキシ基を含有する成分(モノマーと樹脂)100重量部当たり、通常は1〜100重量部の範囲であり、好ましくは5〜50重量部である。硬化剤の配合量が1重量部未満であると、硬化が不十分となり、強靭な塗膜を形成することができない。また、硬化剤の配合量が100重量部を超えると、塗膜の基板に対する密着性が劣るうえに、均一で平滑な塗膜を形成することができない。
【0063】
(分散剤)
分散剤は、着色剤を良好に分散させるために、熱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。
【0064】
すなわち、ポリオ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。
【0065】
(その他の成分)
本発明のカラーフィルター用熱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。
【0066】
a)硬化促進剤(連鎖移動剤):例えば、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、
b)分散助剤:例えば、銅フタロシアニン誘導体等の青色顔料誘導体や黄色顔料誘導体等など。
【0067】
c)充填剤:例えば、ガラス、アルミナなど。
【0068】
d)密着促進剤:例えば、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。
【0069】
e)酸化防止剤:例えば、2,2−チオビス(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。
【0070】
f)紫外線吸収剤:例えば、2−(3−t−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。
【0071】
g)凝集防止剤:例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、或いは各種の界面活性剤など。
【0072】
(溶剤)
本発明においては、カラーフィルター用熱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、当該熱硬化性インキ組成物を溶剤で希釈する。
【0073】
溶剤としては、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。
【0074】
このような溶剤を、当該溶剤を含む熱硬化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。
【0075】
(第一発明のカラーフィルター用熱硬化性インキ組成物の調製)
バインダー、2乃至3官能のエポキシ基含有モノマー、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熱硬化性インキ組成物を調製することができる。
【0076】
(第一発明におけるカラーフィルターの製造)
上述した第一発明のカラーフィルター用熱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た後、加熱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。
【0077】
このような工程を含むカラーフィルターの製造方法の一例を、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。
【0078】
次に、図1(B)に示すように、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。
【0079】
また、遮光部2としては、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、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。
【0080】
次に、図1(C)に示すように、遮光部の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。
【0081】
撥インキ性凸部のパターニングは、撥イン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0.1〜2μmの範囲内であることが好ましい。
【0082】
次に、第一発明のカラーフィルター用熱硬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。
【0083】
次に、図1(E)に示すように、各色のインキ層6R、6G、6Bを必要に応じて乾燥させ、その後、加熱して硬化させて画素部を形成する。インキ層は、通常、真空乾燥機、オーブン、ホットプレート、或いはその他の熱を与えられる装置を用いて50〜200℃の温度範囲で乾燥し、通常、真空乾燥機、オーブン、ホットプレート、或いはその他の熱を与えられる装置を用いて120〜250℃の温度範囲で加熱硬化させる。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。
【0084】
次に、図1(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。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。
【0085】
このようにして、第一発明のカラーフィルター用熱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熱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熱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。
【0086】
遮光層2を形成したい場合には、第一発明のカラーフィルター用熱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、当該インキ層を加熱して硬化させることによって遮光層を形成できる。
【0087】
また、撥インキ性凸部3を形成したい場合には、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、当該インキ層を加熱して硬化させることによって撥インキ性凸部3を形成できる。
【0088】
(第一発明のまとめ)
以上に説明した第一発明をまとめると、次の通りである。
【0089】
本発明の第一の形態において、カラーフィルター用熱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官能のエポキシ基含有モノマーを含有することを特徴とする。
【0090】
第一形態のカラーフィルター用熱硬化性インキ組成物は、熱硬化性成分として2官能乃至3官能の官能基数が比較的少ないエポキシ基含有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。
【0091】
上記のカラーフィルター用熱硬化性インキ組成物を用いて、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。
【0092】
2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーとして具体的には、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、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。
【0093】
第一形態のカラーフィルター用熱硬化性インキ組成物は、前記2官能及至3官能のエポキシ基含有モノマーと共に、さらに4官能以上のエポキシ基含有樹脂を、前記2官能及至3官能のエポキシ基含有モノマー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。
【0094】
熱硬化性インキ組成物中に配合される熱硬化性成分が全て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官能のエポキシ基含有モノマーと共に、4官能以上のエポキシ基含有樹脂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。
【0095】
本発明の第一形態においては、さらに、(1)基板上の所定領域に、前記請求項1乃至4いずれかに記載のカラーフィルター用熱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)当該インキ層を加熱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。
【0096】
そして、第一形態のカラーフィルター用光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。
【0097】
(2)第二の発明に係る熱硬化性インキ組成物及びカラーフィルターの製造方法
第二の発明に係る熱硬化性インキ組成物(第二の熱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及び熱硬化性成分を溶解又は分散させてなることを特徴とする。第二の熱硬化性インキ組成物には、必要に応じて、着色剤、分散剤、硬化促進剤、或いは、その他の添加剤を配合してもよい。
【0098】
第二発明は、濡れ性に関して特定の性質を有する溶剤を用いて熱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。
【0099】
(第二発明の溶剤)
第二発明においては、熱硬化性インキ組成物を希釈するための溶剤として、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°以下を示す溶剤を必須成分として使用する。
【0100】
濡れ性に関して上記挙動を示す溶剤を用いて熱硬化性インキ組成物を調製すると、熱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発性を示し、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熱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熱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。
【0101】
ここで、臨界表面張力に関し上記特性を有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。
【0102】
濡れ性に関して上記挙動を示す溶剤としては、次のようなものを例示することができる。
【0103】
a)グリコールエーテル類:例えば、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。
【0104】
第二発明の熱硬化性インキ組成物も、通常は、第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。
【0105】
(熱硬化性成分)
第二発明においては、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2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマー、単官能のエポキシ基含有モノマー、及び、4官能以上のエポキシ基含有樹脂のほか、その他の熱硬化性モノマーも熱硬化性成分として用いてもよい。
【0106】
第二発明においても第一発明と同様に、2官能乃至3官能のエポキシ基含有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熱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。
【0107】
また、2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーと共に、4官能以上のエポキシ基含有樹脂を組み合わせて用いることにより、熱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官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーと4官能以上のエポキシ基含有樹脂の好ましい配合割合も、第一発明と同様である。
【0108】
第二の発明においては、濡れ性に関して上述した溶剤と同様の挙動を示す熱硬化性成分を用いるのが好ましい。すなわち第二発明においては、熱硬化させる前の熱硬化性成分として、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°以下を示すものを用いるのが好ましい。
【0109】
濡れ性に関して上述した溶剤と同じ条件を満たす熱硬化性成分を用いて熱硬化性インキ組成物を調製すると、熱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発性を示し、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。
【0110】
2官能乃至3官能のエポキシ基含有モノマーであって、且つ、濡れ性に関し上記挙動を示すものとしては、例えば、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、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等を例示することができる。
【0111】
(バインダー、着色剤、分散剤)
第二発明においても、第一の発明で用いられるのと同じバインダー、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。
【0112】
すなわち、第二の熱硬化性インキ組成物には、それ自体は重合反応性のない樹脂、及び、それ自体が熱重合性を有する樹脂のいずれを用いてもよい。また、第二の熱硬化性インキ組成物を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、第二の熱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、第二の熱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。
【0113】
(その他の成分)
第二発明においても、必要に応じて硬化剤やその他の成分を熱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。
【0114】
(第二発明のカラーフィルター用光硬化性インキ組成物の調製)
上記の熱硬化性樹脂、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熱硬化性インキ組成物を調製することができる。
【0115】
(第二発明におけるカラーフィルターの製造)
カラーフィルターの基板上に、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熱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、当該インキ層を加熱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。
【0116】
このような工程を含むカラーフィルターの製造方法の一例を、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4R、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。
【0117】
次に、図2(B)に示すように、透明基板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。
【0118】
次に、図2(C)に示すように、光触媒含有層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。
【0119】
上記光触媒含有層10のような濡れ性可変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、第二発明の熱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。
【0120】
第二発明において用いる濡れ性可変層は、濡れ性を変化させる前においては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、10〜50mN/mの範囲、好ましくは20〜45の範囲を示し、且つ、濡れ性を変化させて親水性を増大させた後においては同じ方法で求めた臨界表面張力が、40〜80mN/mの範囲、好ましくは50〜80の範囲を示すものであることが好ましい。
【0121】
臨界表面張力をこのように変化させることのできる濡れ性可変層を用いると、第二発明の熱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。
【0122】
フォトマスク11を用いて露光を行う場合は、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。
【0123】
光触媒含有層10に照射される光は、光触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。
【0124】
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。
【0125】
本発明における「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」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。
【0126】
以下において、上記a)及びb)のタイプについて、詳しく説明する。
【0127】
a)それ自体の親水性が増大する光触媒含有層
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。
【0128】
光触媒としては、光半導体として知ら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(SrTiO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化ビスマス(Bi23)、および酸化鉄(Fe23)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。
【0129】
光触媒含有層における光触媒の作用機構は、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。
【0130】
本発明においては、特に酸化チタンが、バ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。
【0131】
このようなアナターゼ型酸化チタンとしては、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。
【0132】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径か50nm以下が好ましく、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。
【0133】
このタイプの光触媒含有層に使用するバインダは、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。
【0134】
上記の(1)の場合、一般式:
YnSiX(4-n)
(ここで、Yはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Xはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。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。なお、ここでYで示される基の炭素数は1〜20の範囲内であることが好ましく、また、Xで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、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。
【0135】
具体的には、メチルトリクロルシラン、メ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−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロ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。
【0136】
また、バインダとして、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランの1種または2種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。
【0137】
CF3(CF23CH2CH2Si(OCH33
CF3(CF25CH2CH2Si(OCH33
CF3(CF27CH2CH2Si(OCH33
CF3(CF29CH2CH2Si(OCH33
(CF32CF(CF24CH2CH2Si(OCH33
(CF32CF(CF26CH2CH2Si(OCH33
(CF32CF(CF28CH2CH2Si(OCH33
CF3(C64)C24Si(OCH33
CF3(CF23(C64)C24Si(OCH33
CF3(CF25(C64)C24Si(OCH33
CF3(CF27(C64)C24Si(OCH33
CF3(CF23CH2CH2SiCH3(OCH32
CF3(CF25CH2CH2SiCH3(OCH32
CF3(CF27CH2CH2SiCH3(OCH32
CF3(CF29CH2CH2SiCH3(OCH32
(CF32CF(CF24CH2CH2SiCH3(OCH32
(CF32CF(CF26CH2CH2SiCH3(OCH32
(CF32CF(CF28CH2CH2SiCH3(OCH32
CF3(C64)C24SiCH3(OCH32
CF3(CF23(C64)C24SiCH3(OCH32
CF3(CF25(C64)C24SiCH3(OCH32
CF3(CF27(C64)C24SiCH3(OCH32
CF3(CF23CH2CH2Si(OCH2CH33
CF3(CF25CH2CH2Si(OCH2CH33
CF3(CF27CH2CH2Si(OCH2CH33
CF3(CF29CH2CH2Si(OCH2CH33;および
CF3(CF27SO2N(C25)C24CH2Si(OCH33
【0138】
上記のようなフルオロアルキル基を含有す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。
【0139】
また、上記(2)の反応性シリコーンとしては、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。
【0140】
【化1】

Figure 0004245259
【0141】
ただし、nは2以上の整数であり、R1,R2はそれぞれ炭素数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。
【0142】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、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。
【0143】
光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、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、BC、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。
【0144】
また、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、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。
【0145】
光触媒含有層中の光触媒の含有量は、5〜60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。
【0146】
上記各成分を溶解、分散する溶剤としては、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。
【0147】
b)濡れ性可変層の下側に光触媒含有層を備え、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。
【0148】
有機物の薄膜の形成には、溶液の塗布、表面グラフト処理、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。
【0149】
なお、上記例示の濡れ性可変層は、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。
【0150】
しかしながら、本発明において濡れ性可変層は、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。
【0151】
また、例示の方法で用いられている光触媒含有層は、画素部形成領域に光線を照射して親水性が増大させ、第二発明の熱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、第二発明の熱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。
【0152】
次に、第二発明のカラーフィルター用熱硬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。
【0153】
画素部形成用インキは、印刷等の任意の方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。第二発明の熱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、第二発明の熱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。
【0154】
次に、図2(E)に示すように、各色のインキ層6R、6G、6Bを必要に応じて乾燥させ、その後、加熱して硬化させて画素部を形成する。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熱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。
【0155】
このようにして、第二発明のカラーフィルター用熱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熱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熱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。
【0156】
遮光層2を形成したい場合には、先ず、第二発明のカラーフィルター用熱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、当該インキ層を加熱して硬化させることによって遮光層を形成できる。
【0157】
また、撥インキ性凸部3を形成したい場合には、先ず、第二発明のカラーフィルター用熱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、当該インキ層を加熱して硬化させることによって撥インキ性凸部3を形成できる。
【実施例】
【0158】
(実施例1)
(1)光触媒含有層用塗工液の調製
下記の成分を混合し、100℃で20分間攪拌して、光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):0.07g
・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HPC7002):0.6g
・アルキルアルコキシシラン(日本合成ゴム製HPC402C):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。
【0159】
この光触媒含有層に、マスクを介して水銀灯(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。
【0160】
さらに、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、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。
【0161】
(3)光触媒含有層の露光
パターンピッチが76μm×259μmで、且つ、上記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。
【0162】
(4)画素部用着色インキの調製
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24000):1重量部
・バインダー(グリシジルメタクリレート−スチレン共重合体):3重量部
・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重量部
・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重量部
・硬化剤(トリメリット酸):4重量部
・溶剤:3−エトキシプロピオン酸エチル:80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。
【0163】
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。
【0164】
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。
【0165】
(5)カラーフィルターの製造
上記の赤色画素部用着色インキを、ヘッドから赤色用の各画素部形成領域の中心部に、ドット径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、ドット径30μm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、ドット径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。
【0166】
その後、各色の着色インキ層を80℃、3分間、真空乾燥させてから、オーブンにより200℃で60分間加熱して硬化させ、画素部を形成した。
【0167】
次いで、二液混合型熱硬化剤(日本合成ゴム(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。
【0168】
(実施例2)
(1)画素部用着色インキの調製
下記組成の赤色画素部用着色インキ(赤色インキ2−1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24000):1重量部
・バインダー(グリシジルメタクリレート−スチレン共重合体):7重量部
・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):3重量部
・硬化剤(トリメリット酸):4重量部
・溶剤:3−エトキシプロピオン酸エチル:80重量部
(2)粘度の測定
各赤色インキの粘度を、粘度測定器VIBROVISCOMETER CJV5000(A&D社製)を用い、温度20℃で測定した。
【0169】
(2)吐出性の試験
インクジェットヘッドに各赤色インキを充填し当該ヘッドから吐出して、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30μm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。
【0170】
(3)実施例2の結果
第1表に示すように、2乃至3官能のエポキシ基含有モノマーと4官能以上のエポキシ基含有樹脂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官能以上のエポキシ基含有樹脂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。
【0171】
【表1】
Figure 0004245259
【0172】
(実施例3)
(1)画素部用着色インキの調製
下記組成の赤色画素部用着色インキ(赤色インキ3−1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。
【0173】
また、赤色インキ3−1について実施例1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。
【0174】
(2)パターン形成試験
実施例1と同様にしてソーダガラス製の透明基板に光触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。
【0175】
(3)実施例3の結果
実施例3の結果を第2表に示す。赤色インキ3−1は実施例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70mN/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官能以上のエポキシ基含有樹脂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。
【0176】
【表2】
Figure 0004245259
【発明の効果】
【0177】
以上説明したように、本発明の第一発明においては、カラーフィルター用熱硬化性インキ組成物中に、熱硬化性成分として2官能乃至3官能のエポキシ基含有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。
【0178】
また、本発明の第二発明においては、カラーフィルター用熱硬化性インキ組成物の溶剤として、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熱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熱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熱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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第一発明のインク組成物を用いてカラーフィルターを製造する方法の説明図である。
【図2】 第二発明のインク組成物を用いてカラーフィルターを製造する方法の説明図である。
【符号の説明】
1…透明基板
2…遮光部
3…撥インキ性凸部
4…画素部形成領域
5…インクジェットヘッド
6…インキ層
7…光線
8…画素部
9…保護膜
10…光触媒含有層
11…フォトマスク
12…露光部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
  The present invention uses a thermosetting ink composition used to form a cured layer having a predetermined pattern such as a pixel portion (colored layer) on a substrate of a color filter, and the thermosetting ink composition. The present invention relates to a method for manufacturing a color filter.
