説明

カラーフィルターの製造方法、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器

【課題】混色が防止され、色再現性に優れたカラーフィルターの製造方法を提供すること、色再現性に優れたカラーフィルターを提供すること、また、該カラーフィルターを備えた画像表示装置、電子機器を提供すること。
【解決手段】本発明のカラーフィルターの製造方法は、多数個のセルが設けられた基板上のセル内に、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドからインクを吐出して製造する方法であり、基板を液滴吐出ヘッドに対して相対的に移動させつつ、セル内にインクを付与する工程と、付与されたインクを固化させ、着色部を形成する工程とを有し、基板の液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動方向において、セルの縁部から所定の幅で、インクの着弾を禁止する着弾禁止領域が設けられており、着弾禁止領域の幅をL[μm]、インクの液滴の平均径をL[μm]としたとき、0.5≦L/L≦4.5の関係を満足することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カラーフィルターの製造方法、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
カラー表示を行う液晶表示装置(LCD)等には、一般に、カラーフィルターが用いられている。
カラーフィルターは、従来、着色剤、感光性樹脂、官能性モノマー、重合開始剤等を含む材料(着色層形成用組成物)で構成された塗膜を基板上に形成し、その後、フォトマスクを介して光を照射する感光処理、現像処理等を行う、いわゆるフォトリソグラフィー法を用いて製造されてきた。このような方法では、通常、基板のほぼ全面に、各色に対応する塗膜を形成し、その一部のみを硬化させ、それ以外の大部分を除去するという操作を繰り返すことにより、各色が重なり合わないようにカラーフィルターを製造する。このため、カラーフィルターの製造において形成される塗膜は、最終的に得られるカラーフィルターには、その一部のみが着色層として残存するのみで、その大部分が製造工程において除去されることとなる。このため、カラーフィルターの製造コストが上昇するばかりでなく、省資源の観点からも好ましくない。
【0003】
一方、近年、インクジェットヘッド(液滴吐出ヘッド)を用いて、基板上に設けられた複数のセル内に着色層形成用の材料(着色層形成用インク。以下単にインクともいう。)を吐出し、カラーフィルターの着色層を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような方法は、インクの液滴の吐出位置等の制御が容易で、着色層形成用組成物の無駄を少なくすることができるため、環境への負荷を低減することができ、また、製造コストも抑制することができる。
【0004】
ところで、カラーフィルターの製造に用いられるインクは、着色剤や樹脂材料等を含んでいる。このため、このようなインクは、一般に粘度が高い。また、カラーフィルターの製造において、インクの吐出は、通常、生産性の観点から、基板をインクジェットヘッドに対して相対的に移動させつつ行うものである。
上記のように比較的粘度の高いインクは吐出すると、尾引きが生じる場合がある。インクの着弾位置によっては、その尾引きが切れた場合であってもその尾引き部分(以下、サテライトと言う)が同一のセル内に回収されるが、このサテライトが、基板の相対的な移動に伴って、隣り合うセル内へ入ってしまう場合があり、これによって、隣り合うセル同士で混色が生じてしまうといった問題があった。その結果、所望とする発色の着色層を形成することができず、製造されるカラーフィルターの色再現性が低下するといった問題があった。また、セルの高さおよび形状を工夫してこのような混色を防ぐことも考えられるが、セルの高さを高くすると、吐出するインクの量も多くしなければならず、着色層の厚さも厚くなり、生産性や光の利用効率が低下してしまうといった問題があった。また、生産性を向上させるために、インクジェットヘッドからの吐出周波数を上げて、基板の相対的な移動速度を速くした場合、上記のような混色といった問題が顕著であった。
【0005】
【特許文献1】特開2002−372613号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、混色が防止され、色再現性に優れたカラーフィルターの製造方法を提供すること、色再現性に優れたカラーフィルターを提供すること、また、該カラーフィルターを備えた画像表示装置、電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
このような目的は下記の本発明により達成される。
本発明のカラーフィルターの製造方法は、多数個のセルが設けられた基板上の前記セル内に、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドからインクを吐出して、カラーフィルターを製造する方法であって、
前記基板を、前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に移動させつつ、前記セル内に前記液滴吐出ヘッドから前記インクの液滴を付与するインク付与工程と、
前記セル内に付与された前記インクを固化させ、着色部を形成する着色部形成工程とを有し、
前記基板の前記液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動方向において、前記セルの縁部から所定の幅で、インクの着弾を禁止する着弾禁止領域が設けられており、
前記着弾禁止領域の幅をL[μm]、インクの液滴の平均径をL[μm]としたとき、0.5≦L/L≦4.5の関係を満足することを特徴とする。
これにより、混色が防止され、色再現性に優れたカラーフィルターの製造方法を提供するができる。
【0008】
本発明のカラーフィルターの製造方法では、前記着弾禁止領域の幅をL[μm]、前記基板の前記液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動方向における前記セルの幅をL[μm]としたとき、0.025≦L/L≦0.5の関係を満足することが好ましい。
これにより、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより効果的に防止することができる。
本発明のカラーフィルターの製造方法では、前記着弾禁止領域の幅Lは、3.0〜50.0μmであることが好ましい。
これにより、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをさらに効果的に防止することができる。
【0009】
本発明のカラーフィルターの製造方法では、前記インクの25℃における粘度は、13mPa・s以下であることが好ましい。
これにより、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのを効果的に防止しつつ、セル内にインクをより確実に行き渡らせることができる。
本発明のカラーフィルターの製造方法では、前記基板に対する前記液滴の接触角は、60°以下であることが好ましい。
これにより、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのを効果的に防止しつつ、セル内にインクをより確実に行き渡らせることができる。
本発明のカラーフィルターの製造方法では、前記基板の前記液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動速度は、30〜400mm/秒であることが好ましい。
これにより、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより確実に防止することができる。
【0010】
本発明のカラーフィルターの製造方法では、隣接するセルの間には、隔壁が設けられており、
前記隔壁の高さが、1.4〜2.6μmであることが好ましい。
これにより、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより確実に防止することができる。
【0011】
本発明のカラーフィルターの製造方法では、前記インクは、少なくとも、着色剤と、樹脂材料と、溶剤とを含み、
前記樹脂材料は、少なくともエポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有してなる重合体Aを含むことが好ましい。
これにより、インクの吐出安定性が向上し、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより効果的に防止することができる。
【0012】
本発明のカラーフィルターの製造方法では、前記重合体Aは、単量体成分として、前記エポキシ基含有ビニル単量体a1に加え、イソシアネート基またはそれが保護基で保護されたブロックイソシアネート基を備えたビニル単量体a2を含有してなる共重合体であることが好ましい。
これにより、インクの吐出安定性が向上し、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより効果的に防止することができる。
【0013】
本発明のカラーフィルターの製造方法では、前記重合体Aは、単量体成分として、前記エポキシ基含有ビニル単量体a1に加え、水酸基を備えたビニル単量体a3を含有してなる共重合体であることが好ましい。
これにより、インクの吐出安定性が向上し、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより効果的に防止することができる。
【0014】
本発明のカラーフィルターの製造方法では、前記樹脂材料は、少なくとも下記式(1)で表されるアルコキシシリル基含有ビニル単量体を単量体成分として含有してなる重合体Bをさらに含むことが好ましい。
【化1】

これにより、インクの粘度が良好なものとなり、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのを効果的に防止しつつ、セル内全体にインクをより確実に行き渡らせることができる。また、基板と着色部との密着性が向上する。
【0015】
本発明のカラーフィルターの製造方法では、前記未硬化の樹脂材料は、少なくとも下記式(2)で表されるフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1を単量体成分として含有してなる重合体Cをさらに含むことが好ましい。
【化2】

