JPS6135523B2

JPS6135523B2 -

Info

Publication number: JPS6135523B2
Application number: JP57078958A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tanaka; Masahiro Kadooka; Bunya Konishi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-05-10
Filing date: 1982-05-10
Publication date: 1986-08-13
Also published as: JPS58195808A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は光学フイルターの製造方法に関する。

従来、たとえばテレビカメラ用のカラーフイル
ターを作成する場合、必要な分光特性を示す色を
５×10μｍ領域の微小面積に選択的に染色パター
ンを形成する必要がある。この染色による３色カ
ラーフイルターの従来の製造方法として第１図、
第２図に示す方法がある。第１図に示す方法は、
透明ガラス基板１上に、染色可能なゼラチンにク
ロム酸アンモニウムを加えてネガ形の感光特性を
与えた感光膜２を形成ａ、マスク３を用いて光４
を膜２に選択的に照射し、膜２の光照射部分のみ
を残して他を除去し残された部分を染色してカラ
ーフイルタの１色となる染色パターン５を得る
ｂ。

そして、パターン５を次の染色から保護する中
間膜６を形成したのちｃ、前述の感光膜形成、マ
スク露光を再びくり返し中間膜６を介してパター
ン５と隣接する色の異なる染色パターン７を形成
する。さらに、同様な工程を再度くり返し中間膜
８を介してパターン５，７と色の異なる染色パタ
ーン９を形成するｄ。こうして、赤、緑、青など
の染色パターンを順次積み重ねてカラーフイルタ
を作成する。

この第１図の方法では、３回のゼラチン塗布と
３回の染色形状加工および２回の中間膜形成工程
が、染色工程以外に余分に必要であり、微細なカ
〓〓〓
ラーフイルタの製造には極めて不利である。

第２図の方法は、透明ガラス基板１上の染色用
膜１１上にポジ型フオトレジスト１２を塗布して
マスク１３にて光１４を選択露光しａ、染色部分
上のレジスト１２を窓あけしてその部分の染色用
膜１１を染色して染色パターン１５を形成する
ｂ。しかるのち、レジストパターン１２を除去
し、前述の工程をくり返す。すなわち新たなレジ
ストパターン１６を形成し、マスク１７を介して
光１８を照射し染色してパターン１５と色の異な
る染色パターン１９を形成するｃ。そして、再び
新たなフオトレジスト２０を形成しマスク２１を
介して光２２を照射し同様に染色パターン２３を
形成するｄ。

第２図の方法においてもレジスト塗布と窓あけ
加工の工程が多く必要となり、また、染色時に染
料がレジストの窓あけ面積より大きく拡散して染
色され、微細な染色パターンの形成にとつて不利
である。

本発明は、感光性有機着色用材料よりなる被膜
を用い、この被膜の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、有色物と官能
基を反応させて光照射部分のみを着色させる方法
を用いて光学フイルターを製造するものであつ
て、たとえば複数色のモザイク状カラーフイルタ
ーの製造に際し、高解像度（ミクロン領域）
の画像形成ができること、フオトマスクを用
いた紫外線露光のみで平板上に画像形成ができ、
工程が簡単であること、染料による着色法に
おいて、着色濃度を感光性着色材料基材に対する
光照射量で制御し、容易に再現性ある着色を行う
こと等が可能である。

すなわち、本発明では、紫外光とフオトマスク
との組合せによる高精度露光を行うとミクロン領
域の微細な部分着色が可能である。したがつて、
本発明の光学フイルターの製造方法を適用すると
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ー（数種類の色のモザイク
画像）を平板上に容易かつ高精度に作成すること
ができる。

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。

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この共重合体中のチオ
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カチオン染
料により染色できることを本発明者らは見いだし
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アニオン座席を作
り、いわゆる染料を固定できる官能基が生成さ
れ、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％
のテトラヒドロフラン溶液からスライドガラス上
にフイルム（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３図の如くである。図中のＡ２０４５は赤外線
吸収スペクトル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３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４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、フクシン（赤色）メチレンブル（青）アズールＡ（緑）〓〓〓
などでも染色できた。

なお、染料としては、他の色たとえば、シア
ン、マゼンタ、イエロー等も用いることができ
る。

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次のよ
うな(イ)〜(ニ)に示す化合物、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もの
である。

