JP6119737B2

JP6119737B2 - ディスプレイ用カラーフィルタ

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Publication number: JP6119737B2
Application number: JP2014507966A
Authority: JP
Inventors: 佳世木下; 松本　雄一; 雄一松本
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: CN104220907B; EP2833171A4; TW201346348A; TWI556016B; CN104220907A; US20150015976A1; JPWO2013146903A1; EP2833171B1; WO2013146903A1; EP2833171A1

Description

本発明は、液晶、有機および無機ＥＬ、電子ペーパなどのディスプレイ用カラーフィルタに関し、特にインクジェット印刷法により製造されるカラーフィルタに関する。

ディスプレイにおいて、カラー表示、反射率の低減、コントラストの改善、分光特性制御などの目的にカラーフィルタを用いることは、有用な手段となっている。このディスプレイに用いるカラーフィルタは、微細な着色画素からなる。このカラーフィルタの画素を形成する方法として、これまで実用されてきた方法としては、フォトリソグラフィ法、印刷法などが挙げられる。

たとえば、フォトリソグラフィ法では、塗布→パターン露光→現像→熱硬化の工程を繰り返す。この方法は、品質には優れているが、製造プロセスが長く、その製造設備も大規模になる。また、パターン露光の際には、それぞれのパターンに応じたフォトマスクが必要である点、パターン以外は現像工程で除去されてしまうため、材料の使用効率が低い点、などからコストも高くなる。

また、印刷法は、フォトリソグラフィ法に比べると、工程を短縮することが可能である。しかし、それぞれのパターンに応じた版が必要であり、コストが高くなる。

一方で、インクジェット印刷法は、パソコンの周辺機器のプリンタに代表される印刷技術である。この方法は、近年、様々な分野における工業用途での応用展開が期待されている。その利点としては、主に次の４点が挙げられる。

第１に、必要な部分に必要な量をパターン印刷できる。すなわち、オンデマンド印刷である。このため、材料の消費が最小限で済み、環境への負荷も極めて小さい。

第２に、パソコンなどで作成したデータを直接印刷できる。このため、マスク、版などの間接部材を必要とせず、コストダウン、工程短縮が可能である。

第３に、現像、エッチングなどの工程が必要ない。このため、化学的な影響で、材料の特性が劣化しない。

第４に、非接触印刷である。このため、原版などが接触して基板を損傷することがない。

こうした背景から、インクジェット印刷法をカラーフィルタの製造に適用する技術が、数多く提案されている。カラーフィルタは、ディスプレイ用の部材である。このため、カラーフィルタは、透明性が必須であり、カラーフィルタの基板としては、ガラスやフィルムが用いられる。しかし、インクジェット印刷法で、これら基板の上に画素を直接形成するのは困難である。このため、一般的には、基板の上に隔壁や受像層を設ける。

隔壁タイプは、液晶用のカラーフィルタでは、一般的な画素間のブラックマトリクスを壁として、その間の開口部にインクジェット印刷法で画素インクを付与する方法である。受像層タイプは、インク中の溶媒を吸収する透明な樹脂層を設け、その上に画素インクを付与する方法である。ディスプレイの多様化に対応したカラーフィルタの形成においては、後者の受像層タイプが優れている。

この受像層タイプに関する技術は、数多く提案されている。たとえば、特許文献１（特開２００１−６６４１４号公報）、特許文献２（特開２００１−６６４１５号公報）、特許文献３（特開２００１−１６６１２２号公報）及び特許文献４（特開２００３−２９０２０号公報）では、ブラックマトリクスを設けた基板上に加熱溶融硬化型の樹脂組成物からなるインク受容層を形成し、マスク露光で開口部と遮光部のインク濡れ性を制御した上で、開口部を着色し、加熱処理により溶融、硬化させて画素を形成する方法が提案されている。

