DE2745288A1

DE2745288A1 - Farbbild-abtastanordnung sowie verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE2745288A1
Application number: DE19772745288
Authority: DE
Inventors: Albert Thomas Brault; William Andrew Light; Thomas William Martin
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1978-04-13
Also published as: FR2367391B1; US4081277A; FR2367391A1; JPS5347282A; DE2745288C3; JPS613401B2; DE2745288B2; GB1577680A; CA1078052A; NL7710966A; BE859551A

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbild-Abtastanordnung vom sogenannten Solid-State-Typ, die eine ebene Anordnung von Halbleiter-Photosensoren vom Typ für Ladungs-handlung aufweist, wobei den Sensoren in Mikroausrichtung (oder in Feinausrichtung) eine ebene Anordnung von Melirf arben-Filterelementen zugeordnet ist, und die in besonders vorteilhafter Weise für die Anwendung bei Solid-State Video-Kameras geeignet ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Farbbild-Abtastanordnungen.

tine trotz guter Empfindlichkeit verläßliche Kamera, die ganz in der Solid-State-Technik ausgeführt ist, kann für eine sehr große Anzahl von Verwendungszwecken vorteilhafte Anwendung finden, beispielsweise für das Fernsehen, für Kartenleser, Faksimile-Rekorder, Bildtelefone und die automatische Zeichenerkennung. Zusätzlich zu den Problemen, die sich bei nicht in der Solid-State-Technik ausgeführten Kameras auf Grund deren Größe und Gewicht, deren Neigung zu Bilddrift und Fluchtungsfehlern sowie der kurzen Röhren-Lebensdauer ergeben, leiden Farbkameras auch unter der Komplizierung, die sich auf Grund der Notwendigkeit ergibt, gesonderte ElektronenstrahIbündel auszurichten und die Auswirkungen des Nachhinkens des Fl rkt ronenstrahlbi'inclels ^erim', zu halten. Nach einer verhältnismäßig einfachen Farbkamera guten Wirkungsgrades, die diese Probleme überwindet, wird daher noch gesucht.

Farb-Photosensoreinrichtungen, die Solid-State-Bildsensoren verschiedener Typen benutzen, beispielsweise Ladungs-gekoppelte Bauteile, als CCDs bekannt, und Ladungs-gekoppelte Bildabtaster, als CCIs bekannt, wurdentere its für Video-Kameras vorgeschlagen und angewendet. Um eine Komplizierte Optik zu vermeiden sowie Problemen der Bilddeckung aus den Wege zu gehen, ist es äußerst wünschensv;crt, daß die Fnrh-Bildabtastung an einem einzigen Abbildungsort stattfindet, beispielsweise auf einer einzigen, ebenen, photosensitiven Anordnung. Bei einer solchen "an einem einzigen Ort" stattfindenden Farbbildabtastung ergeben sich jedoch Schwierigkeiten auf Grund der Tatsache, daß zumindest drei verschiedene Arten von Farbinformationen gewonnen werden müssen, um ein Farbbild in der

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Form eines Videosignals darzustellen.

Bei einem bekannten Verfahren, eine Farbbild-Abtastanordnung für eine Abtastung "an einem einzigen Ort" zu schaffen, wird eine einzige Bildsensoranordnung, die in einem breiten Wellenlängenband empfindlich ist, und eine damit zusammenarbeitende Filterscheibe benutzt, die eine Reihe von Farbfiltern in wiederholter Folge durch das Bild-Strahlenbündel hindurchbewegt. Das Einfügen der Filter in den Strahlengang ist mit der Bildabtastung synchronisiert, wobei typischerweise so verfahren wird, daß sich ein Filter während einer ganzen Bildfeldabtastung im Strahlengang befindet. Einrichtungen, die auf diese Weise arbeiten, bezeichnet man als Einrichtungen, die ein Bildfolge-Farbsignal erzeugen. Ein Problem bei diesem Verfahren besteht darin, daß das erzeugte Signal die gewonnene Farbinformation des Bildes in einer zeitlichen Anordnung enthält, die von der zeitlichen Anordnung beispielsweise beim NTSC-Videosignal gemäß der üblichen US-amerikanischen Fernsehnorm vollständig verschieden ist (eine Beschreibung des Videosignals gemäß der US-amerikanischen NTSC-Fernsehnorm findet sich in Kapitel 16 des Buches "Television Transmission", of Transmission Systems for Coaaunications, überarbeitete dritte Ausgabe, überarbeitet von Mitgliedern der Technischen Abteilung der Bell Telephone Laboratories, 1964, Bell Telephone Laboratories, Inc., USA). Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein Teil der Farbinformation des Bildes (beispielsweise die blaue Bildinformation, wenn ein Blaufilter eingefügt ist) einen zu ausführlichen Informationsgehalt besitzt, was in Anbetracht der Wahrnehmungscharakteristik des menschlichen Auges eine Vergeudung an Sensorkapazität bedeutet.

Bei anderen bekannten Verfahren, bei denen die Farbbildabtastung "an einem einzigen Ort" stattfindet, verwendet man Farbfilterstreifen, die eine einzige Bildsensoreinrichtung überdecken, Bei einer dieser Sensoreinrichtungen werden Filtergitter benutzt, die im Winkel zueinander versetzt, übereinander angeordnet sind (vergl. US-PS 3 378 633). Auf Grund der Bildabtastung erzeugen derartige Sensoreinrichtungen ein zusammengesetztes Signal, in dem die Farbinformation in Form modulierter Trägersignale dargestellt ist. Der-

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artige Hinrichtungen können so ausgelegt sein, daß sie Signale in der NTSC-Norm erzeugen, oder man kann, wenn es gewünscht wird, die Farbinformation des Rildes durch Frequenzbereich-Techniken abtrennen. Es hat sich jedoch in der Praxis als schwierig erwiesen, derartige Sensoreinrichtungen wirtschaftlich herzustellen, insbesondere, wenn eine detaillierte Bud information (hohes Auflösungsvermögen) erforderlich ist.

Es ist des weiteren bekannt, Filterstreifen, die eine sich wiederholende Folge von drei oder mehreren Bändern des Spektrums durchlassen, bei der Farbbildabtastung zu verwenden. Bei einer solchen Anordnung sind die Filter üblicherweise in einer Richtung ausgerichtet und das Abtasten des Bildes wird senkrecht zu dieser Richtung ausgeführt. Längs der Filterstreifen werden daher einzelne Abtastflachen gebildet. Bei dieser Anordnung erfolgt, wie ersichtlich ist, die Abtastung für eine gegebene Farbe nicht gleichmäßig in beiden Pichtunyen, nie resultierenden Abtastmuster neigen außerdrn dazu, cine uherproport i orale Infomat ions.iiengc für diejenigen Farbsektoren der Grundfarben zu liefern, für die das Auge ein geringes Auflösungsvermögen hat, beispielsweise also unnötig viel an "Blau"-Inforniation relativ zu "Grün"-Information zu liefern.

Ein weiterer Versuch der Farbbildabtastung ist das "Punkf'-Abtastsysteni, das beispielsweise aus der US-PS 2 683 769 bekannt ist. Bei diesem System werden im wesentlichen Sensorelemente selektiver Spektralempfindlichkeit benutzt, die in Dreiergruppen (rote, grüne bzw. blaue Sensorlemerite) angeordnet sind. Aus der US-PS 2 755 334 ist des weiteren die wiederholte Anordnung von Vierergruppen (rotgrün-blau-bzw. weiß-empfindliche Sengorelemente) bekannt. Diese für die Farbbildabtastung bekanntgewordenen Systeme haben jedoch keine praktische Bedeutung erlangt, zu» Teil wegen der hohen Herstellungs kosten für die Vielzahl einzelner Sensorelemente, die erforderlich ist, um eine Bildinformation angemessener Auflösung zu liefern.

Eine Vielzahl der Probleme, die bei den bekanntgewordenen Systemen, die aufgeführt wurden, auftreten, werden durch das aus der US-PS 3 971 065 bekanntgewordene Verfahren behoben. Bei diesem Verfahren

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wird die Bildabtastung mittels einer einzelnen Bildsensoranordnung bewirkt, die aus individuellen Luminanz-empfindlichen und Chrominanz-empfindlichen Sensorelementen (d.h. die helle Information bzw. die Farbinformation liefernde Elemente) zusammengesetzt ist, wobei die Sensorelemente entsprechend dem Sensortyp (d.h. je nachdem, welche Art von Empfindlichkeit sie besitzen) zu sich wiederholenden Sensormustern zusammengesetzt sind, wobei Jas Muster der Luminanz-kennzeichnenden Sensorelemente die größte Häufigkeit im Auftreten der Sensorelemente zeigt und somit die höchste Frequenz bei der Bildabtastung ergibt unbeachtet, in welcher ^ichtun^, man über die Sensoranordnung fortschreitet.

Um eine Anordnung von Sensorelementen geiaäß dem bekannten Verfahren herzustellen, wird vorzugsweise eine Bildsensoranordnung in Solid-State-Technik mit einer Spektral-Kmpfindlichkeit großer Bandbreite ausgebildet und mit einem Filtermosaik bedeckt. Filter, die in dem grünen Spektralbereich selektiv durchlässig sind, werden vorzugsweise dazu benutzt, um die Luininanz-empfindlichen Sensorelemente zu bilden. Filter, die in dem roten und in dem blauen Spektralbereich durchlässig sind, bilden vorzugsweise die Chrominanz-kennzeichnenden Sensorelemente. Soweit im vorliegenden Zusammenhan;» der Ausdruck "Luminanz" für sich allein oder in zusammengesetzten Ausdrücken verwendet wird, soll damit in weitesten Sinne der Farbvektor bezeichnet werden, der am stärksten zur Gewinnung der Luminanz-Information beiträgt. Entsprechend bezieht sich der Ausdruck "Chrominanz" auf die übrigen, nicht die Luminanz kennzeichnenden Farbvektoren, die für die Definition eines Hildes als Basis dienen.

Es sind des weiteren Verfahren zum Herstellen eines mehrfarbigen Filtermosaiks bekannt, beispielsweise aus der US-PS 3 839 039, in der ein mehrfarbiges Filter beschrieben wird, das aus einer Mehrzahl monochromer Filterstreifen, die miteinander ein Laminat bilden, zusammengesetzt ist, wobei jeder monochrome Filterstreifen durch ein Verfahren hergestellt ist, bei dem ein Substrat mit einer photoempfindlichen Oberfläche durch eine Streifenmaske belichtet

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wird, das Lichtbild in ein metallisches Bild umgewandelt wird, auf dem metallischen Bild g Ie ichf örmig eine dichroische Schicht gebildet wird und die dichroische Schicht zusammen mit der metallischen Schicht entfernt wird. Aus der US-PS 3 771 857 ist ein weiteres Mehrfarben-Streifenfilter bekannt, das aus einer Mehrzahl von Lagen streifenförmiger einfarbiger Filter besteht, die nacheinander, übereinander ausgebildet werden. Die US-Patentschriften .3 62.3 794 und 7> 61Π 04 1 beschrieben des weiteren Mehrfarbige Tilter aus einen Laminat einfarbiger Filtergitter, v/obe i das Laminat Photoresist-Cii ttermus ter aufweist, die riit einem Farbstoffträger-Fil terr.iater ia I mit bevorzugter Absorption in verschiedenen Hereichen des sichtbaren Spektrums gefüllt sind.

