JPH01168775A - カラーフィルター用インキ、着色表示板及び液晶表示パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特に液晶カラーテレビの液晶パネル等の着色
表示板及びそのインキに関する。

従来の技術 液晶カラーテレビは広く用いられているが、これには、
ガラス板等の透明板に赤、青、緑のドツトマトリックス
からなるパターンを形成したカラーフィルターを設け、
このカラーフィルターのそれぞれのドツトに対応して電
極を設け、この電極の上に液晶層を透明板で挟持した液
晶パネルが使用されている。

液晶パネル用カラーフィルターの製造法は大きく分けて
２つに分類される。その１つは予め各色用にパターン化
したゼラチンなどのレジスト膜を酸性染料で染色する方
法である。この方法は、感光膜を写真法により露光する
ことにより焼付け、未露光部分を除去する現像を行って
レジスト膜を形成し、これを酸性染料で染色するので、
寸法精度が高く、鮮明な色になるという点で優れている
。

他の１つの方法は、顔料を分散させたインキでカラーパ
ターンを印刷する方法である。この方法は、赤、青、緑
の各色のインキをパターン印刷するだけで良く、上記の
写真法のように現像等を必要とせず、製造が容易で量産
に通し、製造コストを低くすることができる点で優れて
いる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第１の写真法を用いる方法は、赤、青、
緑の各色毎に予めパターン化したレジスト膜を作る必要
があるので、感光液の塗布、焼付け、現像及び染色の各
工程を３回繰り返す必要があり、工程が煩雑で製造コス
トがかさむという問題点がある。

マタ、第２の着色剤を顔料とするインキを用いる方法は
、出来上がったカラーフィルターの透光性が顔料のため
に劣り、特に青の透光性が悪く、鮮明な色を出せないと
いう問題点がある。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、有機酸基を有
するアニオン系染料とカチオン基を有する有機化合物の
反応生成物を着色剤として含有することを特徴とするカ
ラーフィルター用インキを提供することにある。

また、有機酸基を有するアニオン系染料とカチオン基を
有する有機化合物の反応生成物を着色剤として含有する
着色塗膜を有することを特徴とする着色表示板を提供す
ることにある。

また、有機酸基を有するアニオン系染料とカチオン基を
有する有機化合物の反応生成物を着色剤として含有する
着色塗膜を液晶表示用のカラーレイルターとして用いる
ことを特徴とする液晶表示パネルを提供することにある
。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明においては、有機酸基を有するアニオン系染料と
カチオン基を有する有機化合物の反応生成物を着色剤と
して使用するが、アニオン系染料としでは例えば分子内
に一５ｏ３ｎ、　−ｃｏｏｎなどの酸性基を持つ酸性染
料、酸性媒染染料、直接染料等が挙げられるが、具体的
にはカラーインデックスで表示すると、次のごとき酸性
染料が好ましい。

黄色系 ＣＩ　Ａｃ１ｄ　Ｙｅｌｌｏｗ　１７　、同４９、同６
７、同７２、同１２７、同１１０、同１３５、同１６１
、 赤色系 ＣＴ　Ａｃ１ｄ　Ｒｅｄ　３７、同５０、同１１１１同
１１４、同２５７、同２６６、同３１７、 青色系 ＣＩ　Ａｃ１ｄ　Ｂｌｕｅ　４１　、同８３、同９０、
同１１３、同１２５、同１２９、同１８２、 橙色系 ＣＩ　Ａｃ１ｄ　Ｏｒａｎｇｅ　７、同５６、緑色系 ＣＩ　Ａｃ１ｄ　Ｇｒｅｅｎ　２５、同４１紫色系 ＣＩ　Ａｃ１ｄ　Ｖｉｏｌｅｔ　９７　、同２７、同２
訳同４８等が挙げられる。

これらのアニオン系染料はナトリウム塩のような塩の形
でも使用でき、また、高純度のもののみならず、ボウ硝
や食塩の如き無機塩を含有するものも使用できる。これ
らの金属や塩はアニオン系染料又はその塩とカラオン基
を有する有機化合物の反応生成物を得た後、水洗等の精
製手段により容易に溶解除去できる。

