KR101606235B1 - 잉크, 반전 인쇄법, 액정 컬러 필터 및 액정 컬러 필터 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 잉크는, 실리콘 블랭킷의 잉크층을 오목판에 전사하고, 상기 오목판에 전사된 상기 잉크층으로 이루어지는 소정의 잉크 패턴을 피인쇄체에 인쇄하는 반전 인쇄법용 잉크로서, 반전 인쇄법용 상기 잉크는 바인더 수지, 착색제 및 용제를 포함하고, 상기 용제는, 50℃ 내지 150℃의 끓는점 및 12 mN/m 내지 21 mN/m의 표면 장력(25℃)을 갖는 저장력 용제를 상기 용제의 총량에 대해 5 내지 50 질량%의 비율로 함유하고 있고, 상기 저장력 용제에 대해 10 g/100 g 이하의 용해도(23℃)를 갖는 불소계 계면 활성제를 반전 인쇄법용 상기 잉크의 총량에 대해 0.01 내지 10 질량%의 비율로 함유하고 있다.

Description

잉크, 반전 인쇄법, 액정 컬러 필터 및 액정 컬러 필터 제조 방법{INK, REVERSE PRINTING PROCESS, LIQUID CRYSTAL COLOR FILTER, AND PROCESS FOR PRODUCTION OF LIQUID CRYSTAL COLOR FILTER}

본 발명은, 반전 인쇄법용 잉크, 상기 잉크를 이용한 반전 인쇄법, 액정 컬러 필터 및 액정 컬러 필터의 제조 방법에 관한다.

LCD(Liquid Crystal Display 액정 디스플레이)는 기판과, 상기 기판 상에 형성된 액정 컬러 필터를 구비하고 있다. 액정 컬러 필터는 컬러 필터층이나 블랙 매트릭스층 등을 포함하고 있다. 액정 컬러 필터는, 컬러 잉크 및 블랙 잉크가 미세한 패턴을 기판의 거의 전면(全面)에 형성함으로써 얻어진다. 종래 기술에서는, 액정 컬러 필터의 형성 방법으로서 소위 포트리소그래프법이 채용되어 왔다.

그러나, 최근 포트리소그래프법 대신, 오목판 오프셋법이 보급되고 있다. 오목판 오프셋법은 포트리소그래프법에 비해 공정 수 및 사용 재료의 낭비를 적게 할 수 있고, 또한 소비 에너지를 작게 할 수 있다. 그 결과, 잉크 패턴을 단시간에 생산적으로 형성할 수 있다.

오목판 오프셋법에서는, 예컨대 오목판의 오목부에 잉크를 충전하고, 오목부 내의 잉크를 인쇄용 블랭킷의 표면에 전사시킨다. 이어서, 인쇄용 블랭킷의 표면에 부착된 잉크를, 기판(피인쇄체)의 표면에 재전사시킨다. 이에 따라, 기판의 표면에 소정의 잉크 패턴이 형성된다.

그러나, 오목판 오프셋법에서는 잉크가 2회 전사되기 때문에, 각각의 전사시에 잉크의 분리가 발생한다. 잉크의 분리란, 잉크가 전사처에 전사되는 부분과 전사원에 남는 부분으로 갈라지는 현상이다. 이 때문에, 최종적으로 기판의 표면에 전사된 잉크 패턴에, 분리의 흔적으로서 높이차가 큰 요철이 잔류한다. 그 결과, 기판의 표면에 형성된 잉크 패턴은 두께의 불균일이 커지는 경향이 있다.

따라서, 각 화소 내 및 각 화소 사이에 있어서 색 농도를 균일화하기 위해, 균일한 두께가 요구되는 액정 컬러 필터를 형성하는 인쇄법으로서, 오목판 오프셋법 대신 반전 인쇄법이 개발되었다(특허문헌 1 내지 3 등 참조).

반전 인쇄법에서는, 예컨대 인쇄용 블랭킷의 표면의 대략 전면에 잉크를 공급함으로써, 인쇄용 블랭킷의 표면에 간극 없이 잉크층(베타의 잉크층)을 형성한다. 이어서, 상기 잉크층을 소정 패턴의 오목부를 갖는 오목판의 표면에 접촉시킴으로써, 오목판의 표면에 있어서 오목부 이외의 부분에 전사시킨다. 이에 따라, 잉크층이 인쇄용 블랭킷의 표면으로부터 선택적으로 제거되고, 인쇄용 블랭킷의 표면에는, 오목판의 오목부의 패턴에 대응한 잉크 패턴이 형성된다. 그리고, 상기 잉크 패턴을 기판의 표면에 전사시킨다. 이에 따라, 기판의 표면에 소정의 잉크 패턴이 형성된다.

반전 인쇄법에서는, 잉크 패턴을 형성하기 위한 잉크의 전사 횟수가, 인쇄용 블랭킷의 표면으로부터 기판의 표면으로 전사될 때의 한 번이다. 이 때문에, 반전 인쇄법은 오목판 오프셋법에 비해, 잉크 패턴의 표면에 잔류하는 요철의 높이차를 작게 할 수 있다. 그 결과, 잉크 패턴의 두께의 불균일을 작게 할 수 있다.

인쇄용 블랭킷으로는, 적어도 그 표면이 실리콘 고무에 의해 형성된 실리콘 블랭킷이 널리 이용된다. 실리콘 블랭킷은 잉크의 이형성이 뛰어나기 때문에, 그 표면으로부터 기판의 표면으로의 잉크 패턴의 전사성을 향상시킬 수 있다.

그러나, 실리콘 블랭킷의 표면은 잉크의 젖음성이 낮다. 이 때문에, 인쇄용 블랭킷에 잉크층을 형성하는 공정에 있어서, 실리콘 블랭킷의 표면에 잉크가 도포되면, 도포된 잉크가 블랭킷의 표면에 튀기기 쉽다. 그 결과, 균일한 두께를 갖는 잉크층을 형성할 수 있어도, 잉크의 튀김으로 인해 잉크층에 얼룩이나 핀홀 등이 생기는 문제가 있다.

따라서, 실리콘 블랭킷에 대해 적당한 젖음성과 이형성을 겸비한 잉크를 얻기 위해, 잉크의 표면 장력, 잉크에 포함되는 용제의 끓는점 및 실리콘 고무에 대한 잉크의 팽윤율 등을 조정하는 것이 검토되고 있다(특허문헌 4 등 참조).

또한, 잉크의 표면 장력을 저하시킴으로써, 소위 셀프 레벨링 효과에 의해, 실리콘 블랭킷의 표면에 잉크층을 형성하고 나서 기판의 표면에 전사된 잉크 패턴이 건조하여 고화될 때까지의 사이에, 잉크 패턴의 두께가 한층 균일해지는 효과도 기대되고 있다.

잉크의 표면 장력을 저하시키기 위해서는, 예컨대 n-헥산, 이소프로필알코올, 불소계 용제 등의 표면 장력이 낮은 용제(이하, "저장력 용제"라고 기재할 수 있음)를 단독으로 사용하거나, 혹은 다른 용제와 병용하는 것을 고려할 수 있다. 또한, 실리콘계 계면 활성제, 불소계 계면 활성제 등의 계면 활성제를, 잉크에 함유시키는 것을 고려할 수 있다(특허문헌 5 내지 6 등 참조).

일본 특허 공개 평성11-58921호 공보 일본 특허 공개 평성 11-198337호 공보 일본 특허 공개 제2000-289320호 공보 일본 특허 공개 제2006-111725호 공보 일본 특허 공개 제2005-126608호 공보 일본 특허 공개 제2005-128346호 공보

그러나, 일반적인 저장력 용제는 극성이 낮기 때문에, 잉크에 사용되는 고 극성의 바인더 수지에 대한 용해성이 낮다. 이 때문에, 저장력 용제를 단독으로 사용하거나, 다른 용제와의 병용계 중에 고농도로 함유시킨 경우에, 바인더 수지를 양호하게 용해시킬 수 없는 경우가 있다. 그 결과, 바인더 수지 등의 고형분이 잉크 중에 이물질로서 석출되기 쉽다.

그리고, 석출된 이물질이 원인이 되어, 실리콘 블랭킷의 표면에 형성하는 베타의 잉크층에 세로 줄무늬가 발생된다는 문제가 있다. 또한, 상기 세로 줄무늬가 원인이 되어 잉크 패턴의 형상에 흐트러짐이 생긴다는 문제도 있다.

반전 인쇄법에서는, 실리콘 블랭킷의 표면에 베타의 잉크층을 형성하기 위해, 예컨대 상기 잉크층의 폭에 대응한 폭과, 상기 잉크층의 두께에 대응한 간격을 갖는 슬릿을 구비한 슬릿 다이 코터 등이 이용된다.

실리콘 블랭킷을 일정한 속도로 회전시키면서, 실리콘 블랭킷의 표면에 슬릿 다이코터의 슬릿을 통해 소정량의 잉크를 연속적으로 공급한다. 이에 따라, 슬릿의 폭에 대응한 폭 및 슬릿의 간격에 대응한 두께를 갖는 베타의 잉크층이 실리콘 블랭킷의 표면에 형성된다.

그런데, 잉크 중에 이물질이 석출되어 있으면, 슬릿이 이물질로 인해 부분적으로 막힌다. 이 때문에, 잉크의 공급이 슬릿의 폭 방향의 일부에서 방해를 받는다. 그 결과, 실리콘 블랭킷의 표면에 형성된 잉크층에는, 이물질에 의해 막힌 부분에 대응하는 위치에 세로 줄무늬가 생긴다. 또한, 세로 줄무늬에 의한 잉크층의 두께의 불균일 등에 기초하여, 잉크 패턴의 형상에 흐트러짐이 발생한다.

또한, 저장력 용제의 대부분은, 예컨대 특허문헌 4에 예시되어 있는 바와 같이, 끓는점이 낮거나 인화점이 낮다. 이 때문에, 저장력 용제를 잉크에 함유시켰을 때, 안전성의 문제가 일어날 우려도 있다.

또한, 끓는점이 낮은 저장력 용제는, 잉크 중에서 휘발하기 쉽다. 이 때문에, 예컨대 슬릿 다이코터 등을 이용한 잉크층의 형성시에, 세로 줄무늬나 얼룩을 발생시키거나, 세로 줄무늬나 얼룩에 의한 잉크 패턴의 형상의 흐트러짐을 발생시키기 쉽다는 문제도 있다.

