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Beschreibung
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Farbfilter Die Erfindung betrifft Farbfilter, insbesondere Farbauszug-Feinfilter
für Farbbildaufnahmeanordnungen, Farbsensoren, Farbanzeigevorrichtungen und dergl.
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In bezug auf Farbfilter sind gefärbte Farbfilter bekannt, die hergestellt
werden, indem man Substrate (Grundplatten) mit Beizschichten, die eine hydrophile,
makromolekulare Verbindung, wie Gelatine, Casein, Leim oder Poly-(vinylalkohol),
enthalten, beschichtet und die Beizschicht mit einem Farbstoff färbt. Für diese
Färbung stehen verschiedenartige Farbstoffe zur Verfügung. Daher ist es relativ
einfach, bei einem derartigen Färbeverfahren die speziellen Bedürfnisse in bezug
auf die spektralen Eigenschaften von Farbfiltern zu befriedigen. Jedoch sind derartige
Filter insofern nachteilig, als die Färbung nach einem schwierig zu beherrschenden
Nassverfahren durchgeführt werden muss, bei dem das Material in ein durch Auflösen
eines Farbstoffs hergestelltes Färbebad eingetaucht wird. Ein weiterer Nachteil
besteht darin, dass ein komplizierter Arbeitsgang zur Bildung einer Zwischenschicht
erforderlich ist, um eine Verunreinigung der Beizschicht mit anderen Farbstoffen
zu verhindern, was eine Ertragsminderung zur Folge haben würde. Ferner ist eine
Anwendung derartiger Filter schwierig, wenn eine Wärmebehandlung
erforderlich
ist, da die maximal zulässige Temperatur relativ nieder liegt und etwa 150 bis 1600C
beträgt.
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Ferner sind Farbfilter bekannt, die Farbschichten aufweisen, die aus
Farbstoffen oder Pigmenten durch Bedampfungsverfahren (Dampfphasenablagerung), wie
Vakuumbedampfung (vgl. JA-OS 146 406/80 und dergl.) gebildet worden sind. Beim Bedampfungsverfahren
kann die Farbschicht aus dem farbgebenden Mittel allein hergestellt werden. Diese
Schicht kann somit im Vergleich zum Färbeverfahren dünner sein. Die Herstellungsweise
ist leicht zu kontrollieren, da es sich um ein nicht-wässriges Verfahren handelt.
Ausserdem haben derartige Filter den Vorteil einer hohen Wärmebeständigkeit. Jedoch
haben derartige Farbfilter keine weite Verbreitung gefunden, da die Auswahl von
für das Bedampfungsverfahren geeigneten farbgebenden Mitteln nicht einfach ist.
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Farbgebende Mittel für Farbfilter müssen folgende Eigenschaften aufweisen:
Erstens müssen die farbgebenden Mittel für Farbfilter geeignete spektrale Eigenschaften
aufweisen.
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Zweitens müssen farbgebende Mittel für Farbfilter für das Filterherstellungsverfahren
geeignet sein. Selbst in bezug auf ihre spektralen Eigenschaften überlegene farbgebende
Mittel, denen es an ausreichender Stabilität für die Filterherstellung mangelt oder
die einer speziellen Behandlungsstufe bedürfen und somit zu einer Verringerung der
Produktionsausbeute führen, sind letzten Endes für Farbfilter
ungeeignet.
Infolgedessen sind für Farbfilter solche farbgebende Mittel auszuwählen, die sich
sowohl in bezug auf die spektralen Eigenschaften als auch auf die Eignung für die
Filterherstellung als wohl ausgewogen erweisen.
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Insbesondere beim Bedampfungsverfahren gibt es in bezug auf die farbgebenden
Mittel für die Filterherstellung starke Einschränkungen insofern, als das farbgebende
Mittel eine hohe Wärmebeständigkeit aufweisen soll, leicht verdampfbar sein soll
und beständig gegen die Lösungsmittel behandlung in der photolithographischen Stufe
sein soll. Aus diesem Grund haben Farbfilter vom Bedampfungstyp keine weite Verbreitung
gefunden, obgleich das Bedampfungsverfahren verschiedene Vorteile gegenüber dem
Färbeverfahren bietet.
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Zu den Eigenschaften, die bei farbgebenden Mitteln für die Herstellung
von Filtern vom Bedampfungstyp erforderlich sind, gehören die Fähigkeit zur Abscheidung
aus der Dampfphase, Beständigkeit gegen Lösungsmittel und Wärmebehandlung bei der
photolithographischen Stufe unter Verwendung eines Photoresists nach der Abscheidung
aus der Dampfphase und ausgewogene spektrale Filtereigenschaften. Phthalocyaninpigmente
sind Beispiele für farbgebende Mittel, die sich in bezug auf die vorstehenden Eigenschaften
als relativ zufriedenstellend erweisen. Phthalocyaninpigmente erweisen sich als
günstig in bezug auf die Abscheidbarkeit aus der Dampfphase und in bezug auf die
Lösungsmittelbeständigkeit, da der Gerüstphthalocyaninring
sowohl
chemisch als auch thermisch ausreichend stabil ist. In bezug auf die spektralen
Eigenschaften sind die Phthalocyaninpigmente jedoch unter blau bis grün einzustufen
und viele von ihnen weisen eine blaue oder Cyanfärbung auf. Obgleich sie in einigen
Fällen je nach dem zentralen Metallatom oder den Substituenten eine nahezu grüne
Färbung aufweisen, besitzen diese Pigmente in den meisten Fällen Farben, die mehr
zur blauen Seite hin liegen.
