JPH06229B2 - 基材表面皮膜の染色法 - Google Patents

基材表面皮膜の染色法

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JPH06229B2
JPH06229B2 JP61068733A JP6873386A JPH06229B2 JP H06229 B2 JPH06229 B2 JP H06229B2 JP 61068733 A JP61068733 A JP 61068733A JP 6873386 A JP6873386 A JP 6873386A JP H06229 B2 JPH06229 B2 JP H06229B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はガラス等の透明な基材を染料により複数の色で
ストライプ又はモザイク状等に染色する為の染色法に関
するものである。
近年、ガラス等の透明な基材を着色し、各種ディスプレ
ー等に使用されつつある。特にガラス等の透明基材を着
色し色分解用フィルターとして液晶テレビジョン又はテ
レビジョン用カメラのカラー化の為に増々需要が増大し
つつある。本発明はかかる需要を満たす為になされたガ
ラス等の透明基材を複数の色でストライプ、又はモザイ
ク状等に染色する方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、この分野においては主として可染性樹脂としてカ
ゼイン、ゼラチン等蛋白質系天然高分子物質又は合成高
分子系の可染性感光性樹脂が用いられているが、これ等
の可染性樹脂の用いられ方には主として次の2つの方法
がある。
1)可染性樹脂を適当な濃度に希釈した溶液をガラス板等
に塗布し、皮膜を形成し、次に、マスクを介して露光、
現像を行い第一色目のストライプ又はモザイク状等の可
染性樹脂膜(硬化皮膜)を形成させ、これを所定の分光
特性を有する染料により染色する。次に、この染色皮膜
を防染膜でコートし、或は染料固着剤で処理し、再びガ
ラス板等に同様の方法で可染性樹脂膜を形成させ、2色
目の染料で染色する。この操作を順次繰返し、所望のカ
ラーフィルターを形成する。
或は、 2)可染性感光性樹脂を用いてガラス等の基材表面に可染
性樹脂膜(硬化皮膜)を設けた上に防染性感光性樹脂膜
を形成しマスクを用いて露光し、現像して1色目のスト
ライプ又はモザイク部分等を除去した防染マスクを設け
た後に所定の分光特性を有する染料にて染色し、該防染
マスクを除去又は除去しないまま再び可染性樹脂膜の上
に防染性感光性樹脂膜を形成し、同様に露光、現像し2
色目のストライプ又はモザイク部分等を除去した防染マ
スクを形成し、染色する操作を繰返し、所望のカラーフ
ィルターを形成する。
(発明が解決しようとする問題点) 前述のストライプ又はモザイク状等に可染性樹脂膜を形
成させ染色する1)の方法は、ストライプ又はモザイク状
等の可染性樹脂膜の形成、染色、防染膜のコート操作を
繰返し行う為に防染膜の層が幾重にも重なり、製品全体
の染色膜が厚いものになってしまう。染色膜が厚くなる
とこれら染色物が使用されようとしている液晶TV用カ
ラーフィルターとしては視野角が狭いとか、透明度が低
下する等の問題を生ずる。更に又工程が極めて多く煩雑
である等の欠点を有する。
或は、染料固着剤を使用する方法においても高価な可染
性感光性樹脂を染色回数だけコートしなければならない
という問題がある。
又、2)の方法においては可染性樹脂のコート回数は一回
で薄膜のカラーフィルターができるという利点はある
が、高価な防染性感光性樹脂膜を染色回数コートしなけ
ればならないという問題がある。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は、これらの問題を解決すべく検討を行った
結果、可染性感光性樹脂を用いてガラス等の基材表面に