즉, 끓는점이 낮아 휘발하기 쉬운 저장력 용제를 포함하는 잉크를 이용한 경우, 비록 잉크의 조제시에 이물질이 석출되어 있지 않아도, 슬릿 다이코터 등을 이용한 잉크층의 형성을 반복적으로 수행해 가는 동안에, 저장력 용제의 휘발에 의한 잉크의 건조 및 응집에 수반하여, 잉크 중에 바인더 수지 등의 고형분이 이물질로서 석출되기 쉽다. 그리고, 슬릿이 이물질에 의해 부분적으로 막히기 때문에, 잉크의 공급이 슬릿의 폭방향의 일부에서 방해를 받는다. 그 결과, 실리콘 블랭킷의 표면에 형성된 잉크층에는, 이물질에 의해 막힌 부분에 대응하는 위치에 세로 줄무늬가 생긴다.

또한, 이물질의 석출 및 이물질의 석출에 수반한 세로 줄무늬가 생기지 않아도, 잉크의 점도 상승에 의해, 잉크층의 얼룩이 발생할 우려가 있다. 또한, 이 얼룩에 의한 잉크층의 두께의 불균일 등에 기초하여, 잉크 패턴의 형상에 흐트러짐이 발생하거나 한다.

이에 대해, 용제가 계면 활성제를 함유하고 있으면, 저장력 용제의 함유 비율을 적게 해도, 전술한 각종 문제의 발생을 억제할 수 있다.

계면 활성제로는, 실리콘계 계면 활성제보다 불소계 계면 활성제가 잉크의 표면 장력을 저하시키는 효과의 점에서 뛰어나다.

그러나, 본원 발명자의 검토에 의하면, 불소계 계면 활성제를 함유하는 잉크를 실리콘 블랭킷의 표면에 균일하게 도포하기는 어렵고, 실리콘 블랭킷의 표면에 세로 줄무늬나 얼룩, 핀홀 등이 없는 균일한 두께를 갖는 잉크층을 형성하기는 쉽지 않다.

본 발명의 주요한 목적은, 실리콘 블랭킷의 표면에 대해 적당한 젖음성과 이형성을 겸비하며, 안전성의 문제 및 세로 줄무늬, 얼룩 등의 문제를 잘 발생시키지 않는, 반전 인쇄법용 잉크 및 그 잉크를 이용한 반전 인쇄법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 얼룩 및 핀홀 등이 없고, 균일한 두께를 갖는 컬러 필터층 및 블랙 매트릭스층을 구비한 액정 컬러 필터 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반전 인쇄법용 잉크는, 실리콘 블랭킷의 잉크층을 오목판에 전사하고, 상기 오목판에 전사된 상기 잉크층으로 이루어지는 소정의 잉크 패턴을 피인쇄체에 인쇄하는 반전 인쇄법용 잉크로서, 반전 인쇄법용 상기 잉크는, 바인더 수지, 착색제 및 용제를 포함하고, 상기 용제는, 50℃ 내지 150℃의 끓는점 및 12 mN/m 내지 21 mN/m의 표면 장력(25℃)을 갖는 저장력 용제를, 상기 용제의 총량에 대해 5 내지 50 질량%의 비율로 함유하고 있고, 상기 저장력 용제에 대해 10 g/100 g 이하의 용해도(23℃)를 갖는 불소계 계면 활성제를 반전 인쇄법용 상기 잉크의 총량에 대해 0.01 내지 10 질량%의 비율로 함유하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 저장력 용제의 함유 비율이 적으며, 구체적으로는, 용제의 총량에 대해 5 내지 50 질량%로 억제되어 있다. 이 때문에, 본 발명의 반전 인쇄법용 잉크는 실리콘 블랭킷의 표면에 대해 적당한 젖음성과 이형성을 겸비할 수 있다. 그 결과, 안전성의 문제 및 세로 줄무늬, 얼룩 등의 문제의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에서의 실리콘 블랭킷의 잉크층을 오목판에 전사하고, 상기 오목판에 전사된 상기 잉크층으로 이루어지는 소정의 잉크 패턴을 피인쇄체에 인쇄하는 반전 인쇄법은, 보다 구체적인 개념으로서, 실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전면에 형성한 잉크층을 표면에 소정의 잉크 패턴에 대응한 오목부를 갖는 판의 상기 표면에 접촉시키는 공정과, 상기 오목부 이외의 상기 잉크층을 상기 판의 상기 표면에 전사시키는 것에 의해 상기 실리콘 블랭킷의 상기 표면으로부터 선택적으로 제거함으로써, 상기 실리콘 블랭킷의 상기 표면에 상기 오목부에 대응한 잉크 패턴을 형성하는 공정과, 상기 잉크 패턴의 형성 후, 상기 잉크 패턴을 피인쇄체의 표면에 인쇄하는 공정을 포함하는 반전 인쇄법일 수도 있다. 또한, 표면 장력(25℃)이란 25℃에서의 표면 장력과 같은 의미이다.

또한, 저장력 용제의 끓는점은 50℃ 내지 150℃이다. 이 때문에, 저장력 용제 이외의 용제로서, 바인더 수지에 대해 뛰어난 용해성을 갖는 용제를 사용함으로써, 세로 줄무늬나 얼룩의 발생과, 그에 수반되는 잉크 패턴의 형상의 흐트러짐을 확실하게 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 반전 인쇄법용 잉크에 있어서는, 주로 저장력 용제 등의 용제가, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 잉크의 젖음성을 유지하기 위해 기능하고 있다.

한편, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 불소계 계면 활성제 자체의 젖음성은, 용제나 실리콘계 계면 활성제에 비해 양호하지 않다. 게다가, 종래의 불소계 계면 활성제는, 잉크 중의 저장력 용제 등에 대한 용해도가 양호한 것이 일반적으로 사용된다. 이에 따라, 불소계 계면 활성제를 잉크 중에 균일하게 분산시킬 수 있어, 잉크의 균일성을 높일 수 있기 때문이다.

그러나, 불소계 계면 활성제가 잉크 중에 균일하게 분산되어 있으면, 실리콘 블랭킷에 대한 용제의 양호한 젖음성이, 불소계 계면 활성제에 의해 저해될 우려가 있다. 이 때문에, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 잉크의 전체적인 젖음성이 오히려 저하되어 버리는 경향이 있다.

또한, 불소계 계면 활성제는, 그 이름대로, 실리콘 블랭킷이나 기판과의 계면, 또는 잉크층이나 잉크 패턴의 표면(잉크의 액면, 즉 공기와의 계면)에 있어서, 잉크의 활성을 높임으로써, 잉크의 표면 장력을 저하시킨다. 이 때문에, 불소계 계면 활성제를, 계면에 편재시키지 않고 잉크 중에 균일하게 분산시켰다면, 불소계 계면 활성제를 함유시켜도, 잉크의 표면 장력을 충분히 저하시킬 수 없다. 그 결과, 전술한 셀프 레벨링 효과 등이 불충분해지게 된다.

이 때문에, 불소계 계면 활성제를 잉크 중에 단순히 사용하는 것만으로는, 실리콘 블랭킷의 표면에, 균일한 두께를 가지며, 얼룩이나 핀홀 등이 없는 잉크층을 형성하기는 어렵다. 또한, 잉크층의 두께를 균일화할 수 없는 것과, 셀프 레벨링 효과 등을 충분히 얻을 수 없는 것이 서로 작용하여, 기판의 표면에 균일한 두께를 갖는 잉크 패턴을 형성할 수 없다.

따라서, 본 발명의 반전 인쇄법용 잉크에서는, 전술한 바와 같이, 상기 용제가 불소계 계면 활성제를 상기 반전 인쇄법용 상기 잉크의 총량에 대해 0.01 내지 10 질량%의 비율로 함유하고 있고, 상기 저장력 용제에 대한 상기 불소계 계면 활성제의 용해도(23℃)가 10 g/100 g 이하이다.

저장력 용제에 대한 불소계 계면 활성제의 용해도(23℃)가 10 g/100 g 이하이기 때문에, 불소계 계면 활성제를 잉크 중에 균일하게 분산시키지 않고 편재시킬 수 있다.

이 때문에, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 잉크의 젖음성은 용제가 지배하게 된다. 따라서, 불소계 계면 활성제를 함유하고 있음에도 불구하고, 잉크 전체적인 젖음성의 저하를 억제할 수 있다. 그 결과, 실리콘 블랭킷의 표면에 대해 적당한 젖음성과 이형성을 겸비한 상태를 잉크에 대해 양호하게 유지시킬 수 있다.

또한, 불소계 계면 활성제는, 전술한 바와 같이, 실리콘 블랭킷에 대한 젖음성이 낮으므로, 실리콘 블랭킷의 표면으로부터 이격된 잉크층이나 잉크 패턴의 표면 근방에 편재한다. 또한, 잉크 패턴이 기판의 표면에 전사된 후에는, 기판의 표면으로부터 이격된 잉크 패턴의 표면 근방에 편재한다.

이 때문에, 잉크의 표면 장력을, 편재한 불소계 계면 활성제에 의해 양호하게 저하시킬 수 있고, 셀프 레벨링 효과 등을 유효하게 발현시킬 수 있다. 그 결과, 잉크층의 두께를 균일화할 수 있는 것과 서로 작용하여, 기판의 표면에 균일한 두께를 갖는 잉크 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 저장력 용제에의 불소계 계면 활성제의 용해도(23℃)가 10 g/100 g 이하란, 저장력 용제 100 g에 대한, 23℃에서의 불소계 계면 활성제의 용해도가 10 g 이하인 것과 같은 의미이다.

또한, 본 발명의 반전 인쇄법용 잉크에서는, 상기 저장력 용제가 12 mN/m 내지 18 mN/m의 표면 장력(25℃)을 갖는 불소계 용제를 포함하는 것이 바람직하다.

불소계 용제는, 기본적으로 인화점을 가지고 있지 않으며 불연성이다. 이 때문에, 잉크에 불연성을 부여할 수 있다. 그 결과, 안전성을 한층 더 향상시킬 수 있다.

또한, 불소계 용제의 표면 장력(25℃)이 12 mN/m 내지 18 mN/m이다. 이 때문에, 잉크 전체의 표면 장력을 조정함으로써 잉크에 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 적당한 젖음성과 이형성을 양호하게 부여할 수 있다.

