JPH0134370B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は着色方法に関し、感光性有機着色用基
材材料の光化学反応の変化を用い、部分着色を、
再現性良く微細かつ高精度に容易に行うことがで
きる方法を提供するものである。

部分着色による画像形成のための着色方法には
潜像形成の過程で分類すると、 ジアゾニウム
写真や青写真のような光化学反応によるもの、
銀塩写真や磁気記録のような物理変化によるも
の、 凸、平、凹、孔版を用いる加圧印刷方式
や感光材料により形成されたパターンの着色のよ
うな形状によるもの、 カールソン法電子写真
プロセスのコロナ帯電潜像や静電記録のような静
電気によるものに大別できる。

青写真法の原理は、鉄の化合物の中で第２鉄
塩は光の照射により第１鉄塩に変化するこの光
化学的性質を写真法に利用したもので、青地白
線法と白地青線法がある。青地白線法は第２鉄
塩と赤血塩が用いられ、第２鉄塩は露光される
と第１鉄塩に変わり、共存する赤血塩によつて
フエリシアン第１鉄（ターンブルブルー）を生
成して青色になる。白地青線法は第２鉄塩を感
光性成分として使用するが、露光後に黄血塩と
反応して可溶性のフエロシアン第１鉄となり現
像中に流出し、未露光部の第２鉄塩は黄血塩と
反応してフエロシアン第２鉄、すなわち、プラ
シアンブルーを生成して青色の像となる。ただ
し、本方法ではいずれの場合でも青色以外の着
色は不可能である。

ジアゾタイプ法。ジアゾ化合物は一般に短波
長光を吸収して光分解反応を起こし、またこの
化合物はアルカリ性においてフエノール類やア
ミノ類（発色剤）と化合してアゾ染料を形成す
る。これを利用したものが陽画感光紙であつ
て、従来の青色写真法により進展している。発
色剤の種類を変えることにより色を変えること
ができる。ただし、１回露光で単一色の着色の
み可能であり、複数色の着色を行なうことは不
可能である。

一方、平板上に数種の色をミクロン単位の微
細なパターンで着色する場合には、レジストな
ど感光性材料で微細パターンを作り一色づつ着
色する方法が用いられている。すなわち、形状
による潜像を作り着色する方法である。

例えば、テレビカメラ用のカラーフイルターを
作る場合には、必要な分光特性を示す色を数十マ
イクロメータ角の面積に染色する必要がある。こ
れを可能とするため次に述べる各方法が検討され
ている。

一つ目は、染色可能なカゼインを染色基材と
し、カゼインにネガ形の感光性を与え、基材を微
細加工してカラーフイルターの一色となる染色パ
ターンを形成する方法を用い、この方法をくり返
すものである。この方法にて赤、緑、青の３色を
形成すると、３回の基材形成、３回の染色形状加
工および染色パターン間の中間膜形成が、染色工
程以外に必要であり、微細なカラーフイルターの
製造には不利である。

二つ目の方法は、染色基材上にポジ形レジスト
を塗布し、露光・現像により染色部分のレジスト
を除去し、染色基材を選択的に染色するものであ
る。この方法も、３色カラーフイルターの製造に
は、３回のレジスト塗布、３回のレジストの加工
を必要とするとともに、染料の拡散により微細な
染色パターンの形成が困難である。

さらに他の方法として、カラー発色基材（銀
塩）を用いる方法もあるが、発色材料に必要な分
光特性を示すものが少なく、カラーフイルターの
形成は容易でない。

本発明は、部分着色において、フオトマスクを
用いた光照射と有色物による染色操作でチオシア
ナトアセチル基を含む感光性有機着色基材に直接
的にたとえばミクロン領域に選択着色を行い、か
つ染色濃度を前記感光性有機着色基材に対する光
照射量で制御し、容易に再現性良く着色を行うこ
とを可能とするものである。さらに本発明は多種
類の色の選択着色を高精度に容易に行うことがで
き、微細な画像形成に好適な方法を提供するもの
である。

本発明の具体的な実施方法とその原理について
以下に述べる。

チオシアナトアセチル基を含む感光性有機着色
用材料の一例として、チオシアナトアセチルスチ
レン共重合体は350nｍより短波長の紫外光の照
射により、その共重合体のチオシアナトアセチル
基は次のように転位してイソチオシアナトアセチ
ル基となる。

このイソチオシアナトアセチルスチレン共重合
体は、アルカリまたは塩基の存在下で有色物すな
わちカチオン染料により染色できることを見いだ
した。そのメカニズムは次のように考えられる。

