JP2005017819A - 表示装置用カラーフィルタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透明基板の一方の面に、合成樹脂エマルションAと該合成樹脂エマルションAより低い最低造膜温度の合成樹脂エマルションBの混合塗液を塗布し、該塗膜を、合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以下、且つ該合成樹脂エマルションBの最低造膜温度以上の温度で溶剤を揮発させると共に、合成樹脂エマルションBのみを連続被膜化した半成膜受像層を形成し、この半成膜受像層上にインクジェット法により着色インクをパターニング塗布することにより解決した。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界放射型表示装置、蛍光表示装置、プラズマディスプレイ(PDP)及び液晶表示装置などの表示装置用カラーフィルタ及び表示装置に関するものであり、特にインクジェット法により製造されるカラーフィルタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
表示装置において、カラー表示、反射率の低減、コントラストの改善、分光特性制御などの目的にカラーフィルタを用いることは、有用な手段となっている。この表示装置に用いるカラーフィルタは、多くの場合、カラーフィルタは画素として形成されて使用されるものである。このカラーフィルタの画素を形成する方法として、これまで実用されてきた方法としては、フォトリソグラフィ法、印刷法などがあげられる。
【0003】
これらの画素を形成する方法の他の方法として、プリンタで実用されてきたインクジェット法による画素形成方法を、カラーフィルタの製造に適用する技術が提案されている。しかし、カラーフィルタをインクジェット法により形成する方法においては、インクジェットによるインク粒子の飛散や、インクのにじみが発生し易いので、画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープなカラーフィルタを得ることは困難であった。
【0004】
近年、このインク粒子の飛散や、インクのにじみを防ぐため、基板上に受像層処理を施す手段をとることが提案されている。例えば、特許文献1、特許文献2では、ブラックマトリクスを設けた基板上に、インク吸収性樹脂層を積層し、光照射等で開口部と遮光部のインク濡れ性を制御する方法、特許文献3では、基板上にインク吸収性樹脂層を設け、光照射等でインク濡れ性の高い部分と低い部分を形成し、インク濡れ性の高い部分に着色インクを付与し、低い部分の上に遮光部材を配する方法などが提案されている。
【0005】
しかし、基板上に受像層を設けてインクジェット法によりカラーフィルタを形成する場合、着色インクの濡れ広がりを制御することが不可欠であり、この制御を行うための指針が明確になってはいない。
また、優れたインク吸収性を付与しようとすると、画素形成後のカラーフィルタの耐性が乏しくなる傾向にあり、これらをバランス良く制御できる材料設計が課題として挙げられる。
【0006】
【特許文献1】
特開平08−338905号公報
【特許文献2】
特開平09−15580号公報
【特許文献3】
特開平09−26508号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、インクジェット法により形成するカラーフィルにおいて、透明基板上に受像層を設け、その受像層上での着色インクの濡れ広がりを制御し、画素濃度の均一性、且つ耐性、特に耐薬品性に優れたカラーフィルタおよびその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明基板の上にインクジェット法により形成したパターン状着色層を具備する表示装置用カラーフィルタの製造方法において、少なくとも、透明基板の一方の面に、(1)合成樹脂エマルションAと該合成樹脂エマルションAより低い最低造膜温度の合成樹脂エマルションBの混合塗液を塗布、(2)該合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以下、且つ該合成樹脂エマルションBの最低造膜温度以上の温度で溶剤を揮発させると共に、合成樹脂エマルションBのみを連続被膜化した半成膜受像層を形成、(3)該半成膜受像層上にインクジェット法により着色インクをパターニング塗布、(4)着色パターニングされた半成膜受像層を前記合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以上の温度で加熱し、合成樹脂エマルションAを連続被膜化し全成膜受像層を形成、の工程で形成されることを特徴とする表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
