KR20130105368A - 컬러 표시 장치용 컬러 필터 - Google Patents

Abstract

밝기를 저하시키는 일 없이 종래의 모노크롬 전자 페이퍼의 방식을 간편하며, 또한 저렴하게 컬러 표시 소자로서 제공한다. 모노크롬 표시 장치와 상기 표시 장치의 시인측에 배치된 컬러 필터를 구비한 컬러 표시 장치에 사용되는 컬러 필터로서, 상기 컬러 필터가 투명 수지가 용해된 수지 용액을 포함한 투명 수지 조성물로 이루어지는 투명 수지층을 갖고, 이 투명 수지층 상에는 적어도 상온에서 액상인 수지, 상온에서 고형인 수지, 착색제 및 용매를 필수 성분으로서 함유하는 복수색의 착색 잉크로 이루어지는 착색 영역이 잉크젯법에 의해 형성되어 있고, 그 투명 수지층이 착색 잉크의 용매 및 액상 수지만을 흡수해서 착색 영역을 형성하고, 또한 착색 영역 이외에는 무착색 또는 투명하게 한 것을 특징으로 한 컬러 필터이다.

Description

컬러 표시 장치용 컬러 필터{COLOR FILTER FOR COLOR DISPLAY DEVICE}

본 발명은 컬러 필터에 관한 것이고, 상세하게는 반사형 컬러 디스플레이 등의 컬러 표시 장치에 사용되는 컬러 필터에 관한 것이다.

종이를 대체하는 전자 매체로서 전자 페이퍼의 개발이 왕성하게 행해지고 있다. 종래의 디스플레이인 CRT나 액정 디스플레이에 대하여 전자 페이퍼에 필요한 특성으로서는 반사형 표시 소자로 이루어지며, 또한 높은 백색 반사율·높은 콘트라스트비를 갖는 것, 표면에 메모리 효과가 있는 것, 저전압에서 구동할 수 있는 것, 얇고 가벼운 것, 저렴한 것 등을 들 수 있다. 특히 표시 특성으로서는 종이와 동질인 백색 반사율·콘트라스트비가 요구되어 있다. 또한, 종래의 종이 매체는 당연히 풀 컬러 표시를 하고 있어 전자 페이퍼에 대한 컬러화의 요망은 매우 크다.

지금까지 제안되어 있는 컬러 표시가 가능한 전자 페이퍼의 기술로서는, 예를 들면 반사형 액정 장치에 컬러 필터를 형성한 매체가 이미 제품화되어 있지만 이들은 일반적으로 편광판을 사용하기 때문에 광 이용 효율이 낮아 어두운 백색 표시밖에 되어있지 않다. 또한, 흑색을 표시할 수 없기 때문에 콘트라스트비도 나쁘다.

또한, 밝은 반사형 표시 장치로서 대전된 백색 입자와 흑색 입자를 전장에서 움직이는 것을 원리로 하는 전기영동 방식이 있지만, 이것의 백색 입자에 의한 산란 반사율은 고작해야 40%약이라고 말해져 반사 효율의 향상이 더 요구되고 있다. 또한, 컬러화를 행하면 반사 효율이 저하되는 점에서 밝은 컬러 전자 페이퍼로의 기대는 크다.

예를 들면, 특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3, 특허문헌 4 등은 전기영동 방식의 표시 장치에 컬러 필터를 형성한 반사형 컬러 표시 매체에 대해서 개시하고 있다. 그런데 이들의 표시 장치에 대하여 종래의 액정 디스플레이에서 사용되고 있는 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터, 또는 착색 화소에 의한 중첩을 이용했을 경우에는 밝기를 손상해버린다. 또한, 특허문헌 1에서는 다색 표시 소자를 실현하는 것에 있어서 착색 화소의 색수와 동일한 횟수만큼의 포토리소그래피 방식에 의해 착색 화소를 형성하고 있는 점에서 그 공정 비용 및 착색 레지스트도 낭비하여 사용하게 된다.

한편, 잉크젯법을 사용한 컬러 필터의 제조 방법은 화소가 구성되는 영역에 적, 청, 녹색의 잉크를 각각 필요한 화소에만 동시에 분사 도포하고 경화시켜서 화소를 형성하는 방법이며, 미리 포토 공정에서 격벽을 형성하고, 그 화소부에 잉크를 토출하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 5, 특허문헌 6 참조). 이 방법에서는 각 색영역의 번짐이나 서로 이웃하는 영역 간의 혼색을 피하기 위해서, 예를 들면 특허문헌 7에서는 잉크와 격벽 표면의 정적 접촉각이 30~65°에서 혼색을 피할 수 있는 예시가 있다. 이 방법은 상술의 포토리소그래피법에 비해 그 공정 비용 및 착색 레지스트를 삭감하게 된다.

또한, 잉크젯법 컬러 필터의 제조에 있어서 격벽을 형성하지 않고 착색 화소를 형성하는 수단이 제안되어 있다(특허문헌 8 참조). 그러나 이 순단은 미리 하지에 블랙 매트릭스층이 형성되어 있는 것이며, 이 영역에 의해 나누어 도포하는 것이 이루어져 있는 것 또한 반사형 표시 장치인 전자 페이퍼에서는 블랙 매트릭스는 필요로 하지 않고, 오히려 밝기를 저하시키는 요인이 된다.

그런데 모노크롬 전자 페이퍼의 구조 및 제조 방법은 공지이며, 흑백이 반전되는 캡슐 상에 시인측에는 여러 가지 투명 기판이 배치되어 있다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조). 미리 컬러 필터를 형성한 투명 지지 기재를 패널 상에 부착시킬 수도 있지만 상기 투명 지지 기재 상에 직접 착색 영역을 형성하는 것도 가능하며, 어느 투명 지지 기재 상에 컬러 필터를 배치할지 그 밝기를 설계하는 것이 중요하다. 그러나 잉크젯법에 의해 투명 지지 기재 상에 착색 화소를 형성하려 했을 경우 각각의 투명 지지 기재의 표면은 각각 다르기 때문에 같은 착색 잉크의 젖어 퍼짐이 달라져 버려 경우에 따라서는 젖음이 지나치게 좋기 때문에 그 착색 영역을 제어할 수 없고, 그 반대로 젖음이 나빠 균일하며 또한 소망의 면적을 갖는 착색 영역을 형성할 수 없다는 과제가 발생한다.

또한, 면내의 균일한 컬러 필터를 제조하기 위해서는 투명 지지 기재를 세정 또는 표면 처리를 행해서 착색 잉크가 지지 기재에 대한 접촉각이 균일해지도록 하는 것이 고려된다. 예를 들면, 공지의 알칼리 세제에 의한 세정, 대기압 플라즈마법, 코로나 방전, 자외선 처리 등이다. 왜냐하면 지지 기재 상에 착탄된 잉크는 액상이며, 그 표면 장력에 추가해서 지지 기재와의 젖음성에 의해 접촉각이 결정되고, 액적량에 의해 퍼짐 지름이 결정되기 때문이다. 그러나 이러한 표면 처리 방법은 투명 지지 기재마다 접촉각을 동일하게 하기 위한 조건 설정이 필요하게 되기 때문에 양산에 적합하지 않고, 또한 제어 범위도 한정되어 있다. 또한, 패널 상에 직접 잉크젯법에 의해 착색 영역을 형성할 경우에는 이러한 표면 처리 방법은 패널에 대미지를 줄 우려가 있다.

한편, 미리 투명 지지 기재 상의 잉크젯 패턴 영역 외에 단차를 갖는 패턴이나 격벽을 형성하는 일 없이 기재 상에 실리콘 수지나 아크릴 수지, 폴리비닐알코올을 주성분으로 하는 잉크 수용층을 형성하고, 이 위에 컬러 필터층을 잉크젯법에 의해 형성하는 수단이 제안되어 있다(특허문헌 9~13 참조). 이들은 모두 액정 디스플레이(LCD)용 컬러 필터에 적용한 사례이며, 통상은 블랙 매트릭스(BM)가 부착된 투명 지지 기재 상에 수용층을 형성한 후에 잉크젯법에 의해 착색 잉크의 비산이나 번짐 발생 방지를 목적으로 한 것이며, 착색 영역의 한정(구획)에는 BM 단차가 작용하고 있다. 또한, 모든 착색 잉크의 착색 성분이 수용층에 흡수됨으로써 정착되어 컬러 필터를 형성하는 것이 목적이 되어 있고, 착색 잉크의 흡수를 더욱 빠르게 하기 위해서 실리카 등의 미립자를 혼합하고 있는 경우가 있다(특허문헌 13 참조).

또한, 표시 캡슐층의 표면에 접착층을 갖고, 이 위에 잉크젯법에 의해 컬러 필터를 형성하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 14 참조). 이 접착층은 표면 보호를 위한 릴리스 필름을 루즈하게 접착시키는 것이며, 잉크젯법에 의해 토출된 잉크 형상을 제어하는 그런 기재는 일절 없다.

