DE3007616C2 - Verfahren zur Herstellung von Farbfiltern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Farbfiltern

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Toshio Nakano
Akira Tokyo Sasano
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Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das lichtabsorbierende Material in einer solchen Menge mit dem lichtempfindlichen Material vermischt, daß die Lichtdurchlässigkeit geringer als 80%, jedoch größer als 20% ist.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als lichtabsorbierendes Material mindestens einen Farbstoff aus der Gruppe verwendet, die Direkt-Farbstoffe, Säure-Farbstoffe, basische Farbstoffe, Beizen-Farbstoffe und Reaktiv-Farbstoffe umfaßt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als lichtempfindliches Material ein wasserlösliches, negativ arbeitendes lichtempfindliches Material verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als wasserlösliches, negativ arbeitendes lichtempfindliches Material ein lichtempfindliches Material des Gelatine-Dichromat-Typs verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Entfernen der löslichen Bereiche des lichtempfindlichen Materials und das Entfernen des lichtabsorbierenden Materials gleichzeitig in heißem Wasser bewirkt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Substrat einen Festkörperbildwandler verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das lichtabsorbierende Material mit Hilfe einer schwach alkalischen wäßrigen Lösung entfernt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das lichtabsorbierende Material entfernt, nachdem man die löslichen Bereiche der lichtempfindlichen Schicht beseitigt hat.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine schwach alkalische wäßrige Lösung mit einem pH-Wert im Bereich von 7,1 bis 12,0 verwendet.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Farbfiltern, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher angegeben ist.
Die üblichen Verfahren zur Herstellung von Farbfiltern bestehen darin, ein lichtempfindliches Material in Form einer Schicht auf ein flaches Substrat, das beispielsweise aus Glas besteht, aufzutragen, das lichtempfindliche Material durch eine Maske mit einem vorbestimmten Muster zu belichten, das Material zur Bildung von Mustern zu entwickeln und die Muster mit
ίο Farbstoffen anzufärben. Das in dieser Weise mit dem Filter versehene Substrat wird dann auf die Festkörperbildwandler aufgebracht Wenn man bei diesem Verfahren jedoch ein Farbfilter mit feinem Muster auf kleine Festkörperbildwandler aufbringt, ist es wegen der Dicke des Substrats oder der Justierungsprobleme beim Aufbringen des Farbfilters schwierig, die Auflösung der Kameraröhre zu steigern.
Aus der DE-OS 23 37 819 ist bekannt, ein Farbstreifenfilter dadurch herzustellen, daß zwei Matrixfilme getrennt voneinander hergestellt werden, wobei der erste Matrixfilm mit roten und blauen Streifen versehen wird, der zweite Matrixfilm mit grünen und schwarzen Streifen. Dann werden die beiden Matrixfilme zusammengesetzt, wodurch das Farbstreifenfilter entsteht, welches rote, grüne, blaue und schwarze Streifen nebeneinander angeordnet hat. Die Matrixfilme bestehen aus einer Filmunterlage, z. B. aus Triacetatcellulose. auf dv.T eine fotoempfindliche Bedeckungsschicht aufgebracht ist. Diese Bedeckungsschicht besteht aus
jo Gelatine, in die Silberhalogenid emulgiert ist.
Die DE-AS 22 43 182 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines fotopolymerisierbaren Aufzeichnungsmaterials, das störungsfrei auf optisch inhomogenen Aufzeichnungsträgern verarbeitet weiden kann. Insbe-
r> sondere soll die störungsfreie Herstellung mehrschichtiger Bilder ermöglicht werden. Hierzu wird vorgesehen, daß die fotopolymerisierbare Schicht wenigstens einen optischen Aufheller, gegebenenfalls zusammen mit anderen UV-Strahlung absorbierenden Verbindungen enthält, so daß weißes Licht durchgelassen bzw. reflektiert wird, UV-Strahlung jedoch zu mehr als 50% absorbiert wird. Bei diesem Verfahren verbleiben die belichteten wie unbelichteten Teile der fotopolymerisierbaren Schicht auf dem Substrat bzw. auf der darunterliegenden fotopolymerisierbaren Schicht. Der optische Aufheller, der das UV-Licht absorbiert, bleibt in der Schicht aus fotopolymerisierbarem Material, damit die sonst vorliegende Gelbtönung der Schicht vermieden wird, des durchtretende Licht also weiß erscheint.