[Prior art]
[0003]
  In recent years, with the development of personal computers, especially portable personal computers, the demand for liquid crystal displays, particularly color liquid crystal displays, has been increasing. However, since this color liquid crystal display is expensive, there is an increasing demand for cost reduction, and in particular, there is a high demand for cost reduction for a color filter having a high specific gravity.
[0004]
  In such a color filter, it is usually provided with coloring patterns of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and electrodes corresponding to the respective pixels of R, G, and B are turned on, By turning it off, the liquid crystal operates as a shutter, and light passes through each of the R, G, and B pixels, and color display is performed.
[0005]
  As a conventional method for producing a color filter, for example, a staining method can be mentioned. In this dyeing method, first, a water-soluble polymer material, which is a dyeing material, is formed on a glass substrate, patterned into a desired shape by a photolithography process, and then the obtained pattern is immersed in a dyeing bath. To get a colored pattern. By repeating this three times, R, G, and B color filter layers are formed.
[0006]
  Another method is a pigment dispersion method. In this method, a photosensitive resin layer in which a pigment is dispersed is first formed on a substrate, and this is patterned to obtain a monochromatic pattern. Further, this process is repeated three times to form R, G, and B color filter layers.
[0007]
  Still other methods include an electrodeposition method, a method in which a pigment is dispersed in a thermosetting resin, R, G, and B are printed three times, and then the resin is thermoset.
[0008]
  However, in any method, in order to color three colors of R, G, and B, it is necessary to repeat the same process three times, which causes a problem of high cost, and the yield decreases because the same process is repeated. There is a problem of doing.
[Problems to be solved by the invention]
[0009]
  As a method of manufacturing a color filter that solves these problems, a method of forming a colored layer (pixel portion) by spraying colored ink by an inkjet method has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 59-75205). Here, when ink having good wettability with respect to the glass substrate is used, a method of printing a convex portion that is a boundary in advance with a substance with poor wettability with respect to the ink, or poor wettability with respect to the glass. In the case of using ink, a method is disclosed in which a pattern is formed in advance with a material having good wettability with ink, and the ink is fixed. However, there is no description on how to specifically paint a material having good wettability and a material having poor wettability.
[0010]
  Another method for producing a color filter by spraying colored ink by an ink jet method to produce a color filter is disclosed in JP-A-9-203803, in which a recess is treated with an ink-philic treatment agent. It is disclosed. In this method, a convex portion is formed on a substrate in advance, and the convex portion is made ink repellent, and then the entire substrate is surface-treated with an ink-philic treatment agent. However, this method has a problem in that it is necessary to perform the ink repellent process and the parent ink process twice because the convex portion needs to be made ink repellent in advance when performing the parent ink process.
[0011]
  Similarly, as a method for producing a color filter by forming a colored layer by the ink jet method, an ink absorbing layer is provided on a substrate in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-230314 and 8-227102. A method is described in which a colored layer (pixel portion) is formed by changing the ink absorptivity of the absorbing layer between an exposed portion and a non-exposed portion. However, in this method, an absorbing layer is formed and the ink is absorbed into the absorbing layer to form a colored layer. Therefore, there is a difference in coloring between the center portion and the peripheral portion of the ink dot, and color unevenness There is a problem that color loss occurs. In addition, this absorbing layer also has a problem that a predetermined thickness is necessary for its function of absorbing ink.
[0012]
  Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-21910 discloses that a colored layer (pixel portion) is formed by spraying a colored ink containing a thermosetting resin onto a substrate by an inkjet method and heating. However, if a conventional thermosetting colored ink is used as it is in an ink jet system, the ink is dried at the tip of the ink jet head while the colored ink is being sprayed, and the viscosity gradually increases, resulting in poor ejection properties. . As a result, the discharge amount and the discharge direction of the colored ink may become unstable, or the inkjet head may be clogged.
[0013]
  The present invention has been accomplished in view of the above-described actual situation, and achieves at least one of the following objects.
[0014]
  The first purpose is to form an ink-philic ink layer forming region with different wettability from the surroundings on the surface of the color filter substrate, and when ink is selectively attached to the ink layer forming region, To provide a thermosetting ink composition having a high affinity for a layer formation region and a large repulsion property to surrounding ink repellency regions, which can be adhered accurately and uniformly only to a predetermined region on a color filter substrate. It is in.
[0015]
  In addition, a second object of the present invention is to provide a thermosetting ink composition that can omit the steps that have been conventionally cured by light irradiation, and can reduce the number of steps and the process time.
[0016]
  In addition, a third object of the present invention is to provide a cured layer having a predetermined pattern such as a pixel portion (colored layer) by an inkjet method using a thermosetting ink composition that can achieve the first or second object. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a color filter, which can be formed accurately and uniformly.
[Means for Solving the Problems]
[0017]
The method for producing a color filter of the present invention includes (1) a step of forming a wettability variable layer capable of changing wettability in a direction in which hydrophilicity increases on a substrate;
  (2) selectively changing the wettability in a predetermined region on the surface of the wettability variable layer to form an ink layer forming region having a higher hydrophilicity than the surroundings;
  (3) Using the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768 for the ink layer formation region, the contact angle (θ) after 30 seconds was measured after contacting the droplet, and the graph of the Zisman plot The contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined by the above is 10 ° or more, and the contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m determined by the same measurement method is 10 ° showing diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, dimethyl adipate, diethyl adipate, Thermosetting inkjet ink composition for color filters, in which at least a binder and a thermosetting component are dissolved or dispersed in a solvent consisting only of dimethyl succinate, dimethyl glutarate, dimethyl malonate, diethyl malonate, or a mixture thereof. A step of selectively attaching an object by an ink jet method to form an ink layer;
  (4) a step of curing the ink layer by heating to form a cured layer of a predetermined pattern;
  It is characterized by including.
[0018]
Of the present inventionManufacturing method of color filterUses the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768 as the solvent, measured the contact angle (θ) after 30 seconds of contact with the droplets, and obtained from the Zisman plot graph. The contact angle with respect to the surface of the test piece having a tension of 30 mN / m is 10 ° or more, and the contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m determined by the same measurement method is 10 ° or less. Diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, dimethyl adipate, diethyl adipate, dimethyl succinate In this case, the wettability of the surface of the wettability variable layer is changed in the direction of increasing the hydrophilicity, because the solvent is made of only ruthenium, dimethyl glutarate, dimethyl malonate, diethyl malonate, or a mixture thereof. The difference between the wettability of the thermosetting ink composition with respect to the formed ink layer forming region of the predetermined pattern and the wettability of the thermosetting ink composition with respect to the surrounding region can be greatly increased. Therefore, the present inventionIn the color filter manufacturing method,Adhere the thermosetting inkjet ink composition for color filters precisely and uniformly to the ink layer forming area.It is possible to provide a method for producing a color filter capable of accurately and uniformly forming a cured layer having a predetermined pattern.
[0019]
  Various patterns and protective films can be formed on the color filter using the above-mentioned thermosetting ink composition for color filters. In particular, a colorant is blended in this ink composition to form a pixel portion. It is used suitably for doing.
[0021]
  When using a thermosetting component for the thermosetting ink composition for color filters of this invention, it is preferable to use the thermosetting component which shows the behavior similar to the solvent mentioned above regarding wettability. That is, in the present invention, using the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768, the contact angle (θ) after 30 seconds was measured by contacting the droplet, and the criticality obtained from the graph of the Zisman plot was obtained. The contact angle with respect to the surface of the test piece having a surface tension of 30 mN / m is 10 ° or more, and the contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m determined by the same measurement method is 10 ° or less. It is preferable to use a thermosetting component.
[0022]
  When a thermosetting component that satisfies the same conditions as the solvent described above with respect to wettability is blended in the thermosetting ink composition, the thermosetting ink composition is variable before the wettability of the wettability variable layer is changed. After the surface of the layer is more repulsive and the wettability variable layer is changed in wettability to increase the hydrophilicity, the wettability variable layer surface is further improved. This is preferable because it shows a great affinity.
[0024]
  And the color part can be mix | blended and used for the thermosetting ink composition for color filters of this invention, and the pixel part as said hardened layer can be formed.
[0026]
  The wettability variable layer is obtained by measuring the contact angle (θ) after 30 seconds of contact with a droplet using the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768, and obtaining it from the graph of the Zisman plot. The critical surface tension is preferably 10 to 50 mN / m before changing the wettability, and preferably 40 to 80 mN / m after changing the wettability.
[0027]
  When the wettability variable layer that can change the critical surface tension in this way is used, the thermosetting ink composition of the present invention changes the wettability and forms a pattern such as a pixel portion forming region in which the hydrophilicity is increased. A very small contact angle is exhibited in the region, while a very large contact angle is exhibited around the pattern formation region, and the difference in wettability can be made very large.
[0028]
  As the wettability variable layer, one that changes wettability in the direction of increasing hydrophilicity when irradiated with light can be used.
[0029]
  As such a wettability variable layer, there exists a thing using the effect | action of a photocatalyst, for example. Specifically, the wettability variable layer itself is a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst, or is provided with a photocatalyst-containing layer provided on the substrate side of the wettability variable layer, and light is applied to the photocatalyst-containing layer. It is possible to use a photocatalyst that is activated by irradiation and that changes wettability in the direction of increasing hydrophilicity by the activated photocatalyst.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0030]
  In the following, the thermosetting ink composition according to the first invention capable of maintaining good dischargeability of the inkjet head, the method for producing a color filter using the ink composition, and the change in wettability on the color filter substrate The thermosetting ink composition according to the second invention that can be adhered accurately and uniformly in a predetermined pattern using the above and a method for producing a color filter using the ink composition will be sequentially described.
[0031]
  (1) Thermosetting ink composition according to the first invention and method for producing a color filter
  The thermosetting ink composition according to the first invention (first thermosetting ink composition) contains at least a binder and a bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer as essential components. And You may mix | blend a coloring agent, a dispersing agent, a hardening accelerator, or another additive with a 1st thermosetting ink composition as needed. Moreover, in order to provide the thermosetting ink composition with appropriate fluidity and dischargeability for application to the ink jet system, each of the above components may be dissolved or dispersed in a solvent (diluent). The first thermosetting ink composition may be used in combination with a bifunctional or trifunctional epoxy group-containing monomer and a tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin.
