JPS60184841A - 多色表面着色体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する分野〕 本発明は、簡便な多色表面着色体の製造方法に関するも
のである。

〔従来技術〕

一般的に、多色表面青色体音作製する方法としては、ス
クリーン印刷やフォトリソグラフィー等の手段を利用す
るものがある。だが、スクリーン印刷てはすでに着色さ
れた部分が次の染色工程によって二度染めされないよう
にする防染の必要はないが、パターンの微細化には限度
があり、多色化が進むほど印刷位置の精度は悪くなる。

フォトリソグラフィーは微細パターンに可能であるが、
色変えのたびにフォトリソグラフィ一工程ｔ＝す必要が
あり、二度染めを防ぐ防染法が必要となって工程が極め
て複雑となる。

そこで、本発明者は特願昭５７−２３５９５４において
パターンが微細になってもずれが生じず色変えが特殊な
防染全せずに可能であり、且つ堅牢な多色パターンを、
簡便に製造する方法を提案した。この方法は基板上に導
電膜を配して電極とし、高分子と色素からなる溶液から
着色層全選択的に形ｈＶする方法であム同色に電着する
電極には同時に電１圧を印加するが、この場合電極の取
り出しが困難であるという問題を有している。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の欠点を除去するためになされたもので
、あらかじめ導電層の一部を基板内で電気的に短絡して
おくことにより、より簡便に、また接触不良の心配もな
く多色化が行えるようにしたものである。この方法に用
いられる基板は表面が絶縁性であれば、基板との密着性
の良い導電性薄膜層ケ選ぶことにより、その材質、形状
についてに制限にない。

〔発明の構成〕

以下、本発明の重要点である高分子のＭ着による着色層
の形成方法について述べる。高分子？電極上に電着させ
る手段の１つとして、単量体を電極上で電気化学的に重
合させる方法がある。この方法の１例として、鉄板上で
種々のビニル化合物を電気化学的に重合させ、高分子皮
膜を得たという報告がある（金属表面技術　Ｖｏｌ、　
１９．　Ａ１２・１９６Ｂ）。また最近では、ビロール
、チオフェン等全電気化学的に重合させ、ポリピロール
、ポリチェニレン等の導電性高分子に電極上に作成した
研究も盛んに行なわれている。しかし、このような、直
接単量体を電気化学的に重合させる手段に、効率がまだ
よくない、得られた膜がすでに着色しており、着色の任
意性に欠ける等、本発明に用いるには問題点を有してい
る。電極上に高分子を電着させるもう１つの方法として
、高分子溶液より電極上に高分子全不溶化、析出させる
方法がある。この−例としては、高分子水溶液に顔料を
分散させ、金属全浸漬して電極として用い、該金属上に
着色層を電着させる電着塗装と呼ばれる方法が工業的に
知られており、自動車ボディのプレコーティング等に用
いられている。この方法の原理に、高分子に親水性基、
例えばカルボキシル基金導入し、そのカルボキシル基を
無機アルカリ、有機アミン等で中和、水溶化したものを
用いる。

そして水溶化した高分子の水溶液に電極全浸漬し、電圧
を印加すると、水溶液中で隔離しているカルボキシルア
ニオンが陽極に向って電気泳動し、電極上で水の電気分
解により生じたプロトンと反応することによ゛りて高分
子が不溶化、析出してくる。

すなわち、陽極上では次式に示す反応が起こシ高分子の
析出が見られることになる。

２Ｈ，０−４ｎ”＋Ｏｔ↑＋４ｅ また、親水性基に塩基性基（例えはポリアミン）を用い
、酸により中オロ、水溶化すれば、逆に陰極上で高分子
の析出が見られることになる。

