JP3642803B2

JP3642803B2 - Ink composition for color filter

Info

Publication number: JP3642803B2
Application number: JP05783894A
Authority: JP
Inventors: 克彦水野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1994-03-28
Filing date: 1994-03-28
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JPH07258592A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はカラーフィルタ用のインキ組成物に関し、特に分光特性、印刷適性に優れたインキ組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）においては、近年、カラー化の要請に対応するために、アクティブマトリックス方式および単純マトリックス方式のいずれにおいてもカラーフィルタが用いられている。例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス方式の液晶ディスプレイでは、カラーフィルタは透明基板上に形成された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色からなる着色パターンを備えている。
【０００３】
具体的には、ＬＣＤにおいては、バックライト（３波長管）の光を液晶に電界をかけることによりＯＮ，ＯＦＦさせ、さらに、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色の光をカラーフィルタによってそれぞれ分けることによりカラー表示を行っている。従って、カラーフィルタの最も重要な特性は分光特性である。
【０００４】
一般的に、カラーフィルタとして望ましい分光特性は、３波長管の発光輝線に対応する色の主波長の透過率が高く、その他の波長領域の透過率が低いことである。一般的な３波長管の輝線としては、４６０ｎｍ（青）、４９０ｎｍ、５４０〜５４５ｎｍ（緑）、５８０ｎｍ、６１０ｎｍ（赤）などが主なものであるが、これに対応するカラーフィルタとしては、例えば青の場合、４６０ｎｍでの分光透過率が高く、４９０ｎｍ、５４０〜５４５ｎｍ、５８０ｎｍ、６１０ｎｍの分光透過率はできるだけ低くおさえることが望ましく、その他の色についても、これと同様のことがいえる。特に、ＴＦＴ用のカラーフィルタは明るく、光彩度が要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカラーフィルタにおいては、色の主波長だけが高透過率で、その他の領域で透過率が低い（理想的には０％）ということは困難であり、従って、ＬＣＤにおいては明るさと彩度は相反する傾向にあった。
【０００６】
この問題の最大の原因は、理想的な分光特性を有する顔料（染料）が存在しないことに起因しており、単独の顔料（染料）のみで、忠実な色再現を行うことは非常に困難であった。
【０００７】
また、印刷法で、カラーフィルタを形成する場合においては、上述のような理由により、分光特性を優先させて、顔料の種類、濃度が決定されるために、インキとして印刷適性を調整して印刷線幅安定性等を得ることは困難であった。
【０００８】
本発明はかかる事情に基づいてなされたものであり、本発明の目的は、分光特性が優れているのみならず印刷適性が優れ、連続印刷線幅安定性の良好なカラーフィルタ用のインキ組成物を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、インキ中重量含有率で、アントラキノン系レッド色素およびジスアゾ系イエローからなり、その総重量含有率が１０〜３０ｗｔ％であるとともにそのうちジスアゾ系イエローの含有率が２．５〜１０ｗｔ％である赤色顔料、ハロゲン化シアニン系グリーン色素およびジスアゾ系イエローからなり、その総重量含有率が１０〜３０ｗｔ％であるとともにそのうちジスアゾ系イエローの含有率が４〜１２ｗｔ％である緑色顔料、ならびにフタロシアニン系ブルー色素およびジオキサジンバイオレットからなり、その総重量含有率が５〜３０ｗｔ％であるとともにそのうちジオキサジンバイオレットの含有量が０〜４ｗｔ％である青色顔料の中から選択された少なくとも一種の粒径０．２μ以下の着色顔料と、前記着色顔料として緑色顔料または青色顔料を選択した場合は、ステアリン酸カルシウムからなり、一方、前記着色顔料として赤色顔料を選択した場合には、ステアリン酸カルシウム又は炭酸カルシウムからなる、粒径０．５μ以下の体質顔料と、３官能以下の多官能アクリレートモノマーと、を含有し、前記体質顔料の含有率は、インキ中重量含有率で、着色顔料が１０ｗｔ％の場合は３〜１０ｗｔ％、着色顔料が１５ｗｔ％の場合は０．５〜５ｗｔ％、着色顔料が２０ｗｔ％の場合は０．５〜３ｗｔ％、着色顔料が２５ｗｔ％の場合は０．５ｗｔ％、着色顔料が３０ｗｔ％の場合は０．０ｗｔ％、であるように構成した。
【００１０】
【作用】
本発明のカラーフィルタ用のインキ組成物では、赤色顔料、緑色顔料および青色顔料のそれぞれを特定の色素材料を特定の配合比で混合して調製し、さらに特定の体質顔料を含有せしめているので、このインキ組成物は分光特性および印刷適性に優れたものとなる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明のインキ組成物について具体的に説明する。
本発明のインキ組成物に用いられる顔料としては、以下のものが挙げられる。すなわち、赤色顔料としては、アントラキノン系レッド色素とジスアゾ系イエローとの混合物が用いられる。この赤色顔料の総量のインキ中重量含有率は、１０〜３０ｗｔ％、より好ましくは１５〜２５ｗｔ％である。この含有率が３０ｗｔ％を超えると、インキとしての物性の調整が困難となり、印刷適性が悪化することがある。一方、上記の含有率が１０ｗｔ％未満であると、６１０ｎｍの主波長以外の不用波長の透過率が高くなり過ぎ、カラーフィルタとしての分光特性が劣化することがある。
【００１２】
この赤色顔料において、ジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率は２．５〜１０ｗｔ％である。さらに具体的には、赤色顔料の総量のインキ中重量含有率が１５ｗｔ％のとき、ジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率は３重量％であり、赤色顔料の総量のインキ中重量含有率が２０ｗｔ％のとき、ジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率は２．５〜６ｗｔ％であり、赤色顔料の総量のインキ中重量含有率が２５ｗｔ％のとき、ジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率は２．５〜１０ｗｔ％である。赤色顔料におけるジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率が１０ｗｔ％を超えると、５４０ｎｍの不用波長の透過率が高くなり過ぎるという不都合が生じることがある。一方、赤色顔料におけるジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率が２．５ｗｔ％未満であると、６１０ｎｍの主波長の透過率が低くなり、４３０ｎｍ、４９０ｎｍの不用波長の透過率が高くなるという不都合が生じることがある。
【００１３】
