滤色片的制造方法和滤色片用油墨.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910126376.6

申请日:

2009.03.05

公开号:

CN101533116A

公开日:

2009.09.16

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):G02B 5/20申请日:20090305授权公告日:20120530终止日期:20150305|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G02B5/20; C09D11/10

主分类号:

G02B5/20

申请人:

住友橡胶工业株式会社

发明人:

越智淳

地址:

日本兵库县

优先权:

2008.3.12 JP 2008-063042

专利代理机构:

北京集佳知识产权代理有限公司

代理人:

蒋 亭;苗 堃

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内容摘要

本发明涉及滤色片的制造方法和滤色片用油墨。所述滤色片的制造方法的特征在于,将颜色互不相同的三种以上油墨(4,8,11)依次印刷在透明基板(5)上,所述油墨含有重均分子量为7000~30000的粘合剂树脂、着色剂、触变性赋予剂和溶剂,并且剪切速度为1s-1时的粘度η1为10~20Pa·s,该粘度η1与剪切速度为12s-1时的粘度η12(Pa·s)之比即η1/η12(触变性指数TI)为1.1~1.7;接着,将透明基板(5)上的油墨图案(6,9,12)平坦化、固化,由此形成滤色片的着色层。

权利要求书

1、  滤色片的制造方法,其特征在于,
将颜色互不相同的三种以上的油墨依次印刷在透明基板上,所述油墨含有重均分子量为7000~30000的粘合剂树脂、着色剂、触变性赋予剂和溶剂,并且剪切速度为1s-1时的粘度η1为10~20Pa·s,由剪切速度为1s-1时的粘度η1与剪切速度为12s-1时的粘度η12之比η112所表示的触变性指数TI为1.1~1.7,其中,粘度η1、η12的单位为Pa·s,
接着,将形成于所述透明基板上的由各所述油墨形成的油墨图案平坦化,
进而,将所述油墨图案固化,形成着色层。

2、
  如权利要求1所述的滤色片的制造方法,其特征在于,用胶版印刷法或反向印刷法印刷所述油墨。

3、
  如权利要求1所述的滤色片的制造方法,其特征在于,在各所述油墨之间,所述粘合剂树脂的重均分子量的差在17500以下。

4、
  如权利要求2所述的滤色片的制造方法,其特征在于,在各所述油墨之间,所述粘合剂树脂的重均分子量的差在17500以下。

5、
  如权利要求1~4中任一项所述的滤色片的制造方法,其特征在于,各所述油墨之间的所述触变性指数TI的差在0.40以下。

6、
  一种滤色片用油墨,其特征在于,含有重均分子量为7000~30000的粘合剂树脂、着色剂、触变性赋予剂和溶剂,并且剪切速度为1s-1时的粘度η1为10~20Pa·s,由剪切速度为1s-1时的粘度η1与剪切速度为12s-1时的粘度η12之比η112所表示的触变性指数TI为1.1~1.7,其中,粘度η1、η12的单位为Pa·s。

