カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインク
【課題】保存安定性に優れ、高輝度なカラーフィルタを実現可能なカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを提供する。
【解決手段】アクリル系樹脂、前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含有するカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクであって、
前記アクリル系樹脂が、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体であることを特徴とする、カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクである。
【解決手段】アクリル系樹脂、前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含有するカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクであって、
前記アクリル系樹脂が、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体であることを特徴とする、カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式を用いて所定パターンの画素を形成するのに用いられるカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータの発達、特に携帯用パーソナルコンピュータの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。
このような液晶ディスプレイのカラーフィルタにおいては、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備え、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素を光が通過してカラー表示が行われるものである。
従来より行われているカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法が挙げられる。この染色法は、まずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィー工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。これを３回繰り返すことによりＲ、Ｇ、およびＢの画素を形成する。また、他の方法としては顔料分散法がある。この方法は、まず基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色のパターンを得る。さらにこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、およびＢの画素を形成する。さらに他の方法としては、電着法や、熱硬化樹脂に顔料を分散させてＲ、Ｇ、およびＢの３回印刷を行った後、樹脂を熱硬化させる方法等を挙げることができる。
【０００３】
しかしながら、いずれの方法も、Ｒ、Ｇ、及びＢの３色を着色するために、同一の工程を３回繰り返す必要があり、コスト高になるという問題や、同様の工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題がある。
これらの問題点を解決したカラーフィルタの製造方法として、特許文献１には、熱硬化性樹脂を含有する着色インクをインクジェット方式で基板上に吹き付け、加熱することにより画素部を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、熱硬化性樹脂を用いてカラーフィルタの画素部を形成する場合には、酸成分とエポキシ成分の重合及び／又は架橋反応を利用するのが一般的であった。しかしながら、酸成分とエポキシ成分の反応性は非常に高いため、経時で徐々に粘度が上昇し、保存安定性に問題があった。また、エポキシ樹脂を主体としてカラーフィルタの画素部を形成すると、高温下、熱履歴により、黄変を受けやすく、高輝度を達成できないという問題があった。
経時で徐々に粘度が上昇すると、インクジェット方式によるインクの安定的な吐出を損ね、インクジェットヘッドに目詰まりを生じさせる恐れがある。また、カラーフィルタの色特性としては、近年、特にカラーテレビの用途において、色域再現性、高コントラストおよび高輝度が要求されているが、画素部分のエポキシ樹脂等のバインダ成分が黄変すると、得られるカラーフィルタの輝度や色純度の低下を招く恐れがある。
【０００６】
上記実情に鑑み、本発明は、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、且つ、高輝度なカラーフィルタを実現可能なカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクのバインダ成分として、エポキシ基含有モノマーと脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体と、当該アクリル系共重合体とは異なるエポキシ樹脂とを組み合わせて用いることにより、上記課題が解決されるという知見を見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明に係るカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクは、アクリル系樹脂、前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含有するカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクであって、前記アクリル系樹脂が、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体であることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクの熱硬化性バインダ成分として、エポキシ基含有モノマーと脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体と、当該アクリル系共重合体とは異なるエポキシ樹脂とを組み合わせて用いることにより、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、高輝度で色域再現性の良いカラーフィルタを実現可能である。
【０００９】
本発明に係るカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクにおいては、前記アクリル系共重合体において、前記（Ａ）エポキシ基含有モノマーが全共重合成分中２０重量％〜８０重量％であり、且つ前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーが全共重合成分中２０重量％〜８０重量％であることが、硬化膜の硬化性及び密着性と高輝度のバランスの点から好ましい。
【００１０】
本発明に係るカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクにおいては、前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーが、有橋脂環式炭化水素基を有することが、高輝度の点から好ましい。有橋脂環式炭化水素基とは、脂環式炭化水素基内において橋かけ構造を有し、分子内に多環構造を有する多環状脂肪族炭化水素基をいう。
当該有橋脂環式炭化水素基としては、中でも、イソボルニル（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、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、２−アルキル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ−１−アダマンチル（メタ）アクリレート、及び１−パーフルオロアダマンチル（メタ）アクリレートよりなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクは、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、高輝度なカラーフィルタを実現可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係るカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクは、アクリル系樹脂、前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含有するカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクであって、前記アクリル系樹脂が、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体であることを特徴とする。
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクにおいては、熱硬化性バインダ成分として、エポキシ基含有モノマーと脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体と、当該アクリル系共重合体とは異なるエポキシ樹脂とを組み合わせて用いることにより、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、高輝度なカラーフィルタを実現することができる。
また、本発明においては、熱硬化性樹脂を用いているため、光照射をはじめとする特別な附帯設備が不要となり、生産性が高いという利点もある。
【００１３】
熱硬化性バインダ成分として、エポキシ基含有モノマーと脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体と、当該アクリル系共重合体とは異なるエポキシ樹脂とを組み合わせて用いることにより上述した効果を発揮する理由としては、以下のように推測される。
熱硬化性バインダ成分として、従来のエポキシ樹脂及び酸成分を主体として用いると、酸成分とエポキシ樹脂の反応性が非常に高いため、経時で徐々に粘度が上昇し、保存安定性に問題があった。また、エポキシ樹脂を主体としてカラーフィルタの画素部を形成すると、高温下、熱履歴により、黄変を受けやすく、高輝度を達成できないという問題があった。
それに対して、本願では、エポキシ基を有しながら安定性の高いアクリル系共重合体をエポキシ樹脂と組み合わせて用い、エポキシ基に酸成分を共存させないため、エポキシ基が反応し難く、保存安定性に優れる。
側鎖にエポキシ基と脂環式炭化水素を有するアクリル系共重合体は、エポキシ基が熱により反応して重合及び／又は架橋をし、脂環式炭化水素を有することで硬化性に優れ、また脂環式炭化水素を有することで熱履歴による黄変も受けにくいため、高輝度である。
本発明においては、側鎖にエポキシ基と脂環式炭化水素を有するアクリル系共重合体とエポキシ樹脂の組み合わせの相乗効果により、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、高輝度で色域再現性の良いカラーフィルタを実現することができる。
【００１４】
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクは、少なくとも、アクリル系樹脂、前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含有し、必要に応じて他の成分を含有していてもよいものである。以下、本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクに用いられる各成分を説明する。
【００１５】
＜アクリル系樹脂＞
本発明において用いられるアクリル系樹脂は、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体である。
本発明で用いられるアクリル系樹脂は、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させれば、各モノマーをランダムに共重合させたものであっても、ブロック共重合体となるように共重合させたものであっても良い。
【００１６】