可染性樹脂膜(硬化皮膜)を設けた上に防染性感光性樹
脂膜を形成し、マスクを用いて露光し、現像して1色目
のストライプ又はモザイク部分等の染色部分を除去した
防染マスクを設けた後に所定の分光特性を有する染料に
て染色し、次いで染料固着剤で処理した後1色目と同様
にマスクを用いて未露光部の防染性感光性樹脂膜の露光
現像を行い、2色目のストライプ又はモザイク部分等の
染色部分を除去した後、所定の分光特性を有する染料に
て2色目の染色をし、この操作を繰返し、順次可染性樹
脂膜をストライプ又はモザイク状等に染色することを特
徴とする基材表面皮膜の染色法を行うことにより目的を
達成できることがわかり本発明を完成するに至った。
即ち本発明の方法によると、基材表面皮膜(可染性樹脂
膜)の形成は1回のみであり、かつ、防染性感光性樹脂
膜の形成も1回のみで、膜形成操作は計2回で極めて省
力的であり、経済的である。
本発明で用いられる可染性感光性樹脂(A)としては種々
のものが使用でき、例えば (1) ゼラチン、カゼイン等に感光性を付与した組成物 或いは (2) (a)可染性モノマー(B) 10〜80重量% (b)親水性モノマー(C) 5 〜60重量% (c)疎水性モノマー(D) 5 〜60重量% より成る共重合体(J)に感光剤(G)を加えてなる 及び/又は感光性化合物(E)をペンダントに反応させて
得られる可染性感光性樹脂(A)か (3) (a)可染性モノマー(B) 10〜80重量% (b)親水性モノマー(C) 5 〜60重量% (c)疎水性モノマー(D) 5 〜60重量% (d)感光性基を有するモノマー(F)0.1〜30重量
% より成る可染性感光性樹脂(A) 等が挙げられる。
ここで可染性モノマー(B)として例えば、 (N,N−ジメチルアミノ)エチルアクリレート (N,N−ジメチルアミノ)エチルメタクリレート (N,N−ジエチルアミノ)エチルアクリレート (N,N−ジエチルアミノ)エチルメタクリレート (N,N−ジメチルアミノ)プロピルアクリルアミド (N,N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリルアミド (N,N−ジメチルアミノ)エチルビニルエーテル (N,N−ジメチルアミノ)プロピルアクリレート (N,N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート 4−ビニールピリジン、ジアリールアミン、 2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピルト
リメチルアンモニウムクロライド メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムク
ロライド 等が挙げられる。
又、親水性モノマー(C)としては、例えば次のものが挙
げられる。
ヒドロキシエチルアクリレート ヒドロキシエチルメタクリレート アクリルアミド、メタクリルアミド ビニールピロリドン ジメチルアミノアクリルアミド 又、本発明で用いられる疎水性モノマー(D)としては例
えば、 メチルアクリレート、メチルメタクリレート エチルアクリレート、スチレン p−メチルスチレン、ブチルアクリレート ブチルメタクリレート 2−エチルヘキシルアクリレート 2−エチルヘキシルメタクリレート 等が挙げられる。
又、感光性基を有するモノマー(F)としては、例えば次
のものが挙げられる。
p−シンナモイルオキシスチレン β−シンナモイルオキシエチルビニルエーテル β−シンナモイルオキシエチルアクリレート又はメタク
リレート p−(シンナモイルオキシメチル)スチレン p−シンナミリデンアセトキシスチレン β−(フルフリルアクリロイルオキシ)エチルアクリレ
ート又はメタクリレート 7−アクリロイルオキシクマリン 7−メタクリロイルオキシクマリン 6−ヒドロオキシメチルクマリンアクリレートと又はメ
タクリレート β−(p−シンナモイルフェノキシエチル)ビニールエ