電着された高分子が電気絶縁性の場合、電極が高分子で
被覆されるとともに電流が減少し、それ以上の被覆を防
げるため膜厚の増大は期待できないと考えられるが、実
際は水の電気分解による発生酸素の気泡のため初期の完
全被覆は避けられ、絶縁層となるまでにある程度の膜厚
が得られることとなる。通常、電着塗装でに１００〜２
００ｖの電圧印加で１０〜２０μｍの膜厚を得ているが
、高精度、高細度の多色表面着色体を目的とする場合は
、パターン間が数μｍの距離となり、膜厚が厚いとパタ
ーン間の融着が起こる。そのため着色層は薄い方がよく
１μ扉程度が望ましい。このためには後の実施例で述べ
るように、樹脂濃度、電圧、溶媒組成全最適に設定する
必要がある。このようにして得られた高分子層は電気浸
透の効果により水分含蓄が少なく、塗布法等で作製した
膜よりも密着性の良い均一な膜となる。

アニオン電着用の高分子としては、天然乾性油とマレイ
ン酸の付加物、カルボキシル基を導入したアルキド樹脂
、エポキシ樹脂とマレイン酸の付加物、カルボキシル基
を導入したポリブタジェン樹脂、アクリル酸またにメタ
クリル酸とそのエステルとの共重合体等が用いられ、電
着皮膜の特性により他の高分子または官能基金持つ有機
化合物を高分子骨格中に導入する場合もある。透明性、
光沢性等の外観全重視する場合にはアクリル系もしくに
ポリエステル系の高分子が適している。また高分子中の
カルボキシル基、水酸基等の親水性官能基の量は重要で
あり、親水性基が多すぎると電着層の不溶化が充分でな
く不均一な膜となり、少なすぎると中和時の水溶性が不
充分となる。高分子の溶媒としては水が主成分であるが
、イソプロハノール＋　ｎ−フチルアルコール、ｔ−プ
ｆルアルコール、メチルセロソルフ、エチルセロソルブ
、イングロビルセロソルブ、ブチルセロソルブ。

ジエチングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールエチルエーテル、ジアセトンアルコール等の親水性
溶媒が高分子の重合用溶媒として含まれる。含まれる親
水性溶媒の種類、量はやはり膜厚や電着層の均一性に犬
きく影響する。

着色は、染料又は顔料金高分子と共に電着させることに
より可能である。

捷だ、硬化した着色層は完全なＰ３縁層となっており、
再び電着浴中に浸漬２通電しても再電着や二度染めは起
らないので、本発明の２色目以降の電着にあたって、選
択すべき導電層の端子以外にすでに電着された導電層の
一部捷たげ全部の電極にも同時に電圧印加する方法によ
り、簡便に多色表面着色体全製造することができる。

〔実施例〕

以下、多色表面着色体の製造方法について実施例をもと
に具体的に説明する。

（実施例１） 実施例として第１図に示すようなストライブパターン全
ａ幅２００μｍで赤、緑、青の順に色分けされた透過性
の多色表面着色体全作製した。

以下、その製造方法について具体的に述べる。

■　バターニング工程 １はガラスより成る透明基板で、該透明基板上ｖｃＯＶ
Ｄ法により酸化スズ透明導電膜が形成される。該透明導
電Ｂｋｋエツチングにより１色目の導電１１Ｑを基板端
部で短絡させたストライブ状にパターニングし、透明１
１ｊＪ！ｊ　２　、２′、　２“を得る。

■　電着工程 次に下記組成の塗料（ニスビアＥＤ−３０００神東塗料
製） ニスビアＢＤ−！＋０００ 全用い、以下の組成の電着浴を作る。

使用する染料に、親水性溶媒であるメチルセロソルブに
可溶なものに限定され、その溶解度により、染料重量比
Ｘの上限が定まる。つまり、高い着色濃度を得るために
ｌ”ｔｘが大きいこと、染料のメチルセロソルブへの溶
解度が高いことが必要とされる。望ましい染料は親水性
溶媒に可溶な金属錯塩構造金持つ油溶性染料であジ、こ
の染料は親水性溶媒に対する溶解度が高く、耐光性も非
常にすぐれている（製品名でｉｊ　Ａｉｚｅｎ　Ｓ７〕
１ｌｏｎ　０１ｅｏｓｏｌＦａｓｔ、、　Ｎｅｏｚａｐ
ｏｎ　Ｖａｌｉｆａｓｔ等）。例えば次式のような分子
構造を持つものがある。

