JPH1121487A - Pigment-dispersing type aqueous ink and production of color filter - Google Patents

Pigment-dispersing type aqueous ink and production of color filter

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JPH1121487A
JPH1121487A JP17616797A JP17616797A JPH1121487A JP H1121487 A JPH1121487 A JP H1121487A JP 17616797 A JP17616797 A JP 17616797A JP 17616797 A JP17616797 A JP 17616797A JP H1121487 A JPH1121487 A JP H1121487A
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JP
Japan
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pigment
ink
color filter
aqueous ink
weight
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JP17616797A
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Japanese (ja)
Inventor
Yorisuke Ikuta
順亮 生田
Naohiko Ishimaru
直彦 石丸
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject ink enabling continuous production of color filter by including a pigment, a polymer surfactant, an anionic surfactant, an organic amine, an organic solvent and water at a specific ratio. SOLUTION: This ink comprises (A) 1-5 wt.% pigment, (B) 0.2-7 wt.% polymer surfactant having aromatic ring (preferably benzene ring or naphthalene ring) and hydrophilic group (preferably carboxyl group, polyoxyethylene group or hydroxyl group) with 500-40,000 molecular weight, (C) 0.001-2 wt.% anionic surfactant having <500 molecular weight, (D) 0.5-8 wt.% organic amine of the formula NR<1> R<2> R<3> (R<1> to R<3> are each independently H, a 1-4C hydroxyalkyl, with the proviso that at least one among R<1> to R<3> is not H) (preferably ethanol amine), (E) an organic solvent and (F) water. Dispersibility of pigment is improved and discharge which is stable for a long period in ink jet method can be performed by using the ink.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット法
によりカラーフィルタを製造するための顔料分散型水性
インク及びカラーフィルタ製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pigment-dispersed aqueous ink for producing a color filter by an ink-jet method and a method for producing a color filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子は近年のパソコンの発達に
伴いカラー表示が増加しており、そのためにカラーフィ
ルタが使用されている。このカラーフィルタについて
は、100×300μm程度のピッチで800×600
×3画素とか、1024×768×3画素とかの微細な
カラーフィルタを形成する必要がある。このため、現在
は顔料分散法による形成が主流となっている。
2. Description of the Related Art The color display of liquid crystal display devices has been increasing with the recent development of personal computers, and color filters have been used for this purpose. This color filter is 800 × 600 at a pitch of about 100 × 300 μm.
It is necessary to form fine color filters such as × 3 pixels or 1024 × 768 × 3 pixels. For this reason, formation by the pigment dispersion method is now mainstream.

【0003】この顔料分散法は、フォトリソグラフィ技
術を用いる方法であることから、高価なフォトレジスト
を用いたり、レジストの塗布、乾燥、露光、現像、硬化
等の各工程を3回は繰り返すことになる。このため、巨
額の設備投資が必要となり、かつフォトリソ工程のため
に生産性が低く、得られるカラーフィルタの価格が高く
なる問題があった。
[0003] Since the pigment dispersion method is a method using a photolithography technique, an expensive photoresist is used, and each step of coating, drying, exposing, developing, and curing the resist is repeated three times. Become. For this reason, there has been a problem that a huge amount of capital investment is required, the productivity is low due to the photolithography process, and the price of the obtained color filter is high.

【0004】このため、製造装置が簡便で生産性が良い
カラーフィルタの製造方法として、インクジェット法が
注目されてきている。インクジェット装置は、装置が小
型で簡便であり、騒音が少なく、ランニングコストが安
く、カラー化が容易であるため、オフィスユース及びパ
ーソナルユースの紙用のプリンタとして近年急速に普及
してきている。
[0004] For this reason, an ink-jet method has been attracting attention as a method of manufacturing a color filter with a simple manufacturing apparatus and high productivity. 2. Description of the Related Art Inkjet apparatuses have been rapidly spread in recent years as office and personal use paper printers because the apparatuses are small and simple, have low noise, have low running costs, and are easy to colorize.

【0005】このプリンタ用としては、最近では特に低
価格のカラー画像出力機としての要望が高く、これに応
えるべき技術手段としては、水溶性染料を用いたインク
を用いてインクジェットプリンタによりカラー画像を得
るのが一般的であった。
In recent years, there has been a great demand for a low-cost color image output device for this printer, and as a technical means to meet this demand, a color image is formed by an ink jet printer using an ink using a water-soluble dye. It was common to get.

【0006】ところが、カラー画像の場合、複数色のう
ち一色でも耐水性や耐光性が悪いとそれらの影響でカラ
ー画像の品位が極端に劣化する場合があるため、記録液
の着色剤として堅牢性の高い顔料がインクジェット記録
用として使用されることが期待されている。
However, in the case of a color image, if one of a plurality of colors has poor water fastness or light fastness, the quality of the color image may be extremely deteriorated due to the influence of the poor water fastness or light fastness. Is expected to be used for inkjet recording.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし顔料インクをイ
ンクジェット装置で吐出する場合、ノズル近傍のインク
が乾燥する、すなわちインク中の溶媒が揮発することに
より、顔料が凝集、沈降し、ノズルの目づまりが起きる
問題があった。このため、耐久性の低い染料インクに頼
らざるを得ない問題があった。
However, when a pigment ink is ejected by an ink jet apparatus, the ink near the nozzle dries, that is, the solvent in the ink volatilizes, so that the pigment agglomerates and sediments, and the nozzle becomes clogged. There was a problem that occurred. For this reason, there was a problem that the dye ink having low durability had to be relied on.