ーテル p−(β−スチリルフェニール)アクリレート又はメタ
クリレート p−フエニルマレイミドアセトキシスチレン 4'−メタクリロイルオキシ−4−スチルバゾール 1−メチル−4−(p−メタクリロイルオキシスチリ
ル)ピリジニウムメトサルフエート 又感光剤(G)としては例えば次のようなものがある。
4,4'−ジアジドカルコン 2,6−ビス(4'−アジドベンザル)シクロヘキサノン 2,6−ビス(4'−アジドベンザル)4−メチルシクロ
ヘキサノン 1,3−ビス(4'−アジドベンザル)−2−プロパノン 1,3−ビス(4'−アジドシンナミリデン)−2−プロ
パノン 1,3−ビス(4'−アジドベンザル)−2−プロパノン
2'−スルホン酸 4,4'−ジアジドスチルベン−2,2'−ジスルホン酸 1,3−ビス(4'−アジドベンザル)−2−プロパノン 2,6−ビス(4'−アジドベンザル)シクロヘキサノン
−2,2'−ジスルホン酸 2,6−ビス(4'−アジドベンザル)−4−メチルシク
ロヘキサノン ジアゾ樹脂 感光剤(G)は共重合体(J)に対し0.1〜30重量%用い
るのが好ましい。
又、感光性化合物(E)としては、例えば次のものが挙げ
られる。
β−クロロエチル桂皮酸エステル β−ブロモエチル桂皮酸エステル β−ブロモエチルシンナミリデン酢酸エステル β−ブロモエチルフリルアクリル酸エステル p−β−ブロモエチルオキシカルボニルベンザルアセト
フエノン 4−クロロアセトキシスチルベン β−クロロエチル−p−アジドベンゾエート β−ブロモエチル−p−アジドベンゾエート p−アジド安息香酸クロライド 桂皮酸クロライド シンナミリデン酸クロライド β−フリルアクリル酸クロライド p−クロルカルボニルスチルバゾール m−スルホニルアジド安息香酸クロライド p−アジド桂皮酸クロライド p−(β−クロルカルボニルエトキシ)スチルバゾール これら感光性化合物(E)は共重合体(J)に4級化又はエス
テル化反応によりペンダントさせて用いられる。
感光性化合物(E)は共重合体(J)に対し0.1〜30重量
%用いるのが好ましい。
本発明においては、可染性感光性樹脂をガラス又はプラ
スチック等の基材の表面に塗布する。この場合、可染性
感光性樹脂は溶剤に溶解し、必要に応じ公知の光反応開
始剤を加え塗布する。溶剤としては例えばジオキサン、
2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、ト
ルエン、キシレン、N−メチルピロリドン等が使用出来
る。溶剤は適当な粘度となる量用いるのが好ましい。
可染性感光性樹脂溶液を基材に塗布すると塗布後溶剤は
揮散し、基材表面に皮膜が形成される。この皮膜の厚さ
は例えば0.2〜100ミクロンの任意の厚さとするこ
とができる。
この基材表面に形成された皮膜は活性光線を照射し反応
させることにより可染性樹脂膜(硬化皮膜)となる。活
性光線としては例えば可視光線、紫外線、電子線、X線
等が挙げられる。
活性光線を照射して得られた可染性樹脂膜の上に防染性
感光性樹脂膜を形成し、マスクを用いて露光し、現像し
て1色目のストライプ又はモザイク部分等の染色部分を
除去した防染マスクを設けた後に、所定の分光特性を有
する染料にて染色する。ここで防染性感光性樹脂膜の形
成、マスクを介しての露光及び現像は従来公知の方法で
行えばよい。
防染性感光性樹脂としてはポジ型のものが用いられる。
ポジ型のものとしては例えばAZ111S(ヘキストジ
ャパン社)、OFPR77(東京応化工業(株))、O
EBR1010(東京応化工業(株))、PBS(Mea
d社)等がある。
特定の分光特性を有する染料としてはアニオン染料を用
いる。
アニオン性染料としてはカラーインデックス(Society
of Dyers and Colourists発行)にC.I Acidとして記載
されている酸性染料、同じくC.I Directとして記載され
ている直接染料及び同じくC.I Reactiveとして記載され
