カラーフィルター作製用インキ組成物
【課題】凸版反転印刷法によるカラーフィルターを作製する際、凹凸パターン通りに、精度良く、インキ組成物を被印刷基材に転写することができ、かつ、転写時の白抜け防止を可能とするカラーフィルター作製用インキ組成物および該インキを用いたカラーフィルターの製造方法を提供する。
【解決手段】ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターを作製するためのインキ組成物であって、転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上、正接損失が０．０５〜４、かつ、転写時のインキ組成物の複素粘性率が１０００以上であるカラーフィルター作製用インキ組成物である。
【解決手段】ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターを作製するためのインキ組成物であって、転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上、正接損失が０．０５〜４、かつ、転写時のインキ組成物の複素粘性率が１０００以上であるカラーフィルター作製用インキ組成物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＦＴ型カラー液晶表示装置のカラーフィルターを凸版反転印刷法により作製する際に好適に使用できるカラーフィルター作製用インキ組成物、および、このインキ組成物を用いたカラーフィルターの製造方法並びにこの製造方法によって得られたカラーフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＴＦＴ型カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルターを製造する方法としては、カラーフィルターの画像として高い平坦性や解像度が得られるフォトレジスト法が主力である。
しかし、このフォトレジスト法では、色毎に塗布、露光、現像などの長工程を経るため、莫大な設備投資を要し、昨今要求される低製造コスト化並びに大面積化には不適であった。
このような欠点を解消する方法として、本出願人は、凸版反転印刷法と称する新しい製造方法を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この凸版反転印刷法について説明する。
この凸版反転印刷法では、まず。図１（ａ）に示すように、まずインキ塗布装置１によりブランケット２の表面に均一な厚みのインキ塗膜３を形成する。
次いで、図１（ｂ）に示すように、表面に均一なインキ塗膜３が形成されたブランケット２の表面を、凸版４に押圧、接触させ、凸版４の凸部の表面に、ブランケット２の表面上のインキ塗膜３の一部を付着、転移させる。これにより、ブランケット２の表面に残ったインキ塗膜３には、印刷パターン（画像）が形成される。
次いで、図１（ｃ）に示すように、この状態のブランケット２をガラス板、プラスチックシートなどからなる被印刷基材５の表面に押圧して、ブランケット２上に残ったインキ塗膜３を転写し、この被印刷基材５上に転写されたインキ塗膜３を乾燥することにより、所定のパターンを形成する。
【０００４】
この凸版反転印刷法は、４色同時入色が可能で、色毎の乾燥が不要であるなどの短工程によって製造が行え、低製造コスト化および低設備コスト化を実現できるとともに、その得られる品質もフォトレジスト方法と同などになりつつある。
また、本出願人は、凸版反転印刷法に最低なインキ組成物として、特許文献２において、顔料、樹脂、表面エネルギー調整剤、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤を含有するインキ組成物を提案している。
【０００５】
ところで、凸版反転印刷法によって、被印刷基材に対してカラーフィルターとなるインキ塗膜を形成するにあたっては、最初に被印刷基材に対して黒色インキ組成物を用いてブラックマトリックス膜を形成し、次いで、赤色、緑色、青色のカラーインキ組成物を用いてＲＧＢのカラー膜を形成する。
【０００６】
この時、図２に示すように、カラー膜をなすカラーインキ膜６は、ブラックマトリックス膜をなす黒色インキ膜７の上に形成されるため、カラーインキ膜６が黒色インキ膜７を乗り越え、跨ぐように形成されることになる。なお、符号５は被印刷基材である。
【０００７】
ところで、凸版反転印刷法では、インキ組成物中の溶剤が揮発したり、ブランケット内に浸透したりするため、時間の経過とともに、インキ組成物の粘度が上昇することがある。このように、インキ組成物の粘度が上昇すると、インキ組成物が凹凸版パターン通りに、精度良く被印刷基材５に転写されない。さらに、インキ組成物が細線のパターン通りに転写された場合でも、ベタ部分などで部分的に転写が行われず、無着色の白抜け（図２の符号６ａ）と呼ばれる部分となることがあった。特に、カラーインキ膜６が、その乗り越え部分において大きな落差があることから、その部分でちぎれてしまうことになる。
【特許文献１】特開２００１−５６４０５号公報
【特許文献２】特開２００５−１２８３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
よって、本発明の課題は、凸版反転印刷法によるカラーフィルターを作製する際、凹凸パターン通りに、精度良く、インキ組成物を被印刷基材に転写することができ、かつ、転写時の白抜け防止を可能とするカラーフィルター作製用インキ組成物および該インキを用いたカラーフィルターの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため、
請求項１の発明は、ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターを作製するためのインキ組成物であって、顔料、樹脂および溶剤を含有し、転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上、正接損失が０．０５〜４、かつ、転写時のインキ組成物の複素粘性率が１０００以上であるカラーフィルター作製用インキ組成物である。
【００１０】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のカラーフィルター作製用インキ組成物を、ブランケット表面に塗布してインキ塗膜を形成した後、このインキ塗膜の貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上、正接損失が０．０５〜４、かつ、複素粘性率が１０００以上となったときに、このインキ塗膜を凸版に接触させて画像化し、さらに被印刷基材に転写するカラーフィルターの製造方法である。
【００１１】
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載のカラーフィルターの製造方法によって得られたカラーフィルターである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物によれば、転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率を１ＭＰａ以上、かつ、正接損失を０．０５〜４としたので、凸版反転印刷法により、凹凸パターン通りに、精度良くインキ組成物を被印刷基材に転写することができる。
【００１３】
さらに、転写時のインキ組成物の複素粘性率を１０００以上とすることにより、ブラックマトリックス上に欠損無く（白抜け現象の発生がなく）、凹凸版パターン通りに、精度良くインキ組成物を被印刷基材に転写することができる。
【００１４】
本発明のカラーフィルターの製造方法によれば、本発明のインキ組成物を用いているので、白抜けのないカラーフィルターが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物は、熱硬化性樹脂、顔料、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤、表面エネルギー調整剤を必須成分として含み、転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率を１ＭＰａ以上、正接損失を０．０５〜４、かつ、転写時のインキ組成物の複素粘性率が１０００以上としたものである。転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率は、１０ＭＰａ〜５００ＭＰａであることが好ましい。また、転写時のインキ組成物の複素粘性率は１０００〜１００００であることが好ましい。
【００１６】