共重合成分として（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーを含むことにより、アクリル系共重合体がエポキシ基を含有するようになる。これにより、熱による反応性が向上し、硬化膜の硬化性が向上し、且つ硬化膜の密着性が良くなるという作用をもたらす。（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーとしては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、メチルグリシジル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。中でも本発明においては、グリシジル（メタ）アクリレートを好ましく用いることができる。
（Ａ）エポキシ基含有モノマーとしては、１種単独で用いても良いし、２種以上混合して用いられても良い。
【００１７】
アクリル系共重合体において、前記（Ａ）エポキシ基含有モノマーの含有量としては、当該アクリル系共重合体を所望の硬化膜の硬化性及び密着性を有することができれば良いが、全共重合成分中に２０〜８０重量％であることが好ましく、更に３０〜６０重量％であることが好ましい。上記含有量が上記範囲内であることにより、更に、硬化膜の硬化性及び密着性に優れたものとすることができるからである。
【００１８】
共重合成分として（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーを含むことにより、アクリル系共重合体が脂環式炭化水素基を含有するようになる。これにより、高い輝度が得られるという作用をもたらす。脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとしては、例えば、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、３−シクロヘキセニルメチル（メタ）アクリレート、４−イソプロピルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、１−メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、３−メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、４−メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、１−エチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、４−エチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、メンチル（メタ）アクリレート、３，３，５−トリメチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘプチル（メタ）アクリレート、シクロオクチル（メタ）アクリレート、シクロノニル（メタ）アクリレートシクロデシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（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、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、及び２−エチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００１９】
上記脂環式炭化水素含有モノマーとしては、中でも、高輝度の点から、有橋脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーであることが好ましい。有橋脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとしては、イソボルニル（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、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、２−アルキル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ−１−アダマンチル（メタ）アクリレート、及び１−パーフルオロアダマンチル（メタ）アクリレートよりなる群から選ばれる１種以上であることが、高輝度の点から好ましい。中でも特に、本発明においては、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、１−アダマンチル（メタ）アクリレート、２−アダマンチル（メタ）アクリレートを好ましく用いることができる。
（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーとしては、１種単独で用いても良いし、２種以上混合して用いられても良い。
【００２０】
アクリル系共重合体において、前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーの含有量としては、上記アクリル系樹脂を所望の高輝度を有することができれば良いが、全共重合成分中に２０〜８０重量％であることが好ましく、更に３０〜６０重量％であることが好ましい。上記含有量が上記範囲内であることにより、硬化膜の硬化性及び密着性に優れながら、高い輝度とすることができるからである。
【００２１】
上記アクリル系共重合体は、本発明の効果が損なわれず、カラーフィルタの各細部に必要とされる性能、例えば硬度や透明性等が確保できる限り、上記（Ａ）エポキシ基含有モノマー及び上記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマー以外の共重合可能なモノマーを更に用いて共重合させてなるものであっても良い。そのようなモノマーとして具体的には、例えば、メチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシルエチル（メタ）アクリレート等；Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のＮ置換マレイミド類等を例示することができる。
上記（Ａ）エポキシ基含有モノマー及び上記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマー以外の他の共重合可能なモノマーの含有量は、全共重合成分中に０重量％〜５０重量％であることが好ましく、更に０重量％〜３０重量％であることが好ましい。
【００２２】
本発明のアクリル系共重合体においては、芳香環が含まれないことが、黄変を抑制する点から好ましい。また、本発明のアクリル系共重合体においては、（メタ）アクリル酸に誘導された構成単位等、実質的に酸成分が含まれないことが、保存安定性を良好にする点から好ましい。
【００２３】
また、上記アクリル系共重合体の重量平均分子量は、特に限定されないが、１，０００〜３０，０００であることが好ましく、更に３，０００〜１５，０００であることが好ましい。上記アクリル系共重合体の重量平均分子量が１，０００よりも小さすぎるとカラーフィルターの細部としての硬化層に要求される強度、耐溶剤性等の物性が不足し易くなる恐れがある。一方、上記アクリル系共重合体の重量平均分子量が３０，０００よりも大きすぎると粘度上昇が起こり易くなる恐れがあり、インクジェット方式で吐出ヘッドから吐出する時の吐出量の安定性や吐出方向の直進性が悪くなる恐れや、長期保存の安定性が悪くなる恐れがあるからである。ここで、重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、標準ポリスチレン換算値として求めることができる。
【００２４】
本発明に用いられるアクリル系共重合体の合成方法としては、上記各モノマーが所望の割合で含まれるように共重合させる方法であれば良く、一般的な重合方法を用いることができる。具体的には、上記各モノマーおよび重合開始剤を溶媒に溶解または分散させた後、重合させる方法を挙げることができる。
【００２５】
上記アクリル系共重合体の含有量は、インクの固形分に対して、１０重量％〜６０重量％の範囲内であることが好ましく、更に２０重量％〜５０重量％の範囲内であること好ましい。上記範囲より少ないと、輝度が低下する恐れがあるからである。また、上記範囲より多いと、硬化膜の膜強度が低下する恐れがあるからである。また、上記アクリル系共重合体の含有量は、後述する顔料及び顔料分散剤以外の固形分中に、２０〜８０重量％含まれることが好ましく、更に３０〜７０重量％含まれることが、保存安定性、高輝度化及び硬化膜の膜強度の点から好ましい。
【００２６】
＜エポキシ樹脂＞
本発明において用いられるエポキシ樹脂は、前記エポキシ基を側鎖に有するアクリル系樹脂とは異なる樹脂である。本発明に用いられるエポキシ樹脂は、インクジェットインクにより形成された画素の耐溶剤性、密着性等の膜物性の点から、１分子中にエポキシ基を２個以上有することが好ましい。エポキシ基としては、エポキシド構造を有する基であればよく、例えば、グリシジル基、オキシエチレン基、エポキシシクロヘキシル基等を示すことができる。
【００２７】
エポキシ樹脂としては、硬化膜の架橋密度を高くしたり、低粘度化によりインクジェット吐出性能を向上させる点から、ポリスチレン換算の重量平均分子量が３０００〜２００００であることが好ましく、更に好ましくは４０００〜１５０００である。
上記エポキシ樹脂の分子量が３０００よりも小さすぎるとカラーフィルタの細部としての硬化層に要求される強度、耐溶剤性等の物性が不足し易く、当該分子量が２００００よりも大きすぎると粘度上昇が起こり易くなり、インクジェット方式で吐出ヘッドから吐出する時の吐出量の安定性や吐出方向の直進性が悪くなるおそれや、長期保存の安定性が悪くなるおそれがあるからである。
【００２８】
エポキシ樹脂としては、一分子中にエポキシ基を２個以上含有するものであれば特に制限はなく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、３官能型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ含核ポリオール型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリオキザール型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂などを使用できる。
【００２９】
より具体的には、商品名エピコート８２８（ジャパンエポキシレジン社製）などのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名エピコート８０７（ジャパンエポキシレジン社製）、商品名ＹＤＦ−１７５Ｓ（東都化成社製）などのビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、商品名ＹＤＢ−７１５（東都化成社製）などの臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ１５１４（大日本インキ化学工業社製）などのビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、商品名ＹＤＣ−１３１２（東都化成社製）などのハイドロキノン型エポキシ樹脂、商品名ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ４０３２（大日本インキ化学工業社製）などのナフタレン型エポキシ樹脂、商品名エピコートＹＸ４０００Ｈ（ジャパンエポキシレジン社製）などのビフェニル型エポキシ樹脂、商品名エピコート１５７Ｓ７０（ジャパンエポキシレジン社製）などのビスフェノールＡ型ノボラック系エポキシ樹脂、商品名エピコート１５４（ジャパンエポキシレジン社製）、商品名ＹＤＰＮ−６３８（東都化成社製）などのフェノールノボラック型エポキシ樹脂、商品名ＹＤＣＮ−７０１（東都化成社製）などのクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、商品名ＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ−７２００（大日本インキ化学工業社製）などのジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂、商品名エピコート１０３２Ｈ６０（ジャパンエポキシレジン社製）などのトリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、商品名ＶＧ３１０１Ｍ８０（三井化学社製）などの３官能型エポキシ樹脂、商品名エピコート１０３１Ｓ（ジャパンエポキシレジン社製）などのテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、商品名デナコールＥＸ−４１１（ナガセ化成工業社製）などの４官能型エポキシ樹脂、商品名ＳＴ−３０００（東都化成社製）などの水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名エピコート１９０Ｐ（ジャパンエポキシレジン社製）などのグリシジルエステル型エポキシ樹脂、商品名ＹＨ−４３４（東都化成社製）などのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、商品名ＹＤＧ−４１４（東都化成社製）などのグリオキザール型エポキシ樹脂、商品名ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業社製）などの脂環式エポキシ樹脂、商品名エポリードＧＴ−４０１（ダイセル化学工業社製）などの脂環式多官能エポキシ化合物、トリグリシジルイソシアネート（ＴＧＩＣ）などの複素環型エポキシ樹脂などを例示することができる。また、必要であれば、エポキシ反応性希釈剤として、商品名ネオトートＥ（東都化成社製）などを混合することができる。