Aus den beschriebenen Patcntsciiriften ist zu entnehmen, daß mehrfarbige Filter ge.näß dem Stande der Technik mehrere Lagen einfarbiger Filtergruppen, die in Aufeinanderfolge übereinandergestapelt sind, aufweisen, um mehrfarbige Filterreihen zu bekommen.

Hs ist jedoch wünschenswert, daß jedes Element des Filtermosaiks so cn; vie i.'ö'.lic!. der Oberfläche des darunterliegenden photoempf indl icher. Sciisorelenentes oder der Scnsorelemente der Anordnung benachbart angeordnet ist. Dies wird in äußerst erwünschter Weise dadurch erreicht, daß man ein verhältnismäßig einlagiges, mehrfarbiges FiI tcri.iosa ik herstellt, das auf die Oberfläche des Bildsensors aufgelegt wird. I:in einlagiges mehrfarbiges Filtermosaik verringert lie Gefahr ganz wesentlich, daß Lichtstrahler, die in einem iVinkel zur optischen Achse durch ein Filterelement hindurchfallen, ein photoempfindliches Sensorelement beaufschlagen, das unter einem benachbarten Filterelement angeordnet ist. Außerdem kann eine größere Auflösung erreicht werden, wenn die Anforderungen, die an die Fokaltiefe der Optik gestellt werden müssen, geringer s ind.

!)ie vorliegende F.rfindung ermöglicht die Herstellung einer einlagigen mehrfarbigen Filteranordnung unter Anwendung eines Wärmeübertragungsverfahrens, bei dem Farbstoffe in eine Farbstoff-Empfangsschicht diffundieren, die an eine photosensitive Solid-State-An-

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Ordnung angrenzt, unter Erzeugung von Farbbild-Abtastanordnungen.

Der Wärmeübertragungsdruck ist bekanntlich ein Verfahren, bei dem Farbstoffe durch Erhitzen und Diffusion von einer Vorlage oder einem Träger, primär einer Papierbahn, auf ein Empfangssubstrat übertragen werden. Dies bekannte Verfahren wird beispielsweise im großen Umfange zum Aufdrucken von Mustern auf Textilprodukte angewandt. Beschrieben wird das Verfahren beispielsweise in den US-PS 3 632 291, 3 707 346, 3 829 286, 3 940 246 und 3 969 071, den CA-PS 954 301 und 860 888 sowie der DT-PS 2 500 316. Das Verfahren eignet sich des weiteren beispielsweise zur Herstellung von Farbkopien von Dokumenten, wie es beispielsweise aus den US-PS 3 508 492 und 3 502 871, den GB-PS 1 275 067, 1 278 325, 1 281 859, 1 154 162 und 1 381 225 sowie der Zeitschrift Research Disclosure Nr. 14223 vom Februar 1976 bekannt ist.

Keiner dieser Literaturstellen läßt sich jedoch entnehmen, daß das Wärmeübertragungsverfahren auch zur Herstellung von Farbfilteranordnungen geeignet sein könnte, die sich in Mikroausrichtung mit einem darunterliegenden Solid-State-Photosensor befinden, unter Ausbildung einer geeigneten Solid-State-Farbbild-Abtastanordnung. Vielmehr war zu erwarten, daß sich durch Diffusion von Farbstoffen bei erhöhten Temperaturen keine Bilder herstellen lassen würden, die ausreichend scharfe Begrenzungen auf Mikrometerbasis haben, die zur Herstellung von Farbbild-Abtastanordnungen auf Solid-State-Basis geeignet sind.

Gegenstand der Erfindung ist eine Farbbild-Abtastanordnung mit einer ebenen Anordnung von Halbleiter-Photosensoren vom Ladungshandling-Typ mit gegenüber Strahlungsenergie empfindlichen Abtastbereichen und einer darüber befindlichen ebenen Anordnung von Strahlung abfangenden Filterelementsätzen in Mikroausrichtung (oder in Peinausrichtung) mit den Abtastbereichen der Photosensoren, bei der ein Filterelementsatz eine gttoeteaw Strahlungsabsorption und Durchlässigkeits-(Transmissions)-Charakteristika, die von denen eines anderen Filterelementsatzes verschieden sind, aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die ebene Anordnung von Filterelementsätzen eine transparente, polymere Farbstoff-Empfangs-

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schicht aufweist, in der die Filterelemente liegen, wobei die Filterelemente durch mindestens einen Wärme-übertragbaren, bei Einwirkung von Wärme diffundierbaren Farbstoff begrenzt sind, der Strahlung mindestens eines Teiles des Spektrums absorbiert und Strahlung mindestens eines anderen Teiles des Spektrums durchläßt.

Gegenstand der Erfindung ist des weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Farbbild-Abtastanordnung.

Eine Farbbild-Abtastanordnung nach der Erfindung weist somit Mittel zum Abtasten von Strahlung auf, mit einer ebenen Anordnung von halbleitenden Photosensoren vom Ladungs-handling-Typ und darüber angeordnet FiIterelcmenten für die Steuerung des Zutrittes von Strahlung zu den Abtastclementcn. Die Filtermittel oder der Filterteil weist eine transparente, polymere Farbstoff-Empfangsschicht für die Aufnahme eines Wärme-übertragbaren Farbstoffes auf und eine Vielzahl von Strahlung abfangenden Filterelementen, die in der Farbstoff-Empfangsschicht liegen. Die Filterelemente befinden sich dabei in Mikroausrichtung mit dem Abtastbereich oder den Abtastbcreichen der Photosensoren. Der Filterbereich eines jeden Strahlung abfangenden Filterelements enthält dabei mindestens einen durch Wärme übertragbaren Farbstoff, der in die Farbstoffempfangsschicht durch Verdampfen und Diffusion übertragen worden ist. Der durch Wärme übertragbare Farbstoff absorbiert Strahlung mindestens eines Teiles des Spektrums und läßt Strahlung mindestens eines anderen Teiles des Spektrums durch.

Besonders vorteilhafte Farbbild-Abtastanordnungen nach der Erfindung weisen Photosensoren auf, die mindestens eine Dimension aufweisen, die geringer ist als etwa 100 Mikrometer. Als besonders vorteilhaft haben sich dabei Abtastanordnungen mit Photosensoren erwiesen, die einen Strahlungs-Abtastbereich von kleiner als etwa

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10~ cm aufweisen.

Die Filterelemente lassen sich dadurch herstellen, daß man eine transparente polymere Farbstoff-Empfangsschicht auf den Abtastteil

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aufbringt und danach durch Einwirkung von Wärme übertragbare Farbstoffe unter Ausbildung der Filterelemente zuführt oder durch Bildung der Filterelemente in einem Film mit einer Wärueübertragungs-Farbstoff-Empfangsschicht und Auflaminieren des Filmes auf das Abtastteil oder die Abtastglieder.

Erfindungsgemäß läßt sich eine Vielzahl von Strahlung abfangenden Filterelementsätzen in der Wärmeübertragungs-Farbstoff-Empfangsschicht erzeugen durch:

A. Auftragen einer Photoresistschicht, die für den verwendeten, durch Wärme übertragbaren Farbstoff impermeabel ist, auf die Farbstoff-Empfangsschicht;

B. Belichten der Photoresistschicht mit einer Vorlage, die einen Filterelementsatz darstellt und Entwickeln der Photoresistschicht unter Erzeugung von Fensterbezirken in der Photoresistschicht, entsprechend der Vorlage;

C. Erhitzen und Wärmeübertragen des Farbstoffes durch die Fensterbereiche in die Farbstoffempfangsschicht und

D. Entfernung der verbliebenen Anteile der Photoresistschicht unter Erzeugung eines ersten Satzes von gefärbten Filterelementen in ebener Anordnung in der Farbstoff-Empfan^sschicht.

In vorteilhafter Weise werden die Verfahrensstufen A bis D mindestens einmal wiederholt unter Erzeugung eines weiteren Satzes von gefärbten Filterelementen in der Farbstoffempfangsschicht in einer Zwischenlage bezüglich des ersten Satzes fin an interlaid pattern), wobei eine jede Wialcrholun;¹, der Verfahrensstufen zu einem zusätzlichen Satz von gefärbten Fi iterelementen führt, der sich in einer Zwischenlage bezüglich der zunächst hergestellten Sätze befindet, wobei ein Filtersatz eine ganäLnsane Licht-absorption und Durchlässigkeitscharakteristika aufv/eist, die von denen eines anderen Filtersatzes verschieden sind.

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Nach dem Verfahren der f.rfindung lassen sich Filterelemente mit scharfen 1-i ldgrtvizcn auf der Mikrometerskala erzeugen, so daß sich die Filterelemente in Mikroausrichtung mit den Kanten der Photoscnsorei: auf Photosensoren vom Sol id-State-Typ aufbringen lassen. I-ine ¹U Kro-Aus r i chtun \ oder Feinausrichtung der Filterelemente und der P'iotosensoren ist wichtig für die Erzielung einer guten Farbwiedergabc.

Farbhild-Abtastanordnungen ge"iäP> der Hrfindung weisen ein zusammengesetztes Mosaik von Filterelementen aus mindestens zwei Sätzen von Strahlung abfangenden F.ir-richtungen auf, wobei ein Satz eine gerne te ame Strahlungsabsorption und Ourchlässigkeitscharakterstika aufweist, die von denen eines inderen Satzes verschieden sind. Demzufolge sprechen die Photosensoren, die unterhalb eines Satzes von abfangenden Filterelementen liegen, auf Strahlung des gleichen Bereiches des Spektrums an und Photosensoren, die unterhalb der Filterelemente eines anderen Satzes der abfangenden Mittel liegen, sprechen auf Licht eines anderen Rereiches des Spektrums an.

Die erf indungsgemrißc Farbbild-Abtastanordnung läßt sich herstellen durch Aufbringen des Filterteiles auf den Abtastteil derart, daß die Filterelemente des Filtcrteiles sich in Mikroausrichtung mit den darunterliegenden Photosensoren des Abtastteiles befinden.

Im allgemeinen ist es wünschenswert, wenn das Filterteil oder wenn flie Fi 1 tereinr icht iing an der Sensoreinrichtung oder dem Sensorteil anliegt. In bestimmten Fallen, bei denen das Filterteil oder die Filtereinrichtuni', auf einer dünnen durchsichtigen oder transparenten Fi lint rägersch iclit (beispielsweise als Substrat dienend) ausgebildet ist, kann das Filterteil oder die Filtereinrichtung jedoch auch von der Sensoreinrichtung oder dem Sensorteil durch die dünne Filmschicht getrennt sein, wenn die Filtereinrichtung oder das Filterteil auf ti ic Sensoreinrichtung oder das Sensorteil aufgelegt ist. Mit anderen Worten gesagt, kann die dünne Filmträgerschicht bei diesen Ausführungsformen als integraler Teil der Filtereinrichtung oder des Filterteiles angesehen werden. Auch bei diesen Ausführungsformen ist vorzugsweise das Filterteil oder die Filter-

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einrichtung in der Weise auf den Sensorteil oder der Sensoreinrichtung aufgelegt, daß die Filter engstmöglich an der Sensoreinrichtung oder dem Sensorteil anliegen und sich das durchsichtige Substrat der Filtereinrichtung an der Außenseite des Sandwichs befindet.