転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率を１ＭＰａ以上、かつ、正接損失を０．０５〜４とすることにより、凹凸版パターン通りに、精度良くインキ組成物を被印刷基材に転写することができる。一方、転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率が１ＭＰａ未満、あるいは、正接損失が０．０５未満または４を超えると、凹凸版パターン通りに、インキ組成物を被印刷基材に転写することが困難になる。転写時のインキ組成物の複素粘性率を１０００以上とすることにより、ブラックマトリックス上に欠損無く（白抜け現象の発生がなく）、凹凸版パターン通りに、精度良く転写することができる。
【００１７】
顔料としては、カラーフィルター用顔料として用いることができる公知のものが挙げられるが、色純度と色濃度が高く、透明性の高いものが好適に用いられる。これらの顔料としては、例えば、赤、緑、青、墨の各色で使用できる顔料として、以下に示すものが挙げられる。顔料の種類を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）Ｎｏ．で示す。
【００１８】
赤色顔料としては、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０８、２０９、２１５、２５４などが挙げられる。
緑色顔料としては、７、３６、５８などが挙げられる。
青色顔料としては、１５、１５：１、１５：３、１５：６、２２、６０、６４などが挙げられる。
墨顔料としては、カーボンブラック、チタンブラックなどが挙げられる。
【００１９】
また、これら赤色顔料、緑色顔料、青色顔料の色調整およびインキの流動性を改善するために、次に挙げる顔料を必要量添加することができる。
例えば、黄色顔料として、１７、８３、１０９、１１０、１２８、１３８、１５０などが挙げられる。また、紫顔料として、１９、２３などが挙げられる。白顔料として、１８、２１、２７、２８などが挙げられる。橙顔料として、３８、４３などが挙げられる。
【００２０】
ブラックマトリックスを形成するためのカラーフィルター作製用インキ組成物に用いられる顔料としては、チタンブラックが用いられる。
通常、フォトレジスト法では、ブラックマトリックスに必要とされる光遮蔽度（墨の光学濃度で代用：以下、「ＯＤ値」と言う。）をより高いレベルで達成しようとすると、露光工程で充分に光が浸透せず、露光不足、現像不良を発生しやすい。ところが、凸版反転印刷法では露光工程などを経ないため、前述のようなフォトレジスト法における問題も発生しない。よって、高いＯＤ値のブラックマトリックスが得られる。
【００２１】
また、本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物でも、カラーフィルターに一般的に用いられるカーボンブラックを使用できるが、チタンブラックあるいはチタンブラックとカーボンブラックを併用することが好ましい。このようにすれば、チタンブラックの顔料特性から良好な顔料分散が得られ、かつ低粘度であるため、インキ組成物中の含有量を高くできることから、ＴＦＴ型液晶表示装置用カラーフィルターに要求されるＯＤ値を薄膜で実現できる。
【００２２】
さらに、顔料の分散性が高いほど、顔料の特性が発揮されやすいため、必要に応じて顔料への表面処理や、分散時に顔料分散剤や界面活性剤などの助剤を加えることができる。したがって、これらの顔料は、単体以外に、顔料を予め分散剤、有機溶剤に分散させた顔料分散体であっても良い。
例えば、青色顔料１５：６の場合には、顔料分散体としてＥＸＣＥＤＩＣ ＢＬＵＥ ０５６５（商品名、大日本インキ化学工業社製）、ＥＸＣＥＤＩＣ ＲＥＤ ０７５９、ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ０５９９、ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ０３５８、ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ０６４８（以上いずれも商品名、大日本インキ化学工業社製）、チタンブラック分散液（三菱マテリアル社製）などを適用することができる。
【００２３】
顔料の結着剤として機能する樹脂としては、カラーフィルターに要求される耐熱性、耐熱水性、耐アルカリ性、耐酸性などの物性を満足させるため、熱黄変性の少ない熱硬化性樹脂であって、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる１つ以上のものが使用される。これらの樹脂の中でも、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂あるいはエポキシ系樹脂のいずれか１つ以上と、メラミン系樹脂あるいはベンゾグアナミン系樹脂のいずれか１つ以上とを組み合わせたものが好ましい。さらに、ポリエステル系樹脂とメラミン系樹脂の組み合わせ、およびエポキシ系樹脂、メラミン系樹脂およびベンゾグアナミン樹脂系を組み合わせたものがより好ましい。
【００２４】
この樹脂としては、熱硬化システムを利用する場合、カラーフィルターの製造に用いられる一般的な熱硬化性樹脂が使用できるが、他の硬化システムを利用する場合は、それぞれに最適な樹脂を選択できる。例えば、ラジカル型紫外線硬化型樹脂やカチオン型紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂なども使用できる。
【００２５】
この樹脂の代表的なものを以下に例示する。
ポリエステル系樹脂としては、「２５Ｘ１８９２：大日本インキ化学工業社製」などが挙げられる。アクリル樹脂としては、「アクリディックＡ−３４５：大日本インキ化学工業社製」などが挙げられる。エポキシ系樹脂としては、「エピクロンＰ−４１５」、「エピクロン８３０」、「エピクロン８４０」、「エピクロン８６０」、「エピクロン１０５０」、「エピクロン３０５０」、「エピクロン４０５０」、「エピクロンＨＰ７２００Ｌ」、「エピクロンＨＰ７２００」、「エピクロンＮ７４０」、「エピクロン６０４」、「エピコート８３４ニス（固形分：８０質量％）」（以上、大日本インキ化学工業社製）、「エピコート８２８」、「エピコート８３４」、「エピコート１００１」、「エピコート１００４」（以上、ジャパンエポキシレジン社製）などが挙げられる。メラミン系樹脂としては、「メランＸ８１：日立化成工業社製」、「サイメル２０２」、「サイメル２５４」、「サイメル３７０」、「サイメル３２７」、「サイメル３２５」（以上、三井サイテック社製）、「スーパーベッカミンＬ−１０５−６０」、「スーパーベッカミンＪ−８２０−６０」（以上、大日本インキ化学工業社製）、「ユーバン２０ＳＢ」、「ユーバン２０ＳＥ」、「ユーバン２１Ｒ」、「ユーバン１２２」、「ユーバン２２５」（以上、三井化学社製）などが挙げられる。ベンゾグアナミン系樹脂としては、「スーパーベッカミン１３−５３５：大日本インキ化学工業社製」、「マイコート１０５」、「マイコート１０６」、「マイコート１１２８」（以上、三井サイテック社製）などが挙げられる。エポキシメラミン系樹脂としては、「ＴＣＭ−０１メジューム：大日本インキ化学工業社製」などが挙げられる。ポリエステルメラミン系樹脂としては、「９９Ｘ０２０７：大日本インキ化学工業社製」などが挙げられる。また、顔料を予め分散剤、有機溶剤などに分散させた顔料分散体に含まれる分散剤も樹脂として機能する場合がある。顔料分散剤としては、「アジスパーＰＢ−７１１」、「アジスパーＰＢ−８２１」（以上、味の素ファインテクノ社製）、「ＢＹＫ−２０００」、「ＢＹＫ−２００１」（以上、ビックケミージャパン社製）などが挙げられる。
【００２６】
この樹脂のインキ組成物中の含有量は、２〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％とされる。この樹脂のインキ組成物中の含有量が２質量％未満では、インキ膜が脆くなる。一方、１５質量％を超えると、転写画像の鮮鋭度が低下する。
【００２７】
さらに、このインキ組成物中の顔料と樹脂との配合質量比は、固形分比率で、顔料：樹脂で１：４〜８：１が好ましい。この配合比率は、ブランケット表面のインキ塗膜に凸版により画像が形成された時点も同じである。
【００２８】
配合する樹脂によっても異なるが、顔料に対して必要以上の樹脂が存在すると、その樹脂のタック性やインキ塗膜の粘弾性が大きいことにより、凸版による画像形成時に、画線がビリついたりするなどシャープな画像が得られず好ましくない。一方、顔料に対して樹脂が不足すると、被印刷基材への転写時に、ブランケット表面からインキ塗膜が完全に転写しないなどの不具合が生じて好ましくない。
【００２９】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物において樹脂を溶解してビヒクルとし、顔料をこれに分散するための有機溶剤として、速乾性有機溶剤と遅乾性有機溶剤とを併用して使用する。
