JPH0558466B2

JPH0558466B2 -

Info

Publication number: JPH0558466B2
Application number: JP19382485A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sawamura; Soichi Ooshima; Tatsuo Masaki; Shinya Tachibana
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd; Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd; Toppan Inc
Priority date: 1985-09-04
Filing date: 1985-09-04
Publication date: 1993-08-26
Also published as: JPS6254774A

Description

【発明の詳細な説明】

「発明の目的」（産業上の利用分野）本発明は耐久性の優れたカラー表示装置の色分
解用カラーフイルタを形成するインキ組成物に関
するものである。詳しくは液晶等の電気光学効果
と色分解フイルタとを組み合わせたカラー表示装
置に供する凹板オフセツト用インキ組成物に関す
る。（従来の技術）液晶を用いたフルカラー表示装置はすでに実用
化されており、薄型軽量、低電圧駆動、低消費電
力という特徴があり、また幾つかのパネルを配列
した大型デイスプレーも実用化されている。これ
等の装置は基本的には液晶セルの内部あるいは外
部に設けられたレツド、グリーン、ブルーの３色
のパターン化されたフイルタ層に対応して液晶を
光学的シヤツターとして駆動させてフルカラーを
再現する方式である。フイルタ層のパターン化は多くの方法が提案さ
れているが、大別してフオトリソグラフイーを利
用したものと印刷によるものとに別けられる。前者はたとえば周知の方法でパターン化したレ
ジスト膜を利用して染色、抜染、蒸着あるいはエ
ツチング法等によりカラーパターンを形成する方
法であり、一方後者は文字通り印刷により直接カ
ラーパターンを形成する方法である。フオトリソ
グラフイー法は印刷法に比べ寸法精度が高く、微
細パターンを形成できるという利点があるが、印
刷法に比べ少なくともレジスト膜の塗工、露光、
エツチング、レジスト膜の剥離の各工程を余分に
繰り返さなければならない。これに対して印刷法
は印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができ
るため、低コストで、しかも量産性に優れてい
る。さらに印刷技術の発展により高い寸法精度お
よび平滑度を有する微細パターンの印刷が可能と
なつており、カラーフイルタを形成し得るインキ
の開発が急務となつている。（発明が解決しようとする問題点）次にカラーフイルタに要求される主な特性を下
記に列記する。液晶セル製造プロセス中、洗浄工程から耐薬
品性が、配向膜形成工程、透明導電膜形成工
程、シール材接着工程等から最低200℃の耐熱
性が要求される。液晶との接触により液晶への溶解物の溶出、
あるいはフイルタの膜の膨潤があつてはならな
い。すなわち充分な耐液晶性が必要とされる。屋外使用される場合も多いため充分な耐光性
が必要である。基板（ガラス、プラスチツクなどの透明基
板）への接着性が充分である。スペクトルが適性で、充分な色分解能を有す
ること。パターンの寸法精度が充分であること。したがつて、カラーフイルタ用材料は上記の要
求性能を考慮して選択されなければならない。「発明の構成」（問題点を解決するための手段）本発明は上記の状況にかんがみ、高品質、低コ
ストのカラーフイルタを形成する凹版オフセツト
用のインキを開発すべく研究を重ねた結果実現し
たものであり、耐熱性、耐光性、耐薬品性、耐溶
剤性、基板との接着性および分光特性の優れたカ
ラーフイルタ層を形成する凹板オフセツト印刷に
適したインキを提供するものである。すなわち、本発明はエポキシ樹脂、アルコール
性水酸基を少なくとも１個有する脂肪族アルコー
ル溶剤および顔料を主成分とすることを特徴とす
るカラーフイルタ用輪転凹板オフセツト印刷イン
キ組成物である。次に、カラーフイルタ用インキ材料、すなわち
樹脂、溶剤、色素およびそれ等の混合物であるイ
ンキにそれぞれ要求される特性を述べるとともに
本発明により見出されたカラーフイルター用イン
キの構成について以下に詳細に説明する。本発明に使用可能な樹脂は原則として無色透明
で耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、耐液晶性、耐光
性が要求され、かつ基板との充分な接着性が必要
である。ただし、樹脂の多少の着色が淡黄色程度
であればスペクトルの特性上、赤用および緑用の
バインダ樹脂として使用可能である。かかる要求
性能をふまえ種々のバインダ樹脂について詳細に
比較検討した結果、カラーフイルタのバインダ樹
脂としてエポキシ樹脂が上記要求性能をすべて満
足させることを見出した。例えばバインダとして
ポリエステル樹脂、フエノール樹脂、尿素樹脂、
メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いた場合と
比較したときのエポキシ樹脂の特徴を述べると硬
化の際、反応収縮がきわめて小さく、かつ揮発物
を発生しないためパターン再現性が良好で、かつ
クラツクや濁りを生じにくい。また硬化膜の機械
的性質が優れているばかりでなく、ガラス、プラ
スチツク、金属などの多くの物に接着性があるた
め、ガラス基板のみならず各種透明プラスチツク
基板や透明導電基板等に直接堅牢なパターンを形
成できるため種々の液晶セル構成に対応できるな
どの特徴を有する。本発明に使用可能なエポキシ樹脂は着色が少な
く、アルコール性水酸基を有する溶剤に可溶であ
れば特に制限されるものではないが、特にビスフ
エノール型、ノボラツク型および環状脂肪族型の
エポキシ樹脂の単独あるいは併用が望ましい。ビ
スフエノール型エポキシ樹脂は常温で液体の低分
子量のものから固体の高分子量のものまで各種市
販されており、分子量の選択により広い範囲で粘
度調整が可能である。ノボラツク型エポキシ樹脂
は一般に着色が強いため単独使用は好ましくない
が、ビスフエノール型あるいは環状脂肪族型エポ
キシ樹脂と組み合わせることにより、それ等の耐
熱性、耐薬品性を向上させる効果がある。環状脂
肪族型エポキシ樹脂は接着強度はやや劣るが、耐
光性が優れており、特に屋外使用に適している。
この様にエポキシ樹脂をバインダとしたカラーフ
イルタは様々な要求特性に対応でき、かつ種々の
