インキ組成物、カラーフィルターの製造方法およびカラーフィルター
【課題】凸版反転印刷法によるカラーフィルターのカラー膜の作製において、カラー膜をなすカラーインキ膜の膜厚を厚くしても適切な着色度が得られ、これによってカラーインキ膜の膜厚を厚くすることができ、さらにカラー膜における白抜け現象の発生を抑えることができるインキ組成物を提供する。
【解決手段】ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターのカラー膜を作製するためのインキ組成物であって、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子、着色顔料及び透明樹脂を含むことを特徴とするインキ組成物。
【解決手段】ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターのカラー膜を作製するためのインキ組成物であって、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子、着色顔料及び透明樹脂を含むことを特徴とするインキ組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＦＴ型カラー液晶表示装置のカラーフィルターを凸版反転印刷法により作製する際に好適に使用できるインキ組成物およびこのインキ組成物を用いたカラーフィルターの製造方法ならびにこの製造方法によって得られたカラーフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＴＦＴ型カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルターを製造する方法としては、カラーフィルターの画像として高い平坦性や解像度が得られるフォトレジスト法が主力である。しかし、このフォトレジスト法では、色毎に塗布、露光、現像等の長工程を経るため、莫大な設備投資を要し、昨今要求される低製造コスト化には不適であった。このような欠点を解消する方法として、本出願人は、凸版反転印刷法と称する新しい製造方法を提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
この凸版反転印刷法とは、図１（ａ）に示すように、まずインキ塗布装置１によりブランケット２の表面に均一な厚みのインキ塗膜３を形成する。ついで、図１（ｂ）に示すように、表面に均一なインキ塗膜３が形成されたブランケット２の表面を凸版４に押圧、接触させ、凸版４の凸部の表面に、ブランケット２表面上のインキ塗膜３の一部を付着、転移させる。これによりブランケット２の表面に残ったインキ塗膜３には印刷パターン（画像）が形成されることになる。ついで、図１（ｃ）に示すように、この状態のブランケット２をガラス板、プラスチックシートなどの被印刷基材５の表面に押圧して、ブランケット２上に残ったインキ塗膜３を転写し、この被印刷基材５上に転写されたインキ塗膜３を乾燥する方法である。
【０００４】
この凸版反転印刷法は、短工程によって製造が行え、低製造コスト及び低設備コスト化が実現できるとともに、その得られる品質もフォトレジスト方法によるものに近いものが得られつつある。また、この方法でレジストパターンを形成するために使用する、有機溶剤に可溶な樹脂を含むインキ組成物も開示されている（特許文献２参照）
一方、本出願人は、凸版反転印刷法に最適なインキ組成物として、顔料、樹脂、表面エネルギー調整剤、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤を含有するインキ組成物を提案している（特許文献３参照）。
【０００５】
ところで、凸版反転印刷法によって、被印刷基材に対してカラーフィルターとなるインキ塗膜を形成するにあたっては、最初に被印刷基材に対して黒色インキ組成物を用いてブラックマトリクス膜を形成し、ついで赤色、緑色、青色のカラーインキ組成物を用いてＲＧＢのカラー膜を形成する。
【０００６】
この時、図２に示すように、カラー膜をなすカラーインキ膜６は、ブラックマトリクス膜をなす黒色インキ膜７の上に形成されるため、カラーインキ膜６が黒色インキ膜７を乗り越え、跨ぐように形成されることになる。このため、カラーインキ膜６の膜厚が薄いと、カラーインキ膜６が、その乗り越え部分において大きな落差があることから、その部分で破断してしまうことになる。なお、符号５は被印刷基材である。
【０００７】
このようにカラーインキ膜６が破断すると、その部分にはカラーインキ膜６が存在しないことになり、この部分が無着色の白抜け（図２の符号６ａ）と呼ばれる部分となって不良品となる。
【０００８】
この不具合を解消するには、カラー膜を形成するカラーインキ膜６の厚さを厚くし、膜自体が伸びるようにすればよいことになるが、カラーインキ膜６の膜厚を厚くするとカラーインキ膜６の着色度が高くなりすぎ、要求される色度からのズレと輝度の低下を招く。ここでいう色度とはＣＩＥ色度座標におけるｘ値、ｙ値、輝度はＹ値のことを意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−５６４０５号公報
【特許文献２】特開２００６−３７０５９号公報
【特許文献３】特開２００５−１２８３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、凸版反転印刷法によるカラーフィルターのカラー膜を作成する際、カラー膜をなすカラーインキ膜の膜厚を厚くしても適切な着色度が得られ、更に、カラー膜における白抜け現象の発生を抑えることが出来るインキ組成物、該インキ組成物を用いたカラーフィルターの製造方法およびカラーフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターのカラー膜を作製するためのインキ組成物であって、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子、着色顔料及び透明樹脂を含むことを特徴とするインキ組成物を提供する。
また、本発明は、上記本発明のインキ組成物を用い、被印刷基材上に予め形成されたブラックマトリクス膜上に、凸版反転印刷法によってカラー膜を形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法を提供する。
また、本発明は、上記本発明の製造方法によって得られたカラーフィルターを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のインキ組成物は、カラーインキ膜を形成するものであり、着色顔料、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子及び透明樹脂を含むことにより、良好なパターンを再現しつつ、膜厚を厚くすることができる。このため、被印刷基材上に予め形成されたブラックマトリクス膜上に、このインキ組成物を用いて印刷した際、カラーインキ膜が黒色インキ膜を乗り越える部分において、カラーインキ膜が破断することがない。
【００１３】
また、無色粒子と透明樹脂によって、カラーインキ膜の膜厚を厚くすることができるため、着色顔料の量をカラーフィルターとして要求される適切な着色度を生み出すように調整可能である。
【００１４】
さらに、ブラックマトリクス膜をなす黒色インキ膜の膜厚よりもカラーインキ膜の膜厚が厚くなるように印刷することで、黒色インキ膜の膜厚が多少厚くなっても、上述の乗り越え部分においてカラーインキ膜が破断することがない。これらにより、カラー膜の白抜け現象を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明における凸版反転印刷法の一例を模式的に示す概略構成図である。
【図２】凸版反転印刷法によってブラックマトリックス膜を形成し、次いでカラー膜を形成した状態を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明のカラーフィルター用のインキ組成物に用いられる着色顔料としては、カラーフィルター用顔料として用いることができる公知のものが挙げられるが、色純度と色濃度が高く、透明性の高いものが好まれている。すなわち、顔料の分散性が高いほどこれらの特性が発揮されやすいため、必要に応じて顔料への表面処理や、分散時に顔料分散剤や界面活性剤等の助剤を加えることができる。これらの顔料には、例えば、赤、緑及び青の各色で使用できる顔料として次のものが挙げられる。顔料の種類は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）Ｎｏ．で示す。
【００１７】