速乾性有機溶剤としては、２０℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）以上かつ大気圧下における沸点が１１５℃未満のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤または炭化水素系溶剤のいずれか１つ以上が用いられる。
【００３０】
この速乾性有機溶剤の全インキ組成物中の含有量は、凸版反転印刷法の印刷速度や各色の印刷順序によって調整されるが、５〜９０質量％、好ましくは１０〜６０質量％、さらに好ましくは２０〜４０質量％とされる。
速乾性有機溶剤の全インキ組成物中に対する含有量が５質量％未満ではブランケット上でのインキ塗膜の乾燥が不十分で凸版にて画像化されなくなる。一方、含有量が９０質量％を超えるとブランケット上でインキ塗膜が乾燥しすぎて凸版に転写しない。
【００３１】
この速乾性有機溶剤は、ブランケットにインキ塗膜が形成される時には、インキ組成物が良好な流動性を有するために用いられ、その後、凸版にて画像化されるまでの間に、空中に揮発もしくはブラケットに吸収されることで、インキ粘度が上昇し、画像化に最適な粘度と粘着性と凝集力を有するようにするために配合される。
【００３２】
また、この速乾性有機溶剤の蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）未満の場合は、ブランケット上のインキ塗膜が充分に乾燥せず、凸版以外部分にもインキ塗膜が転移し、ブランケット上に良好な画像が形成されないなどの不具合が生じるため好ましくない。これら速乾性有機溶剤は、ビヒクルの溶解性、顔料分散系への親和性を考慮し、それぞれに応じた溶剤が選択されるが、例として次に挙げられるものが用いられる。
【００３３】
エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピルなどが挙げられる。
アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、２−プロパノールなどが挙げられる。
ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
エーテル系溶剤としては、ジエチルエーテルなどが挙げられる。
炭化水素系溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
また、これらの速乾性有機溶剤は、それぞれの系内および複数の系の混合物でもよい。これらの速乾性有機溶剤の中でも、酢酸イソプロピル、酢酸ノルマルプロピル、エタノールおよび２−プロパノールが、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。
【００３４】
遅乾性有機溶剤としては、２５℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）未満かつ大気圧下における沸点が１１５℃以上のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤または炭化水素系溶剤のいずれか１つ以上が用いられる。
この遅乾性有機溶剤の全インキ組成物中の含有量は、凸版反転印刷法の印刷速度や各色の印刷順序によって調整されるが、全インキ組成物中５〜９０質量％、好ましくは３０〜７０質量％、さらに好ましくは４０〜６０質量％とされる。
遅乾性有機溶剤の全インキ組成物中に対する含有量が５質量％未満ではブランケット上のインキ塗膜が乾燥しすぎて凸版に転写できなくなる。一方、含有量が９０質量％を超えるとブランケット上でのインキ塗膜の乾燥が不十分で凸版にて画像化できなくなる。
【００３５】
この遅乾性有機溶剤は、凸版によりブランケットに形成され画像化されたインキ塗膜が、被印刷基材上に転写されるまで、ブランケット上に残留することで、インキの粘度が一定以上に上昇することを防ぎ、被印刷基材上に良好な画像を得ることができるようにするために用いられる。
【００３６】
また、この遅乾性有機溶剤の蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ以上の場合は、ブランケット上のインキ塗膜が乾燥し過ぎるため、凸版へインキが転移せず、ブランケット上に良好な画像化されたインキ塗膜が形成されないなどの不具合が生じるため好ましくない。これら溶剤は、ビヒクルの溶解性、顔料分散系への親和性を考慮し、それぞれに応じた溶剤が選択されるが、例えば次に挙げられるものが用いられる。
【００３７】
エステル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡｃ）、３メトキシ−３メチル−ブチルアセテート（「ソルフィットＡＣ」商品名、クラレ社製）、エトキシエチルプロピオネート（ＥＥＰ）などが挙げられる。
アルコール系溶剤としては、１−ブタノール、ダイヤドール１３５（商品名、三菱レーヨン社製）、３メトキシ−３メチル−１ブタノール、１−ヘキサノール、１，３ブタンジオール、１−ペンタノール、２−メチル１−ブタノール、４−メチル−２−ペンタノールなどが挙げられる。
【００３８】
エーテル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールノルマルプロピルエーテル、プロピレングリコールノルマルブチルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルなどが挙げられる。
【００３９】
炭化水素系溶剤としては、ソルベッソ１００、ソルベッソ１５０（商品名、エクソン化学社製）、その他にもＮ−メチルピロリドンが挙げられる。
【００４０】
また、これらの遅乾性有機溶剤は、それぞれの系内および複数の系の混合物でもよい。これらの遅乾性有機溶剤の中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールノルマルプロピルエーテル、プロピレングリコールノルマルブチルエーテル、３メトキシ−３メチル−ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、およびダイヤドール１３５が、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。
【００４１】
表面エネルギー調整剤は、ブランケット表面にインキ組成物が均一に良好に塗布できるように、インキ組成物の表面エネルギーを、ブランケットの表面における表面エネルギーよりも小さくするために添加されるものである。
この表面エネルギー調整剤としては、フッ素系界面活性剤が好ましい。本発明のインキ組成物にあっては、このフッ素系界面活性剤の１種または２種以上が用いられる。
この表面エネルギー調整剤としては、フッ素系界面活性剤が好ましい。本発明のインキ組成物にあっては、このフッ素系界面活性剤の１種または２種以上が用いられる。この表面エネルギー調整剤の具体的なものとしては、メガファックＦ−４７０、メガファックＦ−４７２、メガファックＦ−４８４、メガファックＦ−１１５９、メガファックＦ−１３０３（以上、商品名、大日本インキ化学工業社製）などが挙げられる。
【００４２】
表面エネルギー調整剤のインキ組成物中の濃度を０．０５〜５．０質量％とし、０．１〜１．０質量％とすることが好ましい。これにより、ブランケットへのインキ塗工時に、塗工された塗膜の平滑性が向上し、より均一な塗膜が得られる。
表面エネルギー調整剤のインキ組成物中の濃度が０．０５質量％未満では、ブランケット上でのインキはじきが発生したり、インキ塗膜が均一にならずムラが生じたりして好ましくない。一方、表面エネルギー調整剤のインキ組成物中の濃度が５．０質量％を超えると、被印刷基材上へ転写後、インキ塗膜中の表面エネルギー調整剤が被印刷基材とインキ塗膜との密着性を阻害する不具合が生じてこれも好ましくない。
【００４３】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物では、上述の顔料、樹脂、表面エネルギー調整剤、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤以外に、顔料分散剤、消泡剤、被印刷基材への接着付与剤などの各種添加剤を適宜適量配合することができる。
このような組成のインキ組成物の製造は、黒色顔料、樹脂、有機溶剤および顔料分散剤を、ビーズミルなどの一般的な分散機を用いてカラーフィルター作製用インキ組成物に最適な分散状態まで分散し、これにさらに樹脂、有機溶剤および各種添加剤を混合後、粗大粒子を濾過して行われる。
【００４４】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物にあっては、上述の組成を有するものであるが、その物性も重要な因子である。
