JPH0797543A

JPH0797543A - カラーフィルター用インキ組成物

Info

Publication number: JPH0797543A
Application number: JP24268393A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Shirai; 義之白井; Hisashi Iino; 久飯野; Tatsuo Masaki; 達夫正木; Shinya Tachibana; 伸也立花; Yasuhiro Shima; 康裕島
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd; Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd; Toppan Inc
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラス基盤との密着性、及び硬化後の皮膜強度
の向上、更にはカラーフィルターの平滑性も含めた光透
過性の向上したカラーフィルター用インキ組成物を提供
する。【構成】重量平均分子量が１８００〜５０００のベンゾ
グアナミン樹脂５０〜８５重量％および重量平均分子量
が７００〜４０００のエポキシ樹脂１５〜５０重量％か
らなるバインダー成分を有機溶剤に溶解させ、顔料を分
散させてなることを特徴とするカラーフィルター用イン
キ組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンピューターなどに使
用されるカラーディスプレー装置における液晶画面の構
成に係わるカラーフィルターを生産する方法のひとつで
ある印刷法に供するインキ組成物に関する。更に詳しく
は、カラーフィルターを凹版，グラビア，ドライオフセ
ットなどの印刷により形成させる場合に、カラーフィル
ターに要求される皮膜強度，接着性等の耐性、及び皮膜
の平滑性において優れるとともに、光源からの光透過性
も向上し、従来のカラーフィルター用インキよりも数段
優る特性と機能を具備したカラーフィルター用インキ組
成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルターの製造方法には製版技
術を応用した、バインダーに光反応素材を使用し、着色
材として染料を用いた染色法，また顔料を用いた顔料分
散法があり、現在では後者の顔料分散法が主流となって
いる。しかしながら、これらの方法はガラス等の基盤に
カラーフィルターを形成させる工程として、例えば赤，
青紫，緑の各色のフィルターに関して順次、１色ずつ繰
り返して形成させてゆかなければならない。従って、多
くの工程を必要とし、カラーフィルターの製造技術にお
いて、製造コストの低下を図る上での障害となってい
る。これに対して、印刷法によるカラーフィルターの製
造法は前述の３色のフィルターを一度に形成させること
も可能であり、カラーフィルターの製造コストを低下さ
せる上での有力な手段として、実用化されている。印刷
法の課題としては、基盤に形成させたカラーフィルター
の基盤への密着性、皮膜強度の向上とともに、カラーフ
ィルターの膜厚が染色法や顔料分散法によるものに比べ
て厚く皮膜の平滑性に加えて光透過性の点で劣り、画像
の鮮明性に欠けることであり、これらの問題点を改善す
ることが印刷法によるカラーフィルターの製造方法に関
して課せられたクリアーすべき重要なポイントのひとつ
となっている。

【０００３】他にカラーフィルター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
フィルタ膜の膨潤があってはならない。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。スペクトルが適性で充分な色分解を有すること。パターンの寸法精度が充分であること。カラーフィルターの基盤への密着性、及び皮膜強度、平
滑性の向上に関して、エポキシ樹脂をバインダー成分と
したものが知られているが、品質的に未だ改良の余地が
残されている。一方、カラーフィルターの膜厚を薄くす
ることには限界があり、カラーフィルターの印刷に供す
るインキの光透過性を向上させることも要求されてきて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、印刷法
におけるカラーフィルターのガラス基盤との密着性、及
び硬化後の皮膜強度の向上、更にはカラーフィルターの
平滑性も含めた光透過性向上に関して、鋭意研究を重ね
た結果、ベンゾクアナミン樹脂を主体としたバインダー
成分を使用したカラーフィルター用インキ組成物がガラ
ス基盤との密着性、及び硬化後の皮膜強度，平滑性が飛
躍的に向上し、光透過性も向上することを見出した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、重量平均分子
量が１８００〜５０００のベンゾグアナミン樹脂５０〜
８５重量％および重量平均分子量が７００〜４０００の
エポキシ樹脂１５〜５０重量％からなるバインダー成分
を有機溶剤に溶解させ、顔料を分散させてなることを特
徴とするカラーフィルター用インキ組成物である。

【０００６】本発明のベンゾグアナミン樹脂としては、
アセトグアナミン，ベンゾグアナミンなどのグアナミン
類とホルムアルデヒドとの重量平均分子量２５００〜３
０００の縮合物である。この樹脂は、ブチルセロソルブ
等のグリコール系溶剤に対する溶解性が良好であるた
め、平滑性、光透過性に優れたカラーフィルター皮膜が
得られる。