【００３０】
これらのエポキシ樹脂の中でも、商品名ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業社製）などの脂環式エポキシ樹脂、及び、エピコート１５７Ｓ７０（ジャパンエポキシレジン社製）などのビスフェノールＡ型ノボラック系エポキシ樹脂が好ましく、中でも更に商品名ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業社製）などの脂環式エポキシ樹脂が好ましい。
これらのエポキシ樹脂は、１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用して使用してもよい。
【００３１】
上記エポキシ樹脂の含有量は、インクの固形分に対して、５重量％〜２０重量％であることが好ましく、より好ましくは１０重量％〜１５重量％である。エポキシ樹脂の含有量が少な過ぎると、充分な熱硬化性が得られない場合が生じるからである。また、エポキシ樹脂の含有量が多過ぎると、保存安定性が悪化する恐れがあるからである。
【００３２】
また、本発明に用いられる前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂の、前記アクリル系樹脂に対する含有比率としては、所望の高輝度と硬化膜の膜強度とすることができるものであれば良いが、上記カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクに含まれるエポキシ樹脂とアクリル系樹脂の重量比（エポキシ樹脂／アクリル系樹脂）が２０／８０〜７０／３０の範囲内であることが好ましく、なかでも、３０／７０〜６０／４０の範囲内であることが、インク粘度の安定性と高輝度と硬化膜の膜強度の点から好ましい。
【００３３】
＜顔料＞
本発明に用いられる顔料としては、公知の顔料を用いることができる。本発明において使用可能な有機顔料の具体例を下記表１および表２に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
また、用いることができる無機顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、ベンガラ、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。
なお、これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いても良い。
【００３７】
また、本発明に用いられる顔料の分散平均粒径としては、当該カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、所望の発色が可能なものであれば特に限定されるものではなく、通常、０．０１μｍ〜０．３０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．０１μｍ〜０．１０μｍの範囲内であることが好ましい。本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、輝度、コントラストに優れた着色層とすることができるからである。なお、上記顔料の分散平均粒径は、光散乱方式の粒度分布測定装置により測定することができる。
【００３８】
本発明に係るインクジェットインクにおいて、顔料の含有量としては、カラーフィルタの着色層を形成した場合に、所望の発色が可能なものであれば特に限定されるものではなく、用いる顔料の種類によっても異なり特に限定されない。顔料の含有量としては、インクの固形分中において、２０重量％〜７０重量％の範囲内であることが好ましく、なかでも３０重量％〜６０重量％の範囲内であることが好ましい。上記顔料の含有量が、上記範囲より多くても少なくても、インクジェットインクの粘度の安定性を欠いたり、また分散粒径が適切な範囲でないものになる可能性があるからである。
【００３９】
本発明に係るインクジェットインクにおいて、上記顔料（Ｐ）と顔料以外の固形分（Ｖ）の配合重量比（Ｐ／Ｖ）は、０．５〜１．２であることが、インクの吐出性能、インクの決壊防止、及び得られる膜物性のバランスの点から好ましい。Ｐ／Ｖ比が低すぎると、充分な着色力を得るためには画素形成領域に付着させるインクの液滴量を多くしなければならないため、画素形成領域からインクが決壊するなどの問題が起こる場合がある。一方、Ｐ／Ｖ比が高すぎると、吐出ヘッドで目詰まりや飛行曲がりが発生する等の吐出性能が低下したり、膜の表面が荒れるなどの問題が起こる場合がある。
【００４０】
＜顔料分散剤＞
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクには、顔料を良好に分散させるために顔料分散剤を配合する。顔料分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系等の界面活性剤などを使用できる。界面活性剤の中でも、次に例示するような高分子界面活性剤（高分子分散剤）が好ましい。また、特殊アクリル系重合体などの分散補助樹脂を更に用いても良い。
すなわち、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類；ソルビタン脂肪酸エステル類；脂肪酸変性ポリエステル類；３級アミン変性ポリウレタン類などの高分子界面活性剤が好ましく用いられる。
上記顔料分散剤の含有量は、インクの固形分全体に対して５〜５０重量％、更に固形分全体に対して１０〜３０重量％であることが好ましい。
【００４１】
＜溶剤＞
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクには、当該インクを高濃度液又は直ちにヘッドから吐出できるように調製するために、溶剤を配合する。
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを、保存用の高濃度インク又は直ちに塗工可能な濃度のインクに調製するために、固形分を好適に溶解及び分散させる溶剤であれば、特に限定されない。
【００４２】
溶剤としては、例えば、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ジエチルエーテルのようなグリコールエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールオリゴマーエーテル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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ようなグリコールオリゴマーエーテルエステル類；酢酸エチル、安息香酸プロピルのような脂肪族又は芳香族エステル類；炭酸ジエチルのようなジカルボン酸ジエステル類；３−メトキシプロピオン酸メチルのようなアルコキシカルボン酸エステル類；アセト酢酸エチルのようなケトカルボン酸エステル類；エタノール、イソプロパノール、フェノールのようなアルコール類又はフェノール類；ジエチルエーテル、アニソールのような脂肪族又は芳香族エーテル類；２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノールのようなアルコキシアルコール類；ジエチレングリコール、トリプロピレングリコールのようなグリコールオリゴマー類；２−エトキシエチルアセテートのようなアルコキシアルコールエステル類；アセトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類等が挙げられる。
【００４３】
また、本発明に係るカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクには顔料が含まれるため、溶剤としては、顔料の分散性、分散安定性の点から、水酸基を含有しないものを用いることが好ましい。
溶剤として好ましいものとしては、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、アジピン酸ジエチル、シュウ酸ジブチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、コハク酸ジメチル、及び、コハク酸ジエチルなどを例示することができる。また、これらの溶剤は、３−メトキシブチルアセテートやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）のような従来から顔料分散液の調製に用いられている分散性の高い溶剤と混合し或いは混合せずそのまま分散溶剤として用い、顔料分散液を調製することができる。
【００４４】
また、溶剤中に水分が混入している場合も溶剤中に水分子の水酸基が存在することになるので、水酸基を有する溶剤を用いる場合と同様の問題を生じるおそれがある。従って、酸−エポキシ間の架橋反応系から水分を実質的に排除するために、水との混和性の低い有機溶剤を用いてインクジェットインクを調製するのが好ましい。かかる観点から、インクジェットインクを調製する溶剤の水に対する溶解性は、液温が２０℃の水１００重量部に対して２０重量部以下であることが好ましい。
具体例として挙げた上記溶剤の中では、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートは水酸基を有しておらず、また、液温が２０℃の水１００重量部に対する溶解性も６．５重量部と低い水混和性を示すので、特に好ましい。
【００４５】
溶剤は、当該溶剤を含むインクジェットインクの全量に対して、通常は４０〜９５重量％の割合で用いてインクジェットインクを調製する。溶剤が少なすぎると、インクジェットインクの粘度が高く、インクジェットインクの場合にはインクジェットヘッドからの吐出が困難になる。また、溶剤が多すぎると、所定のインク層形成部位からインクが決壊し、当該インク層形成部位に堆積させることのできるインク堆積量が不充分となり、乾燥後の膜厚が薄すぎて、それに伴い充分な透過濃度を得ることができなくなる。
【００４６】
＜熱重合開始剤＞
本発明においては、熱により上記エポキシ樹脂、及び上記アクリル系共重合体中のエポキシ基を重合乃至架橋反応させることにより硬化させるため、熱重合開始剤を含有してもよい。本発明に用いられる熱重合開始剤は特に制限されないが、酸無水物であることが、保存安定性が高く、発熱量が少ない点から好ましい。酸無水物としては、例えば、多価カルボン酸無水物が挙げられ、具体的には、無水フタル酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバリル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ジメチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸、無水ナジン酸などの脂肪族または脂環族ジカルボン酸二無水物などの脂肪族多価カルボン酸二無水物；無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸無水物；エチレングリコールビストリメリレイト、グリセリントリストリメリレイトなどのエステル基含有酸無水物を挙げることができ、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。
【００４７】