基板上に形成できる大きな特徴を有する。以下、本発明に使用可能なエポキシ樹脂の代表
例を商品名にて示す。ビスフエノール型エポキシ樹脂エピコート 815、819、827、828、832、
834、1001、1002、1004、1007、1009、1010（油
化シエルエポキシ(株)）ノボラツク型エポキシ樹脂エピコート 152、154（油化シエルエポキシ
(株)）など環状脂肪族型エポキシ樹脂チツソノツクス 201、221、289、206、
207X（チツソ(株)など）本発明に使用可能な色素はバインダ樹脂同様、
耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、耐液晶性、耐光性
が要求されるため顔料が望ましい。さらに適正な
スペクトルおよび透明性が必要とされるため該顔
料は可視光の吸収係数が大きく、かつ平均一次粒
子径が可視光に対して充分小さいものを選択する
必要があるため、有機顔料が望ましい。該顔料の
一次粒子径は透明性の点から0.3μ以下、好ましく
は0.1μ以下が望まれるため、サンドミル、ニーダ
ーあるいは２本ロール等により既知の方法で顔料
の一次粒子径を小さくして透明性および吸収係数
を向上させることも有効である。下記に本発明に使用可能な顔料として諸耐性の
優れた材料をカラーインデツクス（C.I.）ナンバ
ーにて示す。 C.I.黄色顔料 24、86、93、94、108、109、110、
117、125、137、138、147、153、154、166、
168 C.I.オレンジ顔料 36、43、51、55、59、61 C.I.赤色顔料 97、122、123、149、168、177、
178、180、187、190、192、209、215、216、ま
たは217、220、223、224、226、227、228、240 C.I.バイオレツト顔料 19、23、29、30、37、
40、50、 C.I.青色顔料 15、15：１、15：３、15：４、
15：６、22、60、64 C.I.緑色顔料７、36 C.I.ブラウン顔料 23、25、26 C.I.黒色顔料７本発明に使用可能な溶剤は前記エポキシ樹脂を
溶解し、かつ印刷時に版上あるいはブランケツト
上での蒸発による乾燥が起きないものを選択する
必要がある。また凹版オフセツトの様にブランケ
ツトを用いる場合やガラス以外の透明プラスチツ
ク基板を用いる場合にはそれ等の材質を溶解ある
いは膨潤させるものはパターン再現性や透明性を
低下させるため使用できない。この様な観点から
詳細に検討した結果、本発明に使用し得る溶剤は
少なくともアルコール性水酸基を１個以上有し、
かつ沸点が120〜260℃の脂肪族アルコール、好ま
しくは多価アルコール誘導体のうちから選ばれる
１種または２種以上の混合溶剤が上記要求を満た
すことを見出した。以下に本発明に使用可能な溶剤名を示す。エチレングリコール、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、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、メトキシメトキシエタノール、ジエチレングリコール、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノアセテート、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モノエチルエーテル、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−ｎ−プロピルエーテ
ル、プロピレングリコールイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノアセテート、１−ブトキシエトキシプロパノール、これ等の溶剤のうち低沸点のものは高沸点のも
のと、高沸点のものは低沸点のものと組み合わせ
て乾燥速度を調整する。また溶剤組成により流動
特性が多少異なつてくるため、溶剤選択は印刷速
度や他の組成物の内容により最終的に決定され
る。本発明によるカラーフイルタ用インキはこれま
で述べた樹脂、顔料、溶剤を混練りするだけで原
則的に製造可能である。しかし、例えば赤色、緑色、青色の３色のパタ
ーンを同一基板上に一定印刷条件で同じ膜厚に印
刷するためには各色のインキ中の不揮発分および
インキの印刷適性をできだけ近ずけることが望ま
しい。一般に同一樹脂ワニスを用いた場合顔料が
異なるとインキの流動特性が異なるし、さらに最
適なスペクトルを与える各色の顔料含有量が異な
るため結果として各色のインキ性状に大きな違い
が生じる。これは樹脂あるいは溶剤の種類または
組成を各色で変えることによりある程度調整可能
であるが、インキ製造が複雑となる。この様な場合には体質顔料あるいは分散助剤の
添加が有効である。体質顔料は少量添加すること
により適正なチキソトロピー性を与え、転写性等
の印刷適性を向上させることができる。なお、本
発明に使用可能な体質顔料としては、透明性を損
なわないために酸化ケイ素、硫酸バリウム、炭酸
カルシウムなど比較的屈折率の小さい材料の微粉
末が用いられる。また分散助剤は顔料の分散性を向上させ、かつ
顔料の再凝集を防止する効果があるため、チキソ
トロピー性の低下、インキ粘度の低下、透過率の
向上および塗膜の平滑性の向上などの効果があ
る。したがつて、体質顔料と分散助剤を組み合わ
せることにより各色インキの印刷適性を近づける
ことが可能である。しかし、体質顔料は透明性
を、また分散助剤は耐薬品性、耐溶剤性をそれぞ
れ低下させるため、必要に応じて添加し、また添
加量はインキ中にそれぞれ５重量％以下に留める
のが好ましい。次に本発明に使用可能な分散助剤として、例え
ば陽イオン活性剤、陰イオン活性剤、非イオン活
性剤等の界面活性剤もしくは有機色素誘導体が挙
げられる。好ましくは有機色素誘導体がよい。有
機色素誘導体とは有機顔料または染料の誘導体で
あり、例えばアゾ系、フタロシアニン系、キナク
リドン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリ
ノン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、イソ
インドリノン系、キノフタロン系、トリフエニル
メタン系、金属錯塩系の有機色素化合物に置換基
を１〜４個有する化合物である。置換基とは、水
酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、カルボン
アミド基等や下記一般式によつてなされる置換基
である。 −CH₂−Ｘ−Ａ（Ｘ：酸素またはイオウ原子、Ａ：アリール基）