[0032]
  (binder)
  As the binder, any of a resin having no polymerization reactivity per se and a resin having a polymerization reactivity per se may be used, or two or more binders may be used in combination.
[0033]
  When a resin having no polymerization reactivity is used as a binder, a bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer which is an essential component in the thermosetting ink composition, and other thermosetting components which are desired components are included. It is polymerized by heating and cured.
[0034]
  As such a non-polymerizable binder, for example, a copolymer comprising two or more of the following monomers can be used: acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2- Hydroxyethyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, styrene, polystyrene macromonomer, and polymethyl methacrylate macromonomer.
[0035]
  More specifically, acrylic acid / benzyl acrylate copolymer, acrylic acid / methyl acrylate / styrene copolymer, acrylic acid / benzyl acrylate / styrene copolymer, acrylic acid / methyl acrylate / polystyrene macromonomer copolymer, Acrylic acid / methyl acrylate / polymethyl methacrylate macromonomer copolymer, acrylic acid / benzyl acrylate / polystyrene macromonomer copolymer, acrylic acid / benzyl acrylate / polymethyl methacrylate macromonomer copolymer, acrylic acid / 2-hydroxyethyl Acrylate / benzyl acrylate / polystyrene macromonomer copolymer, acrylic acid / 2-hydroxyethyl acrylate / benzyl acrylate / polymethyl methacrylate macromono -Copolymer, Acrylic acid / Benzyl methacrylate copolymer, Acrylic acid / Methyl methacrylate / Styrene copolymer, Acrylic acid / Benzyl methacrylate / Styrene copolymer, Acrylic acid / Methyl methacrylate / Polystyrene macromonomer copolymer, Acrylic Acid / methyl methacrylate / polymethyl methacrylate macromonomer copolymer, acrylic acid / benzyl methacrylate / polystyrene macromonomer copolymer, acrylic acid / benzyl methacrylate / polymethyl methacrylate macromonomer copolymer, acrylic acid / 2-hydroxyethyl methacrylate / Benzyl methacrylate / polystyrene macromonomer copolymer, acrylic acid / 2-hydroxyethyl methacrylate / benzyl methacrylate / polymethylmeta It can be used acrylic acid copolymers such as Li rate macromonomer copolymer.
[0036]
  Further specific examples include methacrylic acid / benzyl acrylate copolymer, methacrylic acid / methyl acrylate / styrene copolymer, methacrylic acid / benzyl acrylate / styrene copolymer, methacrylic acid / methyl acrylate / polystyrene macromonomer copolymer. , Methacrylic acid / methyl acrylate / polymethyl methacrylate macromonomer copolymer, methacrylic acid / benzyl acrylate / polystyrene macromonomer copolymer, methacrylic acid / benzyl acrylate / polymethyl methacrylate macromonomer copolymer, methacrylic acid / 2-hydroxy Ethyl acrylate / benzyl acrylate / polystyrene macromonomer copolymer, methacrylic acid / 2-hydroxyethyl acrylate / benzyl acrylate / polymethyl Methacrylate macromonomer copolymer, methacrylic acid / benzyl methacrylate copolymer, methacrylic acid / methyl methacrylate / styrene copolymer, methacrylic acid / benzyl methacrylate / styrene copolymer, methacrylic acid / methyl methacrylate / polystyrene macromonomer copolymer , Methacrylic acid / methyl methacrylate / polymethyl methacrylate macromonomer copolymer, methacrylic acid / benzyl methacrylate / polystyrene macromonomer copolymer, methacrylic acid / benzyl methacrylate / polymethyl methacrylate macromonomer copolymer, methacrylic acid / 2-hydroxy Ethyl methacrylate / benzyl methacrylate / polystyrene macromonomer copolymer, methacrylic acid / 2-hydroxyethyl methacrylate It can be exemplified DOO / benzyl methacrylate / polymethyl methacrylate macromonomer copolymers methacrylic acid copolymers such as such.
[0037]
  Among the non-polymerizable binders exemplified above, in particular, methacrylic acid / benzyl methacrylate copolymer, methacrylic acid / benzyl methacrylate / styrene copolymer, benzyl methacrylate / styrene copolymer, benzyl methacrylate macromonomer / styrene copolymer, A benzyl methacrylate / styrene macromonomer copolymer is preferred.
[0038]
  On the other hand, as the binder having polymerizability per se, it is possible to use an oligomer obtained by introducing a thermally polymerizable functional group such as an epoxy group into a non-polymerizable binder molecule or a polymer having a higher molecular weight than the oligomer. it can. The molecules of the polymerizable binder are polymerized with the binders, and are also polymerized with the bifunctional to trifunctional polyfunctional monomer and other polymerizable monomers which are desired components and thermally cured.
[0039]
  As the thermopolymerizable binder, for example, a homopolymer or copolymer obtained by polymerizing one or more monomers containing an ethylenically unsaturated bond and an epoxy group as shown below can be used. : Glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, glycidyl α-n-propyl acrylate, glycidyl α-n-butyl acrylate, acrylic acid-3,4-epoxybutyl, methacrylic acid-3,4 -Epoxybutyl, methacrylic acid-4,5-epoxypentyl, acrylic acid-6,7-epoxyheptyl, methacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, α-ethylacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, etc. ) Acrylates; o-vinylphenylglycidyl ether, m-vinylphenylglycidyl ether Ter, p-vinylphenyl glycidyl ether, o-vinyl benzyl glycidyl ether, m-vinyl benzyl glycidyl ether, p-vinyl benzyl glycidyl ether, etc .; 2,3-diglycidyloxystyrene, 3,4-di Glycidyloxystyrene, 2,4-diglycidyloxystyrene, 3,5-diglycidyloxystyrene, 2,6-diglycidyloxystyrene, 5-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, 4-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, vinyl phlorog Ricinol triglycidyl ether, 2,3-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 3,4-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,4-dihydroxymethylstyrene diglycidyl Ether, 3,5-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,6-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,3,4-trihydroxymethylstyrene triglycidyl ether, and 1,3,5-trihydroxymethylstyrene Triglycidyl ether.
[0040]
  Further, a copolymer obtained by polymerizing one or more monomers containing an ethylenically unsaturated bond and an epoxy group as described above and a monomer not containing an epoxy group as described below is also thermally polymerizable. Can be used as a binder: acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, styrene, polystyrene macromonomer, and polymethyl methacrylate macromonomer.
[0041]
  A binder is normally mix | blended in the ratio of 1 to 50 weight% with respect to the solid content whole quantity of a thermosetting ink composition. Here, the solid content of the thermosetting ink composition for specifying the blending ratio includes all components except the solvent, and a liquid polymerizable monomer is also included in the solid content.
[0042]
  (Coloring agent)
  When a colored pattern such as a pixel portion is formed on the color filter substrate using the thermosetting ink composition of the present invention, a colorant is blended in the thermosetting ink composition. Any one of organic colorants and inorganic colorants can be selected and used in accordance with the desired colors such as R, G, and B of the pixel portion. As the organic colorant, for example, dyes, organic pigments, natural pigments, and the like can be used. Moreover, as an inorganic coloring agent, an inorganic pigment, an extender pigment, etc. can be used, for example. Among these, organic pigments are preferably used because they have high color developability and high heat resistance. As organic pigments, for example, compounds classified as Pigments in the Color Index (CI; published by The Society of Dyers and Colorists), specifically, the following Color Index (CI) numbers are attached. Can be mentioned.
[0043]
  CI Pigment Yellow 1, CI Pigment Yellow 3, CI Pigment Yellow 12, CI Pigment Yellow 13, CI Pigment Yellow 14, CI Pigment Yellow 15, CI Pigment Yellow 16, CI Pigment Yellow 17, CI Pigment Yellow 20, CI Pigment Yellow 24, CI Pigment Yellow 31, CI Pigment Yellow 55, CI Pigment Yellow 60, CI Pigment Yellow 61, CI Pigment Yellow 65, CI Pigment Yellow 71, CI Pigment Yellow 73, CI Pigment Yellow 74, CI Pigment Yellow 81, CI Pigment Yellow 83, CI Pigment Yellow 93, CI Pigment Yellow 95, CI Pigment Yellow 97, CI Pigment Yellow 98, CI Pigment Yellow 100, CI CI Pigment Yellow 101, CI Pigment Yellow 104, CI Pigment Yellow 106, CI Pigment Yellow 108, CI Pigment Yellow 109, CI Pigment Yellow 110, CI Pigment Yellow 113, CI Pigment Yellow 114, CI Pigment Yellow 116, CI Pigment Yellow 117, CI Pigment Yellow 119, CI Pigment Yellow 120, CI Pigment Yellow 126, CI Pigment Yellow 127, CI Pigment Yellow 128, CI Pigment Yellow 129, CI Pigment Yellow 138, CI Pigment Yellow 139, CI Pigment Yellow 150, CI Pigment Yellow 151, CI Pigment Yellow 152, CI Pigment Yellow 153, CI Pigment Yellow 154, CI Pigment .... DOO Yellow 155, C.I Pigment Yellow 156, C.I Pigment Yellow 166, C.I Pigment Yellow 168, C.I Pigment Yellow 175;
  CI Pigment Orange 1, CI Pigment Orange 5, CI Pigment Orange 13, CI Pigment Orange 14, CI Pigment Orange 16, CI Pigment Orange 17, CI Pigment Orange 24, CI Pigment Orange 34, CI Pigment Orange 36, CI Pigment Orange 38, CI Pigment Orange 40, CI Pigment Orange 43, CI Pigment Orange 46, CI Pigment Orange 49, CI Pigment Orange 51, CI Pigment Orange 61, CI Pigment Orange 63, CI Pigment Orange 64, CI Pigment Orange 71, CI Pigment Orange 73; CI Pigment Violet 1, CI Pigment Violet 19, CI Pigment Violet 23, CI Pigment Violet 29, CI Pigment Buy Olet 32, C.I. pigment violet 36, C.I. pigment violet 38;
  CI Pigment Red 1, CI Pigment Red 2, CI Pigment Red 3, CI Pigment Red 4, CI Pigment Red 5, CI Pigment Red 6, CI Pigment Red 7, CI Pigment Red 8, CI Pigment Red 9, CI Pigment Red 10, CI Pigment Red 11, CI Pigment Red 12, CI Pigment Red 14, CI Pigment Red 15, CI Pigment Red 16, CI Pigment Red 17, CI Pigment Red 18, CI Pigment Red 19, CI Pigment Red 21, CI Pigment Red 22, CI Pigment Red 23, CI Pigment Red 30, CI Pigment Red 31, CI Pigment Red 32, CI Pigment Red 37, CI Pigment Red 38, CI Pigment Red 40, CI Pigment Red 41, CI Pigment Red 42, CI Pigment Red 48: 1, CI Pigment Red 48: 2, CI Pigment Red 48: 3, CI Pigment Red 48: 4, CI Pigment Red 49: 1, CI Pigment Red 49: 2, CI CI Pigment Red 50: 1, CI Pigment Red 52: 1, CI Pigment Red 53: 1, CI Pigment Red 57, CI Pigment Red 57: 1, CI Pigment Red 57: 2, CI Pigment Red 58: 2, CI Pigment Red 58 : 4, CI Pigment Red 60: 1, CI Pigment Red 63: 1, CI Pigment Red 63: 2, CI Pigment Red 64: 1, CI Pigment Red 81: 1, CI Pigment Red 83, CI Pigment Red 88, CI Pigment Red 90: 1, CI pigmentless 97, CI Pigment Red 101, CI Pigment Red 102, CI Pigment Red 104, CI Pigment Red 105, CI Pigment Red 106, CI Pigment Red 108, CI Pigment Red 112, CI Pigment Red 113, CI Pigment Red 114, CI Pigment Red 122, CI Pigment Red 123, CI Pigment Red 144, CI Pigment Red 146, CI Pigment Red 149, CI Pigment Red 150, CI Pigment Red 151, CI Pigment Red 166, CI Pigment Red 168, CI Pigment Red 170, CI Pigment Red 171, CI Pigment Red 172, CI Pigment Red 174, CI Pigment Red 175, CI Pigment Red 176, CI Pigment Red 77, CI Pigment Red 178, CI Pigment Red 179, CI Pigment Red 180, CI Pigment Red 185, CI Pigment Red 187, CI Pigment Red 188, CI Pigment Red 190, CI Pigment Red 193, CI Pigment Red 194, CI Pigment Red 202, CI Pigment Red 206, CI Pigment Red 207, CI Pigment Red 208, CI Pigment Red 209, CI Pigment Red 215, CI Pigment Red 216, CI Pigment Red 220, CI Pigment Red 224, CI Pigment Red 226, CI Pigment Red 242, CI Pigment Red 243, CI Pigment Red 245, CI Pigment Red 254, CI Pigment Red 255, CI Pigment Red . 64, C.I Pigment Red 265;
  CI Pigment Blue 15, CI Pigment Blue 15: 3, CI Pigment Blue 15: 4, CI Pigment Blue 15: 6, CI Pigment Blue 60; CI Pigment Green 7, CI Pigment Green 36; CI Pigment Brown 23, CI Pigment Brown 25 CI pigment black 1, pigment black 7.
[0044]
  Specific examples of the inorganic pigment or extender pigment include titanium oxide, barium sulfate, calcium carbonate, zinc white, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, red rose (red iron (III) oxide), cadmium red, ultramarine blue, Examples include bitumen, chromium oxide green, cobalt green, amber, titanium black, synthetic iron black, and carbon black. In this invention, a coloring agent can be used individually or in mixture of 2 or more types.