Die Zeichnungen sollen die Erfindung näher erläutern. Iin einzelnen sind dargestellt in:

Fig. 1A eine schematisiert gezeichnete Draufsicht auf ein Mehrfarben-Filtermosaik bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 1B eine auseinandergezogen und perspektivisch gezeichnete Darstellung der Anordnung gemäß Fig. 1Λ;

Fig. 2A einen abgebrochen gezeichneten Teilquerschnitt einer Reihe von Sensorelementen eines Ausführungsbeispiels der Farbbild-Abtastanordnung mit eincM ebenen Filtermosaik, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2B einen der Fig. 2A entsprechenden Schnitt einer Reihe von Sensorelementen, die der in Fig. 2A gezeigten Reihe benachbart ist;

Fig. 3 eine schematisiert und teils abgebrochen und perspektivisch gezeichnete Darstellung von Teilen eines Kamerasystems mit einer erfindun^sgemäßen Farbbild-Abtastanordnung und

Fig. 4A bis 4F schematisiert gezeichnete Darstellungen einer Folge von Verfahrensschritten zum Erzeugen eines Farbmusters in einer Filteranordnung gemäß der Erfindung.

Die Erfindung ermöglicht somit die Herstellung einer Farbbild-Abtastanordnung, die eine Filtereinrichtung oder ein Filterteil aufweist, die bzw. das aus einer Vielzahl von Strahlung abfangenden

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Gliedern gebildet ist, die eine ebene Anordnung von Filterelementen darstellen, dir auf einer Anordnung von Photosensorer vom Solid-State aufliegend angeordnet sinl. Bei den für die vorliegende lirf i ndurr; geeigneten Photosensoren handelt es sich um Sensoren für Ladungs-hnndling, beispielsweise um Ladungs-gekoppelte Bauteile (auch bekannt als Lndungs-gekoppclte Bildabtaster, Ladungsübertragungsbnutei 1 e , Ladungsübertragungsbildabtaster und dergleichen), um Bauteile vom Ladungsinjektortyp, um Auffänger-F.lektrodengruppen (bucket brigade devices), um Diodengruppierungen und um Kombinationen solcher Bauteile. Die Filterelemente befinden sich dabei mit den strahlungsempf i ndli chen Flächer der/flarunter-1 legenden Photosensoren in Feinausrichtung. Soweit irr, vorliegenden Zusammenhang die Ausdrücke "Feinausrichtung" oder "Mikroausrichtung" benutzt verdcn, beziehen sich diese Ausdrücke auf definierte Flächen, von deren zumindest eine Abmessung weniger als etwa 100 Mikron beträgt, beispielsweise auf die FiIterberciche und Sensorberciehe, vie sic hier beschrieben werden, die gegenseitig so ausgerichtet sind, daß Filterbereich und darunterliegender Sensorbereich oder die darunterliegenden Sensorbereiche im Mikromcter-^eRbereich gegenseitig ausgerichtet sind, so daß die zueinander ausgerichteter Bereiche ii.i wesentlichen deckungsgleich zueinander sind und die Crcnzbereiche im wesentlichen aufeinanderliegend angeordnet, sind. Beispielsweise kann ein einziges Filterelement, das mindestens ei tie Abmessung mit einer Größe von weniger als etwa 100 Mikron besitzt, über einen Sensorbereich oder einer Gruppe von Sensorbereichen gemäß den jeweiligen Ausführungsbeispielen liegen.

Die Filtcreiiirichtung oder das Filterteil weist Sätze aus gefärbten Filterelementen auf, wobei ein jeder Satz eine gemeinsame oder übliche Lichtabsorption und Durchlässigkeits-f/Transmissions) Charakteristika aufweist, die durch Diffusion eines durch Wärme übertragbaren Farbstoffes in eine transparente polymere Farbstoff-Empfangsschicht erzeugt wurden. Die Filtereinrichtungen oder das Filterteil weist mindestens zwei verschiedene Sätze von Licht abfangenden Iiinrichtungen auf. Vorzugsweise enthalten die Filterelemente eines jeden Satzes der Licht abfangenden Einrichtungen einen

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Wärme-übertragbaren Farbstoff oder Wärme-übertragbare Farbstoffe mit einer Strahlungsabsorption und Durchlässigkeit für einen verschiedenen Bereich des Spektrums, gegenüber einem jedem anderen Satz.

Die Filterelemente einer Farbbild-Abtastanordnung nach der F.rfindung weisen sehr scharfe Kanten auf. Demzufolge überlappen sich die Farbstoffe von zv/ei benachbarten Filterelementen nicht oder höchstens nur sehr wenig. Hierdurch wird eine maximale Durchlässigkeit für Licht mit der gewünschten Wellenlänge zum Abtastbereich oder den Abtastbereichen der Photosensoren ermöglicht, die in Mikro- oder Feinausrichtung unter den Filterelementen angeordnet sind. Die Schärfe der Kanten oder der Grenzen eines Filterelementes wird bestimmt durch Vergleichen der Dimensionen eines gefärbten Bereiches mit den gewünschten Dimensionen. Erstreckt sich beispielsweise der gefärbte Bereich um 10 Mikrometer über die gewünschte Grenzlinie, so beträgt die Kantenschärfe des Bereiches 10 Mikrometer.

Die Wichtigkeit der Kantenschärfe der Filterelemente oder die Möglichkeit der Herstellung von !leihen von Filterelementen mit den entsprechenden gefärbten Bezirken, die auf bestimmte gewünschte Dimensionen beschränkt sind, ergibt sich ohne weiteres, wenn man die sehr kleine Größe der Alltastbereiche der Photosensorer in einer Farbbild-Abtastanordnun« in Betracht zieht und die entsprechend geringe Größe der darauf angeordneten Filterelemente.

In einer Literaturstelle ist angegeben, daß eine Farbbild-Abtastanordnung aus mehr als 10 000 Photosensoren in einer Fläche von 3 χ 5 mm bestehen soll (vergl. Tompsett und Mitarbeiter in einer Arbeit mit der Überschrift "Charge-Coup Ii ng In proves its linage, Challenging Video Camera Tubes", veröffentlicht in der Zeitschrift "Electronics·; 13. Jan. 19 7 Λ, Seiten 162-169).

Vorteilhafte Farbbild-Abtastanordnungen gemäß der Erfindung weisen Photosensoren auf, deren Sensorflächen oder Abtas tf llichcn mindestens

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eine Atimessung oder 'Hmension aufweisen, die weniger als etwa 100 Mikrometer beträgt, wobei vorzugsweise Sensorflächen oder Abtast flächen mit einer Ciröße von weniger als etwa 10 4 cm" und insbesondere Sensor- oder Abtast flächen von weniger als etwa 2, S χ 10 cn;" verwendet werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jede Sensor- oder A.btast fläche rechteckig mit Abmessungen von 30 χ 40 Mikrometer. Mie Sensor- oder Abtastflächen sind bei dieser Ausgestaltung der Erfindung durch Sicherheitsbänder voneinander getrennt, deren Breite etwa J Mikrometer oder weniger beträgt. Eine hohe Kanten- oder Randschärfe der Filterelemente und eine Mikro- oder Feinausrichtung eines jeden Filtereleinentes bezüglich des darunterliegenden Photosensors oder zu den darunterliegenden Photosensoren ist infolgedessen wichtig.

Als besonders vorteilhaft haben sich Farbbild-Abtastvorrichtungen gemäß der Erfindung erwiesen, die Filterelemente mit einer Kantenoder Randschärfe von weniger als etwa 4 Mikrometer und insbesondere weniger als etwa 2 Mikrometer aufweisen.

Vorteilhaft kann es des v/eiteren sein,renn sich die gefärbten Wezirko von einander benachbarten oder aneinander angrenzenden Filterelementen um etwa Ί Mikrometer überlappen, d.h. um ungefähr die Größe der Sichcrhcitsbänder zwischen einander benachbarten Abtastodor Sensor flächen.

Ein Beispiel einer dreifarbigen Filteranordnung i! mit einer ebenen Anordnung von Fi1tereleuentcn ist in den Fig. 1Λ und 1B dargestellt. 7> Sätze 2, ] und 6 von Filterelementen bilden ein zusammengesetztes ,-!osaik, das die drei färb ige! ¹Fi 1 teranordnung 8 bildet. Jeder Satz von Filterelementen 2, 4 und (, weist gemeinsam Lichtabsorptionsund Durclilässigke i tscha rak ter is t ika auf, wobei sich diese Charakteristiken von denjenigen der anderen Sätze Unterscheiden. Bei einer besonders vorteilhaften Farbbild-Abtastanordnung gemäß der Erfindung ist die I·' i 1 teranordnung 8 derart über einer Anordung von Photosensoren angeordnet, daß ein jedes einzelne Filterelement C

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in Feinausrichtung auf einem einzelnen Photosensor ausgerichtet ist. Bei dieser Anordnung ergibt sich, daß ein RiId bezüglich sämtlicher drei Grundfarbsektoren abgetastet werden kann, indem man geeignete Farbstoffe für die Anwendung in den drei Sätzen von Farbmustern 2, 4 und 6 der Filteranordnung 8 auswählt.

Wie durch die Fig. 2A ιιηΛ 2B dargestellt, verwendet eine bevorzugte Farbbild-Abtastanordnung ge;näß der Erfindung eine Solid-State-Sensoranordnung 20 aus einzelnen Ladungs-gekoppelten Photosensoren (ein Photosensor 22 erstreckt sich beispielsweise zwischen den gestrichelten Linien der Fig. 2Λ). Eine Filteranordnur.g 8, bei der Filterelemente C.., C~ und C, der Fig. IA und 11? nunmehr mit G, R bzw. B bezeichnet sind, ist über der Sensoranordnung angeordnet. Die Filteranordnung 8 weist einzelne Filterelemente 24 auf, die einzeln in Feinausrichtun" auf einzelne Photosensoren (z.B. Photosensor 22) der Sensoranordnung 20 ausgerichtet sind, um eine Farbbild-Abtastanordnung gemüß der I'.rfindunc . zu schaffen, r.inzelne Filterelemente 24 der Filteranordnung 8 sind vom selektiv durchlässigen Typ und in einem solchen Muster angeordnet, wie es oben unter Bezug auf Fig. 1Λ und 1B beschrieben wurde. Die Bezugszeichen G, R und B auf den einzelnen Filterelenenten 24 geben an, daß selektive Durchlässigkeit für grünes, rotes und blaues Licht bei den einzelner. Filterelementen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgcTiiilßen Farbbild-Abtastanordnung gegeben ist. Tin bevorzugtes Ausf ührungsbei spi el einer Farbbild-Abtastanordnung geuiiiß der Erfindung weist eine Anordnung λόπ Farbbild-Abtastelencnten 26 auf, von denen jedes ein einzelnes Filterelement 24 kombiniert mit einem einzelnen Photosensor aufweist, beispielsweise dem Photosensor 22, wobei diese Kombination selektiv für einen besonderen Spektralbereich empfindlich ist.