赤色顔料中のアントラキノン系レッド色素の具体例を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーで表示すると、次のごとき顔料が使用できる。
赤顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ
１２２，１２３，１７７，２０８，２０９
また、赤色顔料中のジスアゾ系イエローの具体例を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーで表示すると、次のごとき顔料が使用できる。
【００１４】
黄顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ
１７，８３，１０９，１１０，１２８
一方、緑色顔料としては、ハロゲン化シアニン系グリーン色素とジスアゾ系イエローとの混合物が用いられる。この緑色顔料の総量のインキ中重量含有率は、１０〜３０ｗｔ％、より好ましくは１５〜２５ｗｔ％である。この含有率が３０ｗｔ％を超えると、インキとしての物性の調整が困難となり、印刷適性が悪化することがある。一方、上記の含有率が１０ｗｔ％未満であると、５４０ｎｍの主波長以外の不用波長の透過率が高くなり過ぎ、カラーフィルタとしての分光特性が劣化することがある。
【００１５】
この緑色顔料において、ジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率は４〜１２ｗｔ％である。さらに具体的には、緑色顔料の総量のインキ中重量含有率が１５ｗｔ％のとき、ジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率は４〜６ｗｔ％であり、緑色顔料のインキ中重量含有率が２０ｗｔ％のとき、ジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率は５〜９ｗｔ％であり、緑色顔料の総量のインキ中重量含有率が２５ｗｔ％のとき、ジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率は７〜１２ｗｔ％である。緑色顔料におけるジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率が１２ｗｔ％を超えると、５９０ｎｍ、６１０ｎｍの不用波長の透過率が高くなり過ぎるという不都合が生じることがある。一方、緑色顔料におけるジスアゾ系イエローのインキ中重量含有率が４ｗｔ％未満であると、４５０ｎｍ、４９０ｎｍの不用波長の透過率が高くなるという不都合が生じることがある。
【００１６】
緑色顔料中のハロゲン化シアニン系グリーン色素の具体例を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーで表示すると、次のごとき顔料が使用できる。
緑顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ
７，３６
また、緑色顔料中のジスアゾ系イエローとしては、前述の赤色顔料に用いられるものと同様のものが挙げられる。
【００１７】
一方、青色顔料としては、フタロシアニン系ブルー色素とジオキサジンバイオレットとの混合物が用いられる。この青色顔料の総量のインキ中重量含有率は、５〜３０ｗｔ％、より好ましくは１０〜２５ｗｔ％である。この含有率が３０ｗｔ％を超えると、インキとしての物性の調整が困難となり、印刷適性が悪化することがある。一方、上記の含有率が５ｗｔ％未満であると、４６０ｎｍの主波長以外の不用波長の透過率が高くなり過ぎ、カラーフィルタとしての分光特性が劣化することがある。
【００１８】
この青色顔料において、ジオキサジンバイオレットのインキ中重量含有率は０〜４ｗｔ％である。さらに具体的には、青色顔料の総量のインキ中重量含有率が１０ｗｔ％のとき、ジオキサジンバイオレットのインキ中重量含有率は２ｗｔ％であり、青色顔料の総量のインキ中重量含有率が１５ｗｔ％のとき、ジオキサジンバイオレットのインキ中重量含有率は０．５〜４ｗｔ％であり、青色顔料の総量のインキ中重量含有率が２０ｗｔ％のとき、ジオキサジンバイオレットのインキ中重量含有率は１〜４ｗｔ％であり、青色顔料の総量のインキ中重量含有率が２５ｗｔ％のとき、ジオキサジンバイオレットのインキ中重量含有率は０〜１ｗｔ％である。青色顔料におけるジオキサジンバイオレットのインキ中重量含有率が４ｗｔ％を超えると、４６０ｎｍの主波長の透過率が低くなるという不都合が生じることがある。一方、青色顔料におけるジオキサジンバイオレットのインキ中重量含有率が低い場合には、４９０ｎｍ、５４０ｎｍ、６１０ｎｍの不用波長の透過率が高くなるという不都合が生じることがある。
【００１９】
青色顔料中のフタロシアニン系ブルー色素の具体例を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーで表示すると、次のごとき顔料が使用できる。
青顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ
１５，１５：１，１５：３，１５：４，１５：６，６０
また、青色顔料中のジオキサジンバイオレットの具体例を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーで表示すると、次のごとき顔料が使用できる。
【００２０】
紫顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ
１９，２３
本発明のカラーフィルタ用のインキ組成物は、前述の赤色顔料、緑色顔料、青色顔料とともに、ステアリン酸カルシウム、酸化ケイ素、硫酸バリウム、炭酸カルシウムおよび有機ベントナイトの中から選択された少なくとも１種の体質顔料を含有する。
【００２１】
このような体質顔料は、印刷適性を向上させるために用いられ、その含有率は、インキ中重量含有率で、着色顔料１０ｗｔ％のとき体質顔料３〜１０ｗｔ％、着色顔料１５ｗｔ％のとき体質顔料０．５〜５ｗｔ％、着色顔料２０ｗｔ％のとき体質顔料０．５〜３ｗｔ％、着色顔料２５ｗｔ％のとき体質顔料０．５ｗｔ％、着色顔料３０ｗｔ％のとき体質顔料０．０ｗｔ％が好ましい。
【００２２】
体質顔料のインキ中重量含有率は上限および下限のいずれを超えても連続印刷時の線幅安定性が不良となることがある。
このような体質顔料の径粒は、通常、１．０μｍ以下、より好ましくは、０．５μｍ以下である。この粒径が１．０μｍを超えると、ドクター時の欠陥を生じるという不都合が発生することがある。
【００２３】
さらに、発明のカラーフィルタ用のインキ組成物には、他の体質顔料として、シリカ粉（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＷｈｉｔｅ２７）、沈降性炭酸カルシウム（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＷｈｉｔｅ１８）、塩基性炭酸マグネシウム（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＷｈｉｔｅ２８）、沈降性硫酸バリウム（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＷｈｉｔｅ２１）等を必要に応じて添加してもよい。
【００２４】
本発明のインキ組成物の主成分であるワニスとしては、熱硬化タイプのもの、好ましくは１８０〜１９０℃の温度で硬化するものが好適に用いられる。従って、ワニス組成として熱硬化タイプの多官能のモノマー、プレポリマーを含有するものが好ましい。これらのものとしては、下記の式で示されるポリエステルアクリレート系樹脂としての多官能性オリゴエステルアクリレートを好適に使用することができる。
【００２５】
【化１】