まず、赤色顔料として、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０８、２０９、２１５、２５４等が、緑色顔料として、７、３６、５８等が、青色顔料として、１５、１５：１、１５：３、１５：６、２２、６０、６４等が挙げられる。墨顔料として、カーボンブラック、チタンブラック等が挙げられる。また、これら赤色、緑色及び青色顔料の色調整及びインキの流動性を改善するために、次に挙げる顔料を必要量添加することができる。例えば、黄顔料として、１７、８３、１０９、１１０、１２８、１５０等が、紫顔料として、１９、２３、１２２等が、白顔料として、１８、２１、２７、２８等が、橙顔料として、３８、４３等が挙げられる。
【００１８】
これらの顔料は、単体以外に、顔料を予め分散剤、有機溶剤に分散させた顔料分散体であっても良い。例えば、青色顔料１５：６の場合には、ＥＸＣＥＤＩＣ ＢＬＵＥ ０５６５（ＤＩＣ（株）製）が使用できる。これ以外に、ＥＸＣＥＤＩＣ ＲＥＤ ０７５９、ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ０５９９、ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ０３５８、ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ０６４８（以上、いずれも商品名、ＤＩＣ（株）製）、チタンブラック分散液ＢＴ−１ＣＡ、ＢＴ−１ＣＢ、ＢＴ−１ＤＡ、ＢＴ−１ＤＢ、ＢＴ−１ＤＣ，ＢＴ−１ＤＤ（以上、三菱マテリアル（株）製）等を適用することができる。着色顔料のインキ組成物中での含有量は、２〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％とされ、２質量％未満では着色度（光学濃度）が不足し、１５質量％を越えると得られるインキ膜が脆くなる。
【００１９】
また、本発明のインキ組成物には、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子が配合される。この無色粒子は、インキ組成物の着色度を上げずに、その嵩を高くし、印刷したときに厚くて着色度の低いカラーインキ膜が得られるようにするためのものである。この粒径が２００ｎｍを越えると、インキ組成物中での分散性が劣り、均一な着色度が得られないことになる。
【００２０】
この無色粒子の具体例としては、例えばシリカ、フッ化マグネシウム、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム等が挙げられる。なかでもシリカ、フッ化マグネシウムが好ましく用いられる。この無色粒子のインキ組成物中での含有量は、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．１〜３質量％とされ、０．１質量％未満では、添加効果が得られず、５質量％を越えるとカラーインキ膜の機械的強度が低下する。
【００２１】
前記透明樹脂は、顔料および無色粒子の結着剤として機能するものである。
前記透明樹脂としては、例えば、カラーフィルターに要求される耐熱性、耐熱水性、耐アルカリ性、耐酸性などの物性を満足させるため、熱黄変性の少ない熱硬化性樹脂であって、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂及びベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる１種以上のものが好ましい。
【００２２】
なかでも、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂及びエポキシ系樹脂からなる群から選ばれる１種以上と、メラミン系樹脂及びベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる１種以上とを組み合わせたものが好ましい。さらに、ポリエステル系樹脂とメラミン系樹脂の組み合わせ、並びにエポキシ系樹脂、メラミン系樹脂及びベンゾグアナミン樹脂系を組み合わせたものがより好ましい。
【００２３】
これらの透明樹脂としては、熱硬化システムを利用する場合、カラーフィルターの製造に用いられる一般的な熱硬化性樹脂が使用できるが、他の硬化システムを利用する場合は、それぞれに最適な透明樹脂を選択できる。例えば、ラジカル型紫外線硬化型樹脂やカチオン型紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂なども使用できる。
【００２４】
これらの透明樹脂の代表的なものを以下に例示する。
ポリエステル系樹脂としては、２５Ｘ１８９２（ＤＩＣ（株）製）などが挙げられる。
アクリル系樹脂としては、アクリディックＡ−３４５（ＤＩＣ（株）製）などが挙げられる。
【００２５】
エポキシ系樹脂としては、エピクロンＰ−４１５、エピクロン８３０、エピクロン８４０、エピクロン８６０、エピクロン１０５０、エピクロン３０５０、エピクロン４０５０、エピクロンＨＰ７２００Ｌ、エピクロンＨＰ７２００、エピクロンＮ７４０、エピクロン６０４（以上、ＤＩＣ（株）製）、エピコート８３４ニス（固形分：８０質量％）、エピコート８２８、エピコート８３４、エピコート１００１、エピコート１００４（以上、ジャパンエポキシレジン（株）製）等が挙げられる。
【００２６】
メラミン系樹脂としては、メランＸ８１（日立化成工業（株）製）、サイメル２０２、サイメル２５４、サイメル３７０、サイメル３２７、サイメル３２５（以上、三井サイテック（株）製）、スーパーベッカミンＬ−１０５−６０、スーパーベッカミンＪ−８２０−６０（以上、ＤＩＣ（株）製）、ユーバン２０ＳＢ、ユーバン２０ＳＥ、ユーバン２１Ｒ、ユーバン１２２、ユーバン２２５（以上、三井化学（株）製）等が挙げられる。
【００２７】
ベンゾグアナミン系樹脂としては、スーパーベッカミンＴＤ−１２６、スーパーベッカミン１３−５３５（以上、ＤＩＣ（株）製）、マイコート１０５、マイコート１０６、マイコート１１２８（以上、三井サイテック（株）製）等が挙げられる。
【００２８】
エポキシメラミン系樹脂としては、ＴＣＭ−０１メジューム（ＤＩＣ（株）製）等が挙げられる。
ポリエステルメラミン系樹脂としては、９９Ｘ０２０７、（ＤＩＣ（株）製）等が挙げられる。
【００２９】
また、顔料を予め分散剤、有機溶剤などに分散させた顔料分散体に含まれる分散剤も透明樹脂として機能する場合がある。顔料分散剤としては、アジスパーＰＢ−７１１、アジスパーＰＢ−８２１（以上、味の素ファインテクノ（株）製）、ＢＹＫ−２０００、ＢＹＫ−２００１（以上、ビックケミージャパン（株）製）等が挙げられる。
【００３０】
また、透明樹脂の熱黄変性は、ガラス板上に厚さ１〜２μｍの樹脂膜を塗工により形成し、これを２５０℃で３０分加熱（基本焼成）後、さらに２３０℃で３時間加熱（追加焼成）し、追加焼成前後の樹脂膜の黄変度合を色差で評価し、ΔＥが３以下のものを熱黄変性が少ないものとし、これを満足する樹脂が好適に使用できる。
【００３１】
前記透明樹脂のインキ組成物中での含有量は、好ましくは２〜１４質量％、より好ましくは３〜１２質量％とされ、２質量％未満ではカラーインキ膜が脆くなり、１４質量％を越えると転写画像の鮮鋭度が低下する。２〜１４質量％の範囲内で、インキ膜が十分の機能を奏し、又、転写画像の鮮鋭度も維持できる。
【００３２】
さらに、このインキ組成物中の着色顔料と透明樹脂との配合質量比は、固形分比率で、顔料：透明樹脂で好ましくは２：５〜１：１、より好ましくは１：２〜２：３とすることが重要である。この配合比率は、ブランケット表面のインキ塗膜に凸版により画像が形成された時点でも同じである。顔料に対する樹脂の配合を上記範囲の上限以下とすることにより、その樹脂のタック性やインキ塗膜の粘弾性の大きさの影響を受けにくく、凸版による画像形成時に、画線がビリついたりする現象が緩和され、シャープな画像が得られる。同時に、樹脂の配合を上記範囲の下限以上とすることにより、被印刷基材への転写時に、ブランケット表面からインキ塗膜が完全に転写しないなどの不具合を防止することができる。
【００３３】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物においては、透明樹脂を溶解してビヒクルとし、顔料とシリカ粒子をこれに分散するための有機溶剤として、速乾性有機溶剤または、速乾性有機溶剤と遅乾性有機溶剤とを併用して使用する。速乾性有機溶剤としては、２０℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）以上のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤からなる群から選ばれる１種以上が用いられる。
【００３４】
本願明細書において、以下、速乾性有機溶剤とは、２０℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）以上のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤のいずれかを言う。
【００３５】
