KR102170059B1 - 잉크 조성물, 광변환층 및 컬러 필터 - Google Patents

Abstract

발광성 나노 결정 입자와, 광산란성 입자와, 광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지를 함유하는 잉크 조성물.

Description

잉크 조성물, 광변환층 및 컬러 필터

본 발명은 잉크 조성물, 광변환층 및 컬러 필터에 관한 것이다.

종래, 액정 표시 장치 등의 디스플레이에 있어서의 컬러 필터 화소부는, 예를 들면, 적색 유기 안료 입자 또는 녹색 유기 안료 입자와, 알칼리 가용성 수지 및／또는 아크릴계 단량체를 함유하는 경화성 레지스트 재료를 사용하여, 포토리소그래피법에 의해 제조되어 왔다.

최근, 디스플레이의 저소비 전력화가 강하게 요구되어져, 상기 적색 유기 안료 입자 또는 녹색 유기 안료 입자 대신에, 예를 들면 양자 도트, 양자 로드, 그 밖의 무기 형광체 입자 등의 발광성 나노 결정 입자를 사용하여, 적색 화소, 녹색 화소와 같은 컬러 필터 화소부를 형성시키는 방법이, 활발하게 연구되고 있다.

그런데, 상기 포토리소그래피법에서의 컬러 필터의 제조 방법에서는, 그 제조 방법의 특징으로부터, 비교적 고가(高價)인 발광성 나노 결정 입자를 포함한 화소부 이외의 레지스트 재료가 낭비가 된다는 결점이 있었다. 이러한 상황 하, 상기와 같은 레지스트 재료의 낭비를 없애기 위해, 잉크젯법에 의해, 광변환 기판 화소부를 형성하는 것이 검토되기 시작하고 있다(특허문헌 1).

국제공개 2008／001693호

발광성 나노 결정 입자를 사용한 잉크 조성물에 의해 컬러 필터 화소부(이하, 단순히 「화소부」라고도 함)를 형성했을 경우, 광원으로부터의 광이 발광성 나노 결정 입자에 흡수되지 않고 화소부로부터 누출될 경우가 있다. 이러한 누출광은, 화소부의 색 재현성을 저하시키기 때문에, 가능한 한 저감할 필요가 있다.

그래서, 본 발명은 누출광을 저감할 수 있는 잉크 조성물, 그리고 당해 잉크 조성물을 사용한 광변환층 및 컬러 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면은, 발광성 나노 결정 입자와, 광산란성 입자와, 광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지를 함유하는 잉크 조성물에 관한 것이다. 이 잉크 조성물에 의하면, 화소부에 있어서의 누출광을 저감할 수 있다.

잉크 조성물은, 고분자 분산제를 더 함유해도 된다. 이 고분자 분산제의 중량 평균 분자량은 1000 이상이어도 된다.

잉크 조성물이 광중합성 화합물을 함유할 경우, 광중합성 화합물은 광라디칼 중합성 화합물 또는 광양이온 중합성 화합물이어도 된다. 또한, 광중합성 화합물은 알칼리 불용성이어도 된다.

잉크 조성물이 열경화성 수지를 함유할 경우, 열경화성 수지는 알칼리 불용성이어도 된다.

잉크 조성물은, 알칼리 불용성의 도포막을 형성 가능한 잉크 조성물이어도 된다.

광산란성 입자의 평균 입자경은 0.05∼1.0㎛여도 되고, 0.3∼0.6㎛여도 된다.

광산란성 입자는, 산화티타늄, 알루미나, 산화지르코늄, 산화아연, 탄산칼슘, 황산바륨 및 실리카로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다.

잉크 조성물의 표면 장력은 20∼40mN／m여도 된다.

잉크 조성물의 점도는 2∼20mPa·s여도 된다.

잉크 조성물은, 비점이 180℃ 이상인 용제를 더 함유해도 된다.

잉크 조성물은, 컬러 필터용이어도 된다.

잉크 조성물은, 잉크젯 방식으로 사용되는 잉크 조성물(잉크젯 잉크)이어도 된다.

본 발명의 일측면은, 복수의 화소부를 구비하는 광변환층으로서, 복수의 화소부가 상술한 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 화소부를 갖는, 광변환층에 관한 것이다. 이 광변환층에 의하면, 화소부에 있어서의 누출광을 저감할 수 있다.

광변환층은, 복수의 화소부간에 마련된 차광부를 더 구비해도 되고, 복수의 화소부는, 상기 경화물을 포함하며, 또한, 발광성 나노 결정 입자로서, 420∼480㎚ 범위의 파장의 광을 흡수하여 605∼665㎚의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 광을 발하는 발광성 나노 결정 입자를 함유하는 제1 화소부와, 상기 경화물을 포함하며, 또한, 발광성 나노 결정 입자로서, 420∼480㎚ 범위의 파장의 광을 흡수하여 500∼560㎚의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 광을 발하는 발광성 나노 결정 입자를 함유하는 제2 화소부를 가져도 된다.

복수의 화소부는, 420∼480㎚ 범위의 파장의 광에 대한 투과율이 30％ 이상인 제3 화소부를 더 가져도 된다.

본 발명의 일측면은, 상술한 광변환층을 구비하는 컬러 필터에 관한 것이다. 이 컬러 필터에 의하면, 화소부에 있어서의 누출광을 저감할 수 있다.

본 발명에 의하면, 누출광을 저감할 수 있는 잉크 조성물, 그리고 당해 잉크 조성물을 사용한 광변환층 및 컬러 필터를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태의 컬러 필터의 모식 단면도.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.

<잉크 조성물>

일 실시형태의 잉크 조성물은, 발광성 나노 결정 입자와, 광산란성 입자와, 광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지를 함유한다. 일 실시형태의 잉크 조성물은, 예를 들면, 포토리소그래피 방식, 잉크젯 방식 등의 방법에 의해 컬러 필터의 화소부를 형성하기 위해 사용되는 컬러 필터용 잉크 조성물이다.

일 실시형태의 잉크 조성물은, 잉크젯 방식으로 컬러 필터 화소부를 형성하는 용도로 호적(好適)하게 사용된다. 종래의 잉크 조성물을 사용하여 잉크젯 방식으로 컬러 필터 화소부를 형성할 경우, 화소부로부터의 누출광을 저감하는 것은 곤란했다. 한편, 실시형태의 잉크 조성물에 의하면, 잉크젯 방식이어도, 누출광의 저감 효과가 우수한 화소부를 얻을 수 있다.

이하에서는, 잉크젯 방식에 사용되는 컬러 필터용 잉크 조성물(컬러 필터용 잉크젯 잉크)을 예로 들어 설명한다.

[발광성 나노 결정 입자]

발광성 나노 결정 입자는, 여기광(勵起光)을 흡수하여 형광 또는 인광(燐光)을 발광하는 나노 사이즈의 결정체이며, 예를 들면, 투과형 전자 현미경 또는 주사형 전자 현미경에 의해 측정되는 최대 입자경이 100㎚ 이하인 결정체이다.

발광성 나노 결정 입자는, 예를 들면, 소정의 파장의 광을 흡수함으로써, 흡수한 파장과는 다른 파장의 광(형광 또는 인광)을 발할 수 있다. 발광성 나노 결정 입자는, 605∼665㎚의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 광(적색광)을 발하는 적색 발광성의 나노 결정 입자여도 되고, 500∼560㎚의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 광(녹색광)을 발하는 녹색 발광성의 나노 결정 입자여도 되고, 420∼480㎚의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 광(청색광)을 발하는 청색 발광성의 나노 결정 입자여도 된다. 본 실시형태에서는, 잉크 조성물이 이들 발광성 나노 결정 입자 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 발광성 나노 결정 입자가 흡수하는 광은, 예를 들면, 400㎚ 이상 500㎚ 미만의 범위의 파장의 광(청색광), 또는, 200㎚∼400㎚ 범위의 파장의 광(자외광)이어도 된다. 또한, 발광성 나노 결정 입자의 발광 피크 파장은, 예를 들면, 자외 가시분광 광도계를 사용하여 측정되는 형광 스펙트럼 또는 인광 스펙트럼에 있어서 확인할 수 있다.

적색 발광성의 나노 결정 입자는, 665㎚ 이하, 663㎚ 이하, 660㎚ 이하, 658㎚ 이하, 655㎚ 이하, 653㎚ 이하, 651㎚ 이하, 650㎚ 이하, 647㎚ 이하, 645㎚ 이하, 643㎚ 이하, 640㎚ 이하, 637㎚ 이하, 635㎚ 이하, 632㎚ 이하 또는 630㎚ 이하에 발광 피크 파장을 갖는 것이 바람직하고, 628㎚ 이상, 625㎚ 이상, 623㎚ 이상, 620㎚ 이상, 615㎚ 이상, 610㎚ 이상, 607㎚ 이상 또는 605㎚ 이상에 발광 피크 파장을 갖는 것이 바람직하다. 이들 상한치 및 하한치는, 임의로 조합할 수 있다. 또한, 이하의 마찬가지의 기재에 있어서도, 개별적으로 기재한 상한치 및 하한치는 임의로 조합 가능하다.

녹색 발광성의 나노 결정 입자는, 560㎚ 이하, 557㎚ 이하, 555㎚ 이하, 550㎚ 이하, 547㎚ 이하, 545㎚ 이하, 543㎚ 이하, 540㎚ 이하, 537㎚ 이하, 535㎚ 이하, 532㎚ 이하 또는 530㎚ 이하에 발광 피크 파장을 갖는 것이 바람직하고, 528㎚ 이상, 525㎚ 이상, 523㎚ 이상, 520㎚ 이상, 515㎚ 이상, 510㎚ 이상, 507㎚ 이상, 505㎚ 이상, 503㎚ 이상 또는 500㎚ 이상에 발광 피크 파장을 갖는 것이 바람직하다.

청색 발광성의 나노 결정 입자는, 480㎚ 이하, 477㎚ 이하, 475㎚ 이하, 470㎚ 이하, 467㎚ 이하, 465㎚ 이하, 463㎚ 이하, 460㎚ 이하, 457㎚ 이하, 455㎚ 이하, 452㎚ 이하 또는 450㎚ 이하에 발광 피크 파장을 갖는 것이 바람직하고, 450㎚ 이상, 445㎚ 이상, 440㎚ 이상, 435㎚ 이상, 430㎚ 이상, 428㎚ 이상, 425㎚ 이상, 422㎚ 이상 또는 420㎚ 이상에 발광 피크 파장을 갖는 것이 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자가 발하는 광의 파장(발광색)은, 우물형 포텐셜 모델의 슈뢰딩거 파동 방정식의 해(解)에 의하면, 발광성 나노 결정 입자의 사이즈(예를 들면 입자경)에 의존하지만, 발광성 나노 결정 입자가 갖는 에너지갭에도 의존한다. 그 때문에, 사용하는 발광성 나노 결정 입자의 구성 재료 및 사이즈를 변경함으로써, 발광색을 선택할 수 있다.

발광성 나노 결정 입자는, 반도체 재료를 포함하는, 발광성 나노 결정 입자(발광성 반도체 나노 결정 입자)여도 된다. 발광성 반도체 나노 결정 입자로서는, 양자 도트(이하 「QD」라고도 함), 양자 로드 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 발광 스펙트럼의 제어가 용이하며, 신뢰성을 확보하는데다, 생산 비용을 저감하여, 양산성을 향상시킬 수 있는 관점에서, 양자 도트가 바람직하다.

발광성 반도체 나노 결정 입자는, 제1 반도체 재료를 포함하는 코어만으로 이루어지고 있어도 되고, 제1 반도체 재료를 포함하는 코어와, 제1 반도체 재료와는 다른 제2 반도체 재료를 포함하고, 상기 코어의 적어도 일부를 피복하는 쉘을 갖고 있어도 된다. 환언하면, 발광성 반도체 나노 결정 입자의 구조는, 코어만으로 이루어지는 구조(코어 구조)여도 되고, 코어와 쉘로 이루어지는 구조(코어／쉘 구조)여도 된다. 또한, 발광성 반도체 나노 결정 입자는, 제2 반도체 재료를 포함하는 쉘(제1쉘) 외에, 제1 및 제2 반도체 재료와는 다른 제3 반도체 재료를 포함하고, 상기 코어의 적어도 일부를 피복하는 쉘(제2쉘)을 더 갖고 있어도 된다. 환언하면, 발광성 반도체 나노 결정 입자의 구조는, 코어와 제1쉘과 제2쉘로 이루어지는 구조(코어／쉘／쉘 구조)여도 된다. 코어 및 쉘의 각각은, 2종 이상의 반도체 재료를 포함하는 혼정(混晶)(예를 들면, CdSe+CdS, CIS+ZnS 등)이어도 된다.

발광성 나노 결정 입자는, 반도체 재료로서, Ⅱ-Ⅵ족 반도체, Ⅲ-Ⅴ족 반도체, Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 반도체, Ⅳ족 반도체 및 Ⅰ-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ족 반도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 반도체 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

구체적인 반도체 재료로서는, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, CdHgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe; GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb; SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe, SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe, SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe; Si, Ge, SiC, SiGe, AgInSe₂, CuGaSe₂, CuInS₂, CuGaS₂, CuInSe₂, AgInS₂, AgGaSe₂, AgGaS₂, C, Si 및 Ge를 들 수 있다. 발광성 반도체 나노 결정 입자는, 발광 스펙트럼의 제어가 용이하며, 신뢰성을 확보하는데다, 생산 비용을 저감하여, 양산성을 향상시킬 수 있는 관점에서, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, InSb, GaP, GaAs, GaSb, AgInS₂, AgInSe₂, AgInTe₂, AgGaS₂, AgGaSe₂, AgGaTe₂, CuInS₂, CuInSe₂, CuInTe₂, CuGaS₂, CuGaSe₂, CuGaTe₂, Si, C, Ge 및 Cu₂ZnSnS₄로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.