この物性としては、まず温度が２５℃におけるインキ粘度が、０．５ｍＰａ・ｓ〜１０．０ｍＰａ・ｓの範囲内にある。これは、ブランケットにインキ組成物を均一に塗布するために、塗布装置からのインキ吐出性を鑑みて決定されたものである。この範囲よりも高い粘度の場合、塗工装置からのインキ吐出が不均一になり、ブランケット上に分断されて塗工される不具合や、塗工されたインキ塗膜が不均一となるため好ましくない。逆に、この範囲より低い粘度では、カラーフィルターに要求される色濃度や塗膜耐性が得られないため好ましくない。中でも、１．０〜５．０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
インキ組成物の粘度の測定は、市販のコーンプレート型回転粘度計（例えば、東機産業社製、ＴＶ−２０Ｌなど）によって行われる。
【００４５】
次に、インキ組成物の表面エネルギーも重要な因子である。インキ組成物の表面エネルギーは、１５ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍであることが好ましいが、概ね２２ｍＮ／ｍより低表面エネルギーである程好ましい。この範囲より高い表面エネルギーの場合、ブランケットへのインキレベリング性が悪く、ブランケット上でインキがはじいたりするなど均一なインキ塗膜が得られず好ましくない。また、この範囲よりも低い表面エネルギーのインキ組成物は実質的に製造できない。
表面エネルギーの測定は、市販の自動表面張力計（例えば、協和界面化学社製、ＣＢＹＰ−Ａ３など）を用いて行われる。
【００４６】
本発明のカラーフィルターは、上述のインキ組成物を用い、凸版反転印刷法によって、被印刷基材上に、少なくともブラックマトリックス膜およびカラー膜が形成されたものである。
【実施例】
【００４７】
次に、本発明を実施例により説明するが、本発明はここで挙げる実施例のみに限定されるものではない。実施例中の部および％は、特に記載しない限り質量基準である。
【００４８】
［動的粘弾性の測定］
応力制御型レオメータ（ハーケ社製、ＲＳ１５０）を用い、直径３５mmのパラレルプレートを使用して、ギャップ０．５mmおよび測定温度２５℃にて測定した。せん断速度５．００（１／ｓ）で１分間初期せん断を与えた後、周波数依存測定を行った。周波数依存測定は、応力を１０Ｐａに固定し、周波数を１００Ｈｚ〜０．１６Ｈｚの間で変化させて、貯蔵弾性率（Ｇ´）、正接損失（ｔａｎδ）、複素粘性率（｜η＊｜）を測定し、４６．３Ｈｚ、１０Ｈｚ、１Ｈｚの値を読み取った。
【００４９】
［各待機時間におけるインキ中溶剤含有量の推定］
インキテスターにてインキを塗布し、所定待機時間毎にガラス板にインキを転写した。転写したインキの不揮発分により、各待機時間における溶剤含有量を推定した。不揮発分は１２０℃、３０分加熱前後での重量変化により算出した。
【００５０】
［測定試料の調製］
各待機時間における推定溶剤含有量をもとに調整した。インキを自動乳鉢で攪拌しながら溶剤を揮発させてベースを作製し、各待機時間の不揮発分に合わせて溶剤で希釈した。不揮発分は１２０℃、３０分加熱前後での重量変化により算出した。
【００５１】
［実施例１および比較例１：ＧＲＥＥＮインキ（１）およびＧＲＥＥＮインキ（２）］
実施例１および比較例１によって、ＧＲＥＥＮインキ１およびＧＲＥＥＮインキ２について、貯蔵弾性率（Ｇ´）、正接損失（ｔａｎδ）、複素粘性率（｜η＊｜）と印刷適性、白抜けの関係を確認した。
【００５２】
（実施例１）
ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ０３５８（顔料分散体）４５部、マイコート３０３（樹脂）２０部、エピクロン１０５０−７５Ｘ（樹脂）５部、メガファックＴＦ−１１５９（表面エネルギー調整剤）０．５部、ＰＧＭＡｃ（遅乾性溶剤）５部、酢酸イソプロピル（速乾性溶剤）２４．５部を分散攪拌機で攪拌し、ＧＲＥＥＮインキ（１）を得た。ＧＲＥＥＮ（１）より、それぞれ６５部、９０部の溶剤を攪拌しながら揮発させ、表１の物性を示すインキの状態であるサンプル（Ｇ１−１）、およびサンプル（Ｇ１−２）を得た。
【００５３】
（比較例１）
ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ０３５８（顔料分散体）４５部、エピクロン８３０ｓ（樹脂）２５部、メガファックＴＦ−１１５９（表面エネルギー調整剤）０．５部、ＰＧＭＡｃ（遅乾性溶剤）５部、酢酸イソプロピル（速乾性溶剤）２４．５部を分散攪拌機で攪拌し、ＧＲＥＥＮインキ（２）を得た。ＧＲＥＥＮ（２）よりそれぞれ６５部、９０部の溶剤を攪拌しながら揮発させ、表１の物性を示すインキの状態であるサンプル（Ｇ２−１）、およびサンプル（Ｇ２−２）を得た。
【００５４】
［実施例２および比較例２：ＲＥＤインキ（１）およびＲＥＤインキ（２）］
実施例２および比較例２によって、ＲＥＤインキについて、貯蔵弾性率（Ｇ´）、正接損失（ｔａｎδ）、複素粘性率（｜η＊｜）と印刷適性、白抜けの関係を確認した。
【００５５】
（実施例２）
ＥＸＣＥＤＩＣ ＲＥＤ ０７５９（顔料分散体）４５部、ＢＹＫ２０００（樹脂）２５部、メガファックＴＦ−１１５９（表面エネルギー調整剤）０．５部、ＰＧＭＡｃ（遅乾性溶剤）５部、酢酸イソプロピル（速乾性溶剤）２４．５部を分散攪拌機で攪拌し、ＲＥＤ（１）を得た。ＲＥＤ１より、９０部の溶剤を攪拌しながら揮発させ、表１の物性を示すインキの状態であるサンプル（Ｒ１−２）を得た。
【００５６】
（比較例２）
ＥＸＣＥＤＩＣ ＲＥＤ ０７５９（顔料分散体）４５部、マイコート７７５（樹脂）２５部、メガファックＴＦ−１１５９（表面エネルギー調整剤）０．５部、ＰＧＭＡｃ（遅乾性溶剤）５部、酢酸イソプロピル（速乾性溶剤）２４．５部を分散攪拌機で攪拌し、ＲＥＤ（２）を得た。ＲＥＤ２より、６５部の溶剤を攪拌しながら揮発させ、表１の物性を示すインキの状態であるサンプル（Ｒ２−１）を得た。
【００５７】
各インキサンプルの動的粘弾性の測定結果を表１に示す。これらの物性を呈する時点で転写工程を実施した。なお、印刷が不可であった比較例については、白抜けを評価していない。表中の、Ｇ´は貯蔵弾性率（ＭＰａ）を、ｔａｎδは正接損失を、η＊は、複素粘性率（｜η＊｜）を表している。
【００５８】
【表１】
【００５９】
貯蔵弾性率（Ｇ´）が１ＭＰａ以上で、正接損失（ｔａｎδ）が０．０５〜４の場合、適正溶剤量となり印刷可能である。さらに、このとき、複素粘性率（｜η＊｜）が１０００以上になると白抜けは発生しない。
実施例１のＧＲＥＥＮインキ（１）は、Ｇ１−１の物性を呈する時点では転写が困難で有るが、同じＧＲＥＥＮインキ（１）をＧ１−２の物性の時点で転写することによって適正な印刷物が得られる。
比較例１のＧＲＥＥＮインキ（２）は、貯蔵弾性率（Ｇ´）が１ＭＰａ以上で、正接損失（ｔａｎδ）が０．０５〜４で、さらに、複素粘性率（｜η＊｜）が１０００以上という物性を呈することが出来ず、転写および白抜け防止の両性能を同時に達成することはできない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物は、凸版反転印刷法により、微細な凹凸パターン通りに、精度良くインキ組成物を被印刷基材に転写することができ、カラーフィルター作製に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明における凸版反転印刷法の一例を模式的に示す概略構成図である。
【図２】凸版反転印刷法によってブラックマトリックス膜を形成し、次いでカラー膜を形成した状態を模式的に示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ インキ塗布装置
２ ブランケット
３ インキ塗膜
４ 凸版
５ 被印刷基材
６ カラーインキ膜
６ａ 無着色白抜け
７ 黒色インキ膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＦＴ型カラー液晶表示装置のカラーフィルターを凸版反転印刷法により作製する際に好適に使用できるカラーフィルター作製用インキ組成物、および、このインキ組成物を用いたカラーフィルターの製造方法並びにこの製造方法によって得られたカラーフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＴＦＴ型カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルターを製造する方法としては、カラーフィルターの画像として高い平坦性や解像度が得られるフォトレジスト法が主力である。
しかし、このフォトレジスト法では、色毎に塗布、露光、現像などの長工程を経るため、莫大な設備投資を要し、昨今要求される低製造コスト化並びに大面積化には不適であった。
このような欠点を解消する方法として、本出願人は、凸版反転印刷法と称する新しい製造方法を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この凸版反転印刷法について説明する。