[0045]
  When the pattern of the light shielding layer is formed on the substrate of the color filter using the thermosetting ink composition of the present invention, a black colorant having a high light shielding property is blended in the thermosetting ink composition. As the black colorant having a high light-shielding property, for example, an inorganic colorant such as carbon black or iron trioxide or an organic colorant such as cyanine black can be used.
[0046]
  In addition, when the first thermosetting ink composition is used to form a colorless transparent layer or a cured layer that does not require color adjustment in a predetermined pattern, it is not necessary to use a colorant. .
[0047]
  When forming a pixel part, normally, a coloring agent is mix | blended in the ratio of 1 to 60 weight% normally with respect to solid content whole quantity of a thermosetting ink composition, Preferably it is 15 to 40 weight%. When there are too few coloring agents, there exists a possibility that the permeation | transmission density | concentration at the time of apply | coating a thermosetting ink composition to predetermined | prescribed film thickness (usually 0.1-2.0 micrometers) may not be enough. Moreover, when there are too many coloring agents, there exists a possibility that the characteristics as coating films, such as adhesion to a board | substrate when a thermosetting ink composition is apply | coated and hardened on a board | substrate, and coating film hardness, may become inadequate. is there.
[0048]
  (Thermosetting component)
  In the first invention, a bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer is used alone or in combination of two or more as a thermosetting component of the ink. A bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer has a relatively low viscosity among thermosetting resins and has a small increase in viscosity due to drying. The ink used as the curable component hardly raises the viscosity at the tip of the head during the spraying operation by the ink jet method, does not cause clogging of the head, and stabilizes the ink ejection property during the operation. Therefore, the discharge amount and discharge direction of the ink are kept constant, and the ink can be adhered to the substrate accurately and uniformly according to a predetermined pattern.
[0049]
  Examples of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer include, for example, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, 2, 3 -Diglycidyloxystyrene, 3,4-diglycidyloxystyrene, 2,4-diglycidyloxystyrene, 3,5-diglycidyloxystyrene, 2,6-diglycidyloxystyrene, 5-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, 4-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, vinyl phloroglicinol triglycidyl ether, 2,3-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 3,4 Dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,4-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 3,5-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,6-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,3,4-trihydroxymethylstyrene Examples thereof include triglycidyl ether and 1,3,5-trihydroxymethylstyrene triglycidyl ether, and one of these can be used alone or two or more can be used in combination.
[0050]
  The blending ratio of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer is usually 20 to 70% by weight based on the total solid content of the thermosetting ink composition.
[0051]
  Here, when the blending ratio of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer is less than 20% by weight of the total solid content (all components other than the solvent), the ink composition is not sufficiently diluted with the monomer, The viscosity of the ink is high from the beginning or becomes high after volatilization of the solvent component, which may cause clogging of the inkjet head. Moreover, when the blending ratio of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer exceeds 70% by weight of the total solid content, the crosslinking density of the coating film is lowered, and the solvent resistance, adhesion, and hardness of the coating film are reduced. Is inferior, and sufficient characteristics may not be obtained.
[0052]
  In addition, the thermosetting ink composition of the first aspect of the invention includes a monofunctional epoxy group-containing monomer and / or a tetrafunctional or higher functional group, as necessary, together with the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer. You may mix | blend thermosetting components other than an epoxy group containing resin and / or an epoxy group containing monomer.
[0053]
  Monofunctional epoxy group-containing monomers include methyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, butyl phenyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, decyl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, polypropylene glycol glycidyl ether Examples include ether and butoxypolyethylene glycol monoglycidyl ether.
[0054]
  Examples of the thermosetting component other than the epoxy group-containing monomer include melamine resin, urea resin, alkyd resin, phenol resin, and cyclopentadiene resin.
[0055]
  In the first invention, it is particularly preferable to blend a tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin together with a bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer. When all of the epoxy group-containing components blended in the thermosetting ink composition are bifunctional to trifunctional, since the viscosity increase due to drying of the ink hardly occurs, the ejection property of the inkjet head is stabilized. On the other hand, the film strength of the cured layer obtained by curing the ink layer and the adhesion to the substrate may be insufficient. Therefore, by blending an appropriate amount of a tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin together with the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer, sufficient film strength and adhesion can be imparted to the pattern of the cured layer.
[0056]
  Examples of the tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin include novolak resins such as phenol novolac epoxy and cresol novolac epoxy, glycidyl amine resins such as tetraglycidyldiaminodiphenylmethane and tetraglycidylmetaxylenediamine, tetraphenylglycidyl ether ethane, Glycidyl ether resins such as phenyl glycidyl ether methane can be used.
[0057]
  The tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin is usually blended at a ratio of 1 to 30% by weight with respect to the total solid content of the thermosetting ink composition. In addition, in order to balance discharge stability by containing a bi- or tri-functional epoxy group and improvement in strength and adhesion by a tetra- or higher-functional epoxy group-containing resin, it is based on 100 parts by weight of a bi- to trifunctional monomer. The blending ratio of the tetrafunctional or higher epoxy group-containing resin is usually 1 to 50 parts by weight, preferably the lower limit of the blending ratio is 2 parts by weight and / or the upper limit of the blending ratio is 35 parts by weight. The following.
[0058]
  Here, when the blending ratio of the tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin is less than 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the bifunctional or trifunctional monomer, the hardness after curing the ink and the solvent resistance There is a possibility that characteristics such as property cannot be obtained sufficiently. Moreover, when the said mixture ratio of the epoxy functional group resin more than tetrafunctional exceeds 50 weight part, there exists a possibility that the cure speed of ink may become slow and process speed may become slow.
[0059]
  (Curing agent)
  A curing agent is usually blended in the thermosetting ink composition for color filters of the present invention. For example, a polyvalent carboxylic acid anhydride or a polyvalent carboxylic acid is used as the curing agent.
[0060]
  Specific examples of polyhydric carboxylic acid anhydrides include phthalic anhydride, itaconic anhydride, succinic anhydride, citraconic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, tricarballylic anhydride, maleic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, dimethyltetrahydro anhydride Aliphatic or alicyclic dicarboxylic anhydrides such as phthalic acid, hymic anhydride, and nadic anhydride; fats such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride and cyclopentanetetracarboxylic dianhydride Aromatic polycarboxylic dianhydrides; aromatic polycarboxylic anhydrides such as pyromellitic anhydride, trimellitic anhydride, and benzophenone tetracarboxylic anhydride; ester groups such as ethylene glycol bistrimellitate and glycerin tristrimitate Containing acid anhydrides, particularly preferably aromatic poly It may be mentioned carboxylic acid anhydrides. Moreover, the epoxy resin hardening | curing agent which consists of a commercially available carboxylic acid anhydride can also be used suitably.
[0061]
  Specific examples of the polyvalent carboxylic acid used in the present invention include aliphatic polyvalent carboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, butanetetracarboxylic acid, maleic acid, and itaconic acid; hexahydrophthalic acid, Aliphatic polycarboxylic acids such as 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid, and phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, pyromellitic acid, trimellitic acid, Aromatic polyvalent carboxylic acids such as 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid and benzophenonetetracarboxylic acid can be mentioned, and aromatic polyvalent carboxylic acids can be mentioned preferably.
[0062]
  These polyvalent carboxylic acid anhydrides and polyvalent carboxylic acids can be used singly or in combination of two or more. The compounding quantity of the hardening | curing agent used for this invention is the range of 1-100 weight part normally per 100 weight part of components (monomer and resin) containing an epoxy group, Preferably it is 5-50 weight part. When the blending amount of the curing agent is less than 1 part by weight, curing becomes insufficient and a tough coating film cannot be formed. Moreover, when the compounding quantity of a hardening | curing agent exceeds 100 weight part, while the adhesiveness with respect to the board | substrate of a coating film is inferior, a uniform and smooth coating film cannot be formed.
[0063]
  (Dispersant)
  The dispersant is blended in the thermosetting ink composition as necessary in order to disperse the colorant satisfactorily. Examples of the dispersant that can be used include cationic, anionic, nonionic, amphoteric, silicone, and fluorine surfactants. Among the surfactants, polymer surfactants (polymer dispersants) as exemplified below are preferable.
[0064]
  That is, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene alkyl phenyl ethers such as polyoxyethylene octyl phenyl ether and polyoxyethylene nonyl phenyl ether Polymeric surfactants such as polyethylene glycol diesters such as polyethylene glycol dilaurate and polyethylene glycol distearate; sorbitan fatty acid esters; fatty acid-modified polyesters; tertiary amine-modified polyurethanes are preferably used.
[0065]
  (Other ingredients)
  The thermosetting ink composition for color filters of the present invention may contain one or more other additives as required. The following can be illustrated as such an additive.
[0066]
  a) Curing accelerator (chain transfer agent): For example, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, etc.
  b) Dispersing aid: For example, blue pigment derivatives such as copper phthalocyanine derivatives, yellow pigment derivatives and the like.
[0067]
  c) Filler: For example, glass, alumina and the like.
[0068]
  d) Adhesion promoter: for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane.
[0069]
  e) Antioxidant: For example, 2,2-thiobis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,6-di-t-butylphenol and the like.
[0070]
  f) Ultraviolet absorber: For example, 2- (3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole, alkoxybenzophenone and the like.
[0071]
  g) Anti-aggregation agent: for example, sodium polyacrylate or various surfactants.
[0072]
  (solvent)
  In the present invention, the thermosetting ink composition is usually diluted with a solvent in order to give the thermosetting ink composition for a color filter appropriate fluidity for use in an inkjet method.
[0073]
  Examples of the solvent include ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate; diethylene glycol monoalkyl ethers such as diethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monoethyl ether; and diethylene glycol monoalkyl ethers such as diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate. Acetates; propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate; other ethers such as diethylene glycol dimethyl ether; ketones such as cyclohexanone, 2-heptanone and 3-heptanone; Hydroxypropionic acid ethyl Lactic acid alkyl esters such as: 3-methyl-3-methoxybutylpropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, formic acid Other esters such as n-amyl, isoamyl acetate, n-butyl propionate, ethyl butyrate, isopropyl butyrate, n-butyl butyrate and ethyl pyruvate; high-boiling solvents such as γ-butyrolactone can be used.
[0074]
  An ink composition coating solution is prepared using such a solvent in a proportion of 40 to 95% by weight based on the total amount of the thermosetting ink composition containing the solvent. If the amount of the solvent is too small, the viscosity of the ink is high and it becomes difficult to discharge from the inkjet head. Also, if there is too much solvent, the ink film deposited on the wettability change site will be broken before the ink deposit (ink deposition amount) for the predetermined wettability change site (ink layer formation site) is not sufficient. , It protrudes into the surrounding unexposed areas and further spreads to the adjacent wettability change site (ink layer formation site). In other words, the amount of ink that can be deposited without sticking out from the wettability change site (ink layer forming site) to which the ink is to be deposited becomes insufficient, the film thickness after drying is too thin, The transmission density cannot be obtained.
[0075]
  (Preparation of thermosetting ink composition for color filter of the first invention)
  A binder, a bifunctional or trifunctional epoxy group-containing monomer, and other components as necessary are mixed in an arbitrary order, or these components are added to the above solvent in an arbitrary order, and a dissolver, etc. The thermosetting ink composition for color filters of the first invention can be prepared by sufficiently stirring and uniformly dissolving and dispersing.
[0076]
  (Manufacture of color filter in the first invention)
  The ink for forming a pixel portion obtained by blending a desired colorant such as R, G, or B with the thermosetting ink composition for a color filter of the first invention described above is applied to a predetermined region on the substrate of the color filter by an inkjet method. The pixel portion can be formed by selectively adhering and then heating and curing.
[0077]
  An example of a method for producing a color filter including such steps will be described below. First, a transparent substrate 1 for a color filter is prepared as shown in FIG. The transparent substrate is not particularly limited as long as it has been conventionally used for color filters, for example, a transparent rigid material having no flexibility such as quartz glass, pyrex glass, synthetic quartz plate, Or the transparent flexible material which has flexibility, such as a transparent resin film and an optical resin board, can be used. Among them, Corning 7059 glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is an alkali-free glass containing no alkali component in the active matrix. Suitable for color filters for color liquid crystal display devices. In the present invention, a transparent substrate is usually used, but a reflective substrate or a white colored substrate can also be used. Moreover, you may use the board | substrate which surface-treated for the purpose of alkali elution prevention, gas barrier property provision, and other purposes as needed.
[0078]
  Next, as illustrated in FIG. 1B, the light shielding portion 2 is formed in a region that is a boundary between the pixel portions on the one surface side of the transparent substrate 1. The light shielding part 2 can be formed by forming a metal thin film of chromium or the like having a thickness of about 1000 to 2000 mm by a sputtering method, a vacuum vapor deposition method or the like, and patterning this thin film. As this patterning method, a normal patterning method such as sputtering can be used.
[0079]
  The light shielding part 2 may be a layer in which light shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments, and organic pigments are contained in a resin binder. As the resin binder to be used, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, cellulose, or a mixture of one or more kinds, photosensitive resin, or O / A W emulsion type resin composition, for example, an emulsion of a reactive silicone can be used. The thickness of such a resin light-shielding portion can be set within a range of 0.5 to 10 μm. As a method for patterning such a resin light-shielding portion, a generally used method such as a photolithography method or a printing method can be used.
