KR101029664B1 - 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물, 컬러 필터의 제조 방법,및 컬러 필터 - Google Patents

컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물, 컬러 필터의 제조 방법,및 컬러 필터 Download PDF

Info

Publication number
KR101029664B1
KR101029664B1 KR20077024453A KR20077024453A KR101029664B1 KR 101029664 B1 KR101029664 B1 KR 101029664B1 KR 20077024453 A KR20077024453 A KR 20077024453A KR 20077024453 A KR20077024453 A KR 20077024453A KR 101029664 B1 KR101029664 B1 KR 101029664B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ink
pigment
layer
ink composition
inkjet
Prior art date
Application number
KR20077024453A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080000608A (ko
Inventor
도모노리 니시다
마사시 니시야마
마사또 데즈까
아쯔시 사또
유끼히로 가또
Original Assignee
니치유 가부시키가이샤
다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니치유 가부시키가이샤, 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 filed Critical 니치유 가부시키가이샤
Publication of KR20080000608A publication Critical patent/KR20080000608A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101029664B1 publication Critical patent/KR101029664B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/201—Filters in the form of arrays
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/009—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using thermal means, e.g. infrared radiation, heat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/42—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
    • C08G59/4215—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof cycloaliphatic
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G02F1/133516—Methods for their manufacture, e.g. printing, electro-deposition or photolithography
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 우수한 보존 안전성을 갖고, 헤드로부터 토출했을 때의 직진성, 안정성이 우수하며, 경화층이 내열성, 밀착성, 내용제성이 우수한 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 제공하는 것을 주목적으로 한다. 본 발명은 특정한 에폭시기 함유 중합체 (A)와, 특정한 에폭시기를 2개 이상 갖는 에폭시기 함유 화합물 (B)와, 특정한 지환식 탄화수소를 함유하는 카르복실산 (c1)이 비닐에테르 (c2)에 의해 잠재화된 다가 카르복실산 유도체 (C)를 함유하고, 상기 (C)에 잠재화되어 있는 카르복실기와, 상기 (A) 및 상기 (B) 중에 함유되어 있는 합계의 에폭시기의 당량비가 0.7 내지 1.1의 범위인 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물에 의해 상기 과제를 해결한다.
컬리 필터용 잉크젯 잉크 조성물, 컬러 필터

Description

컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물, 컬러 필터의 제조 방법, 및 컬러 필터{INKJET INK COMPOSITION FOR COLOR FILTER, PROCESS FOR PRODUCING COLOR FILTER, AND COLOR FILTER}
본 발명은 화소부(착색층)와 같은 소정 패턴의 경화층을 형성하는 데 이용되는 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물, 상기 잉크젯 잉크 조성물을 이용한 컬러 필터의 제조 방법, 및 상기 잉크 조성물을 이용하여 제조된 컬러 필터에 관한 것이다.
최근 개인용 컴퓨터의 발달, 특히 휴대용 개인용 컴퓨터의 발달에 따라, 액정 디스플레이, 특히 컬러 액정 디스플레이의 수요가 증가하는 경향이 있다. 그러나, 이 컬러 액정 디스플레이가 고가이기 때문에, 비용 절감의 요구가 높아지고 있고, 특히 비용적으로 부담이 큰 컬러 필터에 대한 비용 절감의 요구가 높다.
이러한 컬러 필터에서는, 통상 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 3원색의 착색 패턴을 구비하고, R, G 및 B 각각의 화소에 대응하는 전극을 온(ON), 오프(OFF) 시킴으로써 액정이 셔터로서 작동하고, R, G 및 B 각각의 화소를 빛이 통과하여 컬러 표시가 행해지는 것이다.
컬러 필터의 화소부, 기둥상 스페이서, 보호막 등의 세부는 수지를 이용하여 소정 패턴의 도포막을 형성하고, 상기 도포막을 건조, 고화시키고, 필요에 따라서 추가로 가교 반응에 의해 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
이들 각 세부를 구성하는 수지층에는 피막으로서의 밀착성, 막 두께 균일성, 강도, 경도, 컬러 필터 제조 공정에서 열수축이나 막감소가 발생하지 않는 내열성 등의 공통의 물성에 대해서 어느 정도의 성능이 요구될 뿐만 아니라, 예를 들면 광학 특성이 중시되는 화소부로서의 수지층에는 패턴 형상의 정밀도나, 투명성, 내변색성 등의 특성이 우수한 것이 특히 요구된다.
또한, 액정 표시 장치의 고화질화·고정밀화가 요망되고 있는 현실에서는, 그 해결책으로서 ITO(산화 인듐 주석(Indium Tin Oxide)) 투명 전극의 저저항화 및 박막화가 필요해지고 있다. 이에 따라, ITO 투명 전극의 형성 공정은 보다 고온에서 스퍼터링을 행할 필요성이 발생하고 있다. 따라서, 컬러 필터의 각 세부를 구성하는 수지층에는 이러한 고온에서의 ITO 투명 전극 형성시의 내열성도 요구되고 있다.
종래부터 행해지고 있는 컬러 필터의 제조 방법으로는, 예를 들면 염색법을 들 수 있다. 이 염색법은 우선 유리 기판 상에 염색용 재료인 수용성의 고분자 재료를 형성하고, 이것을 포토리소그래피 공정에 의해 원하는 형상으로 패터닝한 후, 얻어진 패턴을 염색욕에 침지하여 착색된 패턴을 얻는다. 이것을 3회 반복함으로써, R, G 및 B의 컬러 필터층을 형성한다.
또한, 다른 방법으로는 안료 분산법이 있다. 이 방법은 우선 기판 상에 안료를 분산한 감광성 수지층을 형성하고, 이것을 패터닝함으로써 단색의 패턴을 얻는다. 또한 이 공정을 3회 반복함으로써, R, G 및 B의 컬러 필터층을 형성한다.
또 다른 방법으로는 전착법이나, 열경화성 수지에 안료를 분산시켜 R, G 및 B의 3회 인쇄를 행한 후, 수지를 열 경화시키는 방법 등을 들 수 있다.
그러나 어느 방법도 R, G 및 B의 3색을 착색하기 위해서 동일한 공정을 3회 반복할 필요가 있어, 비용이 많이 든다는 문제나 동일한 공정을 반복하기 때문에 수율이 저하된다는 문제가 있다.
이들 문제점을 해결한 컬러 필터의 제조 방법으로서, 일본 특허 공개 (평)9-21910호 공보에는 열경화성 수지를 함유하는 착색 잉크를 잉크젯 방식으로 기판 상에 분무하고, 가열함으로써 착색층(화소부)을 형성하는 것이 기재되어 있다.
잉크젯 방식으로 잉크를 정확한 패턴에 맞춰서 분무하여 화소를 형성하기 위해서는, 토출(ejection) 헤드로부터 토출할 때의 직진성, 안정성이 요구된다. 그러나 잉크의 증발 속도가 지나치게 빠르면, 토출 헤드의 노즐 선단에서 잉크의 점도가 급격히 증가하여 잉크 방울의 비행 굴곡이 발생하거나, 시간을 두고 간헐적으로 토출하면 막힘(clogging)을 일으켜서 재토출할 수 없게 되기도 한다.
또한, 컬러 필터의 세부를 열경화성 수지에 의해 형성하는 경우에는, 산 성분과 에폭시 성분의 중합 및/또는 가교 반응을 이용하는 것이 일반적이다. 경화층의 강도, 경도, 내열성 등을 향상시키기 위해서는, 경화층의 가교 밀도를 크게 하는 것이 바람직하다. 에폭시계 열경화성 수지층의 가교 밀도를 크게 하기 위해서는, 도포액 또는 상기 도포액을 이용하여 형성한 도포막 중 산 성분 및 에폭시 성분 각각의 반응점 농도를 될 수 있는 한 크게 하는 것이 바람직하다. 그러나 산 성분은 유기 용제에 난용성이기 때문에, 도포액 중(반응 계 내)에 다량의 산 성분 을 공존시키는 것이 곤란하였다. 또한, 임시로 에폭시 성분의 양에 적당하도록 충분히 다량의 산 성분을 도포액 중에 공존시킬 수 있었다고 해도, 도포액의 반응성이 너무 높아 경시 안정성이 나빠지고, 그 결과, 점도 변화(특히 점도 상승)가 단시간에 일어나기 쉬워져, 잉크젯 방식에 의해 안정적으로 토출하는 것이 곤란해질 우려가 있다.
이들을 해결하는 것으로서, 일본 특허 공개 제2003-66223호 공보에는 블로킹화 카르복실산 경화제를 이용한 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물이 개시되어 있다. 여기서는 방향족 카르복실산이 블로킹화된 경화제가 바람직하게 이용되고 있지만, 방향족기를 갖는 경화제를 이용한 경우, 최근 필요해지는 보존 안정성이 반드시 충분한 것은 아니었다.
즉, 예를 들면 잉크젯 잉크 조성물을 잉크젯 방식으로 기판 상에 분무하여 착색층을 형성하는 경우에는, 잉크 조성물의 고형분 농도가 낮으면, 도포막의 형상 안정성이 떨어지는 경우가 있었다. 또한, 잉크 조성물의 고형분 농도가 낮으면, 원하는 색으로 착색하기 위해서 단위 면적당 잉크 주입량(잉크 퇴적량)을 많게 할 필요가 있지만, 잉크 주입량을 많게 하면 기판 상에 설치된 잉크층 형성 부위에 퇴적시킨 잉크의 막이 파괴되어, 주위에 새어 나와 혼색될 우려가 있었다. 따라서, 잉크 조성물의 고형분 농도를 높게 하는 것이 요망되고 있었다. 그러나 잉크 조성물의 고형분 농도를 높게 하면, 잉크 조성물의 보존 안정성이 매우 나빠진다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 실상을 감안하여 완수된 것으로, 그 제1 목적은 우수한 보존 안정성, 특히 고형분 농도가 높아도 우수한 보존 안정성을 갖고, 헤드로부터 토출했을 때의 직진성, 안정성이 우수하며, 경화층이 내열성, 밀착성, 내용제성이 우수한 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 상기 목적을 달성하는 잉크 조성물을 이용하여 신뢰성이 높은 컬러 필터를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 제3 목적은 상기 목적을 달성하는 잉크 조성물을 이용하여 제조한 컬러 필터를 제공하는 것에 있다.
<발명의 구성 및 작용>
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 특정한 컬러 필터용 잉크젯 조성물이 우수한 보존 안정성을 갖고, 헤드로부터 토출했을 때의 직진성, 안정성이 우수하며, 경화층이 내열성, 밀착성, 내용제성이 우수하다는 지견을 얻어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물은 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이 2,000 내지 20,000이고, 에폭시 당량이 140 내지 1000 g/mol인 탄소-탄소 불포화 결합과 에폭시기를 함유하는 단량체를 적어도 이용하여 중합된 에폭시기 함유 중합체 (A)와, 에폭시기를 2개 이상 갖고, 분자량이 160 내지 7,000이며, 에폭시 당량이 80 내지 3,500 g/mol인 에폭시기 함유 화합물 (B)와, 하기 화학식 1의 구조를 갖는 카르복실산 (c1)이 비닐에테르 (c2)에 의해 잠재화된 다가 카르복실산 유도체 (C)를 함유하고, 상기 (C)에 잠재화되어 있는 카르복실기와, 상기 (A) 및 상기 (B) 중에 함유되어 있는 합계의 에폭시기의 당량비가 0.7 내지 1.1의 범위이다.
Figure 112007076099608-pct00001
(식 중, 6원환은 지환식의 탄화수소이고, m1은 0 내지 2의 정수이고, t1은 0 내지 1의 정수이며, n은 1 내지 4의 정수이며, 또한, n이 1인 경우에는 R1은 수소 원자 또는 탄소수 2 내지 8의 탄화수소기이고, n이 2 내지 4인 경우에는 R1은 탄소수 2 내지 8의 탄화수소기이며, R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다)
본 발명에서는 필요에 따라서 상기 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 유기 용제 (D)에 용해 또는 분산시켜 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 유기 용제는 주용제로서 비점이 180 ℃ 내지 260 ℃이며 상온에서의 증기압이 0.5 mmHg 이하인 용제 성분을 용제 전체량에 대하여 80 중량％ 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다. 비점이 180 ℃ 내지 260 ℃이며 상온(특히 18 ℃ 내지 25 ℃의 범위)에서의 증기압이 0.5 mmHg 이하인 용제 성분은 적절한 건조성 및 증발성을 갖고 있다. 이 때문에, 이러한 용제 성분을 높은 배합 비율로 함유하는 용제를 이용하면, 토출 헤드의 노즐 선단에서 급속하게는 건조되지 않기 때문에, 잉크의 급격 한 점도 상승이나 막힘이 발생하지 않고, 토출 방향이나 토출량의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 잉크 조성물을 이용하여 잉크젯 방식에 의해 기판 표면에 소정의 패턴에 맞춰서 토출함으로써, 화소부나 블랙 매트릭스층 등의 특히 정밀도가 요구되는 착색층도 정확하고 균일하게 형성할 수 있기 때문이다.
본 발명의 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물에서는, 가열 경화시에 활성을 나타내는 열잠재성 촉매 (E)를 함유하는 것이 산-에폭시기 사이의 열 경화 반응이 촉진되고, 경화층의 경도 및 내열성을 향상시킨다는 점에서 바람직하다.
또한, 본 발명의 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물에서는, 추가로 안료를 함유할 수 있고, 화소부나 블랙 매트릭스층 등의 착색층을 형성할 수 있다. 화소부나 블랙 매트릭스층 등의 착색층에는 특히 정밀함이 요구되지만, 본 발명의 잉크 조성물은 안료를 배합한 경우에도 충분한 분산성을 확보할 수 있고, 잉크젯 방식의 헤드로부터 안정적으로 토출하여 정밀한 착색층을 정확하게 형성할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 내열성, 밀착성, 내용제성이 우수한 착색층을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법은 기판 상의 소정 영역에 상기 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해서 선택적으로 부착시켜 잉크층을 형성하는 공정과, 상기 잉크층을 가열하여 경화층을 형성하는 공정을 포함한다.
상기 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법에서는, 기판 표면의 소정 영역 내의 습윤성을 선택적으로 변화시켜서, 주위와 비교하여 친잉크성이 큰 잉크층 형성 영역을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 잉크층 형성 영역에 상기 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크를 잉크젯 방식에 의해서 선택적으로 부착시켜서 잉크층을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 잉크층 형성 영역에 잉크를 부착시킨 후, 잉크의 습윤 확산성이 향상되고, 탈색이나 막 두께 불균일을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 컬러 필터는 기판과, 상기 기판 상에 설치된 착색층을 적어도 구비하는 컬러 필터이며, 상기 착색층이 상기 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 경화시켜서 형성한 것을 특징으로 한다.
<발명의 효과>
본 발명에 따르면, 우수한 보존 안정성, 특히 고형분 농도가 높아도 우수한 보존 안정성을 갖고, 헤드로부터 토출했을 때의 직진성, 안정성이 우수하며, 경화층이 내열성, 밀착성, 내용제성이 우수한 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법에 따르면, 잉크 조성물의 토출 방향이나 토출량의 안정성이 우수하고, 정밀한 잉크층을 정확하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 본 발명에 따른 반응점 농도가 높은 잉크젯 잉크를 이용한 잉크층을 경화시켜 경화층을 형성하는 공정을 가짐으로써, 가교 밀도가 높고, 내열성, 밀착성, 내용제성 등이 우수한 경화층을 얻을 수 있다. 또한, 잉크젯 방식을 이용한 제조 방법이기 때문에, 비용 절감이나 수율의 향상이 실현 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 정밀하고 내열성, 밀착성, 내용제성이 우수한 경화층을 구비한 신뢰성이 높은 컬러 필터를 얻을 수 있다.
[도 1] 1(A) 내지 1(F)는 본 발명에 따른 잉크젯 잉크를 이용하여 컬러 필터를 제조하는 방법의 설명도이다.
[도 2] 2(A) 내지 2(F)는 본 발명에 따른 잉크젯 잉크를 이용하여 컬러 필터를 제조하는 별도의 방법을 설명하는 도면이다.
<도면의 주요 부분을 설명하는 부호의 간단한 설명>
1: 투명 기판
2: 차광부
3: 발잉크성 볼록부
4: 화소부 형성 영역
5: 잉크젯 헤드
6: 잉크층
7: 화소부
8: 보호막
9: 광 촉매 함유층
10: 포토 마스크
11: 노광부
12: 광선
101, 102: 컬러 필터
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 컬러 필터용 잉크젯 잉크
본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물은 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이 2,000 내지 20,000이고, 에폭시 당량이 140 내지 1000 g/mol인 탄소-탄소 불포화 결합과 에폭시기를 함유하는 단량체를 적어도 이용하여 중합된 에폭시기 함유 중합체 (A)와, 에폭시기를 2개 이상 갖고, 분자량이 160 내지 7,000이며, 에폭시 당량이 80 내지 3,500 g/mol인 에폭시기 함유 화합물 (B)와, 하기 화학식 1의 구조를 갖는 카르복실산 (c1)이 비닐에테르 (c2)에 의해 잠재화된 다가 카르복실산 유도체 (C)를 함유하고, 상기 (C)에 잠재화되어 있는 카르복실기와, 상기 (A) 및 상기 (B) 중에 함유되어 있는 합계의 에폭시기의 당량비가 0.7 내지 1.1의 범위이다.