より具体的には、上記の式中、Ｘはエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の一般的な多価アルコール残基、また、Ｙはフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、アジピン酸等の多塩基酸あるいはその無水物残基により示されるものが好ましい。
【００２６】
本発明において使用可能なアクリルモノマーとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）、ネオペンチルグリコールジアクリレートプロピレンオキサイド付加物（ＮＰＧＤＡ−ＰＯ付加）等を挙げることができる。
【００２７】
上記のようなポリエステルアクリート系樹脂は、それ自体では粘度が低いので、採用する印刷方式に適した粘度に増粘化してもよい。増粘化は、例えばポリエステルアクリレート系樹脂と適正量のジアリルフタレートプレポリマーとを加熱溶解することにより行なうことができ、粘度を印刷用インキとして適した粘度範囲［２００〜１０００ｐｏｉｓｅ（２０℃）］に設定することができる。
【００２８】
また、さらにジアリルフタレートのモノマーをワニス成分中に例えば５〜２０ｗｔ％の範囲で含有させることが好ましい。
さらに本発明のインキ組成物には、ハイドロキノン系の重合禁止剤を含有させることが好ましい。このような重合禁止剤は、インキ組成物の印刷プロセス中におけるゲル化を防止するために用いられる。
【００２９】
本発明のインキ組成物に用いる溶剤としては、例えば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モノエチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコルモノメチルエーテル、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ブチルエーテル、トリエチレグコリールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤を挙げることができる。
【００３０】
また、本発明のインキ組成物では、他のモノマーを添加することにより上述の溶剤の含有量を減少することができる。これにより、インキ組成物の機上安定性をより高いものとすることができる。
【００３１】
尚、溶剤、モノマーの含有量は、インキ組成物に要求される印刷適性に応じて適宜に設定することができる。
さらに、インキ組成物の分散性を向上させるために分散剤としてウレタン系またはハイドロステアリン酸ポリマーを１〜４ｗｔ％の範囲で添加することが好ましい。
【００３２】
このようなインキ組成物のインキ物性としては、定常流粘度が、３００〜５００poise 、複素弾性率が、２００００dyne／cm以下となるように設定することが好ましい。定常流粘度は、キャリーメッド社製ＣＳ１００レオメータを用いて、測定温度２０℃、測定剪断速度０．０１〜２００／sec の範囲で測定することができる。また、複素弾性率は、同じくキャリー社製ＣＳ１００レオメータを用いて、測定温度２０℃、測定周波数０．３〜１０Ｈｚの範囲で測定することができる。
【００３３】
以上のように構成される本発明のカラーフィルタ用のインキ組成物を使用したカラーフィルタの着色パターン形成は、例えば以下のように行なうことができる。
【００３４】
すなわち、図１に示されるように所定の着色パターン形状の凹部を備えた凹版１上にインキ２を塗布し、ドクター３を用いて余分なインキを除去して凹部内にインキ２を充填する。その後、図２に示されるようにブランケット４を凹版１上に転動させて凹部内のインキ２をブランケット４上に一旦転写する。そして、図３に示されるようにブランケット４をガラス基板５に圧着することにより、インキ２をガラス基板５に転写（印刷）する。そして、印刷後１８０〜１９０℃に加熱して重合硬化が行われる。
【００３５】
ここで、本発明のカラーフィルタ用のインキ組成物を使用したカラーフィルタの着色パターン形成において好適に使用することのできるブランケットについて説明する。ブランケットは、その表面ゴム層の臨界表面張力が１０〜２３dyne/cm 好ましくは１５〜２３dyne/cm 、粘弾性 tanδが０．０５〜０．２５の範囲にあるものを使用する。臨界表面張力が２３dyne／cmより大きくなると、表面ゴム層のインキに対するぬれ性が高すぎてブランケットから基板へのインキ転移率が低くなりパイリングを生じたり、あるいは基板上の未硬化状態のインキがブランケットにバックトラップする原因となる。また、臨界表面張力が１０dyne／cmより小さくなると、版からブランケットへのインキ受理性が低下し、細線再現性、線幅再現性が低下して好ましくない。
【００３６】
ここで、インキ樹脂のモノマーと表面ゴム層との接触角の測定は、以下のようにして行うことができる。
すなわち、測定対象のゴムを適当な寸法に切断し、接触角計ＣＡ−Ｄ型（協和界面科学製）にて測定し、Zismanプロットより求める。Zismanプロットに使用した溶剤、およびその表面張力を以下に示す。
【００３７】

