JP4344082B2 - Ink jet ink composition for color filter, method for producing ink composition, and method for producing color filter - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタの基板上に、画素部（着色層）のような所定パターンの硬化層を形成するのに用いられるインクジェット用インク組成物、当該インクジェット用インク組成物の製造方法、及び、当該インクジェット用インク組成物を用いてカラーフィルタを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。しかしながら、このカラー液晶ディスプレイが高価であることからコストダウンの要求が高まっており、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対するコストダウンの要求が高い。
【０００３】
このようなカラーフィルタにおいては、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備え、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素を光が通過してカラー表示が行われるものである。
【０００４】
従来より行われているカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法が挙げられる。この染色法は、まずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィー工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。これを３回繰り返すことによりＲ、Ｇ、およびＢのカラーフィルタ層を形成する。
【０００５】
また、他の方法としては顔料分散法がある。この方法は、まず基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色のパターンを得る。さらにこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、およびＢのカラーフィルタ層を形成する。
【０００６】
さらに他の方法としては、電着法や、熱硬化樹脂に顔料を分散させてＲ、Ｇ、およびＢの３回印刷を行った後、樹脂を熱硬化させる方法等を挙げることができる。
【０００７】
しかしながら、いずれの方法も、Ｒ、Ｇ、及びＢの３色を着色するために、同一の工程を３回繰り返す必要があり、コスト高になるという問題や、同様の工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題がある。
【０００８】
これらの問題点を解決したカラーフィルタの製造方法として、基板表面にインクジェット方式でインクを吹き付けて着色層（画素部）を形成する方法が提案されている（特開昭５９−７５２０５号公報）。
【０００９】
インクジェット方式でインクを正確なパターンに合わせて吹き付けて画素を形成するためには、吐出ヘッドから吐出する際の直進性、安定性が求められる。しかし、インクの蒸発速度が早すぎると、吐出ヘッドのノズル先端でインクの粘度が急激に増加してインク滴の飛行曲がりが発生したり、時間を空けて間歇的に吐出すると目詰まりを起こして再吐出できなくなったりする。
【００１０】
さらに、ヘッド１４のオリフィス表面１４ａにインクが塗れ広がっていると、図５に示すように正面方向Ｖｘに吐出されたインク滴１５が、インクの塗れ広がった方向Ｖｙに引張られ、飛行曲がりが発生する。従って、オリフィス表面でのインクの塗れ広がりによって、吐出の直進性はさらに悪くなる。
【００１１】
また、インクジェット方式で基板上に着色インクを吹き付けた時に、乾燥速度が速すぎるとインク層表面が吐出直後の波打ったまま又は傾いたままの状態で固化してしまいレベリングが不十分となり、一方、乾燥速度が遅すぎると加熱プロセスによって完全に乾燥させることが困難になるか又は乾燥可能であっても能率が悪い。従って、吐出性能のみ考えれば乾燥し難いインクを用いれば良いことになるが、インク層を完全に乾燥させるためには適度な乾燥性も必要になる。
【００１２】
カラーフィルタの着色剤としては顔料を用いることが多いが、カラーフィルタ用インクの顔料分散性が悪いと、顔料粒子同士の凝集により吐出ヘッドのノズル部で目詰まりを起こす。従って、着色剤として顔料を用いる場合には、顔料分散性もインクの吐出性能に影響を与える。
【００１３】
特開平１１−２０２１４４号公報には、沸点１５０℃〜２５０℃の溶剤を６０重量％以上の割合とし、湿潤剤としてグリセリン、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールのうち一種以上含有するフィルタ用インクが開示されている。この公報に開示されたインクには湿潤剤が配合されているので、吐出ヘッドのノズル先端でインクが乾燥し難く、目詰まりを起こし難い。
【００１４】
また、特開２０００−３１０７０６号公報には、着色剤、バインダー樹脂、及び、常圧における沸点が２５０℃以上の溶媒を含有するインクジェット方式カラーフィルタ用樹脂組成物が開示されている。この公報に開示されたインクジェット方式カラーフィルタ用樹脂組成物は高沸点の溶剤を用いているので、やはり、吐出ヘッドのノズル先端でインクが乾燥し難く、目詰まりを起こし難い。
【００１５】
しかし、これらの公報に開示されたインクを基板上に吐出した後は、インク層を乾燥させる過程において、乾燥し難い湿潤剤や高沸点溶剤が最後まで残り、完全に乾燥させることが困難となる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実状に鑑みて成し遂げられたものであり、その第一の目的は、ヘッドから吐出した時の直進性、安定性に優れるカラーフィルタ用インクジェットインク組成物を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の第二の目的は、基板表面に対する濡れ性の差を利用してパターン状に付着させることができると共に、吐出時の直進性、安定性に優れるカラーフィルタ用インクジェットインク組成物を提供することにある。
【００１８】
さらに、本発明の第三の目的は、上記目的を達するインク組成物を用いてカラーフィルタを製造する方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るカラーフィルタ用インクジェットインク組成物は、少なくとも電離放射線硬化性バインダー成分と光重合開始剤を含む電離放射線硬化性バインダー系、顔料、及び、溶剤からなり、主溶剤として沸点が１８０℃〜２６０℃で且つ常温での蒸気圧が０．５ｍｍＨｇ以下の溶剤成分を、前記溶剤の全量に対して９０重量％以上の割合で含有し、且つ、前記電離放射線硬化性バインダー成分として、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、３−ブチレングリコールジメタクリレートよりなる群から選ばれる少なくとも１種からなる２〜３官能ラジカル重合性モノマーと、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートよりなる群から選ばれる少なくとも１種からなる４官能以上の多官能ラジカル重合性モノマーを含み、前記２〜３官能ラジカル重合性モノマーをインク組成物の固形分全量に対して２０〜７０重量％、及び、前記４官能以上の多官能ラジカル重合性モノマーをインク組成物の固形分全量に対して１〜３０重量％且つ前記２〜３官能ラジカル重合性モノマー１００重量部に対して１〜５０重量部の割合で含有することを特徴とする。
【００２０】
電離放射線硬化性バインダー系をベースとするインクジェットインク組成物に、多官能モノマーの中では官能基数が少ない２官能乃至３官能モノマーと４官能以上の多官能モノマーを上記所定量の範囲内で用いることによって、２乃至３官能モノマーの作用によりインク吐出性を安定させることができ、且つ、４官能以上の多官能モノマーの作用により十分な強度や密着性を持つ塗膜を形成することができる。
【００２１】
また、沸点が１８０℃〜２６０℃で且つ常温（特に１８℃〜２５℃の範囲）での蒸気圧が０．５ｍｍＨｇ以下の溶剤成分は適度な乾燥性及び蒸発性を有している。そのため、このような溶剤成分を高い配合割合で含有する溶剤を用いると、吐出ヘッドのノズル先端において急速には乾燥しないので、インクの急激な粘度上昇や目詰まりが発生せず、吐出方向や吐出量の安定性に優れている。
さらに、本発明に係るカラーフィルター用インクジェットインク組成物は、インクジェットヘッドのノズル先端においては急速に乾燥しないが、適度な乾燥性を有している。従って、基板上に吐出された後は、基板表面になじんで十分にレベリングさせてから、自然乾燥や一般的な加熱方法によって比較的短時間に且つ完全に乾燥させることができる。
【００２２】
従って、本発明のインク組成物を用いインクジェット方式により基板表面に所定のパターンに合わせて吐出することにより、（ａ）インクジェットヘッドから吐出させる際に、吐出方向や吐出量の安定性に優れているので、画素部や遮光部等の着色硬化層を所定のパターン通りに正確且つ均一に形成することができ、（ｂ）基板上に吐出された後は、基板表面になじんで十分にレベリングさせてから、比較的短時間に且つ完全に乾燥させることができるので、均一性の高いパターンが得られると共に、効率よく乾燥させることができ、しかも、（ｃ）電離放射線硬化させた後の塗膜の強度や基板に対する密着性にも優れている。
【００２３】
さらに、基板表面の所定領域内の濡れ性を選択的に変化させることにより周囲と比べて親インク性の大きいインク層形成領域を形成し、そこに本発明に係るインク組成物をインクジェット方式により吹き付けると、一定量のインク滴が正確な位置に打ち込まれ、さらに着弾したインク滴は着弾位置に滞留せずにインク層形成領域の隅々にまで濡れ広がり、しかも、周囲の撥インク性領域との境目からははみ出さずにインク滴が盛り上がる。従って、厚い着色硬化層を正確に形成することができ、例えば、色抜けの無い且つ透過濃度の大きい画素部が得られる。
【００２４】
特に、光触媒の作用により親インク性が大きくなる方向に濡れ性を変化させる濡れ性可変層を基板上に設け、当該濡れ性可変層を所定のパターン状に露光することにより親インク性のインク層形成領域を形成する場合には、主溶剤として、ＪＩＳ Ｋ６７６８に規定する濡れ性試験において示された標準液を用い、液滴を接触させて３０秒後の接触角（θ）を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求めた臨界表面張力が３０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が２５°以上を示し、且つ、同じ測定法により求めた臨界表面張力が７０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が１０°以下を示すものを用いて調製したインク組成物を用いるのが好ましく、精密且つ均一なパターン効率よく得られるようになる。
【００２５】
本発明に係るインク組成物及びカラーフィルター製造方法によれば、性能の良いカラーフィルターを製造することができ、特に、透過濃度の大きく且つ均一で、しかも色抜けの無い画素部を精密に形成できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下において本発明を詳しく説明する。本発明に係るカラーフィルタ用インクジェットインク組成物は、少なくともバインダー成分、顔料、及び、溶剤からなり、主溶剤として沸点が１８０℃〜２６０℃で且つ常温（特に１８℃〜２５℃の範囲）での蒸気圧が０．５ｍｍＨｇ以下の溶剤成分を、前記溶剤の全量に対して９０重量％以上の割合で含有するものである。
【００２７】
（バインダー系）
バインダー系としては、それ自体は重合反応性のない樹脂のみから構成されるような単に乾燥固化するバインダー系を用いてもよい。しかしながら、塗工膜に十分な強度、耐久性、密着性を付与するためには、インクジェット方式により基板上にインク層（塗工膜）のパターンを形成後、当該インク層を重合反応により硬化させることのできるバインダー系を用いるのが好ましく、例えば、可視光線、紫外線、電子線等により重合硬化させることができる光硬化性の又は電離放射線硬化性のバインダー系や、加熱により重合硬化させることができる熱硬化性のバインダー系のような、重合硬化可能なバインダー系を用いることができる。
【００２８】
（１）電離放射線硬化性バインダー系
紫外線、電子線等により重合硬化させることができる電離放射線硬化性バインダー系を用いる場合には、バインダー成分として、それ自体は重合反応性のない樹脂、及び、それ自体が重合反応性を有する樹脂のいずれを用いてもよく、また、２種以上のバインダーを組み合わせて用いても良い。そして、バインダー成分を主体とし、必要に応じて、多官能のモノマーやオリゴマー、単官能のモノマーやオリゴマー、電離放射線により活性化する光重合開始材、及び、増感剤などを配合して、電離放射線硬化性バインダー系を構成する。
【００２９】
重合反応性のない樹脂をバインダー成分として用いる場合には、バインダー系に、２官能以上の多官能モノマー、オリゴマーのような多官能重合性成分を配合する。この場合、バインダー系内において、多官能重合性成分が電離放射線の照射によりそれ自体が自発的に重合するか、或いは、電離放射線の照射により活性化した光重合開始剤等の他の成分の作用により重合して塗工膜中にネットワーク構造を形成し、当該ネットワーク構造内にバインダー成分や顔料などの成分が包み込まれて硬化する。
【００３０】
そのような非重合性バインダーとしては、例えば、次のモノマーの２種以上からなる共重合体を用いることができる：アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、ポリスチレンマクロモノマー、及びポリメチルメタクリレートマクロモノマー。
【００３１】
より具体的には、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレートマクロモノマー／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレンマクロモノマー共重合体などを例示することができる。
【００３２】
それ自体が重合反応性を有する樹脂としては、非重合性バインダーの分子に重合性の官能基を導入してなるオリゴマー又はオリゴマーよりも大分子量のポリマーであって、電離放射線照射を受けてそれ自体が重合反応を生じるか、或いは、電離放射線照射を受けて活性化した光重合開始剤などの他の成分の作用により重合反応を誘起するものを用いることができる。
【００３３】
各種のエチレン性二重結合含有化合物は、それ自体が重合反応性を有し、重合性のバインダー成分として利用できる。従来において、例えばインク、塗料、接着剤などの各種分野で用いられているＵＶ硬化性樹脂組成物に配合されているプレポリマーは、本発明におけるバインダー成分として使用できる。従来から知られているプレポリマーとしては、ラジカル重合型プレポリマー、カチオン重合型プレポリマー、チオール・エン付加型プレポリマーなどがあるが、いずれを用いてもよい。
【００３４】
この中で、ラジカル重合型プレポリマーは、市場において最も容易に入手でき、例えば、エステルアクリレート類、エーテルアクリレート類、ウレタンアクリレート類、エポキシアクリレート類、アミノ樹脂アクリレート類、アクリル樹脂アクリレート類、不飽和ポリエステル類などを例示できる。
【００３５】
本発明に係るインク組成物の粘度が高すぎて吐出ヘッドからの吐出性に悪影響を及ぼさないように、バインダー成分として用いられるエチレン性二重結合含有化合物の分子量は、重量平均分子量で２５，０００以下であることが好ましい。
【００３６】
バインダー成分は、インク組成物の固形分全量に対して、通常、１〜５０重量％の割合で配合する。ここで、配合割合を特定するためのインク組成物の固形分とは、溶剤を除く全ての成分を含み、液状の重合性モノマー等も固形分に含まれる。
【００３７】
それ自体が重合硬化できるバインダー成分を用いる場合にも、塗膜の強度や基盤に対する密着性を向上させるためには、多官能のモノマーやオリゴマーなどの多官能重合性成分を配合するのが好ましい。重合性バインダー成分の分子は、バインダー成分同士で重合するだけでなく、多官能モノマー等の他の重合性成分とも重合してネットワークを形成し、硬化する。
【００３８】
塗工膜のネットワーク構造を形成する多官能重合性成分としては、２官能以上のモノマー又はオリゴマーを用いることができる。電離放射線硬化性樹脂に十分な膜強度や密着性を付与するために、通常は４官能以上のモノマーやオリゴマーが用いられている。しかしながら、官能基の数が大きい多官能重合性成分をインク組成物に配合してインクジェット方式で基板上に吹き付けると、吹き付け作業の間にインクジェットヘッドの先端部分でインクが乾燥して粘度が徐々に大きくなっていき、インクの吐出性が悪くなる。
【００３９】
そこで、バインダー成分以外の重合性成分としては、官能基数が比較的少ない２官能乃至３官能のモノマー又はオリゴマー、特にモノマーを主体として用いるのが好ましく、粘度が１００ｃｐｓ以下の２乃至３官能モノマーを用いるのが特に好ましい。
【００４０】
２官能乃至３官能のモノマーとしては、例えば、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、３−ブチレングリコールジメタクリレート等を例示することができる。
【００４１】
２乃至３官能モノマーを用いることによって、インクジェット方式の吹き付け作業中に、ヘッドの先端での粘度上昇が起こり難くなり、ヘッドの目詰まりが発生せず、作業中におけるインクの吐出性が安定する。そのため、インクの吐出量や吐出方向が安定し、インクを基板上に所定のパターン通り正確に、且つ、均一に付着させることができる。
【００４２】
２乃至３官能モノマーの配合割合は、インク組成物の固形分全量に対して、通常、２０〜７０重量％の割合で配合する。
【００４３】
ここで、２乃至３官能モノマーの配合割合が全固形分の２０重量％に満たない場合には、インク組成物がモノマーによって十分に希釈されず、インクの粘度が初めから高いか或いは溶剤分の揮発後に高くなり、インクジェットヘッドのノズルの目詰まりを起こすおそれがある。また、２乃至３官能モノマーの配合割合が全固形分の７０重量％を超える場合には、塗膜の架橋密度が低くなり、塗膜の耐溶剤性、密着性、硬さが劣り、十分な特性が得られなくなるおそれがある。
【００４４】
ただし、インク組成物中に配合される多官能モノマーが全て２乃至３官能性モノマーである場合には、インクの乾燥による粘度上昇が起こり難いので、インクジェットヘッドの吐出性が安定するが、その反面、インク層を硬化して得られた硬化層の膜強度、基板に対する密着性、耐溶剤性等が不十分となる場合がある。そこで、上記の２乃至３官能モノマーと共に、４官能以上の多官能モノマーやオリゴマーを適量配合することにより架橋密度を上げて、硬化層のパターンに十分な膜強度と密着性を付与することができる。
【００４５】
４官能のモノマー、オリゴマーとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート等を例示することができる。
【００４６】
４官能以上の多官能成分は、インク組成物の固形分全量に対して、通常、１〜３０重量％の割合で配合する。また、２乃至３官能性モノマーによる吐出性安定化と、４官能以上の多官能成分による強度及び密着性向上のバランスをとるために、２乃至３官能性モノマー１００重量部に対して、４官能以上の多官能成分の配合割合を、通常は１〜５０重量部とし、好ましくは当該配合割合の下限を２重量部以上とし、且つ／又は、当該配合割合の上限を３５重量部以下とする。
【００４７】
ここで、４官能以上の多官能成分の配合割合が前記２乃至３官能性モノマー１００重量部に対して１重量部に満たない場合には、インクを硬化させた後の硬さ、耐溶剤性などの特性が十分に得られないおそれがある。また、４官能以上の多官能成分の前記配合割合が５０重量部を超える場合には、インクの硬化速度が遅くなり、プロセススピードが遅くなるおそれがある。
【００４８】
また、電離放射線硬化性のバインダー系には、必要に応じて、単官能のモノマー、オリゴマーを配合してもよい。
【００４９】
単官能のモノマー、オリゴマーとしては、例えば、スチレン、酢酸ビニル等のビニルモノマーや、ｎ−ヘキシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマーを例示することができる。
【００５０】
電離放射線硬化性バインダー系には、通常、使用する光源の波長に対して活性を有する光重合開始剤が配合される。光重合開始剤は、バインダーや多官能モノマーの反応形式の違い（例えばラジカル重合やカチオン重合など）や、各材料の種類を考慮して適宜選択されるが、例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モンフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビスアシルフォスフィンオキサイド、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、２−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−（３−ジメチルアミノ−２−ヒドロキシプロポキシ）−３，４−ジメチル−９Ｈ−チオキサントン−９−オンメソクロライド、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４’−メチル−ジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、１，３，５−トリアクロイルヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、２−〔２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル〕−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−（フラン−２−イル）エテニル〕−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、メチルベンゾイルホルメート、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドなどの光重合開始剤を用いることができる。
【００５１】
（２）熱硬化性バインダー系
本発明において熱硬化性のバインダー系を用いる場合には、バインダー成分として、それ自体は熱重合性官能基を有しない樹脂、及び、それ自体が熱重合性官能基を有する樹脂のいずれを用いてもよく、また、２種以上のバインダーを組み合わせて用いても良い。そして、バインダー成分を主体とし、必要に応じて、多官能の熱重合性モノマーやオリゴマー、単官能の熱重合性モノマーやオリゴマー、硬化剤などを配合して、熱硬化性バインダー系を構成する。
【００５２】
熱重合性官能基を有しない樹脂をバインダー成分として用いる場合には、バインダー系に、２官能以上の熱重合性モノマー、オリゴマーのような多官能の熱重合性成分を配合する。多官能の熱重合性成分としては、多官能エポキシ化合物が好適に用いられる。この場合、バインダー系内において、多官能熱重合性成分が加熱により活性化して熱重合性成分同士が重合して塗工膜中にネットワーク構造を形成し、当該ネットワーク構造内にバインダー成分や顔料などの成分が包み込まれて硬化する。
【００５３】
熱重合性官能基を有しない樹脂としては、例えば、次のモノマーの２種以上からなる共重合体を用いることができる：アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、ポリスチレンマクロモノマー、及びポリメチルメタクリレートマクロモノマー。
【００５４】
より具体的には、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレートマクロモノマー／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレンマクロモノマー共重合体などが例示することができる。
【００５５】
一方、熱重合性官能基を有する樹脂をバインダー成分としては、例えば、次に示すようなエチレン性不飽和結合とエポキシ基を含有するモノマーの１種または２種以上を重合させた単独重合体または共重合体を用いることができる：アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−プロピルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−３，４−エポキシブチル、メタクリル酸−３，４−エポキシブチル、メタクリル酸−４，５−エポキシペンチル、アクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、メタクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−６，７−エポキシヘプチルなどの（メタ）アクリレート類；ｏ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｏ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテルなどのビニルグリシジルエーテル類；２，３−ジグリシジルオキシスチレン、３，４−ジグリシジルオキシスチレン、２，４−ジグリシジルオキシスチレン、３，５−ジグリシジルオキシスチレン、２，６−ジグリシジルオキシスチレン、５−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、４−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、ビニルフロログリシノールトリグリシジルエーテル、２，３−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，５−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，６−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，３，４−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテル、及び、１，３，５−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテル。
【００５６】
熱重合性官能基を有する樹脂を用いる場合にも、塗膜の強度や基盤に対する密着性を向上させるためには、多官能の熱重合性成分を配合するのが好ましい。熱重合性バインダー成分の分子は、バインダー成分同士で重合するだけでなく、多官能エポキシモノマー等の他の成分とも熱重合してネットワークを形成し、硬化する。
【００５７】
熱硬化性バインダー系のバインダー成分も、インク組成物の固形分全量に対して、通常、１〜５０重量％の割合で配合する。ここで、配合割合を特定するためのインク組成物の固形分とは、溶剤を除く全ての成分を含み、液状の重合性モノマー等も固形分に含まれる。
【００５８】