<화학식 1>
Figure 112007076099608-pct00002
(식 중, 6원환은 지환식의 탄화수소이고, m1은 0 내지 2의 정수이고, t1은 0 내지 1의 정수이며, n은 1 내지 4의 정수이며, 또한, n이 1인 경우에는 R1은 수소 원자 또는 탄소수 2 내지 8의 탄화수소기이고, n이 2 내지 4인 경우에는 R1은 탄소수 2 내지 8의 탄화수소기이고, R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다)
본 발명에서 경화제는 난용성의 다가 카르복실산을, 상기 다가 카르복실산의 카르복실기를 블로킹하여 잠재화함으로써 용해성이 높은 다가 카르복실산 유도체 (C)의 형태로 한 후, 용제에 용해, 분산시켜서 이용한다. 따라서, 잉크 조성물 중에 카르복실기의 반응점을 고농도로 에폭시기와 공존시킬 수 있고, 이러한 잉크 조성물을 이용하여 층을 형성하고 가열하면 높은 가교 밀도가 얻어진다. 또한, 다가 카르복실산 유도체 (C)는 상기 화합물에 따른 소정의 온도 이상으로 가열하지 않으면 카르복실기를 재생하지 않는다. 따라서, 에폭시기 함유 중합체 (A) 및 에폭시기 함유 화합물 (B)에 함유되어 있는 에폭시기 및 다가 카르복실산 유도체 (C)에 함유되어 있는 카르복실기 각각의 반응점 농도가 높음에도 불구하고, 제조 직후부터 장기간에 걸쳐 양호한 점도를 계속 유지하고, 보존 안정성이 매우 우수하다.
특히, 본 발명에 따르면, 상기 특정한 구조를 갖는 다가 카르복실산 유도체 (C)를 이용하기 때문에, 탈잠재화되어 카르복실기가 재생되는 온도가 높고, 특히 조성물의 보존 안정성이나, 헤드로부터 토출했을 때의 직진성, 안정성을 현저히 우수한 것으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 특정한 에폭시기 함유 중합체 (A) 및 특정한 에폭시기 함유 화합물 (B)와, 상기 특정한 다가 카르복실산 유도체 (C)를 특정한 카르복실기/에폭시기의 양비로 조합하여 이용함으로써, 경화층이 우수한 내열성, 밀착성, 내용제성을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에서 경화층 이란, 잉크젯 잉크 중에 포함되는 에폭시기와 잠재화된 카르복실기가 가열 등에 의해 반응하여 경화된 경화물의 층을 말한다.
이하, 본 발명에 따른 잉크젯 잉크에 이용되는 성분을 설명한다.
(에폭시기 함유 중합체 (A))
본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 중합체 (A)는 탄소-탄소 불포화 결합과 에폭시기를 함유하는 단량체(이후, 에폭시기 함유 단량체라고도 함)를 적어도 이용하여 중합된 중합체이며, 에폭시기를 2개 이상 갖는 것이다. 에폭시기 함유 중합체 (A)는 에폭시기 함유 단량체를 단독으로 중합함으로써, 또는 에폭시기 함유 단량체와 다른 단량체를 공중합시킴으로써 얻을 수 있다. 그 분자 형태로는 직쇄상이거나, 분지 구조를 가지고 있을 수도 있고, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체 등 어느 형태일 수도 있다.
본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 중합체 (A)는 통상법의 중합법에 의해 공중합할 수 있다. 즉, 중합 방법은 특별히 한정되지 않으며, 라디칼 중합, 이온 중합 등의 중합법을 채용할 수 있고, 보다 구체적으로는 중합 개시제의 존재하에 괴상 중합법, 용액 중합법, 현탁 중합법, 유화 중합법 등의 중합법을 채용할 수 있다. 중합 방법에 의해서는 단량체가 다량으로 잔존하는 경우가 있지만, 이 단량체가 도포 경화 후의 막 물성에 영향을 미칠 경우에는, 감압 증류 제거법이나 재침전 정제법 등에 의해서 단량체를 제거할 수도 있다.
본 발명의 잉크 조성물에서 에폭시기 함유 중합체 (A)는 분자량이나 공단량체종의 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 중합체 (A)는, 구성 단위로서 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 구성 단위를 갖는 것을 바람직한 예로서 들 수 있다.
Figure 112007076099608-pct00003
(식 중, R3은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기, R4는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기이고, p1=1 내지 8의 정수이다)
Figure 112007076099608-pct00004
(식 중, R5는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기, R6은 -CH2O- 또는 -CH2-, R7은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기이고, q1=0 내지 7의 정수이다)
Figure 112007076099608-pct00005
(식 중, R8은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, r1=1 내지 8의 정수이다)
본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 중합체 (A)는, 그 구성 단위로서 추가로 하기 화학식 5 내지 7로 표시되는 구조를 가질 수도 있다.
Figure 112007076099608-pct00006
(식 중, R9는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, R10은 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 주환 구성 탄소수 3 내지 12의 지환식 탄화수소기, 방향족 탄화수소기, 아릴옥시기, 또는 방향족 폴리알킬렌글리콜 잔기이다)
Figure 112007076099608-pct00007
(식 중, R11은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, R12는 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 알콕시기, 히드록시알킬기, 히드록시기, 실록시알킬기, 또는 방향족 탄화수소기이다)
Figure 112007076099608-pct00008
(식 중, R13은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 시클로알킬기, 또는 방향족 탄화수소기이다)
상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 구성 단위는 각각 하기 화학식 8 내지 10으로 표시되는 단량체로부터 유도된다.
Figure 112007076099608-pct00009
(식 중, R14는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기, R15는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기이고, p2=1 내지 8의 정수이다)
상기 화학식 8에서 R14 및 R15로서 바람직한 것은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이다. 화학식 8로 표시되는 단량체로는, 구체적으로는 글리시딜(메트)아크릴레이트, β-메틸글리시딜(메트)아크릴레이트를 예시할 수 있고, 그 중에 서는 글리시딜메타크릴레이트(이하, GMA)가 입수성의 측면 등으로부터 바람직하다. 여기서 본 발명에서의 (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 중 어느 하나일 수도 있다는 것을 의미한다.
Figure 112007076099608-pct00010
(식 중, R16은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기, R17은 -CH2O-기 또는 -CH2-기, R18은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기이고, q2=0 내지 7의 정수이다)
상기 화학식 9에서, R16 및 R18로서 바람직한 것은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, R17로서 바람직한 것은 -CH2O-기이다. 화학식 9로 표시되는 단량체로는, 구체적으로는 o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-o-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-m-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-p-비닐벤질글리시딜에테르를 예시할 수 있고, 그 중에서는 o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르가 입수성의 측면 등에서 바람직하다.
Figure 112007076099608-pct00011
(식 중, R19는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, r2=1 내지 8의 정수이다)
상기 화학식 10에서, R19로서 바람직한 것은 수소 원자 또는 메틸기이다. 화학식 10으로 표시되는 단량체로는 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트를 예시할 수 있다. 그 중에서 3,4-에폭시시클로헥실메틸메타크릴레이트가 경도 등의 경화층의 물성의 측면에서 바람직하다.
또한 상기 화학식 5 내지 7로 표시되는 구성 단위는 하기 화학식 11 내지 13으로 표시되는 단량체로부터 유도된다.
Figure 112007076099608-pct00012
(식 중, R20은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, R21은 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 주환 구성 탄소수 3 내지 12의 지환식 탄화수소기, 방향족 탄화수소기, 아릴옥시기, 또는 방향족 폴리알킬렌글리콜 잔기이다)
상기 화학식 11에서, R21로 표시되는 주환 구성 탄소수 3 내지 12의 지환식 탄화수소기는 부가적인 구조, 예를 들면 환내 이중 결합, 탄화수소기의 측쇄, 스피로환의 측쇄, 환내 가교 탄화수소기 등을 포함할 수도 있다.
상기 화학식 11로 표시되는 단량체로는, 구체적으로는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 메톡시화 시클로데카트리엔아크릴레이트, 파라-t-부틸시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 페녹시테트라에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 페녹시헥사에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트 등을 예시할 수 있다.
상기 화학식 11에서, R20으로서 바람직한 것은 수소 또는 메틸기이고, R21로는 바람직한 것은 시클로헥실기, 또는 디시클로펜테닐기이다. 화학식 11로 표시되는 단량체로는, 구체적으로는 시클로헥실메타크릴레이트 및 디시클로펜테닐메타크릴레이트가 경도, 내열성 등의 경화층의 물성의 측면에서 바람직하다.
Figure 112007076099608-pct00013
(식 중, R22는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, R23은 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 알콕시기, 히드록시알킬기, 히드록시기, 실록시알킬기, 또는 방향족 탄화수소기이다)
상기 화학식 12로 표시되는 단량체로는, 구체적으로는 에틸렌, 프로필렌, 비닐시클로헥사논, 스티렌, 비닐톨루엔, t-부틸스티렌, 알릴시클로프로판, α-메틸스티렌 및 α-에틸스티렌 등을 들 수 있다.
상기 화학식 12에서, R23으로는 바람직한 것은 수소 또는 메틸기이고, R23으로는 바람직한 것은 페닐기이다. 화학식 12로 표시되는 단량체로는, 구체적으로는 스티렌이 다른종 단량체와의 공중합성, 및 입수성의 측면 등에서 바람직하다.
Figure 112007076099608-pct00014
(식 중, R24는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 시클로알킬기, 또는 방향족 탄화수소기이다)
상기 화학식 13으로 표시되는 단량체로는, 구체적으로는 N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-프로필말레이미드, N-부틸말레이미드, N-시클로헥실말레이미드 및 N-페닐말레이미드 등을 들 수 있다.
상기 화학식 13에서, R24로는 바람직한 것은 시클로헥실기 및 페닐기이다. 화학식 13으로 표시되는 단량체로는, 구체적으로는 N-시클로헥실말레이미드 및 N- 페닐말레이미드가 경도, 및 내열성 등의 경화층의 물성의 측면에서 바람직하다.
본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 중합체 (A)는 에폭시 당량이 140 내지 1000 g/mol이 되는 범위이면, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 에폭시기 함유 구성 단위의 1 종류 이상을 에폭시기 함유 중합체 (A) 중에 10 내지 100 중량％ 함유하는 것이 바람직하다. 에폭시기 함유 구성 단위가 10 중량％ 미만이면 도포 후의 경화층이 인성이 떨어지게 될 가능성이 있다.
본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 중합체 (A)의 중량 평균 분자량(Mw)은 2,000 내지 20,000이고, 바람직하게는 3,000 내지 15,000의 범위이다. 중량 평균 분자량(Mw)이 2,000 미만이면 컬러 필터의 세부로서의 경화층에 요구되는 강도, 내용제성의 물성이 부족하기 쉽고, 한편 20,000을 상회하면 점도 상승을 일으키기 쉬워져, 기록 헤드로부터 토출량의 안정성이나 토출 방향의 직진성이 악화될 우려나, 장기 보존의 안정성이 악화될 우려가 있다. 또한, 에폭시기 함유 중합체 (A)의 중량 평균 분자량(Mw)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이다.
또한, 본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 중합체 (A)의 에폭시 당량은 140 내지 1000 g/mol이고, 바람직하게는 180 내지 400 g/mol이다. 에폭시 당량이 140 g/mol 미만이면 도포 후의 경화층은 인성이 떨어지게 될 가능성이 있고, 1000 g/mol을 상회하면 경화층의 경도의 저하가 발생할 가능성이 있다. 여기서 본 발명에서의 에폭시 당량이란 중합체에 관한 에폭시기의 당량을 가리키고, JIS K 7236:2001 "에폭시 수지의 에폭시 당량을 구하는 방법"에 준하여 측정된다.
본 발명의 잉크 조성물에서 에폭시기 함유 중합체 (A)의 배합 비율은 잉크 조성물의 고형분 중에, 바람직하게는 10 내지 60 중량％, 보다 바람직하게는 30 내지 50 중량％, 더욱 바람직하게는 25 내지 45 중량％이다. 에폭시기 함유 공중합체 (A)의 배합 비율이 10 중량％ 미만인 경우에는, 밀착성 등의 성능이 저하되는 경우가 있고, 60 중량％를 상회하면 경화층의 강인성을 손상시키는 경우가 있어, 본 발명의 효과를 얻는 것이 어렵다. 또한, 배합 비율을 특정하기 위한 잉크 조성물의 고형분이란, 용제를 제거하는 모든 성분을 포함하고, 액상의 에폭시기 함유 화합물 등도 고형분에 포함된다.
(에폭시기 함유 화합물 (B))
본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 화합물 (B)는 에폭시기를 분자 중에 2개 이상 갖는 것이다.
본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 화합물 (B)의 분자량은 160 내지 7,000이고, 바람직하게는 200 내지 6,500, 보다 바람직하게는 200 내지 6,000이다. 에폭시기 함유 화합물 (B)의 분자량이 160 미만이면 경화층의 경도가 저하될 가능성이 있고, 7,000을 상회하면 화소 형상이 악화될 가능성이 있다. 또한, 에폭시기 함유 화합물 (B)의 분자량은 분자량 분포를 갖지 않는 경우에는 분자량 그 자체이지만, 분자량 분포를 갖는 경우에는, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 말한다.
또한, 에폭시기 함유 화합물 (B)의 에폭시 당량으로는 80 내지 3,500 g/mol이고, 바람직하게는 100 내지 3,300 g/mol이다. 에폭시기 함유 화합물 (B)의 에폭 시 당량이 80 g/mol 미만이면 가교 밀도가 높아지고 경화층이 인성이 떨어진 것이 될 가능성이 있고, 3,500 g/mol을 상회하면 경화층의 가교 밀도가 낮아지고, 경화층의 경도가 현저히 저하될 가능성이 있다.
본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 화합물 (B)는 상기한 조건을 충족시키고, 1 분자 중에 에폭시기를 2개 이상 함유하는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 브롬화 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 디페닐에테르형 에폭시 수지, 히드로퀴논형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 오르토크레졸노볼락형 에폭시 수지, 트리스히드록시페닐메탄형 에폭시 수지, 3관능형 에폭시 수지, 테트라페닐올에탄형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔페놀형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 A 함유 핵 폴리올형 에폭시 수지, 폴리프로필렌글리콜형 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 글리옥살형 에폭시 수지, 지환형 에폭시 수지, 복소환형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다.
보다 구체적으로는, 상품명 에피코트 828(재팬에폭시레진사 제조), 상품명 에피코트 1007(재팬에폭시레진사 제조) 등의 비스페놀 A형 에폭시 수지, 상품명 YDF-175S(도토 가세이사 제조) 등의 비스페놀 F형 에폭시 수지, 상품명 YDB-715(도토 가세이사 제조) 등의 브롬화 비스페놀 A형 에폭시 수지, 상품명 에피클론(EPICLON) EXA1514(다이닛본 잉크 가가꾸 고교사 제조) 등의 비스페놀 S형 에폭시 수지, 상품명 YDC-1312(도토 가세이사 제조) 등의 히드로퀴논형 에폭시 수지, 상품명 에피클론 EXA4032(다이닛본 잉크 가가꾸 고교사 제조) 등의 나프탈렌형 에폭시 수지, 상품명 에피코트 YX4000H(재팬에폭시레진사 제조) 등의 비페닐형 에폭시 수지, 상품명 에피코트 157S70(재팬에폭시레진사 제조) 등의 비스페놀 A형 노볼락계 에폭시 수지, 상품명 YDPN-638(도토 가세이사 제조) 등의 페놀노볼락형 에폭시 수지, 상품명 YDCN-701(도토 가세이사 제조) 등의 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 상품명 에피클론 HP-7200(다이닛본 잉크 가가꾸 고교사 제조) 등의 디시클로펜타디엔페놀형 에폭시 수지, 상품명 에피코트 1032H60(재팬에폭시레진사 제조) 등의 트리스히드록시페닐메탄형 에폭시 수지, 상품명 VG3101M80(미쓰이 가가꾸사 제조) 등의 3관능형 에폭시 수지, 상품명 에피코트 1031S(재팬에폭시레진사 제조) 등의 테트라페닐올에탄형 에폭시 수지, 상품명 데나콜 EX-411(나가세 가세이 고교사 제조) 등의 4관능형 에폭시 수지, 상품명 ST-3000(도토 가세이사 제조) 등의 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 상품명 에피코트 190P(재팬에폭시레진사 제조) 등의 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 상품명 YH-434(도토 가세이사 제조) 등의 글리시딜아민형 에폭시 수지, 상품명 YDG-414(도토 가세이사 제조) 등의 글리옥살형 에폭시 수지, 상품명 에포리드 GT-401(다이셀 화학사 제조) 등의 지환식 다관능 에폭시 수지, 트리글리시딜이소시아네이트(TGIC) 등의 복소환형 에폭시 수지 등을 예시할 수 있다. 또한, 필요하면 에폭시 반응성 희석제로서 상품명 네오토트E(도토 가세이사 제조) 등을 혼합할 수 있다.
이들 다관능 에폭시 수지 중에서도, 상품명 에피코트 828(재팬에폭시레진사 제조), 상품명 에피코트 1007(재팬에폭시레진사 제조) 등의 비스페놀 A형 에폭시 수지, 상품명 에피코트 157S70(재팬에폭시레진사 제조) 등의 비스페놀 A형 노볼락계 에폭시 수지, 및 상품명 YDCN-701(도토 가세이사 제조) 등의 크레졸노볼락형 에폭시 수지가 특히 바람직하다.
본 발명의 잉크 조성물에서의 에폭시기 함유 화합물 (B)는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 잉크 조성물에서 에폭시기 함유 화합물 (B)를 포함하는 경우의 배합 비율은 잉크 조성물의 고형분 중에 바람직하게는 10 내지 70 중량％, 보다 바람직하게는 15 내지 60 중량％, 더욱 바람직하게는 15 내지 55 중량％이다. 에폭시기 함유 화합물 (B)의 배합 비율이 10 중량％ 미만인 경우에는 밀착성 등의 성능이 저하되는 경우가 있고, 70 중량％ 상회하면 경화층의 강인성을 손상시키는 경우가 있기 때문에 본 발명의 효과를 얻는 것이 어렵다.
또한, 본 발명의 잉크 조성물에서는 1 분자 중에 에폭시기를 1개 갖는 단관능 에폭시기 함유 화합물을 첨가할 수도 있다. 이 때의 단관능 에폭시기 함유 화합물량은 상기 (A) 성분과 상기 (B) 성분과 (C) 성분과의 총 중량에 대하여 100 중량％ 미만으로 억제하는 것이 바람직하다. (B) 성분에 포함되지 않는 에폭시기 함유 화합물량이 100 중량％ 이상이면 경화층의 가교 밀도가 저하되어 본 발명의 효과를 얻는 것이 어려워진다.