この合成樹脂エマルションA,合成樹脂エマルションBからなる受像層を、透明基板の上に形成し、該合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以下、且つ該合成樹脂エマルションBの最低造膜温度以上の温度で溶剤を揮発させ、且つ合成樹脂エマルションBを被膜化して半成膜受像層を形成し、この未成膜の合成樹脂エマルションAの粒子で構成される多孔質な空隙を有する半成膜受像層上にインクジェット法により、着色インクをパターニング塗布することで、着色インクの濡れ広がりを制御し、画素濃度の均一性を発現し、その後、前記合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以上の温度で全成膜受像層することにより、耐性に優れたカラーフィルタが得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるカラーフィルタを、その実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明によるカラーフィルタの製造の一実施例を示す説明図である。
表示装置用カラーフィルタ(1)の1つ目の形態としては、図1に示すように、透明基板(2)の上にパターン状遮光層(3)が形成し、さらにその上に受像層(4)が設けられた基板を用いる。
そして、パターン状遮光層の開口部に相当する位置に、インクジェット法により着色インクで赤色(R),緑色(G),青色(B)各々のパターン状着色層(5)が形成する。
他の形態としては、図2に示すように、透明基板(2)の上に受像層(4)が設けた基板を用いる。
その上にインクジェット法により、着色インクで赤色(R),緑色(G),青色(B)各々のパターン状着色層(5)が形成し、その後、例えば熱転写法により、パターン状着色層(5)の間にパターン状遮光層(3)が形成したされている。
このとき、受像層上での着色インクの濡れ広がりを制御することで画素濃度の均一性に優れたカラーフィルタが得られる。
【0010】
図1、図2において、本発明に用いる透明基板(2)は、十分な強度、平坦性、耐熱性、光透過性などを有するものが好ましい。例えば、通常カラーフィルタ基板として用いられている透明な無アルカリガラス、或いはソーダガラスなどのガラス基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の透明プラスチックフィルム等のプラスチック基板があげられる。
【0011】
本発明におけるパターン状遮光層(3)の材料としては、黒色遮光材、分散剤、樹脂、溶媒を主成分とする黒色樹脂組成物であり、例えば、光重合性モノマー、光重合開始剤などを混合し感光性をもたせた黒色樹脂組成物が好ましいものである。
【0012】
本発明におけるパターン状遮光層(3)の黒色遮光材としては、黒色顔料、黒色染料、無機材料などであり、有機顔料、カーボンブラック、アニリンブラック、黒鉛、酸化チタン、鉄黒などを混合して用いられるものである。
【0013】
また、本発明におけるパターン状遮光層(3)の分散剤としては、非イオン性界面活性剤では、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤では、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどがあげられる。分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を混合して使用してもよい。
【0014】
本発明におけるパターン状遮光層(3)の溶媒としては、黒色樹脂組成物の塗布性、分散安定性などの点から、適宜選択して使用されるものであり、トルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジクライム、シクロヘキサノンなどがあげられる。
【0015】
また、パターン状遮光層(3)は、熱転写により形成するすることが好ましく、この遮光層(3)に含有される樹脂は、レーザー、サーマルヘッド等の熱媒体に対する適性と、転写記録後のパターン状遮光層(3)の耐久性を考慮して、軟化点が70℃から150℃の範囲のものを使用する。
サーマルヘッドを使用して熱転写する場合の熱的条件は、通常300〜400℃で数ミリ秒であり、これを静的な条件に換算すると100〜150℃で5秒となる。
また、前述のように熱転写記録するためには、樹脂が溶解となるまで加熱する必要がある。従って、サーマルヘッドから供給される熱量と、樹脂を溶解状態とすることを考慮すると、融点の上限は150℃となる。この上限以上の融点の樹脂を使用すると、転写時により多くのエネルギーを必要とし、サーマルヘッドの寿命が極端に短くなる。