【0008】本発明は、これらの問題を解決し、耐候性
が良い顔料インクであり、取扱いのしやすい水性インク
であり、ノズルの目づまりを生じにくく、カラーフィル
タの連続生産に適した顔料分散型水性インク及びカラー
フィルタ製造方法を提供することを目的とする。
The present invention solves these problems, is a pigment ink having good weather resistance, is an aqueous ink that is easy to handle, hardly causes nozzle clogging, and is suitable for a continuous production of a color filter. It is an object to provide a water-based ink and a color filter manufacturing method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、インクジェッ
ト法によりカラーフィルタを製造するための顔料分散型
水性インクにおいて、顔料1〜5重量%と、芳香環と親
水性基とを有する分子量500〜40000の高分子界
面活性剤0.2〜7重量%と、分子量500未満のアニ
オン系界面活性剤0.01〜2重量%と、一般式NR1
23 で示される有機アミン(なお、R1 、R2 、R
3 は夫々独立に水素原子又は炭素数1〜4のヒドロキシ
アルキル基であり、R1 、R2 、R3 は同一であっても
異なっていてもよい。R1 、R2 、R3 の少なくとも1
つは水素原子ではない。)0.5〜8重量%と、溶媒と
して有機溶媒と水とを含むことを特徴とする顔料分散型
水性インクを提供する。
According to the present invention, there is provided a pigment-dispersed aqueous ink for producing a color filter by an ink-jet method, comprising 1 to 5% by weight of a pigment and a molecular weight of 500 to 500 having an aromatic ring and a hydrophilic group. a polymeric surfactant from 0.2 to 7 wt% of the 40000, the anionic surfactant from 0.01 to 2 wt% of molecular weight below 500, the general formula NR 1
Organic amines represented by R 2 R 3 (R 1 , R 2 , R
3 is each independently a hydrogen atom or a hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different. At least one of R 1 , R 2 and R 3
One is not a hydrogen atom. A) a pigment-dispersed aqueous ink comprising 0.5 to 8% by weight, and an organic solvent and water as a solvent;

【0010】また、高分子界面活性剤は、芳香環がベン
ゼン環又はナフタレン環であり、親水性基がカルボキシ
ル基、ポリオキシエチレン基又はヒドロキシル基である
上記の顔料分散型水性インクを提供する。また、アニオ
ン系界面活性剤は、炭素数6以上の有機硫酸塩又は炭素
数6以上の有機スルホン酸塩である上記の顔料分散型水
性インクを提供する。
Further, the polymer surfactant provides the above pigment-dispersed aqueous ink in which the aromatic ring is a benzene ring or a naphthalene ring, and the hydrophilic group is a carboxyl group, a polyoxyethylene group or a hydroxyl group. Further, the above-mentioned pigment-dispersed aqueous ink is provided, wherein the anionic surfactant is an organic sulfate having 6 or more carbon atoms or an organic sulfonate having 6 or more carbon atoms.

【0011】さらに、顔料分散型水性インクを用いて複
数のインクジェットノズルからインクを吐出させてカラ
ーフィルタを製造するカラーフィルタ製造方法におい
て、顔料、芳香環と親水性基とを有する分子量500〜
40000の高分子界面活性剤、分子量500未満のア
ニオン系界面活性剤、一般式NR123 で示される
有機アミン(なお、R1 、R2 、R3 は夫々独立に水素
原子又は炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基であり、
1 、R2 、R3 は同一であっても異なっていてもよ
い。R1 、R2 、R3 の少なくとも1つは水素原子では
ない。)、有機溶媒、及び水と含む顔料分散型水性イン
クを用い、遮光膜の少なくとも上面の撥水性が遮光膜の
設けられていない画素領域の表面の撥水性よりも高い遮
光膜の堰で囲まれた画素領域にインクを吐出することを
特徴とするカラーフィルタ製造方法を提供する。また、
顔料分散型水性インクとして前記の顔料分散型水性イン
クを用いる上記のカラーフィルタ製造方法を提供する。
Further, in a color filter manufacturing method for manufacturing a color filter by ejecting ink from a plurality of ink jet nozzles using a pigment-dispersed aqueous ink, a method for manufacturing a color filter comprising a pigment, an aromatic ring and a hydrophilic group having a molecular weight of 500 to 500
40,000 polymeric surfactants, anionic surfactants having a molecular weight of less than 500, and organic amines represented by the general formula NR 1 R 2 R 3 (R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a carbon atom. A hydroxyalkyl group of Formulas 1 to 4,
R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different. At least one of R 1 , R 2 and R 3 is not a hydrogen atom. ), Using a pigment-dispersed water-based ink containing an organic solvent and water, surrounded by a light-shielding film weir in which the water repellency of at least the upper surface of the light-shielding film is higher than the water-repellency of the surface of the pixel region where the light-shielding film is not provided. A method for manufacturing a color filter, characterized by ejecting ink to a pixel region. Also,
The present invention provides the above-mentioned method for producing a color filter, wherein the above-mentioned pigment-dispersed aqueous ink is used as the pigment-dispersed aqueous ink.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の顔料分散型水性インク
は、有機溶媒と水とに、顔料、芳香環と親水性基とを有
する分子量500以上40000以下の高分子界面活性
剤、分子量500未満のアニオン系界面活性剤、一般式
NR123 で示される有機アミンを含有させたもの
であり、インクジェット法により均一性良くカラーフィ
ルタを製造できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The pigment-dispersed aqueous ink of the present invention comprises a pigment, an aromatic ring and a hydrophilic group, a high molecular surfactant having a molecular weight of 500 to 40,000 and an organic solvent and water, and a molecular weight of less than 500. And an organic amine represented by the general formula NR 1 R 2 R 3 , and a color filter can be manufactured with high uniformity by an inkjet method.

