DE3751650T2

DE3751650T2 - Verfahren zur Herstellung eines Reliefstruktur ausgehärtetem Kunststoff auf einer transparenten, angefärbten Schicht

Info

Publication number: DE3751650T2
Application number: DE3751650T
Authority: DE
Inventors: Shigehiro Sato; Tokihiko Shimizu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2007-09-19
Also published as: EP0260712A2; US4828947A; EP0260712B1; DE3751650D1; EP0260712A3

Description

Der Erfindung zugrundeliegender allgemeiner

Stand der Technik

Technisches Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Reliefstruktur eines gehärteten Harzes auf einer transparenten, gefärbten Schicht, indem ein photohärtbares oder photovernetzendes Material oder Mischung verwendet wird. Dieses Verfahren kann zur Herstellung eines Farbfilters für Flüssigkristall-Displays verwendet werden, bei dem eine Reliefstruktur auf Farbpixeln einer transparenten, gefärbten Schicht des Filters gebildet wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Wie im Fachgebiet bekannt ist, hat ein in einem Flüssigkristall-Display verwendet er Flüssigkristall eine inhärente Brechungsanisotropie. Um qualitativ hochwertige Vollfarben- Kernsehbilder zu erhalten, ist es notwendig, daß das Display eine Mehrspalt-Struktur mit optimalen Bildpunktabständen für die jeweiligen roten, grünen und blauen Farbpixeln aufweist.
In vorbekannten Verfahren zur Herstellung eines Farbfilters mit solch einer Mehrspalt-Struktur ist es üblich, ein zu färbendes lichtempfindliches Material, wie modifizierte Proteine oder synthetische zu färbende Harze, die mit Dichromaten oder Diazoniumsalzen sensibilisiert sind, auf ein Glassubstrat aufzubringen und das aufgebrachte Material der Musterbildung zu unterwerfen, worauf die resultierenden gemusterten Schichten jeweils mit Farblösungen gefärbt werden, d.h. das Färbeverfahren wird dreimal wiederholt, um rote, grüne und blaue Farbpixel herzustellen. In diesem Zusammenhang müssen jedoch die jeweiligen Pixel in der Dicke genau gesteuert werden. Dies wird üblicherweise durch eine feine Steuerung der Beschichtungsmenge des zu färbenden lichtempfindlichen Materials auf dem Glassubstrat gemacht. Solch eine feine Steuerung ist jedoch sehr schwierig wegen des Quellens des Harzes nach dem Färben, wodurch sich das Problem stellt, daß die Dicken der jeweiligen Pixel selten wie gewünscht gesteuert werden können.
Für die Bildung eines abgestuften Reliefs auf der transparenten, gefärbten Schicht, die aus Farbpixeln zusammengesetzt ist, werden photohärtbare oder photovernetzende Polymere oder Mischungen verwendet. Im allgemeinen können die Arten der Polymere oder Mischungen folgendermaßen grob klassifiziert werden.