一般に臨界表面張力が１０〜２３dyne／cmの範囲にあるゴム材料としては、ジメチルシロキサン、メチルビニルシロキサン、メチルフルオロビニルシロキサン、メチルフェニルビニルシロキサン等や、上記ポリマーとＮＢＲ、ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とのブレンド及び共重合系、フッ素ゴム、及びＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ等にシリコーンオイル等を混り込んだもの及びＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＳＢＲをシロキサン雰囲気中で１００〜２００℃で１時間程度ベーキングし、表面エネルギーの小さなコート層を形成したものが挙げられる。
【００３８】
次に、上述のようにして臨界表面張力を所定の値になるようにした材料の粘弾性特性を調整する。
ここで、ゴムの粘弾性（ tanδ）はレオバイブロンＤＤＶ−II−ＥＰ（（株）オリエンテック）にて、温度２０℃、周波数１１Ｈｚで測定する。
【００３９】
ゴム材料の粘弾性は、生ゴム中の架橋基密度、架橋基の局在化状態、充填剤の種類、含有率、粒径、表面処理、架橋剤種類、１次加硫条件（温度、時間等）、２次加硫の有無およびその条件等で調整できる。ここで、使用する充填剤としては煙霧質シリカ、粉砕シリカ、沈殿シリカ、重炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、ケイソウ土、タルク、石英紛等を使用することができる。
【００４０】
本発明では、表面ゴム層４の粘弾性 tanδは０．０５〜０．２５の範囲、好ましくは０．１０〜０．２０の範囲となるように設定する。
表面ゴム層４の粘弾性 tanδが０．０５未満である場合、版からブランケットへのインキ受理性が低下し、画線の細り、エッジ精度の低下となり好ましくない。また、粘弾性 tanδが０．２５を越えるとブランケットの粘性的物性が大きくなりすぎ、ピッチ精度、基板のチャッキングに悪影響を与え好ましくない。
【００４１】
上記のようなブランケットの表面ゴム層は、基布および圧縮層上に表面ゴムを塗布した後、表面が平滑なフィルムを表面ゴム塗布面に圧着させた状態で加硫を行い、その後、フィルムを剥離して作成されるものである。また、表面が平滑なフィルムを圧着させた状態で加硫を行い作製されたゴムシートを、表面が平滑なフィルムが剥離された面が最表面となるように圧縮層上にラミネートして作成してもよい。表面が平滑なフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム等が好ましい。
【００４２】
尚、表面ゴム層は、アンカー層を介して圧縮層上に形成してもよい。この場合、アンカー層は一層だけの綿布層、シランカップラー剤等の材料により形成することができる。このアンカー層の厚さは０〜５００μｍ程度が好ましい。
【００４３】
また、使用するブランケットは、いわゆるコンプレッシブル型のブランケットに限定されるものではなく、圧縮層を備えていないソリッド型のブランケットであってもよい。
【００４４】
次に、実験例を示して本発明のインキ組成物をより具体的に説明する。
（実験例）
まず、下記に示される材料で、表１〜表５に示す９６種のインキを調整した。
【００４５】

【００４６】
【表１】

【００４７】
【表２】

【００４８】
【表３】

【００４９】
【表４】

【００５０】
【表５】

次に、上記の各インキ組成物を用い、凹版として版深８μｍ、幅１３０μｍのストライプ状の凹版を用い、ガラス基板上に１３０μｍ幅のストライプパターンを形成した。次に、このガラス基板を１９０℃で６０分間加熱することによりインキ組成物を熱硬化させた。これらの各サンプルについて、下記の項目の評価を行った。
【００５１】
評価項目
（１）印刷カラーフィルタ分光特性の顔料含有率依存性
顔料含有率を変化させ、その時の分光特性を調べた。
【００５２】
結果を表６〜表２１示す。
一方、この結果を表２１に示すカラーフィルタとして必要な最低限の分光仕様と照らし合わせ、カラーフィルタとして適正な顔料含有率範囲を求めた。結果を図３〜図５に示す。
【００５３】
【表６】

【００５４】
【表７】

【００５５】
【表８】

【００５６】
【表９】

【００５７】
【表１０】

【００５８】
【表１１】

【００５９】
【表１２】

【００６０】
【表１３】

【００６１】
【表１４】

【００６２】
【表１５】

【００６３】
【表１６】

【００６４】
【表１７】

【００６５】
【表１８】

【００６６】
【表１９】

【００６７】
【表２０】

【００６８】
【表２１】

【００６９】
（２）連続印刷適性の体質顔料含有率依存性
連続印刷時の線幅安定性を得るための体質顔料含有率の効果を評価した。結果を表２２に示す。
【表２２】

【００７０】
（３）体質顔料粒径のカラーフィルター品質に及ぼす影響
体質顔料粒径を変化させ、体質顔料粒径がドクター工程で発生する欠陥に及ぼす影響を評価した。結果を表２３に示す。
【００７１】
【表２３】