この速乾性有機溶剤の全インキ組成物中での含有量は、単独使用の場合には、好ましくは５〜９０質量％、より好ましくは２０〜７０質量％とされ、遅乾性有機溶剤との併用の場合には、好ましくは５〜９０質量％、より好ましくは１０〜６０質量％、さらに好ましくは２０〜４０質量％とされる。この速乾性有機溶剤は、ブランケットにインキ塗膜が形成される時には、インキ組成物が良好な流動性を有するために用いられ、その後、凸版にて画像化されるまでの間に、空中に揮発もしくはブラケットに吸収されることで、インキ粘度が上昇し、画像化に最適な粘度と粘着性と凝集力を有するようにするために配合される。
【００３６】
また、速乾性有機溶剤の配合量は、凸版反転印刷法の印刷速度や各色の印刷順序によって、全インキ組成物中好ましくは５〜９０質量％の範囲で調整される。速乾性有機溶剤の含有量が５質量％未満ではブランケット上のインキ塗膜が充分に乾燥しないため、転写に必要な凝集力や粘着力が不十分となり、ブランケット上に良好な画像が形成されない（非画線部のインキを完全に取り除くことができない）などの不具合が生じる。９０質量％を超えるとブランケット上でインキ塗膜が乾燥しすぎて凸版に転写しない。これら速乾性有機溶剤は、ビヒクルの溶解性、顔料分散系への親和性を考慮し、それぞれに応じた溶剤が選択されるが、例として次に挙げられるものが用いられる。
【００３７】
エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。
エーテル系溶剤としては、ジエチルエーテル等が挙げられる。
炭化水素系溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン等が挙げられる。
【００３８】
速乾性有機溶剤は、同じ系のもの同士の混合物、又は異なる系のもの同士の混合物として用いてもよい。
速乾性有機溶剤としては、酢酸イソプロピル、酢酸ノルマルプロピル、エタノール及び２−プロパノールが、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。
【００３９】
遅乾性有機溶剤としては、２０℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）未満のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤からなる群から選ばれる１種以上が用いられ、この遅乾性有機溶剤は全インキ組成物中５〜９０質量％、好ましくは３０〜７０質量％、さらに好ましくは４０〜６０質量％含有されている。
【００４０】
本願明細書において、以下、遅乾性有機溶剤とは、２０℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）未満のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤のいずれかを言う。
【００４１】
この遅乾性有機溶剤は、凸版によりブランケットに形成され画像化されたインキ塗膜が、被印刷基材上に転写されるまで、ブランケット上に残留することで、インキの粘度が一定以上に上昇することを防ぎ、被印刷基材上に良好な画像を得ることができるようにするために用いられる。
【００４２】
また、その配合量は、凸版反転印刷法の印刷速度や各色の印刷順序によって、全インキ組成物中好ましくは５〜９０質量％の範囲で調整される。遅乾性有機溶剤の含有量が５質量％未満ではブランケット上のインキ塗膜が乾燥し過ぎるため、凸版へインキが転移せずにブランケット上のインキ塗膜に良好な画像が形成されないなどの不具合が生じる。９０質量％を超えるとブランケット上でのインキ塗膜の乾燥が不十分で凸版にて画像化できなくなる。これら溶剤は、ビヒクルの溶解性、顔料分散系への親和性を考慮し、それぞれに応じた溶剤が選択されるが、例えば次に挙げられるものが用いられる。
【００４３】
エステル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡｃ）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート（「ソルフィットＡＣ」商品名、（株）クラレ製）、エトキシエチルプロピオネート（ＥＥＰ）、アルコール系溶剤として、１−ブタノール、ダイヤドール１３５（商品名、（株）三菱レーヨン製）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、１−ヘキサノール、１，３−ブタンジオール、１−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、４−メチル−２−ペンタノール等が挙げられる。
【００４４】
ケトン系溶剤としては、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、メチル−イソアミルケトン、メチル−ｎ−アミルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。
【００４５】
エーテル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールノルマルプロピルエーテル、プロピレングリコールノルマルブチルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル等が挙げられる。
【００４６】
炭化水素系溶剤としては、ソルベッソ１００、ソルベッソ１５０（以上、エクソン化学（株）製）、その他にもＮ−メチルピロリドンが挙げられる。
【００４７】
遅乾性有機溶剤は、同じ系のもの同士の混合物、又は異なる系のもの同士の混合物として用いてもよい。
遅乾性有機溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールノルマルプロピルエーテル、プロピレングリコールノルマルブチルエーテル、３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、及びダイヤドール１３５が、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。
【００４８】
本発明のインキ組成物では、これに表面エネルギー調整剤が含有されていることが好ましい。この表面エネルギー調整剤は、ブランケット表面にインキ組成物が均一に良好に塗布できるように、インキ組成物の表面エネルギーをブランケットの表面の表面エネルギーよりも小さくするために添加されるものである。
【００４９】
この表面エネルギー調整剤には、フッ素系界面活性剤の１種または２種以上が用いられ、全インキ組成物中、好ましくは０．０５〜５．０質量％、より好ましくは０．１〜１．０質量％含有され、これによりブランケットへのインキ塗工時に、塗工された塗膜の平滑性が向上し、より均一な塗膜が得られる。
【００５０】
表面エネルギー調整剤の含有量が、０．０５質量％を下回ると、ブランケット上でのインキはじきが発生したり、インキ塗膜が均一にならずムラが生じたりして好ましくない。含有量が５質量％を上回ると、被印刷基材上へ転写後、インキ塗膜中の表面エネルギー調整剤が被印刷基材とインキ塗膜との密着性を阻害する不具合が生じる傾向がり好ましくない。この表面エネルギー調整剤の具体的なものとしては、メガファック Ｆ−４７０、メガファック Ｆ−４７２、メガファック Ｆ−４８４、Ｆ−１１５９、Ｆ−１３０３（以上、ＤＩＣ（株）製）などの１種以上が用いられる。
【００５１】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物では、上述の着色顔料、無色粒子、透明樹脂、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤、表面エネルギー調整剤以外に、顔料分散剤、消泡剤、被印刷基材への接着付与剤などの各種添加剤を適宜適量配合することができる。さらに、このような組成のインキ組成物の製造は、顔料、無色粒子、透明樹脂、有機溶剤および顔料分散剤を、ビーズミルなどの一般的な分散機を用いてカラーフィルター作製用インキ組成物に最適な分散状態まで分散し、これにさらに透明樹脂、有機溶剤および各種添加剤を混合後、粗大粒子を濾過して行われる。
【００５２】
本発明のインキ組成物にあっては、上述の組成を有するものであるが、その物性も重要な因子である。この物性としては、まず温度が２５℃におけるインキ粘度が、０．５ｍＰａ・ｓ〜１０．０ｍＰａ・ｓの範囲内にあることが好ましい。これは、ブランケットへインキ組成物を均一に塗布するために、塗布装置からのインキ吐出性を鑑みて決定されたものである。この範囲よりも高い粘度の場合、塗工装置からのインキ吐出が不均一になり、ブランケット上に分断されて塗工される不具合や、塗工されたインキ塗膜が不均一となるため好ましくない。逆に、この範囲より低い粘度では、カラーフィルターに要求される色濃度や塗膜耐性が得られないため好ましくない。なかでも、１．０〜５．０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