(1) Es wird ein lichtempfindliches Material verwendet und durch Lichtabsorption angeregt, das auf ein dispersionspolymeres Medium wirkt, um das Polymer durch Vernetzung zu härten.
(2) Wenn eine zufriedenstellende Empfindlichkeit allein durch die Verwendung eines Photovernetzungsmittels nicht erreicht werden kann, wird ein Sensibilisator verwendet, der mit dem Photovernetzungsmittel gemischt wird. Das Photovernetzungsmittel wird durch einen Energietransfer von dem Sensibilisator zum Photovernetzungsmittel angeregt und reagiert mit den Polymerketten.
(3) Es werden Polymere mit einer lichtempfindlichen Gruppe verwendet, und diese Gruppe wird optisch angeregt und mit anderen funktionellen Gruppen kombiniert.
(4) Die Polymere von (3) werden in Kombination mit Sensibilisatoren verwendet, um die Photoanregung zu erleichtern.
Bei (1) und (2) entspricht die Spektralempfindlichkeit für die Photovernetzung im wesentlichen dem Absorptionsvermögen über einen weiten Wellenlängenbereich und den Absorptionspeaks für bestimmte Wellenlängen eines lichtempfindlichen Materials oder einer lichtempfindlichen Gruppe. Bei (2) und (4) wird die Spektralempfindlichkeit durch die Kombination eines lichtempfindlichen Materials und eines Sensibilisators bestimmt. Dementsprechend ist es notwendig, daß die Steuerung der Spektralempfindlichkeit eines lichtempfindlichen Harzes durch eine richtige Auswahl eines lichtempfindlichen Materials oder durch eine Zugabe einer geeigneten Art des Farbsensibilisators erfolgt.
Dennoch ist es nicht möglich, die Spektralempfindlichkeit willkürlich zu ändern, und folglich ist es nicht möglich, eine gewünschte Reliefstruktur, die einem Durchlässigkeitsspektrum sichtbaren Lichts entspricht, auf der Oberfläche einer gefärbten, transparenten Schicht zu bilden.
Aus der US-A-4 357 415 und GB-A-2 081 462 ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung einer Reliefstruktur eines gehärteten Harzes auf einer Schicht mit unterschiedlichen Farbbereichen, indem das Harz auf dieser Schicht belichtet wird und dadurch die Struktur der Bereiche entsprechend den unterschiedlichen Farbbereichen gebildet wird. Es ist jedoch nicht in diesen Dokumenten vorgesehen, eine Struktur auf den Bereichen mit unterschiedlichen Farben in einem Schritt zu bilden. Es wird auch darauf hingewiesen, daß eine Information bezüglich der Auswahl eines geeigneten pH-Wertes einer zu härtenden Harzschicht in Abhängigkeit von dem zu erreichenden Ergebnis in der US-A-4 116 693 zu finden ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen zur Herstellung einer gewünschten Reliefstruktur eines gehärteten Harzes auf einer optisch transparenten, gefärbten Schicht mit unterschiedlichen Farbbereichen, bei dem die Reliefstruktur gebildet wird, indem ein Durchlässigkeitsspektrum sichtbaren Lichts auf eine härtbare Harzschicht durch die jeweiligen Farbbereiche angewendet wird.