しかし、このような方法では、露光用のマスクが間接部材として必要になり、コスト的にインクジェット印刷法の利点を発揮しきれない。

また、特許文献５（特開２００１−６６４１３号公報）及び特許文献６（特開２００２−２５８０３０号公報）では、ブラックマトリクスを設けた基板上にインク受容層を形成し、マスク露光で開口部と遮光部のインク濡れ性を制御した上で、開口部を着色し、加熱硬化させて画素を形成する方法が提案されている。

この場合、インクの吸収性差がないため、画素の境界における混色が懸念されるが、ブラックマトリクスが存在するため、表示上はほとんど問題ない。しかし、ブラックマトリクスが存在しない場合は、このような問題は避けられない。

本発明が解決しようとする課題は、インクジェット印刷法により製造されるカラーフィルタにおいて、透明基板上に受像層を設け、その受像層上での着色インクの吸収性を制御することで、画素形状の精度、画素濃度の均一性、耐環境性に優れたディスプレイ用カラーフィルタを提供することである。

本発明の第１の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタは、透明基板と、前記透明基板上の少なくとも一方の面に形成され、合成樹脂からなる受像層と、前記受像層上の任意の位置にインクジェット印刷法により着色インクで形成された着色層とを具備するディスプレイ用カラーフィルタであって、前記着色インクは、沸点１５０℃以上の溶剤を７０％以上含有し、前記受像層の前記溶剤に対する溶解性は、０．５〜５％である。

本発明の第２の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタでは、前記第１の態様において、前記着色インク中の前記溶剤は、脂肪族エステル系および多価アルコールとその誘導体とから選ばれる少なくとも１種以上の溶剤からなる。

本発明の第３の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタでは、前記第１の態様において、前記受像層の表面の前記着色インク中の前記溶剤に対する接触角は、３０°〜６０°である。

本発明の第４の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタでは、前記第１の態様において、前記透明基板は、ガラスまたは樹脂フィルムからなり、前記基板上にパターニング用のアライメントマークを少なくとも２つ以上有する。

本発明の第５の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタでは、前記第１の態様において、前記透明基板の水蒸気透過率は、０．１ｇ／ｍ^２／２４ｈｒ以下であり、１００℃、１０分間の加熱処理時の寸法変化は、１００ｐｐｍ以内である。

本発明の第６の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタでは、前記第１の態様において、前記ディスプレイは、カラーフィルタを形成する基板があらかじめ組み上げられたディスプレイであり、前記受像層は、前記ディスプレイの表示面上に形成され、前記着色層は、前記受像層上の表示画素部に相当する位置に前記インクジェット印刷法により前記着色インクで形成されている。

本発明の第１の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタによれば、形状の安定性と色材の均一性に優れたカラーフィルタが得られる。溶解性が０．５％未満の場合は、受像層へのインク溶剤成分の浸透性が乏しいため、画素の均一性が著しく低下し、溶解性が５％を超える場合は、浸透性が高く、濡れ広がりが大きいため、画素混色等の欠陥を引き起こす原因となるからである。

本発明の第２の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタによれば、形状の安定性と色材の均一性に優れたカラーフィルタが得られる。沸点が１５０℃未満の場合は、インクジェット印刷による画素形成の際に、ノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果、ノズル詰まり等の不良発生を招くので好ましくない。

本発明の第３の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタによれば、形状の安定性と色材の均一性に優れたカラーフィルタが得られる。受像層の表面の着色インク中の溶剤に対する接触角が３０°未満の場合は、受像層上での塗れ広がりが著しいため、隣接画素との混色が発生し、接触角が６０°を超える場合は、濡れ性が乏しいため、画素の均一性が著しく低下するからである。

本発明の第４の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタによれば、透明性、位置精度に優れたカラーフィルタを形成することができる。アライメントマークが１つの場合、基板の平行だしが出来ないため、印刷時の位置精度が確保不可能となるからである。

本発明の第５の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタによれば、寸法の安定性の優れたカラーフィルタを形成することができる。寸法変化が１００ｐｐｍを超える場合は、ＴＦＴなどの対向基板との貼合時のアライメント精度確保が不可能となるからである。