これにより、インクの吐出安定性が向上し、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより効果的に防止することができる。
【0016】
本発明のカラーフィルターは、本発明の方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、混色が防止され、色再現性に優れたカラーフィルターを提供することができる。
本発明の画像表示装置は、本発明のカラーフィルターを備えたことを特徴とする。
これにより、色再現性に優れた画像表示が可能な画像表示装置を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の画像表示装置を備えたことを特徴とする。
これにより、色再現性に優れた画像表示が可能な電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
《カラーフィルター》
まず、本発明のカラーフィルターの一例について説明する。
図1は、本発明のカラーフィルターの好適な実施形態を示す断面図である。
図1に示すように、カラーフィルター1は、基板11と、上述したカラーフィルター用インクを用いて成形された着色部12とを備えている。着色部12としては、互いに異なる色の第1の着色部12A、第2の着色部12B、および第3の着色部12Cが設けられている。そして、隣接する着色部12の間には、隔壁13が設けられている。
【0018】
<基板>
基板11は、光透過性を有する板状の部材で、着色部12、隔壁13を保持する機能を有している。
基板11は、実質的に透明な材料で構成されたものであるのが好ましい。これにより、カラーフィルター1を透過する光により、より鮮明な画像を形成することができる。
【0019】
また、基板11は、耐熱性、機械的強度に優れたものであるのが好ましい。これにより、例えば、カラーフィルター1の製造時に加わる熱による変形等を確実に防止することができる。このような条件を満足する基板11の構成材料としては、例えば、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ノルボルネン系開環重合体やその水素添加物等が挙げられる。
【0020】
<着色部>
着色部12は、上述したようなカラーフィルター用インクセットを用いて形成されたものである。
着色部12は、上述したようなカラーフィルター用インクセットを用いて形成されたものであるため、各画素間での特性のばらつきが小さく、不本意な混色(複数種のカラーフィルター用インクの混合)等が確実に防止されている。このため、カラーフィルター1は、色むら、濃度むら等の発生が抑制された、信頼性が高いものとなっている。また、カラーフィルター1は、着色部12の発色性に優れ、コントラストに優れたものとなっている。
各着色部12は、後述する隔壁13により囲まれた領域であるセル14内に設けられている。
【0021】
第1の着色部12A、第2の着色部12B、および第3の着色部12Cは、互いに異なる色のものである。例えば、第1の着色部12Aを赤色フィルター領域(R)、第2の着色部12Bを緑色フィルター領域(G)、第3の着色部12Cを青色フィルター領域(B)とすることができる。そして、一組の異なる色の着色部12A、12B、12Cで1画素を構成している。そして、カラーフィルター1においては、その横方向および縦方向に、着色部12が所定数配置されている。例えば、カラーフィルター1が、ハイビジョン用のカラーフィルターである場合には1366×768個の画素が配置されており、フルハイビジョン用のカラーフィルターである場合には1920×1080個の画素が配置されており、スーパーハイビジョン用のカラーフィルターである場合には7680×4320個の画素が配置されている。なお、カラーフィルター1は、例えば、有効領域外に予備の画素を備えたものであってもよい。
【0022】
<隔壁>
隣接する着色部12の間には、隔壁(バンク)13が設けられている。これにより、隣接する着色部12同士が混色してしまうのをより確実に防止することができ、その結果、鮮明な画像を確実に表示することができる。
隔壁13は、透明な材料で構成されたものであってもよいが、遮光性を有する材料で構成されたものであるのが好ましい。これにより、コントラストに優れた画像を表示することができる。隔壁(遮光部)13の色は、特に限定されないが、黒色であるのが好ましい。これにより、表示される画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。
【0023】
隔壁13の高さは、1.4〜2.6μmであるのが好ましく、1.6〜2.5μmであるのがより好ましい。これにより、隣接する着色部12の間での混色(インクの混色)をより確実に防止することができる。また、カラーフィルター1を備えた画像表示装置、電子機器における視野角特性を優れたものとすることができる。なお、隔壁13の高さとは、セル14内の底部から隔壁13の最上部までの高さのことを指す。
【0024】
隔壁13は、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、例えば、主として樹脂材料で構成されたものであるのが好ましい。これにより、後述するような方法で、隔壁13を容易に所望の形状を有するものとして形成することができる。また、隔壁13が遮光部としての機能を有するものである場合、その構成材料として、カーボンブラック等の光吸収性の材料を含むものであってもよい。
【0025】
《カラーフィルターの製造方法》
次に、本発明のカラーフィルターの製造方法について説明する。
図2は、カラーフィルターの製造方法を示す断面図、図3は、カラーフィルターの製造に用いる液滴吐出装置を示す斜視図、図4は、図3に示す液滴吐出装置における液滴吐出手段をステージ側から観察した図、図5は、図3に示す液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドの底面を示す図、図6は、図3に示す液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドを示す図であり、(a)は断面斜視図、(b)は断面図、図7は、基板に形成されたセルの拡大平面図である。
【0026】
本発明のカラーフィルターの製造方法は、多数個のセルが設けられた基板を、液滴吐出ヘッドに対して相対的に移動させつつ、セル内に液滴吐出ヘッドから着色部形成用のインク(以下単に「インク」とも言う。)の液滴を付与するインク付与工程と、セル内に付与されたインクを固化させ、着色部を形成する着色部形成工程とを有するものである。
また、図2に示すように、本実施形態では、カラーフィルターの製造方法は、基板11を準備する基板準備工程(1a)と、基板11上に隔壁13を形成する隔壁形成工程(1b、1c)と、基板11を液滴吐出ヘッドに対して相対的に移動させ、インクジェット方式によりインク2を隔壁13で囲まれた領域(セル)14に付与するインク付与工程(1d)と、インク2から溶媒を除去した後硬化させて着色部12とする着色部形成工程(1e)とを有している。
【0027】
以下、各工程について詳細に説明する。
<基板準備工程>
まず、基板11を準備する(1a)。本工程で準備する基板11は、洗浄処理が施されたものであるのが好ましい。また、本工程で準備する基板11は、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理が施されたものであってもよい。
【0028】
<隔壁形成工程>
次に、基板11の隔壁形成用の感放射線性組成物を基板11の一方の面のほぼ全体に付与し、塗膜3を形成する(1b)。なお、基板11上に感放射線性組成物を付与した後、必要に応じて、プリベーク処理を行ってもよい。プリベーク処理は、例えば、加熱温度:50〜150℃、加熱時間:30〜600秒という条件で行うことができる。
【0029】
その後、フォトマスクを介して、放射線を照射して、ポストエキスポジャーベーク処理(PEB)を行い、さらに、アルカリ現像液を用いた現像処理を行うことにより、隔壁13が形成される(1c)。PEBは、例えば、加熱温度:50〜150℃、加熱時間:30〜600秒、放射線照射強度:1〜500mJ/cmという条件で行うことができる。また、現像処理は、例えば、液盛り法、ディッピング法、振動浸漬法等により行うことができ、現像処理時間は、例えば、10〜300秒とすることができる。また、現像処理の後、必要に応じて、ポストベーク処理を行ってもよい。ポストベーク処理は、例えば、加熱温度:150〜280℃、加熱時間:3〜120分という条件で行うことができる。
【0030】
<インク付与工程>
次に、インクジェット方式により、インク2を、隔壁13で囲まれたセル14内に付与する(1d)。
本工程は、形成すべき複数色の着色部12に対応する複数種のインク2を備えたカラーフィルター用インクセットを用いて行う。
本実施形態において、インク2の吐出は、図3〜図6に示すような液滴吐出装置を用いて行う。
【0031】
図3に示すように、本工程で用いる液滴吐出装置100は、インク2を保持するタンク101と、チューブ110と、チューブ110を介してタンク101からインク2が供給される吐出走査部102とを備える。吐出走査部102は、複数の液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)114をキャリッジ105に搭載してなる液滴吐出手段103と、液滴吐出手段103の位置を制御する第1位置制御装置104(移動手段)と、前記工程で隔壁13が形成された基板11(以下、単に「基板11」とも言う。)を保持するステージ106と、ステージ106の位置を制御する第2位置制御装置108(移動手段)と、制御手段112とを備えている。タンク101と、液滴吐出手段103における複数の液滴吐出ヘッド114とは、チューブ110で連結されており、タンク101から複数の液滴吐出ヘッド114のそれぞれにインク2が圧縮空気によって供給される。
【0032】
第1位置制御装置104は、制御手段112からの信号に応じて、液滴吐出手段103をX軸方向、およびX軸方向に直交するZ軸方向に沿って移動させる。さらに、第1位置制御装置104は、Z軸に平行な軸の回りで液滴吐出手段103を回転させる機能も有する。本実施形態では、Z軸方向は、鉛直方向(つまり重力加速度の方向)に平行な方向である。第2位置制御装置108は、制御手段112からの信号に応じて、X軸方向およびZ軸方向の双方に直交するY軸方向に沿ってステージ106を移動させる。さらに、第2位置制御装置108は、Z軸に平行な軸の回りでステージ106を回転させる機能も有する。
ステージ106は、X軸方向とY軸方向との双方に平行な平面を有する。また、ステージ106は、インク2を付与すべきセル14を有する基板11をその平面上に固定、または保持できるように構成されている。
【0033】
上述のように、液滴吐出手段103は、第1位置制御装置104によってX軸方向に移動させられる。一方、ステージ106は、第2位置制御装置108によってY軸方向に移動させられる。つまり、第1位置制御装置104および第2位置制御装置108によって、ステージ106に対する液滴吐出ヘッド114の相対位置が変わる。言い換えると、ステージ106に保持された基板11と、液滴吐出手段103とが相対的に移動する。本発明では、このように基板を液滴吐出手段(液滴吐出ヘッド)に対して相対的に移動させつつ、基板に対してインクの付与を付与する。
また、制御手段112は、インク2を吐出すべき相対位置を表す吐出データを外部情報処理装置から受け取るように構成されている。
【0034】
図4に示すように、液滴吐出手段103は、それぞれほぼ同じ構造を有する複数の液滴吐出ヘッド114と、これらの液滴吐出ヘッド114を保持するキャリッジ105とを有している。本実施形態では、液滴吐出手段103に保持される液滴吐出ヘッド114の数は8個である。それぞれの液滴吐出ヘッド114は、後述する複数のノズル118が設けられた底面を有している。それぞれの液滴吐出ヘッド114のこの底面の形状は、2つの長辺と2つの短辺とを有する多角形である。液滴吐出手段103に保持された液滴吐出ヘッド114の底面はステージ106側を向いており、さらに、液滴吐出ヘッド114の長辺方向と短辺方向とは、それぞれX軸方向とY軸方向とに平行である。
【0035】
図5に示すように、液滴吐出ヘッド114は、X軸方向に並んだ複数のノズル118を有する。これら複数のノズル118は、液滴吐出ヘッド114におけるX軸方向のノズルピッチHXPが所定の値となるように配置されている。ノズルピッチHXPの具体的な値は、特に限定されないが、例えば、50〜90μmとすることができる。ここで、「液滴吐出ヘッド114におけるX軸方向のノズルピッチHXP」は、液滴吐出ヘッド114におけるノズル118のすべてをY軸方向に沿ってX軸上に射像して得られた複数のノズル像間のピッチに相当する。
【0036】
本実施形態では、液滴吐出ヘッド114における複数のノズル118は、ともにX軸方向に延びるノズル列116Aと、ノズル列116Bとをなす。ノズル列116Aと、ノズル列116Bとは、間隔を空けて並行に配置されている。そして、本実施形態においては、ノズル列116Aおよびノズル列116Bのそれぞれにおいて、90個のノズル118が一定間隔LNPでX軸方向に一列に並んでいる。LNPの具体的な値は、特に限定されないが、100〜180μmとすることができる。
ノズル列116Bの位置は、ノズル列116Aの位置に対して、ノズルピッチLNPの半分の長さだけX軸方向の正の方向(図5の右方向)にずれている。このため、液滴吐出ヘッド114のX軸方向のノズルピッチHXPは、ノズル列116A(またはノズル列116B)のノズルピッチLNPの半分の長さである。
【0037】
したがって、液滴吐出ヘッド114のX軸方向のノズル線密度は、ノズル列116A(またはノズル列116B)のノズル線密度の2倍である。なお、本明細書において「X軸方向のノズル線密度」とは、複数のノズルをY軸方向に沿ってX軸上に射像して得られた複数のノズル像の単位長さ当たりの数に相当する。もちろん、液滴吐出ヘッド114が含むノズル列の数は、2つだけに限定されない。液滴吐出ヘッド114はM個のノズル列を含んでもよい。ここで、Mは1以上の自然数である。この場合には、M個のノズル列のそれぞれにおいて複数のノズル118は、ノズルピッチHXPのM倍の長さのピッチで並ぶ。さらに、Mが2以上の自然数の場合には、M個のノズル列のうちの一つに対して、他の(M−1)個のノズル列は、ノズルピッチHXPのi倍の長さだけ重複無くX軸方向にずれている。ここで、iは1から(M−1)までの自然数である。
【0038】
さて、本実施形態では、ノズル列116Aおよびノズル列116Bのそれぞれが90個のノズル118からなるため、1つの液滴吐出ヘッド114は180個のノズル118を有する。ただし、ノズル列116Aの両端のそれぞれ5ノズルは「休止ノズル」として設定されている。同様に、ノズル列116Bの両端のそれぞれ5ノズルも「休止ノズル」として設定されている。そして、これら20個の「休止ノズル」からはインク2が吐出されない。このため、液滴吐出ヘッド114における180個のノズル118のうち、160個のノズル118がインク2を吐出するノズルとして機能する。
【0039】
図4に示すように、液滴吐出手段103においては、複数個の上記液滴吐出ヘッド114がX軸方向に沿って2列に配置されている。一方の列の液滴吐出ヘッド114と他方の列の液滴吐出ヘッド114とは、休止ノズル分を考慮して、Y軸方向から見て一部重なるように配置されている。これにより、液滴吐出手段103においては、基板11のX軸方向の寸法分の長さに渡り、インク2を吐出するノズル118が前記ノズルピッチHXPでX軸方向に連続するように構成されている。
本実施形態の液滴吐出手段103では、基板11のX軸方向の寸法分の長さ全体をカバーするように液滴吐出ヘッド114を配置しているが、本発明における液滴吐出手段は、基板11のX軸方向の寸法分の長さの一部をカバーするようにものでもよい。
【0040】
図6(a)および(b)に示すように、それぞれの液滴吐出ヘッド114は、インクジェットヘッドである。より具体的には、それぞれの液滴吐出ヘッド114は、振動板126と、ノズルプレート128とを備えている。振動板126と、ノズルプレート128との間には、タンク101から孔131を介して供給されるインク2が常に充填される液たまり129が位置している。
【0041】
また、振動板126と、ノズルプレート128との間には、複数の隔壁122が位置している。そして、振動板126と、ノズルプレート128と、1対の隔壁122とによって囲まれた部分がキャビティ120である。キャビティ120はノズル118に対応して設けられているため、キャビティ120の数とノズル118の数とは同じである。キャビティ120には、1対の隔壁122間に位置する供給口130を介して、液たまり129からインク2が供給される。
【0042】
振動板126上には、それぞれのキャビティ120に対応して、振動子124が位置する。振動子124は、ピエゾ素子124Cと、ピエゾ素子124Cを挟む1対の電極124A、124Bとを含む。この1対の電極124A、124Bとの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル118からインク2が吐出される。なお、ノズル118からZ軸方向にインク2が吐出されるように、ノズル118の形状が調整されている。
【0043】
制御手段112(図3参照)は、複数の振動子124のそれぞれに互いに独立に信号を与えるように構成されていてもよい。つまり、ノズル118から吐出されるインク2の体積が、制御手段112からの信号に応じてノズル118毎に制御されてもよい。また、制御手段112は、塗布走査の間に吐出動作を行うノズル118と、吐出動作を行わないノズル118とを設定することでもできる。
本明細書では、1つのノズル118と、ノズル118に対応するキャビティ120と、キャビティ120に対応する振動子124とを含んだ部分を「吐出部127」と表記することもある。この表記によれば、1つの液滴吐出ヘッド114は、ノズル118の数と同じ数の吐出部127を有する。
【0044】
上記のような液滴吐出装置100を用いて、カラーフィルター1が有する複数色の着色部12に対応するインク2を、セル14内に付与する。また、上記のような装置を用いることにより、セル14内に、効率よくかつ選択的にインク2を付与することができる。なお、図示の構成では、液滴吐出装置100は、インク2を保持するタンク101、チューブ110等を1色分しか有していないが、これらの部材を、カラーフィルター1が有する複数色の着色部12に対応する複数色分有するものであってもよい。また、カラーフィルター1の製造においては、複数色のインク2に対応する複数の液滴吐出装置100を用いてもよい。
上述したように、本実施形態では、基板11を液滴吐出ヘッドに対して相対的に移動させつつ、インク2を、セル14内に付与する。このようにインク2を付与することにより、カラーフィルター1の生産性を高めることができる。
【0045】
ところで、カラーフィルターの製造に用いられるインクは、着色剤や樹脂材料等を含んでいるため、一般に粘度が高い。また、カラーフィルターの製造において、インクの吐出は、通常、生産性の観点から、上述したように、基板をインクジェットヘッドに対して相対的に移動させつつ行うものである。上記のように比較的粘度の高いインクは吐出すると、糸引きが生じる場合がある。インクの着弾位置によっては、その糸引きが切れた場合であってもその糸引き部分が同一のセル内に回収されるが、この糸引き部分が、基板の相対的な移動に伴って、隣り合うセル内へ入ってしまう場合があり、これによって、隣り合うセル同士で混色が生じてしまうといった問題があった。その結果、所望とする発色の着色層を形成することができず、製造されるカラーフィルターの色再現性が低下するといった問題があった。また、セルの高さを高くしてこのような混色を防ぐことも考えられるが、セルの高さを高くすると、吐出するインクの量も多くしなければならず、着色層の厚さも厚くなり、生産性や光の利用効率が低下してしまうといった問題があった。また、生産性を向上させるために、基板の相対的な移動速度を速くした場合、このような混色といった問題が顕著であった。
【0046】
そこで、本発明者らは、鋭意検討した結果、基板の液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動方向において、セルの縁部から所定の幅で、インクの着弾を禁止する着弾禁止領域を設けることにより、上記問題を解決できることを見出した。具体的には、着弾禁止領域の幅をL[μm]、インクの液滴の平均径をL[μm]としたとき、0.5≦L/L≦0.45の関係を満足する着弾禁止領域を設けることにより、隣接するセルにインクの糸引き部分が入るのを防止することができる。その結果、隣接する着色部間での混色が防止され、色再現性に優れたカラーフィルターを提供することができる。
これに対して、L/Lが下限値未満であると、隣接するセルにインクの糸引き部分が入るのを防止することができず、隣接する着色部間での混色で混色が生じてしまう。一方、L/Lが前記上限値を超えると、セル内にインクを行き渡らせるのが困難となり、カラーフィルターの光漏れ(白抜け、輝点)の要因となる。
【0047】
このように本発明では、着弾禁止領域の幅をL[μm]、インクの液滴の平均径をL[μm]としたとき、0.5≦L/L≦4.5の関係を満足する着弾禁止領域を設けた点に特徴を有するが、0.6≦L/L≦4.3の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、本発明の効果をより顕著なものとすることができる。
【0048】
なお、本発明において、着弾禁止領域とは、液滴の中心を基準に考慮した領域で、着弾した際にその中心が入ることを禁止する領域のことを言う。
また、本発明において、インクの液滴の平均径とは、1回に吐出されたインクの体積から吐出された液滴を、その密度を1.0g/cmとして真球とした場合のその径の平均のことを言う。
また、本発明において、基板の、液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動方向とは、基板が、液滴吐出ヘッドに対して相対的に移動する主方向のことを指し、本実施形態においては、図中のY軸方向のことを言う。
【0049】
本実施形態では、図7に示すように、Y軸方向(基板11の液滴吐出ヘッド114に対する相対的な移動方向)において、セル14の両方の縁部から所定の幅Xでインク2の着弾を禁止する着弾禁止領域141を設けている。
このように両縁部に設けられた着弾禁止領域141は、基板11を液滴吐出ヘッド114に対して図7中右側に移動させる場合には、図7中左側の着弾禁止領域141内に液滴が着弾するのを禁止し、また、基板11を液滴吐出ヘッド114に対して図7中左側に移動させる場合には、図7中右側の着弾禁止領域141内に液滴が着弾するのを禁止するよう構成されている。これにより、基板11の液滴吐出ヘッド114に対する相対的な移動方向の自由度が向上し、カラーフィルター1の生産性を効果的に向上させることができる。
【0050】
着弾禁止領域141の幅をL[μm]、Y軸方向におけるセル14の幅をL[μm]としたとき、0.025≦L/L≦0.5の関係を満足するのが好ましく、0.033≦L/L≦0.4の関係を満足する満足するのがより好ましい。これにより、隣接するセル14間において、インク2が混色するのをより効果的に防止することができる。
【0051】
また、着弾禁止領域141の具体的な幅は、3.0〜50.0μmであるのが好ましく、5.0〜45.0μmであるのがより好ましい。これにより、隣接するセル14間において、インク2が混色するのをさらに効果的に防止することができる。
また、基板11の液滴吐出ヘッド114に対する相対的な移動速度は、30〜400mm/秒であるのが好ましく、50〜380mm/秒であるのがより好ましい。これにより、隣接するセル14間において、インク2が混色するのをより確実に防止することができる。
なお、本発明では、液滴吐出ヘッド114は、駆動素子として、ピエゾ素子の代わりに静電アクチュエータを用いるものでもよい。また、液滴吐出ヘッド114は、駆動素子として電気熱変換素子を用い、この電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用して着色インクを吐出する構成であってもよい。
【0052】
<着色部形成工程(硬化工程)>
次に、セル14内のインク2から溶剤(分散媒)を除去し、インク2中に含まれる樹脂材料を硬化させることにより固形状の着色部12とする(1e)。これにより、カラーフィルター1が得られる。
本工程は、通常、加熱により行うが、本工程においては、インク2を構成する溶剤や樹脂材料の種類によっては、例えば、活性エネルギー線の照射や、カラーフィルター用インク2が付与された基板11を減圧環境下に置く等の処理を行ってもよい。活性エネルギー線を照射することにより、樹脂材料の硬化反応を効率よく進行させたり、加熱温度を比較的低いものとした場合であっても、樹脂材料の硬化反応を確実に進行させることができ、基板11等への悪影響の発生がより確実に防止される等の効果が得られる。活性エネルギー線としては、種々の波長の光線、例えば、紫外線、X線、g線、i線、エキシマレーザー等を使用することができる。また、インク2が付与された基板11を減圧環境下に置くことにより、溶剤(分散媒)をより効率よく除去することができたり、画素(セル)内での着色部の形状を、確実に好ましいものとすることができたり、加熱温度を比較的低いものとした場合であっても、溶剤(分散媒)を確実に除去することができ、基板11等への悪影響の発生がより確実に防止される等の効果が得られる。
本工程での加熱温度は、特に限定されないが、50〜260℃であるのが好ましく、80〜240℃であるのがより好ましい。
【0053】
《インク(カラーフィルター用インク)》
次に、本発明のカラーフィルターの製造に用いるインク(カラーフィルター用インク)について詳細に説明する。
カラーフィルター用インク(以下単にインクとも言う。)は、顔料と、溶剤と、分散剤と、硬化性樹脂材料とを含むものである。
【0054】
<硬化性樹脂材料>
カラーフィルター用インクセットを構成する着色インクは、硬化性樹脂材料を含んでいる。これにより、カラーフィルター用インクを用いて形成される着色部の基板に対する密着性を向上させることができる。また、インクジェット法によるインク付与工程の後工程として薬品塗布や洗浄を行った場合においても、着色部が悪影響を受けるのを防止することができる。
このような硬化性樹脂材料としては、特に限定されないが、エポキシ系樹脂を含んでいるのが好ましい。これにより、形成される着色部の基板に対する密着性をさらに向上させることができる。また、着色部の耐薬品性(耐溶剤性)をより高いものとすることができる。
【0055】
また、エポキシ系樹脂として、少なくともエポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有してなる重合体Aを含んでいるのが好ましい。これにより、形成される着色部の基板に対する密着性、耐薬品性(耐溶剤性)等を特に優れたものとすることができるとともに、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。その結果、インクジェット法により、長期間液滴吐出を行ったり、連続して液滴吐出を行ったりした場合においても、吐出された液滴の軌道が変化し(いわゆる、飛行曲がりが発生し)、目的に部位に液滴を着弾させることができなくなったり、液滴の吐出量が不安定化する等の問題が生じるのをより確実に防止することができる。
【0056】
[重合体A]
以下、重合体Aについて、詳細に説明する。
重合体Aは、少なくともエポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有してなるものである。重合体Aは、実質的に単一の化合物からなるものであってもよいし、複数種の化合物の混合物であってもよい。ただし、重合体Aが複数種の化合物の混合物である場合、各化合物が、少なくともエポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有するものである。
【0057】
(エポキシ基含有ビニル単量体a1)
重合体Aは、少なくともエポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有してなるものである。このようなエポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有することにより、重合体A中にエポキシ基を容易かつ確実に導入することができる。また、エポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有することにより、インクの吐出安定性が向上し、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより効果的に防止することができる。また、エポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有することにより、インク中における上述したような顔料の分散安定性を優れたものとすることができ、インクの保存安定性(長期保存性)を優れたものとすることができる。また、エポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有することにより、形成される着色部を、耐薬品性(耐溶剤性)に優れたものとすることができる。また、エポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有することにより、着色部を形成する際に、比較的緩やかに硬化反応が進行し、急激な硬化反応による色むら等が生じるのを効果的に防止することができる。また、形成される着色部の硬度等を優れたものとする上で有利である。また、重合体Aが、後述するようなビニル単量体a2、ビニル単量体a3等を含むものである場合、重合体の合成を好適に行うことができ、所望の特性を有する重合体Aを容易かつ確実に得ることができる。
【0058】
エポキシ基含有ビニル単量体a1としては、例えば、下記式(3)で表される構造を有するものを用いることができる。エポキシ基含有ビニル単量体a1がこのような構造を有するものであると、インク中における上述したような顔料の分散安定性を特に優れたものとすることができ、インクの保存安定性、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。その結果、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより確実に防止することができる。また、エポキシ基含有ビニル単量体a1が下記式(3)で表される構造を有するものであると、形成される着色部の耐溶剤性をより優れたものとすることができる。また、エポキシ基含有ビニル単量体a1が下記式(3)で表される構造を有するものであると、着色部を形成する際に、比較的緩やかに硬化反応が進行し、急激な硬化反応による色むら等が生じるのを効果的に防止することができる。また、形成される着色部の硬度等を特に優れたものとする上で有利である。また、エポキシ基含有ビニル単量体a1がこのような構造を有するものであると、重合体Aと後述する重合体Bとの相溶性を特に優れたものとすることができ、形成される着色部の透明性を特に高いものとすることができる。
【0059】
【化3】