塗工膜のネットワーク構造を形成する多官能熱重合性成分としては、２官能以上のエポキシモノマー又はエポキシオリゴマーが好適に用いられる。特に、２乃至３官能のエポキシ基含有モノマーを用いることによって、インクジェット方式の吹き付け作業中に、ヘッドの先端での粘度上昇が起こり難くなり、ヘッドの目詰まりが発生せず、作業中におけるインクの吐出性が安定する。そのため、インクの吐出量や吐出方向が一定に保たれ、インクを基板上に所定のパターン通り正確に、且つ、均一に付着させることができる。
【００５９】
２官能乃至３官能のエポキシ基含有モノマーとしては、例えば、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、２，３−ジグリシジルオキシスチレン、３，４−ジグリシジルオキシスチレン、２，４−ジグリシジルオキシスチレン、３，５−ジグリシジルオキシスチレン、２，６−ジグリシジルオキシスチレン、５−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、４−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、ビニルフロログリシノールトリグリシジルエーテル、２，３−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，５−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，６−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，３，４−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテル、１，３，５−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテルなどを例示することができ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６０】
２官能乃至３官能のエポキシ基含有モノマーの配合割合は、インク組成物の固形分全量に対して、通常、２０〜７０重量％の割合で配合する。
【００６１】
ここで、２官能乃至３官能のエポキシ基含有モノマーの配合割合が全固形分（溶剤以外の全成分）の２０重量％に満たない場合には、インク組成物がモノマーによって十分に希釈されず、インクの粘度が初めから高いか或いは溶剤分の揮発後に高くなり、インクジェットヘッドの穴詰まりを起こすおそれがある。また、２官能乃至３官能のエポキシ基含有モノマーの配合割合が全固形分の７０重量％を超える場合には、塗膜の架橋密度が低くなり、塗膜の耐溶剤性、密着性、硬さが劣り、十分な特性が得られなくなるおそれがある。
【００６２】
ただし、インク組成物中に配合される多官能モノマーが全て２乃至３官能エポキシモノマーである場合には、インクの乾燥による粘度上昇が起こり難いので、インクジェットヘッドの吐出性が安定するが、その反面、インク層を硬化して得られた硬化層の膜強度、基板に対する密着性、耐溶剤性等が不十分となる場合がある。そこで、上記の２乃至３官能エポキシモノマーと共に、４官能以上の多官能エポキシモノマーや多官能エポキシオリゴマー等を適量配合することにより架橋密度を上げて、硬化層のパターンに十分な膜強度と密着性を付与することができる。
【００６３】
４官能以上のエポキシ基含有化合物としては、例えば、フェノールノボラックエポキシ、クレゾールノボラックエポキシ等のノボラック樹脂類、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルメタキシレンジアミンなどのグリシジルアミン樹脂類、テトラフェニルグリシジルエーテルエタン、トリフェニルグリシジルエーテルメタン等のグリシジルエーテル樹脂類などを用いることができる。
【００６４】
４官能以上のエポキシ基含有化合物は、インク組成物の固形分全量に対して、通常、１〜３０重量％の割合で配合する。また、２乃至３官能のエポキシ基含有モノマーによる吐出性安定化と、４官能以上のエポキシ基含有化合物による強度及び密着性向上のバランスをとるために、２乃至３官能エポキシモノマー１００重量部に対して、４官能以上のエポキシ基含有化合物の配合割合を、通常は１〜５０重量部とし、好ましくは当該配合割合の下限を２重量部以上とし、且つ／又は、当該配合割合の上限を３５重量部以下とする。
【００６５】
ここで、４官能以上のエポキシ基含有化合物の配合割合が前記２乃至３官能エポキシモノマー１００重量部に対して１重量部に満たない場合には、インクを硬化させた後の硬さ、耐溶剤性などの特性が十分に得られないおそれがある。また、４官能以上のエポキシ基含有化合物の前記配合割合が５０重量部を超える場合には、インクの硬化速度が遅くなり、プロセススピードが遅くなるおそれがある。
【００６６】
また、熱硬化性のバインダー系には、必要に応じて、単官能の熱重合性化合物を配合してもよい。単官能の熱重合性化合物としては、単官能のエポキシ基含有モノマーを用いることができる。単官能のエポキシ基含有モノマーとしては、例えば、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ブチルフェニルグリシジルエーテル、２−エチルへキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールグリシジルエーテル、ブトキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテルが例示される。また、エポキシ基含有モノマー以外の熱硬化性成分としては、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、シクロペンタジエン樹脂等を例示することができる。
【００６７】
熱硬化性バインダー系には、通常、硬化剤が配合される。硬化剤として、例えば、多価カルボン酸無水物または多価カルボン酸を用いる。
【００６８】
多価カルボン酸無水物の具体例としては、無水フタル酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバリル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ジメチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸、無水ナジン酸などの脂肪族または脂環族ジカルボン酸無水物；１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族多価カルボン酸二無水物；無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸無水物；エチレングリコールビストリメリテイト、グリセリントリストリメリテイトなどのエステル基含有酸無水物を挙げることができ、特に好ましくは、芳香族多価カルボン酸無水物を挙げることができる。また、市販のカルボン酸無水物からなるエポキシ樹脂硬化剤も好適に用いることができる。
【００６９】
また、本発明に用いられる多価カルボン酸の具体例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ブタンテトラカルボン酸、マレイン酸、イタコン酸などの脂肪族多価カルボン酸；ヘキサヒドロフタル酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸などの脂肪族多価カルボン酸、およびフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸を挙げることができ、好ましくは芳香族多価カルボン酸を挙げることができる。
【００７０】
これら多価カルボン酸無水物および多価カルボン酸は、１種単独でも２種以上の混合でも用いることができる。本発明に用いられる硬化剤の配合量は、エポキシ基を含有する成分（モノマーと樹脂）１００重量部当たり、通常は１〜１００重量部の範囲であり、好ましくは５〜５０重量部である。硬化剤の配合量が１重量部未満であると、硬化が不十分となり、強靭な塗膜を形成することができない。また、硬化剤の配合量が１００重量部を超えると、塗膜の基板に対する密着性が劣るうえに、均一で平滑な塗膜を形成することができない。
【００７１】
（顔料）
本発明にかかるインク組成物は、インクジェット方式によってカラーフィルタの基板上に吹き付けて、画素部や遮光層のような着色パターンを形成するために用いられるものであり、着色剤として顔料を含有する。着色剤としての顔料は、画素部のＲ、Ｇ、Ｂ等の求める色に合わせて、有機着色剤及び無機着色剤の中から任意のものを選んで使用することができる。有機着色剤としては、例えば、染料、有機顔料、天然色素等を用いることができる。また、無機着色剤としては、例えば、無機顔料、体質顔料等を用いることができる。これらの中で有機顔料は、発色性が高く、耐熱性も高いので、好ましく用いられる。有機顔料としては、例えばカラーインデックス（C.I.；The Society of Dyers and Colourists 社発行) においてピグメント（Pigment)に分類されている化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス（C.I.）番号が付されているものを挙げることができる。
【００７２】
C.I.ピグメントイエロー１、C.I.ピグメントイエロー３、C.I.ピグメントイエロー１２、C.I.ピグメントイエロー１３、C.I.ピグメントイエロー１４、C.I.ピグメントイエロー１５、C.I.ピグメントイエロー１６、C.I.ピグメントイエロー１７、C.I.ピグメントイエロー２０、C.I.ピグメントイエロー２４、C.I.ピグメントイエロー３１、C.I.ピグメントイエロー５５、C.I.ピグメントイエロー６０、C.I.ピグメントイエロー６１、C.I.ピグメントイエロー６５、C.I.ピグメントイエロー７１、C.I.ピグメントイエロー７３、C.I.ピグメントイエロー７４、C.I.ピグメントイエロー８１、C.I.ピグメントイエロー８３、C.I.ピグメントイエロー９３、C.I.ピグメントイエロー９５、C.I.ピグメントイエロー９７、C.I.ピグメントイエロー９８、C.I.ピグメントイエロー１００、C.I.ピグメントイエロー１０１、C.I.ピグメントイエロー１０４、C.I.ピグメントイエロー１０６、C.I.ピグメントイエロー１０８、C.I.ピグメントイエロー１０９、C.I.ピグメントイエロー１１０、C.I.ピグメントイエロー１１３、C.I.ピグメントイエロー１１４、C.I.ピグメントイエロー１１６、C.I.ピグメントイエロー１１７、C.I.ピグメントイエロー１１９、C.I.ピグメントイエロー１２０、C.I.ピグメントイエロー１２６、C.I.ピグメントイエロー１２７、C.I.ピグメントイエロー１２８、C.I.ピグメントイエロー１２９、C.I.ピグメントイエロー１３８、C.I.ピグメントイエロー１３９、C.I.ピグメントイエロー１５０、C.I.ピグメントイエロー１５１、C.I.ピグメントイエロー１５２、C.I.ピグメントイエロー１５３、C.I.ピグメントイエロー１５４、C.I.ピグメントイエロー１５５、C.I.ピグメントイエロー１５６、C.I.ピグメントイエロー１６６、C.I.ピグメントイエロー１６８、C.I.ピグメントイエロー１７５；
C.I.ピグメントオレンジ１、C.I.ピグメントオレンジ５、C.I.ピグメントオレンジ１３、C.I.ピグメントオレンジ１４、C.I.ピグメントオレンジ１６、C.I.ピグメントオレンジ１７、C.I.ピグメントオレンジ２４、C.I.ピグメントオレンジ３４、C.I.ピグメントオレンジ３６、C.I.ピグメントオレンジ３８、C.I.ピグメントオレンジ４０、C.I.ピグメントオレンジ４３、C.I.ピグメントオレンジ４６、C.I.ピグメントオレンジ４９、C.I.ピグメントオレンジ５１、C.I.ピグメントオレンジ６１、C.I.ピグメントオレンジ６３、C.I.ピグメントオレンジ６４、C.I.ピグメントオレンジ７１、C.I.ピグメントオレンジ７３；C.I.ピグメントバイオレット１、C.I.ピグメントバイオレット１９、C.I.ピグメントバイオレット２３、C.I.ピグメントバイオレット２９、C.I.ピグメントバイオレット３２、C.I.ピグメントバイオレット３６、C.I.ピグメントバイオレット３８；
C.I.ピグメントレッド１、C.I.ピグメントレッド２、C.I.ピグメントレッド３、C.I.ピグメントレッド４、C.I.ピグメントレッド５、C.I.ピグメントレッド６、C.I.ピグメントレッド７、C.I.ピグメントレッド８、C.I.ピグメントレッド９、C.I.ピグメントレッド１０、C.I.ピグメントレッド１１、C.I.ピグメントレッド１２、C.I.ピグメントレッド１４、C.I.ピグメントレッド１５、C.I.ピグメントレッド１６、C.I.ピグメントレッド１７、C.I.ピグメントレッド１８、C.I.ピグメントレッド１９、C.I.ピグメントレッド２１、C.I.ピグメントレッド２２、C.I.ピグメントレッド２３、C.I.ピグメントレッド３０、C.I.ピグメントレッド３１、C.I.ピグメントレッド３２、C.I.ピグメントレッド３７、C.I.ピグメントレッド３８、C.I.ピグメントレッド４０、C.I.ピグメントレッド４１、C.I.ピグメントレッド４２、C.I.ピグメントレッド４８：１、C.I.ピグメントレッド４８：２、C.I.ピグメントレッド４８：３、C.I.ピグメントレッド４８：４、C.I.ピグメントレッド４９：１、C.I.ピグメントレッド４９：２、C.I.ピグメントレッド５０：１、C.I.ピグメントレッド５２：１、C.I.ピグメントレッド５３：１、C.I.ピグメントレッド５７、C.I.ピグメントレッド５７：１、C.I.ピグメントレッド５７：２、C.I.ピグメントレッド５８：２、C.I.ピグメントレッド５８：４、C.I.ピグメントレッド６０：１、C.I.ピグメントレッド６３：１、C.I.ピグメントレッド６３：２、C.I.ピグメントレッド６４：１、C.I.ピグメントレッド８１：１、C.I.ピグメントレッド８３、C.I.ピグメントレッド８８、C.I.ピグメントレッド９０：１、C.I.ピグメントレッド９７、C.I.ピグメントレッド１０１、C.I.ピグメントレッド１０２、C.I.ピグメントレッド１０４、C.I.ピグメントレッド１０５、C.I.ピグメントレッド１０６、C.I.ピグメントレッド１０８、C.I.ピグメントレッド１１２、C.I.ピグメントレッド１１３、C.I.ピグメントレッド１１４、C.I.ピグメントレッド１２２、C.I.ピグメントレッド１２３、C.I.ピグメントレッド１４４、C.I.ピグメントレッド１４６、C.I.ピグメントレッド１４９、C.I.ピグメントレッド１５０、C.I.ピグメントレッド１５１、C.I.ピグメントレッド１６６、C.I.ピグメントレッド１６８、C.I.ピグメントレッド１７０、C.I.ピグメントレッド１７１、C.I.ピグメントレッド１７２、C.I.ピグメントレッド１７４、C.I.ピグメントレッド１７５、C.I.ピグメントレッド１７６、C.I.ピグメントレッド１７７、C.I.ピグメントレッド１７８、C.I.ピグメントレッド１７９、C.I.ピグメントレッド１８０、C.I.ピグメントレッド１８５、C.I.ピグメントレッド１８７、C.I.ピグメントレッド１８８、C.I.ピグメントレッド１９０、C.I.ピグメントレッド１９３、C.I.ピグメントレッド１９４、C.I.ピグメントレッド２０２、C.I.ピグメントレッド２０６、C.I.ピグメントレッド２０７、C.I.ピグメントレッド２０８、C.I.ピグメントレッド２０９、C.I.ピグメントレッド２１５、C.I.ピグメントレッド２１６、C.I.ピグメントレッド２２０、C.I.ピグメントレッド２２４、C.I.ピグメントレッド２２６、C.I.ピグメントレッド２４２、C.I.ピグメントレッド２４３、C.I.ピグメントレッド２４５、C.I.ピグメントレッド２５４、C.I.ピグメントレッド２５５、C.I.ピグメントレッド２６４、C.I.ピグメントレッド２６５；
C.I.ピグメントブルー１５、C.I.ピグメントブルー１５：３、C.I.ピグメントブルー１５：４、C.I.ピグメントブルー１５：６、C.I.ピグメントブルー６０；C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６；C.I.ピグメントブラウン２３、C.I.ピグメントブラウン２５；C.I.ピグメントブラック１、ピグメントブラック７。
【００７３】
また、前記無機顔料あるいは体質顔料の具体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III)）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。本発明において、顔料は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００７４】
カラーフィルタの基板上に、本発明のインク組成物を用いて遮光層のパターンを形成する場合には、インク組成物中に遮光性の高い黒色顔料を配合する。遮光性の高い黒色顔料としては、例えば、カーボンブラックや四三酸化鉄などの無機系着色剤、或いは、シアニンブラックなどの有機系着色剤を使用できる。
【００７５】
遮光性の高い顔料を含有するインク組成物で形成したインク層は、内部にまで光や電離放射線が到達し難いので、光硬化性や電離放射線硬化性のバインダー系を用いるよりも、熱硬化性バインダー系を用いるのが好ましい。ただし、インク層の厚さや露光時間を長くするなど硬化方法を調節することによって、光や電離放射線でも硬化させることが可能である。
【００７６】
画素部を形成する場合には、顔料をインク組成物の固形分全量に対して、通常は１〜６０重量％、好ましくは１５〜４０重量％の割合で配合する。顔料が少なすぎると、インク組成物を所定の膜厚（通常は０．１〜２．０μｍ）に塗布した際の透過濃度が十分でないおそれがある。また、顔料が多すぎると、インク組成物を基板上へ塗布し硬化させた際の基板への密着性、塗膜硬さ等の塗膜としての特性が不十分となるおそれがある。
【００７７】
（分散剤）
分散剤は、顔料を良好に分散させるためにインク組成物中に必要に応じて配合される。分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できる。界面活性剤の中でも、次に例示するような高分子界面活性剤（高分子分散剤）が好ましい。
【００７８】
すなわち、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類；ソルビタン脂肪酸エステル類；脂肪酸変性ポリエステル類；３級アミン変性ポリウレタン類などの高分子界面活性剤が好ましく用いられる。
【００７９】
（溶剤）
本発明にかかるカラーフィルタ用インクジェットインクは、沸点が１８０℃〜２６０℃、好ましくは２１０℃〜２６０℃で且つ常温（特に１８℃〜２５℃の範囲）での蒸気圧が０．５ｍｍＨｇ以下、好ましくは０．１ｍｍＨｇ以下の溶剤成分を主溶剤として用い、そのような主溶剤を溶剤の全量に対して９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上の割合で配合する。また、主溶剤の表面張力は、２９ｄｙｎ／ｃｍ以上であることが好ましい。
【００８０】
沸点が１８０℃〜２６０℃で且つ常温での蒸気圧が０．５ｍｍＨｇ以下の溶剤成分は適度な乾燥性及び蒸発性を有している。そのため、このような溶剤成分を高い配合割合で含有する単独溶剤又は混合溶剤を用いると、吐出ヘッドのノズル先端において急速には乾燥しないので、インクの急激な粘度上昇や目詰まりが発生せず、吐出の直進性や安定性に悪影響を及ぼさないで済む。それと共に、被吐出面に吹き付けた後は乾燥が適度な速度で進行するので、インクが被塗布面になじんで塗工膜表面が水平且つ滑らかになってから、自然乾燥又は一般的な加熱工程によってインクを速やかに且つ完全に乾燥させることができる。湿潤剤や極めて沸点の高い溶剤を用いる場合と比べて、乾燥工程後の塗膜中に溶剤が残留するおそれも少ない。
【００８１】
本発明のインク組成物は着色剤として顔料を用いるので、あらかじめ顔料を全使用量の一部の溶剤中で分散剤と混合して分散性を付与し、得られた顔料分散体（すなわち高濃度の顔料分散液）を他の配合成分と共に残部の溶剤中に投入して混合しインク組成物とすることが多い。顔料分散体を調製するためには、３−メトキシブチルアセテートやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）ような顔料を分散させやすい溶剤を用いる必要がある。
【００８２】
インク組成物の溶剤は、顔料分散体を調製するために用いる分散溶剤のように、必要に応じて主溶剤以外の溶剤成分を少量ならば含有していても良い。しかしながら、その場合でも、上記した沸点と蒸気圧を有する主溶剤を溶剤全量に対して９０重量％以上の割合で使用する必要がある。主溶剤の割合が溶剤全量の９０重量％に満たない場合には、インクジェット方式に適した乾燥性、蒸発性を確実に得ることができない。
【００８３】
主溶剤は、できるだけ高い配合割合で用いるのが望ましく、具体的には少なくとも９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上とし、できるだけ１００重量％とするのが望ましい。従って、主溶剤を適切に選択することにより、顔料分散体の調製時に分散溶剤と混合使用するか、或いは、主溶剤をそのまま分散溶剤として使用するのが好ましい。
【００８４】
基板表面に濡れ性可変層を形成し露光することにより、基板上のインク層を形成したい部分に親インク性領域を形成し、当該親インク性領域にインクジェット方式によって本発明のインク組成物を選択的に付着させる場合には、主溶剤として、ＪＩＳ Ｋ６７６８に規定する濡れ性試験において示された標準液を用い、液滴を接触させて３０秒後の接触角（θ）を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求めた臨界表面張力が３０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が２５°以上、好ましくは３０°以上を示し、且つ、同じ測定法により求めた臨界表面張力が７０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が１０°以下を示すものを選択して用いてもよい。
【００８５】
濡れ性に関して上記挙動を示す溶剤を用いてインク組成物を調製すると、インク組成物は、後述する濡れ性可変層の濡れ性を変化させる前は当該濡れ性可変層の表面に対して大きな反撥性を示し、当該濡れ性可変層の濡れ性を変化させて親水性が大きくなる方向に変化させた後は当該濡れ性可変層の表面に対して大きな親和性を示す。従って、濡れ性可変層の表面の一部を選択的に露光して形成した親インク性領域に対するインク組成物の濡れ性と、その周囲の領域に対する撥インク性領域の濡れ性の差を大きくとることができるようになり、親インク性領域にインクジェット方式で吹き付けたインク組成物が、親インク性領域の隅々にまで均一に濡れ広がる。その結果、微細且つ精緻なインク層のパターンをインクジェット方式により形成できるようになる。
【００８６】
ここで、臨界表面張力に関し上記特性を有する試験片は如何なる材料で形成されていても差し支えない。臨界表面張力３０ｍＮ／ｍを示す試験片としては、例えば、表面が平滑なポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、平滑なガラス表面に前記ポリマーや表面改質剤等を塗布したものの中から実際に上記試験を行って該当するものを選択することができる。また、臨界表面張力７０ｍＮ／ｍを示す試験片としては、例えば、ナイロンや親水化処理したガラス表面等を塗布したものの中から実際に上記試験を行って該当するものを選択することができる。
【００８７】
主溶剤は、以下に示すような溶剤の中から選んで用いることができる：エチレングリコールモノエチルエーテルのようなグリコールエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールオリゴマーエーテル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールオリゴマーエーテルエステル類；酢酸、２−エチルヘキサン酸、無水酢酸のような脂肪族カルボン酸類又はその酸無水物；酢酸エチル、安息香酸プロピルのような脂肪族又は芳香族エステル類；炭酸ジエチルのようなジカルボン酸ジエステル類；３−メトキシプロピオン酸メチルのようなアルコキシカルボン酸エステル類；アセト酢酸エチルのようなケトカルボン酸エステル類；クロロ酢酸、ジクロロ酢酸のようなハロゲン化カルボン酸類；エタノール、イソプロパノール、フェノールのようなアルコール類又はフェノール類；ジエチルエーテル、アニソールのような脂肪族又は芳香族エーテル類；２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノールのようなアルコキシアルコール類；ジエチレングリコール、トリプロピレングリコールのようなグリコールオリゴマー類；２−ジエチルアミノエタノール、トリエタノールアミンのようなアミノアルコール類；２−エトキシエチルアセテートのようなアルコキシアルコールエステル類；アセトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類；Ｎ−エチルモルホリン、フェニルモルホリンのようなモルホリン類；ペンチルアミン、トリペンチルアミン、アニリンのような脂肪族又は芳香族アミン類。
【００８８】
主溶剤として使用できる溶剤の具体例としては、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジブチルエーテル、アジピン酸ジエチル、シュウ酸ジブチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、コハク酸ジメチル、及び、コハク酸ジエチルなどを例示することができる。これらの溶剤は、沸点が１８０℃〜２６０℃で且つ常温での蒸気圧が０．５ｍｍＨｇ以下の要求を満たしているだけでなく、顔料の分散性、分散安定性も比較的良好であり、３−メトキシブチルアセテートやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）のような従来から顔料分散体の調製に用いられている溶剤と混合し或いは混合せずそのまま分散溶剤として用い、顔料分散体を調製することができる。
【００８９】
さらに、具体例として挙げたこれらの溶剤は、ＪＩＳ Ｋ６７６８に規定する濡れ性試験において示された標準液を用い、液滴を接触させて３０秒後の接触角（θ）を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求めた臨界表面張力が３０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が２５°以上を示し、且つ、同じ測定法により求めた臨界表面張力が７０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が１０°以下を示すという要求も満たしている。従って、これらの溶剤は、基板表面に濡れ性可変層を設けて露光し、露光部分と未露光部分の間の濡れ性の差を利用してインク組成物を選択的に付着させる場合にも、主溶剤として好適に用いることができる。
【００９０】
上記したように、本発明に係るインク組成物の溶剤は、主溶剤を９０重量％以上の割合で含有し、必要に応じて分散溶剤のような他の溶剤成分が配合されてなるものである。このような溶剤を、当該溶剤を含むインク組成物の全量に対して、通常は４０〜９５重量％の割合で用いてインク組成物の塗工液を調製する。溶剤が少なすぎると、インクの粘度が高く、インクジェットヘッドからの吐出が困難になる。また、溶剤が多すぎると、所定の濡れ性変化部位（インク層形成部位）に対するインク盛り量（インク堆積量）が十分でないうちに、当該濡れ性変化部位に堆積させたインクの膜が決壊し、周囲の未露光部へはみ出し、さらには、隣の濡れ性変化部位（インク層形成部位）にまで濡れ広がってしまう。言い換えれば、インクを付着させるべき濡れ性変化部位（インク層形成部位）からはみ出さないで堆積させることのできるインク盛り量が不十分となり、乾燥後の膜厚が薄すぎて、それに伴い十分な透過濃度を得ることができなくなる。