또한, 본 발명의 반전 인쇄법용 잉크에서는, 상기 불소계 용제가 하이드로플루오로에테르류 및/또는 하이드로플루오로카본류인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 반전 인쇄법용 잉크에서는, 상기 불소계 계면 활성제는 6000 내지 80000의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 반전 인쇄법용 잉크에서는, 상기 불소계 계면 활성제가 비이온계 계면 활성제인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 반전 인쇄법용 잉크는, 22 mN/m 이하의 표면 장력(25℃) 및 5 mPa·s 이하의 점도(25℃)를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 반전 인쇄법은, 실리콘 블랭킷의 잉크층을 오목판에 전사하는 공정과, 상기 오목판에 전사된 상기 잉크층으로 이루어지는 소정의 잉크 패턴을 피인쇄체에 인쇄하는 공정을 포함하는 반전 인쇄법으로서, 상기 잉크층을 본 발명의 반전 인쇄법용 잉크를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반전 인쇄법에 따르면, 본 발명의 잉크를 사용함으로써, 반전 인쇄법에 의해, 균일한 두께를 가지며, 얼룩이나 핀홀 등이 없는 잉크층을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 반전 인쇄법을 채용함으로써, 균일한 두께를 가지며, 얼룩이나 핀홀 등이 없는 컬러 필터층 및 블랙 매트릭스층 등을 구비한 액정 컬러 필터를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명의 액정 컬러 필터는, 투명 기판, 컬러 필터층 및 블랙 매트릭스층을 포함하는 액정 컬러 필터로서, 상기 컬러 필터층 및 상기 블랙 매트릭스층은, 상기 투명 기판 상에 형성되어 있고, 상기 컬러 필터층 및/또는 상기 블랙 매트릭스층은 본 발명의 반전 인쇄법에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 액정 컬러 필터의 제조 방법은, 투명 기판 상에 컬러 필터층 및/또는 블랙 매트릭스층을 형성하는 공정을 포함하는 액정 컬러 필터의 제조 방법으로서, 상기 컬러 필터층 및/또는 상기 블랙 매트릭스층을 청구항 7에 기재된 반전 인쇄법에 의해 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 실리콘 블랭킷의 표면에 대해 적당한 젖음성과 이형성을 겸비하며, 안전성의 문제 및 세로 줄무늬, 얼룩 등의 문제를 잘 발생시키지 않는, 반전 인쇄법용 잉크 및 그 잉크를 이용한 반전 인쇄법을 제공할 수 있다.

또한, 얼룩 및 핀홀 등이 없고 두께가 균일한 컬러 필터층 및 블랙 매트릭스층을 구비한 액정 컬러 필터 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반전 인쇄법을 공정순으로 도시한 개략도로서, 도 1의 (a)가 잉크의 도포 공정, 도 1의 (b)가 잉크의 제거 공정, 도 1의 (c)가 인쇄 공정도를 각각 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 액정 컬러 필터의 주요부 확대 단면도이다.

<잉크>

본 발명의 잉크는, 인쇄용 블랭킷으로서 실리콘 블랭킷을 이용한 반전 인쇄법에 사용하는 것으로서, 바인더 수지, 착색제 및 용제를 포함하고 있다.

바인더 수지로는, 예컨대 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 에틸셀룰로오스, 폴리비닐부티랄, 폴리에스테르멜라민 수지, 멜라민 수지, 에폭시멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 병용할 수 있다.

이들 중, 특히 LCD용 액정 컬러 필터 등의 내구성을 향상시키는 것을 고려하면, 바인더 수지로는, 열경화성, 자외선 경화성, 광 경화성 등을 갖는 바인더 수지가 바람직하다. 구체적으로는, 폴리에스테르 멜라민 수지, 에폭시 멜라민 수지, 아크릴 수지가 바람직하고, 특히 폴리에스테르멜라민 수지가 바람직하다.

사용되는 바인더 수지의 분자량은, 예컨대 1000 이상, 특히 5000 이상인 것이 바람직하고, 40000 이하, 특히 20000 이하인 것이 바람직하다.

바인더 수지의 분자량은, 예컨대 겔 침투 크로마토그래프(GPC)법에 의한, 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(Mw)으로 나타낼 수 있다. 바인더 수지의 분자량은, 상기 범위 내에 있어서, 잉크에 요구되는 점도나 틱소트로픽(thixotropic) 점성 등의 물성에 맞추어 적당히 설정할 수 있다.

바인더 수지의 배합량도, 바인더 수지의 분자량과 마찬가지로, 잉크에 요구되는 점도나 틱소트로픽 점성 등의 물성에 맞추어 적당히 설정할 수 있다. 예컨대, 바인더 수지의 배합량은, 잉크의 총량에 대해 3 질량% 이상, 특히 5 질량% 이상인 것이 바람직하고, 25 질량% 이하, 특히 20 질량% 이하인 것이 바람직하다.

착색제로는, 다양한 안료, 염료를 들 수 있다. 특히 LCD용 액정 컬러 필터의 경우, 내약품성, 내열성, 내후성, 내광성 등이 뛰어난 잉크 패턴을 형성하는 것을 고려하면, 착색제로는 유기계 안료 및 무기계 안료가 바람직하다.

잉크가 액정 컬러 필터의 필터층을 형성하기 위한 것인 경우, 안료로는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 각 필터층의 색감에 맞는 안료를 들 수 있다.

레드의 필터층 형성용 안료로는, 예컨대 디케토피롤로피롤계 안료, 퀴나크리돈계 안료(예컨대, 디메틸퀴나크리돈, 디클로로퀴나크리돈 등), 안트라퀴논계 안료 등을 들 수 있다.

그린의 필터층 형성용 안료로는, 예컨대 브롬화 구리 프탈로시아닌(C.I. 피그먼트 그린 36), 염소화 구리 프탈로시아닌(C.I. 피그먼트 그린 7) 등의 할로겐화 프탈로시아닌 안료 등을 들 수 있다.

블루의 필터층 형성용 안료로는, 예컨대 프탈로시아닌계 안료 등을 들 수 있다.

이들 레드, 그린 및 블루 안료는, 각 색의 필터층의 색감에 맞추어 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 병용할 수 있다.

또한, 잉크가 액정 컬러 필터의 블랙 매트릭스층을 형성하기 위한 것인 경우, 안료로는, 예컨대 카본 블랙, 티탄 블랙, 산화철, 황산철, 산화 크롬, 산화 구리, 복합 산화물(Cr-Co-Fe계, Cr-Co-Mn-Fe계, Cr-Cu계, Cr-Cu-Mn계 등) 등을 들 수 있다.

안료의 입경은, 잉크의 틱소트로픽 점성, 인쇄 후의 패턴 표면의 평활성 등을 고려하여 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 안료의 입경은, 평균 입경이 1 nm 내지 100 nm인 것이 바람직하다.

평균 입경이 1 nm 이하인 안료는 입수가 어렵고, 또한, 응집성이 매우 높아진다. 이 때문에, 잉크 중에서의 분산성이 저하할 우려가 있다. 또한, 100 ㎛를 초과하는 안료는, 패턴 표면의 평활성을 저하시킬 우려가 있을 뿐만 아니라, 반전 인쇄법에 사용했을 때 슬릿 다이코터 등에 있어서 막힘을 발생시킬 우려도 있다.

안료 등의 착색제의 배합량은, 잉크의 용도 등, 구체적으로는 잉크에 요구되는 색 농도나 인쇄 적합성 등에 따라 적당히 설정할 수 있다.

용제는, 50℃ 내지 150℃의 끓는점 및 12 mN/m 내지 21 mN/m의 표면 장력(25℃)을 갖는 저장력 용제와, 상기 저장력 용제에 대해 10 g/100 g 이하의 용해도(23℃)를 갖는 불소계 계면 활성제를 함유하고 있다.

50℃ 내지 150℃의 끓는점 및 12 mN/m 내지 21 mN/m의 표면 장력(25℃)을 갖는 저장력 용제로는, 예컨대 불소계 용제, n-펜탄(끓는점 36℃, 표면 장력 16.0 mN/m), n-헥산(끓는점 69℃, 표면 장력 18.4 mN/m), n-헵탄(끓는점 98℃, 표면 장력 19.6 mN/m), 이소프로필알코올(끓는점 82.4℃, 표면 장력 20.8 mN/m), 저분자량 실리콘 오일(끓는점 98℃, 표면 장력 18 내지 19 mN/m)등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 또한, 이들 중, 바람직하게는, 불소계 용제를 들 수 있다.

불소계 용제로는, 분자 중에 불소 원자를 포함하고, 불연성이며, 또한 50℃ 내지 150℃의 끓는점 및 12 mN/m 내지 21 mN/m의 표면 장력(25℃)을 가지고 있으면, 다양한 불소계 용제를 사용할 수 있다.

구체적으로는, 염소를 포함하지 않는 하이드로플루오로에테르류 및 하이드로플루오로카본류로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종이 바람직하다.

하이드로플루오로에테르류로는, 식(1):

X-O-Y (1)

[상기 식에 있어서, X는 C_aH_bF_c로 표시되는 플루오로알킬기를 나타내고, Y는 C_dH_eF_f로 표시되는 플루오로알킬기를 나타낸다. 또한, 두 식에 있어서 a, b, c, d, e, f는 a≥1, b≥0, c≥1, d≥1, e≥1, f≥0을 충족시키는 정수이다. 또한, a, b, c, d, e, f는 b+c=2a+1, e+f=2d+1, b=0일 때 a+d>3, c+e+f>8, b≥1일 때 a+d≥3, 및 b+c+e+f≥8의 6개의 조건을 충족시킨다.]

로 표시되는 불소 화합물을 들 수 있다.

또한, a, b, c, d, e, f는 b=0일 때 9≥a+b>3, 20≥c+e+f>8, b≥1일 때 8≥a+b≥3 및 18≥b+c+e+f≥8의 4개의 조건을 충족시키는 것이 바람직하고, 특히 b=0일 때 7≥a+b≥5, 16≥c+e+f≥12, b≥1일 때 8≥a+b≥4 및 18≥b+c+e+f≥10의 4개의 조건을 충족시키는 것이 바람직하다.

하이드로플루오로에테르류 중 50℃ 내지 150℃의 끓는점 및 12 mN/m 내지 21 mN/m의 표면 장력(25℃)을 갖는 것으로는, 예컨대 에틸노나플루오로부틸에테르[끓는점 76℃, 표면 장력 13.6 mN/m], 메틸노나플루오로부틸에테르[끓는점 76℃, 표면 장력 13.6 mN/m], 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-데카플루오로-2-트리플루오로메틸-3-메톡시펜탄[끓는점 55℃, 표면 장력 14.1 mN/m], 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필[1-메틸-2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸]에테르[끓는점 79℃, 표면 장력 13.3 mN/m]등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 병용할 수 있다.

또한, 하이드로플루오로에테르류의 구체적인 시판품으로는, 예컨대 스미토모 쓰리엠(주) 제조의 NOVEC(등록 상표) HFE-7200[끓는점 76℃, 표면 장력 13.6 mN/m]을 들 수 있다. 이 HFE-7200은 에틸노나플루오로이소부틸에테르(하이드로플루오로에테르류)와 에틸노나플루오로부틸에테르(하이드로플루오로에테르류)의 혼합물이다.