【式】（Ｘ：アルキレン基、R₁、R₂：水素原子、アル
キル基またはR₁とR₂とで少なくとも窒素原子を
含む複素環）（R₁：アルキル基またはアリール基、 R₂：アルキル基またはアリール基、あるいはR₁
とR₂とで少なくとも窒素原子を含む複素環）（R₁：水素原子、アルキル基、Ａ：アルキレン基、 R₂：アルキル基、アルコキシアルキル基または
シクロアルキル基、 R₃：アルキル基またはシクロアルキル基あるい
はR₂とR₃とで少なくとも窒素原子を含む複素
環）なお、有機顔料と、前記誘導体の母体有機色素
とは通常色相の関係から同一のものが組合せられ
るが、必ずしも一致している必要はない。カラーフイルター用インキの製造は基本的には
通常の印刷インキの製造方法とほとんど変わりが
ない。すなわち不活性ガス気流下でエポキシ樹脂
を溶剤に加熱溶融してワニスを調整する。次にこ
のワニスに顔料および必要に応じて体質顔料ある
いは分散助剤を加え、例えば３本ロール等の分散
機で充分練肉することによりインキを製造する。
当該インキは180〜200℃で数時間加熱するだけで
実用上充分な機械強度および接着強度が得られる
が、さらに高耐性が要求される場合や硬化工程の
合理化を行う場合には既知の硬化剤を添加するこ
とも可能である。例えば低分子量アミン化合物、メラミン樹脂、
尿素樹脂、フエノール樹脂などである。ただし、
アミン系の硬化剤は可使時間を著しく短くするた
め、印刷直前に添加するのが望ましい。インキ製
造時に添加でき、かつ可使時間の長い硬化剤とし
て有機酸無水物や有機酸予備縮合物が挙げられ
る。なお、本発明のインキは樹脂としてエポキシ
樹脂が主体であるが、他の樹脂を併用することも
できる。実施例１３セパラブルフラスコにジエチレングリコー
ルモノブチルエーテル600ｇとエチレングリコー
ルモノブチルエーテル400ｇを入れ、窒素ガスを
通じながら加熱撹拌し約100℃でエピコート1007
を数回に分けて除々に投入し全量投入後、130℃
まで昇温し、完全溶解後放冷してワニスを製造し
た。次にこのワニスに顔料および必要に応じ分散助
剤、体質顔料および溶剤を加えて３本ロールで充
分練肉し、赤色、緑色、青色のインキをそれぞれ
製造した。なお、３本ロール練肉の配合は各色に
ついて下記の様に行つた。

