DE2249060A1 - Verfahren zur herstellung von bildern mittels einer stark lichtabsorbierenden oder lichtundurchlaessigen lichtempfindlichen schicht, die sich auf einem durchsichtigen oder durchscheinenden traeger befindet - Google Patents

Verfahren zur herstellung von bildern mittels einer stark lichtabsorbierenden oder lichtundurchlaessigen lichtempfindlichen schicht, die sich auf einem durchsichtigen oder durchscheinenden traeger befindet

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Description

K 2159A ' PP-Dr.P.-is 14. September 1972
~ AZ-729. .
Beschreibung
zur Anmeldung der ; '
AMERICAN HOECHST CORPORATION ·
Bridgewater, New Jersey
U.S.A.
für ein Patent
betreffend
Verfahren zur Herstellung von Bildern mittels, einer stark lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen lichtempfindlichen Schicht, die sich auf einem durchsichtigen oder durchscheinenden Träger befindet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bildern mittels einer stark lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Schicht, die, sich auf einem durchsichtigen oder durchscheinenden Träger befindet. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft das Belichten einer Kopierfolie mit einer fest darauf haftenden, bestän-
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digen, positiv arbeitenden lichtempfindlichen Schicht, ^uf der ein entwickelbar.es Bild erzeugt wird, indem man die beschichtete Oberfläche unter einem transparenten Original mit aktinischem Licht belichtet und zusätzlich die Folie gleichmäßig von der Träger.seite ^er belichtet» um so die Lichtmenge zu verringern, die erforderlich, ist^ um die Entfernung der belichteten Stellen der Schicht beim Entwickeln zu ermöglichen. Ein weiterer Erfindungsgegenstand betrifft die Aufbringung eines lichtundurctolässigen Umfeldes auf Glas bei der Herstellung von Bildröhren für Fernsehapparate.
Die Bildstellen der belichteten und entwickelten Folien entsprechen den lichtundurchlässigen Stellen des transparenten Originals, und die Nicht-Bildstellen, die bei der Verwendung als Kopierfolie oder Anhaltsfolie transparent und farblos sind, entsprechen den lichtdurchlässigen Teilen des transparenten Originals. Wenn die Schichten zur Verwenr dung in Bildröhren auf Glas hergestellt werden, entspricht das lichtundurchlässige Trägermaterial den liqhtundurchläsr sigen Teilen der Maske, und die "Fenster" oder transparenten Teile entsprechen den öffnungen in der Schattenmaske. Wenn vor der Belichtung unter der Maske schon eine Teilbelichtung
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der Schicht durch den Träger hindurch stattfindet, wird die Gesamtbelichtungszeit unter dem Original wesentlich verkürzt.
Es ist bekannt, daß man bei der Herstellung von Reproduktionen stark lichtabsorbierende Bilder erhält, wenn man Halogensilberemulsionen auf dem Wege der Projektion durch Luft, Folien oder feste Objekte verschiedener Dichte, oder auch durch Reflektion von einer anderen Fläche, z.B. in einer Kamera, mit elektro-magnetischen Strahlen belichtet. Ferner ist bekannt, daß man andere Materialien und Schichten in ähnlicher Weise wie Halogensilberemulsionen zur Herstellung stark lichtabsorbierender Bilder verwenden kann, Beispiele für solche anderen Materialien sind Kombinationen von Diazoverbindung und Kuppler, bichromatisierte Kolloide, und Photoresistschichten auf der Basis von Polyvinylcinnamatharzen u. dgl. Die stark lichtabsorbierenden Muster, die man mit den beiden letztgenannten Materialien erhält, werden oft dadurch hergestellt, daß man die mehr oder weniger transparenten Bilder vor oder nach der Entwicklung anfärbt. Wenn man den Schichten stark lichtabsorbierende Farbstoffe oder Pigmente susetst, so erhöht sich die für die Erzeugung eines brauchbarer. Hildes erforderliehe Liehtmenge proportional nur