【0060】
式(3)において、Rによって示される炭素数1〜7のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル基等のアルキル基が挙げられるが、水素原子または炭素数1〜2のアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基がより好ましい。これにより、インク中における着色剤の分散安定性を特に優れたものとすることができ、インクの長期保存性、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。その結果、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより確実に防止することができる。また、製造されるカラーフィルターにおいて、表示される画像のコントラストを特に優れたものとすることができる。また、形成される着色部の硬度等を優れたものとすることができる。また、重合体Aと後述する重合体Bとの相溶性を特に優れたものとすることができ、形成される着色部の透明性を非常に高いものとすることができる。
式(3)中、Gによって示される2価のヘテロ原子を含んでいてもよい炭化水素基の代表的な例としては、直鎖または分枝状のアルキレン基、より具体的には、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、テトラメチレン、エチルエチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、オキシメチレン、オキシエチレン、オキシプロピレン等が挙げられる。
【0061】
エポキシ基含有ビニル単量体a1の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジル、(メタ)アクリル酸エチルグリシジル、グリシジルビニルベンジルエーテル(セイミケミカル株式会社製、商品名VBGE)、下記式(3−1)〜式(3−31)で表される脂環式エポキシ基含有不飽和化合物等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができるが、エポキシ基含有ビニル単量体a1としては、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレートが特に好ましい。これにより、インク中における着色剤の分散安定性を特に優れたものとすることができ、カラーフィルター用インクの長期保存性、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。その結果、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより確実に防止することができる。また、形成される着色部の硬度、耐溶剤性等を特に優れたものとすることができる。また、重合体Aと後述する重合体Bとの相溶性を特に優れたものとすることができ、形成される着色部の透明性を非常に高いものとすることができる。
【0062】
【化4】

【0063】
【化5】

【0064】
【化6】

【0065】
【化7】

【0066】
【化8】

【0067】
なお、式(3−1)〜(3−31)において、Rは、水素原子またはメチル基を示し、Rは、炭素数1〜8の2価の炭化水素基を示し、Rは、炭素数1〜20の2価の炭化水素基を示す。また、R、RおよびRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。また、wは、0〜10を示す。
重合体A中におけるエポキシ基含有ビニル単量体a1の含有率(重合体の合成に用いる単量体の重量で換算して求められる値)は、50〜99wt%であるのが好ましく、70〜94wt%であるのがより好ましい。重合体A中におけるエポキシ基含有ビニル単量体a1の含有率が前記範囲内の値であると、インク中における着色剤の分散安定性を優れたものとすることができ、カラーフィルター用インクの長期保存性、吐出安定性を優れたものとすることができる。その結果、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより確実に防止することができる。また、重合体A中におけるエポキシ基含有ビニル単量体a1の含有率が前記範囲内の値であると、着色部を形成する際に、比較的緩やかに硬化反応が進行し、急激な硬化反応による色むら等が生じるのを効果的に防止することができるとともに、形成される着色部の硬度、耐溶剤性等を特に優れたものとすることができる。なお、重合体Aが、複数種の化合物の混合物である場合、エポキシ基含有ビニル単量体a1の含有率の値としては、これらの化合物についての加重平均値(重量比に基づいた加重平均値)を採用することができる。また、重合体Aが、複数種の化合物の混合物である場合、これらの化合物が、いずれも、上記のような含有率でエポキシ基含有ビニル単量体a1を含有しているのが好ましい。
【0068】
(ビニル単量体a2)
重合体Aは、少なくともエポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有してなるものであればよいが、エポキシ基含有ビニル単量体a1に加え、さらに、イソシアネート基またはそれが保護基で保護されたブロックイソシアネート基を備えたビニル単量体a2を単量体成分として含有してなるもの(共重合体)であるのが好ましい。これにより、インク中における気体の含有率(溶存気体、マイクロバブル等として存在する気泡等)をより効果的に低くすることができ、インクジェット法による液滴吐出の安定性が特に優れたものとなる。その結果、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより効果的に防止することができるとともに、製造されるカラーフィルターにおいて、各部位での色むら、濃度むらや、個体間での特性のばらつきが発生するのをより効果的に防止することができる。
重合性ビニル単量体a2としては、例えば、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工株式会社製、商品名「カレンズMOI」)、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等の、(メタ)アクリロイル基が炭素数2〜6のアルキレン基を介してイソシアネート基と結合した(メタ)アクリロイルイソシアネート等が挙げられる。
【0069】
上記(メタ)アクリロイルイソシアネートのイソシアネート基は、ブロックイソシアネート基であることが好ましい。ここで言うブロックイソシアネート基とは、末端をブロック剤でマスキングしたイソシアネート基を指す。ブロックイソシアネート基を持つ単量体としては、例えば、メタクリル酸2−(0−[1’メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル等が挙げられ、また、昭和電工株式会社製「カレンズMOI−BM」の商品名で市販されている。これら重合性ビニル単量体は、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0070】
重合体Aにおけるビニル単量体a2の含有率(重合体の合成に用いる単量体の重量で換算して求められる値)は、100重量部のエポキシ基含有ビニル単量体a1に対し、2〜20重量部であるのが好ましく、3〜15重量部であるのがより好ましい。重合体Aにおけるビニル単量体a2の含有率が前記範囲内の値であると、インクの保存安定性等を十分に優れたものとしつつ、インク中における気体の含有率(溶存気体、マイクロバブル等として存在する気泡等)をより効果的に低くすることができ、インクジェット法による液滴吐出の安定性が特に優れたものとなる。その結果、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより確実に防止することができる。また、形成される着色部の透明性を十分に高いものとすることができる。これに対し、重合体Aにおけるビニル単量体a2の含有率が前記下限値未満であると、上記のようなビニル単量体a2を含有することによる効果が十分に発揮されない可能性がある。また、重合体Aにおけるビニル単量体a2の含有率が前記上限値を超えると、重合体Aと後述する重合体Bとの相溶性が低下し、形成される着色部の透明性を十分に優れたものとするのが困難になる可能性がある。なお、重合体Aが、複数種の化合物の混合物である場合、ビニル単量体a2の含有率の値としては、これらの化合物についての加重平均値(重量比に基づいた加重平均値)を採用することができる。また、重合体Aが、複数種の化合物の混合物である場合、これらの化合物が、いずれも、上記のような含有率でビニル単量体a2を含有しているのが好ましい。
【0071】
(ビニル単量体a3)
重合体Aは、少なくともエポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有してなるものであればよいが、エポキシ基含有ビニル単量体a1に加え、さらに、水酸基を備えたビニル単量体a3を単量体成分として含有してなるもの(共重合体)であるのが好ましい。これにより、形成される着色部の基板に対する密着性、特に、画像表示に伴う急激な温度変化に、繰り返しさらされた場合における密着性を特に優れたものとすることができる。その結果、例えば、カラーフィルターを長期間使用した場合においても、光漏れ(白抜け、輝点)等の問題が発生するのをより確実に防止することができる。すなわち、カラーフィルターの耐久性を特に優れたものとすることができる。また、重合体Aが、ビニル単量体a3を単量体成分として含有してなるものであると、重合体Aと後述する重合体Bとの相溶性を特に優れたものとすることができ、形成される着色部の透明性を非常に高いものとすることができる。
【0072】
ビニル単量体a3としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,3−ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の、多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのモノエステル化物、上記多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのモノエステル化物にε−カプロラクトンを開環重合した化合物(ダイセル化学工業株式会社製プラクセルFAシリーズ、プラクセルFMシリーズ等)やエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを開環重合した化合物等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0073】
重合体Aにおけるビニル単量体a3の含有率(重合体の合成に用いる単量体の重量で換算して求められる値)は、100重量部のエポキシ基含有ビニル単量体a1に対し、2〜20重量部であるのが好ましく、3〜15重量部であるのがより好ましい。重合体Aにおけるビニル単量体a3の含有率が前記範囲内の値であると、インクの保存安定性等を十分に優れたものとしつつ、インクを用いて製造されるカラーフィルターの耐久性を特に優れたものとすることができる。また、形成される着色部の透明性を高いものとすることができる。これに対し、重合体Aにおけるビニル単量体a3の含有率が前記下限値未満であると、上記のようなビニル単量体a3を含有することによる効果が十分に発揮されない可能性がある。また、重合体Aにおけるビニル単量体a3の含有率が前記上限値を超えると、インク中における気体の含有率を十分に低いものとするのが困難になる可能性がある。なお、重合体Aが、複数種の化合物の混合物である場合、ビニル単量体a3の含有率の値としては、これらの化合物についての加重平均値(重量比に基づいた加重平均値)を採用することができる。また、重合体Aが、複数種の化合物の混合物である場合、これらの化合物が、いずれも、上記のような含有率でビニル単量体a3を含有しているのが好ましい。
【0074】
(その他の重合性ビニル単量体a4)
重合体Aは、上述したようなエポキシ基含有ビニル単量体a1、ビニル単量体a2、および、ビニル単量体a3以外の重合性ビニル単量体a4を単量体成分として含有していてもよい。このような重合性ビニル単量体a4としては、エポキシ基含有ビニル単量体a1と共重合可能なビニル単量体を用いることができ、具体的には、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜12のアルキル、アラルキル(メタ)アクリレート;スチレン、α−メチルスチレン等のビニル芳香族化合物;CF(CFCHCH=CH、CF(CFCH=CH、CF(CFCHCH=CH、CF(CFCH=CH、CF(CFCH=CH、CF(CFCHCH=CH、CF(CFCH=CH、(CFCF(CFCHCH=CH、(CFCF(CFCH=CH、(CFCF(CFCHCH=CH、(CFCF(CFCH=CH、(CFCF(CFCHCH=CH、(CFCF(CFCH=CH、FCH=CH、CF(CFCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHCHOCHCH=CH、H(CFCHOCHCH=CH、H(CFCHOCHCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、(CFCF(CFCHCHOCOCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、(CFCF(CFCHCHOCOCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFCHCHOCOCH=CH、CF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFCHCHOCOCH=CH、CF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFCHCHOCOCH=CH、CF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、H(CFCHCHOCOCH=CH、H(CFCHCHOCOC(CH)=CH、F(CFCHCHOCOCH=CH、F(CFCHCHOCOC(CH)=CH、H(CFCHOCOC(CH)=CH、H(CFCHOCOCH=CH等のフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル化合物等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。ただし、重合体Aは、単量体成分として、後述するようなアルコキシシリル基含有ビニル単量体b1を含有するものではない。
【0075】
重合体Aにおける重合性ビニル単量体a4の含有率(重合体の合成に用いる単量体の重量で換算して求められる値)は、100重量部のエポキシ基含有ビニル単量体a1に対し、20重量部以下であるのが好ましく、10重量部以下であるのがより好ましい。なお、重合体Aが、複数種の化合物の混合物である場合、重合性ビニル単量体a4の含有率の値としては、これらの化合物についての加重平均値(重量比に基づいた加重平均値)を採用することができる。また、重合体Aが、複数種の化合物の混合物である場合、各化合物について、重合性ビニル単量体a4の含有率が上記のような条件を満足するのが好ましい。
【0076】
上記のように、重合体Aは、少なくともエポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有してなるものであればよいが、エポキシ基含有ビニル単量体a1に加え、ビニル単量体a2およびビニル単量体a3を含有するものであるのが好ましい。これにより、上述したようなビニル単量体a2を含むことによる効果と、上述したようなビニル単量体a3を含むことによる効果とを、両立することができる。
硬化性樹脂材料(バインダー樹脂)中に占める重合体Aの割合(含有率)は、特に限定されないが、25〜80wt%であるのが好ましく、33〜70wt%であるのがより好ましい。なお、重合体Aが複数種の化合物の混合物である場合、重合体Aの含有率としては、これらの化合物の含有率の総和を採用する。
【0077】
[重合体B]
また、硬化性樹脂材料には、上記成分の他、少なくとも下記式(1)で表されるアルコキシシリル基含有ビニル単量体b1を単量体成分として含有してなる重合体Bを含んでいてもよい。
【0078】
【化9】