本発明において用いられるカチオン基を有する有機化合
物としては、 （′；Ｎ′−）χ− で表され、窒素の置換基に水素、アルキル基、環状基（
置換基を有するものを含む）等を有するものが例示され
、このようなものとしては例えばカチオン活性剤として
知られているものが挙げられるが、これに限るものでは
ない。

カチオン活性剤としては、アルキルベンジルジメチル、
ジメチルジアルキルあるいはアルキルトリメチルのアン
モニウム塩、あるいはアルキルピリジウム塩等が使用で
きる。市販のカチオン活性剤の中では第４級アンモニウ
ム塩、例えばテトラデシルジメチルベンジルアンモニウ
ムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムク
ロライド等が好ましいが、その他にはヤシアルキルジメ
チルベンジルアンモニウムクロライド、ヤシアルキルア
ミン塩酸塩、テトラデシルアミン塩酸塩、オクタデシル
アミン塩酸塩、Ｎ−牛脂アルキルＮ、　Ｎ。

Ｎ′Ｎ＋−ペンタメチルプロピレンジアンモニウムジク
ロライド、牛脂アルキルプロピレンジアミン酢酸塩、１
−ヒドロキシ・エチル２−アルキル（硬化牛脂）イミダ
シリン４級塩、ヤシアルキルイソキノリニウムブロマイ
ド、ジ硬化牛脂アルキルジメチルアンモニウムクロライ
ド、ジオレイルジメチルアンモニウムクロライド等が挙
げられる。

有機酸基を有するアニオン系染料とカチオン基を有する
有機化合物の反応生成物を得るには、有機酸基を有する
アニオン系染料を例えばアルコール、芳香族炭化水素等
に分散又は溶解させ、例えば５０〜１００℃、１〜７時
間攪拌する。また、有機酸基を有するアニオン系染料と
カチオン基を有する有機化合物を溶剤とともに例えばボ
ールミルにて２０〜３０時間混合する等混練手段によっ
てもこれらの反応生成物が得られる。この際樹脂を混合
させても良い、なお、特公昭３Ｂ−２６０８８号公報に
詳細に記載されている方法が使用できる。

本発明におけるカラーフィルター用インキを調製するた
めには、例えば乾性油とロジン変性フェノール樹脂及び
／又は石油樹脂との混合樹脂、乾性油変性アルキッド樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリルモルマ
ー又はオリゴマーを含む紫外線あるいは電子線硬化型樹
脂等の樹脂成分と、上記のアニオン系染料とカチオン基
を有する有機化合物から得られた着色剤と、溶剤さらに
は各種助剤が加えられ、これらが三本ロール等の混練手
段で混合あるいは練肉される。上記樹脂成分としては、
特にポリエステル−アミノ樹脂系、アクリルモルマー又
はオリゴマーを含む紫外線あるいは電子線硬化型樹脂が
好ましく、これらは液晶パネルのカラーフィルターの塗
膜成分として用いると、この上にスパッタリングで電極
を形成するときに１９０℃、１時間という高温に長時間
曝されてもその劣化を少なくでき、黄変化することを避
けることができ、鮮明な色を必要とする液晶表示用塗膜
として好ましい。

本発明のインキに用いられる助剤として、必要に応じて
一般のシアニングリーン等の顔料や透明性の良い体質顔
料も併用できる。この体質顔料としてはシリカ、タルク
、沈降性硫酸バリウムが挙げられる。これらはインキの
粘度調節用として主に用いられる。また、乾性油型イン
キを用いる場合には重合を促進するドライヤーやインキ
保存中の乾燥抑制剤、紫外線硬化インキの場合には光重
合開始剤等が必要に応じて用いられる。また、溶剤とし
てはインキの印刷適性を高めるために、脂肪族炭化水素
、芳香族炭化水素、高級アルコール、高沸点のエチレン
グリコールあるいはジエチレングリコールのモノアルキ
ルエーテル等が用いられる。

