滤色器用油墨及滤色器制造方法

文档序号:2815883阅读:297来源:国知局

专利名称::滤色器用油墨及滤色器制造方法
技术领域
:本发明涉及一种利用具有多个排出喷嘴的喷墨头(ink-jethead)对具有遮光部和被该遮光部间隔得到的间隔区域的透明基板供给油墨,用油墨填充上述间隔区域的滤色器制造方法,及在所述滤色器制造方法中特别适合的滤色器用油墨。
背景技术
:近年来,个人计算机、彩色液晶显示器的需求增加,且显示器的大小也逐渐趋于大型化。作为现有提供的滤色器制造装置,主要使用利用以通过旋涂机或涂布机的光刻为主体的制造工艺的装置。但是,近年来,考虑到降低成本、对环境的顾虑日趋强烈,使用具有多个排出喷嘴的喷墨头的滤色器制造方法正备受瞩目(参照专利文献l、专利文献2、专利文献3、专利文献4)。如果采用使用喷墨头的滤色器制造方法制造滤色器,则可以享有能够削减抗蚀剂、油墨的量的优点,同时可以享有能够不需要显影等药物处理的优点。进一步说明。专利文献1所述的滤色器制造方法是在基板上形成其上面具有防油墨性的凸部,在被该凸部隔开的凹部中采用喷墨方式喷涂油墨,使油墨堆积于凹部中形成着色层的滤色器的制造方法,其中,使用利用亲油墨处理剂对凹部进行表面处理后的基板。专利文献2所述的滤色器制造方法是在基材上形成凸部,在被该凸部隔开的凹部中采用喷墨方式喷涂油墨,使油墨堆积于凹部中形成着色层的滤色器的制造方法,其中,形成凸部之后,通过照射能量线控制凹部的亲油墨性,之后采用喷墨方式喷涂油墨。专利文献3所述的滤色器制造方法是光学元件的制造方法,所述光学元件在支持基板上至少具有多个像素和位于相邻的像素之间的、由树脂组合物形成的隔壁;包括下述工序,在支持基板上形成该基板的法线方向的截面为倒锥形状的隔壁的工序,对上述隔壁表面进行氟处理的工序,以及采用喷墨方式在由上述隔壁所围成的区域赋予油墨形成像素的工序。专利文献4所述滤色器的制造方法使用下述油墨,其中溶剂在20。C下的蒸汽压小于0.33mmHg、在60~90°C下的蒸汽压为20。C下的蒸汽压的5倍以上,及/或在6090。C下的蒸发速度大于乙酸丁酯在20。C下的蒸发速度的十分之一。另外,在采用喷墨方式向纸介质中供给油墨的用途中,作为油墨,因涂布于纸的关系而重视对纸的浸透性,不仅如此,因涂布后不加热就加以使用的关系,并不十分需要耐热性,采用通过色材的光吸收利用反射色进行显色的显色机理,从安全性、浸透性的观点考虑主要采用水系油墨。专利文献l:特开平9-203803号7>报专利文献2:特开平9-230129号公报专利文献3:特开2002-62422号公才艮专利文献4:特开2007-4181号公报
发明内容使用喷墨头的滤色器制造方法制造滤色器时,产生由排出喷嘴堵塞所引起的油墨排出不良、定量性降低、命中精度降低、被遮光部间隔得到的间隔区域的拔白等不良情况。由于上述不良情况,导致无法保证在被遮光部间隔得到的间隔区域中无间隙地填充规定的油墨,油墨飞散到与作为目标的间隔区域相邻的间隔区域中,结果导致无法实现所希望的着色性。因此,如果将制造的滤色器用于个人计算机、彩色液晶显示器,则导致产生坏点、产生色相不均、色彩性减低、彩色对比度减低等不良情况,最糟的情况下导致滤色器成为次品。产生上述不良情况的原因如下,油墨附着于排出喷嘴面并固化,或者油墨除具有润湿分散性之外还具有快干性,另外玻璃基板上具有的像素面的润湿性差,或部分润湿性差。目前以使用紫外线、等离子等的物理重整清洗装置等来清洗作为被着色物的透明玻璃基板,由此提高油墨的润湿性、抑制拔白。进一步说明。在专利文献1所述的滤色器制造方法中,需要对被凸部隔开的所谓凹部的极微小区域进行"利用亲油墨处理剂的表面处理",为了使具有防油墨性的凸部不附着"亲油墨处理剂,,地进行上述表面处理,需要特别注意且非常繁瑣,因此所述方法存在不实用的问题。在专利文献2所述的滤色器制造方法中,为了照射能量线需要光源、用于将能量线照射于对象物整体的空间、以及在光源与照射对象物之间无遮蔽物的装置环境,考虑到与设置在通常的门型移动台上的喷墨涂布装置的干涉等,存在滤色器制造装置的大型化、以及由涂布装置与能量线照射装置的分体化所引起的设置面积巨大化等问题。在专利文献3所述的滤色器制造方法中,形成基板的法线方向的截面为倒锥状的隔壁时,必须采用下述非常不稳定或复杂的工序,即将阴性型感光剂比正常曝光少地曝光形成倒锥形状,或通过形成层合图案所得的顺锥的倒转形状转印形成倒锥形状,存在不实用的问题。在专利文献4所述的滤色器的制造方法中,记载了使用具有特定蒸汽压的溶剂的内容,但基本未得到关于喷墨装置的认识。实际上,存在仅通过使用所述油墨难以稳定地制造滤色器的问题,通过改善材料及装置两者,谋求可以没有不良情况地进行制造的滤色器的制造方法。即,专利文献l、专利文献2、专利文献3、专利文献4所述的滤色器制造方法,对BM(黑底,blackmatrix)的上面和由BM所围成的区域的各平坦部分赋予防油墨性差异,使需要油墨附着的部分的亲油墨性更强、不希望油墨附着的部分的防油墨性更强,由此来消除拔白、混色等问题,但分别具有上述问题。另外,产生上述不良情况的原因是排出喷嘴的油墨排出量极其微量,所以以规定的间隔区域为标耙的油墨在飞翔中及命中的同时进行干燥,导致产生拔白、厚度不均。