すなわち、アルカリまたは塩基によりイソチオ
シアナトアセチルスチレンがカチオン染料固定の
ための官能基となるアニオン座席を作りカチオン
染料と反応して染色できる。

具体的な着色（染色）条件は、チオシアナトア
セチルスチレンとアセチルスチレン共重合体（チ
オシアナトアセチルスチレン20モル％）の7wt％
のTHF溶液からスライドガラス上に無色透明な
フイルム（厚さ約40μｍ）を作る。このフイルム
にウシオ製UM102高圧水銀ランプ（UV31フイル
タを用いて310nｍの光を利用）を10cmの距離を
保つて所定時間の光照射を行なう。なお、照射光
としては350nｍ以下の波長のものが適当である。

光照射したフイルムを、フクシンの0.5wt％メ
タノール−ジオキサン溶液（メタノールとジオキ
サンの体積比３：１）50mlとトリエチルアミン
0.3mlからなる染浴に10秒間浸漬した後に水洗し
乾燥する。その結果は、光照射した部分のみフク
シンにより赤色に着色される。

照射時間とイソチオシアナト基生成の関係は、
第１図の如くである。図中のA2045は赤外線吸収
スペクトルの2045cm^-1における吸光度で、−Ｎ＝
Ｃ＝Ｓの生成にもとづく吸光強度を示している。
A1560は同じく赤外線吸収スペクトルの1560cm^-1
における吸光度（ベンゼン環にもとづく）で、フ
イルム基材の量（厚さ）の基準として使用してい
る。第１図のデータからチオシアナトアセチル基
の光によるイソチオシアナトアセチル基への転位
量は、照射時間に比例している。

イソチオシアナト基の量と染色したフイルムの
染色濃度を555nｍの吸光度（A555）で測定した。
その関係を第２図に示す。この結果からイソチオ
シアナト基の含有量に比例して染色濃度が増大し
ていることがわかる。

これらのデータからチオシアナトアセチルスチ
レン共重合体の染色濃度を光照射量により制御す
ることができる。もちろん、染色時間や染料濃度
によつても調整できるが、これらの条件とは無関
係に光照射量により最終濃度を規定できる。

カチオン染料として、 などでも染色できた。

また、チオシアナトアセチル基を含む化合物で
感光性着色材料となる物質としてたとえば(イ)〜(ニ)
に示すような化合物およびその誘導体などがあ
る。誘導体は重合体又は共重合体を含む。

なお、(イ)〜(ニ)の化合物を感光膜として用いる場
合には結合材中に分散させればよい。また、感光
性着色材料が重合体又は共重合体などの高分子形
態では製膜性を有する感光性着色基材として用い
ることができる。

このように、上記感光性有機着色用材料を着色
用基材として用いれば、光照射等にもとづき、有
色物すなわち染料を固定できる官能基が生成さ
れ、有色物と官能基との反応により光照射部分の
みを着色させることができる。したがつて、着色
用基材に複数回の光照射、染色をくり返し行うの
みで部分着色を容易に行うことができ、複数色の
微細な染色パターンを容易に形成できる。また、
光照射量により着色濃度を制御できるので、再現
性ある着色を容易に行うことができる。さらに、
高精度の光照射装置を用いれば、高解像度の微細
画像の形成が可能となる。

本発明にかかる着色方法を用いたテレビカメラ
用のカラーフイルタの製造方法を第３図に示す。

まず透明基体となるガラス基板１上にチオシア
ナトアセチルスチレン共重合体よりなる感光性有
機着色基材材料２を塗布して約40μｍ厚の無色透
明なフイルムを形成し(a)、不透明部（斜線部）を
有するフオトマスク３を用いて紫外光４を選択的
に照射し(b)、光照射部に前述した反応を生じさせ
たのち、前述の染料の入つた染浴に基板１を浸漬
して材料２の光照射部のみ染色してたとえば10μ
ｍ□の赤色の染色パターン５を形成する(c)。

しかるのち、別のフオトマスク６を用いて、パ
ターン５とは別の材料２の部分に紫外光７を選択
的に照射し(d)、前述の反応を生じさせたのち、前
記パターン５とは別の色の染浴により別の色を染
める。こうしてパターン５とは異なる別のたとえ
ば青色の染色パターン８を形成する(e)。

そして、同様にパターン５，８とは別の部分の
材料２にマスク９を用いて選択的に紫外光１０を
照射したのち(f)、パターン５，８とは異なる色の
染浴により紫外光１０の照射部のみを染色してた
とえば緑色パターン１１を形成する(g)。なお、色
としてはシアン、マゼンタ、イエロー等の他の着
色パターンも同様に形成できる。