【0079】
また、このような重合体Bは、前述した重合体Aとともに用いるのが好ましい。これにより、インク中における気体の含有率を低くすることができ、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。その結果、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより効果的に防止することができる。また、硬化性樹脂材料が、重合体Aとともに重合体Bを含むものであることにより、製造されるカラーフィルターの耐久性を特に優れたものとすることができる。また、硬化性樹脂材料と着色剤との混合安定性を長期間にわたって優れたものとすることができ、長期間にわたって安定的に、コントラストに優れたカラーフィルターを製造することができる。また、硬化性樹脂材料が、重合体Aとともに重合体Bを含むものであることにより、形成される着色部の耐光性を優れたものとすることができる。一般に、染料は、顔料に比べて耐光性に劣るものであるが、インクが着色剤として染料を含むものであっても、形成される着色部の耐光性を十分に優れたものとすることができる。また、一旦調製したインクを長期間にわたって好適に使用することができるため、インクの交換、液滴吐出装置内におけるインクの置換の頻度を少なくすることができるため、カラーフィルターの生産性を特に優れたものとすることができるとともに、製造されるカラーフィルターの品質の安定性も向上する。
重合体Bは、実質的に単一の化合物からなるものであってもよいし、複数種の化合物の混合物であってもよい。ただし、重合体Bが複数種の化合物の混合物である場合、各化合物が、少なくともアルコキシシリル基含有ビニル単量体b1を単量体成分として含有するものである。
【0080】
(アルコキシシリル基含有ビニル単量体b1)
重合体Bは、少なくとも式(1)で表されるアルコキシシリル基含有ビニル単量体b1を単量体成分として含有してなるものである。このようなアルコキシシリル基含有ビニル単量体b1を単量体成分として含有することにより、重合体B中にアルコキシシリル基を容易かつ確実に導入することができる。また、アルコキシシリル基含有ビニル単量体b1を単量体成分として含有することにより、形成される着色部の硬度、基板に対する密着性、耐光性、耐熱性等を、いずれも、十分に優れたものとすることができる。また、重合体Bが、後述するようなビニル単量体b2等を含むものである場合、重合体の合成を好適に行うことができ、所望の特性を有する重合体Bを容易かつ確実に得ることができる。
【0081】
式(1)において、Rによって示される炭素数1〜7のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル基等のアルキル基が挙げられるが、水素原子または炭素数1〜2のアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基がより好ましい。これにより、カラーフィルター用インク(インク)中における顔料の分散安定性、カラーフィルター用インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができるとともに、形成される着色部の硬度、基板に対する密着性、耐光性、耐熱性等を特に優れたものとすることができる。また、重合体Aと重合体Bとの相溶性を特に優れたものとすることができ、形成される着色部の透明性を特に高いものとすることができる。
【0082】
式(1)中、Eによって示される2価の炭化水素基の代表的な例として、直鎖または分枝状のアルキレン基、より具体的には、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、テトラメチレン、エチルエチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン等が挙げられる。これらのうちでも、炭素数1〜3の直鎖アルキレン基(例えば、メチレン、エチレン、プロピレン基)が特に好ましい。
【0083】
式(1)中、R、RおよびRによって示される炭素数1〜6のアルキル基としては、直鎖または分枝状のアルキル基、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、ペンチル、ヘキシル基等が挙げられる。RおよびRによって示される炭素数1〜6のアルコキシル基としては、直鎖または分枝状のアルコキシル基、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s−ブトキシ、ペントキシ、ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
【0084】
式(1)で表される単量体の具体例としては、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、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニ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エトキシシラン、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシブチルフェニルジメトキシシラン等のアルコキシシリル基含有重合性不飽和化合物等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0085】
重合体B中におけるアルコキシシリル基含有ビニル単量体b1の含有率(重合体の合成に用いる単量体の重量で換算して求められる値)は、70〜100wt%であるのが好ましく、80〜100wt%であるのがより好ましい。重合体B中におけるアルコキシシリル基含有ビニル単量体b1の含有率が前記範囲内の値であると、インク中における顔料の分散安定性、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。また、形成される着色部の硬度、基板に対する密着性、耐光性、耐熱性等を、特に優れたものとすることができる。なお、重合体Bが、複数種の化合物の混合物である場合、アルコキシシリル基含有ビニル単量体b1の含有率の値としては、これらの化合物についての加重平均値(重量比に基づいた加重平均値)を採用することができる。また、重合体Bが、複数種の化合物の混合物である場合、これらの化合物が、いずれも、上記のような含有率でアルコキシシリル基含有ビニル単量体b1を含有しているのが好ましい。
【0086】
(その他の重合性ビニル単量体b2)
重合体Bは、少なくともアルコキシシリル基含有ビニル単量体b1を単量体成分として含有してなるものであればよいが、アルコキシシリル基含有ビニル単量体b1に加え、さらに、アルコキシシリル基含有ビニル単量体b1以外の重合性ビニル単量体b2を単量体成分として含有していてもよい。このような重合性ビニル単量体b2としては、アルコキシシリル基含有ビニル単量体b1と共重合可能なビニル単量体を用いることができ、具体的には、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,3−ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の、多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのモノエステル化物、上記多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのモノエステル化物にε−カプロラクトンを開環重合した化合物(ダイセル化学工業株式会社製プラクセルFAシリーズ、プラクセルFMシリーズ等)やエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを開環重合した化合物等の水酸基を備えた重合性ビニル単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜12のアルキル、アラルキル(メタ)アクリレート;スチレン、α−メチルスチレン等のビニル芳香族化合物;CF(CFCHCH=CH、CF(CFCH=CH、CF(CFCHCH=CH、CF(CFCH=CH、CF(CFCH=CH、CF(CFCHCH=CH、CF(CFCH=CH、(CFCF(CFCHCH=CH、(CFCF(CFCH=CH、(CFCF(CFCHCH=CH、(CFCF(CFCH=CH、(CFCF(CFCHCH=CH、(CFCF(CFCH=CH、FCH=CH、CF(CFCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHCHOCHCH=CH、H(CFCHOCHCH=CH、H(CFCHOCHCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、(CFCF(CFCHCHOCOCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、(CFCF(CFCHCHOCOCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFCHCHOCOCH=CH、CF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFCHCHOCOCH=CH、CF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFCHCHOCOCH=CH、CF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、H(CFCHCHOCOCH=CH、H(CFCHCHOCOC(CH)=CH、F(CFCHCHOCOCH=CH、F(CFCHCHOCOC(CH)=CH、H(CFCHOCOC(CH)=CH、H(CFCHOCOCH=CH等のフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。ただし、重合体Bは、単量体成分として、前述したようなエポキシ基含有ビニル単量体a1を含有するものではない。また、重合体Bは、単量体成分として、上記のようなフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体を含まないものであるのが好ましい。
【0087】
重合体Bにおける重合性ビニル単量体b2の含有率(重合体の合成に用いる単量体の重量で換算して求められる値)は、30wt%以下であるのが好ましく、20wt%以下であるのがより好ましい。なお、重合体Bが、複数種の化合物の混合物である場合、重合性ビニル単量体b2の含有率の値としては、これらの化合物についての加重平均値(重量比に基づいた加重平均値)を採用することができる。また、重合体Bが、複数種の化合物の混合物である場合、各化合物について、重合性ビニル単量体b2の含有率が上記のような条件を満足するのが好ましい。
【0088】
上記のように、重合体Bは、少なくともアルコキシシリル基含有ビニル単量体b1を単量体成分として含有してなるものであればよく、アルコキシシリル基含有ビニル単量体b1以外の単量体成分を含有していてもよいが、アルコキシシリル基含有ビニル単量体b1の単独重合体であるのが好ましい。すなわち、重合体Bは、単量体成分として、アルコキシシリル基含有ビニル単量体b1以外の成分を含まないものであるのが好ましい。これにより、インク中における着色剤の分散安定性、インクの吐出安定性、および、製造されるカラーフィルターの耐久性を、特に優れたものとすることができる。
硬化性樹脂材料中に占める重合体Bの割合(含有率)は、特に限定されないが、20〜60wt%であるのが好ましく、25〜55wt%であるのがより好ましい。なお、重合体Bが複数種の化合物の混合物である場合、重合体Bの含有率としては、これらの化合物の含有率の総和を採用する。
【0089】
また、重合体Aの含有率と重合体Bの含有率との比率は、重量比で、25:75〜75:25であるのが好ましく、45:55〜55:45であるのがより好ましい。このような条件を満足することにより、インク中における着色剤の分散安定性、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。また、製造されるカラーフィルターにおいて、各部位での色むら、濃度むらをより確実に防止することができ、また、個体間での特性の均一性を特に優れたものとすることができる。また、カラーフィルターの耐久性を特に優れたものとすることができる。
【0090】
[重合体C]
また、硬化性樹脂材料には、上記成分の他、下記式(2)で表されるフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1を単量体成分として含有してなる重合体Cを含んでいてもよい。
【0091】
【化10】

【0092】
また、このような重合体Cは、前述した重合体A、重合体Bとともに用いるのが好ましい。これにより、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。特に、液滴吐出ヘッドのノズルからの液切れが良好になるとともに、インクの固形分のノズルへの固着等をより効果的に防止することができる。その結果、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより確実に防止することができる。また、形成される着色部の耐熱性を特に優れたものとすることができる。
重合体Cは、実質的に単一の化合物からなるものであってもよいし、複数種の化合物の混合物であってもよい。ただし、重合体Cが複数種の化合物の混合物である場合、各化合物が、少なくともフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1を単量体成分として含有するものである。
【0093】
(フルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1)
重合体Cは、少なくとも式(2)で表されるフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1を単量体成分として含有してなるものである。このようなフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1を単量体成分として含有することにより、重合体C中にフルオロアルキル基またはフルオロアリール基を容易かつ確実に導入することができる。また、フルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1を単量体成分として含有することにより、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。また、形成される着色部の耐熱性を特に優れたものとすることができる。また、重合体Cが、後述するようなビニル単量体c2等を含むものである場合、重合体の合成を好適に行うことができ、所望の特性を有する重合体Cを容易かつ確実に得ることができる。
【0094】
式(2)において、Rによって示される炭素数1〜7のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル基等のアルキル基が挙げられるが、水素原子または炭素数1〜2のアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基がより好ましい。これにより、インクの吐出安定性、形成される着色部の耐熱性を特に優れたものとすることができる。
【0095】
式(2)中、Dによって示される2価の炭化水素基(ヘテロ原子を含んでいてもよい炭化水素基)の代表的な例として、直鎖または分枝状のアルキレン基、より具体的には、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、テトラメチレン、エチルエチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、オキシメチレン、オキシエチレン、オキシプロピレン等が挙げられる。
【0096】
式(2)で表される単量体の具体例としては、例えば、CF(CFCHCH=CH、CF(CFCH=CH、CF(CFCHCH=CH、CF(CFCH=CH、CF(CFCH=CH、CF(CFCHCH=CH、CF(CFCH=CH、(CFCF(CFCHCH=CH、(CFCF(CFCH=CH、(CFCF(CFCHCH=CH、(CFCF(CFCH=CH、(CFCF(CFCHCH=CH、(CFCF(CFCH=CH、FCH=CH、CF(CFCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHOCHCH=CH、CF(CFCHCHCHOCHCH=CH、H(CFCHOCHCH=CH、H(CFCHOCHCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、(CFCF(CFCHCHOCOCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、(CFCF(CFCHCHOCOCH=CH、(CFCF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFCHCHOCOCH=CH、CF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFCHCHOCOCH=CH、CF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFCHCHOCOCH=CH、CF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、H(CFCHCHOCOCH=CH、H(CFCHCHOCOC(CH)=CH、F(CFCHCHOCOCH=CH、F(CFCHCHOCOC(CH)=CH、H(CFCHOCOC(CH)=CH、H(CFCHOCOCH=CH等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0097】
重合体C中におけるフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1の含有率(重合体の合成に用いる単量体の重量で換算して求められる値)は、15〜100wt%であるのが好ましく、18〜100wt%であるのがより好ましい。重合体C中におけるフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1の含有率が前記範囲内の値であると、インク中における着色剤の分散安定性、インクの吐出安定性、形成される着色部の耐熱性を特に優れたものとすることができる。また、重合体Cの、重合体Aや重合体Bに対する相溶性を特に優れたものとすることができ、形成される着色部の透明性を特に高いものとすることができる。これに対し、重合体Cにおけるフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1の含有率が前記下限値未満であると、上記のようなフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1を含有することによる効果が十分に発揮されない可能性がある。なお、重合体Cが、複数種の化合物の混合物である場合、フルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1の含有率の値としては、これらの化合物についての加重平均値(重量比に基づいた加重平均値)を採用することができる。また、重合体Cが、複数種の化合物の混合物である場合、これらの化合物が、いずれも、上記のような含有率でフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1を含有しているのが好ましい。
【0098】
(その他の重合性ビニル単量体c2)
重合体Cは、上述したようなフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1以外の重合性ビニル単量体c2を単量体成分として含有していてもよい。このような重合性ビニル単量体c2としては、フルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1と共重合可能なビニル単量体を用いることができ、具体的には、例えば、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工株式会社製、商品名「カレンズMOI」)、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等の、(メタ)アクリロイル基が炭素数2〜6のアルキレン基を介してイソシアネート基と結合した(メタ)アクリロイルイソシアネート、メタクリル酸2−(0−[1’メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル(昭和電工株式会社製、商品名「カレンズMOI−BM」)等の、イソシアネートまたはそれが保護基で保護されたブロックイソシアネート基を備えた重合性ビニル単量体;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,3−ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の、多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのモノエステル化物、上記多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのモノエステル化物にε−カプロラクトンを開環重合した化合物(ダイセル化学工業株式会社製プラクセルFAシリーズ、プラクセルFMシリーズ等)やエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを開環重合した化合物等の水酸基を備えた重合性ビニル単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜12のアルキル、アラルキル(メタ)アクリレート;スチレン、α−メチルスチレン等のビニル芳香族化合物等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。ただし、重合体Cは、単量体成分として、前述したようなエポキシ基含有ビニル単量体a1、アルコキシシリル基含有ビニル単量体b1を含有するものではない。
【0099】
重合体C中における重合性ビニル単量体c2の含有率(重合体の合成に用いる単量体の重量で換算して求められる値)は、85wt%以下であるのが好ましく、82wt%以下であるのがより好ましい。なお、重合体Cが、複数種の化合物の混合物である場合、重合性ビニル単量体c2の含有率の値としては、これらの化合物についての加重平均値(重量比に基づいた加重平均値)を採用することができる。また、重合体Cが、複数種の化合物の混合物である場合、各化合物について、重合性ビニル単量体c2の含有率が上記のような条件を満足するのが好ましい。
【0100】
硬化性樹脂材料が重合体Cを含むものである場合、硬化性樹脂材料中に占める重合体Cの割合(含有率)は、特に限定されないが、1〜20wt%であるのが好ましく、2〜15wt%であるのがより好ましい。なお、重合体Cが複数種の化合物の混合物である場合、重合体Cの含有率としては、これらの化合物の含有率の総和を採用する。
また、硬化性樹脂材料が重合体Cを含むものである場合、重合体Aの含有率と重合体Cの含有率との比率は、重量比で、50:50〜99:1であるのが好ましく、60:40〜98:2であるのがより好ましい。このような条件を満足することにより、インク中における着色剤の分散安定性、インクの吐出安定性を特に優れたものとし、カラーフィルターの各部位での色むら、濃度むら等をより効果的に防止し、個体間での特性の均一性を特に優れたものとすることができるとともに、カラーフィルターの耐久性を特に優れたものとすることができる。また、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをさらに確実に防止することができる。
【0101】
上記のような重合体(重合体A、重合体B、重合体C)の重量平均分子量は、いずれも、1000〜50000であるのが好ましく、1200〜10000であるのがより好ましく、1500〜5000であるのがさらに好ましい。また、上記のような重合体(重合体A、重合体B、重合体C)の分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は、いずれも、1〜3程度である。
【0102】
インク中における硬化性樹脂材料の含有率は、0.5〜25wt%であるのが好ましく、1〜18wt%であるのがより好ましい。硬化性樹脂材料の含有率が前記範囲内の値であると、インク中における顔料の分散安定性、インクの液滴吐出ヘッドからの吐出性を特に優れたものとしつつ、製造されるカラーフィルターの耐久性を特に優れたものとすることができる。また、製造されるカラーフィルターにおいて、十分な色濃度を確保することができる。
【0103】
着色剤として顔料を含む場合、インクにおいて、着色剤:100重量部に対する、硬化性樹脂材料の含有率は、15〜50重量部であるのが好ましく、19〜42重量部であるのがより好ましい。このような条件を満足することにより、インク中における顔料の分散安定性、インクの吐出安定性を特に優れたものとし、形成されるカラーフィルターの着色部の発色性、コントラストを特に優れたものとすることができる。また、着色部の基板に対する密着性を特に優れたものとすることができる。
なお、インクを構成する硬化性樹脂材料は、上述した重合体A、重合体B、重合体C以外の重合体を含むものであってもよい。
【0104】
<着色剤>
カラーフィルターは、異なる複数色の着色部(一般に、RGBに対応する3色の着色)を有している。そして、カラーフィルター用インクセットを構成する各インクは、それぞれ、形成すべき着色部の色調に応じた着色剤を含むものである。
着色剤としては、各種有機顔料、各種無機顔料、各種染料を用いることができるが、有機顔料であるのが好ましい。有機顔料を用いることにより、例えば、インクを用いて形成される着色部の発色性を特に優れたものとすることができる。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。より具体的には、有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1,3,12,13,14,15,16,17,20,24,31,34,35,35:1,37,37:1,42,43,53,55,60,61,65,71,73,74,81,83,93,94,95,97,98,100,101,104,106,108,109,110,113,114,116,117,119,120,126,127,128,129,138,139,150,151,152,153,154,155,156,157,166,168,175,180,184,185;C.I.ピグメントオレンジ1,5,13,14,16,17,20,20:1,24,34,36,38,40,43,46,49,51,61,63,64,71,73,104;C.I.ピグメントバイオレット1,3,14,16,19,23,29,32,36,38,50;C.I.ピグメントレッド1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38,40,41,42,48:1,48:2,48:3,48:4,49:1,49:2,50:1,52:1,53:1,57,57:1,57:2,58:2,58:4,60:1,63:1,63:2,64:1,81,81:1,83,88,90:1,97,101,102,104,105,106,108,108:1,112,113,114,122,123,144,146,149,150,151,166,168,170,171,172,174,175,176,177,178,179,180,185,187,188,190,193,194,202,206,207,208,209,215,216,220,224,226,242,243,245,254,255,264,265;C.I.ピグメントブルー1,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,17:1,18,60,27,28,29,35,36,60,80;C.I.ピグメントグリーン7,36,15,17,18,19,26,50,58;C.I.ピグメントブラウン7,11,23,25,33;C.I.ピグメントブラック1,7や、これらの誘導体等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0105】
特に、インクが、顔料(赤色顔料)として、C.I.ピグメントレッド177とその誘導体、および/または、C.I.ピグメントレッド254とその誘導体を含むものであると、当該インク(赤色のインク)の発色性を特に優れたものとすることができる。また、後に詳述するような分散剤、樹脂材料と併用することによる効果がより顕著に発揮され、インク中における顔料粒子の長期分散安定性、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
C.I.ピグメントレッド177の誘導体、C.I.ピグメントレッド254の誘導体として、下記式(4)または下記式(5)で示される化合物(誘導体)を含有するものである場合、上述したような効果がさらに顕著に発揮される。
【0106】
【化11】

【0107】
【化12】

【0108】
また、特に、インクが、顔料(緑色顔料)として、C.I.ピグメントグリーン58(臭素化亜鉛フタロシアニン顔料)を含むものであると、当該インク(緑色のインク)の発色性を特に優れたものとすることができる。また、C.I.ピグメントグリーン58は、明度に優れるという特徴を有しているものの、従来においては、安定的に分散させるのが極めて困難な材料であったが、本実施形態のインクにおいては、従来においては安定的に分散させるのが極めて困難であったC.I.ピグメントグリーン58を含む場合であっても、インク中における長期分散安定性を特に優れたものとすることができる。また、インクが、C.I.ピグメントグリーン58を含むものである場合、さらに、スルホン化された顔料誘導体を副顔料として含むのが好ましい。これにより、インクの発色性をさらに優れたものとすることができるとともに、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
【0109】
顔料として、C.I.ピグメントグリーン58とスルホン化された顔料誘導体とを含む場合、スルホン化された顔料誘導体として、下記式(6)で示される化合物(誘導体)を含有するのが好ましい。これにより、インク中における顔料粒子の長期分散安定性、液滴の吐出安定性を特に優れたものとすることができるとともに、製造されるカラーフィルターにおいて、より優れたコントラストの画像を表示することができる。また、後述するような方法において、微分散工程の効率を特に優れたものとすることができ、短時間で、また、比較的小さなエネルギーで、インクを製造することができるため、インクの生産性を特に優れたものとすることができ、生産コストの削減にも寄与することができる。
【0110】
【化13】