【００５３】
インキ組成物の粘度の測定は、市販のコーンプレート型回転粘度計（例えば、東機産業（株）製、ＴＶ−２０Ｌなど）によって行われる。
【００５４】
次に、インキ組成物の表面エネルギーも重要な因子である。インキ組成物の表面エネルギーは、１５ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍであることが好ましいが、概ね２２ｍＮ／ｍより低い程好ましい。この範囲より高い表面エネルギーの場合、ブランケットへのインキレベリング性が悪く、ブランケット上でインキがはじかれたりするなど、均一なインキ塗膜が得られず好ましくない。また、この範囲よりも低い表面エネルギーのインキ組成物は実質的に製造できない。
【００５５】
表面エネルギーの測定は、市販の自動表面張力計（例えば、協和界面化学（株）製 ＣＢＹＰ−Ａ３など）を用いて行われる。
【００５６】
さらに、ブランケットに対する膨潤量も重要である。この膨潤量は、好ましくは１００ｍｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは４０〜９０ｍｇ／ｃｍ３の範囲とされる。この膨潤量とは、インキ組成物をブランケットに塗布した際に、インキ組成物中に含まれる有機溶剤がブランケット表面に浸透し、ブランケットの表面がこの浸透した有機溶剤で膨潤する度合いを示すものである。この値は、インキ組成物中の有機溶剤が凸版と接触するまでの間にブランケット表面に吸収される量に関係するとともにブランケットの表面がこの吸収された有機溶剤によって膨潤し、適切なインキ塗膜の剥離性、転移性を得るためにも関係する。
【００５７】
この膨潤量の具体的な測定法は、面積５０ｃｍ２、厚さ０．５ｍｍのブランケット材にインキ塗膜が１０μｍになるように、バーコーターを用いて塗布し、１分後に粘着紙などを用いて剥がし取る。この塗布、拭き取りの操作を同じブランケット材に対して１０回繰り返し、最終的なブランケット材の重量増加から膨潤量を算出し、これをブランケット材の体積で除して膨潤量とするものである。この膨潤量が１００ｍｇ／ｃｍ３を超えると、ブランケット表面を通常構成するシリコーンゴム層と、これを支える支持層との間で剥離が生じ、平滑性が失われたりして良好な画像が得られなくなる。
【００５８】
また、このインキ組成物のブランケット表面に対する接触角が、好ましくは３５°以下、より好ましくは２５〜３５°とされる。ブランケットの表面材料は通常シリコーンゴムから構成されており、このシリコーンゴムに対してインキ組成物が良好に付着し、均一なインキ塗膜が形成されるために３５°以下とすることが望ましい。接触角の測定は、市販の自動接触角計（例えば、協和界面化学（株）製 ＣＡ−Ｗ１５０など）を用いて行われる。
【００５９】
本発明のカラーフィルターの製造方法は、上述のインキ組成物を用い、被印刷基材上に予め形成されたブラックマトリクス（ＢＭ）膜上に、凸版反転印刷法によってＲＧＢのカラー膜を形成するものである。ブラックマトリクス膜も凸版反転印刷法によって形成することが好ましい。また、前記製造方法においては、前記カラー膜の膜厚をブラックマトリクス膜の膜厚よりも厚くすることが好ましい。ブラックマトリクス膜の膜厚は、好ましくは１．３μｍ未満、より好ましくは１．０μｍ未満である。例えば、厚さ１．０μｍ未満のブラックマトリックス膜上における、カラー膜の膜厚を好ましくは１〜３μｍ、より好ましくは１．５〜２μｍとすることで、画素での白抜けの発生を一層防止できる。
【００６０】
被印刷基材としては透明なガラス板、透明なプラスチックシートなどが用いられる。例えば、初めに、赤色のインキ組成物を用いて、赤色のカラー膜を形成し、次いで緑色のインキ組成物を用いて緑色のカラー膜を形成し、ついで青色のインキ組成物を用いて青色のカラー膜を形成する。
【００６１】
このようにして得られたカラーフィルターにあっては、カラーインキ膜が黒色インキ膜を乗り越える部分で、カラーインキ膜が破断することがなく、得られたカラーフィルターの各画素の周辺部における白抜け現象がないものとなる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により、本発明を具体的に示す。
【００６３】
（ＢＭインキ組成物の調製）
チタンブラック分散液ＢＴ−１ＣＡ（顔料分散体）６２部、エピコート８３４（樹脂）５部、エピクロン１０５０−７５（樹脂）１部、メガファックＴＦ−１３０３（表面エネルギー調整剤）０．４部、酢酸イソプロピル（溶剤）３２部を分散攪拌機で攪拌し、ＢＭインキ組成物を得た。
【００６４】
（実施例１，２インキ組成物及び比較例１，２インキ組成物の調製）
表１の組成にしたがって、分散攪拌機を用いてカラーフィルター作製用の各インキ組成物を調製した。なお、表１において、各成分の組成を示す数値は、いずれも質量部単位である。
【００６５】
（カラーフィルターの製造）
ガラス基板上に、前記ＢＭインキ組成物を用いて、凸版反転印刷法で、膜厚０．７μｍのＢＭ層を形成した。次いで、前記各インキ組成物を用いて、凸版反転印刷法で、焼成後の膜厚が１．２５〜１．６４μｍのＲＧＢ層を形成した。
【００６６】
【表１】
【００６７】
（表１の原料の説明）
表1の原料は次の通りである。
ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ＬＣ−ＴＫ−１１６０・・・顔料分散液：ＤＩＣ（株）製
ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ＬＣ−ＴＫ−１２１６・・・顔料分散液：ＤＩＣ（株）製
ＥＸＣＥＤＩＣ ＢＬＵＥ ＬＣ−ＴＫ−１１４８，１１４９・・・顔料分散液：ＤＩＣ（株）製
エピクロン１０５０−７５Ｘ・・・固形分７５質量％のエポキシ系樹脂：ＤＩＣ（株）製
スーパーベッカミンＬ−１０５−６０・・・固形分６０質量％のメラミン系樹脂：ＤＩＣ（株）製
スーパーベッカミンＴＤ−１２６・・・固形分６０質量％のベンゾグアナミン系樹脂：ＤＩＣ（株）製
メガファックＴＦ−１１５９・・・フッ素系界面活性剤：ＤＩＣ（株）製
ＭＥＫ−ＳＴ・・・固形分３０質量％のシリカゾル：日産化学工業（株）製、粒子径：１０〜２０ｎｍ
ＩＰＡｃ・・・イソプロピルアセテート
ＰＧＭＡｃ・・・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
【００６８】
（印刷パターンの評価方法）
表１の色抜けの評価は、ＤＩＣ（株）内作の反転印刷試験機を用いて先に０．７μｍのＢＭパターンをガラス上に形成し、続けてストライプパターンを重ね刷りすることでストライプ膜がＢＭ段差を乗り越える際の白抜け（断線、皴寄り）発生の有無を観察することによって行い、白抜けが発生していない場合を「良好」、白抜けが発生している場合を「不良」と評価した。
【００６９】
表１より、膜厚１．３μｍ以下のＢＭに対して、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子と着色顔料を含むカラーインキ組成物を１．２〜２μｍの膜厚で重ね刷りすることにより、画素での白抜けが防止できることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のインキ組成物を用い、凸版反転印刷法によってカラーフィルターのカラー膜を製造することにより、カラー膜をなすカラーインキ膜の膜厚を厚くしても適切な着色度が得られ、更に、カラー膜における白抜け現象の発生を抑えることが出来るため、各種カラーフィルターの製造に広く展開できる。更に、本発明のインキ組成物を凸版反転印刷法に適用することで、カラーフィルターに限らず、パターン化された機能性膜を有する各種光学フィルタの製造にも展開することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１ インキ塗布装置
２ ブランケット
３ インキ塗膜
４ 凸版
５ 被印刷基材
６ カラーインキ膜
６ａ 無着色白抜け
７ 黒色インキ膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＦＴ型カラー液晶表示装置のカラーフィルターを凸版反転印刷法により作製する際に好適に使用できるインキ組成物およびこのインキ組成物を用いたカラーフィルターの製造方法ならびにこの製造方法によって得られたカラーフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＴＦＴ型カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルターを製造する方法としては、カラーフィルターの画像として高い平坦性や解像度が得られるフォトレジスト法が主力である。しかし、このフォトレジスト法では、色毎に塗布、露光、現像等の長工程を経るため、莫大な設備投資を要し、昨今要求される低製造コスト化には不適であった。このような欠点を解消する方法として、本出願人は、凸版反転印刷法と称する新しい製造方法を提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