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Bei strenger Bewertung erweist sich keines der farbgebenden Mittel
auf Phthalocyninbasis als zufriedenstellend zur Bereitstellung einer echten grünen
oder echten blauen Farbe.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Farbfilter vom Bedampfungstyp
bereitzustellen, bei dessem farbgebenden Bestandteil die ausgezeichnete Abscheidbarkeit
aus der Dampfphase und die Lösungsmittelbeständigkeit von Phthalocyaninen voll ausgenützt
wird, wobei dieser farbgebende Bestandteil mit den erwünschten spektralen Eigenschaften
ausgestattet ist.
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Ferner sollen die Farbfilter möglichst wenig herstellungsbedingte
Beeinträchtigungen erleiden.
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Ein Farbfilter der Erfindung ist dadurch charakterisiert, dass er
eine durch Bedampfen mit einem Phthalocyaninpigment und mit einem Isoindolinonpigment
gebildete grüne Farbschicht (farbgebende Schicht) aufweist.
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Ein weiterer Farbfilter der Erfindung ist dadurch charakterisiert,
dass er eine durch Bedampfung mit einem Phthalocyaninpigment
und
einem Anthrachinonpigment gebildete grüne Farbschicht aufweist.
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Ein weiterer Farbfilter der Erfindung ist dadurch charakterisiert,
dass er eine durch Bedampfen mit einem Phthalocyaninpigment und einem Chinacridonpigment
gebildete blaue Farbschicht aufweist.
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Somit wird erfindungsgemäss eine gefärbte Schicht mit überlegenen
spektralen Grüneigenschaften gebildet, indem man ein Isoindolinon- oder Anthrachinonpigment
zusammen mit einem Pthalocyaninpigment verwendet, um die blauen Komponenten des
Phthalocyaninpigmentspektrums zu entfernen.
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Ferner wird erfindungsgemäss eine gefärbte Schicht mit überlegenen
spektralen Blaueigenschaften gebildet, indem man ein Chinacridonpigment zusammen
mit einem Phthalocyaninpigment verwendet, um die grünen Komponenten des Phthalocyaninpigmentspektrums
zu entfernen.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung solcher Farbfilter bei
den in dem Anspruch 27 angegebenen Geräten.
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Die Figuren 1 bis 6 erläutern die einzelnen Stufen bei der Herstellung
von Farbfiltern gemäss der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt die Stufe der Bildung eines Resistmusters.
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Fig. 2 zeigt die Belichtungsstufe.
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Fig. 3 zeigt die Stufe der Bildung einer Farbschicht.
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Fig. 4 zeigt die Stufe der Bildung eines Musters auf der Farbschicht.
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Fig. 5 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäss gebildete Dreifarbenschicht.
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Fig. 6 zeigt die Stufe der Bildung einer Schutzschicht.
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Fig. 7 zeigt Lichttransmissionskurven eines Farbfilters mit einem
Gehalt an einem Phthalocyaninpigment und einem Isoindolinonpigment.
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Fig. 8 zeigt Lichtttansmissionskurven eines Farbfilters mit einem
Gehalt an einem Phthalocyaninpigment und einem Anthrachinonpigment.
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Fig. 9 zeigt Lichttransmissionskurven eines Farbfilters mit einem
Phthalocyaninpigment und einem Chinacridonpigment.
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Bei den erfindungsgemäss zur Farbkorrektur eines Phthalocyaninpigments
verwendeten farbgebenden Mitteln soll es sich um ein gelbes oder Magentapigment
handeln, das einen steilen Anstieg der Lichtabsorptionskurve aufweist. Ferner soll
das zur Farbkorrektur verwendete farbgebende Mittel in
bezug auf
die Abscheidbarkeit aus der Dampfphase und die Lösungsmittelbeständigkeit mit den
Phthalocyaninpigmenten vergleichbar sein, da es beim Verfahren zur Filterherstellung
einer Abscheidung aus der Dampfphase und einer Lösungsmittelbehandlung unterworfen
wird. Die erfindungsgemäss verwendeten gelben Pigmente der Isoindolinonfamilie oder
der Anthrachinonfamilie und die Magentapigmente der Chinacridonfamilie erweisen
sich in bezug auf sämtliche vorerwähnten Eigenschaften als zufriedenstellend. Jedes
dieser Pigmente kann in Verbindung mit einem Phthalocyaninpigment zu einer überlegenen
grün- oder blaugefärbten Schicht vom Bedampfungstyp führen.