[0080]
  Next, as shown in FIG. 1C, an ink-repellent convex portion having a width narrower than that of the light shielding portion is formed in the center in the width direction of the pattern of the light shielding portion as necessary. The composition of such an ink repellency convex part is not particularly limited as long as it is a resin composition having ink repellency. Moreover, it does not need to be transparent in particular and may be colored. For example, a material that is used for the light-shielding portion and does not include a black material can be used. Specifically, a composition in which one or more aqueous resins such as polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, and cellulose are mixed, or an O / W emulsion type resin composition, for example, reactive silicone emulsion And the like. In the present invention, a photocurable resin is preferably used for reasons such as easy handling and curing. In addition, since the ink-repellent convex portion is more preferable as the ink repellency is stronger, the surface may be treated with an ink-repellent treatment agent such as a silicone compound or a fluorine-containing compound.
[0081]
  The patterning of the ink-repellent convex portions can be performed by printing using an ink-repellent resin composition coating liquid or photolithography using a photo-curable coating liquid. The height of the ink-repellent convex portion is preferably high to some extent because it is provided to prevent ink from being mixed when colored by the inkjet method as described above. In consideration of the overall flatness of the case, the thickness is preferably close to the thickness of the pixel portion. Specifically, although it varies depending on the amount of ink deposited, it is preferably in the range of 0.1 to 2 μm.
[0082]
  Next, it is the thermosetting ink composition for color filters of 1st invention, Comprising: The ink for pixel part formation of each color formed by mix | blending 1 or 2 or more colorants is prepared. Then, as shown in FIG. 1 (D), on the surface of the transparent substrate 1, the pixel portion forming regions 4R, 4G, and 4B for the respective colors defined by the pattern of the light shielding layer 2 are formed. Ink is sprayed by an ink jet system to form an ink layer. In this ink spraying step, the pixel portion forming ink belonging to the first invention is unlikely to increase in viscosity at the tip portion of the head 5 and can continue to maintain good ejection properties. Therefore, the ink of the corresponding color can be accurately and uniformly deposited in the predetermined pixel portion formation region, and a pixel portion having no color unevenness or color loss can be formed with an accurate pattern. Further, since the pixel portion forming ink of each color can be simultaneously sprayed onto the substrate using a plurality of heads, the working efficiency can be improved as compared with the case where the pixel portion is formed for each color.
[0083]
  Next, as shown in FIG. 1E, the ink layers 6R, 6G, and 6B of the respective colors are dried as necessary, and then heated and cured to form pixel portions. The ink layer is typically dried in a temperature range of 50-200 ° C. using a vacuum dryer, oven, hot plate, or other heat-applied device, and is usually vacuum dryer, oven, hot plate, or other It is heat-cured in a temperature range of 120 to 250 ° C. using an apparatus that can be given heat. The thickness of the pixel portion is usually about 0.1 to 2.0 μm in consideration of optical characteristics and the like.
[0084]
  Next, as shown in FIG. 1F, a protective layer 9 is formed on the side of the transparent substrate where the pixel portions 8R, 8G, and 8B are formed. The protective layer is provided to flatten the color filter and to prevent components contained in the pixel portion and the like from eluting into the liquid crystal layer of the liquid crystal display device. The thickness of the protective layer can be set in consideration of the light transmittance of the material used, the surface state of the color filter, and the like, and can be set, for example, in the range of 0.1 to 2.0 μm. The protective layer can be formed using, for example, a known transparent photosensitive resin, two-component curable transparent resin, or the like having a light transmittance required as a transparent protective layer.
[0085]
  Thus, color filter 101A is manufactured using the thermosetting ink composition for color filters of the first invention. In this example, the pixel portion is formed using the pixel portion forming ink which is the thermosetting ink composition for the color filter of the first invention, but the thermosetting ink composition for the color filter of the first invention is used. According to the inkjet method, a hardened layer other than the pixel portion, for example, the light shielding layer 2 and the ink repellent convex portion 3 can be formed in a desired pattern.
[0086]
  When the light-shielding layer 2 is to be formed, a thermosetting ink composition for color filters according to the first invention, which is prepared by blending a light-shielding colorant such as a black pigment, is prepared. The ink for layer formation is selectively attached to a predetermined area on the surface of the transparent substrate 1 by an ink jet method to form an ink layer in a predetermined pattern, and the ink layer is heated and cured to form a light shielding layer. it can.
[0087]
  In addition, when it is desired to form the ink-repellent convex portion 3, it is the photocurable ink composition for color filters of the first invention, and is an ink-repellent convex portion forming ink comprising an ink-repellent binder. The ink-repellent convex portion forming ink is prepared in a pattern having a width narrower than that of the light shielding layer 2 along the longitudinal direction of the light shielding layer 2 in the center of the upper surface of the light shielding layer 2 by an ink jet method. The ink-repellent convex part 3 can be formed by making it adhere and forming an ink layer and heating the said ink layer and hardening.
[0088]
  (Summary of the first invention)
  The first invention described above is summarized as follows.
[0089]
  In the first embodiment of the present invention, the thermosetting ink composition for a color filter contains at least a binder and a bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer.
[0090]
  The thermosetting ink composition for color filters according to the first embodiment uses an epoxy group-containing monomer having a relatively small number of bifunctional to trifunctional functional groups as a thermosetting component. It is difficult for the viscosity to increase at the tip, clogging of the head does not occur, and ink discharge performance during operation is stabilized. Therefore, the discharge amount and discharge direction of the ink are kept constant, and the ink can be adhered to the substrate accurately and uniformly according to a predetermined pattern.
[0091]
  Various patterns and protective films can be formed on the color filter using the above-mentioned thermosetting ink composition for color filters. In particular, a colorant is blended in this ink composition to form a pixel portion. It is used suitably for doing.
[0092]
  Specific examples of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer include polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, 2, 3-diglycidyloxystyrene, 3,4-diglycidyloxystyrene, 2,4-diglycidyloxystyrene, 3,5-diglycidyloxystyrene, 2,6-diglycidyloxystyrene, 5-vinyl pyrogallol triglycidyl ether 4-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, vinyl phloroglicinol triglycidyl ether, 2,3-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 3,4 Dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,4-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 3,5-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,6-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,3,4-trihydroxymethylstyrene At least one selected from triglycidyl ether and 1,3,5-trihydroxymethylstyrene triglycidyl ether can be used.
[0093]
  The thermosetting ink composition for a color filter according to the first aspect includes a bifunctional and trifunctional epoxy group-containing monomer, a tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin, and a bifunctional and trifunctional epoxy group-containing monomer. It is preferable to contain in the ratio of 1-50 weight part with respect to 100 weight part.
[0094]
  When all the thermosetting components blended in the thermosetting ink composition are bi- or tri-functional monomers, the viscosity increase due to drying of the ink is unlikely to occur, and thus the ejection performance of the inkjet head is stable. On the other hand, the film strength of the cured layer obtained by curing the ink layer and the adhesion to the substrate may be insufficient. Therefore, by blending an appropriate amount of a tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin together with the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer, sufficient film strength and adhesion can be imparted to the pattern of the cured layer.
[0095]
  In the first embodiment of the present invention, (1) the thermosetting ink composition for a color filter according to any one of claims 1 to 4 is selectively attached to a predetermined region on the substrate by an inkjet method. Providing a method for producing a color filter, comprising: a step of forming an ink layer; and (2) a step of curing the ink layer by heating to form a cured layer having a predetermined pattern. To do.
[0096]
  And the pixel part as a said hardened layer can be formed by mix | blending and using a coloring agent with the photocurable ink composition for color filters of a 1st form.
[0097]
  (2) Thermosetting ink composition according to the second invention and method for producing a color filter
  The thermosetting ink composition according to the second invention (second thermosetting ink composition) is a standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768, and 30 seconds after contacting the droplets. The contact angle (θ) was measured and the contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined from the Zisman plot graph was 10 ° or more, and the critical surface determined by the same measurement method It is characterized in that at least a binder and a thermosetting component are dissolved or dispersed in a solvent having a contact angle with respect to the surface of a test piece having a tension of 70 mN / m of 10 ° or less. You may mix | blend a coloring agent, a dispersing agent, a hardening accelerator, or another additive with a 2nd thermosetting ink composition as needed.
[0098]
  Since the second invention is characterized in that a thermosetting ink composition is prepared using a solvent having specific properties with respect to wettability, first, the solvent will be described below, and thereafter, the first invention will be described. Each component will be described in the same order.
[0099]
  (Solvent of the second invention)
  In the second invention, the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768 is used as a solvent for diluting the thermosetting ink composition, and the contact angle (θ ), The contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined from the Zisman plot graph is 10 ° or more, and the critical surface tension determined by the same measurement method is 70 mN / m. A solvent having a contact angle of 10 ° or less with respect to the surface of the test piece is used as an essential component.
[0100]
  When a thermosetting ink composition is prepared using a solvent that exhibits the above-mentioned behavior with respect to wettability, the thermosetting ink composition has a surface of the wettability variable layer before changing the wettability of the wettability variable layer described later. After the wettability of the wettability variable layer is changed to increase the hydrophilicity, the wettability variable layer has a great affinity for the surface of the wettability variable layer. Therefore, the wettability of the thermosetting ink composition with respect to the ink layer forming region formed in a predetermined pattern by changing the wettability of a part of the wettability variable layer in the direction of increasing hydrophilicity, and its surroundings The difference in the wettability of the thermosetting ink composition with respect to the above region can be made large.
[0101]
  Here, the test piece having the above characteristics with respect to the critical surface tension may be formed of any material. Examples of test pieces having a critical surface tension of 30 mN / m include, for example, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene terephthalate having a smooth surface, and the polymer or surface modifier applied on a smooth glass surface. The above test can be actually performed from among those, and the corresponding one can be selected. Moreover, as a test piece which shows critical surface tension 70mN / m, the said test is actually performed from what apply | coated nylon, the glass surface which hydrophilized, etc., and the applicable thing can be selected.
[0102]
  The following can be illustrated as a solvent which shows the said behavior regarding wettability.
[0103]
  a) Glycol ethers: for example, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, etc .;
  b) Glycol ether esters: for example, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol Monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, etc .;
  c) Glycol oligomer ethers: for example, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol Ethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, etc .;
  d) Glycol oligomer ether esters: for example, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol Monopropyl ether acetate, dipropylene glycol monobutyl ether acetate, etc .;
  e) Aliphatic carboxylic acids or acid anhydrides thereof: for example, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, acetic anhydride and the like;
  f) Aliphatic or aromatic esters: for example, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, isopropyl propionate, methyl butyrate, butyric acid Ethyl, butyl butyrate, isopentyl butyrate, isobutyl isobutyrate, ethyl 2-hydroxy-2-methyl-propionate, ethyl isovalerate, isopentyl isovalerate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, butyl benzoate, etc. ;
  g) Dicarboxylic acid diesters: for example, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, dimethyl oxalate, diethyl oxalate, dibutyl oxalate, dimethyl malonate, diethyl malonate, dibutyl malonate, dimethyl succinate, diethyl succinate, Dibutyl succinate, dimethyl adipate, diethyl adipate, dibutyl adipate, etc .;
  h) Alkoxycarboxylic acid esters: for example, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, propyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid Propyl etc .;
  i) Ketocarboxylic acid esters: for example, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate and the like;
  j) Halogenated carboxylic acids: for example, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid and the like;
  k) Alcohols or phenols: For example, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, pentanol, hexanol, heptanol, phenol and the like;
  l) Aliphatic or aromatic ethers: for example, diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, butyl vinyl ether, anisole and the like;
  m) Alkoxy alcohols: For example, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-methoxymethylethanol, 2-isopropoxyethanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol and the like;
  n) Glycol oligomers: for example, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol and the like;
  o) Amino alcohols: for example, 2-aminoethanol, 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, triethanolamine, isopropanolamine, triisopropanolamine and the like;
  p) alkoxy alcohol esters: for example, 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate and the like;
  q) Ketones: For example, acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 2-hexanone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, 4-heptanone, diisobutyl ketone, acetonyl acetone, and the like;
  r) Morpholines: for example, morpholine, N-ethylmorpholine, phenylmorpholine and the like;
  s) Aliphatic or aromatic amines: for example, pentylamine, dipentylamine, tripentylamine, aniline, N-methylaniline and the like;
  Among these, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, dimethyl adipate, diethyl adipate, or those The mixture of is preferably used.
[0104]
  The thermosetting ink composition of the second invention is also usually diluted with a solvent so as to have the same solid content concentration as in the first invention to prepare a coating liquid.
[0105]
  (Thermosetting component)
  In the second invention, a bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer, a monofunctional epoxy group-containing monomer, and a tetrafunctional or higher functional group described or specifically exemplified as used in the first invention In addition to the epoxy group-containing resin, other thermosetting monomers may be used as the thermosetting component.
[0106]
  In the second invention, as in the first invention, by using a bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer, the viscosity increase and clogging of the thermosetting ink composition at the tip of the inkjet head are prevented, and the inkjet system This is preferable because the ink dischargeability during the spraying operation can be stabilized.
[0107]
  Moreover, by using a bifunctional or trifunctional epoxy group-containing monomer in combination with a tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin, the film strength sufficient for the pattern of the cured layer formed using the thermosetting ink composition is obtained. The ability to impart substrate adhesion is the same as in the first invention. Further, the preferable blending ratio of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer and the tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin is the same as that of the first invention.
