JPS6091303A - 着色画像の形成法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、透明な着色画像の形成法に関し、さらに詳し
ぐは、カラー液晶表示装置、カラーファクシミリ、３管
式または単管式カラービデオカメラ、固体カラービデオ
カメラなどに装着されるカラーフィルタあるいはステン
ドグラスなどに用いられる透明な着色画像の形成法に関
する。

〔発明の技術的背景ならびにその問題点〕近年家庭用カ
ラービデオカメラに対する関心が急速に高まりつつある
。家庭用カラービデオカメラは、小型であること、軽量
であることそして高価でないことが要求されており、こ
のため２種または３種以上の色相を異にする極めて微細
なストライプが透明基板上に設けられたカラーフィルタ
ーを撮像管に装着した単管式カラービデオカメラが用い
られ工いる。また同様の目的で、カラービデオカメラの
固体撮像素子の受光面上に直接密着するようにしてカラ
ーフィルターを設けた固体〃カラービデオカメラも提案
されている。

一方、液晶表示装置においても、表示される画像のカラ
ー化に対する関心が高まっており、そのための１つの方
法として、平行な一対の透明電極間に液晶材料を封入し
、透明電極を不連続な微細区域に分割するとともに、こ
の透明電極上の微細区域のそれぞれに赤、青、緑のいず
れか１色から選ばれたカラーを交互にパターン状に設け
る方式あるいは基板上にカラーフィルタを形成した後透
明電極を設ける方式などが提案されている。

このようにカラービデオカメラあるいはカラー液晶表示
装置などに用いられるカラーフィルターは５色相の異な
る２種または３種以上の色に着色された極めて微細な領
域を透明基板あるいは固体撮像素子上に設けることによ
って形成されている。

一般に、微細な領域を色相の異なる２　ＵＡまたは３種
以上の色に着色するには、透明な着色画像（画素）を形
成しつる感光性樹脂が用いられている。

従来、感光性樹脂により２種または３種以上の透明着色
画像を形成するに番ま、まずポリビニルアルコール、ポ
リビニルピロリドン、ゼラチン、カゼイン、グリユーな
どの親水性樹脂に、感光材として重クロム酸塩、クロム
酸塩あるいはジアゾ化合物などが添加されてなる感光性
樹脂を、透明基板あるいは固体撮像素子などの支持体上
に塗布して透明感光性樹脂層を形成する。次いで、この
感光性樹脂層上に所定形状の開ロバターンを有するマス
クを載置し、露光および現鐵を行なって第１樹脂層を形
成し、この第１樹脂層を所望の染料で染色して第１透明
着色画像を形成する。次に、この第１透明着色画像上に
、染料の移行を防止するために、疎水性樹脂からなる透
明な防染用樹脂膜を形成した後、第１透明着色画像の形
成法と同様にして第２透明着色画像を形成する。上記の
操作を繰り返すことによって、２種または３種以上の色
に着色された透明着色画像が支持体上形成される。

ところが上記の方法によれば、各色ごとに感光性樹脂層
を所定形状にパターニングしなければならず、しかも各
色ごとに透明な防染用樹脂膜を形成しなければ、複数色
の透明着色画像を設けることができないため、製造工程
が極めて煩雑であるという欠点がある。さらに、ある柚
のカラーフィルターは、その使用中に加熱される場合が
あるが、上記方法では染料を用いて透明画像が着色され
ては限界があり、この点で満足のいくものではなかった
Ｏ また、上記の方法によれば、透明基板上に設けられる着
色画像層の膜厚がかなり厚いため、たとえばカラー液晶
表示装置などにこの着色画像を用いると、・磁圧降下現
象が大きく認められるという問題点があった。

〔発明の目的ならびにその概要〕

本発明は、従来技術に伴なう上記のような欠点あるいは
問題点を一挙に解決しようとするものであり、以下のよ
うな目的を有する。

（ａ）　カラーフィルターなどのように２種またを１３
種以上に着色された透明着色画像を隣接して支持体上に
設ける際に、各色ごとに感光性樹脂層を所定形状にパタ
ーニングする必要がなく、シかも各色ごとに透明な防染
用樹脂膜を形成する必要カーなく、したがって製造工程
を簡略化しつる透明な着色画像の形成法を提供すること
。

