JP4549651B2 - カラーフィルター作製用インキ組成物 - Google Patents
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しかし、このフォトレジスト法では、各色ごとに塗布、露光、現像等の長工程を経るため、莫大な設備投資を要し、昨今要求される低製造コスト化並びに大面積化には不適であった。
このような欠点を解消する方法として、本出願人は、凸版反転印刷法と称する新しい製造方法を提案している(特許文献1参照)。
しかし、凸版反転印刷法では、フォトレジスト法に用いられる光硬化型インキが使用できないため、凸版反転印刷法に最適なインキ組成物が求められている。
請求項1の発明は、ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターを作製するために用いられ、顔料、樹脂、表面エネルギー調整剤であるフッ素系界面活性剤、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤を含有するカラーフィルター作製用インキ組成物であって、
速乾性有機溶剤が、20℃における蒸気圧が11.3×102Pa(8.0mmHg)以上かつ大気圧下における沸点が115℃未満のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤から選ばれる1つ以上であり、この速乾性有機溶剤の合計量がインキ組成物中に5〜90質量%であり、
遅乾性有機溶剤が、20℃における蒸気圧が11.3×102Pa(8.0mmHg)未満かつ大気圧下における沸点が115℃以上のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤から選ばれる1つ以上であり、この遅乾性有機溶剤の合計量がインキ組成物中に5〜90質量%であることを特徴とするカラーフィルター作製用インキ組成物である。
請求項2の発明は、樹脂が、熱硬化性樹脂であって、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる1つ以上である請求項1に記載のカラーフィルター作製用インキ組成物である。
請求項5の発明は、25℃におけるインキ粘度が、0.5mPa・s〜10.0mPa・sであり、かつ表面エネルギーが、15mN/m〜25mN/mである請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のカラーフィルター作製用インキ組成物である。
請求項7の発明は、ブランケット表面に対する接触角が、35°以下である請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のカラーフィルター作製用インキ組成物である。
請求項8の発明は、ブラックマトリックス形成用であって、顔料が、チタンブラックである請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のカラーフィルター作製用インキ組成物である。
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物は、顔料、樹脂、表面エネルギー調整剤、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤を必須成分として含有するものである。
顔料としては、カラーフィルター用顔料として用いることができる公知のものが挙げられるが、色純度と色濃度が高く、透明性の高いものが好まれている。すなわち、顔料の分散性が高いほどこれらの特性が発揮されやすいため、必要に応じて顔料への表面処理や、分散時に顔料分散剤や界面活性剤等の助剤を加えることができる。これらの顔料には、例えば、赤、緑及び青の各色で使用できる顔料として次のものが挙げられる。顔料の種類は、カラーインデックス(C.I.)No.で示す。
ポリエステル系樹脂:「25X1892」大日本インキ化学工業(株)製
アクリル樹脂:「アクリディックA−345」大日本インキ化学工業(株)製
エポキシ系樹脂:「エピクロンP−415」大日本インキ化学工業(株)製、「エピコート828」、エピコート1001」、エピコート1004」ジャパンエポキシレジン(株)製
メラミン系樹脂:「メランX81」日立化成工業(株)製、「サイメル303」三井サイテック(株)製
ベンゾグアナミン系樹脂:「ユーバン21R」三井化学(株)製
エポキシメラミン系樹脂:「TCM−01メジューム」大日本インキ化学工業(株)製
ポリエステルメラミン系樹脂:「99X0207」大日本インキ化学工業(株)製
また、樹脂の熱黄変性は、ガラス板上に厚さ3〜5μmの樹脂膜を塗工により形成し、これを240℃で1時間加熱し、加熱前後の樹脂膜の黄変度合を色差で評価し、ΔEが4以下のものを熱黄変性が少ないものとし、これを満足する樹脂が好適に使用できる。