【００９１】
（その他の成分）
本発明のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物には、必要に応じて、その他の添加剤を１種又は2種以上配合することができる。そのような添加剤としては、次のようなものを例示できる。
【００９２】
ａ）増感剤：例えば、４−ジエチルアミノアセトフェノン、４−ジメチルアミノプロピオフェノン、エチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、２−エチルヘキシル−１，４−ジメチルアミノベンゾエートなど。
【００９３】
ｂ）硬化促進剤（連鎖移動剤）：例えば、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールなど、
ｃ）高分子化合物からなる光架橋剤又は光増感剤：高分子光架橋・増感剤は、光架橋剤あるいは光増感剤として機能しうる官能基を主鎖および／または側鎖中に有する高分子化合物であり、その例としては、４−アジドベンズアルデヒドとポリビニルアルコールとの縮合物、４−アジドベンズアルデヒドとフェノールノボラック樹脂との縮合物、４−（メタ）アクリロイルフェニルシンナモイルエステルの（共）重合体、１，４−ポリブタジエン、１，２−ポリブタジエン等を挙げることができる。
【００９４】
ｄ）分散助剤：例えば、銅フタロシアニン誘導体等の青色顔料誘導体や黄色顔料誘導体等など。
【００９５】
ｅ）充填剤：例えば、ガラス、アルミナなど。
【００９６】
ｆ）密着促進剤：例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランなど。
【００９７】
ｇ）酸化防止剤：例えば、２，２−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノールなど。
【００９８】
ｈ）紫外線吸収剤：例えば、２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノンなど。
【００９９】
ｉ）凝集防止剤：例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、或いは各種の界面活性剤など。
【０１００】
（インク組成物の製造方法）
本発明のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物は、必須成分であるバインダー成分と顔料とを必要に応じて他の配合成分と共に、前記したような主溶剤を９０重量％以上の割合で含有する単独溶剤又は混合溶剤に投入して混合し、固形成分を溶解又は分散させて製造しても良い。
【０１０１】
しかしながら、顔料をバインダー成分等の他の成分と共に溶剤全体中に直接投入し攪拌混合する場合には、顔料を溶剤中に十分に分散させられないことが多い。そこで通常は、顔料の分散性及び分散安定性が良好な溶剤を用意し、そこに顔料を分散剤と共に投入してディソルバーなどにより十分攪拌し、顔料分散体を調製する。そして、得られた顔料分散体を、顔料以外の成分と共に、ほとんど主溶剤からなるか又は主溶剤のみからなる溶剤に投入し、ディソルバーなどにより十分に攪拌混合することによって、本発明に係るインク組成物とすることができる。
【０１０２】
顔料分散体を投入する残部の溶剤としては、最終的な溶剤全体の組成から顔料分散体の調製に用いた溶剤の分を差し引いた組成を有するものを用い、最終濃度にまで希釈してインク組成物を完成させても良い。また、顔料分散体を比較的少量の主溶剤に投入して高濃度のインク組成物を調製しても良い。高濃度のインク組成物は、そのまま保存し、使用直前に最終濃度に希釈してインクジェット方式に使用することができる。
【０１０３】
本発明においては、特に、主溶剤として沸点が１８０℃〜２６０℃で且つ常温での蒸気圧が０．５ｍｍＨｇ以下の溶剤成分の配合割合を溶剤全体の９０重量％以上とする必要があるので、顔料分散体の調製時に３−メトキシブチルアセテートやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）のような従来から用いられている分散溶剤を十分な量だけ用いることができない場合がある。その場合には、主溶剤として使用可能な溶剤の中から顔料の分散性、分散安定性が比較的良好なものを選択し、従来から用いられている分散溶剤と混合したものを分散溶剤として用いるか、或いは、主溶剤をそのまま分散溶剤として用いる。
【０１０４】
（カラーフィルタの製造方法）
（１）第一の方法
本発明に係るカラーフィルター用インクジェットインク組成物にＲ、Ｇ、Ｂ又はブラック等の所望の顔料を配合し、カラーフィルターの透明基板上の所定領域にインクジェット方式により選択的に付着させ、硬化させることによって、画素部や遮光層などの着色硬化層を形成することができる。
【０１０５】
このような工程を含むカラーフィルターの製造方法の一例を、以下に説明する。先ず、図１（Ａ）に示すようにカラーフィルターの透明基板１を準備する。この透明基板としては、従来よりカラーフィルタに用いられているものであれば特に限定されるものではないが、例えば石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可とう性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可とう性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。本発明においては、通常、透明基板を用いるが、反射性の基板や白色に着色した基板でも用いることは可能である。また、基板は、必要に応じてアルカリ溶出防止やガスバリア性付与その他の目的で表面処理を施したものを用いてもよい。
【０１０６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、透明基板１の一面側の画素部間の境界となる領域に遮光部２を形成する。遮光部２は、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成することができる。このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。
【０１０７】
また、遮光部２としては、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層であってもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができる。このような樹脂製遮光部のパターニングの方法としては、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。
【０１０８】
次に、図１（Ｃ）に示すように、遮光部のパターンの幅方向中央に、遮光部よりも幅の狭い撥インク性凸部を必要に応じて形成する。このような撥インク性凸部の組成は、撥インク性を有する樹脂組成物であれば、特に限定されるものではない。また、特に透明である必要はなく、着色されたものであってもよい。例えば、遮光部に用いられる材料であって、黒色の材料を混入しない材料等を用いることができる。具体的には、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の水性樹脂を１種または２種以上混合した組成物や、Ｏ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を挙げることができる。本発明においては、取扱性および硬化が容易である点等の理由から、光硬化性樹脂が好適に用いられる。また、この撥インク性凸部は、撥インク性が強いほど好ましいので、その表面をシリコーン化合物や含フッ素化合物等の撥インク処理剤で処理したものでもよい。
【０１０９】
撥インク性凸部のパターニングは、撥インク性樹脂組成物の塗工液を用いる印刷や、光硬化性塗工液を用いるフォトリソグラフィーにより行うことができる。撥インク性凸部の高さは、上述したようにインクジェット法により着色する際にインクが混色することを防止するために設けられるものであることから、ある程度高いことが好ましいが、カラーフィルタとした場合の全体の平坦性を考慮すると、画素部の厚さに近い厚さであることが好ましい。具体的には、吹き付けるインクの堆積量によっても異なるが、通常は０．１〜２．０μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１１０】
次に、本発明に係る各色の画素部形成用インク組成物を用意する。そして、図１（Ｄ）に示すように、透明基板１の表面に、遮光層２のパターンにより画成された各色の画素部形成領域４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、対応する色の画素部形成用インクをインクジェット方式により吹き付けてインク層を形成する。このインクの吹き付け工程において、画素部形成用インクは、ヘッド５の先端部で粘度増大を起こし難く、良好な吐出性を維持し続けることができる。従って、所定の画素部形成領域内に、対応する色のインクを正確に、且つ、均一に付着させることができ、正確なパターンで色ムラや色抜けのない画素部を形成することができる。また、各色の画素部形成用インクを、複数のヘッドを使って同時に基板上に吹き付けることもできるので、各色ごとに画素部を形成する場合と比べて作業効率を向上させることができる。
【０１１１】
次に、図１（Ｅ）に示すように、各色のインク層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを硬化させる。インク層を硬化させるには、バインダー系の種類に応じて電離放射線７等の何らかのエネルギー線を照射するか又は加熱する。インク層には、インク層を硬化させた後、必要に応じて、ベークを行って画素部を形成する。画素部の厚さは、光学特性等を考慮して、通常は０．１〜２．０μｍ程度とする。
【０１１２】
次に、図１（Ｆ）に示すように、透明基板の画素部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを形成した側に、保護層９を形成する。保護層は、カラーフィルタを平坦化するとともに、画素部等に含有される成分が、液晶表示装置の液晶層へ溶出するのを防止するために設けられる。保護層の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタの表面状態等を考慮して設定することができ、例えば、０．１〜２．０μｍの範囲で設定することができる。保護層は、例えば、公知の透明感光性樹脂、二液硬化型透明樹脂等の中から、透明保護層として要求される光透過率等を有するものを用いて形成することができる。
【０１１３】
このようにして、本発明に係るカラーフィルター用インクジェットインク組成物を用いてカラーフィルター１０１Ａが製造される。この例においては、本発明のインク組成物を用いて画素部を形成するが、本発明に係るカラーフィルター用インクジェットインクを用いるインクジェット方式によれば、画素部以外にも遮光部２などを所望のパターン状に形成することができる。
【０１１４】
遮光部２を形成したい場合には、本発明のカラーフィルター用インクジェットインク組成物であって黒色顔料などの遮光性着色剤を配合してなる遮光部形成用インクを調製し、この遮光部形成用インクを、透明基板１の表面の所定領域にインクジェット方式により選択的に付着させてインク層を所定のパターン状に形成し、当該インク層を電離放射線照射などの方法で硬化させ、必要に応じてベークすることによって遮光部を形成できる。
【０１１５】
（２）第二の方法
カラーフィルターの基板表面の所定領域内の濡れ性を選択的に変化させて、周囲と比べて親インク性の大きいインク層形成領域を形成し、当該インク層形成領域に、本発明に係るインク組成物をインクジェット方式により選択的に付着させてインク層を形成し、当該インク層を硬化させる方法によって、画素部や遮光部などの着色硬化層を形成することができる。
【０１１６】
特に、カラーフィルターの透明基板上に、光触媒の作用により親インク性が大きくなる方向に濡れ性を変化させる濡れ性可変層を形成し、当該濡れ性可変層の表面の所定領域内の濡れ性を露光により選択的に変化させて、周囲と比べて親インク性の大きいインク層形成領域を形成し、当該インク層形成領域に、本発明に係るインク組成物をインクジェット方式により選択的に付着させてインク層を形成することが可能である。
【０１１７】
このような濡れ性可変層を基板上に設ける場合には、主溶剤として、ＪＩＳ Ｋ６７６８に規定する濡れ性試験において示された標準液を用い、液滴を接触させて３０秒後の接触角（θ）を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求めた臨界表面張力が３０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が２５°以上を示し、且つ、同じ測定法により求めた臨界表面張力が７０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が１０°以下を示すものを用いて調製したインク組成物を用いるのが好ましい。
【０１１８】
カラーフィルターの第二の製造方法の一例を、以下に説明する。先ず、図２（Ａ）に示すように、カラーフィルターの透明基板１の一面側の画素部間の境界となる領域に遮光部２を形成する。この遮光部のパターンによって、各色の画素部形成領域４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが画成される。透明基板１としては、上述した第一の方法で用いられるのと同じものを用いることができ、遮光部２も、第一の方法におけるのと同様のものを設けることができる。
【０１１９】
次に、図２（Ｂ）に示すように、透明基板１の表面の少なくとも一部領域、特に、この例では、画素部形成領域を含む領域に、濡れ性可変層としての光触媒含有層１０をベタ塗りのパターン（ソリッドパターン状）に形成する。
【０１２０】
次に、図２（Ｃ）に示すように、光触媒含有層１０にフォトマスク１１を介して光線１３を照射して露光を行い、画素部形成領域４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの親インク性を増大させる。
【０１２１】
上記光触媒含有層１０のような濡れ性可変層の画素部形成領域の濡れ性を選択的に変化させて親インク性を大きくすると、本発明のインク組成物は、画素部形成領域に容易に付着して均一に広がり、一方、画素部形成領域の周囲領域では強く反撥して排除されるので、画素部形成領域に選択的に且つ均一に付着し、その結果、正確なパターンで色ムラや色抜けのない画素部を形成することができる。
【０１２２】
第二の方法において用いる濡れ性可変層は、ＪＩＳ Ｋ６７６８に規定する濡れ試験において示された標準液を用い、液滴を接触させて３０秒後の接触角（θ）を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求めた臨界表面張力が、濡れ性を変化させる前においては２０〜５０ｍＮ／ｍを示し、且つ、濡れ性を変化させた後においては４０〜８０ｍＮ／ｍを示すものであることが好ましい。
【０１２３】
臨界表面張力をこのように変化させることのできる濡れ性可変層を用いると、インク組成物は、濡れ性を変化させて親インク性を大きくした画素部形成領域等のパターン形成領域において、非常に小さな接触角を示し、一方、パターン形成領域の周囲においては非常に大きな接触角を示し、濡れ性の差を非常に大きくとることができる。
【０１２４】
フォトマスク１１を用いて露光を行う場合は、隣接し合う画素部形成領域間の境界部に未露光部を確保しつつ、露光部１２の幅を画素部形成領域４の幅よりも広くとるようにすることが好ましい。このようにすることにより、画素部形成領域４の隅々まで十分に露光され、親インク性が増大するので、画素部の色抜け等の不都合が生じなくなる。光触媒含有層１０は、フォトマスクを用いずとも、レーザー光線の走査によるフォトリソグラフィーなどの他の方法で所定のパターン状に露光してもよい。また、透明基板の裏面側（光触媒含有層１０が設けられているのとは反対側）から露光を行うと、遮光部２がフォトマスクとして機能するので、フォトマスクが不要である。
【０１２５】
光触媒含有層１０に照射される光は、光触媒を活性化できるものであれば可視光線であっても不可視光線であっても差し支えないが、通常は、紫外光を含む光を用いる。このような紫外光を含む光源としては、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を挙げることができる。この露光に用いる光の波長は４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲から設定することができ、また、露光に際しての光の照射量は、露光された部位が光触媒の作用により親水性を増大させるのに必要な照射量とすることができる。
【０１２６】
親インク性が大きくなる方向に濡れ性を変化させることのできる濡れ性可変層としては、例えば、ａ）図示した濡れ性可変層１０のように光触媒を含有し且つ光触媒の作用により濡れ性可変層自体の親水性が増大するもののほか、ｂ）濡れ性可変層の下側（透明基板側）に光触媒含有層を備え、光触媒含有層内に存在する光触媒の作用によって濡れ性可変層の親水性が増大するもの、ｃ）光触媒及び当該光触媒の作用により分解するバインダーからなる分解性濡れ性可変層であって、当該分解性濡れ性可変層の露光部分が分解、除去されて親水性を有する下地、例えば透明基板等が露出するもの、或いは、ｄ）光触媒の作用により分解するバインダーからなる分解性濡れ性可変層の下側に光触媒含有層を備え、光触媒含有層内に存在する光触媒の作用によって当該分解性濡れ性可変層の露光部分が分解、除去されて親水性を有する下地、例えば光触媒含有層等が露出するものなどを例示することができる。
【０１２７】
本発明における「親インク性が大きくなる方向に濡れ性を変化させることのできる濡れ性可変層」は、基板に濡れ性可変層を設けてなる積層体において、濡れ性可変層形成面の濡れ性を親インク性が大きくなる方向に変化させるものであればよく、上記例示ａ）、ｂ）のように、濡れ性可変層自体の親インク性が増大するものだけでなく、上記例示ｃ）、ｄ）のように、濡れ性可変層が分解して親インク性の下地が露出するものも、これに含まれる。
【０１２８】
以下において、上記ａ）及びｂ）のタイプについて、詳しく説明する。
【０１２９】
ａ）それ自体の親水性が増大する光触媒含有層
図示した光触媒含有層１０のように、それ自体が濡れ性可変層として機能する光触媒含有層は、光触媒とバインダとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を塗布した後、加水分解、重縮合反応を進行させてバインダ中に光触媒を強固に固定することにより形成される。
【０１３０】
光触媒としては、光半導体として知られる例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、および酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
【０１３１】
光触媒含有層における光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼし、例えば、バインダの一部である有機基や添加剤の酸化、分解等によって親水性を増大させると考えられる。
【０１３２】
本発明においては、特に酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の酸化チタンが好ましい。アナターゼ型酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【０１３３】
このようなアナターゼ型酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【０１３４】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径が５０ｎｍ以下の光触媒が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。また、光触媒の粒径が小さいほど、形成された光触媒含有層の表面粗さが小さくなるので好ましく、光触媒の粒径が１００ｎｍを越えると光触媒含有層の中心線平均表面粗さが粗くなり、光触媒含有層の非露光部の撥インク性が低下し、また露光部の親インク性の発現が不十分となるため好ましくない。
【０１３５】
このタイプの光触媒含有層に使用するバインダは、主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【０１３６】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹnＳｉＸ(4-n)
（ここで、Ｙは水素、又は、置換基を有していてもよい炭化水素基を示す。一分子中の複数のＹは互いに同じ基であっても異なる基であってもよい。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【０１３７】
上記一般式で表される珪素化合物は、Ｙとしての置換基を有していてもよい炭化水素基を少なくとも一つ有しているのが好ましい。
【０１３８】
上記一般式において、未置換の炭化水素基、又は、置換された炭化水素基の炭化水素基部分としては、例えば、メチル、エチルその他のアルキル等の直鎖又は分岐脂肪族炭化水素基；シクロヘキシル等の脂環式炭化水素基；ビニル等の不飽和炭化水素基；フェニル等の芳香族炭化水素基などを例示でき、これらの炭化水素基又は炭化水素基部分の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましい。
【０１３９】
また、上記一般式において置換基を有していてもよい炭化水素基としては、フルオロアルキル等のフッ素置含有炭化水素基；グリシドキシアルキルやβ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）アルキルのようなエポキシ含有炭化水素基；（メタ）アクリロイルオキシアルキルのようなアクリロイルオキシ又はメタクリロイルオキシ含有炭化水素基；アミノアルキルのようなアミノ含有炭化水素基；メルカプトアルキルのようなメルカプト含有炭化水素基；Ｎ−フルオロアルキルスルホニルアミノアルキル等のＮ−フルオロアルキルスルホンアミド基含有炭化水素基をはじめとするフルオロアルキル含有炭化水素基などを例示できる。
【０１４０】
また、Ｘで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【０１４１】
具体的には、メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリｔ−ブトキシシラン；エチルトリクロルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−プロピルトリクロルシラン、ｎ−プロピルトリブロムシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリイソプロポキシシラン、ｎ−プロピルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−ヘキシルトリクロルシラン、ｎ−へキシルトリブロムシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−へキシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−へキシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−デシルトリクロルシラン、ｎ−デシルトリブロムシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−デシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−オクタデシルトリクロルシラン、ｎ−オクタデシルトリブロムシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−オクタデシルトリｔ−ブトキシシラン；フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリｔ−ブトキシシラン；テトラクロルシラン、テトラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン；ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン；ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン；フェニルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン；
トリクロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメトキシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイソプロポキシヒドロシラン、トリｔ−ブトキシヒドロシラン；ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリｔ−ブトキシシラン；トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メタアクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリロイルオキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリｔ−ブトキシシラン；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン；および、それらの部分加水分解物；および、それらの混合物を使用することができる。
【０１４２】
また、オルガノポリシロキサン化合物として、特にフルオロアルキル基を有するものが好ましい。フルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサン化合物を用いて濡れ性可変層を形成すると、フルオロアルキル基の作用により非露光部の撥水性、撥インク性が高くなり、高親水化した露光部と高撥水性の非露光部との間に、インクに対する濡れ性の差を大きくとることができる。
【０１４３】
具体的には、前記一般式ＹnＳｉＸ(4-n)で表される珪素化合物を縮合単位とする加水分解縮合物、又は、共加水分解縮合物であって、縮合単位の全部又は少なくとも一部が、下記のフルオロアルキルシランのようなフルオロアルキル基含有珪素化合物の１種または２種以上であるものを使用することができる。下記のフルオロアルキルシランは、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られている。
【０１４４】
ＣＦ3（ＣＦ2）3ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