本発明のインキは平版オフセットインキに好ましく用い
られる。油溶性ビヒクルを用いるときは、例えば酸性染
料のような・ものは分散しにくいが、上記のようにこれ
をカチオン基を有する有機化合物で変性した生成物は油
溶性ビヒクルに分散又は熔解させ易くすることができる
ので、好ましい、このためには、カチオン基を有する有
機化合物としては比較的長鎖の炭化水素置換基を有する
ものが好ましい。

本発明のインキには、平版オフセットインキに限らず、
インキのビヒクルを適宜調整することにより凸版オフセ
ットインキ、凹版オフセントインキ、スクリーン印刷イ
ンキ等にも用いられ、それぞれの腹式において使用され
る。

本発明の着色表示板は、透明板に本発明のインキを上記
印刷方式等により塗布して作成されるが、その用途とし
ては、屋外で用いられる大型デイスプレーその他透過光
に鮮明な色彩を必要とする表示板に用いられる。

また、本発明の液晶パネルは例えば液晶カラーテレビに
使用されるもので、従来の製造方法で製造される０例え
ば上記したようにガラスに本発明のインキを塗布・乾燥
（通常は硬化も含む）してカラーフィルターの塗膜を形
成し、その塗膜にエポキシ樹脂等の保護膜を設け、この
上にスパッタリング等により透明電極膜を形成する。こ
の透明電極膜をカラーフィルターの赤、青、緑のドツト
あるいはストライブに対応させてエツチングを行い、さ
らに液晶をガラス板で挟持する。このように作成された
液晶パネルは、バンクライトを照射した状態で、各色に
対応する電極に画像信号に基づく電気信号を加えると、
オン、オフにしたがって液晶が透明、不透明に区別され
るので、その透明のときにカラーフィルターの対応する
色のドツトが光輝し、画像を表示することができる。

実施例 次に本発明の詳細な説明する。

〔着色剤の調製〕

下記構造式の化合物からなる染料としてＣＩ　Ａｃ１ｄ
Ｂｌｕｅ　９０（ブルー５Ｐ、日本化薬＠製）すし２員
５ １０ｇを１００ｃｃの三角フラスコに採り、イソプロピ
ルアルコール１０ｃｃ及びトルエン１０ｃｃを加えて室
温で３０分間攪拌して溶解させ、これにテトラデシルジ
メチルベンジルアンモニウムクロライドにツサンカチオ
ンＭ２−１００、日本油脂■製）を１２ｇ加えた後、８
０℃で５時間加熱攪拌して反応を行った。

この後室温まで冷却して生成した染料レーキに蒸溜水５
０ｃｃを加えて洗浄した後、水をデカンテーションで除
去し、油分散性染料レーキ（Ａ）のペースト１７ｇを得
た。この染料レーキ（Ａ）を電子顕微鏡で見たところ、
粒子の粒径は０．５μｍ以下であった。

〔ビヒクル用ポリエステル樹脂の調製〕ＩＩ！の四つロ
フラスコに無水トリメリット酸１２８重量部、無水フタ
ル酸１８．５重量部、アジピン酸１８．５重量部、ネオ
ペンチルグリコール３１２重量部、キジ１フ１０ １５０分間加熱し、酸価１４〜１７の樹脂を得た。

この後１５０℃まで放冷してから無水トリメリット酸６
４重量部を加えて９０分間攪拌した後、ダイヤドール１
３５（三菱化成■製高級アルコール）５５重量部加えて
７０℃まで放冷し、ヘキサメトキシメチロールメラミン
を２００重量部、ダイヤドール１３５を１１０重量部加
えて酸価４０〜４５のポリエステル樹脂（Ａ）を調製し
た。