【0111】
このように、特定の化学構造を有する顔料誘導体(副顔料)を、C.I.ピグメントグリーン58(主顔料)とともに用いることにより、上記のような優れた効果が得られることは、本発明者が鋭意研究を行った結果、見出したことであり、そのメカニズムの詳細は不明であるが、以下のような理由によるものであると考えられる。
C.I.ピグメントグリーン58を構成する臭素化フタロシアニンは、分子全体として、高度な共役系が形成されており、平面的な構造となるのが、エネルギー的に安定している。そして、臭素化フタロシアニンは、平面状の各分子が積層されるように(平行に)配置することにより、各分子間が有する共役系のπ電子が重なり合った、安定した状態になる。このため、C.I.ピグメントグリーン58は、本来、凝集し易く、溶剤中に安定的に分散させるのが困難である。
【0112】
一方、上記のような顔料誘導体では、式(6)中において窒素原子に結合している水素原子は、フタルイミド構造を構成する酸素原子との間で、水素結合を形成する。このようなことから、式(6)中において窒素原子に結合している水素原子は、実体的には、キノリン構造を構成する窒素原子とともに、フタルイミド構造を構成する酸素原子とも強固に結合しており、上記のような顔料誘導体(スルホン化顔料誘導体)では、式(6)中において1〜7の番号を付した7原子による安定的な環構造(7員環構造)が形成されている。このような7員環構造を形成することにより、キノリン構造による平面と、フタルイミド構造による平面とは、非平行状態をとることになる。
【0113】
このように、キノリン構造による平面と、フタルイミド構造による平面とが、非平行となることにより、C.I.ピグメントグリーン58(臭素化フタロシアニン)に対して適度な親和性を有する顔料誘導体(スルホン化顔料誘導体)が、C.I.ピグメントグリーン58の分子間に入り込み、上記のように、本来、凝集し易いC.I.ピグメントグリーン58を凝集しにくいものとすることができる。さらに、上記のような顔料誘導体(スルホン化顔料誘導体)は、分子内にスルホ基を有しているため、後述する溶剤に対する分散性に優れている。以上のようなことが、相乗的に作用し合い、上記のような非常に優れた効果が得られるものと考えられる。
【0114】
C.I.ピグメントグリーン58と上記のような顔料誘導体(スルホン化顔料誘導体)とを含む場合、インク中における顔料誘導体(スルホン化顔料誘導体)の含有率は、特に限定されないが、C.I.ピグメントグリーン58(主顔料):100重量部に対して、2〜32重量部であるのが好ましく、7〜28重量部であるのがより好ましい。これにより、インク中における顔料粒子の長期分散安定性、液滴の吐出安定性を特に優れたものとすることができるとともに、インクを用いて製造されるカラーフィルターのコントラスト、明度を特に優れたものとすることができる。
また、特に、インクが、顔料(青色顔料)として、C.I.ピグメントブルー15:6、または、C.I.ピグメントブルー15の誘導体を含むものであると、当該インク(青色のインク)の発色性を特に優れたものとすることができる。また、インク中における顔料粒子の長期分散安定性、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
【0115】
インク中における着色剤の含有率は、3〜25wt%以上であるのが好ましく、3.5〜20wt%であるのがより好ましく、4.0〜9.4wt%であるのがさらに好ましい。着色剤の含有率が前記範囲内の値であると、インクを用いて製造されるカラーフィルターにおいて、より高い色濃度を確保することができ、より鮮明な画像表示に用いることができる。また、所定の色濃度の着色部を形成するのに要するインクの量を少なくすることができ、省資源の観点から有利である。また、カラーフィルターの着色部を形成する際における溶媒の揮発量を抑制することができるため、環境に対する負荷を軽減することができる。また、従来においては、このように比較的高濃度で着色剤を含む場合には、吐出安定性が特に低いものとなり、インクの液滴を吐出する際に、飛行曲がりや液滴吐出量の不安定化等の問題が特に発生し易かった。また、従来においては、特に、大型基板(例えば、G5以上)上に液滴吐出をして着色部を形成する場合に、面内の各部位での吐出量ばらつきによる不良品の発生が顕著となり、カラーフィルターの生産性が著しく低下するという問題があった。これに対し、本発明では、比較的高濃度で着色剤を含む場合であっても、後に詳述するように、上記のような問題の発生を確実に防止することができ、製造されるカラーフィルターの各部位での色むら、濃度むら等や、個体間での特性のばらつきの発生を確実に防止することができ、優れた生産性で、カラーフィルターを製造することができる。すなわち、インクが、上記のように比較的高濃度の着色剤を含む場合、本発明の効果がより顕著に発揮される。また、製造されるカラーフィルターの耐久性を特に優れたものとすることができる。
【0116】
インク中における顔料粒子(着色剤粒子)の平均粒径は、特に限定されないが、10〜200nmであるのが好ましく、20〜180nmであるのがより好ましい。これにより、インクを用いて製造されるカラーフィルターの耐光性を十分に優れたものとしつつ、インク中における顔料の分散安定性や、カラーフィルターにおけるコントラスト等を特に優れたものとすることができる。
【0117】
<溶剤>
また、インク中には、上記成分の他、溶剤が含まれていてもよい。
溶剤は、インクにおいて、着色剤を分散する分散媒として機能するものである。また、溶剤は、後述するようなインクの製造方法では、分散液中において、通常、前述したような樹脂材料を溶解する溶媒として機能するものである。そして、通常、インクを構成する溶剤(分散媒)は、カラーフィルターを製造する過程において、その大部分が除去されるものである。
【0118】
溶剤としては、例えば、エステル化合物、エーテル化合物、ヒドロキシケトン、炭酸ジエステル、環状アミド化合物等を用いることができ、中でも、〔1〕多価アルコール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン等)の縮合物としてのエーテル(多価アルコールエーテル)や、多価アルコールまたは多価アルコールエーテルのアルキルエーテル(例えば、メチルエーテル、エチルエーテル、ブチルエーテル、ヘキシルエーテル等)、エステル(例えば、ホルメート、アセテート、プロピオネート等)、〔2〕多価カルボン酸(例えば、こはく酸、グルタル酸等)のエステル(例えば、メチルエステル等)、〔3〕分子内に少なくとも1つの水酸基と少なくとも1つのカルボキシル基とを有する化合物(ヒドロキシ酸)のエーテル、エステル等、〔4〕多価アルコールとホスゲンとの反応で得られるような化学構造を有する炭酸ジエステルが好ましい。溶剤として用いることのできる化合物としては、例えば、2−(2−メトキシ−1−メチルエトキシ)−1−メチルエチルアセテート、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、4−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、ビス(2−ブトキシエチル)エーテル、グルタル酸ジメチル、エチレングリコールジn−ブチレート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、1,6−ジアセトキシヘキサン、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ブトキシプロパノール、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、3−メトキシブチルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、オクタン酸エチル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸シクロヘキシル、こはく酸ジエチル、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、こはく酸ジメチル、1−ブトキシ−2−プロパノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−n−ブチルアセテート、ジアセチン、ジプロピレングリコールモノn−プロピルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ブチルグリコレート、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、N−メチル−2−ピロリドン、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ビス(2−プロポキシエチル)エーテル、ジエチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールエチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールブチルエチルエーテル、トリエチレングリコールエチルメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルプロピルエーテル、トリエチレングリコールメチルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、n−ノニルアルコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチ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2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ブチルセロソルブアセテート等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。溶剤としては、これらの中でも、1,3−ブチレングリコールジアセテート、ビス(2−ブトキシエチル)エーテル、および、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートよりなる群から選択される1種または2種以上を含むものであるのが好ましい。液性媒体としては、これらの中でも、1,3−ブチレングリコールジアセテート、ビス(2−ブトキシエチル)エーテル、および、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートよりなる群から選択される1種または2種以上を含むものであるのが好ましい。これにより、インクの液滴の吐出安定性を特に優れたものとすることができる。その結果、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのをより確実に防止することができる。また、製造されるカラーフィルターの各部位での色むら、濃度むら等をより効果的に抑制することができるとともに、個体間での特性の均一性を特に優れたものとすることができる。また、インクが、着色剤として顔料を含む場合において、インク中における顔料粒子の長期分散安定性を特に優れたものとすることができる。また、インク中における顔料の含有率を高くした場合であっても、顔料の長期分散安定性を十分に優れたものとすることができる。また、溶剤が上記のような化合物で構成されたものであると、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができるとともに、インク中における顔料粒子の分散安定性を特に優れたものとすることができ、インクの長期保存性を特に優れたものとすることができる。また、溶剤が上記のような化合物で構成されたものであると、カラーフィルターの製造方法において、セル内全体に、インクを確実に濡れ広がるようにすることができ、着弾禁止領域を設けたことによる効果をより顕著なものとすることができる。また、溶剤の除去条件を厳密に規定しなくても、平坦化された着色部を容易に形成することができる。言い換えると、ベーク時の画素内形状のコントロールが容易である。
【0119】
溶剤の大気圧(1気圧)下における沸点は、160〜300℃であるのが好ましく、180〜290℃であるのがより好ましく、200〜280℃であるのがさらに好ましい。溶剤の大気圧下における沸点が前記範囲内の値であると、インクを吐出する液滴吐出ヘッドにおける目詰まり等をより効果的に防止することができ、カラーフィルターの生産性を特に優れたものとすることができる。
また、溶剤の25℃における蒸気圧は、0.7mmHg以下であるのが好ましく、0.1mmHg以下であるのがより好ましい。溶剤の蒸気圧が前記範囲内と値であると、インクを吐出する液滴吐出ヘッドにおける目詰まり等をより効果的に防止することができ、カラーフィルターの生産性を特に優れたものとすることができる。
【0120】
インク中における溶剤の含有率は、50〜98wt%であるのが好ましく、70〜95wt%であるのがより好ましく、80〜93wt%であるのがさらに好ましい。溶剤の含有率が前記範囲内の値であると、インクの液滴吐出ヘッドからの吐出性を特に優れたものとしつつ、製造されるカラーフィルターの耐久性を優れたものとすることができる。また、製造されるカラーフィルターにおいて、十分な色濃度を確保することができる。
【0121】
<分散剤>
また、インク中には、分散剤が含まれていてもよい。これにより、例えば、インクが着色剤として顔料を含む場合において、インク中における顔料の分散性、分散安定性を特に優れたものとすることができる。また、分散剤を用いることにより、後述するようなインクの製造方法の微分散工程において、分散剤分散液中に添加された顔料粒子(微分散されていない比較的粒径の大きい顔料粒子)の表面に、分散剤が付着(吸着)し、当該顔料粒子(微分散されていない比較的粒径の大きい顔料粒子)の分散剤分散液中における分散性を優れたものとすることができる。これにより、微分散工程における微分散処理を効率よく行うことができ、インクの生産性を特に優れたものとすることができるとともに、最終的に得られるインク中における顔料粒子(微分散された顔料微粒子)の長期分散安定性を特に優れたものとすることができる。また、製造されるカラーフィルターの明度、コントラストを特に優れたものとすることができる。
【0122】
分散剤としては、特に限定されないが、例えば、高分子系分散剤を用いることができる。高分子系分散剤としては、例えば、塩基性高分子系分散剤、中性高分子系分散剤、酸性高分子系分散剤等が挙げられる。このような高分子系分散剤としては、例えば、アクリル系、変性アクリル系共重合体からなる分散剤、ウレタン系分散剤、ポリアミノアマイド塩、ポリエーテルエステル、燐酸エステル系、脂肪族多価カルボン酸等からなる分散剤等が挙げられる。
【0123】
分散剤のより具体的な例としては、例えば、ディスパービック101、ディスパービック102、ディスパービック103、ディスパービックP104、ディスパービックP104S、ディスパービック220S、ディスパービック106、ディスパービック108、ディスパービック109、ディスパービック110、ディスパービック111、ディスパービック112、ディスパービック116、ディスパービック140、ディスパービック142、ディスパービック160、ディスパービック161、ディスパービック162、ディスパービック163、ディスパービック164、ディスパービック166、ディスパービック167、ディスパービック168、ディスパービック170、ディスパービック171、ディスパービック174、ディスパービック180、ディスパービック182、ディスパービック183、ディスパービック184、ディスパービック185、ディスパービック2000、ディスパービック2001、ディスパービック2050、ディスパービック2070、ディスパービック2095、ディスパービック2150、ディスパービックLPN6919、ディスパービック9075、ディスパービック9077(以上、ビックケミー社製);EFKA 4008、EFKA 4009、EFKA 4010、EFKA 4015、EFKA 4020、EFKA 4046、EFKA 4047、EFKA 4050、EFKA 4055、EFKA 4060、EFKA 4080、EFKA 4400、EFKA 4401、EFKA 4402、EFKA 4403、EFKA 4406、EFKA 4408、EFKA 4300、EFKA 4330、EFKA 4340、EFKA 4015、EFKA 4800、EFKA 5010、EFKA 5065、EFKA 5066、EFKA 5070、EFKA 7500、EFKA 7554(以上、チバスペシャリティ−社製);ソルスパース3000、ソルスパース9000、ソルスパース13000、ソルスパース16000、ソルスパース17000、ソルスパース18000、ソルスパース20000、ソルスパース21000、ソルスパース24000、ソルスパース26000、ソルスパース27000、ソルスパース28000、ソルスパース32000、ソルスパース32500、ソルスパース32550、ソルスパース33500、ソルスパース35100、ソルスパース35200、ソルスパース36000、ソルスパース36600、ソルスパース38500、ソルスパース41000、ソルスパース41090、ソルスパース20000(以上、ルーブリゾール社製);アジスパーPA111、アジスパーPB711、アジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPB824(以上、味の素ファインテクノ社製);ディスパロン1850、ディスパロン1860、ディスパロン2150、ディスパロン7004、ディスパロンDA−100、ディスパロンDA−234、ディスパロンDA−325、ディスパロンDA−375、ディスパロンDA−705、ディスパロンDA−725、ディスパロンPW−36(以上、楠本化成社製);および、フローレン DOPA−14、フローレン DOPA−15B、フローレン DOPA−17、フローレン DOPA−22、フローレン DOPA−44、フローレン TG−710、フローレン D−90(以上、共栄化学社製)、Anti−Terra−205(ビックケミー社製)等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0124】
特に、分散剤として、所定の酸価を有する分散剤(以下、酸価分散剤とも言う)と、所定のアミン価を有する分散剤(以下、アミン価分散剤とも言う)とを併用するのが好ましい。これにより、インクの粘度を低下させる粘度低減効果を発揮する酸価分散剤による効果と、カラーフィルター用インク(第1のインク)の粘度を安定化させるアミン価分散剤による効果とが両立され、インク中における顔料の分散安定性を特に優れたものとすることができる。特に、後述するような方法は、顔料の微分散処理を行うのに先立ち、分散剤と熱可塑性樹脂と溶剤とを含む混合物を攪拌することにより、溶剤中に分散剤を分散させた分散剤分散液を得る予備分散工程を有しているが、このような方法において、酸価分散剤とアミン価分散剤とを併用することにより、分散剤の会合(酸価分散剤とアミン価分散剤との会合)を確実に防止し、上述したような顔料の分散安定性を特に優れたものとすることができる。
【0125】
酸価分散剤の具体例としては、ディスパービックP104、ディスパービックP104S、ディスパービック220S、ディスパービック110、ディスパービック111、ディスパービック170、ディスパービック171、ディスパービック174、ディスパービック2095(以上、ビックケミー社製);EFKA 5010、EFKA 5065、EFKA 5066、EFKA 5070、EFKA 7500、EFKA 7554(以上、チバスペシャリティ−社製);ソルスパース3000、ソルスパース16000、ソルスパース17000、ソルスパース18000、ソルスパース36000、ソルスパース36600、ソルスパース41000(以上、ルーブリゾール社製)等が挙げられる。
【0126】
また、アミン価分散剤の具体例としては、ディスパービック102、ディスパービック160、ディスパービック161、ディスパービック162、ディスパービック163、ディスパービック164、ディスパービック166、ディスパービック167、ディスパービック168、ディスパービック2150、ディスパービックLPN6919、ディスパービック9075、ディスパービック9077(以上、ビックケミー社製);EFKA 4015、EFKA 4020、EFKA 4046、EFKA 4047、EFKA 4050、EFKA 4055、EFKA 4060、EFKA 4080、EFKA 4300、EFKA 4330、EFKA 4340、EFKA 4400、EFKA 4401、EFKA 4402、EFKA 4403、EFKA 4800(以上、チバスペシャリティ−社製);アジスパーPB711(以上、味の素ファインテクノ社製);Anti−Terra−205(ビックケミー社製)等が挙げられる。
【0127】
酸価分散剤とアミン価分散剤とを併用する場合、酸価分散剤の酸価(固形分換算したときの酸価)は、特に限定されないが、5〜370KOHmg/gであるのが好ましく、20〜270KOHmg/gであるのがより好ましく、30〜135KOHmg/gであるのがさらに好ましい。酸価分散剤の酸価が前記範囲内の値であると、アミン価分散剤と併用した場合における顔料の分散安定性を特に優れたものとすることができる。分散剤についての酸価は、例えば、DIN EN ISO 2114に準拠する方法により求めることができる。
また、酸価分散剤は、所定のアミン価を有していないもの、すなわち、アミン価が零であるのが好ましい。
【0128】
アミン価分散剤と酸価分散剤とを併用する場合、アミン価分散剤のアミン価(固形分換算したときのアミン価)は、特に限定されないが、5〜200KOHmg/gであるのが好ましく、25〜170KOHmg/gであるのがより好ましく、30〜130KOHmg/gであるのがさらに好ましい。アミン価分散剤のアミン価が前記範囲内の値であると、酸価分散剤と併用した場合における顔料の分散安定性を特に優れたものとすることができる。なお、分散剤についてのアミン価は、例えば、DIN 16945に準拠する方法により求めることができる。
また、アミン価分散剤は、所定の酸価を有していないもの、すなわち、酸価が零であるのが好ましい。
【0129】
また、酸価分散剤とアミン価分散剤とを併用する場合、インク中における酸価分散剤の含有率をX[wt%]、インク中におけるアミン価分散剤の含有率をX[wt%]としたとき、0.1≦X/X≦1の関係を満足するのが好ましく、0.15≦X/X≦0.5の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、酸価分散剤とアミン価分散剤とを併用することによる相乗効果がより顕著に発揮され、顔料の分散安定性、液滴の吐出安定性等を特に優れたものとすることができる。
【0130】
また、酸価分散剤の酸価をAV[KOHmg/g]、アミン価分散剤のアミン価をBV[KOHmg/g]、前記酸価分散剤の含有率をX[wt%]、前記アミン価分散剤の含有率をX[wt%]としたとき、0.01≦(AV×X)/(BV×X)≦1.9の関係を満足するのが好ましく、0.10≦(AV×X)/(BV×X)≦0.95の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、酸価分散剤とアミン価分散剤とを併用することによる相乗効果がより顕著に発揮され、顔料の分散安定性、液滴の吐出安定性等を特に優れたものとすることができる。
インク中における分散剤の含有率は、特に限定されないが、2.5〜10.2wt%であるのが好ましく、3.2〜9.2wt%であるのがより好ましい。
【0131】
<その他の成分>
インクは、上記成分の他、熱可塑性樹脂を含むものであってもよい。これにより、インク中における顔料粒子の分散性を特に優れたものとすることができる。特に、後述するような製造方法において、予備分散工程で、熱可塑性樹脂を用いることにより、インク中における顔料粒子の分散安定性を非常に優れたものとすることができる。
【0132】
熱可塑性樹脂としては、例えば、アルギン酸類、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、スチレン−アクリル酸樹脂、スチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−マレイン酸半エステル樹脂、メタクリル酸−メタクリル酸エステル樹脂、アクリル酸−アクリル酸エステル樹脂、イソブチレン−マレイン酸樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、アラビアゴムスターチ、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
カラーフィルター用インク中における熱可塑性樹脂の含有率は、特に限定されないが、1.5〜7.7wt%であるのが好ましく、2.1〜7.2wt%であるのがより好ましい。
【0133】
また、インクは、上記以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、各種染料;各種架橋剤;ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、セレニウム塩、オキソニウム塩、アンモニウム塩、ベンゾチアゾリウム塩等のオニウム塩等の熱酸発生剤;ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、セレニウム塩、オキソニウム塩、アンモニウム塩等の光酸発生剤;各種重合開始剤;酸架橋剤;増感剤;光安定剤;接着性改良剤;各種重合促進剤;各種光安定化剤;ガラス、アルミナ等の充填剤;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、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(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、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤;2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチルフェノール等の酸化防止剤;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等の紫外線吸収剤;ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤等が挙げられる。
【0134】
染料としては、例えば、アゾ染料、アントラキノン染料、縮合多環芳香族カルボニル染料、インジゴイド染料、カルボニウム染料、フタロシアニン染料、メチン,ポリメチン染料等が挙げられる。染料の具体例としては、例えば、C.I.ダイレクトレッド2,4,9,23,26,28,31,39,62,63,72,75,76,79,80,81,83,84,89,92,95,111,173,184,207,211,212,214,218,221,223,224,225,226,227,232,233,240,241,242,243,247、C.I.アシッドレッド35,42,51,52,57,62,80,82,111,114,118,119,127,128,131,143,145,151,154,157,158,211,249,254,257,261,263,266,289,299,301,305,319,336,337,361,396,397、C.I.リアクティブレッド3,13,17,19,21,22,23,24,29,35,37,40,41,43,45,49,55、C.I.ベーシックレッド12,13,14,15,18,22,23,24,25,27,29,35,36,38,39,45,46、C.I.ダイレクトバイオレット7,9,47,48,51,66,90,93,94,95,98,100,101、C.I.アシッドバイオレット5,9,11,34,43,47,48,51,75,90,103,126、C.I.リアクティブバイオレット1,3,4,5,6,7,8,9,16,17,22,23,24,26,27,33,34、C.I.ベーシックバイオレット1,2,3,7,10,15,16,20,21,25,27,28,35,37,39,40,48、C.I.ダイレクトイエロー8,9,11,12,27,28,29,33,35,39,41,44,50,53,58,59,68,87,93,95,96,98,100,106,108,109,110,130,142,144,161,163、C.I.アシッドイエロー17,19,23,25,39,40,42,44,49,50,61,64,76,79,110,127,135,143,151,159,169,174,190,195,196,197,199,218,219,222,227、C.I.リアクティブイエロー2,3,13,14,15,17,18,23,24,25,26,27,29,35,37,41,42、C.I.ベーシックイエロー1,2,4,11,13,14,15,19,21,23,24,25,28,29,32,36,39,40、C.I.アシッドグリーン16、C.I.アシッドブルー9,45,80,83,90,185、C.I.ベーシックオレンジ21,23等が挙げられる。
【0135】
架橋剤としては、例えば、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸、多官能エポキシモノマー、多官能アクリルモノマー、多官能ビニルエーテルモノマー、多官能オキセタンモノマー等を用いることができる。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、無水ナジン酸等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等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等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等のエステル基含有酸無水物が挙げられるが、中でも、芳香族多価カルボン酸無水物が好ましい。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。また、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、イタコン酸等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等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等の芳香族多価カルボン酸が挙げられるが、中でも、芳香族多価カルボン酸が好ましい。また、多官能エポキシモノマーの具体例としては、ダイセル化学工業株式会社製、商品名セロキサイド2021、ダイセル化学工業株式会社製、商品名エポリードGT401、ダイセル化学工業株式会社製、商品名エポリードPB3600、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、イソシアヌル酸トリグリシジル等が挙げられる。また、多官能アクリルモノマーの具体例としては、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、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トリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートトリメタリルイソシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。また、多官能ビニルエーテルモノマーの具体例としては、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジビニルエーテル、ノナンジオールジビニルエーテル、シキロヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル等が挙げられる。また、多官能オキセタンモノマーの具体例としては、キシリレンジオキセタン、ビフェニル型オキセタン、ノボラック型オキセタン等が挙げられる。
【0136】