적색 발광성의 반도체 나노 결정 입자로서는, 예를 들면, CdSe의 나노 결정 입자, CdSe의 로드상의 나노 결정 입자, 코어 쉘 구조를 구비한 로드상의 나노 결정 입자로서, 당해 쉘 부분이 CdS이며 내측의 코어부가 CdSe인 나노 결정 입자, 코어 쉘 구조를 구비한 로드상의 나노 결정 입자로서, 당해 쉘 부분이 CdS이며 내측의 코어부가 ZnSe인 나노 결정 입자, 코어 쉘 구조를 구비한 나노 결정 입자로서, 당해 쉘 부분이 CdS이며 내측의 코어부가 CdSe인 나노 결정 입자, 코어 쉘 구조를 구비한 나노 결정 입자로서, 당해 쉘 부분이 CdS이며 내측의 코어부가 ZnSe인 나노 결정 입자, CdSe와 ZnS와의 혼정의 나노 결정 입자, CdSe와 ZnS와의 혼정의 로드상의 나노 결정 입자, InP의 나노 결정 입자, InP의 나노 결정 입자, InP의 로드상의 나노 결정 입자, CdSe와 CdS와의 혼정의 나노 결정 입자, CdSe와 CdS와의 혼정의 로드상의 나노 결정 입자, ZnSe와 CdS와의 혼정의 나노 결정 입자, ZnSe와 CdS와의 혼정의 로드상의 나노 결정 입자 등을 들 수 있다.

녹색 발광성의 반도체 나노 결정 입자로서는, 예를 들면, CdSe의 나노 결정 입자, CdSe의 로드상의 나노 결정 입자, CdSe와 ZnS와의 혼정의 나노 결정 입자, CdSe와 ZnS와의 혼정의 로드상의 나노 결정 입자 등을 들 수 있다.

청색 발광성의 반도체 나노 결정 입자로서는, 예를 들면, ZnSe의 나노 결정 입자, ZnSe의 로드상의 나노 결정 입자, ZnS의 나노 결정 입자, ZnS의 로드상의 나노 결정 입자, 코어 쉘 구조를 구비한 나노 결정 입자로서, 당해 쉘 부분이 ZnSe이며 내측의 코어부가 ZnS인 나노 결정 입자, 코어 쉘 구조를 구비한 로드상의 나노 결정으로서, 당해 쉘 부분이 ZnSe이며 내측의 코어부가 ZnS인 나노 결정 입자, CdS의 나노 결정 입자, CdS의 로드상의 나노 결정 입자 등을 들 수 있다. 반도체 나노 결정 입자는, 동일한 화학 조성이고, 그 자체의 평균 입자경을 바꿈으로써, 당해 입자로부터 발광시켜야 할 색을 적색으로도 녹색으로도 바꿀 수 있다. 또한, 반도체 나노 결정 입자는, 그 자체로서, 인체 등에 대한 악영향이 극력 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 카드뮴, 셀레늄 등을 함유하는 반도체 나노 결정 입자를 발광성 나노 결정 입자로서 사용할 경우에는, 상기 원소(카드뮴, 셀레늄 등)가 극력 포함되지 않는 반도체 나노 결정 입자를 선택해서 단독으로 사용하거나, 상기 원소가 극력 적어지도록 그 밖의 발광성 나노 결정 입자와 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자의 형상은 특별히 한정되지 않고, 임의의 기하학적 형상이어도 되고, 임의의 불규칙한 형상이어도 된다. 발광성 나노 결정 입자의 형상은, 예를 들면, 구상(球狀), 타원체상, 각추 형상, 디스크상, 가지상, 망상(網狀), 로드상 등이어도 된다. 그러나, 발광성 나노 결정 입자로서는, 입자 형상으로서 방향성이 적은 입자(예를 들면, 구상, 정사면체상 등의 입자)를 사용하는 것이, 잉크 조성물의 균일성 및 유동성을 보다 높일 수 있는 점에서 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자의 평균 입자경(체적 평균경)은, 원하는 파장의 발광이 얻어지기 쉬운 관점, 그리고, 분산성 및 보존 안정성이 우수한 관점에서, 1㎚ 이상이어도 되고, 1.5㎚ 이상이어도 되고, 2㎚ 이상이어도 된다. 원하는 발광 파장이 얻어지기 쉬운 관점에서, 40㎚ 이하여도 되고, 30㎚ 이하여도 되고, 20㎚ 이하여도 된다. 발광성 나노 결정 입자의 평균 입자경(체적 평균경)은, 투과형 전자 현미경 또는 주사형 전자 현미경에 의해 측정하고, 체적 평균경을 산출함으로써 얻어진다.

발광성 나노 결정 입자는, 분산 안정성의 관점에서, 그 표면에 유기 리간드를 갖는 것이 바람직하다. 유기 리간드는, 예를 들면, 발광성 나노 결정 입자의 표면에 배위 결합되어 있어도 된다. 환언하면, 발광성 나노 결정 입자의 표면은, 유기 리간드에 의해 패시베이션되어 있어도 된다. 또한, 잉크 조성물이 후술하는 고분자 분산제를 더 함유할 경우에는, 발광성 나노 결정 입자는, 그 표면에 고분자 분산제를 갖고 있어도 된다. 본 실시형태에서는, 예를 들면, 상술한 유기 리간드를 갖는 발광성 나노 결정 입자로부터 유기 리간드를 제거하고, 유기 리간드와 고분자 분산제를 교환함으로써 발광성 나노 결정 입자의 표면에 고분자 분산제를 결합시켜도 된다. 단, 잉크젯 잉크로 했을 때의 분산 안정성의 관점에서는, 유기 리간드가 배위한 채인 발광성 나노 결정 입자에 대하여 고분자 분산제가 배합되는 것이 바람직하다.

유기 리간드로서는, 예를 들면, TOP(트리옥틸포스핀), TOPO(트리옥틸포스핀옥사이드), 올레산, 올레일아민, 옥틸아민, 트리옥틸아민, 헥사데실아민, 옥탄티올, 도데칸티올, 헥실포스폰산(HPA), 테트라데실포스폰산(TDPA), 및 옥틸포스핀산(OPA)을 들 수 있다.

발광성 나노 결정 입자로서는, 유기 용제, 광중합성 화합물 등 중에 콜로이드 형태로 분산해 있는 것을 사용할 수 있다. 유기 용제 중에서 분산 상태에 있는 발광성 나노 결정 입자의 표면은, 상술한 유기 리간드에 의해 패시베이션되어 있는 것이 바람직하다. 유기 용제로서는, 예를 들면, 시클로헥산, 헥산, 헵탄, 클로로포름, 톨루엔, 옥탄, 클로로벤젠, 테트랄린, 디페닐에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 부틸카르비톨아세테이트, 또는 그들의 혼합물을 들 수 있다.

발광성 나노 결정 입자로서는, 시판품을 사용할 수 있다. 발광성 나노 결정 입자의 시판품으로서는, 예를 들면, NN-라보즈사의, 인듐인／황화아연, D-도트, CuInS／ZnS, 알도리치사의 InP／ZnS 등을 들 수 있다.

발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 누출광의 저감 효과가 보다 우수한 관점에서, 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여, 5질량％ 이상이어도 되고, 10질량％ 이상이어도 되고, 15질량％ 이상이어도 되고, 20질량％ 이상이어도 되고, 30질량％ 이상이어도 되고, 40질량％ 이상이어도 된다. 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 토출 안정성이 우수한 관점에서, 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여, 70질량％ 이하여도 되고, 60질량％ 이하여도 되고, 55질량％ 이하여도 되고, 50질량％ 이하여도 된다. 또한, 본 명세서 중, 「잉크 조성물의 불휘발분의 질량」이란, 잉크 조성물이 용제를 포함할 경우, 잉크 조성물의 전(全)질량으로부터 용제의 질량을 제외한 질량을 가리키고, 잉크 조성물이 용제를 포함하지 않을 경우, 잉크 조성물의 전질량을 가리킨다.

[광산란성 입자]

광산란성 입자는, 예를 들면, 광학적으로 불활성인 무기 미립자이다. 광산란성 입자는, 컬러 필터 화소부에 조사(照射)된 광원으로부터의 광을 산란시킬 수 있다.

광산란성 입자를 구성하는 재료로서는, 예를 들면, 텅스텐, 지르코늄, 티타늄, 백금, 비스무트, 로듐, 팔라듐, 은, 주석, 플래티넘, 금 등의 단체(單體) 금속; 실리카, 황산바륨, 탄산바륨, 탄산칼슘, 탈크, 산화티타늄, 클레이, 카올린, 황산바륨, 탄산바륨, 탄산칼슘, 알루미나 화이트, 산화티타늄, 산화마그네슘, 산화바륨, 산화알루미늄, 산화비스무트, 산화지르코늄, 산화아연 등의 금속 산화물; 탄산마그네슘, 탄산바륨, 차탄산비스무트, 탄산칼슘 등의 금속 탄산염; 수산화알루미늄 등의 금속 수산화물; 지르콘산바륨, 지르콘산칼슘, 티탄산칼슘, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬 등의 복합 산화물, 차질산비스무트 등의 금속염 등을 들 수 있다. 광산란성 입자는, 누출광의 저감 효과가 보다 우수한 관점에서, 산화티타늄, 알루미나, 산화지르코늄, 산화아연, 탄산칼슘, 황산바륨 및 실리카로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하고, 산화티타늄, 황산바륨 및 탄산칼슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

광산란성 입자의 형상은, 구상, 필라멘트상, 부정(不定) 형상 등이어도 된다. 그러나, 광산란성 입자로서는, 입자 형상으로서 방향성이 적은 입자(예를 들면, 구상, 정사면체상 등의 입자)를 사용하는 것이, 잉크 조성물의 균일성, 유동성 및 광산란성을 보다 높일 수 있는 점에서 바람직하다.

잉크 조성물 중에서의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경)은, 누출광의 저감 효과가 보다 우수한 관점에서, 0.05㎛ 이상이어도 되고, 0.2㎛ 이상이어도 되고, 0.3㎛ 이상이어도 된다. 잉크 조성물 중에서의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경)은, 토출 안정성이 우수한 관점에서, 1.0㎛ 이하여도 되고, 0.6㎛ 이하여도 되고, 0.4㎛ 이하여도 된다. 잉크 조성물 중에서의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경)은, 0.05∼1.0㎛, 0.05∼0.6㎛, 0.05∼0.4㎛, 0.2∼1.0㎛, 0.2∼0.6㎛, 0.2∼0.4㎛, 0.3∼1.0㎛, 0.3∼0.6㎛, 또는 0.3∼0.4㎛여도 된다. 이러한 평균 입자경(체적 평균경)이 얻어지기 쉬운 관점에서, 사용하는 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경)은, 50㎚ 이상이어도 되고, 1000㎚ 이하여도 된다. 잉크 조성물 중에서의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경)은, 동적 광산란식 나노트랙 입도 분포계에 의해 측정하고, 체적 평균경을 산출함으로써 얻어진다. 또한, 사용하는 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경)은, 예를 들면 투과형 전자 현미경 또는 주사형 전자 현미경에 의해 각 입자의 입자경을 측정하고, 체적 평균경을 산출함으로써 얻어진다.

광산란성 입자의 함유량은, 누출광의 저감 효과가 보다 우수한 관점에서, 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여, 0.1질량％ 이상이어도 되고, 1질량％ 이상이어도 되고, 5질량％ 이상이어도 되고, 7질량％ 이상이어도 되고, 10질량％ 이상이어도 되고, 12질량％ 이상이어도 된다. 광산란성 입자의 함유량은, 누출광의 저감 효과가 보다 우수한 관점 및 토출 안정성이 우수한 관점에서, 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여, 60질량％ 이하여도 되고, 50질량％ 이하여도 되고, 40질량％ 이하여도 되고, 30질량％ 이하여도 되고, 25질량％ 이하여도 되고, 20질량％ 이하여도 되고, 15질량％ 이하여도 된다. 본 실시형태에서는, 잉크 조성물이 고분자 분산제를 포함하기 때문에, 광산란성 입자의 함유량을 상기 범위로 했을 경우에도 광산란성 입자를 양호하게 분산시킬 수 있다.

발광성 나노 결정 입자의 함유량에 대한 광산란성 입자의 함유량의 질량비(광산란성 입자／발광성 나노 결정 입자)는, 누출광의 저감 효과가 보다 우수한 관점에서, 0.1 이상이어도 되고, 0.2 이상이어도 되고, 0.5 이상이어도 된다. 질량비(광산란성 입자／발광성 나노 결정 입자)는, 누출광의 저감 효과가 보다 우수하고, 잉크젯 인쇄시의 연속 토출성이 우수한 관점에서, 5.0 이하여도 되고, 2.0 이하여도 되고, 1.5 이하여도 된다. 또한, 광산란성 입자에 의한 누출광 저감은, 다음과 같은 메커니즘에 의한다고 생각된다. 즉, 광산란성 입자가 존재하지 않을 경우, 백라이트광은 화소부 내를 거의 직진해서 통과할 뿐이며, 발광성 나노 결정 입자에 흡수될 기회가 적다고 생각된다. 한편, 광산란성 입자를 발광성 나노 결정 입자와 동일한 화소부 내에 존재시키면, 그 화소부 내에서 백라이트광이 전(全)방위에 산란되고, 그것을 발광성 나노 결정 입자가 수광(受光)할 수 있기 때문에, 동일한 백라이트를 사용하고 있어도, 화소부에 있어서의 광흡수량이 증대한다고 생각된다. 결과적으로, 이러한 메커니즘으로 누출광을 막는 것이 가능해졌다고 생각된다.

