JPH06347637A

JPH06347637A - 印刷方法

Info

Publication number: JPH06347637A
Application number: JP14197693A
Authority: JP
Inventors: Isao Tabayashi; 勲田林
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1993-06-14
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【構成】（１）仕切パタンの臨界表面張力と間隙の被
印刷面の臨界表面張力との間の表面張力を有する印刷イ
ンキで印刷する。（２）仕切の臨界表面張力が３５ダイン未満で、間隙の
被印刷面の臨界表面張力が３５ダイン以上で、インキの
表面張力が仕切と間隙の被印刷面の臨界表面張力から５
ダイン以上の差を有する。（３）仕切はフッ素系撥水・撥油剤を含有する。（４）カラーパタンは液晶用カラーフィルターである。（５）カラーパタン印刷方法はインクジェット記録方法
である。【効果】仕切パタンによって確実にインキがはじか
れ、かつ光透過部の基板に確実にインキが濡れて、均一
な光透過性が得られ、かつ隣合う光透過部分への滲みが
少ない、欠陥画素のないカラーフィルターパターン印刷
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーパターンの印刷方
法に関し、更に詳しくは、液晶等の表示素子製造のため
に用いるカラーフィルターの印刷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶等の表示素子用カラーフィルタは、
透明基板上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色画
素パターンを形成することにより得られる。

【０００３】３原色画素パターンの形成法としては、従
来フォトリソグラフ法で形成したパターンを染色によっ
て得る方法やパターンニングした電極を利用した電着法
が一般的であるが、工程が複雑で製造コストがかかると
いう欠点を有していた。

【０００４】低コストの製造方法として、従来からの印
刷版を用いた印刷法やインクジェット法などが知られて
いるが、印刷時の画素の広がりを防ぎ、パターン精度を
向上させる工夫が必要である。具体的には、特開昭５９
−７５２０５号公報に、濡れ性の悪い拡散防止パターン
と濡れ性の良い材料からなる色素で光透過部をインクジ
ェット法を用いて印刷する方法が提案されているが、開
示内容では十分な精度のカラーパターン印刷は得られな
かった。また、特開昭６２−１０６４０７号公報に、イ
ンキとして仕切壁に対して濡れ難いインキが提案されて
いるが、同様に開示内容では十分な精度のカラーパター
ン印刷は不十分であった。更に、特開平４−１２３００
５号公報、特開平４−１２３００６号公報及び特開平４
−１２３００７号公報には、感光層とシリコーンゴム層
を積層させて露光・現像により撥水、撥油層を選択的に
形成し、滲みの少ない印刷を可能にする方法が提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術の方法
では、仕切パターン（ブラックマトリックス）と印刷イ
ンキの組み合わせによっては、滲みによる印刷精度が不
十分であったり、部分的なインキの濡れ不足による欠陥
画素が生じるという欠点を有していた。

【０００６】本発明が解決しようとする課題は、仕切に
よって確実にインキがはじかれ、かつ、透過部の基板に
確実にインキが濡れて滲みが少なく、かつ欠陥画素が少
ない印刷方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明を解
決するに至った。

【０００８】即ち、本発明は上記課題を解決するため
に、下記の印刷方法を提供する。（１）仕切パターンの間隙にカラーパターンを印刷する
方法において、仕切パターンの臨界表面張力と間隙の被
印刷面の臨界表面張力の間の表面張力の印刷インキで印
刷することを特徴とする印刷方法。

【０００９】（２）仕切パターンの臨界表面張力が３５
ダイン未満で、間隙の被印刷面の臨界表面張力が３５ダ
イン以上で、インキの表面張力が仕切と間隙の被印刷面
の臨界表面張力から５ダイン以上の差を有することを特
徴とする前記（１）の印刷方法。

【００１０】（３）仕切パターンがフッ素系撥水・撥油
剤を含有することを特徴とする前記（１）又は（２）の
印刷方法。

【００１１】（４）カラーパターンが液晶用カラーフィ
ルターであることを特徴とする前記（１）、（２）又は
（３）の印刷方法。

【００１２】（５）カラーパターン印刷方法がインクジ
ェット記録方法であることを特徴とする前記（１）、
（２）、（３）又は（４）の印刷方法。

【００１３】本発明の方法によれば、仕切パターンの臨
界表面張力と、仕切で囲まれた間隙（光透過部）の臨界
表面張力との間の表面張力を有するインキを用いて印刷
することにより、光透過部である仕切に囲まれた間隙を
確実に印刷することが可能となる。

【００１４】仕切の臨界表面張力が３５ダイン未満で、
間隙の被印刷面の臨界表面張力が３５ダイン以上で、イ
ンキの表面張力が仕切と間隙の被印刷面の臨界表面張力
から５ダイン以上の差を有する時、滲みもなく、また斑
のない均一な画素が得られる。