进而,产生上述不良情况的原因如下,多个排出喷嘴停止油墨排出动作期间油墨干燥固化,固化的残渣物堆积引起排出喷嘴堵塞,残渣物引起被排出的油墨的方向弯曲,油墨的排出量不均。进一步说明。为了应对近年来开发高清晰度显示器用滤色器的要求,需要"对应于像素微细化的涂布油墨液滴的微细化",如果使涂布油墨液滴微细化,则无法忽视液滴的飞行轨迹、及油墨附着在作为对象的像素区域后油墨干燥的影响。结果,产生上述问题。另外,对于滤色器用油墨来说,由于将其涂于具有被遮光部间隔得到的间隔区域的透明基板上的关系,要求完全没有对基板的浸透性,不仅如此,因为在涂布后需要加热固化的关系,要求耐热性,通过使背光透过使其显色,进而从耐热性等观点来看必须为有机溶剂系油墨,所以滤色器用油墨与利用喷墨方式供给于纸介质的油墨完全不同。本发明是鉴于上述问题而研究得到的,以提供一种防止或抑制发生拔白、混色等,并且即使在使液滴微细化的情况下,也可以降低干燥的影响的滤色器用油墨作为第1目的;以提供一种防止或抑制发生拔白、混色等,并且即使在使油墨(着色剂)的液滴微细化的情况下,也可以降低干燥的影响的滤色器制造方法作为第2目的。本发明的滤色器用油墨,通过具有多个排出喷嘴的喷墨头供给于具有遮光部和^皮该遮光部间隔得到的间隔区域的透明基板,填充7上述间隔区域,其特征在于,含有50~88重量%在20°0:下具有2~200Pa的饱和蒸汽压的溶剂。通过由排出喷嘴排出所述滤色器用油墨并供给于透明基板,可以在防止产生拔白、混色等的状态下制造滤色器。然后,由于滤色器用油墨含有上述溶剂,所以在适用于滤色器制造方法的情况下,可以防止或降低由于滤色器用油墨干燥或干燥固化而引起的不良情况(排出喷嘴的堵塞、滤色器用油墨的飞行轨迹的弯曲)的产生。另外,优选上述溶剂在2(TC下具有2~50Pa的饱和蒸汽压、含有50~88重量%上述溶剂,可以实现下述优点,可以防止或降^f氐产生排出喷嘴堵塞、滤色器用油墨的飞行轨迹弯曲,同时可以在所希望的间隔区域不产生拔白地填充滤色器用油墨,并且可以使间隔区域内滤色器用油墨的厚度均匀。另外,优选上述滤色器用油墨至少含有两种溶剂,其中一种为表面张力为3545mN/m的溶剂,且其中另一种为表面张力为20~30mN/m的溶剂,使进行更稳定的喷墨排出成为可能,同时滤色器用油墨命中时的扩散变得特别良好,抑制拔白等缺点,可以成品率良好地制造滤色器。另夕卜,优选表面张力为35~45mN/m的溶剂的蒸汽压高于表面张力为20~30mN/m的溶剂的蒸汽压,表面张力为35~45mN/m的溶剂有助于排出稳定性效果,同时在命中时由于蒸汽压较高所以优先蒸发,命中后表面张力为20~30mN/m的溶剂的效果增大,因此可以使在像素内的扩散特别良好。本发明的滤色器制造方法是通过具有多个排出喷嘴的喷墨头将油墨供给于具有遮光部和被该遮光部间隔得到的间隔区域的透明基板,用油墨填充上述间隔区域的方法,其特征在于,上述油墨含有50~88重量%在2(TC下具有2~200Pa的饱和蒸汽压的溶剂。在所述滤色器制造方法中,通过由排出喷嘴排出含有上述溶剂的油墨并供给于透明基板,可以在防止产生拔白、混色等的状态下制造滤色器。由于油墨含有上述溶剂,所以可以防止或降低由油墨干燥或干燥固化所引起的不良情况(排出喷嘴的堵塞、油墨飞行轨迹的弯曲)的产生。另外,优选上述溶剂在20。C下具有2~50Pa的饱和蒸汽压,上述油墨含有50~88重量%上述溶剂,可以实现下述优点,可以防止或降低产生排出喷嘴的堵塞、油墨飞行轨迹的弯曲,同时可以在所希望的间隔区域不产生拔白地填充油墨,并且可以使间隔区域内的油墨的厚度均匀。另外,优选上述油墨至少含有两种溶剂,其中一种的表面张力为35~45mN/m,且其中另一种的表面张力为20~30mN/m,使进行更稳定的喷墨排出成为可能,同时油墨命中时的扩散变得特别良好,抑制拔白等缺点,可以成品率良好地制造滤色器。另夕卜,优选表面张力为3545mN/m的溶剂的蒸汽压高于表面张力为2030mN/m的溶剂的蒸汽压,具有表面张力为35~45mN/m的表面张力的溶剂有助于排出稳定性效果,同时在命中时由于蒸汽压较高所以优先蒸发,命中后表面张力为20~30mN/m的溶剂的效果增大,因此可以使在像素内的扩散特别良好。进而,为了使微量的油墨排出、命中于微小的上述间隔区域中,在该间隔区域将油墨润湿分散,目前使用丙二醇单曱醚乙酸酯等醚类等具有高饱和蒸汽压的溶剂,所以干燥速度(干燥时间为1秒以下)比润湿分散速度快,因此需要通过上述透明基板的清洗等来改善润湿分散性的处理,与此相对,本发明通过使用具有低饱和蒸汽压的溶剂可以降低干燥速度(干燥时间为5秒以上),所以无需特别进行用于改善润湿分散性的处理,仅使一发油墨排出命中时的命中直径目前为60|iim左右,而本发明可以将命中直径增大至80~150|im,改善润湿性。另外,通过使用具有低饱和蒸汽压的溶剂,可以享有下述优点,在排出液滴形成时,利用热或压力变化排出油墨时,油墨的液体性状稳定且液滴形成也稳定,在排出喷嘴周围,即使在排出喷嘴口周围有液体残渣,发生干燥固化的也少,可以降低排出时对液滴形成的影响,在液滴飞行中,可以减少溶剂的蒸发量,在命中后,可以良好地混合多个命中液滴等。本发明的滤色器用油墨具有下述特有的效果,可以对在防止产生拔白、混色等的状态下制造滤色器作出贡献,并且在适用于滤色器制造方法的情况下,可以防止或降低由滤色器用油墨干燥或干燥固化引起的不良情况(排出喷嘴的堵塞、滤色器用油墨飞行轨迹的弯曲)的产生。