カラーフィルタに用いられる青色印刷インク
【課題】ディスプレイのための青色インクが提供される。
【解決手段】一形態において、青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。他の形態において、青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上の紫色色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。また、インクジェットにより基板上に青色インクを分配することを含むディスプレイの形成方法、及び青色インクを含むディスプレイが提供される。
【解決手段】一形態において、青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。他の形態において、青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上の紫色色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。また、インクジェットにより基板上に青色インクを分配することを含むディスプレイの形成方法、及び青色インクを含むディスプレイが提供される。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明の形態は一般にフラットパネルディスプレイに係り、特にフラットパネルディスプレイに用いられるカラーフィルタを形成するための組成物及び方法に関する。
【関連技術の説明】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）は、コンピュータ、テレビ、携帯電話や個人情報端末のようなパーソナル電子デバイスに有利なディスプレイ技術になっている。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は商業的に入手可能なＦＰＤの好ましいタイプである。ＬＣＤの基板上に配置されたカラーフィルタに光を透過させることにより、液晶ディスプレイに異なる色が得られる。カラーフィルタはピクセルを含み、各々のピクセルは３色、典型的には青色、緑色及び青色を含む。ピクセルの各々の色はサブピクセルであると考えられる。典型的には、各々のサブピクセルはサブピクセル間に不透明領域を形成するブラックマトリクス材料により包囲され、これによってＬＣＤの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）における光漏れを防止する。図１は、カラーフィルタ１０の２つの隣接するピクセル１、２の上面図である。ピクセル１はサブピクセル３、４、５を含み、ピクセル２はサブピクセル６、７、８を含む。ブラックマトリクス材料９は各々のサブピクセル３、４、５、６、７、８を包囲し、これらを分離する。図２は、ブラックマトリクス材料９及びピクセル１、２（図１に図示）が形成された基板１２を示すカラーフィルタ１０の側面断面図である。サブピクセル３、４、５には、各々、３つの異なる色のインク１４、１６、１８が充填されている。
【０００３】
染色、リソグラフィー及び電気堆積のような従来のカラーフィルタ製造方法は、３色を順番に導入する必要がある。即ち、１色を有するピクセルの第１セットが一連の工程により製造され、その後このプロセスが２回繰返され、３色が塗布される。このプロセスに含まれる一連の工程には、塗布された液体色素が固体の恒久的な形態に変換される少なくとも１の硬化段階を含む。従って、このような伝統的なカラーフィルタの製造方法はかなりの時間を必要とすることがある。また、伝統的なカラーフィルタ製造方法は高価な材料を必要とし、生産性が低く、これによってカラーフィルタの製造コストを更に増大させる。また、各々の色素は、分離された装置のラインにより処理されるので、このような伝統的方法の装置のコストは高い。実際、ＬＤＣのカラーフィルタの製造コストは、ＬＤＣの総製造コストの２０％になることがある。
【０００４】
３色を同時に塗布することが可能で、カラーフィルタの製造コストを低減するインクジェットシステムを用いた方法が開発されている。インクジェットシステムは、異なる色を異なるノズルを介して基板上のパターン化されたブラックマトリクスにより形成されるサブピクセルに注入するために用いることができる。
【０００５】
ＬＣＤのカラーフィルタを製造するためのインクジェットシステムの開発は、インクジェットを阻害することなくインクジェットにより分配可能であり、即ち良好なジェット適合性を有し、インクジェットの間に劣化することがないインクの需要を作り出した。特に、インクジェット法の前、間及び後に物理的及び化学的に安定であり、コンピュータ、テレビモニター及びディスプレイを含む他のデバイスのカラーフィルタ仕様に合致する色度を有するインクの需要が存在する。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、フラットパネルデバイスのディスプレイを形成するための組成物及び方法を提供する。一実施形態において、インクジェット法によりディスプレイを形成するための青色インクは、１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。更に、青色インクは１又はそれ以上の紫色色素を含むことができる。
【０００７】
更なる実施態様において、青色インクは、１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上の紫色色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒と、浸潤剤、接着促進剤、消泡剤、皮張り防止剤及びこれらの組合せから成る群から選択される１又はそれ以上の添加剤を含み、１又はそれ以上の紫色有機色素の総ｗｔ％に対する１又はそれ以上の青色有機色素の総ｗｔ％の比は、約３０：１〜約１０：１である。更に、青色インクは１又はそれ以上のオリゴマーを含むことができる。
【０００８】
他の実施形態において、ディスプレイを形成する方法が提供され、この方法はインクジェット印刷装置により基板上に青色インクを分配することを含み、青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。また、青色インクは１又はそれ以上の紫色色素を含むことができる。
【０００９】
更なる実施形態において、ディスプレイが提供され、ディスプレイはインクジェット印刷装置により基板上に青色インクを分配することにより形成され、青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。また、青色インクは１又はそれ以上の紫色色素を含むことができる。
【詳細な説明】
【００１０】
本発明は、一般に、フラットパネルディスプレイのための青色インクを提供する。例えば、青色インクは、ＬＣＤのカラーフィルタの一部として、又は有機発光ダイオードディスプレイの色をフィルターリングするために用いることができる。また、基板上に青色インクを分配することを含むカラーフィルタの形成方法が提供される。青色インクはインクジェット印刷装置により分配される。
【００１１】
一実施形態において、インクが分配される基板、即ちカラーフィルタのための基板は、ガラスのように高い光学的透明性を有する材料で形成されることができる。図１及び図２に示されるように、基板は、その上にパターン化されたブラックマトリクスを有している。ブラックマトリクス材料は、例えば、フォトレジストを含むブラックマトリクス樹脂、又は酸化クロムベースのブラックマトリクス材料であってもよい。追加的に、基板はインクの堆積前に表面活性物質等により前処理してもよく、これによって基板上でのインクの広がりを強化し、基板上のインクの好ましい表面プロファイルを強化することができる。
【００１２】
一実施形態において、青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。青色インクは、約３０ｗｔ％より少ない、例えば、約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の１又はそれ以上の青色有機色素と、約３０ｗｔ％より少ない、例えば、約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の１又はそれ以上のモノマーと、約５ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、約４０ｗｔ％〜約７０ｗｔ％の１又はそれ以上の有機溶媒を含む。追加的に、青色インクは、約１５％より少ない１又はそれ以上のオリゴマー、例えば約１ｗｔ％〜約１５ｗｔ％のオリゴマーを含むことができる。また、青色インクは１又はそれ以上の添加剤を含む。１又はそれ以上の添加剤は、浸潤剤、接着促進剤、消泡剤、皮張り防止剤、又はこれらの組合せを含むことができる。青色インク及び追加的な添加剤は以下に詳細に説明される。１又はそれ以上の青色色素と、追加的な１又はそれ以上のオリゴマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の溶媒は混合され、ホックマイヤー・イクイップメント社（Hockmeyer Equipment
Corporation）から入手可能なミリング装置（例えば、Ｈ−２ディスパーザー（H-2 Disperser）、ＨＶＲディスパーザー（HVR