この凸版反転印刷法では、まず。図１（ａ）に示すように、まずインキ塗布装置１によりブランケット２の表面に均一な厚みのインキ塗膜３を形成する。
次いで、図１（ｂ）に示すように、表面に均一なインキ塗膜３が形成されたブランケット２の表面を、凸版４に押圧、接触させ、凸版４の凸部の表面に、ブランケット２の表面上のインキ塗膜３の一部を付着、転移させる。これにより、ブランケット２の表面に残ったインキ塗膜３には、印刷パターン（画像）が形成される。
次いで、図１（ｃ）に示すように、この状態のブランケット２をガラス板、プラスチックシートなどからなる被印刷基材５の表面に押圧して、ブランケット２上に残ったインキ塗膜３を転写し、この被印刷基材５上に転写されたインキ塗膜３を乾燥することにより、所定のパターンを形成する。
【０００４】
この凸版反転印刷法は、４色同時入色が可能で、色毎の乾燥が不要であるなどの短工程によって製造が行え、低製造コスト化および低設備コスト化を実現できるとともに、その得られる品質もフォトレジスト方法と同などになりつつある。
また、本出願人は、凸版反転印刷法に最低なインキ組成物として、特許文献２において、顔料、樹脂、表面エネルギー調整剤、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤を含有するインキ組成物を提案している。
【０００５】
ところで、凸版反転印刷法によって、被印刷基材に対してカラーフィルターとなるインキ塗膜を形成するにあたっては、最初に被印刷基材に対して黒色インキ組成物を用いてブラックマトリックス膜を形成し、次いで、赤色、緑色、青色のカラーインキ組成物を用いてＲＧＢのカラー膜を形成する。
【０００６】
この時、図２に示すように、カラー膜をなすカラーインキ膜６は、ブラックマトリックス膜をなす黒色インキ膜７の上に形成されるため、カラーインキ膜６が黒色インキ膜７を乗り越え、跨ぐように形成されることになる。なお、符号５は被印刷基材である。
【０００７】
ところで、凸版反転印刷法では、インキ組成物中の溶剤が揮発したり、ブランケット内に浸透したりするため、時間の経過とともに、インキ組成物の粘度が上昇することがある。このように、インキ組成物の粘度が上昇すると、インキ組成物が凹凸版パターン通りに、精度良く被印刷基材５に転写されない。さらに、インキ組成物が細線のパターン通りに転写された場合でも、ベタ部分などで部分的に転写が行われず、無着色の白抜け（図２の符号６ａ）と呼ばれる部分となることがあった。特に、カラーインキ膜６が、その乗り越え部分において大きな落差があることから、その部分でちぎれてしまうことになる。
【特許文献１】特開２００１−５６４０５号公報
【特許文献２】特開２００５−１２８３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
よって、本発明の課題は、凸版反転印刷法によるカラーフィルターを作製する際、凹凸パターン通りに、精度良く、インキ組成物を被印刷基材に転写することができ、かつ、転写時の白抜け防止を可能とするカラーフィルター作製用インキ組成物および該インキを用いたカラーフィルターの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため、
請求項１の発明は、ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターを作製するためのインキ組成物であって、顔料、樹脂および溶剤を含有し、転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上、正接損失が０．０５〜４、かつ、転写時のインキ組成物の複素粘性率が１０００以上であるカラーフィルター作製用インキ組成物である。
【００１０】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のカラーフィルター作製用インキ組成物を、ブランケット表面に塗布してインキ塗膜を形成した後、このインキ塗膜の貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上、正接損失が０．０５〜４、かつ、複素粘性率が１０００以上となったときに、このインキ塗膜を凸版に接触させて画像化し、さらに被印刷基材に転写するカラーフィルターの製造方法である。
【００１１】
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載のカラーフィルターの製造方法によって得られたカラーフィルターである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物によれば、転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率を１ＭＰａ以上、かつ、正接損失を０．０５〜４としたので、凸版反転印刷法により、凹凸パターン通りに、精度良くインキ組成物を被印刷基材に転写することができる。
【００１３】
さらに、転写時のインキ組成物の複素粘性率を１０００以上とすることにより、ブラックマトリックス上に欠損無く（白抜け現象の発生がなく）、凹凸版パターン通りに、精度良くインキ組成物を被印刷基材に転写することができる。
【００１４】
本発明のカラーフィルターの製造方法によれば、本発明のインキ組成物を用いているので、白抜けのないカラーフィルターが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物は、熱硬化性樹脂、顔料、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤、表面エネルギー調整剤を必須成分として含み、転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率を１ＭＰａ以上、正接損失を０．０５〜４、かつ、転写時のインキ組成物の複素粘性率が１０００以上としたものである。転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率は、１０ＭＰａ〜５００ＭＰａであることが好ましい。また、転写時のインキ組成物の複素粘性率は１０００〜１００００であることが好ましい。
【００１６】
転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率を１ＭＰａ以上、かつ、正接損失を０．０５〜４とすることにより、凹凸版パターン通りに、精度良くインキ組成物を被印刷基材に転写することができる。一方、転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率が１ＭＰａ未満、あるいは、正接損失が０．０５未満または４を超えると、凹凸版パターン通りに、インキ組成物を被印刷基材に転写することが困難になる。転写時のインキ組成物の複素粘性率を１０００以上とすることにより、ブラックマトリックス上に欠損無く（白抜け現象の発生がなく）、凹凸版パターン通りに、精度良く転写することができる。
【００１７】
顔料としては、カラーフィルター用顔料として用いることができる公知のものが挙げられるが、色純度と色濃度が高く、透明性の高いものが好適に用いられる。これらの顔料としては、例えば、赤、緑、青、墨の各色で使用できる顔料として、以下に示すものが挙げられる。顔料の種類を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）Ｎｏ．で示す。
【００１８】
赤色顔料としては、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０８、２０９、２１５、２５４などが挙げられる。
緑色顔料としては、７、３６、５８などが挙げられる。
青色顔料としては、１５、１５：１、１５：３、１５：６、２２、６０、６４などが挙げられる。
墨顔料としては、カーボンブラック、チタンブラックなどが挙げられる。
【００１９】
また、これら赤色顔料、緑色顔料、青色顔料の色調整およびインキの流動性を改善するために、次に挙げる顔料を必要量添加することができる。
例えば、黄色顔料として、１７、８３、１０９、１１０、１２８、１３８、１５０などが挙げられる。また、紫顔料として、１９、２３などが挙げられる。白顔料として、１８、２１、２７、２８などが挙げられる。橙顔料として、３８、４３などが挙げられる。
【００２０】
ブラックマトリックスを形成するためのカラーフィルター作製用インキ組成物に用いられる顔料としては、チタンブラックが用いられる。
通常、フォトレジスト法では、ブラックマトリックスに必要とされる光遮蔽度（墨の光学濃度で代用：以下、「ＯＤ値」と言う。）をより高いレベルで達成しようとすると、露光工程で充分に光が浸透せず、露光不足、現像不良を発生しやすい。ところが、凸版反転印刷法では露光工程などを経ないため、前述のようなフォトレジスト法における問題も発生しない。よって、高いＯＤ値のブラックマトリックスが得られる。
