JPH0798407A

JPH0798407A - 液体現像トナーおよびそれに用いる組成物

Info

Publication number: JPH0798407A
Application number: JP24229993A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sasaki; 淳佐々木; Eizaburo Watanabe; 英三郎渡辺; Tenjiyuurou Masui; 典十郎増井
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真を応用し液体現像を行うことによる優
れた特徴を損なうことなく、しかも得られるパターン
（特にはカラーパターン）がとりわけ耐溶剤性に優れ、
且つ製造される品物に「地汚れ」や「かぶり」が発生し
ないようにすること、さらにはカラーフィルターの場合
であれば良好な分光透過率特性が得られるようにするこ
と。【構成】組成物、すなわち（化１）で示されるアミノ基
を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステ
ル５乃至３５重量部と、（化２）で示されるラウリル
（メタ）アクリレート９５乃至６５重量部とからなる共
重合体、そしてこれを含有し電気絶縁性キャリアー液体
中に有機色素と結着樹脂から構成される粒子が分散した
液体現像トナーである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真（静電写真）
を応用して特に湿式現像によりトナーを所望するパター
ン状に付着させる際に用いる液体現像トナーとそれに添
加して用いる組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真（静電写真）を応用して特に湿
式現像により所望するパターン状にトナーを付着させる
技術自体は既に公知である。特にカラーのパターンに応
用した例としては、いわゆるカラーフィルタの製造があ
る。カラーフィルタには色分解や色再生あるいは反射率
低減等のいろいろな使用目的があり、液晶表示装置をは
じめとする各種の表示パネルや固体撮像素子に多く用い
られている。

【０００３】さて、カラーフィルタ一般について述べる
と、既に数多くの製造方法が提案され、且ついくつかの
方法が実用化までされている。それらを簡単に例示する
と、透明基板上に感光性樹脂を塗布し常法に従って所望
のパターンを形成し、該パターンを例えばレッドに染
色、以下同様にしてグリーン、ブルーを形成してカラー
フィルタを製造する方法（染色法）。また、予め顔料等
の色素を分散した感光性樹脂を使用して、常法に従って
所望のパターンを形成し、グリーン、レッド、ブルーの
着色パターンを順次形成する方法（顔料分散法）。そし
て、透明基板上に透明導電層からなる所望のパターンを
形成したのち、着色すべきパターンにのみ通電しながら
電着して着色パターンを形成する方法（電着法）。さら
には、オフセット印刷等によってカラーフィルタを製造
する方法（印刷法）などが提案されている。

【０００４】ところで、これら実用化されているカラー
フィルタの製造方法のうち、前記染色法及び顔料分散法
は、感光液の塗布、ソフトベーク、露光、現像、染色
（顔料分散法では染色工程を含まない）ハードベークを
３回乃至４回繰り返してレッド、グリーン、ブルー（ブ
ラック）からなるカラーフィルタを製造する。ここで、
感光液の塗布及びそのソフトベーク、ハードベークは比
較的長時間を要し工程が長くなる。また、大型の基板に
順次感光液を均一に塗布していくことは困難である。ま
た、電着法では、透明基板上に透明導電層としてＩｎｄ
ｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（以下ＩＴＯという）が一
般に多用される。前記ＩＴＯを成膜して色パターンにあ
わせて微細加工したのち、各色ごとに前記ＩＴＯに通電
して色剤を電着する。したがって、ＩＴＯは端子部で導
通をとるために同色の画素同士が接続していなければな
らず、画素形状や画素配列に制約が生じる。又、異なる
色間ではＩＴＯは導通してはならず、ＩＴＯのパターン
化には高度な微細加工技術が必要である。それから、印
刷法は、感光液の塗布、露光、現像といった所謂フォト
リソグラフィーの必要がなく製造工程は比較的短い。し
かし、パターンの形状や位置精度を高度に維持しなけれ
ばならず、特殊な印刷技術が必要である。

【０００５】そこで、より簡便なカラーフィルタ製造方
法として、カラーフィルタの製造にいわゆる電子写真方
式を応用した技術が、例えば特開昭４８−１６５２９号
公報、特開昭５６−６９６０４号公報、特開昭５６−１
１７２１０号公報、あるいは特開昭６３−２３４２０３
号公報に示されている。