일본 특허 공개 2003-161964호 공보 일본 특허 공개 2004-361514호 공보 일본 특허 공개 2008-83536호 공보 일본 특허 공개 2006-267831호 공보 일본 특허 공개 소 59-75205호 공보 일본 특허 공개 2001-350012호 공보 일본 특허 공개 평 11-281815호 공보 일본 특허 공개 2010-54777호 공보 일본 특허 공개 2000-28818호 공보 일본 특허 공개 2006-209115호 공보 일본 특허 공개 2003-84115호 공보 일본 특허 공개 2004-226517호 공보 일본 특허 공개 2010-276986호 공보 일본 특허 공표 2010-503895호 공보

(주)야노 경제 연구소, 「2010년판 전자 페이퍼 시장의 현재와 장래 전망」

본 발명은 상술의 종래 기술의 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 밝기를 저하시키는 일 없이 종래의 모노크롬 전자 페이퍼의 방식을 간편하며 또한 저렴하게 컬러화할 수 있는 컬러 필터를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 여러 가지 검토를 행한 결과 컬러 필터의 착색에 필요한 영역을 최소한으로 남기고, 그 수단으로서 잉크젯법을 사용해서 착색 영역을 형성함으로써 착색 잉크의 사용량을 필요량으로 억제할 수 있고, 그 이외를 무착색 또는 투명하게 함으로써 밝기의 저하를 억제할 수 있는 것을 발견했다. 이것은 종래의 액티브 방식 액정 디스플레이에 사용되어 있는 컬러 필터에서는 대향시키는 한쌍의 투명 기판에 구비되는 박막 트랜지스터(TFT)의 차광을 목적으로 전적으로 블랙 매트릭스를 형성할 필요가 있지만, 예를 들면 마이크로 캡슐을 사용한 전기영동식 전자 페이퍼의 경우 대향시키는 한쌍의 투명 기판 위 전체를 흑색 입자 또는 백색 입자가 덮기 때문에 시인측으로부터 대향하는 TFT까지 광이 도달하는 경우가 없기 때문에 블랙 매트릭스에 상당하는 차광부가 불필요한 것에 의거한다. 대향시키는 투명 기판측을 오로지 백색 입자나 반사경면에 의해 TFT를 덮는 경우도 마찬가지이다. 또한, 패시브 방식 디스플레이나 세그먼트 방식 디스플레이에서는 TFT를 갖고 있지 않으므로 컬러 필터측에 차광부는 불필요해진다. 또한, 잉크젯법에 의하면 착색 영역의 형성이 비용상으로도 우위이다.

추가해서 마이크로 캡슐을 사용한 모노크롬 전자 페이퍼 등의 모노크롬 표시 장치의 시인측에 설치되는 투명 지지 기재의 표면성상에 의존하는 일 없이 그 착색 영역을 안정적으로 제조하기 위해서 투명 지지 기재 상에 투명 수지층을 형성하는 것이 유효한 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 모노크롬 표시 장치와 상기 표시 장치의 시인측에 배치된 컬러 필터를 구비한 컬러 표시 장치에 사용되는 컬러 필터로서, 상기 컬러 필터가 투명 수지가 용해된 수지 용액을 포함한 투명 수지 조성물로 이루어지는 투명 수지층을 갖고, 이 투명 수지층 상에는 적어도 상온에서 액상인 수지, 상온에서 고형인 수지, 착색제 및 용매를 필수 성분으로서 함유하는 복수색의 착색 잉크로 이루어지는 착색 영역이 잉크젯법에 의해 형성되어 있고, 그 투명 수지층이 착색 잉크의 용매 및 액상 수지만을 흡수해서 착색 영역을 형성하고, 또한 착색 영역 이외에는 무착색 또는 투명하게 한 것을 특징으로 한 컬러 필터이다.

본 발명의 컬러 필터는 전극을 갖는 한쌍의 투명 기판 사이에 전계의 인가에 의해 이동 또는 회전하는 입자를 포함하는 표시체를 배치한 모노크롬 표시 패널(모노크롬 표시 장치)을 갖는 컬러 표시 장치용 컬러 필터로서 적합하게 사용할 수 있다.

이러한 컬러 표시 장치에 있어서 우선 모노크롬 표시 장치에 대해서 적합하게는 전극을 구비한 한쌍의 투명 기판 사이에 대전된 백색 입자와 흑색 입자를 갖고, 이들의 입자가 표시체를 형성하고, 전계의 인가에 의해 이동 또는 회전해서 모노크롬 화상을 형성하는 것을 들 수 있다. 이 중 표시체는, 예를 들면 전기영동 입자를 분산매 중에 분산시켜서 밀봉한 마이크로 캡슐로 할 수 있다. 그 경우의 마이크로 캡슐의 입자 지름은 1~1000㎛정도가 바람직하고, 통상은 수십㎛이다. 마이크로 캡슐 중의 흑색 입자 및 백색 입자는 대전되어 있고, 이들이 한쌍의 투명 전극을 구비한 투명 기판 사이에 끼워져 전계를 인가함으로써 모노크롬 표시를 행한다. 즉, 도 1에 예시하는 바와 같이 이 모노크롬 표시 장치는 박막 트랜지스터(TFT) 등의 구동 스위치(1)에 접속된 구동 전극(2)이 소정의 패턴으로 형성된 구동측 투명 기판(3)과, 전극으로서 ITO 유리 등과 같이 도전층(4)을 구비한 시인측 투명 기판(5)을 구비하고, 이들 한쌍의 기판 사이에는 마이크로 캡슐(9)이 배치된다. 이 마이크로 캡슐(9)에는 서로 다른 전하에 대전된 백색 입자(6) 및 흑색 입자(7)로 이루어지는 표시체(10)가 투명 분산매(8)로 분산되어 밀봉되어 있다.

또한, 모노크롬 표시 장치의 시인측의 기판 상에 배치되는 컬러 필터(11)의 제조에 있어서는, 예를 들면 투명 필름이나 유리 등으로 이루어지는 투명 지지 기재(12) 상에 우선, 투명 수지층(13)을 형성하고, 이 투명 수지층(13) 상에 필요한 색의 수만큼 착색 영역(14)을 잉크젯으로 더 형성한다. 여기서 투명 필름에는 시판된 필름을 사용할 수 있고, 예를 들면 폴리카보네이트 필름, PET 필름, COP 필름 등을 들 수 있다. 또한, ITO 유리 등과 같이 도전층(4)을 구비한 투명 기판(5) 상에 투명 수지층(13)을 형성하고, 즉 모노크롬 표시 장치의 한쪽의 투명 기판에 직접 투명 수지층(13)을 형성하고, 이 위에 각 착색 영역(14)을 형성할 수도 있다.

본 발명에 있어서의 착색 영역(14)을 형성하는 액적을 제공하는 잉크젯 잉크(착색 잉크)로서는 적어도 상온에서 액상인 수지, 상온에서 고형인 수지, 착색제 및 용매를 필수 성분으로서 함유하는 잉크젯 잉크를 사용한다. 이러한 조성으로 함으로써 후술하는 투명 수지층과 우수한 작용을 발현하여 잉크젯법에 의한 착색 영역의 정밀한 제어가 가능해져 본 발명의 효과를 발현시키는 것이다. 또한, 본 발명에서 말하는 상온이란 잉크젯 토출 시의 작업 환경 온도이며, 25℃ 전후, 예를 들면 15~35℃ 정도의 온도 범위를 말한다.

착색 잉크에 사용되는 상온에서 액상인 수지로서는 액상의 다관능 아크릴레이트, 액상의 다관능 에폭시 수지 등이 있고, 이들은 단독 또는 복수를 조합해서 사용할 수 있다. 이들 중에서는 광 경화 후의 신뢰성과 잉크젯 토출 특성을 위한 잉크 저점성화의 관점으로부터 3관능~4관능의 반응기를 갖고 분자량이 1000 이하인 액상 수지가 바람직하다.

또한, 착색 잉크에 사용되는 상온에서 고체의 수지로서는 메타크릴산 에스테르 공중합체, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 우레탄메타크릴레이트 수지 등을 들 수 있고, 이들은 단독 또는 복수를 조합해서 사용할 수 있다. 이들 중에서는 투명성이라는 관점으로부터 메타크릴산 공중합체, 또는 포화 폴리에스테르 수지가 바람직하고, 또한 잉크젯의 도포를 안정적으로 행하는 저점도화를 위해서도 평균 중량 분자량은 10000 이하가 바람직하다. 또한, 통상 안료 분산 시에 사용되는 포화·불포화 폴리에스테르 수지 이외에 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리에틸렌글리콜디에스테르류, 소르비탄 지방산 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급 아민 변성 폴리우레탄류 등의 고분자 계면활성제 등도 상온에서 고형인 수지이며, 미세화된 안료와 함께 첨가해도 좋다.

상온에서 액상인 수지와 상온에서 고체의 수지를 합한 수지 성분의 배합량에 대해서는 착색 잉크에 대하여 1~50중량%의 범위인 것이 좋다. 또한, 상온에서 액상인 수지와 상온에서 고체의 수지의 배합 비율은 10:90~99:1의 범위인 것이 바람직하다.

착색 잉크에 사용되는 용매로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 디에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르아세테이트 등의 디에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 다른 에테르류, γ-부티로락톤 등의 고비점 용매류 등을 사용할 수 있다.

또한, 착색 잉크에는 레드(R), 그린(G), 블루(B) 등을 비롯하여 요구하는 색에 맞춰서 소정의 착색제를 배합할 수 있다. 단, 전자 페이퍼 등의 반사형 표시 장치에 사용하는 컬러 필터에서는 무색 투명 또는 색을 조절할 필요가 없는 착색 영역을 포함하는 경우도 있는 점에서 그 경우에는 착색제를 배합하지 않고 착색 도막을 형성해서 무착색 또는 투명하게 하도록 해도 물론 좋다.

착색제를 배합할 경우에는 유기 착색제 및 무기 착색제 중으로부터 임의의 것을 선택해서 사용할 수 있다. 유기 착색제로서는, 예를 들면 염료, 유기 안료, 천연 색소 등을 사용할 수 있다. 또한, 무기 착색제로서는, 예를 들면 무기 안료, 체질 안료 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 유기 안료는 발색성이 높고, 내열성도 높은 점에서 바람직하게 사용할 수 있다. 유기 안료로서는, 예를 들면 컬러 인덱스(C.I.; The Soiety of Dyers and Colourists사 발행)에 있어서 피그먼트(Pigment)로 분류되어 있는 화합물, 구체적으로는 이하와 같은 컬러 인덱스(C.I.) 번호가 붙어 있는 것을 들 수 있다.