Disperser）、ＨＶ−ＨＶＩディスパーザー（HV-HVI
Disperser））のようなミリング装置を用い、約３０００ｒｐｍ〜約７０００ｒｐｍのような高速でミリングされ、安定した青色ナノ粒子色素分散剤を形成することができる。その後、青色色素分散剤と、１又はそれ以上のモノマーと、追加的な添加剤は混合され、例えば１２０Ｗで４０ｓ／１００ｍｌで超音波処理され、高い色素ローディングを有する青色インクを形成する。
【００１３】
１又はそれ以上の青色有機色素は、ファーストゲン・ブルーＥＰ７Ｓ（Fastogen Blue EP7S）及びファーストゲン・ブルーＡＥ−８（Fastogen Blue AE-8）のようなＰＢ１５：６（カラーインデクスにおける色素青色番号１５：６）色素であってもよい。青色有機色素は２００ｎｍより小さな、例えば約３０ｎｍ〜約２００ｎｍの平均粒子サイズを有することができる。１又はそれ以上の青色有機色素の総色素ローティング（色素により提供されるインクの重量パーセント）は３０ｗｔ％より小さく、例えば約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％である。
【００１４】
好ましくは、インクは１又はそれ以上の青色有機色素に加え、１又はそれ以上の紫色色素を含み、１又はそれ以上の青色有機色素と１又はそれ以上の紫色色素の総色素ローディングは３０ｗｔ％より小さく、例えば約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％である。１又はそれ以上の紫色色素の色素ローディングは約１０ｗｔ％より小さく、例えば約０．５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％であってもよい。ＰＶ２３は使用することができる紫色色素の例である。ＰＶ２３色素の例は、ホスタパーム・バイオレットＰ−ＲＬ（Hostaperm Violet
P-RL）、ホスタパーム・バイオレットＲＬ０２（Hostaperm Violet RL02）、ホスタパーム・バイオレットＲＬ−ＮＦ（Hostaperm Violet RL-NF）、ホスタパーム・バイオレットＢＬ（Hostaperm Violet
BL）、ホスタパーム・バイオレットＧＴ（Hostaperm Violet GT）、ホスタパーム・バイオレットＧＭ（Hostaperm Violet GM）、ホスタパーム・バイオレットＧＬ（Hostaperm Violet
GL）、ファーストゲン・スーパー・バイオレットＲＮＳ（Fastogen Super
Violet RNS）、ファーストゲン・スーパー・バイオレットＲＫＶＳ（Fastogen Super
Violet RKVS）である。一態様において、インクにおける紫色色素に対する青色色素の量の比は約３０：１〜約１０：１である。
【００１５】
本明細書で説明される青色及び紫色色素の組合せにより、テレビ及びコンピュータＬＣＤのカラーフィルタに好ましい色度を有する青色インクが形成されると考えられる。本明細書で記載される青色及び紫色色素の組合せを用いた本発明の実施形態によれば、ｘ＝０．１３０、ｙ＝０．０７０及びＹ＝６．００からｘ＝０．１４８、ｙ＝０．１００及びＹ＝９．８０（ｘ及びｙはＣＩＥ色度図の色座標であり、Ｙは輝度測定値である。）の色度を有するインクが得られた。
【００１６】
１又はそれ以上のモノマーは、１，６−ヘキサジオールジアクリレート、プロポキシル化ネオペンタールグリコールジアクリレート（２ ＰＯ
ＮＰＧＤＡ）、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）のようなジアクリレートエステル又はアクリル酸エステルであってもよい。１，６−ヘキサジオールジアクリレートはサートマー・ケミカル（Sartomer Chemical）社よりＳＲ２３８の商品名で入手可能であり、ＤＰＨＡは日本化薬株式会社より入手可能である。１又はそれ以上のモノマーは、ＳＲ３９９ＬＶのようなジペンタエリスリトールペンタアクリレートであってもよい。モノマーはモノ、バイ又はマルチファンクショナルであってもよい。
【００１７】
１又はそれ以上のオリゴマーは、芳香族モノアクリレートオリゴマー、脂肪族ジアクリレートオリゴマー、脂肪族トリアクリレートオリゴマー、又はポリエステルアクリレートオリゴマーであってもよい。使用することができるポリエステルアクリレートオリゴマーの一例は、サートマー・ケミカル社より入手可能なＣＮ２２７９である。１又はそれ以上のモノマーと追加的な１又はそれ以上のオリゴマーは、特定種類のエネルギーを適用することにより重合し、色素が分散されたマトリクスを提供する。
【００１８】
ポリマー性分散剤は、色素アンカリング基が連結されたポリマー性骨格を含み、これによってインク内で色素を安定化し、色素の凝集と沈降を最小化する。ポリマー性分散剤はポリマー性アミド、ポリエステル、ポリアクリル酸ポリマー、アクリル酸／マレイン酸共重合体又はこれらの組合せであってもよい。ポリマー性分散剤は、インク内で色素の均一な分散を強化することにより、カラーフィルタの色の均一性と物理的均一性を向上すると考えられている。１又はそれ以上のポリマー性分散剤は、ソルスパース３４７５０（Solsperse 34750）、ソルスパース５０００（Solsperse 5000）、ソルスパース２２０００（Solsperse 22000）を含み、これらはルーブリゾール（Lubrizol）社より入手可能である。また、１又はそれ以上のポリマー性分散剤はグリセロールモノオレートを含むことができ、これはアビテック社（Abitec Corporation）よりキャプムル（商標名）ＧＭＯ−５０（Capmul GMO-50）として入手可能である。ＥＦＫＡ（商標名）７４９６はポリマー性分散剤として用いることができるブロック共重合体である。
【００１９】
１又はそれ以上の有機溶媒は、インクの他の成分を溶解し、例えばインクジェットノズルを介してインクジェット印刷装置により分配されることができる流動可能なインクを提供する。また、１又はそれ以上の有機溶媒は、インクの粘度及び表面張力を調整する。本発明の実施形態の青色インクは、低い粘度、例えば、ブルックフィールドＤＶ−ＩＩＩ＋プロ・ビスコメータ（Brookfield DV-III+ Pro Viscometer）で測定すると、１００ｒｐｍ、２０．０℃において、約５ｃＰｓ（センチポアズ）〜約２５ｃＰｓ、好ましくは約８ｃＰｓ（センチポアズ）〜約２０ｃＰｓの粘度を有する。本発明の実施例に係る青色インクは、キブロン社（Kibron, Inc.）から入手可能な表面張力測定ツールであるアクア・ピー・テンションメーター（AquaPi tensiometer）により測定したところ、２０℃で約２２ｍＮ／ｍ〜約３５ｍＮ／ｍ、好ましくは約２５ｍＮ／ｍ〜約３０ｍＮ／ｍの表面張力を有することができる。１又はそれ以上の有機溶媒は、メチルプロキシトールアセテート（ＭＰＡ）、プロピレングリコールジアセテート、ブチルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、メトキシプロパノールアセテート又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のようなアセテート、ｎ−アミルプロピオネート又はエチオキシエチルプロピオネートのようなプロピオネート、ブタノールのようなアルコール、ｎ−アミルケトン（２−ヘプタノン）又はこれらの組合せであってもよい。
【００２０】
追加的な浸潤剤は基板上でインクの広がりを強化する。使用することができる浸潤剤のタイプの例は、シリコンポリエーテルアクリレート、ポリアミンアミド及びポリエステルを含む。使用できる浸潤剤の一例は、テゴ（商標名）・ラド２２００N（TEGO Rad 2200N）である。インクは、約０ｗｔ％〜約０．５ｗｔ％の浸潤剤を含むことができる。
【００２１】
追加的な接着促進剤は基板に対するインクの接着を強化する。接着促進剤は、サートマー（Sartomer）社から入手可能なＳＲ９０１２のようなトリファンクショナルアクリレートエステル、又はサートマー社から入手可能なＳＲ９００８のようなトリファンクショナルメタクリレートエステルであってもよい。使用できる他の接着促進剤は、有機チタン酸塩及びジルコン酸塩を含む。インクは、約１ｗｔ％〜約５ｗｔ％の接着促進剤を含むことができる。
【００２２】
追加的な消泡剤はインク中の泡の存在又は形成を最小化する。消泡剤はアンチフォーミング剤としても作用することができる。消泡剤は泡破壊ポリマー及びポリシロキサンを含む消泡剤のようなシリコン消泡剤であってもよい。使用することができるシリコン消泡剤の一例は、ビックケミー（BYK-Chemie）社から入手可能なＢＹＫ（商標名）−０８８である。インクは、約０．１ｗｔ％〜約４．０ｗｔ％、好ましくは約０．３ｗｔ％〜約１．５ｗｔ％の消泡剤を含むことができる。
【００２３】
追加的な皮張り防止剤は貯蔵又は使用の際に皮の形成を防止する。皮張り防止剤は、アスシニン（商標名）・アンチ・スキンＶＰ０４４３（Ascinin Anti Skin
VP 0443）のようなフェノール性又はオキシム性のアンチオキシダント、又はフェノール又はオキシムを含まないアンチオキシダントのようなアンチオキシダントであってもよい。インクは、約０．３ｗｔ％〜約８ｗｔ％の皮張り防止剤を含むことができる。
【００２４】