【表】ここで体質顔料はアエロジルＲ−972（日本アエ
ロジル(株)）、溶剤はジエチレングリコールモノブ
チルエーテルとエチレングリコールモノブチルエ
ーテルを６：４（重量比）で混合したものをそれ
ぞれ用いた。また各色の顔料および分散助剤の組成を以下に
示す。なお顔料および分散助剤に関しては実施例
２以降も同じものを用いた。（赤色フイルタ用）顔料リオノーゲンレツドGD（東洋インキ製造(株)
製C.I.ピグメントレツド168）70部とリオノー
ゲンオレンジＲ（東洋インキ製造(株)製C.I.ピグ
メントオレンジ36）30部との混合物分散助剤下記構造式の化合物（緑色フイルタ用）顔料リオノールグリーン2YS（東洋インキ製造(株)
製C.I.ピグメントグリーン36）75部とリオノー
ゲンイエロー3G（東洋インキ製造(株)製C.I.ピグ
メントエロー154）25部との混合物分散助剤下記の低塩素化銅フタロシアニン誘導体（青色フイルタ用）顔料リオノールブルーES（東洋インキ製造(株)製C.
I.ピグメントブルー15：６）80部とリオノーゲ
ンバイオレツトRL（東洋インキ製造(株)製C.I.ピ
グメントバイオレツト23）20部との混合物分散助剤下記の銅フタロシアニン誘導体実施例２実施例１と同様の方法でジエチレングリコール
モノエチルエーテル800ｇとエチレングリコール
モノブチルエーテル200ｇの混合溶媒にエピコー
ト1010 900ｇとエピコート1001 600ｇを溶解して
ワニスを製造し下記の配合で３本ロール練肉して
各色のインキをそれぞれ製造した。