【０００７】本発明のエポキシ樹脂は、エピクロルヒド
リンとビスフエノールＡとの縮合物であるビスフェノー
ル型エポキシ樹脂の他、ノボラック型エポキシ樹脂、環
状脂肪族型エポキシ樹脂など重量平均分子量１０００〜
１５００が使用できる。代表的な商品名を次に示す。ビ
スフェノール型エポキシ樹脂としては、エピコート１０
０１，１００２，１００４，１００７，１００９（油化
シェルエポキシ社製）、ノボラック型エポキシ樹脂とし
ては、エピコート１５２，１５４（油化シェルエポキシ
社製）、環状脂肪族型エポキシ樹脂としては、チッソノ
ックス２０１，２２１，２８９，２０６，２０７Ｘ（チ
ッソ社製）等が挙げられる。特に好ましいエポキシ樹脂
としては、ガラス等の基盤に対して接着性良好であり硬
化時の皮膜強度に優れるビスフェノール型エポキシ樹脂
である。本発明のインキ組成物においてアミノ樹脂とエ
ポキシ樹脂は予備的に縮合させて使用することもでき
る。

【０００８】本発明のインキ組成物は、バインダー成分
に用いる樹脂を溶剤に溶解して使用する。これらの溶剤
は、バインダー樹脂に対して、高い溶解性を有するとと
もに、凹版オフセット印刷する際に転写するブランケッ
トに対して膨潤作用が少なく、印刷機上での安定性の点
から選択され、高級アルコール類、更にカルビトール，
セロソルブ等のグリコール系溶剤を単独、又は２種類以
上を混合して使用することができる。以下に好ましい溶
剤を示す。トリデカノール，テトラデカノール，オクタ
デカノール，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，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らの溶剤のうち低沸点のものと
高沸点のものと組み合わせて機上での安定性と乾燥性の
バランスを調整することも可能である。

【０００９】本発明に使用可能な着色剤として使用され
る顔料は、耐熱性，耐薬品性，耐溶剤性，耐液晶性，耐
光性が要求される。更に適正なスペクトルおよび透明性
が必要とされるため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有機顔料を選
択するのが好ましい。該顔料の一次粒子は透明性の点か
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，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
デックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーにて示す。Ｃ．Ｉ．黄色顔料２４，８６，９３，９４，１０８，
１０９，１１０，１１７，１
２５，１３７，１３８，１４７，１５３，１５４，１６
６，１６８Ｃ．Ｉ．オレンジ顔料３６，４３，５１，５５，５
９，６１Ｃ．Ｉ．赤色顔料９７，１２２，１２３，１４９，１
６８，１７７，１７８，１
８０，１８７，１９０，１９２，２０９，２１５，２１
６または２１７，２２０，
２２３，２２４，２２６，２２７，
２２８，２４０Ｃ．Ｉ．バイオレット顔料１９，２３，２９，３０，
３７，４０，５０Ｃ．Ｉ．青色顔料１５，１５：１，１５：３，１５：
４，１５：６，２２，６０，６４Ｃ．Ｉ．緑色顔料７，３６Ｃ．Ｉ．ブラウン顔料２３，２５，２６Ｃ．Ｉ．黒色顔料７

【００１０】本発明のカラーフィルター用インキはこれ
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，青紫色，緑色
のパターンを同一基盤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の不揮発成分およびインキ
の印刷適性をできるだけ近付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とともに、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が有効である。体質顔料は少量添加
することにより適性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。

【００１１】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、インキ粘度の低下などの効果がある。
従って、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付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。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。

【００１２】カラーフィ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装置と大きくは変わりがな
い。すなわち不活性ガス気流下でベンゾグアナミン樹脂
やエポキシ樹脂を溶剤に加熱溶解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。また、イ
ンキ中の微細な異物は透過光を遮蔽または散乱させるた
め、カラーフィルターの品質を著しく劣化させるので、
樹脂を溶解したワニスや練肉後のインキを５μ以下のメ
ッシュを用いて１回または、それ以上の回数の濾過（フ
ィルタリング）を行うことはカラーフィルター用インキ
の品質を向上する上で有効な手段である。当該インキは
１８０〜２５０℃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、次の既知の硬化
剤を添加することで、より高耐性を付与させることも可
能である。例えば低分子量アミン化合物，フェノール樹
脂の他に、二塩基酸，有機酸無水物や有機酸予備縮合物
などがある。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、印刷前に添加するのが望ましい。
尚、これら添加剤の添加は、固体、粉体状で練肉時とす
ることも可能であるが、液体状でないものはその添加剤
が溶解し得る溶剤に予め溶解しておき、練肉前後に添加
することもできる。

【００１３】

【実施例】

実施例１２リットルセパラブルフラスコにエチレングリコールモ
ノブチルエーテル６００ｇを入れ、Ｎ₂ガスを通じなが
ら加熱攪拌し約１００℃でエピコート１００７，８００
ｇを数回に分けて徐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エポキシ樹脂のワニスを
製造した。