[0108]
  In the second invention, it is preferable to use a thermosetting component that exhibits the same behavior as the solvent described above with respect to wettability. That is, in the second invention, the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768 is used as the thermosetting component before thermosetting, and the contact angle (θ) 30 seconds after the droplet is brought into contact is determined. A test in which the contact angle with respect to the surface of a test piece having a critical surface tension of 30 mN / m measured by a Zisman plot is 10 ° or more, and the critical surface tension obtained by the same measurement method is 70 mN / m It is preferable to use one having a contact angle with respect to the surface of the piece of 10 ° or less.
[0109]
  When a thermosetting ink composition is prepared using a thermosetting component that satisfies the same conditions as the solvent described above with respect to wettability, the thermosetting ink composition is before the wettability of the wettability variable layer described later is changed. The surface of the wettability variable layer is further repelled, and after changing the wettability of the wettability variable layer to increase the hydrophilicity, the surface of the wettability variable layer is increased. This is preferable because it shows a greater affinity.
[0110]
  Examples of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer that exhibit the above-described behavior with respect to wettability include, for example, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol Diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, 2,3-diglycidyloxystyrene, 3,4-diglycidyloxystyrene, 2,4-diglycidyloxystyrene, 3,5-diglycidyloxystyrene, 2,6 -Diglycidyloxystyrene, 5-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, 4-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, vinyl phloroglicinol triglycidyl ether, 2,3-dihydro Cymethylstyrene diglycidyl ether, 3,4-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,4-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 3,5-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,6-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether 2,3,4-trihydroxymethylstyrene triglycidyl ether, 1,3,5-trihydroxymethylstyrene triglycidyl ether, and the like.
[0111]
  (Binder, colorant, dispersant)
  Also in the second invention, the same binder, colorant and dispersant used in the first invention can be used in the same blending ratio.
[0112]
  That is, for the second thermosetting ink composition, either a resin that is not polymerized by itself or a resin that itself has a thermopolymerizable property may be used. In addition, when a colored pattern such as a pixel portion or a light shielding layer is formed using the second thermosetting ink composition, a predetermined color should be imparted to the second thermosetting ink composition. One or more colorants are blended. In addition, when the second thermosetting ink composition is used to form a colorless transparent layer or a cured layer that does not require color adjustment in a predetermined pattern, it is not necessary to use a colorant. .
[0113]
  (Other ingredients)
  Also in the second invention, a curing agent and other components can be added to the thermosetting ink composition as necessary. Each additive described or specifically exemplified as used in the first invention described above can also be used in the second invention.
[0114]
  (Preparation of photocurable ink composition for color filter of second invention)
  The second invention is made by adding the above thermosetting resin and other components as necessary to the above solvent in an arbitrary order, stirring sufficiently with a dissolver, etc., and uniformly dissolving and dispersing. The thermosetting ink composition for color filters can be prepared.
[0115]
  (Manufacture of color filters in the second invention)
  A wettability variable layer that can change wettability in the direction of increasing hydrophilicity is formed on the substrate of the color filter, and the wettability in a predetermined region on the surface of the wettability variable layer is selectively changed. In addition, an ink layer forming region having higher hydrophilicity than the surroundings is formed, and in the ink layer forming region, the thermosetting ink composition for a color filter according to the second invention described above has a desired R, G, B or the like. A pixel portion can be formed by selectively adhering a pixel portion forming ink formed by blending a colorant to form an ink layer and heating and curing the ink layer.
[0116]
  An example of a method for producing a color filter including such steps will be described below. First, as shown in FIG. 2A, a light shielding layer 2 is formed in a region serving as a boundary between pixel portions on one surface side of a transparent substrate 1 of a color filter. The pixel portion forming regions 4R, 4G, and 4B for each color are defined by the pattern of the light shielding layer. As the transparent substrate 1, the same one as used in the first invention described above can be used, and the same light shielding part 2 as that in the first invention can be provided.
[0117]
  Next, as shown in FIG. 2B, the photocatalyst containing layer 10 as a wettability variable layer is formed on at least a partial region of the surface of the transparent substrate 1, particularly in this example, the region including the pixel portion forming region. A solid pattern (solid pattern) is formed.
[0118]
  Next, as shown in FIG. 2C, the photocatalyst-containing layer 10 is exposed by irradiating the light beam 7 through the photomask 11, thereby increasing the hydrophilicity of the pixel portion formation regions 4R, 4G, and 4B.
[0119]
  When the wettability of the pixel part forming region of the wettability variable layer such as the photocatalyst containing layer 10 is selectively changed to increase the hydrophilicity, the thermosetting ink composition of the second invention is added to the pixel part forming region. Easily adheres and spreads uniformly, while the surrounding area of the pixel part formation area is strongly repelled and eliminated, so that it adheres selectively and uniformly to the pixel part formation area, and as a result, the color in an accurate pattern A pixel portion free from unevenness and color loss can be formed.
[0120]
  The wettability variable layer used in the second invention uses the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768 before changing the wettability, and the contact angle (θ) 30 seconds after the droplets are brought into contact with each other. After the critical surface tension obtained from the Zisman plot graph is in the range of 10 to 50 mN / m, preferably in the range of 20 to 45, and the hydrophilicity is increased by changing the wettability. The critical surface tension obtained by the same method is preferably in the range of 40 to 80 mN / m, preferably in the range of 50 to 80.
[0121]
  When the wettability variable layer capable of changing the critical surface tension in this way is used, the thermosetting ink composition of the second invention has a pattern such as a pixel portion forming region in which the wettability is changed and the hydrophilicity is increased. In the formation region, a very small contact angle is shown. On the other hand, in the periphery of the pattern formation region, a very large contact angle is shown, and the difference in wettability can be very large.
[0122]
  When exposure is performed using the photomask 11, the width of the exposed portion 12 is made wider than the width of the pixel portion forming region 4 while ensuring an unexposed portion at the boundary between adjacent pixel portion forming regions. It is preferable to make it. By doing so, every corner of the pixel portion formation region 4 is sufficiently exposed and hydrophilicity is increased, so that inconvenience such as color loss of the pixel portion does not occur. The photocatalyst-containing layer 10 may be exposed in a predetermined pattern by other methods such as photolithography by scanning with a laser beam without using a photomask. Further, when exposure is performed from the back side of the transparent substrate (the side opposite to the side where the photocatalyst-containing layer 10 is provided), the light shielding layer 2 functions as a photomask, so that no photomask is required.
[0123]
  The light applied to the photocatalyst-containing layer 10 may be visible light or invisible light as long as it can activate the photocatalyst, but usually light including ultraviolet light is used. Examples of such a light source including ultraviolet light include a mercury lamp, a metal halide lamp, and a xenon lamp. The wavelength of light used for this exposure can be set within a range of 400 nm or less, preferably 380 nm or less, and the amount of light irradiation during exposure increases the hydrophilicity of the exposed part by the action of a photocatalyst. It can be set as the irradiation amount required to make it.
[0124]
  Examples of the wettability variable layer capable of changing the wettability in the direction of increasing hydrophilicity include, for example, a) a photocatalyst like the illustrated wettability variable layer 10 and the wettability variable layer itself by the action of the photocatalyst. B) The photocatalyst-containing layer is provided on the lower side (transparent substrate side) of the wettability variable layer, and the hydrophilicity of the wettability variable layer is increased by the action of the photocatalyst present in the photocatalyst-containing layer. C) a degradable wettability variable layer comprising a photocatalyst and a binder that is decomposed by the action of the photocatalyst, wherein an exposed portion of the degradable wettability variable layer is decomposed and removed, and has a hydrophilic surface, for example, A photocatalyst-containing layer that is exposed in the photocatalyst-containing layer is provided with a photocatalyst-containing layer below the decomposable wettability variable layer that is exposed from the transparent substrate or the like, or Exposed portion of the degradable wettability-variable layer is decomposed by use, underlying which is removed with a hydrophilic, it can be exemplified, for example, those photocatalyst-containing layer or the like is exposed.
[0125]
  In the present invention, “a wettability variable layer capable of changing the wettability in the direction of increasing hydrophilicity” refers to the wettability of the wettability variable layer forming surface in the laminate in which the wettability variable layer is provided on the substrate. What is necessary is just to change the direction in which hydrophilicity increases, not only those in which the hydrophilicity of the wettability variable layer itself increases as in the above examples a) and b), but also in the above examples c) and d). As described above, the wettability variable layer is decomposed to expose the hydrophilic base.
[0126]
  In the following, the types a) and b) will be described in detail.
[0127]
  a) Photocatalyst-containing layer that increases its own hydrophilicity
  Like the illustrated photocatalyst-containing layer 10, the photocatalyst-containing layer that itself functions as a wettability variable layer is prepared by dispersing a photocatalyst and a binder in a solvent together with other additives as necessary. After the coating solution is applied, hydrolysis and polycondensation reactions are performed to firmly fix the photocatalyst in the binder.
[0128]
  As the photocatalyst, for example, titanium oxide (TiO 2) known as an optical semiconductor.2), Zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO)2), Strontium titanate (SrTiO)Three), Tungsten oxide (WOThree), Bismuth oxide (Bi2OThree), And iron oxide (Fe2OThree1) or a mixture of two or more selected from these.
[0129]
  The mechanism of action of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer is not necessarily clear, but carriers generated by light irradiation may react directly with nearby compounds, or by active oxygen species generated in the presence of oxygen and water. It is considered that the chemical structure of the organic substance is changed, and the hydrophilicity is increased by, for example, oxidation or decomposition of an organic group or additive which is a part of the binder.
[0130]
  In the present invention, titanium oxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium oxide includes anatase type and rutile type, and both can be used in the present invention, but anatase type titanium oxide is preferable. Anatase type titanium oxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.
[0131]
  Examples of such anatase-type titanium oxide include hydrochloric acid peptizer-type anatase-type titania sol (STS-02 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. (average particle size 7 nm), ST-K01 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), nitric acid solution An anatase type titania sol (TA-15 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. (average particle size 12 nm)) and the like can be mentioned.
[0132]
  The smaller the particle size of the photocatalyst, the more effective the photocatalytic reaction occurs. The average particle size is preferably 50 nm or less, and it is particularly preferable to use a photocatalyst of 20 nm or less. Further, the smaller the particle size of the photocatalyst, the smaller the surface roughness of the formed photocatalyst-containing layer, which is preferable. When the particle size of the photocatalyst exceeds 100 nm, the centerline average surface roughness of the photocatalyst-containing layer becomes coarse, and the photocatalyst This is not preferable because the ink repellency of the non-exposed portion of the containing layer is lowered and the ink affinity of the exposed portion becomes insufficient.
[0133]
  The binder used in this type of photocatalyst-containing layer preferably has a high binding energy such that the main skeleton is not decomposed by photoexcitation of the photocatalyst. For example, (1) chloro or alkoxysilane is hydrolyzed by sol-gel reaction or the like. Examples include organopolysiloxanes that exhibit high strength by decomposition and polycondensation, and (2) organopolysiloxanes crosslinked with reactive silicones that are excellent in water repellency and oil repellency.
[0134]
  In the case of (1) above, the general formula:
  YnSiX(4-n)
  (Here, Y represents an alkyl group, a fluoroalkyl group, a vinyl group, an amino group, a phenyl group or an epoxy group, X represents an alkoxyl group, an acetyl group or a halogen. N is an integer from 0 to 3. )
It is preferable that it is the organopolysiloxane which is a 1 type, or 2 or more types of hydrolysis condensate or cohydrolysis condensate of the silicon compound shown by these. Here, the number of carbon atoms of the group represented by Y is preferably in the range of 1 to 20, and the alkoxy group represented by X is a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group. preferable.
[0135]
  Specifically, methyltrichlorosilane, methyltribromosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltrit-butoxysilane; ethyltrichlorosilane, ethyltribromosilane, ethyltrimethoxysilane, Ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-t-butoxysilane; n-propyltrichlorosilane, n-propyltribromosilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltriisopropoxy Silane, n-propyltri-t-butoxysilane; n-hexyltrichlorosilane, n-hexyltribromosilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, n-hexyl Lutriisopropoxysilane, n-hexyltri-t-butoxysilane; n-decyltrichlorosilane, n-decyltribromosilane, n-decyltrimethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, n-decyltriisopropoxysilane, n -Decyltri-t-butoxysilane; n-octadecyltrichlorosilane, n-octadecyltribromosilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, n-octadecyltriisopropoxysilane, n-octadecyltri-t-butoxysilane Phenyltrichlorosilane, phenyltribromosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltri-t-butoxysilane; tetrachlorosilane Tetrabromosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, dimethoxydiethoxysilane; dimethyldichlorosilane, dimethyldibromosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane; diphenyldichlorosilane, diphenyldibromosilane, Diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane;
Phenylmethyldichlorosilane, phenylmethyldibromosilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane; trichlorohydrosilane, tribromohydrosilane, trimethoxyhydrosilane, triethoxyhydrosilane, triisopropoxyhydrosilane, tri-t-butoxyhydrosilane; vinyl Trichlorosilane, vinyltribromosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltrit-butoxysilane; trifluoropropyltrichlorosilane, trifluoropropyltribromosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, Trifluoropropyltriethoxysilane, trifluoropropyltriisopropoxysilane, trifluoropro Lutri-t-butoxysilane; γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycyl Sidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane; γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane , Γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriisopropoxysilane, γ-methacryloxypropyltri-t-butoxysilane;
γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ-aminopropyltrit-butoxy Silane; γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltriisopropoxysilane, γ-mercaptopropyltrit -Butoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane; and partial hydrolysates thereof; And mixtures thereof can be used.
