(57)【要約】【課題】着色画素上の微小な欠陥部位の修正に必要な修正用インキ、すなわち欠陥部位周囲を汚染することなしに厚く塗ることが可能で、厚く塗っても膜厚を所望の値まで低減することができる修正用インキの提供を目的とした。【解決手段】少なくとも、顔料と単官能モノマーとポリマーを含有する修正用インキであって、顔料を１５〜２５重量％、単官能モノマーを２５〜４０重量％の範囲で含有し、粘度が２４０〜３２０ｍＰａ・ｓｅｃの範囲である修正用インキ、及び該修正用インクを赤外線と紫外線をこの順で照射することにより硬化させること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、顔料と単官能モノマーとポリマーを含有する修正用インキであって、顔料を１５〜２５重量％、単官能モノマーを２５〜４０重量％の範囲で含有し、粘度が２４０〜３２０ｍＰａ・ｓｅｃの範囲であることを特徴とする修正用インキ。
【請求項２】
前記修正用インキを赤外線と紫外線をこの順で照射することにより硬化させることを特徴とする請求項１に記載の修正用インキの硬化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成した着色画素が欠陥を有する場合に、この欠陥を修正するための修正用インキの組成及び前記修正用インキに好適な硬化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に使用するカラーフィルタのように、基板上に黒、赤、緑、青色等の微小着色画素を形成する場合には、着色用材料中、あるいは製造工程中に混入する微小な異物などに起因して、ある程度の確率で欠陥（以下、パターン欠陥と記す）が生じるのが普通である。パターン欠陥には、主として、微小な異物の付着に起因する黒欠陥と、白っぽく色が抜ける白欠陥に分類され、白欠陥は黒欠陥の原因となった異物を含む付着物が脱落するような場合にも生じる。
【０００３】
黒欠陥は、視覚的に黒点として捉えられるだけでなく、基板から突起しているためカラーフィルタとＴＦＴ基板を貼り合わせて表示パネルにした際に、突起が対向するＴＦＴ素子に接触して短絡を起こしたり素子を破壊したりする重大な製品不良を引き起こすこともある。白欠陥は、数十ミクロンの微小欠陥であっても表示装置化した場合に、輝点となって目立つため黒欠陥同様除去する必要がある。
【０００４】
しかしながら、黒白の欠陥部を生じたとしても、特許文献１に開示されているように欠陥部分だけを局所的に修正する技術が確立されるようになったため、生産性を若干低下させるが歩留まりを大きく損うことは少なくなった。しかし、依然として技術的対応が必要であることに変わりはない。この欠陥修正技術は、黒欠陥部位をレーザ照射で焼いて揮散させたり、白欠陥の色抜け部分に着色した紫外線硬化樹脂を塗布して、紫外線照射で硬化させるのが基本である。
【０００５】
着色紫外線硬化樹脂の塗布方法については、ディスペンサによってインキを所定量滴下する方法、インクジェットで滴下する方法、又は先端が平坦な針状物に樹脂を付着させ、それを欠陥部に押し付ける方法（特許文献２参照）等が開示されている。この中でディスペンサにより着色紫外線硬化樹脂を塗布する方法が、より微細な領域に対応できるので好ましいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１０９１９号公報
【特許文献２】特開平８-１８２９４９号公報
【特許文献３】特開２００７−２６４１８６号公報
【特許文献４】特開２００４−６７７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ディスペンサによって修正用インキを塗布すべきカラーフィルタ上の欠陥部位（又は、当該件欠陥を周囲も含め取り除いた部位）は比較的大きな面積を占めており、修正用インキが欠陥部位全体を被覆するように濡れ性を良くするため、粘度が５０〜１００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲と低めに調整した紫外線硬化樹脂を使用してきた。
この低粘度の修正用インキは、より微細な画素を修正対象とすると、低粘度のため少量塗布が難しく周囲に拡がるため、修正に必要な所定の膜厚が稼げないという問題があった。また、当該修正用インキは、成分中に高分子樹脂を相対的に多めに含むため、ディスペン
サの目詰まりを起こしやすく生産性を低下させるという問題があった（特許文献３、特許文献４）。
さらに、修正用インキは乾燥硬化時に体積収縮を起こすが、その制御が難しく所定の形状を正確に再現できないという問題があった。