Eine Kombination der Merkmale der bekannten Verfahren führt zu einem Herstellungsverfahren für ein Farbstreifenfilter, bei dem zwei Matrixfilme mit einer Bedeckungsschicht aus in Gelatine emulgiertem Silberhalogenid erzeugt werden, wobei die Bedeckungsschicht wenigstens einen optischen Aufheller, gegebenenfalls andere, UV-Strahlung absorbierende Verbindungen enthält, bei dem beide Matrixfilme durch Belichten mit einzelnen Streifen versehen werden, die in
bo dem einen Matrixfilm rot und blau gefärbt werden, in dem anderen Matrixfilm grün und schwarz, und bei dem sodann die gefärbten Matrixfilme zusammengesetzt werden.
Wenn man versucht, das Farbfilter direkt auf dem Substrat aus Festkörperbildwandlern mit rauhen Oberflächen zu bilden, wird die während der Belichtung vertikal auf das Substrat einfallende ultraviolette Strahlung durch die rauhen oder stufenförmigen
Bereiche des Substrats unregelmäßig reflektiert, wobei die ultraviolette Strahlung parallel zu dem Substrat bis zu der inneren Seite des Musters geführt wird, das dazu dienen soll, die ultraviolette Strahlung zurüelczuhalten, wodurch es schwierig wird, genaue Muster zu erzeugen. Dieser Vorgang wird durch die F i g. 1 ermutert So wird die durch den transparenten Glasbereich 6 einer Belichtungsmaske 1 eingeführte ultraviolette Strahlung 2 durch eine geneigte Oberfläche 3 des unterhalb der Maske 1 angeordneten Substrat«: 7 reflektiert und in das lichtempfindliche Harz 5 unterhalb des undurchsichtigen Bereichs 4 der Maske 1 geführt, wodurch es unmöglich wird, das lichtempfindliche Harz mit dem vorbestimmten Muster zu versehen. Aus diesen Gründen ist es schwierig, Farbfilter mit feinen Mustern direkt auf den Festkörperbildwandlern auszubilden.
Als Stand der Technik wird ferner auf die veröffentlichten japanischen. Patentanmeldungen der Nummern 51 -37562 und 52-17375 verwiesen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, Farbfilter mit feinen Mustern auf einem Substrat mit einer rauhen oder stufenförmigen Oberfläche und insbesondere direkt auf Festkörperbildwandlern herzustellen.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs gelöst, das gemäß der Erfindung nach dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgestaltet ist.
Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses erfindungsgemäßen Verfah
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Farbfiltern mit folgenden Verfahrensschritfn:
35
a) Ausbilden einer lichtempfindlichen Schicht (9) durch Beschichten eines Substrats (8) mit einer Mischung aus lichtempfindlichem Material und lichtabsorbierendem Material, das in dem fotoempfindlichen Material löslich und durch ein Lösungsmittel entfernbar ist,
b) Belichten der lichtempfindlichen Schicht (9) mit einem vorgegebenen Muster,
c) Entfernen der löslichen Teile der fotoempfindlichen Schicht (9) und des lichtabsorbierenden Materials in der auf dem Substrat (8) verbleibenden fotoempfindlichen Schicht, und
d) Färben der fotoempfindlichen Schicht in der gewünschten Farbe.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine Darstellung, die die herkömmliche Arbeitsweise verdeutlichen soll,
F i g. 2, 3, 4 und 5 Darstellungen, die die vorliegende Erfindung verdeutlichen, und
F i g. 6, 7, 8, 9 und 10 Schnittansichten eines Elements, das eine erfindungsgemäße A'Jsführungsform verdeutlicht.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Licht, das in das lichtempfindliche Harz reflektiert wird, durch das lichtabsorbierende Material absorbiert oder geschwächt und derart drastisch in seiner Intensität vermindert, daß das lichtempfindliche Harz wesentlich weniger stark polymerisiert, so daß es möglich wird, genaue Muster zu bilden, die im wesentlichen der verwendeten Belichtungsmaske entsprechen. Beispiele für das lichtabsorbierende Material sind Direkt-Farbstoffe, Säure-Farbstoffe, basische Farbstoffe, Beizen-Farbstoffe, Reaktiv-Farbstoffe und dergleichen. Das lichtabsorbierende Material muß jedoch dazu geeignet sein, einen Teil des Lichts mit einer Wellenlänge von 350 bis 450 nm zu absorbieren. Weiterhin muß das lichtabsorbierende Material sich in dem lichtempfindlichen Harz lösen lassen und nach der Ausbildung der Muster wieder entfernen lassen, so daß die spektrale Durchlässigkeit des Filters nicht beeinträchtigt wird.
Die Fig.2 verdeutlicht die Durchlässigkeit eines negativarbeitenden Photolacks (eines Photolacks des Gelatine-Ammoniumdichromat-Typs), der normalerweise als wasserlöslicher Photolack verwendet wird, der mit Tartrazin (3-Carboxy-l-(p-sulfophenyl)-4-(p-sulfophenylazo)-5-hydroxy-pyrazol), einem Säure-Farbstoff mit Absorptionsvermögen im ultravioletten Bereich, versetzt worden ist, für ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge von 365 nm. In diesem Fall beträgt die Dicke der Schicht 1 μπι. Wie aus der F i g. 2 zu erkennen ist, wird durch die Zugabe einer sehr geringen Menge Tartrazin, das das der Gelatine zugesetzte lichtabsorbierende Material darstellt, die Durchlässigkeit des Photolacks für ultraviolette Strahlung drastisch vermindert. Die Tart.azin-Menge ist als Gewichtsprozentsatz, bezogen auf die Gelatine, angegeben. Die Fig.3 verdeutlicht die Durchlässigkeit bei 435 nm. Auch in diesem Fall beobachtet man den gleichen Effekt.
Die Fig.4 verdeutlicht die Spektralcharakteristik einer Schicht, die man dadurch gebildet hat, daß man Tartrazin zu dem Photolack des Gelatine-Ammoniumdichromat-Typs zugesetzt hat, wobei die Kurven 41,42, 43 und 44 die Durchlässigkeiten verdeutlichen, wenn man Tartrazin in einer Menge von 1 Gew.-% (bezogen auf Gelatine, was hier und auch im folgenden zutrifft), 3 Gew.-%, 5 Gew.-% bzw. 10 Gew.-% zugibt.
Das lichtabsorbierende Material sollte in einer solchen Menge zugesetzt werden, daß die Durchlässigkeit für die ultraviolette Strahlung, mit der das lichtempfindliche Harz belichtet wird, weniger als 80%, jedoch mehr als 20% und vorzugsweise weniger als 75%, jedoch mehr als 40% beträgt. Wenn die Durchlässigkeit weniger als 20% beträgt, wird die Durchführung der Verfahrensweise erschwert. Demzufolge hängt die tatsächlich zugegebene Menge des lichtabsorbierenden Materials von der Wellenlänge der ultravioletten Strahlung und der Art des lichtabsorbierenden Materials ab. Wenn man beispielsweise das lichtempfindliche Harz mit einer Strahlung einer Wellenlänge von 435 nm bestrahlt, sollte der Farbstoff Tartrazin in einer Menge von 0,5 Gew.-% (bezogen auf Gelatine) bis 10 Gew.-% und noch bevorzugter in einer Menge von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% zu dem lichtempfindlichen Harz zugegeben werden.