一方、下限を70℃としたのは、転写後の隔壁の保有安定性を考慮したものであり、融点が70℃以下のエポキシ樹脂を使用した場合、擦過時にパターン状遮光層(3)が損傷する現象が生じる。具体例としては、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系等、前記物性を有する種々の樹脂を用いることができる。
【0016】
本発明における受像層(4)の材料は、樹脂を主成分とし、溶媒、必要に応じて有機微粒子および無機微粒子などを含む構成からなる。
【0017】
本発明における受像層(4)の材料としては、透明であること、受像したインク中の色材の定着性に優れること、また変色や褪色がないこと等の、諸耐性があることなどの性能が要求される。
本発明では、受像層に最低造膜温度が50℃以上で、平均粒子径が500nm以下の合成樹脂エマルションを用いることにより、画素品質、色材の定着性や濡れ性と耐性を両立させる。
このような合成樹脂エマルションとしては、アクリル共重合系、ポリエステル系、ポリウレタン系等の合成樹脂エマルションで構成する。このような合成樹脂エマルションを、最低造膜温度以下で溶媒のみを揮発させることにより、非連続な多孔質被膜を形成することができる。
このように非連続な多孔質被膜からなる受像層とすることで、着色インク付与時の濡れ広がりを制御し、優れた画素品質を得ることができる。
さらに、着色インク付与後、最低造膜温度以上に加熱し、連続被膜化することで耐性を付与することができる。
【0018】
例えば、最低造膜温度が70℃のアクリル共重合系樹脂エマルション(水分散体)を使用する場合、塗材を塗布した後、40℃で乾燥し、水のみを揮発させることにより非連続な多孔質被膜を形成し、着色インク付与後、100℃に加熱し、連続被膜化することで耐性を付与することができる。
【0019】
本発明の合成樹脂エマルションA,合成樹脂エマルションBの最低造膜温度の差は、20℃以上が好ましく、40℃以上であるとさらに好ましい。この温度差が20℃以下であると、被膜化させる合成樹脂エマルションBに合成樹脂エマルションAが誘発されて、粒子同士の融着が起こる可能性があるため好ましくない。
【0020】
本発明で述べる合成樹脂エマルションA,合成樹脂エマルションBの固形分混合比A/Bは、A/B=95/5〜50/50(重量比)の範囲が好ましく、90/10〜70/30の範囲がさらに好ましい。
本発明における合成樹脂エマルションAは、インクジェット記録時に多孔質な空隙を付与し、インクの吸収性を向上させる目的であり、また、合成樹脂エマルションBは、合成樹脂エマルションAの基板への密着性付与、および受像層表面のクラック発生の防止に寄与するものである。そのため固形分量はA>Bであることが好ましい。
ここで、合成樹脂エマルションAが多すぎると、基板への密着性が著しく低下すると共に、受像層表面に亀裂を生じるため好ましくなく、逆に少なすぎると、受像層中の多孔質空隙が少なくなり、よってインクジェット記録時の品位が著しく低下するため好ましくない。
【0021】
本発明で述べる合成樹脂エマルションの溶剤の沸点は、100℃以下で、且つ形成した半成膜受像層中の残留溶剤量が5%以下であることが好ましい。120℃以上の沸点の溶剤であると最低造膜温度以下での乾燥時の溶剤揮発性が著しく低下し、5%以上の残留溶剤を含有し、形成画素の品質を著しく低下させるため好ましくない。
【0022】
また、インクの受像性を高めるために、透明性を損なわない範囲内で、この樹脂に微粒子(フィラー)を含有させることも有効である。フィラーとしては、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、フッ素樹脂系のビニル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド等の熱可塑性樹脂、ポリベンゾグアナミン樹脂、あるいは尿素樹脂等の熱硬化性樹脂からなる合成樹脂微粒子、もしくはセルロース、澱粉系の微粒子などの天然高分子、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、ベントナイト、酸化チタン等、コロイダルシリカ等で知られる無水ケイ酸、含水ケイ酸、含水ケイ酸カルシウム、含水ケイ酸アルミニウム等のホワイトカーボン、アルミナゾル等の無機微粒子などが挙げられる。
また、フィラーの添加量は、受像層100重量部に対し1〜10重量部が好ましいものである。
【0023】
本発明における受像層(4)材料の溶媒は、合成樹脂エマルションの溶媒と同じもの、もしくはエマルション粒子を破壊しない溶媒との混合溶媒で構成される。具体的には、水、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、トルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジクライム、シクロヘキサノン等の一種または二種以上の混合溶剤を用い、濃度が10〜50重量%溶液の塗工液として使用するのが好ましい。
【0024】