そこで本発明は、着色画素上の微小な欠陥部位の修正に必要な修正用インキ、すなわち欠陥部位周囲を汚染することなしに厚く塗ることが可能で、厚く塗っても膜厚を所望の値まで低減することができる修正用インキの提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、少なくとも、顔料と単官能モノマーとポリマーを含有する修正用インキであって、顔料を１５〜２５重量％、単官能モノマーを２５〜４０重量％の範囲で含有し、粘度が２４０〜３２０ｍＰａ・ｓｅｃの範囲であることを特徴とする修正用インキとしたものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記修正用インキを赤外線と紫外線をこの順で照射することにより硬化させることを特徴とする請求項１に記載の修正用インキの硬化方法としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明になる修正用インキは、顔料濃度を低めに設定しても（普通は固形分濃度を低めにすれば粘度は低下する）粘度が高く維持でき、しかも濡れ性が低下しない。そのため、修正用インキを欠陥部位だけに、周辺に拡がることなしに、少量塗布であっても厚めの塗布が可能となった。また、顔料濃度が低いのでディスペンサの目詰まりも発生しにくい。上記修正用インキに本発明になる乾燥方法を適用すると、修正用インキが色味のあわせ込みなどで多少厚めに塗布された場合でも、乾燥過程で修正用インキ中の特定成分を飛散させることで厚みの制御が可能になり、所定の形状と厚さの再現が容易となった。したがって周辺部との段差も少なくなるので液晶配向へ悪影響を与えることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）〜（ｄ）白欠陥の修正工程を模式的に説明する断面視の図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）修正用インクの硬化時の膜厚変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明になるカラーフィルタ欠陥修正用の修正用インキは、単官能モノマーを希釈溶媒として使用して従来組成よりも着色顔料濃度を低く設定したことを特徴とする。顔料濃度を低くしたことで、ディスペンサー先端の目詰まりを低減し、カラーフィルタ表面におけるインク濡れ性の低下を抑えた。単官能モノマーで希釈したことで修正用インキの粘度が低下せず、一回の吐出で所定量の塗布が可能となり、十分な膜厚の確保と硬化過程での膜厚調整が容易となった。
すなわち修正箇所の色味を所定の値とするためには、顔料濃度が低く設定されているので厚めにインクを塗布するが、赤外線（以下、ＩＲと記す）照射を適用することにより単官能モノマーを飛散させることで厚さの調整を容易にしたものである。
【００１３】
以下、これらの点について実施の形態に基づいて説明する。
【００１４】
本発明になるカラーフィルタ欠陥修正用の修正用インキに用いられる単官能及び多官能モニマーとしては、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン（メタ）アクリレート、ジペ
ンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート、トリメチロールプロパンアクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールアクリレート、トリメチロールプロパンＰＯ変性アクリレート、ジペンタエリスリトール、カプロラクトン等の各種アクリル酸エステルおよびメタアクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。
【００１５】
本発明になるカラーフィルタ欠陥修正用の修正用インキに用いられる光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光重合開始剤、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が挙げられる。
【００１６】
本発明によるカラーフィルタ欠陥修正用の修正用インキに用いられる着色顔料剤の具体例をカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーで示す。
【００１７】
・Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ：（Ｃ．Ｉ．）１，１：２，１：ｘ，９：ｘ，１５，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１５：５，１５：６，１６，２２，２４，２４：ｘ，５６，６０，６１，６２，８０
・Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ：（Ｃ．Ｉ．）１，１：ｘ，３，３：３，３：ｘ，５：１，１９，２３，２７，２９，３０，３２，３７，４０，４２，５０
・Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ：（Ｃ．Ｉ．）１，１：ｘ，２，２：ｘ，４，７，１０，３６，３７
・Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ：（Ｃ．Ｉ．）２，５，１３，１６，１７：１，３１，３４，３６，３８，４３，４６，４８，４９，５１，５２，５５，５９，６０，６１，６２，６４，７１，７３
・Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ：（Ｃ．Ｉ．）１，２，３，４，５，６，７，９，１０，１４，１７，２２，２３，３１，３８，４１，４８：１，４８：２，４８：３，４８：４，４９，４９：１，４９：２，５２：１，５２：２，５３：１，５７：１，６０：１，６３：１，６６，６７，８１：１，８１：３，８１：ｘ，８３，８８，９０，９７，１１２，１１９，１２２，１２３，１４４，１４６，１４９，１６６，１６８，１６９，１７０，
１７１，１７２，１７５，１７６，１７７，１７８，１７９，１８０，１８４，１８５，１８７，１８８，１９０，１９２，２００，２０２，２０６，２０７，２０８，２０９，２１０，２１５，２１６，２１７，２２０，２２３，２２４，２２６，２２７，２２８，２４０，２４６，２５４，２５５，２６４，２７２，２７９
・Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ：（Ｃ．Ｉ．）１，２，３，４，５，６，１０，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，２０，２４，３１，３２，３４，３５，３５：１，３６，３６：１，３７，３７：１，４０，４２，４３，５３，５５，６０，６１，６２，６３，６５，７３，７４，７７，８１，８３，８６，９３，９４，９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０６，１０８，１０９，１１０，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９，１２０，１２３，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９，１３７，１３８，１３９，１１４，１４６，１４７，１４８，１５０，１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６，１６１，１６２，１６４，１６６，１６７，１６８，１６９，１７０，１７１，１７２，１７３，１７４，１７５，１７６，１７７，１７９，１８０，１８１，１８２，１８５，１８７，１８８，１９３，１９４，１９９，２１３，２１４
また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を添加することもできる。
【００１８】
上記以外の分散剤や固形分についての詳細は省略するが、赤色、緑色、青色、黒色の着色層に対する欠陥修正用の修正用インキの組成の一例を表１に示した。また、表２には、表１に示す組成で硬化後の典型的な厚みにおける色度とＯＤ値の一例を記載した。
この修正用インキ組成の特徴は、着色顔料の含有量が、修正用インキ１００重量％に対して１８〜２５重量％の範囲と低く設定され、単官能モノマーが２５〜４０重量％の範囲と相対的に多めに設定されていることである。
また、インキの製造は、まず顔料・単官能モノマー・分散剤をミックスして分散させ、モノマー・熱硬化性樹脂等・添加剤を後添加してインキ調整を行う。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
【表２】
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【００２１】
尚、本発明によるカラーフィルタ欠陥修正用の修正用インキは、ＵＶ硬化型でもあるので、画素欠陥の修正に用いる修正装置においては、修正を施すカラーフィルタを照明する透過照明及び反射照明へのＵＶカットフィルタの装着、また、修正を行う作業場の照明にはＵＶカットをした安全光の採用などの配慮が必要である。また、修正用インキを調製する作業場の照明、及び運搬、保管用の容器についても同様な配慮が必要である。