【0013】本発明では顔料を着色剤として用いる。顔
料としては、有機又は無機の顔料が使用できる。顔料の
種類は所望の色が得られるように選択すればよく、単独
又は混合してインクに対して1〜5重量%とされる。1
重量%未満では色が薄くなりすぎ、インク量が増加し乾
燥ムラが生じやすくなりやすい。5重量%超ではインク
吐出中に目づまりを生じやすくなり、歩留りが低下する
傾向がある。
In the present invention, a pigment is used as a coloring agent. As the pigment, an organic or inorganic pigment can be used. The type of the pigment may be selected so as to obtain a desired color, and may be used alone or as a mixture at 1 to 5% by weight based on the ink. 1
If the amount is less than the weight percentage, the color becomes too light, the amount of ink increases, and drying unevenness easily occurs. If it exceeds 5% by weight, clogging is likely to occur during ink ejection, and the yield tends to decrease.

【0014】本発明で用いる高分子界面活性剤として
は、芳香環と親水性基とを有する分子量500〜400
00の高分子界面活性剤が使用される。使用量はインク
に対して0.2〜7重量%とされる。この範囲内で添加
することにより、顔料の分散性が向上し、均一な着色が
得られやすくなる。
The high molecular surfactant used in the present invention has a molecular weight of 500 to 400 having an aromatic ring and a hydrophilic group.
00 polymeric surfactants are used. The used amount is 0.2 to 7% by weight based on the ink. By adding in this range, the dispersibility of the pigment is improved, and uniform coloring is easily obtained.

【0015】具体的にはベンゼン環、ナフタレン環等の
芳香環とカルボキシル基、ヒドロキシル基等の親水性基
を有し分子量が500〜40000の高分子界面活性剤
が用いられる。特に、芳香環としてベンゼン環又はナフ
タレン環を有するとともに親水性基としてカルボキシル
基、ポリオキシエチレン基又はヒドロキシル基を有する
化合物が分散性が良いので好ましい。
Specifically, a polymeric surfactant having an aromatic ring such as a benzene ring or a naphthalene ring and a hydrophilic group such as a carboxyl group or a hydroxyl group and having a molecular weight of 500 to 40,000 is used. In particular, a compound having a benzene ring or a naphthalene ring as an aromatic ring and a carboxyl group, a polyoxyethylene group or a hydroxyl group as a hydrophilic group is preferable because of good dispersibility.

【0016】具体例としては、たとえば、スチレン−ア
クリル酸共重合体やスチレン−マレイン酸共重合体では
分子量1500〜40000のもの、ナフタレン環にオ
キシエチレン基が複数つながり末端にヒドロキシル基を
有する化合物では分子量500〜1000のもの等があ
る。
As a specific example, for example, a styrene-acrylic acid copolymer or a styrene-maleic acid copolymer having a molecular weight of 1500 to 40000, or a compound having a plurality of oxyethylene groups connected to a naphthalene ring and having a hydroxyl group at a terminal is used. And those having a molecular weight of 500 to 1,000.

【0017】本発明では分子量500未満のアニオン系
界面活性剤を、インクに対して0.01〜2重量%用い
る。0.01重量%未満ではインク吐出時に目づまりを
生じやすくなり、2重量%超ではインクの表面張力が下
がり、インクの飛滴状態が不安定になりやすくなり、生
産歩留りが低下しやすくなる。より好ましくは0.05
〜0.5重量%とされる。
In the present invention, an anionic surfactant having a molecular weight of less than 500 is used in an amount of 0.01 to 2% by weight based on the ink. If the amount is less than 0.01% by weight, clogging is likely to occur at the time of ink ejection. If the amount exceeds 2% by weight, the surface tension of the ink is reduced, the state of ink droplets tends to be unstable, and the production yield is likely to be reduced. More preferably 0.05
To 0.5% by weight.

【0018】このアニオン系界面活性剤としては高級脂
肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、ア
ルキルエステル硫酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸
塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、アルキ
ルアリールスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン
酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル
エーテルリン酸塩、アルキルアリールエーテルリン酸塩
等がある。
Examples of the anionic surfactant include higher fatty acid salts, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, alkyl ester sulfates, alkyl aryl ether sulfates, alkyl sulfonates, sulfosuccinates, alkyl aryl sulfonates, and the like. Alkyl naphthalene sulfonate, alkyl phosphate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, alkyl aryl ether phosphate and the like.

【0019】これらのアニオン系界面活性剤のうち、炭
素数6以上の有機硫酸塩又は炭素数6以上の有機スルホ
ン酸塩を用いると、目づまりを生じにくく安定したイン
クジェットの吐出ができ、製造したカラーフィルタが均
一になりやすい。
When an organic sulfate having 6 or more carbon atoms or an organic sulfonate having 6 or more carbon atoms is used among these anionic surfactants, clogging hardly occurs and stable ink jet discharge can be performed. Filters tend to be uniform.