熱酸発生剤は、加熱により酸を発生する成分であり、前記の中でも、特に、スルホニウム塩およびベンゾチアゾリウム塩が好ましい。熱酸発生剤のより具体的な例としては、商品名として、サンエイドSI−45、同左SI−47、同左SI−60、同左SI−60L、同左SI−80、同左SI−80L、同左SI−100、同左SI−100L、同左SI−145、同左SI−150、同左SI−160、同左SI−110L、同左SI−180L(以上、三新化学工業社製品、商品名)、CI−2921、CI−2920、CI−2946、CI−3128、CI−2624、CI−2639、CI−2064(以上、日本曹達(株)社製品、商品名)、CP−66、CP−77(旭電化工業社製品、商品名)、FC−520(3M社製品、商品名)等が挙げられる。
【0137】
光酸発生剤は、光により酸を発生する成分であり、より具体的な例としては、商品名として、サイラキュアUVI−6970、サイラキュアUVI−6974、サイラキュアUVI−6990、サイラキュアUVI−950(以上、米国ユニオンカーバイド社製、商品名)、イルガキュア261(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名)、SP−150、SP−151、SP−170、オプトマーSP−171(以上、旭電化工業株式会社製、商品名)、CG−24−61(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名)、DAICATII(ダイセル化学工業社製、商品名)、UVAC1591(ダイセル・ユーシービー(株)社製、商品名)、CI−2064、CI−2639、CI−2624、CI−2481、CI−2734、CI−2855、CI−2823、CI−2758(以上、日本曹達社製品、商品名)、PI−2074(ローヌプーラン社製、商品名、ペンタフルオロフェニルボレートトルイルクミルヨードニウム塩)、FFC509(3M社製品、商品名)、BBI−102、BBI−101、BBI−103、MPI−103、TPS−103、MDS−103、DTS−103、NAT−103、NDS−103(ミドリ化学社製、商品名)、CD−1012(米国、Sartomer社製、商品名)等が挙げられる。
【0138】
カラーフィルターの製造に用いるインクの25℃における粘度(E型粘度計を用いて測定される粘度(動粘度))は、13mPa・s以下であるのが好ましく、12mPa・s以下であるのがより好ましく、5〜11mPa・sであるのがさらに好ましい。このように、インクの粘度(動粘度)が十分に低いものであると、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのを効果的に防止しつつ、セル内全体にインクをより確実に行き渡らせることができる。また、例えば、カラーフィルターの生産効率(着色部の形成効率)を特に優れたものとすることができるとともに、着色部の厚さの不本意なばらつき等を効果的に防止することができる。なお、インクの粘度(動粘度)の測定は、例えば、E型粘度計(例えば、東機産業社製RE−01)を用いて行うことができ、特に、JIS Z8809に準拠して行うことができる。
【0139】
また、インクは、65℃の環境下に、7日間放置した後の、25℃における粘度の変化量が0.5mPa・s以下であるのが好ましく、0.3mPa・s以下であるのがより好ましく、0.2mPa・s以下であるのがさらに好ましい。これにより、カラーフィルター用インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができるとともに、色むら、濃度むら等の発生が確実に防止されたカラーフィルターの製造に、より長期間にわたって好適に用いることができる。
【0140】
また、セル内の底面(基板)に対するインクの液滴の接触角は、60°以下であるのが好ましく、55°以下であるのがより好ましい。これにより、隣接するセル間において、着色部(インク)が混色するのを効果的に防止しつつ、セル内にインクをより確実に行き渡らせることができる。なお、本明細書において、接触角は、JIS K 3257に準拠して求めることができる。また、インクのセルの底面(基板)に対するに対する接触角は、インクと、基板と同じ材料で構成された平滑な板とを用いて求めることができる。
【0141】
≪カラーフィルター用インクの製造方法≫
次に、上述したようなカラーフィルター用インクの製造方法の好適な実施形態について、説明する。
本実施形態の製造方法は、分散剤と、熱可塑性樹脂と、溶剤とを含む混合物を攪拌することにより、溶剤中に分散剤を分散させた分散剤分散液を得る予備分散工程と、分散剤分散液に顔料(着色剤)を添加し、無機ビーズを多段で添加して微分散処理を行い、顔料分散体を得る微分散工程と、顔料分散体と硬化性樹脂材料とを混合する硬化性樹脂混合工程とを有する。
【0142】
<予備分散工程>
予備分散工程においては、分散剤と、熱可塑性樹脂と、溶剤とを含む混合物を攪拌することにより、溶剤中に分散剤を分散させた分散剤分散液を調製する。これにより、分散剤の会合状態を解いた(ほぐした)状態とすることができる。
このように、本実施形態では、後に詳述する顔料を微分散させる処理に先立ち、顔料を含まない混合物を予備分散することで、最終的に、顔料粒子が均一かつ安定的に分散し、吐出安定性が特に優れたインクを得ることができる。
【0143】
本工程において、熱可塑性樹脂を、分散剤および溶剤とともに、混合しておくことにより、後述する微分散工程で、分散剤分散液中に添加された顔料粒子(微分散されていない比較的粒径の大きい顔料粒子)の表面に、分散剤および熱可塑性樹脂を付着させ、当該顔料粒子(微分散されていない比較的粒径の大きい顔料粒子)の分散剤分散液中における分散性を優れたものとすることができる。これにより、微分散工程における微分散処理を効率よく行うことができ、インクの生産性を特に優れたものとすることができるとともに、最終的に得られるインク中における顔料粒子(微分散された顔料微粒子)の長期分散安定性、液滴の吐出安定性を特に優れたものとすることができ、着弾禁止領域を設けることによる効果をより顕著なものとすることができる。
【0144】
本工程で調製する分散剤分散液中における分散剤の含有率(複数種の分散剤を併用する場合には、これらの含有率の総和)は、特に限定されないが、10〜40wt%であるのが好ましく、12〜32wt%であるのがより好ましい。分散剤の含有率が前記範囲内の値であると、前述したような効果がより顕著に発揮される。
また、本工程で調製する分散剤分散液中における熱可塑性樹脂の含有率は、特に限定されないが、6〜30wt%であるのが好ましく、8〜26wt%であるのがより好ましい。熱可塑性樹脂の含有率が前記範囲内の値であると、前述したような効果がより顕著に発揮される。
また、本工程で調製する分散剤分散液中における溶剤の含有率は、特に限定されないが、40〜80wt%であるのが好ましく、53〜75wt%であるのがより好ましい。溶剤の含有率が前記範囲内の値であると、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【0145】
本工程では、各種攪拌機を用いて上記各成分の混合物を攪拌することにより、分散剤分散液を得る。
本工程で用いることのできる攪拌機としては、例えば、ディスパーミル等の一軸または二軸ミキサー等が挙げられる。
攪拌機を用いた攪拌処理時間は、特に限定されないが、1〜30分間であるのが好ましく、3〜20分間であるのがより好ましい。これにより、インクの生産性を十分に優れたものとしつつ、分散剤の会合状態をより効果的に解くことができ、最終的に得られるインク中における顔料粒子の分散安定性、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができ、着弾禁止領域を設けることによる効果をより顕著なものとすることができる。
【0146】
また、本工程での攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、特に限定されないが、500〜4000rpmであるのが好ましく、800〜3000rpmであるのがより好ましい。これにより、インクの生産性を十分に優れたものとしつつ、分散剤の会合状態をより効果的に解くことができ、最終的に得られるインク中における顔料粒子の分散安定性を特に優れたものとすることができる。また、熱可塑性樹脂等の熱等による劣化、変性等を確実に防止することができる。
【0147】
<微分散工程>
次に、上記工程で得られた分散剤分散液に上述したような顔料を添加し、無機ビーズを多段で添加して微分散処理を行う(微分散工程)。
このように、本実施形態では、顔料を添加するのに先立ち、上記のような予備分散工程を設けるとともに、顔料を微分散させる工程(微分散工程)において無機ビーズを多段で添加する。微分散工程において、無機ビーズを多段で添加することにより、顔料の微粒化の効率を優れたものとすることができ、最終的に得られるインク中における顔料粒子を十分に小さいものとすることができる。特に、上述したようなハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)およびスルホン化顔料誘導体(副顔料)を併用することによる効果と、予備分散工程および多段での微分散工程を有する方法を用いることによる効果とが、相乗的に作用し合い、最終的に得られるインクは、顔料の分散安定性、および、液滴の吐出安定性が、非常に優れたものとなり、非常に優れた明度、コントラストのカラーフィルターの製造に用いることができるもののとなる。
【0148】
これに対し、微分散工程を多段で行わなかった場合には、最終的に得られるインク中における顔料粒子を十分に小さいものとすることが困難になったり、インクの生産性が著しく低下する可能性がある。また、微分散工程を多段で行ったとしても、上述したような予備分散工程を省略した場合には、以下のような問題を生じることがある。すなわち、予備分散工程を省略した場合、顔料を添加する際に、分散剤の会合状態が十分に解かれていない(ほぐされていない)ため、微分散工程において、顔料粒子の表面に、分散剤、熱可塑性樹脂を均一に付着させるのが困難となる。また、微分散工程における顔料粒子(微分散されていない比較的粒径の大きい顔料粒子)の、溶剤中における分散性を十分に優れたものとすることが困難となる。
【0149】
本工程は、無機ビーズを多段で添加することにより行うものであればよく、3段以上に分けて無機ビーズを添加するものであってもよいが、無機ビーズを2段で添加するのが好ましい。これにより、最終的に得られるインク中における顔料粒子の長期分散安定性を十分に優れたものとしつつ、インクの生産性を特に優れたものとすることができる。
以下の説明では、無機ビーズを2段で添加する方法、すなわち、微分散工程において、第1の無機ビーズを用いた第1の処理と、第2の無機ビーズを用いた第2の処理とを行う方法について、代表的に説明する。
本工程で用いる無機ビーズ(第1の無機ビーズ、第2の無機ビーズ)は、無機材料で構成されたものであればいかなる材料で構成されたものであってもよいが、無機ビーズの好適な例としては、ジルコニア製のビーズ(例えば、Toray ceram 粉砕ボール(商品名)、株式会社東レ製)等が挙げられる。
【0150】
[第1の処理]
本工程では、まず、前述した予備分散工程で調製した分散剤分散液に顔料(主顔料および副顔料)を添加し、所定の粒径の第1の無機ビーズを用いて一次微分散する第1の処理を行う。
第1の処理で用いる第1の無機ビーズは、第2の処理で用いる第2の無機ビーズよりも粒径の大きいものであるのが好ましい。これにより、微分散工程全体としての、顔料の微粒化(微分散)の効率を、特に優れたものとすることができる。
【0151】
第1の無機ビーズの平均粒径は、特に限定されないが、0.5〜3.0mmであるのが好ましく、0.5〜2.0mmであるのがより好ましく、0.5〜1.2mmであるのがさらに好ましい。第1の無機ビーズの平均粒径が前記範囲内の値であると、微分散工程全体としての、顔料の微粒化(微分散)の効率を、特に優れたものとすることができる。これに対し、第1の無機ビーズの平均粒径が前記下限値未満であると、顔料の種類等によっては、第1の処理での顔料粒子の微粒化(小粒径化)の効率が著しく低下する傾向が現れる。また、第1の無機ビーズの平均粒径が前記上限値を超えると、第1の処理での顔料粒子の微粒化(小粒径化)の効率は、比較的優れたものとすることができるものの、第2の処理での顔料粒子の微粒化(小粒径化)の効率が低下し、微分散工程全体としての顔料の微粒化(微分散)の効率が低下する。
【0152】
第1の無機ビーズの使用量は、特に限定されないが、分散剤分散液100重量部に対し、100〜600重量部であるのが好ましく、200〜500重量部であるのがより好ましい。
分散剤分散液に添加する顔料の使用量は、特に限定されないが、分散剤分散液100重量部に対し、12重量部以上であるのが好ましく、18〜35重量部であるのがより好ましい。
【0153】
第1の処理は、顔料、第1の無機ビーズを分散剤分散液に添加した状態で、各種攪拌機を用いて攪拌することにより行うことができる。
第1の処理で用いることのできる攪拌機としては、例えば、パールミル等のメディア型分散機や、ディスパーミル等の一軸または二軸ミキサー等が挙げられる。
攪拌機を用いた攪拌処理時間(第1の処理の処理時間)は、特に限定されないが、10〜120分間であるのが好ましく、15〜40分間であるのがより好ましい。これにより、インクの生産性を低下させることなく、顔料の微粒化(微分散)を効率よく進行させることができる。
【0154】
また、第1の処理での攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、特に限定されないが、1000〜5000rpmであるのが好ましく、1200〜3800rpmであるのがより好ましい。これにより、インクの生産性を低下させることなく、顔料の微粒化(微分散)をより効率よく進行させることができる。また、熱可塑性樹脂等の熱等による劣化、変性等を確実に防止することができる。
【0155】
[第2の処理]
第1の処理を行った後、第2の無機ビーズを用いた第2の処理を行う。これにより、顔料粒子が十分に微分散した顔料分散体が得られる。
第2の処理は第1の無機ビーズを含む状態で行うものであってもよいが、第2の処理に先立ち、第1の無機ビーズを除去するのが好ましい。これにより、第2の処理における顔料の微粒化(微分散)の効率を特に優れたものとすることができる。第1の無機ビーズの除去は、例えば、ろ過等の方法により、容易かつ確実に行うことができる。
【0156】
第2の処理で用いる第2の無機ビーズは、第1の処理で用いる第1の無機ビーズよりも粒径の小さいものであるのが好ましい。これにより、最終的に得られるインク中における顔料を、十分に微粒化(微分散)させたものとすることができ、インクにおける顔料粒子の長期間にわたる分散安定性(長期分散安定性)に特に優れたものとすることができるとともに、液滴の吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
【0157】
第2の無機ビーズの平均粒径は、特に限定されないが、0.03〜0.3mmであるのが好ましく、0.05〜0.2mmであるのがより好ましい。第2の無機ビーズの平均粒径が前記範囲内の値であると、微分散工程全体としての、顔料の微粒化(微分散)の効率を、特に優れたものとすることができる。これに対し、第2の無機ビーズの平均粒径が前記下限値未満であると、顔料の種類等によっては、第2の処理での顔料粒子の微粒化(小粒径化)の効率が著しく低下する傾向が現れる。また、第2の無機ビーズの平均粒径が前記上限値を超えると、顔料粒子の微粒化(微分散)を十分に進行させるのが困難になる可能性がある。
【0158】
第2の無機ビーズの使用量は、特に限定されないが、分散剤分散液100重量部に対し、100〜600重量部であるのが好ましく、200〜500重量部であるのがより好ましい。
第2の処理は、各種攪拌機を用いて行うことができる。
第2の処理で用いることのできる攪拌機としては、例えば、パールミル等のメディア型分散機や、ディスパーミル等の一軸または二軸ミキサー等が挙げられる。
攪拌機を用いた攪拌処理時間(第2の処理の処理時間)は、特に限定されないが、10〜120分間であるのが好ましく、15〜40分間であるのがより好ましい。これにより、インクの生産性を低下させることなく、顔料の微粒化(微分散)を十分に進行させることができる。
【0159】
また、第2の処理での攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、特に限定されないが、1000〜5000rpmであるのが好ましく、1200〜3800rpmであるのがより好ましい。これにより、インクの生産性を低下させることなく、顔料の微粒化(微分散)をより効率よく進行させることができる。また、熱可塑性樹脂等の熱等による劣化、変性等を確実に防止することができる。
【0160】
上記の説明では、微分散処理を2段で行う場合について中心的に説明したが、3段以上の処理を行ってもよい。このような場合、後の処理で用いる無機ビーズの方が、先の処理で用いる無機ビーズよりも小粒径であるのが好ましい。言い換えると、n段目の処理で用いる無機ビーズ(第nの無機ビーズ)の平均粒径は、(n−1)段目の処理で用いる無機ビーズ(第(n−1)の無機ビーズ)の平均粒径よりも小さいものであるのが好ましい。このような関係を満足することにより、顔料粒子の微粒化(微分散)の効率を特に優れたものとすることができるとともに、最終的に得られるインク中の顔料粒子の粒径をより小さいものとすることができる。
なお、微分散工程(例えば、第1の処理、第2の処理)においては、必要に応じて、例えば、溶剤による希釈等の処理を行ってもよい。
【0161】
<硬化性樹脂混合工程>
上記のような微分散工程で得られた顔料分散体を、硬化性樹脂材料と混合する(硬化性樹脂混合工程)。これにより、インク(カラーフィルター用インク)が得られる。
本工程は、第2の処理で用いた第2の無機ビーズを除去した状態で行うのが好ましい。第2の無機ビーズの除去は、例えば、ろ過等の方法により、容易かつ確実に行うことができる。
【0162】
本工程は、各種攪拌機を用いて行うことができる。
本工程で用いることのできる攪拌機としては、例えば、ディスパーミル等の一軸または二軸ミキサー等が挙げられる。
攪拌機を用いた攪拌処理時間(本工程の処理時間)は、特に限定されないが、1〜60分間であるのが好ましく、15〜40分間であるのがより好ましい。
また、本工程での攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、特に限定されないが、1000〜5000rpmであるのが好ましく、1200〜3800rpmであるのがより好ましい。
【0163】
なお、本工程では、前記工程で用いた溶剤とは異なる組成の液体を添加してもよい。これにより、前述した予備分散工程での分散剤の分散、および、微分散工程での顔料粒子の微分散を好適に行いつつ、所望の特性を有するインクを確実に得ることができる。
また、本工程においては、顔料分散体と硬化性樹脂材料との混合に先立って、または、顔料分散体と硬化性樹脂材料との混合の後に、前記工程で用いた溶剤の少なくとも一部を除去してもよい。これにより、予備分散工程、微分散工程での溶剤の組成と、最終的に得られるインクでの分散媒の組成とを異なるものとすることができる。その結果、前述した予備分散工程での分散剤の分散、および、微分散工程での顔料粒子の微分散を好適に行いつつ、所望の特性を有するインクを確実に得ることができる。溶剤の除去は、例えば、対象とする液体を、減圧雰囲気下に置いたり、加熱したりすることにより行うことができる。
【0164】
≪インクセット(カラーフィルター用インクセット)≫
上述したようなインクは、インクジェット方式によるカラーフィルターの製造に用いられるものである。カラーフィルターは、通常、フルカラー表示に対応するため、複数色の着色部(通常は、光の三原色に対応するRGBの3色)を有している。そして、これら複数色の着色部の形成には、それぞれに対応する色の複数種のインクが用いられる。すなわち、カラーフィルターの製造には、複数色のインクを備えるインクセットが用いられる。本発明においては、カラーフィルターの製造において、上述したようなインクが、少なくとも1種の着色部の形成に用いられるものであればよいが、全色の着色部の形成に用いられるのが好ましい。
【0165】
《画像表示装置》
次に、カラーフィルター1を有する画像表示装置(電気光学装置)である液晶表示装置の好適な実施形態について説明する。
図8は、液晶表示装置の好適な実施形態を示す断面図である。同図に示すように、液晶表示装置60は、カラーフィルター1と、カラーフィルター1の着色部12が設けられた面側に配された基板(対向基板)66と、カラーフィルター1と基板66との間の空隙に封入された液晶よりなる液晶層62と、カラーフィルター1の基板11の液晶層62に対向する面とは反対の面側(図8中下側)に設けられた偏光板67と、基板66の液晶層62に対向する面とは反対の面側(図8中上側)に設けられた偏光板68とを有している。そして、カラーフィルター1の着色部12および隔壁13が設けられた面(着色部12および隔壁13の基板11に対向する面とは反対の面)には、共通電極61が設けられており、基板(対向基板)66の液晶層62、カラーフィルター1に対向する面には、カラーフィルター1の各着色部12に対応する位置に、マトリクス状に、画素電極65が配されている。さらに、共通電極61と液晶層62との間には配向膜64が設けられ、基板66(画素電極65)と液晶層62との間には配向膜63が設けられている。
【0166】
基板66は、可視光に対して光透過性を有する基板であり、例えば、ガラス基板である。
共通電極61、画素電極65は、可視光に対して光透過性を有する材料で構成されたものであり、例えば、ITO等で構成されている。
また、図中省略しているが、各画素電極65に対応するように、複数のスイッチング素子(例えば、TFT:薄膜トランジスタ)が設けられている。そして、各着色部12に対応する各画素電極65について、共通電極61との間での電圧の印加状態を制御することにより、各着色部12(各画素電極65)に対応する領域での、光の透過性を制御することができる。
【0167】
液晶表示装置60では、図示しないバックライトから発せられた光が、偏光板68側(図8中上側)から入射するようになっている。そして、液晶層62を透過し、カラーフィルター1の各着色部12(12A、12B、12C)に入射した光は、各着色部12(12A、12B、12C)に対応する色の光として、偏光板67(図8中下側)から出射する。
上述したように、着色部12は、本発明のカラーフィルターの製造方法を用いて形成されたものであるため、隣接する着色部12間での混色が防止されたものである。その結果、液晶表示装置60は、色再現性に優れたものとなっている。
【0168】
《電子機器》
前述したようなカラーフィルター1を有する液晶表示装置等の画像表示装置(電気光学装置)1000は、各種電子機器の表示部に用いることができる。
図9は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100においては、表示ユニット1106が画像表示装置1000を備えている。
図10は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、画像表示装置1000を表示部に備えている。
【0169】
図11は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
【0170】
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、画像表示装置1000が表示部に設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
【0171】
また、ケース1302の正面側(図示の構成では裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
【0172】
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピュータ1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板1308のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピュータ1440に出力される構成になっている。
【0173】
なお、本発明の電子機器は、上述したパーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、携帯電話機、ディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビ(例えば、液晶テレビ)や、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。中でも、テレビは、近年の表示部の大型化の傾向が顕著であるが、このような大型の表示部(例えば、対角線長80cm以上の表示部)を有する電子機器では、従来のカラーフィルターの製造方法により製造されたカラーフィルターを適用した場合、隣接する着色部間で混色が生じ、色再現性に問題が生じ易かったが、本発明を適用すれば、このような問題の発生を確実に防止することができる。すなわち、上記のような大型の表示部を有する電子機器に適用した場合に、本発明の効果は、より顕著に発揮される。
【0174】
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、前述した実施形態では、着弾禁止領域をセルの両縁部に設けるものとして説明したが、これに限定されず、セルの一方の縁部にのち設けるものであってもよい。
また、インクは、前述したような方法によって得られるものに限定されない。
また、カラーフィルター、画像表示装置、電子機器を構成する各部は、同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その他の構成を追加することもできる。
【実施例】
【0175】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
[1]重合体の合成(重合体溶液の調製)
(合成例1)
攪拌機、還流冷却機、滴下漏斗、窒素導入管および温度計を備えた1Lの反応容器に、溶媒(溶剤)としての1,3−ブチレングリコールジアセテート:37.6重量部を入れて、90℃に加熱した。続いて、2,2′−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN):2重量部、および、1,3−ブチレングリコールジアセテート(溶媒):3重量部を加えた後、該フラスコ内に、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルメタアクリレート(ダイセル化学工業株式会社製、商品名サイクロマーM100):27重量部、メタクリル酸2−(0−[1’メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル(昭和電工株式会社製、商品名MOI−BM):1.5重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA):1.5重量部を混合させた溶液を滴下ポンプを用いて約4時間かけて滴下した。一方、重合開始剤としての2,2′−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル(和光純薬工業株式会社製、商品名V−601):5重量部を1,3−ブチレングリコールジアセテート(溶媒):20重量部に溶解した溶液(重合開始剤溶液)を別の滴下ポンプを用いて約4時間かけて滴下した。重合開始剤溶液の滴下が終了した後、AIBN:0.2重量部、および、1,3−ブチレングリコールジアセテート(溶媒):1重量部を添加し約2時間同温程度に保持した後、AIBN:0.2重量部、および、1,3−ブチレングリコールジアセテート(溶媒):1重量部を添加し約2時間同温程度に保持し、その後、室温程度まで冷却して、重合体Aを含む重合体溶液A1を得た。
(合成例2)
重合体の合成(重合体溶液の調製)に用いる単量体成分の種類、使用量、溶媒(溶剤)の種類を表1に示すように変更した以外は、前記合成例1と同様の操作を行った。その結果、重合体Aを含む重合体溶液A2が得られた。
【0176】
(合成例3)
(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルメタアクリレート(ダイセル化学工業株式会社製、商品名サイクロマーM100)、メタクリル酸2−(0−[1’メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル(昭和電工株式会社製、商品名MOI−BM)、および、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)の代わりにγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名SZ6030):30重量部を使用した以外は、前記合成例1と同様の操作を行った。その結果、重合体Bを含む重合体溶液B1(単独重合体溶液)が得られた。
(合成例4)
重合体の合成(重合体溶液の調製)に用いる単量体成分の種類、使用量、溶媒(溶剤)の種類を表1に示すように変更した以外は、前記合成例3と同様の操作を行った。その結果、重合体Bを含む重合体溶液B2が得られた。
【0177】
(合成例5)
(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルメタアクリレート(ダイセル化学工業株式会社製、商品名サイクロマーM100)、メタクリル酸2−(0−[1’メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル(昭和電工株式会社製、商品名MOI−BM)、および、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)の代わりに1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、商品名ビスコート8FM):30重量部を使用した以外は、前記合成例1と同様の操作を行った。その結果、重合体Cを含む重合体溶液C1(単独重合体溶液)が得られた。
(合成例6)
重合体の合成(重合体溶液の調製)に用いる単量体成分の種類、使用量、溶媒(溶剤)の種類を表1に示すように変更した以外は、前記合成例5と同様の操作を行った。その結果、重合体Cを含む重合体溶液C2が得られた。
【0178】
合成例1〜6での重合体の合成(重合体溶液の調製)に用いた材料の種類、使用量(合成例1〜6で合成した重合体の組成)を表1にまとめて示した。なお、表中、「S」は溶媒(溶剤)のことを意味し、特に、
「S1」は1,3−ブチレングリコールジアセテートのことを示し、
「S2」はジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートのことを示す。また、
「V−601」は2,2′−アゾビス(イソ酪酸)ジメチルのことを示し、
「AIBN」は2,2′−アゾビス(イソブチロニトリル)のことを示し、
「a1」は(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルメタアクリレート(サイクロマーM100)のことを示し、
「a2」はメタクリル酸2−(0−[1’メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル(MOI−BM)のことを示し、
「a3」は2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)のことを示し、
「b1」はγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(SZ6030)のことを示し、
「b2」はエチルメタクリレートのことを示し、
「c1−1」は1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタアクリレート(ビスコート8FM)のことを示し、
「c1−2」は1,2,3,4,5−ペンタフルオロスチレンのことを示し、
「c2」はシクロヘキシルメタクリレートのことを示す。また、表中には、重合体溶液を構成する重合体の重量平均分子量Mwをあわせて示した。
【0179】
【表1】