ＣＦ3（ＣＦ2）5ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
ＣＦ3（ＣＦ2）9ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）4ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）6ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）8ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
ＣＦ3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
ＣＦ3（ＣＦ2）3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
ＣＦ3（ＣＦ2）5（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
ＣＦ3（ＣＦ2）7（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3；
ＣＦ3（ＣＦ2）3ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
ＣＦ3（ＣＦ2）5ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
ＣＦ3（ＣＦ2）9ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）4ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）6ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ ＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）8ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ ＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
ＣＦ3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
ＣＦ3（ＣＦ2）3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
ＣＦ3（ＣＦ2）5（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
ＣＦ3（ＣＦ2）7（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2；
ＣＦ3（ＣＦ2）3ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3；
ＣＦ3（ＣＦ2）5ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3；
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3；
ＣＦ3（ＣＦ2）9ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3；および
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＳＯ2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）Ｃ2Ｈ4ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3。
【０１４５】
上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダとして用いることにより、光触媒含有層の濡れ性を変化させる前の撥インク性が大きくなるので、濡れ性を変化させる前後で濡れ性の差を大きくとることができる。
【０１４６】
また、上記（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【０１４７】
【化１】
【０１４８】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物をバインダに混合してもよい。
【０１４９】
光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インク化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【０１５０】
また、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。
【０１５１】
光触媒含有層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ましい。
【０１５２】
上記各成分を溶解、分散する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することができる。
【０１５３】
ｂ）濡れ性可変層の下側に光触媒含有層を備え、濡れ性可変層の親水性が増大するもの
このタイプの濡れ性可変層を形成するには、先ず、バインダー及び光触媒を溶解、分散した塗工液を、カラーフィルターの透明基板上に塗布した後、加水分解、重縮合反応を進行させて光触媒含有層を形成するか、又は、光触媒単体の光触媒含有層を形成する。次いで、光触媒含有層の上に、疎水性の有機物からなる薄膜の濡れ性可変層を形成する。光触媒、バインダー、或いは溶剤等は、上記ａ）のタイプで用いるのと同じものを用いてよい。
【０１５４】
有機物の薄膜の形成には、溶液の塗布、表面グラフト処理、界面活性剤処理、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の気相による成膜法を用いることができる。有機物としては、低分子化合物、高分子化合物、界面活性剤等で、光触媒によって濡れ性が変化するものを用いることができる。具体的には、光触媒の作用により有機基が水酸基に変化するシラン化合物で、シランカップリング剤、クロロシラン、アルコキシシラン、あるいはこれらの２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物を挙げることができる。光触媒含有層の上には、上述したオルガノポリシロキサンからなる濡れ性可変層を形成してもよく、その場合にはフルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサンを用いるのが好ましい。
【０１５５】
なお、上記例示の濡れ性可変層は、当該濡れ性可変層自体が光触媒を含有する光触媒含有層であるか、又は、当該濡れ性可変層の透明基板側に設けられた光触媒含有層を備えており、当該光触媒含有層に光線を照射することによって光触媒を活性化し、活性化された当該光触媒の作用により、親インク性が大きくなる方向に濡れ性を変化させるものである。すなわち、例示の濡れ性可変層は、いずれも、光線を照射されることによって親インク性が大きくなる方向に濡れ性を変化させるものである。
【０１５６】
しかしながら、本発明において濡れ性可変層は、その表面の濡れ性を、外からの刺激、例えば物理的刺激、化学的刺激等により変化させることができる層であれば特に限定されるものではない。例えば、酸またはアルカリ等により表面の粗さの状態が変化し、濡れ性が変化する層等であってもよいし、また紫外線や可視光、さらには熱等のエネルギーの照射により濡れ性可変層内の物質が変化して濡れ性が変化する層等であってもよい。
【０１５７】
また、例示の方法で用いられている光触媒含有層は、画素部形成領域に光線を照射して親インク性を増大させ、インク組成物を選択的に付着させるが、何らかの刺激によって親インク性が減少するような濡れ性可変層をカラーフィルターの透明基板上に設け、画素部形成領域のネガパターン状に濡れ性を変化させる刺激を与えることによっても、インク組成物を所望の領域だけに選択的に付着させることが可能である。
【０１５８】
次に、本発明に係るカラーフィルター用インクジェットインク組成物であって、１又は２以上の顔料を配合してなる、各色の画素部形成用インクを用意する。そして、上述した図２（Ｃ）の工程において親インク性を増大させた画素部形成領域４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、対応する色の画素部形成用インクを選択的に付着させて、図２（Ｄ）に示すようなインク層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを形成する。
【０１５９】
次に、図２（Ｅ）に示すように、各色のインク層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂをバインダー系に応じて電離放射線線７等のエネルギー線を照射するか又は加熱することにより硬化させ、さらに必要に応じて、ベークを行って各色の画素部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを形成する。次に、図２（Ｆ）に示すように、透明基板の画素部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを形成した側に、保護層９を形成する。図２（Ｅ）及び図２（Ｆ）に示すような第二の方法における光硬化工程及び保護層形成工程は、第一の方法におけるのと同様に行うことができる。
【０１６０】
第二の方法においては、このようにしてカラーフィルター１０１Ｂが製造される。この例においては、本発明に係るカラーフィルター用インクジェットインクである画素部形成用インクを用いて画素部を形成するが、本発明に係るインク組成物を、基板表面の濡れ性の差を利用して親インク性領域だけに選択的に付着させることによって、遮光部２のような画素部以外の着色硬化層も所望のパターン状に形成することができる。
【０１６１】
【実施例】
（実施例１）
（１）光触媒含有層用塗工液の調製
下記の成分を混合し、１００℃で２０分間攪拌して、光触媒含有層用塗工液を調製した。
＜光触媒含有層用塗工液の組成＞
・イソプロピルアルコール：３ｇ
・フルオロアルキルシラン（トーケムプロダクツ製、ＭＦ−１６０Ｅ：Ｎ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−Ｎ−エチル−パーフルオロオクタンスルホンアミドのイソプロピルエーテル５０重量％溶液）：０．０７ｇ
・酸化チタンゾル（石原産業製、ＳＴＫ−０１）：３ｇ
・シリカゾル（日本合成ゴム製、グラスカＨＰＣ７００２）：０．６ｇ
・アルキルアルコキシシラン（日本合成ゴム製、ＨＰＣ４０２Ｃ）：０．２ｇ
（２）光触媒含有層の形成
開口部７６μｍ×２５９μｍで線幅が２３μｍのクロム薄膜パターンからなるブラックマトリックスを有するソーダガラス製の透明基板上に、上記の光触媒含有層用塗工液をスピンコーターにより塗布し、１５０℃、１０分間の乾燥処理後、加水分解、重縮合反応を進行させて、光触媒がオルガノポリシロキサン中に強固に固定された厚み０．５μｍの透明な光触媒含有層を形成した。
【０１６２】
この光触媒含有層にマスクを介して水銀灯（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ2の照度で３分間、光線を照射し、非照射部位と照射部位の水に対する接触角を測定した。接触角の測定は、接触角測定器（協和界面科学（株）製、ＣＡ−Ｚ型）を用い、非照射部位又は照射部位にマイクロシリンジから水滴を滴下して３０秒後に行った。その結果、非照射部位における水の接触角は７０°であるのに対して、照射部位における水の接触角は１０°以下であり、照射部位が高親水性となって、照射部位と非照射部位との濡れ性の差を利用してパターン形成が可能なことが確認された。
【０１６３】
さらに、ＪＩＳ Ｋ６７６８に規定する濡れ性試験において示された標準液を用い、光触媒含有層の非照射部位に液滴を接触させて３０秒後の接触角（θ）を測定し、ジスマンプロット（横軸：標準液の表面張力、縦軸：ｃｏｓθ）を作成し、グラフを外挿したところ、ｃｏｓθ＝０となる点が示す表面張力、すなわち非照射部位の臨界表面張力は３０ｍＮ／ｍだった。同じ方法で、照射部位における臨界表面張力を測定したところ、７０ｍＮ／ｍだった。
【０１６４】
（３）光触媒含有層の露光
パターンピッチが７６μｍ×２５９μｍで、且つ、上記ブラックマトリックスの線幅（２３μｍ）よりも狭い幅（１０μｍ）の遮光パターンを有するマスクを、上記透明基板の光触媒含有層上に配置し、ブラックマトリックスと重なるように位置合わせした後、このマスクを介して水銀灯（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ2の照度で５０秒間、光触媒含有層を露光して、照射部位を高親水性とした。各照射部位は、ブラックマトリックス上に存在する幅１０μｍの非照射部により区画され、ブラックマトリックスに囲まれた７６μｍ×２５９μｍの大きさの画素部形成領域と、その周囲のブラックマトリックスと重なる領域を有していた。
【０１６５】
（４）画素部用着色インクの調製
下記の成分のうち、先ず、顔料及び高分子分散剤を溶剤の一部に投入、混合し、３本ロールとビーズミルを用いて攪拌して顔料分散液を得た。一方、他の配合成分を溶剤の残部に投入、攪拌して溶解分散し、バインダー溶液を得た。そして、顔料分散液を少量ずつバインダー溶液中に添加しながらディソルバーで十分に攪拌し、インクを調製した。
＜青色画素部用着色インクの組成＞
・顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６）：５重量部
・高分子分散剤（ＡＶＥＣＩＡ社製、ソルスパース２４０００）：２重量部
・バインダー（ベンジルメタクリレート−メタクリル酸共重合体）：３重量部
・モノマー１（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）：２重量部
・モノマー２（トリプロピレングリコールジアクリレート）：５重量部
・開始剤（２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モンフォリノプロパン）−１−オン：２重量部
・溶剤（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、２９．９ｄｙｎ／ｃｍ）：８１重量部
上記成分のうち、溶剤であるジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートは、ＪＩＳ Ｋ６７６８に規定する濡れ性試験において示された標準液を用い、液滴を接触させて３０秒後の接触角（θ）を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求めた臨界表面張力が３０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が３２．８°を示し、且つ、同じ測定法により求めた臨界表面張力が７０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が０°を示した。
【０１６６】
また、２官能モノマーであるトリプロピレングリコールジアクリレートは、同様の試験において、ジスマンプロットのグラフにより求めた臨界表面張力が３０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が２５°を示し、且つ、同じ測定法により求めた臨界表面張力が７０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が０°を示した。
【０１６７】
さらに、前記組成中のＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６に代えてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４を同量用いるほかは青色画素部用着色インクの場合と同様にして赤色画素部用着色インクを調製した。さらに、前記組成中のＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６に代えてＣ．Ｉ．ピグメントグリーン３６を同量用いるほかは青色画素部用着色インクの場合と同様にして緑色画素部用着色インクを調製した。
【０１６８】
（４）カラーフィルターの製造
インクジェットヘッドに各色の画素部用着色インクを充填した。次に、当該ヘッドから青色画素部用着色インクを、基板上に点在する青色用の各画素部形成領域の中心部にドロップ径３０μｍで滴下した。
【０１６９】
同様にして、パターン露光により基板上に赤色画素部形成領域を形成し、赤色画素部用着色インクをヘッドから基板上に点在する赤色用の各画素部形成領域の中心部に、ドロップ径３０μｍで滴下した。さらに、基板上に緑色画素部形成領域を形成し、緑色画素部用着色インクを、ヘッドから緑色用の各画素部形成領域の中心部に、ドロップ径３０μｍで滴下した。
【０１７０】
滴下した各色の画素部用着色インクは、ブラックマトリックス上の非照射部においてはじかれ、各色の画素部形成領域においては均一に拡散して選択的に付着された。
【０１７１】
その後、各色の着色インク層を８０℃、３分間乾燥させて、水銀灯（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ2の照度で３０秒間、光線を照射して、さらに、２３０℃で３０分間熱処理を行って画素部を形成した。
【０１７２】
次いで、二液混合型熱硬化剤（日本合成ゴム（株）製ＳＳ７２６５）をスピンコーターにて画素部上に塗布し、２００℃、３０分間の硬化処理を施して保護層を形成し、カラーフィルターを得た。
【０１７３】
（実施例２）
（１）画素部用着色インクの調製
下記組成の青色画素部用着色インク（青色インク２−１及び２−２）を調製した。どちらの着色インクの場合も、先ず、顔料及び高分子分散剤を溶剤の一部に投入、混合し、３本ロールとビーズミルを用いて攪拌して顔料分散液を得た。一方、他の配合成分を溶剤の残部に投入、攪拌して溶解分散し、バインダー溶液を得た。そして、顔料分散液を少量ずつバインダー溶液中に添加しながらディソルバーで十分に攪拌し、青色画素部用着色インクを調製した。
＜青色画素部用着色インク２−１の組成＞
青色インク２−１としては、実施例１で調製したのと同じ青色画素部用着色インクを、そのまま用いた。
＜青色画素部用着色インク２−２の組成＞
・顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６）：５重量部
・高分子分散剤（ＡＶＥＣＩＡ社製ソルスパース２４０００）：２重量部
・バインダー（ベンジルメタクリレート−メタクリル酸共重合体）：３重量部
・モノマー１（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）：２重量部
・モノマー２（トリプロピレングリコールジアクリレート）：５重量部
・開始剤（２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モンフォリノプロパン）−１−オン：２重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、２７．７ｄｙｎ／ｃｍ）：８１重量部
（２）粘度の測定
各青色インクの粘度を、粘度測定器ＶＩＢＲＯＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＣＪＶ５０００（Ａ＆Ｄ社製）を用い、温度２０℃で測定した。
【０１７４】
（３）間歇吐出安定性の試験
インクジェットヘッドに各青色インクを充填し当該ヘッドから吐出して、実施例１の場合と同様にして光触媒含有層を設けて所定のパターン状に露光したガラス製透明基板の青色用画素部形成領域の中心部に、ドロップ径３０μｍで滴下した。さらに、初期吐出を停止してヘッドを３０分間静止させた後、同じヘッドから別の青色用画素部形成領域の中心部に、ドロップ径３０μｍで滴下した。このような間歇吐出において、最初に吐出動作を行った時の吐出性（初期吐出性）と、その後に再吐出を行った時の吐出性（間歇吐出安定性）を観察し、下記基準に従って評価した。
【０１７５】
＜初期吐出性の評価基準＞
○：ヘッドの全部の穴（オリフィス）からインクを吐出することが可能である。△：ヘッドにインクの出ない穴が一部ある。
×：ヘッドのほとんどの穴からインクが出ない。
【０１７６】
＜間歇吐出安定性の評価基準＞
○：ヘッドの全部の穴からインクを再吐出することが可能である。
△：ヘッドにインクの出ない穴が一部ある。
×：ヘッドのほとんどの穴からインクが出ない。
【０１７７】
第１表に示すように、青色インク２−２を用いた場合は３０分経過後に３〜４本程度の穴抜け（目詰まり）が検出された。一方、青色インク２−１を用いた場合は３０分経過後においても穴抜けが無く全穴から吐出されていることが確認された。
【０１７８】
【表１】
インクジェットヘッドに各青色インクを充填し、当該ヘッドから連続的に吐出し、一定速度で回転させたテフロン製のロール上に液滴を着弾させ、その液滴の着弾位置、着弾の有無をデジタルビデオレコーダー（ＳＯＮＹ社製、ＤＣＲ−ＴＲＶ２０）で長時間観察した。その結果、青色インク２−２を用いた場合には１０分経過後から着弾位置のばらつきが発生することが確認された。一方、青色インク２−１を用いた場合には３０分経過後においても着弾位置のばらつきが発生せず全穴から正確に吐出されていることが確認された。
【０１７９】
（５）吐出の観察
ストロボを発光しながら、ＣＣＤカメラ（東京電子工業製、ＣＳ３９１０）でインクの吐出状態及びオリフィス表面上のインクの濡れ広がりを観察した。その結果、青色インク２−２を用いた場合には図４に示す写真のようにオリフィス表面のインクの濡れ広がりが多く、インクの飛行曲がりを起こす頻度が多いことが確認された。一方、青色インク２−１を用いた場合には図３に示す写真のようにオリフィス表面のインクの濡れ広がりが抑えられ、インクの飛行曲がりが少なく、液滴の切れも良いことが確認された。なお、図３及び図４の写真において、上下対称に見える像の下側が実像であり、上側は実像の影である。
【０１８０】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係るカラーフィルター用インクジェットインク組成物は、間歇吐出及び連続吐出のいずれを行う場合でも急速には乾燥しないので、インクジェットヘッドのノズル先端において急激な粘度の上昇や目詰まりを起こし難く、オリフィス表面の濡れ広がりも生じ難く、吐出方向や吐出量の安定性に優れている。従って、本発明のインク組成物を用いインクジェット方式により基板表面に所定のパターンに合わせて吐出することにより、画素部や遮光部等の着色硬化層を正確且つ均一に形成することができる。
【０１８１】
また、本発明に係るカラーフィルター用インクジェットインク組成物は、インクジェットヘッドのノズル先端においては急速に乾燥しないが、適度な乾燥性を有している。従って、基板上に吐出された後は、基板表面になじんで十分にレベリングさせてから、自然乾燥や一般的な加熱方法によって比較的短時間に且つ完全に乾燥させることができる。従って、均一性の高いパターンが得られると共に、効率よく乾燥させることができる。
【０１８２】
さらに、基板表面の所定領域内の濡れ性を選択的に変化させることにより周囲と比べて親インク性の大きいインク層形成領域を形成し、そこに本発明に係るインク組成物をインクジェット方式により吹き付けると、一定量のインク滴が正確な位置に打ち込まれ、さらに着弾したインク滴は着弾位置に滞留せずにインク層形成領域の隅々にまで濡れ広がり、しかも、周囲の撥インク性領域との境目からははみ出さずにインク滴が盛り上がる。従って、厚い着色硬化層を正確に形成することができ、例えば、色抜けの無い且つ透過濃度の大きい画素部が得られる。
【０１８３】
特に、光触媒の作用により親インク性が大きくなる方向に濡れ性を変化させる濡れ性可変層を基板上に設け、当該濡れ性可変層を所定のパターン状に露光することにより親インク性のインク層形成領域を形成する場合には、主溶剤として、ＪＩＳ Ｋ６７６８に規定する濡れ性試験において示された標準液を用い、液滴を接触させて３０秒後の接触角（θ）を測定し、ジスマンプロットのグラフにより求めた臨界表面張力が３０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が２５°以上を示し、且つ、同じ測定法により求めた臨界表面張力が７０ｍＮ／ｍの試験片の表面に対する接触角が１０°以下を示すものを用いて調製したインク組成物を用いるのが好ましく、精密且つ均一なパターン効率よく得られるようになる。
【０１８４】
本発明に係るインク組成物及びカラーフィルター製造方法によれば、性能の良いカラーフィルターを製造することができ、特に、透過濃度の大きく且つ均一で、しかも色抜けの無い画素部を精密に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインク組成物を用いてカラーフィルターを製造する方法の説明図である。
【図２】本発明のインク組成物を用いてカラーフィルターを製造する別の方法を説明する図である。
【図３】本発明のインク組成物をインクジェット方式により吐出した様子を示す写真である。
【図４】比較例のインク組成物をインクジェット方式により吐出した様子を示す写真である。
【図５】インクのオリフィス表面への濡れ広がり及びインク滴の飛行曲がりを説明する図である。
【符号の説明】
１…透明基板
２…遮光部
３…撥インキ性凸部
４…画素部形成領域
５…インクジェットヘッド
６…インキ層
７…電離放射線
８…画素部
９…保護膜
１０…光触媒含有層
１１…フォトマスク
１２…露光部
１３…光線
１４…オリフィス
１５…インク滴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink-jet ink composition used for forming a cured layer having a predetermined pattern such as a pixel portion (colored layer) on a substrate of a color filter, a method for producing the ink-jet ink composition, and The present invention relates to a method for producing a color filter using the inkjet ink composition.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of personal computers, especially portable personal computers, the demand for liquid crystal displays, particularly color liquid crystal displays, has been increasing. However, since this color liquid crystal display is expensive, there is an increasing demand for cost reduction. In particular, there is a high demand for cost reduction for a color filter having a high specific gravity.