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höheren Dichte des lichtundurchlässigen Materials. In diesem Fall benötigt man zur Herstellung eines schwarzen Bildes Belichtungszeiten zwischen 2 und 30 Minuten oder noch mehr, je nachdem wie lichtempfindlich die aktiven Bestandteile der Schicht sind und welche Dichte der lichtundurchlässige Bestandteil der Schicht besitzt.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von solchen lichtundurchlässigen Bildern ist in der US-Patentschrift Nr. 3,211,553 beschrieben. In Beispiel V dieses Patentes werden positiv arbeitende Parbprüffolien durch die Trägerfolie hindurch unter einem photographischen positiven Farbauszug belichtet, der in der entsprechenden Farbe ist. Nach der Entwicklung, d.h. der Entfernung der belichteten Stellen, werden die so erhaltenen Folien noch einmal belichtet und ausgebleicht, um beständige, echte Farben zu erhalten. Die in diesem Beispiel beschriebenen Produkte werden hergestellt, indem man eine lichtempfindliche Diazoschicht auf einen Träger aus einer Polyesterfolie aufbringt und die getrocknete lichtempfindliche Diazoschicht dann mit einem mit einem Pigment angefärbten Harzüberzug versieht, der dann zur Entfernung des Lösungsmittels getrocknet wird. Da die Pigmentschicht getrennt ist und das Material von der Trägerseite
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her belichtet wird, kann man die Lichtundurehlässigkeit der Schicht variieren, ohne die Belichtungszeit wesentlich zu verlängern.
Um die unerwünschte Wirkung näher zu'erläutern, die lichtundurchlässige Materialien in lichtempfindlichen Schichten auf die Belichtung haben, wird auch auf die US-Patentschrift Nr. 3j365,292 verwiesen. In der ersten Spalte dieser Patentschrift wird in den Zeilen 59 bis 66 die Wirkung auf die Belichtung einer Photoresistschicht beschrieben, die ein . schwarzes Pigment enthält, und es wird ausgeführt, daß durch die lichtabsorbierenden Eigenschaften des schwarzen Pigments entweder eine vollständige Durchdringung der Photoresistschicht durch das aktinische Licht verhindert wird, oder daß sie eine nicht mehr zu vertretende lange Belichtungszeit notwendig machen. Dieses Patent beschreibt die Verwendung von nicht-aktinisches Licht absorbierenden Materialien in lichtempfindlichen Schichten zur Erzeugung einer lichtabsorbierenden Struktur durch Tempern bei hoher Temperatur. Durch diese Methode werden die langen Belichtungszeiten, die sonst erforderlich sind, wenn lichtundurchlässige Materialien in die Photoresistschicht eingebracht werden, vermieden. Bei einem Verfahren wird das schwarze Umfeld erzeugt.
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nachdem der rote, der blaue und der grüne Leuchtstoffträger aufgebracht worden sind. Für dieses Verfahren wird eine negativ arbeitende Resistschicht beschrieben. In einem zweiten Verfahren verwendet man den positiv arbeitenden Resist, um ein Muster zu bilden, das die Vielzahl von Rasterpunktstellen umgibt, in denen die Leuchtstoffträgerablagerungen für die einzelnen Farben erfolgen sollen. Durch das letztgenannte Verfahren wird die Größe der Leuchtstoffträgerablagerungen nicht mehr so kritisch und die einzelnen Leuchtstoffträgerverbindungen werden statt in Form von Punkten in Form von Streifen niedergelegt.
Es ist ein wichtiger Bestandteil der vorliegenden Erfindung, daß die stark lichtundurchlässigen oder pigmentierten Materialien mit der lichtempfindlichen Diazosehicht kombiniert werden, so daß die entstehende lichtundurchlässige beschichtete Folie in einem einzigen Beschichtungsvorgang, hergestellt werden kann. Wenn man das lichtempfindliche Material in dieser Weise herstellt, wird die Lichtempfindlichkeit der Schicht durch lichtabsorbierende Materialien beianträchtigt, und es sind übermäßig lange Belichtungszeiten erforderlich, um BiLder in einem schwarzen oder sonstigen stark lichtabsorbierenden Farbton ordentlich herzustellen.
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Es ist klar ersichtlich, daß dieses Verfahren, nach dem man lichtundurchlässige lichtempfindliche Schichten mit einem Bild versieht, indem man sie vor, während oder nach der Belichtung unter einem transparenten Original oder einer Maske durch den lichtdurchlässigen oder durchscheinenden Träger hindurch belichtet, auf vielen Gebieten Anwendung finden kann,-wo Reproduktionsmaterialien benutzt werden.