즉, C.I.피그먼트 옐로 1, C.I.피그먼트 옐로 3, C.I.피그먼트 옐로 12, C.I.피그먼트 옐로 13, C.I.피그먼트 옐로 14, C.I.피그먼트 옐로 15, C.I.피그먼트 옐로 16, C.I.피그먼트 옐로 17, C.I.피그먼트 옐로 20, C.I.피그먼트 옐로24, C.I.피그먼트 옐로 31, C.I.피그먼트 옐로 55, C.I.피그먼트 옐로 60, C.I.피그먼트 옐로 61, C.I.피그먼트 옐로 65, C.I.피그먼트 옐로 71, C.I.피그먼트 옐로 73, C.I.피그먼트 옐로 74, C.I.피그먼트 옐로 81, C.I.피그먼트 옐로 83, C.I.피그먼트 옐로 93, C.I.피그먼트 옐로 95, C.I.피그먼트 옐로 97, C.I.피그먼트 옐로 98, C.I.피그먼트 옐로 100, C.I.피그먼트 옐로 101, C.I.피그먼트 옐로 104, C.I.피그먼트 옐로 106, C.I.피그먼트 옐로 108, C.I.피그먼트 옐로 109, C.I.피그먼트 옐로 110, C.I.피그먼트 옐로 113, C.I.피그먼트 옐로 114, C.I.피그먼트 옐로 116, C.I.피그먼트 옐로 117, C.I.피그먼트 옐로 119, C.I.피그먼트 옐로 120, C.I.피그먼트 옐로 126, C.I.피그먼트 옐로 127, C.I.피그먼트 옐로 128, C.I.피그먼트 옐로 129, C.I.피그먼트 옐로 138, C.I.피그먼트 옐로 139, C.I.피그먼트 옐로 150, CI.피그먼트 옐로 151, C.I.피그먼트 옐로 152, C.I.피그먼트 옐로 153, C.I.피그먼트 옐로 154, C.I.피그먼트 옐로 155, C.I.피그먼트 옐로 156, C.I.피그먼트 옐로 166, C.I.피그먼트 옐로 168, CI.피그먼트 옐로 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.피그먼트 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 그린 36;

C.I.피그먼트 브라운 23, C.I.피그먼트 브라운 25;

C.I.피그먼트 블랙 1, 피그먼트 블랙 7 등을 들 수 있다.

또한, 무기 안료나 체질 안료의 구체예로서는 산화 티탄, 황산 바륨, 탄산 칼슘, 아연화, 황산 납, 황색 납, 아연황, 벵갈라(적색 산화철(Ⅲ)), 카드뮴적, 군청, 감청, 산화 크롬녹, 코발트녹, 엄버, 티탄 블랙, 합성 철흑, 카본 블랙 등을 들 수 있다. 또한, 각 착색 잉크에 배합하는 착색제는 각각 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다.

착색제는 잉크젯법에 의해 착색 잉크를 토출할 때의 노즐 막힘 등을 고려해서 바람직하게는 고분자 분산제와 함께 100㎚ 이하의 입자에 미립화·분산 안정화되는 것이 좋다. 즉, 분산제는 착색제를 양호하게 분산시키기 위해서 착색 잉크 중에 필요에 따라 배합된다. 예를 들면, 분산제로서 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 실리콘계, 불소계 등의 계면활성제를 사용할 수 있다. 계면활성제 중에서도 이하에 예시하는 고분자 계면활성제(고분자 분산제)가 바람직하다. 즉, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르류; 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류; 폴리에틸렌글리콜디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜디스테아레이트 등의 폴리에틸렌글리콜디에스테르류; 소르비탄 지방산 에스테르류; 지방산 변성 폴리에스테르류; 3급 아민 변성 폴리우레탄류 등의 고분자 계면활성제이다.

착색 잉크에 착색제를 배합할 경우의 함유량은 잉크 중의 고형분에 대하여 착색제는 통상 1~60중량%, 바람직하게는 5~40중량%의 비율로 배합하는 것이 좋다. 잉크 중의 고형분에 대하여 착색제의 배합 비율이 1중량%보다 적으면 착색 잉크를 소정의 막두께로 도포했을 때(일반적으로는 0.1~2.0㎛정도)의 투과 농도가 충분하지 않을 우려가 있다. 반대로 60중량%를 초과하면 착색 잉크를 투명 수지층에 토출해서 경화시켰을 때 투명 수지층에 대한 착색 도막의 밀착성이 뒤떨어질 우려가 있으며, 또한 도막 경도 등의 도막으로서의 특성이 불충분해질 우려가 있다. 또한, 본 발명에서 말하는 고형분이란 착색 잉크를 160℃, 2시간 가열한 후의 중량으로부터 산출되고, 실질적으로 용매를 포함할 경우에는 용매와 휘발 성분을 제외한 기타 성분의 합계량을 말한다.

일반적인 압전 소자의 잉크젯 헤드에 있어서 안정적으로 액적이 형성되는 잉크 물성은 헤드 구성에 따라 다르지만 헤드 내부에 있어서의 온도에 있어서 점도는 3~150m㎩·sec, 바람직하게는 4~30m㎩·sec인 것이 좋다. 이것보다 크면 토출 불가능해지거나 낮으면 토출량이 안정되지 않는다. 표면 장력은 헤드 내부에 있어서의 온도에 있어서 20~40mN/m인 것이 좋다. 이것보다 크면 도포 개시 시의 액적 토출 불능이 되고, 낮으면 연속 토출 시의 액적량이 안정되지 않는다. 헤드 내부의 온도는 재료 안정성에 의존하지만 실온 20~45℃에서 사용된다. 잉크 중 고형분을 높여서 막두께를 향상시키기 위해서 35~45℃정도의 온도가 바람직하게 사용될 수 있다.

착색 영역은, 예를 들면 도 1에 나타낸 모노크롬 표시 장치에 대해서는 구동측 투명 기판(3)에 있어서 구동 전극(2)이 형성되는 영역에 맞춰서 복수의 색을 구비하도록 적어도 블루, 그린, 레드의 3색을 나누어 칠한다. 즉, 모노크롬 표시 장치의 1화소에 대응시켜서 컬러 필터의 1화소를 형성한다. 또한, 색재현성 영역의 확대나 밝기 향상을 목적으로 해서 옐로, 시안, 투명 영역 등을 더 형성할 수도 있다. 이러한 다색 컬러 필터의 제조에 있어서는 잉크젯 방식(잉크젯법)에서는 포토리소그래피 방식에 비교해서 현상 공정을 생략할 수 있어 우위이다.

또한, 본 발명에서는 착색 영역을 잉크젯법에 의해 형성하는 것에 있어서 모노크롬 표시 장치의 1화소에 대응하는 컬러 필터의 1화소에 있어서의 착색 영역(14)의 면적을 1화소 면적에 비교해서 90% 이하로 형성하는 것이 바람직한 형태이다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같이 구동 스위치(TFT)(1)에 접속된 구동 전극(2)을 둘러싸는 배선(15)에 의해 형성된 격자 단위를 1화소 단위로서 정의하면 컬러 필터측의 착색 영역(14)은 이것에 대응하도록 해서 형성함과 아울러 그 면적비에서 1화소 단위에 대하여 90% 이하로 하는 것이 바람직하다. 잉크젯 방식에 의해 착색 영역을 형성하는 것에 있어서 특히 3색을 동시 형성할 경우에는 그 혼색을 피하기 위해서 필요하며, 또한 외부로부터의 입사광이 착색 영역을 통과한 후에 마이크로 캡슐 중의 백색 입자에 반사되었을 경우에 인접하는 다른 착색 영역에 입사되지 않기 위해서도 필요하다.

한편, 패시브 방식 또는 세그먼트 방식에서는 패터닝된 전극 및 도전층에 끼워지는 공통 영역에 있어서 이것보다 대전 입자가 움직이기 위해서 화소 개구부가 되므로 컬러 필터측의 착색 영역(14)은 상기 면적비를 역시 90% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 컬러 필터에 있어서 착색 영역 이외의 부분을 무착색 또는 투명으로 함으로써 착색 잉크의 사용량을 삭감함과 아울러 밝은 컬러 표시 소자를 실현할 수 있다. 또한, 착색 영역의 면적의 하한은 50% 이상이며, 이것을 하회하면 백색 입자로부터의 광 산란광에 실질적인 착색을 나타내기 어려워진다.

또한, 잉크젯 방식에서의 인쇄에 있어서의 액적의 착탄 공차는 일반적으로 5~7㎛이다. 따라서, 착색 영역을 90% 이하로 함으로써 3색 동시 인쇄 시의 화소간의 혼색을 피할 수 있어 수율의 향상에 공헌한다. 또한, 이 착탄 공차는, 예를 들면 120㎛×120㎛의 화소 영역을 인쇄하려 할 경우 착색 영역의 면적비에 10% 정도의 공차를 부여한다. 본 발명에 있어서 화소 내에 동일량의 안료가 존재할 경우 착색 영역을 50% 이상으로 하면 그 착색 면적 공차 내에서의 색특성은 그다지 영향을 받지 않는 것을 발견했다.

착색 영역을 형성하는 착색 잉크에 대해서는 상기 성분에 추가해서 자외선 또는 열에 의해 경화하는 수지를 필요에 따라 중합 개시제와 함께 첨가할 수 있다. 이러한 자외선 또는 열에 의해 경화하는 수지는 기타 성분과의 상용성이나 잉크젯 연속 토출로의 적응성을 고려해서 자외선 경화성을 갖는 액상 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 점도가 25℃에 있어서 12000m㎩·s 이하의 범위인 것이 좋다. 점도가 12000m ㎩·s보다 커지면 착탄 후의 액적 형상이 불균일해지는 경우가 있다.