速乾性有機溶剤としては、20℃における蒸気圧が11.3×102Pa(8.0mmHg)以上かつ大気圧下における沸点が115℃未満のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤のいずれか1つ以上が用いられ、この速乾性有機溶剤は全インキ組成物中、5〜90質量%、好ましくは10〜60質量%、さらに好ましくは20〜40質量%含有されている。
この速乾性有機溶剤は、ブランケットにインキ塗膜が形成される時には、インキ組成物が良好な流動性を有するために用いられ、その後、凸版にて画像化されるまでの間に、空中に揮発もしくはブラケットに吸収されることで、インキ粘度が上昇し、画像化に最適な粘度と粘着性と凝集力を有するようにするために配合される。また、その配合量は、凸版反転印刷法の印刷速度や各色の印刷順序によって、全インキ組成物中5〜90質量%の範囲で調整される。これの含有量が5質量%未満ではブランケット上でのインキ塗膜の乾燥が不十分で凸版にて画像化されなくなり、90質量%を超えるとブランケット上でインキ塗膜が乾燥しすぎて凸版に転写しない。
エステル系溶剤として、酢酸エチル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル、アルコール系溶剤として、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、炭化水素系溶剤として、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエンなどが挙げられる。またこれらは、それぞれの系内及び複数の系の混合物でもよい。中でも、酢酸イソプロピルや、エタノール及び2―プロパノールが、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。
この遅乾性有機溶剤は、凸版によりブランケットに形成され画像化されたインキ塗膜が、被印刷基材上に転写されるまで、ブランケット上に残留することで、インキの粘度が一定以上に上昇することを防ぎ、被印刷基材上に良好な画像を得ることができるうにするために用いられる。また、その配合量は、凸版反転印刷法の印刷速度や各色の印刷順序によって、全インキ組成物中5〜90質量%の範囲で調整される。これの含有量が5質量%未満ではブランケット上のインキ塗膜が乾燥しすぎて凸版に転写できなくなり、90質量%を超えるとブランケット上でのインキ塗膜の乾燥が不十分で凸版にて画像化できなくなる。
エステル系溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAc)、3メトキシー3メチルーブチルアセテート(「ソルフィットAC」商品名 (株)クラレ製)、エトキシエチルプロピオネート(EEP)、アルコール系溶剤として、1−ブタノール、ダイヤドール135(商品名(株)三菱レーヨン製)、3メトキシー3メチルー1ブタノール、1−ヘキサノール、1,3ブタンジオール、1−ペンタノール、2−メチル1−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノール、エーテル系溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、炭化水素系溶剤として、ソルベッソ100、ソルベッソ150(商品名 エクソン化学(株)製)、その他にもN−メチルピロリドンが挙げられる。またこれらは、それぞれの系内及び複数の系の混合物でもよい。中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3メトキシー3メチルーブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、及びダイヤドール135が、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。
この表面エネルギー調整剤の具体的なものとしては、メガファック F−470、メガファック F−472、メガファック F−484(以上、商品名 大日本インキ化学工業(株)製)などの1種または2種以上が用いられる。
また、全インキ組成物中の各必須成分の配合比は、質量表示で、顔料5〜20%、好ましくは7〜15%で、樹脂1〜10%、好ましくは3〜7%で、速乾性有機溶剤10〜60%、好ましくは20〜40%で、遅乾性有機溶剤30〜70%、好ましくは40〜60%で、表面エネルギー調整剤0.05〜5.0%、好ましくは0.1〜1.0%とされる。
さらに、このような組成のインキ組成物の製造は、顔料、樹脂、有機溶剤および顔料分散剤を、ビーズミルなどの一般的な分散機を用いてカラーフィルター作製用インキ組成物に最適な分散状態まで分散し、これにさらに樹脂、有機溶剤および各種添加剤を混合後、粗大粒子を濾過して行われる。
この物性としては、まず温度が25℃におけるインキ粘度が、0.5mPa・s〜10.0mPa・sの範囲内にある。これは、ブランケットへインキ組成物を均一に塗布するために、塗布装置からのインキ吐出性を鑑みて決定されたものである。この範囲よりも高い粘度の場合、塗工装置からのインキ吐出が不均一になり、ブランケット上に分断されて塗工される不具合や、塗工されたインキ塗膜が不均一となるため好ましくない。逆に、この範囲より低い粘度では、カラーフィルターに要求される色濃度や塗膜耐性が得られないため好ましくない。中でも、1.0〜5.0mPa・sであることがより好ましい。