カラーインデックス番号５ｏｌｖｅｎｔ　Ｒｅｄ浴の作
製手順はニスビアＫＤ−’５０００−（Ｈ水に溶解させ
る。次に染料を溶解させたメチルセロソルブを前記水溶
液に加え、染料を均一に分散させる。このときメチルセ
ロソルブは分散媒として働イテイるが、添加量が多くな
ったり、セロソルブのアルキル基の炭素数が増えると、
膜厚の増大、膜の不均一化をもたらす。

以上のように作製した電層浴中ンこ、透明電極２゜２１
．２”が形成された透明基板１を浸漬する。ノくターニ
ングされた透明型１ｉ　２　、２／　、　２”のうち、
まず第１の色に染色する透明電極２を陽極として対極゛
との間に１０〜４０Ｖの電圧を６分間印加する。

透明電析２にあらかじめ電気的に短絡するようにバター
ニングされているので導電コ゛ム等？使うことなく通電
することができる。このとき電流は通電直後、大きな電
流が流れるが、しだいに減少し、はとんど０に近づく。

通電後、透明基板１を引き上げ充分に水洗り、！圧が印
加されていない部分に付着した溶ｆＬヲ洗い流す。水洗
後、乾燥させると、電圧會印加した電極には透明性のよ
い着色層が形成されている。

■　硬化工程 次に、電着により形成した着色層中のポリエステル樹脂
とメラミン樹脂を焼付けに、！、り縮合反応を行わせ硬
化させる。焼付けは空気中、１７５℃で３０分行えば硬
化する〃；、着色層の堅牢性を高めたい場合には、焼付
は時間を長くするか、減圧して焼付はキする。硬化後の
着色層の膜°厚は１．５μｍであった。

硬化した着色層は完全な絶縁層となっており、再び電着
浴中に浸漬、通電しても再電着や二変染めは起らないの
で、二度目以降の着色層の形成については、すでに着色
層全形成した電極全同時に選択し電圧印加しても必要な
部分だけに二色目又はそれ以降の着色層を形成すること
ができる。すなわち、二麿目ＴＤａ部、二度目にｂ部に
導電ゴム等を接触させることにより選択的電着が可能で
ある。

このように、異なった色調の直着浴中で電着、硬化とい
う工程を繰り返すことにより多色表面着色体が実現され
る。

本実施例では透明電極２　、２’　、　２“上にそれぞ
れ赤の着色層６、緑の着色層３′、宵の着色層３“全バ
ターニング工程−赤の電着工程−硬化工程−緑の電着工
程−硬化工程−青の電着工程−硬化工程という方法で製
造し、非常に簡便に行うことができた。この方法によれ
ば最初のバターニング工程で所望の精度が得られれば、
後工程での・精度劣化はなく、本実施例においても透明
電極２　、２’　、　２＃と着色層３　、３’　、　３
’の間にはパターンずれ、はみ出し等は全くなかった。

また、本実施例に於いては、透明電極２に２′及び２〃
の電着時に、透明電極２′は２＃の電着時にそれぞれ同
時に選択、電圧印加されているが、再電着による膜厚の
増大、他色の着色による色の変化にみられなかった。ま
た得られた着色層は均一で酸、アルカリ、各種有機溶剤
、熱水等に犯されにくく、剥離に対する強度も充分なも
のであった。

使用した金属錯塩染料は、着色層中で極めて安定で、カ
ーボンアーク試験５６０時間を経た後も初期光吸収率の
９５％以上の値？示し、すぐれた耐光性を有していた。

本実施例のような多色表面着色体の応用例としては、電
卓、時計等に使われる液晶表示などの表示素子の多色化
手段として有用であυ、電着用電極がその１ま表示用電
極として使用でき、極めて利用価値が高く、％にマトリ
クス駆動素子のようブト　嵐鰭Ｆｌｌ”　宜岬ビ〔プシ
Ｊじ÷にθ）４ξ　イｂ　イレＥ；Ｆｉ！！’　シ　Ｉ
　イ右壬ＩＩである。なお、表示素子に用いる場合は、
導電膜が短絡しているととは問題となるが、フィルター
作製後、短絡部を切断することにより、容易に解決でき
る。