(イ) チオシアナトアセチルベンゼン (ロ) チオシアナトアセチルスチレン (ハ) チオシアナトアセチルエチレン (ニ) チオシアナト酢酸ビニルなお、感光性被膜として用いる場合には、上記
(イ)〜(ニ)を結合材中に分散させて用いてもよい。

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材
料として用いることができる。

以上の着色法を用いてテレビカメラ用のカラー
フイルタを作成する本発明の一実施例の方法を第
５図とともに説明する。まず、透明基体となるガ
ラス基板３０上にチオシアナトアセチルスチレン
共重合体に感光性有機着色基材材料３１よりなる
約40μｍ厚の無色透明なフイルムを塗布しａ、不
透明部（斜線部）を有するフオトマスク３２を用
いて紫外光３３を選択的し照射しｂ、光照射部に
前述した反応を生じさせたのち、染料の入つた前
述した染浴に基板３０を浸漬して材料３１の光照
射部のみ染色してたとえば10μｍ□の赤の染色パ
ターン３４を形成するｃ。

しかるのち、別のフオトマスク３４を用いて、
パターン３４とは別の材料３１の部分に紫外光３
６を選択的に照射ｄ、前述の反応を生じさせたの
ち、前記パターン３４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３４とは異なる
別のたとえば青の染色パターン３７を形成する
ｅ。

そして、同様にパターン３４，３７とは別の部
分の材料３１にマスク３８を用いて選択的に紫外
光３９を照射したのちｆ、パターン３４，３７と
は異なる色の染浴により紫外光３９の照射部のみ
を染色してたとえば緑の染色パターン４０を形成
するｇ。

こうして、たとえばそれぞれ赤、青、緑からな
るカラーフイルター用の染色パターン３４，３
７，４０を有するカラーフイルターが製造され
る。第５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５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、本発明はその他の光学フイルタについても適
用できるとともに、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することがで
きる。

以上のように、本発明の方法によれば、フオト
マスクを用いいた紫外線照射と染色操作により直
接的に感光性基材にモザイク状のカラーフイルタ
ーを作成することができ、従来に比べ工程が少な
くできる。また、本発明では、単層の感光性着色
基材に直接染色するため、高精度の光照射装置を
用いることにより、高解像度（ミクロン単位）の
微細画像を形成できる。また、無色透明な基材が
得られるとともに、感光性着色基材に対する光照
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うことがで
き、高精度な微細パターンを有する光学フイルタ
ーの製造に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄ、第２図ａ〜ｄは従来のカラーフ
イルターの製造工程図、第３図は紫外孔の照射時
間とイソチオシアナト基生成の関係を示す図、第
４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の吸収度Ａ５５５で測定
した関係図、第５図ａ〜ｇは本発明の一実施例の
カラーフイルターの製造工程図である。３０……ガラス基板、３１……感光性有機着色
基材材料、３２，３５，３８……フオトマスク、
３３，３６，３９……紫外光、３４，３７，４０
……染色パターン。〓〓〓〓

Claims

【特許請求の範囲】１透明基板上に感光性有機着色用材料よりなる
被膜を形成し、前記被膜に光を照射することによ
り光照射部を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
させ前記光照射部分のみを着色させることを特徴
とする光学フイルターの製造方法。２感光性着色用材料が、チオシアナトアセチル
基を含む特許請求の範囲第１項記載の光学フイル
ターの製造方法。３被膜への光の照射を選択的に行う特許請求の
範囲第１項記載の光学フイルターの製造方法。４選択的光照射にフオトマスクを用いる特許請
求の範囲第２項記載の光学フイルターの製造方
法。５透明基体上に感光性着色用材料よりなる被膜
を形成する工程と、前記被膜の第１の領域に選択
的に光を照射して官能基を生成し、前記第１の領
域を染色する工程と、前記被膜の前記第１の領域
以外の第２の領域に選択的に光を照射して官能基
を生成し、前記第２の領域に前記第１の領域とは
異なる色を染める工程とを有することを特徴とす
る光学フイルターの製造方法。６感光性着色用材料が、チオシアナトアセチル
基を含む特許請求の範囲第５項記載の光学フイル
ターの製造方法。