Die vorliegende Erfindung bietet daher ein verbessertes Verfahren, um ein lichtabsorbierendes Muster auf einem durchsichtigen oder durchscheinenden Träger herzustellen. Die Erfindung bringt weiterhin eine neuartige Methode zur Verwendung von schwarzen oder lichtundurchlässigen Pigmenten, um das Rastergerüst eines Farbbild-Wiedergabegerätes zu erzeugen, das durch einen lichtabsorbierenden Rand um die einzelnen Leuchtstoffträgerelemente gekennzeichnet ist. Außerdem bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren, um •positive Photoresist-Schichten, welche Graphit, Pigmente, Farbstoffe oder andere lichtundurchlässige Materialien enthalten, mit einem Bild zu versehen, wobei die Belichtungszeiten' um 70 % oder mehr verringert werden können.
Das lichtempfindliche Material, das in dem Verfahren gemäß
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der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat (1) einen Träger aus einer durchsichtigen oder durchscheinenden Kunststoff-Folie, z.B. einer Polyester-, Polyimid-, FoIycarbonat-, Polystyrol-, Polypropylen- oder Celluloseacetat-Folie, oder aus Glas, oder aus einer Korabination von Papier und Kunststoffüberzug, oder einer Kombination von verschiedenen Folien, und (2) eine positiv arbeitende lichtempfindliche Schicht, die im trockenen Zustand zwischen 1 und 20 g/m2, vorzugsweise zwischen 5 und 15 g/m^ wiegt und lichtempfindliche Diazoverbindungen (z.B. Naphthochinondiazide des in der US-Patentschrift Nr. 3,148,983 beschriebenen Typs), ein oder mehrere Novolak-Harze, und ein oder mehrere Pigmente, Farben und/oder Farbstoffe enthält, aufzuweisen. Das Gewichtsverhältnis zwischen Harz und Diazoverbindung liegt vorzugsweise zwischen 2 : 1 und 6:1, jedoch können auch andere GewichtsVerhältnisse angewendet werden. Die Menge des in der trockenen Schicht vorhandenen Pigments oder Farbstoffes kann zwischen 5 und 50 Gewichtsprozent schwanken und liegt vorzugsweise zwischen 10 und 30 Prozent des Gewichts der Schicht.
Das Zugeben von Graphit, Russ, oder organischen Pigmenten macht normalerweise ein Vermischen mit bereits dispergierten Materialien, die z.B. mittels einer Kugelmühle erhalten
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wurden, bei hoher Geschwindigkeit erforderlich. Feinere Dispersionen werden durch 1- bis 24-stündiges Vermählen bei Zimmertemperatur hergestellt.
Die Beschichtungslösungen können nach einem der üblichen Verfahren auf den Träger aufgebracht werden, z.B. durch Tauchen, Aufschleudern, Aufsprühen, mit einem Drahtrakel oder dgl. Das beschichtete Material kann dann mit irgendeiner Lichtquelle für aktinisches Licht belichtet werden. Beispiele für solche Lichtquellen sind Kohlenbogenlampen, Quecksilberdampflampen, Xenonlampen, und Sonnenlicht.
Die Belichtung durch den Träger hindurch und die Belichtung durch die transparente Folie oder eine Schattenmaske können sofort nach dem Trocknen des Materials erfolgen. Für Kathodenstrahlröhren wird die Maske auf die beschichtete Seite aufgelegt und die verschiedenen Belichtungen erfolgen durch die Maske hindurch, wobei man zur Belichtung der "Fenster" eine Punktlampe benutzt. Wenn Träger aus Kunststoff-Folien mit einem Bild versehen werden sollen, ist eine Kontaktbelichtung günstig.