[광중합성 화합물]

본 실시형태의 광중합성 화합물은, 광의 조사에 의해 중합하는, 광라디칼 중합성 화합물 또는 광양이온 중합성 화합물이며, 광중합성의 모노머 또는 올리고머여도 된다. 이들은, 광중합개시제와 함께 사용된다. 광라디칼 중합성 화합물은 광라디칼 중합개시제와 함께 사용되고, 광양이온 중합성 화합물은 광양이온 중합개시제와 함께 사용된다. 환언하면, 잉크 조성물은, 광중합성 화합물 및 광중합개시제를 포함하는 광중합성 성분을 함유하고 있어도 되고, 광라디칼 중합성 화합물 및 광라디칼 중합개시제를 포함하는 광라디칼 중합성 성분을 함유하고 있어도 되고, 광양이온 중합성 화합물 및 광양이온 중합개시제를 포함하는 광양이온 중합성 성분을 함유하고 있어도 된다. 광라디칼 중합성 화합물과 광양이온 중합성 화합물을 병용해도 되고, 광라디칼 중합성과 광양이온 중합성을 구비한 화합물을 사용해도 되고, 광라디칼 중합개시제와 광양이온 중합개시제를 병용해도 된다. 광중합성 화합물은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

광라디칼 중합성 화합물로서는, (메타)아크릴레이트 화합물을 들 수 있다. (메타)아크릴레이트 화합물은, (메타)아크릴로일기를 1개 갖는 단관능(메타)아크릴레이트여도 되고, (메타)아크릴로일기를 복수 갖는 다관능(메타)아크릴레이트여도 된다. 잉크로 했을 때의 유동성이 우수한 관점, 토출 안정성이 보다 우수한 관점 및 컬러 필터 제조시에 있어서의 경화 수축에 기인하는 평활성의 저하를 억제할 수 있는 관점에서, 단관능(메타)아크릴레이트와 다관능(메타)아크릴레이트를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서, (메타)아크릴레이트란, 「아크릴레이트」 및 그것에 대응하는 「메타크릴레이트」를 의미한다. 「(메타)아크릴로일」이라는 표현에 대해서도 마찬가지이다.

단관능(메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 아밀(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 헥사데실(메타)아크릴레이트, 옥타데실(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 노닐페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 페닐벤질(메타)아크릴레이트, 숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸), N-[2-(아크릴로일옥시)에틸]프탈이미드, N-[2-(아크릴로일옥시)에틸]테트라히드로프탈이미드 등을 들 수 있다.

다관능(메타)아크릴레이트는, 2관능(메타)아크릴레이트, 3관능(메타)아크릴레이트, 4관능(메타)아크릴레이트, 5관능(메타)아크릴레이트, 6관능(메타)아크릴레이트 등이어도 되고, 예를 들면, 디올 화합물의 2개의 수산기가 (메타)아크릴로일옥시기에 의해 치환된 디(메타)아크릴레이트, 트리올 화합물의 2개 또는 3개의 수산기가 (메타)아크릴로일옥시기에 의해 치환된 디 또는 트리(메타)아크릴레이트 등이어도 된다.

2관능(메타)아크릴레이트의 구체예로서는, 1,3-부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 3-메틸-1,5-펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,8-옥탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜히드록시피발산에스테르디아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트의 2개의 수산기가 (메타)아크릴로일옥시기에 의해 치환된 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 1몰에 4몰 이상의 에틸렌옥사이드 혹은 프로필렌옥사이드를 부가해서 얻어지는 디올의 2개의 수산기가 (메타)아크릴로일옥시기에 의해 치환된 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 1몰에 2몰의 에틸렌옥사이드 혹은 프로필렌옥사이드를 부가해서 얻어지는 디올의 2개의 수산기가 (메타)아크릴로일옥시기에 의해 치환된 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 1몰에 3몰 이상의 에틸렌옥사이드 혹은 프로필렌옥사이드를 부가해서 얻어지는 트리올의 2개의 수산기가 (메타)아크릴로일옥시기에 의해 치환된 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 1몰에 4몰 이상의 에틸렌옥사이드 혹은 프로필렌옥사이드를 부가해서 얻어지는 디올의 2개의 수산기가 (메타)아크릴로일옥시기에 의해 치환된 디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

3관능(메타)아크릴레이트의 구체예로서는, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 글리세린트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 1몰에 3몰 이상의 에틸렌옥사이드 혹은 프로필렌옥사이드를 부가해서 얻어지는 트리올의 3개의 수산기가 (메타)아크릴로일옥시기에 의해 치환된 트리(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

4관능(메타)아크릴레이트의 구체예로서는, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트를 들 수 있다.

5관능(메타)아크릴레이트의 구체예로서는, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트를 들 수 있다.

6관능(메타)아크릴레이트의 구체예로서는, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트를 들 수 있다.

다관능(메타)아크릴레이트는, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등의 디펜타에리트리톨의 복수의 수산기가 (메타)아크릴로일옥시기에 의해 치환된 폴리(메타)아크릴레이트여도 된다.

(메타)아크릴레이트 화합물은, 인산기를 갖는, 에틸렌옥사이드 변성 인산(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 알킬인산(메타)아크릴레이트 등이어도 된다.

광양이온 중합성 화합물로서는, 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 비닐에테르 화합물 등을 들 수 있다.

에폭시 화합물로서는, 비스페놀A형 에폭시 화합물, 비스페놀F형 에폭시 화합물, 페놀노볼락형 에폭시 화합물, 트리메틸올프로판폴리글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르 등의 지방족계 에폭시 화합물, 1,2-에폭시-4-비닐 시클로헥산, 1-메틸-4-(2-메틸옥시라닐)-7-옥사비시클로[4.1.0]헵탄 등의 지환식 에폭시 화합물 등을 들 수 있다.

에폭시 화합물로서 시판품을 사용하는 것도 가능하다. 에폭시 화합물의 시판품으로서는, 예를 들면, 다이세루가가쿠고교(주)제의 「셀록사이드 2000」, 「셀록사이드 3000」 및 「셀록사이드 4000」 등을 사용할 수 있다.

양이온 중합성의 옥세탄 화합물로서는, 2-에틸헥실옥세탄, 3-히드록시메틸-3-메틸옥세탄, 3-히드록시메틸-3-에틸옥세탄, 3-히드록시메틸-3-프로필옥세탄, 3-히드록시메틸-3-n-부틸옥세탄, 3-히드록시메틸-3-페닐옥세탄, 3-히드록시메틸-3-벤질옥세탄, 3-히드록시에틸-3-메틸옥세탄, 3-히드록시에틸-3-에틸옥세탄, 3-히드록시에틸-3-프로필옥세탄, 3-히드록시에틸-3-페닐옥세탄, 3-히드록시프로필-3-메틸옥세탄, 3-히드록시프로필-3-에틸옥세탄, 3-히드록시프로필-3-프로필옥세탄, 3-히드록시프로필-3-페닐옥세탄, 3-히드록시부틸-3-메틸옥세탄 등을 들 수 있다.

옥세탄 화합물로서 시판품을 사용하는 것도 가능하다. 옥세탄 화합물의 시판품으로서는, 예를 들면, 도아고세이(주)제의 아론 옥세탄 시리즈(「OXT-101」, 「OXT-212」, 「OXT-121」, 「OXT-221」 등); 다이세루가가쿠고교(주)제의 「셀록사이드 2021」, 「셀록사이드 2021A」, 「셀록사이드 2021P」, 「셀록사이드 2080」, 「셀록사이드 2081」, 「셀록사이드 2083」, 「셀록사이드 2085」, 「에폴리드 GT300」, 「에폴리드 GT301」, 「에폴리드 GT302」, 「에폴리드 GT400」, 「에폴리드 GT401」 및 「에폴리드 GT403」; 다우·케미컬니혼(주)제의 「사이라큐어 UVR-6105」, 「사이라큐어 UVR-6107」, 「사이라큐어 UVR-6110」, 「사이라큐어 UVR-6128」, 「ERL4289」 및 「ERL4299」 등을 사용할 수 있다. 또한, 공지(公知)의 옥세탄 화합물(예를 들면, 일본국 특개2009-40830 등에 기재된 옥세탄 화합물)을 사용할 수도 있다.

비닐에테르 화합물로서는, 2-히드록시에틸비닐에테르, 트리에틸렌글리콜비닐모노에테르, 테트라에틸렌글리콜디비닐에테르, 트리메틸올프로판트리비닐에테르 등을 들 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 광중합성 화합물로서, 일본국 특개2013-182215호 공보의 단락 0042∼0049에 기재된 광중합성 화합물을 사용할 수도 있다.

본 실시형태의 잉크 조성물에 있어서, 경화 가능 성분을, 광중합성 화합물만 또는 그것을 주성분으로 하여 구성할 경우에는, 상기한 광중합성 화합물로서는, 중합성 관능기를 1분자 중에 2 이상 갖는 2관능 이상의 다관능의 광중합성 화합물을 필수 성분으로서 사용하는 것이, 경화물의 내구성(강도, 내열성 등)을 보다 높일 수 있으므로 보다 바람직하다.

광중합성 화합물은, 신뢰성이 우수한 컬러 필터 화소부가 얻어지기 쉬운 관점에서, 알칼리 불용성이어도 된다. 본 명세서 중, 광중합성 화합물이 알칼리 불용성이라는 것은, 1질량％의 수산화칼륨 수용액에 대한 25℃에 있어서의 광중합성 화합물의 용해량이, 광중합성 화합물의 전질량을 기준으로 하여, 30질량％ 이하인 것을 의미한다. 광중합성 화합물의 상기 용해량은, 바람직하게는, 10질량％ 이하이며, 보다 바람직하게는 3질량％ 이하이다.

광중합성 화합물의 함유량은, 잉크젯 잉크로서 적정한 점도가 얻어지기 쉬운 관점, 잉크 조성물의 경화성이 양호해지는 관점, 그리고, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 내용제성 및 마모성이 향상하는 관점에서, 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여, 10질량％ 이상이어도 되고, 15질량％ 이상이어도 되고, 20질량％ 이상이어도 된다. 광중합성 화합물의 함유량은, 잉크젯 잉크로서 적정한 점도가 얻어지기 쉬운 관점, 및 보다 우수한 광학 특성(누출광)이 얻어지는 관점에서, 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여, 90질량％ 이하여도 되고, 80질량％ 이하여도 되고, 70질량％ 이하여도 되고, 60질량％ 이하여도 되고, 50질량％ 이하여도 된다.

광중합성 화합물은, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 안정성이 우수한(예를 들면, 경시 열화(劣化)를 억제할 수 있고, 고온 보존 안정성 및 습열 보존 안정성이 우수한) 관점에서, 가교성기를 갖고 있어도 된다. 가교성기는, 열 또는 활성 에너지선(예를 들면, 자외선)에 의해 다른 가교성기와 반응하는 관능기이며, 예를 들면, 에폭시기, 옥세탄기, 비닐기, 아크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 비닐에테르기 등을 들 수 있다.

[광라디칼 중합개시제]

광라디칼 중합개시제로서는, 분자 개열형(開裂型) 또는 수소 인발형(引拔型)의 광라디칼 중합개시제가 호적하다.

분자 개열형의 광라디칼 중합개시제로서는, 벤조인이소부틸에테르, 2,4-디에틸티오잔톤, 2-이소프로필티오잔톤, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, (2,4,6-트리메틸벤조일)에톡시페닐포스핀옥사이드 등이 호적하게 사용된다. 이들 이외의 분자 개열형의 광라디칼 중합개시제로서, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조인에틸에테르, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온 및 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온을 병용해도 된다.

수소 인발형의 광라디칼 중합개시제로서는, 벤조페논, 4-페닐벤조페논, 이소프탈페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐설피드 등을 들 수 있다. 분자 개열형의 광라디칼 중합개시제와 수소 인발형의 광라디칼 중합개시제를 병용해도 된다.

[광양이온 중합개시제]

광양이온 중합개시제로서는, 예를 들면, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로포스페이트 등의 폴리아릴설포늄염; 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트, P-노닐페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트 등의 폴리아릴요오도늄염 등을 들 수 있다.

광양이온 중합개시제로서 시판품을 사용할 수도 있다. 시판품으로서는, 산아프로사제의 「CPI-100P」 등의 설포늄염계 광양이온 중합개시제, BASF사제의 「Lucirin TPO」 등의 아실포스핀옥사이드 화합물, BASF사제의 「Irgacure 907」, 「Irgacure 819」, 「Irgacure 379EG」, 「Irgacure 184」 및 「Irgacure PAG290」 등을 들 수 있다.

광중합개시제의 함유량은, 잉크 조성물의 경화성의 관점에서, 광중합성 화합물 100질량부에 대하여, 0.1질량부 이상이어도 되고, 0.5질량부 이상이어도 되고, 1질량부 이상이어도 된다. 광중합개시제의 함유량은, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 경시 안정성의 관점에서, 광중합성 화합물 100질량부에 대하여, 40질량부 이하여도 되고, 30질량부 이하여도 되고, 20질량부 이하여도 된다.