하이드로플루오로카본류로는, 예컨대 트리데카플루오로펜탄[끓는점 58℃, 표면 장력 14.1 mN/m], 트리데카플루오로헥산[끓는점 59℃, 표면 장력 12.5 mN/m]등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 병용할 수 있다.

불소계 용제의 끓는점 및 표면 장력을 상기 범위 내에서 조정하기 위해서는, 해당하는 끓는점과 표면 장력을 갖는 불소계 용제를 선택하거나, 2종 이상의 불소계 용제를 배합하여 끓는점과 표면 장력이 소정의 범위 내가 되도록 조정하면 된다.

저장력 용제의 상압(1013.25hPa)에서의 끓는점이 50℃ 내지 150℃로 한정되는 것은, 하기의 이유에 의거한다.

끓는점이 50℃ 미만인 저장력 용제는 잉크 중으로부터 휘발하기 쉽다. 휘발에 의해 잉크가 건조 및 응집하고, 그 결과 잉크 중에 이물질이 석출되어 잉크층에 세로 줄무늬를 발생시키는 원인이 된다. 또한, 이물질의 석출에 의한 세로 줄무늬가 생기지 않아도, 잉크의 점도가 상승하여, 잉크층의 얼룩을 발생시키거나, 세로 줄무늬나 얼룩에 의한 잉크 패턴의 형상의 흐트러짐을 발생시킨다.

한편, 저장력 용제의 끓는점이 150℃를 초과하는 경우에는, 잉크가 잘 건조하지 않게 된다. 이 때문에, 기판의 표면에의 잉크 패턴의 전사 후, 잉크의 건조에 장시간이 요구되기 때문에, 액정 컬러 필터 등의 생산성이 저하된다. 또한, 끓는점이 150℃를 초과하는 저장력 용제는, 그 화학 구조상 필연적으로 표면 장력이 높다. 따라서, 잉크의 표면 장력을 낮추는 효과가 불충분해지고, 그 결과 잉크층의 얼룩을 발생시키거나 얼룩에 의한 잉크 패턴의 형상의 흐트러짐을 발생시킨다.

또한, 저장력 용제의 끓는점은, 상기 범위 내에서도 60℃ 이상인 것이 바람직하다. 저장력 용제의 끓는점이 60℃ 이상이면, 세로 줄무늬나 얼룩 등이 없는 양호한 잉크층을 실리콘 블랭킷의 표면에 형성할 수 있다. 이 때문에, 형상의 흐트러져 등이 없는 양호한 잉크 패턴을 기판의 표면에 형성할 수 있다. 또한, 잉크 패턴을 가능한 한 단시간에 건조시킬 수 있어, 액정 컬러 필터 등의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 저장력 용제의 표면 장력(25℃)이 12 mN/m 내지 21 mN/m로 한정되는 것은, 하기의 이유에 의거한다.

저장력 용제의 표면 장력이 12 mN/m 미만이면, 저장력 용제의 함유 비율 혹은 저장력 용제와 조합하는 다른 용제의 종류 등에 따라서도 달라지지만, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 잉크의 젖음성이 과도하게 높아진다. 이 때문에, 잉크 패턴을 실리콘 블랭킷의 표면으로부터 기판의 표면에 양호하게 전사시킬 수 없다. 그 결과, 전사된 잉크 패턴의 형상에 흐트러짐을 발생시키게 된다.

또한, 슬릿 다이코터 등에 대한 잉크의 젖음성이 높아진다. 따라서, 특히 슬릿의 부근에 잉크가 부착되기 쉬워진다. 그리고, 부착된 잉크가 건조하여, 바인더 수지 등이 이물질로서 석출되어 슬릿을 부분적으로 막을 우려가 있다. 그 결과, 잉크층에 세로 줄무늬를 발생시키거나, 세로 줄무늬에 의한 잉크 패턴의 형상의 흐트러짐을 발생시킨다.

한편, 저장력 용제의 표면 장력이 21 mN/m를 초과하는 경우에는, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 잉크의 젖음성을 향상시키는 효과를 얻을 수 없다. 이 때문에, 실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전면에 잉크를 도포하여 잉크층을 형성할 때, 튀김 등을 발생시키기 쉽다. 그 결과, 튀김 등이 원인이 되어 잉크층에 얼룩이나 핀홀 등이 발생되기가 쉬워진다.

또한, 저장력 용제의 표면 장력은, 저장력 용제가 불소계 용제인 경우에는 12 mN/m 내지 21 mN/m인 것이 바람직하고, 16 mN/m 이하인 것이 보다 바람직하다. 저장력 용제가 상기 범위의 불소계 용제이면, 얼룩이나 핀홀 등이 없는 양호한 잉크층을 실리콘 블랭킷의 표면에 형성할 수 있다. 또한, 형상의 흐트러짐 등이 없는 양호한 잉크 패턴을 기판의 표면에 형성할 수 있다.

또한, 저장력 용제의 표면 장력은, 예컨대 온도 25℃의 환경 하에서, 에이코 정기(주) 제조의 동적 표면 장력계 SITA t60을 이용하여, 최대 포압법에 의해 측정할 수 있다.

또한, 저장력 용제의 함유 비율은, 용제의 총량에 대해 5 내지 50 질량%이고, 바람직하게는 5 내지 40 질량%이며, 더욱 바람직하게는 5 내지 30 질량%이다.

저장력 용제의 함유 비율이 5 질량% 미만이면, 용제에 저장력 용제를 함유시켜도 잉크의 표면 장력을 저하시키고, 이에 따라 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 잉크의 젖음성을 향상시키기가 어렵다. 이 때문에, 실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전면에 잉크를 도포하여 잉크층을 형성할 때, 튀김 등을 발생시키기 쉽다. 그리고, 튀김 등이 원인이 되어, 잉크층에 얼룩이나 핀홀 등을 발생시키기가 쉬워진다. 또한, 잉크에 불연성을 부여시키기도 어렵다.

한편, 저장력 용제의 함유 비율이 50 질량%를 초과하는 경우에는, 저장력 용제에 녹지 않는 바인더 수지 등이 이물질로서 석출되기 쉬워진다. 그 결과, 이물질이 슬릿을 부분적으로 막아, 잉크층에 세로 줄무늬를 발생시키거나, 상기 세로 줄무늬에 의한 잉크 패턴의 형상의 흐트러짐을 발생시킨다.

또한, 저장력 용제의 함유 비율이 40 질량% 이하이면, 세로 줄무늬나 얼룩, 핀홀 등이 없는 양호한 잉크층을 실리콘 블랭킷의 표면에 형성할 수 있다. 또한, 형상의 흐트러짐 등이 없는 양호한 잉크 패턴을 기판의 표면에 형성할 수 있다.

또한, 저장력 용제의 함유 비율은, 저장력 용제를 단독으로 사용하는 경우에는, 용제의 총량에 대해 1종류의 저장력 용제가 차지하는 비율을 나타내고 있다. 한편, 저장력 용제를 2종 이상 병용하는 경우에는, 용제의 총량에 대해 2종 이상의 저장력 용제가 차지하는 합계량의 비율을 나타내고 있다.

또한, 본 발명에서는, 필요에 따라, 저장력 용제와 다른 용제를 병용할 수 있다.

다른 용제로는, 바인더 수지를 양호하게 용해시킬 수 있고, 바인더 수지의 석출을 방지할 수 있는 다양한 용제를 들 수 있다.

구체적으로는, 예컨대 에틸렌글리콜모노메틸에테르(별칭 "메틸셀로솔브" "2-메톡시에탄올"), 에틸렌글리콜모노에틸에테르(별칭 "셀로솔브" "2-에톡시에탄올"), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(별칭 "1-메톡시-2-프로필아세테이트", 이하 "PGMEA"라고 약칭할 수 있음), 에틸렌글리콜모노부틸에테르(별칭 "부틸셀로솔브", 2-부톡시에탄올) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 또한, 이들 중 특히 PGAMEA가 바람직하다.

또한, 저장력 용제를 제외한 다른 용제의 함유 비율은, 용제에서의 불소계 용제의 잔부, 즉 용제의 총량에 대해 50 내지 95 질량%, 바람직하게는, 60 내지 95 질량%, 더욱 바람직하게는, 70 내지 95 질량%이다.

또한, 다른 용제의 함유 비율은, 다른 용제를 단독으로 사용하는 경우에는, 용제의 총량에 대해 1종류의 다른 용제가 차지하는 비율을 나타내고 있다. 한편, 다른 용제를 2종 이상 병용하는 경우에는, 용제의 총량에 대해 2종 이상의 다른 용제가 차지하는 합계량의 비율을 나타내고 있다.

또한, 저장력 용제 및 필요에 따라 혼합된 다른 용제를 합한 전체 용제의 잉크의 총량에 대한 함유 비율은, 예컨대 바인더 수지의 종류, 분자량 및/또는 함유 비율, 예컨대 착색제의 종류 및/또는 함유 비율 등에 따라, 잉크가 반전 인쇄법에 적합한 점도가 되도록 임의로 설정할 수 있다.

저장력 용제에 대한 불소계 계면 활성제 용해도(23℃)가 10 g/100 g 이하로 한정되는 이유는, 앞에서 설명한 바와 같다.

저장력 용제에 대한 불소계 계면 활성제 용해도(23℃)는, 바람직하게는, 0.5g/100 g 이상, 더욱 바람직하게는, 1g/100 g 이상 4g/100 g 이하인 것이 바람직하다. 용해도가 0.5g/100 g 미만인 불소계 계면 활성제는, 잉크 중에서 과도하게 응집되어 핀홀의 핵이 되기 쉽고, 그 결과, 잉크층에 핀홀을 발생시키기 쉽거나, 세로 줄무늬나 얼룩의 원인이 되기 쉽다. 또한, 용해도가 1g/100 g 이상 4g/100 g 이하이면, 상기 각종 문제가 발생하는 것을 한층 더 유효하게 억제하여, 실리콘 블랭킷의 표면에 세로 줄무늬나 얼룩, 핀홀 등이 없는 균일한 두께를 갖는 잉크층을 형성할 수 있다.

또한, 불소계 계면 활성제의 용해도는, 예컨대 온도 23℃의 환경 하에서, 저장력 용제 100 g을 교반하면서 불소계 계면 활성제를 서서히 적하하여, 상기 불소계 계면 활성제가 저장력 용제에 용해되지 않고 백탁을 발생시킬 때까지 적하할 수 있는 불소계 계면 활성제의 질량(g)에 의해 나타낼 수 있다.