本发明的滤色器制造方法具有下述特有的效果,可以在防止产生拔白、混色等的状态下制造滤色器,并且可以防止或降低由油墨干燥或干燥固化引起的不良情况(排出喷嘴的堵塞、油墨飞行轨迹的弯曲)的产生。具体实施例方式以下,参照附图详细说明本发明的滤色器用油墨及滤色器制造方法的实施方案。一个实施方案的简图。所述滤色器制造装置在底盘1上支承吸附台3、涂布门架(gantry)4、相冲几门架6等。吸附台3吸附保持玻璃基板2,为了实现该玻璃基板2的定位,通过未图示的驱动装置、导向装置进行旋转驱动,同时在Y方向驱动。涂布门架4保持喷墨头5,为了将油墨(彩色材料、滤色器用油墨)涂布于玻璃基板2上,通过未图示的驱动装置、导向装置,在X方向驱动。另外,为了调节与玻璃基板2的相对位置,通过未图示的驱动装置、导向装置,在Z方向、Y方向驱动。10相机门架6保持用于校直玻璃基板2的校直相机7、8,以及用于检测玻璃基板2的黑底像素的扫描相机9,为了校直、像素检测,通过未图示的驱动装置、导向装置,在X方向驱动。另外,通过未图示的驱动装置、导向装置,在Y方向驱动校直相机7、8、扫描相机9。校直相机7、8检测玻璃基板2的标记(未图示),基于校直相机7、8的标记检测结果使吸附台3旋转,及/或使其在Y方向移动,由此可以实现玻璃基板2的校直。需要说明的是,X、Y表示为了规定与被吸附台3吸附保持的玻璃基板2的上面平行的平面而设定的互相垂直的方向,Z表示与由X、Y所井见定的平面相垂直的方向。因此,可以通过一边使涂布门架4移动一边使喷墨头5动作,将油墨供给于玻璃基板2并制造滤色器。图2为表示用于向喷墨头5供给油墨的结构的简图。所述结构具有收纳油墨的主罐51、由主罐51导出油墨的连通路52、嵌入连通路52中的开关阀53、经连通路52向上部供给油墨的辅罐(subtank)54、由辅罐54的下部导出油墨的喷墨头5、通过嵌入有开关阀56的连通路57向主罐51施加压力的加压调节器58、与辅罐54的上部连通的排气阀59、以及与辅罐54的上部及下部连接同时包围辅罐54形成负压室的壳构件55。因此,打开开关阀53由主罐51将油墨供给于辅罐54,之后关闭开关阀53,使喷墨头5的排出喷嘴工作,由此可以排出油墨。上述油墨为混合树脂、溶剂、色素、根据需要混合固化剂、分散剂或其他添加剂等而得到的,向被遮光部包围的区域喷射后,通过干燥、加热或照射紫外线等能量线使其固化,可以制成滤色器的像素。此处,作为树脂,可以举出丙烯酸树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、酚醛树脂、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等,但并不限于此。说明书第9/22页上述物质中优选聚酰亚胺树脂,可以为作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸的状态,也可以使用通过向骨架中导入羟基或磺酰基等极性基团提高了对溶剂的溶解性的可溶性聚酰亚胺。聚酰胺酸可以通过四羧酸二酐和二胺反应而得到,可以使用脂肪族类或脂环族类、芳香族类、含氟物质等任意的物质。另外,作为二胺的一部分,如果使用硅氧烷二胺,则可以使与无机基板的粘合性良好。通常使用全部二胺中的1~20摩尔%的量的硅氧烷二胺。硅氧烷二胺的量如果过少则无法发挥粘合性提高的效果,如果过多则耐热性降低。作为硅氧烷二胺的具体例,可以举出二-3-(氨基丙基)四曱基硅氧烷等。另外,还优选使用丙烯酸树脂,没有特别限定,但可以优选使用不饱和羧酸与烯型不饱和化合物的共聚物。作为不饱和羧酸的例子,例如可以举出丙烯酸、曱基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、马来酸、富马酸、乙烯基乙酸、或酸酐等。上述物质可以单独使用,也可以与其他可共聚的烯型不饱和化合物组合进行使用。作为可共聚的烯型不饱和化合物,具体而言,可以举出丙烯酸曱酯、曱基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、曱基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、丙烯酸异丁酯、曱基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、曱基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正戊基酯、曱基丙烯酸正戊基酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸千酯、曱基丙烯酸千酯等不饱和羧酸烷基酯,苯乙烯、对曱基苯乙烯、邻曱基苯乙烯、间曱基苯乙烯、a-甲基苯乙烯等芳香族乙烯类化合物、丙烯酸氨基乙基酯等不饱和羧酸氨基烷基酯,丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等不饱和羧酸缩水甘油酯,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等羧酸乙烯基酯,丙烯腈、曱基丙烯腈、a-氯代丙烯腈等丙烯腈化合物、1,3-丁二烯、异戊二烯等脂肪族共扼二烯,各末端具有丙烯酰基、或曱基丙烯酰基的聚苯乙烯、聚丙烯酸曱酯、聚曱基丙烯酸曱酯、聚丙烯酸丁酯、聚曱12基丙烯酸丁酯、聚硅氧烷等大分子单体等,但并不限于上述物质。