[열경화성 수지]

본 실시형태에 있어서, 열경화성 수지란, 경화물 중에 있어서 바인더로서 기능하는, 열에 의해 가교하고 경화하는 수지이다. 열경화성 수지는, 경화성기를 갖는다. 경화성기로서는, 에폭시기, 옥세탄기, 이소시아네이트기, 아미노기, 카르복시기, 메틸올기 등을 들 수 있고, 잉크 조성물의 경화물의 내열성 및 보존 안정성이 우수한 관점, 및 차광부(예를 들면 블랙 매트릭스) 및 기재에의 밀착성이 우수한 관점에서, 에폭시기가 바람직하다. 열경화성 수지는, 1종의 경화성기를 갖고 있어도 되고, 2종 이상의 경화성기를 갖고 있어도 된다.

또한, 열경화성 수지 중에는, 광라디칼 중합성을 갖는(광라디칼 중합개시제와 함께 사용되었을 경우에 광의 조사에 의해 중합하는) 수지, 및 광양이온 중합성을 갖는(광양이온 중합개시제와 함께 사용되었을 경우에 광의 조사에 의해 중합하는) 수지가 포함된다. 잉크 조성물이, 광라디칼 중합성을 갖는 열경화성 수지 및 광라디칼 중합개시제를 함유할 경우, 그 광라디칼 중합성을 갖는 열경화성 수지는 광라디칼 중합성 화합물(광중합성 화합물)로 분류되는 것으로 한다. 잉크 조성물이, 광양이온 중합성을 갖는 열경화성 수지 및 광양이온 중합개시제를 함유할 경우, 그 광양이온 중합성을 갖는 열경화성 수지는 광양이온 중합성 화합물(광중합성 화합물)로 분류되는 것으로 한다.

열경화성 수지는, 단일한 모노머의 중합체(호모폴리머)여도 되고, 복수종의 모노머의 공중합체(코폴리머)여도 된다. 또한, 열경화성 수지는, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체 중 어느 것이어도 된다.

열경화성 수지로서는, 1분자 중에 열경화성 관능기를 2개 이상 갖는 화합물이 사용되고, 통상, 경화제와 조합하여 사용된다. 열경화성 수지를 사용할 경우, 열경화 반응을 촉진할 수 있는 촉매(경화 촉진제)를 더 첨가해도 된다. 환언하면, 잉크 조성물은, 열경화성 수지(그리고, 필요에 따라 사용되는 경화제 및 경화 촉진제)를 포함하는 열경화성 성분을 함유하고 있어도 된다. 또한, 이들에 더하여, 그 자체는 중합 반응성이 없는 중합체를 더 사용해도 된다.

1분자 중에 열경화성 관능기를 2개 이상 갖는 화합물로서, 예를 들면, 1분자 중에 에폭시기를 2개 이상 갖는 에폭시 수지(이하, 「다관능 에폭시 수지」라고도 함)를 사용해도 된다. 「에폭시 수지」에는, 모노머성 에폭시 수지 및 폴리머성 에폭시 수지의 양쪽이 포함된다. 다관능성 에폭시 수지가 1분자 중에 갖는 에폭시기의 수는, 바람직하게는 2∼50개이며, 보다 바람직하게는 2∼20개이다. 에폭시기는, 옥시실란환 구조를 갖는 구조이면 되고, 예를 들면, 글리시딜기, 옥시에틸렌기, 에폭시시클로헥실기 등이어도 된다. 에폭시 수지로서는, 카르복시산에 의해 경화할 수 있는 공지의 다가 에폭시 수지를 들 수 있다. 이러한 에폭시 수지는, 예를 들면, 신보마사키편 「에폭시 수지 핸드북」 일간 공업 신문사간(1987년) 등에 널리 개시되어 있으며, 이들을 사용하는 것이 가능하다.

에폭시기를 갖는 열경화성 수지(다관능 에폭시 수지를 포함함)로서는, 옥시실란환 구조를 갖는 모노머의 중합체, 옥시실란환 구조를 갖는 모노머와 다른 모노머와의 공중합체를 들 수 있다. 구체적인 다관능 에폭시 수지로서는, 폴리글리시딜메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, 벤질메타크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, n-부틸메타크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, 2-히드록시에틸메타크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, (3-에틸-3-옥세타닐)메틸메타크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-글리시딜메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 본 실시형태의 열경화성 수지로서, 일본국 특개2014-56248호 공보의 단락 0044∼0066에 기재된 화합물을 사용할 수도 있다.

또한, 다관능 에폭시 수지로서는, 예를 들면, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 브롬화 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀S형 에폭시 수지, 디페닐에테르형 에폭시 수지, 하이드로퀴논형 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, 수첨(水添) 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀A 함(含)핵 폴리올형 에폭시 수지, 폴리프로필렌글리콜형 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 글리옥시잘형 에폭시 수지, 지환형 에폭시 수지, 복소환형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다.

보다 구체적으로는, 상품명 「에피코트 828」(쟈판에폭시레진사제) 등의 비스페놀A형 에폭시 수지, 상품명 「YDF-175S」(도토가세이사제) 등의 비스페놀F형 에폭시 수지, 상품명 「YDB-715」(도토가세이사제) 등의 브롬화 비스페놀A형 에폭시 수지, 상품명 「EPICLON EXA1514」(DIC(주)제) 등의 비스페놀S형 에폭시 수지, 상품명 「YDC-1312」(도토가세이사제) 등의 하이드로퀴논형 에폭시 수지, 상품명 「EPICLON EXA4032」, 「HP-4770」, 「HP-4700」, 「HP-5000」(DIC(주)제) 등의 나프탈렌형 에폭시 수지, 상품명 「에피코트 YX4000H」(쟈판에폭시레진사제) 등의 비페닐형 에폭시 수지, 상품명 「에피코트 157S70」(쟈판에폭시레진사제) 등의 비스페놀A형 노볼락계 에폭시 수지, 상품명 「에피코트 154」(쟈판에폭시레진사제), 상품명 「YDPN-638」(도토가세이사제) 등의 페놀노볼락형 에폭시 수지, 상품명 「YDCN-701」(도토가세이사제) 등의 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 상품명 「EPICLON HP-7200」, 「HP-7200H」(DIC(주)제) 등의 디시클로펜타디엔페놀형 에폭시 수지, 상품명 「에피코트 1032H60」(쟈판에폭시레진사제) 등의 트리스히드록시페닐메탄형 에폭시 수지, 상품명 「VG3101M80」(미쯔이가가쿠사제) 등의 3관능형 에폭시 수지, 상품명 「에피코트 1031S」(쟈판에폭시레진사제) 등의 테트라페닐올에탄형 에폭시 수지, 상품명 「데나콜 EX-411」(나가세가세이고교사제) 등의 4관능형 에폭시 수지, 상품명 「ST-3000」(도토가세이사제) 등의 수첨 비스페놀A형 에폭시 수지, 상품명 「에피코트 190P」(쟈판에폭시레진사제) 등의 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 상품명 「YH-434」(도토가세이사제) 등의 글리시딜아민형 에폭시 수지, 상품명 「YDG-414」(도토가세이사제) 등의 글리옥시잘형 에폭시 수지, 상품명 「에폴리드 GT-401」(다이세루가가쿠사제) 등의 지환식 다관능 에폭시 화합물, 트리글리시딜이소시아네이트(TGIC) 등의 복소환형 에폭시 수지 등을 예시할 수 있다. 또한, 필요하면, 에폭시 반응성 희석제로서, 상품명 「네오토트 E」(도토가세이사제) 등을 혼합할 수 있다.

또한, 다관능 에폭시 수지로서는, DIC(주)제의 「파인딕 A-247S」, 「파인딕 A-254」, 「파인딕 A-253」, 「파인딕 A-229-30A」, 「파인딕 A-261」, 「파인딕 A249」, 「파인딕 A-266」, 「파인딕 A-241」 「파인딕 M-8020」, 「에피크론 N-740」, 「에피크론 N-770」, 「에피크론 N-865」(상품명) 등을 사용할 수 있다.

열경화성 수지로서, 비교적 분자량이 작은 다관능 에폭시 수지를 사용하면, 잉크 조성물(잉크젯 잉크) 중에 에폭시기가 보충되어 에폭시의 반응점 농도가 고농도가 되어, 가교 밀도를 높일 수 있다.

다관능 에폭시 수지 중에서도, 가교 밀도를 높이는 관점에서, 1분자 중에 에폭시기를 4개 이상 갖는 에폭시 수지(4관능 이상의 다관능 에폭시 수지)를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 잉크젯 방식에 있어서의 토출 헤드로부터의 토출 안정성을 향상시키기 위해 중량 평균 분자량이 10000 이하인 열경화성 수지를 사용할 경우에는, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 강도 및 경도가 저하하기 쉽기 때문에, 가교 밀도를 충분히 높이는 관점에서, 4관능 이상의 다관능 에폭시 수지를 잉크 조성물(잉크젯 잉크)에 배합하는 것이 바람직하다.

열경화성 수지를 경화시키기 위해 사용되는 경화제 및 경화 촉진제로서는, 예를 들면, 4-메틸헥사히드로프탈산 무수물, 트리에틸렌테트라민, 디아미노디페닐메탄, 페놀노볼락 수지, 트리스(디메틸아미노메틸)페놀, N,N-디메틸벤질아민, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 트리페닐포스핀, 3-페닐-1,1-디메틸우레아 등을 들 수 있다.

열경화성 수지는, 신뢰성이 우수한 컬러 필터 화소부가 얻어지기 쉬운 관점에서, 알칼리 불용성이어도 된다. 열경화성 수지가 알칼리 불용성이라는 것은, 1질량％의 수산화칼륨 수용액에 대한 25℃에 있어서의 열경화성 수지의 용해량이, 열경화성 수지의 전질량을 기준으로 하여, 30질량％ 이하인 것을 의미한다. 열경화성 수지의 상기 용해량은, 바람직하게는, 10질량％ 이하이며, 보다 바람직하게는 3질량％ 이하이다.

열경화성 수지의 중량 평균 분자량은, 잉크젯 잉크로서 적정한 점도가 얻어지기 쉬운 관점, 잉크 조성물의 경화성이 양호해지는 관점, 그리고, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 내용제성 및 마모성이 향상하는 관점에서, 750 이상이어도 되고, 1000 이상이어도 되고, 2000 이상이어도 된다. 잉크젯 잉크로서의 적정한 점도로 하는 관점에서, 500000 이하여도 되고, 300000 이하여도 되고, 200000 이하여도 된다. 단, 가교 후의 분자량에 관해서는 그렇지 않다.

열경화성 수지의 함유량은, 잉크젯 잉크로서 적정한 점도가 얻어지기 쉬운 관점, 잉크 조성물의 경화성이 양호해지는 관점, 그리고, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 내용제성 및 마모성이 향상하는 관점에서, 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여, 10질량％ 이상이어도 되고, 15질량％ 이상이어도 되고, 20질량％ 이상이어도 된다. 열경화성 수지의 함유량은, 잉크젯 잉크의 점도가 지나치게 높아지지 않고, 화소부의 두께가 광변환 기능에 대하여 지나치게 두꺼워지지 않는 관점에서, 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여, 90질량％ 이하여도 되고, 80질량％ 이하여도 되고, 70질량％ 이하여도 되고, 60질량％ 이하여도 되고, 50질량％ 이하여도 된다.

본 실시형태에 있어서, 잉크 조성물은, 광중합성 화합물 및 열경화성 수지 중 적어도 한쪽을 함유하고 있으면 되고, 광중합성 화합물 및 열경화성 수지의 양쪽을 함유하고 있어도 된다. 잉크 조성물은, 광중합성 화합물을 함유할 경우, 열경화성 수지를 함유하지 않아도 된다. 또한, 잉크 조성물은, 열경화성 수지를 함유할 경우, 광중합성 화합물을 함유하지 않아도 된다. 발광성 나노 결정 입자(예를 들면 양자 도트)를 함유하는 잉크 조성물의 보존 안정성, 및 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 내구성(습열 안정성 등)의 관점에서는, 광중합성 화합물 및 열경화성 수지 중, 열경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 발광성 나노 결정 입자(예를 들면 양자 도트)를 함유하는 잉크 조성물의 보존 안정성, 및 양자 도트의 가열에 의한 열화를 받기 어려운 저온에서의 경화가 가능해지는 관점에서는, 광라디칼 중합성 화합물을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 경화 프로세스에 있어서의 산소 저해를 받지 않고 화소부(잉크 조성물의 경화물)를 형성할 수 있는 관점에서는, 광양이온 중합성 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

잉크 조성물이 광중합성 화합물 및 열경화성 수지를 포함할 경우, 광중합성 화합물 및 열경화성 수지의 함유량의 합계는, 잉크젯 잉크로서 적정한 점도가 얻어지기 쉬운 관점, 잉크 조성물의 경화성이 양호해지는 관점, 그리고, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 내용제성 및 마모성이 향상하는 관점에서, 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여, 3질량％ 이상이어도 되고, 5질량％ 이상이어도 되고, 10질량％ 이상이어도 되고, 15질량％ 이상이어도 되고, 20질량％ 이상이어도 된다. 또한, 광중합성 화합물 및 열경화성 수지의 함유량의 합계는, 잉크젯 잉크의 점도가 지나치게 높아지지 않고, 화소부의 두께가 광변환 기능에 대하여 지나치게 두꺼워지지 않는 관점에서, 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여, 80질량％ 이하여도 되고, 60질량％ 이하여도 되고, 50질량％ 이하여도 된다.

본 실시형태의 잉크 조성물은, 공지 관용의 컬러 필터의 제조 방법에 사용하는 잉크로서 적용이 가능하지만, 비교적 고액(高額)인 발광성 나노 결정 입자, 용제 등의 재료를 낭비하여 소비하지 않고, 필요한 개소에 필요한 양을 사용하는 것만으로 컬러 필터 화소부(광변환층)를 형성할 수 있는 점에서, 포토리소그래피 방식용보다도, 잉크젯 방식용에 적합하도록, 적절하게 조제하여 사용하는 것이 바람직하다.