(다가 카르복실산 유도체 (C))
본 발명의 잉크 조성물에서의 다가 카르복실산 유도체 (C)는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 카르복실산 (c1)의 카르복실기가 하기 화학식 14로 표시되는 비닐 에테르 화합물 (c2)(비닐기 및 에테르기 함유 화합물)에 의해서 잠재화(이후, 블로킹화라고도 함)된 화합물이다. 본 발명에 이용되는 다가 카르복실산 유도체 (C)는 카르복실기가 잠재화되어 있고, 게다가 탈잠재화되는 온도가 높기 때문에, 조성물의 보존 안정성을 현저히 향상시킬 수 있으며, 토출 안정성을 향상시킬 수 있는 성분이다. 또한, 본 발명에 이용되는 다가 카르복실산 유도체 (C)는 고농도로 에폭시기와 공존시키는 것이 가능하기 때문에, 밀착성이나 내ITO 공정시에 대한 내열성, 내용제성을 향상시킬 수 있는 성분이다.
<화학식 1>
Figure 112007076099608-pct00015
(식 중, 6원환은 지환식의 탄화수소이고, m1은 0 내지 2의 정수이고, t1은 0 내지 1의 정수이며, n은 1 내지 4의 정수이며, 또한, n이 1인 경우에는 R1은 수소 원자 또는 탄소수 2 내지 8의 탄화수소기이고, n이 2 내지 4인 경우에는 R1은 탄소수 2 내지 8의 탄화수소기이며, R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다)
카르복실기는 비닐기와 하기 화학식 15와 같은 반응을 함으로써 잠재화된다. 이 반응은 비교적 용이하기 때문에, 다가 카르복실산 유도체 (C)는 수율이 양호하게 얻어진다. 따라서, 다가 카르복실산 유도체 (C)는 카르복실산이 잠재화된 하기 화학식 16의 구조를 갖고 있다.
Figure 112007076099608-pct00016
(식 중, R25는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기이다)
Figure 112007076099608-pct00017
Figure 112007076099608-pct00018
(식 중, R25는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기이다)
화학식 1로 표시되는 카르복실산 (c1) 중, R1이 수소 원자 이외의 화합물로는, 알코올 화합물과 산 무수물과의 반응에 의해 얻어지는 하프에스테르체를 들 수 있다.
이 반응시에 이용되는 알코올 화합물로는 에탄올, 프로판올, 헥산올, 옥탄올, 이소프로필알코올 등의 1가의 알코올 화합물; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 헥산디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디올 등의 2가의 알코올 화합물;글리세린, 펜탄트리올, 헥산트리올, 시클로헥산트리올, 벤젠트리올, 트리메틸올프 로판 등의 3가의 알코올 화합물; 펜타에리트리톨 등의 4가의 알코올 화합물을 바람직한 예로서 들 수 있고, 보다 바람직하게는 헥산올, 이소프로필알코올, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,6-헥산디올, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨을 들 수 있다.
또한, 이 반응시에 이용되는 산 무수물로는 하기 화학식 17로 표시되는 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는 1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물, 1,3,4-시클로헥산트리카르복실산-3,4-무수물을 바람직한 예로서 들 수 있다.
Figure 112007076099608-pct00019
(식 중, 6원환은 지환식의 탄화수소이다. m1은 0 내지 2의 정수이고, t1은 0 내지 1의 정수이다. R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다)
화학식 1로 표시되는 카르복실산 (c1) 중, R1이 수소 원자인 화합물은 이들 카르복실산을 블로킹화한 다가 카르복실산 유도체 (C)의 용해력이 높기 때문에, 상용성이 낮은 (A) 성분 또는 (B) 성분과의 조합에서는 바람직하게 이용된다. R1이 수소 원자인 화합물로는, 시클로헥산디카르복실산 등의 지환식 디카르복실산; 1,2,4-시클로헥산트리카르복실산(이하, CHTA) 등의 지환식 트리카르복실산; 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 등의 지환식 테트라카르복실산을 들 수 있다. 이상의 화합물 중에서는 CHTA를 바람직한 예로서 들 수 있다.
이들 카르복실산 (c1)의 산 당량으로는 55 내지 600 g/mol인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60 내지 500 g/mol이다. 카르복실산의 산 당량이 55 g/mol 미만이면, 가교 밀도가 높아져 경화층의 인성이 저하될 가능성이 있고, 600을 상회하면 잉크 조성물의 상용성이 나빠질 가능성이 있다. 이상의 조건을 충족시키고, 본 발명의 잉크 조성물에 바람직하게 사용할 수 있는 카르복실산은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이상의 산 당량이란 카르복실기의 당량을 가리키고, JIS K 0070-3(1992)에 준하여 측정된다.
본 발명의 잉크 조성물에서의 다가 카르복실산 유도체 (C)의 원료인 화학식 14로 표시되는 비닐에테르 (c2)로는, 예를 들면 이소프로필비닐에테르, n-프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, 이소부틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 2-에틸헥실비닐에테르, 시클로헥실비닐에테르 등의 알킬비닐에테르류를 들 수 있다. 본 발명의 잉크 조성물에 바람직하게 사용할 수 있는 비닐에테르 (c2)로는 n-프로필비닐에테르 및 이소부틸비닐에테르를 들 수 있고, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 이용되는 다가 카르복실산 유도체 (C)는 상기 카르복실산 (c1)과, 상기 비닐에테르 화합물 (c2)를 실온 내지 150 ℃의 범위의 온도로 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 블로킹화 반응은 평형 반응이기 때문에, 카르복실산 (c1)에 대하여 비닐에테르 (c2)를 약간 많이 사용하면 반응이 촉진되고, 수율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 카르복실산 (c1)의 카르복실기에 대한 비닐에테르의 비닐 기의 몰 당량비[(비닐기/카르복실기)의 몰 당량비]는 1/1 내지 2/1인 것이 바람직하다. 이 몰 당량비가 2/1을 초과하는 경우, 반응 온도를 높일 수 없고, 반응 속도가 현저히 낮은 경우가 있다. 또한, 용도에 의해서 부분적으로 잠재화(블로킹화)시키는 것이 좋은 경우도 있고, 그 경우에는 몰 당량비를 0.5/1 내지 1/1로 할 수도 있다.
블로킹화 반응을 행할 때, 반응을 촉진시킬 목적으로 산 촉매를 사용할 수도 있다. 이러한 촉매로는 예를 들면 하기 화학식 18로 표시되는 산성 인산에스테르 화합물을 들 수 있다.
Figure 112007076099608-pct00020
(식 중, R26은 탄소수 3 내지 10의 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기, k는 1 또는 2이다.)
또한, 블로킹화 반응을 행할 때, 반응계를 균일하게 하고, 반응을 용이하게 할 목적으로 유기 용제도 사용할 수도 있다. 이 때에 사용하는 유기 용제로는, 예를 들면 방향족 탄화수소, 에테르류, 에스테르 및 에테르에스테르류, 케톤류, 인산에스테르류, 니트릴류, 비양성자성 극성 용매, 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류 등을 들 수 있다. 보다 바람직하게는 시클로헥사논, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트를 들 수 있다.
상기 유기 용매의 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 반응 원료 100 질량부 에 대하여 통상 5 내지 95 질량부, 바람직하게는 20 내지 80 질량부이다. 유기 용제 첨가했을 때에는 유효 성분 농도가 저하되기 때문에, 다가 카르복실산 유도체 (C)(용제를 포함함)의 배합량이 본 발명의 청구항 범위보다도 늘어나게 되지만, 이 경우에는 용제를 제거한 유효 성분으로 배합량을 생각하는 것으로 한다.
본 발명에서는 특히 상기 에폭시기 함유 공중합체 (A)와 에폭시기 함유 화합물 (B)의 합계 배합량과 다가 카르복실산 유도체 (C)의 배합량의 비는 이하의 범위가 되도록 한다. 즉, 다가 카르복실산 유도체 (C)에 잠재화되어 있는 카르복실기와, 에폭시기 함유 공중합체 (A) 및 에폭시기 함유 화합물 (B) 중에 함유되어 있는 합계의 에폭시기의 당량비(카르복실기의 반응 당량/에폭시기의 반응 당량)가 0.7 내지 1.1의 범위가 되도록 배합한다. 또한, 다가 카르복실산 유도체 (C)에 잠재화되어 있는 카르복실기의 반응 당량이란, 잠재화되어 있는 카르복실기만의 반응 당량을 말하는 것은 아니고, 다가 카르복실산 유도체 (C)를 탈잠재화한 경우에 존재하는 전체 카르복실기의 반응 당량을 말하며, 해당하는 화학식 1로 표시되는 카르복실산의 카르복실기의 반응 당량이다. 본 발명에서는 특히 상기 당량비(카르복실기의 반응 당량/에폭시기의 반응 당량)를 0.7 내지 1.1의 범위로 최적화함으로써, 가교 밀도가 높아지고, 내열성, 내용제성, 밀착성이 특히 우수한 것이 된다. 상기 당량비(카르복실기의 반응 당량/에폭시기의 반응 당량)가 0.7 미만이면 경화 후에 에폭시기가 다량으로 잔류하기 때문에, 가교 밀도가 낮아지고, 내용제성, 밀착성이 현저히 저하되는 경우가 있다. 한편, 상기 당량비가 1.1을 초과하면 카르복실기가 과잉이 되고, 밀착성이 저하되는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 잉크 조성물에서의 필수 성분인 (A) 내지 (C)에 포함되지 않는 추가 성분으로서, 카르복실기를 포함하는 화합물이나, 에폭시기를 포함하는 카르복실기와 반응할 수 있는 관능기를 포함하는 화합물을 첨가할 때에는, 조성물 중 카르복실기의 반응 당량과, 에폭시기를 포함하는 카르복실기와 반응할 수 있는 관능기의 반응 당량과의 비가 상기 범위가 되도록 배합하는 것이 바람직하다.
또한 여기서 카르복실기의 반응 당량은 간편하게는 화합물 구조식(분자량)과 배합량으로부터 산출되고, 보다 정확하게는 JIS K 0070:1992 "화학 제품의 산가, 검화가, 에스테르가, 요소가, 수산기가 및 불검화물의 시험 방법"에 준하여 측정된 산 당량으로부터 산출된다.
본 발명의 잉크 조성물에서 다가 카르복실산 유도체 (C)의 배합 비율은 상기 반응 당량의 비를 충족시키면 특별히 한정되지 않지만, 잉크 조성물의 고형분 중에, 바람직하게는 10 내지 60 중량％, 보다 바람직하게는 15 내지 55 중량％, 더욱 바람직하게는 15 내지 50 중량％이다. 다가 카르복실산 유도체 (C)의 배합 비율이 10 중량％ 미만인 경우에는 내열성 등의 성능이 저하되는 경우가 있고, 60 중량％ 상회하면 밀착성 등의 성능이 저하되는 경우가 있기 때문에 본 발명의 효과를 얻는 것이 어렵다.
(유기 용제 (D))
본 발명의 잉크 조성물에는 상기 조성물을 고농도액 또는 즉시 헤드로부터 토출할 수 있는 잉크로 제조하기 위해서, 필요에 따라서 유기 용제 (D)를 배합한다.
본 발명의 컬러 필터용 잉크젯 잉크를 보존용의 고농도 잉크 또는 즉시 도포 가능한 농도의 잉크로 제조하기 위해서 고형분을 바람직하게 용해 및 분산시키는 용제이면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 잉크 조성물은 상기 (A) 내지 (C)의 결합제 성분의 보존 안정성(점도 안정성)이 우수하기 때문에 잉크젯 방식의 헤드로부터의 토출성이 우수하지만, 또한 토출성을 향상시키기 위해서 비점이 180 ℃ 내지 260 ℃, 특히 210 ℃ 내지 260 ℃이며 상온(특히 18 ℃ 내지 25 ℃의 범위)에서의 증기압이 0.5 mmHg(66.7 Pa) 이하, 특히 0.1 mmHg(13.3 Pa) 이하의 용제 성분을 주용제로서 이용하고, 이러한 주용제를 유기 용제 (D)의 전체량에 대하여 바람직하게는 80 중량％ 이상, 특히 바람직하게는 85 중량％ 이상의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 주용제의 표면 장력은 29 mN/m 이상인 것이 바람직하다.
비점이 180 ℃ 내지 260 ℃이며 상온에서의 증기압이 0.5 mmHg(66.7 Pa) 이하인 용제 성분은 적절한 건조성 및 증발성을 갖고 있다. 이 때문에, 이러한 용제 성분을 높은 배합 비율로 함유하는 단독 용제 또는 혼합 용제를 이용하면, 기록 헤드의 노즐 선단에서 급속하게는 건조하지 않기 때문에, 잉크의 급격한 점도 상승이나 막힘이 발생하지 않고, 토출의 직진성이나 안정성에 악영향을 미치지 않는다. 이와 더불어, 피토출면에 분무한 후에는 건조가 적절한 속도로 진행되기 때문에, 잉크가 피도포면에 스며들어 도포막 표면이 수평하고 매끄러워진 후, 자연 건조 또는 일반적인 가열 공정에 의해서 잉크를 빠르게 또한 완전히 건조시킬 수 있다. 습윤제나 매우 비점이 높은 용제를 이용하는 경우와 비교하여 건조 공정 후 도포막 중에 용제가 잔류할 우려도 적다.
본 발명의 잉크 조성물에 착색제로서 안료를 이용하는 경우에는 미리 안료를 전체 사용량의 일부의 용제 중에서 분산제와 혼합하여 분산성을 부여하고, 얻어진 안료 분산체(즉 고농도의 안료 분산액)를 다른 배합 성분와 함께 잔부의 용제 중에 투입하고 혼합하여 잉크 조성물로 하는 경우가 많다. 안료 분산체를 제조하기 위해서는 3-메톡시부틸아세테이트나 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)와 같은 안료를 분산시키기 쉬운 용제를 이용할 필요가 있다.
잉크 조성물의 유기 용제 (D)는 안료 분산체를 제조하기 위해서 이용하는 분산 용제와 같이, 필요에 따라서 주용제 이외의 용제 성분을 소량이면 함유할 수도 있다. 그러나 그 경우에도, 상기한 비점과 증기압을 갖는 주용제를 용제 전체량에 대하여 60 중량％ 이상의 비율로 사용할 필요가 있다. 주용제의 비율이 용제 전체량의 60 중량％에 포함되지 않는 경우에는, 잉크젯 방식에 적합한 건조성, 증발성을 확실하게 얻을 수 없다.
주용제는 될 수 있는 한 높은 배합 비율로 이용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 적어도 60 중량％ 이상, 바람직하게는 70 중량％ 이상으로 하고, 가능한 한 80 중량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 주용제를 적절히 선택함으로써, 안료 분산체의 제조시에 분산 용제와 혼합 사용하거나, 주용제를 그대로 분산 용제로서 사용하는 것이 바람직하다.
기판 표면에 습윤성 가변층을 형성하고 노광함으로써, 기판 상의 잉크층을 형성하고자 하는 부분에 친잉크성 영역을 형성하고, 상기 친잉크성 영역에 잉크젯 방식에 의해서 본 발명의 잉크 조성물을 선택적으로 부착시키는 경우에는, 주용제로서 JIS K 6768에 규정하는 습윤성 시험에서 나타난 표준액을 이용하고, 액적을 접촉시켜 30 초 후의 접촉각(θ)을 측정하고, 지스만(Zisman) 플롯의 그래프에 의해 구한 임계 표면 장력이 30 mN/m인 시험편의 표면에 대한 접촉각이 25°이상, 바람직하게는 30°이상을 나타내고, 동일한 측정법에 의해 구한 임계 표면 장력이 70 mN/m인 시험편의 표면에 대한 접촉각이 10°이하를 나타내는 것을 선택하여 이용할 수도 있다.
습윤성에 관해서 상기 거동을 나타내는 용제를 이용하여 잉크 조성물을 제조하면, 잉크 조성물은 후술하는 습윤성 가변층의 습윤성을 변화시키기 전에는 상기 습윤성 가변층의 표면에 대하여 큰 반발성을 나타내고, 상기 습윤성 가변층의 습윤성을 변화시켜 친수성이 커지는 방향으로 변화시킨 후에는 상기 습윤성 가변층의 표면에 대하여 큰 친화성을 나타낸다. 따라서, 습윤성 가변층의 표면의 일부를 선택적으로 노광하여 형성한 친잉크성 영역에 대한 잉크 조성물의 습윤성과, 그 주위의 발잉크성 영역에 대한 잉크 조성물의 습윤성의 차를 크게 할 수 있게 되어, 친잉크성 영역에 잉크젯 방식으로 분무한 잉크 조성물이 친잉크성 영역의 구석 구석까지 균일하게 습윤되어 확산된다. 그 결과, 미세하고 정밀한 잉크층의 패턴을 잉크젯 방식에 의해 형성할 수 있게 된다.
여기서 임계 표면 장력에 관해서 상기 특성을 갖는 시험편은 어떠한 재료로 형성되어 있어도 관계없다. 임계 표면 장력 30 mN/m를 나타내는 시험편으로는, 예를 들면 표면이 평활한 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 평활한 유리 표면에 상기 중합체나 표면 개질제 등을 도포한 것 중으로부터 실제로 상기 시험을 행하여 해당하는 것을 선택할 수 있다. 또한, 임계 표면 장력 70 mN/m를 나타내는 시험편으로는, 예를 들면 나일론이나 표면을 친수화 처리한 유리 등 중으로부터 실제로 상기 시험을 행하여 해당하는 것을 선택할 수 있다.
