JP5125197B2 - インクジェット用硬化性着色組成物及びカラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタ基板 - Google Patents
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Description
起こしにくい。
本発明にかかるインク組成物は、インクジェット方式によってカラーフィルタの基板上に吹き付けて、画素部や遮光層のような着色パターンを形成するために用いられるものであり、着色剤として顔料を含有する。着色剤としての顔料は、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。
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。
分散剤は、顔料を良好に分散させるためにインク組成物中に必要に応じて配合される。分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できる。界面活性剤の中でも、次に例示するような高分子界面活性剤(高分子分散剤)が好ましい。
本発明にかかるカラーフィルタ用インクジェットインクは、沸点が180℃以上の高沸点の溶剤成分を主溶剤として用いることが好ましい。主溶剤は、以下に示すような溶剤の中から選んで用いることができる:エチレングリコールモノエチルエーテルのようなグリコールエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類;ジエチレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールオリゴマーエーテル類;ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールオリゴマーエーテルエステル類;酢酸、2−エチルヘキサン酸、無水酢酸のような脂肪族カルボン酸類又はその酸無水物;酢酸エチル、安息香酸プロピルのような脂肪族又は芳香族エステル類;炭酸ジエチルのようなジカルボン酸ジエステル類;3−メトキシプロピオン酸メチルのようなアルコキシカルボン酸エステル類;アセト酢酸エチルのようなケトカルボン酸エステル類;クロロ酢酸、ジクロロ酢酸のようなハロゲン化カルボン酸類;エタノール、イソプロパノール、フェノールのようなアルコール類又はフェノール類;ジエチルエーテル、アニソールのような脂肪族又は芳香族エーテル類;2−エトキシエタノール、1−メトキシ−2−プロパノールのようなアルコキシアルコール類;ジエチレングリコール、トリプロピレングリコールのようなグリコールオリゴマー類;2−ジエチルアミノエタノール、トリエタノールアミンのようなアミノアルコール類;2−エトキシエチルアセテートのようなアルコキシアルコールエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類;N−エチルモルホリン、フェニルモルホリンのようなモルホリン類;ペンチルアミン、トリペンチルアミン、アニリンのような脂肪族又は芳香族アミン類。
オン酸エチルなどの3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類;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−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、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等;エーテル類、例えばジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチ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メチルエーテルアセテート、等;ケトン類、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等;芳香族炭化水素類、例えばトルエン、キシレシ等が挙げられる。
本発明においては熱硬化性のバインダー系を用い、バインダー成分として、それ自体は熱重合性官能基を有しない樹脂、及び、それ自体が熱重合性官能基を有する樹脂のいずれを用いてもよく、また、2種以上のバインダーを組み合わせて用いても良い。そして、バインダー成分を主体とし、必要に応じて、多官能の熱重合性モノマーやオリゴマー、単官能の熱重合性モノマーやオリゴマー、硬化剤などを配合して、熱硬化性バインダー系を構成する。
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。
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。
本発明のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物には、必要に応じてその他の添加剤を1種または2種以上配合することが出来る。その他の添加剤としては、例えば、充填剤、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を挙げることが出来る。
本発明のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物は、必須成分であるバインダー成分と顔料とを必要に応じて他の配合成分と共に、前記したような主溶剤を含有する単独溶剤又は混合溶剤に投入して混合し、固形成分を溶解又は分散させて製造しても良い。
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図3は、本発明によるカラーフィルタの製造方法の一実施例を説明する工程図である。図3(a)は透明基板1上にブラックマトリクス2が形成された状態を示したものである。まず、透明基板1上に仕切り部材としてのブラックマトリクス2を選択的に形成する。これにより、ブラックマトリクス2の開口部に後述の着色インクを付与する凹部が形成される。
のフッ素樹脂、また、主鎖または側鎖に有機シリコーンを有するもので、シロキサン成分を含むシリコーン樹脂やシリコーンゴム、などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
(1)画素部用着色インクの調製
下記成分のうち、顔料及び高分子分散剤を溶剤の一部に投入、混合し、3本ロールとビーズミルを用いて攪拌して顔料分散体を得た。一方、他の配合成分を溶剤の残部に入れ顔料分散体液を得た。一方、他の配合成分を溶剤の残部に投入、攪拌して溶解分散し、バインダー溶液を得た。そして、顔料分散液を少量ずつバインダー溶液中に添加しながらディソルバーで十分に攪拌し、インクを調製した。
・ 顔料(C.I.ピグメントレッド254):8重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):4重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化ベンゾグアナミン):13重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):50重量部
・ 溶剤2(フタル酸ジエチル):25重量部
(緑色画素部用着色インクの組成)
・ 顔料(C.I.ピグメントグリーン36):10重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):5重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化ベンゾグアナミン):15重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):70重量部
(青色画素部用着色インクの組成)
・ 顔料(C.I.ピグメントブルー15:6):7重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):3重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化ベンゾグアナミン):20重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):70重量部
ここで、緑色画素部用着色インクと青色画素部用着色インクの固形分の割合に対して、赤色画素部用着色インクの固形分の割合が小さい為、赤色画素部用着色インクに主溶剤よりも高沸点のフタル酸ジエチルを添加し、R,G,Bインクの乾燥速度を均等に保った。