ている反応性染料等が挙げられるが、特に酸性染料が好
ましい。酸性染料としてはC.I Acid Yellow17、同4
9、同67、同72、同127、同110、同135、
同161、C.I Acid Red37、同50、同111、同1
14、同257、同266、同317、C.I Acid Blue
41、同83、同90、同113、同129、同18
2、同125、C.I Acid Orange7、同56、C.I Acid
Green25、同41、C.I Acid Violet97、同27、同
28、同48等が挙げられる。
これらを用いて染色する方法は染料0.01〜200重量部
を水1000重量部に溶解する。この際液のpHは弱アル
カリ〜酸性の範囲で良い。この染料溶液にて室温〜10
0℃の温度範囲で染色するものであるが、高温で染色す
ると短時間で染色物を得ることが出来るので高温で行う
ことが好ましい。
このようにして1色目の染色を行った後、染色物を染料
固着剤で処理する。
本発明で用いられる染料固着剤としては、例えばタンニ
ン酸系フィック剤〔例えばHifix SL(大日本製薬
製)等〕が挙げられる。染料固着剤を用いて染料を固着
する方法は従来公知の方法で行われるが、例えばHifix
SL1〜5g、有機酸(例えば酢酸等)1〜5gを水1
に溶解し、この溶液にて50〜80℃、0.5〜10分
間処理するのが好ましい。高温処理あるいは処理時間が
長くなると逆に染料の脱落が起り好ましくない。
以下、露光現像、染色、染料固着剤処理を同様にして繰
り返すと最終染色物が得られる。
(実施例) 実施例1〜4 表−1処方の液体を窒素雰囲気中75〜80℃、5時間
重合反応を行なわせたのち、この重合溶液に各々β−ブ
ロモエチル−p−アジドベンゾエート6部を添加、70
℃、2時間反応を行わせた。この反応溶液にエチルセロ
ソルブ250部及びカヤキュアーDETX(日本化薬
(株)社製、チオキサントン系光反応開始剤)10部を
添加し可染性感光性樹脂液とした。この可染性感光性樹
脂液をガラス板に塗布し、次にこのガラス板を100
℃、20分間乾燥したのち紫外線硬化を行った後、14
0℃、30分間ポストベークを行った。
この可染性樹脂膜の厚さは0.7〜1.0μmであっ
た。この樹脂膜を水に5分間浸漬した後、風乾し、この
樹脂膜の上に更にOEBR1010(東京応化(株)
製)(防染性感光性樹脂)をスピンナにて3000rp
m,20秒塗布した。次にこのガラス板を150℃、2
0分間乾燥したのちモザイク状マスクを介して電子線照
射し、専用現像液にて2分間現像、乾燥後、ブルー5P
(日本化薬社製、カラーフィルター用染料)0.1%溶
液で65℃、3分間染色すると露光部のみがモザイク状
に青色に染色されたガラス板が得られた。
更にこのガラス板をハイフィックスSL(大日本製薬
(株))3g、酢酸2gを水1にて希釈した溶液に7
0℃2.5分撹拌下浸漬し、水洗後、乾燥した。
次にこのガラス板にOEBR1010をスピンナにて
3000rpm20秒塗布し150℃、20分間乾燥した
後、モザイク状マスクを介して未染色部の一部を電子線
照射し、前回同様現像、乾燥後、レッド14P(日本化
薬社製、カラーフィルター用染料)0.1%溶液で65
℃、5分間染色すると青色の他に赤色が入り混ったモザ
イク状に染色されたガラス板が得られた。更にこのガラ
ス板に上記の処方で染料固着を行った後同様に未染色部
の電子線照射、現像、乾燥操作を行い、次いでグリーン
1P(日本化薬社製、カラーフィルター用染料)0.1
%溶液で65℃10分間染色し、固着処理を行った。
更にこのガラス板をメチルエチルケトンにて室温10分
間撹拌下浸漬することにより未染色部のOEBR101
0を剥離すると青色及び赤色の他に緑色が入り混ってモ
ザイク状に染色されたガラス板が得られた。実施例1〜
5で得られたこれらのガラス板のモザイク模様の染色性
及び顕微鏡観察結果は表−2の通り。