〔インキの調製〕

下記配合物を三本ロールで練肉し、青色インキを作製し
た。

上記で得た染料レーキ（Ａ）　　　　１０　　重量部上
記で得たポリエステル樹脂（Ａ）　７５　　重量部シリ
カ（アエロジル井２００、　　　５　重量部日本アエロ
ジル社製） ダイヤドール１３５（三菱化成＠製）１０　　重量部（
炭素数１３〜１５の高級アルコール）１００　　重量部 〔カラーフィルターの作製〕 オフセット校正印刷機に東し側製水無平版を装着し、ガ
ラス板上に上記青色インキを印刷し、１８０℃、１０分
で焼付けて青色のカラーフィルターを得た。

〔カラーフィルターの評価〕

上記で得たカラーフィルターの分光スペクトルを撮った
結果、４５６ｎａ＋にピーク波長があり、その透過率は
８５％であった。

また、このカラフィルタ−をイソプロピルアルコール、
トリクロロトリフルオロエタン、Ｎ−メチルピロリドン
、ＨＣ　Ｊ　５％溶液、ＮａＯＨ　５％溶液中に室温で
３０分浸漬したが、着色剤として使用した染料レーキ（
Ａ）の溶出、退色はなかった。

比較例 実施例１において、染料レーキ（Ａ）を用いる代わりに
シアニンブルー及びファストゲンスーパーバイオレッ）
ＲＮＳ（大日本インキ化学工業■製）を４：１混合した
混合顔料を用いた以外は同様にしてインキを作製し、実
施例１と同様にガラスにこれを印刷してカラーフィルタ
ーを作製した。

これについても実施例１と同様に分光スペクトルを撮っ
たところ、ピーク波長は４６０ｒ＋ｍでその透過率は７
０％であった。なお、実施例１と同様に顔料の溶出、退
色はなかった。

実施例２ 〔着色剤の調製〕 ＣＩ　Ａｃ１ｄ　Ｂｌｕｅ　９０（ポーラシアニンＧ１
チバガイギー社製）（無機塩を含有）１０ｇを実施例１
と同様にしてテトラデシルジメチルベンジルアンモニウ
ムクロライドにッサンカチオンＭ２−１００、日本油脂
■製）１１ｇと反応させ、蒸溜水で洗浄し、染料レーキ
（Ｂ）のペースト１４．５ｇを得た。この染料レーキ（
Ｂ）の粒子を電子顕微鏡で見たところ、その粒径は０．
５μｍ以下であった。

〔インキの調製〕

下記配合物を三本ロールにて練肉し、紫外線硬化型の青
色のインキを作製した。

上記で得た染料レーキ（Ｂ）　　　　　１０重量部エポ
キシアクリレート４５重量部 （リポキシ５Ｐ−１５０９、 昭和高分子側層） ジペンタエリスリトールヘキサ　３５重量部アクリレー
ト 沈降性硫酸バリウム （パリファインＢＰ−１、５重量部 堺化学側製） ２．２〜ジメトキシ−２−フェニル　　　５重量部アセ
トフェノン （イルガキュアー６５１、 チバガイギー社製） ｔ−ブチルハイドロキノン　　　　０．１重量部１００
、１重量部 〔カラーフィルターの作製〕 実施例１と同様にオフセット校正印刷機でガラス板に上
記インキを印刷し、この印刷物を出力８０Ｈ／　ｅｓの
空冷高圧水銀灯の下、３ｍ／分のスピードで通過させて
インキを硬化させ、青色のカラーフィルターを得た。

〔カラーフィルターの評価〕

上記で得たカラーフィルターについて分光スペクトルを
撮った結果、４５６ｎｍにピーク波長があり、その透過
率は８０％であった。

また、実施例１と同様に染料レーキ（Ｂ）溶出、退色試
験を行ったが、これらは認められなかった。

実施例３ 〔着色剤の調製〕 レッド１４Ｐ（日本化薬＠製）１０ｇを１００ｃｃ三角
フラスコに採り、イソプロピルアルコール１ｏｃｃ及び
トルエン１０ｃｃを添加して室温で３０分間攪拌して溶
解させた。

これにテトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロ
ライドにッサンカチオンＭ２−１００．日本油脂■製）
を１０ｇ加えた後、８０℃で５時間加熱攪拌して反応さ
せた。