また、受像層(4)には、目的に応じて、前記した以外のその他の樹脂、あるいは、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、PH調整剤、消泡剤、その他添加剤を、性能を逸脱しない範囲で適宜混合しても良い。
【0025】
受像層(4)の厚みは、通常、1〜20μm程度、好ましくは2〜10μm程度である。インク受容層の形成は、前記主剤及び硬化剤を適宜な当量比で混合した塗工液を、支持体の少なくとも片面に、グラビアコート、ロールコート、ワイヤーバーコート等の公知の塗工手段によって塗工すれば良い。
【0026】
本発明におけるパターン状着色層(5)を形成するための着色インクの材料は、着色顔料、樹脂、分散剤、溶媒などで構成するものである。
【0027】
着色剤として使用する顔料の具体例としては、Pigment Red9、19、38、43、97、122、123、144、149、166、168、177、179、180、192、215、216、208、216、217、220、223、224、226、227、228、240、Pigment Blue 15、15:6、16、22、29、60、64、Pigment Green7、36、Pigment Red 20、24、86、81、83、93、108、109、110、117、125、137、138、139、147、148、153、154、166、168、185、 Pigment Orange36、 Pigment Violet23などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。さらに、これらは要望の色相を得るために2種類以上を混合して用いても構わない。
【0028】
着色インクに使用する溶剤種としては、インクジェット印刷における適性の表面張力範囲35mN/m以下で、且つ、共沸点が130℃以上のものが好ましい。表面張力が35mN/m以上であると、インクジェット吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼし、また、共沸点が130℃以下であると、ノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果、ノズル詰まり等の不良発生を招くので好ましくない。
具体的には、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−エトキシエチルアセテート、2−ブトキシエチルアセテート、2−メトキシエチルアセテート、2−エトキシエチルエーテル、2−(2−エトキシエトキシ)エタノール、2−(2−ブトキシエトキシ)エタノール、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアセテート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルアセテート、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、上記要件を満たす溶剤なら用いることができる。また、必要に応じて2種類以上の溶剤を混合して用いても構わない。
【0029】
本発明における着色インクの樹脂としては、カゼイン、ゼラチン、ポリビニールアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などが用いられ、色素との関係にて適宜選択されるものである。耐熱性や耐光性が要求される際にはアクリル樹脂が好ましいものである。
【0030】
樹脂への色素の分散を向上させるために、分散剤を用いてもよく、分散剤として、非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどがあげられる。分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を混合して使用してもよい。溶媒としては溶解性の他に経時安定性、乾燥性などが要求され、色素、樹脂との関係にて適宜選択されるものである。
【0031】
また、本発明により形成されるカラーフィルタは画素形成後、その耐性向上を目的として、熱、光、電子線等のエネルギーによる硬化処理が可能である。例えば、受像層成分内に反応性置換基を導入し、エポキシ、イソシアネートなどの硬化剤を併用して硬化させる。
【0032】
本発明におけるカラーフィルタ(1)の透明基板(2)上に形成するパターン状遮光層(3)のは、フォトリソグラフィ法により形成するのが一般的である。
また、着色インクをパターニング付与した受像層上へ、パターン状遮光層(3)の形成は、熱転写法によるものである。受像層(4)の形成は、スピンコータ、ロールコータ、インクジェット法などによるものであり、また、パターン状遮光層(3)、および受像層(4)上の開口部へのパターン状着色層(5)の形成はインクジェット法によるものである。
【0033】