【００１５】仕切パターンは、グラビア印刷法、フォト
レジスト法、熱転写法等公知の方法によって製作可能で
あるが、本発明の印刷方法に用いる仕切パターンを形成
するバインダーの選択には、なるべく低極性の樹脂が好
ましい。フォトレジスト法による仕切製造法では、一般
的なフォトレジストでも使用可能であるが、より臨界表
面張力を低下させるために、感光層とシリコーンゴム層
を積層させて露光・現像により撥水、撥油層を選択的に
形成する方法か、あるいは前もってレジスト中にフッ素
系あるいはシリコーン系の撥水又は撥油剤を添加させて
もよい。

【００１６】仕切用樹脂としては、具体的に以下のもの
があるが、これらに限られたものではなく、撥インキ性
の点から臨界表面張力はなるべく低い方が好ましい。

【００１７】

【表１】

【００１８】これら樹脂は１種類以上の組み合わせで用
いられ、場合により３５ダイン／cm以上の臨界表面張力
を有する樹脂を組み合わすこともできる。

【００１９】また、樹脂だけで臨界表面張力が高く、撥
インキ性が不十分な場合には、シリコーンやフッ素系の
撥水・撥油剤の添加により臨界表面張力を下げても良
い。

【００２０】仕切の着色には、カーボンブラック、チタ
ンブラックの如き顔料や黒色染料などの黒色着色剤が使
用できる。

【００２１】３５ダイン／cm以上の樹脂を組み合わせた
り、着色したりする場合は、仕切壁形成後の臨界表面張
力が３５ダイン／cm未満である方が好ましい。

【００２２】仕切で囲まれた間隙（光透過部）の臨界表
面張力が３５ダイン以上の材料は、少なくともインキと
接触する表面にあればよく、具体的には下記表２のもの
が挙げられ、最も好ましい光透過部材としては、透明
性、均一性の点からガラスであるが、これらに限られた
ものではない。

【００２３】

【表２】

【００２４】本印刷法のインキは、水性・油性インキど
ちらでも使用可能であるが、仕切と間隙の被印刷面の臨
界表面張力から５ダイン以上の差を有するインキ組成で
ある必要がある。即ち、仕切の臨界表面張力から５ダイ
ン以上の差がない表面張力のインキの場合には、仕切の
仕切効果が悪く、隣合う他の間隙にインキが流れ込み易
く、また逆に間隙の被印刷面の臨界表面張力から５ダイ
ン以内の表面張力のインキの場合には、間隙の濡れが不
十分となり、印刷の均一性が失われてしまう。また、こ
れらインキ組成は、すでに公知のものが使用可能であ
る。

【００２５】本発明の印刷方法で使用し得る水性インキ
は、水を主体に、着色剤、水溶性樹脂を含有し、必要に
応じて水溶性有機溶剤や各種助剤類を含有する。

【００２６】着色剤としては、顔料と水溶性染料とがあ
り、水溶性染料としては酸性染料、塩基性染料、直接染
料、反応性染料、分散染料、食品用色素等の中から選択
できる。顔料としては、例えば、モノアゾ系、ジスアゾ
系、フタロシアニン系、キナクリドン系等の有機顔料が
挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【００２７】上記水性インキの水溶性有機溶媒は、水分
蒸発に伴うノズル目詰まりを防ぎ、仕切で囲まれた間隙
（光透過部）へのインキの濡れを均一にし、蒸発を遅延
させてインキ皮膜の均一化を図る目的で使用されてもよ
く、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、ポリエチレングリコール、グリセリンのごとき
グリコール類；エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニ
ルエーテルのごときグリコールエーテル類；Ｎ−メチル
−２−ピロリドンのごときピロリドン類；トリエタノー
ルアミンのごときアルカノールアミン類；メタノール、
エタノール、イソプロピルアルコールのごときアルコー
ル類；ジメチルスルホキシド等が挙げられる。

【００２８】これらの水溶性有機溶媒は、フィルター媒
体上での乾燥性、ノズル目詰まり、染料溶解性、顔料分
散性などを考慮して、適宜単独若しくは複数を組合せて
使用でき、インク組成物中の使用量はできるだけ少ない
方が望ましい。

【００２９】水は、染料の溶解安定性のため、インクジ
ェット記録では重金属イオンによるノズルの目詰りを防
止するために、イオン交換水以上の純度のものを用いる
必要がある。