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Die erfindungsgemäss verwendeten gelben Isoindolinonpigmente weisen
eine ein Heteroatom enthaltende aromatische, kondensierte, polycyclische Struktur
auf, die sich grundlegend durch folgende Formel wiedergeben läßt:
Isoindolinonpigmente, die an einer oder sämtlichen der Positionen 4, 5, 6 und 7
nicht durch Chlor substituiert sind, können erfindungsgemäss verwendet werden, obgleich
die durch Chlor substituierten Typen im Hinblick auf die Lichtbeständigkeit und
Lösungsmittelbeständigkeit bevorzugt sind.
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Die Farben der durch die vorstehende Formel wiedergegebenen Isoindolinonverbindungen
reichen von gelb über orange bis rotbraun, je nach der Struktur von R (organischer
zweiwertiger Rest) in der obigen Formel. Unter diesen Verbindungen sind gelbe Pigmente
in bezug auf Farbreichtum und Schärfe des Spektrums überlegen.
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Isoindolinonpigmente, deren aromatische, kondensierte, polycyclische
Gerüststruktur sehr wärmebeständig ist, lassen sich leicht durch Erwärmen ohne Zersetzung
verdampfen. Somit eignen sich diese Pigmente besonders gut zur Bildung von Pigmentschichten
durch Abscheidung aus der Dampfphase, d.h. Bedampfung.
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Spezielle Beispiele für erfindungsgemäss verwendete Isoindolinonpigmente
sind nachstehend unter Angabe des Rests R der vorstehenden Formel aufgeführt.
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Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Nachstehend
sind Beispiele für handelsübliche Indolinonpigmente (für Farbfilter) aufgeführt:
Irgazin Yellow 2 GLT, 2GLTE und 2GLTN (Ciba-Geigy Corp.) Lionogen Yellow 3GX(Toyo
Ink Co., Ltd.) Fastgen Super Yellow GR, GRO und GROH (Dainippon Ink and Chemicals,
Inc.) Irgazin Yellow 2RLT, 3RLT und 3RLTM (Ciba-Geigy Corp.) Lionogen Yellow RX(Toyo
Ink Co., Ltd.) Lithol Fast Yellow 1840 (BASF AG) Kayaset Yellow E-2RL und E-3RL
176 (Nihon Kayaku Co., Ltd.) Chromophthal Orange 2G (Ciba-Geigy Corp.) Irgazin Red
2BLT (Ciba-Geigy Corp.) Unter Anthrachinonpigmenten sind erfindungsgemäss Anthrachinonderivate
und analoge polycyclische Chinone zu verstehen. Diese Pigmente sind thermisch stabil,
werden bei hohen Temperaturen nicht zersetzt, verdampfen leicht oberhalb von vorbestimmten
Temperaturen und eignen sich daher sehr gut zur Bildung von Pigmentschichten durch
Bedampfung.
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Typische Beispiele für erfindungsgemäss verwendete gelbe Anthrachinonpigmente
sind nachstehend unter Bezugnahme auf Strukturformeln angegeben.
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Die erfindungsgemäss verwendeten Pigmente sind jedoch nicht auf die
vorstehenden Beispiele beschränkt.
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Beispiele für handelsübliche Anthrachinonprgmente (Warenbezeichnungen)
für Farbfilter sind: Chromophthal Yellow A2R (Ciba-Geigy Corp.) C.I. Nr. 70600 Helio
Fast Yellow E3R (Bayer AG) Paliogen Fast Yellow A2R (Bayer AG ) C.I. Nr. 68420 Kayaset
Yellow E-R (Nihon Kayaku Co., Ltd.) C.I. Nr. 65049 Chromophthal Yellow AGR (Ciba-Geigy
Corp.) Bayplast Yellow E2G (Bayer AG) Nihonthrene Yellow GCN (Sumitomo Chem. Ind.
Co., Ltd.) C.I. Nr. 67300 Mikethrene Yellow GK (Mitsui Toatsu Chemicals Inc.) C.I.
Nr. 61725 Indanthrene Printing Yellow GOK (Hoechst AG) C.I. Nr. 59100
Anthrazol
Yellow V (Hoechst AG) C.I. Nr. 60531 Mikethrene Soluble Yellow 12G (Mitsui-Toatsu
Chemicals, Inc.) C.I. Nr. 60605 Mikethrene Yellow GF (Mitsui-Toatsu Chemicals Inc.)
C.I. Nr. 66510 Nihonthrene Yellow GCF (Sumitomo Chem. Ind. Co., Ltd.) C.I. Nr. 65430
Indanthrene Yellow 3G (Bayer AG) C.I. Nr. 65405 Nihonthrene Yellow 4GL (Sumitomo
Chem. Ind. Co., Ltd.) Indanthrene Yellow 5GK (Bayer AG) C.I. Nr. 65410 Palanthrene
Yellow PGA (BASF AG) C.I. Nr. 68400 Cibanon Yellow 2G (Ciba-Geigy Corp.) Indanthrene
Yellow F2GC (Hoechst AG) Anthrazol Yellow IGG (Hoechst AG) Indanthrene Yellow 5GF
(BASF AG) Mikethrene Yellow 3GL (Mitsui-Toatsu Chemicals Inc.) Indanthrene Yellow
LGF (BASF AG) Monolite Yellow FR (ICI Co., Ltd.) KayasetYellow E-AR (Nikon Kayaku
Co., Ltd.) Die erfindungsgemäss verwendeten Chinacridonpigmente weisen eine Gerüststruktur
entsprechend der folgenden Formel auf:
und umfassen auch die Derivate davon. Beispiele für derartige Derivate sind:
Es können auch Gemische dieser Pigmente verwendet werden.