本発明の第６の態様に係るディスプレイ用カラーフィルタによれば、形状の安定性と色材の均一性に優れたカラーフィルタが得られる。

図１は、本発明の実施形態に係るディスプレイ用カラーフィルタの製造方法を工程順に説明するための縦断側面図。

以下、本発明の実施形態に係るディスプレイ用カラーフィルタについて、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るディスプレイ用カラーフィルタの製造方法を工程順に示している。まず、図１（ａ）に示すように、透明基板１が用意される。次に、図１（ｂ）に示すように、透明基板１の上に透明な受像層２が形成される。次に、図１（ｃ）に示すように、インクジェット印刷法により、受像層２上の規定位置に着色インクで赤色画素３、緑色画素４、青色画素５がそれぞれ形成される。このとき、受像層２が着色インク中の溶剤に溶解および膨潤し、着色インクが定着する。以上の工程により、図１（ｄ）に示すように、画素形状、色材定着性に優れたカラーフィルタ６が形成される。

このような本実施形態のディスプレイ用カラーフィルタ６は、透明基板１と、この透明基板１上の少なくとも一方の面に形成された合成樹脂からなる受像層２と、この受像層２上の任意の位置にインクジェット印刷法により着色インクで形成された着色層（赤色画素３、緑色画素４、青色画素５）とを具備している。ここで、ディスプレイは、カラーフィルタ６を形成する基板があらかじめ組み上げられたディスプレイでも良く、受像層２は、ディスプレイの表示面上に形成され、着色層は、受像層２上の表示画素部に相当する位置に形成されても良い。

本実施形態で用いる透明基板１は、充分な強度、平坦性、耐熱性、光透過性などを有するものが好ましい。たとえば、通常、カラーフィルタの基板として用いられている透明な無アルカリガラス、または、ソーダガラスなどのガラス基板が挙げられる。

透明基板１として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリシクロオレフィン、アクリル系架橋性樹脂、エポキシ系架橋性樹脂架橋性樹脂、不飽和ポリエステル系架橋性樹脂などからなるフィルム基板も使用できる。また、透明基板１として、樹脂と無機物を複合して用いると、線膨張係数を低減することができることから好ましい。

透明基板１の水蒸気透過率は、０．１ｇ／ｍ^２／２４ｈｒ以下が好ましい。水蒸気透過率が０．１ｇ／ｍ^２／２４ｈｒを超える場合、基板の吸水による寸法変化が、数１００ｐｐｍのオーダーで発生し、寸法精度が著しく低下するため、好ましくない。１００℃、１０分間の加熱処理時の寸法変化は、１００ｐｐｍ以内が好ましい。寸法変化が１００ｐｐｍを超える場合、ＴＦＴなどの対向基板との貼合時のアライメント精度確保が不可能となる。

本実施形態における受像層２の材料は、樹脂を主成分とし、溶媒、必要に応じて有機および無機微粒子などで構成する。

受像層２の材料としては、透明であること、受像したインク中の色材の定着性に優れること、変色や褪色がないこと、諸耐性があることなどの性能が要求される。この受像層２の代表的な材料としては、たとえば、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステルなどのアクリル系樹脂が挙げられる。しかし、前記要求性能が満たされるものであれば、受像層２の材料として、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニル樹脂等の材料種が用いられても良い。

受像層２のインク溶剤成分に対する溶解性は、０．５〜５％が好ましい。溶解性が０．５％未満の場合は、受像層２へのインク溶剤成分の浸透性が乏しいため、画素の均一性が著しく低下する。溶解性が５％を超える場合は、浸透性が高く、濡れ広がりが大きいため、画素混色等の欠陥を引き起こす原因となる。