【００３０】上記水性インキの水溶性樹脂は、ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピロリドン、ゼラチン、カゼ
イン、グリュー、ポリアクリル酸、セラック、スチレン
−アクリル酸共重合物、スチレン−無水マレイン酸共重
合物、グリシジルメタクリレート−アクリル酸共重合物
等のアンモニウム塩、アルカリ金属塩や、ポリアミンス
ルフォン、ポリビニルアミン、ポリビニルピリジン、ポ
リエチレンイミン、ポリエチレンイミン−エピクロルヒ
ドリン反応物、ポリアミド−ポリアミン樹脂又はそれら
の酸中和物等の他、光硬化型の感光性の樹脂やオリゴマ
ー、モノマーがあり、具体的には、ゼラチン・カゼイン
・グリュー系などの水溶性樹脂をベースとした感光性樹
脂、グリコールやカルボン酸塩などの水溶性基が導入さ
れたグリシジルメタクリレート、セルロース誘導体、ポ
リウレタンポリメタアクリレート誘導体ながあるがある
がこれらに限られたものではない。

【００３１】助剤としては、アルカリ金属の水酸化物
や、アルカノールアミンのようなｐＨ調整剤、防菌・防
黴剤、金属封鎖剤、顔料分散剤、界面活性剤等を必要に
応じて使用してもよい。

【００３２】本発明の印刷方法で使用し得る油性インキ
の表面張力は、界面活性剤を使用しない場合、使用する
有機溶剤の表面張力とほぼ等しく、そのため有機溶剤と
しては、仕切と間隙の被印刷面の臨界表面張力から５ダ
イン以上の差を有する表面張力を示すものが必要であ
り、具体的にはメタノール、エタノール、プロパノール
等の脂肪族アルコール類、ジメチルケトン、メチルエチ
ルケトン等のケトン類、グリコール類、グリコールエー
テル類、グリコールエステル類、アミド類、アミノアル
コール類、モルホリン、ピリジン等の含窒素化合物等が
挙げられ、二種類以上組合わせて使用することも可能で
ある。しかし、表面張力の小さい脂肪族炭化水素化合物
やナフテン系炭化水素、フッ素系溶剤、シリコーン系溶
剤等の低極性溶剤は仕切への濡れが良すぎることから好
ましくない。

【００３３】上記油性インキのバインダー樹脂は、前記
有機溶剤に可溶であれば、特に制限無く使用することが
できる。具体的には、アクリル樹脂、スチレンアクリル
樹脂、フェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、塩酢
ビ系樹脂、石油系樹脂、ロジンエステル等が挙げられる
が、これらに限定されるものではなく、また同時に２種
類以上混合して使用することもできる。

【００３４】上記油性インキの着色剤としては、従来各
種の着色分野で使用されているモノアゾ系、ジスアゾ
系、金属錯塩系、アントラキノン系、フタロシアニン
系、トリアリルメタン系等の油溶性染料、カーボンブラ
ック、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛等の無機顔料、モ
ノアゾ系、ジスアゾ系、フタロシアニン系、キナクリド
ン系等の有機顔料が挙げられるが、これらに限定される
ものではない。

【００３５】上記油性インキで印刷されたインキ皮膜の
密着性を高めるために、当該インキにフタル酸エステ
ル、セバシン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン
酸エステル、クエン酸エステル、アジピン酸エステル、
マレイン酸エステル、トリメリット酸エステル等の可塑
剤を使用しても良い。

【００３６】カラーパターンが液晶用カラーフィルター
である時、本発明の印刷方法は最もその効果を示す。

【００３７】カラーパターン印刷方法がインクジェット
記録方法である印刷方法は、印刷精度やコスト的に有利
な方法である。インクジェット記録法では、一般にノズ
ル径に近い液滴が噴射され、かつ被印刷面上でさらにド
ットが広がるため、使用するインクジェット記録装置の
ノズル径はカラーパターンの間隙（光透過部）の大きさ
よりも小さい必要がある。

【００３８】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。以下の実施例中、「部」は『重量部』を表わ
す。

【００３９】（インキ例１）顔料（Ｒ：ブリリアントカ
ーミン６Ｂ、Ｇ：フタロシアニングリーン、Ｂ：フタロ
シアニンブルー）８部、樹脂（ポリビニルピロリドン、
Ｋ値＝１５）５部、ジエチレングリコール１部、「ソル
スパーズ２７０００」（ＩＣＩ社製分散剤）１部、エタ
ノール１０部、イオン交換水７５部を混合し、ボールミ
ルにて２４時間分散した後、０．５ミクロンメンブラン
フィルターを用いて濾過を行ない、各々ＲＧＢのジェッ
トプリンター用インキを得た。このときインキの表面張
力は、３色とも４３ダインであった。