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen zur Herstellung eines Farbfilters von der Art einer Mehrspalt-Struktur, das ein Substrat und eine auf dem Substrat gebildete transparente Schicht von Farbpixeln aufweist, bei dem eine abgestufte Reliefstruktur wie gewünscht auf der transparenten Schicht gebildet wird, indem eine Veränderung in der spektralen Empfindlichkeit in Abhängigkeit von dem ph eines photopolymerisierbaren Materials verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Reliefstruktur auf einer optisch transparenten, gefärbten Schicht, die verschiedene Farbbereiche hat, geschaffen. Das Verfahren weist die in Anspruch 1 angegebenen Schritte auf.
Wenn die Schicht der Mischung mit aktinischem sichtbarem Licht durch die gefärbte, transparente Schicht bestrahlt wird, wird das Licht in den jeweiligen Farbbereichen der transparenten Schicht in Abhängigkeit der Farbe teilweise absorbiert. Die in der Mischungsschicht absorbierte Lichtenergie, die durch die Absorption in den jeweiligen Farbbereichen der transparenten Schicht unterschiedlich sein wird, ist bei der Photohärtung oder Photovernetzung des photohärtbaren Harzes in der Mischung beteiligt, so daß die auf den jeweiligen Farbbereichen gebildete photohärtbare Mischung bis zu unterschiedlichen Graden gehärtet wird, die dem durch die Farbbereiche durchgelassenen Lacht entsprechen. Wenn die photogehärtete Mischungsschicht entwickelt wird, wie durch Waschen mit Wasser, bleibt eine Reliefstruktur auf der transparenten, gefärbten Schicht zuriick, die dem Grad der Photohärturg der photohärtbaren Mischung entspricht. In Bereichen, in denen die Härtung zu einem beträchtlichen Ausmaß fortschreitet, bleibt das Material oder Harz in dem Fereich nach der Entwicklung. Andererseits wird in Bereichen oder Teilen der Schicht, in denen die Photohärtung kaum fortschreitet, die Schicht in dem Bereich leicht durch die Entwicklung entfernt. Ein optisch transparentes Substrat kann verwendet werden, um die gefärbte, transparente Schicht auf der anderen Seite, bezogen auf die Reliefstruktur, zu bilden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figuren 1a bis 1e sind erläuternde Ansichten eines Verfahrens zur Bildung einer abgestuften Reliefstruktur auf einer gefärbten, transparenten Schicht von Farbpixeln gemäß einem Durchlässigkeitsspektrum sichtbaren Lichts;
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Wellenlänge und dem Absorptionsspektrum sichtbaren Lichts für unterschiedliche pH-Werte; und
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Wellenlänge und der Transparenz für verschiedene Farbpixel.