インキ組成物の粘度の測定は、市販のコーンプレート型回転粘度計(例えば、東機産業(株)製 TV−20Lなど)によって行われる。
表面エネルギーの測定は、市販の自動表面張力計(例えば、協和界面化学(株)製 CBYP−A3など)を用いて行われる。
表1、表2、表3に示す配合組成(重量部)のインキ組成物を作製し、その25℃における粘度、表面エネルギー、膨潤量、接触角、ブランケットの表面状態(インキ組成物が付着した後の表面の凹凸の有無)、濡れ性(ブランケット表面に対するインキ組成物の濡れ性)、吐出性(インキ塗布装置からのインキ組成物の吐出性)、初期転移適性(ブランケットから凸版へのインキ塗膜の転移性)、最終転写性(ブランケットから被印刷基材へのインキ塗膜の転写性)、パターン適性(被印刷基材上に形成された画像品質)を評価した。
ここでのブランケットとしては、厚さ0.5mmのシリコーンゴムとこれを支持する複数の支持層を有するもの((株)金陽社製)を用いて、これらの測定を行った。各測定方法は先に述べたとおりである。
表1ないし表3において、
「FASTOGEN GREEN 2YK」: 大日本インキ化学工業(株)製C.I.ピグメントグリーン36
「EXCEDIC GREEN 0358」:大日本インキ化学工業(株)製 顔料分散体、C.I.ピグメントグリーン36
「25X1892」:大日本インキ化学工業(株)製 ポリエステル樹脂
「サイメル303」:三井サイテック(株)製 メラミン樹脂
「ユーバン21R」:三井化学(株)製 ベンゾグアナミン樹脂
「99X0207」:大日本インキ化学工業(株)製 ポリエステルメラミン系樹脂
「メガファックEXP.TP−1159」: 大日本インキ化学工業(株)製 フッ素系界面活性剤
「EXCEDIC BLUE 0565」:大日本インキ化学工業(株)製 顔料分散体、C.I.ピグメントブルー15:6である。
この評価結果を表1、表2、表3に合わせて示す。
Claims (8)
- ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターを作製するために用いられ、顔料、樹脂、表面エネルギー調整剤であるフッ素系界面活性剤、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤を含有するカラーフィルター作製用インキ組成物であって、
速乾性有機溶剤が、20℃における蒸気圧が11.3×102Pa(8.0mmHg)以上かつ大気圧下における沸点が115℃未満のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤から選ばれる1つ以上であり、この速乾性有機溶剤の合計量がインキ組成物中に5〜90質量%であり、
遅乾性有機溶剤が、20℃における蒸気圧が11.3×102Pa(8.0mmHg)未満かつ大気圧下における沸点が115℃以上のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤から選ばれる1つ以上であり、この遅乾性有機溶剤の合計量がインキ組成物中に5〜90質量%であることを特徴とするカラーフィルター作製用インキ組成物。 - 樹脂が、熱硬化性樹脂であって、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる1つ以上である請求項1に記載のカラーフィルター作製用インキ組成物。
- 顔料対樹脂の固形分比率が、質量比で1:2〜8:1である請求項1または2記載のカラーフィルター作製用インキ組成物。
- 表面エネルギー調整剤が、インキ組成物中0.05〜5.0質量%である請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のカラーフィルター作製用インキ組成物。
- 25℃におけるインキ粘度が、0.5mPa・s〜10.0mPa・sであり、かつ表面エネルギーが、15mN/m〜25mN/mである請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のカラーフィルター作製用インキ組成物。
- ブランケットに対する膨潤量が、100mg/cm3以下である請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のカラーフィルター作製用インキ組成物。
- ブランケット表面に対する接触角が、35°以下である請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のカラーフィルター作製用インキ組成物。
- ブラックマトリックス形成用であって、顔料が、チタンブラックである請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のカラーフィルター作製用インキ組成物。
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