受像層２の塗膜表面におけるインク溶剤成分の接触角は、３０〜６０°が好ましい。接触角が３０°未満の場合は、受像層２上での塗れ広がりが著しいため、隣接画素との混色が発生する。接触角が６０°を超える場合は、濡れ性が乏しいため、画素の均一性が著しく低下する。また、この性質と併せて、インクジェット印刷時に吐出される液滴の直径をＤ１μｍ、この液滴が受像層２上に着弾した際の直径をＤ２μｍとした場合、１．０×Ｄ１≦Ｄ２≦１．５×Ｄ１であることが好ましい。Ｄ２＜１．０×Ｄ１である場合は、受像層２上での濡れ性が乏しいため、画素の均一性が著しく低下するため好ましくない。また、Ｄ２＞１．５×Ｄ１である場合は、受像層２上での塗れ広がりが著しいため、隣接画素との混色が発生するため好ましくない。

上記におけるインク溶剤は、たとえば、沸点が１５０℃以上の脂肪族エステルおよび多価アルコールとその誘導体とからなる。また、着色インクは、沸点１５０℃以上の溶剤を７０％以上含有していることが好ましい。溶剤の含有率が７０％未満の場合、インクジェットヘッドのノズル近傍での溶剤乾燥が起こりやすくなり、ノズル詰まりによる印刷不良が発生するため好ましくない。

受像層２の塗膜の破断伸度は、３００〜６００％が好ましい。破断伸度が３００％未満の場合は、受像層２へのインク溶剤成分の浸透性が乏しいため、画素の均一性が著しく低下する。破断伸度が６００％を超える場合は、浸透性が高く、濡れ広がりが大きいため、画素混色等の欠陥を引き起こす原因となる。

受像層２の溶剤は、たとえば、水、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、トルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジクライム、シクロヘキサノン等の１種または２種以上の混合溶剤を用いた１０〜５０重量％溶液の塗工液とし、１００℃程度で乾燥可能な溶剤系が好ましい。

なお、受像層２には、目的に応じて、上述した以外の他の樹脂、または、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ＰＨ調整剤、消泡剤、その他添加剤を性能が逸脱しない範囲で適宜混合しても良い。

受像層２の厚みは、通常は１〜２０μｍ程度、好ましくは２〜１０μｍ程度である。インク受容層の形成は、上記主剤および硬化剤を適宜な当量比で混合した塗工液を、支持体の少なくとも片面に、グラビアコート、ロールコート、ワイヤーバーコート等の公知の塗工手段によって塗工すれば良い。

本実施形態における着色インクは、着色顔料、樹脂、分散剤、溶媒などで構成する。

着色剤として使用する顔料の具体例としては、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ９、１９、３８、４３、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１７９、１８０、１９２、２１５、２１６、２０８、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５、１５：６、１６、２２、２９、６０、６４、ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、３６、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２０、２４、８６、８１、８３、９３、１０８、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５、ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ３６、ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２３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。さらに、顔料は、要望の色相を得るために、これらを２種類以上混合して用いても良い。

着色インクに使用する溶剤種としては、インクジェット印刷法における適性の表面張力範囲３５ｍＮ／ｍ以下で、かつ、沸点が１５０℃以上のものが好ましい。表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上の場合、インクジェット吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼす。沸点が１５０℃未満の場合、ノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果、ノズル詰まり等の不良発生を招く。

具体的には、溶剤として、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、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アセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、３，４−へキシレングリコール、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く、上記要件を満たす溶剤なら用いることができる。また、必要に応じて、２種類以上の溶剤を混合して用いても良い。

本実施形態における着色インクの樹脂としては、カゼイン、ゼラチン、ポリビニールアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などが用いられ、色素との関係にて適宜選択される。耐熱性や耐光性が要求される際には、アクリル樹脂が好ましい。

樹脂への色素の分散を向上させるために、分散剤を用いても良い。分散剤として、非イオン性界面活性剤としては、たとえば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤としては、たとえば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどが挙げられる。分散剤は、１種類を単独で使用しても良く、また、２種類以上を混合して使用しても良い。溶媒としては、溶解性の他に経時安定性、乾燥性などが要求され、色素、樹脂との関係にて適宜選択される。