[0003]
In such a color filter, it is usually provided with coloring patterns of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and electrodes corresponding to the respective pixels of R, G, and B are turned on, By turning it off, the liquid crystal operates as a shutter, and light passes through each of the R, G, and B pixels, and color display is performed.
[0004]
As a conventional method for producing a color filter, for example, a staining method can be mentioned. In this dyeing method, first, a water-soluble polymer material, which is a dyeing material, is formed on a glass substrate, patterned into a desired shape by a photolithography process, and then the obtained pattern is immersed in a dyeing bath. To get a colored pattern. By repeating this three times, R, G, and B color filter layers are formed.
[0005]
Another method is a pigment dispersion method. In this method, a photosensitive resin layer in which a pigment is dispersed is first formed on a substrate, and this is patterned to obtain a monochromatic pattern. Further, this process is repeated three times to form R, G, and B color filter layers.
[0006]
Still other methods include an electrodeposition method, a method in which a pigment is dispersed in a thermosetting resin, R, G, and B are printed three times, and then the resin is thermoset.
[0007]
However, in any method, in order to color three colors of R, G, and B, it is necessary to repeat the same process three times, which causes a problem of high cost, and the yield decreases because the same process is repeated. There is a problem of doing.
[0008]
As a method of manufacturing a color filter that solves these problems, a method of forming a colored layer (pixel portion) by spraying ink on a substrate surface by an ink jet method has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 59-75205).
[0009]
In order to form pixels by spraying ink in accordance with an accurate pattern using an inkjet method, straightness and stability when ejected from the ejection head are required. However, if the ink evaporation rate is too fast, the viscosity of the ink will increase sharply at the tip of the nozzle of the discharge head, causing ink droplets to be bent, and if the ink is ejected intermittently after a while, clogging will occur. It may become impossible to re-discharge.
[0010]
Further, when ink is spread on the
[0011]
In addition, when colored ink is sprayed on a substrate by an ink jet method, if the drying speed is too fast, the surface of the ink layer is solidified in a state of being wavy or tilted immediately after discharge, resulting in insufficient leveling. If the drying speed is too slow, it is difficult to dry completely by the heating process, or the efficiency is poor even if it can be dried. Therefore, it is sufficient to use an ink that is difficult to dry in view of only the ejection performance. However, in order to completely dry the ink layer, an appropriate drying property is also required.
[0012]
A pigment is often used as a colorant for the color filter. However, when the pigment dispersibility of the color filter ink is poor, clogging occurs in the nozzle portion of the ejection head due to aggregation of pigment particles. Therefore, when a pigment is used as the colorant, the pigment dispersibility also affects the ink ejection performance.
[0013]
JP-A-11-202144 discloses a filter ink containing a solvent having a boiling point of 150 ° C. to 250 ° C. in a proportion of 60% by weight or more and containing one or more of glycerin, diethylene glycol or ethylene glycol as a wetting agent. . Since the ink disclosed in this publication contains a wetting agent, it is difficult for the ink to dry at the tip of the nozzle of the ejection head, and clogging is unlikely to occur.
[0014]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-310706 discloses a resin composition for an ink jet color filter containing a colorant, a binder resin, and a solvent having a boiling point of 250 ° C. or higher at normal pressure. Since the resin composition for an inkjet color filter disclosed in this publication uses a high boiling point solvent, the ink is hardly dried at the nozzle tip of the discharge head, and clogging is hardly caused.
[0015]
However, after the inks disclosed in these publications are ejected onto the substrate, in the process of drying the ink layer, wetting agents and high-boiling solvents that are difficult to dry remain until the end, making it difficult to dry completely. .
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been accomplished in view of the above circumstances, and a first object thereof is to provide an ink-jet ink composition for a color filter which is excellent in straightness and stability when ejected from a head.
[0017]
The second object of the present invention is to provide an ink-jet ink composition for a color filter which can be adhered in a pattern using the difference in wettability with respect to the substrate surface and has excellent straightness and stability during ejection. It is to provide.
[0018]
A third object of the present invention is to provide a method for producing a color filter using an ink composition that achieves the above object.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The ink-jet ink composition for a color filter according to the present invention comprises an ionizing radiation curable binder system containing at least an ionizing radiation curable binder component and a photopolymerization initiator, a pigment, and a solvent. A solvent component having a vapor pressure of 0.5 mmHg or less at 260 ° C. and normal temperature is contained in a proportion of 90% by weight or more based on the total amount of the solvent, and as the ionizing radiation curable binder component,1,6-hexanediol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate,
[0020]
In the inkjet ink composition based on an ionizing radiation curable binder system, a bifunctional to trifunctional monomer having a small number of functional groups among polyfunctional monomers and a polyfunctional monomer having 4 or more functional groups are used within the above predetermined range. Thus, the ink ejection properties can be stabilized by the action of the bi- or tri-functional monomer, and a coating film having sufficient strength and adhesion can be formed by the action of the polyfunctional monomer having four or more functional groups.
[0021]
A solvent component having a boiling point of 180 ° C. to 260 ° C. and a vapor pressure of 0.5 mmHg or less at normal temperature (especially in the range of 18 ° C. to 25 ° C.) has appropriate drying and evaporating properties. For this reason, when a solvent containing such a solvent component in a high blending ratio is used, it does not dry quickly at the nozzle tip of the discharge head, so that there is no sudden increase in viscosity or clogging of the ink. Excellent quantity stability.
Furthermore, the inkjet ink composition for a color filter according to the present invention does not dry quickly at the nozzle tip of the inkjet head, but has an appropriate drying property. Therefore, after being discharged onto the substrate, the substrate can be sufficiently leveled by being familiar with the substrate surface, and then can be completely dried in a relatively short time by natural drying or a general heating method.
[0022]
Accordingly, when the ink composition of the present invention is used to discharge onto the substrate surface in accordance with a predetermined pattern by the ink jet method, (a) when discharging from the ink jet head, the discharge direction and discharge amount are excellent in stability. Therefore, it is possible to accurately and uniformly form a colored hardened layer such as a pixel portion or a light-shielding portion according to a predetermined pattern. (B) After being discharged onto the substrate, it is sufficiently leveled by being familiar with the substrate surface. Therefore, it can be dried in a relatively short time and completely, so that a highly uniform pattern can be obtained and dried efficiently, and (c) the coating film after ionizing radiation curing. Excellent strength and adhesion to the substrate.
[0023]
Furthermore, by selectively changing the wettability in a predetermined area of the substrate surface, an ink layer forming area having a higher ink affinity than the surrounding area is formed, and the ink composition according to the present invention is sprayed thereon by an ink jet method. Then, a certain amount of ink droplets are ejected to the correct position, and the landed ink droplets do not stay at the landing position and spread to every corner of the ink layer formation region, and the surrounding ink repellent region Ink drops swell without protruding from the border. Therefore, a thick colored cured layer can be formed accurately, and for example, a pixel portion having no color loss and a high transmission density can be obtained.
[0024]
In particular, a wettability variable layer that changes wettability in the direction in which the ink affinity increases by the action of the photocatalyst is provided on the substrate, and the wettability variable layer is exposed in a predetermined pattern to thereby form an ink affinity ink layer. When forming the formation region, the standard solution shown in the wettability test specified in JIS K6768 is used as the main solvent, and the contact angle (θ) after 30 seconds is measured by contacting the droplets. The contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined by the Manplot graph is 25 ° or more, and the surface of the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m determined by the same measurement method. It is preferable to use an ink composition prepared using a material having a contact angle of 10 ° or less, so that a precise and uniform pattern efficiency can be obtained.
[0025]
According to the ink composition and the color filter manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a color filter with good performance, and in particular, it is possible to precisely form a pixel portion having a large and uniform transmission density and no color loss. .
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below. The inkjet ink composition for a color filter according to the present invention comprises at least a binder component, a pigment, and a solvent, and has a boiling point of 180 ° C. to 260 ° C. and a normal temperature (particularly in a range of 18 ° C. to 25 ° C.) as a main solvent. A solvent component having a vapor pressure of 0.5 mmHg or less is contained in a proportion of 90% by weight or more based on the total amount of the solvent.
[0027]
(Binder system)
As the binder system, a binder system that is simply dried and solidified such that it is composed only of a resin that does not have polymerization reactivity may be used. However, in order to impart sufficient strength, durability, and adhesion to the coating film, an ink layer (coating film) pattern is formed on the substrate by an inkjet method, and then the ink layer is cured by a polymerization reaction. It is preferable to use a binder system that can be cured, for example, a photocurable or ionizing radiation curable binder system that can be polymerized and cured by visible light, ultraviolet light, electron beam, or the like, or can be polymerized and cured by heating. Polymerizable and curable binder systems such as thermosetting binder systems can be used.
[0028]
(1) Ionizing radiation curable binder system
In the case of using an ionizing radiation curable binder system that can be polymerized and cured by ultraviolet rays, electron beams, etc., as the binder component, a resin having no polymerization reactivity itself, and a resin having a polymerization reactivity itself are used. Any of these may be used, or two or more binders may be used in combination. The binder component is the main component, and if necessary, polyfunctional monomers and oligomers, monofunctional monomers and oligomers, photopolymerization initiators activated by ionizing radiation, sensitizers, and the like are blended, and ionization is performed. Constitutes a radiation curable binder system;
[0029]
When a resin having no polymerization reactivity is used as a binder component, a polyfunctional polymerizable component such as a bifunctional or higher polyfunctional monomer or oligomer is blended in the binder system. In this case, in the binder system, the polyfunctional polymerizable component spontaneously polymerizes itself by irradiation with ionizing radiation, or the action of other components such as a photopolymerization initiator activated by irradiation with ionizing radiation. Is polymerized to form a network structure in the coating film, and components such as a binder component and a pigment are wrapped in the network structure and cured.
[0030]
As such a non-polymerizable binder, for example, a copolymer comprising two or more of the following monomers can be used: acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2- Hydroxyethyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, styrene, polystyrene macromonomer, and polymethyl methacrylate macromonomer.
[0031]
More specifically, methacrylic acid / benzyl methacrylate copolymer, methacrylic acid / benzyl methacrylate / styrene copolymer, benzyl methacrylate / styrene copolymer, benzyl methacrylate macromonomer / styrene copolymer, benzyl methacrylate / styrene macromonomer A copolymer etc. can be illustrated.
[0032]
As a resin having polymerization reactivity, it is an oligomer obtained by introducing a polymerizable functional group into a non-polymerizable binder molecule or a polymer having a higher molecular weight than an oligomer, and is itself exposed to ionizing radiation. Can cause a polymerization reaction, or can induce a polymerization reaction by the action of other components such as a photopolymerization initiator activated by irradiation with ionizing radiation.
[0033]
Various ethylenic double bond-containing compounds themselves have polymerization reactivity and can be used as polymerizable binder components. Conventionally, prepolymers blended in UV curable resin compositions used in various fields such as inks, paints, and adhesives can be used as the binder component in the present invention. Conventionally known prepolymers include radical polymerization type prepolymers, cationic polymerization type prepolymers, thiol / ene addition type prepolymers, and any of them may be used.
[0034]
Among these, radical polymerization type prepolymers are most easily available on the market, such as ester acrylates, ether acrylates, urethane acrylates, epoxy acrylates, amino resin acrylates, acrylic resin acrylates, unsaturated polyesters. Examples can be given.
[0035]
The molecular weight of the ethylenic double bond-containing compound used as the binder component is 25,000 in terms of weight average molecular weight so that the viscosity of the ink composition according to the present invention is not too high to adversely affect the ejectability from the ejection head. The following is preferable.
[0036]
The binder component is usually blended at a ratio of 1 to 50% by weight with respect to the total solid content of the ink composition. Here, the solid content of the ink composition for specifying the blending ratio includes all components except for the solvent, and liquid polymerizable monomers and the like are also included in the solid content.
[0037]
Even in the case of using a binder component that can be polymerized and cured per se, it is preferable to incorporate a polyfunctional polymerizable component such as a polyfunctional monomer or oligomer in order to improve the strength of the coating film and the adhesion to the substrate. The molecules of the polymerizable binder component not only polymerize with each other, but also polymerize with other polymerizable components such as a polyfunctional monomer to form a network and cure.
[0038]
As the polyfunctional polymerizable component forming the network structure of the coating film, a bifunctional or higher functional monomer or oligomer can be used. In order to impart sufficient film strength and adhesion to the ionizing radiation curable resin, a tetrafunctional or higher functional monomer or oligomer is usually used. However, when a polyfunctional polymerizable component having a large number of functional groups is blended into an ink composition and sprayed onto a substrate by an inkjet method, the ink is dried at the tip of the inkjet head during the spraying operation, and the viscosity gradually increases. The ink becomes larger and the ink ejection property becomes worse.
[0039]
Therefore, as the polymerizable component other than the binder component, a bifunctional to trifunctional monomer or oligomer having a relatively small number of functional groups, particularly a monomer is preferably used as a main component, and a bifunctional to trifunctional monomer having a viscosity of 100 cps or less is used. Is particularly preferred.
[0040]
Examples of the bifunctional to trifunctional monomers include 1,6-hexanediol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, and polyethylene glycol diester. Examples thereof include acrylate, polypropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, and 3-butylene glycol dimethacrylate.
[0041]
By using a bi- or trifunctional monomer, it is difficult for the viscosity to increase at the tip of the head during the ink jet spraying operation, the head clogging does not occur, and the ink discharge performance during the operation is stable. Therefore, the amount and direction of ink ejection are stable, and the ink can be adhered to the substrate accurately and uniformly according to a predetermined pattern.
[0042]
The blending ratio of the bifunctional to trifunctional monomers is usually 20 to 70% by weight based on the total solid content of the ink composition.
[0043]
Here, when the blending ratio of the bi- or trifunctional monomer is less than 20% by weight of the total solid content, the ink composition is not sufficiently diluted with the monomer, and the viscosity of the ink is high from the beginning or the solvent content is low. It becomes high after volatilization and may cause clogging of the nozzles of the inkjet head. In addition, when the blending ratio of the bi- or trifunctional monomer exceeds 70% by weight of the total solid content, the cross-linking density of the coating film becomes low, and the solvent resistance, adhesion, and hardness of the coating film are inferior and sufficient. There is a risk that characteristics may not be obtained.
[0044]
However, when all of the polyfunctional monomers blended in the ink composition are di- or tri-functional monomers, it is difficult for the viscosity to increase due to drying of the ink. The film strength of the cured layer obtained by curing the ink layer, the adhesion to the substrate, the solvent resistance, etc. may be insufficient. Therefore, by adding an appropriate amount of a tetrafunctional or higher polyfunctional monomer or oligomer together with the above bifunctional to trifunctional monomers, the crosslinking density can be increased, and sufficient film strength and adhesion can be imparted to the pattern of the cured layer. .
[0045]
Examples of tetrafunctional monomers and oligomers include pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, and the like.
[0046]
The tetrafunctional or higher polyfunctional component is usually blended at a ratio of 1 to 30% by weight with respect to the total solid content of the ink composition. Also, in order to balance the ejection stability with the bi- or tri-functional monomer and the strength and adhesion improvement with the polyfunctional component having four or more functional groups, the tetrafunctional group is used with respect to 100 parts by weight of the bi- to trifunctional monomers. The blending ratio of the above polyfunctional components is usually 1 to 50 parts by weight, preferably the lower limit of the blending ratio is 2 parts by weight or more, and / or the upper limit of the blending ratio is 35 parts by weight or less.
[0047]
Here, when the blending ratio of the tetrafunctional or higher polyfunctional component is less than 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the bi- to tri-functional monomer, the hardness and solvent resistance after the ink is cured. There is a possibility that the characteristics such as are not sufficiently obtained. Moreover, when the said mixing | blending ratio of the polyfunctional component more than tetrafunctional exceeds 50 weight part, there exists a possibility that the cure rate of an ink may become slow and process speed may become slow.
[0048]
Moreover, you may mix | blend a monofunctional monomer and an oligomer with an ionizing-radiation-curable binder system as needed.
[0049]
Examples of monofunctional monomers and oligomers include vinyl monomers such as styrene and vinyl acetate, and monofunctional acrylic monomers such as n-hexyl acrylate and phenoxyethyl acrylate.
[0050]
The ionizing radiation curable binder system is usually blended with a photopolymerization initiator having activity with respect to the wavelength of the light source used. The photopolymerization initiator is appropriately selected in consideration of the difference in the reaction format of the binder and the polyfunctional monomer (for example, radical polymerization and cationic polymerization) and the type of each material. For example, 1-hydroxycyclohexyl-phenyl ketone 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-monforinopropan-1-one, 2-benzyl-2- Dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] 2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl-phosphine oxide, bisacylphospho Fin oxide, benzoin ethyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, 2-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2- (3-dimethylamino-2-hydroxypropoxy) -3,4-dimethyl-9H-thioxanthone -9-one mesochloride, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4'-methyl-diphenyl sulfide, 3,3 ', 4,4'-tetra (t-butylperoxycarbonyl), p- Dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, p-dimethylaminobenzoic acid isoamyl ester, 1,3,5-triacroylhexahydro-s-triazine, 2- [2- (5-methylfuran-2-yl) ethenyl]- 4,6-bis (tri Rolomethyl) -s-triazine, 2- [2- (furan-2-yl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, methylbenzoylformate, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl A photopolymerization initiator such as phosphine oxide can be used.
[0051]
(2) Thermosetting binder system
When a thermosetting binder system is used in the present invention, as the binder component, either a resin that does not have a thermopolymerizable functional group itself or a resin that itself has a thermopolymerizable functional group is used. In addition, two or more binders may be used in combination. And a thermosetting binder system is constituted by blending a polyfunctional thermopolymerizable monomer or oligomer, a monofunctional thermopolymerizable monomer or oligomer, a curing agent, or the like as the main component with a binder component as a main component.
[0052]
When a resin having no thermopolymerizable functional group is used as a binder component, a polyfunctional thermopolymerizable component such as a bifunctional or higher thermopolymerizable monomer or oligomer is added to the binder system. A polyfunctional epoxy compound is preferably used as the polyfunctional thermopolymerizable component. In this case, in the binder system, the polyfunctional thermopolymerizable component is activated by heating and the thermopolymerizable components are polymerized to form a network structure in the coating film, and the binder component, pigment, etc. in the network structure The ingredients are wrapped and cured.
[0053]
As the resin having no thermopolymerizable functional group, for example, a copolymer comprising two or more of the following monomers can be used: acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, styrene, polystyrene macromonomer, and polymethyl methacrylate macromonomer.
[0054]
More specifically, methacrylic acid / benzyl methacrylate copolymer, methacrylic acid / benzyl methacrylate / styrene copolymer, benzyl methacrylate / styrene copolymer, benzyl methacrylate macromonomer / styrene copolymer, benzyl methacrylate / styrene macromonomer A copolymer etc. can be illustrated.