Beispiele für lichtabsorbierende Materialien, die neben Tartrazin verwendet werden können, sind die folgenden:
Säure-Farbstoffe
- Fluoreszin-Natriumsalz (Color Index No. (nachfolgend abgekürzt als Cl. No. bezeichnet) 45 350);
- Orange G (CI. No. 16 230, Natrium-7-hydroxy-8-phenylazo-l,3-naphthaIin-disulfonat);
- Orange 1 (CI. No. 14 600,4-(p-Sulfophenylazo)-1-naphthol);
- Orange II (CI. No. 15 510);
- Acid Light Yellow 2G (Cl. No. 18 965);
- Kayanol Yellow N5G (der Fa. Nippon Kayaku
Co., Ltd);
- Kayanol Yellow N FG (der Fa. Nippon Kayaku
Co., Ltd);
- Suminol Fast Yellow G (der Fa. Sumitome
Chemical Co., Ltd).
Basische Farbstoffe
- Acridin Gelb (C.I. No. 46 025,2,7-Dimethyl-3,6-diaminoacridin-hydrochlorid);
- Chrysoidin(C.!.No. 11 270,2,4-Diaminoazobenzol);
- Acridin Orange (C.I. No. 46 005, Zinkdoppelchlorid von 3.6-Bis(N,N-dimethylamino)-acridin-hydrochlorid);
- Yellow 3G-N (der Fa. Mitsubishi Chemical Co.).
Direkt-Farbstoffe
- Direct Pure Yellow 5G (C.I. No. 13 920,
p-(6-Methyl-7-sulfobenzo-2-thiazolyl)-phenylazoacetoacetanilid);
- Brilliant GeIb (Cl. No. 24 890);
und
- Chrysophenin G (C.I. No. 24 895).
Beizen-Farbstoffe
- Chrom GeIb(CI. No. 14 095, Natrium-2-(3'-carboxy-4'-hydroxyphenylazo)-6-naphthalin-sulfonat).
Reaktiv-Farbstoffe
- Brilliant Yellow 7GL(der Fa. Mitsubishi
Chemical Co.);
- Brilliant Yellow G L(der Fa. Mitsubishi
Chemical Co.);
- Mikacion Yellow GRS (der Fa. Mitsubishi
Chemical Co.):
- Drimarcne Yellow Z-RL (der Fa.Sandoz Co.).
Die obenerwähnten Farbstoffe sind sämtlich in Wasser löslich.
Selbst wenn man diese lichtabsorbierenden Materialien zusetzt, verliert das lichtempfindliche Harz praktisch nichts im Hinblick auf seine Haftung und seine Chemikalienbeständigkeit.
Das lichtempfindliche Material sollte mit Vorteil in Wasser löslich sein. Erfindungsgemäß wird ein allseits bekanntes lichtempfindliches Material verwendet, das ans einer hochmolekularer. Substanz, wie Gelatine, Polyvinylalkohol oder dergleichen, und einem Vernetzungsmittel, wie Ammoniumdichromat, Bisazid oder dergleichen, besteht.