Ausführliche Beschreibung und Ausführungsformen der Erfindung

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis oder ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spektralempfindlichkeit eines photohärtbaren Materials oder einer Mischung in einem sichtbaren Lichtbereich sich ändert, wenn sich der pH ändert, und daß daher die Spektralempfindlichkeit willkürlich durch eine geeignete Steuerung des pH-Wertes ausgewählt werden kann. Das heißt, wenn ein photohärtbares Material oder eine Mischung Licht ausgesetzt wird durch eine transparente, gefärbte Schicht, die unterschiedliche Farbabschnitte oder -bereiche aufweist, wird das Material oder die Mischung entsprechend den durch die jeweiligen Farbbereiche durchgelassenen Spektren des sichtbaren Lichts gehärtet, wodurch ein Relief erhalten wird mit Dicken, die den durchgelassenen Spektren des sichtbaren Lichts entsprechen.
Es wird nun auf die anliegenden Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1 Bezug benommen, die das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. In der Figur wird die Bildung einer abgestuften Reliefstruktur auf einem Farbfilter für Flüssigkristall-Displays gezeigt. Obwohl das Farbfilter eine transparente, gefärbte Schicht hat, die aus einer Vielzahl von Pixeln mit drei unterschiedlichen Farben besteht, die in einer bestimmten Weise angeordnet sind, ist es für die Ausführung der Erfindung ausreichend, daß eine transparente, gefärbte Schicht wenigstens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Farben aufweist, wenn gewünscht wird, daß eine Reliefstruktur auf diesen wenigstens zwei Bereichen gebildet wird.
In Fig. 1a ist ein Teil eines Farbfilters F gezeigt, der ein optisch transparentes Substrat oder eine Basis 4 und eine optisch transparente Schicht 5 mit roten, grünen und blauen Farbpixeln 5a, 5b, 5c aufweist, die auf einer Seite des Substrates 4 gebildet sind. Das transparente Substrat 4 kann aus Gläsern oder allen bekannten transparenten Kunstharzen bestehen, wie Epoxyharze, Polycarbonatharze, Acrylharze und ähnlichen, und es bat die Form einer Tafel oder Platte. Die transparente, gefärbte Schicht 5 kann mit bekannten Techniken gebildet werden. rum Beispiel wird ein Dichromat oder Diazoniumsalz zu einem zu färbenden Harz gegeben, um ihm Lichtempfindlichkeit zu verleihen, mit anschließender Musterbildung und Färben mit geeigneten Farbstoffen. Alternativ kann ein Photoresist auf eine zu färbende Harzschicht aufgebracht werden und einer Musterbildung und Färbung wie gewünscht unterworfen werden. Selbstverständlich können andere bekannte Verfahren einschließlich Drucken, Farbphotographie und Polymerelektroabscheidung verwendet werden für die Bildung der transparenten, gefärbten Schicht 5. Falls gewünscht, kann das Substrat 4 selbst nach der Musterbildung gefärbt werden.
In einem anschließenden Schritt, wie in Fig. 1b gezeigt, wird ein photohärtbares Material oder eine Mischung, dessen bzw. deren spektrale Empfindlichkeit in einem Bereich des sichtbaren Lichts sich in Abhängigkeit von dessen bzw. deren pH ändert, auf die transparente, gefärbte Schicht 5 aufgebracht in einer Dicke von 1 bis 5 Mikrometern im trockenen Zustand, wobei eine Schicht 6 mit den Bereichen 6a, 6b und 6c entsprechend den jeweiligen Farbpixeln 5a, 5b und 5c gebildet wird.
Die photohärtbaren Materialien oder Mischungen, die für die Ausführung der Erfindung geeignet sind, können Kombinationen von Polymermaterialien und Vernetzungsmitteln sein. Solche Kombinationen sind dadurch vorteilhaft, daß verschiedene Arten von Polymermaterialien für diesen Zweck verwendet werden können, wenn die verwendeten Vernetzungsmittel sich in dar spektralen Empfindlichkeit entsprechend der Anderung des pH-Wertes ändern.