이 중 착색 잉크에 포함되는 자외선 경화 성분으로서는 다관능 모노머를 사용할 수 있고, 바람직하게는 액상의 다관능 아크릴 모노머를 들 수 있다. 보다 바람직하게는 잉크젯 토출에 용이한 저점성의 2관능 또는 3관능의 다관능 아크릴 모노머가 좋다. 관능기로서는 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 등을 들 수 있지만 물론 이들 이외의 것이어도 좋다. 자외선 경화 성분의 구체예로서는 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,9-노난디올디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리아크릴레이트, 1,3-부티렌글리콜디메타크릴레이트 등을 예시할 수 있다. 또한, 이들에 추가해서 광 경화성을 더욱 높이기 위해서 4관능 이상의 다관능 아크릴 모노머나 올리고머를 첨가해도 좋다. 예를 들면, 펜타에리스리톨을 골격으로 하는 3관능 또는 4관능의 아크릴레이트나 메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨을 골격으로 하는 5관능 또는 6관능의 아크릴레이트, 메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 자외선 경화 성분에 액상의 다관능 아크릴 모노머를 선택했을 경우에는 본 발명의 상온에서 액상인 수지를 겸할 수 있다.

또한, 열에 의해 경화하는 열경화 성분으로서는 상기 다관능 아크릴 모노머가 열경화 성분으로서 전용 가능한 것 이외에 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀S형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 등의 에폭시 수지나 페닐글리시딜에테르, p-부틸페놀글리시딜에테르, 트리글리시딜이소시아누레이트, 디글리시딜이소시아누레이트, 알릴글리시딜에테르, 글리시딜메타크릴레이트 등의 에폭시 수지를 들 수 있다.

또한, 착색 잉크에는 조막성을 목적으로 잉크젯 토출이 가능한 점도 범위에서 바인더를 첨가해도 좋다. 바인더로서는 그 자체는 중합 반응성이 없는 수지, 또는 그 자체가 중합 반응성을 갖는 수지 중 어느 것을 사용해도 좋고, 2종 이상의 바인더를 조합해서 사용해도 좋다. 바인더가 상온에서 고형인 경우에는 본 발명의 상온에서 고형인 수지를 겸할 수 있다.

또한, 착색 잉크에는 광중합 개시제를 배합할 수도 있다. 광중합 개시제는 바인더나 다관능 모노머의 반응 형식의 차이(예를 들면, 라디칼 중합이나 양이온 중합 등) 이외에 각 재료의 종류를 고려해서 적당히 선택되지만, 예를 들면 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐-포스핀옥사이드, 비스아실포스핀옥사이드, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-(3-디메틸아미노-2-히드록시프로폭시)-3,4-디메틸-9H-티오크산톤-9-온메소클로라이드, 벤조페논, o-벤조일벤조산 메틸, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐설파이드, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐), p-디메틸아미노벤조산 에틸에스테르, p-디메틸아미노벤조산 이소아밀에스테르, 1,3,5-트리아크릴로일헥사히드로-s-트리아진, 2-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(푸란-2-일)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 메틸벤조일포메이트, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등의 광중합 개시제를 들 수 있다.

본 발명에서는 모노크롬 표시 장치에 의해 형성되는 1화소에 대응하는 컬러 필터의 1화소의 착색 영역 내에 잉크젯법에 의해 토출된 착색 잉크가 투명 수지층 상의 임의의 곳에서 일정하게 퍼지고, 또한 그 후의 건조, 노광에 있어서도 착색 영역의 면적이나 형상이 크게 변화되지 않도록 하기 위해서 용매나 액상의 다관능 아크릴 모노머 등의 흡수성을 갖는 투명 수지층을 형성한다. 이 투명 수지층의 막두께는 1㎛~30㎛인 것이 좋고, 바람직하게는 3~20㎛인 것이 좋다. 또한, 이 투명 수지층에 대해서는 그 막두께에 있어서의 400㎚의 광선 투과율은 95% 이상인 것이 바람직하다.

잉크젯법에 의해 토출된 착색 잉크는 우선 투명 수지층 상에서 일정하게 퍼지고, 정적 접촉각에서 안정된다. 그 후 이하의 토출 잉크가 겹치기 전, 또는 건조 공정 전까지 착색 잉크 성분 중의 휘발 성분인 용제와 상온에서 액상인 수지가 단시간에 투명 수지층에 흡수되고, 착색 잉크 중의 안료 등의 착색제 및 상온에서 고형인 수지는 투명 수지층 표면과의 접촉면에서 고정되고, 그 후의 건조 공정에서도 착색 영역 면적이 거의 변화되지 않도록 한다. 따라서, 예를 들면 레드, 블루, 그린의 착색 잉크를 각각의 잉크젯 헤드로부터 각각의 소정의 영역에 동시 인쇄해도 서로 혼색하는 일 없도록 인쇄할 경우 착색 잉크의 젖어 퍼짐 지름을 제어하는 관점으로부터 착색 잉크와 투명 수지층이 형성하는 정적 접촉각은 4°~40°가 바람직하다. 4°미만이면 소망 영역 이상으로 잉크가 퍼질 가능성이 있고, 또한 소망의 색농도를 달성하는 것에 필요한 막두께를 형성하는 것이 곤란해진다. 또한, 정적 접촉각이 40°를 초과하면 화소 내에 멀티 도트로 묘화했을 때에 도트 사이에 피킹이나 무착색 영역이 생기거나 하는 폐해가 생기는 경우가 있다.

모노크롬 표시 장치의 시인측의 투명 기판 또는 컬러 필터를 형성하는 별도의 투명 지지 기재 상에 투명 수지층을 형성하는 수단으로서는 투명 수지층을 구성하는 수지 성분을 주체로 하는 투명 수지 조성물을 이들 어느 한쪽 위에 도포하고, 건조를 행한다. 도포하는 수단으로서는 공지의 도포 방법을 사용할 수 있지만 필요한 투명 수지층의 막두께를 부여하기 위한 도포량, 도포 속도, 또는 투명 수지 조성물의 점도 등의 모든 물성에 의해 선택된다. 예를 들면, 다이코터, 슬릿코터, 그라비아코터, 콤마코터 등에 의해 투명 수지가 용해된 액상의 수지 용액을 포함한 투명 수지 조성물을 도포한 후 건조하는 방법이나 미리 임의의 지지 필름 상에 드라이 필름상의 투명 수지층을 형성해 두고, 모노크롬 표시 장치의 시인측의 투명 기판 또는 컬러 필터를 형성하는 별도의 투명 지지 기재 상에 열 라미네이트로 전사하는 방법 등의 형성 수단을 적용할 수 있다.

상술한 바와 같이 투명 수지층의 막두께는 1~30㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3~20㎛이다. 1㎛ 미만이면 목적으로 하는 착색 잉크의 퍼짐 지름을 제어하는 것이 불충분하며, 30㎛를 초과하면 착색 화소간에 마이크로 캡슐로부터의 반사광의 혼색이 발생할 우려가 있다.

또한, 투명 수지층의 400㎚에 있어서의 광선 투과율은 패널 밝기에 중요한 영향을 주는 것이며, 높을수록 바람직하고, 95% 이상에서 사용을 견뎌낼 수 있다. 그것을 위해서는 투명 수지층을 형성하는 투명 수지 조성물은 투명한 수지 성분을 주체로 할 필요가 있고, 또한 패널의 제조 환경, 사용 환경에 있어서도 투과율을 유지하는 성분이 선정된다.

상기와 같은 모든 특성을 갖는 투명 수지층을 형성하는 투명 수지 조성물은 적어도 실온에서 조막성을 갖고, 또한 점성을 갖지 않는 수지 바인더를 함유하는 것이 좋다. 이러한 특성을 부여하는 적합한 것에 투명 수지 바인더를 주체로 하는 수지 조성물을 예시할 수 있다. 투명 수지 바인더 유리 전이 온도 또는 융점은 실온에서 23℃ 이상인 것이 바람직하고, 그러한 것으로서는 메타크릴산 에스테르 공중합체, 지방족 폴리에스테르 공중합체, 폴리비닐알코올/폴리비닐에테르/폴리비닐에스테르 공중합체, 불포화 폴리에스테르 등을 예시할 수 있다. 이들은 착색 잉크를 구성하는 용제 및 상온에서 액상인 수지(예를 들면, 다관능 모노머 성분 등)와 서로 상용성이 좋은 것이 선정된다. 상용성이 바람직하지 않은 것을 사용하면 투명 수지층 상의 착색 잉크를 건조한 후에 헤이즈나 산란 등의 광학 불량이 생기는 경우가 있다.

또한, 착색 잉크 용제는 상술한 바와 같이 일반적으로 프로필렌글리콜, 락트산, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜계의 모노아세트산 에스테르, 디아세트산 에스테르, 모노아세트산 모노에틸에테르 용제가 바람직하게 사용된다. 그 때문에 이러한 용제를 포함한 착색 잉크에 대하여 투명 수지 조성물에 포함시키는 적합한 바인더 수지의 조합으로서는 메타크릴산 공중합체, 지방족 폴리에스테르 공중합체, 불포화 폴리에스테르 등 분자 중에 에스테르기를 갖는 것을 사용하는 것이 좋다. 그 바인더 수지의 중량 평균 분자량은 2000~100000 정도의 것이며, 보다 바람직하게는 2000~30000 정도의 것이다. 분자량이 100000을 초과하면 착색 잉크와의 상용성이 나쁜 경우가 있다. 또한, 바인더 수지는 분자 중에 카르복실기에 기인하는 산가를 갖는 수지이면 착색 잉크 중의 용제를 흡수하여 접촉선을 고정시키는데도 적합하다. 그 경우 적절한 산가의 범위는 10~120㎎KOH/g인 것이 좋다.