【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、アントラキノン系レッド色素およびジスアゾ系イエローからなる赤色顔料、ハロゲン化シアニン系グリーン色素およびジスアゾ系イエローからなる緑色顔料、ならびにフタロシアニン系ブルー色素およびジオキサジンバイオレットからなる青色顔料のそれぞれを色素材料を特定の配合比で混合させてつくり、さらに特定の体質顔料を含有せしめているので、分光特性および印刷適性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインキ組成物を用いたカラーフィルタの作成の一例を示す図である。
【図２】本発明のインキ組成物を用いたカラーフィルタの作成の一例を示す図である。
【図３】本発明のインキ組成物を用いたカラーフィルタの作成の一例を示す図である。
【図４】本発明における赤色顔料のインキ中アントラキノン系レッド色素の含有率およびインキ中ジスアゾ系イエローの含有率とカラーフィルタの分光特性との関係を示す図である。
【図５】本発明における緑色顔料のインキ中ハロゲン化シアニン系グリーン色素の含有率およびインキ中ジスアゾ系イエローの含有率とカラーフィルタの分光特性との関係を示す図である。
【図６】本発明における青色顔料のインキ中フタロシアニン系ブルー色素の含有率およびインキ中ジオキサジンバイオレットの含有率とカラーフィルタの分光特性との関係を示す図である。
【符号の説明】
１…凹版
２…インキ
３…ドクター
４…ブランケット
５…ガラス基板[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an ink composition for a color filter, and more particularly to an ink composition excellent in spectral characteristics and printability.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a liquid crystal display (LCD) uses color filters in both the active matrix method and the simple matrix method in order to meet the demand for colorization. For example, in an active matrix liquid crystal display using thin film transistors (TFTs), the color filter has a coloring pattern composed of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) formed on a transparent substrate. ing.
[0003]
Specifically, in the LCD, the light of the backlight (three-wave tube) is turned on and off by applying an electric field to the liquid crystal, and the light of the three primary colors R, G, and B is separated by a color filter. Is used for color display. Therefore, the most important characteristic of the color filter is the spectral characteristic.
[0004]
In general, a desirable spectral characteristic as a color filter is that the transmittance of the main wavelength of the color corresponding to the emission line of the three-wavelength tube is high, and the transmittance of other wavelength regions is low. The main emission lines of the three-wavelength tube are mainly 460 nm (blue), 490 nm, 540 to 545 nm (green), 580 nm, 610 nm (red), etc. The color filter corresponding to this is, for example, In the case of blue, it is desirable that the spectral transmittance at 460 nm is high, and the spectral transmittances at 490 nm, 540 to 545 nm, 580 nm, and 610 nm are desirably kept as low as possible, and the same can be said for other colors. In particular, color filters for TFTs are bright and require high saturation.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional color filter, it is difficult that only the dominant wavelength of the color has high transmittance and the transmittance in other regions is low (ideally 0%). Saturation tended to conflict.
[0006]
The biggest cause of this problem is that there is no pigment (dye) with ideal spectral characteristics, and it is very difficult to perform faithful color reproduction with only a single pigment (dye). there were.
[0007]
In addition, when forming a color filter by the printing method, for the reasons described above, the spectral characteristics are prioritized and the pigment type and density are determined. It was difficult to obtain line width stability and the like.
[0008]
The present invention has been made based on such circumstances, and an object of the present invention is to provide an ink composition for a color filter that has not only excellent spectral characteristics but also excellent printability and continuous printing line width stability. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention comprises an anthraquinone red dye and a disazo yellow at a weight content in the ink, and the total weight content thereof is 10 to 30 wt%. It consists of a red pigment having a content of 2.5 to 10 wt%, a halogenated cyanine green dye, and a disazo yellow, with a total weight content of 10 to 30 wt% and a disazo yellow content of 4 to 4 Among blue pigments comprising 12 wt% green pigments and phthalocyanine blue dyes and dioxazine violet, the total weight content of which is 5-30 wt% and of which dioxazine violet content is 0-4 wt% At least one color selected from Charge and, if you choose the green pigment or a blue pigment as the coloring pigment consists of calcium stearate, whereas, when the user selects the red pigment as the coloring pigment consists of calcium or calcium carbonate stearate, particle size 0. A body pigment of 5 μ or less and a polyfunctional acrylate monomer having a functionality of 3 or less. The content of the body pigment is a weight content in the ink, and 3 to 10 wt% when the color pigment is 10 wt%. 0.5 to 5 wt% when the pigment is 15 wt%, 0.5 to 3 wt% when the colored pigment is 20 wt%, 0.5 wt% when the colored pigment is 25 wt%, and 30 wt% when the colored pigment is 30 wt% It was comprised so that it might be 0.0 wt%.
[0010]
[Action]
In the ink composition for a color filter of the present invention, each of a red pigment, a green pigment and a blue pigment is prepared by mixing a specific coloring material at a specific blending ratio and further containing a specific extender pigment. The ink composition has excellent spectral characteristics and printability.
[0011]
【Example】
Hereinafter, the ink composition of the present invention will be specifically described.
The following are mentioned as a pigment used for the ink composition of this invention. That is, as the red pigment, a mixture of anthraquinone red pigment and disazo yellow is used. The total weight content of the red pigment in the ink is 10 to 30 wt%, more preferably 15 to 25 wt%. When this content rate exceeds 30 wt%, it becomes difficult to adjust the physical properties of the ink, and printability may deteriorate. On the other hand, when the content is less than 10 wt%, the transmittance of unnecessary wavelengths other than the main wavelength of 610 nm becomes too high, and the spectral characteristics as a color filter may be deteriorated.
[0012]
In this red pigment, the weight content of the disazo yellow in the ink is 2.5 to 10 wt%. More specifically, when the weight content in the ink of the total amount of the red pigment is 15 wt%, the weight content in the ink of the disazo yellow is 3 wt%, and the weight content in the ink of the total amount of the red pigment is 20 wt%. %, The weight content of the disazo yellow in the ink is 2.5 to 6 wt%, and when the weight content of the red pigment in the ink is 25 wt%, the weight content of the disazo yellow in the ink is 2 .5 to 10 wt%. When the weight content of the disazo yellow in the red pigment in the ink exceeds 10 wt%, there may be a disadvantage that the transmittance at an unnecessary wavelength of 540 nm becomes too high. On the other hand, when the weight content of the disazo yellow in the red pigment is less than 2.5 wt%, the transmittance of the dominant wavelength of 610 nm is lowered, and the transmittance of the unnecessary wavelengths of 430 nm and 490 nm is increased. May occur.
[0013]
When a specific example of an anthraquinone red pigment in a red pigment is represented by a color index (CI) number, the following pigment can be used.
Red pigment: C.I. I. Pigment Red
122, 123, 177, 208, 209
Further, when specific examples of disazo yellow in the red pigment are indicated by color index (CI) numbers, the following pigments can be used.
[0014]
Yellow pigment: C.I. I. Pigment Yellow
17, 83, 109, 110, 128
On the other hand, as the green pigment, a mixture of a halogenated cyanine green dye and a disazo yellow is used. The total weight content of the green pigment in the ink is 10 to 30 wt%, more preferably 15 to 25 wt%. When this content rate exceeds 30 wt%, it becomes difficult to adjust the physical properties of the ink, and printability may deteriorate. On the other hand, if the content is less than 10 wt%, the transmittance of unnecessary wavelengths other than the main wavelength of 540 nm becomes too high, and spectral characteristics as a color filter may be deteriorated.
[0015]
In this green pigment, the weight content of the disazo yellow in the ink is 4 to 12 wt%. More specifically, when the weight content of the green pigment in the ink is 15 wt%, the weight content of the disazo yellow in the ink is 4 to 6 wt%, and the weight content of the green pigment in the ink is 20 wt%. In this case, the weight content of the disazo yellow in the ink is 5 to 9 wt%. When the weight content of the green pigment in the ink is 25 wt%, the weight content of the disazo yellow in the ink is 7 to 12 wt%. It is. If the weight content in the disazo yellow ink in the green pigment exceeds 12 wt%, there may be a disadvantage that the transmittance at unnecessary wavelengths of 590 nm and 610 nm becomes too high. On the other hand, if the weight content of the disazo yellow in the green pigment is less than 4 wt%, there may be a disadvantage that the transmittance of unnecessary wavelengths of 450 nm and 490 nm is increased.
[0016]
When a specific example of a halogenated cyanine green dye in a green pigment is indicated by a color index (CI) number, the following pigment can be used.
Green pigment: C.I. I. Pigment Green
7,36
Further, examples of the disazo yellow in the green pigment include those similar to those used for the above-mentioned red pigment.
[0017]
On the other hand, as the blue pigment, a mixture of phthalocyanine blue dye and dioxazine violet is used. The weight content of the blue pigment in the ink is 5 to 30 wt%, more preferably 10 to 25 wt%. When this content rate exceeds 30 wt%, it becomes difficult to adjust the physical properties of the ink, and printability may deteriorate. On the other hand, if the content is less than 5 wt%, the transmittance of unnecessary wavelengths other than the main wavelength of 460 nm becomes too high, and spectral characteristics as a color filter may be deteriorated.
[0018]
In this blue pigment, the weight content of dioxazine violet in the ink is 0 to 4 wt%. More specifically, when the weight content of the total amount of the blue pigment in the ink is 10 wt%, the weight content of the dioxazine violet in the ink is 2 wt%, and the weight content of the total amount of the blue pigment in the ink is 15 wt%. In this case, the weight content of dioxazine violet in the ink is 0.5 to 4 wt%. When the weight content of the blue pigment in the ink is 20 wt%, the weight content of dioxazine violet in the ink is 1 to 1. When the weight content in ink of the total amount of blue pigment is 25 wt%, the weight content in dioxazine violet in ink is 0 to 1 wt%. If the weight content of dioxazine violet in the blue pigment in the ink exceeds 4 wt%, there may be a disadvantage that the transmittance at the dominant wavelength of 460 nm is lowered. On the other hand, when the weight content of dioxazine violet in the blue pigment in the ink is low, there may be a disadvantage in that the transmittance at unnecessary wavelengths of 490 nm, 540 nm, and 610 nm increases.
[0019]
When a specific example of a phthalocyanine blue dye in a blue pigment is represented by a color index (CI) number, the following pigment can be used.
Blue pigment: C.I. I. Pigment Blue
15, 15: 1, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 60
In addition, when specific examples of dioxazine violet in a blue pigment are represented by color index (CI) numbers, the following pigments can be used.
[0020]
Purple pigment: C.I. I. Pigment Violet
19, 23
The ink composition for a color filter of the present invention comprises at least one extender pigment selected from calcium stearate, silicon oxide, barium sulfate, calcium carbonate, and organic bentonite together with the red pigment, green pigment, and blue pigment described above. Containing.
[0021]
Such extender pigments are used to improve printability, and the content is the weight content in the ink. When the color pigment is 10 wt%, the extender pigment is 3 to 10 wt%, and when the color pigment is 15 wt%, the extender pigment is used. When 0.5 to 5 wt%, the color pigment is 20 wt%, the extender pigment is 0.5 to 3 wt%, when the color pigment is 25 wt%, the extender pigment is 0.5 wt%, and when the color pigment is 30 wt%, the extender pigment is preferably 0.0 wt%.
[0022]
If the weight content of the extender pigment in the ink exceeds either the upper limit or the lower limit, the line width stability during continuous printing may be poor.
The diameter of such extender pigment is usually 1.0 μm or less, more preferably 0.5 μm or less. When this particle diameter exceeds 1.0 μm, there may be a disadvantage that a defect at the time of doctor occurs.
[0023]
Further, the ink composition for color filters of the present invention includes silica powder (CI Pigment White 27), precipitated calcium carbonate (CI Pigment White 18), basic magnesium carbonate as other extender pigments. (C.I. Pigment White 28), precipitated barium sulfate (C.I. Pigment White 21) and the like may be added as necessary.
[0024]
As the varnish that is the main component of the ink composition of the present invention, a thermosetting type, preferably one that cures at a temperature of 180 to 190 ° C. is suitably used. Accordingly, those containing a thermosetting polyfunctional monomer or prepolymer as the varnish composition are preferred. As these, a polyfunctional oligoester acrylate as a polyester acrylate resin represented by the following formula can be suitably used.
[0025]
[Chemical 1]