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Im Spektrum von allen diesen Pigmenten wird auf der blauen Seite ein
Transmissionsanstieg festgestellt. Demzufolge eignen sich diese Pigmente zur Entfernung
bzw. Ausblendung der grünen Farbkomponenten im Spektrum von Phthalocyaninpigmenten.
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Ferner sind Chinacridonpigmente sehr stabil gegen Wärmeeinwirkung
und durch Erwärmen über vorbestimmte Temperaturen ohne Zersetzung leicht verdampfbar,
so dass sie sich zur Herstellung von Pigmentschichten durch Bedampfen sehr gut eignen.
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Beispiele für erfindungsgemäss verwendete Chinacridonpigmente sind
nachstehend zusammengestellt: Lionogen Magenta R (Toyo Ink Co., Ltd.) Fastgen Super
Magenta R und RS (Dainippon Ink and Chemicals Inc.) Cinquasia Red BRT und YRT (Du
Pont de Nemours, E.I. & Co.) Cinquasia Violet BRT (Du Pont de Nemours, E.I.
& Co.).
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Durch Bedampfen hergestellte Isoindolinonschichten, Anthrachinonschichten
und Chinacridonschichten sind nicht so körnig, wie dies häufig bei anderen organischen
Schichten festgestellt wird, sondern weisen eine sehr feine Struktur auf. Sie haften
stark an Oberflächen von anorganischen Materialien, wie Glas, und führen somit nach
dem Bedampfen zu Schichten mit sehr guten physikalischen Eigenschaften.
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Diese durch Bedampfen hergestellten Schichten besitzen andererseits
eine hohe Beständigkeit gegen organische Lösungsmittel. Dies bedeutet, dass diese
Schichten natürlich in schlecht lösenden Lösungsmitteln, wie Alkoholen, unlöslich
sind und in gut lösenden Lösungsmitteln, wie Ketonen, Estern, Ätheralkoholen und
halogenierten Kohlenwasserstoffen, wenig löslich sind. Die Lösungsmittel verursachen
keine Veränderungen der spektralen Eigenschaften dieser Schichten. Demzufolge entstehen
keine Schwierigkeiten durch die Resistaufbringung auf die Pigmentschicht oder durch
die Entwicklung des aufgebrachten Resists. Somit lässt sich die Pigmentschicht für
Feinverarbeitungen leicht bearbeiten und eignet sich gut für feine Farbfilter.
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Typische Beispiele für erfindungsgemäss verwendete Phthalocyaninpigmente
sind metallfreies Phthalocyanin und metallhaltige Phthalocyanine, unter Einschluss
von Kupfer-, Beryllium-, Magnesium-, Zink-, Titan-, Zinn-, Blei-, Vanadium-; Chrom-,
Molybdän-, Mangan-, Eisen-, Kobalt-, Nickel-, Palladium- und Platinphthalocyaninen.
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Zur Bildung von grüngefärbten Schichten durch Kombination mit einem
Isoindolinonpigment ist es wünschenswert, ein Phthalocyanin zu verwenden, das eine
höhere Transmission für Lichtwellen auf der grünen Seite besitzt. Beispielsweise
ist Bleiphthalocyanin besonders geeignet.
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Die grüngefärbten Schichten werden im allgemeinen durch
Abscheidung
aus der Dampfphase eines Phthalocyaninpigments und anschliessend eines Isoindolinon-
oder Anthrachinonpigments gebildet, obgleich auch eine gleichzeitige Abscheidung
der beiden Pigmente aus der Dampfphase durchgeführt werden kann.
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Die Dicke oder das Gewicht der Ablagerung der jeweiligen Pigmente
wird gemäss den gewünschten spektralen Eigenschaften kontrolliert.
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Im allgemeinen liegt die Dicke der Phthalocyaninpigmentschicht und
die Dicke der Isoindolinon- oder Anthrachinonpigmentschicht vorzugsweise jeweils
im Bereich von 5 x 10 2 bis 1 um (500 bis 10 000 R). Insbesondere beträgt die Dicke
der Phthalocyaninschicht 0,1 bis O,4#m (1000 bis 4000 Ro und die Dicke der Isoindolinonschicht
und die der Anthrachinonpigmentschicht jeweils 0,1 bis 0,6Zum (1000 bis 6000 i).