【００４０】（インキ例２）染料（Ｒ：Ｃ．Ｉ．ソルベ
ントレッド１３２、Ｇ：Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６７
とソルベントイエロー８９との混合物、Ｂ：Ｃ．Ｉ．ソ
ルベントブルー６７）４部、ダイナールＢＲ−１１３
（三菱レーヨン(株)製アクリル樹脂、分子量約３０００
０）１２．０部、ＫＲ−２１６（信越化学工業(株)製シ
リコーン樹脂、重合度約３００）２．０部、エピクロン
１０５０（大日本インキ化学工業(株)製エポキシ樹脂）
４．０部、セバシン酸ジエチル１．５部、メチルエチル
ケトン５４．５部、メタノール１８．０部を十分に撹
拌、溶解した後、この溶液を０．５ミクロンメンブラン
フィルターを用いて濾過を行ない、各々ＲＧＢのジェッ
トプリンター用インキを得た。このときインキの表面張
力は、３色とも２７ダインであった。

【００４１】（実施例１）臨界表面張力５５ダインのガ
ラス上に、レジスト法により臨界表面張力２４ダインの
シリコーン樹脂からなる線幅２０ミクロン、ピッチ１１
０ミクロン、厚さ２ミクロンの仕切パターンを形成し
た。次に、６０ミクロンのノズル径のコンティニュアス
式インクジェット記録装置を用いて、仕切で囲まれた光
透過部分にＲＧＢの順に交互に上記インキ例１の表面張
力４４ダインの水性インキで印刷を行った結果、光透過
部分が均一でかつ隣合う光透過部分へのブリードのない
カラーフィルターが得られた。

【００４２】（比較例１）臨界表面張力５５ダインのガ
ラス上に、レジスト法により臨界表面張力４３ダインの
ポリエチレンテレフタレートからなる線幅２０ミクロ
ン、ピッチ１１０ミクロン、厚さ２ミクロンの仕切パタ
ーンを形成した。次に、６０ミクロンのノズル径のコン
ティニュアス式インクジェット記録装置を用いて仕切で
囲まれた光透過部分にＲＧＢの順に交互に上記インキ例
１の表面張力４４ダインの水性インキで印刷を行った結
果、得られたカラーフィルターは光透過部分が一部不均
一でかつ隣合う光透過部分へのブリードが一部に見られ
た。

【００４３】（実施例２）臨界表面張力４３ダインのマ
イラー（ポリエチレンテレフタレート）上に、レジスト
法により臨界表面張力１８ダインのフッ素系撥油剤を含
有するポリ１，２−ブタジエン樹脂からなる線幅１０ミ
クロン、ピッチ６０ミクロン、厚さ２ミクロンの仕切パ
ターンを形成し、３０ミクロンのノズル径のコンティニ
ュアス式インクジェット記録装置を用いて、仕切で囲ま
れた光透過部分にＲＧＢの順に交互に上記インキ例２の
表面張力が２７ダインの油性インキで印刷を行った結
果、光透過部分が均一でかつ隣合う光透過部分へのブリ
ードのないカラーフィルターが得られた。

【００４４】（比較例１）臨界表面張力４３ダインのマ
イラー（ポリエチレンテレフタレート）上に、レジスト
法により臨界表面張力２８ダインのポリジメチルシロキ
サン（シリコーン樹脂）からなる線幅１０ミクロン、ピ
ッチ６０ミクロン、厚さ２ミクロンの仕切パターンを形
成した。次に、３０ミクロンのノズル径のコンティニュ
アス式インクジェット記録装置を用いて、仕切で囲まれ
た光透過部分にＲＧＢの順に交互に上記インキ例２の表
面張力２７ダインの油性インキで印刷を行った結果、得
られたカラーフィルターは光透過部分は均一であるが、
隣合う光透過部分へのブリードが一部に見られた。

【００４５】

【発明の効果】本発明の印刷方法によれば、仕切パター
ンによって確実にインキがはじかれ、かつ光透過部の基
板に確実にインキが濡れて、均一な光透過性が得られ、
かつ隣合う光透過部分への滲みが少ない、欠陥画素のな
いカラーフィルターパターン印刷が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】仕切パターンの間隙にカラーパターンを
印刷する方法において、仕切パターンの臨界表面張力と
間隙の被印刷面の臨界表面張力との間の表面張力を有す
る印刷インキを用いて印刷することを特徴とする印刷方
法。
【請求項２】仕切パターンの臨界表面張力が３５ダイ
ン未満で、間隙の被印刷面の臨界表面張力が３５ダイン
以上で、かつ、インキの表面張力が仕切パターン及び間
隙の被印刷面の臨界表面張力から５ダイン以上の差を有
することを特徴とする請求項１記載の印刷方法。
【請求項３】仕切パターンがフッ素系撥水・撥油剤を
含有することを特徴とする請求項２記載の印刷方法。
【請求項４】カラーパターンが液晶用カラーフィルタ
ーであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の印
刷方法。
【請求項５】カラーパターン印刷方法がインクジェッ
ト記録方法であることを特徴とする請求項１、２、３又
は４記載の印刷方法。