【0020】本発明では、一般式NR123 で示さ
れる有機アミンを、インクに対して0.5〜8重量%用
いる。0.5重量%未満ではインク吐出時にインク中の
溶媒の揮発による目づまりを生じやすくなり、8重量%
超では顔料の分散安定性が低下する。
In the present invention, the organic amine represented by the general formula NR 1 R 2 R 3 is used in an amount of 0.5 to 8% by weight based on the ink. If the amount is less than 0.5% by weight, clogging due to evaporation of the solvent in the ink is likely to occur at the time of ink ejection, and 8% by weight
If the amount is more than 1, the dispersion stability of the pigment is reduced.

【0021】なお、一般式NR123 におけるR
1 、R2 、R3 は夫々独立に水素原子又は炭素数1〜4
(好ましくは炭素数2〜4)のヒドロキシアルキル基で
ある。このR1 、R2 、R3 は同一であっても異なって
いてもよい。R1 、R2 、R3の少なくとも1つは水素
原子ではない。この一般式NR123 で示される有
機アミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミンが好ましい。
The R in the general formula NR 1 R 2 R 3
1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a carbon number of 1 to 4;
(Preferably having 2 to 4 carbon atoms) a hydroxyalkyl group. R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different. At least one of R 1 , R 2 and R 3 is not a hydrogen atom. As the organic amine represented by the general formula NR 1 R 2 R 3 , monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine are preferable.

【0022】これらの他に、本発明では吐出して形成し
た着色層の信頼性を高めるためにバインダ成分を添加で
きる。バインダとしては、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂等のエマルジョン、ポリビニルアセタ
ール等の水溶性樹脂、2−ヒドロキシエチル(メタ)ア
クリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート等
の水溶性モノマー、水溶性オリゴマー等が挙げられ、こ
れらは基板上にインクを吐出後、熱又は光により硬化さ
せることもできる。
In addition to the above, in the present invention, a binder component can be added to enhance the reliability of the colored layer formed by discharging. Examples of the binder include emulsions such as acrylic resin, epoxy resin and melamine resin, water-soluble resins such as polyvinyl acetal, water-soluble monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and polyethylene glycol diacrylate, and water-soluble oligomers. These can be cured by heat or light after the ink is discharged onto the substrate.

【0023】本発明では、上記の顔料、芳香環と親水性
基とを有する分子量500〜40000の高分子界面活
性剤、分子量500未満のアニオン系界面活性剤とを含
む固形分成分を1.21〜15重量%とするのが好まし
い。1.21重量%未満では、薄くなり過ぎ色ムラが生
じやすくなり、15重量%を超えるとインクジェットヘ
ッドからの吐出が不安定になりやすい。
In the present invention, a solid component containing the pigment, a high molecular surfactant having an aromatic ring and a hydrophilic group and having a molecular weight of 500 to 40,000 and an anionic surfactant having a molecular weight of less than 500 is contained in an amount of 1.21%. It is preferable to set it to 15% by weight. If the content is less than 1.21% by weight, the color becomes too thin and color unevenness is likely to occur. If the content is more than 15% by weight, ejection from the inkjet head tends to be unstable.

【0024】固形分成分は、より好ましくは2〜8重量
%とされる。2重量%未満では、色が薄くなるのでイン
ク液滴数を増やす必要があり生産性が低下しやすい。8
重量%を超えるとインクの粘度をインクジェットの最適
値に調整しにくくなる。
The solid component is more preferably 2 to 8% by weight. If the content is less than 2% by weight, the color becomes lighter, so it is necessary to increase the number of ink droplets, and the productivity tends to decrease. 8
If the amount is more than 10% by weight, it becomes difficult to adjust the viscosity of the ink to an optimum value for inkjet.

【0025】この固形分成分には、上記のバインダ成分
や、消泡剤、防腐剤等の添加剤等を必要に応じて含めう
る。なお、顔料、芳香環と親水性基とを有する分子量5
00〜40000の高分子界面活性剤、分子量500未
満のアニオン系界面活性剤は、この固形分成分を100
重量%としたときに、少なくとも40重量%以上、より
好ましくは80重量%以上含められる。
The solid component may contain the above-mentioned binder component and additives such as an antifoaming agent and a preservative, if necessary. It should be noted that a pigment having a molecular weight of 5 having an aromatic ring and a hydrophilic group
A polymer surfactant having a molecular weight of from 00 to 40,000 and an anionic surfactant having a molecular weight of less than 500 have a solid content of 100%.
% By weight, at least 40% by weight or more, more preferably 80% by weight or more.

【0026】また、非固形成分は、一般式NR12
3 で示される有機アミン、有機溶媒と水とを含む。非固
形成分は、加熱硬化時に揮発して形成されたカラーフィ
ルタにはほとんど残存しないものである。なお、非固形
成分には加熱硬化時に揮発して後に残らない何らかの添
加剤を添加してもよい。
The non-solid component is represented by the general formula NR 1 R 2 R
The organic amine represented by 3 contains an organic solvent and water. The non-solid components hardly remain in the color filter formed by volatilization during heat curing. In addition, you may add the additive which volatilizes at the time of heat hardening and does not remain after to a non-solid component.