Geeignete Vernetzungsmittel sind Diazoverbindungen oder Azidverbindungen, die eine Gruppe aufweisen, die zu einer reversiblen Protonenaddition oder -entfernung fähig ist, wenn der ph sich ändert, zum Beispiel eine Aminogruppe oder eine Carbcxylgruppe, und eine Gruppe aufweisen mit einem Absorptionsvermögen in einem Bereich des sichtbaren Lichts, zum Beispiel eine Phenylgruppe oder ein konjugiertes Polyen. Spezielle Beispiele von Vernetzungsmitteln umfassen 4,4'-Bisdiazodiphenylamin-dichlorid, N-Methyl-4,4'-bisdiazodiphenylarnindichlorid und ähnliche. Von diesen ist 4,4'-Bisdiazodiphenylamin-dichlorid der folgenden Formel bevorzugt.
Die in Kombination mit dem Vernetzungsmittel verwendeten Polymermaterialien sind wasserlösliche Polymere, die mit dem Vernetzungsmittel mischbar sind oder es zu lösen vermögen. Insbesondere wenn Bisdiazodipbenylamine als Vernetzungsmittel verwendet werden, werden Gelatine, Casein, Polyvinylalkohol und ähnliche vorzugsweise verwendet. Im allgemeinen wird das Verretzungsmittel in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das wasserlösliche Polymer, verwendet. In der Praxis werden das wasserlösliche Polymer und das Vernetzungsmittel auf die transparente, gefärbte Schicht in Form einer wäßrigen Lösung aufgebracht. Falls gewünscht, kann die aufgebrachte Schicht bei 20 bis 80ºC während einer ausreichenden Zeit erwärmt oder getrocknet werden, um eine getrocknete schicht 6 zu erhalten.
Der pH der photohärtbaren Mischungsschicht 6 wird dann auf eine vorbestimmte Höhe eingestellt, die von der Art der photopolymerisierbaren Mischung oder der Art des Vernetzungsmittels abhängt. Die Einstellung wird erreicht, indem die Schicht 6 einem sauren oder basischen Gas ausgesetzt wird. Zu diesem Zweck wird das Substrat 4 mit der Schicht 6 in einem Gefäß V angeordnet, das eine wäßrige Lösung S enthält, die ein saures Gas erzeugen kann, wie Salzsäure oder Essigsäure, oder ein basisches Gas erzeugen kann, wie Ammoniak, so daß die Schicht 6 dem sauren oder basischen Gas ausgesetzt wird. Dies ist insbesondere in Fig. 1c gezeigt. Die Einwirkungszeit kann von der Dicke der Schicht 6 abhängen und liegt allgemein in einem Bereich vor 2 bis 30 Sekunden. Der pH wird nicht auf über 8 eingestellt.
Alternativ kann die pH-Einstellung durch Zugabe einer geeigneten sauren oder basischen Substanz zu der photohärtbaren Mischung bewirkt werden.
Die pH-Abhängikeit von 4,4'-Bisdiazodiphenylamin-dichlorid bezüglich des Absorptionsspektrums ist in Fig. 2 gezeigt. Aus dieser Figur ist zu ersehen, daß die Verbindung zwei Absorptionspeaks bei 420 und 520 nm hat und daß diese Absorptionspeaks sich stark in Abhängigkeit von dem pH ändern.
Die im pH-Wert eingestellte Schicht 6 wird anschließend sichtbarem Licht durch die transparente, gefärbte Schicht 5 ausgesetzt, wobei das sichtbare Licht teilweise in den jeweiligen Farbpixeln absorbiert wird. Die durch die jeweiligen Farbpixel 5a, 5b und 5c durchgegangenen Lichtenergien unterscheiden sich voneinander und erreichen die Schicht 6, in der das Vernetzungsmittel in Graden sensibilisiert wird, die jeweils den Energien des durchgegangenen Lichts entsprechen. Entsprechend unterscheiden sich die Lichtmergen, die zu den Bereichen 6a, 6b und 6c der Schicht 6 passieren, so daß das Polymer in oben jeweiligen Bereichen 6a, 6b und 6c zu unterschiedlichen Graden vernetzt wird.
Die Quelle für sichtbares Licht kann verschiedene Lampen umfassen, die sichtbares Licht erzeugen können, wie Xenonbogenlampen, Kohlenbogenlampen, Leuchtstoffröhren, Halogenlampen und ähnliche. Die Zeit für die Lichtbestrahlung sollte geeigneterweise entsprechend der Art des Vernetzungsmittels bestimmt werden, und sie liegt im allgemeinen im Bereich von 1 bis 60 Sekunden.
