DE69600351T2

DE69600351T2 - Verfahren zur Herstellung eines Farbfilteranordnungselements

Info

Publication number: DE69600351T2
Application number: DE69600351T
Authority: DE
Inventors: Michael Louis Boroson; Cathy A Fleischer
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1995-11-01
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: DE69600351D1; US5599766A; EP0771673A1; EP0771673B1; JPH09171105A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Farbfilteranordnungselementes, das temperatur-resistent und ausbleich-resistent ist.
In den vergangenen Jahren sind thermische Übertragungssysteme entwickelt worden, um Drucke von Bildern herzustellen, die auf elektronischem Wege von einer Farbvideokamera erzeugt wurden. Nach einer Methode der Herstellung solcher Drucke wird ein elektronisches Bild zunächst einer Farbtrennung durch Farbfilter unterworfen. Die entsprechenden farbgetrennten Bilder werden dann in elektrische Signale umgewandelt. Diese Signale werden dann dazu verwendet, um blaugrüne, purpurrote und gelbe elektrische Signale zu erzeugen, die dann einem Thermodrucker zugeführt werden. Um den Druck zu erhalten, wird ein blaugrünes, purpurrotes oder gelbes Farbstoff-Donorelement gesichtsseitig mit einem Farbstoff-Empfangselement in Kontakt gebracht. Die zwei werden dann zwischen einen Thermodruckerkopf und eine Druckwalze eingeführt. Ein Thermodruckerkopf vom Strichtyp wird dazu verwendet, um Wärme von der Rückseite des Farbstoff-Donorblattes zuzuführen. Der Thermodruckerkopf weist viele Heizelemente auf und wird in Folge entsprechend den blaugrünen, purpurroten und gelben Signalen aufgeheizt. Das Verfahren wird dann für die anderen zwei Farben wiederholt. Auf diese Weise wird eine harte Farbkopie erhalten, die dem Originalbild entspricht, das auf einem Schirm betrachtet wird. Weitere Details dieses Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens finden sich in der U.S.-Patentschrift 4 621 271.
Es sind Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen für die digitale Anzeige in elektronischen Rechnern, Uhren, Haushaltsgeräten, Audio-Anlagen usw. bekannt. Flüssigkristall-Anzeigegeräte wurden entwickelt, um die Kathodenstrahlröhren-Technologie für Anzeige- Terminals zu ersetzen. Flüssigkristall-Anzeigegeräte nehmen ein kleineres Volumen ein als Kathodenstrahlröhren-Vorrichtungen mit der gleichen Schirmfläche. Zusätzlich haben Flüssigkristall- Anzeigevorrichtungen normalerweise geringere Stromerfordernisse als entsprechende Kathodenstrahlröhren-Vorrichtungen.
Es besteht ein Bedürfnis für die Einführung einer Farbanzeigemöglichkeit in solche monochromen Anzeigevorrichtungen, insbesondere im Falle solcher Anwendungsfälle wie peripheren Terminals, die verschiedene Arten einer Ausstattung aufweisen, woran beteiligt sind eine Photoröhrenanzeige, eine feste elektronische Anzeige oder eine TV-Bildanzeige. Verschiedene Versuche wurden unternommen, um eine Farbanzeige unter Verwendung eines Farbfilteranordnungselementes in diese Geräte einzuführen. Jedoch hat sich keines der Farbanordnungselemente für Flüssigkristall- Anzeigegeräte, die bisher vorgeschlagen wurden, als erfolgreich im Hinblick auf sämtliche Verbraucherwünsche erwiesen.