上述の成分に加え、インクは熱開始剤又は光開始剤のような１又はそれ以上の硬化剤を含むことができる。熱開始剤は熱で硬化されるインクに含まれることができ、光開始剤は例えば紫外光によって光化学的に硬化されるインクに含まれることができる。硬化剤は、インクの硬化を用いる方法によっては、必要とされない場合がある。例えば、電子ビームにより硬化されるインクは別の開始剤を必要としない。
【００２５】
インクは１又はそれ以上の熱開始剤を約０．１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％含むことができる。用いることができる熱開始剤の例は、アーケマ（Arkema）社より入手可能なルパロックス１０１（Luperox 101）及びルパロックスＤＩ（Luperox DI）のような有機過酸化物を含む。用いることができる熱開始剤の他の例は、過硫酸化合物、パーエステル、パーカーボネート及びアゾ開始剤を含む。
【００２６】
インクは１又はそれ以上の光開始剤を約０．１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％含むことができる。使用することができる光開始剤の例は、例えば、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィン酸化物のようなプロパノン又はフェニルビス開始剤を含む。使用することができるプロパノン又はフェニルビス開始剤の例は、イルガキュア（商標名）１１７１（Irgacure 1171）、イルガキュア（商標名）１１７３（Irgacure １１７３）、イルガキュア（商標名）３７９（Irgacure 379）、イルガキュア（商標名）８７９（Irgacure 879）を含み、これらはチバ（Ciba）社より入手可能である。
【００２７】
本発明の実施形態により提供される青色インクを配送するために用いることができるインクジェット印刷装置の一例を図３を参照して以下に説明する。
図３は本発明のフラットパネルディスプレイのカラーフィルタを形成するためのインクジェット印刷装置２０１の例示的実施形態の斜視図である。図３はステージ３１０を含むステージ位置決めシステム３２０の要素を示す。図３に示される実施形態において、ステージ３１０はＹ方向に移動し、インクジェット印刷モジュール２１０のインクジェットヘッド２２２、２２４、２２６はＸ方向に移動する。他の実施形態において、ステージ３１０はＸとＹの両方向に移動することができる。１又はそれ以上のモータを備えたステージ移動装置（図示せず）はステージ３１０をＹ軸方向に移動するために用いることができる。また、例示的実施形態において、基板ステージ３１０は適切なステージ回転装置（図示せず）を用いることにより回転されることができる。ステージ３１０は回転することができ、これによって、基板３３０とその上のディスプレイ対象物をインクジェット印刷システム２００のインクジェット印刷モジュール２１０に配置するために基板３３０を回転及び／又は配向することが可能となり、これらは以下で説明される。
【００２８】
ステージ３１０は処理される基板を支持するために適切なサイズであってよい。例示的実施形態において、装置２０１及びその構成要素は、例えば、５５００ｃｍ２及びそれ以上の寸法を有する基板を処理することができる。装置２０１及びその構成要素はいかなるサイズの基板を処理するために設計され、使用されることができる。
【００２９】
また、基板２１０はステージ位置決めシステム３２０を含み、これは例示的実施形態においては、上部３２２と複数の脚部３２５を含むことができる。各々の脚部は空気シリンダ又は他のクッション機構（図示せず）を有し、ステージ３１０を振動（例えば、装置２０１が置かれている床）から分離する。また、ステージ位置決めシステム３２０は、ステージ移動措置（図示せず）の操作を制御するためのコントローラ（図示せず）を含むことができる。図３に示される基板３３０はいかなる数のディスプレイ対象物３３５を含むことができる。
【００３０】
図３はインクジェット印刷システム２００のインクジェット印刷モジュール２１０及びインクジェット印刷モジュール２１０が装着されたインクジェット印刷モジュール支持部２２０を示す。例示的実施形態において、インクジェット印刷モジュール２１０は、インクジェット位置決め装置（図示せず）によりインクジェット印刷モジュール支持部２２０に沿って移動可能である。図３の実施態様において、インクジェット印刷モジュール２１０は３個のインクジェット装置２２２、２２４、２２６を含む。例示的実施形態において、各々のインクジェット装置２２２、２２４、２２６は、用いるカラーシステムに応じて、例えば、赤、緑、青、及び追加的にはクリアインクを分配することができる。例えば、第１インクジェット装置は青色インクを分配することができ、第２インクジェット装置は緑色インクを分配することができ、第３インクジェット装置は青色インクを分配することができる。他の例示的実施形態において、１又はそれ以上のインクジェット装置は同一色のインク又はクリアインクを分配することができる。３個のインクジェット装置を備えるものとして説明されているが、本発明のインクジェット印刷モジュール２１０及び装置２０１は、装置２０１の応用又は使用に応じて、いかなる数のインクジェット装置を用いることもできる。
【００３１】
本発明の一実施形態において、インクジェット装置２２２、２２４、２２６の各々は、印刷の間、互いに独立して移動することができる。これは、基板上で１つより多いパネルを印刷する場合に有利である。インクジェット装置２２２、２２４、２２６はインクジェットヘッド（図示せず）と、分離ヘッドインターフェイスボード（図示せず）、高さ調整装置（図示せず）、ヘッド回転アクチュエータ装置（図示せず）及びインク貯蔵器（図示せず）を含むことができる。例えば、インクジェットヘッドは、各々のヘッド回転アクチュエータ装置により回転されることができる。この方法において、基板上のディスプレイ対象物に対しインクジェットヘッドが配向されるピッチ又は角度は、印刷の適用に応じて変更されることができる。各々のインクジェットヘッドは多数のノズルを有することができる。
【００３２】
図３を参照して上述されたインクジェット印刷装置は、本発明の実施形態で用いることができるインクジェット印刷装置の一実施形態である。用いることができるインクジェット印刷装置の他の例は、２００４年１２月２２日に出願され、共通して譲渡される米国特許出願第１１／０１９，９６７号（ＡＰＰＭ９５２１）、発明の名称「独立した横方向の動きが可能であるインクジェットヘッドを有するインクジェットヘッド支持部のための装置及び方法」に記載されており、これは引用により本明細書に一体化される。
【００３３】
青色インクがインクジェット装置により基板上に配送された後、青色インクは典型的には硬化される。一実施形態において、青色インクは更に熱イニシエータを含み、基板をベーキングチャンバ内で約１２０℃〜２５０℃で約５分〜約２０分間加熱することにより、硬化される。他の実施形態において、青色インクは更に光イニシエータを含み、基板を約２５４ｎｍ〜３６０ｎｍの波長を有するＵＶ照射で約５フィート／分〜約２５フィート／分の走査スピードで露光することにより硬化される。インクジェットによりディスプレイを製造するための本発明の実施形態に係る青色インクは、インクジェットの間、物理的及び化学的に安定であり、周囲の条件で蓄えることができる。青色インクは、コンピュータ及びテレビディスプレイに望ましい色度及び高いカラー透明性を有する。
【００３４】
本明細書において、青色インクは主としてカラーフィルタとの関係で説明されたが、本明細書の青色インクは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイに用いることもできる。例えば、青色インクは、白色発光ダイオードを含むＯＬＥＤディスプレイのカラーをフィルタするために用いることができる。
【００３５】
本発明の実施形態を更に説明するため、以下の非限定的実施例が提供される。しかしながら、これらの実施例は全て包括的あることを意図するものではなく、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００３６】
実施例
フラットパネルディスプレイのカラーフィルタのための青色インクが以下の成分を混合することにより形成され、以下のｗｔ％の成分を有するインクが形成された。５．８ｗｔ％のイルガキュア（商標名）１１７１（光開始剤）、０．７ｗｔ％のイルガキュア（商標名）３７９（光開始剤）、７．６ｗｔ％のＳＲ２３８（モノマー）、７．６ｗｔ％のＤＰＨＡ（モノマー）、２．４％のキャプミュル（商標名）ＧＭＯ−５０（ポリマー性分散剤）、１２．２ｗｔ％のファーストゲン・ブルーＥＰ７Ｓ、２．３ｗｔ％のホスタパーム・バイオレットＰ−ＲＬ、０．４ｗｔ％のテゴ（商標名）ラド２２００N（浸潤剤）、０．４８ｗｔ％のＢＹＫ−０８８（消泡剤）、２．９ｗｔ％のSR９００８（接着促進剤）、３６．６ｗｔ％のＭＰＡ（溶媒）、１２．２ｗｔ％のプロピレングリコールジアセテート（溶媒）、８．４ｗｔ％のソルスパース３４７５０（ポリマー性分散剤）、１．０５ｗｔ％のソルスパース５０００（ポリマー性分散剤）。青色インクは、インクジェット印刷装置を用いてフラットパネルディスプレイの基板に配送された。その後、青色インクはＵＶ照射システムにより硬化された。分光光度計により計測したところ、青色インクはｘ＝０．１４２７、ｙ＝０．０８９７及びＹ＝８．４１５の色度を有していた。
【００３７】