Die Filteranordnung 8 weist eine transparente polymere Wn'rmeübertragungs-Farbstoffempfangsschicht auf, in die verdampfte, Wärmeübertragbare Farbstoffe diffundiert sind, unter Erzeugung der Filterelemente 2, 4 und 6 einer einzelnen Filterfläche 24.

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Hie Farbstof f-Finpf angsschi cht kann aus irgendeinem geeigneten Polymer aufgebaut sein oder ein solches enthalten, das die durch Wärme übertragenen Farbstoffe aufzunehmen vermag. Zur Herstellung der Schichten können beispielsweise die verschiedensten synthetischen Polymeren verwendet werden, die sich als Substrate für die Wärmeübertragung von Farbstoffen auf Textilien in der Textilindustrie als geeignet erwiesen haben, und die beispielsweise in den US-PS 3 632 291, 3 707 346, 3 829 286 und 3 940 246 beschrieben werden.

Als besonders vorteilhafte Polymere für die Herstellung der Farbstoffenipfangsschichter haben sich amorphe, in Lösungsmitteln lösliche, aromatische Polyester erwiesen, die wiederkehrende Einheiten aufweisen, die sich aus den Kondensationsprodukten eines Dioles und einer Carbonsäure oder einer Dicarbonsäure ableiten. Besonders vorteilhaft sind dabei solche Polyester, die zu mindestens 30 MoI-I, aus wiederlehrenden llinheiten aufgebaut sind, die einen gesättigten gem-bivalente» Rest mit einer gesättigten polycyclischen drei -diiners i oralen Struktur aufweisen, die ein gesättigtes bicyclisches !'i n;, ¹J i o.I nit einer Prncl.enbi ndung (saturated hi cyclic atonic bridge hydrogen ring member) aufweist. .Hc Carbonsäure kann ζ . P). dir Ko!; I cnsii ire sein.

Werden derartige Polyester zur Herstellung der crfindungsgemäßen Farbbild-Abtast iinordniirig verwendet, so lassen sicli extrem scharfe Hi ldberei ehe oder Hi 1 df lachen init Kanten- oder Randschärfen von 4 likroiietein oder darunter herstellen. Frfindungsgemäß verwendbare Polyester des beschriebenen Typs sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise aus der US-PS 3 317- 466 bekannt.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von solchen Polyestern dieser Klasse erwiesen, welche Tg-Temperaturen von mindestens etwa 200⁰C aufweisen.

Derartige Polyester weisen wiederkehrende Einheiten aus den Kondensationsprodukten eines aromatischen Diols der folgenden allgemeinen Formel :

HO-AR-X-AR-OH I

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auf oder wiederkehrende Einheiten aus den Kondensationsprodukten oder Kondensationsresten von aromatischen Dicarbonsäuren der folgenden allgemeinen Formel:

HOOC-AR-X-AR-COOU II

worin bedeuten:

AR einen aromatischen Rest und

X einen gesättigten gem-bivalenten Rest mit einer gesättigten polycyclischen drei-dimensionalen Struktur, die ein gesättigtes bicyclisches Kohlenwasserstoffringglied mit Brückenbindung einschließt.

Typisch für derartige drei-dimensionale polycyclische Strukturen, die einen gem-bivalenten Rest aufweisen, ist der Norbornanring. In üblicher Weise läßt sich ein solcher Ring durch die folgende Formel darstellen:

Die drei-dimensionale Natur des Ringes erjibt sich aus der folgenden Darstellung:

Innerhalb des gem-bivalenten Bindegliedes oder verbindenden Reste kann das einzelne Kohlenstoffatom, an das beispielsweise die beiden Phenolkerne eines aromatischen Diols oder einer Dicarbonsäure gebunden sein können, ein Kohlenstoffatom innerhalb der polycyclischen Struktur sein und das Kohlenstoffatom kann einen Rest der vorliegenden Formel bilden:

-CH

die an die polycyclischo Struktur gebunden ist. Im Falle des 4,4'- (2-Norbornyliden)diphenols beispielsweise sind die phenolischen Reste direkt an ein Kohlenstoffato;,t der polycyclischen Struktur gebunden:

Im Falle des 4,4'-(2-Norbornylmethylen)diphenols beispielsweise trägt eine Methylidyngruppe, die an die polycyclische Struktur gebunden ist, die phenolischen Gruppen:

Gegebenenfalls künden zusätzliche gesättigte Ringe in der polycyclischen Struktur zusätzlich zu dem Licyclischen Glied vorhanden sein, das die P>rückenbindun;^T aufweist. Diese können ankonden- oder

siert sein/durch eine spiro-glci ehe Bindung in die polycyclische Struktur eingeführt sein (spiro-union linkage) . Atombrückenbindungen können des weiteren auch in den zusätzlichen Ringgliedern der polycyclischen Struktur auftreten. Gegebenenfalls können die einzelnen Ringglieder der polycyclischen Struktur substituiert sein, z.B. durch Alkylreste, Ilalogenatome und/oder aromatische Reste, wobei diese Substituenten auch in den Bindegliedern oder Binderesten auftreten können.

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Gegebenenfalls kann die Atombrückenbindung innerhalb der polycyclischen Struktur aucli mehr als nur eir Kohlenstoffatom aufweisen, beispielsweise zwei Kohlenstoffatom, wie z.H. im Falle des Bicyclo/2.2.27octans der folgenden Formel:

Gegebenenfalls kann in einem Ringglied der polycyclischen Struktur auch mehr als nur eine Rrückenbindung vorhanden sein, wie beispielsweise im Falle des Tricyclo^2.2.1.0"*^7hcptans der folgenden Formeln:

(Adamantan)

!He AtoiMbrückcnMnduns kann des weiteren auch anstelle eines Kohlenstof f atoms ein Sauerstoffatom oder ein St icJ'stof fatori aufweisen, wie beispielsweise im Falle des y-Cxabicyclu^. 2. lyheptans der folgenden Formel:

Die einzelnen Ringe der polycyclischen Struktur können beispielsweise durch Alkyl- und/oder Arylreste substituiert sein und/oder Halogenatome. Dies bedeutet, daß beispielsweise ein substituierter Norbornanrest der folgenden Formel vorliegen kann:

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R.

in dem R, R₁ und R₂ stehen können jeweils für ein Wasserstoffoder Halogenatom oder einen Alkylrest mit vorzugsweise 1 bis 4 C-Atomen oder einen Aryl rest.

Gegebenenfalls können auch zwei Substituenten an einem Kohlenstoffatom sitzen. Weisen die Ringe Substituenten auf, so ist selbstverständlich, daß diese sich in Positionen befinden, in denen sie die Rildung eines Diols oder einer Dicarbonsäure nicht stören. Beispielsweise lassen sich auf Grund sterischer liffekte bestimmte Bisphenole nicht erhalten, beispielsweise solche von Norbornandcrivaten mit zwei Alkyl- oder Halogensubstituenten in den 3- oder 7-Positioncn.

Wie bereits dargelegt , können ar das hicyclische, eine Prücken-Mndurv; auiVeisende Ringglicd der polycycli sehen Struktur zusätzlich gesättigte Rin^e ankondensi ert sein. Bei diesen Ringen kann es sich um Kohlenwasserstoffringe oder heterocyclische Ringe handeln, hie beispielsweise im Falle des IIexahydro-4,7-methanoindans der foli'eiiden Formel:

oder im FaIIe des Octahydro-4,7-methanoisobenzofurans der folgenden Formel:

Schließlich ist es auch möglich, daß die ankondensierten Ringe

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ebenfalls Brückenbindungen aufweisen, wie beispielsweise im Falle des Decahydro-1,4,5,8-dimethanonaphthalins der folgenden Formel:

oder des Dodecahydro-4,9,5,8-dimethano-1-cyclopenta(b)naphthaline der folgenden Formel:

Gegebenenfalls können des weiteren zusätzliche gesättigte Ringe in die polycyclische Struktur durch eine Spirobindung eingeführt werden, wie xii beispielsweise im Falle des Spiro^cyclonropan-1,7·■ norboraans7 der folgenden Formel:

Die Diole und Dicarbonsäuren, die durch die allgemeinen Formeln I und II dargestellt sind, können jeden beliebigen aromatischen Rest aufweisen, solange diese die Herstellung der Verbindung nicht sterisch behindern. Dies bedeutet, daß sowohl substituierte als auch nicht substituierte aromatische Reste vorliegen können. liin besonders vorteilhafter aromatischer 'lest ist der Phenyl rest, vorzugsweise ein Phenylrest einer der beiden folgenden Formeln:

COOH

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worin ¹J ein Wasserstoff- oder Halogenatom oder einen Alkylrcst mit vorzugsweise 1 bis 1 C-Atomen darstellt. Gegebenenfalls können zusätzlich gesiittigte oder ungesättigte Ringe an den Benzolring ankondensiert sein, wobei der funktionelle Hydroxy- oder Carboxyrest sich in irgendeiner geeigneten Position befinden kann.

Weisen uürxlestens 30 · der wiederkehrenden Einheiten eines erfindungsgcnäß verwendbaren Polyesters Kondensationsreste aus einer Carbonsäure oder iUcarhonsäure unJ einen Diol mit einem gesättigten gem-bivalenten Bindeglied X, wie angegeben, auf, so leiten sich die übrigen wiederkehrenden F.inheiten vorzugsweise von einer Carbonsäure oder i)icarborsäure und einem Diol ab, wozu auch Bisphenole der folgender Foruel gehören:

wor in boden ten:

" einen Hest der bereits angegebenen Formel und Z einen SuIfonylrest; einen Alkylidenrest, vorzugsweise einen Isopropylidenrest; oder einen Cycloalkyliuenrest, beispielsweise einen Cyclopentylidcn-, Cyclohexyliden-, 2-Norbornyliden-, n-I^:liioreryl ii'en- oder einen 2 (51!) -Renzo/~c_7furanon-5-yli den res t.

Im Falle eines weiteren, besonders vorteilhaften Polyesters, wenn mindestens 30 % der wiederkehrenden Einheiten desselben aus Carbonsäure- (Kohlensäure-) Res ten oder Dicarbonsäureresten aufgebaut sind und Diolrestai ini t einen aromatischen Rest mit einem gem-bivalenten Bindeglied X, wie oben beschrieben, bestehen mindestens etwa 30 Mol-$ der Säurekomponente aus Terephthalsäure, Isophthalsäure oder einer Mischung hiervon. Der Rest der Säurekomponente,

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d.h. bis zu 70 MoI-I, kann aus Carbonsäure (Kohlensäure) oder anderen Dicarbonsäuren bestehen. Besonders vorteilhafte Dicarbonsäuren zur Herstellung der Polyester sind beispielsweise 4,4'-SuIfonylbisbenzoat; 1,2,3,4-Tetrahydro-2,6-naphtha Iindicarboxylat; 4,4'-Isopropylidenbisbenzoat; 2,6-NaphthaIindicarboxylat und 1,1, 3-Tri:nethyl-3-phenylindan-5,4 '-dicarboxylat.