【0027】溶媒としての水はイオン交換水(脱イオン
水)を使用することが好ましい。またその他、併用しう
る任意の有機溶媒として、以下のような有機溶媒から適
宜選択して使用すればよい。
It is preferable to use ion-exchanged water (deionized water) as water as a solvent. Other arbitrary organic solvents that can be used in combination may be appropriately selected from the following organic solvents and used.

【0028】メタノール、エタノール、n−プロパノー
ル、イソプロパノール、n−ブタノール、sec−ブタ
ノール、tert−ブタノール等のアルカノール類、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド
類、アセトン等のケトン類、ジアセトンアルコール等の
ケトンアルコール類、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレン
グリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリ
コール等のアルキレングリコール類、エチレングリコー
ルモノメチル(又はエチル、ブチル)エーテル、ジエチ
レングリコールモノメチル(又はエチル、ブチル)エー
テル、プロピレングリコールモノメチル(又はエチル、
ブチル)エーテル等のアルキルエーテル類、チオジグリ
コール、グリセリン。
Alkanols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol and tert-butanol; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketones such as acetone; Ketone alcohols, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol,
Alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, ethylene glycol monomethyl (or ethyl, butyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or ethyl, butyl) ether, propylene glycol monomethyl (or ethyl,
Alkyl ethers such as butyl) ether, thiodiglycol, and glycerin.

【0029】これらの多くの水溶性有機溶剤のうちで、
沸点や保湿性等の観点から、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、グリセリンが特に好ましい。本発明
におけるインク中の上記有機溶媒の含有量は、インク全
重量の1〜60重量%の範囲が好ましく、5〜20重量
%の範囲がより好ましい。
Of these many water-soluble organic solvents,
Ethylene glycol, diethylene glycol, and glycerin are particularly preferred from the viewpoint of the boiling point, moisture retention, and the like. The content of the organic solvent in the ink of the invention is preferably in the range of 1 to 60% by weight, more preferably in the range of 5 to 20% by weight based on the total weight of the ink.

【0030】上記のような成分を混合した本発明のイン
クは、インクジェットヘッドから吐出させて用いられ
る。この場合、カラーフィルタの製造では、一般の紙や
布への印刷とは異なり、光や熱に対する耐久性が要求さ
れ、染料インクでは耐久性が不足するので、顔料インク
が用いられる。また、この場合、インクが吐出される媒
体がガラス基板やプラスチック基板であり、これらは通
常インクの水分や溶媒を吸収しない材質である。
The ink of the present invention in which the above components are mixed is used by being discharged from an ink jet head. In this case, in the production of a color filter, unlike printing on general paper or cloth, durability against light and heat is required, and the durability of a dye ink is insufficient. Therefore, a pigment ink is used. In this case, the medium from which the ink is ejected is a glass substrate or a plastic substrate, which is a material that does not normally absorb the water or solvent of the ink.

【0031】紙や布に対して印刷する場合と同様に、こ
れらの基板に対してインクを吐出しても、基板にはきれ
いに印刷できない。すなわち、基板が水や溶媒を吸収し
ないので、吐出したインクが基板面に衝突したときに周
辺に飛び散ったり流れ出したりして目的とした着色パタ
ーンが形成できない。
As in the case of printing on paper or cloth, even if ink is ejected on these substrates, it is not possible to print on the substrates neatly. That is, since the substrate does not absorb water or the solvent, when the ejected ink collides with the substrate surface, it scatters or flows out to the periphery, so that a desired colored pattern cannot be formed.

【0032】このため、基板にあらかじめ着色層を形成
しようとする画素領域の周辺に遮光膜で堰を形成してお
く。このように堰を形成しておくことにより、吐出した
インクがその堰に囲まれた画素領域内にとどまるように
なしうる。この遮光膜の堰は、樹脂による遮光膜のよう
にそれ自体が厚膜の遮光膜であってもよく、クロム等の
薄膜の金属遮光膜と非遮光性の樹脂の厚膜との組合せで
あってもよい。
For this reason, a weir is formed beforehand around the pixel region where the colored layer is to be formed on the substrate by a light-shielding film. By forming the weir in this way, the ejected ink can be made to remain in the pixel region surrounded by the weir. The light shielding film dam may itself be a thick light shielding film like a resin light shielding film, or may be a combination of a thin metal film such as chrome and a non-light shielding resin thick film. You may.

【0033】この際に、この遮光膜は、遮光膜の少なく
とも上面の撥水性が遮光膜の設けられていない画素領域
の表面の撥水性よりも高くされる。これにより、インク
が遮光膜上にはみ出しにくくなる。
At this time, in this light shielding film, the water repellency of at least the upper surface of the light shielding film is made higher than the water repellency of the surface of the pixel region where the light shielding film is not provided. This makes it difficult for the ink to protrude onto the light shielding film.

【0034】この撥水性は次のような方法で付与されれ
ばよい。遮光膜の材料自体に撥水性を付与しておいても
よい。また、材料自体には撥水性がないか低い遮光膜材
料を用い遮光膜を形成後、遮光膜の表面を撥水処理して
もよい。なお、後者の場合、工程としては、全面を撥水
処理し、画素領域のみの撥水性を低下させる方法も採用
できる。
The water repellency may be provided by the following method. Water repellency may be imparted to the material of the light shielding film itself. Further, after forming a light-shielding film using a light-shielding film material having no or low water repellency, the surface of the light-shielding film may be subjected to a water-repellent treatment. In the latter case, as the process, a method of performing water repellency treatment on the entire surface to reduce the water repellency of only the pixel region can be adopted.