以上は本発明の形態に基づいて説明されてきたが、本発明の他の形態及び更なる形態は本発明の基本範囲から逸脱することなく想起され、その範囲は請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明の上述された構成がより詳細に理解されるように、上記に要約された本発明のより具体的な説明が実施形態を参照して行われ、実施形態のいくつかは添付図面に示される。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態のみを説明するものであり、従って、その範囲を制限すると解釈されるべきではなく、本発明は同等に効果的な他の実施形態を含むことができる。
【００３９】
【図１】従来技術に係る３個のサブピクセルを含む２個のピクセルの上面図である。
【図２】従来技術に係る図１のピクセルの側方断面図である。
【図３】本発明の実施形態を用いることができるインクジェット印刷装置の一例の斜視図である。
【発明の分野】
【０００１】
本発明の形態は一般にフラットパネルディスプレイに係り、特にフラットパネルディスプレイに用いられるカラーフィルタを形成するための組成物及び方法に関する。
【関連技術の説明】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）は、コンピュータ、テレビ、携帯電話や個人情報端末のようなパーソナル電子デバイスに有利なディスプレイ技術になっている。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は商業的に入手可能なＦＰＤの好ましいタイプである。ＬＣＤの基板上に配置されたカラーフィルタに光を透過させることにより、液晶ディスプレイに異なる色が得られる。カラーフィルタはピクセルを含み、各々のピクセルは３色、典型的には青色、緑色及び青色を含む。ピクセルの各々の色はサブピクセルであると考えられる。典型的には、各々のサブピクセルはサブピクセル間に不透明領域を形成するブラックマトリクス材料により包囲され、これによってＬＣＤの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）における光漏れを防止する。図１は、カラーフィルタ１０の２つの隣接するピクセル１、２の上面図である。ピクセル１はサブピクセル３、４、５を含み、ピクセル２はサブピクセル６、７、８を含む。ブラックマトリクス材料９は各々のサブピクセル３、４、５、６、７、８を包囲し、これらを分離する。図２は、ブラックマトリクス材料９及びピクセル１、２（図１に図示）が形成された基板１２を示すカラーフィルタ１０の側面断面図である。サブピクセル３、４、５には、各々、３つの異なる色のインク１４、１６、１８が充填されている。
【０００３】
染色、リソグラフィー及び電気堆積のような従来のカラーフィルタ製造方法は、３色を順番に導入する必要がある。即ち、１色を有するピクセルの第１セットが一連の工程により製造され、その後このプロセスが２回繰返され、３色が塗布される。このプロセスに含まれる一連の工程には、塗布された液体色素が固体の恒久的な形態に変換される少なくとも１の硬化段階を含む。従って、このような伝統的なカラーフィルタの製造方法はかなりの時間を必要とすることがある。また、伝統的なカラーフィルタ製造方法は高価な材料を必要とし、生産性が低く、これによってカラーフィルタの製造コストを更に増大させる。また、各々の色素は、分離された装置のラインにより処理されるので、このような伝統的方法の装置のコストは高い。実際、ＬＤＣのカラーフィルタの製造コストは、ＬＤＣの総製造コストの２０％になることがある。
【０００４】
３色を同時に塗布することが可能で、カラーフィルタの製造コストを低減するインクジェットシステムを用いた方法が開発されている。インクジェットシステムは、異なる色を異なるノズルを介して基板上のパターン化されたブラックマトリクスにより形成されるサブピクセルに注入するために用いることができる。
【０００５】
ＬＣＤのカラーフィルタを製造するためのインクジェットシステムの開発は、インクジェットを阻害することなくインクジェットにより分配可能であり、即ち良好なジェット適合性を有し、インクジェットの間に劣化することがないインクの需要を作り出した。特に、インクジェット法の前、間及び後に物理的及び化学的に安定であり、コンピュータ、テレビモニター及びディスプレイを含む他のデバイスのカラーフィルタ仕様に合致する色度を有するインクの需要が存在する。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、フラットパネルデバイスのディスプレイを形成するための組成物及び方法を提供する。一実施形態において、インクジェット法によりディスプレイを形成するための青色インクは、１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。更に、青色インクは１又はそれ以上の紫色色素を含むことができる。
【０００７】
更なる実施態様において、青色インクは、１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上の紫色色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒と、浸潤剤、接着促進剤、消泡剤、皮張り防止剤及びこれらの組合せから成る群から選択される１又はそれ以上の添加剤を含み、１又はそれ以上の紫色有機色素の総ｗｔ％に対する１又はそれ以上の青色有機色素の総ｗｔ％の比は、約３０：１〜約１０：１である。更に、青色インクは１又はそれ以上のオリゴマーを含むことができる。
【０００８】
他の実施形態において、ディスプレイを形成する方法が提供され、この方法はインクジェット印刷装置により基板上に青色インクを分配することを含み、青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。また、青色インクは１又はそれ以上の紫色色素を含むことができる。
【０００９】
更なる実施形態において、ディスプレイが提供され、ディスプレイはインクジェット印刷装置により基板上に青色インクを分配することにより形成され、青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。また、青色インクは１又はそれ以上の紫色色素を含むことができる。
【詳細な説明】
【００１０】
本発明は、一般に、フラットパネルディスプレイのための青色インクを提供する。例えば、青色インクは、ＬＣＤのカラーフィルタの一部として、又は有機発光ダイオードディスプレイの色をフィルターリングするために用いることができる。また、基板上に青色インクを分配することを含むカラーフィルタの形成方法が提供される。青色インクはインクジェット印刷装置により分配される。
【００１１】
一実施形態において、インクが分配される基板、即ちカラーフィルタのための基板は、ガラスのように高い光学的透明性を有する材料で形成されることができる。図１及び図２に示されるように、基板は、その上にパターン化されたブラックマトリクスを有している。ブラックマトリクス材料は、例えば、フォトレジストを含むブラックマトリクス樹脂、又は酸化クロムベースのブラックマトリクス材料であってもよい。追加的に、基板はインクの堆積前に表面活性物質等により前処理してもよく、これによって基板上でのインクの広がりを強化し、基板上のインクの好ましい表面プロファイルを強化することができる。
【００１２】
一実施形態において、青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、１又はそれ以上のモノマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の有機溶媒を含む。青色インクは、約３０ｗｔ％より少ない、例えば、約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の１又はそれ以上の青色有機色素と、約３０ｗｔ％より少ない、例えば、約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の１又はそれ以上のモノマーと、約５ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、約４０ｗｔ％〜約７０ｗｔ％の１又はそれ以上の有機溶媒を含む。追加的に、青色インクは、約１５％より少ない１又はそれ以上のオリゴマー、例えば約１ｗｔ％〜約１５ｗｔ％のオリゴマーを含むことができる。また、青色インクは１又はそれ以上の添加剤を含む。１又はそれ以上の添加剤は、浸潤剤、接着促進剤、消泡剤、皮張り防止剤、又はこれらの組合せを含むことができる。青色インク及び追加的な添加剤は以下に詳細に説明される。１又はそれ以上の青色色素と、追加的な１又はそれ以上のオリゴマーと、１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、１又はそれ以上の溶媒は混合され、ホックマイヤー・イクイップメント社（Hockmeyer Equipment
Corporation）から入手可能なミリング装置（例えば、Ｈ−２ディスパーザー（H-2 Disperser）、ＨＶＲディスパーザー（HVR
Disperser）、ＨＶ−ＨＶＩディスパーザー（HV-HVI