、＋＋　−ｅｌ、ｍＷ＆、−ｙ＋ＦｌｆｆＷ−ｗ−ｊ＋
１ｆｆｆｆＪｉ　ナーＳＢ日ｆｒ’Ｍイ６画像を提供し
つる透明な着色画像の形成法を提供すること。

（Ｃ）　着色画像層の膜ＪＩ−を小さくすることが？、
ｉＪ能な透明な着色画像の形成Ｊを提供すること。

上記のような目的を達成するため、本発明に係る透明な
着色画像の形成法は、支持体上に導電膜を所定のパター
ン状に形成し１次いで顔料が分散された分散媒中でのこ
気泳動電着により所定位置のパターン化された導電膜上
に顔料を８８させて透明な着色画像を形成し、さらに必
要に応じ℃上記操作を複数回繰り返して複数色の透明な
着色画像を前記導電膜上に形成することを特徴としてい
る。

本発明にて得られる透明な着色画像を、カラー液晶表示
装置に用いる場合には、支持体および導電膜は透明であ
ることが好ましい。

〔発明の詳細な説明］ 本発明における着色画像は、透明であって、支持体上に
所定のパターン状に形成されたＢ［定位置の導電膜上に
、顔料が分散された分散媒中での電気泳動電着により顔
料を電着させて形成されるが、支持体および導電膜は一
般に透明であることが好ましく、以下の説明においては
、透明支持体上に透明４電膜が形成され、その上に透明
な着色画像が形成される場合について主として説明する
。

このような支持体としては、パイレックスガラス、石英
ガラス、合成石英板、光学用樹脂板、透明樹脂フィルム
などの透明支持体あるいはブラウン晋基板、固体撮像素
子などが用いられうる。

この透明支持体上に、まず透明導４力蕗が、蒸看法ある
いはスパッタリング法などの成膜法により０．５〜２．
５μｍの、膜厚で積層される。透明導電膜としては、酸
化インジウム（、Ｉｎ２Ｏ，）、　酸化スズ（Ｓｔ□Ｏ
７）、インジウム−スズｔｓｙ化′吻（Ｉ’ｆ’（’）
）などが用いられる。

次いでこの透明導電ＪＩｊＪは、常法に従ってパターン
化されるが、この除マスキング材料としては、ＡＺ−１
３５０（ボッ型レジスト、ヘキスト社製）。

ＦＨＰ　Ｒ（ボッ型レジスト、富士薬品工業）などのホ
トレジストが用いられ、またエツチング液とし°Ｃは塩
化鉄系エツチング液、塩酸、フン化アンモニウムと硝酸
との混合液などが用いられる。

次に、パターン化された透明導電膜が設けられた透明支
持体は、顔料が分＃！ｉされた分散媒中に浸漬され、所
定位置のパターン化された透明導電膜上に顔料が鑞着さ
れ、透明な着色画像が形成される。

本明細書において「顔料」とは、有機溶剤あるいは水に
離溶性である着色粉末を意味し、有機顔料および無機顔
料を含めて意味する。なお、ある種の染料は、有機溶剤
あるいは水に難溶性であるものがあり、この種の染料は
本発明における「顔料」として用いることができる。

有機含料としては、アゾレーキ系、不溶性アゾ系、縮合
アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ジオキサ
ジン系、イソインドリノン系、アントシキノン系、ペリ
ノン系、チオインジコ系。

ペリレン系、あるいはこれらの顔料の混合物が用いられ
うる。

無機顔料としては、ミロリプル−１黄鉛、カドミウムエ
ロー、黄色酸化鉄、クロムバーミリオン。

酸化鉄、ベンガラ、カドミウムレッド、アンチモン朱、
コバルト紫、マンガン紫１群査゛、紺青、コバルトフル
ー、センリアンプルー、クロムクリーン、ジンクグリー
ン、ピリアジン、エメラルドグリーン、コバルトグリー
ンなどが柑いられうる。

顔料が分散される分散媒としては、有機溶剤またをよ水
あるいはこれらの混合物が用いられつる。

これらのうち、有機溶剤が好ましく、具体的には。

アセトン、石油エーテル、トルエン、キシレン、トリク
レン、ヘキサン、ｎ−ブチルアルコールなどが挙げられ
る。

顔料と分散媒とは、重量比で０．１　：　１００　ない
し３０：　１００の割合で用いられる。なお、この分散
系に非イオン界面活性剤などの界面活性剤を添加しても
よい。