上記の熱重合開始剤は、１種単独でも２種以上の混合でも用いることができる。本発明に用いられる場合の熱重合開始剤の配合量は、膜強度とインクの保存安定性の点から、上記エポキシ樹脂１００重量部当たり、通常は１〜１００重量部の範囲であることが好ましく、更に５〜５０重量部であることが好ましい。
【００４８】
＜その他の成分＞
更に、本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクには、必要に応じて、その他の添加剤を１種又は２種以上配合することができる。そのような添加剤としては、次のようなものを例示できる。
ａ）充填剤：例えば、ガラス、アルミナなど。
ｂ）密着促進剤：例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランなど。
ｃ）レベリング剤：例えば、ポリオキシアルキレン系界面活性剤、脂肪酸エステル系界面活性剤、特殊アクリル系重合体、ビニルエーテル系重合体等のビニル系重合体など。
ｄ）凝集防止剤：例えば、ポリアクリル酸ナトリウムなど。
ｅ）硬化促進剤：例えば、第3級アミン類、有機金属錯体、トリフェニルホスフィンなど。
【００４９】
＜インクの製造方法＞
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクは、各成分を溶剤に投入して混合し、固形成分を溶解又は分散させて製造しても良い。
しかしながら、顔料を樹脂等の他の成分と共に溶剤全体中に直接投入し攪拌混合すると、顔料を溶剤中に十分に分散させられないことが多い。そこで通常は、顔料の分散性及び分散安定性が良好な溶剤を用意し、そこに顔料を分散剤と共に投入してディソルバーなどにより十分攪拌し、顔料分散液を調製する。そして、得られた顔料分散液を、顔料以外の成分と共に、溶剤に投入し、ディソルバーなどにより十分に攪拌混合することによって、本発明に係るインクジェットインクとすることができる。
【００５０】
顔料分散液を投入する残部の溶剤としては、最終的な溶剤全体の組成から顔料分散液の調製に用いた溶剤の分を差し引いた組成を有するものを用い、最終濃度にまで希釈してインクジェットインクを完成させても良い。また、顔料分散液を比較的少量の溶剤に投入して高濃度のインクジェットインクを調製しても良い。高濃度のインクジェットインクは、そのまま保存し、使用直前に最終濃度に希釈してインクジェット方式に使用することができる。
【００５１】
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクの用途としては、カラーフィルタの着色層をインクジェット方式で形成する際に用いることができるが、なかでも、高輝度で色域再現性が良好であることが要求される着色層の形成に好ましく用いられる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００５３】
以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に説明する。
＜実施例１〜１８、比較例１〜６＞
１．顔料分散液の調製
顔料、顔料分散剤、及び溶剤を下記の割合で混合し、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズを２００重量部加え、ペイントシェーカー（浅田鉄工社製）を用いて３時間分散し、顔料分散液を調製した。
【００５４】
（１）赤色顔料分散液の調製
［顔料分散液の組成］
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４：４．５重量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７：７．５重量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０：３．０重量部
・顔料分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１：商品名、ビックケミー・ジャパン製、溶剤中に固形分３０重量％）：１０．５重量部
・ＢＤＧＡＣ（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）：７４．５重量部
【００５５】
（２）緑色顔料分散液の調製
［顔料分散液の組成］
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：７．１重量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０：７．９重量部
・顔料分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１：商品名、ビックケミー・ジャパン製、溶剤中に固形分３０重量％）：１０．５重量部
・ＢＤＧＡＣ（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）：７４．５重量部
【００５６】
（３）青色顔料分散液の調製
［顔料分散液の組成］
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６： １４．１重量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３： ０．９重量部
・顔料分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１：商品名、ビックケミー・ジャパン製、溶剤中に固形分３０重量％）：１０．５重量部
・ＢＤＧＡＣ（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）：７４．５重量部
【００５７】
２．アクリル系共重合体の合成
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に３プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭＡ）を１５０重量部仕込み、窒素ガスで置換し、１００℃に加熱した。そこに、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）５０重量部、ジシクロペンタニルメタクリレート（ＤＣＰＭＡ）５０重量部、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート１０重量部の混合液を２時間かけて滴下した。
滴下終了後１００℃で３時間反応させることにより、ＧＭＡ／ＤＣＰＭＡ共重合体（溶液）を得た。
同様にして、イソボルニルメタクリレート（ＩＢＭＡ）、１−アダマンチルメタクリレート（ＡＤＡＭＡ）、シクロヘキシルメタクリレート（ＣＨＭＡ）を下記表３に示す割合としてアクリル系共重合体を合成した。
また、アクリル系共重合体ａ−３については、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）５０重量部、ジシクロペンタニルメタクリレート（ＤＣＰＭＡ）５０重量部、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート２重量部、１−ドデカンチオール １０重量部の混合液を２時間かけて滴下し、共重合体を得た。
得られたアクリル系共重合体ａ−１〜ａ−６について重量平均分子量（Ｍｗ）を、ＧＰＣ測定装置（東ソー（株）製、ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ）にて、ポリスチレン標準の条件で測定した。
【００５８】
【表３】
【００５９】
３．インクの調製
上記で得られたアクリル系共重合体（ａ−１〜ａ−６）、エポキシ樹脂（１分子中に２個以上のエポキシ基を有する脂環式エポキシ樹脂（製品名：ＥＨＰＥ−３１５０、ダイセル化学工業（株）製））、熱重合開始剤（酸無水物、リカシッドＭＴＡ−１５：商品名、新日本理化社製）、溶剤（ＢＤＧＡＣ）を下記表４に示すような組成で配合して樹脂組成物を調製した。
次に、赤色インクとしては上記赤色顔料分散液と上記樹脂組成物とを充分に混合し、顔料（Ｐ）と顔料以外の固形分（Ｖ）との配合重量比（Ｐ／Ｖ）が０．６、及び混合液中の固形分が２０重量％となるようにＢＤＧＡＣを加えて、実施例１〜６及び比較例１〜２のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを調製した。
緑色インクとしては上記緑色顔料分散液と上記樹脂組成物とを充分に混合し、顔料（Ｐ）と顔料以外の固形分（Ｖ）との配合重量比（Ｐ／Ｖ）が０．６、及び混合液中の固形分が２０重量％となるようにＢＤＧＡＣを加えて、実施例７〜１２及び比較例３〜４のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを調製した。
青色インクとしては上記青色顔料分散液と上記樹脂組成物とを充分に混合し、顔料（Ｐ）と顔料以外の固形分（Ｖ）との配合重量比（Ｐ／Ｖ）が０．６、及び混合液中の固形分が２０重量％となるようにＢＤＧＡＣを加えて、実施例１３〜１８及び比較例５〜６のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを調製した。
【００６０】
【表４】
【００６１】
得られた各カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクについて、評価を行った。色度については下記のように樹脂硬化膜を形成して評価を行った。その評価結果を表５に示す。
（塗膜の形成）
厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製、１７３７）上に、スピンコートにより上記各インクジェットインクを塗布した。
その後、９０℃のホットプレート上で１０分間プリベークを行った。その後、クリーンオーブン内で、２００℃で３０分間加熱してポストベークを行い、更に２４０℃で３０分加熱してポストベークを行って、着色層を形成した。
【００６２】
〔評価方法〕
（１）粘度
落球式粘度計（日本シイベルへグナー社製、AMVｎ）を使用して、２３℃におけるインクの粘度を測定した。
【００６３】
（２）色度
顕微分光測定器（オリンパス（株）製、ＯＳＰ２００）を使用して測定した。
【００６４】
（３）表面硬度（鉛筆硬度）
上記硬化膜層の表面の鉛筆硬度をＪＩＳ Ｋ ５４００−１９９０ ８．４．１に準じて「鉛筆引っかき試験」により評価した。
【００６５】
【表５】
【００６６】
表５の結果から、本発明に係る実施例で作製したインクジェットインクは、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、高輝度であり、良好な色域再現性を実現できることが確認できた。実施例１〜５、７〜１１、及び１３〜１７と実施例６、１２、及び１８とを比較すると、中でも脂環式炭化水素基が有橋脂環式炭化水素基である場合には、より高輝度を達成できることが確認された。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式を用いて所定パターンの画素を形成するのに用いられるカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータの発達、特に携帯用パーソナルコンピュータの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。
このような液晶ディスプレイのカラーフィルタにおいては、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備え、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素を光が通過してカラー表示が行われるものである。
従来より行われているカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法が挙げられる。この染色法は、まずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィー工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。これを３回繰り返すことによりＲ、Ｇ、およびＢの画素を形成する。また、他の方法としては顔料分散法がある。この方法は、まず基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色のパターンを得る。さらにこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、およびＢの画素を形成する。さらに他の方法としては、電着法や、熱硬化樹脂に顔料を分散させてＲ、Ｇ、およびＢの３回印刷を行った後、樹脂を熱硬化させる方法等を挙げることができる。
【０００３】