Disperser））のようなミリング装置を用い、約３０００ｒｐｍ〜約７０００ｒｐｍのような高速でミリングされ、安定した青色ナノ粒子色素分散剤を形成することができる。その後、青色色素分散剤と、１又はそれ以上のモノマーと、追加的な添加剤は混合され、例えば１２０Ｗで４０ｓ／１００ｍｌで超音波処理され、高い色素ローディングを有する青色インクを形成する。
【００１３】
１又はそれ以上の青色有機色素は、ファーストゲン・ブルーＥＰ７Ｓ（Fastogen Blue EP7S）及びファーストゲン・ブルーＡＥ−８（Fastogen Blue AE-8）のようなＰＢ１５：６（カラーインデクスにおける色素青色番号１５：６）色素であってもよい。青色有機色素は２００ｎｍより小さな、例えば約３０ｎｍ〜約２００ｎｍの平均粒子サイズを有することができる。１又はそれ以上の青色有機色素の総色素ローティング（色素により提供されるインクの重量パーセント）は３０ｗｔ％より小さく、例えば約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％である。
【００１４】
好ましくは、インクは１又はそれ以上の青色有機色素に加え、１又はそれ以上の紫色色素を含み、１又はそれ以上の青色有機色素と１又はそれ以上の紫色色素の総色素ローディングは３０ｗｔ％より小さく、例えば約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％である。１又はそれ以上の紫色色素の色素ローディングは約１０ｗｔ％より小さく、例えば約０．５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％であってもよい。ＰＶ２３は使用することができる紫色色素の例である。ＰＶ２３色素の例は、ホスタパーム・バイオレットＰ−ＲＬ（Hostaperm Violet
P-RL）、ホスタパーム・バイオレットＲＬ０２（Hostaperm Violet RL02）、ホスタパーム・バイオレットＲＬ−ＮＦ（Hostaperm Violet RL-NF）、ホスタパーム・バイオレットＢＬ（Hostaperm Violet
BL）、ホスタパーム・バイオレットＧＴ（Hostaperm Violet GT）、ホスタパーム・バイオレットＧＭ（Hostaperm Violet GM）、ホスタパーム・バイオレットＧＬ（Hostaperm Violet
GL）、ファーストゲン・スーパー・バイオレットＲＮＳ（Fastogen Super
Violet RNS）、ファーストゲン・スーパー・バイオレットＲＫＶＳ（Fastogen Super
Violet RKVS）である。一態様において、インクにおける紫色色素に対する青色色素の量の比は約３０：１〜約１０：１である。
【００１５】
本明細書で説明される青色及び紫色色素の組合せにより、テレビ及びコンピュータＬＣＤのカラーフィルタに好ましい色度を有する青色インクが形成されると考えられる。本明細書で記載される青色及び紫色色素の組合せを用いた本発明の実施形態によれば、ｘ＝０．１３０、ｙ＝０．０７０及びＹ＝６．００からｘ＝０．１４８、ｙ＝０．１００及びＹ＝９．８０（ｘ及びｙはＣＩＥ色度図の色座標であり、Ｙは輝度測定値である。）の色度を有するインクが得られた。
【００１６】
１又はそれ以上のモノマーは、１，６−ヘキサジオールジアクリレート、プロポキシル化ネオペンタールグリコールジアクリレート（２ ＰＯ
ＮＰＧＤＡ）、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）のようなジアクリレートエステル又はアクリル酸エステルであってもよい。１，６−ヘキサジオールジアクリレートはサートマー・ケミカル（Sartomer Chemical）社よりＳＲ２３８の商品名で入手可能であり、ＤＰＨＡは日本化薬株式会社より入手可能である。１又はそれ以上のモノマーは、ＳＲ３９９ＬＶのようなジペンタエリスリトールペンタアクリレートであってもよい。モノマーはモノ、バイ又はマルチファンクショナルであってもよい。
【００１７】
１又はそれ以上のオリゴマーは、芳香族モノアクリレートオリゴマー、脂肪族ジアクリレートオリゴマー、脂肪族トリアクリレートオリゴマー、又はポリエステルアクリレートオリゴマーであってもよい。使用することができるポリエステルアクリレートオリゴマーの一例は、サートマー・ケミカル社より入手可能なＣＮ２２７９である。１又はそれ以上のモノマーと追加的な１又はそれ以上のオリゴマーは、特定種類のエネルギーを適用することにより重合し、色素が分散されたマトリクスを提供する。
【００１８】
ポリマー性分散剤は、色素アンカリング基が連結されたポリマー性骨格を含み、これによってインク内で色素を安定化し、色素の凝集と沈降を最小化する。ポリマー性分散剤はポリマー性アミド、ポリエステル、ポリアクリル酸ポリマー、アクリル酸／マレイン酸共重合体又はこれらの組合せであってもよい。ポリマー性分散剤は、インク内で色素の均一な分散を強化することにより、カラーフィルタの色の均一性と物理的均一性を向上すると考えられている。１又はそれ以上のポリマー性分散剤は、ソルスパース３４７５０（Solsperse 34750）、ソルスパース５０００（Solsperse 5000）、ソルスパース２２０００（Solsperse 22000）を含み、これらはルーブリゾール（Lubrizol）社より入手可能である。また、１又はそれ以上のポリマー性分散剤はグリセロールモノオレートを含むことができ、これはアビテック社（Abitec Corporation）よりキャプムル（商標名）ＧＭＯ−５０（Capmul GMO-50）として入手可能である。ＥＦＫＡ（商標名）７４９６はポリマー性分散剤として用いることができるブロック共重合体である。
【００１９】
１又はそれ以上の有機溶媒は、インクの他の成分を溶解し、例えばインクジェットノズルを介してインクジェット印刷装置により分配されることができる流動可能なインクを提供する。また、１又はそれ以上の有機溶媒は、インクの粘度及び表面張力を調整する。本発明の実施形態の青色インクは、低い粘度、例えば、ブルックフィールドＤＶ−ＩＩＩ＋プロ・ビスコメータ（Brookfield DV-III+ Pro Viscometer）で測定すると、１００ｒｐｍ、２０．０℃において、約５ｃＰｓ（センチポアズ）〜約２５ｃＰｓ、好ましくは約８ｃＰｓ（センチポアズ）〜約２０ｃＰｓの粘度を有する。本発明の実施例に係る青色インクは、キブロン社（Kibron, Inc.）から入手可能な表面張力測定ツールであるアクア・ピー・テンションメーター（AquaPi tensiometer）により測定したところ、２０℃で約２２ｍＮ／ｍ〜約３５ｍＮ／ｍ、好ましくは約２５ｍＮ／ｍ〜約３０ｍＮ／ｍの表面張力を有することができる。１又はそれ以上の有機溶媒は、メチルプロキシトールアセテート（ＭＰＡ）、プロピレングリコールジアセテート、ブチルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、メトキシプロパノールアセテート又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のようなアセテート、ｎ−アミルプロピオネート又はエチオキシエチルプロピオネートのようなプロピオネート、ブタノールのようなアルコール、ｎ−アミルケトン（２−ヘプタノン）又はこれらの組合せであってもよい。
【００２０】
追加的な浸潤剤は基板上でインクの広がりを強化する。使用することができる浸潤剤のタイプの例は、シリコンポリエーテルアクリレート、ポリアミンアミド及びポリエステルを含む。使用できる浸潤剤の一例は、テゴ（商標名）・ラド２２００N（TEGO Rad 2200N）である。インクは、約０ｗｔ％〜約０．５ｗｔ％の浸潤剤を含むことができる。
【００２１】
追加的な接着促進剤は基板に対するインクの接着を強化する。接着促進剤は、サートマー（Sartomer）社から入手可能なＳＲ９０１２のようなトリファンクショナルアクリレートエステル、又はサートマー社から入手可能なＳＲ９００８のようなトリファンクショナルメタクリレートエステルであってもよい。使用できる他の接着促進剤は、有機チタン酸塩及びジルコン酸塩を含む。インクは、約１ｗｔ％〜約５ｗｔ％の接着促進剤を含むことができる。
【００２２】
追加的な消泡剤はインク中の泡の存在又は形成を最小化する。消泡剤はアンチフォーミング剤としても作用することができる。消泡剤は泡破壊ポリマー及びポリシロキサンを含む消泡剤のようなシリコン消泡剤であってもよい。使用することができるシリコン消泡剤の一例は、ビックケミー（BYK-Chemie）社から入手可能なＢＹＫ（商標名）−０８８である。インクは、約０．１ｗｔ％〜約４．０ｗｔ％、好ましくは約０．３ｗｔ％〜約１．５ｗｔ％の消泡剤を含むことができる。
【００２３】
追加的な皮張り防止剤は貯蔵又は使用の際に皮の形成を防止する。皮張り防止剤は、アスシニン（商標名）・アンチ・スキンＶＰ０４４３（Ascinin Anti Skin
VP 0443）のようなフェノール性又はオキシム性のアンチオキシダント、又はフェノール又はオキシムを含まないアンチオキシダントのようなアンチオキシダントであってもよい。インクは、約０．３ｗｔ％〜約８ｗｔ％の皮張り防止剤を含むことができる。
【００２４】
上述の成分に加え、インクは熱開始剤又は光開始剤のような１又はそれ以上の硬化剤を含むことができる。熱開始剤は熱で硬化されるインクに含まれることができ、光開始剤は例えば紫外光によって光化学的に硬化されるインクに含まれることができる。硬化剤は、インクの硬化を用いる方法によっては、必要とされない場合がある。例えば、電子ビームにより硬化されるインクは別の開始剤を必要としない。