또한, 불소계 계면 활성제의 함유 비율은, 잉크의 총량에 대해 0.01 내지 10 질량%이고, 바람직하게는, 0.3 내지 8 질량%이다.

불소계 계면 활성제의 함유 비율이 0.01 질량% 미만이면, 불소계 계면 활성제를 함유시켜도 잉크의 표면 장력을 저하시킴에 따른 셀프 레벨링 효과 등에 의해, 기판의 표면에 균일한 두께를 갖는 잉크 패턴을 형성할 수 없다.

또한, 불소계 계면 활성제의 부족을 보충하기 위해, 용제의 총량에 대해 50 질량%를 초과하는 저장력 용제를 다량으로 함유시키면, 잉크의 표면 장력이 과도하게 낮아진다. 이 때문에, 잉크가 슬릿 다이코터의 선단 부분으로부터 상면으로 불규칙하게 새어 퍼지는, 노즐의 오염이라고 불리는 현상이 발생한다. 적당한 표면 장력을 갖는 잉크는, 슬릿 다이코터의 선단 부분에 있어서 일정 폭으로 부착되어 더 이상 새어 퍼지지 않는데다가, 떨어지거나 할 우려가 없다. 이에 반해, 불규칙하게 새어 퍼진 잉크는, 그 자체의 표면 장력이 낮은 것과 서로 작용하여, 그 일부가 액적으로서 도포면 상에 떨어지기 쉽다. 그리고, 떨어진 잉크가 잉크층에 혼입됨으로써, 잉크층에 흐트러짐이 발생하기가 쉬워진다.

한편, 불소계 계면 활성제의 함유 비율이 10 질량%를 초과하는 경우에는, 과잉의 불소계 계면 활성제에 의해, 용제 고유의 양호한 젖음성이 저해될 우려가 있다. 이 때문에, 잉크 전체적으로 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 젖음성이 저하된다. 그 결과, 얼룩이나 핀홀 등이 없는 균일한 두께를 갖는 잉크층을, 실리콘 블랭킷의 표면에 형성할 수 없을 우려가 있다.

또한, 과잉의 불소계 계면 활성제가 잉크 패턴 중에 잔류할 우려도 있다. 이 때문에, 예컨대 LCD의 컬러 필터를 제작할 때에는, 컬러 필터 상에 적층되는 ITO막이나 배향막의 접착성이 저하되어 박리가 발생하기 쉬워진다. 그 결과, LCD의 생산 수율을 저하시키는 문제를 발생시킬 우려도 있다.

또한, 불소계 계면 활성제의 함유 비율은, 불소계 계면 활성제를 단독 사용하는 경우에는, 잉크의 총량에 대해 1종류의 불소계 계면 활성제가 차지하는 비율을 나타내고 있다. 한편, 불소계 계면 활성제를 2종 이상 병용하는 경우에는, 잉크의 총량에 대해 2종 이상의 불소계 계면 활성제가 차지하는 합계량의 비율을 나타내고 있다.

또한, 불소계 계면 활성제의 중량 평균 분자량(Mw)은, 예컨대 6000 이상, 특히 20000 이상인 것이 바람직하고, 80000 이하, 특히 60000 이하인 것이 바람직하다.

중량 평균 분자량(Mw)이 상기 범위 미만인 저분자량의 불소계 계면 활성제는, 저장력 용제에 대한 용해성이 높다. 이 때문에, 저장력 용제 100 g에 대한 23℃에서의 용해도가 10 g 이하의 범위를 초과해 버리고, 잉크 중에 균일하게 분산되어, 앞에서 설명한 여러 문제를 발생시킬 우려가 있다.

또한, 중량 평균 분자량(Mw)이 상기 범위를 초과하는 고분자량의 불소계 계면 활성제는, 반대로 저장력 용제에 대한 용해성이 낮다. 이 때문에, 저장력 용제 100 g에 대한 23℃에서의 용해도가 과도하게 저하되어 잉크 중에서 과잉 응집되어, 앞에서 설명한 여러 문제를 발생시킬 우려가 있다.

또한, 불소계 계면 활성제로는, 비이온계 계면 활성제가 바람직하다.

불소계 계면 활성제로서 음이온계 혹은 양이온계의 계면 활성제를 사용한 경우에는, 예컨대 LCD의 컬러 필터를 제작할 때, 불소계 계면 활성제(음이온계 혹은 양이온계)가 액정 중에 혼입되면, 액정의 배향에 영향을 미칠 우려가 있다. 따라서, 표시의 불량 등을 발생시킬 우려가 있다. 이에 반해, 비이온계 계면 활성제라면 이러한 문제를 발생시킬 우려는 없다.

또한, 본 발명의 잉크는, 필요에 따라 안료 분산제, 레벨링제, 틱소트로픽 점성 부여제, 소포제 등의 각종 첨가제를 임의의 비율로 함유하고 있을 수도 있다.

그리고, 본 발명의 잉크는, 바인더 수지, 착색제, 용제(저장력 용제 및 불소형 계면 활성제는 필수) 및 필요에 따라 각종 첨가제를 소정 비율로 배합하고, 3개 롤, 볼 밀, 비드 밀, 애트라이터, 샌드 밀 등을 이용하여 혼련함으로써 조제할 수 있다.

조제되는 잉크의 표면 장력(25℃)은, 예컨대 22 mN/m 이하, 바람직하게는 20 mN/m 이하, 예컨대 15 mN/m 이상, 바람직하게는 16 mN/m 이상이다.

잉크의 표면 장력이 22 mN/m를 초과하는 경우에는, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 잉크의 젖음성이 부족한 경우가 있다. 따라서, 실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전면에 잉크를 도포하여 잉크층을 형성할 때 튀김 등을 발생시킬 우려가 있다. 또한, 튀김 등이 원인이 되어 잉크층에 얼룩이나 핀홀 등을 발생시킬 우려가 있다.

또한 잉크의 표면 장력이 15 mN/m 미만이면, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 잉크의 젖음성이 과도하게 높아지는 경우가 있다. 따라서, 잉크 패턴을 실리콘 블랭킷의 표면으로부터 기판의 표면에 양호하게 전사시킬 수 없을 우려가 있다. 그 결과, 전사된 잉크 패턴의 형상에 흐트러짐을 발생시킬 우려가 있다.

또한, 조제되는 잉크의 점도(25℃)는, 예컨대 0.5 mPa·s 이상, 바람직하게는 1 mPa·s 이상, 예컨대 5 mPa·s 이하, 바람직하게는, 3 mPa·s 이하이다. 잉크의 점도가 상기 범위이면 실리콘 블랭킷을 이용한 반전 인쇄법에 의해 양호한 잉크 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명의 잉크는, 전술한 바와 같이, 실리콘 블랭킷을 이용한 반전 인쇄법에 이용하여, 예컨대 LCD용 액정 컬러 필터 등을 전술한 여러 문제를 발생시키지 않고 효율적으로 제조하기에 적합하다.

이때, 인쇄의 정밀도를 향상시키는 것을 고려하면, 잉크에 의한 실리콘 블랭킷의 팽윤율(ΔV(%))은, 바람직하게는 5% 이상이고, 더욱 바람직하게는 10% 이상이다. 또한, 팽윤율(ΔV(%))은 바람직하게는 100% 이하이고, 더욱 바람직하게는 50% 이하이며, 특히 바람직하게는 30% 이하이다.

팽윤율(ΔV(%))은 23±1℃로 설정한 잉크 중에 실리콘 블랭킷을 형성하는 실리콘 고무의 시료를 24시간 침지하여 팽윤시킨 후, 침지 전의 체적(V₁)과 침지 후의 체적(V₂)으로부터 식 (i):

ΔV(%)=[(V₂-V₁)/V₁]×100 (i)

에 의해 구할 수 있다.

팽윤율(ΔV(%))이 5% 미만이면, 실리콘 블랭킷의 표면에서 잉크가 튀기기 쉬워져 균일한 잉크막을 형성할 수 없을 우려가 있다. 또한, 팽윤율(ΔV(%))이 100%를 초과하는 경우에는, 잉크 중의 용제가 실리콘 블랭킷에 의해 급속하게 흡수되기 때문에 잉크의 건조가 과도하게 빨라질 우려가 있다.

또한, 팽윤율(ΔV(%))은 용제의 종류, 조합 및 양비(量比)를 변경함으로써 적당히 조절할 수 있다.

<반전 인쇄법>

도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반전 인쇄법을 공정순으로 도시한 개략도로서, 도 1의 (a)가 잉크의 도포 공정, 도 1의 (b)가 잉크의 제거 공정, 도 1의 (c)가 인쇄 공정도를 각각 도시하고 있다.

이어서, 도 1의 (a) 내지 (c)를 참조하여, 전술한 잉크를 이용한 반전 인쇄법에 대해 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 도포 공정에 있어서, 실리콘 블랭킷(10)의 표면의 대략 전면에 잉크(11)를 도포하여 잉크층(12)을 형성한다.

실리콘 블랭킷(10)으로는, 적어도 그 표면이 실리콘 고무로 이루어지는 블랭킷을 들 수 있다.

또한, 실리콘 블랭킷(10)으로는, 그 전체가 단층(單層)의 실리콘 고무로 이루어지는 것이나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 금속박 등으로 이루어지는 기재의 한쪽 면에 실리콘 고무의 층을 적층한 적층 구조를 갖는 것 등을 들 수 있다.

이 중 전체가 단층의 실리콘 고무로 이루어지는 실리콘 블랭킷(10)은, 예컨대 평반(平盤) 상에 액상의 실리콘 고무를 코팅하고 가교 반응시킨 후, 실리콘 고무를 평반으로부터 박리함으로써 형성할 수 있다.

또한, 적층 구조를 갖는 실리콘 블랭킷(10)은, 예컨대 금형 내에 기재를 장착한 상태에서, 금형 내에 액상의 실리콘 고무를 주입하여 가교 반응시키거나, 기재의 표면에 액상의 실리콘 고무를 코팅한 후 가교 반응시킴으로써 형성할 수 있다.

또한, 도 1의 (a) 내지 (c)에서, 실리콘 블랭킷(10)은, 원통 형상의 몸통(13)에 상기 몸통(13)과 함께 회전 가능한 원통 형상이 되도록 권취되어 있다.

실리콘 블랭킷(10)의 표면에 잉크(11)를 도포하기 위해, 본 실시형태에서는, 슬릿 다이코터(14)를 이용하고 있다. 슬릿 다이코터(14)는, 잉크(11)가 공급되는 잉크 공급부(15)와, 잉크 공급부(15)에 연통시킨 슬릿 노즐(16)을 구비하고 있다.

슬릿 노즐(16)은, 도포 공정에 있어서, 실리콘 블랭킷(10)의 표면과 간격을 두고 대향 배치된다.