本実施形態では、透明基板１上にパターニング用のアライメントマークを少なくとも２つ以上有している。アライメントマークが１つの場合、基板上を座標認識出来ないため、印刷時の位置精度が確保不可能となるからである。

透明基板１上に形成されるアライメントマークの材料としては、ブラックマトリクス材料としても使用される黒色遮光材、分散剤、樹脂、溶媒を主成分とする黒色樹脂組成物などが挙げられる。たとえば、光重合性モノマー、光重合開始剤などを混合し感光性をもたせた黒色樹脂組成物が好ましい。

黒色遮光材としては、黒色顔料、黒色染料、無機材料などであり、有機顔料、カーボンブラック、アニリンブラック、黒鉛、酸化チタン、鉄黒などを混合して用いられる。

分散剤としては、非イオン性界面活性剤では、たとえば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤では、たとえば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどが挙げられる。分散剤は、１種類を単独で使用してもよく、また、２種類以上を混合して使用しても良い。

溶媒としては、たとえば、トルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジクライム、シクロヘキサノンなどが挙げられ、黒色樹脂組成物の塗布性、分散安定性などの点から、適宜選択して使用できる。

本実施形態におけるブラックマトリクスは、蒸着またはスパッタリングにより形成された遮光膜をフォトリゾグラフィによりレジストパターンを形成し、これをマスクとしてエッチングすることにより、形成することも可能である。

遮光膜の材料としては、金属ＣｒまたはＣｒ基合金の蒸着膜またはスパッタリング膜が使用できる。この金属ＣｒまたはＣｒ基合金からなる遮光膜は、優れた耐食性および遮光性を有している。さらに、遮光膜の反射率が高いと、外部からの反射光が表示画像のコントラストを低下させる。このため、画像を一層見やすくするために、基材と遮光膜との間にＣｒＯ，ＣｒＮなどの化合物薄膜からなる低反射膜を形成することも可能である。

本実施形態のカラーフィルタは、画素形成後、その耐性向上を目的として、熱、光、電子線等のエネルギによる硬化処理が可能である。たとえば、受像層２の成分内に反応性置換基を導入し、エポキシ、イソシアネートなどの硬化剤を併用して硬化させても良い。

使用するインクジェット印刷装置としては、インクの吐出方法の相違により、ピエゾ変換方式と熱変換方式があり、特にピエゾ変換方式が好適である。インクの粒子化周波数は１〜１００ＫＨｚ程度、ノズル径としては５〜８０μｍ程度、ヘッドは３個配置し、１ヘッドにノズルを１００〜５００個組み込んだ装置が好適である。また、必要に応じ、着色層の形成後に、加熱などの硬化を行っても良い。

以下、本発明を更に詳しく説明するために実施例を挙げるが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

＜実施例１＞
撹拌機、窒素導入管および還流冷却管を備えた４つ口フラスコ内に、メチルメタクリレート３０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート２０部、ビニルピロリドン４５部、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ｎ＝９）５部が導入される。さらに、フラスコ内に、イソプロピルアルコール２４０部、水１４０部、γ−ブチロラクトン２０部が加えられ、均一溶解される。そして、油浴上で窒素雰囲気下により撹拌させる。これに、０．５ｇのα，α’−アゾビスイソブチロニトリルが添加され、重合を開始する。６０℃の油浴上で６時間の加熱撹拌が続けられる。これにより、無色、粘張なポリマー溶液Ａが得られる。その後、膜厚が５μｍとなるように塗布され、８０℃で３分間の乾燥が行われ、受像層２が形成される。

着色インクの調製；ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（沸点２１０℃）中に赤色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７）を固形分２０％で混練した分散液が調製される。この分散液３０部、メラミン樹脂（ＭＷ−２２、三和ケミカル製）１５部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート５５部が混合され、赤色インクが得られる。同様に、青色顔料（ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５）、緑色顔料（ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７）を使用して、青色インク、緑色インクが得られる。