优选具有耐热性的树脂。另外,必须是在可视区域透明性高的树脂。色素可以为染料、颜料类中的任一种,但如果考虑到耐热性则优选为颜料类,更优选为有机颜料类。将可以用于油墨的代表性有机颜料用比色指数表示时,作为红色颜料,可以举出颜料红9、97、122、123、144、149、166、168、177、190、192、209、215、216、224、254等,作为绿色颜料,可以举出颜料绿7、10、36、47等,作为蓝色颜料,可以举出颜料蓝15:3、15:4、15:6、21、22、60、64等。颜料可以根据需要进行松香处理、酸性处理、碱性处理等表面处理。上述溶剂具有防止喷头堵塞、且油墨命中基板上时也不固化的效果。喷头的堵塞可以通过将油墨间歇地、例如排出停止5秒钟后是否可以排出来判断。另外,即使油墨命中基板上时也不固化,可以通过不加热干燥命中后的基板,用棉棒之类的物质擦拭,由棉棒上附着油墨来确认。作为上述溶剂,优选在20。C下的饱和蒸汽压为2200Pa的范围内的溶剂,较优选为2~50Pa的范围内的溶剂。如果饱和蒸汽压小于2Pa,则存在预备干燥时间变长,直至可搬运基板为止需要很长时间,生产节拍时间变慢的问题;如果饱和蒸汽压超过200Pa,则与油墨在像素内的润湿分散速度相比干燥速度变快,容易变得不均,另外产生喷头堵塞的问题,故不优选。优选相对于油墨总量含有50~88重量%的所述溶剂。这是由于如果小于50重量%,则溶剂的效果变小,易产生喷头的堵塞,故不优选;如果多于88重量%,则变得无法确保色素及树脂等固形物的必要量,难以得到作为滤色器所希望的颜色。作为所述溶剂,例如可以举出苄基乙基醚、二己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、l-辛醇、1-壬醇、千醇、乙酸苄酯、苯曱酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、N-曱基吡咯烷酮、碳酸亚乙酯、碳酸异丙歸酯、乙二醇一苯醚醋酸酯(phenylcellosolveacetate)、苯曱酸曱酯、苯曱酸乙酯、丙二酸二乙酯、p-丙内酯、y-丁内酯、Y-戊内酯、5-戊内酯、y-己内酯、£_己内酯、双丙酮醇、二缩三丙二醇甲基醚、一缩二丙二醇正丙基醚、一缩二丙二醇正丁基醚、二缩三丙二醇正丁基醚、苯基丙二醇醚、1,3-丁二醇二乙酸酯等。上述溶剂中,一缩二丙二醇正丁基醚、Y—丁内酯因干燥的抑制效果及颜料分散性良好而优选,进而较优选一缩二丙二醇正丁基醚。另外,所述溶剂可以混合两种以上,也可以进一步含有其他溶剂。作为其他溶剂,例如可以举出乙二醇一曱醚、乙二醇一乙醚、二甘醇一甲醚、二甘醇一乙醚、乙二醇单曱醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二甘醇单曱醚等(聚)烷撑二醇醚类溶剂,或丙二醇单乙醚乙酸酯、乙酰乙酸乙酯、3-甲氧基丙酸曱酯、3-甲基-3-曱氧基丁基乙酸酯等脂肪族酯类,或乙醇、丁醇、3-曱基-3-曱氧基丁醇等脂肪族醇类、环戊酮、环己酮等酮类、N-曱基-2-吡咯烷酮、N,N-二曱基乙酰胺、N,N-二曱基曱酰胺等酰胺类极性溶剂,曱苯、二曱苯等芳香族烃类等,但不限于所述物质。在任何情况下,只要溶剂在20°C(通常使用的温度)下具有2~200Pa的饱和蒸汽压,油墨含有50~88重量%的溶剂即可,也可以含有其他溶剂;另外,优选溶剂在20。C下具有250Pa的饱和蒸汽压,油墨含有50~88重量%的溶剂,这种情况下也可以含有其他溶剂。这是由于如果饱和蒸汽压小于2Pa,则存在预备干燥时间变长,直至可以搬运基板为止需要很长时间,生产节拍时间变慢的问题;如果饱和蒸汽压超过200Pa或溶剂小于50重量%,则存在干燥速度变得比润湿分散速度快的问题;如果溶剂多于88重量o/Q,则变得无法确保色素及树脂等固形物的必要量。作为油墨,可以采用以在20。C下具有39Pa的饱和蒸汽压的N-甲基-2吡咯烷酮作为溶剂,颜料、树脂、分散剂等固态成分为15重量%的油墨,这种情况下,含有85重量%的溶剂。另外,还可以采用将N-甲基-2吡咯烷酮、具有50Pa的饱和蒸汽压的2-乙氧基乙基醚、和具有8Pa的饱和蒸汽压的一缩二丙二醇正丁基瞇混合所得的溶剂。总之,可以混合任意的溶剂,使得在20。C下具有2200Pa的饱和蒸汽压,优选具有250Pa的饱和蒸汽压。作为油墨,优选表面张力为30~40mN/m的油墨。如果表面张力不在所述范围内,则由喷墨头5的排出喷嘴排出时,有时产生伴线(satellite)或飞行弯曲等,可能引起滤色器的不同颜色的像素发生混色,故不优选。作为表面张力的测定方法,可以举出环轮法、板法、悬滴法等,但考虑到测定误差小,优选悬滴法。作为利用悬滴法的测定装置,例如可以举出协和界面科学4朱式会社的"DropMaster500"。油墨优选具有上述范围的排出前的表面张力,且命中时的表面张力为20~30mN/m。命中基板时的表面张力过大时,也就是说大于30mN/m时,欲使油墨自身表面积缩小的力起作用。