この後室温まで放冷し、蒸溜水を５０ｃｃ加えて反応物
を洗浄し、分液ロートで水を除き、真空乾燥機で１０　
ｍｔｎＨｇに減圧して、５０℃、４時間乾燥し、染料レ
ーキ（Ｃ）のペースト１５．５ｇを得た。

この染料レーキ（Ｃ）の粒子を電子顕微鏡で見たところ
、その粒径は０．５μｍ以下であった。

〔インキの調製〕

下記配合物を三本ロールにて練肉し、紫外線硬化型の赤
色のインキを作製した。

上記で得た染料レーキ（Ｃ）　　　　１５　　重量部エ
ポキシアクリレート　　　　　４５　　重量部（リポキ
シ５Ｐ−１５０９、 昭和高分子■製） オリゴエステルアクリレート　　３３重量部（アロニソ
クスＭ−８０３０、 東亜合成■製） シリカ（アエロジル井２００．　　　５　　重量部日本
アエロジル社製） ２．２−ジメトキシ−２−フェニル　　５　重量部アセ
トフェノン （イルガキュアー６５１、 チバガイギー社製） ｔ−ブチルハイドロキノン　　　　０．１　重ｉｔ部１
００．１重量部 〔カラーフィルターの作製〕 実施例１と同様に上記インキをガラス板に印刷し、この
印刷物を出力８０　Ｗ／　ｃｍの空冷高圧水銀灯の下、
３ｍ／分のスピードで通過させてインキを硬化させ、赤
色のカラーフィルターを得た。

〔カラーフィルターの評価〕

上記で得たカラーフィルターについて分光スペクトルを
撮った結果、６１０ｎｍの波長の透過率は８５％であっ
た。

また、実施例１と同様に染料レーキ（Ｃ）の溶出、退色
試験を行ったが、これらは認められなかった。

発明の効果 本発明によれば、有機酸基を有するアニオン系染料とカ
チオン基を有する有機化合物を反応させて得た生成物を
着色剤に使用したカラーフィルター用インキを提供でき
るので、このインキを用いたカラーフィルターはその透
過光に対して鮮明な色を出すことができる。

また、本発明のインキは、アニオン系染料をカチオン基
を有する有機化合物で変性した着色剤を使用しているの
で、例えば平版インキのように油溶性のビヒクルを使用
するような場合にもこれに良く馴染ませることができ、
その塗布性、発色性を優れたものにすることができる。

また、本発明のインキを用いて形成したカラーフィルタ
ーを着色表示板に用いると、表示板に着色透明性の優れ
た表示機能を発揮させることができる。

特に例えば液晶カラーテレビ等の液晶パネルのカラーフ
ィルターにこのインキの塗膜を使用すると、その色の表
示を鮮明に行うことができ、優れた画像が得られる。こ
の際、塗膜の樹脂成分にポリエステル−アミノ系樹脂、
紫外線硬化型あるいは電子線硬化型樹脂を用いると、そ
の耐熱性が優れるので、例えばこの塗膜に電極を形成さ
せる場合のようにスパッタリング等により高熱に長時間
曝されるようなときにもその劣化による黄変化を避ける
ことができ、本来の発色を損なうことなく安定に表示で
きる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機酸基を有するアニオン系染料とカチオン基を
   有する有機化合物の反応生成物を着色剤として含有する
   ことを特徴とするカラーフィルター用インキ。
2. （２）有機酸基を有するアニオン系染料とカチオン基を
   有する有機化合物の反応生成物を着色剤として含有する
   着色塗膜を有することを特徴とする着色表示板。
3. （３）有機酸基を有するアニオン系染料とカチオン基を
   有する有機化合物の反応生成物を着色剤として含有する
   着色塗膜を液晶表示用のカラーフィルターとして用いる
   ことを特徴とする液晶表示パネル。
4. （４）着色塗膜はポリエステル−アミノ系樹脂又は紫外
   線硬化型樹脂を含有することを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載の液晶表示パネル。
5. （５）着色剤は０．５μｍ以下の粒径の粒子であること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の液晶表示パネ
   ル。