【0035】カラーフィルタの製造は、インクジェット
ヘッドを基板に対して相対的に走査して所望の着色パタ
ーンを得るようにすればよい。ノズル数が少なければ、
XY2方向に走査し、ノズル数が多ければ、ライン単位
で1方向にのみ走査するというような走査方法が使用で
きる。
The color filter may be manufactured by scanning the ink jet head relative to the substrate to obtain a desired colored pattern. If the number of nozzles is small,
A scanning method in which scanning is performed in the X and Y directions and if the number of nozzles is large, scanning in only one direction per line can be used.

【0036】通常はRGB3色を3回の走査で形成する
が、3色同時に形成できるインクジェットヘッドを用い
れば、1回の走査でも製造できる。また、カラーフィル
タ自体が2色でよければ、2回の走査としてもよい。
Normally, three colors of RGB are formed by three scans. However, if an ink jet head capable of forming three colors simultaneously can be used, it can be manufactured by one scan. Further, if the color filter itself has two colors, the scanning may be performed twice.

【0037】さらに、必要に応じて、インクの乾燥、硬
化工程を経てカラーフィルタ基板とされる。その上に必
要に応じてSiO2 、TiO2 等の無機膜やアクリル樹
脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の樹脂膜を形成し、
ITO等の導電膜を形成して用いられる。
Further, if necessary, the color filter substrate is formed through drying and curing steps of the ink. An inorganic film such as SiO 2 and TiO 2 and a resin film such as an acrylic resin, an epoxy resin, and a silicon resin are formed thereon as necessary.
A conductive film such as ITO is formed and used.

【0038】このようにして形成された導電膜付きのカ
ラーフィルタ基板と、もう1枚の導電膜付きの基板とを
電極面が相対向するように配置して、その間に液晶を封
入して液晶表示素子とされる。この場合、必要に応じて
電極上にSiO2 、TiO2 等の無機膜やポリイミド、
ポリアミド等の樹脂膜を設けたり、それらの表面をラビ
ングにより水平配向処理したり、アミノシランで垂直配
向処理をする。
The color filter substrate with the conductive film formed in this way and another substrate with the conductive film are arranged so that the electrode surfaces are opposed to each other, and liquid crystal is sealed between them. It is a display element. In this case, if necessary, an inorganic film such as SiO 2 or TiO 2 or a polyimide,
A resin film of polyamide or the like is provided, their surfaces are subjected to horizontal alignment processing by rubbing, or vertical alignment processing by aminosilane.

【0039】また、液晶は公知の種々の液晶が使用でき
る。具体的には、ネマチック液晶が代表的な液晶である
が、スメクチック液晶や他の液晶でもよく、液晶中に2
色性色素を混ぜたゲストホスト型液晶としてもよい。
Various known liquid crystals can be used as the liquid crystal. Specifically, a nematic liquid crystal is a typical liquid crystal, but a smectic liquid crystal or another liquid crystal may be used.
A guest-host type liquid crystal mixed with a coloring dye may be used.

【0040】[0040]

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。各
成分の略号は表1に示す。表2に示す組成比(単位:重
量部、なお、PSMA1、PSMA2、PSAAについ
ては有効成分と実質的に水からなる媒体成分の合計の重
量部。)で各成分を混合し、レッド顔料分散液Rについ
てはボールミルで20時間分散を行いさらに遠心分離処
理をかけることにより、グリーン顔料分散液G1 及びグ
リーン顔料分散液G2 についてはサンドミルで7時間分
散を行いさらにメンブランフィルタで加圧ろ過すること
により、ブルー顔料分散液Bについてはサンドミルで5
時間分散を行いさらにメンブランフィルタで加圧ろ過す
ることにより、粗大粒子を除去した。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. The abbreviations for each component are shown in Table 1. Each component was mixed at a composition ratio shown in Table 2 (unit: parts by weight; for PSMA1, PSMA2, and PSAA, the total weight parts of the active ingredient and the medium component substantially consisting of water), and a red pigment dispersion was prepared. R is dispersed in a ball mill for 20 hours and further subjected to centrifugation treatment. The green pigment dispersion G 1 and the green pigment dispersion G 2 are dispersed in a sand mill for 7 hours, and then pressure-filtered with a membrane filter. The blue pigment dispersion B is 5
The dispersion was performed for a time, followed by filtration under pressure with a membrane filter to remove coarse particles.

【0041】インクの作製は、こうして得た各色分散液
を用いて表3、表4に示す組成比(単位:重量部)で各
成分を加えることによりインクを調製した。得られた例
1〜例13(うち例11〜例13は比較例)のインクを
インクジェットヘッドに適用して次の試験を行った。そ
の結果も表3、表4に示す。
The ink was prepared by adding each component at a composition ratio (unit: parts by weight) shown in Tables 3 and 4 using the respective color dispersions thus obtained. The following tests were performed by applying the obtained inks of Examples 1 to 13 (of which Examples 11 to 13 were comparative examples) to an ink jet head. The results are also shown in Tables 3 and 4.