この凸版反転印刷法とは、図１（ａ）に示すように、まずインキ塗布装置１によりブランケット２の表面に均一な厚みのインキ塗膜３を形成する。ついで、図１（ｂ）に示すように、表面に均一なインキ塗膜３が形成されたブランケット２の表面を凸版４に押圧、接触させ、凸版４の凸部の表面に、ブランケット２表面上のインキ塗膜３の一部を付着、転移させる。これによりブランケット２の表面に残ったインキ塗膜３には印刷パターン（画像）が形成されることになる。ついで、図１（ｃ）に示すように、この状態のブランケット２をガラス板、プラスチックシートなどの被印刷基材５の表面に押圧して、ブランケット２上に残ったインキ塗膜３を転写し、この被印刷基材５上に転写されたインキ塗膜３を乾燥する方法である。
【０００４】
この凸版反転印刷法は、短工程によって製造が行え、低製造コスト及び低設備コスト化が実現できるとともに、その得られる品質もフォトレジスト方法によるものに近いものが得られつつある。また、この方法でレジストパターンを形成するために使用する、有機溶剤に可溶な樹脂を含むインキ組成物も開示されている（特許文献２参照）
一方、本出願人は、凸版反転印刷法に最適なインキ組成物として、顔料、樹脂、表面エネルギー調整剤、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤を含有するインキ組成物を提案している（特許文献３参照）。
【０００５】
ところで、凸版反転印刷法によって、被印刷基材に対してカラーフィルターとなるインキ塗膜を形成するにあたっては、最初に被印刷基材に対して黒色インキ組成物を用いてブラックマトリクス膜を形成し、ついで赤色、緑色、青色のカラーインキ組成物を用いてＲＧＢのカラー膜を形成する。
【０００６】
この時、図２に示すように、カラー膜をなすカラーインキ膜６は、ブラックマトリクス膜をなす黒色インキ膜７の上に形成されるため、カラーインキ膜６が黒色インキ膜７を乗り越え、跨ぐように形成されることになる。このため、カラーインキ膜６の膜厚が薄いと、カラーインキ膜６が、その乗り越え部分において大きな落差があることから、その部分で破断してしまうことになる。なお、符号５は被印刷基材である。
【０００７】
このようにカラーインキ膜６が破断すると、その部分にはカラーインキ膜６が存在しないことになり、この部分が無着色の白抜け（図２の符号６ａ）と呼ばれる部分となって不良品となる。
【０００８】
この不具合を解消するには、カラー膜を形成するカラーインキ膜６の厚さを厚くし、膜自体が伸びるようにすればよいことになるが、カラーインキ膜６の膜厚を厚くするとカラーインキ膜６の着色度が高くなりすぎ、要求される色度からのズレと輝度の低下を招く。ここでいう色度とはＣＩＥ色度座標におけるｘ値、ｙ値、輝度はＹ値のことを意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−５６４０５号公報
【特許文献２】特開２００６−３７０５９号公報
【特許文献３】特開２００５−１２８３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、凸版反転印刷法によるカラーフィルターのカラー膜を作成する際、カラー膜をなすカラーインキ膜の膜厚を厚くしても適切な着色度が得られ、更に、カラー膜における白抜け現象の発生を抑えることが出来るインキ組成物、該インキ組成物を用いたカラーフィルターの製造方法およびカラーフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターのカラー膜を作製するためのインキ組成物であって、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子、着色顔料及び透明樹脂を含むことを特徴とするインキ組成物を提供する。
また、本発明は、上記本発明のインキ組成物を用い、被印刷基材上に予め形成されたブラックマトリクス膜上に、凸版反転印刷法によってカラー膜を形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法を提供する。
また、本発明は、上記本発明の製造方法によって得られたカラーフィルターを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のインキ組成物は、カラーインキ膜を形成するものであり、着色顔料、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子及び透明樹脂を含むことにより、良好なパターンを再現しつつ、膜厚を厚くすることができる。このため、被印刷基材上に予め形成されたブラックマトリクス膜上に、このインキ組成物を用いて印刷した際、カラーインキ膜が黒色インキ膜を乗り越える部分において、カラーインキ膜が破断することがない。
【００１３】
また、無色粒子と透明樹脂によって、カラーインキ膜の膜厚を厚くすることができるため、着色顔料の量をカラーフィルターとして要求される適切な着色度を生み出すように調整可能である。
【００１４】
さらに、ブラックマトリクス膜をなす黒色インキ膜の膜厚よりもカラーインキ膜の膜厚が厚くなるように印刷することで、黒色インキ膜の膜厚が多少厚くなっても、上述の乗り越え部分においてカラーインキ膜が破断することがない。これらにより、カラー膜の白抜け現象を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明における凸版反転印刷法の一例を模式的に示す概略構成図である。
【図２】凸版反転印刷法によってブラックマトリックス膜を形成し、次いでカラー膜を形成した状態を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明のカラーフィルター用のインキ組成物に用いられる着色顔料としては、カラーフィルター用顔料として用いることができる公知のものが挙げられるが、色純度と色濃度が高く、透明性の高いものが好まれている。すなわち、顔料の分散性が高いほどこれらの特性が発揮されやすいため、必要に応じて顔料への表面処理や、分散時に顔料分散剤や界面活性剤等の助剤を加えることができる。これらの顔料には、例えば、赤、緑及び青の各色で使用できる顔料として次のものが挙げられる。顔料の種類は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）Ｎｏ．で示す。
【００１７】
まず、赤色顔料として、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０８、２０９、２１５、２５４等が、緑色顔料として、７、３６、５８等が、青色顔料として、１５、１５：１、１５：３、１５：６、２２、６０、６４等が挙げられる。墨顔料として、カーボンブラック、チタンブラック等が挙げられる。また、これら赤色、緑色及び青色顔料の色調整及びインキの流動性を改善するために、次に挙げる顔料を必要量添加することができる。例えば、黄顔料として、１７、８３、１０９、１１０、１２８、１５０等が、紫顔料として、１９、２３、１２２等が、白顔料として、１８、２１、２７、２８等が、橙顔料として、３８、４３等が挙げられる。
【００１８】
これらの顔料は、単体以外に、顔料を予め分散剤、有機溶剤に分散させた顔料分散体であっても良い。例えば、青色顔料１５：６の場合には、ＥＸＣＥＤＩＣ ＢＬＵＥ ０５６５（ＤＩＣ（株）製）が使用できる。これ以外に、ＥＸＣＥＤＩＣ ＲＥＤ ０７５９、ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ０５９９、ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ０３５８、ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ０６４８（以上、いずれも商品名、ＤＩＣ（株）製）、チタンブラック分散液ＢＴ−１ＣＡ、ＢＴ−１ＣＢ、ＢＴ−１ＤＡ、ＢＴ−１ＤＢ、ＢＴ−１ＤＣ，ＢＴ−１ＤＤ（以上、三菱マテリアル（株）製）等を適用することができる。着色顔料のインキ組成物中での含有量は、２〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％とされ、２質量％未満では着色度（光学濃度）が不足し、１５質量％を越えると得られるインキ膜が脆くなる。
【００１９】
また、本発明のインキ組成物には、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子が配合される。この無色粒子は、インキ組成物の着色度を上げずに、その嵩を高くし、印刷したときに厚くて着色度の低いカラーインキ膜が得られるようにするためのものである。この粒径が２００ｎｍを越えると、インキ組成物中での分散性が劣り、均一な着色度が得られないことになる。
【００２０】