【００２５】
インクは１又はそれ以上の熱開始剤を約０．１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％含むことができる。用いることができる熱開始剤の例は、アーケマ（Arkema）社より入手可能なルパロックス１０１（Luperox 101）及びルパロックスＤＩ（Luperox DI）のような有機過酸化物を含む。用いることができる熱開始剤の他の例は、過硫酸化合物、パーエステル、パーカーボネート及びアゾ開始剤を含む。
【００２６】
インクは１又はそれ以上の光開始剤を約０．１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％含むことができる。使用することができる光開始剤の例は、例えば、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィン酸化物のようなプロパノン又はフェニルビス開始剤を含む。使用することができるプロパノン又はフェニルビス開始剤の例は、イルガキュア（商標名）１１７１（Irgacure 1171）、イルガキュア（商標名）１１７３（Irgacure １１７３）、イルガキュア（商標名）３７９（Irgacure 379）、イルガキュア（商標名）８７９（Irgacure 879）を含み、これらはチバ（Ciba）社より入手可能である。
【００２７】
本発明の実施形態により提供される青色インクを配送するために用いることができるインクジェット印刷装置の一例を図３を参照して以下に説明する。
図３は本発明のフラットパネルディスプレイのカラーフィルタを形成するためのインクジェット印刷装置２０１の例示的実施形態の斜視図である。図３はステージ３１０を含むステージ位置決めシステム３２０の要素を示す。図３に示される実施形態において、ステージ３１０はＹ方向に移動し、インクジェット印刷モジュール２１０のインクジェットヘッド２２２、２２４、２２６はＸ方向に移動する。他の実施形態において、ステージ３１０はＸとＹの両方向に移動することができる。１又はそれ以上のモータを備えたステージ移動装置（図示せず）はステージ３１０をＹ軸方向に移動するために用いることができる。また、例示的実施形態において、基板ステージ３１０は適切なステージ回転装置（図示せず）を用いることにより回転されることができる。ステージ３１０は回転することができ、これによって、基板３３０とその上のディスプレイ対象物をインクジェット印刷システム２００のインクジェット印刷モジュール２１０に配置するために基板３３０を回転及び／又は配向することが可能となり、これらは以下で説明される。
【００２８】
ステージ３１０は処理される基板を支持するために適切なサイズであってよい。例示的実施形態において、装置２０１及びその構成要素は、例えば、５５００ｃｍ２及びそれ以上の寸法を有する基板を処理することができる。装置２０１及びその構成要素はいかなるサイズの基板を処理するために設計され、使用されることができる。
【００２９】
また、基板２１０はステージ位置決めシステム３２０を含み、これは例示的実施形態においては、上部３２２と複数の脚部３２５を含むことができる。各々の脚部は空気シリンダ又は他のクッション機構（図示せず）を有し、ステージ３１０を振動（例えば、装置２０１が置かれている床）から分離する。また、ステージ位置決めシステム３２０は、ステージ移動措置（図示せず）の操作を制御するためのコントローラ（図示せず）を含むことができる。図３に示される基板３３０はいかなる数のディスプレイ対象物３３５を含むことができる。
【００３０】
図３はインクジェット印刷システム２００のインクジェット印刷モジュール２１０及びインクジェット印刷モジュール２１０が装着されたインクジェット印刷モジュール支持部２２０を示す。例示的実施形態において、インクジェット印刷モジュール２１０は、インクジェット位置決め装置（図示せず）によりインクジェット印刷モジュール支持部２２０に沿って移動可能である。図３の実施態様において、インクジェット印刷モジュール２１０は３個のインクジェット装置２２２、２２４、２２６を含む。例示的実施形態において、各々のインクジェット装置２２２、２２４、２２６は、用いるカラーシステムに応じて、例えば、赤、緑、青、及び追加的にはクリアインクを分配することができる。例えば、第１インクジェット装置は青色インクを分配することができ、第２インクジェット装置は緑色インクを分配することができ、第３インクジェット装置は青色インクを分配することができる。他の例示的実施形態において、１又はそれ以上のインクジェット装置は同一色のインク又はクリアインクを分配することができる。３個のインクジェット装置を備えるものとして説明されているが、本発明のインクジェット印刷モジュール２１０及び装置２０１は、装置２０１の応用又は使用に応じて、いかなる数のインクジェット装置を用いることもできる。
【００３１】
本発明の一実施形態において、インクジェット装置２２２、２２４、２２６の各々は、印刷の間、互いに独立して移動することができる。これは、基板上で１つより多いパネルを印刷する場合に有利である。インクジェット装置２２２、２２４、２２６はインクジェットヘッド（図示せず）と、分離ヘッドインターフェイスボード（図示せず）、高さ調整装置（図示せず）、ヘッド回転アクチュエータ装置（図示せず）及びインク貯蔵器（図示せず）を含むことができる。例えば、インクジェットヘッドは、各々のヘッド回転アクチュエータ装置により回転されることができる。この方法において、基板上のディスプレイ対象物に対しインクジェットヘッドが配向されるピッチ又は角度は、印刷の適用に応じて変更されることができる。各々のインクジェットヘッドは多数のノズルを有することができる。
【００３２】
図３を参照して上述されたインクジェット印刷装置は、本発明の実施形態で用いることができるインクジェット印刷装置の一実施形態である。用いることができるインクジェット印刷装置の他の例は、２００４年１２月２２日に出願され、共通して譲渡される米国特許出願第１１／０１９，９６７号（ＡＰＰＭ９５２１）、発明の名称「独立した横方向の動きが可能であるインクジェットヘッドを有するインクジェットヘッド支持部のための装置及び方法」に記載されており、これは引用により本明細書に一体化される。
【００３３】
青色インクがインクジェット装置により基板上に配送された後、青色インクは典型的には硬化される。一実施形態において、青色インクは更に熱イニシエータを含み、基板をベーキングチャンバ内で約１２０℃〜２５０℃で約５分〜約２０分間加熱することにより、硬化される。他の実施形態において、青色インクは更に光イニシエータを含み、基板を約２５４ｎｍ〜３６０ｎｍの波長を有するＵＶ照射で約５フィート／分〜約２５フィート／分の走査スピードで露光することにより硬化される。インクジェットによりディスプレイを製造するための本発明の実施形態に係る青色インクは、インクジェットの間、物理的及び化学的に安定であり、周囲の条件で蓄えることができる。青色インクは、コンピュータ及びテレビディスプレイに望ましい色度及び高いカラー透明性を有する。
【００３４】
本明細書において、青色インクは主としてカラーフィルタとの関係で説明されたが、本明細書の青色インクは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイに用いることもできる。例えば、青色インクは、白色発光ダイオードを含むＯＬＥＤディスプレイのカラーをフィルタするために用いることができる。
【００３５】
本発明の実施形態を更に説明するため、以下の非限定的実施例が提供される。しかしながら、これらの実施例は全て包括的あることを意図するものではなく、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００３６】
実施例
フラットパネルディスプレイのカラーフィルタのための青色インクが以下の成分を混合することにより形成され、以下のｗｔ％の成分を有するインクが形成された。５．８ｗｔ％のイルガキュア（商標名）１１７１（光開始剤）、０．７ｗｔ％のイルガキュア（商標名）３７９（光開始剤）、７．６ｗｔ％のＳＲ２３８（モノマー）、７．６ｗｔ％のＤＰＨＡ（モノマー）、２．４％のキャプミュル（商標名）ＧＭＯ−５０（ポリマー性分散剤）、１２．２ｗｔ％のファーストゲン・ブルーＥＰ７Ｓ、２．３ｗｔ％のホスタパーム・バイオレットＰ−ＲＬ、０．４ｗｔ％のテゴ（商標名）ラド２２００N（浸潤剤）、０．４８ｗｔ％のＢＹＫ−０８８（消泡剤）、２．９ｗｔ％のSR９００８（接着促進剤）、３６．６ｗｔ％のＭＰＡ（溶媒）、１２．２ｗｔ％のプロピレングリコールジアセテート（溶媒）、８．４ｗｔ％のソルスパース３４７５０（ポリマー性分散剤）、１．０５ｗｔ％のソルスパース５０００（ポリマー性分散剤）。青色インクは、インクジェット印刷装置を用いてフラットパネルディスプレイの基板に配送された。その後、青色インクはＵＶ照射システムにより硬化された。分光光度計により計測したところ、青色インクはｘ＝０．１４２７、ｙ＝０．０８９７及びＹ＝８．４１５の色度を有していた。
【００３７】