【0180】
[2]カラーフィルター用インクセットの調製
(インクセット1)
分散剤としてのディスパービック111:5.04g(14重量部)と、分散剤としてのディスパービック166:28.07g(78重量部)と、熱可塑性樹脂としてのSPCN−17X(昭和高分子社製):19.43g(54重量部)と、溶剤としての1,3−ブチレングリコールジアセテート:91.05g(253重量部)とを、内容量400ccの攪拌機(一軸ミキサー)に投入し、ディスパーミルで10分間攪拌して予備分散を行うことにより、分散剤分散液を得た(予備分散工程)。このとき、攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、2000rpmとなるようにした。
【0181】
次に、以下に述べるようにして、予備分散工程で得られた分散剤分散液に、顔料を添加し、無機ビーズを多段で添加して微分散処理を行う微分散工程を施した。
まず、得られた分散剤分散液に、顔料:35.99g(100重量部)を一括で添加し、10分間攪拌を行った。このとき、攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、2000rpmとなるようにした。また、顔料としては、C.I.ピグメントレッド254と式(5)で表される顔料誘導体との混合物:25.85gと、C.I.ピグメントレッド177と式(4)で表される顔料誘導体との混合物:7.60gと、式(6)で示される化学構造を有するスルホン化顔料誘導体の粉末:3.55gとを用いた。また、このとき、分散剤分散液と顔料との混合物中における顔料の含有率が16wt%となるように、第1の液性媒体としての1,3−ブチレングリコールジアセテートで希釈した。
【0182】
【化14】