この無色粒子の具体例としては、例えばシリカ、フッ化マグネシウム、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム等が挙げられる。なかでもシリカ、フッ化マグネシウムが好ましく用いられる。この無色粒子のインキ組成物中での含有量は、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．１〜３質量％とされ、０．１質量％未満では、添加効果が得られず、５質量％を越えるとカラーインキ膜の機械的強度が低下する。
【００２１】
前記透明樹脂は、顔料および無色粒子の結着剤として機能するものである。
前記透明樹脂としては、例えば、カラーフィルターに要求される耐熱性、耐熱水性、耐アルカリ性、耐酸性などの物性を満足させるため、熱黄変性の少ない熱硬化性樹脂であって、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂及びベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる１種以上のものが好ましい。
【００２２】
なかでも、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂及びエポキシ系樹脂からなる群から選ばれる１種以上と、メラミン系樹脂及びベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる１種以上とを組み合わせたものが好ましい。さらに、ポリエステル系樹脂とメラミン系樹脂の組み合わせ、並びにエポキシ系樹脂、メラミン系樹脂及びベンゾグアナミン樹脂系を組み合わせたものがより好ましい。
【００２３】
これらの透明樹脂としては、熱硬化システムを利用する場合、カラーフィルターの製造に用いられる一般的な熱硬化性樹脂が使用できるが、他の硬化システムを利用する場合は、それぞれに最適な透明樹脂を選択できる。例えば、ラジカル型紫外線硬化型樹脂やカチオン型紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂なども使用できる。
【００２４】
これらの透明樹脂の代表的なものを以下に例示する。
ポリエステル系樹脂としては、２５Ｘ１８９２（ＤＩＣ（株）製）などが挙げられる。
アクリル系樹脂としては、アクリディックＡ−３４５（ＤＩＣ（株）製）などが挙げられる。
【００２５】
エポキシ系樹脂としては、エピクロンＰ−４１５、エピクロン８３０、エピクロン８４０、エピクロン８６０、エピクロン１０５０、エピクロン３０５０、エピクロン４０５０、エピクロンＨＰ７２００Ｌ、エピクロンＨＰ７２００、エピクロンＮ７４０、エピクロン６０４（以上、ＤＩＣ（株）製）、エピコート８３４ニス（固形分：８０質量％）、エピコート８２８、エピコート８３４、エピコート１００１、エピコート１００４（以上、ジャパンエポキシレジン（株）製）等が挙げられる。
【００２６】
メラミン系樹脂としては、メランＸ８１（日立化成工業（株）製）、サイメル２０２、サイメル２５４、サイメル３７０、サイメル３２７、サイメル３２５（以上、三井サイテック（株）製）、スーパーベッカミンＬ−１０５−６０、スーパーベッカミンＪ−８２０−６０（以上、ＤＩＣ（株）製）、ユーバン２０ＳＢ、ユーバン２０ＳＥ、ユーバン２１Ｒ、ユーバン１２２、ユーバン２２５（以上、三井化学（株）製）等が挙げられる。
【００２７】
ベンゾグアナミン系樹脂としては、スーパーベッカミンＴＤ−１２６、スーパーベッカミン１３−５３５（以上、ＤＩＣ（株）製）、マイコート１０５、マイコート１０６、マイコート１１２８（以上、三井サイテック（株）製）等が挙げられる。
【００２８】
エポキシメラミン系樹脂としては、ＴＣＭ−０１メジューム（ＤＩＣ（株）製）等が挙げられる。
ポリエステルメラミン系樹脂としては、９９Ｘ０２０７、（ＤＩＣ（株）製）等が挙げられる。
【００２９】
また、顔料を予め分散剤、有機溶剤などに分散させた顔料分散体に含まれる分散剤も透明樹脂として機能する場合がある。顔料分散剤としては、アジスパーＰＢ−７１１、アジスパーＰＢ−８２１（以上、味の素ファインテクノ（株）製）、ＢＹＫ−２０００、ＢＹＫ−２００１（以上、ビックケミージャパン（株）製）等が挙げられる。
【００３０】
また、透明樹脂の熱黄変性は、ガラス板上に厚さ１〜２μｍの樹脂膜を塗工により形成し、これを２５０℃で３０分加熱（基本焼成）後、さらに２３０℃で３時間加熱（追加焼成）し、追加焼成前後の樹脂膜の黄変度合を色差で評価し、ΔＥが３以下のものを熱黄変性が少ないものとし、これを満足する樹脂が好適に使用できる。
【００３１】
前記透明樹脂のインキ組成物中での含有量は、好ましくは２〜１４質量％、より好ましくは３〜１２質量％とされ、２質量％未満ではカラーインキ膜が脆くなり、１４質量％を越えると転写画像の鮮鋭度が低下する。２〜１４質量％の範囲内で、インキ膜が十分の機能を奏し、又、転写画像の鮮鋭度も維持できる。
【００３２】
さらに、このインキ組成物中の着色顔料と透明樹脂との配合質量比は、固形分比率で、顔料：透明樹脂で好ましくは２：５〜１：１、より好ましくは１：２〜２：３とすることが重要である。この配合比率は、ブランケット表面のインキ塗膜に凸版により画像が形成された時点でも同じである。顔料に対する樹脂の配合を上記範囲の上限以下とすることにより、その樹脂のタック性やインキ塗膜の粘弾性の大きさの影響を受けにくく、凸版による画像形成時に、画線がビリついたりする現象が緩和され、シャープな画像が得られる。同時に、樹脂の配合を上記範囲の下限以上とすることにより、被印刷基材への転写時に、ブランケット表面からインキ塗膜が完全に転写しないなどの不具合を防止することができる。
【００３３】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物においては、透明樹脂を溶解してビヒクルとし、顔料とシリカ粒子をこれに分散するための有機溶剤として、速乾性有機溶剤または、速乾性有機溶剤と遅乾性有機溶剤とを併用して使用する。速乾性有機溶剤としては、２０℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）以上のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤からなる群から選ばれる１種以上が用いられる。
【００３４】
本願明細書において、以下、速乾性有機溶剤とは、２０℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）以上のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤のいずれかを言う。
【００３５】
この速乾性有機溶剤の全インキ組成物中での含有量は、単独使用の場合には、好ましくは５〜９０質量％、より好ましくは２０〜７０質量％とされ、遅乾性有機溶剤との併用の場合には、好ましくは５〜９０質量％、より好ましくは１０〜６０質量％、さらに好ましくは２０〜４０質量％とされる。この速乾性有機溶剤は、ブランケットにインキ塗膜が形成される時には、インキ組成物が良好な流動性を有するために用いられ、その後、凸版にて画像化されるまでの間に、空中に揮発もしくはブラケットに吸収されることで、インキ粘度が上昇し、画像化に最適な粘度と粘着性と凝集力を有するようにするために配合される。
【００３６】
また、速乾性有機溶剤の配合量は、凸版反転印刷法の印刷速度や各色の印刷順序によって、全インキ組成物中好ましくは５〜９０質量％の範囲で調整される。速乾性有機溶剤の含有量が５質量％未満ではブランケット上のインキ塗膜が充分に乾燥しないため、転写に必要な凝集力や粘着力が不十分となり、ブランケット上に良好な画像が形成されない（非画線部のインキを完全に取り除くことができない）などの不具合が生じる。９０質量％を超えるとブランケット上でインキ塗膜が乾燥しすぎて凸版に転写しない。これら速乾性有機溶剤は、ビヒクルの溶解性、顔料分散系への親和性を考慮し、それぞれに応じた溶剤が選択されるが、例として次に挙げられるものが用いられる。
【００３７】
エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。
エーテル系溶剤としては、ジエチルエーテル等が挙げられる。
炭化水素系溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン等が挙げられる。
【００３８】
速乾性有機溶剤は、同じ系のもの同士の混合物、又は異なる系のもの同士の混合物として用いてもよい。
速乾性有機溶剤としては、酢酸イソプロピル、酢酸ノルマルプロピル、エタノール及び２−プロパノールが、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。
【００３９】
