JP2010139538A - カラーフィルタ用インクジェットインク組成物、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタおよび表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板と該基板上に形成された着色層とを備えたカラ−フィルタにおいて、該着色層が、少なくとも有機顔料、分散剤、バインダー成分、及び溶剤からなり、分散剤の主成分として化学式(1)で表されるポリエステル系樹脂型分散剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインク組成物。上記インクの分散剤の主成分として、分散剤全体のうち90重量パーセント以上の割合で、該ポリエステル系樹脂型分散剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインク組成物。
【選択図】なし
Description
[2] 上記インクの分散剤の主成分として、分散剤全体のうち90重量パーセント以上の割合で、該ポリエステル系樹脂型分散剤を含有することを特徴とする前記の[1]記載のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物。
[3] 上記熱硬化性のバインダー成分としては、化学式(2)で表される構造単位を有するメチル化メラミン樹脂、及び化学式(3)で表される構造単位を有するビスフェノールAタイプのエポキシ樹脂を、片方あるいは両方を任意の割合で含有することを特徴とする前記の[1]又は[2]記載のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物。
[5] インクジェット方式により打滴されたカラーフィルタ用インクジェットインク中の有機溶剤を除去してインク残部とした後に、加熱硬化工程を有し、前記インク残部を重合硬化させて前記画素を形成することを特徴とする前記の[4] に記載のカラーフィルタの製造方法。
[6] 前記硬化工程は、前記カラーフィルタ用インクジェットインクの熱重合開始温度未満の温度で加熱を行った後に、前記熱重合開始温度以上の温度で加熱を行うことを特徴とする前記の[5] に記載のカラーフィルタの製造方法。
[7] 請求項4 〜 6 のいずれか1 項に記載のカラーフィルタの製造方法により作製されたカラーフィルタ。
[8] 前記の[7] に記載のカラーフィルタを備えた表示装置。
される構造単位を含む化合物と化学式(3)で表される構造単位を含む化合物とを併用した場合に比べ、より高度に架橋され強固な着色層が得られるが、熱収縮が大きいのが欠点である。一方、化学式(3)で表される構造単位を持つ化合物を単独で用いた場合は、単独では架橋密度を向上させることが難しく、溶剤耐性が低下する。従って、化学式(2)で表される構造単位を含む化合物と、化学式(3)で表される構造単位を含む化合物との併用は、着色層の耐薬品性および耐熱性の向上に、非常に効果的である。
これらに限定されない。これらは1種のみでも又は複数種混ぜ合わせて使用してもよく、カラーフィルタの分光調整の為など、必要に応じて任意の顔料を2〜3点混ぜ合わせて調整する。各色の顔料は白色光を分解する役割を担うため、透明性、対候性、耐熱性に優れているものがよい。顔料の一次粒子径は0.3μm以下、更には、0.1μm以下が好ましく、可視光の波長に対して十分に小さくする。特に透明性に優れた顔料として有機顔料が好ましい。
実施例1
1.着色組成物の作製
カラーフィルタ作製に用いる着色組成物は、赤色顔料として、C.I.Pigment Red 254(「イルガフォーレッドB−CF」:チバ・スペシャルティケミカルズ社製)、緑色顔料として(「リオノールグリーン 6YK」:東洋インキ製造製)、青色顔料として、C.I.Pigment Blue 15;6(「ヘリオゲンブルー」:BASF社製)を用い、下記表1に示す処方でビーズミル分散により十分混連錬し、赤色顔料分散液(組成物1、組成物4、組成物7、組成物10)、緑色着色組成物(組成物2、組成物5、組成物8、組成物11)及び青色顔料分散液(組成物3、組成物6、組成物9、組成物12)を作製した。
ガラス基板上に形成されたブラックマトリクスの開口部に、12pl、180dpiヘッドを搭載したインクジェット印刷装置により前記赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各色の着色組成物を吐出し、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の画素パタ−ンを描画した。その後、130℃で3分乾燥させた後240℃で20分加熱して樹脂を架橋し、カラーフィルタ試料を得た。
3.カラーフィルタの平坦性評価
上記カラーフィルタ試料について、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各色の着色層の耐熱性および耐薬品性を評価し、また、膜厚プロファイルを測定した。耐熱性については上記カラーフィルタを250℃で1時間加熱、対薬品性については酸、アルカリ、および有機溶剤に30分浸漬し、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各色の着色層の膜厚の変化、色度の変化および表面状態の変化を観察し、画素内の着色層の段差は、吐出量を少しずつ変えて作製したカラーフィルタ試料の、色度の変動および膜厚の測定値から、所定の膜厚の時の段差を算出した。それぞれのインクの耐性および画素内段差は、下記の基準で評価した。それらの結果を下記表3に示す。