Nachstehend sind die Ergebnisse aufgeführt die man dann erzielt, wenn man das Harz in Form einer Schicht auf einen Festkörperbildwandler mit einer rauhen Aluminiumoberfläche aufträgt und durch eine Maske mit Licht belichtet. Die Fig.5 gibt die Beziehung zwischen der Breite des Materials, das durch das Licht belichtet wird, das von unterhalb der Belichtungsmaske reflektiert wird, zu der Belichtungsmenge wieder. Die Kurve a repräsentiert den Fall, bei dem kein lichtabsorbierendes Mittel zugesetzt wird, während die Kurve b die erfindungsgemäße Lehre verdeutlicht, gemäß der Tartrazin, ein lichtabsorbierendes Mittel, in einer Menge von 3%, bezogen auf Gelatine, zugegeben wird. Wie aus der Fig.5 zu erkennen ist wird bei äquivalenter Belichtung (um den Photolack äquivalent zu belichten, muß der Effekt des lichtabsorbierenden Mittels berücksichtigt werden, da hierdurch normalerweise die Empfindlichkeit des Materials vermindert wird) der Bereich, der in dem undurchsichtigen Abschnitt des Musters der Maske als Folge des reflektierten Lichts belichtet wird, sehr stark verengt, wenn das lichtabsorbierende Mittel zugegeben wird, so daß die dimensionsmäßige Genauigkeit des Musters ίο durch das von den geneigten Oberflächen reflektierte Licht nur sehr wenig beeinträchtigt wird. Die in der F i g. 5 dargestellte Belichtungsmenge besitzt die folgende Bedeutung. Die Vernetzungsreaktion als Folge der Lichteinwirkung verläuft bei dem negativ arbeitenden j5 Photolack mit fortschreitender Belichtung. Der Photolack wird in der Entwicklungsflüssigkeit unlöslich, so daß eine Schicht oder ein Film zurückbleibt. Die Dicke des Films oder der Schicht nimmt mit zunehmender Belichtungsmenge zu. Wenn die Belichtungsmenge einen vorbestimmten Wert überschreitet, steht die Dicke ziemlich genau in Übereinstimmung mit der Dicke des aufgetragenen Photolacks. Die minimale Belichtungsmenge, bei der die Photolackschicht unter Bildung eines Films oder einer Schicht vollständig belichtet bzw. vernetzt wird, wird im allgemeinen als die minimale Belichtungsmenge bezeichnet, die als Einheit der Belichtungsmenge verwendet wird. Die in der Fig. 5 dargestellte Belichtung ist in dieser Weise definiert.
Der Effekt des lichtabsorbierenden Mittels wird nachstehend vom Standpunkt der tatsächlichen Handhabung des lichtempfindlichen Lacks erläutert. Der negativ arbeitende Phoiolack unterliegt der Vernetzungsreaktion und wird in der Entwicklungsflüssigkeit unlöslich. Wenn das Ausmaß der Vernetzung gering ist. erfolgt ein extremes Quellen oder ein Ablösen des Films oder der Schicht. Um das Quellen oder das Ablösen der Schicht während der Entwicklung zu verhindern, wird die Belichtung im allgemeinen in übermäßigem Maße durchgeführt. Die Belichtungsmenge sollte normalerweise die 2- bis 3fachc Menge der minimalen Belichtungsmenge betragen. Wie aus der den Effekt des lichtabsorbierenden Mittels verdeutlichenden Fig. 5, bei der die Beiichiungsmenge den Wert 3 besitzt (3fach), hervorgeht, wird die durch das reflektierte Licht belichtete Breite des Materials auf etwa ein Viertel vermindert, wodurch sich eine bemerkenswerte Verbesserung der Präzision ergibt Somit ist es möglich, wesentlich feinere Muster zu erzeugen. Das lichtabsorbierende Mittel wird gleichzeitig mit der Entwicklung des lichtempfindlichen Films oder vor oder nach der Entwicklung des