遅乾性有機溶剤としては、２０℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）未満のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤からなる群から選ばれる１種以上が用いられ、この遅乾性有機溶剤は全インキ組成物中５〜９０質量％、好ましくは３０〜７０質量％、さらに好ましくは４０〜６０質量％含有されている。
【００４０】
本願明細書において、以下、遅乾性有機溶剤とは、２０℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）未満のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤のいずれかを言う。
【００４１】
この遅乾性有機溶剤は、凸版によりブランケットに形成され画像化されたインキ塗膜が、被印刷基材上に転写されるまで、ブランケット上に残留することで、インキの粘度が一定以上に上昇することを防ぎ、被印刷基材上に良好な画像を得ることができるようにするために用いられる。
【００４２】
また、その配合量は、凸版反転印刷法の印刷速度や各色の印刷順序によって、全インキ組成物中好ましくは５〜９０質量％の範囲で調整される。遅乾性有機溶剤の含有量が５質量％未満ではブランケット上のインキ塗膜が乾燥し過ぎるため、凸版へインキが転移せずにブランケット上のインキ塗膜に良好な画像が形成されないなどの不具合が生じる。９０質量％を超えるとブランケット上でのインキ塗膜の乾燥が不十分で凸版にて画像化できなくなる。これら溶剤は、ビヒクルの溶解性、顔料分散系への親和性を考慮し、それぞれに応じた溶剤が選択されるが、例えば次に挙げられるものが用いられる。
【００４３】
エステル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡｃ）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート（「ソルフィットＡＣ」商品名、（株）クラレ製）、エトキシエチルプロピオネート（ＥＥＰ）、アルコール系溶剤として、１−ブタノール、ダイヤドール１３５（商品名、（株）三菱レーヨン製）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、１−ヘキサノール、１，３−ブタンジオール、１−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、４−メチル−２−ペンタノール等が挙げられる。
【００４４】
ケトン系溶剤としては、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、メチル−イソアミルケトン、メチル−ｎ−アミルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。
【００４５】
エーテル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールノルマルプロピルエーテル、プロピレングリコールノルマルブチルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル等が挙げられる。
【００４６】
炭化水素系溶剤としては、ソルベッソ１００、ソルベッソ１５０（以上、エクソン化学（株）製）、その他にもＮ−メチルピロリドンが挙げられる。
【００４７】
遅乾性有機溶剤は、同じ系のもの同士の混合物、又は異なる系のもの同士の混合物として用いてもよい。
遅乾性有機溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールノルマルプロピルエーテル、プロピレングリコールノルマルブチルエーテル、３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、及びダイヤドール１３５が、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。
【００４８】
本発明のインキ組成物では、これに表面エネルギー調整剤が含有されていることが好ましい。この表面エネルギー調整剤は、ブランケット表面にインキ組成物が均一に良好に塗布できるように、インキ組成物の表面エネルギーをブランケットの表面の表面エネルギーよりも小さくするために添加されるものである。
【００４９】
この表面エネルギー調整剤には、フッ素系界面活性剤の１種または２種以上が用いられ、全インキ組成物中、好ましくは０．０５〜５．０質量％、より好ましくは０．１〜１．０質量％含有され、これによりブランケットへのインキ塗工時に、塗工された塗膜の平滑性が向上し、より均一な塗膜が得られる。
【００５０】
表面エネルギー調整剤の含有量が、０．０５質量％を下回ると、ブランケット上でのインキはじきが発生したり、インキ塗膜が均一にならずムラが生じたりして好ましくない。含有量が５質量％を上回ると、被印刷基材上へ転写後、インキ塗膜中の表面エネルギー調整剤が被印刷基材とインキ塗膜との密着性を阻害する不具合が生じる傾向がり好ましくない。この表面エネルギー調整剤の具体的なものとしては、メガファック Ｆ−４７０、メガファック Ｆ−４７２、メガファック Ｆ−４８４、Ｆ−１１５９、Ｆ−１３０３（以上、ＤＩＣ（株）製）などの１種以上が用いられる。
【００５１】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物では、上述の着色顔料、無色粒子、透明樹脂、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤、表面エネルギー調整剤以外に、顔料分散剤、消泡剤、被印刷基材への接着付与剤などの各種添加剤を適宜適量配合することができる。さらに、このような組成のインキ組成物の製造は、顔料、無色粒子、透明樹脂、有機溶剤および顔料分散剤を、ビーズミルなどの一般的な分散機を用いてカラーフィルター作製用インキ組成物に最適な分散状態まで分散し、これにさらに透明樹脂、有機溶剤および各種添加剤を混合後、粗大粒子を濾過して行われる。
【００５２】
本発明のインキ組成物にあっては、上述の組成を有するものであるが、その物性も重要な因子である。この物性としては、まず温度が２５℃におけるインキ粘度が、０．５ｍＰａ・ｓ〜１０．０ｍＰａ・ｓの範囲内にあることが好ましい。これは、ブランケットへインキ組成物を均一に塗布するために、塗布装置からのインキ吐出性を鑑みて決定されたものである。この範囲よりも高い粘度の場合、塗工装置からのインキ吐出が不均一になり、ブランケット上に分断されて塗工される不具合や、塗工されたインキ塗膜が不均一となるため好ましくない。逆に、この範囲より低い粘度では、カラーフィルターに要求される色濃度や塗膜耐性が得られないため好ましくない。なかでも、１．０〜５．０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
【００５３】
インキ組成物の粘度の測定は、市販のコーンプレート型回転粘度計（例えば、東機産業（株）製、ＴＶ−２０Ｌなど）によって行われる。
【００５４】
次に、インキ組成物の表面エネルギーも重要な因子である。インキ組成物の表面エネルギーは、１５ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍであることが好ましいが、概ね２２ｍＮ／ｍより低い程好ましい。この範囲より高い表面エネルギーの場合、ブランケットへのインキレベリング性が悪く、ブランケット上でインキがはじかれたりするなど、均一なインキ塗膜が得られず好ましくない。また、この範囲よりも低い表面エネルギーのインキ組成物は実質的に製造できない。
【００５５】
表面エネルギーの測定は、市販の自動表面張力計（例えば、協和界面化学（株）製 ＣＢＹＰ−Ａ３など）を用いて行われる。
【００５６】
さらに、ブランケットに対する膨潤量も重要である。この膨潤量は、好ましくは１００ｍｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは４０〜９０ｍｇ／ｃｍ３の範囲とされる。この膨潤量とは、インキ組成物をブランケットに塗布した際に、インキ組成物中に含まれる有機溶剤がブランケット表面に浸透し、ブランケットの表面がこの浸透した有機溶剤で膨潤する度合いを示すものである。この値は、インキ組成物中の有機溶剤が凸版と接触するまでの間にブランケット表面に吸収される量に関係するとともにブランケットの表面がこの吸収された有機溶剤によって膨潤し、適切なインキ塗膜の剥離性、転移性を得るためにも関係する。
【００５７】
この膨潤量の具体的な測定法は、面積５０ｃｍ２、厚さ０．５ｍｍのブランケット材にインキ塗膜が１０μｍになるように、バーコーターを用いて塗布し、１分後に粘着紙などを用いて剥がし取る。この塗布、拭き取りの操作を同じブランケット材に対して１０回繰り返し、最終的なブランケット材の重量増加から膨潤量を算出し、これをブランケット材の体積で除して膨潤量とするものである。この膨潤量が１００ｍｇ／ｃｍ３を超えると、ブランケット表面を通常構成するシリコーンゴム層と、これを支える支持層との間で剥離が生じ、平滑性が失われたりして良好な画像が得られなくなる。