주용제는 이하에 나타낸 바와 같은 용제 중으로부터 선택하여 사용할 수 있다: 에틸렌글리콜 모노에틸에테르와 같은 글리콜에테르류; 에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트와 같은 글리콜에테르에스테르류; 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르같은 글리콜올리고머에테르류; 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트와 같은 글리콜올리고머에테르에스테르류; 아세트산, 2-에틸헥산산, 아세트산 무수물과 같은 지방족 카르복실산류 또는 그의 산 무수물; 아세트산에틸, 벤조산프로필과 같은 지방족 또는 방향족 에스테르류; 탄산디에틸과 같은 디카르복실산디에스테르류; 3-메톡시프로피온산메틸과 같은 알콕시카르복실산에스테르류; 아세토아세트산에틸과 같은 케토카르복실산에스테르류; 클로로아세트산, 디클로로아세트산과 같은 할로겐화카르복실산류; 에탄올, 이소프로판올, 페놀과 같은 알코올류 또는 페놀류; 디에틸에테르, 아니솔과 같은 지방족 또는 방향족 에테르류; 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시알코올류; 디에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜과 같은 글리콜올리고머류; 2-디에틸아미노에탄올, 트리에탄올아민과 같은 아미노알코올류; 2-에톡시에틸아세테이트와 같은 알콕시알코올에스테르류; 아세톤, 메틸이소부틸케톤과 같은 케톤류; N-에틸모르폴린, 페닐모르폴린과 같은 모르폴린류; 펜틸아민, 트리펜틸아민, 아닐린과 같은 지방족 또는 방향족 아민류.
또한, 유기 용제 (D), 특히 용제의 대부분을 차지하는 주용제로는 수산기를 함유하지 않는 용제를 이용하는 것이 바람직하다. 용제가 수산기를 함유하고 있으면, 안료의 분산성, 분산 안정성이 떨어질 뿐만 아니라, 다가 카르복실산 유도체 (C)의 탈잠재화를 촉진하여 카르복실기가 발현하기 쉽기 때문에, 에폭시기 함유 중합체 (A)와 에폭시기 함유 화합물 (B)가 갖는 에폭시기와 반응하여, 보존 안정성(점도 안정성)을 손상시킬 우려가 있다.
따라서, 유기 용제 (D)로서 수산기를 함유하지 않는 용제를 이용함으로써, 잉크 조성물의 점도 안정성이 더욱 향상되고, 토출성 및 보존 안정성이 우수한 잉크가 얻어진다.
주용제로서 바람직한 것으로는, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 디부틸에테르, 아디프산디에틸, 옥살산디부틸, 말론산디메틸, 말론산디에틸, 숙신산디메틸 및 숙신산디에틸 등을 예시할 수 있다. 이들 용제는 비점이 180 ℃ 내지 260 ℃이며 상온에서의 증기압이 0.5 mmHg(66.7 Pa) 이하인 요구를 충족시킬 뿐만 아니라, 분자 중에 수산기를 갖지 않기 때문에, 상기한 바와 같은 문제를 일으키지 않는다. 또한, 이들 용제는 3-메톡시부틸아세테이트나 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)와 같은 종래부터 안료 분산체의 제조에 이용되고 있는 용제와 혼합하거나 혼합하지 않고 그대로 분산 용제로서 이용하여 안료 분산체를 제조할 수 있다.
바람직한 것으로서 예시한 상기 용제는 JIS K6768에 규정하는 습윤성 시험에서 나타난 표준액을 이용하고, 액적을 접촉시켜 30 초 후의 접촉각(θ)을 측정하고, 지스만 플롯의 그래프에 의해 구한 임계 표면 장력이 30 mN/m인 시험편의 표면에 대한 접촉각이 25°이상을 나타내고, 또한 동일한 측정법에 의해 구한 임계 표면 장력이 70 mN/m인 시험편의 표면에 대한 접촉각이 10°이하를 나타낸다는 요구도 충족한다. 따라서, 이들 용제는 기판 표면에 습윤성 가변층을 설치하여 노광하고, 노광 부분과 미노광 부분 사이의 습윤성의 차를 이용하여 잉크 조성물을 선택적으로 부착시키는 경우에도 주용제로서 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 용제 중에 수분이 혼입되어 있는 경우에도 용제 중에 물분자의 수산기가 존재하게 되기 때문에, 수산기를 갖는 용제를 이용하는 경우와 마찬가지의 문제가 발생할 우려가 있다. 따라서, 산-에폭시간의 가교 반응계로부터 수분을 실질적으로 배제하기 위해서, 물과의 혼화성이 낮은 용제를 이용하여 도포액을 제조하는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서 잉크 조성물을 제조하는 용제의 물에 대한 용해성은 액체 온도가 20 ℃인 물 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하인 것이 바람직하다.
구체예로서 예를 든 상기 주용제 중에서는, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트는 수산기를 갖지 않으며, 액체 온도가 20 ℃인 물 100 중량부에 대한 용해성도 6.5 중량부로 낮은 물혼화성을 나타내기 때문에 특히 바람직하다.
유기 용제 (D)는 상기 용제를 포함하는 잉크 조성물의 전체량에 대하여, 통상은 40 내지 95 중량％, 추가로 70 내지 95 중량％의 비율로 이용하여 잉크 조성 물을 제조한다. 용제가 지나치게 적으면 잉크의 점도가 높고, 잉크젯 헤드로부터의 토출이 곤란해진다. 또한, 용제가 지나치게 많으면 소정의 습윤성 변화 부위(잉크층 형성 부위)에 대한 잉크 주입량(잉크 퇴적량)이 불충분한 가운데 상기 습윤성 변화 부위에 퇴적시킨 잉크의 막이 파괴되고, 주위의 미노광부로 새어 나오고, 주변의 습윤성 변화 부위(잉크층 형성 부위)까지 습윤되어 확산된다. 바꿔 말하면, 잉크를 부착시켜야 하는 습윤성 변화 부위(잉크층 형성 부위)로부터 새어 나오지 않고 퇴적시킬 수 있는 잉크 주입량이 불충분해지고, 건조 후의 막 두께가 지나치게 얇아서, 그에 따라 충분한 투과광의 광학 농도를 얻을 수 없게 된다.
(열잠재성 촉매 (E))
본 발명의 잉크 조성물에는 경화층의 경도 및 내열성을 향상시키기 위해서, 산-에폭시간의 열 경화 반응을 촉진할 수 있는 촉매를 첨가할 수도 있다. 그러한 촉매로는, (E) 가열 경화시에 활성을 나타내는 열잠재성 촉매(이하, (E) 성분 또는 열잠재성 촉매 (E)라 함)를 사용할 수 있다.
열잠재성 촉매 (E)는 가열되었을 때, 촉매 활성을 발현하고, 경화 반응을 촉진하여 경화물에 양호한 물성을 제공하는 것으로, 필요에 따라 가해지는 것이다. 이 열잠재성 촉매 (E)는 60 ℃ 이상의 온도에 도달한 후 촉매 활성을 발현하기 시작하는 것이 바람직하고, 이러한 것으로서 양성자 산을 루이스 염기로 중화한 화합물, 루이스산을 루이스 염기로 중화한 화합물, 루이스산과 트리알킬포스페이트의 혼합물, 술폰산에스테르류, 오늄 화합물류 등을 들 수 있으며, 상기 일본 특허 공개 (평)4-218561호 공보에 기재되어 있는 각종 화합물을 사용할 수 있다. 구체적 으로는, (가) 할로게노카르복실산류, 술폰산류, 인산모노 및 디에스테르류 등을 암모니아, 모노메틸아민, 트리에틸아민, 피리딘, 에탄올아민류 등의 각종 아민 또는 트리알킬포스핀 등으로 중화한 화합물, (나) BF3, FeCl3, SnCl4, AlCl3, ZnCl2 등의 루이스산을 상술한 루이스 염기로 중화한 화합물, (다) 메탄술폰산, 에탄술폰산, 벤젠술폰산 등으로 1급 알코올, 2급 알코올과의 에스테르 화합물, (라) 1급 알코올류, 2급 알코올류의 인산모노에스테르 화합물, 인산디에스테르 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 오늄 화합물로는 암모늄 화합물[R3NR']+X-, 술포늄 화합물[R3SR']+X-, 옥소늄 화합물[R3OR']+X- 등을 들 수 있다. 또한, 여기서 R 및 R'은 알킬, 알케닐, 아릴, 알콕시 등의 기이다.
또한, 열잠재성 촉매 (E)는 액정 오염성 등의 측면에서 (E') 할로겐 무함유 산성 촉매(이하, (E') 성분 또는 할로겐 무함유 산성 촉매 (E')라 함)인 것이 바람직하다. 할로겐 무함유 산성 촉매 (E')로서 구체적으로는, 노프큐어 LC-1, 노프큐어 LC-2, 노프큐어 LC-10(모두 상품명, 닛본유시(주) 제조)을 예시할 수 있다.
열잠재성 촉매는 상기 (A) 내지 (C) 성분의 합계 100 중량부에 대하여, 통상은 0.01 내지 10.0 중량부 정도의 비율로 배합한다.
(안료)
본 발명에 따른 잉크 조성물을 이용하여 화소부나 블랙 매트릭스층과 같은 착색층을 형성하는 경우에는, 잉크 조성물 중에 안료 또는 그 밖의 착색제를 배합한다.
착색제로서의 안료는 화소부의 R, G, B 등이 요구하는 색에 맞춰서, 유기 착색제 및 무기 착색제 중으로부터 임의의 것을 선택하여 사용할 수 있다. 유기 착색제로는, 예를 들면 염료, 유기 안료, 천연 색소 등을 사용할 수 있다. 또한, 무기 착색제로는, 예를 들면 무기 안료, 체질 안료 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서 유기 안료는 발색성이 높고, 내열성도 높기 때문에, 바람직하게 이용된다. 유기 안료로는, 예를 들면 컬러인덱스(C.I.; 더 소사이어티 오브 다이어 앤드 컬러리스트(The Society of Dyers and Colourists)사 발행)에서 피그먼트(Pigment)로 분류되어 있는 화합물, 구체적으로는 하기와 같은 컬러인덱스(C.I.) 번호가 부여되어 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 피그먼트 옐로우 1, C.I. 피그먼트 옐로우 3, C.I. 피그먼트 옐로우 12, C.I. 피그먼트 옐로우 13, C.I. 피그먼트 옐로우 14, C.I. 피그먼트 옐로우 15, C.I. 피그먼트 옐로우 16, C.I. 피그먼트 옐로우 17, C.I. 피그먼트 옐로우 20, C.I. 피그먼트 옐로우 24, C.I. 피그먼트 옐로우 31, C.I. 피그먼트 옐로우 55, C.I. 피그먼트 옐로우 60, C.I. 피그먼트 옐로우 61, C.I. 피그먼트 옐로우 65, C.I. 피그먼트 옐로우 71, C.I. 피그먼트 옐로우 73, C.I. 피그먼트 옐로우 74, C.I. 피그먼트 옐로우 81, C.I. 피그먼트 옐로우 83, C.I. 피그먼트 옐로우 93, C.I. 피그먼트 옐로우 95, C.I. 피그먼트 옐로우 97, C.I. 피그먼트 옐로우 98, C.I. 피그먼트 옐로우 100, C.I. 피그먼트 옐로우 101, C.I. 피그먼트 옐로우 104, C.I. 피그먼트 옐로우 106, C.I. 피그먼트 옐로우 108, C.I. 피그먼트 옐로우 109, C.I. 피그먼트 옐로우 110, C.I. 피그먼트 옐로우 113, C.I. 피그먼트 옐로우 114, C.I. 피그먼트 옐로우 116, C.I. 피그먼트 옐로우 117, C.I. 피그먼트 옐로우 119, C.I. 피그먼트 옐로우 120, C.I. 피그먼트 옐로우 126, C.I. 피그먼트 옐로우 127, C.I. 피그먼트 옐로우 128, C.I. 피그먼트 옐로우 129, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 151, C.I. 피그먼트 옐로우 152, C.I. 피그먼트 옐로우 153, C.I. 피그먼트 옐로우 154, C.I. 피그먼트 옐로우 155, C.I. 피그먼트 옐로우 156, C.I. 피그먼트 옐로우 166, C.I. 피그먼트 옐로우 168, C.I. 피그먼트 옐로우 175;
C.I. 피그먼트 오렌지 1, C.I. 피그먼트 오렌지 5, C.I. 피그먼트 오렌지 13, C.I. 피그먼트 오렌지 14, C.I. 피그먼트 오렌지 16, C.I. 피그먼트 오렌지 17, C.I. 피그먼트 오렌지 24, C.I. 피그먼트 오렌지 34, C.I. 피그먼트 오렌지 36, C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 오렌지 40, C.I. 피그먼트 오렌지 43, C.I. 피그먼트 오렌지 46, C.I. 피그먼트 오렌지 49, C.I. 피그먼트 오렌지 51, C.I. 피그먼트 오렌지 61, C.I. 피그먼트 오렌지 63, C.I. 피그먼트 오렌지 64, C.I. 피그먼트 오렌지 71, C.I. 피그먼트 오렌지 73; C.I. 피그먼트 바이올렛 1, C.I. 피그먼트 바이올렛 19, C.I. 피그먼트 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 바이올렛 29, C.I. 피그먼트 바이올렛 32, C.I. 피그먼트 바이올렛 36, C.I. 피그먼트 바이올렛 38;
C.I. 피그먼트 레드 1, C.I. 피그먼트 레드 2, C.I. 피그먼트 레드 3, C.I. 피그먼트 레드 4, C.I. 피그먼트 레드 5, C.I. 피그먼트 레드 6, C.I. 피그먼트 레드 7, C.I. 피그먼트 레드 8, C.I. 피그먼트 레드 9, C.I. 피그먼트 레드 10, C.I. 피그먼트 레드 11, C.I. 피그먼트 레드 12, C.I. 피그먼트 레드 14, C.I. 피그먼트 레드 15, C.I. 피그먼트 레드 16, C.I. 피그먼트 레드 17, C.I. 피그먼트 레드 18, C.I. 피그먼트 레드 19, C.I. 피그먼트 레드 21, C.I. 피그먼트 레드 22, C.I. 피그먼트 레드 23, C.I. 피그먼트 레드 30, C.I. 피그먼트 레드 31, C.I. 피그먼트 레드 32, C.I. 피그먼트 레드 37, C.I. 피그먼트 레드 38, C.I. 피그먼트 레드 40, C.I. 피그먼트 레드 41, C.I. 피그먼트 레드 42, C.I. 피그먼트 레드 48:1, C.I. 피그먼트 레드 48:2, C.I. 피그먼트 레드 48:3, C.I. 피그먼트 레드 48:4, C.I. 피그먼트 레드 49:1, C.I. 피그먼트 레드 49:2, C.I. 피그먼트 레드 50:1, C.I. 피그먼트 레드 52:1, C.I. 피그먼트 레드 53:1, C.I. 피그먼트 레드 57, C.I. 피그먼트 레드 57:1, C.I. 피그먼트 레드 57:2, C.I. 피그먼트 레드 58:2, C.I. 피그먼트 레드 58:4, C.I. 피그먼트 레드 60:1, C.I. 피그먼트 레드 63:1, C.I. 피그먼트 레드 63:2, C.I. 피그먼트 레드 64:1, C.I. 피그먼트 레드 81:1, C.I. 피그먼트 레드 83, C.I. 피그먼트 레드 88, C.I. 피그먼트 레드 90:1, C.I. 피그먼트 레드 97, C.I. 피그먼트 레드 101, C.I. 피그먼트 레드 102, C.I. 피그먼트 레드 104, C.I. 피그먼트 레드 105, C.I. 피그먼트 레드 106, C.I. 피그먼트 레드 108, C.I. 피그먼트 레드 112, C.I. 피그먼트 레드 113, C.I. 피그먼트 레드 114, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 123, C.I. 피그먼트 레드 144, C.I. 피그먼트 레드 146, C.I. 피그먼트 레드 149, C.I. 피그먼트 레드 150, C.I. 피그먼트 레드 151, C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 168, C.I. 피그먼트 레드 170, C.I. 피그먼트 레드 171, C.I. 피그먼트 레드 172, C.I. 피그먼트 레드 174, C.I. 피그 먼트 레드 175, C.I. 피그먼트 레드 176, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 178, C.I. 피그먼트 레드 179, C.I. 피그먼트 레드 180, C.I. 피그먼트 레드 185, C.I. 피그먼트 레드 187, C.I. 피그먼트 레드 188, C.I. 피그먼트 레드 190, C.I. 피그먼트 레드 193, C.I. 피그먼트 레드 194, C.I. 피그먼트 레드 202, C.I. 피그먼트 레드 206, C.I. 피그먼트 레드 207, C.I. 피그먼트 레드 208, C.I. 피그먼트 레드 209, C.I. 피그먼트 레드 215, C.I. 피그먼트 레드 216, C.I. 피그먼트 레드 220, C.I. 피그먼트 레드 224, C.I. 피그먼트 레드 226, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 243, C.I. 피그먼트 레드 245, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 255, C.I. 피그먼트 레드 264, C.I. 피그먼트 레드 265; C.I. 피그먼트 블루 15, C.I. 피그먼트 블루 15:3, C.I. 피그먼트 블루 15:4, C.I. 피그먼트 블루 15:6, C.I. 피그먼트 블루 60; C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린36; C.I. 피그먼트 브라운 23, C.I. 피그먼트 브라운 25; C.I. 피그먼트 블랙 1,피그먼트 블랙 7.