More specifically, in the above formula, X is a general polyhydric alcohol residue such as ethylene glycol, glycerin or trimethylolpropane, and Y is phthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, adipic acid or the like. Those represented by a polybasic acid or its anhydride residue are preferred.
[0026]
Examples of the acrylic monomer that can be used in the present invention include trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), tripropylene glycol diacrylate (TPGDA), neopentyl glycol diacrylate propylene oxide adduct (NPGDA-PO addition), and the like. .
[0027]
Since the polyester acrylate resin as described above has a low viscosity per se, it may be thickened to a viscosity suitable for the printing method employed. The thickening can be performed by, for example, heating and dissolving a polyester acrylate resin and an appropriate amount of diallyl phthalate prepolymer, and the viscosity is in a viscosity range [200 to 1000 poise (20 ° C.)] suitable as a printing ink. Can be set.
[0028]
Further, it is preferable to further contain diallyl phthalate monomer in the varnish component, for example, in the range of 5 to 20 wt%.
Further, the ink composition of the present invention preferably contains a hydroquinone polymerization inhibitor. Such a polymerization inhibitor is used to prevent gelation during the printing process of the ink composition.
[0029]
Examples of the solvent used in the ink composition of the present invention include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, and triethylene. Examples include glycol ether solvents such as legolyl monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, and triethylene glycol monobutyl ether.
[0030]
Moreover, in the ink composition of this invention, content of the above-mentioned solvent can be reduced by adding another monomer. Thereby, the on-machine stability of an ink composition can be made higher.
[0031]
In addition, content of a solvent and a monomer can be suitably set according to the printability requested | required of an ink composition.
Furthermore, in order to improve the dispersibility of the ink composition, it is preferable to add a urethane or hydrostearic acid polymer in the range of 1 to 4 wt% as a dispersant.
[0032]
The ink properties of such an ink composition are preferably set so that the steady flow viscosity is 300 to 500 poise and the complex elastic modulus is 20000 dyne / cm or less. The steady flow viscosity can be measured using a CS100 rheometer manufactured by Carry Med Co., at a measurement temperature of 20 ° C. and a measurement shear rate of 0.01 to 200 / sec. The complex elastic modulus can also be measured in the range of a measurement temperature of 20 ° C. and a measurement frequency of 0.3 to 10 Hz using a CS100 rheometer manufactured by Carrie.
[0033]
The color pattern formation of the color filter using the ink composition for a color filter of the present invention configured as described above can be performed, for example, as follows.
[0034]
That is, as shown in FIG. 1, the ink 2 is applied onto the intaglio plate 1 having a concave portion with a predetermined coloring pattern shape, and the ink 2 is removed by using the doctor 3 to fill the concave portion with the ink 2. Thereafter, as shown in FIG. 2, the blanket 4 is rolled on the intaglio 1 to temporarily transfer the ink 2 in the recess onto the blanket 4. Then, as shown in FIG. 3, the ink 2 is transferred (printed) to the glass substrate 5 by pressing the blanket 4 to the glass substrate 5. And after printing, it heats to 180-190 degreeC, and superposition | polymerization hardening is performed.
[0035]
Here, the blanket which can be used suitably in the coloring pattern formation of the color filter using the ink composition for color filters of this invention is demonstrated. A blanket having a surface rubber layer having a critical surface tension of 10 to 23 dyne / cm, preferably 15 to 23 dyne / cm, and a viscoelasticity tan δ of 0.05 to 0.25 is used. When the critical surface tension is greater than 23 dyne / cm, the wettability of the surface rubber layer to the ink is too high, resulting in a low ink transfer rate from the blanket to the substrate, causing piling, or uncured ink on the substrate is blanketed. Cause back trapping. On the other hand, if the critical surface tension is less than 10 dyne / cm, ink acceptability from the plate to the blanket is lowered, and fine line reproducibility and line width reproducibility are lowered, which is not preferable.
[0036]
Here, the measurement of the contact angle between the monomer of the ink resin and the surface rubber layer can be performed as follows.
That is, the rubber to be measured is cut into an appropriate size, measured with a contact angle meter CA-D type (manufactured by Kyowa Interface Science), and obtained from a Zisman plot. The solvent used for the Zisman plot and its surface tension are shown below.
[0037]