【0042】試験1:一定の吐出パルス(周波数1kH
z)を2.5秒周期で断続的に与えてインクを吐出さ
せ、オリフィスから吐出されたインク5滴分の固形分堆
積量を測定した。試験開始時の固形分堆積量に対する試
験開始後20時間経過したときの固形分堆積量の比率
が、95%以上である場合に「◎」とし、90%以上9
5%未満である場合に「○」とし、70%以上90%未
満である場合に「△」とし、70%未満又は液が吐出さ
れていない場合に「×」とした。
Test 1: Constant discharge pulse (frequency 1 kHz)
z) was applied intermittently at a cycle of 2.5 seconds to eject ink, and the solid deposition amount of 5 drops of ink ejected from the orifice was measured. When the ratio of the amount of solids deposited 20 hours after the start of the test to the amount of solids deposited at the start of the test was 95% or more, it was evaluated as “◎” and 90% or more.
When it was less than 5%, it was evaluated as “○”, when it was 70% or more and less than 90%, it was evaluated as “Δ”, and when it was less than 70% or the liquid was not discharged, it was evaluated as “X”.

【0043】試験2:一定の吐出パルス(周波数1kH
z)を2.5秒周期で断続的に与えてインクを吐出さ
せ、インクがオリフィスから吐出されて1ミリ秒後にお
けるインク飛滴とインクジェットヘッドとの間の距離を
ストロボカメラにより求めた。試験開始時の吐出速度
(距離)に対する試験開始後20時間経過したときの吐
出速度(距離)の比率が、90%以上である場合に
「○」とし、70%以上90%未満である場合に「△」
とし、70%未満又は液が吐出されていない場合に
「×」とした。
Test 2: Constant discharge pulse (frequency 1 kHz)
z) was applied intermittently at a cycle of 2.5 seconds to eject the ink, and the distance between the ink droplet and the ink jet head 1 ms after the ink was ejected from the orifice was determined by a strobe camera. When the ratio of the discharge speed (distance) after 20 hours from the start of the test to the discharge speed (distance) at the start of the test is 90% or more, "O" is given, and when the ratio is 70% or more and less than 90%. "△"
And “×” when less than 70% or when the liquid was not discharged.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】[0046]

【表3】 [Table 3]

【0047】[0047]

【表4】 [Table 4]

【0048】ガラス基板上に黒色樹脂による厚さ1μm
の遮光膜をフォトリソグラフィ法により画素領域周辺に
形成した。この遮光膜は、全面に黒色樹脂を塗布して、
その上面をフッ素系の撥水処理剤で処理してから、フォ
トリソグラフィ法によりパターニングを行い、800×
600×3色の画素領域の周辺に形成した。
1 μm thick black resin on a glass substrate
Was formed around the pixel region by photolithography. This light-shielding film is coated with black resin on the entire surface,
After treating the upper surface with a fluorine-based water-repellent agent, patterning is performed by a photolithography method, and 800 ×
It was formed around a pixel area of 600 × 3 colors.

【0049】例1、例2、例4のRGB3色のインクを
用い、インクジェットヘッドにインクを供給しつつ、イ
ンクジェットヘッドをこの遮光膜を形成したガラス基板
に対して直交する2方向に相対的に走査して、これを3
回繰り返してカラーフィルタを形成した。
Using the three colors of RGB of Examples 1, 2 and 4, ink was supplied to the ink jet head, and the ink jet head was relatively moved in two directions perpendicular to the glass substrate on which the light shielding film was formed. Scan it and add 3
The process was repeated twice to form a color filter.

【0050】このカラーフィルタ基板の上にアクリル−
エポキシ系の平坦化層を形成し、さらにITOによる透
明導電膜を形成した。このITOをストライプ状にパタ
ーニングし、SiO2 −TiO2 の絶縁層を形成し、さ
らにポリイミド層を形成してラビングを行った。
An acrylic resin was placed on the color filter substrate.
An epoxy-based flattening layer was formed, and a transparent conductive film of ITO was further formed. This ITO was patterned in a stripe shape, an insulating layer of SiO 2 —TiO 2 was formed, and a polyimide layer was formed and rubbing was performed.

【0051】もう1枚の基板には、同様にITOによる
透明導電膜を形成し、このITOをストライプ状にパタ
ーニングし、SiO2 −TiO2 の絶縁層を形成し、さ
らにポリイミド層を形成してラビングを行った。
On another substrate, a transparent conductive film made of ITO is formed in the same manner, and the ITO is patterned in a stripe shape, an insulating layer of SiO 2 —TiO 2 is formed, and a polyimide layer is further formed. Rubbing was performed.