这样一来油墨在像素内的扩散变差,结果导致产生滤色器的拔白缺陷,故不优选。即,作为油墨排出前的表面张力优选的3040mN/m过大,优选油墨命中时的表面张力比其小,成为2030mN/m。认为使油墨命中时的表面张力小于2OmN/m对油墨扩散有利,但由于难以选择溶剂及树脂,故制造成为这种表面张力的油墨并不现实。所述油墨命中时的表面张力可以如下测定在通常放置基板的位置放置油墨的回收用瓶子等,通过实际进行喷墨排出油墨后所回收得到的油墨来进行测定。进而,优选上述油墨至少含有两种溶剂,其中一种的表面张力为35~45mN/m,且另一种的表面张力为20~30mN/m。通过至少含有所述两种溶剂,可以不损害命中时油墨的扩散地控制油墨的表面张力,可以进行稳定的喷墨排出。作为表面张力为3545mN/m的溶剂,具体而言可以举出二甘醇单甲醚、三甘醇单甲瞇、乙二醇单苯基醚、N-曱基吡咯烷酮、碳酸异丙烯酯、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、y-丁内酯等。作为表面张力为2030mN/m的溶剂,可以举出一缩二丙二醇曱基醚、二缩三丙二醇曱基醚、丙二醇正丙基醚、一缩二丙二醇正丙基醚、丙二醇正丁基醚、一缩二丙二醇正丁基醚、二缩三丙二醇正丁基醚、苯基丙二醇醚、一缩二丙二醇二曱醚、一缩二丙二醇甲基醚乙酸酯、乙酸环己酯、乙酸四氢糠酯、1,6-己醇二乙酸酯、3-曱氧基丁基乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-曱氧基-3-曱基-丁基乙酸酯、3-曱氧基-3-曱基-丁基乙酸酯等。所述物质中,较优选表面张力为35~45mN/m的溶剂的蒸汽压高于表面张力为20~30mN/m的溶剂的蒸汽压。通过以所述组合含有溶剂,使进行更稳定的喷墨排出成为可能,同时油墨命中时的扩散变得特别良好,抑制拔白等缺点,可以成品率良好地制造滤色器。推测这是因为表面张力为35~45mN/m的溶剂有助于排出稳定性效果,同时命中时由于蒸汽压较高所以优先蒸发,命中后表面张力为2030mN/m的溶剂的效果增大,因此在像素内的扩散变得特别良好。作为所述溶剂,具体而言,可以举出表面张力为35~45mN/m的二甘醇单甲醚与表面张力为20~30mN/m的二缩三丙二醇曱基醚、丙二醇正丁基醚、一缩二丙二醇正丁基醚、二缩三丙二醇正丁基醚、苯基丙二醇醚、一缩二丙二醇曱基醚乙酸酯、乙酸环己酯、1,6-己醇二乙酸酯的各组合,表面张力为35~45mN/m的乙二醇单苯基醚与表面张力为20~30mN/m的二缩三丙二醇正丁基醚的组合,表面张力为3545mN/m的N-甲基吡咯烷酮、碳酸异丙烯酯、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇的任一种与表面张力为20~30mN/m的二缩三丙二醇曱基醚、二缩三丙二醇正丁基醚、一缩二丙二醇曱基醚乙酸酯的各组合,表面张力为35~45mN/m的y-丁16内酯与表面张力为2030niN/m的二缩三丙二醇曱基醚、丙二醇正丁基醚、一缩二丙二醇正丁基醚、二缩三丙二醇正丁基醚、苯基丙二醇醚、一缩二丙二醇曱基醚乙酸酯、乙酸环己酯、1,6-己醇二乙酸酯的各组合。更优选,从颜料分散性的观点考虑,上述组合中特别优选含有丁内酯与一缩二丙二醇正丁基醚的組合。作为上述溶剂组合的优选比率,表面张力为20mN/m~30mN/m的溶剂与表面张力为35mN/m~45mN/m的溶剂的比率在90/10~90/10的范围内。即使不在所述范围内也能得到本发明的效果,但使稳定的喷墨排出与油墨命中时的润湿分散特别良好的效果变小,因此优选上述比率。另外,含有所述组合的溶剂可以进一步含有其他溶剂,只要不影响上述优点即可,可以使用任意的溶剂。特别是,进一步含有在20。C下的蒸汽压为200Pa以上且表面张力为20~30mN/m的溶剂时,不仅利于控制排出时的油墨表面张力,且命中时该溶剂迅速蒸发,因此可以充分得到含有表面张力为20mN/m~30mN/m的溶剂与表面张力为35mN/m~45mN/m的溶剂的组合的效果,故为优选。所述迅速蒸发的溶剂相对于蒸汽压为2200Pa的溶剂总量可以含有1~40重量%。作为所述溶剂,没有特别限定,<旦可以举出丙二醇单曱醚乙酸酯等。作为其他添加剂优选使用表面活性剂,可以使用丙烯酸类、硅类、氟类表面活性剂,但特别是如果使用丙烯酸类表面活性剂,则在提高命中时的润湿分散方面效果显著,故为优选。作为丙烯酸类表面活性剂,优选丙烯酸类单体的共聚物,作为可共聚的物质,例如可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(曱基)丙烯酸乙酯、(曱基)丙烯酸丁酯、(曱基)丙烯酸2-乙基己基酯、(曱基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(曱基)丙烯酸十六烷基酯等(曱基)丙烯酸烷基酯类,(曱基)丙烯酸节基酯、(曱基)丙烯酸萘基酯、2-羟基-4-曱基丙烯酰氧基乙氧基-二苯甲酮、3-(2H-1,2,3-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯乙基-(曱基)丙烯酸酯等含有芳香族的(甲基)丙烯酸烷基酯类,(曱基)丙烯酸2-羟乙基酯、(曱基)丙烯酸羟