【００５８】
また、このインキ組成物のブランケット表面に対する接触角が、好ましくは３５°以下、より好ましくは２５〜３５°とされる。ブランケットの表面材料は通常シリコーンゴムから構成されており、このシリコーンゴムに対してインキ組成物が良好に付着し、均一なインキ塗膜が形成されるために３５°以下とすることが望ましい。接触角の測定は、市販の自動接触角計（例えば、協和界面化学（株）製 ＣＡ−Ｗ１５０など）を用いて行われる。
【００５９】
本発明のカラーフィルターの製造方法は、上述のインキ組成物を用い、被印刷基材上に予め形成されたブラックマトリクス（ＢＭ）膜上に、凸版反転印刷法によってＲＧＢのカラー膜を形成するものである。ブラックマトリクス膜も凸版反転印刷法によって形成することが好ましい。また、前記製造方法においては、前記カラー膜の膜厚をブラックマトリクス膜の膜厚よりも厚くすることが好ましい。ブラックマトリクス膜の膜厚は、好ましくは１．３μｍ未満、より好ましくは１．０μｍ未満である。例えば、厚さ１．０μｍ未満のブラックマトリックス膜上における、カラー膜の膜厚を好ましくは１〜３μｍ、より好ましくは１．５〜２μｍとすることで、画素での白抜けの発生を一層防止できる。
【００６０】
被印刷基材としては透明なガラス板、透明なプラスチックシートなどが用いられる。例えば、初めに、赤色のインキ組成物を用いて、赤色のカラー膜を形成し、次いで緑色のインキ組成物を用いて緑色のカラー膜を形成し、ついで青色のインキ組成物を用いて青色のカラー膜を形成する。
【００６１】
このようにして得られたカラーフィルターにあっては、カラーインキ膜が黒色インキ膜を乗り越える部分で、カラーインキ膜が破断することがなく、得られたカラーフィルターの各画素の周辺部における白抜け現象がないものとなる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により、本発明を具体的に示す。
【００６３】
（ＢＭインキ組成物の調製）
チタンブラック分散液ＢＴ−１ＣＡ（顔料分散体）６２部、エピコート８３４（樹脂）５部、エピクロン１０５０−７５（樹脂）１部、メガファックＴＦ−１３０３（表面エネルギー調整剤）０．４部、酢酸イソプロピル（溶剤）３２部を分散攪拌機で攪拌し、ＢＭインキ組成物を得た。
【００６４】
（実施例１，２インキ組成物及び比較例１，２インキ組成物の調製）
表１の組成にしたがって、分散攪拌機を用いてカラーフィルター作製用の各インキ組成物を調製した。なお、表１において、各成分の組成を示す数値は、いずれも質量部単位である。
【００６５】
（カラーフィルターの製造）
ガラス基板上に、前記ＢＭインキ組成物を用いて、凸版反転印刷法で、膜厚０．７μｍのＢＭ層を形成した。次いで、前記各インキ組成物を用いて、凸版反転印刷法で、焼成後の膜厚が１．２５〜１．６４μｍのＲＧＢ層を形成した。
【００６６】
【表１】
【００６７】
（表１の原料の説明）
表1の原料は次の通りである。
ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ＬＣ−ＴＫ−１１６０・・・顔料分散液：ＤＩＣ（株）製
ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ＬＣ−ＴＫ−１２１６・・・顔料分散液：ＤＩＣ（株）製
ＥＸＣＥＤＩＣ ＢＬＵＥ ＬＣ−ＴＫ−１１４８，１１４９・・・顔料分散液：ＤＩＣ（株）製
エピクロン１０５０−７５Ｘ・・・固形分７５質量％のエポキシ系樹脂：ＤＩＣ（株）製
スーパーベッカミンＬ−１０５−６０・・・固形分６０質量％のメラミン系樹脂：ＤＩＣ（株）製
スーパーベッカミンＴＤ−１２６・・・固形分６０質量％のベンゾグアナミン系樹脂：ＤＩＣ（株）製
メガファックＴＦ−１１５９・・・フッ素系界面活性剤：ＤＩＣ（株）製
ＭＥＫ−ＳＴ・・・固形分３０質量％のシリカゾル：日産化学工業（株）製、粒子径：１０〜２０ｎｍ
ＩＰＡｃ・・・イソプロピルアセテート
ＰＧＭＡｃ・・・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
【００６８】
（印刷パターンの評価方法）
表１の色抜けの評価は、ＤＩＣ（株）内作の反転印刷試験機を用いて先に０．７μｍのＢＭパターンをガラス上に形成し、続けてストライプパターンを重ね刷りすることでストライプ膜がＢＭ段差を乗り越える際の白抜け（断線、皴寄り）発生の有無を観察することによって行い、白抜けが発生していない場合を「良好」、白抜けが発生している場合を「不良」と評価した。
【００６９】
表１より、膜厚１．３μｍ以下のＢＭに対して、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子と着色顔料を含むカラーインキ組成物を１．２〜２μｍの膜厚で重ね刷りすることにより、画素での白抜けが防止できることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のインキ組成物を用い、凸版反転印刷法によってカラーフィルターのカラー膜を製造することにより、カラー膜をなすカラーインキ膜の膜厚を厚くしても適切な着色度が得られ、更に、カラー膜における白抜け現象の発生を抑えることが出来るため、各種カラーフィルターの製造に広く展開できる。更に、本発明のインキ組成物を凸版反転印刷法に適用することで、カラーフィルターに限らず、パターン化された機能性膜を有する各種光学フィルタの製造にも展開することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１ インキ塗布装置
２ ブランケット
３ インキ塗膜
４ 凸版
５ 被印刷基材
６ カラーインキ膜
６ａ 無着色白抜け
７ 黒色インキ膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターのカラー膜を作製するためのインキ組成物であって、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子、着色顔料及び透明樹脂を含むことを特徴とするインキ組成物。
【請求項２】
前記透明樹脂が、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂及びベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる１種以上の樹脂を含有する請求項１に記載のインキ組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインキ組成物を用い、被印刷基材上に予め形成されたブラックマトリクス膜上に、凸版反転印刷法によってカラー膜を形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【請求項４】
前記カラー膜の膜厚をブラックマトリクス膜の膜厚よりも厚くする請求項３に記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の製造方法によって得られたカラーフィルター。
【請求項１】
ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターのカラー膜を作製するためのインキ組成物であって、平均粒径２００ｎｍ以下の無色粒子、着色顔料及び透明樹脂を含むことを特徴とするインキ組成物。
【請求項２】
前記透明樹脂が、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂及びベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる１種以上の樹脂を含有する請求項１に記載のインキ組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインキ組成物を用い、被印刷基材上に予め形成されたブラックマトリクス膜上に、凸版反転印刷法によってカラー膜を形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【請求項４】
前記カラー膜の膜厚をブラックマトリクス膜の膜厚よりも厚くする請求項３に記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の製造方法によって得られたカラーフィルター。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２１３７７７（Ｐ２０１１−２１３７７７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８０９３１（Ｐ２０１０−８０９３１）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
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