说明书

滤色片的制造方法和滤色片用油墨
技术领域
本发明涉及滤色片的制造方法,以及其中使用的滤色片用油墨。
背景技术
液晶显示器中使用的滤色片具有透明基板以及在其表面形成的红色、绿色和蓝色的三色、或者例如在其中添加了黄色的四色或进一步添加了青色的五色的着色层。
该着色层从液晶显示器的图像品质的观点出发,希望着色层的表面平坦(着色层的外缘部与中央部的膜厚差小)、着色层之间的厚度不均(着色层表面的高低平面差)小。
此外,近年来,作为滤色片的制造方法,提出了在透明基板上印刷由着色油墨形成的油墨图案后,将该油墨图案固化而形成着色层的方法。进而,为了使着色层的表面平坦化,提出了用辊对透明基板上的油墨图案进行加压处理(专利文献1)。
专利文献1:特开平8-75914号公报
发明内容
然而,根据所配合的着色剂等的不同,着色层形成用油墨的粘度、触变性也不同,在印刷特性方面产生差异。
因此,有可能由于着色层形成用油墨的不同而产生油墨图案的线宽不均。此外,油墨图案线宽的不均会导致与邻接的油墨图案之间间隙的不均,进而,在油墨图案的平坦化处理时,在与邻接的油墨图案的抵接部产生错乱,从而成为在像素开口部产生油墨混色之类的不良情况的原因。
另一方面,作为抑制因着色层形成用油墨不同所导致的油墨图案的线宽不均的方法,例如,可以列举调整油墨中所含的粘合剂树脂的分子量、油墨的稀释程度的方法。然而,在这些方法中,与固化相伴随的油墨图案的收缩程度等油墨固化特性的差异变得显著,着色层之间的厚度产生不均,产生着色层的平坦性受损之类的不良情况。
本发明的目的在于提供能够抑制颜色互不相同的着色层之间的线宽、厚度不均的滤色片的制造方法,以及适合在该滤色片的制造方法中使用的滤色片用油墨。
为了实现上述目的,本发明的滤色片的制造方法,其特征在于,将颜色互不相同的三种以上的油墨依次印刷在透明基板上,接着,将形成于上述透明基板上的由各上述油墨形成的油墨图案平坦化,进而,将上述油墨图案固化而形成着色层,所述油墨含有重均分子量为7000~30000的粘合剂树脂、着色剂、触变性赋予剂和溶剂,并且剪切速度为1s-1时的粘度η1为10~20Pa·s,由剪切速度为1s-1时的粘度η1(Pa·s)与剪切速度为12s-1时的粘度η12(Pa·s)之比即η112表示的触变性指数TI为1.1~1.7。
根据该方法,可以在颜色互不相同的油墨之间获得印刷特性和固化特性的平衡,并形成图案的线宽和厚度不均得到抑制的、表面平坦的着色层。
在上述发明中,优选用胶版印刷法或反向印刷法印刷所述油墨。
通过用胶版印刷法或反向印刷法进行印刷,油墨图案的印刷精度提高,可以高精度地形成线宽极小的着色层,因此可以制造图像品质高的滤色片。
在上述发明中,优选在各所述油墨之间,所述粘合剂树脂的重均分子量的差在17500以下。
通过将粘合剂树脂的重均分子量的差设定在上述范围,可以调整颜色互不相同的油墨之间的固化特性的平衡,由此可以抑制着色层的线宽和厚度的不均。
在上述发明中,优选各所述油墨之间的所述触变性指数TI的差在0.40以下。
通过将触变性指数TI的差设定在上述范围,可以在颜色互不相同的油墨之间获得印刷特性的平衡,由此可以抑制着色层的线宽和厚度的不均。
此外,本发明的滤色片用油墨,其特征在于,含有重均分子量为7000~30000的粘合剂树脂、着色剂、触变性赋予剂和溶剂,并且剪切速度为1s-1时的粘度η1为10~20Pa·s,由剪切速度为1s-1时的粘度η1(Pa·s)与剪切速度为12s-1时的粘度η12(Pa·s)之比即η112表示的触变性指数TI为1.1~1.7。
作为用于形成滤色片着色层的颜色互不相同的三种以上的油墨,通过使用上述的滤色片用油墨,可以在颜色互不相同的油墨之间获得印刷特性和固化特性的平衡。进而,由此可以形成表面平坦、线宽和厚度的不均得到抑制的着色层。
根据本发明的滤色片的制造方法和滤色片用油墨,由于可以抑制颜色互不相同的着色层之间的线宽和厚度的不均,因此可以得到图像品质高的滤色片。
附图说明
图1(a)~(d)是滤色片制造方法的一种实施方式,是表示采用凹版胶印法形成着色层的情况的示意说明图。
图2(a)~(c)是滤色片制造方法的其他实施方式,是表示采用反向印刷法形成着色层的情况的示意说明图。
符号说明
3...透明基板,4...油墨图案(绿色),6...油墨图案(蓝色),8...油墨图案(红色),9...辊
具体实施方式
在本发明的滤色片的制造方法中,首先,将颜色互不相同的三种以上的油墨依次印刷在透明基板上,所述油墨含有重均分子量为7000~30000的粘合剂树脂、着色剂、触变性赋予剂和溶剂。
上述油墨所含的粘合剂树脂的重均分子量为7000~30000。其中,粘合剂树脂的重均分子量是采用凝胶渗透色谱(GPC)法测定的按标准聚乙烯换算而得到的值(下同)。
粘合剂树脂的重均分子量在上述范围时,如后所述,进一步通过将各色油墨的剪切速度为1s-1时的粘度η1和触变性指数TI设定在所述范围,可以获得各色油墨的印刷特性和固化特性的平衡。
另一方面,粘合剂树脂的重均分子量在上述范围之外时,难以将油墨的粘度、触变性设定在规定的范围。进而,粘合剂树脂的重均分子量在上述范围之外时,例如,用胶版印刷法形成油墨图案时,在油墨从印刷版向橡皮布(blanket)转印、和油墨从橡皮布向透明基板转印时容易产生转印不良,此外,用反向印刷法形成油墨图案时,用凹凸版除去橡皮布上的油墨时容易产生除去不良,将油墨从橡皮布转印到透明基板时容易产生转印不良。
粘合剂树脂的重均分子量在上述范围中,优选7000~23000,进一步优选7500~20000。
此外,颜色互不相同的油墨之间粘合剂树脂的重均分子量大为不同时,与油墨的固化、煅烧相伴随的图案体积减少量因油墨的不同而大为不同,由此有可能着色层的线宽、厚度的不均变得显著。