슬릿 노즐(16)은, 원통형으로 권취된 실리콘 블랭킷(10)의 축선 방향을 따라서 가늘고 긴 사각형 형상으로 개구되어 있다. 슬릿 노즐(16)의 상기 축선 방향을 따르는 개구폭(가로 개구폭)은, 실리콘 블랭킷(10)의 동일한 방향의 길이와 대략 동일한 폭으로 설정되어 있다. 또한, 슬릿 노즐(16)의 상기 축선 방향과 직교 방향(실리콘 블랭킷의 둘레 방향)을 따르는 개구폭(세로 개구폭)은, 예컨대 3 ㎛ 내지 1000 ㎛ 정도, 바람직하게는 30 ㎛ 내지 50 ㎛ 정도로 설정되어 있다.

또한, 대향하는 실리콘 블랭킷(10)의 표면과 슬릿 노즐(16)의 선단과의 간격은, 예컨대 10 ㎛ 내지 150 ㎛ 정도, 바람직하게는 30 ㎛ 내지 100 ㎛ 정도로 설정된다.

잉크 공급부(15)에 본 발명의 잉크(11)를 공급하고, 실리콘 블랭킷(10)을 도면 중에 화살표로 나타낸 바와 같이 한 방향으로 일정 속도로 회전시키면서, 잉크(11)를 슬릿 노즐(16)의 선단으로부터 연속적으로 공급한다. 이에 따라, 실리콘 블랭킷(10)의 표면의 대략 전면에 잉크층(12)이 형성된다.

잉크층(12)의 두께는, 실리콘 블랭킷(10)의 회전 속도, 잉크(11)의 점도, 슬릿 노즐(16)의 세로 개구폭 및 실리콘 블랭킷(10)의 표면과 슬릿 노즐(16)의 선단과의 간격 등을 변경함으로써 적당히 조절할 수 있다.

이어서, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 제거 공정에 있어서, 실리콘 블랭킷(10)을 판(17) 상에서 전동(轉動)시켜, 잉크층(12)을 판(17)의 볼록부(18)와 선택적으로 접촉시킨다. 이에 따라, 잉크층(12) 중 볼록부(18)에 접촉된 부분의 잉크(11)를 볼록부(18)에 전사시켜, 실리콘 블랭킷(10)의 표면으로부터 제거한다. 이에 따라, 실리콘 블랭킷(10)의 표면에는 볼록부(18) 사이의 오목부(19)의 형상에 대응한 잉크 패턴(20)이 형성된다.

판(17)으로는, 철-니켈 합금(42 얼로이 등), 스테인리스 스틸 등의 금속이나 소다 글라스, 무알칼리 글라스 등의 유리로 이루어지는 판을 이용할 수 있다. 그리고, 상기 판의 한쪽 면에는, 앞에서 설명한 바와 같이, 포트리소그래프법 등에 의해, 인쇄할 잉크 패턴(20)의 형상에 대응한 오목부(19)가 형성되어 있다.

또한, 판(17)의 내구성을 향상시키기 위해, 볼록부(18)의 표면 등에는, 예컨대 경질 크롬 도금 등이 실시되어 있을 수도 있다.

이어서, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이, 인쇄 공정에 있어서, 실리콘 블랭킷(10)을 기판(21) 상에서 전동시킨다. 이에 따라, 실리콘 블랭킷(10)의 표면으로부터 기판(21)의 표면에 잉크 패턴(20)을 전사시킨다. 이와 같이 하여, 기판(21)의 표면에, 판(17)의 오목부(19)의 형상에 대응한 잉크 패턴(20)이 형성되어 일련의 인쇄 작업이 종료된다.

그런 다음, 잉크 패턴(20)을 건조시키고, 또한 필요에 따라 바인더 수지를 경화 반응시킴으로써, 앞에서 설명한 LCD의 액정 컬러 필터를 구성하는 컬러 필터층, 블랙 매트릭스층 등을 형성할 수 있다.

<액정 컬러 필터 및 그 제조 방법>

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 액정 컬러 필터의 주요부 확대 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 예의 액정 컬러 필터(22)는, 투명 기판(23)과, 투명 기판(23)의 일측의 표면 상에 서로 간격을 두고 평행하게 배치된 블랙 매트릭스층(24)과, 투명 기판(23) 및 블랙 매트릭스층(24)을 덮는 컬러 필터층(25)을 구비하고 있다.

컬러 필터층(25)은, 투명 기판(23)의 표면 상에 블랙 매트릭스층(24)의 길이 방향을 따라 평행하게 배치된 레드의 컬러 필터층(23R)과, 그린의 컬러 필터층(23G)과, 블루의 컬러 필터층(23B)을 순서대로 반복 배열하여 구성되어 있다.

투명 기판(23)으로는, 예컨대 파장 400 nm 내지 700 nm의 광에 대한 투과율이 높은 기판을 들 수 있다. 투명 기판(23)으로는, 예컨대 무알칼리 글라스, 소다라임 글라스, 저알칼리 글라스 등의 유리판이나, 폴리에테르, 폴리설폰, 폴리아릴레이트, 폴리아크릴레이트 등의 플라스틱판을 들 수 있다.

블랙 매트릭스층(24)은 서로 색감이 다른 각 색의 컬러 필터층(25R, 25G, 25B) 사이의 혼색을 방지하고, 액정 컬러 필터(22)의 콘트라스트를 향상시키도록 기능한다.

또한, 블랙 매트릭스층(24)은, 스트라이프형으로는 한정되지 않으며, 격자형으로 형성할 수도 있다. 또한, 컬러 필터층(25)은, 스트라이프형으로는 한정되지 않으며, 블랙 매트릭스층(24)의 격자 내를 매립하는 도트형일 수도 있다.

액정 컬러 필터(22)를 본 발명의 제조 방법에 의해 제조하는 경우에는, 먼저, 투명 기판(23)의 일측의 표면 상에, 앞에서 설명한 본 발명의 반전 인쇄법에 의해 블랙 매트릭스층(24)을 형성한다. 이어서, 투명 기판(23) 및 블랙 매트릭스층(24)을 덮도록, 본 발명의 반전 인쇄법에 의해 각 색의 컬러 필터층(25R, 25G, 25B)을 순차적으로(순서는 같지 않지만) 형성하면 된다.

이상, 본 발명의 실시형태를 설명했으나, 본 발명은 다른 형태로 실시할 수도 있다.

예컨대, 인쇄 후의 잉크의 건조 및 가열에 의한 경화 반응은, 각 층을 형성할 때마다 개별적으로 실시할 수도 있다. 또한, 가열에 의한 경화 반응은 마지막에 한 번만 실시할 수도 있다.

또한, 본 발명의 제조 방법에서는, 블랙 매트릭스층(24)만, 혹은 컬러 필터층(25)만을 본 발명의 반전 인쇄법에 의해 형성하고, 다른 층은 다른 형성 방법으로 형성할 수도 있다. 상기 다른 형성 방법으로는, 앞에서 설명한 포트리소그래프법이나 오목판 오프셋법 등을 들 수 있다.

실시예

이어서, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거하여 설명하는데, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니다.

이하에 설명하는 실시예 및 비교예에서의 잉크의 조제 및 시험은, 특기하지 않는 한 온도 23±1℃, 상대 습도 55±1%의 환경 하에서 실시했다.

<실시예 1>

바인더 수지로서의 폴리에스테르멜라민 수지[중량 평균 분자량(Mw)=10000] 100 질량부, 착색제 20 질량부, 불소계 용제 100 질량부, 다른 용제로서의 PGMEA 300 질량부, 불소계 계면 활성제 5 질량부 및 안료 분산제 5 질량부를 플래너터리 믹서(Planetary mixer)를 이용하여 혼합하고, 이어서 비드 밀을 이용하여 혼련하여 잉크를 조제했다.

또한, 착색제로는, 각각 일차 입경이 1 내지 100 nm인 적색 안료[안트라퀴논계 안료], 녹색 안료[브롬화 프탈로시아닌] 및 청색 안료[구리 프탈로시아닌]를 사용하여, 적, 녹 및 청의 각 색의 잉크를 조제했다.

불소계 용제로는, 모두 하이드로플루오로에테르류인 에틸노나플루오로이소부틸에테르와 에틸노나플루오로부틸에테르의 혼합물[스미토모 쓰리엠(주) 제조의 NOVEC(등록 상표) HFE-7200, 끓는점 76℃, 25℃에서의 표면 장력 13.6 mN/m]을 사용했다.

또한, 불소계 계면 활성제로는 AGC 세이미 케미칼(주) 제조의 Surflon(등록 상표) S-611을 사용했다.

또한, 안료 분산제로는, 루브리졸사 제조의 Solsperse(등록 상표) 5000(안료 유도체 타입)과, 동사 제조의 Solsperse 24000 GR(SC)을 질량비 1:1로 배합한 혼합물을 사용했다.

또한, 잉크에서의 용제의 총량에 대한 불소계 용제의 함유 비율은 25 질량%였다. 또한, 잉크의 총량에 대한 불소계 계면 활성제의 함유 비율은 0.94 질량%였다.

<실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 2>

불소계 용제 및 다른 용제의 양을 조정함으로써, 용제의 총량에 대한 불소계 용제의 함유 비율을 4 질량%(비교예 1), 5 질량%(실시예 2), 10 질량%(실시예 3), 30 질량%(실시예 4), 50 질량%(실시예 5) 및 52 질량%(비교예 2)로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크를 조제했다. 또한, 불소계 용제와 다른 용제의 총량은 실시예 1과 동일한 400 질량부로 했다. 또한, 잉크의 총량에 대한 불소계 계면 활성제의 함유 비율은 0.94 질량%였다.

<실시예 6 내지 8 및 비교예 3 내지 4>

불소계 용제로서 에틸노나플루오로부틸에테르[끓는점 76℃, 표면 장력 13.6 mN/m]를 사용하고, 용제의 총량에 대한 불소계 용제의 함유 비율을 0.5 질량%(비교예 3), 5 질량%(실시예 6), 30 질량%(실시예 7), 50 질량%(실시예 8) 및 80 질량%(비교예 4)로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크를 조제했다. 또한, 불소계 용제와 다른 용제의 총량은 실시예 1과 동일한 400 질량부로 했다. 또한, 잉크의 총량에 대한 불소계 계면 활성제의 함유 비율은 0.94 질량%였다.

<실시예 9>

불소계 용제로서 메틸노나플루오로부틸에테르[끓는점 76℃, 표면 장력 13.6 mN/m]를 사용하고, 용제의 총량에 대한 불소계 용제의 함유 비율을 30 질량 %로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크를 조제했다. 또한, 불소계 용제와 다른 용제의 총량은 실시예 1과 동일한 400 질량부로 했다. 또한, 잉크의 총량에 대한 불소계 계면 활성제의 함유 비율은 0.94 질량%였다.