Besonders vorteilhafte Polyester dieses Typs sind beispielsweise: PoIy/?,4'-isopropylidendiphenylen-co-4,4'-hexahydro-4, 7-methanolndan-5-ylidendiphenylen (Molverhältnis 50:50) Terephthal-co-isophthalat (Molverhältnis 5O:5O7 sowie Poly(4,4'-hexahydro-4,7-methanoindan-5-ylidendiphenylenterephthalat); Poly/4",4'-(2-norbornyliden)-diphenylencarbonat7 sowie Poly(4,4'-hexahydro-4,7-methanoindan-5-ylidendiphenylcncarbonat).

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Farbbild-Abtastanordnung lassen sich Farbstoffe der verschiedensten Klassen vorwenden, beispielsweise Azo-, Anthrachinon-, Indophenol-, Ir:doanil i η-, Pcrinon-, Chinophthalon-, Acridin-, Xanthon-, Diazin- und Oxazinfarbstoffe, die durch Diffusion in dir. Farbstoff-F.nipfan^sschichtcn überführt werden können. Geeignete Farbstoffe sind im Hniidol erhältlich, genannt seien beispielsweise die im folgenden :uif geführten Farbstoffe, Hersteller Eastman Kodak Company, Pochester, New York, USA:

Eastman Fast Yellow 8GLF Eastonc Red ⁿ.

F;astman Brilliant Red FFBI, Eastone Yellow 6GN

Eastman Blue (ΊΒΝ Eastone 0r;in."c 2Π

Eastman Polyester Orange 2RE Eastono "nirje 3R

Eastman Polyester Yellow GEW Eastonc ()rar;;e GRK

Eastman Polyester Dark Orange RL Eastman Red 901

F.astman Polyester Pink RL Eastman Polyester Blue 4UL

Eastman Polyester Yellow 5GLS F.astman Polyester Red B-LSW

Eastman Polyester Red 2G Eastman Turquoise 4G

Eastman Polyester Blue GP Eastman Polyester Blue BN-LSW

Eastman Polyester Blue PL

Eastone Yellow R-GFD

Eastone Red B

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Wie bereits dargelegt, läßt, sich erfindungsgemäß die Filteranordnung 8 (vergl. Fir;. 1Λ) durch Diffusion von Wärme-Übertragbaren Farbstoffen in die Farbstoffempfangsschicht herstellen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Filteranordnun« 8 hergestellt durch Auftragen einer Farbstoff-Lmpfangsschicht auf ein I'albl eiter-Photosensor-Substrat.

Gegebenenfalls kann es vorteilhaft sein, vor dem Auftragen der Farbstoff-Umpfan^sschicht auf das Halbleitersubstrat auf dieses eine Schicht aus Kieselsäure aufzubringen. Auch kann es vorteilhaft sein, vor dem Auftragen der Farbstoff-Empfangsschicht auf das Substrat eine Haftschicht aufzutragen, um die Haftung der Farbstoff-Empfangsschicht auf dem Substrat zu verbessern.

In Fig. 4Λ ist beispielsweise ein Halbleiter-Photosensorsubstrat mit einer hierauf aufgebrachten llaftscliicht 2 und einer hierauf aufgebrachten Fn rbr. tof f-Empf an^ssclii cht 3 dargestellt.

Bei der Erzen/jung einer Fnrbstof f-Empf anjjsschicht auf einer HaIblciterplattc bei spiel swei se lint es sich als vorteilhaft erwiesen, die beschichtete Platte bei erhöhten Temperaturen zu trocknen oder auszuhärten, und zwar solange, bis praktisch sämtliches Lösungsmittel, das zur Herstellung der Beschichtungsmassc verwendet wurde, entfernt ist. Die i;i liinzclfalle optimale Temperatur und Dauer Jes Trocknung- oder Härtungsprozesses kann je nach der Zusammensetzung der Schicht verschieden sein. Beispielsweise hat sich ein zweistündiges Erhitzen auf etwa 200⁰C als vorteilhaft erwiesen, wenn zur l'rzeugung der Farbstoff-Empfangsschicht ein Polyester, wie Poly(4,4'-hexahydro-4,7-methanoindan-5-ylidendiphenylenterephthalat) verwendet wird. Wird die aufgetragene Schicht nicht richtig getrocknet, so kann die Photoresistschicht, die später aufgetragen wird, in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt werden.

Nach Auftrocknen der Farbstoff-Empfangsschicht 3 wird hierauf eine Photoresistschicht 4 aufgebracht, die sich aus Fig. 4B ergibt.

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Die Funktion der Photoresistschicht besteht darin zu verhindern, daß Farbstoff in die Farbstoffempfangsschicht in Bezirken diffundiert, die durch die Resistschicht geschützt sind. Dies bedeutet, daß die Photoresistschicht eine Sperre bezüglich der Diffusion des Farbstoffes darstellt, mindestens unter den Bedingungen der Übertragung. Als besonders vorteilhaft haben sich beispielsweise Photoresistschichten auf Gelatinebasis erwiesen.

Ein Beispiel für eine geeignete Resistmasse zur Erzeugung einer Photoresistschicht ist beispielstveise das im Handel erhältliche Photoresistprodukt KOPR-TOP, Hersteller Chemco Photoproducts, Inc., USA. Das Photoresistprodukt wird erhalten durch Vermischen von KOPR-TOP-F.namel, einer Gelatine enthaltenden Lösung mit KOPR-TOP-Sensibilisierungsmittel, einer Ammoniumdichromat enthaltenden Lösung mit einem pH-Wert von 1.

Die Resistschicht wird dann unter Verwendung einer Maske, die das gewünschte Farbstoffmuster aufweist, beispielsweise das Muster 2 der Fig. IB belichtet. Wie in Fig. 4C dargestellt, weist die Resistschicht nach der Belichtung entsprechend belichtete Abschnitte 4' und nicht-belichtete Abschnitte 4" auf.

Die Resistschicht wird dann entwickelt, wobei Pens torf IMchen oder Fensterbezirke 4'" in der Resistschicht 4 entsprechend der Vorlage anfallen. Verwiesen wird in diesem Zusammenhang auf Fig. 4Π.

Nunmehr wird Wärme-übertragbarer Farbstoff erhitzt und durch Diffusion in die Farbstoff-Empfangsschicht übertragen, und zwar durch die Fensterbezirke oder Fensterflächen 4^fM , unter Anfärbiing der Farbstoff-Empfangsschicht, wie es in Fi^. 4L angedeutet ist.

Ein Verfahren, nach dem die Übertragung erfolgen kann, besteht darin, zunächst eine Lösung des Wärme-übertragbaren Farbstoffes auf ein Zwischen- oder Trägersubstrat aufzutragen. Beispielsweise läßt sich hierzu ein Papiersubstrat verwenden, obgleich auch die verschiedensten anderen Substrate geeignet sind, wie sie normaler-

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weise für den Wärme-Obertragungsdruck verwendet werden. Das Trägerpapier wird dann mit der mit dem Farbstoff beschichteten Seite in Kontakt mit der entwickelten lies istschicht gebracht. Darauf wird die Temperatur auf Obertragungstemperatur erhöht, d.h. eine Temperatur, bei .!er der Farbstoff einen ausreichenden Dampfdruck aufweist, so dal.' Fa rbs tof fdiinpf c in die Farbstoff-Empfangsschicht diffundieren können. Can ζ allgemein hat sich gezeigt, daß, wenn die gewünschte Farbs to f fwicnge in die Fmpfangsschicht in etwa 5 his 120 Sekunden, vorzugsweise ir etwa 20 bis 60 Sekunden übertragen werden kann, die Obcrtragungsgeschwindigkei t zufriedenstellend ist. Jedoch kam: die Obertragungszeit auch größer sein.

Gegebenenfalls kirn ein Farbstoff auch mit einem thermischen Lösungsmittel (oder festen Lösungsmittel) vermischt werden. Als thermische Lösungsmittel sind dabei die verschiedensten Stoffe geeignet, die bei Rauinte lperatur fest sind, bei erhöhten Temperaturen jedoch schmelzen und den betreffenden Farbstoff zu lösen vermögen. Hine Mischung aus einem Farbstoff und einem solchen thermischen Lösungsmittel, das schmilzt und den Farbstoff löst, erlaubt die V'ärmeübertragiing des Farbstoffes bei einer geringeren Temperatur als der Temperatur, die angewandt werden muß, wenn der Farbstoff al loin ohne thermisches Lösungsmittel verwendet wird. Fs ist nicht bekannt, oh in diesen Falle der Farbstoff in Form einer Flüssigkeit oder eines Dampfes übertragen wird.

Beispiele für geeignete thermische Lösungsmittel, die sich zur Durchführung des erfindungsgcmäucn Verfahrens eignen, sind beispielsweise aromatische Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Naphthalin und seine Derivate, Diphenyl und seine Derivate, Stilben, Duren und Phcnanthren, Phenole, z.B. 2,3-Dimethylphenol , 2 ,6-Dimcthylphenol, 3,4-Dimethylphenol, 3,5-Dimethylphenol , 2,4,6-Trimethylphenol, 2 ,4 ,5-Trimethylphenol, 3,4,5-Trimethylphenol , Brenzkatechin, Resorzin, Ilomobrenzkatechin, Pyrogallol, ot-Naphthol und ß-Naphthol, aromatische Amine, wie z.B. a-Naphthylamin und Triphcnylainin , Carbonsäuren, z.B. o-Toluolsäure , m-Toluolsäure, Malonsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure, Azelainsäure und Maleinsäure, Sulfonsäuren, wie beispielsweise Benzolsulfonsäure, p-

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Toluolsulfonsäure, Naphthalin- -sulfonsäure und Naphthalin-ßsulfonsäure, Fettsäuren, wie beispielsweise Rindertalg, Stearinsäure und Palmitinsiiure sowie Metallsalze dieser Fettsäuren,
anionische, kationische und nicht-ionogcne sowie amphotäre oberflächenaktive Verbindungen, Zucker, wie beispielstveise Fruktose, sowie Polyäthylenglykole und chloriertes Paraffin. Als besonders vorteilhafte thermische Lösungsmittel haben sich beispielsweise Acetamid, 1,1-Decandiol, Succinimid, Suberinsäure, Acenaphthen, Methylanisat, Benzophenon, Methylstearat, Methoxynaphthalin und Biphenyl erwiesen.

Nachdem der Farbstoff durch Diffusion in die Empfangsschicht
übertragen worden ist, wird die verbliebene Resistschicht von
der Empfangsschicht abgestreift, wobei eine Empfangsschicht mit gefärbten Bezirken entsprechend der für die Exponierung benutzten Maske hinterbleibt, wie es in Fig. 4F annedeutet ist.