カラーフィルタの形成；前記受像層２が塗布形成されたガラス基板１上に、吐出量１２ｐｌ、ノズル解像度１８０ｄｐｉのインクジェットヘッド（セイコーインスツルメンツ社製）が搭載されたインクジェット印刷装置により、前記各色の着色インクを使用して、液滴が印刷される。そのサイズにより、インク吸収性が確認される。その後、１画素が２００μｍ角となるように、縦３ドロップ（５０μｍピッチ）×横３ドロップ（５０μｍピッチ）の９ドロップで印刷され、そのサイズにより画素状態が確認される。以上のように、着色層３，４，５が形成され、カラーフィルタ６が得られる。

＜実施例２＞
撹拌機、窒素導入管および還流冷却管を備えた４つ口フラスコ内に、メチルメタクリレート３０部、メタクリル酸アミド２０部、ビニルピロリドン４５部、ポリプロピレングリコールジメタクリレート（ｎ＝７）５部が導入される。さらに、フラスコ内に、イソプロピルアルコール２８０部、水１００部、γ−ブチロラクトン２０部が加えられ、均一溶解される。そして、油浴上で窒素雰囲気下により撹拌させる。これに、０．５ｇのα，α’−アゾビスイソブチロニトリルが添加され、重合を開始する。６０℃の油浴上で６時間の加熱撹拌が続けられる。これにより、無色、粘張なポリマー溶液Ｂが得られる。その後、膜厚が５μｍとなるように塗布され、８０℃で３分間の乾燥が行われ、受像層２が形成される。

着色インクの調製、カラーフィルタの形成については、実施例１と同様の方法が行われる。

＜比較例１＞
撹拌機、窒素導入管および還流冷却管を備えた４つ口フラスコ内に、メチルメタクリレート６０部、エチルアクリレート２０部、ビニルピロリドン１５部、ネオペンチルグリコールジメタクリレート５部が導入される。さらに、フラスコ内に、イソプロピルアルコール２５０部、水１３０部、γ−ブチロラクトン２０部が加えられ、均一溶解される。そして、油浴上で窒素雰囲気下により撹拌させる。これに、０．５ｇのα，α’−アゾビスイソブチロニトリルが添加され、重合を開始する。６０℃の油浴上で６時間の加熱撹拌が続けられる。これにより、無色、粘張なポリマー溶液Ｃが得られる。その後、膜厚が５μｍとなるように塗布され、８０℃で３分間の乾燥を行われ、受像層２が形成される。

＜比較例２＞
撹拌機、窒素導入管および還流冷却管を備えた４つ口フラスコ内に、メチルメタクリレート６０部、エチルアクリレート２０部、ビニルピロリドン２０部が導入される。さらに、フラスコ内に、イソプロピルアルコール２５０部、水１３０部、γ−ブチロラクトン２０部が加えられ、均一溶解される。そして、油浴上で窒素雰囲気下により撹拌させる。これに、０．５ｇのα，α’−アゾビスイソブチロニトリルが添加され、重合を開始する。６０℃の油浴上で６時間の加熱撹拌が続けられる。これにより、無色、粘張なポリマー溶液Ｃが得られる。その後、膜厚が５μｍとなるように塗布され、８０℃で３分間の乾燥を行われ、受像層２が形成される。

＜比較例３＞
着色インクの調製；プロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点１２０℃）中に赤色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７）を固形分２０％で混練した分散液が調製される。この分散液３０部、メラミン樹脂（ＭＷ−２２、三和ケミカル製）１５部、プロピレングリコールモノメチルエーテル５５部が混合され、赤色インクが得られる。同様に、青色顔料（ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５）、緑色顔料（ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７）を使用して、青色インク、緑色インクが得られる。