しかしながら、いずれの方法も、Ｒ、Ｇ、及びＢの３色を着色するために、同一の工程を３回繰り返す必要があり、コスト高になるという問題や、同様の工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題がある。
これらの問題点を解決したカラーフィルタの製造方法として、特許文献１には、熱硬化性樹脂を含有する着色インクをインクジェット方式で基板上に吹き付け、加熱することにより画素部を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、熱硬化性樹脂を用いてカラーフィルタの画素部を形成する場合には、酸成分とエポキシ成分の重合及び／又は架橋反応を利用するのが一般的であった。しかしながら、酸成分とエポキシ成分の反応性は非常に高いため、経時で徐々に粘度が上昇し、保存安定性に問題があった。また、エポキシ樹脂を主体としてカラーフィルタの画素部を形成すると、高温下、熱履歴により、黄変を受けやすく、高輝度を達成できないという問題があった。
経時で徐々に粘度が上昇すると、インクジェット方式によるインクの安定的な吐出を損ね、インクジェットヘッドに目詰まりを生じさせる恐れがある。また、カラーフィルタの色特性としては、近年、特にカラーテレビの用途において、色域再現性、高コントラストおよび高輝度が要求されているが、画素部分のエポキシ樹脂等のバインダ成分が黄変すると、得られるカラーフィルタの輝度や色純度の低下を招く恐れがある。
【０００６】
上記実情に鑑み、本発明は、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、且つ、高輝度なカラーフィルタを実現可能なカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクのバインダ成分として、エポキシ基含有モノマーと脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体と、当該アクリル系共重合体とは異なるエポキシ樹脂とを組み合わせて用いることにより、上記課題が解決されるという知見を見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明に係るカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクは、アクリル系樹脂、前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含有するカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクであって、前記アクリル系樹脂が、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体であることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクの熱硬化性バインダ成分として、エポキシ基含有モノマーと脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体と、当該アクリル系共重合体とは異なるエポキシ樹脂とを組み合わせて用いることにより、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、高輝度で色域再現性の良いカラーフィルタを実現可能である。
【０００９】
本発明に係るカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクにおいては、前記アクリル系共重合体において、前記（Ａ）エポキシ基含有モノマーが全共重合成分中２０重量％〜８０重量％であり、且つ前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーが全共重合成分中２０重量％〜８０重量％であることが、硬化膜の硬化性及び密着性と高輝度のバランスの点から好ましい。
【００１０】
本発明に係るカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクにおいては、前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーが、有橋脂環式炭化水素基を有することが、高輝度の点から好ましい。有橋脂環式炭化水素基とは、脂環式炭化水素基内において橋かけ構造を有し、分子内に多環構造を有する多環状脂肪族炭化水素基をいう。
当該有橋脂環式炭化水素基としては、中でも、イソボルニル（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、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、２−アルキル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ−１−アダマンチル（メタ）アクリレート、及び１−パーフルオロアダマンチル（メタ）アクリレートよりなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクは、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、高輝度なカラーフィルタを実現可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係るカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクは、アクリル系樹脂、前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含有するカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクであって、前記アクリル系樹脂が、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体であることを特徴とする。
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクにおいては、熱硬化性バインダ成分として、エポキシ基含有モノマーと脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体と、当該アクリル系共重合体とは異なるエポキシ樹脂とを組み合わせて用いることにより、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、高輝度なカラーフィルタを実現することができる。
また、本発明においては、熱硬化性樹脂を用いているため、光照射をはじめとする特別な附帯設備が不要となり、生産性が高いという利点もある。
【００１３】
熱硬化性バインダ成分として、エポキシ基含有モノマーと脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体と、当該アクリル系共重合体とは異なるエポキシ樹脂とを組み合わせて用いることにより上述した効果を発揮する理由としては、以下のように推測される。
熱硬化性バインダ成分として、従来のエポキシ樹脂及び酸成分を主体として用いると、酸成分とエポキシ樹脂の反応性が非常に高いため、経時で徐々に粘度が上昇し、保存安定性に問題があった。また、エポキシ樹脂を主体としてカラーフィルタの画素部を形成すると、高温下、熱履歴により、黄変を受けやすく、高輝度を達成できないという問題があった。
それに対して、本願では、エポキシ基を有しながら安定性の高いアクリル系共重合体をエポキシ樹脂と組み合わせて用い、エポキシ基に酸成分を共存させないため、エポキシ基が反応し難く、保存安定性に優れる。
側鎖にエポキシ基と脂環式炭化水素を有するアクリル系共重合体は、エポキシ基が熱により反応して重合及び／又は架橋をし、脂環式炭化水素を有することで硬化性に優れ、また脂環式炭化水素を有することで熱履歴による黄変も受けにくいため、高輝度である。
本発明においては、側鎖にエポキシ基と脂環式炭化水素を有するアクリル系共重合体とエポキシ樹脂の組み合わせの相乗効果により、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、高輝度で色域再現性の良いカラーフィルタを実現することができる。
【００１４】
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクは、少なくとも、アクリル系樹脂、前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含有し、必要に応じて他の成分を含有していてもよいものである。以下、本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクに用いられる各成分を説明する。
【００１５】
＜アクリル系樹脂＞
本発明において用いられるアクリル系樹脂は、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体である。
本発明で用いられるアクリル系樹脂は、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させれば、各モノマーをランダムに共重合させたものであっても、ブロック共重合体となるように共重合させたものであっても良い。
【００１６】
共重合成分として（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーを含むことにより、アクリル系共重合体がエポキシ基を含有するようになる。これにより、熱による反応性が向上し、硬化膜の硬化性が向上し、且つ硬化膜の密着性が良くなるという作用をもたらす。（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーとしては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、メチルグリシジル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。中でも本発明においては、グリシジル（メタ）アクリレートを好ましく用いることができる。
（Ａ）エポキシ基含有モノマーとしては、１種単独で用いても良いし、２種以上混合して用いられても良い。
【００１７】
アクリル系共重合体において、前記（Ａ）エポキシ基含有モノマーの含有量としては、当該アクリル系共重合体を所望の硬化膜の硬化性及び密着性を有することができれば良いが、全共重合成分中に２０〜８０重量％であることが好ましく、更に３０〜６０重量％であることが好ましい。上記含有量が上記範囲内であることにより、更に、硬化膜の硬化性及び密着性に優れたものとすることができるからである。
【００１８】
共重合成分として（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーを含むことにより、アクリル系共重合体が脂環式炭化水素基を含有するようになる。これにより、高い輝度が得られるという作用をもたらす。脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとしては、例えば、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、３−シクロヘキセニルメチル（メタ）アクリレート、４−イソプロピルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、１−メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、３−メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、４−メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、１−エチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、４−エチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、メンチル（メタ）アクリレート、３，３，５−トリメチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘプチル（メタ）アクリレート、シクロオクチル（メタ）アクリレート、シクロノニル（メタ）アクリレートシクロデシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（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、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、及び２−エチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００１９】