【００２１】
また、本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物でも、カラーフィルターに一般的に用いられるカーボンブラックを使用できるが、チタンブラックあるいはチタンブラックとカーボンブラックを併用することが好ましい。このようにすれば、チタンブラックの顔料特性から良好な顔料分散が得られ、かつ低粘度であるため、インキ組成物中の含有量を高くできることから、ＴＦＴ型液晶表示装置用カラーフィルターに要求されるＯＤ値を薄膜で実現できる。
【００２２】
さらに、顔料の分散性が高いほど、顔料の特性が発揮されやすいため、必要に応じて顔料への表面処理や、分散時に顔料分散剤や界面活性剤などの助剤を加えることができる。したがって、これらの顔料は、単体以外に、顔料を予め分散剤、有機溶剤に分散させた顔料分散体であっても良い。
例えば、青色顔料１５：６の場合には、顔料分散体としてＥＸＣＥＤＩＣ ＢＬＵＥ ０５６５（商品名、大日本インキ化学工業社製）、ＥＸＣＥＤＩＣ ＲＥＤ ０７５９、ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ０５９９、ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ０３５８、ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ０６４８（以上いずれも商品名、大日本インキ化学工業社製）、チタンブラック分散液（三菱マテリアル社製）などを適用することができる。
【００２３】
顔料の結着剤として機能する樹脂としては、カラーフィルターに要求される耐熱性、耐熱水性、耐アルカリ性、耐酸性などの物性を満足させるため、熱黄変性の少ない熱硬化性樹脂であって、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる１つ以上のものが使用される。これらの樹脂の中でも、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂あるいはエポキシ系樹脂のいずれか１つ以上と、メラミン系樹脂あるいはベンゾグアナミン系樹脂のいずれか１つ以上とを組み合わせたものが好ましい。さらに、ポリエステル系樹脂とメラミン系樹脂の組み合わせ、およびエポキシ系樹脂、メラミン系樹脂およびベンゾグアナミン樹脂系を組み合わせたものがより好ましい。
【００２４】
この樹脂としては、熱硬化システムを利用する場合、カラーフィルターの製造に用いられる一般的な熱硬化性樹脂が使用できるが、他の硬化システムを利用する場合は、それぞれに最適な樹脂を選択できる。例えば、ラジカル型紫外線硬化型樹脂やカチオン型紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂なども使用できる。
【００２５】
この樹脂の代表的なものを以下に例示する。
ポリエステル系樹脂としては、「２５Ｘ１８９２：大日本インキ化学工業社製」などが挙げられる。アクリル樹脂としては、「アクリディックＡ−３４５：大日本インキ化学工業社製」などが挙げられる。エポキシ系樹脂としては、「エピクロンＰ−４１５」、「エピクロン８３０」、「エピクロン８４０」、「エピクロン８６０」、「エピクロン１０５０」、「エピクロン３０５０」、「エピクロン４０５０」、「エピクロンＨＰ７２００Ｌ」、「エピクロンＨＰ７２００」、「エピクロンＮ７４０」、「エピクロン６０４」、「エピコート８３４ニス（固形分：８０質量％）」（以上、大日本インキ化学工業社製）、「エピコート８２８」、「エピコート８３４」、「エピコート１００１」、「エピコート１００４」（以上、ジャパンエポキシレジン社製）などが挙げられる。メラミン系樹脂としては、「メランＸ８１：日立化成工業社製」、「サイメル２０２」、「サイメル２５４」、「サイメル３７０」、「サイメル３２７」、「サイメル３２５」（以上、三井サイテック社製）、「スーパーベッカミンＬ−１０５−６０」、「スーパーベッカミンＪ−８２０−６０」（以上、大日本インキ化学工業社製）、「ユーバン２０ＳＢ」、「ユーバン２０ＳＥ」、「ユーバン２１Ｒ」、「ユーバン１２２」、「ユーバン２２５」（以上、三井化学社製）などが挙げられる。ベンゾグアナミン系樹脂としては、「スーパーベッカミン１３−５３５：大日本インキ化学工業社製」、「マイコート１０５」、「マイコート１０６」、「マイコート１１２８」（以上、三井サイテック社製）などが挙げられる。エポキシメラミン系樹脂としては、「ＴＣＭ−０１メジューム：大日本インキ化学工業社製」などが挙げられる。ポリエステルメラミン系樹脂としては、「９９Ｘ０２０７：大日本インキ化学工業社製」などが挙げられる。また、顔料を予め分散剤、有機溶剤などに分散させた顔料分散体に含まれる分散剤も樹脂として機能する場合がある。顔料分散剤としては、「アジスパーＰＢ−７１１」、「アジスパーＰＢ−８２１」（以上、味の素ファインテクノ社製）、「ＢＹＫ−２０００」、「ＢＹＫ−２００１」（以上、ビックケミージャパン社製）などが挙げられる。
【００２６】
この樹脂のインキ組成物中の含有量は、２〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％とされる。この樹脂のインキ組成物中の含有量が２質量％未満では、インキ膜が脆くなる。一方、１５質量％を超えると、転写画像の鮮鋭度が低下する。
【００２７】
さらに、このインキ組成物中の顔料と樹脂との配合質量比は、固形分比率で、顔料：樹脂で１：４〜８：１が好ましい。この配合比率は、ブランケット表面のインキ塗膜に凸版により画像が形成された時点も同じである。
【００２８】
配合する樹脂によっても異なるが、顔料に対して必要以上の樹脂が存在すると、その樹脂のタック性やインキ塗膜の粘弾性が大きいことにより、凸版による画像形成時に、画線がビリついたりするなどシャープな画像が得られず好ましくない。一方、顔料に対して樹脂が不足すると、被印刷基材への転写時に、ブランケット表面からインキ塗膜が完全に転写しないなどの不具合が生じて好ましくない。
【００２９】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物において樹脂を溶解してビヒクルとし、顔料をこれに分散するための有機溶剤として、速乾性有機溶剤と遅乾性有機溶剤とを併用して使用する。
速乾性有機溶剤としては、２０℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）以上かつ大気圧下における沸点が１１５℃未満のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤または炭化水素系溶剤のいずれか１つ以上が用いられる。
【００３０】
この速乾性有機溶剤の全インキ組成物中の含有量は、凸版反転印刷法の印刷速度や各色の印刷順序によって調整されるが、５〜９０質量％、好ましくは１０〜６０質量％、さらに好ましくは２０〜４０質量％とされる。
速乾性有機溶剤の全インキ組成物中に対する含有量が５質量％未満ではブランケット上でのインキ塗膜の乾燥が不十分で凸版にて画像化されなくなる。一方、含有量が９０質量％を超えるとブランケット上でインキ塗膜が乾燥しすぎて凸版に転写しない。
【００３１】
この速乾性有機溶剤は、ブランケットにインキ塗膜が形成される時には、インキ組成物が良好な流動性を有するために用いられ、その後、凸版にて画像化されるまでの間に、空中に揮発もしくはブラケットに吸収されることで、インキ粘度が上昇し、画像化に最適な粘度と粘着性と凝集力を有するようにするために配合される。
【００３２】
また、この速乾性有機溶剤の蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）未満の場合は、ブランケット上のインキ塗膜が充分に乾燥せず、凸版以外部分にもインキ塗膜が転移し、ブランケット上に良好な画像が形成されないなどの不具合が生じるため好ましくない。これら速乾性有機溶剤は、ビヒクルの溶解性、顔料分散系への親和性を考慮し、それぞれに応じた溶剤が選択されるが、例として次に挙げられるものが用いられる。
【００３３】
エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピルなどが挙げられる。
アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、２−プロパノールなどが挙げられる。
ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
エーテル系溶剤としては、ジエチルエーテルなどが挙げられる。
炭化水素系溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