因此,在上述滤色片的制造方法中,将颜色互不相同的油墨之间的粘合剂树脂的重均分子量的差设定为尽可能地小。具体而言,颜色互不相同的油墨之间的粘合剂树脂的重均分子量的差优选在17500以下,进一步优选在15000以下,特别优选在12500以下。
作为粘合剂树脂,可以列举滤色片的着色层中使用的各种树脂。其中,优选聚酯-蜜胺树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、蜜胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、环氧-蜜胺树脂等,尤其优选聚酯-蜜胺树脂。
作为用于形成上述聚酯-蜜胺树脂的聚酯部分、上述聚酯树脂的多元羧酸,可以列举例如己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等饱和二羧酸,例如马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸等不饱和二羧酸,例如偏苯三酸等三羧酸等。这些多元羧酸可以是酸酐。此外,这些多元羧酸可以单独使用,还可以将两种以上混合使用。
此外,作为用于形成上述聚酯-蜜胺树脂的聚酯部分、上述聚酯树脂的多元醇,可以列举例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、四亚甲基二醇、六亚甲基二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、碳原子数11~15的烷烃二醇等二醇,可以列举例如三羟甲基丙烷、季戊四醇等三元以上的醇等。这些多元醇可以单独使用,还可以将两种以上混合使用。
要想适当调整聚酯-蜜胺树脂、聚酯树脂的物性,对其没有限定,但优选将两种以上的多元羧酸和两种以上的多元醇混合来使用。此外,在上述的多元羧酸中,特别优选己二酸、邻苯二甲酸。在上述的多元醇中,特别优选乙二醇。
作为聚酯树脂的蜜胺改性所使用的蜜胺,可以列举例如羟甲基蜜胺衍生物、经羟甲基化的乙酰胍胺、甲基醚化蜜胺、丁基醚化蜜胺、经甲基醚化和丁基醚化的混合烷基醚化蜜胺等。
作为上述油墨所含的着色剂,可以列举在滤色片着色层的制造中使用的各种着色剂,可以根据油墨所要求的色调(着色层的色调)来适当选择。通常,滤色片的着色层使用红色、蓝色和绿色的所谓光的三原色,因此适当选择适于制备红色油墨、蓝色油墨和绿色油墨的着色剂即可。此外,除了红色、蓝色和绿色这三色的着色层以外,在形成黄色、青色的着色层时,适当选择适于制备黄色油墨和青色油墨的着色剂即可。
应说明的是,作为着色剂没有特别限定,可以列举例如如下所示的颜色索引名的颜料。
红色油墨用颜料:例如,C.I.颜料红19、C.I.颜料红38、C.I.颜料红43、C.I.颜料红88、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红144、C.I.颜料红149、C.I.颜料红166、C.I.颜料红168、C.I.颜料红177、C.I.颜料红179、C.I.颜料红208、C.I.颜料红216、C.I.颜料红226、C.I.颜料红245等红色系颜料。
这些红色系颜料可以单独或将两种以上混合使用。此外,为了调整色调,可以与上述红色系颜料一起配合例如C.I.颜料黄81、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄108、C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄137、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄153、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄166、C.I.颜料黄168、C.I.颜料黄185等黄色系颜料,C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫29、C.I.颜料紫30、C.I.颜料紫37、C.I.颜料紫88等紫色系颜料等。在上述的红色油墨用颜料中,特别优选作为二酮基吡咯并吡咯系颜料的C.I.红245。
绿色油墨用颜料:例如,C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36等绿色系颜料。
这些绿色系颜料可以单独或将两种以上混合使用。此外,为了调整色调,可以与上述绿色系颜料一起配合上述黄色系颜料等。在上述的绿色油墨用颜料中,特别优选作为卤化铜酞菁系颜料的C.I.颜料绿36。
蓝色油墨用颜料:例如,C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝29、C.I.颜料蓝60等蓝色系颜料,或者这些蓝色系颜料和上述紫色系颜料的混合物。
这些蓝色系颜料和紫色系颜料可以单独或将两种以上混合使用。此外,为了调整色调,可以与上述蓝色系颜料一起配合上述紫色系颜料等。在上述的蓝色油墨用颜料中,特别优选作为铜酞菁系颜料的C.I.颜料蓝15:6。
黄色油墨用颜料:例如,C.I.颜料黄81、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄108、C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄137、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄153、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄166、C.I.颜料黄168、C.I.颜料黄185等黄色系颜料。