[0055]
On the other hand, as a binder component of a resin having a thermally polymerizable functional group, for example, a homopolymer obtained by polymerizing one or more of monomers containing an ethylenically unsaturated bond and an epoxy group as shown below, or Copolymers can be used: glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, glycidyl α-n-propyl acrylate, glycidyl α-n-butyl acrylate, 3,4-epoxy acrylate Butyl, methacrylic acid-3,4-epoxybutyl, methacrylic acid-4,5-epoxypentyl, acrylic acid-6,7-epoxyheptyl, methacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, α-ethylacrylic acid-6 (Meth) acrylates such as 7-epoxyheptyl; o-vinylphenylglycidyl ether, m Vinyl glycidyl ethers such as vinyl phenyl glycidyl ether, p-vinyl phenyl glycidyl ether, o-vinyl benzyl glycidyl ether, m-vinyl benzyl glycidyl ether, p-vinyl benzyl glycidyl ether; 2,3-diglycidyloxystyrene, 3, 4-diglycidyloxystyrene, 2,4-diglycidyloxystyrene, 3,5-diglycidyloxystyrene, 2,6-diglycidyloxystyrene, 5-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, 4-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, Vinyl phloroglicinol triglycidyl ether, 2,3-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 3,4-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,4-dihydro Xylmethylstyrene diglycidyl ether, 3,5-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,6-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,3,4-trihydroxymethylstyrene triglycidyl ether, and 1,3,5 -Trihydroxymethylstyrene triglycidyl ether.
[0056]
Even when using a resin having a thermopolymerizable functional group, it is preferable to blend a polyfunctional thermopolymerizable component in order to improve the strength of the coating film and the adhesion to the substrate. The molecules of the thermopolymerizable binder component not only polymerize with each other, but also thermally polymerize with other components such as a polyfunctional epoxy monomer to form a network and cure.
[0057]
The thermosetting binder-based binder component is also usually blended at a ratio of 1 to 50% by weight with respect to the total solid content of the ink composition. Here, the solid content of the ink composition for specifying the blending ratio includes all components except for the solvent, and liquid polymerizable monomers and the like are also included in the solid content.
[0058]
As the polyfunctional thermopolymerizable component that forms the network structure of the coating film, a bifunctional or higher functional epoxy monomer or epoxy oligomer is preferably used. In particular, the use of a bi- or trifunctional epoxy group-containing monomer makes it difficult for the viscosity to increase at the tip of the head during ink jet spraying, and clogging of the head does not occur. Discharge is stable. Therefore, the discharge amount and discharge direction of the ink are kept constant, and the ink can be adhered to the substrate accurately and uniformly according to a predetermined pattern.
[0059]
Examples of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer include, for example, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, 2, 3 -Diglycidyloxystyrene, 3,4-diglycidyloxystyrene, 2,4-diglycidyloxystyrene, 3,5-diglycidyloxystyrene, 2,6-diglycidyloxystyrene, 5-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, 4-vinyl pyrogallol triglycidyl ether, vinyl phloroglicinol triglycidyl ether, 2,3-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 3,4 Dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,4-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 3,5-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,6-dihydroxymethylstyrene diglycidyl ether, 2,3,4-trihydroxymethylstyrene Examples thereof include triglycidyl ether and 1,3,5-trihydroxymethylstyrene triglycidyl ether, and one of these can be used alone or two or more can be used in combination.
[0060]
The blending ratio of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer is usually 20 to 70% by weight based on the total solid content of the ink composition.
[0061]
Here, when the blending ratio of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer is less than 20% by weight of the total solid content (all components other than the solvent), the ink composition is not sufficiently diluted with the monomer, There is a possibility that the viscosity of the ink is high from the beginning or becomes high after volatilization of the solvent, and the ink jet head is clogged. Moreover, when the blending ratio of the bifunctional to trifunctional epoxy group-containing monomer exceeds 70% by weight of the total solid content, the crosslinking density of the coating film is lowered, and the solvent resistance, adhesion, and hardness of the coating film are reduced. Is inferior, and sufficient characteristics may not be obtained.
[0062]
However, when all of the polyfunctional monomers blended in the ink composition are bi- to tri-functional epoxy monomers, the viscosity of the ink does not increase easily due to drying of the ink, so that the ejection performance of the inkjet head is stable. The film strength of the cured layer obtained by curing the ink layer, the adhesion to the substrate, the solvent resistance, etc. may be insufficient. Therefore, by adding an appropriate amount of a polyfunctional epoxy monomer or polyfunctional epoxy oligomer having 4 or more functionalities together with the above 2 to 3 functional epoxy monomers, the crosslinking density is increased, and the film strength and adhesion sufficient for the pattern of the cured layer are increased. Can be granted.
[0063]
Examples of the tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing compound include novolak resins such as phenol novolac epoxy and cresol novolac epoxy, glycidyl amine resins such as tetraglycidyldiaminodiphenylmethane and tetraglycidylmetaxylenediamine, tetraphenylglycidyl ether ethane, Glycidyl ether resins such as phenyl glycidyl ether methane can be used.
[0064]
The tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing compound is usually blended at a ratio of 1 to 30% by weight based on the total solid content of the ink composition. In addition, in order to balance discharge stability with a bi- or tri-functional epoxy group-containing monomer and strength and adhesion improvement with a tetra- or higher functional epoxy group-containing compound, The blending ratio of the tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing compound is usually 1 to 50 parts by weight, preferably the lower limit of the blending ratio is 2 parts by weight and / or the upper limit of the blending ratio is 35 weights. Part or less.
[0065]
Here, when the blending ratio of the tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing compound is less than 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the bi- or tri-functional epoxy monomer, the hardness and solvent resistance after the ink is cured There is a possibility that characteristics such as property cannot be obtained sufficiently. Further, when the blending ratio of the tetrafunctional or higher functional epoxy group-containing compound exceeds 50 parts by weight, there is a possibility that the curing speed of the ink becomes slow and the process speed becomes slow.
[0066]
Moreover, you may mix | blend a monofunctional thermopolymerizable compound with a thermosetting binder system as needed. A monofunctional epoxy group-containing monomer can be used as the monofunctional thermopolymerizable compound. Monofunctional epoxy group-containing monomers include, for example, methyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, butyl phenyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, decyl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, polypropylene Examples include glycol glycidyl ether and butoxypolyethylene glycol monoglycidyl ether. Examples of the thermosetting component other than the epoxy group-containing monomer include melamine resin, urea resin, alkyd resin, phenol resin, and cyclopentadiene resin.
[0067]
Usually, a curing agent is blended in the thermosetting binder system. For example, a polyvalent carboxylic acid anhydride or a polyvalent carboxylic acid is used as the curing agent.
[0068]
Specific examples of polyhydric carboxylic acid anhydrides include phthalic anhydride, itaconic anhydride, succinic anhydride, citraconic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, tricarballylic anhydride, maleic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, dimethyltetrahydro anhydride Aliphatic or alicyclic dicarboxylic anhydrides such as phthalic acid, hymic anhydride, and nadic anhydride; fats such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride and cyclopentanetetracarboxylic dianhydride Aromatic polycarboxylic dianhydrides; aromatic polycarboxylic anhydrides such as pyromellitic anhydride, trimellitic anhydride, and benzophenone tetracarboxylic anhydride; ester groups such as ethylene glycol bistrimellitate and glycerin tristrimitate Containing acid anhydrides, particularly preferably aromatic poly It may be mentioned carboxylic acid anhydrides. Moreover, the epoxy resin hardening | curing agent which consists of a commercially available carboxylic acid anhydride can also be used suitably.
[0069]
Specific examples of the polyvalent carboxylic acid used in the present invention include aliphatic polyvalent carboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, butanetetracarboxylic acid, maleic acid, and itaconic acid; hexahydrophthalic acid, Aliphatic polycarboxylic acids such as 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid, and phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, pyromellitic acid, trimellitic acid, Aromatic polyvalent carboxylic acids such as 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid and benzophenonetetracarboxylic acid can be mentioned, and aromatic polyvalent carboxylic acids can be mentioned preferably.
[0070]
These polyvalent carboxylic acid anhydrides and polyvalent carboxylic acids can be used singly or in combination of two or more. The compounding quantity of the hardening | curing agent used for this invention is the range of 1-100 weight part normally per 100 weight part of components (monomer and resin) containing an epoxy group, Preferably it is 5-50 weight part. When the blending amount of the curing agent is less than 1 part by weight, curing becomes insufficient and a tough coating film cannot be formed. Moreover, when the compounding quantity of a hardening | curing agent exceeds 100 weight part, while the adhesiveness with respect to the board | substrate of a coating film is inferior, a uniform and smooth coating film cannot be formed.
[0071]
(Pigment)
The ink composition according to the present invention is used to form a colored pattern such as a pixel portion or a light shielding layer by spraying on a substrate of a color filter by an inkjet method, and contains a pigment as a colorant. As the pigment as the colorant, any one of organic colorants and inorganic colorants can be selected and used in accordance with the desired color of R, G, B, etc. of the pixel portion. As the organic colorant, for example, dyes, organic pigments, natural pigments, and the like can be used. Moreover, as an inorganic coloring agent, an inorganic pigment, an extender pigment, etc. can be used, for example. Among these, organic pigments are preferably used because they have high color developability and high heat resistance. As organic pigments, for example, compounds classified as Pigments in the Color Index (CI; published by The Society of Dyers and Colorists), specifically, the following Color Index (CI) numbers are attached. Can be mentioned.
[0072]
CI Pigment Red 1, CI Pigment Red 2, CI Pigment Red 3, CI Pigment Red 4, CI Pigment Red 5, CI Pigment Red 6, CI Pigment Red 7, CI Pigment Red 8, CI Pigment Red 9, CI Pigment Red 10, CI Pigment Red 11, CI Pigment Red 12, CI Pigment Red 14, CI Pigment Red 15, CI Pigment Red 16, CI Pigment Red 17, CI Pigment Red 18, CI Pigment Red 19, CI Pigment Red 21, CI Pigment Red 22, CI Pigment Red 23, CI Pigment Red 30, CI Pigment Red 31, CI Pigment Red 32, CI Pigment Red 37, CI Pigment Red 38, CI Pigment Red 40, CI Pigment Red 41, CI Pigment Red 42, CI Pigment Red 48: 1, CI Pigment Red 48: 2, CI Pigment Red 48: 3, CI Pigment Red 48: 4, CI Pigment Red 49: 1, CI Pigment Red 49: 2, CI CI Pigment Red 50: 1, CI Pigment Red 52: 1, CI Pigment Red 53: 1, CI Pigment Red 57, CI Pigment Red 57: 1, CI Pigment Red 57: 2, CI Pigment Red 58: 2, CI Pigment Red 58 : 4, CI Pigment Red 60: 1, CI Pigment Red 63: 1, CI Pigment Red 63: 2, CI Pigment Red 64: 1, CI Pigment Red 81: 1, CI Pigment Red 83, CI Pigment Red 88, CI Pigment Red 90: 1, CI pigmentless 97, CI Pigment Red 101, CI Pigment Red 102, CI Pigment Red 104, CI Pigment Red 105, CI Pigment Red 106, CI Pigment Red 108, CI Pigment Red 112, CI Pigment Red 113, CI Pigment Red 114, CI Pigment Red 122, CI Pigment Red 123, CI Pigment Red 144, CI Pigment Red 146, CI Pigment Red 149, CI Pigment Red 150, CI Pigment Red 151, CI Pigment Red 166, CI Pigment Red 168, CI Pigment Red 170, CI Pigment Red 171, CI Pigment Red 172, CI Pigment Red 174, CI Pigment Red 175, CI Pigment Red 176, CI Pigment Red 77, CI Pigment Red 178, CI Pigment Red 179, CI Pigment Red 180, CI Pigment Red 185, CI Pigment Red 187, CI Pigment Red 188, CI Pigment Red 190, CI Pigment Red 193, CI Pigment Red 194, CI Pigment Red 202, CI Pigment Red 206, CI Pigment Red 207, CI Pigment Red 208, CI Pigment Red 209, CI Pigment Red 215, CI Pigment Red 216, CI Pigment Red 220, CI Pigment Red 224, CI Pigment Red 226, CI Pigment Red 242, CI Pigment Red 243, CI Pigment Red 245, CI Pigment Red 254, CI Pigment Red 255, CI Pigment Red . 64, C.I Pigment Red 265;
[0073]
Specific examples of the inorganic pigment or extender pigment include titanium oxide, barium sulfate, calcium carbonate, zinc white, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, red rose (red iron oxide (III)), cadmium red, ultramarine blue, Examples include bitumen, chromium oxide green, cobalt green, amber, titanium black, synthetic iron black, and carbon black. In this invention, a pigment can be used individually or in mixture of 2 or more types.
[0074]
When forming the pattern of the light shielding layer on the substrate of the color filter using the ink composition of the present invention, a black pigment having a high light shielding property is blended in the ink composition. As the black pigment having a high light shielding property, for example, an inorganic colorant such as carbon black or iron trioxide, or an organic colorant such as cyanine black can be used.
[0075]
The ink layer formed with an ink composition containing a pigment with high light-shielding properties is hard to reach light and ionizing radiation, so it is more thermosetting than using a photocurable or ionizing radiation curable binder system. It is preferred to use a binder system. However, it is possible to cure even light or ionizing radiation by adjusting the curing method such as increasing the thickness of the ink layer and the exposure time.
[0076]
When forming the pixel portion, the pigment is usually blended in a proportion of 1 to 60% by weight, preferably 15 to 40% by weight, based on the total solid content of the ink composition. If the amount of the pigment is too small, the transmission density when the ink composition is applied to a predetermined film thickness (usually 0.1 to 2.0 μm) may not be sufficient. Moreover, when there are too many pigments, there exists a possibility that the characteristics as coating films, such as the adhesiveness to a board | substrate at the time of apply | coating and hardening an ink composition on a board | substrate, and coating film hardness, may become inadequate.
[0077]
(Dispersant)
The dispersant is blended in the ink composition as necessary to satisfactorily disperse the pigment. Examples of the dispersant that can be used include cationic, anionic, nonionic, amphoteric, silicone, and fluorine surfactants. Among the surfactants, polymer surfactants (polymer dispersants) as exemplified below are preferable.
[0078]
That is, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene alkyl phenyl ethers such as polyoxyethylene octyl phenyl ether and polyoxyethylene nonyl phenyl ether Polymeric surfactants such as polyethylene glycol diesters such as polyethylene glycol dilaurate and polyethylene glycol distearate; sorbitan fatty acid esters; fatty acid-modified polyesters; tertiary amine-modified polyurethanes are preferably used.
[0079]
(solvent)
The inkjet ink for a color filter according to the present invention has a boiling point of 180 ° C. to 260 ° C., preferably 210 ° C. to 260 ° C., and a vapor pressure at room temperature (particularly in the range of 18 ° C. to 25 ° C.) of 0.5 mmHg or less. Uses a solvent component of 0.1 mmHg or less as a main solvent, and such a main solvent is blended in a proportion of 90% by weight or more, preferably 95% by weight or more based on the total amount of the solvent. The surface tension of the main solvent is preferably 29 dyn / cm or more.
[0080]
A solvent component having a boiling point of 180 ° C. to 260 ° C. and a vapor pressure at room temperature of 0.5 mmHg or less has an appropriate drying property and evaporation property. Therefore, when using a single solvent or mixed solvent containing such a solvent component in a high blending ratio, it does not dry quickly at the nozzle tip of the discharge head, so that there is no sudden increase in viscosity or clogging of the ink, There is no need to adversely affect the straightness and stability of the discharge. At the same time, since the drying proceeds at an appropriate speed after spraying on the surface to be ejected, the ink becomes familiar with the surface to be coated and the surface of the coating film becomes horizontal and smooth, followed by natural drying or a general heating process. The ink can be dried quickly and completely. Compared to the case of using a wetting agent or a solvent having a very high boiling point, there is less possibility that the solvent remains in the coating film after the drying step.
[0081]
Since the ink composition of the present invention uses a pigment as a coloring agent, the pigment is mixed with a dispersant in advance in a part of the solvent in the total amount used to impart dispersibility, and the resulting pigment dispersion (ie, high concentration) In many cases, the pigment dispersion liquid) is added to the remaining solvent together with other blending components and mixed to form an ink composition. In order to prepare the pigment dispersion, it is necessary to use a solvent that easily disperses the pigment, such as 3-methoxybutyl acetate or propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA).
[0082]
The solvent of the ink composition may contain a small amount of a solvent component other than the main solvent, if necessary, like the dispersion solvent used for preparing the pigment dispersion. However, even in that case, it is necessary to use the main solvent having the above boiling point and vapor pressure at a ratio of 90% by weight or more based on the total amount of the solvent. When the ratio of the main solvent is less than 90% by weight of the total amount of the solvent, it is impossible to reliably obtain the drying property and the evaporation property suitable for the ink jet method.
[0083]
The main solvent is desirably used in the highest possible blending ratio, specifically at least 90% by weight or more, preferably 95% by weight or more, and desirably 100% by weight as much as possible. Therefore, it is preferable to use the main solvent as a dispersion solvent by appropriately selecting the main solvent by mixing with the dispersion solvent when preparing the pigment dispersion.
[0084]
By forming a wettability variable layer on the substrate surface and exposing it, an ink-philic region is formed on the portion of the substrate where the ink layer is to be formed, and the ink composition of the present invention is selected by the inkjet method in the ink-philic region. When using the standard solution shown in the wettability test stipulated in JIS K6768 as the main solvent, the contact angle (θ) after 30 seconds is measured by contacting the droplet, The contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined from the graph of the plot is 25 ° or more, preferably 30 ° or more, and the critical surface tension obtained by the same measurement method is 70 mN / m. You may select and use what the contact angle with respect to the surface of a test piece shows 10 degrees or less.
[0085]
When an ink composition is prepared using a solvent that exhibits the above-mentioned behavior with respect to wettability, the ink composition has a large repellent property with respect to the surface of the wettability variable layer before changing the wettability of the wettability variable layer described later. After changing the wettability of the wettability variable layer to increase the hydrophilicity, the wettability variable layer shows a great affinity for the surface of the wettability variable layer. Therefore, the difference between the wettability of the ink composition with respect to the ink-philic region formed by selectively exposing a part of the surface of the wettability variable layer and the wettability of the ink repellent region with respect to the surrounding region is increased. As a result, the ink composition sprayed onto the ink-philic region by the ink jet method spreads evenly to every corner of the ink-philic region. As a result, a fine and precise ink layer pattern can be formed by the inkjet method.
[0086]
Here, the test piece having the above characteristics with respect to the critical surface tension may be formed of any material. Examples of test pieces having a critical surface tension of 30 mN / m include, for example, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene terephthalate having a smooth surface, and the polymer or surface modifier applied on a smooth glass surface. The above test can be actually performed from among those, and the corresponding one can be selected. Moreover, as a test piece which shows critical surface tension 70mN / m, the said test is actually performed from what apply | coated nylon, the glass surface which hydrophilized, etc., and the applicable thing can be selected.
[0087]
The main solvent can be selected from the following solvents: glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether; glycol ether esters such as ethylene glycol monomethyl ether acetate; diethylene glycol monomethyl ether and the like. Glycol oligomer ethers; glycol oligomer ether esters such as diethylene glycol monomethyl ether acetate; aliphatic carboxylic acids such as acetic acid, 2-ethylhexanoic acid and acetic anhydride, or acid anhydrides thereof; such as ethyl acetate and propyl benzoate Aliphatic or aromatic esters; dicarboxylic acid diesters such as diethyl carbonate; alkoxycarboxylic acid esters such as methyl 3-methoxypropionate; ethyl acetoacetate Such as ketocarboxylic acid esters; halogenated carboxylic acids such as chloroacetic acid and dichloroacetic acid; alcohols or phenols such as ethanol, isopropanol and phenol; aliphatic or aromatic ethers such as diethyl ether and anisole; Alkoxy alcohols such as ethoxyethanol and 1-methoxy-2-propanol; glycol oligomers such as diethylene glycol and tripropylene glycol; aminoalcohols such as 2-diethylaminoethanol and triethanolamine; 2-ethoxyethyl acetate Alkoxy alcohol esters such as; ketones such as acetone and methyl isobutyl ketone; morpholines such as N-ethylmorpholine and phenylmorpholine; pentylamine Tripentylamine, aliphatic or aromatic amines such as aniline.
[0088]
Specific examples of solvents that can be used as the main solvent include ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol dibutyl ether, diethyl adipate, dibutyl oxalate, dimethyl malonate, diethyl malonate, and succinate. Examples thereof include dimethyl acid and diethyl succinate. These solvents not only satisfy the requirements of a boiling point of 180 ° C. to 260 ° C. and a vapor pressure at room temperature of 0.5 mmHg or less, and the dispersibility and dispersion stability of the pigment are relatively good. -A pigment dispersion can be prepared by mixing with a solvent conventionally used for preparing a pigment dispersion, such as methoxybutyl acetate or propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), or without using it as a dispersion solvent. it can.