この顔料をパターン化された透明導疏膜上に電着させる
に際して、顔料が分散媒中で負に帯電する場合には、透
明導電膜は陽極に接続され、対向電極としては白金成極
あるいはステンレスなどが用いられる。陽極と陰極との
間の電極間隔は、１〜３０皿程度であり、・印加電圧は
５０〜５００　Ｖ程度であり、電界の強さは１０〜５０
０　ｖ／　（！Ｉｎ　Ｋ調節される。

また、顔料が分散媒中で正に帯電する場合には。

透明導電膜は陰極に接続され、対向電極としては前記の
ものが用いられる。

このようにして、パターン化された透明電極上に０．２
〜１．５μｍの膜厚を有する透明な着色画像が形成され
る。この値は、・感光性樹脂膜を用いた場合の着色画像
の膜厚がほぼ２μｍ程度であるのと比較し℃、かなり小
さい。

上記のような操作を複数回繰り返すことによって、複数
色の透明な着色画像をパターン化された透明導電膜上に
形成することができる。

このような操作により、透明導電膜上に顔料が電着され
てなる透明な着色画像が形成されるが。

この透明な着色画像を液晶表示装置に用いる場合には、
さらにこの着色画像上にポリイミドなどの配向層を設け
ることもできる。

本発明に係る透明な着色画像は、特に液晶表示装置に用
いられる場合に効果的である。というのは、液晶表示装
置の場合には、透明な着色画像の背面から光が照射され
、また着色画像上にポリイミド膜などの配向層が熱硬化
法などにより設けられるため、着色画像の耐光性および
耐熱性が要求されるが、本発明に係る透明な着色画像は
顔料から構成されており、顔料は耐光性匂よび耐熱性に
優れているからである。

本発明により得られる透明な着色画像に、２００υ程度
で１時間程度加熱処理を加えても、その分光透過率特性
はほとんど変化せず、優れた耐熱性を有している。なお
、一般の染料によって染色された着色画像は、２０１で
数十分間加熱されると大きく退色する。

また本発明により得られる透明な着色画像は。

カーボンアークランプで２００時間程まで光照射しても
色相の変化は認められず、優れた耐光性を有している。

〔発明の効果〕

本発明に係る透明な着色画像の形成法は、支持体上に導
電膜を所定のパターン状に形成し、次いで顔料が分散さ
れた分散媒中での電気法！ＩＩｔ着により、所定位置の
導電膜上に顔料を電着させて透明な着色画像を形成し℃
おり、以下のような効果を有する。

（ａ）　顔料が有機溶剤あるいは水に不溶性あるいは難
溶性であるため、各色ごとに透明な防染用樹脂膜を形成
する必要がない。

（ｂ）　透明な着色画像は、パターン化された導電膜上
に電気泳動電着によりパターン化されて電着されるため
、各色ごとに感光性樹脂膜を所定形状にパターニングす
る必要がない。

ＣＣ）　着色画像は顔料により形成されているので、染
色により着色された従来の着色画像と比較して、耐熱性
ならびに耐光性に優れている。

（ｄ）　着色画像は′電気泳動電着法により形成されて
いるため、着色画像層の膜厚を小さくすることが可能で
ある。

実施例１ １．１ｎｒｎ厚のパイレックスガラス基板に、インジウ
ム−スス酸化物（ＩＨ，Ｑｓ　９５％　ｔ　Ｓｎｏｗ　
５％）のターゲットを用いてスパッタリング法により８
００Ａの膜厚に透明導電膜を成膜した後、ポジレジスト
であるＡＺ−１３５０（ヘキスト社製）を塗布後所定パ
ターンを用いてパターン露光し、次いで現像しベーキン
グした後、塩化鉄のエツチング液で透明導電膜をエツチ
ングした。その後レジストを剥膜して所定パターンの透
明導電膜をガラス基板上に形成した。次に赤色顔料であ
るＢＧ　Ｒｅｄ　ＲＣｏｎｃ（大日本インキ（株）製）
とトルエンとプライオライＣＭＳ　（グツドイヤー社製
）とを、１０：　１００：５（重量比）の割合で混合し
た後、ボールミルで２４時間以上分散化し、得られた分
散物と石油系溶剤であるアイソパーＨ（エッソ社製）と
を１　：　８０　（重量比）の割合で分散させて赤色分
散媒を作製した。次に所定形状にエツチングされた透明
導電膜をこの分散液中に浸漬し、電極端部を陽極に接続
した後、陰極に白金電極を用いて上記赤色分散媒中で電
極間隔を２ｍｍとし′″Ｃ１００Ｖの電圧を印加して、
赤色顔料を所定電極上に電気泳動電着法により０．７μ
ｍの膜厚で電着した後。