또한, 상기 무기 안료 또는 체질 안료의 구체예로는, 산화티탄, 황산바륨, 탄산칼슘, 아연화, 황산납, 황색납, 아연황, 철단(적색산화철(III)), 카드뮴적, 군청, 감청, 산화크롬녹, 코발트녹, 암버, 티탄블랙, 합성철흑, 카본 블랙 등을 들 수 있다. 본 발명에서 안료는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
컬러 필터의 기판 상에 본 발명의 잉크 조성물을 이용하여 차광층의 패턴을 형성하는 경우에는, 잉크 조성물 중에 차광성이 높은 흑색 안료를 배합한다. 차광 성이 높은 흑색 안료로는, 예를 들면 카본 블랙이나 43산화철 등의 무기계 착색제, 또는 시아닌블랙 등의 유기계 착색제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 잉크 조성물을 이용하여 화소를 형성하는 경우에는 안료를 잉크 조성물의 고형분에 대하여, 통상은 1 내지 60 중량％, 바람직하게는 15 내지 40 중량％의 비율로 배합한다. 안료가 지나치게 적으면, 잉크젯 잉크를 소정의 막 두께(통상은 0.1 내지 2.0 ㎛)에 도포했을 때의 투과 농도가 불충분할 우려가 있다. 또한, 안료가 지나치게 많으면, 잉크젯 잉크를 기판 상에 도포하여 경화시켰을 때의 기판에의 밀착성, 경화막의 표면 조도, 도포막 경도 등의 도포막으로서의 특성이 불충분해질 우려가 있다.
(그 밖의 첨가제)
본 발명의 잉크 조성물에는 필요에 따라서, 그 밖의 첨가제를 1종 또는 2종 이상 배합할 수 있다. 이러한 첨가제로는 다음과 같은 것을 예시할 수 있다.
a) 분산제: 잉크 조성물에 안료를 배합하는 경우에는, 상기 안료를 양호하게 분산시키기 위해서 필요에 따라서 분산제를 잉크 조성물에 배합한다. 분산제로는, 예를 들면 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 실리콘계, 불소계 등의 계면활성제를 사용할 수 있다. 계면활성제 중에서도, 다음에 예시하는 고분자 계면활성제(고분자 분산제)가 바람직하다.
즉, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르류; 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류; 폴리 에틸렌글리콜 디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜 디스테아레이트 등의 폴리에틸렌글리콜 디에스테르류; 소르비탄 지방산 에스테르류; 지방산 변성 폴리에스테르류; 3급 아민 변성 폴리우레탄류 등의 고분자 계면활성제가 바람직하게 이용된다.
b) 분산 보조제: 예를 들면, 구리 프탈로시아닌 유도체 등의 청색 안료 유도체나 황색 안료 유도체 등.
c) 충전제: 예를 들면, 유리, 알루미나 등.
d) 밀착 촉진제: 예를 들면, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 등.
e) 산화 방지제: 예를 들면 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸페놀 등.
f) 자외선 흡수제: 예를 들면, 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논 등.
g) 응집 방지제: 예를 들면, 폴리아크릴산나트륨, 또는 각종 계면활성제 등.
h) 레벨링제: 예를 들면, 시판되고 있는 실리콘계, 폴리알킬렌에테르계, 지방산 에스테르계, 특수 아크릴계 중합체 등.
(잉크젯 잉크 조성물의 제조 방법)
본 발명의 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물은 각 성분을 단독 용제 또는 혼합 용제인 용제에 투입하여 혼합하고, 고형 성분을 용해 또는 분산시켜 제조할 수도 있다.
그러나 안료를 결합제계 등의 다른 성분과 함께 용제 전체 중에 직접 투입하고 교반 혼합하면, 안료를 용제 중에 충분히 분산되지 않는 경우가 많다. 그래서 통상은 안료의 분산성 및 분산 안정성이 양호한 용제를 준비하고, 거기에 안료를 분산제와 함께 투입하여 용해기 등에 의해 충분히 교반하고, 안료 분산액을 제조한다. 그리고, 얻어진 안료 분산액을 안료 이외의 성분과 함께, 거의 주용제를 포함하거나, 주용제만을 포함하는 용제에 투입하고, 용해기 등에 의해 충분히 교반 혼합함으로써, 본 발명에 따른 잉크 조성물로 할 수 있다.
안료 분산액을 투입하는 잔부의 용제로는 최종적인 용제 전체의 조성으로부터 안료 분산액의 제조에 이용한 용제만큼을 뺀 조성을 갖는 것을 이용하고, 최종 농도까지 희석하여 잉크젯 잉크를 완성시킬 수도 있다. 또한, 안료 분산액을 비교적 소량의 주용제에 투입하여 고농도의 잉크젯 잉크를 제조할 수도 있다. 고농도의 잉크젯 잉크 조성물은 그대로 보존하고, 사용 직전에 최종 농도로 희석하여 잉크젯 방식에 사용할 수 있다.
본 발명에서는, 특히 주용제로서 비점이 180 ℃ 내지 260 ℃이며 상온에서의 증기압이 0.5 mmHg 이하인 용제 성분의 배합 비율을 용제 전체의 90 중량％ 이상 이용하는 경우에는, 안료 분산액의 제조시에 3-메톡시부틸아세테이트나 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)와 같은 종래부터 이용되고 있는 분산 용제를 충분한 양밖에 사용할 수 없는 경우가 있다. 그 경우에는, 주용제로서 사용 가능한 용제 중으로부터 안료의 분산성, 분산 안정성이 비교적 양호한 것을 선택하고, 종래부터 이용되고 있는 분산 용제와 혼합한 것을 분산 용제로서 이용하거나, 주용제를 그대로 분산 용제로서 이용한다.
이와 같이 하여 제조되는 본 발명의 잉크 조성물에서, 경화제는 난용성의 다가 카르복실산을 상기 다가 카르복실산의 카르복실기를 잠재화(블로킹화, 캡, 보호)함으로써 용해성이 높은 다가 카르복실산 유도체 (C)의 형태로 한 후 용제에 용해, 분산시켜 이용한다. 따라서, 잉크 조성물 중에 카르복실기의 반응점을 고농도로 에폭시기와 공존시킬 수 있고, 이러한 잉크 조성물을 이용하여 층을 형성하여 가열하면 높은 가교 밀도가 얻어진다. 또한, 다가 카르복실산 유도체 (C)는 상기 화합물에 따른 소정의 온도 이상으로 가열하지 않으면 카르복실기를 재생하지 않는다. 특히 다가 카르복실산 유도체 (C)는 특정한 구조를 갖기 때문에, 탈잠재화 반응의 온도가 높고, 안정성이 높다. 따라서, 에폭시기 함유 중합체 (A) 및 에폭시기 함유 화합물 (B)에 함유되어 있는 에폭시기 및 다가 카르복실산 유도체 (C)에 함유되어 있는 카르복실기 각각의 반응점 농도가 높음에도 불구하고, 잉크젯 방식의 토출 헤드로부터 토출하고 있는 도중에 점도 상승이 일어나기 어렵고, 잉크젯 방식의 헤드로부터의 토출 방향의 직진성, 토출량의 안정성이 매우 우수할 뿐만 아니라, 잉크 조성물의 상태에서는 제조 직후부터 장기간에 걸쳐 양호한 점도를 계속 유지하고, 보존 안정성도 종래의 것에 비교하여도 매우 우수하다.
잉크 조성물 중 고형분 농도는 통상 5 내지 30 중량％ 정도가 되도록 제조된다. 본 발명에서는, 잉크 조성물 중 고형분 농도가 20 중량％ 이상이어도, 또한 25 중량％ 이상으로 높아도 보존 안정성이 우수하다. 바람직한 것으로는, 잉크 조성물을 제조한 후, 밀폐 용기에 넣고 25 ℃에서 1개월 후, 3개월 후, 6개월 보존 후의 점도가 초기 점도의 1.1배 이하, 더욱 바람직한 것으로는 1.05배 이하로 억제하는 것이 가능하다. 여기서 점도는 회전 진동형 점도계(예를 들면, 야마이치 덴끼사 제조 회전 진동형 점도계 비스코메이트 VM-1G)를 이용하고, 23 ℃에서 측정되는 것이다. 또한, 바람직한 것으로는 잉크 조성물을 제조한 후, 밀폐 용기에 넣고 25 ℃에서 1개월 후, 3개월 후, 6개월 보존 후의 50 ％ 평균 입경이 초기의 50 ％ 평균 입경의 1.2배 이하, 더욱 바람직한 것으로는 1.1배 이하로 억제하는 것이 가능하다. 여기서 50 ％ 평균 입경은 입도 분포계(예를 들면, 니키소사 제조 마이크로트락 유피에이(MICROTRAC UPA) 입도 분포계)로 동적 광산란법(도플러 산란광 해석)에 의해 23 ℃에서 측정되는 것이다.
이와 같이 본 발명에서의 잉크 조성물은 종래 기술과 비교하여 보존 안정성이 우수하고, 1액 장기 보존이 가능할 뿐만 아니라 보관시, 사용시 침전의 발생이 없다는 이점을 갖는다. 또한, 일단 사용하고 남은 조성물(도포액)의 잔액은 단시간의 작업으로는 열화하지 않는다. 따라서, 이러한 잔액을 회수하거나, 신선한 조성물(도포액)을 보충하는 등하여 재사용하는 것이 가능하고, 경제적이다.
또한, 본 발명의 잉크 조성물은 상기 특정한 필수 성분의 산/에폭시 당량비가 최적이기 때문에, 경화층이 기재에 대한 밀착성이 우수할 뿐만 아니라, 내열성, 내용제성 등이 우수하다. 본 발명에서 제조되는 경화층이 우수한 밀착성, 내열성, 내용제성 등을 나타내는 것은 경화층의 가교 밀도가 매우 높은 것이 많이 공헌하고 있다고 추측된다. 또한, 잉크젯 방식의 헤드로부터 안정적으로 토출하여 정밀한 패턴을 갖는 층을 정확하게 형성할 수 있기 때문에, 본 발명의 잉크 조성물은 표시 장치나 고체 촬상 소자의 컬러 필터의 화소나 차광층 등 특정한 패턴을 갖는 유기층을 형성하는 데 특히 바람직하게 사용할 수 있다.
(경화층의 물성)
본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크를 이용하여 형성된 경화층은 컬러 필터의 세부에 요구되는 내열성(가열에 의한 막감소나 변색의 정도 등), 내용제성, 밀착성, 그 밖의 여러 가지 특성이 우수하다. 예를 들면, 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크를 이용하여, 하기의 내용제성, 밀착성, 내열성 등을 겸비한 경화층을 투명 기판 상에 형성할 수 있다.
a) 내용제성(내약품성): 경화층을 설치한 컬러 필터를 이소프로필 알코올, N-메틸피롤리돈 또는 γ-부티로락톤 중 어느 하나의 용제에 액체 온도 40 ℃에서 1 시간 동안 침지한 후에 경화층의 막 두께를 측정하여 산출되는 막 두께 감소를 어느 용제에 침지한 경우에도 10 ％ 이하로 할 수 있다. 또한, 상기 침지 전후의 색차를 1 이하로 할 수 있다.
b) 밀착성: 경화층을 설치한 컬러 필터를 80 ℃의 순수한 물에 1 시간 동안 침지한 후에 JIS K 5400(1990) 8.5로 규정되는 격자상 테이프 박리 시험을 행한 결과를, 8점 이상으로 할 수 있다.
c) ITO 형성 후의 내열성: 경화층을 설치한 컬러 필터의 상기 경화층 상에 ITO층을 형성한 후, 180 ℃에서 1 시간 동안 처리한 후에도, ITO층 및 상기 경화층에 균열 또는 주름이 발생하지 않는 것으로 할 수 있다.
2. 컬러 필터, 및 컬러 필터의 제조 방법
본 발명에 따른 컬러 필터는 기판과, 상기 기판 상에 설치된 착색층을 적어도 구비하는 컬러 필터이며, 상기 착색층이 상기 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 경화시켜 형성한 것인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서의 착색층이란, 착색되어 있는 층이며, 구체적으로는 컬러 필터에서의 화소, 차광층 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 컬러 필터는 착색층이 상기 본 발명에 따른 반응점 농도가 높은 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 경화시켜서 형성한 것이기 때문에, 가교 밀도가 높고, 착색층의 밀착성, 내열성, 내용제성이 우수하고, 신뢰성이 높은 컬러 필터이다. 본 발명의 컬러 필터의 구성이나, 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 후술하는 구성을 취할 수 있고, 후술하는 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법을 바람직하게 이용하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법은 기판 상의 소정 영역에 상기 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해서 선택적으로 부착시켜 잉크층을 형성하는 공정과, 상기 잉크층을 경화시켜 경화층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법은, 상기 본 발명에 따른 잉크젯 잉크 조성물을 이용하여 잉크젯 방식에 의해서 선택적으로 부착시켜 잉크층을 형성하는 공정을 가짐으로써, 잉크 조성물의 토출 방향이나 토출량의 안정성이 우수하고, 정밀한 잉크층을 정확하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 본 발명에 따른 반응점 농도가 높은 잉크젯 잉크를 이용한 잉크층을 경화시켜 경화층을 형성하는 공정을 가짐 으로써, 가교 밀도가 높고, 내열성, 밀착성, 내용제성 등이 우수한 경화층을 얻을 수 있다. 또한, 잉크젯 방식을 이용한 제조 방법이기 때문에, 비용 절감이나 수율의 향상이 실현 가능하다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물에 R, G, B 또는 블랙 등의 원하는 안료를 배합하고, 컬러 필터의 투명 기판 상의 소정 영역에 잉크젯 방식에 의해 선택적으로 부착시키고 경화시킴으로써, 화소부나 차광층 등의 경화층을 형성할 수 있다.
상기한 바와 같은 공정을 포함하는 컬러 필터의 제조 방법의 일례를 이하에 설명한다. 우선, 도 1(A)에 도시한 바와 같이 컬러 필터의 투명 기판 (1)을 준비한다. 이 투명 기판으로는 종래부터 컬러 필터에 이용되고 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 석영 유리, 파일렉스 유리, 합성 석영판 등의 가요성이 없는 투명한 강성재, 또는 투명 수지 필름, 광학용 수지판 등의 가요성을 갖는 투명한 연성재를 사용할 수 있다. 이 중에서 특히 코닝사 제조 7059 유리는 열팽창율이 작은 소재이고 치수 안정성 및 고온 가열 처리에서의 작업성이 우수하며, 유리 중에 알칼리 성분을 포함하지 않는 무알칼리 유리이기 때문에, 활성 매트릭스 방식에 의한 컬러 액정 표시 장치용의 컬러 필터에 적합하다. 본 발명에서는, 통상 투명 기판을 이용하지만, 반사성의 기판이나 백색으로 착색한 기판으로도 이용하는 것은 가능하다. 또한, 기판은 필요에 따라서 알칼리 용출 방지나 가스 차단성 부여 그 밖의 목적으로 표면 처리를 실시한 것을 이용할 수도 있다.
이어서, 도 1(B)에 도시한 바와 같이, 투명 기판 (1)의 일면측의 화소부 사 이의 경계가 되는 영역에 차광부 (2)를 형성한다. 차광부 (2)는 스퍼터링법, 진공 증착법 등에 의해 두께 1000 내지 2000 Å 정도의 크롬 등의 금속 박막을 형성하고, 이 박막을 패터닝함으로써 형성할 수 있다. 이 패터닝의 방법으로는 스퍼터 등의 통상의 패터닝 방법을 사용할 수 있다.
또한, 차광부 (2)로는 수지 결합제 중에 탄소 미립자, 금속 산화물, 무기 안료, 유기 안료 등의 차광성 입자를 함유시킨 층일 수도 있다. 이용되는 수지 결합제로는 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알코올, 젤라틴, 카제인, 셀룰로오스 등의 수지를 1종 또는 2종 이상 혼합한 것이나, 감광성 수지, 또한 O/W 에멀전형의 잉크 조성물, 예를 들면 반응성 실리콘을 에멀전화한 것 등을 사용할 수 있다. 이러한 수지제 차광부의 두께로는 0.5 내지 10 ㎛의 범위 내에서 설정할 수 있다. 이러한 수지제 차광부의 패터닝의 방법으로는 포토리소법, 인쇄법 등 일반적으로 이용되고 있는 방법을 사용할 수 있다.
이어서, 도 1(C)에 도시한 바와 같이, 차광부의 패턴 상에 발잉크성 볼록부를 필요에 따라서 형성한다. 이러한 발잉크성 볼록부의 조성은 발잉크성을 갖는 잉크 조성물이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 특히 투명할 필요는 없고, 착색된 것일 수도 있다. 예를 들면, 차광부에 이용되는 재료이며, 흑색의 재료를 혼입하지 않은 재료 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알코올, 젤라틴, 카제인, 셀룰로오스 등의 수용성 수지를 1종 또는 2종 이상 혼합한 조성물이나, O/W 에멀전형의 잉크 조성물, 예를 들면 반응성 실리콘을 에멀전화한 것 등을 들 수 있다. 본 발명에서는, 취급성 및 경화가 용이하다는 점 등 의 이유로부터 광 경화성 수지가 바람직하게 이용된다. 또한, 이 발잉크성 볼록부는 발잉크성이 강할수록 바람직하기 때문에, 그 표면을 실리콘 화합물이나 불소 함유 화합물 등의 발잉크 처리제로 처리한 것일 수도 있다.
발잉크성 볼록부의 패터닝은 발잉크성 잉크 조성물의 도포액을 이용하는 인쇄나, 광 경화성 도포액을 이용하는 포토리소그래피에 의해 행할 수 있다. 발잉크성 볼록부의 높이는 상술한 바와 같이 잉크젯법에 의해 착색할 때에 잉크가 혼색하는 것을 방지하기 위해서 설치되는 것이기 때문에, 어느 정도 높은 것이 바람직하지만, 컬러 필터로 한 경우 전체의 평탄성을 고려하면, 화소부의 두께에 가까운 두께인 것이 바람직하다. 구체적으로는 분무하는 잉크의 퇴적량에 따라서도 다르지만, 통상은 0.1 내지 2.0 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 발잉크성 볼록부의 형성에서 발잉크성을 부여하는 데 플라즈마 처리 등의 표면 처리를 사용할 수도 있다. 표면 처리로는, 예를 들면 도입 가스에 불소 또는 불소 화합물을 포함한 가스를 사용하고, 감압 분위기하나 대기압 분위기하에서 플라즈마 조사를 하는 감압 플라즈마 처리나 대기압 플라즈마 처리를 들 수 있다. 불소계 화합물 및 산소를 포함한 가스 중에서 플라즈마 처리를 행하면, 유기 재료에서는 상기 반응과 병행하여 불소계 화합물이 유기 재료 표면에 들어가는 현상이 생긴다. 특히 불소계 화합물이 산소보다도 많은 경우, 예를 들면 불소계 화합물 및 산소의 총량에 대한 불소계 화합물의 함유량이 60 ％ 이상으로 설정되어 있는, 불소계 화합물의 양이 과다한 가스 분위기하에서는, 산소에 의한 산화 반응보다도 불소계 화합물 혼입화 현상이 활성화되기 때문에, 혼입화 현상에 의해서 유 기 재료 표면이 비극성화되어 발잉크성이 부여된다.