青色油墨用颜料:例如,C.I.颜料15:3、C.I.颜料15:4等铜酞菁系颜料。
着色剂的配合量考虑油墨所要求的色彩、着色层的透光率、油墨的粘度和触变性等来适当设定。因此没有特别限定,通常相对于粘合剂树脂100重量份,优选为20~120重量份,进一步优选为25~100重量份,特别优选为30~90重量份。
上述油墨所含的触变性(摇变性)赋予剂是被称为流变性赋予剂、触变性促进剂等的成分,是为了使上述油墨呈现摇变性而配合的。此外,触变性赋予剂一般根据成为呈现摇变性对象的油墨的组成,尤其是根据油墨的粘合剂树脂、颜料的种类来适当选择。
在油墨的粘合剂树脂使用聚酯-蜜胺树脂、聚酯树脂的情况下,作为触变性赋予剂,对其没有限定,可以列举例如BYK-CHEMIE JAPAN株式会社的流变性赋予剂,商品名“BYK-R605”、同一公司的“BYK-R606”;例如日本AEROSIL株式会社的热解二氧化硅,商品名“AEROSIL(R)200”、同一公司的“AEROSIL(R)R202”;例如Rohm andHaas公司的商品名“RM-825”等。
触变性赋予剂的配合量考虑油墨的印刷特性、尤其是油墨的粘度和触变性等,并根据颜料的配合量来适当设定。触变性赋予剂的配合量优选为颜料配合量的0.1~5.0重量%,进一步优选为0.2~4.0重量%,特别优选为0.3~3.0重量%。
作为上述油墨所含的溶剂,可以列举例如1-丙醇、2-丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十八烷醇、蜡醇、环己醇、2-甲基环己醇等醇类;例如乙二醇、丙二醇、二乙二醇等二醇类;例如乙二醇单丁醚(别名:丁基溶纤剂)、乙二醇单苯醚、二乙二醇单乙醚(别名:卡必醇)、二乙二醇单丁醚(别名:丁基卡必醇)、溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯(别名:丁基卡必醇乙酸酯,BCA)等烷基醚类;例如甲苯、二甲苯、四氢化萘等芳香烃类;例如环己酮、甲基环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇等酮类;例如乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯等酯类;例如丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)等酮类;例如乙二醇、丙二醇等二醇类;例如丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单乙醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚等二醇醚类;例如甲基环己烷、甲苯、二甲苯、SOLVESO 100(Exxon Kagaku Co.,Ltd的商品名)、SOLVESO 150(Exxon Kagaku Co.,Ltd的商品名)等烃类等的有机溶剂。
这些溶剂可以单独使用,或者将两种以上混合使用。
作为溶剂的优选例,从改善油墨的干燥性、印刷适合性(油墨转印性等)、平坦性的平衡的观点出发,可以举出癸醇、十三烷醇、十五烷醇等高级醇。此外,使用这些高级醇时,为了调整油墨的干燥性、流动性,还可以并用干燥速度比高级醇快的丁基卡必醇、丁基溶纤剂、乙基卡必醇、丁基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯(BCA)、萜品醇等。
此外,从油墨的印刷适合性等的观点出发,溶剂可以单独使用BCA、丁基卡必醇、丁基溶纤剂、乙基卡必醇、丁基溶纤剂乙酸酯等二醇系溶剂,或者将它们互相混合使用。
溶剂的配合量是考虑粘合剂树脂、着色剂等成分的分散性、油墨的印刷特性(尤其是油墨的粘度和触变性)、各色油墨之间的挥发减重的平衡等来适当设定的。因此,虽没有特别限定,但通常相对于粘合剂树脂100重量份,优选为15~350重量份,进一步优选为20~300重量份,特别优选为25~100重量份。
其中,在作为粘合剂树脂使用重均分子量设定在上述范围的聚酯-蜜胺树脂、聚酯树脂而作为溶剂使用BCA等二醇系溶剂的情况下,溶剂相对于粘合剂树脂100重量份的配合量优选为15~100重量份,进一步优选为20~50重量份,特别优选为25~40重量份。
此外,溶剂的含有比例优选为油墨总量的10~45重量%,进一步优选为12~25重量%左右,特别优选为14~22重量%左右。
此外,颜色互不相同的油墨之间溶剂的含有比例大为不同时,与油墨的固化、煅烧相伴随的图案体积减少量因油墨的不同而大为不同,由此有可能着色层的线宽、厚度的不均变得显著。
因此,在上述滤色片的制造方法中,将颜色互不相同的油墨之间的溶剂的含有比例(溶剂在油墨总量中的含有比例(%))设定为尽可能地小。具体而言,颜色互不相同的油墨之间的溶剂的含有比例的差优选在15百分点以下,进一步优选在10百分点以下。
上述油墨由于获得颜色互不相同的油墨之间的印刷特性的平衡,因此将剪切速度为1s-1时的粘度η1设定为10~20Pa·s,并且将由剪切速度为1s-1时的粘度η1(Pa·s)与剪切速度为12s-1时的粘度η12(Pa·s)之比即η112表示的触变性指数TI设定为1.1~1.7。
其中,剪切速度为1s-1时的粘度η1(Pa·s)和剪切速度为12s-1时的粘度η12(Pa·s)都是用圆锥平板型旋转粘度计(cone plate type,BROoKFIELD公司制造)测定的、在23℃的测定值(下同)。此外,油墨的触变性指数TI是由剪切速度为1s-1时的粘度η1(Pa·s)与剪切速度为12s-1时的粘度η12(Pa·s)之比即η112表示的值,是表示油墨触变性的指标。