（実施例２） 第２図に示すように、２度目に電着する透明電極２′を
も、あら力λじめ透明電極２と反対側で短絡する様にバ
ターニングした。実施例１の浴で３度目の通電の時だけ
第２図（ａ）部に導電ゴムを使って電着したところ、実
施例１と同様な効果が得られた。本実施例では導電ゴム
を使うのが１回で済む為、より簡単に多色化全行なうこ
とが出来た。

（実施例６） 第３図に示すように、実施例２と同様に透明電極２，２
′は短絡させ電圧印加用端子２＃ハスルホールを介して
、基板の裏側で短絡させた。実施例１と同様の浴を使っ
て電着、硬化全線り返したところ実施例１と同様の効果
が得られた。また実施例１．２では導電ゴム全相いてい
るため、接触不良による電着されない部分ができる場合
があるが、本実施例では全くみられなかった。また電着
時の通電もより容易に行うことができた。基板に透明雷
ｗＬヲ形成する工８はやや複雑となるが、これらの点で
有利である。

〔発明の効果〕

以上、実施例で具体的に述べたように、本発明によれば
電着時の接触不良の心配もなく、また端子の取り出し方
法もたやすくなり、簡便に多色表面着色体を製造するこ
とが可能である。また得られる多色表面着色体は高精度
、高細度、堅牢かつ信Ｆｉｊの高いものであり、表示素
子の多色化手段、撮像管等の光学的多色分離手段への応
用のみならず、多方面への応用が期待されるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の実施例に用いた多色
表面着色体用電極形成の平面図、第４図は本発明による
多色表面着色体の断面図である。 １・・・基板 ２　、２’　、　２・・・・電極 ３　、３’　、　３’・・・着色層 ４・・・スルホール 以　上 出願人　セイコー電子工業株式会社（他１名）代理人　
弁理士　最　上　務 第１０ 第２図 第１頁の続き ■発明者杉野谷　充 ０発　明　者　佐　野　豊 ［相］発明者加藤　直溝 ＠発明者野村　農相 ＠発明者遠１）相馬 ０発明者伊藤　慎二 東京都江東区亀戸６丁目３１番１号　セイコー電子工業
株式東京都江東区亀戸６丁目３１番１号　セイコー電子
工業株式会社内 東京都江東区亀戸６丁目３１番１号　セイコー電子工業
株式逗子土山ノ根３丁目１番７号 茅ケ崎市東海岸南２丁目１旙１３号 習志野市東習志野５丁目１番１号 東京都葛飾区金町６丁目６番１４号 習志野市東習志野３丁目７番２４号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　基板上に互いに絶縁されて配置された特定のパ
   ターンの導電層を形成し、次にそれらの導電層上に電着
   により高分子と色素全付着せしめた着色層全順次形成す
   る多色表面着色体の製造方法において、同色に着色され
   る導電層の少なくとも一色以上の電圧印加用端子の少な
   くとも２本以上をあらかじめ基板内で電気的に短絡して
   通電し、電着による着色層を形成すること全特徴とする
   多色表面着色体の製造方法。
2. （２）　前記基板上に配置された複数の導電層の電圧印
   加用端子全各色ごとに異なった長さにし、同色に電着さ
   れる導電層の少なくとも一色以上の電圧印加用端子の少
   なくとも２本以上をあらかじめ基板内で電気的に短絡さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多色
   表面着色体の製造方法。
3. （３）前記基板上に配置された複数の導電層の電圧印加
   用端子をスルホールを介（７て基板の裏イリ１：で電気
   的に短絡させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の多色表面着色体の製造方法。