Nach der Belichtung wird die belichtete Schicht durch Ein-
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tauchen in ein Entwicklerbad oder durch Sprühen mit der Entwicklerflüssigkeit, oder durch überwischen mit einem mit der Entwzcklerlösung getränkten Wattebausch entfernt. Der Entwickler kann beispielsweise eine wässrige alkalische Lösung sein, die alkalische Substanzen enthält, wie Natriumphosphat, Natriummetasilikat, Natriumhydroxid und Mischungen dieser oder anderer alkalischer Materialien. Nach der Entwicklung wird mit Wasser gespült, und das So erhaltene Reproduktionsmaterial wird dann an der Luft getrocknet.
Die Erfindung soll anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden, in denen die Belichtungsvorgänge gemäß der Erfindung dargestellt sind:
Abb. 1 zeigt das lichtempfindliche Material gemäß der Erfindung, das aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Träger 10 besteht, auf dem sich eine lichtdurchlässige lichtempfindliche Schicht 12 befindet, Abb. 2 zeigt die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht durch das positive transparente Original 14» wobei 12a die Schichtteile bezeichnet, die durch das positive Original hindurch belichtet werden, während die Schichtteile 12b
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unter dem positiven transparenten Original unbelichtet bleiben. Wie in Abb. 2 dargestellt ist, wird das lichtempfindliche Material sowohl von oben als auch von unten belichtet, wobei es für die Erzielung des erfindungsgemäßen Vorteils, nämlich einer sehr viel kürzeren Belichtungszeit, gleichgültig istj in welcher Reihenfolge die beiden Belichtungsvorgänge vorgenommen werden oder ob sie gleichzeitig stattfinden.
Abb. 3 zeigt das entwickelte lichtempfindliche Material; die lichtempfindliche Schicht ist an den belichteten Stellen entfernt und es bleiben auf dem durchsichtigen oder durchscheinenden Träger 10 nur die Stellen 12b zurück, die unter dem positiven transparenten Original nicht belichtet wurden.
Die Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele noch näher beschrieben werden:
Beispiel 1
Eine Glasplatte wurde zwei Minuten lang mit einer positiv arbeitenden lichtempfindlichen Schicht aus folgenden Bestandteilen:
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2,5 Gew.-Teile Metacresol-Formaldehyd-Novolak-Harz,
0,6 Gew.-Teile Naphthochinondiazidsulfoester (Beispiel 1 der US-Patentschrift Nr. 3,1^8,983), {
1,0 Gew.-Teil Graphitpulver, ,
8,0 Gew.-Teile Äthylenglykolmonoäthylätheracetat, j
I 1,0 Gew.-Teil Butylacetat, und
1,0 Gew.-Teil Xylol
beschichtet und dann bei einer Temperatur von 100° C ge- ,
,1
trocknet. Eine Lochmaske, wie man sie in Dreifarben-Kathoden- \ strahlröhren verwendet, wurde vor die Schicht gelegt und die Schicht wurde dann 10 Minuten lang im Abstand von 1.5 Fuß (46 cm) mit einer I500 Watt Quecksilberdampflampe belichtet, um die belichteten Stellen der Schicht mit einer alkalischen
ί Entwicklerlösung vollkommen entfernen zu können.
Wenn das Material jedoch 75 Sekunden lang durch den Glas-
träger hindurch belichtet wird, ehe oder nachdem man die ■
Schicht 105 Sekunden lang unter einer Lochmaske belichtet, erhält man nach gleichlanger Entwicklung mit der gleichen \ alkalischen Entwicklerlösung ein Bild von gleicher Qualität.
Es ergibt sich somit eine Verkürzung der Entwicklungszeit um 70 %.
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Das so erzeugte Bild ist geeignet, Leuchtstoffträgermaterialien in entsprechender Anordnung wie in der US-Patentschrift Nr. 3j365s292 beschrieben niederzulegen»
Beispiel 2
Die in Beispiel 1 beschriebene lichtempfindliche Schicht wurde auf eine Polyesterfolie aufgebracht und getrocknet. Ein Raster-Diapositiv wurde auf die beschichtete Oberfläche aufgelegt und 10 Minuten im Abstand von 1*5 Fuß (46 cm) mit einer 15OQ Watt Quecksilberdampflampe belichtet, ehe das Bild mit einer wässrigen, alkalischen Lösung vollständig entfernt werden konnte.