잉크 조성물의 점도는, 예를 들면, 잉크젯 인쇄시의 토출 안정성의 관점에서, 2mPa·s 이상이어도 되고, 5mPa·s 이상이어도 되고, 7mPa·s 이상이어도 된다. 잉크 조성물의 점도는, 20mPa·s 이하여도 되고, 15mPa·s 이하여도 되고, 12mPa·s 이하여도 된다. 잉크 조성물의 점도가 2mPa·s 이상일 경우, 토출 헤드의 잉크 토출공의 선단(先端)에 있어서의 잉크 조성물의 메니스커스 형상이 안정되기 때문에, 잉크 조성물의 토출 제어(예를 들면, 토출량 및 토출의 타이밍의 제어)가 용이해진다. 한편, 점도가 20mPa·s 이하일 경우, 잉크 토출공으로부터 잉크 조성물을 원활하게 토출시킬 수 있다. 잉크 조성물의 점도는, 2∼20mPa·s, 2∼15mPa·s, 2∼12mPa·s, 5∼20mPa·s, 5∼15mPa·2∼20mPa·s, 7∼15mPa·s, 7∼12mPa·s, s, 또는 7∼12mPa·s여도 된다. 잉크 조성물의 점도는, 예를 들면, E형 점도계에 의해 측정된다.

잉크 조성물의 표면 장력은, 잉크젯 방식에 적합한 표면 장력인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 20∼40mN／m의 범위인 것이 바람직하고, 25∼35mN／m인 것이 보다 바람직하다. 표면 장력을 당해 범위로 함으로써 비행 만곡의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 비행 만곡이란, 잉크 조성물을 잉크 토출공으로부터 토출시켰을 때, 잉크 조성물의 착탄 위치가 목표 위치에 대하여 30㎛ 이상의 어긋남이 생기는 것을 말한다. 표면 장력이 40mN／m 이하일 경우, 잉크 토출공의 선단에 있어서의 메니스커스 형상이 안정되기 때문에, 잉크 조성물의 토출 제어(예를 들면, 토출량 및 토출의 타이밍의 제어)가 용이해진다. 한편, 표면 장력이 20mN／m 이하일 경우, 비행 만곡의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 착탄해야 할 화소부 형성 영역에 정확하게 착탄되지 않고 잉크 조성물의 충전이 불충분한 화소부가 생기거나, 착탄해야 할 화소부 형성 영역에 인접하는 화소부 형성 영역(또는 화소부)에 잉크 조성물이 착탄하여, 색 재현성이 저하하거나 하지 않는다.

잉크 조성물은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 발광성 나노 결정 입자, 광산란성 입자, 광중합성 화합물, 열경화성 수지, 중합개시제 및 유기 리간드 이외의 다른 성분을 더 함유하고 있어도 된다. 다른 성분으로서는, 예를 들면, 고분자 분산제, 증감제, 용제 등을 들 수 있다.

[고분자 분산제]

본 발명에 있어서, 고분자 분산제는, 750 이상의 중량 평균 분자량을 가지며, 또한, 광산란성 입자에 대하여 친화성을 갖는 관능기를 갖는 고분자 화합물이며, 광산란성 입자를 분산시키는 기능을 갖는다. 고분자 분산제는, 광산란성 입자에 대하여 친화성을 갖는 관능기를 개재(介在)하여 고분자 분산제가 광산란성 입자에 흡착하고, 고분자 분산제끼리의 정전 반발 및／또는 입체 반발에 의해, 광산란성 입자가 잉크 조성물 중에 분산된다. 고분자 분산제는, 광산란성 입자의 표면과 결합하여 광산란성 입자에 흡착해 있는 것이 바람직하지만, 발광성 나노 결정 입자의 표면에 결합하여 발광성 나노 입자에 흡착해 있어도 되고, 잉크 조성물 중에 유리(遊離)해 있어도 된다.

그런데, 종래의 잉크 조성물을 사용하여 잉크젯 방식으로 컬러 필터 화소부를 형성할 경우, 발광성 나노 결정 입자 및 광산란성 입자의 응집 등에 의해 잉크젯 노즐로부터의 토출 안정성이 저하할 경우가 있었다. 또한, 발광성 나노 결정 입자 및 광산란성 입자를 미세화하는 것, 발광성 나노 결정 입자 및 광산란성 입자의 함유량을 감하는 것 등에 의해, 토출 안정성을 향상시키는 것이 생각되지만, 이 경우, 누출광의 저감 효과가 저하하기 쉬워, 충분한 토출 안정성과 누출광의 저감 효과를 양립하는 것은 곤란했다. 이에 대하여, 고분자 분산제를 더 함유하는 잉크 조성물에 의하면, 충분한 토출 안정성을 확보하면서, 누출광을 보다 저감할 수 있다. 이러한 효과가 얻어지는 이유는, 명확하지는 않지만, 고분자 분산제에 의해, 발광성 나노 결정 입자 및 광산란성 입자(특히, 광산란성 입자)의 응집이 현저하게 억제되기 때문이라고 추찰된다.

광산란성 입자에 대하여 친화성을 갖는 관능기로서는, 산성 관능기, 염기성 관능기 및 비이온성 관능기를 들 수 있다. 산성 관능기는 해리성(解離性)의 프로톤을 갖고 있으며, 아민, 수산화물 이온 등의 염기에 의해 중화되어 있어도 되고, 염기성 관능기는 유기산, 무기산 등의 산에 의해 중화되어 있어도 된다.

산성 관능기로서는, 카르복시기(-COOH), 설포기(-SO₃H), 황산기(-OSO₃H), 포스폰산기(-PO(OH)₃), 인산기(-OPO(OH)₃), 포스핀산기(-PO(OH)-), 메르캅토기(-SH)를 들 수 있다.

염기성 관능기로서는, 1급, 2급 및 3급 아미노기, 암모늄기, 이미노기, 그리고, 피리딘, 피리미딘, 피라진, 이미다졸, 트리아졸 등의 함질소 헤테로환기 등을 들 수 있다.

비이온성 관능기로서는, 히드록시기, 에테르기, 티오에테르기, 설피닐기(-SO-), 설포닐기(-SO₂-), 카르보닐기, 포르밀기, 에스테르기, 탄산에스테르기, 아미드기, 카르바모일기, 우레이도기, 티오아미드기, 티오우레이도기, 설파모일기, 시아노기, 알케닐기, 알키닐기, 포스핀옥사이드기, 포스핀설피드기를 들 수 있다.

광산란성 입자의 분산 안정성의 관점, 발광성 나노 결정 입자가 침강한다는 부작용을 일으키기 어려운 관점, 고분자 분산제의 합성의 용이성의 관점, 및 관능기의 안정성의 관점에서, 산성 관능기로서는, 카르복시기, 설포기, 포스폰산기 및 인산기가 바람직하게 사용되고, 염기성 관능기로서는, 아미노기가 바람직하게 사용된다. 이들 중에서도, 카르복시기, 포스폰산기 및 아미노기가 보다 바람직하게 사용되고, 가장 바람직하게는 아미노기가 사용된다.

산성 관능기를 갖는 고분자 분산제는 산가를 갖는다. 산성 관능기를 갖는 고분자 분산제의 산가는, 바람직하게는, 고형분 환산으로, 1∼150㎎KOH／g이다. 산가가 1 이상이면, 광산란성 입자의 충분한 분산성이 얻어지기 쉽고, 산가가 150 이하이면, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 보존 안정성이 저하하기 어렵다.

또한, 염기성 관능기를 갖는 고분자 분산제는 아민가를 갖는다. 염기성 관능기를 갖는 고분자 분산제의 아민가는, 바람직하게는, 고형분 환산으로, 1∼200㎎KOH／g이다. 아민가가 1 이상이면, 광산란성 입자의 충분한 분산성이 얻어지기 쉽고, 아민가가 200 이하이면, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 보존 안정성이 저하하기 어렵다.

고분자 분산제는, 단일한 모노머의 중합체(호모폴리머)여도 되고, 복수종의 모노머의 공중합체(코폴리머)여도 된다. 또한, 고분자 분산제는, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체 중 어느 것이어도 된다. 또한, 고분자 분산제가 그래프트 공중합체일 경우, 빗형의 그래프트 공중합체여도 되고, 성형(星形)의 그래프트 공중합체여도 된다. 고분자 분산제는, 예를 들면, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르, 페놀 수지, 실리콘 수지, 폴리우레아 수지, 아미노 수지, 폴리에틸렌이민 및 폴리아릴아민 등의 폴리아민, 에폭시 수지, 폴리이미드 등이어도 된다.

상기 고분자 분산제로서, 시판품을 사용하는 것도 가능하며, 시판품으로서는, 아지노모토파인테크노 가부시키가이샤의 아지스파 PB 시리즈, BYK사제의 DISPERBYK 시리즈 그리고 BYK-시리즈, BASF사제의 Efka 시리즈 등을 사용할 수 있다.

시판품으로서는, 예를 들면, 빅케미사제의 「DISPERBYK-130」, 「DISPERBYK-161」, 「DISPERBYK-162」, 「DISPERBYK-163」, 「DISPERBYK-164」, 「DISPERBYK-166」, 「DISPERBYK-167」, 「DISPERBYK-168」, 「DISPERBYK-170」, 「DISPERBYK-171」, 「DISPERBYK-174」, 「DISPERBYK-180」, 「DISPERBYK-182」, 「DISPERBYK-183」, 「DISPERBYK-184」, 「DISPERBYK-185」, 「DISPERBYK-2000」, 「DISPERBYK-2001」, 「DISPERBYK-2008」, 「DISPERBYK-2009」, 「DISPERBYK-2020」, 「DISPERBYK-2022」, 「DISPERBYK-2025」, 「DISPERBYK-2050」, 「DISPERBYK-2070」, 「DISPERBYK-2096」, 「DISPERBYK-2150」, 「DISPERBYK-2155」, 「DISPERBYK-2163」, 「DISPERBYK-2164」, 「BYK-LPN21116」 및 「BYK-LPN6919」; BASF사제의 「EFKA4010」, 「EFKA4015」, 「EFKA4046」, 「EFKA4047」, 「EFKA4061」, 「EFKA4080」, 「EFKA4300」, 「EFKA4310」, 「EFKA4320」, 「EFKA4330」, 「EFKA4340」, 「EFKA4560」, 「EFKA4585」, 「EFKA5207」, 「EFKA1501」, 「EFKA1502」, 「EFKA1503」 및 「EFKA PX-4701」; 루브리졸사제의 「솔스파스 3000」, 「솔스파스 9000」, 「솔스파스 13240」, 「솔스파스 13650」, 「솔스파스 13940」, 「솔스파스 11200」, 「솔스파스 13940」, 「솔스파스 16000」, 「솔스파스 17000」, 「솔스파스 18000」, 「솔스파스 20000」, 「솔스파스 21000」, 「솔스파스 24000」, 「솔스파스 26000」, 「솔스파스 27000」, 「솔스파스 28000」, 「솔스파스 32000」, 「솔스파스 32500」, 「솔스파스 32550」, 「솔스파스 32600」, 「솔스파스 33000」, 「솔스파스 34750」, 「솔스파스 35100」, 「솔스파스 35200」, 「솔스파스 36000」, 「솔스파스 37500」, 「솔스파스 38500」, 「솔스파스 39000」, 「솔스파스 41000」, 「솔스파스 54000」, 「솔스파스 71000」 및 「솔스파스 76500」; 아지노모토파인테크노 가부시키가이샤제의 「아지스파 PB821」, 「아지스파 PB822」, 「아지스파 PB881」, 「PN411」 및 「PA111」; 에보닉사제의 「TEGO Dispers650」, 「TEGO Dispers660C」, 「TEGO Dispers662C」, 「TEGO Dispers670」, 「TEGO Dispers685」, 「TEGO Dispers700」, 「TEGO Dispers710」 및 「TEGO Dispers760W」; 구스모토가세이제의 「디스파론 DA-703-50」, 「DA-705」 및 「DA-725」 등을 사용할 수 있다.

고분자 분산제로서는, 상기와 같은 시판품 이외에도, 염기성기를 함유하는 양이온성 모노머 및／또는 산성기를 갖는 음이온성 모노머와, 소수기를 갖는 모노머와, 필요에 따라 다른 모노머(비이온성 모노머, 친수기를 갖는 모노머 등)를 공중합시켜 합성한 것을 사용할 수 있다. 양이온성 모노머, 음이온성 모노머, 소수기를 갖는 모노머 및 다른 모노머의 상세에 대해서는, 일본국 특개2004-250502호 공보의 단락 0034∼0036에 기재된 모노머를 들 수 있다.

또한, 예를 들면, 일본국 특개소54-37082호 공보, 일본국 특개소61-174939호 공보 등에 기재된 폴리알킬렌이민과 폴리에스테르 화합물을 반응시킨 화합물, 일본국 특개평9-169821호 공보에 기재된 폴리아릴아민의 측쇄의 아미노기를 폴리에스테르로 수식한 화합물, 일본국 특개평9-171253호 공보에 기재된 폴리에스테르형 매크로 모노머를 공중합 성분으로 하는 그라프트 중합체, 일본국 특개소60-166318호 공보에 기재된 폴리에스테르폴리올 부가 폴리우레탄 등을 호적하게 들 수 있다.