In der Farbstoff-Empfangsschicht können dam durch Wiederholuno,
der beschriebenen Verfahrensstufe unter Verwendung einer frischen Photoresistschicht, einer anderen Maske und eines anderen Farbstoffes weitere gefärbte Bezirke erzeugt werden. Wird das beschriebene Verfahren dreimal durchgeführt, und zwar urter Verwendung eines roten, eines blauen und eines grünen Farbstoffes, wobei die Farbstoffe nach einem verschiedenen Muster übertragen werden, so wird eine Drei-Farb-Filteranordnun.q 8 mit einem zusammengesetzten Mosaik aus roten, blauem und grünem Farbstoff erzeugt

Wird die Farbstoff-fimpfargsschicht direkt auf die Anordnung von Halbleiter-Photosensoren vom Ladungs-handling-Typ aufgetragen,
so führt die beschriebene Verfahrensweise zu einer Farbbild-Abtastanordnung gemäß der Erfindung. Liegt andererseits die Farbstoff-Empfangsschicht in Form eines Filmträgers vor oder ist
sie auf ein anderes Substrat aufgetragen, so muß das in der beschriebenen Weise hergestellte Mehrfarbfilter auf eine Anordnung von Photosensoren aufgetragen werden, um eine Farbbild-Abtastanordnung nach der Erfindung zu erhalten.

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Cemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden Mehrfarbfilter durch Verdampfen und Diffusion von Wärmeübertragbaren Farbstoffen in die Farbstoff-Empfangsschicht bei einer Temperatur unterhalb der Tg-Temperatur des Polymeren durchgeführt, das zum Aufbau der Farbstoff-Empfangsschicht verwendet wurde. Unter diesen Bedingungen werden gefärbte Filterbezirke oder Filterflachen mit extrem scharfen R'Indern oder Kanten erhalten.

Besonders vorteilhafte Farbbild-Abtastanordnungen nach der Erfindung sind solche mit Filtern, die selektiv grünes, rotes und blaues Licht zu entsprechenden Abschnitten der Photosensoren durchlassen. Derartige Farbbild-Abtastanordnungen lassen sich herstellen durcli Diffusion von grünen, roten und blauen Farbstoffen in eine Farbstoff-Empfangsschicht, in einem geeigneten Muster oder gemäß einer geeigneten Vorlage nach den beschriebenen Verfahrens stufen.

Alternativ lassen sich die Farbbild-Abtastanordnungen nach der Erfindung jedoch auch unter Verwendung von subtraktiven, primären Farbstoffen herstellen, d.h. gelben, purpurroten und blaugrünen Farbstoffen. In jedem Filterelement liegt dann eine geeignete Kombination von zwei dieser Farbstoffe unter Erzeugung eines grünen, roten oder blauen Filters vor. Das beschriebene Verfahren zur Herstellung der Farbfilter erfordert dann, daß zwei Farbstoffe durch Diffusion in die Farbstoff-Empfangsschicht übertragen werden, unter Erzeugung eines Satzes von Filterelementen während einer jeden MasMerungs-Exponierungsfolge. Alternativ kann auch ein einzelner substral;tivcr primärer Farbstoff durch Diffusion in die Farbstoff-Empfangsschicht übertragen werden, und zwar für zwei der drei Sätze der Filterschicht während einer jeden Maskierungs-Exponierungsfolge. Zwei zusätzliche Verfahrensfolgen vervollständigen dann das Drei-Farbfilter. Schließlich können auch die verschiedensten Kombinationen dieser Methoden angewandt werden, je nach den Charakteristika der Farbstoffe, die im Einzelfalle verwendet werden.

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In Fig. 3 ist eine Farbbild-Abtastanordnung 30 gemäß der Erfindung in Anwendung bei einem vereinfacht dargestellten Kamerasystem dargestellt. Die Bildinformation einer einzelnen Reihe von Photosensoren, beispielsweise von einer Reihe 32, wird auf ein Schieberegister 34 (das im allgemeinen auf dem Bildsensor Chip ausgebildet ist) übertragen, und zwar in Abhängigkeit von Taktsignalen von einem Abfragegerät, beispielsweise einem Taktgeber 36 für die Zeilenabtastung. Dies wird in an sich bekannter Weise durchgeführt. Einrichtungen zum Durchführen dieser Operation werden in der technischen und Patentliteratur beschrieben, die sich auf Bauteile für Ladungs-handling bezieht, beispielsweise auf CCD- und CID-Anordnungen. Es ist auch allgemein bekannt, da» Ausgangssignal des Schieberegisters mittels einer Signalübersetzerschaltung 38 weiterzuverarbeiten. Bei Verwendung von Farbbild-Abtastanordnungen gemäß der Erfindung ist jedoch die Farbinformation für die einzelnen Grundfarbvektoren in verschachtelter Form vorhanden, da die Spektralempfindlichkeiten der Elemente der Farbsensoranordnung untereinander vermischt sind. Dementsprechend ist ein Farbschalter-Netzwerk 40 vorgesehen, um die Bildsignalfolge 90 aufzuteilen, daß sie eine geeignete Form hat, d.h. beispielsweise parallele Videosignale für Grün, Rot und Blau zu bilden.

In einer solchen Form werden die Signale in üblicher Weise ur.ter Verwendung der Umsetzer-Matrix 42 in eine NTSC-Norm umgesetzt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Anzahl von "cihcn der Sensoranorc'nuiiß der Anzahl von sichtbaren Zeilen in einer Rasterplatte (field scan) (ungefähr 250) oder der Anzahl von sichtbaren Zeilen in einem Abtastfeld oder Bildaiisschnitt (frame) (ungefähr SOO) entspricht, das aus zusammengesetzten Feldern odor Halbbildern besteht.

Die folgenden Heispiele sollen die Erfindung niiher veranschaulichen.

Beispiel 1: Herstellung eines Farbfilters mit einem Film als Farbstoff -Empfangs schicht.

2 g des roten Farbstoffes Eastman Brilliant Red FFBL (Hersteller

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Eastman Kodak Company, Rochester, New York) wurden in 100 ml ι) i c Ii Io met ha η unter F.inrühren des Farbstoffes in das Lösungsmittel unter Verwendung eines Magr.etrührers gelost. Die Rührdauer betrug 2 Stunden bei Raumtemperatur. Die erhaltene Farbstoff lösung wurde dann mit der Hand in einer Schichtstärke von etwa 150 Mikron, naß gemessen, auf einen barytierten Papierträger aufgetragen. Bei dem barytierten Papierträger handelte es sich um einen Papierträger, der mit einer Schicht aus BaSO. beschichtet worden war, wie er üblicherweise in der photographischen Technik verwendet wird. Ein soldier Papierträger wurde in diesem Beispiel der Einfachheit halber verwendet. Verwendbar sind jedoch auch alle anderen Träger, solange diese praktisch gleichförmige gefärbte Flächen oder Bezirke liefern, d.h. bei denen als Folge der Übertragung kein Muster hinterbleibt. Typische geeignete Träger sind solche, die üblicherweise bein. Wärme-Übertragungsdruck verwendet werden.

Die aufgetragene Farbstoff schicht wurde dann über iNacht bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet.

Zur Urzeugung der Photorcsistschicht oder Blockierungsschicht lassen sich, wie bereits dargelegt, übliche qnervernetzbare CeIatine-Photores ist lösungen verwenden.

Geeignete Photoresist lösungen auf Gelatinebasis sind beispielsweise iiii Handel unter der Handelsbezeichnung KOPR-TOP, Hersteller Chemco Photoproducts Company, USA, erhältlich. Eine quervernetzbare Photorcsistmasse auf Gelatinebasis wurde hergestellt durch Vermischen von 27,6 r,ü (27,6 g) von KOPR-TOP Enamel mit 3 ml (3,45 g) KOPR-TOP-Scnsibilisierungsmittel. Mit der Beschichtungsmasse lvurde dann ein Poly (äthylenterephthalat) -Filmschichtträger von quadratischem Format mit einer Kantenlänge von 5 cm spinnbeschichtet, unter Verwendung einer üblichen Beschichtungsvorrichtung (Headway Research spin-coater) bei 2000 Umdrehungen pro Minute, bei einer Beschichtungsdauer von 50 Sekunden.

Der beschichtete Träger wurde dann 4 Minuten lang unter Verwendung

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einer in einem Abstand von 0,30 m aufgestellten Wolfrainlampe durch eine neutral dichte Maske (Qualitron neutral density mask) belichtet.

Anschließend wurde der exponierte Prüfling entwickelt, indem er ungefähr 20 Sekunden lang mit Wasser von Raumtemperatur abgespült wurde. Auf diese Weise wurden Fensterflächen in der Photoresistschicht erhalten, durch welche Farbstoff diffundieren gelassen wurde.

Der entwickelte Prüfling wurde dann durch 50 Sekunden langes Aufblasen von Luft auf der Beschichtungsvorrichtung getrocknet. Nach dem Trocknen wurde der Prüfling in Kontakt mit einem 5 cm großen Träger, der mit dem Farbstoff Eastman Brilliant Red FFBL beschichtet worden war, gebracht, wobei die beschichteten Seiten aufeinander zu liegen kamen, worauf auf 170°C erhitzt wurde. Die barytierte Papierträgerscite befand sich dabei mit dem Heizblock in Kontakt. Die Erhi tzungsdauer betrug 30 Sel.unden. Reim Frhitzen sublimierte der Farbstoff von» PapiertrM^er durch die Rczirko, aus denen die Gelatine durch den Entwicklungsprozeß entfernt worden war und gelangte in den Filmträger. Auf diese Weise wurde eine qualitativ ausgezeichnete Farbstoffreproduktion der Maske ir dem Schichtträger erzeugt.

Die quervernetzten Gelatine-Bezirke auf dem Schichtträger wurden dann durch Abspülen mit Wasser und Abquetschen entfernt. Die Dichte der gefärbten Bezirke gegenüber blauem Licht betrug 1,f>, die eine Messung in einen Densitometer vom Typ Macbeth TD-504 ergab.

Beispiel 2

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde unter Verwendung des Farbstoffes liastman Blue CBN wiederholt. Die Dichte der gefärbten Bezirke gegenüber rotem Licht betrug 1,5.

Beispiel 3

Herstellung einer Dreifarbfilteranordnung.

Die üreifarbfilteranordnung wurde nach der in Beispiel 1 angegebenen

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Methode hergestellt.

Zunächst wurde ein quadratischer Abschnitt eines Polyesterschichtträgers mit einer Kantenlänge von 5 cm aus PoIy^?,4'-isopropylidendiphenylcn-co-4,4;-hexahydro-4,T-methanoindan-S-ylidendiphenylen (Molverhältnis 50:50) Terephthalat-co-isophthalat (Mol-Verhältnis 5O:5O}7» im folgenden als TICG-Träger bezeichnet, nach dem Spinn-Bcschichtungsverfaliren mit einer quervernetzbaren Gelatinelösung des beschriebenen Typs beschichtet, exponiert, entwickelt und getrocknet.

Auf einen barytioten PapiertrMger wurde als Farbstoff Eastman Brilliant Red FFBL aufgetragen, der dann, wie in Beispiel 1 beschrieben, durch 30 Sekunden langes Erhitzen auf 17O⁰C übertragen wurde. Nach erfolgter Farbstoffübertragung wurden die quervernetzten Gelatinebezirke des TIGG-Trägers durch Abspülen mit Wasser und Abquetschen entfernt.