【００２２】
図１（ａ）〜（ｄ）は、白欠陥（ピンホール）を修正する方法の一例の説明図である。図１（ａ）は、ガラス基板１０上にブラックマトリックス１、着色画素２が順次に形成された段階で、着色画素２に白欠陥３が発生した状態を上面視で表したものである。着色画素２の大きさは、３００μｍ×１００μｍ、膜厚は１．６μｍ程度である。白欠陥３の幅は、１０μｍ〜３００μｍ程度の大きさのものが修正の対象となる。
【００２３】
図１（ｂ）は、着色画素２の白欠陥３の部分に修正用開口４が形成された段階を表したものである。白欠陥の外観平面形状は種々あるので、修正を容易にするために当該白欠陥をその内部に含む単純な形状、例えば、図１（ｂ）に示すように、正方形の形状に周囲の着色画素ごと除去したものである。本実施例では４０μｍ□とした。この着色画素の除去
には、例えば、レーザーを用い当該部分を揮散させることで可能である。開口部の形状については、修正用インキの特性に応じて垂直形状、台形状等適宜選択できる。欠陥がない着色画素には、中心に４０μｍ□の開口部をレーザ照射により形成した。
【００２４】
図１（ｃ）は、着色画素２内の垂直状の修正用開口４に対し、ディスペンサを用いて修正用インクを滴下した様子を模式的に表した上面視の図であり、図１（ｄ）は、図１（ｃ）におけるＸ−Ｘ線での断面視図である。一般には、硬化過程で修正用インキの体積収縮があるので開口内に収まるようなるが、図１（ｄ）で示すように開口から若干溢れ出て拡がることもある。
【００２５】
次に、本発明になる組成の修正用インクをディスペンサを用いて上記大きさの開口部に滴下して硬化実験を試みた。滴下量と硬化条件及び結果は表３と図２に記載した。着色層の厚みは１．６μｍとしたので、深さが１．６μｍの開口部に対して、赤、緑、青、黒色の修正用インキを着色画素表面に対して７０％、１００％、１３０％埋設するように滴下した。
【００２６】
１３０％は深さ以上に滴下した場合であるが、本発明になるインクは粘度を２４０〜３２０ｍＰａ・ｓの範囲に設定してあるので開口周辺への拡がりは無視できる程度であった。粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下の場合には、厚くなるように滴下するとインク溢れが発生し狙いの色度に合わせるのが困難で周囲を汚染する。また、顔料濃度は１５〜２５％と低く設定されているためディスペンサの目詰まりが発生する頻度は７％程度以下と低かった。
修正用インキの滴下量は滴下時間で制御した。１００％の場合で約４ｐｌの滴下量である。
【００２７】
【表３】
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【００２８】
次に、１００℃のＩＲオーブンでＩＲ照射を行った。次いで、３６５ｎｍの紫外線を１５００ｍＪ／ｃｍ２照射して官能性モノマー、ポリマーを光重合させて物理的耐性を付与した。その後、着色部の厚みを基準として修正用インキ皮膜の厚みを測定した。リファレンスとして、ＩＲ照射のない紫外線照射だけの場合の皮膜厚みも測定し、結果は上記の表３、図２に示した。
【００２９】
図２から、ＵＶ照射だけでは赤、青、黒色のインクは、ＵＶ照射だけでは照射前の膜厚からの変化が少ないか、滴下量に応じて膜厚が変化しないため、色味が所望の値であっても周辺との段差解消や膜厚の微妙な制御が難しいことを示している。これに対し、予めＩＲ照射により単官能モノマーを昇華させると、皮膜の膜厚を滴下量に対応してほぼ単調に変化せせることが可能であった。
【００３０】
本インキは、顔料濃度が低く設定してあるので、インクは厚く塗る必要があるが単官能モノマーをＩＲ照射で昇華させて膜厚を調整することで修正部周囲との段差を抑えることができた。修正部周囲との段差は−０．５〜１．０μｍに制限することが可能であった。
【００３１】
ＩＲ温度については、８０〜１２０℃の範囲、紫外線光量は３００〜３０００ｍＪ／ｃｍ２照射の範囲、波長は３００〜４００ｎｍの範囲で適宜設定し膜厚調整をすることができる。膜厚をＩＲ照射で調整した後にＵＶ照射することで皮膜に耐性を持たせて且つ化学的に安定化させることができた。
【符号の説明】
【００３２】
１、ブラックマトリックス
２、着色画素
３、白欠陥
４、開口部
５、修正用インキ
１０、基板
【図１】
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【図２】
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