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Wie vorstehend erwähnt, kann auch eine blaugefärbte Schicht durch
aufeinanderfolgende oder gleichzeitige Bedampfung mit einem Phthalocyaninpigment
und einem Chinacridonpigment hergestellt werden. Die bevorzugte Dicke für die Phthalocyaninschicht
und für die Chinacridonschicht beträgt jeweils 5 x 10 2 bis 1 Xm (500 bis 10 000
i). Insbesondere beträgt die Dicke der Phthalocyaninschicht 0,1 bis 0,4,um (1000
bis 4000 i) und die der Chinacridonschicht 0,1 bis 0,6zum (1000 bis 6000 #).
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Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung von Mustern
von
Pigmentschichten erläutert. Zu den Bemusterungstechniken für durch Dampfabscheidung
hergestellte Pigmentschichten gehören die Trockenätztechnik und die Abhebetechnik
(Lift-off-Technik). Die erstgenannte Technik umfasst die Bildung eines Resistmusters
auf einer Pigmentschicht und anschliessendes Plasmaätzen oder Ionenätzen unter Verwendung
des Resistmusters als Maske zur Bildung eines Pigmentmusters (vgl. JA-OS 34961/83
und dergl.). Gemäss dieser Technik ist eine Bildung von Zwischenschichten nicht
nötig, wobei die Resistmaske unverändert auf dem Pigmentmuster verbleibt. Da die
Resistmaske nur sehr schwer ohne Beschädigung der Pigmentschicht zu entfernen ist,
erhält man schliesslich einen zweischichtigen Aufbau, der aus der Pigmentschicht
und der darauf aufgebrachten, für optische Zwecke nicht erforderlichen Resistmaske
besteht.
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Die Abhebetechnik umfasst die Bildung eines Musters aus einem später
weglösbaren Material , d.h. hauptsächlich aus einem Resist, auf einer Grundplatte
und die Bildung einer Pigmentschicht auf dem Resistmuster durch Bedampfen, sowie
das anschliessende Weglösen oder Abheben des Resistmusters, wobei die auf der Pigmentschicht
liegenden Bereiche physikalisch entfernt werden können, ohne dass es zu einer direkten
Einwirkung auf die Pigmentschicht kommt.
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Bei der Abhebetechnik können Resists vom negativen oder positiven
Typ verwendet werden, vorausgesetzt, dass der Resist später weglösbar ist. Jedoch
werden Resists vom Negativtyp durch Strahlenbelastung beschleunigt vernetzt,
so
dass für das Weglösen ein starkes Lösungsmittel erforderlich wird. Infolgedessen
sind Resists vom Negativtyp nicht bevorzugt, da durch die Verwendung des starken
Lösungsmittels die Gefahr der Beschädigung oder Ablösung der Pigmentschicht besteht.
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Diesbezüglich eignen sich Resists vom Positivtyp besonders für die
Abhebetechnik, da das gebildete Resistmuster auf der gesamten belichteten Oberfläche
löslich wird und somit ein gegenüber dem Pigment inerteres Lösungsmittel gewählt
werden kann, als dies im Fall eines Resists vom Negativtyp möglich ist. Für Resists
vom Positivtyp werden verschiedenartige Harze verwendet. Für die Aufbringung des
Resistüberzugs und für dessen Entwicklung werden verschiedene Lösungsmittel verwendet.
Somit ist es wünschenswert, einen Resist vom Positivtyp zu wählen, der die Verwendung
eines gegenüber dem Pigment weniger aktiven Lösungsmittels erlaubt.
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Als besonders günstiges Beispiel für einen Resist vom Positivtyp kann
ein Resist genannt werden, der hauptsächlich aus einem fluorhaltigen Methacrylatharz
der nachstehend angegebenen Formel besteht. Derartige Resists sind selbstverständlich
in stark lösenden Lösungsmitteln mit hohem Lösungsvermögen, wie Estern, aromatischen
Verbindungen und halogenierten Kohlenwasserstoffen, -aber auch in schlecht lösenden
Lösungsmitteln, wie Alkoholen, löslich. Demzufolge können Lösungsmittel verwendet
werden, die die Pigmentschicht weniger beeinträchtigen.
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Derartige Resists, wie FPM210, PBM110 und FBM210 (Handelsprodukte
der Daikin Industries, Ltd), sind im Handel erhältlich.
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In dieser Formel bedeuten R1 und R2 Wasserstoff oder Alkyl und R3
Alkyl mit mindestens einem mit jeweils einem Kohlenstoffatom verknüpften Fluoratom.