또한, 상기 카르복실기의 일부에 글리시딜기 잔기를 갖는 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르를 부가시켜 광 가교성을 갖게 한 바인더 수지도 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 투명 수지 조성물에 대하여 자외선 경화성을 갖는 다관능 아크릴 모노머나 광 개시제를 배합해도 좋다. 액상의 다관능 아크릴 모노머를 배합하면 투명 수지층의 연화점을 낮춤으로써 착색 잉크 중의 용제를 흡수해서 착색 잉크의 퍼짐을 제어하는 것에 적합한 것이 된다. 여기서 선정되는 아크릴 모노머 및 광 개시제는 상술하는 착색 잉크에서 예시한 것과 마찬가지로 사용되고, 보다 무착색인 것이 바람직하게 사용된다. 그 성분은 착색 잉크 중의 성분과 마찬가지의 것이 바람직하게 사용되지만 보다 무착색의 성분에서 그 종류, 배합 성분수는 본 발명의 사례에 한정되는 것은 아니다.

투명 수지 조성물에 수지 바인더와 상기 다관능 아크릴 모노머를 병용할 경우의 배합 비율로서는 수지 바인더/아크릴 모노머=35~95중량부/5~65중량부, 바람직하게는 40~90중량부/10~60중량부로 배합하는 것이 좋다. 수지 바인더의 비율이 35중량부를 하회화면 투명 수지층에 점성이 생기거나 착색 잉크를 형성, 건조 후에 투명 수지층 상의 착색 영역의 형상이 오목상이 되어 바람직하지 않다. 광 개시제를 배합할 경우에는 수지 바인더와 다관능 아크릴 모노머의 총량 100중량부에 대하여 15중량부 이하인 것이 좋고, 바람직하게는 10중량부 이하인 것이 좋다. 15중량부를 초과하면 400㎚의 광선 투과율이 95% 미만이 되는 경우가 있고, 화이트 밸런스가 저하되므로 바람직하지 않다.

투명 수지층에 광 경화성을 부여해 둠으로써 잉크젯법에 의한 착색 영역을 형성한 후 착색 영역과 함께 자외선 조사에 의해 투명 수지층을 경화시켜 기판과의 밀착력, 필름 강도의 유지, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 투명 수지층의 자외선 경화 유무에 있어서의 막 강도 및 내약품성의 증가를 이용해서 컬러 필터의 리워크 프로세스를 구성하는 것이 가능해진다. 즉, 잉크젯 프로세스에 의해 투명 수지층 상에 착색 영역을 형성한 후에 착색 영역에 충분히 구비되지 않았을 경우 자외선 경화 전에 점착 필름을 사용하거나 세정 용제로 투명 수지층과 함께 착색 영역을 제거하는 것이 가능하다.

또한, 착색 잉크의 흡수를 촉진하기 위해서 투명 수지층을 형성하는 투명 수지 조성물에는 그 투명성을 손상하지 않는 범위에서 공지의 10~200㎚의 무색 미립자를 혼합할 수도 있다. 예를 들면, 실리카 미립자, 아크릴 미립자, 폴리비닐피롤리돈 미립자, 알루미나 등이다.

이들 투명 수지층을 형성하는 구성 성분을 용제에 용해하고, 양호 도포성을 더 부여할 목적으로 필요에 따라 계면활성제를 첨가함으로써 액상의 투명 수지 조성물로서 다이코터, 슬릿코터, 그라비아코터, 콤마코터 등을 사용해서 모노크롬 표시 장치의 시인측 투명 기판 또는 컬러 필터를 형성하는 다른 투명 지지 기재 상에 도포할 수 있다. 그리고 예를 들면 40℃~110℃에서 건조함으로써 소망의 투명 수지층을 얻을 수 있다. 계면활성제의 적정한 첨가량은 투명 수지 조성물 100중량부에 대하여 계면활성제를 0.005~0.5중량부, 보다 바람직하게는 0.005~0.1중량부인 것이 좋다. 계면활성제가 존재하지 않으면 투명 수지 조성물을 건조시켰을 경우 표면이 오렌지 필이 되거나 불균일이 현저해지고, 광학 특성의 저하나 그 후의 잉크 액적의 퍼짐 형상이 변형되는 경우가 있어 바람직하지 않다. 또한, 계면활성제량이 0.5중량부를 초과하면 착색 잉크가 착탄되었을 때에 그 잉크 퍼짐 지름이 커져서 목적으로 하는 화소 영역 범위를 초과해버리는 경우가 있다. 이러한 계면활성제로서 비이온계 계면활성제가 바람직하고, 실리콘계 및 불소계 계면활성제가 더욱 바람직하게 사용된다. 구체적으로는 빅케미사제 BYK시리즈, DIC제 FC시리즈 등을 예시할 수 있다.

착색 잉크를 잉크젯법에 의해 잉크젯 노즐로부터 토출해서 착색 영역을 형성할 때는 착색 잉크 1방울로 형성해도 좋지만 복수 방울에 의해 착색 영역을 형성해도 좋다. 그 경우 모노크롬 표시 장치의 1화소에 대응하는 컬러 필터의 1화소에 있어서의 착색 면적 S를 잉크젯법에 의해 형성하는 것에 있어서 사전에 잉크젯 노즐로부터 투명 수지층 상에 착색 잉크 1방울을 토출시켰을 때에 형성되는 접촉 면적 a_o를 목표로 하면 바람직하다. 즉, S가 a_o보다 큰 경우에는 복수 액적을 1착색 영역 내에 묘화할 수 있고, 액적을 겹치거나 고립시키거나 합체시키거나 할 수 있다. 또한, 1화소 내에 복수 액적으로 묘화할 경우에는 액적 사이의 착탄 시간차에 의해서도 그 합체의 모양은 다르지만 잉크젯 묘화 방법은 여기에 기재된 방법에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 의한 투명 수지층 상에 착탄된 액적을 건조한 후에 형상을 관찰하면 건조 전후의 퍼짐 지름이 그다지 바뀌지 않고 볼록 형상을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 때에 투명 지지 기재의 표면성상에 의존하는 일 없이 잉크젯법에 의해 착색 영역의 면적 및 형상이 안정된 컬러 필터를 형성하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 컬러 필터가 적용되는 컬러 표시 장치에 있어서 컬러 필터의 착색 영역에 의해 형성되는 착색 패턴은 특별히 제한되는 것은 아니고, 적당히 적합한 형상을 사용할 수 있다. 예를 들면, 각각 패턴 형상이 직사각형, 정사각형이나 원에 근접한 경우에는 3종류의 패턴이 반복하여 나열되어 있어도 좋고, L자 배열이어도 좋고, 삼각 배열이어도 좋다. 또한, 모자이크 배열이나 랜덤 배열이어도 좋다. 또한, 복수의 착색 영역으로 이루어지는 착색 패턴과 함께 투명 패턴을 포함하는 것으로 할 수 있다. 착색 포토레지스트를 이용한 컬러 필터 제조법에 비교해서 잉크젯법은 포토마스크를 사용하는 일 없이 여러 가지 패턴을 선택할 수 있는 특징을 갖는다. 또한, 4색 이상의 다색 표현에 있어서는 포토리소 공정을 복수 반복할 필요는 없어 비용상 우위이다. 또한, 본 명세서 중에 있어서의 「무착색」이란 컬러 필터 상에 착색 패턴을 형성하지 않는 것을 말한다. 또한, 착색 영역 이외를 투명으로 한는 것이란 안료 등의 착색제를 포함하지 않는 착색 잉크를 사용해서 투명한 화소(투명 영역)를 형성하는 것을 의미한다.

착색 잉크가 자외선 경화성을 가질 경우 잉크젯 도포하고, 건조시킨 후에 적어도 자외선 노광을 실시해서 그 후의 열처리 공정에 의해 패턴 영역이 넓어지지 않도록 하는 방법도 균일한 컬러 필터를 얻는 것에 유효한 수단으로서 취할 수 있다. 이러한 방법을 채용할 경우에는 자외선 노광에 의해 착색 잉크를 완전히 경화시킬 필요는 없고, 그 후의 처리에 의해 패턴 영역이 넓어지지 않을 정도의 자외선 조사량이면 좋다.

또한, 본 발명의 컬러 필터의 용도로서 적합하게 사용되는 컬러 표시 장치의 동작 원리는, 예를 들면 이하와 같다. 즉, 적어도 한쪽에 컬러 필터를 형성한 한쌍의 투명 기판 사이에 백색 전기영동 입자와 흑색 전기영동 입자를 투명 분산매 중에 분산시켜서 밀봉한 마이크로 캡슐 또는 백색 및 흑색의 표면 영역을 갖는 회전 입자를 배치한 컬러 표시 장치에 있어서 전기영동 입자 또는 회전 입자에 대하여 컬러 필터측이 정이 되는 방향의 전계를 인가하면 백색 전기영동 입자 또는 회전 입자의 백색 영역이 부에 대전되어 있을 경우 컬러 필터측으로 이동하고, 또는 회전에 의해 방향을 변경하여 관찰측(시인측)으로부터의 광이 그것에 반사해서 대향하는 착색 패턴을 투과하고, 그 착색 패턴의 색 표시가 된다. 반대로 전기영동 입자 또는 회전 입자에 대하여 컬러 필터측이 부가 되는 방향의 전계를 인가하면 흑색 전기영동 입자 또는 회전 입자의 흑색 영역이 컬러 필터측으로 이동하고, 또는 회전에 의해 방향을 변경하여 관찰측으로부터의 광이 그것에 흡수되고, 색 표시는 이루어지지 않는다. 이와 같이 전기영동 입자 또는 회전 입자에 인가되는 전계의 방향을 적당히 선택·제어함으로써 소정의 컬러 표시를 행할 수 있다.

(발명의 효과)

이상과 같이 구성되는 본 발명의 컬러 필터에 의하면 밝은 컬러 전자 페이퍼를 실현하는 것이 가능하다. 또한, 컬러 필터 제조에 있어서 공정 수, 재료 사용량의 삭감에 공헌함과 아울러 서로 혼색하는 일 없이 안정된 착색 영역의 형성이 가능해진다.