以上は本発明の形態に基づいて説明されてきたが、本発明の他の形態及び更なる形態は本発明の基本範囲から逸脱することなく想起され、その範囲は請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明の上述された構成がより詳細に理解されるように、上記に要約された本発明のより具体的な説明が実施形態を参照して行われ、実施形態のいくつかは添付図面に示される。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態のみを説明するものであり、従って、その範囲を制限すると解釈されるべきではなく、本発明は同等に効果的な他の実施形態を含むことができる。
【００３９】
【図１】従来技術に係る３個のサブピクセルを含む２個のピクセルの上面図である。
【図２】従来技術に係る図１のピクセルの側方断面図である。
【図３】本発明の実施形態を用いることができるインクジェット印刷装置の一例の斜視図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又はそれ以上の青色有機色素と、
１又はそれ以上のモノマーと、
１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、
１又はそれ以上の有機溶媒を含む青色インク。
【請求項２】
１又はそれ以上の紫色色素を含む請求項１記載の青色インク。
【請求項３】
青色インクは２０℃で約５ｃＰｓ〜約２５ｃＰｓの粘度を有し、２０℃で約２２ｍＮ／ｍ〜約３５ｍＮ／ｍの表面張力を有する請求項２記載の青色インク。
【請求項４】
１又はそれ以上のオリゴマーを含む請求項１記載の青色インク。
【請求項５】
１又はそれ以上のオリゴマーは、芳香族モノアクリレートオリゴマー、脂肪族ジアクリレートオリゴマー、脂肪族トリアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレート及びこれらの組合せからなる群から選択される請求項４記載の青色インク。
【請求項６】
浸潤剤、接着促進剤、消泡剤又は皮張り防止剤を含む請求項１記載の青色インク。
【請求項７】
青色インクはｘ＝０．１３０、ｙ＝０．０７０、Ｙ＝６．００〜ｘ＝０．１４８、ｙ＝０．１００、Ｙ＝９．８０の色度を有する請求項１記載の青色インク。
【請求項８】
１又はそれ以上の青色有機色素はＰＲ１５：６色素からなる群から選択され、１又はそれ以上のモノマーはジアクリレートエステル、アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びこれらの組合せからなる群から選択され、１又はそれ以上のポリマー性分散剤はポリマー性アミド、ポリエステル、ポリアクリル酸ポリマー、アクリル酸／マレイン酸共重合体及びこれらの組合せからなる群から選択され、１又はそれ以上の有機溶媒はアセテート、アルコール、プロピオネート、ケトン及びこれらの組合せからなる群から選択される請求項１記載の青色インク。
【請求項９】
シリコンポリエーテルアクリレート、ポリアミンアミド及びポリエステルからなる群から選択される浸潤剤と、トリファンクショナルアクリレートエステル、トリファンクショナルメタクリレートエステル、有機チタン酸塩及びジルコネートからなる群から選択される接着促進剤と、泡破壊ポリマーとポリシロキサンからなる群から選択される消泡剤と、フェノール性アンチオキシダント、オキシム性アンチオキシダント、フェノール及びオキシムを含まないアンチオキシダント及びこれらの組合せからなる群から選択される皮張り防止剤を含む請求項８記載の青色インク。
【請求項１０】
１又はそれ以上の青色有機色素と、
１又はそれ以上の紫色色素を含み、１又はそれ以上の紫色有機色素の総ｗｔ％に対する１又はそれ以上の青色有機色素の総ｗｔ％の比は約３０：１〜約１０：１であり、
１又はそれ以上のモノマーと、
１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、
１又はそれ以上の有機溶媒と、
浸潤剤、接着促進剤、消泡剤、皮張り防止剤及びこれらの組合せから成る群から選択される１又はそれ以上の添加剤を含む青色インク。
【請求項１１】
１又はそれ以上の青色有機色素と１又はそれ以上の紫色色素の総ｗｔ％は約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％であり、青色インクは約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の1又はそれ以上のモノマーと、約５ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の1又はそれ以上のポリマー性分散剤と、約４０ｗｔ％〜約７０ｗｔ％の1又はそれ以上の有機溶媒を含む請求項１０記載の青色インク。
【請求項１２】
約１ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の1又はそれ以上のオリゴマーを含む請求項１１記載の青色インク。
【請求項１３】
約１２ｗｔ％の青色有機色素と、約０．９ｗｔ％の紫色色素と、約１８ｗｔ％のモノマーと、約９．５ｗｔ％のポリマー性分散剤と、約４９ｗｔ％の有機溶媒と、約０．４ｗｔ％の浸潤剤と、約３ｗｔ％の接着促進剤と、約０．５ｗｔ％の消泡剤と、約６．５ｗｔ％の光開始剤を含む請求項１０記載の青色インク。
【請求項１４】
インクジェット印刷装置により基板上に青色インクを分配することを含むディスプレイの製造方法であって、
青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、
１又はそれ以上のモノマーと、
１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、
１又はそれ以上の有機溶媒を含む方法。
【請求項１５】
青色インクは１又はそれ以上の紫色色素を含む請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
１又はそれ以上の紫色有機色素の総ｗｔ％に対する１又はそれ以上の青色有機色素の総ｗｔ％の比は約３０：１〜約１０：１であり、青色インクは浸潤剤、接着促進剤、消泡剤、アンチスクラッチ剤及びこれらの組合せから成る群から選択される１又はそれ以上の添加剤を含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
１又はそれ以上の青色有機色素はＰＲ１５：６色素からなる群から選択され、１又はそれ以上のモノマーはジアクリレートエステル、アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びこれらの組合せからなる群から選択され、１又はそれ以上のポリマー性分散剤はポリマー性アミド、ポリエステル、ポリアクリル酸ポリマー、アクリル酸／マレイン酸共重合体及びこれらの組合せからなる群から選択され、１又はそれ以上の有機溶媒はアセテート、プロピオネート、アルコール、ケトン及びこれらの組合せからなる群から選択される請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
青色インクは、芳香族モノアクリレートオリゴマー、脂肪族ジアクリレートオリゴマー、脂肪族トリアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレート及びこれらの組合せからなる群から選択される１又はそれ以上のオリゴマーと、シリコンポリエーテルアクリレート、ポリアミンアミド及びポリエステルからなる群から選択される浸潤剤と、トリファンクショナルアクリレートエステル、トリファンクショナルメタクリレートエステル、有機チタン酸塩及びジルコネートからなる群から選択される接着促進剤と、泡破壊ポリマーとポリシロキサンからなる群から選択される消泡剤と、フェノール性アンチオキシダント、オキシム性アンチオキシダント、フェノール及びオキシムを含まないアンチオキシダント及びこれらの組合せからなる群から選択される皮張り防止剤を含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
青色インクは、約１２ｗｔ％の青色有機色素と、約０．９ｗｔ％の紫色色素と、約１８ｗｔ％のモノマーと、約９．５ｗｔ％のポリマー性分散剤と、約４９ｗｔ％の有機溶媒と、約０．４ｗｔ％の浸潤剤と、約３ｗｔ％の接着促進剤と、約０．５ｗｔ％の消泡剤と、６．５ｗｔ％の光開始剤を含む請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
青色インクを基板上に分配した後、青色インクを硬化させることを含む請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
インクジェット印刷装置により基板上に青色インクを分配することを含むプロセスにより製造されるディスプレイであって、
青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、
１又はそれ以上のモノマーと、
１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、
１又はそれ以上の有機溶媒を含むディスプレイ。
【請求項２２】
青色インクは１又はそれ以上の紫色色素を含む請求項２１記載のディスプレイ。
【請求項２３】
１又はそれ以上の紫色有機色素の総ｗｔ％に対する１又はそれ以上の青色有機色素の総ｗｔ％の比は約３０：１〜約１０：１であり、青色インクは１又はそれ以上のオリゴマーと、浸潤剤、接着促進剤、消泡剤、皮張り防止剤及びこれらの組合せから成る群から選択される１又はそれ以上の添加剤を含む請求項２２記載のディスプレイ。