Nach der Bestrahlung mit Licht wird die Schicht 6 der Entwicklung unterworfen, um ein Relief 7, wie in Fig. le gezeigt, zu erhalten. Die Entwicklung wird üblicherweise durch Waschen der Schicht 6 mit Wasser bewirkt, da ein wasserlösliches Polymer als Schicht 6 verwendet wird. Alternativ kann auch eine Schleuderentwicklung mit Wasser oder eine Brauseentwicklung mit Wasser verwendet werden. Während der Entwicklung wird das Polymer in der Schicht 6 entsprechend dem Vernetzungsgrad in den jeweiligen Bereichen 6a, 6b und 6c entfernt, wobei das Relief 7 gebildet wird. In Fig. 1e ist gezeigt, daß der Bereich 6a auf dem roten Farbpixel 5a vollständig entfernt ist, der Bereich 6b auf dem grünen Farbpixel bis zu einem gewissen Grad entfernt ist und der Bereich 6c auf dem blauen Farbpixel 5c im wesentlichen unverändert geblieben ist. Es kann jedoch jede gewünschte Reliefstruktur willkürlich hergestellt werden, indem der pH, die Art des Vernetzungsmittels, die Farbe in der transparenten, gefärbten Schicht und ähnliches verändert wird.
Nach der Entwicklung kann die erhaltene Reliefstruktur bei einer Temperatur von 80 bis 150ºC ausreichend lang nacherhitzt werden, um die Lichthärtung sicherzustellen.
In der obigen Ausführungsform ist die transparente, gefärbte Schicht aus Farbpixeln hergestellt, aber es kann jede Art einer transparenten, gefärbten Schicht mit gefärbten Bereichen einer gewünschten Form verwendet werden, um eine Reliefstruktur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren darauf zu bilden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Herstellung von anderen Druckplatten als dem Farbfilter verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird näher an Hand der Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Es wurde eine Beschichtung eines Dichromats in Gelatine auf einer Quarzglasscheibe mit einem Durchmesser von 50 mm gebildet mit anschließendem wiederholtem Musterbildungs- und Färbeverfahren für rote, grüne und blaue Farben, wodurch eine gefärbte, transparente Schicht mit roten, grünen und blauen Farbpixeln gebildet wird. Die Schichtdicke betrug 1,0 Mikrometer. Das Durchlässigkeitsspektrum für sichtbares Licht der gefärbten, transparenten Schicht ist in Fig. 3 gezeigt.
Es wurde eine photohärtbare Mischung hergestellt, indem 10 Gewichtsteile Polyvinylalkohol (PVA 117, hergestellt von Kurare Co., Ltd.) in 90 Gewichtsteilen destilliertem Wasser gelöst wurden und zu der resultierenden Lösung 0,2 Gewichtsteile 4,4'-Bisdiazodiphenylamin-dichlorid der folgenden Formel
gegeben wurden. Die entstandene Beschichtungsmischung wurde auf die transparente, gefärbte Schicht aufgebracht mit einer Dicke von 1,3 Mikrometern im trockener: Zustand. Es wurde gefunden, daß die photohärtbare Mischung nach dem Entfernen des Wassers ein Absorptionsspektrum für unterschiedliche pH- Werte hatte, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Somit variiert die Spektralempfindlichkeit der Mischung beträchtlich in Abhängigkeit des pH der Mischung.
Die auf die gefärbte, transparente Schicht aufgebrachte Schicht wurde bei 40ºC 20 Minuten vorerwärmt und in einem Abstand von 5 cm parallel zur Oberfläche einer 1 %igen Ammoniaklösung angeordnet, so daß die Schicht dem Ammoniakdampf unterschiedlichen, in Tabelle 1 angegebenen Zeiten ausgesetzt war. Auf diese Weise wurde die Schicht mit der photohärtbaren Mischung auf vorgegebene Höhen im pH-Wert eingestellt, wobei die lichtempfindlichen Plattenproben Nr. 1 bis 4 erhalten wurden.