또한, 컬러 필터를 형성하는 투명 지지 기재로서 유기 필름을 사용하거나 투명 지지 기재를 사용하지 않고 모노크롬 표시 장치의 기판의 한쪽에 직접 투명 수지층을 형성해서 소정의 착색 영역을 형성함으로써 전자 페이퍼의 경량화, 박형화에 공헌한다. 또한, 종래의 모노크롬형 전자 페이퍼 상에 본 컬러 필터 필름을 부착시키는 정도의 간편한 컬러화 수단으로서 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 컬러 표시 장치의 일례를 나타내는 단면 모식도(일부)이다.
도 2는 컬러 표시 장치에 있어서의 한쌍의 투명 기판 중 TFT를 갖는 구동측의 투명 기판의 모양을 설명하는 평면 모식도이다.
도 3은 착색 잉크의 묘화 패턴을 나타내는 모식 설명도이다.
도 4는 착색 잉크의 다른 묘화 패턴을 나타내는 모식 설명도이다.
도 5는 착색 잉크에 의한 착색 영역의 모양을 나타내는 모식 설명도이다.
도 6은 착색 잉크에 의한 8타점 묘화에 있어서의 묘화순을 나타내는 모식 설명도이다.
도 7은 묘화 패턴의 표면 형상을 나타내는 표면 형상측정 데이터이다.

이하, 본 발명의 실시형태로서의 실시예를 나타내어 본 발명에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 「부」의 표기는 특별히 언급이 없는 한 모두 중량부이다.

실시예

[착색 잉크젯 잉크(R1; 레드, G1; 그린, B1; 블루의 조제]

표 1에 나타낸 바와 같이 우선 컬러 필터용 미세 안료를 사용해서 고분자 분산제를 공존 하에서 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트를 용매로 해서 비즈밀 중에서 분산을 행하고, 레드, 그린 및 블루의 분산액을 조제했다. 이 분산액을 바탕으로 표 1에 나타내는 조성으로 혼합하고, 혼합 용액을 1㎛ 마이크로 필터에 의해 가압 여과를 행하여 각 색의 착색 잉크젯 잉크(착색 잉크)를 조제했다. 물성값을 함께 표 1에 나타낸다.

또한, 상기 표 1 및 후술하는 표 2에 있어서의 약칭의 의미는 이하와 같다.

「PE-4A」: 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트(kyoeisha Chemical Co.,Ltd.제)

「EGDAC」: 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(Daicel Chemical Industries,Ltd.제)

「KBM-5103」: 3-아크릴록시프로필트리메톡시실란(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.제)

「Irgcure907」: 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온(Ciba Japan K.K.제)

「BYK-378」: 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산계 계면활성제(빅케미사제)

「PR254」: 피그먼트 레드 254

「PG36/PY150=50/50」: 피그먼트 그린 36과 피그먼트 옐로 150의 공분산

「PB15:6」: 피그먼트 블루 15:6

「P1」: 합성예 1에서 얻어진 수지

「P2」: 합성예 2에서 얻어진 수지

「P3」: 합성예 3에서 얻어진 수지

「P4」: 포화 폴리에스테르 수지TP217(The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.제, 분자량 16000, 유리 전이점 40℃, 40% 농도)

「Q1」: 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트(kyoeisha Chemical Co.,Ltd.제 PE-4A)

「Q2」: 트리메틸롤프로판트리아크릴레이트(TMPA)

또한, 표 1에 나타내는 물성값에 대해서 잉크 점도는 E형 점도계를 사용해서 23℃에서 측정을 행했다. 잉크 표면 장력은 백금판을 사용한 부력법에 의해 CBVP-Z(Kyowa Interface Science Co., Ltd제)를 사용해서 23℃에서 측정했다. 또한, 이하에서 설명하는 착색 화소(착색 영역)의 표면 형상 및 크기에 대해서는 착탄 후 및 경화 후의 형상을 광학현미경으로 측정하고, 또한 형상을 광학 간섭식 표면 형상 측정기 WYCONT110O(Veeco Instruments Inc.제)를 사용해서 측정했다. 또한, Konica Minolta Holdings, Inc.제 잉크젯 헤드(KM512M, 14pl사양)를 사용해서 구동 주파수 4.8㎑, 인가 전압 16.8V에서 헤드 온도 23℃에서 상기에서 얻어진 각 착색 잉크 R1, B1, G1의 10분간 연속 토출 시험을 행한 결과 노즐 막힘은 전혀 없이 양호한 토출 특성을 나타내는 것을 확인했다.

[투명 수지층을 형성하는 투명 수지 조성물의 조제]

이하의 합성예에서 얻어진 수지 용액의 특성을 이하와 같이 해서 구했다.

<고형분 농도>

합성에 의해 얻어진 수지 용액(반응성 생물이나 중합성 이중 결합 함유 (메타)아크릴레이트 수지의 경우를 포함한다) 1g을 유리 필터[중량: W0(g)]에 함침시켜서 칭량하고[m1(g)], 160℃에서 2시간 가열한 후의 중량[W2(g)]으로부터 이하 식에 의해 구했다.

고형분 농도(중량%)=100×(W2-W0)/(W1-W0)

<산가>

수지 용액을 디옥산으로 용해시키고, 전위차 적정 장치(히라누마 세이사쿠쇼제 상품명 COM-1600)를 사용해서 1/10N-KOH 수용액으로 적정해서 구했다.

<분자량>

테트라히드로푸란을 전개 용매로 하고, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 표준 폴리스티렌 환산값으로 해서 중량 평균 분자량(Mw)을 구한 값이다.

<유리 전이점>

수지 용액을 유리 기판 상에 스핀코트하고, 100℃에서 1시간 건조한 후에 얻어진 도막을 사용해서 DSC법에 의해 유리 전이점을 구했다.

<점성>

건조 후의 투명 수지층의 표면에 접촉함으로써 점착성을 나타내지 않고, 또한 지문 흔적이 남지 않는 것을 「점성이 보이지 않음○」로 정의했다.

<투명성>

소정의 투명 지지 기재를 레퍼런스로 하고, 투명 수지층을 실시한 투명 수지가 부착된 지지 기재를 Hitachi High-Tech Fielding Corporation제 U-4000로 투과율을 350㎚~700㎚ 파장광으로 측정했다.

(합성예 1)

질소 도입관 및 환류관이 부착된 1000㎖ 4구 플라스크 중에 메타크릴산 이소부틸(iBMA) 54.5g(0.384㏖), 메타크릴산 메틸(MMA) 76.8g(0.768㏖), 2,2'-아조비스(2-메틸-부티로니트릴)(AIBN) 1.0g(0.006㏖) 및 PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) 200g을 주입하고, 80~85℃에서 질소 분위기 하, 8시간 교반해서 중합시켰다. 실온으로 냉각한 후 그 고형분을 30%로 조정하도록 PGMEA를 첨가해서 수지 용액 1을 얻었다. 얻어진 수지 용액 1에 포함되는 수지 P1은 Mw=65000, 산가는 1 이하로 측정 불능이었다. 유리 전이점은 45-50℃이었다.

(합성예 2)

질소 도입관 및 환류관이 부착된 1000㎖ 4구 플라스크 중에 메타크릴산(MAA) 33.0g(0.384㏖), 메타크릴산 이소부틸(MPA) 6.15g(0.0433㏖), AIBN 2.21g(0.012㏖) 및 PGMEA 80g을 주입하고, 80~85℃에서 질소 분위기 하, 8시간 교반해서 중합시켰다. 또한, 플라스크 내에 메타크릴산 글리시딜(MGA) 48.8g(0.384㏖), 트리페닐포스핀 1.44g(0.0055㏖) 및 2,6-디-tert-부틸-크레졸 0.055g을 PGMEA 83g과 함께 주입하고, 80~85℃에서 16시간 교반하여 중합성 이중 결합 함유 (메타)아크릴레이트 수지를 얻었다. 얻어진 중합성 이중 결합 함유 (메타)아크릴레이트 수지의 IR 측정으로부터 1409㎝^-1(비닐기), 1186㎝^-1(카르복실기)에 피크가 관측되었다. 이것에 의해 중합성 이중 결합 함유 (메타)아크릴레이트 수지인 것을 확인했다. 또한, PGMEA로 희석해서 고형분 농도 30%의 수지 용액 2를 조정했다. 얻어진 수지 용액 2에 포함되는 수지 P2의 평균 분자량 Mw=19000, 산가는 100㎎KOH/g이었다. 수지의 유리 전이 온도는 35-40℃이었다.

(합성예 3)

질소 도입관 및 환류관이 부착된 1000㎖ 4구 플라스크 중에 메타크릴산 18.9g(0.219㏖), 메타크릴산 메틸 38.4g(0.384㏖), 편말단 카르복실기를 갖는 MMA/MPA 공중합체(중량 평균 분자량 6000에 메타크릴산 글리시딜을 등몰량 부하시킨 반응성 마크로머) 7.84g(약 0.0013㏖), AIBN 1.00g(0.0052㏖) 및 PGMEA 120g을 주입하고, 80~85℃에서 질소 분위기 하, 8시간 교반해서 중합시켰다. 또한, 플라스크 내에 메타크릴산 글리시딜 46.9g(0.219㏖), 트리페닐포스핀 1.44g(0.0055㏖) 및 2,6-디-tert-부틸-크레졸 0.055g을 PGMEA 80g과 함께 주입하고, 80~85℃에서 16시간 교반하여 중합성 이중 결합 함유 (메타)아크릴레이트 수지를 얻었다. 얻어진 중합성 이중 결합 함유 (메타)아크릴레이트 수지의 IR 측정으로부터 1409㎝^-1(비닐기), 1186㎝^-1(카르복실기)에 피크가 관측되었다. 이것에 의해 중합성 이중 결합 함유 (메타)아크릴레이트 수지인 것을 확인했다. 또한, PGMEA로 희석해서 고형분 농도 30%의 수지 용액 3을 조정했다. 얻어진 수지 용액 3에 포함되는 수지 P3의 평균 분자량 Mw=47000, 산가는 4㎎KOH/g이었다. 수지의 유리 전이 온도는 60-65℃이었다.