上記脂環式炭化水素含有モノマーとしては、中でも、高輝度の点から、有橋脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーであることが好ましい。有橋脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとしては、イソボルニル（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、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、２−アルキル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ−１−アダマンチル（メタ）アクリレート、及び１−パーフルオロアダマンチル（メタ）アクリレートよりなる群から選ばれる１種以上であることが、高輝度の点から好ましい。中でも特に、本発明においては、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、１−アダマンチル（メタ）アクリレート、２−アダマンチル（メタ）アクリレートを好ましく用いることができる。
（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーとしては、１種単独で用いても良いし、２種以上混合して用いられても良い。
【００２０】
アクリル系共重合体において、前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーの含有量としては、上記アクリル系樹脂を所望の高輝度を有することができれば良いが、全共重合成分中に２０〜８０重量％であることが好ましく、更に３０〜６０重量％であることが好ましい。上記含有量が上記範囲内であることにより、硬化膜の硬化性及び密着性に優れながら、高い輝度とすることができるからである。
【００２１】
上記アクリル系共重合体は、本発明の効果が損なわれず、カラーフィルタの各細部に必要とされる性能、例えば硬度や透明性等が確保できる限り、上記（Ａ）エポキシ基含有モノマー及び上記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマー以外の共重合可能なモノマーを更に用いて共重合させてなるものであっても良い。そのようなモノマーとして具体的には、例えば、メチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシルエチル（メタ）アクリレート等；Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のＮ置換マレイミド類等を例示することができる。
上記（Ａ）エポキシ基含有モノマー及び上記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマー以外の他の共重合可能なモノマーの含有量は、全共重合成分中に０重量％〜５０重量％であることが好ましく、更に０重量％〜３０重量％であることが好ましい。
【００２２】
本発明のアクリル系共重合体においては、芳香環が含まれないことが、黄変を抑制する点から好ましい。また、本発明のアクリル系共重合体においては、（メタ）アクリル酸に誘導された構成単位等、実質的に酸成分が含まれないことが、保存安定性を良好にする点から好ましい。
【００２３】
また、上記アクリル系共重合体の重量平均分子量は、特に限定されないが、１，０００〜３０，０００であることが好ましく、更に３，０００〜１５，０００であることが好ましい。上記アクリル系共重合体の重量平均分子量が１，０００よりも小さすぎるとカラーフィルターの細部としての硬化層に要求される強度、耐溶剤性等の物性が不足し易くなる恐れがある。一方、上記アクリル系共重合体の重量平均分子量が３０，０００よりも大きすぎると粘度上昇が起こり易くなる恐れがあり、インクジェット方式で吐出ヘッドから吐出する時の吐出量の安定性や吐出方向の直進性が悪くなる恐れや、長期保存の安定性が悪くなる恐れがあるからである。ここで、重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、標準ポリスチレン換算値として求めることができる。
【００２４】
本発明に用いられるアクリル系共重合体の合成方法としては、上記各モノマーが所望の割合で含まれるように共重合させる方法であれば良く、一般的な重合方法を用いることができる。具体的には、上記各モノマーおよび重合開始剤を溶媒に溶解または分散させた後、重合させる方法を挙げることができる。
【００２５】
上記アクリル系共重合体の含有量は、インクの固形分に対して、１０重量％〜６０重量％の範囲内であることが好ましく、更に２０重量％〜５０重量％の範囲内であること好ましい。上記範囲より少ないと、輝度が低下する恐れがあるからである。また、上記範囲より多いと、硬化膜の膜強度が低下する恐れがあるからである。また、上記アクリル系共重合体の含有量は、後述する顔料及び顔料分散剤以外の固形分中に、２０〜８０重量％含まれることが好ましく、更に３０〜７０重量％含まれることが、保存安定性、高輝度化及び硬化膜の膜強度の点から好ましい。
【００２６】
＜エポキシ樹脂＞
本発明において用いられるエポキシ樹脂は、前記エポキシ基を側鎖に有するアクリル系樹脂とは異なる樹脂である。本発明に用いられるエポキシ樹脂は、インクジェットインクにより形成された画素の耐溶剤性、密着性等の膜物性の点から、１分子中にエポキシ基を２個以上有することが好ましい。エポキシ基としては、エポキシド構造を有する基であればよく、例えば、グリシジル基、オキシエチレン基、エポキシシクロヘキシル基等を示すことができる。
【００２７】
エポキシ樹脂としては、硬化膜の架橋密度を高くしたり、低粘度化によりインクジェット吐出性能を向上させる点から、ポリスチレン換算の重量平均分子量が３０００〜２００００であることが好ましく、更に好ましくは４０００〜１５０００である。
上記エポキシ樹脂の分子量が３０００よりも小さすぎるとカラーフィルタの細部としての硬化層に要求される強度、耐溶剤性等の物性が不足し易く、当該分子量が２００００よりも大きすぎると粘度上昇が起こり易くなり、インクジェット方式で吐出ヘッドから吐出する時の吐出量の安定性や吐出方向の直進性が悪くなるおそれや、長期保存の安定性が悪くなるおそれがあるからである。
【００２８】
エポキシ樹脂としては、一分子中にエポキシ基を２個以上含有するものであれば特に制限はなく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、３官能型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ含核ポリオール型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリオキザール型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂などを使用できる。
【００２９】
より具体的には、商品名エピコート８２８（ジャパンエポキシレジン社製）などのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名エピコート８０７（ジャパンエポキシレジン社製）、商品名ＹＤＦ−１７５Ｓ（東都化成社製）などのビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、商品名ＹＤＢ−７１５（東都化成社製）などの臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ１５１４（大日本インキ化学工業社製）などのビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、商品名ＹＤＣ−１３１２（東都化成社製）などのハイドロキノン型エポキシ樹脂、商品名ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ４０３２（大日本インキ化学工業社製）などのナフタレン型エポキシ樹脂、商品名エピコートＹＸ４０００Ｈ（ジャパンエポキシレジン社製）などのビフェニル型エポキシ樹脂、商品名エピコート１５７Ｓ７０（ジャパンエポキシレジン社製）などのビスフェノールＡ型ノボラック系エポキシ樹脂、商品名エピコート１５４（ジャパンエポキシレジン社製）、商品名ＹＤＰＮ−６３８（東都化成社製）などのフェノールノボラック型エポキシ樹脂、商品名ＹＤＣＮ−７０１（東都化成社製）などのクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、商品名ＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ−７２００（大日本インキ化学工業社製）などのジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂、商品名エピコート１０３２Ｈ６０（ジャパンエポキシレジン社製）などのトリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、商品名ＶＧ３１０１Ｍ８０（三井化学社製）などの３官能型エポキシ樹脂、商品名エピコート１０３１Ｓ（ジャパンエポキシレジン社製）などのテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、商品名デナコールＥＸ−４１１（ナガセ化成工業社製）などの４官能型エポキシ樹脂、商品名ＳＴ−３０００（東都化成社製）などの水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名エピコート１９０Ｐ（ジャパンエポキシレジン社製）などのグリシジルエステル型エポキシ樹脂、商品名ＹＨ−４３４（東都化成社製）などのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、商品名ＹＤＧ−４１４（東都化成社製）などのグリオキザール型エポキシ樹脂、商品名ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業社製）などの脂環式エポキシ樹脂、商品名エポリードＧＴ−４０１（ダイセル化学工業社製）などの脂環式多官能エポキシ化合物、トリグリシジルイソシアネート（ＴＧＩＣ）などの複素環型エポキシ樹脂などを例示することができる。また、必要であれば、エポキシ反応性希釈剤として、商品名ネオトートＥ（東都化成社製）などを混合することができる。
【００３０】
これらのエポキシ樹脂の中でも、商品名ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業社製）などの脂環式エポキシ樹脂、及び、エピコート１５７Ｓ７０（ジャパンエポキシレジン社製）などのビスフェノールＡ型ノボラック系エポキシ樹脂が好ましく、中でも更に商品名ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業社製）などの脂環式エポキシ樹脂が好ましい。
これらのエポキシ樹脂は、１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用して使用してもよい。
【００３１】
上記エポキシ樹脂の含有量は、インクの固形分に対して、５重量％〜２０重量％であることが好ましく、より好ましくは１０重量％〜１５重量％である。エポキシ樹脂の含有量が少な過ぎると、充分な熱硬化性が得られない場合が生じるからである。また、エポキシ樹脂の含有量が多過ぎると、保存安定性が悪化する恐れがあるからである。
【００３２】
また、本発明に用いられる前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂の、前記アクリル系樹脂に対する含有比率としては、所望の高輝度と硬化膜の膜強度とすることができるものであれば良いが、上記カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクに含まれるエポキシ樹脂とアクリル系樹脂の重量比（エポキシ樹脂／アクリル系樹脂）が２０／８０〜７０／３０の範囲内であることが好ましく、なかでも、３０／７０〜６０／４０の範囲内であることが、インク粘度の安定性と高輝度と硬化膜の膜強度の点から好ましい。
【００３３】
＜顔料＞
本発明に用いられる顔料としては、公知の顔料を用いることができる。本発明において使用可能な有機顔料の具体例を下記表１および表２に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