油墨的剪切速度为1s-1时的粘度η1、上述触变性指数TI在上述范围时,进一步将粘合剂树脂的重均分子量设定在规定范围内,可以获得各色油墨的印刷特性和固化特性的平衡。
另一方面,油墨的剪切速度为1s-1时的粘度η1小于10Pa·s时,印刷图案的形状产生错乱,图案的边缘部分产生毛边等。反之,油墨的剪切速度为1s-1时的粘度η1大于20Pa·s时,油墨的印刷特性降低,油墨图案的表面平坦性、油墨的转印性降低。
油墨的剪切速度为1s-1时的粘度η1在上述范围中优选12~18Pa·s。
应说明的是,对于油墨的剪切速度为12s-1时的粘度η12没有限定,从将触变性指数TI设定在合适的范围的观点出发,优选为20~300Pa·s,进一步优选50~250Pa·s。
此外,触变性指数TI小于1.1时,在印刷时或油墨图案的平坦化处理时,油墨的流动性变得过高,因此微细图案的印刷精度降低。反之,触变性指数TI大于1.7时,在油墨图案的平坦化处理时,平坦化的效果降低。
触变性指数TI在上述范围中优选1.2~1.6。
在无损油墨的粘度和触变性的范围内,可以在上述油墨中适当配合例如分散剂、体质颜料、消泡剂、触变性赋予剂等其他成分。
作为分散剂,可以列举例如主要用于提高着色剂在油墨中的分散性的成分。具体而言,作为这样的分散剂,可以列举例如AJINOMOTOFINE-TECHNO株式会社制的高分子系颜料分散剂,商品名“AJISPER”系列;例如Avecia公司制的颜料分散剂,商品名“Solsperse”系列;共荣社化学株式会社制的分散剂,商品名“FLOWLEN”系列等。
本发明的滤色片的制造方法中,将颜色互不相同的三种以上的油墨依次涂布于透明基板之后,将形成于透明基板表面的油墨图案平坦化,并进行固化。这样,制造具备透明基板和形成于其表面的着色层的滤色片。
上述油墨向透明基板印刷时,使用胶版印刷法、反向印刷法。
胶版印刷法可以列举例如凹版胶印、平板胶印等对应于印刷版形态的各种印刷方法。这些胶版印刷的印刷方法没有特别限定,但从高精度地形成着色层的微细图案的观点出发,优选凹版胶印。
凹版胶印所使用的凹版、橡皮布、胶版印刷装置等可以适当选择采用胶版印刷的滤色片制造方法中公知的来使用。
因此,对此没有限定,例如,作为橡皮布,从以高印刷精度形成对应于微细着色层的油墨图案的观点出发,优选使用油墨担载面由硅酮橡胶形成的硅酮橡皮布。此外,作为担载油墨担载面的基材,可以列举例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制的膜等。
作为凹版的形成材料,可以列举例如玻璃、金属等。此外,例如,可以是在玻璃等基板上设置凹部,并通过电镀法在该凹部的表面形成金属被膜的材料(所谓的“电镀凹版”)。
上述油墨的印刷在采用凹版胶印法时,透明基板上的油墨图案的截面形状在与透明基板的接触面相反的一侧变圆(例如,在透明基板上的截面形状成为半圆形),因此为了使油墨图案的平坦性提高,必须进行油墨图案的平坦化处理。
用于将油墨图案平坦化的平坦化部件,是抵压在形成于透明基板上的油墨图案表面、使该油墨图案的表面平坦的部件,例如,可以列举辊。
用于将油墨图案平坦化的辊,可以列举:例如将由油墨脱模性优异的材料(油墨脱模性材料)形成的片构件(例如硅酮橡胶片等)卷绕在芯材上制成辊状的物质;例如沿着有底圆筒状容器的轴线配置贯穿上述底部而延伸的芯材,并在上述芯材的周围直接浇铸油墨脱模性材料(例如液状硅酮橡胶等),使之固化,将上述油墨脱模性材料制成辊状的物质等。
作为油墨脱模性材料,可以列举例如硅酮橡胶、硅酮系弹性体、硅酮树脂、氟树脂等,表面自由能(临界表面张力)小的原材料。
使用辊作为平坦化部件时,作为采用该辊的油墨图案表面的压接条件,没有特别限定,可以列举例如辊和油墨图案相接部分的压力(所谓的夹压)优选为1~50kg/cm2,进一步优选2~20kg/cm2,在油墨图案上辊的旋转速度优选5~100mm/分钟。
反向印刷使用橡皮布、凹版或凸版(凹凸版)、反向印刷装置等,所述凹版或凸版用于除去在该橡皮布表面上形成的油墨被膜中的相当于非画线部部位的油墨。这些橡皮布、凹凸版、反向印刷装置等可以适当选择采用反向印刷的滤色片制造方法中公知的来使用。
应说明的是,作为橡皮布没有特别限定,例如,优选与凹版胶印中使用的橡皮布同样的硅酮橡皮布。
此外,作为凹凸版的形成材料没有特别限定,可列举例如玻璃、金属等。此外,可列举在玻璃等基板上设置凹部、凸部,并通过电镀法在该凹部和凸部的表面形成金属被膜的材料。
应说明的是,在上述油墨的印刷采用反向印刷法时,由于在透明基板上的油墨图案的截面形状为矩形形状,因此无需油墨图案的平坦化处理。
印刷在透明基板表面、根据需要进行了平坦化处理的油墨图案,进一步,通常在200~250℃、更优选220~240℃并且通常在10~40分钟、更优选20~30分钟的条件下进行加热,从而固化。如此得到在透明基板表面具有着色层的滤色片。
根据本发明的滤色片的制造方法,例如,在油墨的固化处理前,形成宽30~160μm左右、厚1.0~10.0μm左右的微细条纹状的油墨图案的情况下,可以将在相同条纹图案内的印刷线宽(油墨固化前)的差(不均)的最大值优选地设定在0.3μm以下,可以更优选地设定在0.1μm以下。
此外,根据本发明的滤色片的制造方法,例如,在油墨的固化处理后,用颜色互不相同的三种以上的油墨形成宽80~120μm左右、厚1.9~2.2μm左右的微细条纹状的油墨图案的情况下,可以将颜色互不相同的油墨图案之间的印刷线宽(油墨固化前)的差(不均)的最大值优选地设定在0.1μm以下,可以更优选地设定在0.05μm以下。进而,在这种情况下,可以将颜色互不相同的油墨图案之间的图案厚度(油墨固化前)的差(不均)的最大值优选设为0.15μm以下,可以更优选地设定在0.1μm以下。