【０００６】この電子写真方式を応用した技術による
と、（イ）まず、透明基板上に透明導電層と透明光導電
層からなる電子写真感光体基板の透明光導電層表面に帯
電を行う工程と、（ロ）次いで、露光により非画素部分
の電荷を除去して電荷からなる静電潜像のパターンを描
く工程と、（ハ）そして、画素部分に当たる静電潜像へ
トナーを付着させ画素を形成する現像工程、以上の一連
の工程を、必要な色（例えばレッド、グリーン、ブル
ー、ブラック）のトナーに対して順次繰り返すことによ
り、電子写真感光体基板上に画素を直接に形成してカラ
ーフィルタを製造している。

【０００７】ちなみに、前記の現像工程には二通りの現
像方法がある。すなわち、（ニ）正現像法；透明光導電層表面の静電潜像の電荷に
対して、逆極性の電荷を持つトナーを付着させる方法。
（前記）（ホ）反転現像法；静電潜像の電荷に対して、同極性の
電荷を持つトナーを付着させる方法。なお、この反転現
像法は、入色すべき画素部分に該当する部位のみの電荷
を除去し、この部位に同極性の電荷を持つトナーを付着
させる方法である。

【０００８】カラーフィルタの電子写真方式を用いて行
う製造方法においては、前記のように、透明光導電層の
静電潜像へトナーを付着させる現像を行い、レッド、グ
リーン、ブルー、ブラックの画素を形成しカラーフィル
タを得る。このとき、静電潜像を現像するためのトナー
は、粒径を細かくすることが出来、またエッジがシャー
プで高解像度の画像が得られることから、本発明の分野
に係わる液体現像トナーを使用するが、重要な点とし
て、安定した極性で帯電し、且つ静電潜像を忠実に再現
できるものでなければならない、ということが挙げられ
る。

【０００９】一般にこの液体現像トナーは、電気絶縁性
キャリアー液体中に、このキャリアー液体に少なくとも
一部可溶な結着樹脂と共に顔料などの有機色素を分散さ
せる。また場合によっては、これに対してさらに電荷を
安定化させる目的から、微量の界面活性剤をキャリアー
液体に溶解させ、粒子界面に選択的に界面活性剤を吸着
せしめた構成となっている。

【００１０】そして、このような液体現像トナーは、カ
ラーフィルターの分光透過率特性の面での技術的要求か
ら、選択された２乃至３成分の有機色素を配合した分散
系として使用することになる。このため、各カラー（例
えばレッド、グリーン、ブルー）のトナーで、正負両極
性の帯電粒子が混在するものとなっていた。そしてこれ
が主な原因となる不良として、画素以外の部分の「地汚
れ」や他画素上への「かぶり」が発生し、さらにこの結
果として、カラーフィルターの最重要品質ともいうべき
分光透過率特性が著しく低下してしまう、という大きな
遠因となっていた。ここで、「地汚れ」とは不良の名称
であり、カラーパターンを形成しようとする面に、不要
なトナーが付着して、結果として汚れた状態になること
をいう。また、「かぶり」もやはり不良の名称である
が、これはカラーを順次繰り返して（例えばレッド、グ
リーン、ブルーの順序で）画素パターンを形成した場
合、すでに入色済みのパターンの上に、不要なカラーの
トナーが付着してしまい、結果としてピーク透過率が低
下してしまう状態になることをいう。

【００１１】そこで、これらの対策として、比較的色素
の極性基に依存せずに帯電符号が揃えられる材料（例え
ばニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、エチルセルロー
ス、あるいはアマニ油変性アルキット樹脂、等。）を結
着樹脂として用いる技術が考えられ、これによって希望
の極性に揃えることが可能であることも一応は確認され
ている。しかしながらこれらの結着樹脂では、材料選択
の余地がごく限られており、しかもこれらにより形成し
たパターンには十分な耐性がみられないという問題も抱
えていた。つまり、例えばカラーの液晶表示装置を製造
する工程中で、配向膜処理を行う際に配向膜の溶剤とし
てＮ−メチル−２−ピロリドンやγ−ブチルラクトンが
用いられているが、これによって前記の結着樹脂は溶解
したり剥離してしまうことから、未だ実用化されるには
至ってはいない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点に
鑑みなされたものであり、その目的とするところは、電
子写真を応用し液体現像を行うことによる優れた特徴を
損なうことなく、しかも得られるパターン（特にはカラ
ーパターン）がとりわけ耐溶剤性に優れ、且つ製造され
る品物に「地汚れ」や「かぶり」が発生しないようにす
ること、さらにはカラーフィルターの場合であれば良好
な分光透過率特性が得られるようにすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】発明者らは、有機色素ま
たは結着樹脂との作用に対し負帯電性を支配するモノマ
ーとして、アミノ基を有するアクリル酸エステルまたは
メタクリル酸エステルを見いだし、本発明を完成するに
至ったものである。そして、前記課題を解決するために
本発明が提供する手段は、すなわち、電気絶縁性キャリ
アー液体中に有機色素と結着樹脂から構成される粒子が
分散した液体現像トナーにおいて、（化１）で示される
アミノ基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル
酸エステル５乃至３５重量部、および、（化２）で示さ
れるラウリル（メタ）アクリレート９５乃至６５重量
部、からなる共重合体組成物が該液体現像トナーに含有
されていることを特徴とする液体現像トナーである。（化１）ただし、Ｒ₁；ＨまたはＣＨ₃ Ｒ₂；Ｈ、ＣＨ₃または（ＣＨ₂）_nＣＨ₃（ｎ＝
１乃至２）（化２）ただし、Ｒ₁；ＨまたはＣＨ₃