lichtempfindlichen Films mit einem Lösungsmittel aus dem lichtempfindlichen Film entfernt. Namentlich kann man das lichtabsorbierende Material vor, gleichzeitig mit oder nach der Entwicklung entfernen, vorausgesetzt daß die Belichtung vollständig erfolgt ist Wenn man ein lichtempfindliches Harz des Gelatine-Typs verwendet erfolgt die Entwicklung im allgemeinen in heißem Wasser. Wenn man somit dem lichtempfindlichen Harz des Gelatine-Typs ein lichtabsorbierendes Material zusetzt, das mit Wasser entfernt werden kann, so wird das Hchtabsorbierende Material gleichzeitig mit der Entwicklung entfernt
Die Erfindung ermöglicht weiterhin das Entfernen des lichtabsorbierenden Materials mit schwach alkalischem Wasser. Wenn man versucht das lichtabsorbierende Material zu entfernen, unmittelbar nachdem man
es in die lichtempfindliche Schicht oder den lichtempfindlichen Film eingemischt hat, läßt sich das lichtabsorbierende Material vollständig entfernen. Wenn man das lichtabsorbierende Material jedoch während einer gewissen Zeitdauer in dem lichtempfindlichen Film oder der lichtempfindlichen Schicht beläßt, läßt es sich nicht vollständig entfernen, was zur Folge hat, daß die lichtempfindliche Schicht oder der lichtempfindliche Film in geringem Ausmaß angefärbt wird. Die Färbung beeinflußt die Spektraleigenschaften des Farbfilters. Um in der Praxis qualitativ hochwertige Farbfilter zu bilden, muß eine genaue Scharfstellung erfolgen, was eine gewisse Zeitdauer benötigt. Wie oben bereits angesprochen, verfärbt sich jedoch die Schicht, wenn man sie eine gewisse Zeit stehen läßt. Es ist daher von Vorteil, das iichtabsorbierende Material unter Verwendung einer schwach alkalischen wäßrigen Lösung mit einem pH-Wert von vorzugsweise 7,1 bis 12,0 oder noch bevorzugter mit einem pH-Wert von 9,2 bis 12,0 aus der lichtempfindlichen Schicht oder dem lichtempfindlichen Film zu entfernen. Die alkalische wäßrige Lösung mit einem pH-Wert von mehr als 12 führt zu einer Ablösung der Schicht oder des Films. Daher sollte der pH-Wert nicht größer als 12 sein.
Die Schicht oder der Film löst sich auch dann ab, wenn die Temperatur der schwach alkalischen wäßrigen Lösung zu hoch ist. Andererseits erfolgt die Entwicklung im allgemeinen in heißem Wasser. Es ist daher nicht erwünscht, den Entwicklungsvorgang und die Maßnahme der Entfernung des lichtabsorbierenden Materials gleichzeitig unter Verwendung einer heißen und schwach alkalischen wäßrigen Lösung als Entwicklerlösung durchzuführen. Es ist empfehlenswert, das lichtabsorbierende Material mit schwach alkalischem Wasser von Raumtemperatur zu entfernen, nachdem der Entwickiungsvorgang durchgeführt worden isi.
Beispiele für schwach alkalische wäßrige Lösungen sind Ammoniakwasser, wäßrige Lösungen von Aminen, Alkalimetallhydroxiden, Carbonaten und Alkalimetallsalzen mit schwachen Säuren. Beispielsweise kann man wäßrige Lösungen von Tetramethylammoniumhydroxid, Pyridin, Diethanolamin, Natriumacetat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumhydroxid
Die lichtempfindliche Schicht oder der lichtempfindliche Film, aus dem das Iichtabsorbierende Material entfernt wird, besitzt annähernd das gleiche Absorptionsspektrum wie die lichtempfindliche Schicht oder der lichtempfindliche Film, der das üchtabsorbierende Material nicht enthält, jedoch belichtet und entwickelt ist.