이어서, 각 색의 화소부 형성용 잉크로서, 각 색의 상기 본 발명에 따른 잉크젯 잉크 조성물을 준비한다. 그리고, 도 1(D)에 도시한 바와 같이, 투명 기판 (1)의 표면에 차광층 (2)의 패턴에 의해 구획된 각 색의 화소부 형성 영역 4R, 4G, 4B에 대응하는 색의 화소부 형성용 잉크를 잉크젯 방식에 의해 분무하여 잉크층을 형성한다. 이 잉크의 분무 공정에서, 화소부 형성용 잉크는 헤드 (5)의 선단부에서 점도 증대를 일으키기 어렵고, 양호한 토출성을 계속 유지할 수 있다. 따라서, 소정의 화소부 형성 영역 내에 대응하는 색의 잉크를 정확하고 균일하게 부착시킬 수 있기 때문에 정확한 패턴으로 색 얼룩이나 탈색이 없는 화소부를 형성할 수 있다. 또한, 각 색의 화소부 형성용 잉크를 복수개의 헤드를 사용하여 동시에 기판 상에 분무할 수도 있기 때문에, 각 색마다 화소부를 형성하는 경우에 비해 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
이어서, 도 1(E)에 도시한 바와 같이, 각 색의 잉크층 6R, 6G, 6B를 건조하고 필요에 따라서 예비소성한 후, 가열함으로써 경화시킨다. 잉크층을 가열하면, 잉크 중에 포함되는 경화성 수지의 가교 요소가 가교 반응을 일으켜 잉크층이 경화한다.
화소는 통상 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 3색으로 형성된다. 화소에서의 착색 패턴 형상은 스트라이프형, 모자이크형, 트라이앵글형, 4화소 배치형 등의 공지된 배열로 할 수 있고, 착색 면적은 임의로 설정할 수 있다.
이어서, 도 1(F)에 도시한 바와 같이, 투명 기판의 화소부 7R, 7G, 7B를 형 성한 측에 보호층 (8)을 형성한다. 보호층은 컬러 필터를 평탄화함과 동시에, 화소부 등에 함유되는 성분이 액정 표시 장치의 액정층에 용출하는 것을 방지하기 위해서 설치된다. 보호층의 두께는 사용되는 재료의 광투과율, 컬러 필터의 표면 상태 등을 고려하여 설정할 수 있고, 예를 들면 0.1 내지 2.0 ㎛의 범위에서 설정할 수 있다. 보호층은, 예를 들면 공지된 투명 감광성 수지, 이액 경화형 투명 수지 등 중으로부터, 투명 보호층으로서 요구되는 광투과율 등을 갖는 것을 이용하여 형성할 수 있다.
이와 같이 하여 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 이용하여 컬러 필터 (101)이 제조된다. 이 예에서는, 본 발명의 잉크 조성물을 이용하여 화소부를 형성하지만, 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 이용하는 잉크젯 방식에 따르면, 화소부 이외에도 차광부 (2) 등을 원하는 패턴상으로 형성할 수 있다.
차광부 (2)를 형성하고자 하는 경우에는, 본 발명의 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물이며 흑색 안료 등의 차광성 착색제를 배합하여 이루어지는 차광부 형성용 잉크를 제조하고, 이 차광부 형성용 잉크를 투명 기판 (1)의 표면의 소정 영역에 잉크젯 방식에 의해 선택적으로 부착시켜 잉크층을 소정의 패턴상으로 형성하고, 상기 잉크층을 전리 방사선 조사 등의 방법으로 경화시키고, 필요에 따라서 소성함으로써 차광부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 예에서는, 도 1(B)에 도시한 바와 같이 투명 기판 (1)의 일면측의 화소부 사이의 경계가 되는 영역에 차광부 (2)를 형성하고, 추가로 그 위에 도 1(C)에 도시한 바와 같이, 발잉크성 볼록부 (3)을 형성하고 있지만, 차광부 (2)와 발잉크성 볼록부 (3)의 기능을 겸비한, 비교적 높이가 있어 격벽의 역할도 하는 차광부 (2)만을 기판 상에 설치할 수도 있다. 이 경우 차광부 (2)로는 발잉크성을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들면 발수성 재료를 혼합한 발수성 차광부, 발수성 재료가 표면에 도포된 발수성 차광부나, 플라즈마 처리에 의해 발수성이 부여된 차광부 등을 들 수 있다. 이들 발수성을 부여하는 수단은 상기 발수성 볼록부에서 설명한 것과 마찬가지의 수단을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법에서는 기판 표면의 소정 영역 내의 습윤성을 선택적으로 변화시켜서, 주위와 비교하여 친잉크성이 큰 잉크층 형성 영역을 형성하는 공정을 더욱 포함하고, 상기 잉크층 형성 영역에 상기 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크를 잉크젯 방식에 의해서 선택적으로 부착시켜서 잉크층을 형성하는 것이 바람직하다. 친잉크성이 큰 잉크층 형성 영역에 잉크를 부착시키면, 잉크의 습윤 확산성이 향상되고, 탈색이나 막 두께 불균일을 보다 효과적으로 방지할 수 있으며, 밝기나 색얼룩이 발생하지 않는 화소를 얻을 수 있기 때문이다.
기판 표면의 소정 영역 내의 습윤성을 선택적으로 변화시켜서, 주위와 비교하여 친잉크성이 큰 잉크층 형성 영역을 형성하는 공정으로는 특별히 한정되지 않으며, 상술한 바와 같은 플라즈마 처리 등의 표면 처리를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 불소계 화합물 및 산소를 포함한 가스 중에서 플라즈마 처리를 행하면, 무기 재료의 표면에는 플라즈마 방전에 의해 미반응기가 발생하고, 산소에 의해 미반응 기가 산화되어 카르보닐기나 수산기 등의 극성기가 발생하고 친잉크성이 부여된다. 한편, 유기 재료에서는 상기 반응과 병행하여 불소계 화합물이 유기 재료 표면에 포함되는 현상이 발생한다. 특히 불소계 화합물이 산소보다도 많은 경우, 예를 들면 불소계 화합물 및 산소의 총량에 대한 불소계 화합물의 함유량이 60 ％ 이상으로 설정되어 있는, 불소계 화합물의 양이 과다한 가스 분위기하에서는, 산소에 의한 산화 반응보다도 불소계 화합물 혼입화 현상이 활성화되기 때문에, 혼입화 현상에 의해서 유기 재료 표면이 비극성화되고 발잉크성이 부여된다. 따라서, 유리 기판 상에 유기 재료에 의해 차광부 (2)나 볼록부를 형성한 후에, 상기한 바와 같은 불소형 화합물이 과다한 조건으로 플라즈마 처리를 행하면, 잉크층 형성 영역에 해당하는 유리 기판상은 주위와 비교하여 친잉크성이 커지고, 차광부 (2)나 볼록부는 발잉크성이 되며, 볼록부는 발잉크성 볼록부 (3)이 된다. 이와 같이 하여 얻어진 잉크층 형성 영역은 잉크가 습윤 확산이 쉽고, 탈색이나 막 두께 불균일이 방지될 뿐만 아니라, 다른 잉크 형성 영역과의 경계에 해당하는 볼록부로부터의 잉크 유출이 방지된다. 또한, 이 경우에, 차광부 (2)를 무기 재료로 형성하고, 그 위에 볼록부를 유기 재료로 형성하면 유리 기판과 차광부 (2)는 친잉크성이 커지고, 볼록부는 발잉크성이 된다.
한편, 기판 표면의 소정 영역 내의 습윤성을 선택적으로 변화시켜서, 주위와 비교하여 친잉크성이 큰 잉크층 형성 영역을 형성하는 공정의 다른 방법으로는, 컬러 필터의 투명 기판 상에 광 촉매의 작용에 의해 친잉크성이 커지는 방향으로 습윤성을 변화시키는 습윤성 가변층을 형성하고, 상기 습윤성 가변층의 표면의 소정 영역 내의 습윤성을 노광에 의해 선택적으로 변화시켜서, 주위와 비교하여 친잉크성이 큰 잉크층 형성 영역을 형성하는 방법이 있다.
이러한 습윤성 가변층을 기판 상에 설치하는 경우에는, 주용제로서 JIS K6768에 규정하는 습윤성 시험에서 나타난 표준액을 이용하고, 액적을 접촉시켜 30 초 후의 접촉각(θ)을 측정하고, 지스만 플롯의 그래프에 의해 구한 임계 표면 장력이 30 mN/m인 시험편의 표면에 대한 접촉각이 25°이상을 나타내며, 동일한 측정법에 의해 구한 임계 표면 장력이 70 mN/m인 시험편의 표면에 대한 접촉각이 10°이하를 나타내는 것을 이용하여 제조한 잉크를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법에서 상기한 바와 같은 습윤성 가변층을 기판 상에 설치하는 양태의 일례를 이하에 설명한다. 우선, 도 2(A)에 도시한 바와 같이, 컬러 필터의 투명 기판 (1)의 일면측의 화소부 사이의 경계가 되는 영역에 차광부 (2)를 형성한다. 이 차광부의 패턴에 의해서 각 색의 화소부 형성 영역 4R, 4G, 4B가 구획된다. 투명 기판 (1)로는 도 1을 이용하여 서술한 예에서 설명한 것과 동일한 것을 사용할 수 있고, 차광부 (2)도 도 1을 이용하여 서술한 예에서 설명한 것과 마찬가지의 것을 설치할 수 있다.
이어서, 도 2(B)에 도시한 바와 같이, 투명 기판 (1)의 표면의 적어도 일부 영역, 특히 이 예에서는 화소부 형성 영역을 포함하는 영역에 습윤성 가변층으로서의 광 촉매 함유층 (9)를 무늬가 없는 패턴(솔리드 패턴상)으로 형성한다.
이어서, 도 2(C)에 도시한 바와 같이, 광 촉매 함유층 (9)에 포토 마스크 (10)을 통해 광선 (12)를 조사하여 노광을 행하고, 화소부 형성 영역 4R, 4G, 4B의 친잉크성을 증대시킨다.
상기 광 촉매 함유층 (9)와 같은 습윤성 가변층의 화소부 형성 영역의 습윤성을 선택적으로 변화시켜 친잉크성을 크게 하면, 본 발명의 잉크는 화소부 형성 영역에 용이하게 부착하여 균일하게 확산되고, 한편 화소부 형성 영역의 주위 영역에서는 강하게 반발하여 배제되기 때문에, 화소부 형성 영역에 선택적으로 또한 균일하게 부착하고, 그 결과, 정확한 패턴으로 색 얼룩이나 탈색이 없는 화소부를 형성할 수 있다.
이 방법에서 이용하는 습윤성 가변층은 JIS K6768에 규정하는 습윤 시험에서 나타난 표준액을 이용하고, 액적을 접촉시켜서 30 초 후의 접촉각(θ)을 측정하고, 지스만 플롯의 그래프에 의해 구한 임계 표면 장력이 습윤성을 변화시키기 전에는 20 내지 50 mN/m를 나타내고, 습윤성을 변화시킨 후에는 40 내지 120 mN/m, 더욱 바람직하게는 70 내지 110 mN/m를 나타내는 것이다.
임계 표면 장력을 이와 같이 변화시킬 수 있는 습윤성 가변층을 이용하면, 잉크는 습윤성을 변화시켜 친잉크성을 크게 한 화소부 형성 영역 등의 패턴 형성 영역에서, 매우 작은 접촉각을 나타내고, 한편 패턴 형성 영역의 주위에서는 매우 큰 접촉각을 나타내며, 습윤성의 차를 매우 크게 취할 수 있다.
포토마스크 (10)을 이용하여 노광을 행하는 경우는, 인접하는 화소부 형성 영역 사이의 경계부에 미노광부를 확보하면서, 노광부 (11)의 폭을 화소부 형성 영역 (4)의 폭보다도 넓게 잡는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 화소부 형성 영역 (4)의 구석 구석까지 충분히 노광되어 친잉크성이 증대하기 때문에, 화소부의 탈색 등의 문제점이 발생하기 어려워진다. 광 촉매 함유층 (9)는 포토마스크를 이용하지 않아도, 레이저 광선의 주사에 의한 포토리소그래피 등의 다른 방법으로 소정의 패턴상으로 노광할 수도 있다. 또한, 투명 기판의 이면측(광 촉매 함유층 (9)가 설치되어 있는 것과는 반대측)으로부터 노광을 행하면, 차광부 (2)가 포토마스크로서 기능하기 때문에, 포토 마스크가 불필요하다.
광 촉매 함유층 (9)에 조사되는 빛은 광 촉매를 활성화할 수 있는 것이면 가시광선이거나 비가시광선이어도 관계없지만, 통상은 자외광을 포함하는 빛을 이용한다. 이러한 자외광을 포함하는 광원으로는, 예를 들면 수은 램프, 메탈할라이드 램프, 크세논 램프 등을 들 수 있다. 이 노광에 이용하는 빛의 파장은 400 nm 이하의 범위, 바람직하게는 380 nm 이하의 범위로부터 설정할 수 있고, 노광시 빛의 조사량은 노광된 부위가 광 촉매의 작용에 의해 친수성을 증대시키는 데 필요한 조사량으로 할 수 있다.
친잉크성이 커지는 방향으로 습윤성을 변화시킬 수 있는 습윤성 가변층으로는, 예를 들면 a) 도시한 광 촉매 함유층 (9)와 같이 광 촉매를 함유하고 광 촉매의 작용에 의해 습윤성 가변층 자체의 친수성이 증대한 것 이외에, b) 습윤성 가변층의 하측(투명 기판측)에 광 촉매 함유층을 구비하고, 광 촉매 함유층 내에 존재하는 광 촉매의 작용에 의해서 습윤성 가변층의 친수성이 증대된 것, c) 광 촉매 및 상기 광 촉매의 작용에 의해 분해하는 결합제를 포함하는 분해성 습윤성 가변층이며, 상기 분해성 습윤성 가변층의 노광 부분이 분해, 제거되어 친수성을 갖는 바탕, 예를 들면 투명 기판 등이 노출되는 것, 또는 d) 광 촉매의 작용에 의해 분해 하는 결합제를 포함하는 분해성 습윤성 가변층의 하측에 광 촉매 함유층을 구비하고, 광 촉매 함유층 내에 존재하는 광 촉매의 작용에 의해서 상기 분해성 습윤성 가변층의 노광 부분이 분해, 제거되어 친수성을 갖는 바탕, 예를 들면 광 촉매 함유층 등이 노출되는 것 등을 예시할 수 있다.
본 발명에서의 "친잉크성이 커지는 방향으로 습윤성을 변화시킬 수 있는 습윤성 가변층"은, 기판에 습윤성 가변층을 설치하여 이루어지는 적층체에서 습윤성 가변층 형성면의 습윤성을 친잉크성이 커지는 방향으로 변화시키는 것이면 좋고, 상기 예시 a), b)와 같이 습윤성 가변층 자체의 친잉크성이 증대한 것뿐만 아니라, 상기 예시 c), d)와 같이 습윤성 가변층이 분해하여 친잉크성의 바탕이 노출되는 것도 이것에 포함된다.
또한, 상기 a) 도시한 광 촉매 함유층 (9)와 같이 광 촉매를 함유하고 광 촉매의 작용에 의해 습윤성 가변층 자체의 친수성이 증대한 것, 및 b) 습윤성 가변층의 하측(투명 기판측)에 광 촉매 함유층을 구비하고, 광 촉매 함유층 내에 존재하는 광 촉매의 작용에 의해서 습윤성 가변층의 친수성이 증대한 것에 대해서는 일본 특허 공개 제2001-350012호 공보의 단락 번호 149 내지 단락 번호 174에 기재된 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크이며, 1 또는 2 이상의 안료를 배합하여 이루어지는, 각 색의 화소부 형성용 잉크를 준비한다. 그리고 상술한 도 2(C)의 공정에서 친잉크성을 증대시킨 화소부 형성 영역 4R, 4G, 4B에 대응하는 색의 화소부 형성용 잉크를 선택적으로 부착시켜서, 도 2(D)에 도시한 바와 같은 잉크층 6R, 6G, 6B를 형성한다.
이어서, 도 2(E)에 도시한 바와 같이, 각 색의 잉크층 6R, 6G, 6B를 건조하여 필요에 따라서 예비소성한 후, 가열함으로써 경화시키고, 추가로 필요에 따라서 소성을 행하여 각 색의 화소부 7R, 7G, 7B를 형성한다. 잉크층을 가열하면, 잉크젯 잉크 중에 포함되는 경화성 수지의 가교 요소가 가교 반응을 일으켜 잉크층이 경화한다.
이어서, 도 2(F)에 도시한 바와 같이, 투명 기판의 화소부 7R, 7G, 7B를 형성한 측에 보호층 (8)을 형성한다. 도 2(E) 및 도 2(F)에 도시한 바와 같은 경화 공정 및 보호층 형성 공정은, 도 1을 이용하여 서술한 예에서 설명한 것과 마찬가지로 행할 수 있다.