【００１４】好ましくは、前記液体現像トナーにおい
て、結着樹脂と色剤とから構成され、前記絶縁性キャリ
アー液体中に分散すべくしてなる粒子に対して、前記共
重合体組成物が１０乃至５０重量部を含有されているこ
とを特徴とする前記の液体現像トナーである。

【００１５】あるいは、電気絶縁性キャリアー液体中に
有機色素と結着樹脂から構成される粒子が分散した液体
現像トナーに含有させるべくしてなる組成物において、
（化３）で示されるアミノ基を有するアクリル酸エステ
ルまたはメタクリル酸エステル５乃至３５重量部、およ
び、（化４）で示されるラウリル（メタ）アクリレート
９５乃至６５重量部、からなる共重合体であることを特
徴とする組成物である。（化３）ただし、Ｒ₁；ＨまたはＣＨ₃ Ｒ₂；Ｈ、ＣＨ₃または（ＣＨ₂）_nＣＨ₃（ｎ＝
１乃至２）（化４）ただし、Ｒ₁；ＨまたはＣＨ₃

【００１６】本発明に係わる組成物およびそれを用いた
液体現像トナーは、湿式現像によるパターンの形成、特
にはカラーのパターンに対して有効であり、さらにはカ
ラーフィルタの製造に特に好適に使用可能である。

【００１７】

【作用】本発明のカラーフィルタ用液体現像トナーは、
電子供与性のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エ
ステルを、電気絶縁性キャリアー液体に可溶なモノマー
と共重合体により含有するため、均一に溶解し有機色素
と結着樹脂から構成されるトナー粒子へ電子を与えて酸
化還元反応が進行し、極性の揃った負帯電液体現像トナ
ーの提供が可能になる。

【００１８】以下に、本発明をより詳細に説明する。本
発明のカラーフィルタ用液体現像トナーは、電気絶縁性
キャリアー液体中に有機色素と結着樹脂さらに、負帯電
電性を支配するビニル化合物と電気絶縁性キャリア液体
に可溶なビニル化合物との共重合体組成物から構成され
る粒子が分散したものとなる。

【００１９】本発明に使用される共重合体組成物は、負
帯電性を支配するビニル化合物と電気絶縁性キャリアー
液体に可溶なビニル化合物とを常法に従いラジカル重合
を行って製造される。共重合体中のアミノ基を有するア
クリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルの重合比
率は、トナー帯電特性が損なわれない範囲で種々選定す
ることができ、５〜３５重量％の範囲が好ましい。５重
量％未満の場合、分散粒子に対しての負帯電作用が不十
分となり、３５％以上ではラウリル（メタ）アクリレー
ト成分が不足しキャリアー液体への溶解性が劣るため均
一な帯電付与が不十分になる。

【００２０】液体現像トナー中における上記共重合体の
含有比率は有機色素と結着樹脂とから構成されるトナー
粒子に対し１０乃至５０重量％を含有せしめることが好
ましい。１０重量％未満の場合、分散粒子に対しての絶
対量が少なく負帯電作用が不十分となり、一方５０重量
％を越える場合、キャリアー液体の電気絶縁性が低下し
トナー帯電特性やカラーフィルタ画像濃度が低下する傾
向にある。

【００２１】さてこの液体現像トナーの色素には、アゾ
レーキ系、不溶性アゾ系、縮合アゾ系、フタロシアニン
系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノ
ン系、アントラキノン系、ペリノン系、チオインジゴ
系、ペリレン系等の十分な分光透過率特性を有する有機
顔料が用いられる。