丙基酯、(曱基)丙烯酸羟丁基酯等(甲基)丙烯酸烯化氧酯类,三甘醇单乙醚单(甲基)丙烯酸酯、四甘醇单乙醚单(甲基)丙烯酸酯、五甘醇单丁醚单(曱基)丙烯酸酯、曱氧基三氧丙烯基四氧乙烯基(曱基)丙烯酸酯、四丙二醇的环氧乙烷6摩尔加成物的单(甲基)丙烯酸酯等作为一元醇或二元醇的环氧烷2~10摩尔加成物的(曱基)丙烯酸烷基酯的烷基醚(甲基)丙烯酸酯类,丙烯酸氨基乙基酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等(甲基)丙烯酸氨基烷基酯类,(甲基)丙烯酰胺、a苯基(曱基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-叔辛基(曱基)丙烯酰胺、N-正辛基(曱基)丙烯酰胺、N-羟甲基(曱基)丙烯酰胺、N-曱氧基甲基(曱基)丙烯酰胺、N-乙氧基曱基(甲基)丙烯酰胺、N,N,-亚曱基二((甲基)丙烯酰胺)、N-双丙酮(曱基)丙烯酰胺、N-(正丁氧基甲基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺N,N-二曱基(曱基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(曱基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉等(甲基)丙烯酸酰胺化合物类。另外,作为可与丙烯酸类单体共聚的物质,可以举出乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、戊基乙烯基醚、己基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、十二烷基乙歸基醚、十八烷基乙烯基醚等烷基乙烯基醚类,四甘醇单曱醚单乙烯基苯基醚、五甘醇单乙醚单乙烯基苯基醚、曱氧基五氧丙烯基四氧乙烯基乙烯基苯基醚、四丙二醇的环氧乙烷8摩尔加成物的单乙烯基苯基醚等作为亚烷基的碳原子数为2~4的聚氧化烯一元醇或二元醇的单乙烯基苯基醚的含芳香族乙烯基醚类,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等羧酸乙烯基酯类,苯乙烯、对曱基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间曱基苯乙烯、a-曱基苯乙烯等芳香族乙烯类,l,3-丁二烯、异戊二烯等脂肪族共轭二烯,各末端具有丙烯酰基或曱基丙烯酰基的聚苯乙烯、聚丙烯酸曱酯、聚甲基丙烯酸曱酯、聚丙烯酸丁酯、聚曱基丙烯酸丁酯、聚硅氧烷等大分子单体等。18所述物质中,特别是使用含有丙烯酸类单体和烷基乙烯基醚类及/或含芳香族乙烯基醚类所形成的共聚物的丙烯酸类表面活性剂时,可以使命中时像素内的润湿分散显著提高,特别优选。作为制造上述含有丙烯酸类单体的丙烯酸类表面活性剂的方法,可以使用在过氧化物或偶氮类化合物存在下进行的自由基聚合法、使用酸催化剂的阴离子聚合法、使用碱金属类催化剂的阴离子聚合法等。上述丙烯酸类表面活性剂的通过凝胶渗透色语法(GPC法)所得的重均分子量优选为1,000~50,000、更优选2,000~5,000。如果小于l,ooo则有时对像素内的湿润分散性的效果小,如果大于50,000则有时对溶剂的溶解性变差。通过由喷墨头5的排出喷嘴排出上述油墨来制造滤色器时,由于含有50~88重量%溶剂,所述溶剂在2(TC下具有2~200Pa的饱和蒸汽压、优选具有2~50Pa的饱和蒸汽压,因为排出喷嘴的油墨排出量极其微量,所以可以防止或降低以规定的间隔区域为标耙的油墨在飞翔中、及与命中同时地干燥的不良情况。另外,可以防止或减低下述不良情况,在喷墨头5的多个排出喷嘴停止油墨排出动作期间油墨干燥固化,由固化后的残渣物堆积所引起的排出喷嘴堵塞,由残渣物引起的被排出的油墨的方向弯曲,油墨的排出量不均等。本发明的滤色器例如可以如下所述进行制作,<旦并不限定于此。首先,说明遮光部的形成。遮光部优选使下层为遮光层、上层为防液层的两层结构。形成遮光层时使用黑色树脂层,可以对应形成该黑色树脂层的组合物赋予感光性,采用光刻方法进行图案化,也可以不赋予感光性,采用光致抗蚀剂法进行图案化。说明遮光层中使用的材料为感光性的情况。这种情况下,仅将遮光层形成图案后,通过适当的方法将防液层形成图案,由此可以得到由遮光层与防液层层合得到的BM。遮光层优选使用感光性黑色树脂组合物形成图案。作为在基板上涂布感光性黑色树脂组合物的方法,可以使用利用旋涂机、绕线棒刮涂器、刮刀涂布机、辊涂机、金属型涂料机、网板印刷法等在基板上涂布的方法,将基板浸渍于着色组合物中的方法,将着色组合物喷到基板上等各种方法。作为透明基板,没有特别限定,可以使用钠玻璃、无碱玻璃、硼硅玻璃、石英玻璃等玻璃,及塑料薄膜、片材等。另外,可以根据需要在透明基板上涂布提高遮光层及像素与透明基板的粘合性的透明薄膜。作为用于提高粘合性的透明薄膜,如果用硅烷偶联剂等粘合助剂处理基板表面,则可以使着色膜和基板的粘接力提高。如上所述在基板上涂布黑色树脂组合物后,通过风干、减压干燥、加热干燥等除去溶剂,形成涂膜。之后,根据需要可以在涂膜上设置隔氧膜。接下来在该涂膜上设置掩模,使用曝光装置照射紫外线。