다른 예에서는, 이와 같이 하여 컬러 필터 (102)가 제조된다. 이 예에서는, 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크젯 잉크인 화소부 형성용 잉크를 이용하여 화소부를 형성하지만, 본 발명에 따른 잉크를 기판 표면의 습윤성의 차를 이용하여 친잉크성 영역만 선택적으로 부착시킴으로써, 차광부 (2)와 같은 화소부 이외의 경화층도 원하는 패턴상으로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 예시이고, 본 발명의 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 따라 어떤식으로든 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하 특별히 언급하지 않는 한, "부"란 중량부를 나타낸다.
(제조예 A-1 내지 A-2: 에폭시기 함유 중합체 (A)의 합성)
온도계, 환류 냉각기, 교반기, 적하 깔때기를 구비한 4구 플라스크에 하기 표 1에 나타내는 배합 비율에 따라서, 수산기를 함유하지 않는 용제인 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트(이하, BCA라 약기함)를 44 중량부 주입하고, 교반하면서 가열하여 115 ℃로 승온하였다. 이어서, 115 ℃의 온도에서 표 1에 기재한 조성의 단량체, 중합 개시제 및 수산기를 함유하지 않는 상기 용제 BCA의 혼합물(적하 성분) 56 중량부를 2 시간에 걸쳐 적하 깔때기로부터 등속 적하하였다. 적하 종료 후, 115 ℃에서 2.5 시간 동안 유지한 후, 125 ℃로 승온하고, 2 시간 동안 유지한 후 반응을 종료함으로써, 표 1에 기재된 특성을 갖는 에폭시기 함유 중합체 (A-1) 및 (A-2)가 얻어졌다.
Figure 112007076099608-pct00021
또한, 표 중의 약호는 이하와 같다.
*1: GMA: 글리시딜메타크릴레이트
St: 스티렌
CHMA: 시클로헥실메타크릴레이트
퍼부틸 I(상품명): tert-부틸퍼옥시이소프로필모노카르보네이트(닛본유시(주) 제조)
*2: A1: CHMA를 사용하였다. A2: St를 사용하였다.
*3: 성상: 육안에 의한 외관을 나타낸다.
*4: 고형분: JIS-K5407, 4. 고형분에 의해 시험을 행하였다.
*5: 에폭시 당량: 과잉의 0.2 N·염산디옥산 용액으로 에폭시기의 개환 반응을 행한 후, 미반응의 염산을 0.1 N·KOH 에탄올 용액으로 역적정하고, 에폭시 당량을 산출하였다.
*6: E형 점도계, 23 ℃에서 측정하였다.
*7: 중량 평균 분자량: GPC법에 의한 폴리스티렌 환산의 값이다.
(제조예 C-1: 다가 카르복실산 유도체 (C)의 합성)
온도계, 환류 냉각기, 교반기, 적하 깔때기를 구비한 4구 플라스크에 BCA 34 중량부, 미쓰비시가스가가꾸(주) 제조 1,2,4-시클로헥산트리카르복실산(이하, CHTA) 27 중량부, n-프로필비닐에테르(이하, nPr-VE) 39 중량부를 넣고, 교반하면서 가열하여 80 ℃로 승온하였다. 이어서, 온도를 유지하면서 계속 교반하고, 혼합물의 산가가 2.0 mgKOH/g 이하가 되자 반응을 종료하고, 용액의 산가 0.77 mgKOH/g의 블로킹화된 카르복실기를 2개 이상 갖는 경화제 용액 (C-1)이 얻어졌다.
(제조예 C-2 내지 C-3 및 비교 제조예 C'-4: 다가 카르복실산 유도체 (C) 및 비교다가 카르복실산 유도체 (C')의 합성)
제조예 C-1과 마찬가지로 다가 카르복실산 유도체 (C-2 내지 C-3) 및 비교다가 카르복실산 유도체 (C'-4)를 얻었다. 각 원료의 주입비, 반응 온도, 산가 및 전체 산 당량을 하기 표 2에 나타낸다.
Figure 112007076099608-pct00022
또한, 표 중의 약호는 이하와 같다.
*1: 이소프로필비닐에테르
*2: 펜타에리트리톨(이하, PE)과 헥사히드로 프탈산 무수물(이하, HHPA)의 하프에스테르화물. 화학식 1에서 6원환이 시클로헥실환, R1이 펜타에리트리틸 잔기, n=4, m1=0, t1=0에 상당한다.
*3: 1,2,4-트리멜리트산
(실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 4: 잉크젯 잉크 조성물)
(1) 결합제 조성물, 비교 결합제 조성물의 제조
샘플병에 테플론(등록상표)을 피복한 회전자를 넣고, 마그네틱 교반기에 설치하였다. 이 샘플병 중에, 표 3에 나타내는 배합 비율에 따라서 상기 합성한 에폭시기 함유 중합체 (A), 에폭시기 함유 화합물 (B), 다가 카르복실산 유도체 (C)를 첨가하고, 실온에서 충분히 교반 용해하고, 이어서 점도 조정을 위해 희석 용제를 첨가하여 교반 용해시킨 후, 이것을 여과하여 결합제 조성물 α-1 내지 α-5(고형분 50 중량％) 및 비교 결합제 조성물 α'-6 내지 α'-9(고형분 50 중량％)를 얻었다. 각 결합제 조성물의 조성과 물성을 하기 표 3 및 표 4에 나타낸다.
Figure 112007076099608-pct00023
Figure 112007076099608-pct00024
또한, 표 3 및 표 4 중 약호는 이하와 같다.
*1: B-1: 상품명 에피코트 828 EL(재팬에폭시레진사 제조, 에폭시 당량 190(g/mol), 분자량 약 380)
B-2: 상품명 에피코트 1007(재팬에폭시레진사 제조, 에폭시 당량 1975(g/mol), 분자량 약 2900)
B-3: 상품명 에피코트 157(재팬에폭시레진사 제조, 에폭시 당량 210(g/mol), 분자량 약 2100)
BCA: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트
LC-1: 상품명 노프큐어 LC-1(닛본유시사 제조)
LC-10: 상품명 노프큐어 LC-10(닛본유시사 제조)
C-5': CHTA(1,2,4-시클로헥산트리카르복실산)
*2: E형 점도계, 23 ℃에서 측정하였다.
*3: 각 성분의 고형분 중량부이다.
*4: 5 ℃ 보존으로 1개월 후의 점도를 측정하였다. 점도는 E형 점도계로 23 ℃에서 측정하였다. 증점율에 대해서는 110 ％ 이하의 것을 ○, 그것을 초과하는 것을 ×로 하였다.
(2) 안료 분산액의 제조
각 안료, 안료 분산제 및 유기 용제를 하기의 비율로 혼합하고, 직경 0.3 mm의 지르코니아 비드를 500 중량부 첨가하고, 페인트 쉐이커(아사다 뎃꼬사 제조)를 이용하여 4 시간 동안 분산하고, 적색 안료 분산액인 PR254(C.I. 피그먼트 레드 254) 안료 분산액 및 PR177(C.I. 피그먼트 레드 177) 안료 분산액을 제조하였다.
[안료 분산액의 조성]
·각 안료: 10 중량부
·안료 분산제(디스퍼빅(Disperbyk) 161(빅케미·재팬제)(용제 BCA 중에 고형분 30 중량％)): 10 중량부
·안료 분산 보조제(N-페닐말레이미드/벤질메타크릴레이트 공중합체(용제 BCA 중에 고형분 30 중량％)): 10 중량부
·BCA(디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트): 70 중량부
(3) 적색 화소용 잉크젯 잉크 조성물의 제조
제조 샘플병에 테플론(등록상표)을 피복한 회전자를 넣고, 마그네틱 교반기를 설치하였다. 이 샘플병 중에, 각 성분이 하기 표 5에 나타내는 배합 비율이 되도록 상기 적색 안료 분산액(PR254 안료 분산액 및 PR177 안료 분산액) 및 상기 표 3 및 표 4에 기재된 결합제 조성물을 첨가하고, 충분히 교반 용해한 후, 점도 조정을 위해 희석 용제를 첨가하여, 교반 용해 후, 이것을 여과하여 실시예 1 내지 6의 적색 화소용 잉크젯 잉크 조성물(고형분 22.0 중량％, P/V비 0.59)을 얻었다. 하기의 평가 방법에 의해서 평가하고, 그 결과를 통합하여 표 5에 나타낸다.
또한, 동일하게 하여 각 성분이 하기 표 6에 나타내는 배합 비율이 되도록 상기 적색 안료 분산액 1 및 2, 및 상기 표 3 및 표 4에 기재된 결합제 조성물을 첨가하고, 비교예 1 내지 4의 적색 화소용 잉크젯 잉크 조성물(고형분 22.0 중량％, P/V비 0.59)을 얻었다. 하기의 평가 방법에 의해서 평가하고, 그 결과를 통합하여 표 6에 나타낸다.
(4) 평가
<보존 안정성>
각 잉크젯 잉크의 제조 직후 및 밀폐 용기 중에 25 ℃ 보존으로 1개월 후, 3개월 후, 6개월 후의 점도와 입경(50 ％ 평균 입경)을 측정하였다. 점도는 야마이치 덴끼사 제조 회전 진동형 점도계 비스코메이트 VM-1G로 23 ℃에서 측정하였다. 입경(50 ％ 평균 입경)은 각 잉크를 BCA(디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트)로 100배로 희석한 후, 입도 분포계(니키소사 제조, 마이크로트락 유피에이 모델9230)를 이용하여, 동적 광산란법에 의해 23 ℃에서 측정 시간을 360 초로 하여 측정하였다.
<토출 안정성의 시험>
잉크젯 헤드에 잉크를 충전하여 상기 헤드로부터 토출하여, 광 촉매 함유층을 설치하여 소정의 패턴상으로 노광한 유리제 투명 기판의 화소부 형성 영역의 중심부에 액적 직경 30 ㎛에서 적하하였다. 또한, 초기 토출을 정지하여 헤드를 30 분간 정지시킨 후, 동일한 헤드로부터 별도의 화소부 형성 영역의 중심부에 액적 직경 30 ㎛에서 적하하였다. 이러한 간헐 토출에서 최초로 토출 동작을 행했을 때의 토출성(초기 토출성)과, 그 후에 재토출을 행했을 때의 토출성(간헐 토출 안정성)을 관찰하고, 하기 기준에 따라서 평가하였다.
[초기 토출성의 평가 기준]
○: 헤드의 모든 구멍(오리피스)에서 잉크를 토출하는 것이 가능하다.
△: 헤드에 잉크가 나오지 않는 구멍이 일부 있다.
×: 헤드의 거의 대부분의 구멍에서 잉크가 나오지 않는다.
[간헐 토출 안정성의 평가 기준]
○: 헤드의 모든 구멍에서 잉크를 재토출하는 것이 가능하다.
△: 헤드에 잉크가 나오지 않는 구멍이 일부 있다.
×: 헤드의 거의 대부분의 구멍에서 잉크가 나오지 않는다.
<ITO 후의 내열성>
적색 화소 패턴을 형성한 기판을 IPA에 5 분간 침지시키고, 이어서 IPA 증기로 건조를 행하여 세정한 후, 기판 설정 온도 200 ℃에서 6×10-3 Torr의 진공하에서 ITO(산화인듐주석) 전극을 120 nm의 두께가 되도록 성막하였다. 180 ℃, 60 분간의 내열 시험 후, 하기 기준에 따라서 평가하였다.
[ITO 후의 내열성의 평가 기준]
○: ITO 전극에 주름이나 균열 등의 이상이 관측되지 않았다.
△: ITO 전극에 주름이나 균열 등의 이상이 수점 관측되었다.
×: ITO 전극에 주름이나 균열 등의 이상이 전체면에 관측되었다.
<내용제성 시험>
적색 화소 패턴을 형성한 기판을 액체 온도 40 ℃의 N-메틸피롤리돈에 1 시간 동안 침지시키고, 침지 전후의 색차 ΔEab를 CIE1976 규격에 기초하여 산출하였다. 측정은 올림푸스 고가꾸 고교 (주) 제조 현미 분광 측정 장치 DSP-SP100을 이용하였다.
[평가 기준]
○: ΔEab<1
△: 1≤ΔEab<3
×: 3≤ΔEab
<밀착성 시험>
적색 화소 패턴을 형성한 기판에 커터로 직교하는 종횡 11개씩의 조각을 1 mm 간격으로 붙였다. 또한, 스카치 테이프를 패턴에 손가락으로 가볍게 밀착시켜 재빠르게 테이프를 박리하고, 조각의 상태를 관찰하여 이하의 기준으로 판정하였다.
[평가 기준]
8점: 조각의 교선에 근소한 박리가 있고, 결손부의 면적은 전체 정방형 면적의 5 ％ 미만.
6점: 조각의 교선에 박리가 있고, 결손부의 면적은 전체 정방형 면적의 5 ％ 이상 15 ％ 미만.
4점: 조각에 의한 박리의 폭이 넓고, 결손부의 면적이 전체 정방형 면적의 15 ％ 이상 35 ％ 미만.
2점: 조각에 의한 박리의 폭이 4점보다 넓고, 결손부의 면적은 전체 정방형 면적의 35 ％ 이상 65 ％ 미만.
0점: 박리의 면적은 전체 정방형 면적의 65 ％ 이상.
Figure 112007076099608-pct00025
Figure 112007076099608-pct00026
또한, 표 5 및 표 6 중 약호는 이하와 같다.
*1: 용제를 포함하는 전체량을 100 중량부로 했을 때의 배합 비율이다. 단, 용제 이외의 성분은 고형분 환산한 중량으로 나타내었다.
실시예 1 내지 5의 결과로부터, 본 발명에 따른 잉크젯 잉크 조성물은 고형분이 22 중량％로 높아도 보존 안정성이 우수하고, 잉크 토출성, ITO 후 내열성, 내용제성, 밀착성이 우수하다는 것을 알 수 있다. 실시예 6의 결과로부터, 본 발명에 따른 잉크젯 잉크 조성물은 고형분이 25 중량％로 더욱 높아도 보존 안정성이 우수하며, 잉크 토출성, ITO 후 내열성, 내용제성, 밀착성이 우수하다는 것을 알 수 있다. 실시예 1 내지 6은 모두 25 ℃에서 6개월 보존 후의 점도가 초기 점도의 1.01배 이하로 억제되고, 추가로 25 ℃에서 6개월 보존 후의 50 ％ 평균 입경이 초기의 50 ％ 평균 입경의 1.05배 이하로 억제되어, 우수한 보존성을 갖고 있었다.
이에 대하여 비교예 1에서는 카르복실기/에폭시기의 당량비가 0.5로 낮기 때문에, 각 실시예에 비교하여 내열성, 내용제성, 밀착성이 떨어져 있었다. 비교예 2에서는 카르복실기/에폭시기의 당량비가 1.2가 되어 있고, 각 실시예에 비해 밀착성이 떨어지는 결과가 되었다.
(C) 성분 대신에 1,2,4-트리멜리트산이 블로킹화된 다가 카르복실산 유도체를 이용한 비교예 3은 3개월 및 6개월 보존 후의 점도에서 증점이 확인되고, 25 ℃에서 6개월 보존 후의 점도가 초기 점도의 1.2배, 25 ℃에서 6개월 보존 후의 50 ％ 평균 입경이 초기의 50 ％ 평균 입경의 1.29배로 각 실시예와 비교하면 보존 안정성이 떨어져 있었다. 또한, 토출 안정성도 떨어져 있었다. 또한 비교예 4에서는 카르복실산이 블로킹화되어 있지 않기 때문에, 보존 안정성이 현저히 떨어지는 결과가 되고, 내열성, 내용제성, 밀착성도 떨어져 있었다.
(실시예 7, 비교예 5: 컬러 필터용 녹색 잉크젯 잉크의 제조)
(1) 안료 분산액의 제조
각 안료, 안료 분산제 및 유기 용제를 하기의 비율로 혼합하고, 직경 0.3 mm의 지르코니아 비드를 500 중량부 첨가하고, 페인트 쉐이커(아사다 뎃꼬사 제조)를 이용하여 4 시간 동안 분산하고, PG36(C.I. 피그먼트 그린 36) 안료 분산액, PG7(C.I. 피그먼트 그린 7) 안료 분산액, PY138(C.I. 피그먼트 옐로우 138) 안료 분산액 및 PY150(C.I. 피그먼트 옐로우 150) 안료 분산액을 제조하였다.
[안료 분산액의 조성]
·각 안료: 10 중량부
·안료 분산제(디스퍼빅 161(빅케미·재팬제)(용제 BCA 중에 고형분 30 중량％)): 10 중량부
·안료 분산 보조제(N-페닐말레이미드/벤질메타크릴레이트 공중합체(고형분 30 중량％)): 10 중량부
·BCA(디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트): 70 중량부
(2) 잉크의 제조
상기 제조한 PG36 안료 분산액 21.22 중량부, PG7 안료 분산액 15.05 중량부, PY138 안료 분산액 27.16 중량부 및 PY150 안료 분산액 13.74 중량부 및 α-3의 결합제 조성물 19.31 중량부와 BCA 3.54 중량부를 충분히 혼합하고, 실시예 7의 녹색 잉크젯 잉크를 제조하였다. 또한, 결합제 조성물을 α'-8로 변경한 것 이외에는, 실시예 7과 동일하게 하여 비교예 5의 녹색 잉크젯 잉크를 제조하였다. 각 잉크젯 잉크의 배합 비율을 하기 표 7에 나타낸다.
얻어진 각 잉크젯 잉크의 제조 직후 및 25 ℃ 보존으로 1개월 후의 점도를 측정하였다. 표 7에 점도의 측정 결과를 통합하여 나타낸다. 실시예 7의 녹색 잉크젯 잉크는 보존 안정성이 우수한 것에 반해, 비교예 5의 녹색 잉크젯 잉크는 점도가 상승하고, 보존 안정성이 떨어져 있었다.