【００２２】そして液体現像トナーの結着樹脂には、ア
クリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹
脂、環化ゴム、ロジン誘導体、エポキシ樹脂セルロース
類、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、
尿素樹脂等が用いられる。

【００２３】また液体現像トナーの電気絶縁性キャリア
ー液体としては、電気抵抗値が１０ ¹⁰Ω−ｃｍ以上で比
誘電率が３以下の脂肪族系炭化水素、芳香族系炭化水素
が用いられ、例えばＮ−ペンタン、シクロヘキサン、イ
ソパラフィン、塩素化パラフィン、ナフサ、ケロシン軽
油等のものが用いられる。

【００２４】また、本発明の液体現像トナーには、電荷
を調整するための電荷制御剤の添加が可能であり、例え
ば、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸塩、ナフテン酸
銅、ナフテン酸マンガン、オクチル酸コバルト、オクチ
ル酸ジルコニウム、レシチン、ステベライトロジンのア
ルミニウム塩等の従来より公知のものを用いることがで
きる。

【００２５】本発明のカラーフィルタ用液体現像トナー
は、有機色素、結着樹脂及び上記共重合体を電気絶縁性
キャリアー液体中にて混合、分散させるか、あるいは有
機顔料、結着樹脂を混練、分散および粉砕したものを電
気絶縁性キャリアー液体中にて再分散したのち上記共重
合体を加えることにより安定した負帯電性トナーが作製
される。

【００２６】本発明に係わるカラーフィルタ用液体現像
剤の平均粒径は５μｍ以下であることが好ましい。

【００２７】

【実施例】

＜実施例１＞窒素雰囲気下で、イソパラフィン系石油溶
剤（エッソ化学製、商品名：アイソパーＨ）の８０重
量部中へ、ジメチルアミノエチルメタアクリレート４重
量部、ラウリルメタアクリレート１６重量部を混合し溶
液重合を行った。重合開始剤はモノマーに対して１モル
％のα、α’−アゾビスイソブチロニトリルを用いて、
温度８５℃で４時間保ち重合させた。得られた共重合体
溶液を７重量部、赤色有機顔料（ＢＡＳＦ製、商品
名：クロモフタルレッドＡ２Ｂ）を０．７重量部、黄色
有機顔料（大日本インキ化学製、商品名：ファーストゲ
ンイエローＧＲＯ）を０．３重量部、そしてポリブタジ
エン（出光石油化学製、商品名：Ｒ−４５−ＥＰＴ）
を６重量部を、前記アイソパーＨの１０００重量部中に
加えて充分に分散混合し、液体現像トナーを作成した。
この後で、ゼータ電位（ζ−ポテンシャル）を測定した
ところ、完全な負帯電レッドトナーとなっていることが
確認できた。

【００２８】＜実施例２＞赤色有機顔料の代わりに緑色
有機顔料（ＢＡＳＦ製、商品名：ヘリオゲングリーン
Ｌ９３６１）を０．８重量部だけ使用した以外は、＜実
施例１＞と同様にしてグリーントナーの作成を行った。
得られたグリーントナーも完全な負帯電極性を示した。

【００２９】＜実施例３＞前記実施例と同様なジメチル
アミノエチルメタアクリレート−ラウリルメタアクリレ
ート共重合体溶液（ジメチルアミノエチルメタアクリレ
ート成分６重量部）を７重量部、青色有機顔料（ＢＡＳ
Ｆ製、商品名：ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ）を
０．８重量部、紫色有機顔料（大日精化製、商品名：
クロモファインバイオレットＲＥ）を０．２重量部、ポ
リブタジエン（出光石油化学製、商品名：Ｒ−４５−
ＥＰＴ）を６重量部、そしてレシチンを０．１重量部、
これらを混練し分散しそして粉砕した。しかる後に、前
記アイソパーＨの１０００重量部を加えて再分散した。
得られた液体現像トナーの帯電極性をゼータ電位法によ
り測定したところ良好な負帯電ブルートナーが確認でき
た。

【００３０】＜比較例＞ジメチルアミノエチルメタアク
リレートーラウリルメタアクリレート共重合体を含有さ
せなかったこと以外は、＜実施例１＞乃至＜実施例３＞
と同様にして作製したレッド、グリーン、ブルーの液体
現像トナーに対して、その帯電極性をゼータ電位法によ
り測定したところ、レッド、グリーンに配合されている
イエロー粒子ならびにブルーに配合されているバイオレ
ット粒子が正帯電粒子となっていることが確認された。