【0052】これら2枚の基板をポリイミド層が相対向
するように間隔を置いて配置し、周辺をシール材でシー
ルして空セルを形成した。この空セル内に、ネマチック
液晶を注入して、位相差板、偏光板を配置してカラーS
TNLCDを作成した。
These two substrates were spaced apart such that the polyimide layers faced each other, and the periphery was sealed with a sealing material to form empty cells. A nematic liquid crystal is injected into the empty cell, and a retardation plate and a polarizing plate are arranged to form a color S.
TNLCD was made.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明のインクジェット用のインクを用
いることにより、顔料の分散性が良くなり、ノズル周辺
での溶媒の蒸発等の理由による目づまりを抑制でき、長
時間にわたり安定した吐出が可能になる。これにより、
高い歩留りでカラーフィルタを製造できる。本発明は、
本発明の効果を損しない範囲内で、種々の応用が可能で
ある。
By using the ink for inkjet of the present invention, the dispersibility of the pigment is improved, clogging due to evaporation of the solvent around the nozzle can be suppressed, and stable ejection can be performed for a long time. Become. This allows
A color filter can be manufactured with a high yield. The present invention
Various applications are possible without impairing the effects of the present invention.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インクジェット法によりカラーフィルタを
製造するための顔料分散型水性インクにおいて、顔料1
〜5重量%と、芳香環と親水性基とを有する分子量50
0〜40000の高分子界面活性剤0.2〜7重量%
と、分子量500未満のアニオン系界面活性剤0.01
〜2重量%と、一般式NR123 で示される有機ア
ミン(なお、R1 、R2 、R3 は夫々独立に水素原子又
は炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基であり、R1
2 、R3 は同一であっても異なっていてもよい。R
1 、R2 、R3 の少なくとも1つは水素原子ではな
い。)0.5〜8重量%と、溶媒として有機溶媒と水と
を含むことを特徴とする顔料分散型水性インク。
1. A pigment-dispersed aqueous ink for producing a color filter by an ink-jet method.
-5% by weight and a molecular weight of 50 having an aromatic ring and a hydrophilic group.
0.2 to 7% by weight of polymer surfactant of 0 to 40,000
And an anionic surfactant having a molecular weight of less than 500 0.01
To 2% by weight and an organic amine represented by the general formula NR 1 R 2 R 3 (wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms; 1 ,
R 2 and R 3 may be the same or different. R
At least one of 1 , R 2 and R 3 is not a hydrogen atom. A) a pigment-dispersed aqueous ink comprising 0.5 to 8% by weight, and an organic solvent and water as a solvent.
【請求項2】高分子界面活性剤は、芳香環がベンゼン環
又はナフタレン環であり、親水性基がカルボキシル基、
ポリオキシエチレン基又はヒドロキシル基である請求項
1記載の顔料分散型水性インク。
2. The polymer surfactant, wherein the aromatic ring is a benzene ring or a naphthalene ring, the hydrophilic group is a carboxyl group,
The pigment-dispersed aqueous ink according to claim 1, which is a polyoxyethylene group or a hydroxyl group.
【請求項3】アニオン系界面活性剤は、炭素数6以上の
有機硫酸塩又は炭素数6以上の有機スルホン酸塩である
請求項1又は2記載の顔料分散型水性インク。
3. The pigment-dispersed aqueous ink according to claim 1, wherein the anionic surfactant is an organic sulfate having 6 or more carbon atoms or an organic sulfonate having 6 or more carbon atoms.
【請求項4】顔料分散型水性インクを用いて複数のイン
クジェットノズルからインクを吐出させてカラーフィル
タを製造するカラーフィルタ製造方法において、顔料、
芳香環と親水性基とを有する分子量500〜40000
の高分子界面活性剤、分子量500未満のアニオン系界
面活性剤、一般式NR123 で示される有機アミン
(なお、R1 、R2 、R3 は夫々独立に水素原子又は炭
素数1〜4のヒドロキシアルキル基であり、R1 、R
2 、R3 は同一であっても異なっていてもよい。R1
2 、R3 の少なくとも1つは水素原子ではない。)、
有機溶媒、及び水と含む顔料分散型水性インクを用い、
遮光膜の少なくとも上面の撥水性が遮光膜の設けられて
いない画素領域の表面の撥水性よりも高い遮光膜の堰で
囲まれた画素領域にインクを吐出することを特徴とする
カラーフィルタ製造方法。
4. A color filter manufacturing method for manufacturing a color filter by discharging ink from a plurality of inkjet nozzles using a pigment-dispersed aqueous ink.
Molecular weight 500 to 40,000 having an aromatic ring and a hydrophilic group
, An anionic surfactant having a molecular weight of less than 500, and an organic amine represented by the general formula NR 1 R 2 R 3 (R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a carbon atom 1 to 4 hydroxyalkyl groups, R 1 , R
2 and R 3 may be the same or different. R 1 ,
At least one of R 2 and R 3 is not a hydrogen atom. ),
Using an organic solvent, and a pigment-dispersed aqueous ink containing water,
A method of manufacturing a color filter, comprising discharging ink to a pixel region surrounded by a weir of a light-shielding film in which the water repellency of at least the upper surface of the light-shielding film is higher than the water repellency of the surface of the pixel region where the light-shielding film is not provided. .
【請求項5】顔料分散型水性インクとして請求項1、2
又は3記載の顔料分散型水性インクを用いる請求項4記
載のカラーフィルタ製造方法。
5. A pigment-dispersed aqueous ink as claimed in claim 1, 2 or 3.
5. The method for producing a color filter according to claim 4, wherein the pigment-dispersed aqueous ink according to claim 3 is used.
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JP2008533217A (en) * 2005-01-25 2008-08-21 イーテーツェーエフ インスティトゥート フュア テクスティールヒェミー ウント ヒェミーファーゼルン Mixtures and methods for printing textiles
KR101428588B1 (en) * 2013-02-20 2014-08-08 건설화학공업 주식회사 A coating composition for can

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