고분자 분산제의 중량 평균 분자량은, 광산란성 입자를 양호하게 분산할 수 있고, 누출광의 저감 효과를 보다 향상시킬 수 있는 관점에서, 750 이상이어도 되고, 1000 이상이어도 되고, 2000 이상이어도 되고, 3000 이상이어도 된다. 고분자 분산제의 중량 평균 분자량은, 광산란성 입자를 양호하게 분산할 수 있고, 누출광의 저감 효과를 보다 향상시킬 수 있고, 또한, 잉크젯 잉크의 점도를 토출 가능하고 안정 토출에 적합한 점도로 하는 관점에서, 100000 이하여도 되고, 50000 이하여도 되고, 30000 이하여도 된다. 본 명세서 중, 중량 평균 분자량이란, GPC(겔침투 크로마토그래피, Gel Permeation Chromatography)에 의해 측정되는, 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이다.

고분자 분산제의 함유량은, 광산란성 입자의 분산성의 관점에서, 광산란성 입자 100질량부에 대하여, 0.5질량부 이상이어도 되고, 2질량부 이상이어도 되고, 5질량부 이상이어도 된다. 고분자 분산의 함유량은, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 습열 안정성의 관점에서, 광산란성 입자 100질량부에 대하여, 50질량부 이하여도 되고, 30질량부 이하여도 되고, 10질량부 이하여도 된다.

[증감제]

증감제로서는, 광중합성 화합물 및 열경화성 수지와 부가 반응을 일으키지 않는 아민류를 사용할 수 있다. 증감제로서는, 예를 들면, 트리메틸아민, 메틸디메탄올아민, 트리에탄올아민, p-디에틸아미노아세토페논, p-디메틸아미노벤조산에틸, p-디메틸아미노벤조산이소아밀, N,N-디메틸벤질아민, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있다.

[용제]

용제로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 아디프산디에틸, 옥살산디부틸, 말론산디메틸, 말론산디에틸, 숙신산디메틸, 숙신산디에틸, 1,4-부탄디올디아세테이트, 글리세릴트리아세테이트 등을 들 수 있다.

용제의 비점은, 잉크젯 잉크의 연속 토출 안정성의 관점에서, 180℃ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 화소부의 형성시에는, 잉크 조성물의 경화 전에 잉크 조성물로부터 용제를 제거할 필요가 있기 때문에, 용제를 제거하기 쉬운 관점에서, 용제의 비점은 300℃ 이하인 것이 바람직하다.

열경화성 수지를 사용하여 광중합성 화합물을 사용하지 않을 경우, 잉크 조성물을 균일해지도록 조제하는 관점, 및 잉크 조성물의 유동성 등을 높여 불균일이 적은 컬러 필터 화소부(광변환층)를 형성하는 관점에서, 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 광중합성 화합물을 사용할 경우에는, 광중합성 화합물 중에 무용제이고 광산란성 입자 및 발광성 나노 결정 입자를 분산시키는 것이 가능해진다. 이 경우, 화소부를 형성할 때에 용제를 건조에 의해 제거하는 공정이 불필요해지는 이점을 갖는다.

이상, 컬러 필터용 잉크 조성물의 일 실시형태에 대해서 설명했지만, 상술한 실시형태의 잉크 조성물은, 잉크젯 방식 외에, 예를 들면, 포토리소그래피 방식으로 사용할 수도 있다. 이 경우, 잉크 조성물은, 바인더 폴리머로서 알칼리 가용성 수지를 함유한다.

잉크 조성물을 포토그래피 방식으로 사용할 경우, 우선, 잉크 조성물을 기재 상에 도포하고, 잉크 조성물이 용제를 함유할 경우에는, 추가로 잉크 조성물을 건조시켜 도포막을 형성한다. 이와 같이 해서 얻어지는 도포막은, 알칼리 현상액에 가용성이며, 알칼리 현상액으로 처리됨으로써 패터닝된다. 이때, 알칼리 현상액은, 현상액의 폐수 처리의 용이성 등의 관점에서, 수용액인 것이 대부분을 점하기 때문에, 잉크 조성물의 도포막은 수용액으로 처리되어진다. 한편, 발광성 나노 결정 입자(양자 도트 등)를 사용한 잉크 조성물의 경우, 발광성 나노 결정 입자가 물에 대하여 불안정하며, 발광성(예를 들면 형광성)이 수분에 의해 손상된다. 이 때문에 본 실시형태에 있어서는, 알칼리 현상액(수용액)으로 처리할 필요가 없는 잉크젯 방식이 바람직하다.

또한, 잉크 조성물의 도포막에 대하여 알칼리 현상액에 의한 처리를 행하지 않을 경우에도, 잉크 조성물이 알칼리 가용성일 경우, 잉크 조성물의 도포막이 대기중의 수분을 흡수하기 쉬워, 시간이 경과함에 따라서 발광성 나노 결정 입자(양자 도트 등)의 발광성(예를 들면 형광성)이 손상되어 간다. 이 관점에서, 본 실시형태에 있어서는, 잉크 조성물의 도포막은 알칼리 불용성인 것이 바람직하다. 즉, 본 실시형태의 잉크 조성물은, 알칼리 불용성의 도포막을 형성 가능한 잉크 조성물인 것이 바람직하다. 이러한 잉크 조성물은, 광중합성 화합물 및／또는 열경화성 수지로서, 알칼리 불용성의 광중합성 화합물 및／또는 알칼리 불용성의 열경화성 수지를 사용함으로써 얻을 수 있다. 잉크 조성물의 도포막이 알칼리 불용성이라는 것은, 1질량％의 수산화칼륨 수용액에 대한 25℃에 있어서의 잉크 조성물의 도포막의 용해량이, 잉크 조성물의 도포막의 전질량을 기준으로 하여, 30질량％ 이하인 것을 의미한다. 잉크 조성물의 도포막의 상기 용해량은, 바람직하게는, 10질량％ 이하이며, 보다 바람직하게는 3질량％ 이하이다. 또한, 잉크 조성물이 알칼리 불용성의 도포막을 형성 가능한 잉크 조성물인 것은, 잉크 조성물을 기재 상에 도포한 후, 용제를 포함할 경우 80℃, 3분의 조건으로 건조하여 얻어지는 두께 1㎛의 도포막의, 상기 용해량을 측정함으로써 확인할 수 있다.

<잉크 조성물의 제조 방법>

다음으로, 상술한 실시형태의 잉크 조성물의 제조 방법에 대해서 설명한다. 잉크 조성물은, 예를 들면, 상술한 잉크 조성물의 구성 성분을 혼합하고, 분산 처리를 행함으로써 얻어진다. 이하에서는, 잉크 조성물의 제조 방법의 일례로서, 고분자 분산제를 더 함유하는 잉크 조성물의 제조 방법을 설명한다.

잉크 조성물의 제조 방법은, 예를 들면, 광산란성 입자 및 고분자 분산제를 함유하는, 광산란성 입자의 분산체를 준비하는 제1 공정과, 광산란성 입자의 분산체 및 발광성 나노 결정 입자를 혼합하는 제2 공정을 구비한다. 이 방법에서는, 광산란성 입자의 분산체가 광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지를 더 함유해도 되고, 제2 공정에 있어서, 광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지를 더 혼합해도 된다. 이 방법에 의하면, 광산란성 입자를 충분히 분산시킬 수 있다. 그 때문에, 화소부에 있어서의 누출광을 저감할 수 있음과 함께, 토출 안정성이 우수한 잉크 조성물을 용이하게 얻을 수 있다.

광산란성 입자의 분산체를 준비하는 공정에서는, 광산란성 입자와, 고분자 분산제와, 경우에 따라, 광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지를 혼합하고, 분산 처리를 행함으로써 광산란성 입자의 분산체를 조제해도 된다. 혼합 및 분산 처리는, 비드 밀, 페인트 컨디셔너, 유성(遊星) 교반기 등의 분산 장치를 사용하여 행해도 된다. 광산란성 입자의 분산성이 양호해져, 광산란성 입자의 평균 입자경을 원하는 범위로 조정하기 쉬운 관점에서, 비드 밀 또는 페인트 컨디셔너를 사용하는 것이 바람직하다.

잉크 조성물의 제조 방법은, 제2 공정 전에, 발광성 나노 결정 입자와, 광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지를 함유하는, 발광성 나노 결정 입자의 분산체를 준비하는 공정을 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 제2 공정에서는, 광산란성 입자의 분산체와, 발광성 나노 결정 입자의 분산체를 혼합한다. 이 방법에 의하면, 발광성 나노 결정 입자를 충분히 분산시킬 수 있다. 그 때문에, 화소부에 있어서의 누출광을 저감할 수 있음과 함께, 토출 안정성이 우수한 잉크 조성물을 용이하게 얻을 수 있다. 발광성 나노 결정 입자의 분산체를 준비하는 공정에서는, 광산란성 입자의 분산체를 준비하는 공정과 마찬가지의 분산 장치를 사용하여, 발광성 나노 결정 입자와, 광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지와의 혼합 및 분산 처리를 행해도 된다.

본 실시형태의 잉크 조성물을, 잉크젯 방식용의 잉크 조성물로서 사용할 경우에는, 압전(壓電) 소자를 사용한 기계적 토출 기구에 의한, 피에조젯 방식의 잉크젯 기록 장치에 적용하는 것이 바람직하다. 피에조젯 방식으로는, 토출에 있어서, 잉크 조성물이 순간적으로 고온에 노출되지 않아, 발광성 나노 결정 입자의 변질이 일어나기 어려워, 컬러 필터 화소부(광변환층)도 기대한 바와 같은 발광 특성이 보다 용이하게 얻어지기 쉽다.

<광변환층 및 컬러 필터>

다음으로, 상술한 실시형태의 잉크 조성물을 사용한, 광변환층 및 컬러 필터의 상세에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 1은, 일 실시형태의 컬러 필터의 모식 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 컬러 필터(100)는, 기재(40)와, 기재(40) 상에 마련된 광변환층(30)을 구비한다. 광변환층(30)은, 복수의 화소부(10)와, 차광부(20)를 구비하고 있다.

광변환층(30)은, 화소부(10)로서, 제1 화소부(10a)와, 제2 화소부(10b)과, 제3 화소부(10c)를 갖고 있다. 제1 화소부(10a)와, 제2 화소부(10b)와, 제3 화소부(10c)는, 이 순으로 반복하도록 격자상으로 배열되어 있다. 차광부(20)는, 이웃하는 화소부 사이, 즉, 제1 화소부(10a)와 제2 화소부(10b)와의 사이, 제2 화소부(10b)와 제3 화소부(10c)와의 사이, 제3 화소부(10c)와 제1 화소부(10a)와의 사이에 마련되어 있다. 환언하면, 이들 이웃하는 화소부끼리는, 차광부(20)에 의해 이간되어 있다.

제1 화소부(10a) 및 제2 화소부(10b)는, 각각 상술한 실시형태의 잉크 조성물의 경화물을 포함한다. 경화물은, 발광성 나노 결정 입자와, 광산란성 입자와, 경화 성분을 함유한다. 경화 성분은, 광중합성 화합물 및／또는 열경화성 수지의 경화물이며, 구체적으로는, 광중합성 화합물의 중합 및／또는 열경화성 수지의 가교에 의해 얻어지는 경화물이다. 즉, 제1 화소부(10a)는, 제1 경화 성분(13a)과, 제1 경화 성분(13a) 중에 각각 분산된 제1 발광성 나노 결정 입자(11a) 및 제1 광산란성 입자(12a)를 포함한다. 마찬가지로, 제2 화소부(10b)는, 제2 경화 성분(13b)과, 제2 경화 성분(13b) 중에 각각 분산된 제2 발광성 나노 결정 입자(11b) 및 제2 광산란성 입자(12b)를 포함한다. 제1 화소부(10a) 및 제2 화소부(10b)에 있어서, 제1 경화 성분(13a)과 제2 경화 성분(13b)은 동일해도 달라도 되고, 제1 광산란성 입자(12a)와 제2 광산란성 입자(12b)는 동일해도 달라도 된다.

제1 발광성 나노 결정 입자(11a)는, 420∼480㎚ 범위의 파장의 광을 흡수하여 605∼665㎚의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 광을 발하는 적색 발광성의 나노 결정 입자이다. 즉, 제1 화소부(10a)는, 청색광을 적색광으로 변환하기 위한 적색 화소부로 환언해도 된다. 또한, 제2 발광성 나노 결정 입자(11b)는, 420∼480㎚ 범위의 파장의 광을 흡수하여 500∼560㎚의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 광을 발하는 녹색 발광성의 나노 결정 입자이다. 즉, 제2 화소부(10b)는, 청색광을 녹색광으로 변환하기 위한 녹색 화소부로 환언해도 된다.

잉크 조성물의 경화물을 포함하는 화소부에 있어서의 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 누출광의 저감 효과가 보다 우수한 관점에서, 잉크 조성물의 경화물의 전질량을 기준으로 하여, 5질량％ 이상이어도 되고, 10질량％ 이상이어도 되고, 15질량％ 이상이어도 되고, 20질량％ 이상이어도 되고, 30질량％ 이상이어도 되고, 40질량％ 이상이어도 된다. 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 화소부의 신뢰성이 우수한 관점에서, 잉크 조성물의 경화물의 전질량을 기준으로 하여, 70질량％ 이하여도 되고, 60질량％ 이하여도 되고, 55질량％ 이하여도 되고, 50질량％ 이하여도 된다.