【００３１】＜結果＞さて、前記の＜実施例１＞乃至＜
実施例３＞および＜比較例＞により得られた液体現像ト
ナーを用いて、特開平５−８０５４７号公報記載の透明
基板上に薄層形成された電子写真感光体へ負帯電、露
光、反転現像を行って、それぞれカラーフィルタ画素パ
ターンを形成し非画素部の分光透過率特性を確認した。
その結果を（表１）に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】（表１）にも示されてあるように、＜実施
例１＞乃至＜実施例３＞で得られた液体現像トナーによ
ると、非画素部の地汚れが全く発生せず、また画素形
状、分光透過率特性、色度等について、いずれも十分に
優れたものが得られていた。一方、＜比較例＞に示した
液体現像トナーによると、地汚れが発生していることが
判る。これは、発明者らの研究によると、イエローまた
はバイオレットの正帯電粒子が、負電荷の残る電子写真
感光体の非画素部へ付着し、その結果として地汚れが発
生したものと考えられる。

【００３４】次いでこれらについて、帯電、露光、現像
の各工程を各色を同様の手順で順に３回繰り返して、電
子写真感光体基板上へレッド、グリーン、ブルーの３色
カラーフィルタを作成した。本発明目に係わる液体現像
トナーを使用した場合には、繰り返し現像を行っても、
他の画素への汚れやカブリ等が発生せず、その結果とし
て優れた分光透過率等特性を有していることが確認でき
た。また、得られたカラーフィルタを、液晶表示装置の
配向膜の溶剤であるＮ−メチルー２ーピロリドンとγー
ブチロルラクトンに対して、それぞれ５分間浸漬した結
果、溶解や膜剥離等は全く認められず、十分な耐溶剤性
があることも確認できた。

【００３５】

【発明の効果】本発明によると、エッジがシャープで高
解像度の画像が得られること、カラーフィルタの製造に
際しては電子写真方式以外の従来の製造方法と比較して
簡便に製造出来、そのうえトナーの粒子の帯電極性の安
定性が確保され、且つ十分な耐溶剤性も得られ、さらに
カラーフィルタの場合であれば優れた分光透過率特性を
満足でき、簡便で低コストな電子写真方式のカラーフィ
ルタの製造が可能となった。すなわち、電子写真を応用
し液体現像を行うことによる優れた特徴を損なうことな
く、しかも得られるパターン（特にはカラーパターン）
がとりわけ耐溶剤性に優れ、且つ製造される品物に「地
汚れ」や「かぶり」が発生しないようにすること、さら
にはカラーフィルターの場合であれば良好な分光透過率
特性を得ることが出来るようになった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性キャリアー液体中に有機色素と
結着樹脂から構成される粒子が分散した液体現像トナー
において、（化１）で示されるアミノ基を有するアクリル酸エステ
ルまたはメタクリル酸エステル５乃至３５重量部、およ
び、（化２）で示されるラウリル（メタ）アクリレート９５
乃至６５重量部、からなる共重合体組成物が該液体現像
トナーに含有されていることを特徴とする液体現像トナ
ー。（化１）ただし、Ｒ₁；ＨまたはＣＨ₃ Ｒ₂；Ｈ、ＣＨ₃または（ＣＨ₂）_nＣＨ₃（ｎ＝
１乃至２）（化２）ただし、Ｒ₁；ＨまたはＣＨ₃
【請求項２】前記液体現像トナーにおいて、結着樹脂と色剤とから構成され、前記絶縁性キャリアー
液体中に分散すべくしてなる粒子に対して、前記共重合
体組成物が１０乃至５０重量部を含有されていることを
特徴とする請求項１記載の液体現像トナー。
【請求項３】電気絶縁性キャリアー液体中に有機色素と
結着樹脂から構成される粒子が分散した液体現像トナー
に含有させるべくしてなる組成物において、（化３）で示されるアミノ基を有するアクリル酸エステ
ルまたはメタクリル酸エステル５乃至３５重量部、およ
び、（化４）で示されるラウリル（メタ）アクリレート９５
乃至６５重量部、からなる共重合体であることを特徴と
する組成物。（化３）ただし、Ｒ₁；ＨまたはＣＨ₃ Ｒ₂；Ｈ、ＣＨ₃または（ＣＨ₂）_nＣＨ₃（ｎ＝
１乃至２）（化４）ただし、Ｒ₁；ＨまたはＣＨ₃