[0089]
Furthermore, as these solvents mentioned as specific examples, the standard solution shown in the wettability test specified in JIS K6768 was used, and the contact angle (θ) after 30 seconds was measured by contacting the droplets. The contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined from the graph of the plot is 25 ° or more, and the contact with the surface of the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m determined by the same measurement method. The requirement that the angle is 10 ° or less is also satisfied. Accordingly, these solvents are exposed by providing a wettability variable layer on the surface of the substrate, and when the ink composition is selectively attached using the difference in wettability between the exposed portion and the unexposed portion. It can be suitably used as the main solvent.
[0090]
As described above, the solvent of the ink composition according to the present invention contains the main solvent in a proportion of 90% by weight or more and, if necessary, is blended with other solvent components such as a dispersion solvent. . An ink composition coating solution is prepared using such a solvent in a proportion of usually 40 to 95% by weight based on the total amount of the ink composition containing the solvent. If the amount of the solvent is too small, the viscosity of the ink is high and it becomes difficult to discharge from the inkjet head. Also, if there is too much solvent, the ink film deposited on the wettability change site will be broken before the ink deposit (ink deposition amount) for the predetermined wettability change site (ink layer formation site) is not sufficient. , It protrudes to the surrounding unexposed areas, and further spreads to the adjacent wettability change site (ink layer formation site). In other words, the amount of ink that can be deposited without sticking out from the wettability change site (ink layer forming site) to which the ink is to be attached becomes insufficient, the film thickness after drying is too thin, The transmission density cannot be obtained.
[0091]
(Other ingredients)
The ink jet ink composition for color filters of the present invention may contain one or more other additives as required. The following can be illustrated as such an additive.
[0092]
a) Sensitizer: For example, 4-diethylaminoacetophenone, 4-dimethylaminopropiophenone, ethyl-4-dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl-1,4-dimethylaminobenzoate and the like.
[0093]
b) Curing accelerator (chain transfer agent): For example, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, etc.
c) Photocrosslinking agent or photosensitizer comprising a polymer compound: The polymer photocrosslinking / sensitizing agent has a functional group capable of functioning as a photocrosslinking agent or photosensitizer in the main chain and / or side chain. Examples of the polymer compound include a condensate of 4-azidobenzaldehyde and polyvinyl alcohol, a condensate of 4-azidobenzaldehyde and a phenol novolac resin, and (co-copolymer of 4- (meth) acryloylphenyl cinnamoyl ester. ) Polymer, 1,4-polybutadiene, 1,2-polybutadiene and the like.
[0094]
d) Dispersing aid: For example, blue pigment derivatives such as copper phthalocyanine derivatives, yellow pigment derivatives, and the like.
[0095]
e) Filler: For example, glass, alumina and the like.
[0096]
f) Adhesion promoter: for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane.
[0097]
g) Antioxidant: For example, 2,2-thiobis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,6-di-t-butylphenol and the like.
[0098]
h) Ultraviolet absorber: For example, 2- (3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole, alkoxybenzophenone and the like.
[0099]
i) Anti-aggregation agent: for example, sodium polyacrylate or various surfactants.
[0100]
(Method for producing ink composition)
The ink-jet ink composition for a color filter of the present invention is a single solvent containing a binder component and a pigment, which are essential components, together with other blending components as necessary, and a main solvent as described above in a proportion of 90% by weight or more. Alternatively, it may be produced by introducing into a mixed solvent and mixing to dissolve or disperse the solid component.
[0101]
However, when the pigment is directly put into the whole solvent together with other components such as a binder component and mixed with stirring, the pigment is often not sufficiently dispersed in the solvent. Therefore, usually, a solvent having good dispersibility and dispersion stability of the pigment is prepared, and the pigment is added thereto together with a dispersant, and sufficiently stirred by a dissolver or the like to prepare a pigment dispersion. Then, the obtained pigment dispersion, together with components other than the pigment, is put into a solvent that is almost composed of the main solvent or composed only of the main solvent, and sufficiently stirred and mixed by a dissolver or the like, whereby the ink according to the present invention. It can be a composition.
[0102]
The remaining solvent into which the pigment dispersion is added has a composition obtained by subtracting the solvent used for preparing the pigment dispersion from the total composition of the final solvent, and diluted to the final concentration to obtain the ink composition. You may complete the thing. Alternatively, the pigment dispersion may be added to a relatively small amount of the main solvent to prepare a high concentration ink composition. The high-concentration ink composition can be stored as it is and diluted to the final concentration just before use and used in the ink jet method.
[0103]
In the present invention, in particular, the blending ratio of the solvent component having a boiling point of 180 ° C. to 260 ° C. and a vapor pressure at room temperature of 0.5 mmHg or less as the main solvent needs to be 90% by weight or more of the total solvent, In preparing the pigment dispersion, there may be a case where a sufficient amount of a conventionally used dispersion solvent such as 3-methoxybutyl acetate or propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) cannot be used. In that case, select a solvent with relatively good dispersibility and dispersion stability from among the solvents that can be used as the main solvent, and use a solvent mixed with the conventionally used dispersion solvent as the dispersion solvent. Alternatively, the main solvent is used as a dispersion solvent as it is.
[0104]
(Color filter manufacturing method)
(1) First method
A desired pigment such as R, G, B, or black is blended in the inkjet ink composition for a color filter according to the present invention, and selectively adhered to a predetermined region on a transparent substrate of the color filter by an inkjet method and cured. Thus, a colored hardened layer such as a pixel portion or a light shielding layer can be formed.
[0105]
An example of a method for producing a color filter including such steps will be described below. First, a
[0106]
Next, as illustrated in FIG. 1B, the
[0107]
The
[0108]
Next, as shown in FIG. 1C, an ink-repellent convex portion having a narrower width than the light shielding portion is formed in the center in the width direction of the pattern of the light shielding portion as necessary. The composition of such an ink repellency convex part is not particularly limited as long as it is a resin composition having ink repellency. Moreover, it does not need to be transparent in particular and may be colored. For example, a material that is used for the light-shielding portion and does not include a black material can be used. Specifically, a composition in which one or more aqueous resins such as polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, and cellulose are mixed, or an O / W emulsion type resin composition, for example, reactive silicone emulsion And the like. In the present invention, a photocurable resin is preferably used for reasons such as easy handling and curing. In addition, since the ink-repellent convex portion is more preferable as the ink repellency is stronger, the surface may be treated with an ink-repellent treatment agent such as a silicone compound or a fluorine-containing compound.
[0109]
The patterning of the ink-repellent convex portions can be performed by printing using a coating liquid of an ink-repellent resin composition or photolithography using a photocurable coating liquid. As described above, the height of the ink-repellent convex portion is provided in order to prevent the ink from being mixed when coloring by the ink jet method as described above. In consideration of the overall flatness of the case, the thickness is preferably close to the thickness of the pixel portion. Specifically, although it varies depending on the amount of ink deposited, it is usually preferably in the range of 0.1 to 2.0 μm.
[0110]
Next, an ink composition for forming a pixel portion for each color according to the present invention is prepared. Then, as shown in FIG. 1 (D), on the surface of the
[0111]
Next, as shown in FIG. 1E, the ink layers 6R, 6G, and 6B of the respective colors are cured. In order to cure the ink layer, some energy rays such as
[0112]
Next, as shown in FIG. 1F, a
[0113]
In this way, the
[0114]
When the light-shielding
[0115]
(2) Second method
By selectively changing the wettability in a predetermined area of the substrate surface of the color filter, an ink layer forming area having a higher ink affinity than the surrounding area is formed, and the ink composition according to the present invention is formed in the ink layer forming area. A colored hardened layer such as a pixel portion or a light shielding portion can be formed by a method in which an ink layer is formed by selectively attaching an object by an ink jet method and the ink layer is cured.
[0116]
In particular, on the transparent substrate of the color filter, a wettability variable layer that changes wettability in the direction in which the ink affinity increases by the action of the photocatalyst is formed, and the wettability in a predetermined region on the surface of the wettability variable layer is increased. By selectively changing by exposure, an ink layer forming region having greater ink affinity than the surroundings is formed, and the ink composition according to the present invention is selectively attached to the ink layer forming region by an ink jet method. An ink layer can be formed.
[0117]
When such a wettability variable layer is provided on a substrate, the standard solution shown in the wettability test specified in JIS K6768 is used as a main solvent, and a contact angle (30 seconds after contact with a droplet) ( θ) was measured, the contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined from the Zisman plot graph was 25 ° or more, and the critical surface tension determined by the same measuring method was 70 mN / m It is preferable to use an ink composition prepared using a sample having a contact angle of 10 ° or less with respect to the surface of the test piece of m.
[0118]
An example of the second manufacturing method of the color filter will be described below. First, as shown in FIG. 2A, the light-shielding
[0119]
Next, as shown in FIG. 2B, the
[0120]
Next, as shown in FIG. 2C, the photocatalyst-containing
[0121]
When the wettability of the pixel portion forming region of the wettability variable layer such as the
[0122]
The wettability variable layer used in the second method uses the standard solution shown in the wetness test specified in JIS K6768, measures the contact angle (θ) after 30 seconds of contact with the droplet, and the Zisman plot. It is preferable that the critical surface tension obtained from the graph of 20-20 mN / m before changing the wettability and 40-80 mN / m after changing the wettability. .
[0123]
When a wettability variable layer capable of changing the critical surface tension in this way is used, the ink composition can be used in a pattern formation region such as a pixel portion formation region in which wettability is changed to increase ink affinity. A small contact angle is exhibited, while a very large contact angle is exhibited around the pattern formation region, and the difference in wettability can be very large.
[0124]
When exposure is performed using the
[0125]
The light applied to the photocatalyst-containing
[0126]
As the wettability variable layer capable of changing the wettability in the direction in which the ink affinity increases, for example, a) a wettability variable layer containing a photocatalyst like the illustrated
[0127]
In the present invention, “a wettability variable layer capable of changing the wettability in the direction of increasing the ink affinity” refers to the wettability of the wettability variable layer forming surface in the laminate in which the wettability variable layer is provided on the substrate. As long as the ink affinity of the wettability variable layer itself increases as shown in the above examples a) and b). This includes the case where the wettability variable layer is decomposed and the ink-philic base is exposed as in d).
[0128]
In the following, the types a) and b) will be described in detail.
[0129]
a) Photocatalyst-containing layer that increases its own hydrophilicity
Like the illustrated photocatalyst-containing
[0130]
As the photocatalyst, for example, titanium oxide (TiO 2) known as an optical semiconductor.2), Zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO)2), Strontium titanate (SrTiO)Three), Tungsten oxide (WOThree), Bismuth oxide (Bi2OThree), And iron oxide (Fe2OThree1) or a mixture of two or more selected from these.
[0131]
The mechanism of action of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer is not necessarily clear, but carriers generated by light irradiation may react directly with nearby compounds, or by active oxygen species generated in the presence of oxygen and water. It is considered that the chemical structure of the organic substance is changed, and the hydrophilicity is increased by, for example, oxidation or decomposition of an organic group or additive which is a part of the binder.
[0132]
In the present invention, titanium oxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium oxide includes anatase type and rutile type, and both can be used in the present invention, but anatase type titanium oxide is preferable. Anatase type titanium oxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.
[0133]
Examples of such anatase-type titanium oxide include hydrochloric acid peptizer-type anatase-type titania sol (STS-02 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. (
[0134]
The smaller the particle size of the photocatalyst, the more effective the photocatalytic reaction occurs. A photocatalyst having an average particle size of 50 nm or less is preferable, and a photocatalyst having a particle size of 20 nm or less is particularly preferable. Further, the smaller the particle size of the photocatalyst, the smaller the surface roughness of the formed photocatalyst-containing layer, which is preferable. When the particle size of the photocatalyst exceeds 100 nm, the centerline average surface roughness of the photocatalyst-containing layer becomes coarse, and the photocatalyst This is not preferable because the ink repellency of the non-exposed portion of the containing layer is lowered and the ink affinity of the exposed portion becomes insufficient.
[0135]
The binder used in this type of photocatalyst-containing layer preferably has a high binding energy such that the main skeleton is not decomposed by photoexcitation of the photocatalyst. For example, (1) chloro or alkoxysilane is hydrolyzed by sol-gel reaction or the like. Examples include organopolysiloxanes that exhibit high strength by decomposition and polycondensation, and (2) organopolysiloxanes crosslinked with reactive silicones that are excellent in water repellency and oil repellency.
[0136]
In the case of (1) above, the general formula:
YnSiX(4-n)
(Here, Y represents hydrogen or a hydrocarbon group which may have a substituent. A plurality of Y in one molecule may be the same or different from each other. It is an integer from 0 to 3.)
It is preferable that it is the organopolysiloxane which is a 1 type, or 2 or more types of hydrolysis condensate or cohydrolysis condensate of the silicon compound shown by these.
[0137]
The silicon compound represented by the above general formula preferably has at least one hydrocarbon group which may have a substituent as Y.
[0138]
In the above general formula, the unsubstituted hydrocarbon group or the hydrocarbon group portion of the substituted hydrocarbon group may be, for example, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group such as methyl, ethyl or other alkyl; cyclohexyl, etc. An unsaturated hydrocarbon group such as vinyl; an aromatic hydrocarbon group such as phenyl, etc., and the carbon number of these hydrocarbon group or hydrocarbon group moiety is in the range of 1 to 20 It is preferable that
[0139]
In the above general formula, the hydrocarbon group which may have a substituent includes a fluorine-containing hydrocarbon group such as fluoroalkyl; glycidoxyalkyl and β- (3,4-epoxycyclohexyl) alkyl. Epoxy-containing hydrocarbon groups; acryloyloxy or methacryloyloxy-containing hydrocarbon groups such as (meth) acryloyloxyalkyl; amino-containing hydrocarbon groups such as aminoalkyl; mercapto-containing hydrocarbon groups such as mercaptoalkyl; Examples include fluoroalkyl-containing hydrocarbon groups such as N-fluoroalkylsulfonamide group-containing hydrocarbon groups such as fluoroalkylsulfonylaminoalkyl.
[0140]
The alkoxy group represented by X is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group.
[0141]
Specifically, methyltrichlorosilane, methyltribromosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltrit-butoxysilane; ethyltrichlorosilane, ethyltribromosilane, ethyltrimethoxysilane, Ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-t-butoxysilane; n-propyltrichlorosilane, n-propyltribromosilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltriisopropoxy Silane, n-propyltri-t-butoxysilane; n-hexyltrichlorosilane, n-hexyltribromosilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, n-hexyl Lutriisopropoxysilane, n-hexyltri-t-butoxysilane; n-decyltrichlorosilane, n-decyltribromosilane, n-decyltrimethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, n-decyltriisopropoxysilane, n -Decyltri-t-butoxysilane; n-octadecyltrichlorosilane, n-octadecyltribromosilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, n-octadecyltriisopropoxysilane, n-octadecyltri-t-butoxysilane Phenyltrichlorosilane, phenyltribromosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltri-t-butoxysilane; tetrachlorosilane Tetrabromosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, dimethoxydiethoxysilane; dimethyldichlorosilane, dimethyldibromosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane; diphenyldichlorosilane, diphenyldibromosilane, Diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane; phenylmethyldichlorosilane, phenylmethyldibromosilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane;
Trichlorohydrosilane, tribromohydrosilane, trimethoxyhydrosilane, triethoxyhydrosilane, triisopropoxyhydrosilane, tri-t-butoxyhydrosilane; vinyltrichlorosilane, vinyltribromosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane , Vinyltri-t-butoxysilane; trifluoropropyltrichlorosilane, trifluoropropyltribromosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltriethoxysilane, trifluoropropyltriisopropoxysilane, trifluoropropyltri-t-butoxysilane Γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ Glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane; γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane Γ-methacryloyloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltriisopropoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltri t-butoxysilane; γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxy Sisilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ-aminopropyltri-t-butoxysilane; γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyl Triethoxysilane, γ-mercaptopropyltriisopropoxysilane, γ-mercaptopropyltri-t-butoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri Ethoxysilanes; and their partial hydrolysates; and mixtures thereof can be used.
[0142]
Further, as the organopolysiloxane compound, those having a fluoroalkyl group are particularly preferable. When a wettability variable layer is formed using an organopolysiloxane compound having a fluoroalkyl group, the water repellency and ink repellency of the non-exposed area are enhanced by the action of the fluoroalkyl group, and the exposed area and the high water repellency are made highly hydrophilic. The difference in wettability with respect to the ink can be made large with respect to the non-exposed portion.
[0143]
Specifically, the general formula YnSiX(4-n)Hydrocondensation condensate or co-hydrolysis condensate containing a silicon compound represented by the formula: wherein all or at least part of the condensation unit is a fluoroalkyl group-containing silicon such as the following fluoroalkylsilane What is 1 type or 2 types or more of a compound can be used. The following fluoroalkylsilanes are generally known as fluorine-based silane coupling agents.
[0144]
CFThree(CF2)ThreeCH2CH2Si (OCHThree)Three;
CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OCHThree)Three;
CFThree(CF2)7CH2CH2Si (OCHThree)Three;
CFThree(CF2)9CH2CH2Si (OCHThree)Three;
(CFThree)2CF (CF2)FourCH2CH2Si (OCHThree)Three;
(CFThree)2CF (CF2)6CH2CH2Si (OCHThree)Three;
(CFThree)2CF (CF2)8CH2CH2Si (OCHThree)Three;
CFThree(C6HFour) C2HFourSi (OCHThree)Three;
CFThree(CF2)Three(C6HFour) C2HFourSi (OCHThree)Three;
CFThree(CF2)Five(C6HFour) C2HFourSi (OCHThree)Three;
CFThree(CF2)7(C6HFour) C2HFourSi (OCHThree)Three;
CFThree(CF2)ThreeCH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
CFThree(CF2)FiveCH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
CFThree(CF2)7CH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
CFThree(CF2)9CH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
(CFThree)2CF (CF2)FourCH2CH2SiCHThree(OCHThree)2;
(CFThree)2CF (CF2)6CH2CH2Si CHThree(OCHThree)2;
(CFThree)2CF (CF2)8CH2CH2Si CHThree(OCHThree)2;
CFThree(C6HFour) C2HFourSiCHThree(OCHThree)2;
CFThree(CF2)Three(C6HFour) C2HFourSiCHThree(OCHThree)2;
CFThree(CF2)Five(C6HFour) C2HFourSiCHThree(OCHThree)2;
CFThree(CF2)7(C6HFour) C2HFourSiCHThree(OCHThree)2;
CFThree(CF2)ThreeCH2CH2Si (OCH2CHThree)Three;
CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OCH2CHThree)Three;
CFThree(CF2)7CH2CH2Si (OCH2CHThree)Three;
CFThree(CF2)9CH2CH2Si (OCH2CHThree)Three;and
CFThree(CF2)7SO2N (C2HFive) C2HFourCH2Si (OCHThree)Three.
[0145]
By using a polysiloxane containing a fluoroalkyl group as described above as a binder, the ink repellency before changing the wettability of the photocatalyst containing layer is increased, so the difference in wettability before and after changing the wettability is reduced. It can be taken big.
[0146]
In addition, examples of the reactive silicone (2) include compounds having a skeleton represented by the following general formula.
[0147]
[Chemical 1]
[0148]
In addition to the above organopolysiloxane, a stable organosilicon compound that does not undergo a crosslinking reaction, such as dimethylpolysiloxane, may be mixed in the binder.
[0149]
In addition to the above-mentioned photocatalyst and binder, the photocatalyst-containing layer can contain a surfactant. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOL BL, BC, BO, BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Dainippon Megafac F-141, 144 manufactured by Ink Chemical Industry Co., Ltd., Footgent F-200, F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Unidyne DS-401, 402 manufactured by Daikin Industries, Ltd., Fluorard FC-170 manufactured by 3M Co., Ltd. Fluorine-based or silicone-based nonionic surfactants such as 176 can be used, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.
[0150]
In addition to the above surfactants, the photocatalyst-containing layer includes polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate, Polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, oligomers, polymers, etc. It can be included.
[0151]
The content of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer can be set in the range of 5 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight. The thickness of the photocatalyst containing layer is preferably in the range of 0.05 to 10 μm.
[0152]
As the solvent for dissolving and dispersing the above components, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The application can be performed by a known application method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, or bead coating. When an ultraviolet curable component is contained as a binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by irradiating with ultraviolet rays and performing a curing treatment.
[0153]
b) A photocatalyst-containing layer is provided under the wettability variable layer to increase the hydrophilicity of the wettability variable layer.
In order to form this type of wettability variable layer, first, a coating solution in which a binder and a photocatalyst are dissolved and dispersed is applied on a transparent substrate of a color filter, and then the hydrolysis and polycondensation reactions are allowed to proceed to make the photocatalyst. A containing layer is formed or a photocatalyst containing layer of a single photocatalyst is formed. Next, a thin film wettability variable layer made of a hydrophobic organic material is formed on the photocatalyst-containing layer. As the photocatalyst, the binder, the solvent, or the like, the same one as used in the above type a) may be used.