随后用碱性显影液进行显影。此处,作为显影液如果使用加入了0.01~1质量%的非离子类表面活性剂等表面活性剂的碱性显影液,则可以得到更良好的图案,故为优选。所得的遮光层的涂膜图案,之后通过进行加热处理成为形成有图案的遮光层。通常在空气中、氮气氛中或真空中等,在150~300。C下,优选在18025(TC的温度下,连续或阶段地进行0.25~5小时加热处理。然后,在形成图案后的遮光层的上层形成防液层。作为防液层中使用的材料优选感光性树脂组合物,可以使用阴性型抗蚀剂、阳性型抗蚀剂中的任一种,但优选使用阳性型抗蚀剂。为防液性阳性型抗蚀剂的情况下,优选在形成图案后的遮光层上,采用与形成遮光层的涂膜相同的方法形成防液层的涂膜,之后,进行从透明基板侧照射紫外线的所谓背面曝光。根据所述方法,可以在曝光抗蚀剂时不使用抗蚀剂用掩模,利用形成图案后的遮光层自身作为掩模,因此无需使抗蚀剂用掩模与已形成的遮光层对位,工序得到简化。另外在背面曝光中,来自背面的光透过玻璃基板时,通过在玻璃面内的多重反射等,使由遮光层所围成的像素部中的抗蚀剂整体被全面地照射,所以遮光层侧壁面及像素部的玻璃面均未残留抗蚀剂残渣,从而维持了BM侧壁面的亲液性,^象素部的玻璃面的亲液性也得到提高,结果得到油墨润湿分散于整个像素的效果。作为曝光工序中可使用的灯,可以使用超高压水银灯、化学灯、高压水银灯、低压水银灯、紫外线LED灯等。另外,作为背面曝光的特征可以不设置掩模地进行图案曝光。然后进行显影工序。得到防液层的涂膜图案后,通过进行加热处理成为形成图案后的防液层。通常,在空气中、氮气氛中或真空中等,在15030(TC下,优选在18025(TC的温度下,连续或阶段;l也进4亍0.25~5小时力口热处理。另一方面,说明在遮光层中使用的材料为非感光性的情况。这种情况下,由于通过光刻法无法使遮光层本身形成图案,所以通过印刷法、转印法、光致抗蚀剂法等,可以得到形成图案后的遮光层,但工序长、成本方面不利。因此,优选形成遮光层的涂膜后不进行图案化,在其上形成成为防液层的感光性树脂组合物层,以所述感光性树脂组合物层作为抗蚀剂通过光刻法进行图案化,进而以该抗蚀剂图案作为掩模蚀刻遮光层,进行图案化。根据该方法,可以在一次光刻工序中同时形成遮光层和防液层。成为防液层的感光性树脂组合物可以为阴性型抗蚀剂也可以为阳性型抗蚀剂。然后,通过具有多个喷嘴的喷墨头5供给油墨。作为喷墨法,可以采用使用压电元件间歇地喷射油墨的方法,连续地喷射带电的油墨利用电场进行控制的方法,加热油墨利用其发泡间歇地进行喷射的方法等各种方法,其中优选使用压电元件的所谓压电方式。作为使用喷墨装置进行着色的方法,例如准备R、G、B3色的喷头,自各个喷头喷射微小油墨滴,使其在由BM所围成的区域形成彩色材料。如果通过上述方法就任意色数形成着色图案,则可以制作具有由设置为所希望的图案状的着色层构成的像素的滤色器。另外,色数任意,但优选R、G、B3色。21另外根据需要可以形成保护膜、透明导电膜等。形成其的位置、形成顺序、形成方法等没有特别限定。作为一例,可以举出在BM及着色层上形成保护膜,进而在其上形成透明导电膜等的结构。实施例使各树脂、溶剂(一缩二丙二醇正丁基醚、2-乙氧基乙基醚、丙二醇单甲基乙酸酯中的至少一种)、色素(颜料)以各自的组成分散均匀,之后填充于罐中(主罐51或辅罐54),使喷墨喷嘴工作依次将规定量的油墨供给于规定的100个间隔区域,确认使其自然千燥后的拔白像素数。另外,测定仅使一发油墨命中玻璃基板时的命中直径,确认润湿分散性。需要说明的是,在本实施例中,将色素、树脂等固态成分设定为12重量%、20重量%中的任一种,改变四种溶剂相对于各个量的固态成分的组成比,如下所述地制作滤色器用油墨。将15重量份颜料红254、颜料红177(80/20)的混合物作为颜料、3重量份PB821(日本味之素精细化学抹式会社制)作为高分子分散剂、及82重量份表1中记载的溶剂混合,使用填充有氧化锆珠子的磨型分散机进行分散,得到颜料分散液。然后相对于100重量份所述颜料分散液,将下述物质混合20重量份使曱基丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸曱酯共聚后,加成曱基丙烯酸缩水甘油酯所得的丙烯酸聚合物(通过再沉淀精制成粉末状,以下记作聚合物A)作为聚合物,5重量份环氧树脂"Epikote,,828(油化壳牌公司),0.2重量份"disparlon,,LHP-95(楠本化成(抹)制)作为丙烯酸类表面活性剂,及溶剂,进行调节使其成为表1中记载的溶剂组成及固态成分浓度。然后,在2(TC的温度下进行油墨供给动作。在通过采用上述方法在玻璃基板Corning1737(Corning公司制)上制作的BM及防液层图案化得到的像素区域中,设定主液滴速度为6.5m/s,将喷墨头与喷嘴面的间隙设定为0.5mm,在^f象素区域内排出500pL左右油墨后,常温干燥l小时,在10(TC下预备加热10分钟,之后用激光显22微镜计测拔白的数目及命中直径。然后,将测量结果示于表l。需要说明的是,对表1中的样品按自上而下的顺序赋予样品号(1)(2)-.。