Beispiel 2

Es wurde eine gefärbte, transparente Schicht auf einer Quarzglasscheibe mit einem Durchmesser von 50 mm in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Schichtdicke betrug 1 Mikrometer. Eine photohärtbare Mischung wurde durch Zugabe von 0,2 Gewichtsteilen 4,4'-Bisdiazodiphenylamin-dichlorid zu 100 Gewichtsteilen einer wäßrigen Gelatinelösung mit einem Feststoffgehalt von 20 Gew.-% hergestellt. Die Mischung wurde auf die gefärbte, transparente Schicht durch die Verwendung einer Schleuder (Modell 1H-D2, hergestellt von Mikasa Co., Ltd.) aufgebracht und bei 40ºC 20 Minuten vorerwärmt. Die Mischungsschicht wurde in einem Abstand von 5 cm parallel zur Oberfläche einer 1 %igen Ammoniaklösung während der in Tabelle 1 angegebenen Zeiten gehalten, wodurch die Schicht dem Ammoniakdampf ausgesetzt wurde. Folglich wurde der pH auf unterschiedlichen Höhen gehalten, wodurch die Proben Nr. 5 bis 8 erhalten wurden.

Photohärtungstest:

Die mit dem lichtempfindlichen Material versehenen Proben Nr. 1 bis 8 wurden alle einem Pbotohärungstest unterworfen, um eine Reliefstruktur auf der transparenten, gefärbten Schicht zu bilden, entsprechend einem Spektrum des durchgelassenen sichtbaren Lichts. Insbesondere wurde eine 500 W Xenonlampe (USH 500D, hergestellt von Ushio Electric Co., Ltd.) verwendet für die Belichtung der Probe durch die gefärbte, transparente Schicht während 30 Sekunden mit anschließendem Waschen mit Wasser und einer Nacherwärmung bei 70ºC 10 Minuten lang.
Nach der Photohärtung wurde jede der Proben Nr. 1 bis 8 einer Messung der Schicht- oder Filmdicken auf den jeweiligen Farbpixeln unterworfen unter Verwendung eines Meßinstruments für dünne Filme und Oberflächenprofile (Alpba Step Typ #100, hergestellt von Tencor Instruments Co., Ltd.). Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Proben Wasserlösliches Polymer Behandlungszeit (Sekunden) Dicke (Mikrometer) auf den Farbpixeln rot grün blau Polyvinylalkohol Gelatine
Wie aus den obigen Ergebnissen zu ersehen ist, ändern sich die Dicken der gehärteten Schicht auf den jeweiligen Farbpixeln in Abbängigkeit von der Behandlungszeit mit dem basischen Gas oder dem pH der Mischungsschicht.

Beispiel 3

Eine Mischung eines Dichromats in Gelatine wurde auf eine Quarzglasscheibe mit einem Durchmesser von 50 mm aufgebracht und einem Bemusterungs- und Färbeverfahren mit roten, grünen und blauen Farbstoffen unterworfen, wobei nacheinander eine gefärbte, transparente Schicht bestehend aus roten, grünen und blauen Farbpixeln gebildet wurde. Die Schichtdicke betrug 1,0 Mikrometer. Es wurde eine photohärtbare Mischung hergestellt durch Auflösen von 10 Gewichtsteilen von Polyvinylalkohol (PVA117, hergestellt von Kurare Co., Ltd.) in 100 Gewichtsteilen destilliertem Wasser und Zugabe von 0,2 Gewichtsteilen 4,4'-Bisdiazodiphenylamin-dichlorid Der pbotohärtbaren Mischung wurde Essigsäure oder Natriumhydrogencarbonat in unterschiedlichen Mengen zugesetzt, uw den pH der Mischung von 3 bis 10 zu ändern. Jede Mischung wurde auf die gefärbte, transparente Schicht mit Hilfe einer Schleuder (Typ 1H-D2, hergestellt von Mikasa Co., Ltd.) aufgebracht mit einer Dicke im trockenen Zustand von 1,3 Mikrometern und bei 40ºC 20 Minuten vorerwärmt.
Anschließend wurde die vorerwärmte Schicht mit Licht von einer 500 W Xenonlampe /USUH 500D, hergestellt von Ushio Electric Co., Ltd.) durch die transparente, gefärbte Schicht 30 Sekunden bestrahlt mit anschließendem Waschen mit Wasser und Nacherwärmen bei 70ºC 10 Minuten, um die Proben Nr 9 bis 12 zu erhalten. Diese Proben wurden einer Messung der Dicken der gehärteten Schicht auf den entsprechenden Farbpixeln der gefärbten, transparenten Schicht unterzogen, indem ein Meßinstrument für dünne Filme und 0berflächenprofile verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt, aus der entnommen werden kann, daß eine gewünschte Reliefstruktur auf der transparenten, gefärbten Schicht nicht gebildet werden kann, wenn der pH 10 oder darüber beträgt.