こうして、カラーフイルター用の染色パターン
５，８，１１を有するカラーフイルターが製造さ
れる。第３図の方法によれば、感光性有機着色用
基材材料に光の選択照射を行い、光照射部のみを
着色可能とし、光照射部に着色パターンを形成す
るため、単に基材材料への選択露光、染色の工程
を用いるのみでフイルターの着色パターンを形成
することができる。したがつて、複数色の着色パ
ターンを有するカラーフイルタの製造に際し、第
３図の方法では複数回の染色用膜の塗布、加工、
あるいは複数回のレジスト塗布、現像、レジスト
除去等の工程を必要とせず、数少ない工程で高精
度なカラーフイルタを容易に製造することができ
る。なお、以上はカラーフイルタについて述べた
が、本発明の材料はその他の光学フイルタについ
ても適用できる。

本発明によれば、光照射により有色物固定のた
めの官能基を生成する感光性有機着色用材料を用
いることにより、この材料を塗布した基材に、マ
スクを用いて光を照射した後に染浴により最初の
一色を染める。そして、別のマスクを用いて同様
の操作を繰り返し他の色を染められ、従来のポジ
形レジスト塗布、レジスト現像およびレジスト除
去の操作等を必要としない簡便な方法でカラーフ
イルタ等の着色パターンを容易に作成できる。ま
た、前述のように無色透明な基材が得られること
は染色にとつては極めて有利である。

以上のように本発明は、フオトマスクを使用し
て光照射を行なうことにより、光照射部分のみが
染料と反応可能となるので部分着色を容易に行な
い得る。すなわち、画像形成を範単に行ない得
る。また、多種類の染料を用いることができ、適
切な分光特性をもつた色を選定でき、色彩や色調
の点で高精度な着色を行うことができる。したが
つて、高精度の光照射装置を用いることにより、
高解像度の微細画像の形成が可能である。

そして、光照射量を調整することにより着色濃
度を制御できるので、再現性のある着色を容易に
行ない得る。

さらに、布地またはフイルムに本発明の着色法
とフオトマスクとを併用すると光照射した部分の
みを容易に着色することができ、光照射と染色を
繰り返すことにより多種類の色の着色を行なえ
る。したがつて、従来の捺染技術で行なわれてい
る布地などの染色や模様形成を容易に行なうこと
ができる。また、本発明では溶液から均一な着色
材料自身の製膜が形成でき、紫外光とマスクとの
組合せによりミクロン領域の微細な部分着色が可
能であり、カラーテレビカメラ用の撮像管あるい
は撮像板に必要なカラーフイルタ（数種類の色の
モザイク画像）を平板上に容易に作成することが
でき、こうした用途にすぐれた効果を発揮するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は照射時間とイソチオシアナト基生成の
関係を示す図、第２図はイソチオシアナト基の量
と染色したフイルムの染色濃度を555nｍの吸光
度（A555）で測定した関係図、第３図(a)〜(g)は
本発明の一実施例にかかるカラーフイルタの製造
工程図である。 １……ガラス基板、２……感光性有機着色基材
材料、３，６，９……フオトマスク、４，７，１
０……光、５，８，１１……染色パターン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チオシアナトアセチル基を含む感光性有機着
   色用基材材料に光を照射することにより光照射部
   の前記材料自身に有色物を固定できる官能基を生
   成し、前記有色物と前記官能基を反応させて前記
   光照射部分のみを着色させることを特徴とする着
   色方法。 ２ 着色用材料がチオシアナトアセチルスチレン
   を含む重合体または共重合体よりなり、前記の重
   合体または共重合体に光を照射し、前記の重合体
   または共重合体の光照射部分の官能基を有色物に
   て着色する特許請求の範囲第１項記載の着色方
   法。 ３ 光として紫外光を用いる特許請求の範囲第１
   項記載の着色方法。 ４ 着色をアルカリまたは塩基の存在下で行なう
   特許請求の範囲第２項記載の着色方法。 ５ 有色物としてカチオン染料を用いる特許請求
   の範囲第２項記載の着色方法。 ６ 重合体または共重合体よりなる薄膜を基板上
   に形成し、前記薄膜に選択的に光を照射する特許
   請求の範囲第２項記載の着色方法。 ７ 有色物としてカチオン染料を用い、前記カチ
   オン染料をアルカリまたは塩基存在下で着色させ
   る特許請求の範囲第２項又は第６項記載の着色方
   法。