○:良好 ひび割れ、表面荒れ等の異常なし
△:概ね良好 判定が難しいごく僅かなひび割れ、表面荒れ等の異常がある
×:不良 ひび割れ、表面荒れ等の異常がある
画素平坦性(単位:μm)
○:平坦性良好 段差 0 ≦ Δt < 0.3
△:平坦性概ね良好 段差 0.3 ≦ Δt < 0.5
×:平坦性不良 段差 0.5 ≦ Δt
上記表3から、以下のことが明らかである。即ち、化学式(1)で表されるポリエステル系樹脂型分散剤を用い、化学式(2)で表される構造単位を有するメラミン樹脂、及び化学式(3)で表される構造単位を有するビスフェノールAタイプのエポキシ樹脂を、メラミン:エポキシ比が50:50から25:75の割合で含有する赤(R)のインク組成物(インクA)、メラミン:エポキシ比が50:50から25:75の割合で含有する緑(G)のインク組成物(インクB)、メラミン:エポキシ比が75:25から50:50の割合で含有する青(B)のインク組成物(インクC)から作製されたカラーフィルタは、空気中において250℃で1時間加熱しても変色せず、このときの膜厚変化率も小さく、また、有機溶媒、酸、アルカリにも十分な耐性を有し、かつ、画素内段差が0.3μm未満と平坦性が良好であった。
熱しても変色せず、このときの膜厚変化率も小さく、また、有機溶媒、酸、アルカリにも十分な耐性を有し、かつ、画素内段差が0.3μm未満と平坦性が良好であった。
比較例1
これに対し、分散樹脂として、アミン系樹脂型分散剤を用い、化学式(2)で表される構造単位を有するメラミン樹脂、及び化学式(2)で表される構造単位を有するビスフェノールAタイプのエポキシ樹脂を、メラミン:エポキシ比が50:50から25:75の割合で含有する赤(R)のインク組成物(インクD)、メラミン:エポキシ比が50:50から25:75の割合で含有する緑(G)のインク組成物(インクE)、メラミン:エポキシ比が75:25から50:50の割合で含有する青(B)のインク組成物(インクF)から作製されたカラーフィルタは、空気中において250℃で1時間加熱しても変色せず、このときの膜厚変化率も小さく、また、有機溶媒、酸、アルカリにも十分な耐性を有していたが、画素内段差が0.5μm以上と平坦性が不良であった。
比較例2
一方、化学式(1)で表されるポリエステル系樹脂型分散剤を用い、メラミンのみを架橋成分として添加したRのインク組成物(インクG)、Gのインク組成物(インクH)、Bのインク組成物(インクI)から作製されたカラーフィルタは、架橋密度が高いため、有機溶剤、酸、アルカリ耐性は良好であるが、空気中において250℃で1時間加熱すると膜厚が著しく減少した。平坦性に関しては、画素内段差はわずか0.1μm前後であり、良好であった。
比較例3
一方、化学式(1)で表されるポリエステル系樹脂型分散剤およびアミン系樹脂型分散剤を80:20の割合で混合してを用い、化学式(2)で表される構造単位を有するメラミン樹脂、及び化学式(3)で表される構造単位を有するビスフェノールAタイプのエポキシ樹脂を、メラミン:エポキシ比が50:50から25:75の割合で含有する赤(R)のインク組成物(インクM)、Gのインク組成物(インクN)、Bのインク組成物(インクO)から作製されたカラーフィルタは、空気中において250℃で1時間加熱しても変色せず、このときの膜厚変化率も小さく、また、有機溶媒、酸、アルカリにも十分な耐性を有していた。平坦性に関しては、画素内段差がR、G、B全てのインク組成物において0.3μm以上であり、平坦性は悪かった。
Claims (8)
- 少なくとも有機顔料、分散剤、熱硬化性のバインダー成分、及び溶剤からなり、分散剤の主成分として式(1)で表される構造単位を有するポリエステル系樹脂型分散剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインク組成物。
- 分散剤の主成分として、分散剤全体のうち90重量パーセント以上の割合で、該ポリエステル系樹脂型分散剤を含有することを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物。
- 基板上に形成された隔壁により区画された凹部に、インクジェット方式により請求項1 〜 3のいずれか1項に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの液滴を付与して着色層を形成するカラーフィルタの製造方法。
- インクジェット方式により打滴されたカラーフィルタ用インクジェットインク中の有機溶剤を除去してインク残部とした後に、加熱硬化工程を有し、前記インク残部を重合硬化させて前記画素を形成することを特徴とする請求項4 に記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記硬化工程は、前記カラーフィルタ用インクジェットインクの熱重合開始温度未満の温度で加熱を行った後に、前記熱重合開始温度以上の温度で加熱を行うことを特徴とする請求項5 に記載のカラーフィルタの製造方法。
- 請求項4 〜 6 のいずれか1 項に記載のカラーフィルタの製造方法により作製されたカラーフィルタ。
- 請求項7 に記載のカラーフィルタを備えた表示装置。
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