Ein in der Praxis zur Verfügung stehender Typ eines Farbfilteranordnungselementes, das in Flüssigkristall-Anzeigegeräten mit einer Farbanzeigemöglichkeit verwendet wurde, ist ein transparenter Träger, auf dem sich eine Gelatineschicht befindet, welche Farbstoffe mit den additiven primären Farben Rot, Grün und Blau in einem mosaikartigen Muster enthält, erhalten durch Anwendung einer photolithographischen Technik. Um ein solches Farbfilteranordnungselement zu erhalten, wird eine Gelatineschicht sensibilisiert, einer Maske für eine der Farben des Mosaikmusters exponiert, entwickelt, um die Gelatine in den exponierten Bereichen zu härten, gewaschen, um die nicht-exponierte (nicht-quervernetzte) Gelatine zu entfernen, unter Erzeugung eines Gelatinemusters, das dann mit Farbstoff der gewünschten Farbe eingefärbt wird. Das Element wird dann von neuem beschichtet und die obigen Stufen werden wiederholt, um die anderen zwei Farben zu erzeugen. Weitere Details dieses Verfahrens finden sich in der U.S.-Patentschrift 4 081 277.
Farbige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen weisen im allgemeinen zwei im Abstand voneinander angeordnete Glasplatten auf, die einen abgeschlossenen Raum bilden, der mit einem Flüssigkristallmaterial gefüllt ist. Im Falle von aktiv betriebenen Vorrichtungen wird eine transparente Elektrode auf einer der Glasplatten erzeugt, wobei die Elektrode ein Muster bilden kann oder nicht, während individuell ansprechbare Elektroden auf der anderen der Glasplatte erzeugt werden. Eine jede der einzelnen Elektroden weist einen Oberflächenbereich auf, der dem Bereich eines Bildelementes oder eines Pixels entspricht. Soll die Vorrichtung die Möglichkeit zu einer farbigen Wiedergabe haben, so muß jeder Pixel mit einem Farbbereich, z. B. einem roten, grünen oder blauen Bereich, einer Farbfilteranordnung ausgerichtet sein. Je nach dem anzuzeigenden Bild wird einer oder mehreren der Pixelelektroden während der Anzeigeoperation Energie zugeführt, damit volles Licht, kein Licht oder teilweises Licht durch den Farbfilterbereich übertragen wird, der mit dem Pixel assoziiert ist. Das Bild, das von einem Benutzer wahrgenommen wird, ist eine Mischung von Farben, die durch die Transmission von Licht durch einander benachbarte Farbfilterbereiche erzeugt wird.
Bei der Herstellung derartiger Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen kann das Farbfilteranordnungselement, das in der Vorrichtung verwendet wird, vergleichsweise starken Erhitzungs- und Behandlungsstufen während der Herstellung unterworfen werden. Beispielsweise wird eine transparente leitende Schicht, wie z. B. aus Indiumzinnoxid (ITO) normalerweise im Vakuum auf das Farbfilteranordnungslement zerstäubt, das dann gehärtet und durch Ätzung mit einem Muster versehen wird. Die Härtung kann bei Temperaturen so hoch wie 200ºC während Zeitspannen erfolgen, die so lang wie 1 Stunde oder mehr sind. Hierauf schließt sich eine Beschichtung mit einer dünnen polymeren Ausrichtschicht für die Flüssigkristalle, wie z. B. aus einem Polyamid, an, worauf sich eine andere Härtungsstufe mit bis zu mehreren Stunden bei einer erhöhten Temperatur anschließt. Diese Behandlungsstufen können sehr schädlich für viele Farbfilteranordnungselemente sein, insbesondere solche mit einer Gelatinematrix, unter Anwendung der oben beschriebenen Methode des Standes der Technik.
Bei der Herstellung von stabilen Farbfilteranordnungen von hohem Auflösungsvermögen muß das übertragene Farbstoffmuster in die Empfänger-Polymerschicht einfusioniert werden, die auf einen geeigneten Träger aufgetragen ist, um ein nachfolgendes Verschmieren von Farbstoff, eine Lichtausbleichung, eine Aggregation, Kristallisation oder Wärme-Verlustprobleme mit den übertragenen Farbstoffen zu verhindern. Zusätzlich sollte, damit die erzeugte Farbfilteranordnung einer nachfolgenden Hochtemperatur-Verarbeitung zu wiederstehen vermag, das Empfängerpolymer eine hohe Glasübergangstemperatur (Tg) aufweisen, um eine Farbstoff-Verschmierung und einen Farbstoffverlust unter den schärferen Nach-Verarbeitungsbedingungen zu verhindern.