Typische Beispiele für Harze der vorstehenden Formel sind nachstehend unter Definition
der Reste R1, R2 und R3 angegeben.
| Rl R2 R3 |
| H H |
| CH3 CH3 -CF2-CF2H |
| H H |
| H CH3 |
| H C2H5 k -CF2-CFH-CF3 |
| H C3B7 |
| CH3 CH3 |
| CH3 C 2H5 |
| H H -CF2-CF2-CF2-CF2H |
| CH CH3 |
| 3 3 |
Weitere Beispiele für handelsübliche Resists dieser Art sind nachstehend
aufgeführt: AZ Reihe: 111, 119A, 120, 340, 135 OD, 1350J, 1370, 1375, 1450, 1450J,
1470, 1475, 2400, 2415, 2430 (Shipley Co.) Waycoat Positive LSI Resist: 195, 295,
395 Waycoat HPR Positive Resist: 104, 106 (Die vorstehenden fünf Typen sind Handelsprodukte
der Hunt Co.) Kodak Micro Positive Resist (Eastman Kodak Co.) Isofine Positive Resist
(Micro Image Technology Co.) PC 129, 129SF (Polychrome Co.) OFPR II 77, 78, 800
OEBR 1000, 1010, 1630 ODUR 1000, 1001, 1010, 1013, 1014 (Die vorstehenden elf Sorten
sind Produkte der Tokyo Oka K.K.) EBR 1, 9 (Toray Industries, Inc.) FMR E 100, E
101, (Fuji Yakuhin Kogyo Co., Ltd.).
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Nach Bildung eines Musters einer gefärbten Schicht durch den vorstehenden
Bemusterungsvorgang wird vorzugsweise auf der gefärbten Schicht eine Schutzschicht
ausgebildet. Diese Schutzschicht dient zum Schutz der gefärbten Schicht gegen Staub,
Risse und andere Defekte oder unerwünschte Einwirkungen unter verschiedenen Umweltbedingungen.
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Zur Bildung der Schutzschicht können verschiedene, allgemein bekannte
Methoden angewandt werden. Sie kann aus organischen Harzen, z.B. Polyurethan, Polycarbonat,
Siliconharz, Acrylharz und Poly-p-xylyien, oder aus anorganischen Materialien,
z.B.
Si3N4, SiO2, SiO, Al203 und Ta2O5, nach verschiedenen Beschichtungsverfahren, wie
Schleuderbeschichtung, Tauchbeschichtung, Walzenbeschichtung und dergleichen oder
durch Dampfabscheidungsverfahren, aufgebracht werden. Verschiedene lichtempfindliche
Harze können ebenfalls in Form von verschiedenen Resists verwendet werden.
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Es bestehen keine speziellen Beschränkungen in bezug auf das erfindungsgemäss
verwendete Substrat, sofern es zur beabsichtigten Bedampfung geeignet ist. Beispielsweise
können Glasplatten, optische Harzplatten und Filme aus Harzen, wie Gelatine, Poly-(vinylalkohol),
Hydroxyäthylcellulose, Poly-(methylmethacrylat), Polyester, Butyralharz und Polyamid,
verwendet werden. Ein Muster der gefärbten Schicht kann in integrierter Form zusammen
mit einem mechanischen Teil, auf der die gefärbte Schicht als Farbfilter aufgebracht
werden soll, hergestellt werden. Beispiele für derartige mechanische Teile, die
als Substrate dienen, sind &hSoe von Kathodenstrahlröhren, lichtaufnehmende
Bereiche von Bildaufnahmeröhren, Wafers, auf denen eine Festphasen-Bildaufnahmeanordnung,
wie CCD, BBD oder CID, gebildet wird, Anzeigetafeln mit auf engem Kontakt beruhenden
Bildsensoren, Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen mit dünnen Halbleiterschichten
und farbelektrophotographische, lichtempfindliche Bauteile.
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Ist es erforderlich, die Haftung der aufgedampften Pigmentschicht
auf einem Substrat, z.B. auf einer Glasplatte, zu erhöhen, so erweist sich die Beschichtung
des Substrats mit einer
dünnen Schicht eines Polyurethanharzes,
Polycarbonatharzes, Silankupplungsmittels oder dergl. vor der Bedampfung als wirksam.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 ein typisches
erfindungsgemässes Bemusterungsverfahren erläutert.
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Zunächst wird eine Resistmasse vom Positivtyp auf ein vorgesehenes
Substrat unter Verwendung einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung aufgebracht. Nach
dem Trocknen wird der Überzug bei einer geeigneten Temperatur vorgebrannt. Anschliessend
wird der Resistüberzug mit einem vorgesehenen Muster an Licht oder gegenüber dem
Resist aktiven Elektronenstrahl belichtet und entwickelt. Ggf. wird der Resistüberzug
vor der Entwicklung einer Vorbehandlung zum Abbau von bestehenden Spannungen und/oder
nach der Entwicklung einer Spülbehandlung zur Verhinderung einer Quellung des überzugs
unterzogen.
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Wenn die belichteten Bereiche des Resistüberzugs durch die Entwicklung
nicht vollständig entfernt werden, d.h., dass ein sog. Schaum (scum) verbleibt,
wird dieser Schaum durch das Plasmaveraschungsverfahren entfernt.
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Somit wird, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Resistmuster 2 gemäss dem vorstehenden
Verfahren auf dem Substrat 1 ausgebildet. Anschliessend wird der gesamte Bereich
des Resistmusters
mit Licht oder Elektronenstrahlen, die gegenüber
dem Resist aktiv sind, bestrahlt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Diese Bestrahlung dient
zur Hauptkettenspaltung oder -Zersetzung des Resists, um die spätere Entfernung
des Resistmusters durch Weglösen zu erleichtern. Eine derartige Bestrahlung kann
auch unterbleiben. Sofern sie unterbleibt, ist jedoch ein stärkeres Lösungsmittel
für die Ablösung erforderlich.