Der lichtempfindliche Film, aus dem das iichtabsorbierende Material entfernt worden ist, wird zur Erzielung eines Farbfilters mit feinem Muster unter Anwendung eines herkömmlichen Verfahrens gefärbt, beispielsweise der Methode, die in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 52-17375 beschrieben ist
In der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 51-37562 ist der Effekt der Belichtung und Entwicklung unter Verwendung einer lichtempfindlichen Schicht oder eines lichtempfindlichen Films, der ein lichtabsorbierendes Material enthält, beschrieben. Bei dieser Methode, bei der ein öllöslicher Farbstoff verwendet, ist es jedoch sehr schwierig, die Farbstoffe zu entfernen, ohne die lichtempfindliche Schicht oder den lichtempfindlichen Film zu beeinträchtigen. Bei dem Verfahren, das in der oben angesprochenen veröffent-
lichten japanischen Patentanmeldung Nr. 51-37562 beschrieben ist, wird das Substrat nach der Entwicklung geätzt, worauf der noch zurückbleibende lichtempfindliche Film oder die zurückbleibende lichtempfindliche Schicht entfernt wird. Wenn die Schicht oder der Film, die ein schwer zu entfernendes lichtabsorbierendes Material enthält, gefärbt ist, werden zwei Farben gemischt, wodurch es unmöglich wird, ein Farbfilter mit den gewünschten Spektraleigenschaften zu bilden.
Bei der erfindungsgemäßen Lehre wird aufgrund des oben beschriebenen angewandten lichtabsorbierenden Materials es möglich, die Färbung vollständig zu beseitigen, wobei insbesondere bei Anwendung einer schwach alkalischen wäßrigen Lösung die Färbung vollständig entfernt werden kann, selbst wenn diese Färbung unter normalen Bedingungen nur schwierig vollständig zu beseitigen ist. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahrensweise lassen sich Farbfilter herstellen, die genau in der gewünschten Farbe angefärbt sind und die präzise und feine Muster besitzen, die dem angestrebten Muster entsprechen.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Man gibt Tartrazin, ein lichtabsorbierendes Mittel, in einer Menge von 3%, bezogen auf Gelatine, zu einem wasserlöslichen Photolack des Gelatine-Ammoniumdichromat-Typs. Dann bringt man die Mischung in Form einer Schicht 9 gleichmäßig auf einem Festkörperwandler 8 mit rauher oder stufenartiger Oberfläche auf, wie es in der Fig.6 dargestellt ist. Die Schicht 9 wird getrocknet und wird unmittelbar darauf mit der Strahlung 2 mit einer Wellenlänge von 435 nm durch eine Maske 11 in jenen Bereichen belichtet, die der ersten Farbe entsprechen, wie es in der Fig.6 dargestellt ist. Dann bewirkt man das Entwickeln in heißem Wasser, um die unbelichteten Bereiche des Photolacks zu entfernen. In diesem Fall wird Tartrazin eluiert, wobei die Gelatineschicht spektrale Transmissionseigenschaften besitzt, die die gleichen sind, wie die der nicht mit Tartrazin vermischten Gelatineschicht. Dann werden die Bereiche, die der ersten Farbe 12 cntsnrechcn, nut einem Farbstoff vorbestimmten S^ektraleigenschaften angefärbt, um ein Farbfilter zu bilden.
Dann wird, wie es in der F i g. 8 dargestellt ist, eine
transparente Zwischenschicht 13 aufgebracht, um ein Vermischen der Farben zu verhindern. Zur Ausbildung von Farbfiltern mit zweiten und weiteren Farben werden die im Hinblick auf die Ausbildung der ersten Farbe beschriebenen Maßnahmen wiederholt, wie es in den F i g. 9 und ί 0 dargestellt ist
Beispiel 2
Man läßt die lichtempfindliche Schicht, die in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt worden ist, während einer vorbestimmten Zeitdauer stehen und belichtet und entwickelt sie dann. Da die lichtempfindliche Schicht geringfügig angefärbt ist, taucht man die
go Schicht während 30 Sekunden in 0,1 %iges Ammoniakwasser, wäscht mit Wasser und trocknet In dieser Weise wird das Tartrazin vollständig entfernt und man erhält die lichtempfindliche Schicht, die die gleichen spektralen Durchlässigkeitseigenschaften besitzt, wie die der lichtempfindlichen Schicht, die kein Tartrazin enthält und belichtet und entwickelt worden ist Die Schicht wird dann gefärbt und, wie in Beispiel . 1
" beschrieben, mit einer Zwischenschicht beschichtet
ρ, Vi.