잉크 조성물의 경화물을 포함하는 화소부에 있어서의 광산란성 입자의 함유량은, 누출광의 저감 효과가 보다 우수한 관점에서, 잉크 조성물의 경화물의 전질량을 기준으로 하여, 0.1질량％ 이상이어도 되고, 1질량％ 이상이어도 되고, 5질량％ 이상이어도 되고, 7질량％ 이상이어도 되고, 10질량％ 이상이어도 되고, 12질량％ 이상이어도 된다. 광산란성 입자의 함유량은, 누출광의 저감 효과가 보다 우수한 관점 및 화소부의 신뢰성이 우수한 관점에서, 잉크 조성물의 경화물의 전질량을 기준으로 하여, 60질량％ 이하여도 되고, 50질량％ 이하여도 되고, 40질량％ 이하여도 되고, 30질량％ 이하여도 되고, 25질량％ 이하여도 되고, 20질량％ 이하여도 되고, 15질량％ 이하여도 된다.

제3 화소부(10c)는, 420∼480㎚ 범위의 파장의 광에 대하여 30％ 이상의 투과율을 갖는다. 그 때문에, 제3 화소부(10c)는, 420∼480㎚ 범위의 파장의 광을 발하는 광원을 사용할 경우에, 청색 화소부로서 기능한다. 제3 화소부(10c)는, 예를 들면, 상술한 광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지를 함유하는 조성물의 경화물을 포함한다. 경화물은, 제3 경화 성분(13c)을 함유한다. 제3 경화 성분(13c)은, 광중합성 화합물 및／또는 열경화성 수지의 경화물이며, 구체적으로는, 광중합성 화합물의 중합 및／또는 열경화성 수지의 가교에 의해 얻어지는 경화물이다. 즉, 제3 화소부(10c)는, 제3 경화 성분(13c)을 포함한다. 제3 화소부(10c)가 상술한 경화물을 포함할 경우, 광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지를 함유하는 조성물은, 420∼480㎚ 범위의 파장의 광에 대한 투과율이 30％ 이상이 되는 한도 내에서, 상술한 잉크 조성물에 함유되는 성분 중, 광중합성 화합물 및 열경화성 수지 이외의 성분을 더 함유하고 있어도 된다. 또한, 제3 화소부(10c)의 투과율은, 현미 분광 장치에 의해 측정할 수 있다.

화소부(제1 화소부(10a), 제2 화소부(10b) 및 제3 화소부(10c))의 두께는, 예를 들면, 1㎛ 이상이어도 되고, 2㎛ 이상이어도 되고, 3㎛ 이상이어도 된다. 화소부(제1 화소부(10a), 제2 화소부(10b) 및 제3 화소부(10c))의 두께는, 예를 들면, 30㎛ 이하여도 되고, 20㎛ 이하여도 되고, 15㎛ 이하여도 된다.

차광부(20)는, 이웃하는 화소부를 이간하여 혼색을 막는 목적 및 광원으로부터의 광누출을 막는 목적으로 마련되는, 소위 블랙 매트릭스이다. 차광부(20)를 구성하는 재료는, 특별히 한정되지 않고, 크롬 등의 금속 외, 바인더 폴리머에 카본 미립자, 금속 산화물, 무기 안료, 유기 안료 등의 차광성 입자를 함유시킨 수지 조성물의 경화물 등을 사용할 수 있다. 여기에서 사용되는 바인더 폴리머로서는, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알코올, 젤라틴, 카세인, 셀룰로오스 등의 수지를 1종 또는 2종 이상 혼합한 것, 감광성 수지, O／W 에멀젼형의 수지 조성물(예를 들면, 반응성 실리콘을 에멀젼화한 것) 등을 사용할 수 있다. 차광부(20)의 두께는, 예를 들면, 0.5㎛ 이상이어도 되고, 10㎛ 이하여도 된다.

기재(40)는, 광투과성을 갖는 투명 기재이며, 예를 들면, 석영 유리, 파이렉스(등록상표) 유리, 합성 석영판 등의 투명한 유리 기판, 투명 수지 필름, 광학용 수지 필름 등의 투명한 플렉서블 기재 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 유리 중에 알칼리 성분을 포함하지 않는 무알칼리 유리로 이루어지는 유리 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 코닝사제의 「7059 유리」, 「1737 유리」, 「이글 200」 및 「이글 XG」, 아사히가라스사제의 「AN100」, 니혼덴키가라스사제의 「OA-10G」 및 「OA-11」이 호적하다. 이들은, 열팽창률이 작은 소재이며 치수 안정성 및 고온 가열 처리에 있어서의 작업성이 우수하다.

이상의 광변환층(30)을 구비하는 컬러 필터(100)는, 420∼480㎚ 범위의 파장의 광을 발하는 광원을 사용할 경우에 호적하게 사용된다.

컬러 필터(100)는, 예를 들면, 기재(40) 상에 차광부(20)를 패턴상으로 형성한 후, 기재(40) 상의 차광부(20)에 의해 구획된 화소부 형성 영역에, 상술한 실시형태의 잉크 조성물(잉크젯 잉크)을 잉크젯 방식에 의해 선택적으로 부착시켜, 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의해 잉크 조성물을 경화시키는 방법에 의해 제조할 수 있다.

차광부(20)를 형성시키는 방법은, 기재(40)의 일면측의 복수의 화소부간의 경계가 되는 영역에, 크롬 등의 금속 박막, 또는, 차광성 입자를 함유시킨 수지 조성물의 박막을 형성하고, 이 박막을 패터닝하는 방법 등을 들 수 있다. 금속 박막은, 예를 들면, 스퍼터링법, 진공 증착법 등에 의해 형성할 수 있고, 차광성 입자를 함유시킨 수지 조성물의 박막은, 예를 들면, 도포, 인쇄 등의 방법에 의해 형성할 수 있다. 패터닝을 행하는 방법으로서는, 포토리소그래피법 등을 들 수 있다.

잉크젯 방식으로서는, 에너지 발생 소자로서 전기 열변환체를 사용한 버블젯(등록상표) 방식, 혹은 압전 소자를 사용한 피에조젯 방식 등을 들 수 있다.

잉크 조성물의 경화를 활성 에너지선(예를 들면 자외선)의 조사에 의해 행할 경우, 예를 들면, 수은 램프, 메탈할라이드 램프, 제논 램프, LED 등을 사용해도 된다. 조사하는 광의 파장은, 예를 들면, 200㎚ 이상이어도 되고, 440㎚ 이하여도 된다. 노광량은, 예를 들면, 10mJ／㎠ 이상이어도 되고, 4000mJ／㎠ 이하여도 된다.

잉크 조성물의 경화를 가열에 의해 행할 경우, 가열 온도는, 예를 들면, 110℃ 이상이어도 되고, 250℃ 이하여도 된다. 가열 시간은, 예를 들면, 10분 이상이어도 되고, 120분 이하여도 된다.

이상, 컬러 필터 및 광변환층, 그리고 이들 제조 방법의 일 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다.

예를 들면, 광변환층은, 제3 화소부(10c) 대신에, 또는, 제3 화소부(10c)에 더하여, 청색 발광성의 나노 결정 입자를 함유하는 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 화소부(청색 화소부)를 구비하고 있어도 된다. 또한, 광변환층은, 적, 녹, 청 이외의 다른 색의 광을 발하는 나노 결정 입자를 함유하는 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 화소부(예를 들면 황색 화소부)를 구비하고 있어도 된다. 이들의 경우, 광변환층의 각 화소부에 함유되는 발광성 나노 결정 입자의 각각은, 동일한 파장 영역에 흡수 극대 파장을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 광변환층의 화소부의 적어도 일부는, 발광성 나노 결정 입자 이외의 안료를 함유하는 조성물의 경화물을 포함하는 것이어도 된다.

또한, 컬러 필터는, 차광부의 패턴 상에, 차광부보다도 폭이 좁은 발(撥)잉크성을 가지는 재료로 이루어지는 발잉크층을 구비하고 있어도 된다. 또한, 발잉크층을 마련하는 것이 아니고, 화소부 형성 영역을 포함하는 영역에, 젖음성 가변층으로서의 광촉매 함유층을 솔리드 도포상으로 형성한 후, 당해 광촉매 함유층에 포토마스크를 개재하여 광을 조사해서 노광을 행하고, 화소부 형성 영역의 친잉크성을 선택적으로 증대시켜도 된다. 광촉매로서는, 산화티타늄 등을 들 수 있다.

또한, 컬러 필터는, 기재와 화소부와의 사이에, 히드록시프로필셀룰로오스 등을 포함하는 잉크 수용층을 구비하고 있어도 된다.

또한, 컬러 필터는, 화소부 상에 보호층을 구비하고 있어도 된다. 이 보호층은, 컬러 필터를 평탄화함과 함께, 화소부에 함유되는 성분, 또는, 화소부에 함유되는 성분 및 광촉매 함유층에 함유되는 성분의 액정층에의 용출(溶出)을 방지하기 위해 마련되는 것이다. 보호층을 구성하는 재료는, 공지의 컬러 필터용 보호층으로서 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다.

또한, 컬러 필터 및 광변환층의 제조에서는, 잉크젯 방식이 아니라, 포토리소그래피 방식으로 화소부를 형성해도 된다. 이 경우, 우선, 기재에 잉크 조성물을 층상으로 도공하여, 잉크 조성물층을 형성한다. 그 다음에, 잉크 조성물층을 패턴상으로 노광한 후, 현상액을 사용하여 현상한다. 이와 같이 해서, 잉크 조성물의 경화물로 이루어지는 화소부가 형성된다. 현상액은, 통상 알칼리성이기 때문에, 바인더 폴리머로서, 알칼리 가용성의 폴리머가 사용된다. 단, 재료의 사용 효율의 관점에서는, 잉크젯 방식이 포토리소그래피 방식보다도 우수하다. 이것은 포토리소그래피 방식으로는, 그 원리상, 재료의 거의 2／3 이상을 제거하게 되어, 재료가 낭비가 되기 때문이다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 잉크젯 잉크를 사용하여, 잉크젯 방식에 의해 화소부를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태의 광변환층의 화소부에는, 상기한 발광성 나노 결정 입자에 더하여, 발광성 나노 결정 입자의 발광색과 대략 동색인 안료를 더 함유시켜도 된다. 예를 들면, 액정 표시 소자의 화소부로서, 청색광을 흡수하여 발광하는 발광성 나노 결정 입자를 함유하는 화소부를 채용할 경우, 광원으로부터의 광으로서 청색광 내지는 450㎚에 피크를 가지는 준백색광을 사용하지만, 화소부에 있어서의 발광성 나노 결정 입자의 농도가 충분하지 않을 경우에는, 액정 표시 소자를 구동시켰을 때에 광원으로부터의 광이 광변환층을 투과해 버린다. 이 광원으로부터의 투과광(청색광, 누출광)과, 발광성 나노 결정 입자가 발하는 광이 혼색해 버린다. 이러한 혼색의 발생에 의한 색 재현성의 저하를 방지하는 관점에서, 광변환층의 화소부에 안료를 함유시켜도 된다. 안료를 화소부에 함유시키기 때문에, 잉크 조성물에 안료를 함유시켜도 된다.

또한, 본 실시형태의 광변환층 중의 적색 화소부(R), 녹색 화소부(G), 및 청색 화소부(B) 중, 1종 또는 2종을 발광성 나노 결정 입자를 함유시키지 않고 색재를 함유시킨 화소부로 해도 된다. 여기에서 사용할 수 있는 색재로서는, 공지의 색재를 사용할 수 있고, 예를 들면, 적색 화소부(R)에 사용하는 색재로서는, 디케토피롤로피롤 안료 및／또는 음이온성 적색 유기 염료를 들 수 있다. 녹색 화소부(G)에 사용하는 색재로서는, 할로겐화 구리프탈로시니안 안료, 프탈로시아닌계 녹색 염료, 프탈로시아닌계 청색 염료와 아조계 황색 유기 염료와의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다. 청색 화소부(B)에 사용하는 색재로서는, ε형 구리프탈로시니안 안료 및／또는 양이온성 청색 유기 염료를 들 수 있다. 이들 색재의 사용량은, 광변환층에 함유시킬 경우에는, 투과율의 저하를 방지할 수 있는 관점에서, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 전질량을 기준으로 하여, 1∼5질량％인 것이 바람직하다.

[실시예]

이하, 실시예에 따라 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 하기의 실시예만으로 한정되는 것이 아니다.

실시예 및 비교예에서는, 이하의 재료를 사용했다.

[발광성 나노 결정 입자]

·QD 분산액 1: 776785

(SIGMA-ALDRICH사제의 제품번호, QD의 조성: InP／ZnS, QD의 발광 피크 파장λem: 650㎚, QD의 함유량: 5㎎／mL, 톨루엔 용액)

·QD 분산액 2: 776750

(SIGMA-ALDRICH사제의 제품번호, QD의 조성: InP／ZnS, QD의 발광 피크 파장λem: 530㎚, QD의 함유량: 5㎎／mL, 톨루엔 용액)

[광산란성 입자]

·산화티타늄 1: JR-806(테이카(주)제의 상품명, 평균 입자경(체적 평균경): 300㎚)

·산화티타늄 2: TTO-80(이시하라산교(주)제의 상품명, 평균 입자경(체적 평균경): 60㎚)

[광중합성 화합물]

·지환식 에폭시 모노머: 셀록사이드 2000((주) 다이세루제의 상품명, 「셀록사이드」는 등록상표)

·옥세탄 모노머: 아론옥세탄 OXT-212(도아고세이(주)제의 상품명, 「아론옥세탄」은 등록상표)

[고분자 분산제]

·고분자 분산제: DISPERBYK-2155(BYK사제의 상품명, 「DISPERBYK」는 등록상표)

[중합개시제]

·광양이온 중합개시제: CPI-100P(산아프로(주)제의 상품명, 「CPI」는 등록상표)

<QD／지환식 에폭시 모노머 분산체의 조제>

(조제예 1)

QD 분산액 1을 400mL와, 지환식 에폭시 모노머를 8g을 혼합한 후, 이베이퍼레이터로 QD 분산액 유래의 톨루엔을 제거함으로써, QD／지환식 에폭시 모노머 분산체 1(QD의 함유량: 20질량％)을 얻었다.