[0136]
  As the binder, polysiloxane containing a fluoroalkyl group can be particularly preferably used. Specifically, one or more of the following hydrocondensation condensates and cohydrolysis condensates of fluoroalkylsilanes can be used. And those generally known as fluorine-based silane coupling agents can be used.
[0137]
  CFThree(CF2)ThreeCH2CH2Si (OCHThree)Three;
  CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OCHThree)Three;
  CFThree(CF2)7CH2CH2Si (OCHThree)Three;
  CFThree(CF2)9CH2CH2Si (OCHThree)Three;
  (CFThree)2CF (CF2)FourCH2CH2Si (OCHThree)Three;
  (CFThree)2CF (CF2)6CH2CH2Si (OCHThree)Three;
  (CFThree)2CF (CF2)8CH2CH2Si (OCHThree)Three;
  CFThree(C6HFour) C2HFourSi (OCHThree)Three;
  CFThree(CF2)Three(C6HFour) C2HFourSi (OCHThree)Three;
  CFThree(CF2)Five(C6HFour) C2HFourSi (OCHThree)Three;
  CFThree(CF2)7(C6HFour) C2HFourSi (OCHThree)Three;
  CFThree(CF2)ThreeCH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
  CFThree(CF2)FiveCH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
  CFThree(CF2)7CH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
  CFThree(CF2)9CH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
  (CFThree)2CF (CF2)FourCH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
  (CFThree)2CF (CF2)6CH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
  (CFThree)2CF (CF2)8CH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
  CFThree(C6HFour) C2HFourSiCHThree(OCHThree)2;
  CFThree(CF2)Three(C6HFour) C2HFourSiCHThree(OCHThree)2;
  CFThree(CF2)Five(C6HFour) C2HFourSiCHThree(OCHThree)2;
  CFThree(CF2)7(C6HFour) C2HFourSiCHThree(OCHThree)2;
  CFThree(CF2)ThreeCH2CH2Si (OCH2CHThree)Three;
  CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OCH2CHThree)Three;
  CFThree(CF2)7CH2CH2Si (OCH2CHThree)Three;
  CFThree(CF2)9CH2CH2Si (OCH2CHThree)Three;and
  CFThree(CF2)7SO2N (C2HFive) C2HFourCH2Si (OCHThree)Three.
[0138]
  By using a polysiloxane containing a fluoroalkyl group as described above as a binder, the ink repellency before changing the wettability of the photocatalyst containing layer is increased, so the difference in wettability before and after changing the wettability is reduced. It can be taken big.
[0139]
  In addition, examples of the reactive silicone (2) include compounds having a skeleton represented by the following general formula.
[0140]
[Chemical 1]
Figure 0004245259
[0141]
  However, n is an integer greater than or equal to 2, R1, R2Each represents a substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl or cyanoalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and 40% or less of the total is vinyl, phenyl or phenyl halide in a molar ratio. R1, R2Is preferably a methyl group because the surface energy becomes the smallest, and the methyl group is preferably 60% or more by molar ratio. In addition, the chain end or side chain has at least one reactive group such as a hydroxyl group in the molecular chain.
[0142]
  In addition to the above organopolysiloxane, a stable organosilicon compound that does not undergo a crosslinking reaction, such as dimethylpolysiloxane, may be mixed in the binder.
[0143]
  In addition to the above-mentioned photocatalyst and binder, the photocatalyst-containing layer can contain a surfactant. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOL BL, BC, BO, BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Dainippon Megafac F-141, 144 manufactured by Ink Chemical Industry Co., Ltd., Footgent F-200, F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Unidyne DS-401, 402 manufactured by Daikin Industries, Ltd., Fluorard FC-170 manufactured by 3M Co., Ltd. Fluorine-based or silicone-based nonionic surfactants such as 176 can be used, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.
[0144]
  In addition to the above surfactants, the photocatalyst-containing layer includes polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate, Polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, oligomers, polymers, etc. It can be included.
[0145]
  The content of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer can be set in the range of 5 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight. The thickness of the photocatalyst containing layer is preferably in the range of 0.05 to 10 μm.
[0146]
  As the solvent for dissolving and dispersing the above components, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The coating can be performed by a known coating method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating or bead coating. When an ultraviolet curable component is contained as a binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by irradiating with ultraviolet rays and performing a curing treatment.
[0147]
  b) A photocatalyst-containing layer is provided under the wettability variable layer to increase the hydrophilicity of the wettability variable layer.
  In order to form this type of wettability variable layer, first, a coating solution in which a binder and a photocatalyst are dissolved and dispersed is applied on a transparent substrate of a color filter, and then subjected to hydrolysis or polycondensation reaction to contain a photocatalyst. A layer is formed, or a photocatalyst containing layer of a single photocatalyst is formed. Next, a thin film wettability variable layer made of a hydrophobic organic material is formed on the photocatalyst-containing layer. As the photocatalyst, the binder, the solvent, or the like, the same one as used in the above type a) may be used.
[0148]
  For the formation of the organic thin film, a film forming method using a gas phase such as application of a solution, surface graft treatment, surfactant treatment, PVD, or CVD can be used. As the organic substance, a low molecular compound, a high molecular compound, a surfactant, or the like whose wettability is changed by a photocatalyst can be used. Specifically, it is a silane compound in which an organic group changes to a hydroxyl group by the action of a photocatalyst, and includes a silane coupling agent, chlorosilane, alkoxysilane, or two or more of these hydrolytic condensates and cohydrolytic condensates. be able to.
[0149]
  In addition, the wettability variable layer illustrated above is a photocatalyst containing layer in which the wettability variable layer itself contains a photocatalyst, or includes a photocatalyst containing layer provided on the transparent substrate side of the wettability variable layer. The photocatalyst containing layer is irradiated with light to activate the photocatalyst, and the wettability is changed in the direction of increasing hydrophilicity by the action of the activated photocatalyst. That is, all of the exemplified wettability variable layers change wettability in the direction in which hydrophilicity increases when irradiated with light.
[0150]
  However, in the present invention, the wettability variable layer is not particularly limited as long as the wettability of the surface can be changed by an external stimulus such as a physical stimulus or a chemical stimulus. For example, the surface roughness may be changed by acid or alkali, and the wettability may be changed. The wettability variable layer may be formed by irradiation with energy such as ultraviolet rays, visible light, or heat. It may be a layer or the like in which the wettability is changed by changing the substance inside.
[0151]
  In addition, the photocatalyst-containing layer used in the exemplified method increases the hydrophilicity by irradiating the pixel portion formation region with light, and selectively adheres the thermosetting ink composition of the second invention. The thermosetting of the second invention is also achieved by providing a wettability variable layer on the transparent substrate of the color filter so that the hydrophilicity is reduced by the stimulus, and giving a stimulus that changes the wettability to the negative pattern shape of the pixel portion formation region. It is possible to selectively adhere the ink composition to only a desired region.
[0152]
  Next, it is the thermosetting ink composition for color filters of 2nd invention, Comprising: The ink for pixel part formation of each color formed by mix | blending 1 or 2 or more colorants is prepared. Then, the pixel portion forming ink of the corresponding color is selectively attached to the pixel portion forming regions 4R, 4G, and 4B whose hydrophilicity has been increased in the step of FIG. Ink layers 6R, 6G, and 6B as shown in FIG.
[0153]
  The pixel portion forming ink can be attached to the pixel portion forming region by any method such as printing, but as shown in FIG. 2D, it is preferably sprayed onto the pixel portion forming region by an ink jet method. The thermosetting ink composition of the second invention is excellent not only in the pixel portion forming ink but also in suitability for the ink jet system. Therefore, the thermosetting ink composition of the second invention can be adhered accurately and uniformly by spraying a predetermined pattern formation region with increased wettability by changing wettability by an ink jet method. It is possible to form a pixel portion having no color unevenness or color loss with an accurate pattern. In addition, since the pixel portion forming ink of each color can be simultaneously sprayed onto the substrate using the plurality of heads 5, the working efficiency can be improved as compared with the case where the pixel portion is formed for each color.
[0154]
  Next, as shown in FIG. 2E, the ink layers 6R, 6G, and 6B of the respective colors are dried as necessary, and then heated and cured to form pixel portions. Next, as shown in FIG. 2F, the protective layer 9 is formed on the side of the transparent substrate on which the pixel portions 8R, 8G, and 8B are formed. The thermosetting process and the protective layer forming process in the second invention as shown in FIGS. 2E and 2F can be performed in the same manner as in the first invention.
[0155]
  Thus, the color filter 101B is manufactured using the thermosetting ink composition for color filters of the second invention. In this example, the pixel portion is formed by using the pixel portion forming ink which is the thermosetting ink composition for the color filter of the second invention, but the thermosetting ink composition for the color filter of the second invention, By selectively adhering only to the ink-philic region using the difference in wettability of the substrate surface, a hardened layer other than the pixel portion, for example, the light-shielding layer 2 or the ink-repellent convex portion 3 is formed in a desired pattern. It can also be formed into a shape.
[0156]
  When it is desired to form the light-shielding layer 2, first, a thermosetting ink composition for color filters according to the second invention, which is prepared by blending a light-shielding colorant such as a black pigment, is prepared. Next, the wettability changing layer 10 is formed on the transparent substrate 1, the wettability of the region where the light shielding layer is to be formed is changed to increase the hydrophilicity, and the light shielding layer forming ink prepared in advance is used. In addition, the ink layer is formed in a predetermined pattern by selectively adhering to the light-shielding layer forming region having increased hydrophilicity (ink affinity) by a method such as inkjet, and the ink layer is heated and cured to shield the light. Layers can be formed.
[0157]
  In addition, when it is desired to form the ink-repellent convex portion 3, first, the thermosetting ink composition for a color filter according to the second invention, which is formed by blending an ink-repellent binder. Prepare the ink. Next, the light shielding layer 1 and the wettability changing layer 10 are sequentially formed on the transparent substrate 1. Next, an ink-repellent convexity formation region in which wettability is changed is formed in the center of the upper surface of the light shielding layer 2 in a pattern shape narrower than the light shielding layer 2 along the longitudinal direction of the light shielding layer 2. To do. Next, the ink layer is selectively attached to the ink-repellent convexity forming region having increased hydrophilicity (ink affinity) by a method such as inkjet to form an ink layer, and the ink layer is heated. The ink repellent convex part 3 can be formed by hardening.
【Example】
[0158]
  Example 1
  (1) Preparation of coating solution for photocatalyst containing layer
  The following components were mixed and stirred at 100 ° C. for 20 minutes to prepare a photocatalyst-containing layer coating solution.
<Composition of coating solution for photocatalyst containing layer>
・ Isopropyl alcohol: 3g
Fluoroalkylsilane (MF-160E manufactured by Tochem Products: N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -N-ethyl-perfluorooctanesulfonamide 50% by weight isopropyl ether solution): 0.07 g
・ Titanium oxide sol (Ishihara Sangyo STK-01): 3g
・ Silica sol (Glaska HPC7002 made by Japanese synthetic rubber): 0.6g
・ Alkoxyalkoxysilane (HPC402C made by Nippon Synthetic Rubber): 0.2g
  (2) Formation of photocatalyst containing layer
  The above photocatalyst-containing layer coating solution is applied on a transparent substrate made of soda glass having a black matrix made of a chromium thin film pattern having an opening of 76 μm × 259 μm and a line width of 23 μm, using a spin coater, at 150 ° C. for 10 minutes. After the drying treatment, hydrolysis and polycondensation reactions were advanced to form a transparent photocatalyst-containing layer having a thickness of 0.5 μm in which the photocatalyst was firmly fixed in the organopolysiloxane.
[0159]
  This photocatalyst-containing layer is 70 mW / cm by a mercury lamp (wavelength 365 nm) through a mask.2A light beam was irradiated for 3 minutes at an illuminance of 1, and the contact angle of the non-irradiated part and the irradiated part with water was measured. The contact angle was measured using a contact angle measuring device (CA-Z type, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), 30 seconds after dropping water droplets from the microsyringe to the non-irradiated site or irradiated site. As a result, the contact angle of water at the non-irradiated part is 70 °, whereas the contact angle of water at the irradiated part is 10 ° or less, and the irradiated part becomes highly hydrophilic, so that the non-irradiated part and the irradiated part are not irradiated. It was confirmed that pattern formation was possible using the difference in wettability with the part.
[0160]
  Furthermore, using the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768, the droplet was brought into contact with the non-irradiated portion of the surface of the photocatalyst containing layer, the contact angle (θ) after 30 seconds was measured, (Horizontal axis: surface tension of standard solution, vertical axis: cos θ) Extrapolated from the graph, the surface tension indicated by the point where cos θ = 0, that is, the critical surface tension of the non-irradiated site is 30 mN / m was. The critical surface tension at the irradiated site was measured by the same method and found to be 70 mN / m.
[0161]
  (3) Exposure of photocatalyst containing layer
  A mask having a light shielding pattern having a pattern pitch of 76 μm × 259 μm and a width (10 μm) narrower than the line width (23 μm) of the black matrix is disposed on the photocatalyst containing layer of the transparent substrate and overlaps the black matrix After alignment, the mercury lamp (wavelength 365 nm) was passed through this mask to 70 mW / cm.2The photocatalyst-containing layer was exposed at an illuminance of 50 seconds to make the irradiated portion highly hydrophilic. Each irradiation site is partitioned by a non-irradiated portion having a width of 10 μm existing on the black matrix, and has a pixel portion forming region of a size of 76 μm × 259 μm surrounded by the black matrix and a region overlapping with the surrounding black matrix. Was.