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Anschliessend wird, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Pigmentschicht auf
den Resistmusterbereichen des Substrats durch anschliessende oder gleichzeitige
Bedampfung mit einem Phthalocyaninpigment und einem Isoindolinonpigment, Anthrachinonpigment
oder Chinacridonpigment ausgebildet. Die Dicke der Pigmentschicht wird je nach den
gewünschten spektralen Eigenschaften gewählt und liegt im allgemeinen im Bereich
von 5 x 10 2 bis 1,um (500 bis 10 000 #), wie vorstehend erwähnt.
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Anschliessend wird zur Entfernung des Resistmusters unter der Pigmentschicht
das erhaltene Material in ein Lösungsmittel getaucht, das die Pigmente weder löst
noch deren spektrale Eigenschaften beeinträchtigt, das aber dazu in der Lage ist,
das Resistmuster vom Substrat wegzulösen oder abzuschälen.
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Die Entfernung des Resistmusters verursacht die gleichzeitige Entfernung
der darüberliegenden Bereiche der Pigmentschicht.
Um diesen Vorgang
zu fördern, hat es sich als wirksam erwiesen, während des Eintauchvorgangs Ultraschallenergie
zuzuführen.
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Somit wird, wie in Fig. 4 gezeigt, ein Muster der gefärbten Schicht
ausgebildet. Wenn auf dem gleichen Substrat andere Farbschichten gebildet werden
sollen, kann dies durch Wiederholung unter entsprechender Verschiebung der Resistmusterstellung
erreicht werden. Wenn man das vorstehende Verfahren so oft wiederholt, wie es der
Anzahl der erforderlichen unterschiedlichen Farben entspricht, so erhält man einen
Farbfilter, der beispielsweise drei Pigmentschichtmuster 4, 5 und 6 mit unterschiedlichen
Farben aufweist, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
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Schliesslich wird eine Schutzschicht 7 auf den Mustern der Pigmentschichten
durch Aufbringen eines geeigneten Harzes gebildet (Fig. 6).
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
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Beispiel 1 Ein Resist vom Positivtyp (Handelsbezeichnung FPM 210;
Daikin Industries, Ltd.) wurde durch Schleuderbeschichtung in einer Dicke von 0,6
um auf ein Glassubstrat aufgebracht.
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Nach 30-minütigem Vorbrennen bei 180 0C wurde der Resistüberzug mit
einem Streifenmuster von UV-Strahlen belichtet
und mit einer ausschliesslich
für diesen Resist bestimmten Vorbehandlungslösung und anschliessend mit einer Spülflüssigkeit
behandelt, wodurch man ein Resistmuster erhielt. Die gesamte Fläche des Resistmusters
wurde mit UV-Strahlen bestrahlt, um den Resist in der Entwicklungslösung löslich
zu machen. Das Glassubstrat mit dem Resistmuster und ein mit Pb-Phthalocyanin gefülltes
Molybdänschiffchen wurden in eine Vakuumbedampfungskammer, die sodann evakuiert
wurde, gebracht. Das Pb-Phthalocyanin wurde aus der Dampfphase in einer Dicke von
etwa 0,2 #um (2000 8 auf dem Resistmuster und auf den vom Resist befreiten Bereichen
des Substrats durch Erhitzen des Schiffohens auf eine Temperatur von 450 bis 55000
bei einem Vakuum von 10 bis 10 Torr abgeschieden.
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Auf die gleiche Weise wurde ein Isoindolinonpigment (Handelsbezeichnung
Fastogen Super Yellow GROH; Dainippon Inc.
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and Chemicals, Inc.) aus der Dampfphase in einer Dicke von etwa 0,4
Fm (4000 i) abgeschieden. Anschliessend wurde der erhaltene Schichtstoff in die
vorstehend erwähnte Entwicklungslösung getaucht, um unter Rühren das Resistmuster
wegzulösen. Dabei wurden unnötige Bereiche der Bedampfungsschicht, d.h. die auf
dem Resistmuster liegenden Bereiche, entfernt. Somit erhielt man ein Streifenmuster
einer grüngefärbten Schicht auf dem Glassubstrat.
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Das Spektrum der grüngefärbten Schicht ist in Kurve 10 von Fig. 7
wiedergegeben. Daraus ergibt sich, dass die grüngefärbte Schicht gute spektrale
Grüneigenschaften aufweist, die im blauseitigen Bereich (blaue und kürzere Lichtwellen
werden
weitgehend oder vollständig absorbiert) im Vergleich zu den spektralen Eigenschaften
von Pb-Phthalocyanin allein (Kurve 8) korrigiert sind. Diese Korrektur wird durch
die Kombination mit Fastgen Super Yellow GROH (Kurve 9) erreicht.