In general, rubber materials having a critical surface tension in the range of 10 to 23 dyne / cm include dimethyl siloxane, methyl vinyl siloxane, methyl fluoro vinyl siloxane, methyl phenyl vinyl siloxane, etc., the above polymers and NBR, EPDM, styrene butadiene rubber (SBR). ), Blended with FBR, fluororubber, NBR, EPDM, SBR, etc. mixed with silicone oil, etc., and NBR, EPDM, SBR are baked at 100-200 ° C for about 1 hour in a siloxane atmosphere. And a coating layer having a small surface energy.
[0038]
Next, the viscoelastic characteristics of the material whose critical surface tension is set to a predetermined value as described above are adjusted.
Here, the viscoelasticity (tan δ) of rubber is measured with Leo Vibron DDV-II-EP (Orientec Co., Ltd.) at a temperature of 20 ° C. and a frequency of 11 Hz.
[0039]
Viscoelasticity of rubber material is the density of cross-linking groups in raw rubber, localized state of cross-linking groups, filler type, content, particle size, surface treatment, cross-linking agent type, primary vulcanization conditions (temperature, time, etc.) ) It can be adjusted by the presence or absence of secondary vulcanization and the conditions thereof. Here, as the filler to be used, fumed silica, ground silica, precipitated silica, calcium bicarbonate, calcium carbonate, diatomaceous earth, talc, quartz powder and the like can be used.
[0040]
In the present invention, the viscoelasticity tan δ of the surface rubber layer 4 is set in the range of 0.05 to 0.25, preferably in the range of 0.10 to 0.20.
When the viscoelasticity tan δ of the surface rubber layer 4 is less than 0.05, the ink acceptability from the plate to the blanket is lowered, the image line is thinned, and the edge accuracy is lowered. On the other hand, if the viscoelasticity tan δ exceeds 0.25, the viscous physical properties of the blanket become too large, which adversely affects pitch accuracy and substrate chucking.
[0041]
The surface rubber layer of the blanket as described above is obtained by applying a surface rubber on the base fabric and the compression layer, and then vulcanizing the film with a smooth surface pressed onto the surface rubber applied surface. It is created by peeling. In addition, a rubber sheet prepared by vulcanization in a state where a film having a smooth surface is pressure-bonded is laminated on the compression layer so that the surface from which the film having a smooth surface is peeled becomes the outermost surface. May be. As the film having a smooth surface, a polyethylene terephthalate (PET) film, a polyethylene (PE) film, or the like is preferable.
[0042]
The surface rubber layer may be formed on the compression layer via an anchor layer. In this case, the anchor layer can be formed of a material such as a single cotton layer or a silane coupler agent. The thickness of the anchor layer is preferably about 0 to 500 μm.
[0043]
The blanket to be used is not limited to a so-called compressible blanket, and may be a solid blanket that does not include a compression layer.
[0044]
Next, the ink composition of the present invention will be described more specifically by showing experimental examples.
(Experimental example)
First, 96 types of inks shown in Tables 1 to 5 were prepared using the materials shown below.
[0045]