[0162]
  (4) Preparation of colored ink for pixel portion
  Among the following components, first, a pigment, a polymer dispersant, and a solvent were mixed, and a pigment dispersion was obtained using a three roll and bead mill. While sufficiently stirring the pigment dispersion with a dissolver or the like, other materials were added little by little to prepare a color pixel colored ink.
<Composition of colored ink for red pixel part>
Pigment (CI Pigment Red 254): 5 parts by weight
・ Polymer dispersant (Solsperse 24000 manufactured by AVECIA): 1 part by weight
・ Binder (glycidyl methacrylate-styrene copolymer): 3 parts by weight
First epoxy resin (Novolac type epoxy resin, Epicoat 154 manufactured by Yuka Shell): 2 parts by weight
Second epoxy resin (neopentyl glycol diglycidyl ether): 5 parts by weight
・ Curing agent (trimellitic acid): 4 parts by weight
Solvent: ethyl 3-ethoxypropionate: 80 parts by weight
  Among the above components, ethyl 3-ethoxypropionate, which is a solvent, uses a standard solution shown in a wetting test specified in JIS K6768, and measures a contact angle (θ) after 30 seconds from contact with a droplet. The contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined by the Zisman plot graph is 18 °, and the contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m is 0 °. Met.
[0163]
  Further, neopentyl glycol diglycidyl ether as the second epoxy resin has a contact angle of 37 ° with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m and a critical surface tension of 70 mN / m in the same test. The contact angle with respect to the surface of the test piece was 0 ° C.
[0164]
  Further, C.I. I. Pigment Red 254 instead of C.I. I. A green-red pixel portion colored ink was prepared in the same manner as the red pixel portion colored ink except that the same amount of pigment green 36 was used. Further, C.I. I. Pigment Red 254 instead of C.I. I. A colored ink for a blue pixel portion was prepared in the same manner as in the case of the colored ink for a red pixel portion except that the same amount of pigment blue 15: 6 was used.
[0165]
  (5) Manufacture of color filters
  The colored ink for the red pixel portion was dropped from the head onto the center of each pixel portion forming region for red with a dot diameter of 30 μm. Similarly, the coloring ink for green pixel portions was dropped from the head to the center of each pixel portion forming region for green with a dot diameter of 30 μm. Further, the blue pixel portion colored ink was dropped from the head onto the center of each blue pixel portion forming region with a dot diameter of 30 μm. The dropped colored ink for the pixel portion of each color was repelled by the non-irradiated portion on the black matrix, and was uniformly diffused and selectively adhered in the pixel portion forming region of each color.
[0166]
  Thereafter, the colored ink layer of each color was vacuum-dried at 80 ° C. for 3 minutes and then cured by heating in an oven at 200 ° C. for 60 minutes to form a pixel portion.
[0167]
  Next, a two-component mixed thermosetting agent (SS7265 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is applied onto the pixel portion with a spin coater, cured at 200 ° C. for 30 minutes to form a protective layer, and a color filter Got.
[0168]
  (Example 2)
  (1) Preparation of colored ink for pixel portion
  Colored ink for red pixel part (red inks 2-1 and 2-2) having the following composition was prepared. For both colored inks, first, a pigment, a polymer dispersant and a solvent are mixed, a pigment dispersion is prepared using a three roll and a bead mill, and the pigment dispersion is sufficiently stirred with a dissolver or the like. Other materials were added little by little to prepare a color pixel colored ink.
<Composition of colored ink 2-1 for red pixel portion>
  As the red ink 2-1, the same colored ink for red pixel portion as that prepared in Example 1 was used as it was.
<Composition of colored ink 2-2 for red pixel portion>
Pigment (CI Pigment Red 254): 5 parts by weight
・ Polymer dispersant (Solsperse 24000 manufactured by AVECIA): 1 part by weight
Binder (glycidyl methacrylate-styrene copolymer): 7 parts by weight
First epoxy resin (Novolac type epoxy resin, Epicoat 154 manufactured by Yuka Shell): 3 parts by weight
・ Curing agent (trimellitic acid): 4 parts by weight
Solvent: ethyl 3-ethoxypropionate: 80 parts by weight
  (2) Measurement of viscosity
  The viscosity of each red ink was measured at a temperature of 20 ° C. using a viscosity measuring device VIBROVISCOMETER CJV5000 (manufactured by A & D).
[0169]
  (2) Discharge property test
  Each red ink is filled into an ink jet head, ejected from the head, a photocatalyst containing layer is provided in the same manner as in Example 1, and the red pixel portion forming region of the glass transparent substrate exposed in a predetermined pattern is used. It was dripped at the central part with a drop diameter of 30 μm. Further, after the initial ejection was stopped and the head was allowed to stand still for 1 minute, it was dropped from the same head onto the center of another red pixel portion formation region with a drop diameter of 30 μm. In such intermittent discharge, the discharge performance (initial discharge performance) at the time of the first discharge operation and the discharge performance (intermittent discharge stability) at the time of re-discharge are observed and evaluated according to the following criteria. did.
<Evaluation criteria for initial ejection properties>
○: Ink can be ejected from all holes of the head.
Δ: There are some holes in the head where ink does not come out.
X: Ink does not come out from most holes in the head.
<Evaluation criteria for intermittent discharge stability>
○: Ink can be re-discharged from all holes of the head that were able to be discharged in the initial stage.
Δ: There are some holes in the head where ink does not come out.
X: Ink does not come out from most holes in the head.
[0170]
  (3) Results of Example 2
  As shown in Table 1, the red ink 2-1, which is a combination of a bi- or trifunctional epoxy group-containing monomer and a tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing resin, has a low initial viscosity and an initial ejection property and intermittent ejection stability. Both were good. On the other hand, the red ink 2-2 that uses only a tetrafunctional or higher epoxy group-containing resin has a relatively high initial viscosity, and both the initial discharge property and the intermittent discharge stability are inferior to the red ink 2-1. It was. However, the red ink 2-2 uses the same solvent as the red ink 2-1, and diffused uniformly without protruding from the red pixel portion formation region.
[0171]
[Table 1]
Figure 0004245259
[0172]
  (Example 3)
  (1) Preparation of colored ink for pixel portion
  Colored ink for red pixel part (red inks 3-1 and 3-2) having the following composition was prepared. For both colored inks, first, a pigment, a polymer dispersant and a solvent are mixed, a pigment dispersion is prepared using a three roll and a bead mill, and the pigment dispersion is sufficiently stirred with a dissolver or the like. Other materials were added little by little to prepare a color pixel colored ink.
[0173]
  In addition, as measured in Example 1 for the red ink 3-1, the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m and the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m for the red ink 3-2. The contact angle with respect to the surface of was measured.
<Composition of colored ink 3-1 for red pixel portion>
  As the red ink 3-1, the same colored ink for red pixel portion as that prepared in Example 1 was used as it was.
<Composition of colored ink 3-2 for red pixel portion>
  The composition is the same as that of the red ink 3-1, except that the same amount of octane was used instead of 78 parts by weight of ethyl 3-ethoxypropionate.
[0174]
  (2) Pattern formation test
  A photocatalyst-containing layer was formed on a soda glass transparent substrate in the same manner as in Example 1. This photocatalyst-containing layer was exposed in a stripe shape having a width of 10 μm in the unexposed area and a width of 89 μm in the exposed area, and each red ink was discharged from the inkjet head to the irradiated area under the following discharge conditions.
<Discharge conditions>
・ Drop diameter: 30μm
・ Head frequency: 2000Hz
-Substrate feed speed: 50 mm / sec.
  The extent of spreading of the red ink when such discharge was performed was observed and evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria for pattern formation>
○: The red ink spreads sufficiently to the irradiated area, and the ink does not protrude to the non-irradiated area.
X: Ink is applied and spreads to a non-irradiated site or an adjacent irradiated site.
[0175]
  (3) Results of Example 3
  The results of Example 3 are shown in Table 2. As described in Example 1, the red ink 3-1 has a large difference between the contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m and the contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m. And good pattern formation was shown. On the other hand, the red ink 3-2 using octane as a solvent has no difference in the contact angle with respect to each of the above test pieces, and can be selectively attached to the irradiated portion of the wettability variable layer used this time. There wasn't. However, the red ink 3-2 uses a combination of a bi- or trifunctional monomer and a tetrafunctional or higher epoxy group-containing resin in the same manner as the red ink 3-1, and has an initial ejection property and intermittent ejection stability from an inkjet head. Both were good.
[0176]
[Table 2]
Figure 0004245259
【The invention's effect】
[0177]
  As described above, in the first invention of the present invention, since a bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer is used as a thermosetting component in the thermosetting ink composition for a color filter, ink jet spraying is performed. During the work, the viscosity at the tip of the head hardly increases, the head is not clogged, and the ink discharge performance during the work is stabilized. Therefore, the discharge amount and discharge direction of the ink are kept constant, and the ink can be adhered to the substrate accurately and uniformly according to a predetermined pattern.
[0178]
  In the second invention of the present invention, the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768 is used as the solvent of the thermosetting ink composition for color filters, and after 30 seconds from contact with the droplets. The contact angle (θ) was measured and the critical surface tension obtained from the Zisman plot graph was 10 ° or more with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m, and the critical surface tension obtained by the same measurement method. Is a predetermined pattern formed by changing the wettability of a part of the surface of the wettability variable layer in the direction in which the hydrophilicity increases, because the contact angle with respect to the surface of the test piece of 70 mN / m is 10 ° or less. The difference between the wettability of the thermosetting ink composition with respect to the ink layer forming region and the wettability of the thermosetting ink composition with respect to the surrounding region can be greatly increased. Therefore, the thermosetting ink composition for color filters of the second invention can be adhered accurately and uniformly to the ink layer forming region.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for producing a color filter using the ink composition of the first invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for producing a color filter using the ink composition of the second invention.
[Explanation of symbols]
  1 ... Transparent substrate
  2. Shading part
  3. Ink-repellent convex part
  4 ... Pixel part formation region
  5 ... Inkjet head
  6 ... Ink layer
  7 ... Light
  8 ... Pixel part
  9 ... Protective film
  10 ... Photocatalyst containing layer
  11 ... Photomask
  12: Exposure part

Claims (7)

(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、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、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、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、又は、それらの混合物のみからなる溶剤に、少なくともバインダー及び熱硬化性成分を溶解又は分散させてなるカラーフィルター用熱硬化性インクジェット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、
(4)当該インキ層を加熱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。
(1) forming a wettability variable layer capable of changing wettability in a direction in which hydrophilicity increases on a substrate;
(2) selectively changing the wettability in a predetermined region on the surface of the wettability variable layer to form an ink layer forming region having a higher hydrophilicity than the surroundings;
(3) Using the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768 for the ink layer formation region, the contact angle (θ) after 30 seconds was measured after contacting the droplet, and the graph of the Zisman plot The contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined by the above is 10 ° or more, and the contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m determined by the same measurement method is ° Diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, dimethyl adipate, diethyl adipate Dimethyl succinate, dimethyl glutarate, dimethyl malonate, diethyl malonate, or, in a solvent comprising only mixtures thereof, at least a binder and dissolving the thermosetting component or dispersed allowed for color filters thermosetting inkjet ink composition comprising A step of selectively attaching an object by an ink jet method to form an ink layer;
(4) a step of curing the ink layer by heating to form a cured layer of a predetermined pattern;
A method for producing a color filter, comprising:
前記カラーフィルター用熱硬化性インクジェットインキ組成物が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、カラーフィルターの製造方法 The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the thermosetting inkjet ink composition for a color filter further contains a colorant. 前記熱硬化性成分は、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の製造方法The thermosetting component was obtained from a Zisman plot graph by measuring the contact angle (θ) 30 seconds after the droplet was brought into contact with the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768. The contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m is 10 ° or more, and the contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m determined by the same measurement method is 10 ° or less. The manufacturing method of the color filter of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記請求項2に記載のカラーフィルター用熱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2に記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 2 , wherein the pixel portion as the cured layer is formed using the thermosetting ink composition for a color filter according to claim 2 . 前記の濡れ性可変層は、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、濡れ性を変化させる前においては10〜50mN/mを示し、且つ、濡れ性を変化させた後においては40〜80mN/mを示すことを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載の製造方法。The wettability variable layer is obtained by measuring the contact angle (θ) after 30 seconds of contact with a droplet using the standard solution shown in the wetting test specified in JIS K6768, and obtaining it from the graph of the Zisman plot. critical surface tension was found before changing the wettability indicates 10~50mN / m, and, after the changing the wettability, characterized in that it presents a 40~80mN / m, to claim 1 4. The production method according to any one of 4 above. 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1乃至5いずれかに記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 1 , wherein the wettability variable layer changes wettability in a direction in which hydrophilicity increases when irradiated with light. 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6に記載の製造方法。The wettability variable layer is a photocatalyst-containing layer in which the wettability variable layer itself contains a photocatalyst, or includes the photocatalyst-containing layer provided on the substrate side of the wettability variable layer. the photocatalyst activated by irradiating light to the containing layer, characterized in that the action of the activated the photocatalyst, thereby changing the wettability in the direction of hydrophilicity increases, according to claim 6 Manufacturing method.
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