Beispiel 4

Es wurde eine Mischung eines Dichromats in Gelatine auf eine Quarzglasscheibe mit einem Durchmesser von 50 mm aufgebracht und einer Bemusterung und Färbung mit roten, griänen und roten Farbstoffen nacheinander unterworfen, wodurch eine transparente, gefärbte Schicht bestehend aus roten, grünen und blauen Farbpixeln gebildet wurde. Die Schichtdicke betrug 1,0 Mikrometer. Eine photohärtbare Mischung wurde hergestellt, indem 10 Gewichtsteile Polyvinylalkohol (PVA117, hergestellt von Kurare Co., Ltd.) in 100 Gewichtsteilen destilliertem Wasser gelöst wurden und 0,2 bis 8 Gewichtsprozent 4,4'-Bisdiazodiphenylamin-dichlorid, bezogen auf das Polymer, zugegeben wurden. Zu der photohärtbaren Lösung wurde Essigsäure oder Natriumhydrogencarbonat in unterschiedlichen Mengen gegeben, um den pH der Lösung auf 6 einzustellen. Jede Mischung wurde auf die gefärbte, transparente Schicht mit Hilfe einer Schleuder (Typ 1H-D2, hergestellt von Mikasa Co., Ltd.) aufgebracht mit einer Dicke von 1,3 Mikrometern im trockenen Zustand und bei 40ºC 20 Minuten vorerwärmt.
Anschließend wurde die vorerwärmte Schicht mit Licht aus einer 500 W Xenonlampe (USUH 500D, hergestellt von Ushio Electric Co., Ltd.) durch die gefärbte, transparente Schicht 30 Sekunden bestrahlt mit anschließendem Waschen mit Wasser und Nacherwärmen auf 70ºC 10 Minuten, um die Proben Nr. 13 bis 17 zu erhalten. Diese Proben wurden einer Messung der Dicken der gehärteten Schicht auf den jeweiligen Farbpixeln der gefärbten, transparenten Schicht unterzogen, indem ein Meßinstrument für dünne Filme und Oberflächenprofile verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt und offenbaren, daß die Konzentration des Vernetzungsmittels, bezogen auf das wasserlösliche Polymer, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-% beträgt. Tabelle 2 Proben Konzentration des Vernetzungsmittels Dicke auf den Farbpixeln (Mikrometer) rot grün blau keine Reliefstruktur blieb auf der gefärbten, transparenten Schicht keine Reliefstruktur blieb auf der gefärbten, transparenten Schicht unmöglich zu messen wegen der Rauheit auf der Oberfläche *Vergleich Obwohl geeignete Bereiche des pH und der Konzentration eines Vernetzungsmittels mehr oder weniger in Abhängigkeit der Art des Mittels variieren können, ist es bevorzugt, daß der pH im Bereich von 4 bis 8 und die Konzentration im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-% liegt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Reliefstruktur eines ausgehärteten Harzen auf einer optisch transparenten, gefärbten Schicht, die verschiedene Farbbereiche hat, gekennzeichnet durch die Schritte:

Aufbringen einer photohärtbaren Harzmischung, die ein wasserlösliches Harz und ein Photovernetzungsmittel enthält, das eine pH-abhängige Spektralempfindlichkeit hat, auf dio transparente, gefärbte Schicht, um eine photovernetzbare Harzschicht zu bilden;

Einstellen des pH-Wertes der Mischung auf nicht über etwa 8, indem die Schicht einer sauren oder basischen Atmosphäre ausgesetzt wird oder indem eine saure oder basische Substanz der Mischung zugesetzt wird;

Aussetzen der eingestellten Schicht einer Bestrahlung mit aktinischem sichtbarem Licht durch die gefärbte, transparente Schicht, um das Harz in den jeweiligen Bereichen der Harzschicht entsprechend der unterschiedlichen Farbbereiche bis zu unterschiedlichen Graden zu härten, die von der Lichtdurchlässigkeit durch die unterschiedlichen Farbbereiche abhängen; und

Entwickeln der bestrahlten Harzschicht, um eine Reliefstruktur des gehärteten Harzes auf der gefärbten Schicht zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Photovernetzungsmittel eine Struktur der folgenden Formel hat:

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das wasserlösliche Polymer Polyvinylalkohol, Gelatine oder deren Mischung ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Photovernetzungsmittel in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das wasserlösliche Polymer, verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die gefärbte, transparente Schicht aus roten, grünen und blauen Farbpixeln eines Farbfilters für Flüssigkristall-Displays besteht,

6. Verfahren nach Anspruch 5, das außerdem ein Nacherhitzen der entwickelten Schicht bei einer Temperatur von 80 bis 150ºC aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Entwicklung durch Waschen der bestrahlten Schicht mit Wasser bewirkt wird.