【表】ここで体質顔料はアエロジルＲ−972（日本アエ
ロジル(株)）を、また溶剤はジエチレングリコール
モノエチルエーテルとエチレングリコールモノブ
チルエーテルを４：１（重量比）で混合したもの
をそれぞれ用いた。実施例３実施例１と同様の方法でジエチレングリコール
モノエチルエーテル400ｇとプロピレングリコー
ルモノブチルエーテル600ｇの混合溶媒にエピコ
ート1004 1050ｇとエピコート154 450ｇを溶解し
てワニスを製造し、下記の配合で３本ロール練肉
して各色のインキをそれぞれ製造した。

【表】ここで体質顔料は透明性顔料BF−１（堺化学
(株)）を、また溶剤はジエチレングリコールモノエ
チルエーテルとプロピレングリコールモノブチル
エーテルを４：６（重量比）で混合したものをそ
れぞれ用いた。実施例４実施例１と同様の方法でジエチレングリコール
モノブチルエーテル500ｇとメトキシメトキシエ
タノール500ｇの混合溶媒にチツソノツクス
CX221 750ｇ、エピコート1007 600ｇおよびエピ
コート154 150ｇを溶解してワニスを製造し下記
の配合で３本ロール練肉して各色のインキをそれ
ぞれ製造した。

〔カラーフイルターの製造〕

第１図は本発明のインキを用いて凹版で基材に
印刷する状態の概要を説明するための斜視図を示
す。凹版（150μｍ×150μｍドツトマトリツクス、
版深15μｍ）１上に実施例１で作製したインキ２
を塗布し、ドクター３で余分のインキ２をかきと
つた後、ブランケツト４により凹版１上のインキ
を転写し、ガラス基材（1.1mm厚SiO₂コーテイン
グ処理ソーダガラス）５上にブランケツト４を移
動してインキをガラス基材５上に移す。この操作
を各色繰り返すことにより、第２図（拡大図）に
示す様な赤、緑、青のパターンを50mm×50mmの大
きさにわたつて形成した。このパターンを200℃
で１時間加熱処理し下記の特性を持つカラーフイ
ルターを作成した。分光特性……第３図に示す膜厚……３〜4μｍ耐熱性……220℃、１時間で分光透過率変化
が５％以内耐光性……偏光フイルタを通してキセノンラ
ンプ120時間照射し、５％以内の分光透過率変
化耐薬品性・耐溶剤性……浸漬あるいは超音波
洗浄による結果を第１表に示す。寸法精度……10μｍの精度

【表】

【表】これ等の特性は液晶をはじめとする各種デイス
プレーのカラーフイルターの要求性能を満足する
ものであつた。なお、実施例２および３で作製したインキにつ
いても同じ方法でカラーフイルターを作成し、同
様の特性を得た。また、凹版の版深を10μｍとし、実施例４で得
られたインキを用いて上記と同じ方法で印刷し、
加熱処理して膜厚が２〜3μｍで、同様の特性を
持つカラーフイルターを得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインキを用いてカラーフイル
ターを作成する一工程である印刷の概要を示す斜
視図、第２図は基材に赤、緑、青のパターンを形
成した状態を示す拡大図、第３図は本発明のイン
キにより得られたカラーフイルターの分光特性を
示すグラフ、をそれぞれ示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１エポキシ樹脂、アルコール性水酸基を少なく
とも１個有する脂肪族アルコール溶剤および顔料
を主成分とすることを特徴とするカラーフイルタ
用輪転凹板オフセツト印刷インキ組成物。