すなわち、図1、図2に示す実施例において、少なくとも、透明基板の一方の面に、
(1)合成樹脂エマルションAと、該合成樹脂エマルションAより低い最低 造膜温度の合成樹脂エマルションBの混合塗液を塗布、
(2)該合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以下、且つ該合成樹脂エマ ルションBの最低造膜温度以上の温度で溶剤を揮発させると共に合成樹脂エ マルションBのみを連続被膜化した半成膜受像層を形成、
(3)該半成膜受像層上にインクジェット法により着色インクをパターニン グ塗布、
(4)着色パターニングされた半成膜受像層を前記合成樹脂エマルションAの最低造膜温度 以上の温度で加熱し、合成樹脂エマルションAを連続被膜化し全成膜受像層を形成することで、着色インクの濡れ広がりを制御し、画素濃度の均一性を発現し、耐性に優れたカラーフィルタとなる。
【0034】
使用するインクジェット装置としては、インクの吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式があり、特にピエゾ変換方式が好適である。インクの粒子化周波数は1〜100KHz程度、ノズル径としては5〜80μm程度,ヘッドを3個配置し、1ヘッドにノズルを60〜200個組み込んだ装置が好適である。また、必要に応じパターン状着色層(5)の形成後に加熱などの硬化を行ってもよい。
【0035】
【実施例】以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
<実施例1>
a、パターン状遮光層の作製;ポリイミド前駆体(東レ(株)製:「セミコファインSP−510」)10重量部、カーボンブラック7.5重量部、NMP130重量部、及び、分散剤(銅フタロシアニン誘導体)5重量部をビーズミル分散機で冷却しながら3時間分散し黒色樹脂組成物を調製した。 この黒色樹脂組成物をスピンコータによって、無アルカリガラス(コーニング社製、品番7059)上に約1.0μmの塗膜に形成した。100℃で20分間の加熱硬化により黒色樹脂組成物の遮光層を形成した。
次に、ポジ型フォトレジスト(ヘキスト社製:AZ1350)をスピンコータによって塗布し、100℃で20分間の加熱硬化した。続いて、マスクを介して10mJ/cm2のUV光露光を行い、ヘキスト社製:AZ現像液を用いてポジ型フォトレジストの現像、及び黒色樹脂組成物の遮光層のエッチングを同時に行った。
次に、130℃で20分間の加熱硬化の後、ポジ型フォトレジストを5%苛性ソーダ水溶液で剥離し、250℃で60分間の加熱硬化を行い、パターン状遮光層を得た。
【0036】
b、受像層の作製;アクリル共重合体樹脂エマルションA(平均粒子径250nm、最低造膜温度90℃、分散媒;水)とアクリル共重合体樹脂エマルションB(平均粒子径150nm、最低造膜温度15℃、分散媒;水)が、固形分混合比A/B=9/1となるように混合し、固形分を25%に調整した塗液を、前記パターン状遮光層を設けたガラス基板上にスピンコートで乾燥後膜厚が3μmになるように塗布し、60℃で5分間乾燥を行い、半成膜受像層を形成した。
【0037】
c、着色インクの調製;メタクリル酸20部、メチルメタクリレート10部、ブチルメタクリレート55部、ヒドロキシエチルメタクリレート15部を乳酸ブチル300gに溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル0.75部を加え70℃にて5時間の反応によりアクリル共重合樹脂を得た。得られたアクリル共重合樹脂を樹脂濃度が10%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈しアクリル共重合樹脂の希釈液とした。 この希釈液80.1gに対し顔料19.0g、分散剤0.9gを添加して、3本ロールにて混練し、赤色、緑色、青色の各着色ワニスを得た。この各着色ワニスをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで顔料濃度が4〜8%、粘度が10cpsになるように調整しR,G,B着色インクを得た。
【0038】
d、カラーフィルタの作製;前記非連続被膜受像層を塗布したガラス基板のパターン状遮光層の開口部上に、前記R,G,B各色の着色インクを使用し、12pl,180dpiヘッド(セイコーインスツルメンツ社製)を搭載したインクジェット印刷装置により、インクジェット法により赤色(R),緑色(G),青色(B)各々のパターン状着色層(5)を形成した後、120℃で5分間、着色インクを乾燥するとともに全成膜受像層を形成し、カラーフィルタを得た。このようにして得られたカラーフィルタは、濃度バランスに優れ、画素形状が鮮明で、耐性にも優れたカラーフィルタであった。
【0039】
<実施例2>
実施例1の受像層の作製において、受像層中のアクリル共重合体樹脂エマルションA,Bの固形分混合比をA/B=7/3とした以外は、実施例1と同様の方法で行った。