Figure 112007076099608-pct00027
(실시예 8, 비교예 6: 컬러 필터용 청색 잉크젯 잉크의 제조)
(1) 안료 분산액의 제조
각 안료, 안료 분산제, 및 유기 용제를 하기의 비율로 혼합하고, 직경 0.3 mm의 지르코니아 비드를 500 중량부 첨가하고, 페인트 쉐이커(아사다 뎃꼬사 제조)를 이용하여 4 시간 동안 분산하고, PB 15:6(C.I. 피그먼트 블루 15:6) 안료 분산액 및 PV 23(C.I. 피그먼트 바이올렛 23) 안료 분산액을 제조하였다.
[안료 분산액의 조성]
·각 안료: 10 중량부
·안료 분산제(디스퍼빅 161(빅케미·재팬제)(용제 BCA 중에 고형분 30 중량％)): 10 중량부
·안료 분산 보조제(N-페닐말레이미드/벤질메타크릴레이트 공중합체(용제 BCA 중에 고형분 30 중량％)): 10 중량부
·BCA(디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트): 70 중량부
(2) 잉크의 제조
상기 제조한 PB 15:6 안료 분산액 51.10 중량부 및 PV 23 안료 분산액 3.49 중량부, 및 α-3의 결합제 조성물 26.53 중량부와 BCA 18.88 중량부를 충분히 혼합하고, 실시예 8의 청색 잉크젯 잉크를 제조하였다. 또한, 결합제 조성물을 α'-8로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일하게 하여 비교예 6의 청색 잉크젯 잉크를 제조하였다. 각 잉크젯 잉크의 배합 비율을 하기 표 8에 나타낸다.
얻어진 각 잉크젯 잉크의 제조 직후, 및 25 ℃ 보존으로 1개월 후의 점도를 측정하였다. 표 8에 점도의 측정 결과를 통합하여 나타낸다. 실시예 8의 청색 잉크젯 잉크는 보존 안정성이 우수한 것에 반해, 비교예 6의 청색 잉크젯 잉크는 점도가 상승하고, 보존 안정성이 떨어져 있었다.
Figure 112007076099608-pct00028
(실시예 9: 컬러 필터의 제조)
두께 0.7 mm이고 10 cm×10 cm의 유리 기판(아사히 글래스(주) 제조) 상에 블랙 매트릭스용 경화성 수지 조성물을 이용하여 포토리소그래피법에 의해 선폭 20 ㎛, 막 두께 1.2 ㎛의 블랙 매트릭스 패턴을 형성하였다.
상기 기판의 블랙 매트릭스에 의해 구획된 적색 화소 형성부에 25 ℃에서 1개월 보존 후의 실시예 3의 적색 잉크젯 잉크를 잉크젯 방식에 의해서 정확하고 균일하게 부착시켰다. 이어서, 동일한 기판의 녹색 화소 형성부에 25 ℃에서 1개월 보존 후의 실시예 7의 녹색용 잉크젯 잉크를 잉크젯 방식에 의해서 정확하고 균일하게 부착시켰다. 이어서, 동일한 기판의 청색 화소 형성부에 25 ℃에서 1개월 보존 후의 실시예 8의 청색용 잉크젯 잉크를 잉크젯 방식에 의해서 정확하고 균일하게 부착시켰다. 적색, 녹색, 청색용 잉크젯 잉크가 모두 토출 안정성이 우수하고, 비행 굴곡도 발생하지 않으며, 잉크 부착시에 화소 형성부에서의 파괴가 발생하지 않았다.
그 후, 120 초간 10 Torr로 감압 건조를 행하고, 추가로 80 ℃의 핫 플레이트 상에서 10 분간 예비소성을 행하였다. 그 후, 클린 오븐 내에서 200 ℃에서 30 분간 가열하여 후소성을 행하고, 추가로 230 ℃에서 30 분간 가열하여 후소성을 행하여, 기판 상에 건조 경화 후의 평균 막 두께가 1.8 ㎛의 RGB 3색의 화소 패턴을 형성하였다. 또한, 막 두께는 미국 마이크로맵사의 마이크로맵(Micromap) 557N을 이용하여 측정하였다.
RGB 화소 패턴을 형성한 기판을 IPA에 5 분간 침지시키고, 이어서 IPA 증기로 건조를 행하여 세정한 후, 기판 설정 온도 200 ℃에서 6×10-3 Torr의 진공하에서 ITO(산화인듐주석) 전극을 120 nm의 두께가 되도록 성막하였다. 이 ITO 성막을 행한 기판을 추가로 IPA에 5 분간 침지하고, IPA에서 증기 세정을 행한 후, 폴리이미드를 스핀 코팅하고, 180 ℃, 60 분간의 소성을 행하여 배향막을 형성하고 컬러 필터를 얻었다.
얻어진 색도는 적색이 x=0.648, y=0.335, Y=20.0, 녹색이 x=0.290, y=0.570, Y=54.0, 청색이 x=0.136, y=0.095, Y=11.1이었다. 후술하는 비교예 7의 컬러 필터에 비해 청색의 Y(휘도)도 향상되었다.
(비교예 7: 컬러 필터의 제조)
적색 잉크젯 잉크로서 25 ℃에서 1개월 보존 후의 비교예 3의 적색 잉크젯 잉크, 녹색 잉크젯 잉크로서 25 ℃에서 1개월 보존 후의 비교예 5의 녹색 잉크젯 잉크, 청색 잉크젯 잉크로서 25 ℃에서 1개월 보존 후의 비교예 6의 청색 잉크젯 잉크를 이용한 것 이외에는, 실시예 9와 동일하게 하여 기판 상에 건조 경화 후의 평균 막 두께가 1.8 ㎛인의 RGB 3색의 화소 패턴을 형성하고, 마찬가지로 컬러 필터를 얻었다.
점도가 상승하여 보존 안정성이 나쁘던 녹색, 청색용 잉크젯 잉크에서 토출 안정성이 나쁘고, 비행 굴곡이 발생하며, 잉크 부착시에 화소 형성부에서의 파괴가 발생한 개소가 있었다.
얻어진 색도는 적색이 x=0.648, y=0.335, Y=20.0, 녹색이 x=0.290, y=0.570, Y=54.0, 청색이 x=0.136, y=0.095, Y=11.0이고, 실시예 9의 컬러 필터에 비교하여 청색의 Y(휘도)가 약간 떨어져 있었다.

Claims (9)

  1. 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이 2,000 내지 20,000이며, 에폭시 당량이 140 내지 1000 g/mol인 탄소-탄소 불포화 결합과 에폭시기를 함유하는 단량체를 적어도 이용하여 중합된 에폭시기 함유 중합체 (A)와, 에폭시기를 2개 이상 갖고, 분자량이 160 내지 7,000이며, 에폭시 당량이 80 내지 3,500 g/mol인 에폭시기 함유 화합물 (B)와, 하기 화학식 1의 구조를 갖는 카르복실산 (c1)이 비닐에테르 (c2)에 의해 블로킹화된 다가 카르복실산 유도체 (C)를 함유하고, 상기 (C)에 블로킹화되어 있는 카르복실기와, 상기 (A) 및 상기 (B) 중에 함유되어 있는 합계의 에폭시기의 당량비가 0.7 내지 1.1의 범위인 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물.
    <화학식 1>
    Figure 112010050064897-pct00029
    (식 중, 6원환은 지환식의 탄화수소이고, m1은 0 내지 2의 정수이고, t1은 0 내지 1의 정수이며, n은 1 내지 4의 정수이며, 또한, n이 1인 경우에는 R1은 수소 원자 또는 탄소수 2 내지 8의 탄화수소기이고, n이 2 내지 4인 경우에는 R1은 탄소수 2 내지 8의 탄화수소기이며, R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다)
  2. 제1항에 기재된 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 유기 용제 (D)에 용해 또는 분산시켜 이루어지는 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가열 경화시에 활성을 나타내는 열잠재성 촉매 (E)를 함유하는 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가로 안료를 함유하는 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 유기 용제 (D)가 주용제로서 비점이 180 ℃ 내지 260 ℃이며 상온에서의 증기압이 0.5 mmHg 이하인 용제 성분을 용제 전체량에 대하여 80 중량％ 이상의 비율로 함유하는 것인 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물.
  6. 기판 상의 소정 영역에 제1항 또는 제2항에 기재된 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해서 선택적으로 부착시켜 잉크층을 형성하는 공정, 및
    상기 잉크층을 가열하여 경화층을 형성하는 공정을 포함하는 컬러 필터의 제조 방법.
  7. 기판 표면의 소정 영역 내의 습윤성을 선택적으로 변화시켜서, 주위와 비교하여 친잉크성이 큰 잉크층 형성 영역을 형성하는 공정,
    상기 잉크층 형성 영역에 제1항에 기재된 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해서 선택적으로 부착시켜 잉크층을 형성하는 공정, 및
    상기 잉크층을 가열하여 경화층을 형성하는 공정
    을 포함하는 컬러 필터의 제조 방법.
  8. 기판 표면의 소정 영역 내의 습윤성을 선택적으로 변화시켜서, 주위와 비교하여 친잉크성이 큰 잉크층 형성 영역을 형성하는 공정,
    상기 잉크층 형성 영역에 제2항에 기재된 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해서 선택적으로 부착시켜 잉크층을 형성하는 공정, 및
    상기 잉크층을 가열하여 경화층을 형성하는 공정
    을 포함하는 컬러 필터의 제조 방법.
  9. 기판과, 상기 기판 상에 설치된 착색층을 적어도 구비하는 컬러 필터이며, 상기 착색층이 제1항 또는 제2항에 기재된 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물을 경화시켜 형성된 것임을 특징으로 하는, 컬러 필터.
KR20077024453A 2005-03-25 2006-03-20 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물, 컬러 필터의 제조 방법,및 컬러 필터 KR101029664B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005090173 2005-03-25
JPJP-P-2005-00090173 2005-03-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080000608A KR20080000608A (ko) 2008-01-02
KR101029664B1 true KR101029664B1 (ko) 2011-04-15

Family

ID=37053237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20077024453A KR101029664B1 (ko) 2005-03-25 2006-03-20 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물, 컬러 필터의 제조 방법,및 컬러 필터

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7968622B2 (ko)
EP (1) EP1865345B8 (ko)
JP (1) JP5043650B2 (ko)
KR (1) KR101029664B1 (ko)
CN (1) CN100533184C (ko)
TW (1) TWI325881B (ko)
WO (1) WO2006103976A1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100943145B1 (ko) * 2007-02-02 2010-02-18 주식회사 엘지화학 컬러필터 및 컬러필터의 제조방법
JP5072383B2 (ja) * 2007-02-15 2012-11-14 大日本印刷株式会社 カラーフィルター用インクジェットインク及びその製造方法、カラーフィルターの製造方法、並びに液晶表示装置の製造方法
WO2008127039A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-23 Lg Chem, Ltd. Composition for manufacturing indurative resin, indurative resin manufactured by the composition and ink composition comprising the resin
WO2009022482A1 (ja) * 2007-08-16 2009-02-19 Sharp Kabushiki Kaisha 液晶表示装置の製造方法
JP4544292B2 (ja) * 2007-11-28 2010-09-15 セイコーエプソン株式会社 カラーフィルター用インク、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器
JP4466725B2 (ja) * 2007-11-28 2010-05-26 セイコーエプソン株式会社 カラーフィルター用インク、カラーフィルター用インクセット、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器
JP2009294415A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタ形成基板の製造方法と該製造方法により作製されたカラーフィルタ、及び表示用部材
JP5461066B2 (ja) * 2009-05-22 2014-04-02 日油株式会社 カラーフィルター用熱硬化性インクジェットインク組成物およびカラーフィルター
CN101993032B (zh) * 2009-08-14 2013-03-27 京东方科技集团股份有限公司 微结构薄膜图形和tft-lcd阵列基板制造方法
JP2012098627A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタの製造方法
KR101954778B1 (ko) * 2012-12-18 2019-03-06 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
KR20160119779A (ko) * 2014-02-10 2016-10-14 닛토덴코 가부시키가이샤 접착성 수지 조성물, 접착 테이프, 기재를 구비한 접착 테이프 및 복합 물품
US10947403B2 (en) 2016-12-28 2021-03-16 Dic Corporation Dispersion and inkjet ink composition, light conversion layer, and liquid crystal display element using the dispersion
CN111025516B (zh) * 2019-12-20 2022-04-29 诚瑞光学(常州)股份有限公司 一种镜头结构及镜头涂墨方法
CN113980194A (zh) * 2021-12-13 2022-01-28 厦门格林泰新材料科技有限公司 一种有机硅改性羟基环氧丙烯酸树脂、uv墨水及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003066223A (ja) 2001-06-15 2003-03-05 Nof Corp カラーフィルター用インクジェットインク組成物、インク組成物製造方法、及び、カラーフィルター製造方法
JP2004339333A (ja) 2003-05-14 2004-12-02 Nof Corp 熱硬化性インク、カラーフィルターの製造方法、カラーフィルター及び表示パネル

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4002599A (en) * 1975-11-06 1977-01-11 Lord Corporation Epoxy resin compositions from glycidyl derivatives of aminophenols cured with tetracarboxylic dianhydrides
JP2682256B2 (ja) * 1990-04-10 1997-11-26 日本油脂株式会社 熱硬化性組成物
JPH0921910A (ja) 1995-07-07 1997-01-21 Toray Ind Inc カラーフィルタ、カラーフィルタ製造方法、カラー液晶表示素子およびカラーイメージセンサ
JPH09241480A (ja) 1996-03-04 1997-09-16 Nof Corp 熱硬化性組成物、それを用いた塗料組成物、並びにその塗装方法と塗装物品
JP4398075B2 (ja) 1999-07-22 2010-01-13 新日鐵化学株式会社 カラーフィルター保護膜用組成物
JP4410386B2 (ja) * 2000-06-06 2010-02-03 日油株式会社 カラーフィルター保護膜用塗工液及びカラーフィルター
JP4245259B2 (ja) 2000-06-09 2009-03-25 大日本印刷株式会社 カラーフィルターの製造方法
JP2004339332A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Nof Corp 熱硬化性インク、カラーフィルターの製造方法、カラーフィルター及び表示パネル
EP1493766B1 (en) * 2003-06-30 2006-06-07 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Heat-curable resin composition and use thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003066223A (ja) 2001-06-15 2003-03-05 Nof Corp カラーフィルター用インクジェットインク組成物、インク組成物製造方法、及び、カラーフィルター製造方法
JP2004339333A (ja) 2003-05-14 2004-12-02 Nof Corp 熱硬化性インク、カラーフィルターの製造方法、カラーフィルター及び表示パネル

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006103976A1 (ja) 2006-10-05
EP1865345A4 (en) 2010-10-06
JPWO2006103976A1 (ja) 2008-09-04
US20090061167A1 (en) 2009-03-05
KR20080000608A (ko) 2008-01-02
CN101147085A (zh) 2008-03-19
JP5043650B2 (ja) 2012-10-10
EP1865345A1 (en) 2007-12-12
US7968622B2 (en) 2011-06-28
CN100533184C (zh) 2009-08-26
EP1865345B1 (en) 2013-05-08
TWI325881B (en) 2010-06-11
TW200643118A (en) 2006-12-16
EP1865345B8 (en) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101029664B1 (ko) 컬러 필터용 잉크젯 잉크 조성물, 컬러 필터의 제조 방법,및 컬러 필터
JP4983103B2 (ja) カラーフィルター用インクジェットインク及びその製造方法、カラーフィルターの製造方法、並びに液晶表示装置の製造方法
US7470730B2 (en) Ink-jet ink composition for color filter, production method for ink composition, and production method for color filter
CN101410734B (zh) 滤色片的制造方法和滤色片
CN102165338B (zh) 滤色片用喷墨墨液组合物、滤色片、滤色片的制造方法以及液晶显示装置
JP4844450B2 (ja) カラーフィルターの製造方法及びカラーフィルター
JP4742648B2 (ja) カラーフィルター用インクジェットインク及びその製造方法、カラーフィルターの製造方法、並びに液晶表示装置の製造方法
JP4619904B2 (ja) カラーフィルター用インクジェットインク、カラーフィルター、及び液晶表示装置
JP5072383B2 (ja) カラーフィルター用インクジェットインク及びその製造方法、カラーフィルターの製造方法、並びに液晶表示装置の製造方法
JP4334272B2 (ja) カラーフィルター用インクジェットインク用エポキシ樹脂組成物、カラーフィルターの製造方法、カラーフィルター、及び表示パネル
JP4527489B2 (ja) カラーフィルター用熱硬化性樹脂組成物、カラーフィルター、液晶パネル、及びカラーフィルターの製造方法
JP4334273B2 (ja) カラーフィルター用インクジェットインク用エポキシ樹脂組成物、カラーフィルターの製造方法、カラーフィルター、及び表示パネル
JP2009244513A (ja) カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインク、及びカラーフィルタ
JP2004339332A (ja) 熱硬化性インク、カラーフィルターの製造方法、カラーフィルター及び表示パネル
JP2007122042A (ja) カラーフィルター用インクジェットインク、カラーフィルター、カラーフィルターの製造方法、及び液晶表示装置
JP4522915B2 (ja) カラーフィルター用インクジェットインク、カラーフィルター、及び液晶表示装置
JP2004339333A (ja) 熱硬化性インク、カラーフィルターの製造方法、カラーフィルター及び表示パネル
JP5286657B2 (ja) 顔料分散液、カラーフィルター用インクジェットインク及びその製造方法、カラーフィルター、並びに液晶表示装置
JP4426515B2 (ja) カラーフィルター用インクジェットインク、カラーフィルターの製造方法、及び液晶表示装置の製造方法
JP2008076855A (ja) カラーフィルター用インクジェットインク、カラーフィルターの製造方法、及び液晶表示装置の製造方法
JP2009294415A (ja) カラーフィルタ形成基板の製造方法と該製造方法により作製されたカラーフィルタ、及び表示用部材
JP2009086285A (ja) カラーフィルタ及びその製造方法並びに表示装置
JP2011075799A (ja) カラーフィルターの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160401

Year of fee payment: 6