また、用いることができる無機顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、ベンガラ、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。
なお、これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いても良い。
【００３７】
また、本発明に用いられる顔料の分散平均粒径としては、当該カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、所望の発色が可能なものであれば特に限定されるものではなく、通常、０．０１μｍ〜０．３０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．０１μｍ〜０．１０μｍの範囲内であることが好ましい。本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、輝度、コントラストに優れた着色層とすることができるからである。なお、上記顔料の分散平均粒径は、光散乱方式の粒度分布測定装置により測定することができる。
【００３８】
本発明に係るインクジェットインクにおいて、顔料の含有量としては、カラーフィルタの着色層を形成した場合に、所望の発色が可能なものであれば特に限定されるものではなく、用いる顔料の種類によっても異なり特に限定されない。顔料の含有量としては、インクの固形分中において、２０重量％〜７０重量％の範囲内であることが好ましく、なかでも３０重量％〜６０重量％の範囲内であることが好ましい。上記顔料の含有量が、上記範囲より多くても少なくても、インクジェットインクの粘度の安定性を欠いたり、また分散粒径が適切な範囲でないものになる可能性があるからである。
【００３９】
本発明に係るインクジェットインクにおいて、上記顔料（Ｐ）と顔料以外の固形分（Ｖ）の配合重量比（Ｐ／Ｖ）は、０．５〜１．２であることが、インクの吐出性能、インクの決壊防止、及び得られる膜物性のバランスの点から好ましい。Ｐ／Ｖ比が低すぎると、充分な着色力を得るためには画素形成領域に付着させるインクの液滴量を多くしなければならないため、画素形成領域からインクが決壊するなどの問題が起こる場合がある。一方、Ｐ／Ｖ比が高すぎると、吐出ヘッドで目詰まりや飛行曲がりが発生する等の吐出性能が低下したり、膜の表面が荒れるなどの問題が起こる場合がある。
【００４０】
＜顔料分散剤＞
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクには、顔料を良好に分散させるために顔料分散剤を配合する。顔料分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系等の界面活性剤などを使用できる。界面活性剤の中でも、次に例示するような高分子界面活性剤（高分子分散剤）が好ましい。また、特殊アクリル系重合体などの分散補助樹脂を更に用いても良い。
すなわち、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類；ソルビタン脂肪酸エステル類；脂肪酸変性ポリエステル類；３級アミン変性ポリウレタン類などの高分子界面活性剤が好ましく用いられる。
上記顔料分散剤の含有量は、インクの固形分全体に対して５〜５０重量％、更に固形分全体に対して１０〜３０重量％であることが好ましい。
【００４１】
＜溶剤＞
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクには、当該インクを高濃度液又は直ちにヘッドから吐出できるように調製するために、溶剤を配合する。
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを、保存用の高濃度インク又は直ちに塗工可能な濃度のインクに調製するために、固形分を好適に溶解及び分散させる溶剤であれば、特に限定されない。
【００４２】
溶剤としては、例えば、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ジエチルエーテルのようなグリコールエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールオリゴマーエーテル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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ようなグリコールオリゴマーエーテルエステル類；酢酸エチル、安息香酸プロピルのような脂肪族又は芳香族エステル類；炭酸ジエチルのようなジカルボン酸ジエステル類；３−メトキシプロピオン酸メチルのようなアルコキシカルボン酸エステル類；アセト酢酸エチルのようなケトカルボン酸エステル類；エタノール、イソプロパノール、フェノールのようなアルコール類又はフェノール類；ジエチルエーテル、アニソールのような脂肪族又は芳香族エーテル類；２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノールのようなアルコキシアルコール類；ジエチレングリコール、トリプロピレングリコールのようなグリコールオリゴマー類；２−エトキシエチルアセテートのようなアルコキシアルコールエステル類；アセトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類等が挙げられる。
【００４３】
また、本発明に係るカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクには顔料が含まれるため、溶剤としては、顔料の分散性、分散安定性の点から、水酸基を含有しないものを用いることが好ましい。
溶剤として好ましいものとしては、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、アジピン酸ジエチル、シュウ酸ジブチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、コハク酸ジメチル、及び、コハク酸ジエチルなどを例示することができる。また、これらの溶剤は、３−メトキシブチルアセテートやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）のような従来から顔料分散液の調製に用いられている分散性の高い溶剤と混合し或いは混合せずそのまま分散溶剤として用い、顔料分散液を調製することができる。
【００４４】
また、溶剤中に水分が混入している場合も溶剤中に水分子の水酸基が存在することになるので、水酸基を有する溶剤を用いる場合と同様の問題を生じるおそれがある。従って、酸−エポキシ間の架橋反応系から水分を実質的に排除するために、水との混和性の低い有機溶剤を用いてインクジェットインクを調製するのが好ましい。かかる観点から、インクジェットインクを調製する溶剤の水に対する溶解性は、液温が２０℃の水１００重量部に対して２０重量部以下であることが好ましい。
具体例として挙げた上記溶剤の中では、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートは水酸基を有しておらず、また、液温が２０℃の水１００重量部に対する溶解性も６．５重量部と低い水混和性を示すので、特に好ましい。
【００４５】
溶剤は、当該溶剤を含むインクジェットインクの全量に対して、通常は４０〜９５重量％の割合で用いてインクジェットインクを調製する。溶剤が少なすぎると、インクジェットインクの粘度が高く、インクジェットインクの場合にはインクジェットヘッドからの吐出が困難になる。また、溶剤が多すぎると、所定のインク層形成部位からインクが決壊し、当該インク層形成部位に堆積させることのできるインク堆積量が不充分となり、乾燥後の膜厚が薄すぎて、それに伴い充分な透過濃度を得ることができなくなる。
【００４６】
＜熱重合開始剤＞
本発明においては、熱により上記エポキシ樹脂、及び上記アクリル系共重合体中のエポキシ基を重合乃至架橋反応させることにより硬化させるため、熱重合開始剤を含有してもよい。本発明に用いられる熱重合開始剤は特に制限されないが、酸無水物であることが、保存安定性が高く、発熱量が少ない点から好ましい。酸無水物としては、例えば、多価カルボン酸無水物が挙げられ、具体的には、無水フタル酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバリル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ジメチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸、無水ナジン酸などの脂肪族または脂環族ジカルボン酸二無水物などの脂肪族多価カルボン酸二無水物；無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸無水物；エチレングリコールビストリメリレイト、グリセリントリストリメリレイトなどのエステル基含有酸無水物を挙げることができ、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。
【００４７】
上記の熱重合開始剤は、１種単独でも２種以上の混合でも用いることができる。本発明に用いられる場合の熱重合開始剤の配合量は、膜強度とインクの保存安定性の点から、上記エポキシ樹脂１００重量部当たり、通常は１〜１００重量部の範囲であることが好ましく、更に５〜５０重量部であることが好ましい。
【００４８】
＜その他の成分＞
更に、本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクには、必要に応じて、その他の添加剤を１種又は２種以上配合することができる。そのような添加剤としては、次のようなものを例示できる。
ａ）充填剤：例えば、ガラス、アルミナなど。
ｂ）密着促進剤：例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランなど。
ｃ）レベリング剤：例えば、ポリオキシアルキレン系界面活性剤、脂肪酸エステル系界面活性剤、特殊アクリル系重合体、ビニルエーテル系重合体等のビニル系重合体など。
ｄ）凝集防止剤：例えば、ポリアクリル酸ナトリウムなど。
ｅ）硬化促進剤：例えば、第3級アミン類、有機金属錯体、トリフェニルホスフィンなど。
【００４９】
＜インクの製造方法＞
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクは、各成分を溶剤に投入して混合し、固形成分を溶解又は分散させて製造しても良い。
しかしながら、顔料を樹脂等の他の成分と共に溶剤全体中に直接投入し攪拌混合すると、顔料を溶剤中に十分に分散させられないことが多い。そこで通常は、顔料の分散性及び分散安定性が良好な溶剤を用意し、そこに顔料を分散剤と共に投入してディソルバーなどにより十分攪拌し、顔料分散液を調製する。そして、得られた顔料分散液を、顔料以外の成分と共に、溶剤に投入し、ディソルバーなどにより十分に攪拌混合することによって、本発明に係るインクジェットインクとすることができる。
【００５０】
顔料分散液を投入する残部の溶剤としては、最終的な溶剤全体の組成から顔料分散液の調製に用いた溶剤の分を差し引いた組成を有するものを用い、最終濃度にまで希釈してインクジェットインクを完成させても良い。また、顔料分散液を比較的少量の溶剤に投入して高濃度のインクジェットインクを調製しても良い。高濃度のインクジェットインクは、そのまま保存し、使用直前に最終濃度に希釈してインクジェット方式に使用することができる。
【００５１】
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクの用途としては、カラーフィルタの着色層をインクジェット方式で形成する際に用いることができるが、なかでも、高輝度で色域再現性が良好であることが要求される着色層の形成に好ましく用いられる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００５３】
以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に説明する。
＜実施例１〜１８、比較例１〜６＞
１．顔料分散液の調製
顔料、顔料分散剤、及び溶剤を下記の割合で混合し、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズを２００重量部加え、ペイントシェーカー（浅田鉄工社製）を用いて３時間分散し、顔料分散液を調製した。
【００５４】
（１）赤色顔料分散液の調製
［顔料分散液の組成］