【請求項１】
１又はそれ以上の青色有機色素と、
１又はそれ以上のモノマーと、
１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、
１又はそれ以上の有機溶媒を含む青色インク。
【請求項２】
１又はそれ以上の紫色色素を含む請求項１記載の青色インク。
【請求項３】
青色インクは２０℃で約５ｃＰｓ〜約２５ｃＰｓの粘度を有し、２０℃で約２２ｍＮ／ｍ〜約３５ｍＮ／ｍの表面張力を有する請求項２記載の青色インク。
【請求項４】
１又はそれ以上のオリゴマーを含む請求項１記載の青色インク。
【請求項５】
１又はそれ以上のオリゴマーは、芳香族モノアクリレートオリゴマー、脂肪族ジアクリレートオリゴマー、脂肪族トリアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレート及びこれらの組合せからなる群から選択される請求項４記載の青色インク。
【請求項６】
浸潤剤、接着促進剤、消泡剤又は皮張り防止剤を含む請求項１記載の青色インク。
【請求項７】
青色インクはｘ＝０．１３０、ｙ＝０．０７０、Ｙ＝６．００〜ｘ＝０．１４８、ｙ＝０．１００、Ｙ＝９．８０の色度を有する請求項１記載の青色インク。
【請求項８】
１又はそれ以上の青色有機色素はＰＲ１５：６色素からなる群から選択され、１又はそれ以上のモノマーはジアクリレートエステル、アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びこれらの組合せからなる群から選択され、１又はそれ以上のポリマー性分散剤はポリマー性アミド、ポリエステル、ポリアクリル酸ポリマー、アクリル酸／マレイン酸共重合体及びこれらの組合せからなる群から選択され、１又はそれ以上の有機溶媒はアセテート、アルコール、プロピオネート、ケトン及びこれらの組合せからなる群から選択される請求項１記載の青色インク。
【請求項９】
シリコンポリエーテルアクリレート、ポリアミンアミド及びポリエステルからなる群から選択される浸潤剤と、トリファンクショナルアクリレートエステル、トリファンクショナルメタクリレートエステル、有機チタン酸塩及びジルコネートからなる群から選択される接着促進剤と、泡破壊ポリマーとポリシロキサンからなる群から選択される消泡剤と、フェノール性アンチオキシダント、オキシム性アンチオキシダント、フェノール及びオキシムを含まないアンチオキシダント及びこれらの組合せからなる群から選択される皮張り防止剤を含む請求項８記載の青色インク。
【請求項１０】
１又はそれ以上の青色有機色素と、
１又はそれ以上の紫色色素を含み、１又はそれ以上の紫色有機色素の総ｗｔ％に対する１又はそれ以上の青色有機色素の総ｗｔ％の比は約３０：１〜約１０：１であり、
１又はそれ以上のモノマーと、
１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、
１又はそれ以上の有機溶媒と、
浸潤剤、接着促進剤、消泡剤、皮張り防止剤及びこれらの組合せから成る群から選択される１又はそれ以上の添加剤を含む青色インク。
【請求項１１】
１又はそれ以上の青色有機色素と１又はそれ以上の紫色色素の総ｗｔ％は約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％であり、青色インクは約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の1又はそれ以上のモノマーと、約５ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の1又はそれ以上のポリマー性分散剤と、約４０ｗｔ％〜約７０ｗｔ％の1又はそれ以上の有機溶媒を含む請求項１０記載の青色インク。
【請求項１２】
約１ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の1又はそれ以上のオリゴマーを含む請求項１１記載の青色インク。
【請求項１３】
約１２ｗｔ％の青色有機色素と、約０．９ｗｔ％の紫色色素と、約１８ｗｔ％のモノマーと、約９．５ｗｔ％のポリマー性分散剤と、約４９ｗｔ％の有機溶媒と、約０．４ｗｔ％の浸潤剤と、約３ｗｔ％の接着促進剤と、約０．５ｗｔ％の消泡剤と、約６．５ｗｔ％の光開始剤を含む請求項１０記載の青色インク。
【請求項１４】
インクジェット印刷装置により基板上に青色インクを分配することを含むディスプレイの製造方法であって、
青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、
１又はそれ以上のモノマーと、
１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、
１又はそれ以上の有機溶媒を含む方法。
【請求項１５】
青色インクは１又はそれ以上の紫色色素を含む請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
１又はそれ以上の紫色有機色素の総ｗｔ％に対する１又はそれ以上の青色有機色素の総ｗｔ％の比は約３０：１〜約１０：１であり、青色インクは浸潤剤、接着促進剤、消泡剤、アンチスクラッチ剤及びこれらの組合せから成る群から選択される１又はそれ以上の添加剤を含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
１又はそれ以上の青色有機色素はＰＲ１５：６色素からなる群から選択され、１又はそれ以上のモノマーはジアクリレートエステル、アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びこれらの組合せからなる群から選択され、１又はそれ以上のポリマー性分散剤はポリマー性アミド、ポリエステル、ポリアクリル酸ポリマー、アクリル酸／マレイン酸共重合体及びこれらの組合せからなる群から選択され、１又はそれ以上の有機溶媒はアセテート、プロピオネート、アルコール、ケトン及びこれらの組合せからなる群から選択される請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
青色インクは、芳香族モノアクリレートオリゴマー、脂肪族ジアクリレートオリゴマー、脂肪族トリアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレート及びこれらの組合せからなる群から選択される１又はそれ以上のオリゴマーと、シリコンポリエーテルアクリレート、ポリアミンアミド及びポリエステルからなる群から選択される浸潤剤と、トリファンクショナルアクリレートエステル、トリファンクショナルメタクリレートエステル、有機チタン酸塩及びジルコネートからなる群から選択される接着促進剤と、泡破壊ポリマーとポリシロキサンからなる群から選択される消泡剤と、フェノール性アンチオキシダント、オキシム性アンチオキシダント、フェノール及びオキシムを含まないアンチオキシダント及びこれらの組合せからなる群から選択される皮張り防止剤を含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
青色インクは、約１２ｗｔ％の青色有機色素と、約０．９ｗｔ％の紫色色素と、約１８ｗｔ％のモノマーと、約９．５ｗｔ％のポリマー性分散剤と、約４９ｗｔ％の有機溶媒と、約０．４ｗｔ％の浸潤剤と、約３ｗｔ％の接着促進剤と、約０．５ｗｔ％の消泡剤と、６．５ｗｔ％の光開始剤を含む請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
青色インクを基板上に分配した後、青色インクを硬化させることを含む請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
インクジェット印刷装置により基板上に青色インクを分配することを含むプロセスにより製造されるディスプレイであって、
青色インクは１又はそれ以上の青色有機色素と、
１又はそれ以上のモノマーと、
１又はそれ以上のポリマー性分散剤と、
１又はそれ以上の有機溶媒を含むディスプレイ。
【請求項２２】
青色インクは１又はそれ以上の紫色色素を含む請求項２１記載のディスプレイ。
【請求項２３】
１又はそれ以上の紫色有機色素の総ｗｔ％に対する１又はそれ以上の青色有機色素の総ｗｔ％の比は約３０：１〜約１０：１であり、青色インクは１又はそれ以上のオリゴマーと、浸潤剤、接着促進剤、消泡剤、皮張り防止剤及びこれらの組合せから成る群から選択される１又はそれ以上の添加剤を含む請求項２２記載のディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−５１２７８（Ｐ２００７−５１２７８Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００６−１９０５０１（Ｐ２００６−１９０５０１）
【出願日】平成１８年７月１１日（２００６．７．１１）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９０５０１（Ｐ２００６−１９０５０１）
【出願日】平成１８年７月１１日（２００６．７．１１）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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