無アルカリガラス(コーニング社製「#1737」)上にカーボンブラックを含有したレジスト材(新日鉄化学社製ブラックマトリクス用ネガ型レジストインキ「V−259 BK739P」)に感光性シリコン化合物(例えばジメチルポリシラン)を10%添加したものをスピンコートし、プリベークをおこなった。その後、露光、現像、ポストベーク処理をおこなってブラックマトリクスを形成した。
インクジェット印刷装置により、ブラックマトリクスの開口部に上記着色インクを適量を付与し、180℃で30分乾燥させ、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各々のパターン状の画素部を形成した。
(1)画素部用着色インクの調製
参考例1と同様の操作により次のような組成のインクを調整した。
・ 顔料(C.I.ピグメントレッド254):8重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):4重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化メラミン):13重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):70重量部
(緑色画素部用着色インクの組成)
・ 顔料(C.I.ピグメントグリーン36):8重量部
・ 顔料(C.I.ピグメントイエロー150:2重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):5重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化メラミン樹脂):15重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):50重量部
・ 溶剤2(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート):25重量部
(青色画素部用着色インクの組成)
・ 顔料(C.I.ピグメントブルー15:6):7重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):3重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化メラミン):15重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):70重量部
ここで、赤色画素部用着色インクと青色画素部用着色インクの固形分の割合に対して、緑色画素部用着色インクの固形分割合が大きい為、緑色画素部用着色インクに主溶剤よりも低沸点のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加し、R,G,Bインクの乾燥速度を均等に保った。
参考例1と同様にブラックマトリクスを形成した。
上記インクを用い、実施例1と同様に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各々のパターン状の画素部を形成した。
参考例1と同様の操作により次のような組成のインクを調整した。
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):4重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化ベンゾグアナミン):13重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):70重量部
(緑色画素部用着色インクの組成)
・ 顔料(C.I.ピグメントグリーン36):10重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):5重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化ベンゾグアナミン):15重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):70重量部
(青色画素部用着色インクの組成)
・ 顔料(C.I.ピグメントブルー15:6):7重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):3重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化ベンゾグアナミン):20重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):70重量部
ここでシャーレに上記インクを10g測り取り、室温下でのインク重量の変化を測定したところ、Gインクが40%程度重量が変化したのに対して、Rインクは35%、Bインクは50%重量が変化し、RGBインクの乾燥速度が均等に保たれていないことがわかった。
参考例1と同様にブラックマトリクスを形成した。
上記インクを用い、参考例1と同様に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各々のパターン状の画素部を形成した。
参考例1と同様の操作により次のような組成のインクを調整した。
・ 顔料(C.I.ピグメントレッド254):8重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):4重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化メラミン):13重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):70重量部
(緑色画素部用着色インクの組成)
・ 顔料(C.I.ピグメントグリーン36):8重量部
・ 顔料(C.I.ピグメントイエロー150:2重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):5重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化メラミン樹脂):15重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):70重量部
(青色画素部用着色インクの組成)
・ 顔料(C.I.ピグメントブルー15:6):7重量部
・ 高分子分散剤(AVECIA社製、ソルスパース24000):3重量部
・ バインダー(三和ケミカル社製、メチル化メラミン):15重量部
・ 溶剤1(ブチルカルビトールアセテート):70重量部
ここでシャーレに上記インクを10g測り取り、室温下でのインク重量の変化を測定したところ、Gインクが40%程度重量が変化したのに対して、R、Bインクは35%重量が変化し、RGBインクの乾燥速度が均等に保たれていないことがわかった。
参考例1と同様にブラックマトリクスを形成した。
上記インクを用い、参考例1と同様に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各々のパターン状の画素部を形成した。
2. ブラックマトリクス
3. 画素部
4. 保護層
11.固形分割合が少ないインク
12.固形分割合が多いインク
21.インク
Claims (3)
- 着色部の形成をインクジェット装置を用いてインク液滴を付与することにより行うカラーフィルタ基板の製造において、着色に用いるインクが少なくとも、色剤、硬化型樹脂、主溶剤を含む二種以上の沸点がそれぞれ異なる有機溶剤を含有し、R,G,B各色インクの蒸発速度が均等であるインクジェット用硬化性着色組成物であって、
着色に用いるR,G,Bインクの固形分割合がそれぞれ異なり、相対的に固形分割合が低いインクには主溶剤よりも低沸点の溶剤を混合され、相対的に固形分割合が高いインクには主溶剤よりも高沸点の溶剤を混合されていることを特徴とするインクジェット用硬化性着色組成物。 - 着色に用いるR,G,Bインクに使われる主溶剤と混合する副溶剤との沸点の差が、50℃以上であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用硬化性着色組成物。
- 着色に用いるR,G,Bインクに使われる主溶剤と混合する副溶剤との沸点の差が、100℃以上であることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット用硬化性着色組成物。
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