これを１５０℃３０　ｍｉｎ加熱し℃乾燥し第１色目の
赤色画像を形成した。次に緑色顔料であるフタロシアニ
ングリーン（大日精化（抹）製）とトルエンとプライ第
２イＯＭＳとを１２　：　１００　：　５（重量比）の
割合で混合した後ボールミルで２４時間分散化し、得ら
れた分散物とアイソパーＨとを１：８０（重量比）の割
合で混合分散して緑色分散媒を作製した。次に赤色色要
素を形成した場合と同様の方法により０．７μｍの膜厚
に緑色画像を電着しこれを１５０υ３０ｍ１ｎ加熱し℃
第２色目の緑色画像を形成した。ざらに背色顛料である
インダンスレンブル−（三井東圧（株）製）とトルエン
とプライオライＯＭＳとを、８：１０ｕ：５（重量比）
の割合で混合した後ボールミルで２４時間分散化させ、
得られた混合物とアイソパーＨとを１＝８０（重量比）
の割合で混合分散して青色分散媒を作製し、上記と同様
にし′″ｃｏ、７μｍの膜厚に青色画像をｔ看し、これ
を１５０υ３０　ｍｉｎ加熱して第３色目の青色画像を
形成した。このようにして本発明の着色画像を形成した
。

次にポリイミド樹脂であるフォトニース（東しく株）製
）を上述のようにして得られた着色画像上に０．３μｍ
の膜厚で塗布した後、１８０１７１ｈｒ加熱硬化しラビ
ング処理をし℃、所定対向電極と組み合イつせてシール
した後、液晶を注入してフルカラー液晶表示装置を作製
した。得られたフルカラー液晶表示装置は良好なカラー
画像を提供した。

実施例２ 実施例１と同様にして所定形状にパターン化された透明
導嵯膜を形成した後、赤色顔料（クロモフタルレッドＢ
ＲＮ（チバガイギー社製すをアセトンに分散させ′電極
間隔を１０ｍｍとして３００ｖの直流電圧を印加して０
．５μｍの膜厚に電気泳動電着により赤色顔料を電着し
１８０υ３０ｍｉｎ加熱して第１色目の赤色画像を形成
した。次に緑色顔料であるリオノールグリーン２Ｙ−３
０１（東洋インキ製造（株）製）をアセトンに分散させ
電極間隔を１０皿として４００Ｖの直流電圧を印加して
０．５μｍの膜厚に緑色顔料を電着して、これを１８０
Ｃ３０ｒｎｉｎ加熱して第２色目の緑色画像を形成した
。

次に青色顔料（クロモブルーＡ　３　Ｒ（チバガイギー
社製）とアセトンに分散させ電極間隔を１０ｍ１１１と
して３００ｖの直流電圧を印加して０゜５μｍの膜厚に
青色顔料を電着し、これを１８０υ３Ｇｍｉｎ那熱して
、第３色目の青色画像を形成して、本発明の着色画像を
得た。

この青色画像をフルカラー液晶表示装置に適用したとこ
ろ良好なカラー画像が得られた。

出願人代理人　猪　股　清

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体上に導電膜を所定のパターン状に形成し、次
   いで顔料が分散された分散媒中での電気泳動電着により
   所定位置のパターン化された導電膜上に顔料を電着させ
   又透明な着色画像を形成し、さらに必要に応じて上記操
   作を複数回繰り返し℃複数色の透明な着色画像を形成す
   ることを特徴とする着色画像の形成法。 ２、支持体が透明支持体であり、しかも導電膜が透明導
   電膜である特許請求の範囲第１項に記載の着色画像の形
   成法。