Mer Prüfling wurde dann von neuem mit quervernetzbarer Gelatine beschichtet, unter Verwendung einer anderen Maske exponiert, entwickelt und getrocknet. Nunmehr wurde der Farbstoff Eastman Blue CBN, der auf einen barytierten Papierträger aufgetragen worden war, durch 30 Sekunden langes Frhitzen auf 160⁰C übertragen. Nach erfolgter Obertragung wurden die quervernetzten Gelatinebezirke entfernt.

Der TIGG-Trägcr wurde nun ein drittes Mal mit quervernetzbarer Gelatine des beschriebenen Typs beschichtet, unter Verwendung einer dritten Maske exponiert, entwickelt und getrocknet. Gleichzeitig wurde ein grüner Farbstoff hergestellt durch Lösen von 1 g Eastman Blue GBN und 1 g Eastman Fast Yellow 8GLF in 100 ml Dichlormcthan. Die Lösung wurde auf einen barytierten Papierträger aufgetragen. Die Obertragung des erzeugten grünen Farbstoffes erfolgte durch 40 Sekunden langes Erhitzen auf 155°C. Nach erfolgter Farbstoffübertragung wurden die quervernetzten Gelatinebezirke wieder entfernt.

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Auf diese Weise wurde eine Dreifarbfilteranordnung erhalten, die unter Verwendung eines Mikroskops und durchgehendem Licht bei einer 50-fachen Vergrößerung betrachtet wurde. Es zeigte sich, daß eine Dreifarbfilteranordnung ausgezeichneter Qualität vorlag, und zwar mit Bildbezirken mit Dimensionen von 3Ou bis 4Ou. Von den gefärbten Bildbezirken wurden Schnitte angefertigt und photographiert. Die erhaltenen Photomikrographien ergaben, daß die Dicke der roten Bezirke ungefähr 1,5 u betrug und daß die Dicke der blauen und grünen Bezirke bei ungefähr 1 u lag.

Beispiel 4: Herstellung eines Farbfilters auf einer Quarz-Scheibe.

3 g Poly(4,4 ·-hexahydro-4,7-methanoindan-S-ylidendiphenylenterephthalat), als T-GK bezeichnet, wurden in einer Mischung von 20 ml Dichlormethan und 35 ml Toluol durch 4-stündiges Verrühren des Polymeren in dem Lösungsmittelgemisch unter Verwendung eines Magnetrührers bei Raumtemperatur gelöst. Die erhaltene Lösung wurde nach dem Spinn-Beschichtungsverfahren auf eine Quarzscheibe eres Durchmessers von 25 mm mit einer Haftschicht aus Poly (methylacrylat-co-vinyEdenchlorid-co-itaconsäure) aufgetragen, lie Beschichtungsdauer betrug 50 Sekunden bei 1000 Umdrehungen pro Minute. Die aufgetragene Schicht des Polymeren wurde in einem Laborofen 4 Stunden lang bei 120⁰C getrocknet.

Auf die getrocknete Scheibe.wurde Jann nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren eine Resistschiclit aus qucrvernetzbarer Gelatine aufgetragen. Die Schicht wurde Jann, wie in Beispiel 1 beschrieben, durch eine Maske belichtet, entwickelt und getrocknet.

Die Platte wurde dann in Kontakt iiiit einem barytierten Panierträger gebracht, auf dem als Farbstoff Eastman Brilliant Red FFBL aufgetragen worden war. Die Übertragung des Farbstoffes erfolgte durch 40 Sekunden langes Erhitzen auf 175°C durch die Bereiche der Platte, aus denen die Gelatine bei der Entwicklung ausgewaschen worden war. Mach der Farbstoffübertragung wurden die quervernetzten Gelatinebezirke entfernt. Auf diese Weise wurde eine qualitativ hoch-

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wertige Farbreproduktion der Maske in dem T-dK-Polymeren erzeugt, nine Untersuchung des hergestellten Farbfilters unter Verwendung eines Interferenz-Mikroskopes ergab, daß die T-GK-Schicht ungefähr 0,5 π dick war. Die Dichte der gefärbten Bezirke gegenüber blauem Licht wurde unter Verwendung eines Dcnsitometers vom Typ Macbeth TI)-50t ermittelt. Sie lag bei 2,6.

Beispiel 5

2 g des Farbstoffes Eastman Polyester Rlue BN-LSW wurden in 15 ml üichlormethan durch zweistündiges Verrühren des Farbstoffes bei Raumtemperatur in dem Lösungsmittel unter Verwendung eines Hagnetrührers gelöst. Daraufhin wurde ein 5,08 χ 5,08 cm großes Kopierpapierstück ungefähr 3 Minuten lang in die erhaltene Farbstofflösung gebracht, um Lösung aufzusaugen. Anschließend wurde das Papier 1 Stunde lang an der Luft getrocknet.

Ein Abschnitt eines Filmschichtträgers aus Poly(4,4'-hexahydro-4 , 7-methanoindan-5-yl idendiphenylenterephth.ilat) wurde nach den Spinn-Beschichtungsverfahren mit einer Resistschicht aus quervernetzharer (lelatine beschichtet. Verwendet wurde eine übliche Spinn-Beschichtungsvorrichtung vor.i Typ Headway "esearch spincoater bei einer Reschichtungsdauer von 50 Sekunden und 2000 Umdrehungen pro Minute. Der beschichtete Abschnitt wurde dann mittels einer 100 Watt WoI f ramlninne durch eine Vorlage belichtet. Die Belichtungsdauer betrug 4 Minuten, wobei die 'VoIf ram lampe sich in einem Abstand von der Probe von 0,30 m befand. Der exponierte Prüfling wurde dann entwickelt, indem er 20 Sekunden lang mit Wasser von Raumtemperatur abgespült wurde. Anschließend wurde der Prüfling getrocknet, indem 50 Sekunden lang auf den Prüfling auf der Spinn-Reschichtungsvorrichtung bei Raumtemperatur Luft aufgeblasen wurde.

Nach dem Trocknen wurde der besclnchtete Prüfling in Kontakt mit einem Farbnapier des beschriebenen Typs gebracht, wobei die Resistschicht mit der Farbstoffschicht in Kontakt kam. Die Kombination aus Träger mit Uesistschicht und Farbpapier wurde auf einem Heizblock 30 Sekunden lang auf 22O°C erhitzt. Der Farbstoff sub-

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limierte dabei aus dem Papier durch die Bezirke, aus denen die Gelatine abgelöst worden war in den PolyestertrMger.

Anschließend wurden die quervernetzten Gelatinebezirke durch Abspülen mit Wasser und Abquetschen entfernt.

Die auf den Polyesterträger erzeugten Bilder wurden mikroskopisch bei durchgehende« Licht und einer 50-fachen Vergrößerung untersucht. Es ergab sich eine Reproduktion der Testvorlage von ausgezeichneter Qualität. Die Auflösung lag bei mindestens 90 Reihen/ mm, entsprechend dem Maximum der Testvorlage.

Beispiel 6: Herstellung eines Drei-Farbfilters auf einer Quarzscheibe.

Iline Schicht aus Poly(4,4'-hexahydro-4,7-methanoindan-S-ylidendiphenylenterephthalat) (T-GK-Polymer) wurde in der in Beispiel 4 beschriebenen Weise auf eine Quarzscheibe (oder Si 1 iciumplatte') eines Durchmessers von 2,54 cm aufgetragen, wobei im vorliegender Falle jedoch die Scheibe zunächst mit SiO- behandelt fpacivated) wurde. Nach Beschichten der Polyesterschicht mit einer quervernetzbaren Gelatineschicht, Exponieren und Entwickeln, wie im Reispiel 1 beschrieben, wurde die Platte in Kontakt mit einem Farbblatt des beschriebenen Typs mit dem roten Farbstoff Eastman lied 901 (hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben) 30 Sekunden lang auf 200⁰C erhitzt. Die verbliebenen quervernetzten GeIa tincbezirke wurden durch 30 Minuten langes Waschen in einer dreiuolarcn CaCl?- ^ bei $0°C und schwachem Reiben der Oberfläche entfernt.

line zweite Resistschicht aus quervernctzbarer Gelatine wurde aufgetragen, durch eine zweite Maske belichtet und entwickelt. Diesmal wurde ein Farbblatt mit dem blauen Farbstoff l.astr.an Polyester Blue 4RL in Kontakt mit der Scheibe gebracht und 30 Sekunden lang auf 200⁰C erhitzt. Anschließend wurde die verbliebene quervernetzte Gelatine wiederum entfernt.

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Nunmehr wurde eine dritte Gelatine-Resistschicht aufgetragen, durch eine dritte Maske belichtet und entwickelt. Anschließend wurde eine Farbblatt mit einem grünen Farbstoff, bestehend aus einer Mischung ^ai'S Eastman Blue GRN und Eastone Yellow R-GFD in Kontakt mit der Scheibe gebracht und 30 Sekunden lang auf 180°C erhitzt. Die verbliebene Resistschicht wurde dann durch Verwendung einer CaCl₂-Lösung entfernt.

Auf diese Weise wurde eine Quarzscheibe mit einem integrierten Dreifarbfilter ausgezeichneter Qualität mit drei Mustern von Filterbezirken erhalten, wobei jeder Filterbezirk eine Größe von 30 χ 40 Mikrometern hatte.

Beispiel 7

Die drei Farbfilteranordnungen (CFA) von Beispiel 6 wurden an eine Fairchild-Ladungskupplungs-Bauteil-(CCD)-202-Anordnung in Feinausrichtung unter Ausbildung eines CCD-CFA-Bauteiles gebunden.

Die zusammengesetzte Anordnung wurde mit monochromatischem Licht gleichförmig beleuchtet und mit einer Halbbildfrequenz von 30 Bildern pro Sekunde abgetastet. Das resultierende Videosignal wurde unter Verwendung einer Klemmschaltung zur Synchronisierung verstärkt. Eine bestimmte Spalte von CCD-Elementen wurde ausgewählt und die Lage dieser Spalte wurde der Spaltenanzeigerlogik eines Computers eingegeben. Die Spaltenanzeigerlogi|e bewirkt, daß der Signalpegel des aufzufangenden Bildelementes in der ausgewählten Spalte für jede horizontale Zeile einmal in ein 12-Bit-Digitalwort umgesetzt wird und als Eingangssignal für den Computer zur Verfügung gestellt wird. Fehlerkennzeichnungskarten, die vom Computer abtastbar sind und die das Fehlen des Bereitschaftszustandes (data ready) und des Halbbildes signalisieren, sind vorhanden. Man kann ein einzelnes, vorausbestimmtes Sensoelement wiederholt abfragen oder Abfrageimpulse einer Gruppe von Sensorelementen aus werten. Die mittlere Abweichung und die Normalabweichung der Gruppe ausgewählter Signalpegel werden berechnet und ausgedruckt.