【0040】
<実施例3>
実施例1の受像層の作製において、受像層中のアクリル共重合体樹脂エマルションAを最低造膜温度50℃のアクリル共重合体樹脂エマルション、アクリル共重合体樹脂エマルションBを最低造膜温度0℃のアクリル共重合体樹脂エマルションとし、乾燥温度を30℃とした以外は、実施例1と同様の方法で行った。
【0041】
<実施例4>
実施例3における受像層中のアクリル共重合体樹脂エマルションA,Bの固形分混合比をA/B=7/3とした以外は、実施例3と同様の方法で行った。
【0042】
<実施例5>
e、パターン状遮光層用熱転写フィルムの作成;パターン状遮光層用塗工液は、バインダー(デンカブチラール#2000−L,電気化学工業製)8部、黒色顔料(カーボンブラック)8部、分散助剤(ソルスパースS−20000,ICIジャパン(株)製)0.5部、溶剤(n−プロピルアルコール)70部で構成される組成物として調製した。この塗工液を、基材として、厚み4.5μmの透明ポリエチレンテレフタレートフィルム(ルミラー,東レ(株)製)上に、下記処方の隔壁組成物をグラビアコーティングにより乾燥後膜厚が1.0μmになるように塗布し、隔壁組成物熱転写シートを形成した。
【0043】
f、受像層の作製;アクリル共重合体樹脂エマルションA(平均粒子径250nm、最低造膜温度90℃、分散媒;水)とアクリル共重合体樹脂エマルションB(平均粒子径150nm、最低造膜温度15℃、分散媒;水)が固形分混合比A/B=9/1となるように混合し、固形分を25%に調整した塗液を前記パターン状遮光層を設けたガラス基板上にスピンコートで乾燥後膜厚が3μmになるように塗布し、60℃で5分間乾燥を行い、半成膜受像層を形成した。
【0044】
g、着色インクの調製;メタクリル酸20部、メチルメタクリレート10部、ブチルメタクリレート55部、ヒドロキシエチルメタクリレート15部を乳酸ブチル300gに溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル0.75部を加え70℃にて5時間の反応によりアクリル共重合樹脂を得た。得られたアクリル共重合樹脂を樹脂濃度が10%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈しアクリル共重合樹脂の希釈液とした。 この希釈液80.1gに対し顔料19.0g、分散剤0.9gを添加して、3本ロールにて混練し、赤色、緑色、青色の各着色ワニスを得た。この各着色ワニスをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで顔料濃度が4〜8%、粘度が10cpsになるように調整しR,G,B着色インクを得た。
【0045】
h、カラーフィルタの作製;前記受像層を塗布したガラス基板上に、前記R,G,B各色の着色インクを使用し、12pl,180dpiヘッド(セイコーインスツルメンツ社製)を搭載したインクジェット印刷装置により、インクジェット法により赤色(R),緑色(G),青色(B)各々のパターン状着色層(5)を形成した後、120℃で5分間、着色インクを乾燥するとともに、全成膜受像層を形成した。さらに着色層間に前記マトリックス状遮光層用熱転写フィルムを用い、400dpiサーマルシュミレーターにより熱転写で高さ1.0μm、線幅20μmのストライプパターンを形成し、カラーフィルタを得た。このようにして得られたカラーフィルタは、濃度バランスに優れ、画素形状が鮮明で、耐性にも優れたカラーフィルタであった。
【0046】
<比較例1>
実施例1の受像層の作製において、乾燥温度を120℃とした以外は、実施例1と同様の方法で行った。
【0047】
<比較例2>
実施例1のカラーフィルタの作製において、乾燥温度を60℃で10分間とした以外は、実施例1と同様の方法で行った。
【0048】
<比較例3>
実施例1の受像層の作製において、合成樹脂エマルションAを最低造膜温度60℃のアクリル共重合体エマルションとした以外は、実施例1と同様の方法で行った。
上記実施例1〜5、比較例1〜3で述べたカラーフィルタの特性を表1に示す。
【0049】
【表1】
【0050】
上記、表1中の評価法の詳細を以下に示す。
<画素品質>
画素内各所の濃度を測定し、濃度差ΔEabの平均値より、下記判断基準で評価した。
<耐溶剤性>
イソプロピルアルコール中に5分間浸漬前後の濃度のΔEabを測定し、下記判断基準で評価した。
○;ΔEab≦3
△;ΔEab=3〜10
×;ΔEab≧10
【0051】
【発明の効果】