图1(a)~图1(d)是滤色片的制造方法的一个实施方式,是表示采用凹版胶印法形成着色层的情况的示意说明图。
在该滤色片的制造方法中,首先,如图1(a)所示,通过沿着第1凹版1的表面转动印刷用橡皮布2,将填充于第1凹版1的凹部3中的第1油墨4转印到印刷用橡皮布2的表面。进而,通过将转印有第1油墨4的印刷用橡皮布2沿着透明基板5的表面转动,将第1油墨4从印刷用橡皮布2的表面转印到透明基板5的表面,形成第1色的油墨图案6(第1印刷工序)。
接着,如图1(b)所示,通过沿着第2凹版7的表面转动印刷用橡皮布2,将填充于第2凹版7的凹部3中的第2油墨8转印到印刷用橡皮布2的表面。进而,通过将转印有第2油墨8的印刷用橡皮布2沿着透明基板5的表面转动,将第2油墨8从印刷用橡皮布2的表面转印到透明基板5的表面,形成第2色的油墨图案9(第2印刷工序)。
进而,如图1(c)所示,通过沿着第3凹版10的表面转动印刷用橡皮布2,将填充于第3凹版10的凹部3中的第3油墨11转印到印刷用橡皮布2的表面。进而,通过将转印有第3油墨11的印刷用橡皮布2沿着透明基板5的表面转动,将第3油墨11从印刷用橡皮布2的表面转印到透明基板5的表面,形成第3色的油墨图案12(第3印刷工序)。
这样,在透明基板5的表面形成颜色互不相同的三色油墨图案6、9、12后,如图1(d)所示,沿着三色油墨图案6、9、12的表面边抵压辊13边转动,由此将三色油墨图案6、9、12平坦化(平坦化工序)。
然后,煅烧经平坦化处理的三色油墨图案6、9、12,使之固化,由此得到具有颜色互不相同的三色着色层的滤色片。
作为颜色互不相同的三色油墨,通常使用红色、绿色和蓝色的三色油墨。这些三色油墨的印刷顺序没有特别限定,通常考虑油墨的干燥性等,从不易干燥的油墨开始依次印刷。
此外,作为着色层,与上述三色油墨图案一起形成其他颜色的油墨图案时,进一步对上述印刷工序追加从其他颜色油墨图案用的凹版向透明基板进行油墨转印的印刷工序即可。
图2(a)~图2(c)是滤色片的制造方法的其他实施方式,是表示采用反向印刷法形成着色层的情况的示意说明图。
在该滤色片的制造方法中,首先,如图2(a)所示,将在外周面形成有第1油墨4的被膜的印刷用橡皮布2,沿着第1凹凸版14的表面转动,将第1油墨4的涂布面挤压在第1凹凸版14的凸部15上,由此将与该凸部15接触部分的第1油墨4转印到凸部15上,从印刷用橡皮布2的表面除去。这样,在印刷用橡皮布2的外周面形成由第1油墨4形成的第1色的油墨图案6,接着,将该第1色的油墨图案6转印到透明基板5的表面(第1印刷工序)。
接着,如图2(b)所示,将在外周面形成有第2油墨8的被膜的印刷用橡皮布2沿着第2凹凸版16的表面转动,将第2油墨8的涂布面挤压在第2凹凸版16的凸部17上,由此将与该凸部17接触部分的第2油墨8转印到凸部17上,从印刷用橡皮布2的表面除去。这样,在印刷用橡皮布2的外周面形成由第2油墨8形成的第2色的油墨图案9,接着,将该第2色的油墨图案9转印到透明基板5的表面(第2印刷工序)。
进而,如图2(c)所示,将在外周面形成有第3油墨11的被膜的印刷用橡皮布2沿着第3凹凸版18的表面转动,将第3油墨11的涂布面挤压在第3凹凸版18的凸部19上,由此将与该凸部19接触部分的第3油墨11转印到凸部19上,从印刷用橡皮布2的表面除去。这样,在印刷用橡皮布2的外周面形成由第3油墨11形成的第3色的油墨图案12,接着,将该第3色的油墨图案12转印到透明基板5的表面(第3印刷工序)。
然后,煅烧转印于透明基板5表面的三色油墨图案6、9、12,使之固化,由此得到具有颜色互不相同的三色着色层的滤色片。
根据本发明的滤色片的制造方法和滤色片用油墨,可以获得颜色互不相同的油墨之间的印刷特性和固化特性的平衡,可以通过胶版印刷、反向印刷来形成高精度的着色层。
因此,本发明适合用于制造图像品质高的液晶显示器用的滤色片的用途。
实施例
接着,举出滤色片用油墨的制备例和比较制备例、以及滤色片的制造方法的实施例和比较例来说明本发明,但本发明并不限于下述制备例和实施例。
<滤色片用油墨的制备>
制备滤色片用油墨所使用的粘合剂树脂、着色剂、触变性赋予剂、分散剂和溶剂如下所示。
粘合剂树脂
·树脂-1:以下述步骤合成的、重均分子量为7500的聚酯-蜜胺树脂
以1:1:2的摩尔比混合己二酸、邻苯二甲酸和新戊二醇,通过常用方法使之聚合,得到重均分子量为1800的聚酯树脂。接着,混合如此得到的聚酯树脂100重量份和蜜胺树脂(甲基化蜜胺树脂,商品名“SUMIMAL M-100”,住友化学株式会社制)20重量份,在220℃加热3小时进行交联。
·树脂-2:混合上述聚酯树脂100重量份和上述蜜胺树脂20重量份,在180℃加热0.5小时进行交联而合成的、重均分子量为2000的聚酯-蜜胺树脂。
·树脂-3:混合上述聚酯树脂100重量份和上述蜜胺树脂20重量份,在220℃加热7小时进行交联而合成的、重均分子量为22000的聚酯-蜜胺树脂。
·树脂-4:混合上述聚酯树脂100重量份和上述蜜胺树脂20重量份,在220℃加热4.5小时进行交联而合成的、重均分子量为12000的聚酯-蜜胺树脂。
·树脂-5:在上述聚酯树脂100重量份中混合上述蜜胺树脂20重量份,在220℃加热6小时进行交联而合成的、重均分子量为20000的聚酯-蜜胺树脂。
着色剂
·Red 245:红色颜料,颜色索引C.I.Red 245,二酮基吡咯并吡咯颜料
·Green 36:绿色颜料,颜色索引C.I.Green 36,卤化铜酞菁颜料
·Blue 15:6:蓝色颜料,颜色索引C.I.Blue 15:6,铜酞菁颜料
触变性赋予剂
·BYK-R605:常温固化型聚酯树脂用流动性赋予剂,商品名“BYK-R605”,BYK-CHEMIE JAPAN株式会社制