<실시예 10>

불소계 용제로서 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-데카플루오로-2-트리플루오로메틸-3-메톡시펜탄[끓는점 55℃, 표면 장력 14.1 mN/m]을 사용하고, 용제의 총량에 대한 불소계 용제의 함유 비율을 30 질량 %로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크를 조제했다. 또한, 불소계 용제와 다른 용제의 총량은 실시예 1과 동일한 400 질량부로 했다. 또한, 잉크의 총량에 대한 불소계 계면 활성제의 함유 비율은 0.94 질량%였다.

<실시예 11 및 비교예 5 내지 6>

불소계 용제로서, HFE-7200 대신 2종 이상의 하이드로플루오로에테르류를 혼합함으로써, 끓는점을 70℃, 25℃에서의 표면 장력을 10 mN/m로 한 것(비교예 5), 끓는점을 70℃, 25℃에서의 표면 장력을 18 mN/m로 한 것(실시예 11) 및 끓는점을 70℃, 25℃에서의 표면 장력을 25 mN/m로 한 것(비교예 6)을 각각 100 질량부 배합한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크를 조제했다.

각 잉크에서의 용제의 총량에 대한 불소계 용제의 함유 비율은 25 질량%였다. 또한, 잉크의 총량에 대한 불소계 계면 활성제의 함유 비율은 0.94 질량%였다.

<실시예 12 내지 13 및 비교예 7 내지 8>

불소계 용제로서, HFE-7200 대신 2종 이상의 하이드로플루오로에테르류를 혼합함으로써, 끓는점을 45℃, 25℃에서의 표면 장력을 14 mN/m로 한 것(비교예 7), 끓는점을 55℃, 25℃에서의 표면 장력을 14 mN/m로 한 것(실시예 12), 끓는점을 90℃, 25℃에서의 표면 장력을 14 mN/m로 한 것(실시예 13), 및 끓는점을 160℃, 25℃에서의 표면 장력을 14 mN/m로 한 것(비교예 8)을 각각 100 질량부 배합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크를 조제했다.

<실시예 14>

불소계 용제로서, HFE-7200 대신 2종 이상의 하이드로플루오로카본류를 혼합함으로써, 끓는점을 70℃, 25℃에서의 표면 장력을 14 mN/m로 한 것을 100 질량부 배합한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크를 조제했다.

<비교예 9>

용제로서, HFE-7200 및 PGMEA 대신 종래의 저장력 용제인 노말헥산을 400 질량부 배합한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크를 조제했다.

<비교예 10>

용제로서, HFE-7200을 배합하지 않고 PGMEA만 400 질량부 배합한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크를 조제했다.

<평가>

(1) 인쇄 시험

상기 실시예 및 비교예에서 조제한 각 색의 잉크를 이용하여, 실리콘 블랭킷을 이용한 반전 인쇄법에 의해, 유리 기판 상에 적, 녹 및 청의 각 색의 스트라이프형의 잉크 패턴(선폭 100 ㎛, 피치 300 ㎛)을 순서대로 인쇄했다. 이에 의해 LCD용 컬러 필터를 제조했다.

실리콘 블랭킷으로는, 0.35 mm의 두께를 갖는 PET 필름의 한쪽 면에 0.6 mm의 두께를 갖는 실리콘 고무의 층을 적층한 적층 구조를 갖는 것을 사용했다.

또한, 실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전면에 잉크층을 형성하기 위해서는 슬릿 다이코터를 이용했다.

그리고, 반전 인쇄법에 의한 앞에서 설명한 컬러 필터의 제조 공정을 통해 하기의 각 항목을 평가했다.

(2) 잉크층의 상태

슬릿 다이코터를 이용하여 실리콘 블랭킷에 형성된 잉크층을 육안 및 광학 현미경을 이용하여 관찰했다. 이에 따라, 핀홀의 유무, 세로 줄무늬의 유무 및 얼룩의 유무를 각각 하기의 기준으로 평가했다.

(a) 핀홀의 유무

○: 잉크층에 핀홀은 보이지 않았다.

×: 잉크층에 핀홀이 보였다.

(b) 세로 줄무늬의 유무

◎: 잉크층에 세로 줄무늬는 전혀 보이지 않았다.

○: 잉크층에 근소한 세로 줄무늬가 보였지만, 실용상 지장이 없는 정도였다.

×: 잉크층에 많은 세로 줄무늬가 보였다.

(c) 얼룩의 유무

◎: 잉크층에 얼룩이 없고 균일했다.

○: 잉크층에 광학 현미경으로 알 수 있을 정도의 근소한 얼룩이 보였지만, 실용상 지장이 없는 정도였다.

×: 잉크층에 육안으로도 알 수 있을 정도의 얼룩이 보였다.

(3) 인쇄 형상

유리 기판 상에 인쇄된 잉크 패턴을 육안 및 광학 현미경을 이용하여 관찰했다. 이에 따라, 잉크 패턴의 형상의 흐트러짐을 하기의 기준으로 평가했다.

◎: 잉크 패턴에 형상의 흐트러짐은 전혀 보이지 않았다.

○: 잉크 패턴에 광학 현미경으로 알 수 있을 정도의 근소한 흐트러짐이 보였지만, 실용상 지장이 없는 정도였다.

×: 잉크층에 육안으로도 알 수 있을 정도의 흐트러짐이 보였다.

이상의 결과를 표 1 내지 표 5에 나타냈다. 또한, 표 3 내지 5에는 각각 비교를 위해 실시예 1의 결과를 병기했다. 각 표 중의 약호(略號)는 하기와 같다.

HFE : 하이드로플루오로에테르류

HFC : 하이드로플루오로카본류

n-Hex : 노말헥산

PGMEA : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트

표 1 내지 표 5의 실시예 1 내지 14와 표 5의 비교예 9 내지 10의 결과로부터, 용제로서 불소계 용제와 다른 용제를 병용함으로써 실리콘 블랭킷의 표면에 대해 적당한 젖음성과 이형성을 겸비하고, 게다가 안전성의 문제나 세로 줄무늬, 얼룩 등의 문제를 잘 발생시키지 않는 잉크를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

또한, 표 1의 실시예 1 내지 5와 비교예 1 내지 2, 표 2의 실시예 6 내지 8과 비교예 3 내지 4의 결과로부터, 상기 효과를 얻기 위해서는 불소계 용제의 함유 비율이 5 질량% 이상, 50 질량% 이하일 필요가 있음을 알 수 있었다. 특히, 불소계 용제의 함유 비율이 30 질량% 이하인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다.

또한, 표 3의 실시예 1, 11과 비교예 5 내지 6의 결과로부터, 상기 효과를 얻기 위해서는 불소계 용제로서 25℃에서의 표면 장력이 12 mN/m 이상, 18 mN/m 이하인 것을 사용할 필요가 있음을 알 수 있었다. 특히, 불소계 용제의 표면 장력이 16 mN/m 이하인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다.

또한, 표 4의 실시예 1, 12, 13과 비교예 7 내지 8의 결과로부터, 상기 효과를 얻기 위해서는 불소계 용제로서 끓는점이 50℃ 이상, 150℃ 이하인 것을 사용할 필요가 있음을 알 수 있었다. 특히, 불소계 용제의 끓는점이 60℃ 이상인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다.

또한, 표 2의 실시예 7, 9, 10, 표 5의 실시예 1, 14의 결과로부터, 상기 효과를 얻기 위해서는 불소계 용제로서 하이드로플루오로에테르류 또는 하이드로플루오로카본류를 사용하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다.

<실시예 15>

바인더 수지로서의 폴리에스테르멜라민 수지[중량 평균 분자량(Mw)=10000] 100 질량부, 착색제 20 질량부, 저장력 용제로서의 n-헥산 100 질량부, 다른 용제로서의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 300 질량부, 불소계 계면 활성제로서의 Surflon(등록 상표) S-611[AGC 세이미 케미칼(주) 제조, 중량 평균 분자량(Mw)=44000] 2.64 질량부 및 안료 분산제 5 질량부를 플래너터리 믹서를 이용하여 혼합하고, 이어서 비드 밀을 이용하여 혼련하여 잉크를 조제했다.

n-헥산(저장력 용제) 100 g에 대한 Surflon S-611의 용해도(23℃)는 2 g이었다. 또한, 잉크의 총량에 대한 Surflon S-611의 함유 비율은 0.5 질량%였다.

또한, 착색제로는 각각 일차 입경이 1 내지 100 nm인 적색 안료[안트라퀴논계 안료], 녹색 안료[브롬화 프탈로시아닌] 및 청색 안료[구리 프탈로시아닌]를 이용하여 적, 녹 및 청의 각 색의 잉크를 조제했다.

또한, 안료 분산제로는 루브리졸사 제조의 Solsperse(등록 상표) 5000(안료 유도체 타입)과, 동사 제조의 Solsperse 24000 GR(SC)을 질량비 1:1로 배합한 혼합물을 사용했다.

<실시예 16 내지 18 및 비교예 11 내지 12>

Surflon S-611의 배합량을 조정하여 잉크의 총량 중의 함유 비율을 0.005 질량%(비교예 11), 0.015 질량%(실시예 16), 5 질량%(실시예 17), 9.5 질량%(실시예 18) 및 12 질량%(비교예 12)로 한 것 이외에는, 실시예 15와 동일한 방법으로 잉크를 조제했다.

<비교예 13>

Surflon S-611 대신 불소계 계면 활성제인 Surflon S-651[AGC 세이미 케미칼(주) 제조, 중량 평균 분자량(Mw)=5400] 2.64 질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 15와 동일한 방법으로 잉크를 조제했다.

n-헥산(저장력 용제) 100 g에 대한 Surflon S-651의 용해도(23℃)는 15 g이었다. 또한, 잉크의 총량에 대한 Surflon S-651의 함유 비율은 0.5 질량%였다.

<비교예 14>

Surflon S-611 대신 불소계 계면 활성제인 MEGAFACK(등록 상표) F-444[DIC(주) 제조, 중량 평균 분자량(Mw)=4800] 2.64 질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 15와 동일한 방법으로 잉크를 조제했다.

n-헥산(저장력 용제) 100 g에 대한 MEGAFACK F-444의 용해도(23℃)는 20 g이었다. 또한, 잉크의 총량에 대한 MEGAFACK F-444의 함유 비율은 0.5 질량%였다.