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４：４．５重量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７：７．５重量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０：３．０重量部
・顔料分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１：商品名、ビックケミー・ジャパン製、溶剤中に固形分３０重量％）：１０．５重量部
・ＢＤＧＡＣ（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）：７４．５重量部
【００５５】
（２）緑色顔料分散液の調製
［顔料分散液の組成］
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：７．１重量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０：７．９重量部
・顔料分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１：商品名、ビックケミー・ジャパン製、溶剤中に固形分３０重量％）：１０．５重量部
・ＢＤＧＡＣ（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）：７４．５重量部
【００５６】
（３）青色顔料分散液の調製
［顔料分散液の組成］
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６： １４．１重量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３： ０．９重量部
・顔料分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１：商品名、ビックケミー・ジャパン製、溶剤中に固形分３０重量％）：１０．５重量部
・ＢＤＧＡＣ（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）：７４．５重量部
【００５７】
２．アクリル系共重合体の合成
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に３プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭＡ）を１５０重量部仕込み、窒素ガスで置換し、１００℃に加熱した。そこに、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）５０重量部、ジシクロペンタニルメタクリレート（ＤＣＰＭＡ）５０重量部、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート１０重量部の混合液を２時間かけて滴下した。
滴下終了後１００℃で３時間反応させることにより、ＧＭＡ／ＤＣＰＭＡ共重合体（溶液）を得た。
同様にして、イソボルニルメタクリレート（ＩＢＭＡ）、１−アダマンチルメタクリレート（ＡＤＡＭＡ）、シクロヘキシルメタクリレート（ＣＨＭＡ）を下記表３に示す割合としてアクリル系共重合体を合成した。
また、アクリル系共重合体ａ−３については、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）５０重量部、ジシクロペンタニルメタクリレート（ＤＣＰＭＡ）５０重量部、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート２重量部、１−ドデカンチオール １０重量部の混合液を２時間かけて滴下し、共重合体を得た。
得られたアクリル系共重合体ａ−１〜ａ−６について重量平均分子量（Ｍｗ）を、ＧＰＣ測定装置（東ソー（株）製、ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ）にて、ポリスチレン標準の条件で測定した。
【００５８】
【表３】
【００５９】
３．インクの調製
上記で得られたアクリル系共重合体（ａ−１〜ａ−６）、エポキシ樹脂（１分子中に２個以上のエポキシ基を有する脂環式エポキシ樹脂（製品名：ＥＨＰＥ−３１５０、ダイセル化学工業（株）製））、熱重合開始剤（酸無水物、リカシッドＭＴＡ−１５：商品名、新日本理化社製）、溶剤（ＢＤＧＡＣ）を下記表４に示すような組成で配合して樹脂組成物を調製した。
次に、赤色インクとしては上記赤色顔料分散液と上記樹脂組成物とを充分に混合し、顔料（Ｐ）と顔料以外の固形分（Ｖ）との配合重量比（Ｐ／Ｖ）が０．６、及び混合液中の固形分が２０重量％となるようにＢＤＧＡＣを加えて、実施例１〜６及び比較例１〜２のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを調製した。
緑色インクとしては上記緑色顔料分散液と上記樹脂組成物とを充分に混合し、顔料（Ｐ）と顔料以外の固形分（Ｖ）との配合重量比（Ｐ／Ｖ）が０．６、及び混合液中の固形分が２０重量％となるようにＢＤＧＡＣを加えて、実施例７〜１２及び比較例３〜４のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを調製した。
青色インクとしては上記青色顔料分散液と上記樹脂組成物とを充分に混合し、顔料（Ｐ）と顔料以外の固形分（Ｖ）との配合重量比（Ｐ／Ｖ）が０．６、及び混合液中の固形分が２０重量％となるようにＢＤＧＡＣを加えて、実施例１３〜１８及び比較例５〜６のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクを調製した。
【００６０】
【表４】
【００６１】
得られた各カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクについて、評価を行った。色度については下記のように樹脂硬化膜を形成して評価を行った。その評価結果を表５に示す。
（塗膜の形成）
厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製、１７３７）上に、スピンコートにより上記各インクジェットインクを塗布した。
その後、９０℃のホットプレート上で１０分間プリベークを行った。その後、クリーンオーブン内で、２００℃で３０分間加熱してポストベークを行い、更に２４０℃で３０分加熱してポストベークを行って、着色層を形成した。
【００６２】
〔評価方法〕
（１）粘度
落球式粘度計（日本シイベルへグナー社製、AMVｎ）を使用して、２３℃におけるインクの粘度を測定した。
【００６３】
（２）色度
顕微分光測定器（オリンパス（株）製、ＯＳＰ２００）を使用して測定した。
【００６４】
（３）表面硬度（鉛筆硬度）
上記硬化膜層の表面の鉛筆硬度をＪＩＳ Ｋ ５４００−１９９０ ８．４．１に準じて「鉛筆引っかき試験」により評価した。
【００６５】
【表５】
【００６６】
表５の結果から、本発明に係る実施例で作製したインクジェットインクは、良好な硬化性を有しながら、保存安定性に優れ、高輝度であり、良好な色域再現性を実現できることが確認できた。実施例１〜５、７〜１１、及び１３〜１７と実施例６、１２、及び１８とを比較すると、中でも脂環式炭化水素基が有橋脂環式炭化水素基である場合には、より高輝度を達成できることが確認された。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル系樹脂、前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含有するカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクであって、
前記アクリル系樹脂が、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体であることを特徴とする、カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインク。
【請求項２】
前記アクリル系共重合体において、前記（Ａ）エポキシ基含有モノマーが全共重合成分中２０重量％〜８０重量％であり、且つ前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーが全共重合成分中２０重量％〜８０重量％であることを特徴とする、請求項１に記載のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインク。
【請求項３】
前記アクリル系共重合体において、前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーが、有橋脂環式炭化水素基を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインク。
【請求項４】
前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーが、イソボルニル（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、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、２−アルキル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ−１−アダマンチル（メタ）アクリレート、及び１−パーフルオロアダマンチル（メタ）アクリレートよりなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインク。
【請求項１】
アクリル系樹脂、前記アクリル系樹脂とは異なるエポキシ樹脂、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含有するカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインクであって、
前記アクリル系樹脂が、（Ａ）エポキシ基とエチレン性不飽和結合とを有するエポキシ基含有モノマーと（Ｂ）脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとを少なくとも含んで共重合させてなるアクリル系共重合体であることを特徴とする、カラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインク。
【請求項２】
前記アクリル系共重合体において、前記（Ａ）エポキシ基含有モノマーが全共重合成分中２０重量％〜８０重量％であり、且つ前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーが全共重合成分中２０重量％〜８０重量％であることを特徴とする、請求項１に記載のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインク。
【請求項３】
前記アクリル系共重合体において、前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーが、有橋脂環式炭化水素基を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインク。
【請求項４】
前記（Ｂ）脂環式炭化水素含有モノマーが、イソボルニル（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、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、２−アルキル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ−１−アダマンチル（メタ）アクリレート、及び１−パーフルオロアダマンチル（メタ）アクリレートよりなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカラーフィルタ用熱硬化性インクジェットインク。
【公開番号】特開２０１０−２８１９５１（Ｐ２０１０−２８１９５１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３３９７８（Ｐ２００９−１３３９７８）
【出願日】平成２１年６月３日（２００９．６．３）
【出願人】（０００１８３９２３）株式会社ＤＮＰファインケミカル (268)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３日（２００９．６．３）
【出願人】（０００１８３９２３）株式会社ＤＮＰファインケミカル (268)
【Ｆターム（参考）】
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