【0183】
【化15】

【0184】
【化16】

【0185】
次に、平均粒径0.8mmの無機ビーズ(第1の無機ビーズ、ジルコニア製、「Toray ceram 粉砕ボール」(商品名)、東レ株式会社製)を添加して、室温下、30分間攪拌し1段目の分散処理(第1の処理)を行った。このとき、攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、2000rpmとなるようにした。
次に、フィルター(「PALL HDCII Membrane Filter」、PALL社製)を用いたろ過により、無機ビーズ(第1の無機ビーズ)を除去し、その後、平均粒径0.1mmの無機ビーズ(第2の無機ビーズ、ジルコニア製、「Toray ceram 粉砕ボール」(商品名)、東レ株式会社製)を添加し、更に30分間攪拌し第2段目の分散処理(第2の処理)を行った。このとき、攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、2000rpmとなるようにした。また、第1の液性媒体としての1,3−ブチレングリコールジアセテートで希釈した。
その後、フィルター(「PALL HDCII Membrane Filter」(商品名)、PALL社製)を用いたろ過により、無機ビーズ(第2の無機ビーズ)を除去し、顔料分散体を得た。
【0186】
次に、上記のようにして得られた顔料分散体と、重合体溶液A1と、重合体溶液B1と、重合体溶液C1と、溶剤としての1,3−ブチレングリコールジアセテートとを混合した。本工程は、上記顔料分散体と、重合体溶液A1と、重合体溶液B1と、重合体溶液C1とを、内容量400ccの攪拌機(一軸ミキサー)に投入し、ディスパーミルで10分間攪拌することにより行った。このとき、攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、2000rpmとなるようにした。これにより、目的とする赤色のカラーフィルター用インク(Rインク)を得た。また、このときのRインクの顔料の含有率は、7.3wt%であった。
【0187】
また、顔料の種類、各成分の使用量を変更した以外は、前記赤色のカラーフィルター用インクと同様にして、緑色のカラーフィルター用インク(Gインク)、青色のカラーフィルター用インク(Bインク)を調製した。これにより、Rインクに対応する、R、G、Bの3色のインクからなる第1のインクセットが得られた。Rインクを構成する顔料の平均粒径、Gインクを構成する顔料の平均粒径、Bインクを構成する顔料の平均粒径は、それぞれ、70nm、70nm、70nmであった。また、Gインクの顔料としては、C.I.ピグメントグリーン58と、前記式(3)で示される化学構造を有するスルホン化顔料誘導体の粉末とを用い、最終的なGインク中の顔料の含有率を10.1wt%とした。また、Bインクの顔料としては、C.I.ピグメントブルー15:6を用い、最終的なBインク中の顔料の含有率を4.9wt%とした。
【0188】
(インクセット2、3)
着色インクの調製に用いる材料の種類・使用量を表2に示すように変更した以外は、前記インクセット1と同様にしてカラーフィルター用インクセットを調製した。
前記各インクセットの組成および特性を表2にまとめて示した。
なお、表中、C.I.ピグメントレッド254を「PR254」、C.I.ピグメントレッド177を「PR177」、C.I.ピグメントグリーン58を「PG58」、
C.I.ピグメントグリーン36を「PG36」、C.I.ピグメントブルー15:6を「PB15:6」、C.I.ピグメントイエロー150を「PY150」、C.I.ピグメントレッド254と式(5)で表される顔料誘導体との混合物を「PR254D」、C.I.ピグメントレッド177と式(4)で表される顔料誘導体との混合物を「PR177D」、1,3−ブチレングリコールジアセテートを「S1」、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを「S2」、ディスパービック111を「DA1」、ディスパービック166を「DA2」、SPCN−17Xを「DR1」で示した。
【0189】
また、表2中、未硬化の樹脂材料の欄には、重合体溶液A1に含まれる重合体をA1で示した。同様に、重合体溶液A2〜A9、B1〜B5、C1〜C3に含まれる重合体を、それそれ、A2〜A9、B1〜B5、C1〜C3で示した。なお、粘度の測定は、25℃の環境下、E型粘度計(東機産業社製、RE−01)を用いて、JIS Z8809に準拠して行った。
【0190】
【表2】

【0191】
[3]カラーフィルターの製造
(実施例1)
上記のようにして得られたインクセット1を用いて、以下のようにして、カラーフィルターを製造した。
まず、両面にナトリウムイオンの溶出を防止するシリカ(SiO)膜が形成されたソーダガラス製の基板(G5サイズ:1100×1300mm)を用意し、洗浄処理を施した。
【0192】
次に、カーボンブラックを含む隔壁形成用の感放射線性組成物を、洗浄済の基板の一方の面の全体に付与し、塗膜を形成した。
次に、加熱温度:110℃、加熱時間:120秒という条件でプリベーク処理を行った。
その後、フォトマスクを介して、放射線を照射して、ポストエキスポジャーベーク処理(PEB)を行い、引き続き、アルカリ現像液を用いた現像処理を行い、さらに、ポストベーク処理を行うことにより、隔壁を形成した。PEBは、加熱温度:110℃、加熱時間:120秒、放射線照射強度:150mJ/cmという条件で行った。また、現像処理は、例えば、振動浸漬法により行った。現像処理時間は、60秒とした。また、ポストベーク処理は、加熱温度:150℃、加熱時間:5分という条件で行った。形成された隔壁(セル)の高さは、2.1μmであった。また、セルの基板の液滴吐出ヘッドに対する移動方向(Y軸方向)における幅Lは、100μmであった。
【0193】
次に、図3〜図6に示すような液滴吐出装置を用いて、隔壁で囲まれた領域としてのセル内に、インクを吐出した。この際、3色の着色インクを用いた。また、液滴吐出ヘッドとしては、ノズルプレートがエポキシ系接着剤(味の素ファインテクノ社社製、AE−40)で接合されたものを用いた。また、基板の液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動方向(Y軸方向)における各セルの両縁部から幅L(20.0μm)の領域(着弾禁止領域)に液滴が着弾しないように設定した。また、液滴吐出装置から吐出される液滴の平均径Lが5.0μmとなるように設定した。また、基板の液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動速度を300mm/秒となるよう設定した。
その後、ホットプレート上にて100℃で10分間の加熱処理を施し、さらに200℃のオーブン内で1時間加熱処理を施すことにより、3色の着色部が形成された。これにより、図1に示すようなカラーフィルターが得られた。
【0194】
(実施例2〜7)
セルの大きさを表3に示すように変更し、着弾禁止領域の幅L、液滴の平均径L、基板の液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動速度の設定を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルターを製造した。
(実施例8、9)
インクセット1を、表3に示すインクセットに変更した以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルターを製造した。
【0195】
(比較例1、2)
セルの幅Lを表3に示すように変更し、着弾禁止領域の幅L、液滴の平均径L、基板の液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動速度の設定を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルターを製造した。
各実施例および各比較例における、セルの幅および高さ、液滴吐出装置の各設定を表3に示した。また、インクの基板に対する接触角をJIS K 3257に準拠して測定し、その値も合わせて表3に示した。
【0196】
【表3】

【0197】
[4]カラーフィルターの評価
上記のようにして得られた各カラーフィルターを用いて、以下のような評価を行った。
[4.1]色再現性の評価
前記各実施例および各比較例において製造されたカラーフィルターを用いて、図8に示すような液晶表示装置を製造した。
得られた各液晶表示装置ついて、標準C光源を用いて、赤色の単色表示、緑色の単色表示、青色の単色表示を行った状態で、分光光度計(大塚電子社製、MCPD3000)により、透過スペクトルを測定し、xy表示系による色度(R(xy)、G(xy)、B(xy))を求め、NTSC比を算出し、以下の3段階の基準に従い、評価した。NTSC比が高いほど、色再現性が高いと言える。
A:100NTSC比が80%以上。
B:NTSC比が73以上、80%未満。
C:NTSC比が73%未満。
D:混色や光漏れ等により、画素毎にばらつきが大きく測定に意味が無い。
【0198】
[4.2]混色の評価
各実施例および各比較例で得られたカラーフィルターの任意の画素1000個を、顕微鏡によって観察し、下記基準に従い、混色の評価を行った。
A:混色も、隔壁へのインクの乗り上げも確認されなかった。
B:混色は確認されなかったが、隔壁へのインクの乗り上げが確認され、その発生率が1%以下であった。
C:混色は確認されなかったが、隔壁へのインクの乗り上げが確認され、その発生率が1%よりも高く、5%以下であった。
D:混色が確認された、または、隔壁へのインクの乗り上げの発生率が5%よりも高かった。
【0199】
[4.3]光漏れの評価
各実施例および各比較例のカラーフィルターを各10枚用いて、図8に示すような液晶表示装置をそれぞれ組み立てた。
これらの液晶表示装置を用いて、暗室で、赤色の単色表示、緑色の単色表示、青色の単色表示、白色の単色表示を行った状態で目視による観察を行い、光漏れ(白抜け、輝点)の発生状況を、以下の5段階の基準に従い、評価した。
【0200】
A:光漏れ(白抜け、輝点)の発生したカラーフィルターはない。
B:1〜2枚のカラーフィルターにおいて、光漏れ(白抜け、輝点)が認められる。
C:3〜5枚のカラーフィルターにおいて、光漏れ(白抜け、輝点)が認められる。
D:6〜9枚のカラーフィルターにおいて、光漏れ(白抜け、輝点)が認められる。
E:10枚のカラーフィルターにおいて、光漏れ(白抜け、輝点)が認められる。
これらの結果を表4に示す。
【0201】
【表4】

【0202】
表4から明らかなように、本発明の製造方法により製造されたカラーフィルターは、混色が防止され、色再現性に優れたものであった。また、光漏れも無かった。これに対して、比較例のカラーフィルターでは、満足行く結果が得られなかった。
また、市販の液晶テレビを分解し、液晶表示装置部分を、上記のようにして製造したものと交換して、上記と同様の評価を行ったところ、上記と同様な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【0203】
【図1】本発明のカラーフィルターの好適な実施形態を示す断面図である。
【図2】カラーフィルターの製造方法を示す断面図である。
【図3】カラーフィルターの製造に用いる液滴吐出装置を示す斜視図である。
【図4】図3に示す液滴吐出装置における液滴吐出手段をステージ側から観察した図である。
【図5】図3に示す液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドの底面を示す図である。
【図6】図3に示す液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドを示す図であり、(a)は断面斜視図、(b)は断面図である。
【図7】基板に形成されたセルの拡大平面図である。
【図8】液晶表示装置の実施形態を示す断面図である。
【図9】本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図10】本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
【図11】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0204】
1…カラーフィルター 11…基板 12…着色部 12A…第1の着色部 12B…第2の着色部 12C…第3の着色部 13…隔壁 14…セル 141…着弾禁止領域 2…カラーフィルター用インク 3…塗膜 60…液晶表示装置 61…共通電極 62…液晶層 63、64…配向膜 65…画素電極 66…基板(対向基板) 67、68…偏光板 100…液滴吐出装置 101…タンク 102…吐出走査部 103…液滴吐出手段 104…第1位置制御装置 105…キャリッジ 106…ステージ 108…第2位置制御装置 110…チューブ 112…制御手段 114…液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド) 116A、116B…ノズル列 118…ノズル 120…キャビティ 122…隔壁 124…振動子 124A、124B…電極 124C…ピエゾ素子 126…振動板 127…吐出部 128…ノズルプレート 129…液たまり 130…供給口 131…孔 1000…画像表示装置 1100…パーソナルコンピュータ 1102…キーボード 1104…本体部 1106…表示ユニット 1200…携帯電話機 1202…操作ボタン 1204…受話口 1206…送話口 1300…ディジタルスチルカメラ 1302…ケース(ボディー) 1304…受光ユニット 1306…シャッタボタン 1308…回路基板 1312…ビデオ信号出力端子 1314…データ通信用の入出力端子 1430…テレビモニタ 1440…パーソナルコンピュータ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
多数個のセルが設けられた基板上の前記セル内に、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドからインクを吐出して、カラーフィルターを製造する方法であって、
前記基板を、前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に移動させつつ、前記セル内に前記液滴吐出ヘッドから前記インクの液滴を付与するインク付与工程と、
前記セル内に付与された前記インクを固化させ、着色部を形成する着色部形成工程とを有し、
前記基板の前記液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動方向において、前記セルの縁部から所定の幅で、インクの着弾を禁止する着弾禁止領域が設けられており、
前記着弾禁止領域の幅をL[μm]、インクの液滴の平均径をL[μm]としたとき、0.5≦L/L≦4.5の関係を満足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2】
前記着弾禁止領域の幅をL[μm]、前記基板の前記液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動方向における前記セルの幅をL[μm]としたとき、0.025≦L/L≦0.5の関係を満足する請求項1に記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項3】
前記着弾禁止領域の幅Lは、3.0〜50.0μmである請求項1または2に記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項4】
前記インクの25℃における粘度は、13mPa・s以下である請求項1ないし3のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項5】
前記基板に対する前記液滴の接触角は、60°以下である請求項1ないし4のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項6】
前記基板の前記液滴吐出ヘッドに対する相対的な移動速度は、30〜400mm/秒である請求項1ないし5のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項7】
隣接するセルの間には、隔壁が設けられており、
前記隔壁の高さが、1.4〜2.6μmである請求項1ないし6のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項8】
前記インクは、少なくとも、着色剤と、樹脂材料と、溶剤とを含み、
前記樹脂材料は、少なくともエポキシ基含有ビニル単量体a1を単量体成分として含有してなる重合体Aを含む請求項1ないし7のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項9】
前記重合体Aは、単量体成分として、前記エポキシ基含有ビニル単量体a1に加え、イソシアネート基またはそれが保護基で保護されたブロックイソシアネート基を備えたビニル単量体a2を含有してなる共重合体である請求項8に記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項10】
前記重合体Aは、単量体成分として、前記エポキシ基含有ビニル単量体a1に加え、水酸基を備えたビニル単量体a3を含有してなる共重合体である請求項8または9に記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項11】
前記樹脂材料は、少なくとも下記式(1)で表されるアルコキシシリル基含有ビニル単量体を単量体成分として含有してなる重合体Bをさらに含む請求項8ないし10のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【化1】

【請求項12】
前記未硬化の樹脂材料は、少なくとも下記式(2)で表されるフルオロアルキル基またはフルオロアリール基含有ビニル単量体c1を単量体成分として含有してなる重合体Cをさらに含む請求項8ないし11のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【化2】

【請求項13】
請求項1ないし12のいずれかに記載の方法を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルター。
【請求項14】
請求項13に記載のカラーフィルターを備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項15】
請求項14に記載の画像表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate

【図11】
image rotate


【公開番号】特開2009−169217(P2009−169217A)
【公開日】平成21年7月30日(2009.7.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−8816(P2008−8816)
【出願日】平成20年1月18日(2008.1.18)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】