分散剂
·PB821:高分子系颜料分散剂,商品名“AJISPER PB821”,AJINOMOTO FINE-TECHNO株式会社制
溶剂
·BCA:丁基卡必醇乙酸酯(二乙二醇单丁醚乙酸酯)
接着,示出使用了上述成分的滤色片用油墨的制备例和比较制备例。
制备例1
混合树脂-1(粘合剂树脂,重均分子量7500)55重量份、Red245(着色剂)22重量份、PB821(分散剂)8重量份和BCA(溶剂)15重量份。接着,在得到的混合物100重量份中,混合BYK-R605(触变性赋予剂)0.55重量份,用三联辊搅拌、分散,得到红色油墨R-1。
在该红色油墨R-1中,BYK-R605的含量是Red245含量的2.5重量%。此外,溶剂的含有比例是红色油墨R-1整体的14.9重量%。
此外,红色油墨R-1的剪切速度为1s-1时的粘度η1(以下简单记作“粘度η1”)为15.0Pa·s,剪切速度为12s-1时的粘度η12(以下简单记作“粘度η12”)为11.7Pa·s,以η112比表示的触变性指数TI为1.28。
制备例2
混合55重量份的树脂-2(重均分子量2000)、22重量份的Red245、8重量份的PB821和15重量份的BCA。接着,在得到的混合物100重量份中,混合0.22重量份的BYK-R605,用三联辊搅拌、分散,得到红色油墨R-2。
在该红色油墨R-2中,BYK-R605的含量是Red245含量的1.0重量%。此外,溶剂的含有比例是红色油墨R-2整体的15.0重量%。
此外,红色油墨R-2的粘度η1为15.0Pa·s,粘度η12为11.5Pa·s,触变性指数TI为1.30。
比较制备例1
混合55重量份的树脂-3(重均分子量22000)、22重量份的Red245、8重量份的PB821和15重量份的BCA。接着,将得到的混合物100重量份用三联辊搅拌、分散,得到红色油墨R-3。
在该红色油墨R-3中,不配合触变性赋予剂。此外,溶剂的含有比例是红色油墨R-3整体的15.0重量%。
此外,红色油墨R-3的粘度η1为15.0Pa·s,粘度η12为8.67Pa·s,触变性指数TI为1.73。
比较制备例2
将BYK-R605的配合量设为0.15重量份,除此以外,与制备例1同样地制备红色油墨。
所得到的红色油墨R-4的BYK-R605的含量是Red245含量的0.7重量%。此外,溶剂的含有比例是红色油墨R-4整体的15.0重量%。
此外,红色油墨R-4的粘度η1为30.0Pa·s,粘度η12为22.2Pa·s,触变性指数TI为1.35。
制备例3
将BCA(溶剂)的配合量设为16.3重量份,将溶剂的含有比例调整为红色油墨整体的16.0重量%,除此以外,与制备例1同样地制备红色油墨R-5。
红色油墨R-5的粘度η1为11.0Pa·s,粘度η12为9.57Pa·s,触变性指数TI为1.15。
制备例4
将BCA(溶剂)的配合量设为12.8重量份,将溶剂的含有比例调整为红色油墨整体的13.0重量%,除此以外,与制备例1同样地制备红色油墨R-6。
红色油墨R-6的粘度η1为19.0Pa·s,粘度η12为14.4Pa·s,触变性指数TI为1.32。
制备例5
混合50重量份的树脂-4(重均分子量12000)、23重量份的Green36、9重量份的PB821和18重量份的BCA。接着,在得到的混合物100重量份中,混合0.575重量份的BYK-R605,用三联辊搅拌、分散,得到绿色油墨G-1。
在该绿色油墨G-1中,BYK-R605的含量是Green 36含量的2.5重量%。此外,溶剂的含有比例是绿色油墨G-1整体的17.9重量%。
此外,绿色油墨G-1的粘度η1为15.0Pa·s,粘度η12为9.68Pa·s,触变性指数TI为1.55。
比较制备例3
将BYK-R605的配合量设为0.15重量份,除此之外,与制备例5同样地制备绿色油墨。
所得到的绿色油墨G-2的BYK-R605的含量是Green 36含量的0.7重量%。此外,溶剂的含有比例是绿色油墨G-2整体的18.0重量%。
此外,绿色油墨G-2的粘度η1为30.0Pa·s,粘度η12为18.5Pa·s,触变性指数TI为1.62。
制备例6
混合55重量份的树脂-5(重均分子量20000)、17重量份的Blue15:6、7重量份的PB821和21重量份的BCA。接着,在得到的混合物100重量份中,混合0.425重量份的BYK-R605,用三联辊搅拌、分散,得到蓝色油墨B-1。
在该蓝色油墨B-1中,BYK-R605的含量是Blue 15:6含量的2.5重量%。此外,溶剂的含有比例是蓝色油墨B-1整体的20.9重量%。
此外,蓝色油墨B-1的粘度η1为15.0Pa·s,粘度η12为12.2Pa·s,触变性指数TI为1.23。
比较制备例4
将BYK-R605的配合量设为0.15重量份,除此之外,与制备例6同样地制备蓝色油墨。
所得到的蓝色油墨B-2的BYK-R605的含量是Blue 15:6含量的0.9重量%。此外,溶剂的含有比例是蓝色油墨B-2整体的21.0重量%。
此外,蓝色油墨B-2的粘度η1为30.0Pa·s,粘度η12为23.3Pa·s,触变性指数TI为1.29。
滤色片用油墨的物性评价
滤色片用油墨的粘度η1的测定值采用以下三个等级来评价。
A(良好):粘度η1为12Pa·s以上18Pa·s以下。
B(及格):粘度η1为10Pa·s以上且小于12Pa·s,或者大于18Pa·s且在20Pa·s以下。
C(不及格):粘度η1小于10Pa·s或者大于20Pa·s。
此外,滤色片用油墨的触变性指数TI采用以下三个等级来评价。
A(良好):为1.2以上1.6以下。
B(及格):为1.1以上且小于1.2,或者大于1.6且为1.7以下。
C(不及格):小于1.1或者大于1.7。
表1