Das interne Störgeräusch im SensoreleAent und das Störgeräusch des

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Anordnuhgsmusters der Sensorelemente der CCD-Anordnung allein und das Störgeräusch des Anordnungsmusters jedes der drei Farbkanäle in der SFA-DDC-Kombination wurden gemessen und als Funktion der mittleren Anzahl der Photoelektronen aufgezeichnet. Die Daten für das Störgeräusch des Anordnungsmusters basieren auf einer rechteckigen Gruppe von 1000 Sensorelementen, die ίτη zentralen Bereich der Sensoranordnung gelegen ist, bestehend aus drei Teilmengen: 500 Grün und 250 Rot und 250 Blau. Die Störgeräusche für jeden der drei zusammengesetzten FarbkanSle wurden von den entsprechenden Teilmengen-(subset) datenberechnet. Die Störgeräuschdaten für die CCD-Anordnung allein wurden unter Verwendung von monochromatischem Licht von 550 nm ermittelt, wohingegen die roten, grünen und blauen Kanaldaten bei 6 50, 550 und 480 nm ermittelt wurden. Im Falle der CCD-Anordnung allein stieg das Störgeräusch von einem Dunkelpegel von 2000 Geräuschelektronen auf etwa 8000 nahe der CCD-Sättigung an. Dieser Gerüuschanstieg ist das Ergebnis von effektiven Quantenwirkungsfluktuationen von Element zu Element innerhalb der CCD-Anordnung.

Die Störgeräuschpegel der drei Farbkanäle der zusammengesetzten Anordnung erreichten jedoch einen maximalen Wert von etwa 30 000 Elektronen. Bei der Berechnung der effektiven RMS-Obertragungsfluktuationen der CFA-Anordnung können infolgedessen die Tmpfindlichkeitsfluktuationen von der CCD-Anordnung allein vernachläßi3t werden.

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Leerseite . fr*-

Claims

Reg. Nr. 125 456 PATENTANWÄLTE

H.Bartels EASTMAN KODAK COMPANY, 343 State Street, Dipl.-Chem. Dr. Brandes

Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

8 München 22, ThierschstraBe 8

Tel (089) 293297

Farbbild-Abtastanordnung sowie Verfahren iSSSSS

zur Herstellung derselben wompatent manchen

Postscheckkonto Stuttgart 7211 (BLZ 60010070) Deutsche Bank AG, 14/28630 (BLZ 60070070)

Bürozeit: 8-12 Uhr, 13-16.30 Uhr außer samstags

6. Oktober 1977 25/93

PATENTANSPRÜCHE

C\J Farbbild-Abtastanordnung mit einer ebenen Anordnung von Halbleiter-Photosensoren vom Ladungs-handling-Typ mit gegenüber Strahlungsenergie empfindlichen Abtastbereichen und einer darüber befindlichen ebenen Anordnung von Strahlung abfangenden Filterelementsätzen in Mikroausrichtung (oder in Feinausrichtung) mit den Abtastbereichen der Photosensoren, bei der ein Filterelementsatz eine gemeinsame Strahlungsabsorption und Durchlässigkeits-(Transmissions)-Chrakteristika, die von denen eines anderen Filterelementsatzes verschieden sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Anordnung von Filterelementsätzen eine transparente polymere Farbstoff-Empfangsschicht aufweist, in der die Filterelemente liegen, wobei die Filterelemente durch mindestens einen Wärme-übertragbaren, bei Einwirkung von Wärme-diffundierbarem Farbstoff begrenzt sind, der Strahlung mindestens eines Teiles des Spektrums absorbiert und Strahlung mindestens eines anderen Teiles des Spektrums durchläßt.

2. Farbbild-Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Anordnung von Filterelementsätzen 3 Filterelementsätze aufweist, die Licht einer verschiedenen Primärfarbe durchlasseh.

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ORIGINAL INSPECTED

3. Farbhild-Abtastanordnun4 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Photosensoren mindestens eine Dimension von weniger als 100 Mikrometer aufweisen.

4. Farbl) ild-Abtastanordnun^ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Photosensoren einen Strahlungsabtastbereich von weniger als etwa 10 cm aufweisen.

5. Farhbi ^!-Abtastanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein jedes der Filterelemente mindestens eine Dimension aufweist, die geringer als etwa 100 Mikrometer ist.

6. Farbbild-Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Farbstoff-Fmpfangsschicht einen aromatischen Polyester mit wiederkehrenden Π inheiter, die sich von Diolen und Carbonsäuren und/oder Dicarbonsäuren ableiten, enthält, oder aus einem solchen aufgebaut ist, wobei ^iIt, daß mindestens 30 Mol-i der wiederkehrenden Einheiten einen gesättigten gem-bivalenten Rest mit einer Tesjittipten nolycyclischen dreidimensionalen Struktur mit einem gesättigten bicyclischen Kohlenwasserstoff res t mit einer Brückenbindiing aufweisen.

7. Farbbild-Abtastanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoff-F.mpfan^sschicht einen Polyester enthält oder aus einem Polyester aufgebaut ist, der besteht aus: PoIy^?,4'-isopropylidendiphenylen-co-4,4'-hexahydro-4,7-methanoindan-5-ylidendinhenylen (Mol-Verhältnis 50:50) terephthalat-co-isophthalat (MoI-Verhältnis 50:50)7; Po Iy(4,4'-hexahydro-4,7-methano indan-5-yIidendiphenylentercphtlialat) ; Poly/? ,4 '- ( 2-norbornyIiden)diphenylencarbonat7 oder Poly (4 , 4 ' -fiexahydro-4 , 7-methanolndan-5-yliden-diphenylencarbonat).

.'!. Farbbi ld-Abtastanordnun«; nach Ansprüchen 1 bis 7 mit einer ebenen Anordnung von Ilalbleiter-Photosensoren vom Ladungs-handling-Typ, von denen ein jeder einen gegenüber Strahlungsenergie empfindliche) Abtastbereich und mindestens eine Dimension, die kleiner als 100

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Mikrometer ist, aufweist, sowie mit einer darüber befindlichen ebenen Anordnung von Strahlung abfangenden Filterelementsätzen in Mikroausrichtung (oder in Feinausrichtung) mit den Abtastbereichen der Photosensoren, bei der ein Filterelementsatz eine gerneinsane Strahlungsabsorption und Durchlässigkeitscharakteristika, die von denen eines anderen Filterelementsatzes verschieden sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Anordnung von Filterelementen erzeugt wurde durch:

A. Auftragen einer Photoresistschicht auf eine transparente, polymere Farbstoff-Empfangsschicht;

B. Belichten der Photoresistschicht mit einer Vorlage, die einen Filterelementsatz darstellt und Entwickeln der Photoresistschicht unter Erzeugung von Fensterbezirken in der Photoresistschicht entsprechend der Vorlage;

C. Einführen eines Wärme-übertragbaren Farbstoffes in die Farbstoff-Empfangsschicht durch die Fensterbezirke durch Erhitzen und Diffusion unter Erzeugung von gefärbten oder farbigen Filterelementen entsprechend der Vorlage;

D. Entfernung der übrigen Anteile der Photoresistschicht unter Erzeugung eines ersten Satzes von farbigen Filterelementen in ebener Anordnung in der Farbstoff-Empfangsschicht und

E. mindestens einmaliges Wiederholen der Stufen A bis D unter Erzeugung eines weiteren Satzes von farbigen Filterelementen in der Farbstoff-Empfangsschicht und unter Erzeugung eines zusammengesetzten Mosaiks, wobei eine jede Wiederholung der Verfahrensstufen zu einem zusätzlichen Satz von farbigen oder gefärbten Filterelementen in Mosaikanordnung bezüglich der zunächst erzeugten Sätze führt, wobei ein Satz eine gemeinsame Strahlungsabsorption und Durchlässigkeitscharaktefistika aufweist, die von denen eines anderen Filterelementsatzes verschieden sind.

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9. Farbbild-Ahtastanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzungs- und Diffusionsstufen bei einer Temperatur durchgeführt werden, die unterhalb der Tg-Temperatur des Polymeren liegt, jedoch oberhalb der Tg-Temperatur des Polymeren und des Farbstoffes.

10. Verfahren zur Herstellung einer Farbbild-Abtastanordnung mit einer ebenen Anordnung von Halbleiter-Photosensoren vom Ladungs-handling-Typ, von denen jeder einen Abtastbereich mit mindestens einer Dimension begrenzt, die geringer ist als etwa 100 Mikrometer sowie mit einer ebenen Anordnung von Strahlung abfangenden Filterelementsätzen in Mikroausrichtung mit den Abtastbereichen der Photosensoren, nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man

A. auf eine transparente, polymere Farbstoff-Empfangsschicht eine Photoresistschicht aufträgt;

TC. die Photoresistschicht einer Vorlage exponiert, die einen FiI-terelemontsatz darstellt und die Photoresistschicht unter Ausbildung von Fensterbereichen in der Photoresistschicht, entsprechend der Vorlage entwickelt;

C. durch Erhitzen und Diffundieren einen Wärme-Übertragbaren Farbstoff durch die Fensterbereiche in die Farbstoff-Empfangsschicht unter Ausbildung von gefärbten Filterelementen entsprechend der Vorlage einführt;

D. die übrigen Anteile der Photoresistschicht unter Erzeugung eines ersten Satzes von farbigen oder gefärbten Filterelementen in ebener Anordnung in der Farbstoff-Empfangsschicht entfernt;

E. di^Verfahrensstufen A bis D mindestens einmal unter Erzeugung eines weiteren Satzes von farbigen oder gefärbten Filterelementen in der Farbstoff-Empfangsschicht in einer Zwischenlage bezüglich des ersten Satzes wiederholt, wobei eine jede Wiederholung der Verfahrensstufen zu einem zusätzlichen Satz von farbigen oder gefärbten Filterelementen in einer Zwischenlage be-

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züglich der zuerst hergestellten Sätze steht, bei der ein Filterelementsatz eine gemeinsec Strahlungsabsorption und Ourchlässigkeitscharakteristika, die von denen eines anderen Filterelementsatzes verschieden sind, aufweist und

F. Auflegen der Filterelemente auf die Anordnung von Photosensoren in Mikroausrichtung mit den Abtastbereichen der Photosensoren.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Empfangsschicht mit oder aus einem aromatischen Polyester verwendet, der aus wiederkehrenden Einheiten aus mindestens einem Diol und einer Carbonsäure und/oder Dicarbonsäure aufgebaut ist und zu mindestes 30 Mol-% aus wiederkehrenden Einheiten besteht, die einen gesättigten gem-bivalenten Rest aufweisen mit einer gesättigten polycyclischen drei-dimensionalen Struktur mit einem gesättigten bicyclischen Kohlenwasserstoffringglied mit Brückenbindung.

12. Verfahren nach Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Farbstoff-Empfangsschicht mit oder aus einem Polyester verwendet, von dem mindestens 30 Mol-"« der wiederkehrenden Einheiten bestehen aus durch Kondensation anfallenden Einheiten aus einer Carbonsäure oder einer Dicarbonsäure und einem aromatischen Diol der folgenden Formel:

I10-AR-X-AR-0M

oder aus durch Kondensation erhaltenen Einheiten aus einem Oiol und einer aromatischen Dicarbonsüure der folgenden allgemeinen Formel:

HOOC-AR-X-AR-COnn,

worin bedeuten:

AR einen aromatischen Rest und

X einen gesättigten gem-bivalenten Rest mit einer gesättigten polycyclischen drei-dimensionalen Struktur mit einem gesättigten bicyclischen Kohlenwasserstoffringglied mit Brückenbindung.