表−2のように実施例1〜5に於いては染色性は良であ
り、非露光部への染料のにじみもなく、パターンは非常
に鮮明であった。
実施例6〜10 表−3処方の液体を窒素雰囲気中75〜80℃、5時間
重合反応を行わせたのち、この各重合溶液にN−メチル
ピロリドン150部、エチルセロソルブ100部、1,
3−ビス(4′−アジドベンザル)−2−プロパノン
1.5部を添加溶解し、可染性感光性樹脂液とした。こ
の可染性感光性樹脂液をガラス板に塗布し、次にこのガ
ラス板を100℃、20分間乾燥したのち、紫外線硬化
を行い140℃、30分間ポストベークを行った。
この可染性樹脂膜の厚さは0.7〜1.0μmであっ
た。この樹脂膜を水に5分間浸漬し、風乾した後、次に
この樹脂膜の上に更にOEBR1010をスピンナにて
3000rpm,20秒の条件で塗布した。以下実施例1
〜5と同じ操作を行ったところ青色、赤色、緑色の入り
混ったモザイク状に染色されたガラス板が得られた。実
施例6〜10で得られたこれらのガラス板のモザイク模
様の染色性及び顕微鏡観察結果は表−4の通り 実施例11,12 上記表−5処方の液体を窒素雰囲気中、活性光線の存在
しない状態で60〜65℃にて重合反応を行わせたのち
この各重合溶液にN−メチルピロリドン100部、エチ
ルセロソルブ150部、4,4'−ビス(ジメチルアミ
ノ)ベンゾフェノン5部を添加溶解し、可染性感光性樹
脂液とした。
この可染性感光性樹脂液を用いて実施例1〜5と全く同
様にして染色物を製造した所、いずれの場合も染色性は
良で非露光部への染料のにじみがなくパターンの非常に
鮮明な解像度のよい染色物が得られた。
実施例13 実施例1と同様の処方にて作成した重合溶液300部に
p−アジド安息香酸クロライド9部を加え60℃、2時
間反応を行った。
次にこの反応溶液を再沈法により精製した。このポリマ
ー10部にエチルセロソルブ40部及びカヤキュアーD
ETX1部を添加し、可染性感光性樹脂液とした。この
可染性感光性樹脂液を用いて実施例1と同様の操作を行
った所、染色性は良好であり、非露光部への染料のにじ
みもなく解像度のよい染色物が得られた。
実施例14 実施例1においてハイフィックスSL(Hifix SL)
の代りにタンニン酸1gを用い、それ以外は実施例1と
同様にして実験を行ったところ、実施例1と同様に染色
性の良い、非露光部への染料のにじみのない、パターン
の非常に鮮明な染色物が得られた。
(発明の効果) 本発明によればカラーフィルター等の表面皮膜染色基材
作製工程での膜のコート回数は2回であり、高価な可染
性感光性樹脂及び防染性感光性樹脂の使用量は従来の方
法に比して極めて少くてすみ経済的であり、膜硬化操作
も少く、工程上極めて省力化できる。しかも可染性樹脂
膜は一層なため薄く、得られる染色物の透明性が良く、
視野角が広く、液晶TV用カラーフィルターとして好適
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 5/20 101 7348−2K 5/22 7348−2K

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可染性感光性樹脂を用いて基材表面に可染
    性樹脂膜を設けた上に防染性感光性樹脂膜を形成し、マ
    スクを用いて露光し現像して1色目の染色部分を除去し
    た防染マスクを設けた後に所定の分光特性を有する染料
    にて染色し、次いで染料固着剤で処理した後1色目と同
    様にマスクを用いて未露光部の防染性感光性樹脂膜の露
    光現像を行い、2色目の染色部分を除去した後所定の分
    光特性を有する染料にて2色目の染色をしこの操作を繰
    返し、順次可染性樹脂膜を染色することを特徴とする基
    材表面皮膜の染色法。
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