本発明は、透明基板の上にインクジェット法により形成したパターン状着色層を具備する表示装置用カラーフィルタの製造方法において、少なくとも、透明基板の一方の面に(1)合成樹脂エマルションAと該合成樹脂エマルションAより低い最低造膜温度の合成樹脂エマルションBの混合塗液を塗布、(2)該合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以下、且つ該合成樹脂エマルションBの最低造膜温度以上の温度で溶剤を揮発させると共に合成樹脂エマルションBのみを連続被膜化した半成膜受像層を形成、(3)該半成膜受像層上にインクジェット法により着色インクをパターニング塗布、(4)着色パターニングされた半成膜受像層を前記合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以上の温度で加熱し、合成樹脂エマルションAを連続被膜化し全成膜受像層を形成、の工程で形成されることを特徴とする表示装置用カラーフィルタの製造方法である。この合成樹脂エマルションA,Bからなる受像層を、透明基板の上に形成し、該合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以下、且つ該合成樹脂エマルションBの最低造膜温度以上の温度で溶剤を揮発させ、且つ合成樹脂エマルションBを被膜化して半成膜受像層を形成し、この未成膜の合成樹脂エマルションAの粒子で構成される多孔質な空隙を有する半成膜受像層上にインクジェット法により着色インクをパターニング塗布することで、着色インクの濡れ広がりを制御し、画素濃度の均一性を発現し、その後、前記合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以上の温度で全成膜受像層することにより、耐性に優れたカラーフィルタが得られる。
【0052】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるカラーフィルタの一実施例を示す説明図である。
【図2】本発明によるカラーフィルタの他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
1…カラーフィルタ 2…透明基板 3…パターン状遮光層 4…受像層
5…パターン状着色層
Claims (10)
- 透明基板の上にインクジェット法により形成したパターン状着色層を具備する表示装置用カラーフィルタの製造方法において、少なくとも、透明基板の一方の面に、
(1)合成樹脂エマルションAと該合成樹脂エマルションAより低い最低造膜温度の合成樹脂エマルションBの混合塗液を塗布する工程、
(2)該合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以下、且つ該合成樹脂エマルションBの最低造膜温度以上の温度で溶剤を揮発させると共に、合成樹脂エマルションBのみを連続被膜化した半成膜受像層を形成する工程、
(3)該半成膜受像層上にインクジェット法により着色インクをパターニング塗布する工程、
(4)着色パターニングされた半成膜受像層を前記合成樹脂エマルションAの最低造膜温度以上の温度で加熱し、合成樹脂エマルションAを連続被膜化し全成膜受像層を形成する工程、
により形成されることを特徴とする表示装置用カラーフィルタの製造方法。 - 前記合成樹脂エマルションAと合成樹脂エマルションBの平均粒子径が500nm以下であり、かつ両者の最低造膜温度の差が20℃以上であることを特徴とする請求項1記載の表示装置用カラーフィルタの製造方法。
- 前記合成樹脂エマルションAと合成樹脂エマルションBの固形分混合比(A/B)が、95/5〜50/50(重量比)の範囲であることを特徴とする請求項1記載の表示装置用カラーフィルタの製造方法。
- 前記合成樹脂エマルションAと合成樹脂エマルションBの溶剤の沸点が、100℃以下であり、且つ最低造膜温度以下で形成した非連続被膜受像層中の残留溶剤量が5%以下であることを特徴とする請求項1記載の表示装置用カラーフィルタの製造方法。
- 前記着色インクの顔料含有量が5重量%以上であり、且つ溶剤種の共沸点が130℃以上であることを特徴とする請求項1記載の表示装置用カラーフィルタの製造方法。
- 前記透明基板上に、パターニング用のアライメントマークを少なくとも2つ具備していることを特徴とする請求項1記載の表示装置用カラーフィルタの製造方法。
- 前記透明基板が、ガラスまたは樹脂フィルムからなり、且つ該透明基板上にパターン状遮光膜が予め形成されていることを特徴とする請求項1記載の表示装置用カラーフィルタの製造方法。
- 請求項1記載の製造方法により形成されたカラーフィルタの、各画素間上にパターン状遮光膜を形成することを特徴とする表示装置用カラーフィルタの製造方法。
- 請求項1記載の製造方法により形成されたカラーフィルタを、熱、光、電子線等のエネルギーで硬化させることを特徴とする表示装置用カラーフィルタの製造方法。
- 請求項1記載の(1)〜(4)工程が、巻き取りフィルムロールを基材とする連続プロセスで行われることを特徴とする表示装置用カラーフィルタの製造方法。
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