[실시예 1]

표 2에 나타낸 바와 같이 합성예 1에서 얻어진 수지 용액(P1 용액)을 사용해서 이것에 계면활성제 BYK333(빅케미제) 0.01중량부를 첨가하고, 또한 용제로서 PGMEA를 첨가해서 고형분 20중량% 용액으로 하고, 0.2㎛ 필터로 0.5㎏/㎠으로 가압 여과를 행하여 소망의 투명 수지 조성물을 얻었다. 이어서, 이것을 사용해서 이접착 PET(TOYOBO CO., LTD.제 A4100, 막두께 100㎛)의 이접착면에 건조 후 막두께가 5㎛가 되도록 슬릿코트로 인쇄하고, 상온에서 1200㎩×20초, 400㎩×30초로 진공 건조시키고, 그 후 70℃×5분간 핫플레이트 상에서 열 건조시켜서 투명 수지층이 부착된 PET 필름을 얻었다. 투명 수지층의 도막 표면에 점성은 없었다. 또한, 그 400㎚에 있어서의 광선 투과율은 95% 초과이었다.

이어서, Konica Minolta Holdings, Inc.제 잉크젯 헤드 KM512M(14pl 토출 가능한 노즐 512구멍을 장착)을 사용해서 상술의 착색 잉크젯 잉크 G1을 상술하는 투명 수지층이 부착된 PET 필름의 투명 수지층에 대하여 302㎛ 피치로 1타점으로 묘화해서 투명 수지층 상에 형성되는 착색 영역의 퍼짐을 관찰했다. 묘화 후 핫플레이트 상에서 70℃에서 3분간 건조를 행하고, 자외선 노광기로 1500mJ(I선 기준) 노광하고, 70℃에서 10분간 어닐링 처리를 더 행하고, 액적의 수지층 상의 퍼짐을 측정했다. 묘화 직후로부터 퍼짐 지름은 94㎛이며, 건조, 노광, 어닐링과 공정를 거쳐도 착색 영역의 확대는 대부분 관찰되지 않고, 그 단면 형상도 볼록 형상이었다.

이어서, 상기와 마찬가지로 해서 별도로 준비한 투명 수지층이 부착된 PET 필름에 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 1회째의 묘화에서 Y방향으로 중심간 거리를 50㎛ 떨어져서 G1 잉크를 2방울 묘화하고, 이것을 묘화 방향(Y방향)으로 302㎛ 피치 떨어져서 연속해서 묘화했다. 또한, 5초 후에 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 2회째의 묘화를 1회째의 묘화로부터 X방향으로 중심간 거리를 45㎛ 떨어져서 2방울을 마찬가지로 나란히 묘화하고, 합계 4방울을 겹쳐서 1화소 내의 착색 영역이 되도록 하고, 착색 영역을 형성해서 착색 도막의 퍼짐을 관찰했다. 묘화 후 70℃에서 3분간 건조하고, 자외선 노광기로 1500mJ 노광하고, 70℃에서 10분간 열처리를 더 행하여 착색 영역의 퍼짐을 관찰했다. 이때의 착색 영역은 도 5(b)에 나타내는 형상 및 퍼짐은 150㎛×150㎛ 내로 받아들여진다(도 5(b)에서 말하는 Xmax=150㎛, Ymax=150㎛). 또한, 액적과 투명 수지층의 접촉선이 건조/노광/열처리 중에도 유지되어 있고, 4방울이 하나의 원상으로 퍼진 형상의 도트가 되는 일은 없었다.

또한, 단면 형상을 관찰하기 위해서 상기와 마찬가지로 해서 별도로 준비한 투명 수지층이 부착된 PET 필름에 대하여 도 6에 나타내는 바와 같이 120㎛×120㎛의 범위 내에 15pl×8방울을 인쇄하고(도 6에서 말하는 Xmax=120㎛, Ymax=120㎛), 이것을 3×3되 형성하고, 도 7(a)에 나타내는 일점 쇄선을 따라 촉침식 표면 형상 측정기를 사용해서 표면 형상을 관찰했다. 결과를 도 7(b)에 나타낸다. 이 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 15pl×8방울로 이루어지는 1되끼리의 경계부는 착색 도막이 바뀌는 경우는 없지만 착색 도막과 착색 도막 사이에 투명 수지층이 넓어져서 생긴 겹침이 관찰되었다. 이것은 투명 수지층에 착색 잉크 중의 투명 수지가 침투하는 한편, 착색 도막은 투명 수지층 표면에 고정되어 있는 것을 나타내고 있다.

[비교예 1]

TOYOBO CO., LTD.제 이접착 PET(A4100)의 이접착면(잉크가 번지기 쉬운 처리를 한 면)에 대하여 투명 수지층을 형성하는 일 없이 실시예 1과 마찬가지로 해서 G1 잉크를 직접 묘화하고, 마찬가지로 해서 건조, 노광, 열처리를 행했다. PET 상에 있어서의 액적의 퍼짐 지름은 150㎛를 초과해서 젖어서 퍼져 있고, 그 경계면은 일정하지 않았다.

또한, 실시예 1과 마찬가지로 해서 G1 잉크를 4방울 겹쳐서 1화소 내의 착색 영역이 되도록 해서 착색 영역을 형성했다. 묘화 후의 액적의 퍼짐 지름은 150㎛×150㎛를 초과하고, 각 착색 영역의 퍼짐 형상을 비교해도 일정하지 않았다.

[비교예 2]

TOYOBO CO., LTD.제 이접착 PET(A4100)의 통상 PET면(이접착 처리가 되지 않는 면)에 투명 수지층을 형성하는 일 없이 실시예 1과 마찬가지로 해서 묘화를 행하여 착색 영역을 형성하고, 그 확대를 관찰한 결과 도 5(a)에 나타내는 1개의 원상으로 퍼진 형상의 착색 영역이 되어 있었다.

[실시예 2]

합성예 2에서 조제한 수지 용액(P2 용액)을 사용해서 표 2에 나타내는 조성으로 투명 수지 조성물을 조정하고, TOYOBO CO., LTD.제 이접착 PET(A4100)의 이접착면에 실시예 1과 마찬가지로 해서 5㎛ 막두께로서 투명 수지층을 형성했다. 건조 후의 투명 수지층 표면의 점성은 없고, 또한 그 400㎚의 광선 투과율은 95% 초과이었다.

이어서, 실시예 1과 마찬가지로 해서 투명 수지층이 부착된 PET 필름의 투명 수지층에 대하여 G1 잉크를 직접 묘화하고(단, Y 방향의 중심간 거리는 45㎛ 떨어져서 겹치도록 했다), 마찬가지로 해서 건조, 노광, 열처리를 행했다. 묘화 직후 및 열처리 후에도 투명 수지층 상에 있어서의 착색 영역은 도 5(b)에 나타내는 형상이며, 그 퍼짐은 150㎛×150㎛ 내로 받아들여져 있었다. 또한, 액적과 투명 수지층의 접촉선이 건조/노광/열처리 중에도 유지되어 있고, 4방울이 하나의 원상으로 퍼진 형상의 도트가 되는 경우는 없었다.

[실시예 3~4]

표 2의 실시예 3, 4에 나타낸 바와 같이 합성예 1에서 조제한 수지 용액(P1 용액)과 합성예 2에서 조제한 수지 용액(P2 용액)을 각각 사용하고, 또한 다관능 아크릴 모노머로서 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트(kyoeisha Chemical Co.,Ltd.제 PE-4A)(Q1)를 사용하고, 또한 광 개시제로서 이르가큐어 907(BASF제), 계면활성제로서 BYK333을 표 2에 나타내는 조성으로 혼합해서 투명 수지 조성물을 조제하고, TOYOBO CO., LTD.제 이접착 PET(A4100)의 이접착면에 실시예 1과 마찬가지로 하여 5㎛ 막두께로 해서 투명 수지층을 형성했다. 건조 후의 투명 수지층 표면의 점성은 없고, 또한 그 400㎚의 광선 투과율은 97% 초과이었다.

이어서, 실시예 1과 마찬가지로 해서 타점 피치 50㎛로 G1 잉크를 4타점이 겹치도록 직접 묘화하고, 마찬가지로 해서 건조, 노광, 열처리를 행했다. 묘화 직후 및 열처리 후에도 PET 상에 있어서의 액적의 퍼짐 지름은 이때의 착색 영역은 도 5(b)에 나타내는 형상이며, 그 퍼짐은 150㎛×150㎛ 내로 받아들여져 있었다. 또한, 액적과 투명 수지층의 접촉선이 건조/노광/열처리 중에도 유지되어 있고, 4방울이 하나의 원상으로 퍼진 형상의 도트가 되는 경우는 없었다.

[실시예 5~9]

표 2의 실시예 5~9에 나타낸 바와 같이 수지 용액(P2~P4 용액)을 사용해서 표 2에 나타내는 조성의 투명 수지 조성물을 조제하고, TOYOBO CO., LTD.제 이접착 PET(A4100)의 이접착면에 실시예 1과 마찬가지로 하여 5㎛ 막두께로 해서 투명 수지층을 형성했다. 건조 후의 투명 수지층 표면의 점성은 없고, 또한 그 400㎚의 광선 투과율은 97% 초과이었다.

이어서, 실시예 1과 마찬가지로 해서 G1 잉크를 타점 피치 50㎛ 또는 45㎛(Y방향) 및 45㎛(X방향)으로 4타점이 겹치도록 직접 묘화하고, 마찬가지로 해서 건조, 노광, 열처리를 행했다. 묘화 직후 및 열처리 후에도 PET 상에 있어서의 액적의 퍼짐 지름은 이때의 착색 영역은 도 5(b)에 나타내는 형상이며, 그 퍼짐은 150㎛×150㎛ 내로 받아들여져 있었다. 또한, 액적과 투명 수지층의 접촉선이 건조/노광/열처리 중에도 유지되어 있고, 4방울이 하나의 원상으로 퍼진 형상의 도트가 되는 경우는 없었다.