また、これらの速乾性有機溶剤は、それぞれの系内および複数の系の混合物でもよい。これらの速乾性有機溶剤の中でも、酢酸イソプロピル、酢酸ノルマルプロピル、エタノールおよび２−プロパノールが、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。
【００３４】
遅乾性有機溶剤としては、２５℃における蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ（８．０ｍｍＨｇ）未満かつ大気圧下における沸点が１１５℃以上のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤または炭化水素系溶剤のいずれか１つ以上が用いられる。
この遅乾性有機溶剤の全インキ組成物中の含有量は、凸版反転印刷法の印刷速度や各色の印刷順序によって調整されるが、全インキ組成物中５〜９０質量％、好ましくは３０〜７０質量％、さらに好ましくは４０〜６０質量％とされる。
遅乾性有機溶剤の全インキ組成物中に対する含有量が５質量％未満ではブランケット上のインキ塗膜が乾燥しすぎて凸版に転写できなくなる。一方、含有量が９０質量％を超えるとブランケット上でのインキ塗膜の乾燥が不十分で凸版にて画像化できなくなる。
【００３５】
この遅乾性有機溶剤は、凸版によりブランケットに形成され画像化されたインキ塗膜が、被印刷基材上に転写されるまで、ブランケット上に残留することで、インキの粘度が一定以上に上昇することを防ぎ、被印刷基材上に良好な画像を得ることができるようにするために用いられる。
【００３６】
また、この遅乾性有機溶剤の蒸気圧が１１．３×１０２Ｐａ以上の場合は、ブランケット上のインキ塗膜が乾燥し過ぎるため、凸版へインキが転移せず、ブランケット上に良好な画像化されたインキ塗膜が形成されないなどの不具合が生じるため好ましくない。これら溶剤は、ビヒクルの溶解性、顔料分散系への親和性を考慮し、それぞれに応じた溶剤が選択されるが、例えば次に挙げられるものが用いられる。
【００３７】
エステル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡｃ）、３メトキシ−３メチル−ブチルアセテート（「ソルフィットＡＣ」商品名、クラレ社製）、エトキシエチルプロピオネート（ＥＥＰ）などが挙げられる。
アルコール系溶剤としては、１−ブタノール、ダイヤドール１３５（商品名、三菱レーヨン社製）、３メトキシ−３メチル−１ブタノール、１−ヘキサノール、１，３ブタンジオール、１−ペンタノール、２−メチル１−ブタノール、４−メチル−２−ペンタノールなどが挙げられる。
【００３８】
エーテル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールノルマルプロピルエーテル、プロピレングリコールノルマルブチルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルなどが挙げられる。
【００３９】
炭化水素系溶剤としては、ソルベッソ１００、ソルベッソ１５０（商品名、エクソン化学社製）、その他にもＮ−メチルピロリドンが挙げられる。
【００４０】
また、これらの遅乾性有機溶剤は、それぞれの系内および複数の系の混合物でもよい。これらの遅乾性有機溶剤の中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールノルマルプロピルエーテル、プロピレングリコールノルマルブチルエーテル、３メトキシ−３メチル−ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、およびダイヤドール１３５が、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。
【００４１】
表面エネルギー調整剤は、ブランケット表面にインキ組成物が均一に良好に塗布できるように、インキ組成物の表面エネルギーを、ブランケットの表面における表面エネルギーよりも小さくするために添加されるものである。
この表面エネルギー調整剤としては、フッ素系界面活性剤が好ましい。本発明のインキ組成物にあっては、このフッ素系界面活性剤の１種または２種以上が用いられる。
この表面エネルギー調整剤としては、フッ素系界面活性剤が好ましい。本発明のインキ組成物にあっては、このフッ素系界面活性剤の１種または２種以上が用いられる。この表面エネルギー調整剤の具体的なものとしては、メガファックＦ−４７０、メガファックＦ−４７２、メガファックＦ−４８４、メガファックＦ−１１５９、メガファックＦ−１３０３（以上、商品名、大日本インキ化学工業社製）などが挙げられる。
【００４２】
表面エネルギー調整剤のインキ組成物中の濃度を０．０５〜５．０質量％とし、０．１〜１．０質量％とすることが好ましい。これにより、ブランケットへのインキ塗工時に、塗工された塗膜の平滑性が向上し、より均一な塗膜が得られる。
表面エネルギー調整剤のインキ組成物中の濃度が０．０５質量％未満では、ブランケット上でのインキはじきが発生したり、インキ塗膜が均一にならずムラが生じたりして好ましくない。一方、表面エネルギー調整剤のインキ組成物中の濃度が５．０質量％を超えると、被印刷基材上へ転写後、インキ塗膜中の表面エネルギー調整剤が被印刷基材とインキ塗膜との密着性を阻害する不具合が生じてこれも好ましくない。
【００４３】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物では、上述の顔料、樹脂、表面エネルギー調整剤、速乾性有機溶剤、遅乾性有機溶剤以外に、顔料分散剤、消泡剤、被印刷基材への接着付与剤などの各種添加剤を適宜適量配合することができる。
このような組成のインキ組成物の製造は、黒色顔料、樹脂、有機溶剤および顔料分散剤を、ビーズミルなどの一般的な分散機を用いてカラーフィルター作製用インキ組成物に最適な分散状態まで分散し、これにさらに樹脂、有機溶剤および各種添加剤を混合後、粗大粒子を濾過して行われる。
【００４４】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物にあっては、上述の組成を有するものであるが、その物性も重要な因子である。
この物性としては、まず温度が２５℃におけるインキ粘度が、０．５ｍＰａ・ｓ〜１０．０ｍＰａ・ｓの範囲内にある。これは、ブランケットにインキ組成物を均一に塗布するために、塗布装置からのインキ吐出性を鑑みて決定されたものである。この範囲よりも高い粘度の場合、塗工装置からのインキ吐出が不均一になり、ブランケット上に分断されて塗工される不具合や、塗工されたインキ塗膜が不均一となるため好ましくない。逆に、この範囲より低い粘度では、カラーフィルターに要求される色濃度や塗膜耐性が得られないため好ましくない。中でも、１．０〜５．０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
インキ組成物の粘度の測定は、市販のコーンプレート型回転粘度計（例えば、東機産業社製、ＴＶ−２０Ｌなど）によって行われる。
【００４５】
次に、インキ組成物の表面エネルギーも重要な因子である。インキ組成物の表面エネルギーは、１５ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍであることが好ましいが、概ね２２ｍＮ／ｍより低表面エネルギーである程好ましい。この範囲より高い表面エネルギーの場合、ブランケットへのインキレベリング性が悪く、ブランケット上でインキがはじいたりするなど均一なインキ塗膜が得られず好ましくない。また、この範囲よりも低い表面エネルギーのインキ組成物は実質的に製造できない。
表面エネルギーの測定は、市販の自動表面張力計（例えば、協和界面化学社製、ＣＢＹＰ−Ａ３など）を用いて行われる。
【００４６】
本発明のカラーフィルターは、上述のインキ組成物を用い、凸版反転印刷法によって、被印刷基材上に、少なくともブラックマトリックス膜およびカラー膜が形成されたものである。
【実施例】
【００４７】
次に、本発明を実施例により説明するが、本発明はここで挙げる実施例のみに限定されるものではない。実施例中の部および％は、特に記載しない限り質量基準である。
【００４８】
［動的粘弾性の測定］
応力制御型レオメータ（ハーケ社製、ＲＳ１５０）を用い、直径３５mmのパラレルプレートを使用して、ギャップ０．５mmおよび測定温度２５℃にて測定した。せん断速度５．００（１／ｓ）で１分間初期せん断を与えた後、周波数依存測定を行った。周波数依存測定は、応力を１０Ｐａに固定し、周波数を１００Ｈｚ〜０．１６Ｈｚの間で変化させて、貯蔵弾性率（Ｇ´）、正接損失（ｔａｎδ）、複素粘性率（｜η＊｜）を測定し、４６．３Ｈｚ、１０Ｈｚ、１Ｈｚの値を読み取った。
【００４９】
［各待機時間におけるインキ中溶剤含有量の推定］