Dann bildet man unter Wiederholung dieser Maßnahmen Farbfilter für die zweite und dritte Farbe.
Das folgende Experiment bestätigt die Tatsache, daß das lichtabsorbierende Material auch dann entfernt und die Farbe beseitigt werden, wenn eine schwach alkalische wäßrige Lösung anstelle von Ammoniakwasser verwendet wird. So bildet man eine Schicht aus einer wäßrigen Lösung eines lichtempfindlichen Harzes aus Gelatine, Ammoniumdichromat (5 Gew.-%, bezogen auf Gelatine) und Tartrazin (1,5 Gew.-%, bezogen auf Gelatine), läßt das Material während 100 Minuten stehen, belichtet mit Licht (70 000 Lux während 11 Sekunden) und entwickelt (während 2 Minuten in heißem Wasser mit einer Temperatur von 400C). Die Schicht zeigt bei etwa 415 nm eine Transmission von etwa 70%, was darauf hinweist, daß sie gefärbt ist. Wenn man sie in eine wäßrige Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid (mit einem pH-Wert von 12), in eine wäßrige Lösung von Pyridin (pH =9,2) bzw. eine wäßrige Lösung von Diäthanolamin (pH = 11,2) eintaucht, wird die Färbung der Gelatineschicht beseitigt. So zeigt die Schicht die gleichen spektralen Durchlässigkeitseigenschaften, wie die des lichtempfindlichen Harzes, das kein Tartrazin enthält, jedoch ebenfalls belichtet und entwickelt worden ist.
Erfindungsgemäß wird somit die Lichtdurchlässigkeit des lichtempfindlichen Harzes dadurch vermindert, daß man das lichtempfindliche Harz mit einem lichtabsorbierenden Mittel versetzt, wodurch es möglich wird, feine Muster auf der Oberfläche eines Substrats mit rauher oder stufenförmiger Oberfläche und gutem Reflexionsfaktor auszubilden. Wenngleich die oben angesprochenen Beispiele einen Photolack des Gelatine-Ammoniumdichromat-Typs als lichtempfindliches Harz verwenden, ist es natürlich auch möglich, andere wasserlösliche lichtempfindliche Harze einzusetzen.
Weiterhin ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von Tartrazin als lichtabsorbierendes Mittel beschränkt, sondern es können jegliche Materialien angewandt werden, die dann, wenn sie in dem lichtempfindlichen Harz enthalten sind. Licht absorbieren und die nach der Ausbildung der Muster durch das Entwickeln entfernt werden können.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von gemusterten Farbfiltern, beispielsweise einer Farbfilteranordnung für Festkörperbildwandler, gekennzeichnetdurch folgende Verfahrensschritte:
a) Ausbilden einer lichtempfindlichen Schicht (9) durch Beschichten eines Substrats (8) mit einer Mischung aus lichtempfindlichem Material und lichtabsorbierendem Material, das in dem fotoempfindlichen Material löslich ist und durch ein Lösungsmittel entfernbar ist,
b) Belichten der lichtempfindlichen Schicht (9) mit einem vorgegebenen Muster,
c) Entfernen der löslichen Teile der fotoempfindlichen Schicht (9) und des lichtabsorbierenden Materials in der auf dem Substrat (8) verbleibenden fotoempfindlichen Schicht,
d) Färben der fotoempfindlichen Schicht in der gewünschten Farbe.
DE3007616A 1979-02-28 1980-02-28 Verfahren zur Herstellung von Farbfiltern Expired DE3007616C2 (de)

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JP993280A JPS56108283A (en) 1980-02-01 1980-02-01 Pattern forming method

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DE3007616A1 DE3007616A1 (de) 1980-09-04
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