[0046]
[Table 1]

[0047]
[Table 2]

[0048]
[Table 3]

[0049]
[Table 4]

[0050]
[Table 5]

Next, using each of the ink compositions described above, a striped intaglio with a plate depth of 8 μm and a width of 130 μm was used as the intaglio, and a stripe pattern with a width of 130 μm was formed on the glass substrate. Next, the ink composition was thermally cured by heating the glass substrate at 190 ° C. for 60 minutes. For each of these samples, the following items were evaluated.
[0051]
Evaluation item (1) Dependence of printing color filter spectral characteristics on pigment content The pigment content was changed and the spectral characteristics at that time were examined.
[0052]
The results are shown in Tables 6 to 21.
On the other hand, the results were compared with the minimum spectroscopic specifications necessary for a color filter shown in Table 21, and an appropriate pigment content range as a color filter was obtained. The results are shown in FIGS.
[0053]
[Table 6]

[0054]
[Table 7]

[0055]
[Table 8]

[0056]
[Table 9]

[0057]
[Table 10]

[0058]
[Table 11]

[0059]
[Table 12]

[0060]
[Table 13]

[0061]
[Table 14]

[0062]
[Table 15]

[0063]
[Table 16]

[0064]
[Table 17]

[0065]
[Table 18]

[0066]
[Table 19]

[0067]
[Table 20]

[0068]
[Table 21]

[0069]
(2) Dependence on extender pigment content of continuous printing suitability The effect of extender pigment content for obtaining line width stability during continuous printing was evaluated. The results are shown in Table 22.
[Table 22]

[0070]
(3) Effect of extender particle size on color filter quality The effect of the extender particle size on defects generated in the doctor process was evaluated by changing the extender particle size. The results are shown in Table 23.
[0071]
[Table 23]

[0072]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a red pigment comprising an anthraquinone red dye and a disazo yellow, a green pigment comprising a halogenated cyanine green dye and a disazo yellow, and a phthalocyanine blue dye and dioxazine violet. Each of the blue pigments is made by mixing a coloring material at a specific blending ratio, and further containing a specific extender pigment, so that it has excellent spectral characteristics and printability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of creating a color filter using an ink composition of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of creating a color filter using the ink composition of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of creating a color filter using the ink composition of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the content of an anthraquinone red pigment in ink and the content of disazo yellow in ink and the spectral characteristics of a color filter in a red pigment according to the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the content of a halogenated cyanine green dye in ink and the disazo yellow content in ink and the spectral characteristics of a color filter in the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the content of phthalocyanine blue dye in the ink of the blue pigment and the content of dioxazine violet in the ink and the spectral characteristics of the color filter in the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Intaglio 2 ... Ink 3 ... Doctor 4 ... Blanket 5 ... Glass substrate

Claims

A red pigment comprising an anthraquinone red dye and a disazo yellow at a weight content in the ink, the total weight content of which is 10 to 30 wt%, and the disazo yellow content is 2.5 to 10 wt%, A green pigment having a total weight content of 10 to 30 wt% and a disazo yellow content of 4 to 12 wt%, and a phthalocyanine blue dye and di It consists oxazine violet, of which dioxazine violet content coloring the following type of particle size 0.2μ selected from a blue pigment is 0～4Wt% on total weight content as well as a 5-30 wt% Pigments,
An extender made of calcium stearate and having a particle size of 0.5 μm or less;
A trifunctional or lower polyfunctional acrylate monomer;
Ink composition for a color filter characterized by containing.