インキテスターにてインキを塗布し、所定待機時間毎にガラス板にインキを転写した。転写したインキの不揮発分により、各待機時間における溶剤含有量を推定した。不揮発分は１２０℃、３０分加熱前後での重量変化により算出した。
【００５０】
［測定試料の調製］
各待機時間における推定溶剤含有量をもとに調整した。インキを自動乳鉢で攪拌しながら溶剤を揮発させてベースを作製し、各待機時間の不揮発分に合わせて溶剤で希釈した。不揮発分は１２０℃、３０分加熱前後での重量変化により算出した。
【００５１】
［実施例１および比較例１：ＧＲＥＥＮインキ（１）およびＧＲＥＥＮインキ（２）］
実施例１および比較例１によって、ＧＲＥＥＮインキ１およびＧＲＥＥＮインキ２について、貯蔵弾性率（Ｇ´）、正接損失（ｔａｎδ）、複素粘性率（｜η＊｜）と印刷適性、白抜けの関係を確認した。
【００５２】
（実施例１）
ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ０３５８（顔料分散体）４５部、マイコート３０３（樹脂）２０部、エピクロン１０５０−７５Ｘ（樹脂）５部、メガファックＴＦ−１１５９（表面エネルギー調整剤）０．５部、ＰＧＭＡｃ（遅乾性溶剤）５部、酢酸イソプロピル（速乾性溶剤）２４．５部を分散攪拌機で攪拌し、ＧＲＥＥＮインキ（１）を得た。ＧＲＥＥＮ（１）より、それぞれ６５部、９０部の溶剤を攪拌しながら揮発させ、表１の物性を示すインキの状態であるサンプル（Ｇ１−１）、およびサンプル（Ｇ１−２）を得た。
【００５３】
（比較例１）
ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ０３５８（顔料分散体）４５部、エピクロン８３０ｓ（樹脂）２５部、メガファックＴＦ−１１５９（表面エネルギー調整剤）０．５部、ＰＧＭＡｃ（遅乾性溶剤）５部、酢酸イソプロピル（速乾性溶剤）２４．５部を分散攪拌機で攪拌し、ＧＲＥＥＮインキ（２）を得た。ＧＲＥＥＮ（２）よりそれぞれ６５部、９０部の溶剤を攪拌しながら揮発させ、表１の物性を示すインキの状態であるサンプル（Ｇ２−１）、およびサンプル（Ｇ２−２）を得た。
【００５４】
［実施例２および比較例２：ＲＥＤインキ（１）およびＲＥＤインキ（２）］
実施例２および比較例２によって、ＲＥＤインキについて、貯蔵弾性率（Ｇ´）、正接損失（ｔａｎδ）、複素粘性率（｜η＊｜）と印刷適性、白抜けの関係を確認した。
【００５５】
（実施例２）
ＥＸＣＥＤＩＣ ＲＥＤ ０７５９（顔料分散体）４５部、ＢＹＫ２０００（樹脂）２５部、メガファックＴＦ−１１５９（表面エネルギー調整剤）０．５部、ＰＧＭＡｃ（遅乾性溶剤）５部、酢酸イソプロピル（速乾性溶剤）２４．５部を分散攪拌機で攪拌し、ＲＥＤ（１）を得た。ＲＥＤ１より、９０部の溶剤を攪拌しながら揮発させ、表１の物性を示すインキの状態であるサンプル（Ｒ１−２）を得た。
【００５６】
（比較例２）
ＥＸＣＥＤＩＣ ＲＥＤ ０７５９（顔料分散体）４５部、マイコート７７５（樹脂）２５部、メガファックＴＦ−１１５９（表面エネルギー調整剤）０．５部、ＰＧＭＡｃ（遅乾性溶剤）５部、酢酸イソプロピル（速乾性溶剤）２４．５部を分散攪拌機で攪拌し、ＲＥＤ（２）を得た。ＲＥＤ２より、６５部の溶剤を攪拌しながら揮発させ、表１の物性を示すインキの状態であるサンプル（Ｒ２−１）を得た。
【００５７】
各インキサンプルの動的粘弾性の測定結果を表１に示す。これらの物性を呈する時点で転写工程を実施した。なお、印刷が不可であった比較例については、白抜けを評価していない。表中の、Ｇ´は貯蔵弾性率（ＭＰａ）を、ｔａｎδは正接損失を、η＊は、複素粘性率（｜η＊｜）を表している。
【００５８】
【表１】
【００５９】
貯蔵弾性率（Ｇ´）が１ＭＰａ以上で、正接損失（ｔａｎδ）が０．０５〜４の場合、適正溶剤量となり印刷可能である。さらに、このとき、複素粘性率（｜η＊｜）が１０００以上になると白抜けは発生しない。
実施例１のＧＲＥＥＮインキ（１）は、Ｇ１−１の物性を呈する時点では転写が困難で有るが、同じＧＲＥＥＮインキ（１）をＧ１−２の物性の時点で転写することによって適正な印刷物が得られる。
比較例１のＧＲＥＥＮインキ（２）は、貯蔵弾性率（Ｇ´）が１ＭＰａ以上で、正接損失（ｔａｎδ）が０．０５〜４で、さらに、複素粘性率（｜η＊｜）が１０００以上という物性を呈することが出来ず、転写および白抜け防止の両性能を同時に達成することはできない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のカラーフィルター作製用インキ組成物は、凸版反転印刷法により、微細な凹凸パターン通りに、精度良くインキ組成物を被印刷基材に転写することができ、カラーフィルター作製に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明における凸版反転印刷法の一例を模式的に示す概略構成図である。
【図２】凸版反転印刷法によってブラックマトリックス膜を形成し、次いでカラー膜を形成した状態を模式的に示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ インキ塗布装置
２ ブランケット
３ インキ塗膜
４ 凸版
５ 被印刷基材
６ カラーインキ膜
６ａ 無着色白抜け
７ 黒色インキ膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターを作製するためのインキ組成物であって、
顔料、樹脂および溶剤を含有し、
転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上、正接損失が０．０５〜４、かつ、転写時のインキ組成物の複素粘性率が１０００以上であることを特徴とするカラーフィルター作製用インキ組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のカラーフィルター作製用インキ組成物を、ブランケット表面に塗布してインキ塗膜を形成した後、このインキ塗膜の貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上、正接損失が０．０５〜４、かつ、複素粘性率が１０００以上となったときに、このインキ塗膜を凸版に接触させて画像化し、さらに被印刷基材に転写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３】
請求項２に記載のカラーフィルターの製造方法によって得られたことを特徴とするカラーフィルター。
【請求項１】
ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版にて画像化し、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法によりカラーフィルターを作製するためのインキ組成物であって、
顔料、樹脂および溶剤を含有し、
転写時のインキ組成物の貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上、正接損失が０．０５〜４、かつ、転写時のインキ組成物の複素粘性率が１０００以上であることを特徴とするカラーフィルター作製用インキ組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のカラーフィルター作製用インキ組成物を、ブランケット表面に塗布してインキ塗膜を形成した後、このインキ塗膜の貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上、正接損失が０．０５〜４、かつ、複素粘性率が１０００以上となったときに、このインキ塗膜を凸版に接触させて画像化し、さらに被印刷基材に転写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３】
請求項２に記載のカラーフィルターの製造方法によって得られたことを特徴とするカラーフィルター。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２６５１１６（Ｐ２００９−２６５１１６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１０６２５（Ｐ２００８−１１０６２５）
【出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【出願人】（５９１０９７９６４）光村印刷株式会社 (14)
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【出願人】（５９１０９７９６４）光村印刷株式会社 (14)
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
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