表2

表3

<滤色片的制造>
滤色片的制造和性能评价中使用的各种装置及部件如下所示。
·印刷装置:对应小型基板的平型凹版胶印机(NAKAN株式会社制)
·印刷版:在玻璃基板的表面具有深7μm、开口宽110μm、间距300μm的凹部(条纹图案状)的凹版
·印刷用橡皮布:表面层由硅酮橡胶形成的、层厚0.9mm的硅酮橡皮布(SRI研究开发株式会社制)
·透明基板:纵300mm、横400mm的钠钙玻璃制透明基板
·平坦化处理用辊:将在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材的表面涂布有硅酮系树脂的片(NIPPA株式会社制的复合硅酮片)卷绕于上述印刷装置的橡皮布筒体上而得到的辊
·着色层的高低平面差测定装置:KLA-TENCOR(TENCOR)公司制的“α-STEP 500”
实施例1
采用使用了上述装置和部件的凹版胶印,按绿色油墨G-1、蓝色油墨B-1和红色油墨R-1的顺序进行印刷,由此在透明基板5的表面形成绿色、蓝色和红色的三色油墨图案(条纹图案)。上述三色油墨图案都是在油墨固化前印刷成线宽110μm、厚7μm。
接着,将上述透明基板5用230℃的烘箱加热30分钟,使油墨图案固化,由此得到在透明基板5上具有R,G,B三色着色层的滤色片。
实施例2
除了在透明基板的表面按绿色油墨G-1、蓝色油墨B-1和红色油墨R-5的顺序进行印刷以外,其余与实施例1同样地得到滤色片。
实施例3
除了在透明基板的表面按绿色油墨G-1、蓝色油墨B-1和红色油墨R-6的顺序进行印刷以外,其余与实施例1同样地得到滤色片。
比较例1
除了在透明基板的表面按绿色油墨G-2、蓝色油墨B-1和红色油墨R-1的顺序进行印刷以外,其余与实施例1同样地得到滤色片。
比较例2
除了在透明基板的表面按绿色油墨G-1、蓝色油墨B-2和红色油墨R-1的顺序进行印刷以外,其余与实施例1同样地得到滤色片。
比较例3
除了在透明基板的表面按绿色油墨G-1、蓝色油墨B-1和红色油墨R-2的顺序进行印刷以外,其余与实施例1同样地得到滤色片。
比较例4
除了在透明基板的表面按绿色油墨G-1、蓝色油墨B-1和红色油墨R-3的顺序进行印刷以外,其余与实施例1同样地得到滤色片。
比较例5
除了在透明基板的表面按绿色油墨G-2、蓝色油墨B-2和红色油墨R-4的顺序进行印刷以外,其余与实施例1同样地得到滤色片。
比较例6
除了在透明基板的表面按绿色油墨G-1、蓝色油墨B-1和红色油墨R-4的顺序进行印刷以外,其余与实施例1同样地得到滤色片。
印刷品质的评价
对实施例1~3和比较例1~6中得到的滤色片,用KLA-TENCOR(TENCOR)公司制的“α-STEP 500”测定油墨图案固化前的油墨图案(红色、绿色、蓝色)的线宽和厚度。
接着,算出颜色互不相同的油墨图案之间的油墨固化前的印刷线宽的差的最大值(μm)和油墨固化前的图案厚度的差(像素间的高低平面差)的最大值(μm)。
油墨固化前的印刷线宽的差的最大值(在此,简称为“印刷线宽的差”)采用以下三个等级进行评价。
A(良好):印刷线宽的差的最大值为8μm以下。
B(及格):印刷线宽的差的最大值大于8μm且12μm以下。
C(不及格):印刷线宽的差的最大值大于12μm。
油墨固化前的像素间的高低平面差的最大值(在此,简称为“像素间的高低平面差”)采用以下三个等级进行评价。
A(良好):像素间的高低平面差的最大值为0.1μm以下。
B(及格):像素间的高低平面差的最大值大于0.1μm且为0.2μm以下。
C(不及格):像素间的高低平面差的最大值大于0.2μm。
此外,基于这些结果,采用以下三个等级综合评价实施例和比较例的印刷品质。
A:印刷品质良好。
B:印刷品质虽然比评价A稍低,但是为实用上可容许的程度。
C:印刷品质不充分,不适合实用。
将以上的评价结果示于表4。
表4

由表4可知,在实施例1~3中,红色油墨、绿色油墨和蓝色油墨的任一油墨中,粘合剂树脂的重均分子量Mw、溶剂的含有比例、剪切速度为1s-1时的粘度η1和触变性指数TI(η112)均在适当的范围,上述三色油墨之间的粘合剂树脂的重均分子量Mw的最大差(△Mw)、溶剂的含有比例的最大差(重量%)和TI的最大差均被抑制在适当的范围内。根据该实施例1~3,印刷线宽的差和像素间的高低平面差都获得良好的结果。尤其是实施例1,印刷线宽的差和像素间的高低平面差的任何评价结果都极其良好。
另一方面,在红色油墨、绿色油墨和蓝色油墨中只有一种颜色的油墨的剪切速度为1s-1时的粘度η1值高的比较例1、2和6,上述三色油墨之间的印刷线宽的差显著。
此外,在所有的红色油墨、绿色油墨和蓝色油墨中虽然粘合剂树脂的重均分子量Mw、溶剂的含有比例、剪切速度为1s-1时的粘度η1和触变性指数TI均在适当的范围,但是对于上述三色油墨之间的粘合剂树脂的重均分子量Mw的最大差(△Mw)过大的比较例3而言,虽然能够抑制上述三色油墨之间的印刷线宽的差,但是像素间的高低平面差过大。
对于红色油墨的触变性指数TI过大,且三色油墨的触变性指数TI的最大值也过大的比较例4而言,上述三色油墨之间的印刷线宽的差过大。
此外,在所有的红色油墨、绿色油墨和蓝色油墨中剪切速度为1s-1时的粘度η1均过大的比较例5,上述三色油墨之间的印刷线宽的差变得极其显著。
本发明并不限于上述记载,在专利申请保护内容的范围,可以进行各种设计变更。

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本发明涉及滤色片的制造方法和滤色片用油墨。所述滤色片的制造方法的特征在于,将颜色互不相同的三种以上油墨(4,8,11)依次印刷在透明基板(5)上,所述油墨含有重均分子量为700030000的粘合剂树脂、着色剂、触变性赋予剂和溶剂,并且剪切速度为1s-1时的粘度1为1020Pas,该粘度1与剪切速度为12s-1时的粘度12(Pas)之比即1/12(触变性指数TI)为1.11.7;接着,将透明基板(5。

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