受像層の調製、カラーフィルタの形成については、実施例１と同様の方法が行われる。

上記実施例１〜２、比較例１〜３で述べたカラーフィルタ６の特性を下記表１に示す。比較例３に関しては、インクが吐出しなかったため、その後の印刷評価等には至っていない。

上記表１中の評価法の詳細を以下に示す。

＜インク吐出性＞
着色インクのインクジェットヘッドからの吐出状態を観察システムにより観察し、下記判断基準で評価される。

○；吐出ノズル数９５％以上
△；吐出ノズル数８０〜９５％
×；吐出ノズル数８０％以下
＜溶解性＞
離型フィルム上に受像層が形成された後、剥離した受像層フィルムが任意のサイズに切り取られる。そして、着色インク溶剤への溶解性が測定され、下記判断基準で評価される。

○；溶解度０．５〜５．０％
△；溶解度０．３〜０．５％、または、５．０〜１０％
×；溶解度０．３％以下、または、１０％以上
＜接触角＞
ガラス基板上に受像層が形成された後、協和界面科学製動的表面張力計（ＺＲ−２１型）を使用して、受像層の表面の着色インク溶剤を溶媒とする接触角が測定され、下記判断基準で評価される。

○；接触角３０〜６０°
△；接触角２５〜３０°、または、６０〜７０°
×；接触角２５°以下、または、７０°以上
＜インク吸収性＞
受像層上に印刷した液滴サイズを顕微鏡観察で測定し、下記判断基準で評価される。

○；３０〜４５μｍ
△；２５〜３０、または、４５〜５０μｍ
×；２５μｍ以下、または、５０μｍ以上
＜画素サイズ＞
受像層上に印刷した画素サイズを顕微鏡観察で測定し、下記判断基準で評価される。

○；２００μｍ±１０％
△；２００μｍ±１０％以上２０％未満
×；２００μｍ±２０％以上
＜破断伸度＞
ＪＩＳＫ−６３０１に基づく測定法により、破断伸度が測定され、下記判断基準で評価される。

○；破断伸度３００〜６００％
△；破断伸度３００％未満
×；破断伸度６００％以上

本発明は、透明基板上に受像層が設けられ、インクジェット印刷法により画素が形成されることで、形状の安定性と色材の定着性に優れたディスプレイ用カラーフィルタが得られる。産業上の用途としては、液晶ディスプレイ、電子ペーパ、有機および無機ＥＬ等のディスプレイが挙げられる。

Claims

透明基板と、
前記透明基板上の少なくとも一方の面に形成され、合成樹脂からなる受像層と、
前記受像層上の任意の位置にインクジェット印刷法により着色インクで形成された着色層と、
を具備するディスプレイ用カラーフィルタであって、
前記着色インクは、沸点１５０℃以上の溶剤を７０％以上含有し、
前記受像層の前記溶剤に対する溶解性は、０．５〜５％であることを特徴とするディスプレイ用カラーフィルタ。
前記着色インク中の前記溶剤は、脂肪族エステル系および多価アルコールとその誘導体とから選ばれる少なくとも１種以上の溶剤からなることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用カラーフィルタ。
前記受像層の表面の前記着色インク中の前記溶剤に対する接触角は、３０°〜６０°であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用カラーフィルタ。
前記透明基板は、ガラスまたは樹脂フィルムからなり、前記基板上にパターニング用のアライメントマークを少なくとも２つ以上有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用カラーフィルタ。
前記透明基板の水蒸気透過率は、０．１ｇ／ｍ^２／２４ｈｒ以下であり、
１００℃、１０分間の加熱処理時の寸法変化は、１００ｐｐｍ以内であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用カラーフィルタ。
前記ディスプレイは、カラーフィルタを形成する基板があらかじめ組み上げられたディスプレイであり、
前記受像層は、前記ディスプレイの表示面上に形成され、
前記着色層は、前記受像層上の表示画素部に相当する位置に前記インクジェット印刷法により前記着色インクで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用カラーフィルタ。