[0154]
For the formation of the organic thin film, a film forming method using a gas phase such as application of a solution, surface graft treatment, surfactant treatment, PVD, or CVD can be used. As the organic substance, a low molecular compound, a high molecular compound, a surfactant, or the like whose wettability is changed by a photocatalyst can be used. Specifically, it is a silane compound in which an organic group changes to a hydroxyl group by the action of a photocatalyst, and includes a silane coupling agent, chlorosilane, alkoxysilane, or two or more of these hydrolytic condensates and cohydrolytic condensates. Can do. On the photocatalyst-containing layer, a wettability variable layer made of the above-described organopolysiloxane may be formed. In that case, it is preferable to use an organopolysiloxane containing a fluoroalkyl group.
[0155]
In addition, the wettability variable layer illustrated above is a photocatalyst containing layer in which the wettability variable layer itself contains a photocatalyst, or includes a photocatalyst containing layer provided on the transparent substrate side of the wettability variable layer. The photocatalyst-containing layer is irradiated with light to activate the photocatalyst, and the wettability is changed in the direction in which the ink affinity increases by the action of the activated photocatalyst. In other words, any of the exemplified wettability variable layers changes wettability in a direction in which the ink affinity increases when irradiated with light.
[0156]
However, in the present invention, the wettability variable layer is not particularly limited as long as the wettability of the surface can be changed by an external stimulus such as a physical stimulus or a chemical stimulus. For example, the surface roughness may be changed by acid or alkali, and the wettability may be changed. The wettability variable layer may be formed by irradiation with energy such as ultraviolet rays, visible light, or heat. It may be a layer or the like in which the wettability is changed by changing the substance inside.
[0157]
Further, the photocatalyst-containing layer used in the exemplified method increases the ink affinity by irradiating the pixel portion formation region with light, and selectively adheres the ink composition. By providing a variable wettability variable layer on the transparent substrate of the color filter and applying a stimulus that changes the wettability to the negative pattern of the pixel area, the ink composition can be selectively applied only to the desired area. It is possible to adhere to.
[0158]
Next, an ink for forming a pixel portion for each color, which is an ink-jet ink composition for a color filter according to the present invention and is prepared by blending one or more pigments, is prepared. Then, the pixel portion forming ink of the corresponding color is selectively attached to the pixel
[0159]
Next, as shown in FIG. 2 (E), the ink layers 6R, 6G, 6B of the respective colors are cured by irradiating with energy rays such as ionizing radiation rays 7 or heating depending on the binder system, and further required. Accordingly, baking is performed to form the
[0160]
In the second method, the color filter 101B is manufactured in this way. In this example, the pixel portion is formed using the pixel portion forming ink, which is the inkjet ink for the color filter according to the present invention, but the ink composition according to the present invention is used by utilizing the difference in wettability of the substrate surface. By selectively adhering only to the ink-philic region, a colored hardened layer other than the pixel portion such as the
[0161]
【Example】
Example 1
(1) Preparation of coating solution for photocatalyst containing layer
The following components were mixed and stirred at 100 ° C. for 20 minutes to prepare a photocatalyst-containing layer coating solution.
<Composition of coating solution for photocatalyst containing layer>
・ Isopropyl alcohol: 3g
Fluoroalkylsilane (manufactured by Tochem Products, MF-160E: N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -N-ethyl-perfluorooctanesulfonamide 50% by weight isopropyl ether solution): 0.07 g
・ Titanium oxide sol (Ishihara Sangyo, STK-01): 3g
Silica sol (manufactured by Nippon Synthetic Rubber, Glasca HPC7002): 0.6 g
・ Alkylalkoxysilane (manufactured by Nippon Synthetic Rubber, HPC402C): 0.2g
(2) Formation of photocatalyst containing layer
The above photocatalyst-containing layer coating solution is applied on a transparent substrate made of soda glass having a black matrix made of a chromium thin film pattern having an opening of 76 μm × 259 μm and a line width of 23 μm using a spin coater, and 150 ° C. for 10 minutes. After the drying treatment, hydrolysis and polycondensation reactions were advanced to form a transparent photocatalyst-containing layer having a thickness of 0.5 μm in which the photocatalyst was firmly fixed in the organopolysiloxane.
[0162]
This photocatalyst-containing layer is 70 mW / cm by a mercury lamp (wavelength 365 nm) through a mask.2A light beam was irradiated for 3 minutes at an illuminance of 1, and the contact angle of the non-irradiated part and the irradiated part with water was measured. The contact angle was measured using a contact angle measuring device (CA-Z type, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) 30 seconds after dropping water droplets from the microsyringe to the non-irradiated site or irradiated site. As a result, the contact angle of water at the non-irradiated part is 70 °, whereas the contact angle of water at the irradiated part is 10 ° or less, and the irradiated part becomes highly hydrophilic, so that the non-irradiated part and the irradiated part are not irradiated. It was confirmed that pattern formation was possible using the difference in wettability with the part.
[0163]
Furthermore, using the standard solution shown in the wettability test specified in JIS K6768, the droplet was brought into contact with the non-irradiated portion of the photocatalyst-containing layer, and the contact angle (θ) after 30 seconds was measured. (Horizontal axis: surface tension of standard solution, vertical axis: cos θ), and extrapolating the graph, the surface tension indicated by the point where cos θ = 0, that is, the critical surface tension of the non-irradiated part was 30 mN / m . The critical surface tension at the irradiated site was measured by the same method and found to be 70 mN / m.
[0164]
(3) Exposure of photocatalyst containing layer
A mask having a light shielding pattern having a pattern pitch of 76 μm × 259 μm and a width (10 μm) narrower than the line width (23 μm) of the black matrix is disposed on the photocatalyst containing layer of the transparent substrate and overlaps the black matrix After alignment, the mercury lamp (wavelength 365 nm) was passed through this mask to 70 mW / cm.2The photocatalyst-containing layer was exposed at an illuminance of 50 seconds to make the irradiated portion highly hydrophilic. Each irradiation site is partitioned by a non-irradiated portion having a width of 10 μm existing on the black matrix, and has a pixel portion forming region of a size of 76 μm × 259 μm surrounded by the black matrix and a region overlapping with the surrounding black matrix. Was.
[0165]
(4) Preparation of colored ink for pixel portion
Of the following components, first, a pigment and a polymer dispersant were added to a part of the solvent, mixed, and stirred using a three roll and bead mill to obtain a pigment dispersion. On the other hand, other blending components were added to the remainder of the solvent, and dissolved and dispersed by stirring to obtain a binder solution. Then, the pigment dispersion was added little by little to the binder solution and sufficiently stirred with a dissolver to prepare an ink.
<Composition of colored ink for blue pixel portion>
Pigment (C.I. Pigment Blue 15: 6): 5 parts by weight
Polymer dispersing agent (AVECIA, Solsperse 24000): 2 parts by weight
-Binder (benzyl methacrylate-methacrylic acid copolymer): 3 parts by weight
Monomer 1 (dipentaerythritol pentaacrylate): 2 parts by weight
Monomer 2 (tripropylene glycol diacrylate): 5 parts by weight
Initiator (2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-monforinopropane) -1-one: 2 parts by weight
Solvent (diethylene glycol monobutyl ether acetate, 29.9 dyn / cm): 81 parts by weight
Among the above components, diethylene glycol monobutyl ether acetate as a solvent uses a standard solution shown in the wettability test specified in JIS K6768, and measures the contact angle (θ) after 30 seconds by bringing a droplet into contact with it. The contact angle with respect to the surface of the specimen having a critical surface tension of 30 mN / m determined by the graph of the Zisman plot is 32.8 °, and the specimen having a critical surface tension of 70 mN / m determined by the same measurement method is used. The contact angle to the surface was 0 °.
[0166]
In addition, tripropylene glycol diacrylate, which is a bifunctional monomer, shows a contact angle of 25 ° with respect to the surface of a test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined by a graph of the Disman plot in the same test, and The contact angle with respect to the surface of a test piece having a critical surface tension of 70 mN / m determined by the same measurement method was 0 °.
[0167]
Further, C.I. I. Pigment Blue 15: 6 instead of C.I. I. A colored ink for a red pixel portion was prepared in the same manner as the colored ink for a blue pixel portion, except that the same amount of pigment red 254 was used. Further, C.I. I. Pigment Blue 15: 6 instead of C.I. I. A colored ink for the green pixel portion was prepared in the same manner as the colored ink for the blue pixel portion except that the same amount of pigment green 36 was used.
[0168]
(4) Manufacture of color filters
The inkjet head was filled with colored ink for each color pixel portion. Next, the blue pixel portion colored ink was dropped from the head onto the central portion of each blue pixel portion formation region scattered on the substrate with a drop diameter of 30 μm.
[0169]
Similarly, a red pixel portion forming region is formed on the substrate by pattern exposure, and a drop diameter of 30 μm is formed at the center of each red pixel portion forming region in which the red pixel portion colored ink is scattered on the substrate from the head. It was dripped at. Further, a green pixel portion forming region was formed on the substrate, and the green pixel portion colored ink was dropped from the head onto the center of each green pixel portion forming region with a drop diameter of 30 μm.
[0170]
The dropped colored ink for the pixel portion of each color was repelled in the non-irradiated portion on the black matrix, and was uniformly diffused and selectively adhered in the pixel portion forming region of each color.
[0171]
Thereafter, the colored ink layer of each color was dried at 80 ° C. for 3 minutes, and then 70 mW / cm by a mercury lamp (wavelength 365 nm).2The pixel portion was formed by irradiating with light at an illuminance of 30 seconds and then performing heat treatment at 230 ° C. for 30 minutes.
[0172]
Next, a two-component mixed thermosetting agent (SS7265 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is applied onto the pixel portion with a spin coater, cured at 200 ° C. for 30 minutes to form a protective layer, and a color filter Got.
[0173]
(Example 2)
(1) Preparation of colored ink for pixel portion
Colored inks for blue pixel parts (blue inks 2-1 and 2-2) having the following composition were prepared. In both colored inks, first, a pigment and a polymer dispersant were added to a part of the solvent, mixed, and stirred using a three roll and bead mill to obtain a pigment dispersion. On the other hand, other blending components were added to the remainder of the solvent, and dissolved and dispersed by stirring to obtain a binder solution. Then, the pigment dispersion was added little by little to the binder solution and sufficiently stirred with a dissolver to prepare a colored ink for a blue pixel portion.
<Composition of colored ink 2-1 for blue pixel portion>
As the blue ink 2-1, the same colored ink for the blue pixel portion as that prepared in Example 1 was used as it was.
<Composition of colored ink 2-2 for blue pixel portion>
Pigment (C.I. Pigment Blue 15: 6): 5 parts by weight
Polymer dispersing agent (Solsperse 24000 manufactured by AVECIA): 2 parts by weight
-Binder (benzyl methacrylate-methacrylic acid copolymer): 3 parts by weight
Monomer 1 (dipentaerythritol pentaacrylate): 2 parts by weight
Monomer 2 (tripropylene glycol diacrylate): 5 parts by weight
Initiator (2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-monforinopropane) -1-one: 2 parts by weight
Solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate, 27.7 dyn / cm): 81 parts by weight
(2) Measurement of viscosity
The viscosity of each blue ink was measured at a temperature of 20 ° C. using a viscosity meter VIBROVISCOMETER CJV5000 (manufactured by A & D).
[0174]
(3) Test of intermittent discharge stability
Each blue ink is filled in an inkjet head, ejected from the head, a photocatalyst containing layer is provided in the same manner as in Example 1, and the blue pixel portion forming region of the transparent glass substrate is exposed in a predetermined pattern. It was dripped at the central part with a drop diameter of 30 μm. Further, after the initial ejection was stopped and the head was allowed to stand still for 30 minutes, it was dropped from the same head onto the center of another blue pixel portion formation region with a drop diameter of 30 μm. In such intermittent discharge, the discharge performance (initial discharge performance) at the time of the first discharge operation and the discharge performance (intermittent discharge stability) at the time of re-discharge are observed and evaluated according to the following criteria. did.
[0175]
<Evaluation criteria for initial ejection properties>
○: Ink can be ejected from all holes (orifices) of the head. Δ: There are some holes in the head where ink does not come out.
X: Ink does not come out from most holes in the head.
[0176]
<Evaluation criteria for intermittent discharge stability>
○: Ink can be re-discharged from all holes of the head.
Δ: There are some holes in the head where ink does not come out.
X: Ink does not come out from most holes in the head.
[0177]
As shown in Table 1, when the blue ink 2-2 was used, about 3 to 4 holes (clogging) were detected after 30 minutes. On the other hand, when the blue ink 2-1 was used, it was confirmed that there was no hole missing even after 30 minutes and the ink was discharged from all the holes.
[0178]
[Table 1]
Each blue ink is filled into the inkjet head, and the droplet is landed on a Teflon roll that is continuously ejected from the head and rotated at a constant speed. It observed for a long time with the recorder (The product made by SONY, DCR-TRV20). As a result, it was confirmed that when the blue ink 2-2 was used, variation in the landing position occurred after 10 minutes. On the other hand, when the blue ink 2-1 was used, it was confirmed that the landing position did not vary even after 30 minutes, and the ink was correctly discharged from all the holes.
[0179]
(5) Observation of discharge
While emitting the strobe light, the ink ejection state and the ink wetting spread on the orifice surface were observed with a CCD camera (CS3910, manufactured by Tokyo Denki Kogyo Co., Ltd.). As a result, it was confirmed that when the blue ink 2-2 was used, the ink surface was often wet and spread like the photograph shown in FIG. 4, and the frequency of the ink flight was high. On the other hand, when the blue ink 2-1 was used, it was confirmed that the ink wetting and spreading on the orifice surface was suppressed as shown in the photograph shown in FIG. . In the photographs of FIGS. 3 and 4, the lower side of the image that appears vertically symmetric is the real image, and the upper side is the shadow of the real image.
[0180]
【The invention's effect】
As described above, the ink-jet ink composition for a color filter according to the present invention does not dry rapidly when performing either intermittent discharge or continuous discharge. Clogging is unlikely to occur, the wetting and spreading of the orifice surface is difficult to occur, and the discharge direction and discharge amount are stable. Therefore, by using the ink composition of the present invention and ejecting the ink composition according to a predetermined pattern on the surface of the substrate by an ink jet method, a colored cured layer such as a pixel portion or a light shielding portion can be formed accurately and uniformly.
[0181]
Further, the ink-jet ink composition for a color filter according to the present invention does not dry quickly at the nozzle tip of the ink-jet head, but has an appropriate drying property. Therefore, after being discharged onto the substrate, the substrate can be sufficiently leveled by being familiar with the substrate surface, and then can be completely dried in a relatively short time by natural drying or a general heating method. Therefore, a highly uniform pattern can be obtained and dried efficiently.
[0182]
Furthermore, by selectively changing the wettability in a predetermined area of the substrate surface, an ink layer forming area having a higher ink affinity than the surrounding area is formed, and the ink composition according to the present invention is sprayed thereon by an ink jet method. Then, a certain amount of ink droplets are ejected to the correct position, and the landed ink droplets do not stay at the landing position and spread to every corner of the ink layer formation region, and the surrounding ink repellent region Ink drops swell without protruding from the border. Therefore, a thick colored cured layer can be formed accurately, and for example, a pixel portion having no color loss and a high transmission density can be obtained.
[0183]
In particular, a wettability variable layer that changes wettability in the direction in which the ink affinity increases by the action of the photocatalyst is provided on the substrate, and the wettability variable layer is exposed in a predetermined pattern to thereby form an ink affinity ink layer. When forming the formation region, the standard solution shown in the wettability test specified in JIS K6768 is used as the main solvent, and the contact angle (θ) after 30 seconds is measured by contacting the droplets. The contact angle with respect to the surface of the test piece having a critical surface tension of 30 mN / m determined by the Manplot graph is 25 ° or more, and the surface of the test piece having a critical surface tension of 70 mN / m determined by the same measurement method. It is preferable to use an ink composition prepared using a material having a contact angle of 10 ° or less, so that a precise and uniform pattern efficiency can be obtained.
[0184]
According to the ink composition and the color filter manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a color filter with good performance, and in particular, it is possible to precisely form a pixel portion having a large and uniform transmission density and no color loss. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for producing a color filter using an ink composition of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating another method for producing a color filter using the ink composition of the present invention.
FIG. 3 is a photograph showing a state in which the ink composition of the present invention is ejected by an ink jet method.
FIG. 4 is a photograph showing a state in which an ink composition of a comparative example was ejected by an ink jet method.
FIG. 5 is a diagram for explaining wetting and spreading of ink on the orifice surface and flight bending of ink droplets.
[Explanation of symbols]
1 ... Transparent substrate
2. Shading part
3. Ink-repellent convex part
4 ... Pixel part formation region
5 ... Inkjet head
6 ... Ink layer
7 ... Ionizing radiation
8 ... Pixel part
9 ... Protective film
10 ... Photocatalyst containing layer
11 ... Photomask
12: Exposure part
13 ... Light
14: Orifice
15 ... Ink drops
Claims (12)
前記電離放射線硬化性バインダー成分として、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、３−ブチレングリコールジメタクリレートよりなる群から選ばれる少なくとも１種からなる２〜３官能ラジカル重合性モノマーと、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートよりなる群から選ばれる少なくとも１種からなる４官能以上の多官能ラジカル重合性モノマーを含み、前記２〜３官能ラジカル重合性モノマーをインク組成物の固形分全量に対して２０〜７０重量％、及び、前記４官能以上の多官能ラジカル重合性モノマーをインク組成物の固形分全量に対して１〜３０重量％且つ前記２〜３官能ラジカル重合性モノマー１００重量部に対して１〜５０重量部の割合で用い、且つ、溶剤全量に占める前記主溶剤の配合割合を９０重量％以上に調節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製造方法。A pigment dispersion is prepared by mixing a pigment and, if necessary, a pigment dispersant with a dispersion preparation solvent containing a solvent component having a boiling point of 180 ° C. to 260 ° C. and a vapor pressure at room temperature of 0.5 mmHg or less as a main solvent. And the step of mixing the obtained pigment dispersion, ionizing radiation curable binder component, photopolymerization initiator and other components as necessary, into the newly prepared main solvent,
As the ionizing radiation curable binder component, 1,6-hexanediol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene A difunctional or trifunctional radical polymerizable monomer consisting of at least one selected from the group consisting of glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, and 3-butylene glycol dimethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol Pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexame A tetrafunctional or higher polyfunctional radical polymerizable monomer composed of at least one selected from the group consisting of tacrylates, wherein the 2-3 functional radical polymerizable monomer is 20 to 70% by weight based on the total solid content of the ink composition; , and 1 to 50 weight relative to the 4 to 30 wt% and the 2-3 functional radical polymerizable monomer 100 parts by weight or more functional polyfunctional radically polymerizable monomer relative to the total solid content of the ink composition A method for producing an ink-jet ink composition for a color filter, wherein the proportion of the main solvent in the solvent is adjusted to 90% by weight or more.
前記インク層を硬化させて着色硬化層を形成する工程とを含むことを特徴とする、カラーフィルタ製造方法。A step of selectively depositing the ink-jet ink composition for a color filter according to any one of claims 1 to 6 on a substrate by an ink-jet method to form an ink layer;
And a step of forming a colored cured layer by curing the ink layer.
前記インク層形成領域に、前記請求項１乃至６いずれかに記載のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物をインクジェット方式によって選択的に付着させてインク層を形成する工程と、
前記インク層を硬化させて着色硬化層を形成する工程とを含むことを特徴とする、カラーフィルタ製造方法。Selectively changing the wettability in a predetermined area of the substrate surface to form an ink layer forming area having a higher ink affinity than the surrounding area;
Forming the ink layer by selectively attaching the ink-jet ink composition for a color filter according to any one of claims 1 to 6 to the ink layer-forming region by an ink-jet method;
And a step of forming a colored cured layer by curing the ink layer.
前記濡れ性可変層の表面の所定領域内の濡れ性を露光により選択的に変化させて、周囲と比べて親インク性の大きいインク層形成領域を形成する工程と、
前記インク層形成領域に、請求項２に記載のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物を選択的に付着させてインク層を形成する工程と、
前記インク層を硬化させて着色硬化層を形成する工程とを含むことを特徴とする、カラーフィルタ製造方法。Forming a wettability variable layer on the substrate, the wettability variable layer capable of changing wettability in a direction in which the ink affinity increases by the action of the photocatalyst;
A step of selectively changing the wettability in a predetermined region of the surface of the wettability variable layer by exposure to form an ink layer forming region having a higher ink affinity than the surroundings; and
A step of selectively adhering the ink-jet ink composition for a color filter according to claim 2 to the ink layer forming region to form an ink layer;
And a step of forming a colored cured layer by curing the ink layer.
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