Die U.S.-Patentschrift 5 166 126 beschreibt die Herstellung eines Farbfilteranordnungselementes mit einer bestimmten Überzugs- oder Deckschicht. Während des Herstellungsverfahrens wird das übertragene Farbstoffbild zum Zwecke der Stabilisierung des Bildes behandelt, z. B. durch Strahlungserhitzung, mit Lösungsmitteldampf oder durch Kontakt mit aufgeheizten Walzen. Es besteht ein Problem im Falle des Lösungsmitteldampf-Verschmelzens deshalb, weil die Verwendung von Lösungsmitteln schädlich für die Umgebung ist. Die Wärme-Verschmelzungsbehandlungen sind nicht immer effektiv, um die Stratifizierung des Farbstoffes an der Oberfläche zu eliminieren. Empfänger-Polymere mit hohem Tg-Wert einer Farbstoff- Empfangsschicht erfordern Wärme-Verschmelzungstemperaturen, die höher sind als die Sublimationstemperaturen der Farbstoffe, um ein ausreichendes Eindringen der Farbstoffe in die polymeren Empfängerschichten zu erreichen. Der Farbstoff auf der Oberfläche neigt jedoch dazu, bei diesen Temperaturen zu sublimieren anstatt mit dem Polymer verschmolzen zu werden. Findet eine Wärme- Verschmelzung bei einer Temperatur unterhalb des Tg-Wertes des Polymeren statt, dann erfolgt eine nur geringe oder keine Farbstoff-Verschmelzung. Dies bedeutet, daß eine Wärmeverschmelzung oder Wärmefusion im allgemeinen ineffektiv ist.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Farbfilteranordnung herzustellen, ohne Anwendung einer Umwelt-unfreundlichen Lösungsmittel-Verschmelztechnik, das statt dessen eine Wärme-Verschmelztechnik anwendet, das effektiver ist als die Methoden des Standes der Technik und das zu einer Farbfilteranordnung mit einer hohen Dichte führt.
Dieses Ziel und andere Ziele werden durch diese Erfindung erreicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Farbfilteranordnungselementes betrifft mit den folgenden Stufen:
a) einer bildweisen Erhitzung eines Farbstoff-Donorelementes mit einem Träger, auf dem sich eine Farbstoffschicht mit einem in einem Bindemittel dispergierten Farbstoff befindet, wobei sich die Farbstoffschicht in übergeordneter Beziehung zu einer Farbbild-Empfangsschicht eines Farbstoff-Empfangselementes befindet, das einen Träger aufweist, auf dem sich eine Farbbild-Empfangsschicht befindet, wobei die Farbbild- Empfangsschicht ein Polymer aufweist, das eine Glasübergangstemperatur über der Sublimationstemperatur des Farbstoffes hat, wobei die Schicht jedoch ein organisches Plastifizierungsmittel in einer Menge enthält, derart, daß die Glasübergangstemperatur der Farbbild-Empfangsschicht unter der Sublimationstemperatur des Farbstoffes liegt;
b) einer Übertragung von Teilen der Farbstoffschicht auf die Farbstoff-Empfangsschicht unter Erzeugung eines wiederkehrenden Farbstoffmusters auf der Farbstoff-Empfangsschicht unter Erzeugung einer Farbfilteranordnung; und
c) einer Wärme-Schmelz- oder Fusionsbehandlung des Farbstoff- Empfangselementes bei einer Temperatur unterhalb der Sublimationstemperatur des Farbstoffes, jedoch bei einer ausreichenden Temperatur und eine ausreichende Zeitspanne lang, derart, daß der Farbstoff auf der Oberfläche nicht geschichtet (oder stratifiziert) ist.