(조제예 2)

QD 분산액 1 대신에 QD 분산액 2를 사용한 것 이외는, 조제예 1과 마찬가지로 하여, QD／지환식 에폭시 모노머 분산체 2(QD의 함유량: 20질량％)를 얻었다.

<광산란성 입자 분산체의 조제>

(조제예 3)

산화티타늄 1을 1.29g과, 고분자 분산제를 0.13g과, 옥세탄 모노머를 1.81g을 배합했다. 얻어진 배합물에 지르코니아 비드(직경: 5㎜)를 더한 후, 페인트 컨디셔너를 사용하여 2시간 진탕시킴으로써 배합물의 분산 처리를 행했다. 이에 따라 광산란성 입자 분산체 1을 얻었다.

(조제예 4)

산화티타늄 1 대신에 산화티타늄 2를 사용한 것 이외는, 조제예 3과 마찬가지로 하여, 광산란성 입자 분산체 2를 얻었다.

(조제예 5)

배합물의 분산 처리를, 유성 교반기(신키사제, 상품명 「ARE-310」)를 사용하여, 2000rpm으로 5분간 교반함으로써 행한 것 이외는, 조제예 3과 마찬가지로 하여, 광산란성 입자 분산체 3을 얻었다.

(조제예 6)

배합물의 분산 처리를, 유성 교반기(신키사제, 상품명 「ARE-310」)를 사용하여, 2000rpm으로 5분간 교반함으로써 행한 것 이외는, 조제예 4와 마찬가지로 하여, 광산란성 입자 분산체 4를 얻었다.

(조제예 7)

산화티타늄 1을 1.31g과, 옥세탄 모노머를 1.83g을 배합했다. 얻어진 배합물에 지르코니아 비드(직경: 5㎜)를 더한 후, 페인트 컨디셔너를 사용하여 2시간 진탕시킴으로써 배합물의 분산 처리를 행했다. 이에 따라 광산란성 입자 분산체 5를 얻었다.

(조제예 8)

산화티타늄 1 대신에 산화티타늄 2를 사용한 것 이외는, 조제예 7과 마찬가지로 하여, 광산란성 입자 분산체 6을 얻었다.

(실시예 1)

(1) 잉크 조성물(잉크젯 잉크)의 조제

QD／지환식 에폭시 모노머 분산체 1을 6.47g과, 광산란성 입자 분산체 1을 3.23g과, 광양이온 중합개시제를 0.3g을 혼합한 후, 혼합물을 공경(孔徑) 5㎛의 필터로 여과함으로써, 잉크 조성물을 얻었다. 잉크 조성물 중의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경 MV)은 0.35㎛였다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 상기 잉크 조성물 중의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경 MV)은, 동적 광산란식 나노트랙 입도 분포계(니키소(주)사제, 상품명 「나노트랙」)를 사용하여 측정했다.

(2) 광변환 필터의 제작

상기 (1)에서 얻어진 잉크 조성물을, 유리 기판(슬라이드 유리) 상에, 건조 후의 막두께가 5㎛가 되도록, 스핀 코터로 도포했다. 얻어진 막을 건조시킨 후, 건조 후의 막에 자외선을 2000mJ／㎠의 노광량으로 조사했다. 이에 따라, 잉크 조성물을 경화시켜, 유리 기판 상에 잉크 조성물의 경화물로 이루어지는 층(광변환층)을 형성했다. 이상의 조작에 의해 광변환 필터를 얻었다.

(3) 평가

상기 (1)에서 얻어진 잉크 조성물 및 상기 (2)에서 얻어진 광변환 필터를 사용하여, 이하의 절차로 누출광 평가 및 토출 안정성 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[누출광 평가]

면발광 광원으로서 씨씨에스(주)사제의 청색 LED(피크 발광 파장: 450㎚)를 사용했다. 이 광원 상에 유리 기판측을 하측으로 하여 광변환 필터를 설치했다. 오오츠카덴시(주)제의 방사 분광 광도계(상품명 「MCPD-9800」)에 적분구를 접속하고, 청색 LED 상에 설치한 광변환 필터 상에 적분구를 근접시켰다. 이 상태에서 청색 LED를 점등시켜, 관측되는 파장 450㎚의 광의 피크 강도(S)를 측정했다. 그 다음에, 광변환 필터 대신에, 광변환 필터의 제작에 사용한 유리 기판(슬라이드 유리)을 광원 상에 설치한 것 이외는, 상기 방법과 마찬가지로 하여, 파장 450㎚의 광을 관측하고, 당해 광의 피크 강도(R)를 측정했다. 파장 450㎚의 광의 누출률 T(피크 강도비: S／R×100)를 산출하고, 이하의 기준으로 평가를 행했다. 광의 누출률이 작을수록 색 순도가 높아져 바람직하다.

A: T＜20％

B: 20≤T≤50％

C: T＞50％

[토출 안정성 평가]

잉크젯 프린터(후지필름 Dimatix사제, 상품명 「DMP-2831」)를 사용하여, 잉크 조성물을 10분간 연속으로 토출시켰다. 또한, 본 잉크젯 프린터의 잉크를 토출하는 헤드부에는 16개의 노즐이 형성되어 있으며, 1노즐당, 토출 1회당의 잉크 조성물의 사용량은 10pL로 했다. 토출 안정성을 이하의 기준으로 평가했다.

A: 연속 토출 가능(16개의 노즐 중, 10노즐 이상으로 연속 토출 가능)

B: 연속 토출 불가(16개의 노즐 중, 연속 토출 가능한 노즐수가 9노즐 이하)

C: 토출 불가

(실시예 2)

광산란성 입자 분산체 1 대신에 광산란성 입자 분산체 2를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 잉크 조성물을 얻었다. 잉크 조성물 중의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경 MV)은 0.52㎛였다. 이 잉크 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광변환 필터를 얻었다. 얻어진 잉크 조성물 및 광변환 필터를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 누출광 평가 및 토출 안정성 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 3)

QD／지환식 에폭시 모노머 분산체 1 대신에 QD／지환식 에폭시 모노머 분산체 2를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 잉크 조성물을 얻었다. 잉크 조성물 중의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경 MV)은 0.35㎛였다. 이 잉크 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광변환 필터를 얻었다. 얻어진 잉크 조성물 및 광변환 필터를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 누출광 평가 및 토출 안정성 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 4)

광산란성 입자 분산체 1 대신에 광산란성 입자 분산체 3을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 잉크 조성물을 얻었다. 잉크 조성물 중의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경 MV)은 1.49㎛였다. 이 잉크 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광변환 필터를 얻었다. 얻어진 잉크 조성물 및 광변환 필터를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 누출광 평가 및 토출 안정성 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 5)

광산란성 입자 분산체 1 대신에 광산란성 입자 분산체 4를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 잉크 조성물을 얻었다. 잉크 조성물 중의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경 MV)은 1.51㎛였다. 이 잉크 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광변환 필터를 얻었다. 얻어진 잉크 조성물 및 광변환 필터를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 누출광 평가 및 토출 안정성 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 6)

QD／지환식 에폭시 모노머 분산체 1을 6.55g 사용한 것, 광산란성 입자 분산체 1 대신에 광산란성 입자 분산체 5를 3.14g 사용한 것, 및 광양이온 중합개시제를 0.31g 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 잉크 조성물을 얻었다. 잉크 조성물 중의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경 MV)은 1.46㎛였다. 이 잉크 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광변환 필터를 얻었다. 얻어진 잉크 조성물 및 광변환 필터를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 누출광 평가 및 토출 안정성 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 7)

광산란성 입자 분산체 5 대신에 광산란성 입자 분산체 6을 사용한 것 이외는, 실시예 6과 마찬가지로 하여, 잉크 조성물을 얻었다. 잉크 조성물 중의 광산란성 입자의 평균 입자경(체적 평균경 MV)은 1.32㎛였다. 이 잉크 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광변환 필터를 얻었다. 얻어진 잉크 조성물 및 광변환 필터를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 누출광 평가 및 토출 안정성 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(비교예 1)

QD／지환식 에폭시 모노머 분산체 1을 7.54g과, 옥세탄 모노머를 2.11g과, 광양이온 중합개시제를 0.35g을 혼합한 후, 혼합물을 공경 5㎛의 필터로 여과함으로써, 잉크 조성물을 얻었다. 이 잉크 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광변환 필터를 얻었다. 얻어진 잉크 조성물 및 광변환 필터를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 누출광 평가 및 토출 안정성 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

표 1에 나타내는 바와 같이, 광산란 입자를 사용하고 있지 않은 비교예 1의 잉크 조성물을 사용했을 경우, 누출광이 현저한 것을 확인했다. 또한, 표 1에 나타내는 바와 같이, 고분자 분산제를 사용하여 페인트 컨디셔너에 의해 광산란 입자를 분산하고 있으며, 입자경이 1.0㎛보다 작아져 있는 실시예 1 및 2의 잉크 조성물에서는, 고분자 분산제를 사용하고 있지만 유성 교반기를 사용하여 분산하고 있으며, 입자경이 1.0㎛보다 큰 실시예 4 및 5의 잉크 조성물, 그리고, 페인트 컨디셔너에 의해 광산란성 입자를 분산하고 있지만, 고분자 분산제를 사용하고 있지 않으며, 입자경이 1.0㎛보다 큰 실시예 6 및 7의 잉크 조성물보다도, 우수한 토출 안정성이 얻어지는 것을 확인했다.

(실시예 8)

첫째, 이하의 절차로 블랙 매트릭스(BM)라고 하는 차광부를 갖는 기판(BM 기판)을 제작했다. 즉, 무알칼리 유리로 이루어지는 유리 기판(니혼덴키가라스사제의 「OQ-10G」) 상에 블랙 레지스트(도쿄오카고교사제의 「CFPR BK」)를 도포한 후, 패턴 노광, 현상 및 베이크를 행함으로써, 패턴상의 차광부를 형성했다. 노광은, 블랙 레지스트에 대하여, 200mJ／㎠의 노광량으로 자외선을 조사함으로써 행했다. 차광부의 패턴은, 200㎛×600㎛의 서브 화소에 상당하는 개구 부분을 갖는 패턴이며, 선폭은 20㎛이며, 두께는 2.6㎛였다.

그 다음에, 실시예 1에서 얻어진 잉크 조성물을 잉크젯 방식으로 BM 기판 상의 개구 부분에 인쇄한 후, 자외선을 조사했다. 그 다음에 질소 분위기 하 150℃에서 30분간 가열했다. 이에 따라, 잉크 조성물을 경화시켜, 잉크 조성물의 경화물로 이루어지는 화소부를 형성했다. 얻어진 화소부는 청색광을 적색광으로 변환하는 화소부이다. 화소부의 두께는 2.1㎛였다. 이상의 조작에 의해, 패턴 부착 광변환 필터를 얻었다.

(실시예 9)

실시예 8과 마찬가지로 하여, BM 기판을 준비했다. 그 다음에, 실시예 1에서 얻어진 잉크 조성물 및 실시예 3에서 얻어진 잉크 조성물을, 잉크젯 방식으로 BM 기판 상의 개구 부분에 인쇄한 후, 자외선을 조사하고 잉크 조성물을 경화시켰다. 이에 따라, BM 기판 상에, 청색광을 적색광으로 변환하는 화소부, 및 청색광을 녹색광으로 변환하는 화소부를 형성했다. 이상의 조작에 의해, 복수종의 화소부를 구비하는 패턴 부착 광변환 필터를 얻었다.

10: 화소부
10a: 제1 화소부
10b: 제2 화소부
10c: 제3 화소부
11a: 제1 발광성 나노 결정 입자
11b: 제2 발광성 나노 결정 입자
12a: 제1 광산란성 입자
12b: 제2 광산란성 입자
20: 차광부
30: 광변환층
40: 기재
100: 컬러 필터

Claims (22)

1. 잉크젯 방식으로 사용되는, 광변환층 형성용의 잉크 조성물이며,
   발광성 나노 결정 입자와,
   광산란성 입자와,
   광중합성 화합물, 및／또는, 열경화성 수지를 함유하고,
   상기 광산란성 입자는, 산화티타늄, 알루미나, 산화지르코늄, 산화아연, 탄산칼슘, 황산바륨 및 실리카로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하며,
   상기 잉크 조성물 중에서의 상기 광산란성 입자의 평균 입자경은 0.2㎛ 이상 1.0㎛ 이하이고,
   상기 발광성 나노 결정 입자의 함유량이 상기 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여 10∼50질량%이며,
   상기 광산란성 입자의 함유량이 상기 잉크 조성물의 불휘발분의 질량을 기준으로 하여 1∼20질량%이고,
   상기 발광성 나노 결정 입자의 함유량에 대한 상기 광산란성 입자의 함유량의 질량비는 2.0 이하인 잉크 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   고분자 분산제를 더 함유하는 잉크 조성물.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고분자 분산제의 중량 평균 분자량은 1000 이상인 잉크 조성물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광중합성 화합물을 함유하는 잉크 조성물.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   알칼리 불용성의 도포막을 형성 가능한 잉크 조성물.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   표면 장력이 20∼40mN／m인 잉크 조성물.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   비점이 180℃ 이상인 용제를 더 함유하는 잉크 조성물.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 발광성 나노 결정 입자의 함유량에 대한 상기 광산란성 입자의 함유량의 질량비는 0.1 이상인 잉크 조성물.
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