[실시예 10]

포화 폴리에스테르 수지 TP 217(P4: The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.제, 분자량 16000, 유리 전이점 40℃, 40% 농도)을 사용하고, 그 외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 TOYOBO CO., LTD.제 이접착 PET(A4100)의 이접착면에 투명 수지층을 형성했다. 건조 후의 투명 수지층 표면의 점성은 없고, 또한 그 400㎚의 광선 투과율은 95% 초과이었다.

이어서, 실시예 1과 마찬가지로 해서 G1 잉크를 4타점이 겹치도록 직접 묘화하고, 마찬가지로 해서 건조, 노광, 열처리를 행했다. 묘화 직후 및 열처리 후도 PET 상에 있어서의 액적의 퍼짐 지름은 이때의 착색 영역은 도 5(b)에 나타내는 형상이며, 그 퍼짐은 150㎛×150㎛ 내로 받아들어져 있었다. 또한, 액적과 투명 수지층의 접촉선이 건조/노광/열처리 중에도 유지되어 있고, 4방울이 하나의 원상으로 퍼진 형상의 도트가 되는 경우는 없었다.

이하 실시예 11~20에 있어서는 TFT의 1화소의 사이즈를 151㎛×153㎛ 로 해서 600×800화소의 6인치 패널에 대응하는 컬러 필터를 제작했다. 그리고 이들의 컬러 필터는 마이크로 캡슐을 사용한 전기영동식의 모노크롬 표시 전자 서적 Kindle(아마존사제 D701)의 투명 기판측에 점착해서 컬러 표시 장치를 얻도록 했다.

[실시예 11]

Konica Minolta Holdings, Inc.제 잉크젯 헤드 KM512M(14pl 토출 가능한 노즐512구멍을 장착)을 사용해서 상술의 착색 잉크 R1,G1,B1을 실시예 1에서 작성한 투명 수지층이 부착된 PET 필름의 투명 수지층에 대하여 실시예 1에서 나타낸 묘화 방법에 의해 4타점에 의한 착색 영역을 형성하고, 또한 도 4에 나타내는 X방향으로 153㎛ 피치(306㎛ 피치로 2회에 나누어서 형성), Y방향으로 151㎛ 피치(302㎛ 피치로 2회에 나누어서 형성)로 각 색을 어긋나게 묘화해서 연속한 착색 영역을 형성함으로써 6인치 사이즈의 컬러 필터를 제작했다. 묘화 후 핫플레이트 상에서 70℃에서 3분간 건조를 행하고, 자외선 노광기로 1500mJ(I선 기준) 노광하고, 70℃에서 10분간 열처리를 더 행했다. 처리 과정에 있어서의 각 액적의 3색의 중복은 전혀 보이지 않고, 볼록 형상을 나타내고, 착색 영역의 면적은 TFT 기판의 화소 개구부에 대하여 3색 모두 50% 이상, 90% 이하가 되었다.

상기에서 얻어진 컬러 필터를 사용해서 1화소의 피치 151㎛×153㎛, 600×800화소 수의 6인치 모노크롬 전자 페이퍼 패널에 아크릴계 투명 점착제를 통해 점착함으로써 컬러 표시 소자를 제작했다. 각 색의 화소를 점등한 결과 착색 화소간의 혼색은 보이지 않았다. 또한, 컬러 필터를 점착하기 전의 모노크롬 표시를 100%로 했을 때에 비교해서 컬러 표시 소자의 반사율은 모두 60%를 초과하여 밝은 패널이 얻어진 것을 확인했다.

[실시예 12~20]

Konica Minolta Holdings, Inc.제 잉크젯 헤드 KM512M(14pl 토출 가능한 노즐512구멍을 장착)을 사용해서 상술의 착색 잉크 R1,G1,B1을 실시예 2~10에서 작성한 투명 수지층이 부착된 PET 필름의 투명 수지층에 대하여 실시예 1에서 나타낸 묘화 방법으로 4타점에 의한 착색 영역을 형성하고, 또한 도 4에 나타내는 X방향으로 153㎛ 피치(306㎛ 피치로 2회에 나누어서 형성), Y방향으로 151㎛ 피치(302㎛ 피치로 2회에 나누어서 형성)로 묘화해서 연속한 착색 영역을 얻어 6인치 사이즈의 컬러 필터를 제작했다. 묘화 후 핫플레이트 상에서 70℃에서 3분간 건조를 행하고, 자외선 노광기로 1500mJ(I선 기준) 노광하고, 70℃에서 10분간 열처리를 더 행했다. 처리 과정에 있어서의 각 액적의 3색의 중복은 전혀 보이지 않고, 볼록 형상을 나타내고, 착색 영역의 면적은 TFT 기판의 화소 개구부에 대하여 3색 모두 50% 이상, 90% 이하가 되었다.

상기에서 얻어진 컬러 필터를 사용해서 1화소의 피치 151㎛×153㎛, 600×800 화소 수의 6인치 모노크롬 전자 페이퍼 패널에 아크릴계 투명 점착제를 통해 점착함으로써 컬러 표시 소자를 제작했다. 각 색의 화소를 점등한 결과 착색 화소간의 혼색은 보이지 않았다. 또한, 컬러 필터를 점착하기 전의 모노크롬 표시를 100%로 했을 때에 비교해서 컬러 표시 소자의 반사율은 모두 60%를 초과하여 밝은 패널을 얻어진 것을 확인했다.

[비교예 3]

TOYOBO CO., LTD.제 이접착 PET(A4100)의 이접착면에 대하여 투명 수지층을 형성하는 일 없이 실시예 11과 마찬가지로 해서 R1,G1,B1 잉크를 각각 1화소에 4타점이 되도록 묘화하고, 마찬가지로 해서 건조, 노광, 열처리를 행했다. PET 상에 있어서의 액적의 퍼짐 지름은 150㎛를 초과해서 젖어서 퍼져 있고, 혼색이 보여졌다.

[실시예 21]

건조 후의 투명 수지층의 막두께를 30㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 A4100의 이접착면에 투명 수지층을 형성했다. 건조 후의 투명 수지층 표면의 점성은 없고, 또한 그 400㎚ 투과율은 95% 초과이었다.

이어서, 실시예 1과 마찬가지로 해서 G1 잉크를 직접 묘화하고, 마찬가지로 해서 건조, 노광, 열처리를 행했다. 묘화 직후 및 열처리 후에도 PET 상에 있어서의 액적의 퍼짐 지름은 이때의 착색 영역은 도 5(b)에 나타내는 형상이며, 그 퍼짐은 150㎛×150㎛ 내로 받아들여져 있었다. 또한, 액적과 투명 수지층의 접촉선이 건조/노광/열처리 중에도 유지되어 있고, 4방울이 하나의 원상으로 퍼진 형상의 도트가 되는 경우는 없었다.

[참고예 1]

건조 후의 투명 수지층의 막두께를 0.2㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 A4100의 이접착면에 투명 수지층을 형성했다. 건조 후의 투명 수지층 표면의 점성은 없고, 또한 그 400㎚ 투과율은 95% 초과이었다.

이어서, 실시예 1과 마찬가지로 해서 G1 잉크를 투명 수지층막 상에 직접 묘화하고, 마찬가지로 해서 건조, 노광, 열처리를 행했다. 그 결과 1액적의 퍼짐 지름은 150㎛를 초과해서 젖어서 퍼져 있고, 또한 4타점을 겹쳤을 경우에는 그 경계면은 일정하지 않았다.

1: 구동 스위치 2: 구동 전극
3: 구동측 기판 4: 도전층
5: 투명 기판 6: 백색 입자
7: 흑색 입자 8: 분산매
9: 마이크로 캡슐 10: 표시 매체
11: 컬러 필터 12: 투명 수지층부 지지 기판
13: 투명 수지층 14: 착색층

Claims (7)

1. 모노크롬 표시 장치와 상기 표시 장치의 시인측에 배치된 컬러 필터를 구비한 컬러 표시 장치에 사용되는 컬러 필터로서:
   상기 컬러 필터는 투명 수지가 용해된 수지 용액을 포함한 투명 수지 조성물로 이루어지는 투명 수지층을 갖고,
   상기 투명 수지층 상에는 적어도 상온에서 액상인 수지, 상온에서 고형인 수지, 착색제 및 용매를 필수 성분으로서 함유하는 복수색의 착색 잉크로 이루어지는 착색 영역이 잉크젯법에 의해 형성되어 있고,
   상기 투명 수지층은 착색 잉크의 용매 및 액상 수지만을 흡수해서 착색 영역을 형성하고, 또한 상기 착색 영역 이외에는 무착색 또는 투명하게 한 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 투명 수지층은 두께 1㎛ 이상 30㎛ 이하이며, 또한 400㎚에 있어서의 광선 투과율은 95% 이상인 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 투명 수지층은 투명 필름으로 이루어지는 투명 지지 기재 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 착색 잉크는 자외선 경화성 성분을 함유하고, 잉크젯법에 의해 투명 수지층 상에 토출해서 건조시킨 후 자외선에 의해 경화시켜서 착색 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 투명 수지층을 형성하는 투명 수지 조성물은 자외선 경화성 성분을 함유하고, 잉크젯법에 의해 착색 잉크를 토출해서 건조시킨 후 적어도 자외선에 의해 경화시켜서 투명 수지층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 투명 수지층 및/또는 상기 착색 잉크에 포함되는 자외선 경화성 성분은 적어도 투명 아크릴 수지 또는 다관능 아크릴 모노머를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 투명 수지 조성물 100중량부에 대하여 계면활성제를 0.005~0.5중량부 함유한 투명 수지 조성물을 사용해서 투명 수지층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.

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