<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>在样品(l)~(6)中,由于含有50~80重量%的具有8Pa饱和蒸汽压的一缩二丙二醇正丁基醚、具有50Pa饱和蒸汽压的2-乙氧基乙基醚作为溶剂,所以可知没有拔白,命中直径也大,为92~124!im,可知容易润湿分散。在样品(7)~(9)中,由于含有80重量%或50重量%的具有420Pa饱和蒸汽压的丙二醇单曱基乙酸酯作为溶剂,所以变成溶剂整体具有超过200Pa的饱和蒸汽压,可知拔白数为35、16、21,命中直径也小,为5772fim,可知难以润湿分散。在样品(IO)~(19)中,由于含有50重量%的具有8Pa饱和蒸汽压的一缩二丙二醇正丁基醚、或具有50Pa饱和蒸汽压的2-乙氧基乙基醚,所以变成溶剂整体具有未超过200Pa的饱和蒸汽压,可知无拔白,命中直径也大,为90135^im,可知容易润湿分散。在样品(20)~(24)中,由于含有88重量%、58重量%或50重量%的具有420Pa饱和蒸汽压的丙二醇单曱基乙酸酯作为溶剂,所以变成溶剂整体具有超过100Pa的饱和蒸汽压,可知拔白数为32、10、17、11、19,命中直径也小,为5776jim,可知难以润湿分散。在样品(25)~(28)中,含有两种溶剂,其中一种为表面张力为41.4mN/m的y-丁内酯,且另一种为表面张力为27.4mN/m的一缩二丙二醇正丁基醚。蒸汽压均落入2200Pa的范围内,但表面张力在35mN/m~45mN/m范围内的y-丁内酯比表面张力在20~30mN/m范围内的一缩二丙二醇正丁基醚的蒸汽压高。结果,可知无拔白,命中直径也大,为110135nm,可知容易润湿分散。在样品(29)、(30)中,溶剂仅含有蒸汽压稍高为150Pa的Y-丁内酯,或仅含有Y-丁内酯及丙二醇单曱基乙酸酯,不含一缩二丙二醇正丁基醚,因此稍稍引起拔白,命中直径为78jam、64jim,变得稍难润湿分散。在样品(31)、(32)中,除作为通常的溶剂的丙二醇单曱醚乙酸酯之外,还含有两种溶剂,其中一种为表面张力为41.4mN/m的丁内酯,且另外一种为表面张力为27.4mN/m的一缩二丙二醇正丁基醚。蒸汽压均落入2~200Pa的范围内,但表面张力在35mN/m~45mN/m范围内的y-丁内酯比表面张力在20~30mN/m范围内的一缩二丙二醇正丁基醚的蒸汽压高。结果,可知无拔白,命中直径也大,为143pm~148nm,可知容易润湿分散。在样品(33)、(34)中,使用未加入丙烯酸类表面活性剂或加入氟类表面活性剂代替丙烯酸类表面活性剂的油墨。任一种情况下均可见若干拔白,与样品(32)的情况相比,可知丙烯酸类表面活性剂的效果大。由表1可知,越使用饱和蒸汽压低的溶剂,越可以不产生拔白地、用油墨填充间隔区域,可知命中直径也大,为90~148pm,容易润湿分散。置的一个实施方案的简图。为表示对喷墨头5供给油墨的结构的简图。符号说明2玻璃基板5喷墨头权利要求1、一种滤色器用油墨,所述油墨通过具有多个排出喷嘴的喷墨头(5)被供给于具有遮光部和被所述遮光部间隔的间隔区域的透明基板(2),填充所述间隔区域,其特征在于,所述油墨至少由溶剂、颜料及树脂成分构成,且含有在20℃下具有2~200Pa的饱和蒸汽压的一种以上的溶剂50~88重量%。2、如权利要求1所述的滤色器用油墨,所述油墨含有在2(TC下具有250Pa的饱和蒸汽压的溶剂50~88重量%。3、如权利要求1或2所述的滤色器用油墨,所述油墨至少含有两种溶剂,其中一种的表面张力为35~45mN/m,且其中另一种的表面张力为20~30mN/m。4、如权利要求3所述的滤色器用油墨,其中,表面张力为35~45mN/m的溶剂的蒸汽压高于表面张力为20~30mN/m的溶剂的蒸汽压。5、如权利要求14中任一项所述的滤色器用油墨,进一步含有丙烯酸类表面活性剂。6、一种滤色器制造方法,所述制造方法通过具有多个排出喷嘴的喷墨头(5)将油墨供给于具有遮光部和被该遮光部间隔的间隔区域的透明基板(2),用油墨填充所述间隔区域,其特征在于,所述油墨至少由溶剂、颜料及树脂成分构成,且含有在20。C下具有2~200Pa的饱和蒸汽压的一种以上的溶剂50~88重量%。7、如权利要求6所述的滤色器制造方法,其中,所述溶剂在20。C下具有2~50Pa的饱和蒸汽压,所述油墨含有所述溶剂50~88重量%。8、如权利要求6或7所述的滤色器制造方法,其中所述油墨至少含有两种溶剂,其中一种的表面张力为35~45mN/m,且其中另一种的表面张力为20~30mN/m。9、如权利要求8所述的滤色器制造方法,其中,表面张力为35~`45mN/m的溶剂的蒸汽压高于表面张力为20~30mN/m的溶剂的蒸汽压。10、如权利要求69中任一项所述的滤色器制造方法,其中,仅排出一发油墨液滴时的命中直径为80~15(Him。全文摘要本发明的课题是提供一种能够抑制油墨干燥速度的滤色器用油墨,其特征在于使油墨中含有50~88重量%的在20℃下具有2200Pa的饱和蒸汽压的溶剂。文档编号G02B5/20GK101669046SQ20088000583公开日2010年3月10日申请日期2008年2月22日优先权日2007年2月23日发明者元井昌司,吉冈正裕,山本清人,岩出卓,河原佳奈,泉田信也,西山雅仁,长山孝申请人:东丽株式会社;东丽工程株式会社
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1