【００１４】ベンゾグアナミン樹脂については次のよう
に製造した。２リットルセパラブルフラスコにホルムア
ルデヒド１５０ｇとブタノール１５０ｇを入れた後、シ
ュウ酸を添加して反応液のｐＨを３〜５にする。Ｎ₂気
流中で攪拌しながらベンゾグアナミン４００ｇを投入
し、徐々に加熱して液温が９０〜９５℃になるまで昇温
し、同温度で６０分反応させ、重量平均分子量約３００
０のベンゾグアナミン樹脂を得た。得られた反応物を冷
却しながら適量のエチレングリコールモノブチルエーテ
ルを添加し、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合
物のブチルエーテル化物のワニスを製造した。

【００１５】次にこれらのワニスに顔料および必要に応
じて分散助剤，体質顔料および溶剤を加えて３本ロール
で充分練肉し、粘度調整した後に３５００メッシュのフ
ィルターによりインキを濾過して赤色，青紫色，緑色の
インキをそれぞれ製造した。尚、各色インキの配合は下
記の様に行った。赤色インキ青紫色インキ緑色インキエポキシ樹脂ワニス２１．０３２．０３０．０ベンゾグアナミン樹脂ワニス５１．５４６．０４５．５顔料２４．０１８．５２１．０体質顔料 ─── １．５１．０溶剤３．５２．０２．５体質顔料はアエロジルＲ─９７２（日本アエロジル株式
会社製），溶剤はジエチレングリコールモノブチルエー
テルをそれぞれ用いた。また各色の顔料の組成を以下に
示す。

【００１６】赤色用顔料リオノーゲンレッドＧＤ（「リオノーゲン」は東洋イン
キ製造株式会社製商標、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６
８）７０部とリオノーゲンオレンジＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントオレンジ３６）３０部との混合物青紫色用顔料リオノールブルーＥＳ（「リオノール」は東洋インキ製
造株式会社製商標、東洋インキ製造社製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ッ
トＲＬ（ピグメントバイオレット２３）２０部との混合
物緑色用顔料リオノールグリーン２ＹＳ（Ｃ．Ｉ．ピグメントグリー
ン３６）７５部とリオノーゲンエロー３Ｇ（Ｃ．Ｉ．ピ
グメントエロー１５４）２５部との混合物

【００１７】比較例１下記の製造法で得られたベンゾグアナミン樹脂を用いた
他は、実施例１と同様にして各色のインキをそれぞれ製
造した。ベンゾグアナミン樹脂は、実施例１における樹
脂の製造中、反応時間を２０分間として得られた重量平
均分子量１５００のベンゾグアナミン樹脂を使用した。

【００１８】カラーフィルターの製造実施例と比較例で得られたインキを用いて次に説明する
凹版印刷によりカラーフィルターを製造した。凹版（１
５０μｍ×１５０μｍドットマトリックス，版深１５μ
ｍ）上に実施例１〜３および比較例１で作製したインキ
を塗布し、ドクターで余分のインキをかきとった後、ブ
ランケットにより凹版上のインキを転写紙，ガラス基材
（１．１ｍｍ厚ＳｉＯ₂コーティング処理ソーダガラ
ス）上にブランケットを移動してインキをガラス基材上
に移した。この操作を各色繰り返すことにより、赤，青
紫，緑のパターンを５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさにわた
って形成した。このパターンを２００℃で１時間加熱処
理しカラーフィルターを作成した。

【００１９】分光特性（透過率）・・・分光光度計で
測定し、図１に示した。耐熱性・・・・・・・２２０℃，１時間で分光透
過率変化を評価し、ピーク透
過率０〜１％（Ａ）；ピーク透過率１〜５％
（Ａ^-）；ピーク透過率
５〜１０％（Ｂ）で示した。膜硬度・・・・・・・鉛筆硬度により膜のキズ，
破れの２種類を評価した。密着性・・・・・
・・テープ剥離試験により剥がれる皮膜の面積を％で評
価した。平滑性・・・・・・・断面の状態を比較した。

【００２０】

【発明の効果】本発明のカラーフィルター用インキ組成
物は、耐性の優れたエポキシ樹脂に分子量の比較的大き
なベンゾグアナミン樹脂を組み合わせることで、被膜の
硬化性を向上させた結果、ガラス基盤との密着性、及び
硬化後の皮膜強度等に優れたカラーフィルター用インキ
組成物が得られた。又、特にインキ組成物のワニスの流
動性に優れているため、本発明のインキ組成物から得ら
れるカラーフィルターは平滑性に優れ、また、顔料の分
散性が高いため分光特性にも優れたカラーフィルターが
得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラーフィルターの分光特性図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者正木達夫東京都台東区台東一丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者立花伸也東京都台東区台東一丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者島康裕東京都台東区台東一丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量平均分子量が１８００〜５０００の
ベンゾグアナミン樹脂５０〜８５重量％および重量平均
分子量が７００〜４０００のエポキシ樹脂１５〜５０重
量％からなるバインダー成分を有機溶剤に溶解させ、顔
料を分散させてなることを特徴とするカラーフィルター
用インキ組成物。