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Beispiele 2 bis 4 Grüngefärbte Schichten wurden auf die gleiche Weise
wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Abänderung, dass folgende Pigmente als gelbe
Isoindolinonpigmente verwendet wurden: Beispiel 2: Kayaset Yellow E-2RL (Nihon Kayaku
Co., Ltd.)# Beispiel 3: Kayaset Yellow E-3RL 176 (Nihon Kayaku Co., Ltd.) Beispiel
4: Irgazin Yellow 3RLTN (Ciba-Geigy Corp.) Sämtliche erhaltenen grünen Farbschichten
wiesen verbesserte spektrale Eigenschaften ähnlich denen der grünen Farbschicht
von Beispiel 1 auf.
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Beispiel 5 Ein Glassubstrat wurde nacheinander mit einem Resistmuster
von 0,6 Zm Dicke, einer aufgedampften Cu-Phthalocyaninschicht von etwa 0,13#m (1300
i) und einer aufgedampften Schicht eines Anthrachinonpigments (Handelsbezeichnung
Chromophthal Yellow AGR; Ciba-Geigy Corp.) von etwa 0,4>im Dicke (400 A) gemäss
Beispiel 1 beschichtet. Anschliessend wurde der erhaltene Schichtstoff in eine ausschliesslich
für den Resist bestimmte Entwicklungslösung (die gleiche Lösung wie sie vorstehend
für die Bildung des Resistmusters verwendet wurde)getaucht, um das Resistmuster
unter Rühren zu lösen. Dabei wurden die unnötigen Bereiche
der
aufgedampften Schichten entfernt. Man erhielt ein auf dem Glassubstrat gebildetes
Streifenmuster einer grüngefärbten Schicht.
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Das Spektrum der grüngefärbten Schicht ist in Fig. 8 mit Kurve 12
wiedergegeben. Es ergibt sich, dass die grüngefärbte Schicht gute spektrale Eigenschaften
aufweist, die sich dadurch ergeben, dass die blauen Komponenten des Cu-Phthalocyaninspektrums
(Kurve 13) unter Verwendung von Chromophthal Yellow AGR (Kurve 11), das blaue und
kürzere Lichtwellen weitgehend oder vollständig absorbiert, beseitigt werden, während
die erwünschten Grünkomponenten des Cu-Phthalocyaninspektrums erhalten bleiben.
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Beispiele 6 bis 12 Grüngefärbte Schichten für Farbfilter wurden gemäss
Beispiel 5 hergestellt mit der Abänderung, dass die nachstehenden Phthalocyaninpigmente
und Anthrachinonpigmente in Kombination miteinander verwendet wurden.
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Sämtliche erhaltenen grüngefärbten Schichten, die ein Streifenmuster
bildeten, besassen verbesserte spektrale Eigenschaften entsprechend der gefärbten#Schicht
von Beispiel 5.
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Beispiel Phthalocyaninpigment Anthrachinonpigment Nr. (Warenbezeichnung)
6 metallfreies Phthalo- Chromophthal Yellow cyanin AGR (Ciba-Geigy Corp.) 7 Zn-Phthalocyanin
8 Pb-Phthalocyanin 9 Cu-Phthalocyanin Bayplast Yellow E2G (Bayer AG) 10 metallfreies
Phthalocyanin 11 Zn-Phthalocyanin 12 Pb-Phthalocyanin Beispiel 13 Ein Glassubstrat
wurde nacheinander mit einem Resistmuster von 0,6'um Dicke, einer aufgedampften
Cu-Phthalocyaninschicht von etwa 0,2 pm (2000 A) Dicke und einer aufgedampften Schicht
eines Chinacridonpigments (Handelsbezeichnung Lionogen Magenta R; Toyo Ink. Co.,
Ltd.) von etwa 0,4 ym (4000 i) Dicke gemäss Beispiel 1 beschichtet. Anschliessend
wurde der erhaltene Schichtstoff in die gleiche Entwicklungslösung getaucht, wie
sie vorstehend zur Bildung des Resistmusters verwendet wurde, um unter Rühren das
Resistmuster wegzulösen. Dabei wurden unnötige Bereiche der aufgedampften Schicht
entfernt. Man erhielt ein Streifenmuster der blaugefärbten Schicht auf dem Glassubstrat.
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Das Spektrum der blaugefärbten Schicht ist in Fig. 9 mit Kurve 14
wiedergegeben. Es ergibt sich, dass diese Schicht
verbesserte spektrale
Eigenschaften im grünen Bereich im Vergleich zu Cu-Phthalocyanin allein (Kurve 13)
aufweist.
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Beispiele 14 bis 16 Blaugefärbte Schichten wurden gemäss Beispiel
13 hergestellt, mit der Abänderung, dass anstelle von Cu-Phthalocyanin die folgenden
Phthalocyanine verwendet wurden: Beispiel 14: Metallfreies Phthalocyanin Beispiel
15: Zn-Phthalocyanin Beispiel 16: Ni-Phthalocyanin Sämtliche erhaltenen blauen Farbschichten
zeigten ähnlich wie die blaugefärbte Schicht von Beispiel 13 verbesserte spektrale
Eigenschaften.
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