<실시예 19>

저장력 용제로서 n-헥산 대신 NOVEC(등록 상표) HFE-7200[스미토모 쓰리엠(주) 제조] 100 질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 15와 동일한 방법으로 잉크를 조제했다.

HFE-7200(저장력 용제) 100 g에 대한 Surflon S-611의 용해도(23℃)는 3 g이었다.

<비교예 15>

저장력 용제로서 n-헥산 대신 NOVEC(등록 상표) HFE-7200[스미토모 쓰리엠(주) 제조] 100 질량부를 사용한 것 이외에는 비교예 13과 동일한 방법으로 잉크를 조제했다.

HFE-7200(저장력 용제) 100 g에 대한 Surflon S-651의 용해도(23℃)는 20 g이었다.

<평가>

(1) 표면 장력 측정

상기 실시예 및 비교예에서 조제한 잉크의 표면 장력을 온도 25℃의 환경 하, 에이코 정기(주) 제조의 동적 표면 장력계 SITA t60을 이용하여 최대 포압법에 의해 측정했다.

(2) 점도 측정

상기 실시예 및 비교예에서 조제한 잉크의 점도를, 온도 25℃의 환경 하에서, 콘 플레이트형 점도계[브룩필드사 제조의 디지털 점도계 LVDV-I]를 이용하여, 일본 공업 규격 JIS Z8803_-1991 "액체의 점도-측정 방법"에 게재된 "원추-평판형 회전 점도계에 의한 점도 측정 방법"에 의해 측정했다. 측정 조건은 원뿔의 직경 φ=48 mm(반경 R=24 mm), 원추와 평원판이 이루는 각 α=3°로 했다.

(3) 인쇄 시험

상기 실시예 및 비교예에서 조제한 각 색의 잉크를 이용하여, 실리콘 블랭킷을 이용한 반전 인쇄법에 의해, 유리 기판 상에 적, 녹 및 청의 각 색의 스트라이프형의 잉크 패턴(선폭 100 ㎛, 피치 300 ㎛)을 순서대로 인쇄했다. 이에 따라, LCD용 컬러 필터를 제조했다.

실리콘 블랭킷으로는, 0.35 mm의 두께를 갖는 PET 필름의 한쪽 면에 0.6 mm의 두께를 갖는 실리콘 고무의 층을 적층한 적층 구조를 갖는 것을 사용했다.

또한, 실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전면에 잉크층을 형성하기 위해서는, 슬릿 다이코터를 이용했다.

그리고, 반전 인쇄법에 의한 앞에서 설명한 컬러 필터의 제조 공정을 통해 하기의 각 항목을 평가했다.

(4) 잉크층의 상태

슬릿 다이코터를 이용하여 실리콘 블랭킷에 형성된 잉크층을 육안 및 광학 현미경을 이용하여 관찰했다. 이에 따라, 세로 줄무늬의 유무 및 얼룩의 유무를 각각 하기의 기준으로 평가했다.

(a) 세로 줄무늬의 유무

◎: 잉크층에 세로 줄무늬는 전혀 보이지 않았다.

○: 잉크층에 근소한 세로 줄무늬가 보였지만, 실용상 지장이 없는 정도였다.

×: 잉크층에 많은 세로 줄무늬가 보였다.

(b) 얼룩의 유무

◎: 잉크층에 얼룩이 없고 균일했다.

○: 잉크층에 광학 현미경으로 알 수 있을 정도의 근소한 얼룩이 보였지만, 실용상 지장이 없는 정도였다.

×: 잉크층에 육안으로도 알 수 있을 정도의 얼룩이 보였다.

(5) 인쇄 형상

유리 기판 상에 인쇄된 잉크 패턴을 육안 및 광학 현미경을 이용하여 관찰했다. 이에 따라, 잉크 패턴의 형상의 흐트러짐을 하기의 기준으로 평가했다.

◎: 잉크 패턴에 형상의 흐트러짐은 전혀 보이지 않았다.

○: 잉크 패턴에 광학 현미경으로 알 수 있을 정도의 근소한 흐트러짐이 보였지만, 실용상 지장이 없는 정도였다.

×: 잉크층에 육안으로도 알 수 있을 정도의 흐트러짐이 보였다.

이상의 결과를 표 6, 표 7에 나타냈다. 또한, 표 7에는 비교를 위해 실시예 15의 결과를 병기했다. 상기 두 표 중의 기호는 하기와 같다.

n-Hex : 노말헥산

HFE : HFE-7200

S-611 : Surflon S-611

S-651 : Surflon S-651

F-444 : MEGAFACK F-444

표 6, 표 7의 실시예 15 내지 19, 비교예 13 내지 15의 결과로부터, 저장력 용제 100 g에 대한 용해도가 10 g 이하인, 실질적으로 용제 불용성의 불소계 계면 활성제를 이용함으로써, 실리콘 블랭킷의 표면에 대해 적당한 젖음성과 이형성을 겸비한 잉크를 제공할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 실리콘 블랭킷의 표면에 세로 줄무늬나 얼룩, 핀홀 등이 없는 균일한 두께를 갖는 잉크층을 형성할 수 있음을 알 수 있었다. 그리고, 기판 등의 피인쇄체의 표면에 균일한 두께를 갖는 잉크 패턴을 형성할 수 있고, 게다가 안전성의 문제 등도 잘 발생하지 않는 반전 인쇄법용 잉크를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

또한, 표 6의 실시예 15 내지 18, 비교예 11 내지 12의 결과로부터, 상기 효과를 얻기 위해서는 불소계 계면 활성제를 잉크의 총량 중의 0.01 질량% 이상, 10 질량% 이하의 비율로 함유하고 있을 필요가 있음을 알 수 있었다. 특히, 불소계 계면 활성제의 함유 비율이 0.3 질량% 이상 7 질량% 이하인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 실시형태는 본 발명의 기술적 내용을 명백하게 하기 위해 이용된 구체적인 예에 불과하며, 본 발명은 이들 구체적인 예에 한정하여 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부한 청구 범위에 의해서만 한정된다.

또한, 본 발명의 각 실시형태에 있어서 나타낸 구성 요소는 본 발명의 범위에서 조합할 수 있다.

본 출원은 2009년 11월 6일에 일본 특허청에 제출된 특허 출원 제2009-255447호, 2010년 6월 1일에 일본 특허청에 제출된 특허 출원 제2010-125913호 및 2010년 6월 2일에 일본 특허청에 제출된 특허 출원 제2010-127006호에 대응해 있으며, 이들 출원의 모든 개시 내용은 본원에 참조로 인용되어 있다.

10 : 실리콘 블랭킷
11 : 잉크
12 : 잉크층
13 : 몸통
14 : 슬릿 다이코터
15 : 잉크 공급부
16 : 슬릿 노즐
17 : 판
18 : 볼록부
19 : 오목부
20 : 잉크 패턴
20 : 착색제
21 : 기판
22 : 액정 컬러 필터
23 : 투명 기판

Claims (9)

1. 실리콘 블랭킷의 표면의 전면(全面)에 형성한 잉크층을, 정해진 잉크 패턴에 대응한 오목부를 표면에 갖는 판의 상기 표면에 접촉시키는 공정과, 상기 잉크층을 판의 오목부 이외의 부분의 표면에 전사시키는 것에 의해 상기 실리콘 블랭킷의 상기 표면의 전면에 형성한 잉크층을 선택적으로 제거함으로써, 상기 실리콘 블랭킷의 상기 표면에 상기 오목부에 대응한 잉크 패턴을 형성하는 공정과, 상기 잉크 패턴 형성 후, 상기 잉크 패턴을 피인쇄체의 표면에 인쇄하는 공정을 포함하는 반전 인쇄법용 잉크로서,
   상기 반전 인쇄법용 잉크는 바인더 수지, 착색제 및 용제를 포함하고,
   상기 용제는, 50℃ 내지 150℃의 끓는점 및 12 mN/m 내지 18 mN/m의 표면 장력(25℃)을 갖는 불소계 용제를 상기 용제의 총량에 대해 5 내지 50 질량%의 비율로 함유하고 있으며,
   상기 불소계 용제에 대해 10 g/100 g 이하의 용해도(23℃)를 갖는 불소계 계면 활성제를 상기 반전 인쇄법용 잉크의 총량에 대해 0.01 내지 10 질량%의 비율로 함유하고 있는 것인 반전 인쇄법용 잉크.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 불소계 용제는, 하이드로플루오로에테르류와 하이드로플루오로카본류 중 어느 하나 혹은 양자 모두인 것인 반전 인쇄법용 잉크.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 불소계 계면 활성제는 6000 내지 80000의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 것인 반전 인쇄법용 잉크.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 불소계 계면 활성제는 비이온계 계면 활성제인 것인 반전 인쇄법용 잉크.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 반전 인쇄법용 잉크는 22 mN/m 이하의 표면 장력(25℃) 및 5 mPa·s 이하의 점도(25℃)를 갖는 것인 반전 인쇄법용 잉크.
7. 실리콘 블랭킷의 표면의 전면에 형성한 잉크층을, 정해진 잉크 패턴에 대응한 오목부를 표면에 갖는 판의 상기 표면에 접촉시키는 공정과,
   상기 잉크층을 판의 오목부 이외의 부분의 표면에 전사시키는 것에 의해 상기 실리콘 블랭킷의 상기 표면의 전면에 형성한 잉크층을 선택적으로 제거함으로써, 상기 실리콘 블랭킷의 상기 표면에 상기 오목부에 대응한 잉크 패턴을 형성하는 공정과,
   상기 잉크 패턴 형성 후, 상기 잉크 패턴을 피인쇄체의 표면에 인쇄하는 공정을 포함하는 반전 인쇄법으로서,
   상기 잉크층을 제1항 또는 제3항에 기재된 반전 인쇄법용 잉크를 이용하여 형성하는 것인 반전 인쇄법.
8. 투명 기판, 컬러 필터층 및 블랙 매트릭스층을 포함하는 액정 컬러 필터로서,
   상기 컬러 필터층 및 상기 블랙 매트릭스층은 상기 투명 기판 상에 형성되어 있고,
   상기 컬러 필터층과 상기 블랙 매트릭스층 중 어느 하나 혹은 양자 모두는 제7항에 기재된 반전 인쇄법에 의해 형성되어 있는 것인 액정 컬러 필터.
9. 투명 기판 상에 컬러 필터층과 블랙 매트릭스층 중 어느 하나 혹은 양자 모두를 형성하는 공정을 포함하는 액정 컬러 필터 제조 방법으로서,
   상기 컬러 필터층과 상기 블랙 매트릭스층 중 어느 하나 혹은 양자 모두를 제7항에 기재된 반전 인쇄법에 의해 형성하는 것인 액정 컬러 필터 제조 방법.

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