Wenn man vor oder nach der Belichtung unter dem Diapositiv, die in diesem Fall dann nur 105 Sekunden lang war, 75 Sekunden lang durch den Polyesterträger hindurch mit der gleichen Lichtquelle belichtete, konnte man bei Verwendung des gleichen alkalischen Entwicklers die Schicht an den belichteten Stellen vollständig entfernen, ohne daß das Bild an Qualität einbüßte.
Beispiel 3
Eine BeschichtungsJLösung, die der Lösung aus Beispiel 1
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entsprach, jedoch anstelle von 2,5 Gewichtsteilen Harz 3,6 Gewichtsteile Harz enthielt, wurde auf eine Polyimid-Polie aufgebracht und die Folie wurde nach dem Trocknen gemäß Beispiel 2 weiterbehandelt. Man erzielte eine Verkürzung der Gesamtbelichtungszeit um JQ %t wenn man das Material vor oder nach der Belichtung durch das Dia 75 Sekunden lang durch den Träger belichtete.
Beispiel 4
Eine lichtempfindliche Beschichtungsiösung, die der in Beispiel 1 beschriebenen Lösung entsprach, jedoch anstelle des Pigments 1,5 Gewichtsteile Russ enthielt, wurde auf eine durchscheinende Polyesterfolie aufgebracht. Das weitere Verfahren war wie in Beispiel 2, und es wurden auch ähnliche Resultate erzielt.
Beispiel 5
Eine lichtempfindliche Beschichtungsiösung, die der in Beispiel 1 beschriebenen Lösung entsprach, jedoch anstelle des Pigments 1,5 Gewichtsteile eines basischen organischen schwarzen Farbstoffes enthielt (z.B. HE-801 Echtschwarz HB) wurde auf eine durchsichtige Polyesterfolie aufgebracht. Die Folie wurde anschließend weiterbehandelt wie in Beispiel 2
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beschrieben. Ein schwarzes Bild von hoher Dichte wurde erhalten, das eine Kopie des als Original verwendeten Dias darstellte.
Beispiel 6
Eine lichtempfindliche Besehiehtungslösung, die aus 9 Gewichtsteilen "Kodak KAR" (beschrieben in der US-Patentschrift Nr. 3*526,503) und 1 Gewichtsteil Graphitpulver ,bestand, wurde auf eine Polyesterfolie aufgebracht und weiterbehandelt wie in Beispiel 2, jedoch wurde die Belichtungszeit von 5 Minuten auf 40 Sekunden für die Vorbelichtung und 50 Sekunden für die zweite Belichtung unter einem positiven transparenten Original herabgesetzt. Gegenüber den vorhergehenden Beispielen -wurde die Ent-, wicklungszeit von 75 Sekunden auf 150 Sekunden verlängert ■ ,
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß innerhalb des Schutzumfanges dieser Erfindung noch viele Variationen möglich sind, ohne daß damit von der Erfindung abgewichen würde, und die Erfindung soll alle diese Variationen mitumfassen.
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Claims (8)

  1. P a tentansprüche
    Verbesserung des Verfahrens zur Bildherstellung mittels einer stark lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen lichtempfindlichen Schicht, die sich auf einem durchsichtigen oder durchscheinenden Träger befindet, durch Belichtung der Schicht unter einem Original zur Erzeugung von Schichtstellen mit unterschiedlicher Löslichkeit und anschließende Entschichtung der Schicht in den Stellen mit unterschiedlicher Löslichkeit zur Erzeugung eines Bildes auf dem Träger, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht von beiden Seiten belichtet wird, wodurch sich eine Verkürzung der Belichtungszeit ergibt.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Schicht erst
    durch den Träger und dann von der gegenüberliegenden Seite, unter dem Original belichtet wird.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Schicht zuerst durch das Original und dann von der anderen Seite durch den Träger hindurch belichtet wird.
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem als Träger eine
    Folie verwendet wird.
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  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch I5 bei dem als Träger Glas verwendet wird. ' '
  6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Schicht ein Naphthochinondiazid als lichtempfindliche Verbindung enthält,
  7. 7. Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem die Schicht ein Novolakharz und eine färbende Substanz enthält.
  8. 8. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Schicht an den belichteten Stellen entschichtet wird.
    3Ö981S/1i6i
    Lee rseite
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