Nach der Wärme-Schmelzbehandlung oder Wärme-Fusionsbehandlung kann die Farbfilteranordnung wieder erhitzt werden, um restliches verbliebenes Plastifizierungsmittel zu entfernen, so daß die Farbbild-Empfangsschicht auf einen Tg-Wert zurückgeführt wird, der ausreicht, daß die Anordnung weiteren Verarbeitungsbedingungen zur Herstellung einer farbigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu wiederstehen vermag.
Es wurde gefunden, daß der Zusatz eines Plastifizierungsmittels in einer ausreichenden Menge bewirkt, daß die Verschmelzung oder Fusion eines übertragenen Farbstoffmusters bei einem erwünscht tiefen Wert erfolgt. Das Plastifizierungsmittel vermindert den Tg-Wert der Farbbild-Empfangsschicht und erhöht den Grad der Farbstoffdiffusion in die Schicht. Wird das Plastifizierungsmittel später entfernt, so wird der Tg-Wert der Farbbild-Empfangsschicht wieder zurückgeführt auf annähernd den Tg-Wert des Polymeren der Farbbild-Empfangsschicht, selbst unter sicherer Fixierung des Farbstoffmuster.
Jedes beliebige Plastifizierungsmittel kann in der polymeren Farbbild-Empfangsschicht verwendet werden, das für den beabsichtigten Zweck effektiv ist. Beispielsweise können die folgenden Plastifizierungsmittel verwendet werden:
Ethylbenzoat
Brenzkatechin
Butylbenzoat
Dimethylphthalat
Resorzin
Sucrosediacetathexaisobutyrat
Diethylphthalat
Dibutylphthalat
Dioctylphthalat
Hexylresorzin
Diphenylphthalat
Dimethylsuccinat
Diethylsuccinat
Dibutylsuccinat
Propylbenzoat
Dimethyladipat
Diethyladipat
Aminophenol
Chloromethylphenol
Butylbenzol
Dichlorobenzol
Tridecyloctylester
Chlorophenol
Hydrochinon
Kreosol.
Wie oben angegeben, liegt das Plastifizierungsmittel in einer Menge vor, derart, daß der Tg-Wert der Farbbild-Empfangsschicht unter der Sublimationstemperatur des Farbstoffes liegt. Im allgemeinen sind gute Ergebnisse erzielt worden, wenn das Plastifizierungsmittel in einer Konzentration etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% der Farbbild-Empfangsschicht vorliegt.
Es können verschiedene Methoden angewandt werden, um Farbstoff von dem Farbstoffdonor auf den Empfänger während des Verfahrens der Erfindung zu übertragen. Beispielsweise kann eine Blitzlicht- Technik von hoher Intensität mit einem Farbstoffdonor, der ein Energie absorbierendes Material, wie z. B. Ruß oder einen Licht absorbierenden Farbstoff enthält, angewandt werden. Ein solcher Donor kann in Verbindung mit einem Spiegel verwendet werden, der ein Gittermuster aufweist, das durch Ätzung mit einem Photoresistmaterial erzeugt wurde. Dieses Verfahren wird genauer in der U.S.-Patentschrift 4 923 860 beschrieben.
Ein anderes Verfahren der Übertragung von Farbstoff von dem Farbstoffdonor auf den Empfänger im Rahmen des Verfahrens der Erfindung besteht in der Verwendung einer aufgeheizten geprägten Walze, wie es näher beschrieben wird in der U.S.-Patentschrift 4 978 952.
Im Falle einer anderen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die bildweise Erhitzung mittels eines Lasers unter Verwendung eines Farbstoff-Donorelementes mit einem Träger, auf dem sich eine Farbstoffschicht befindet sowie ein absorbierendes Material für den Laser, wobei die bildweise Erhitzung in einer solchen Weise erfolgt, daß ein wiederkehrendes mosaikartiges Muster der Färbemittel erzeugt wird.
Jedes beliebige Material, das die Laserenergie absorbiert oder das oben beschriebene Blitzlicht hoher Intensität, kann als absorbierendes Material verwendet werden, wie z. B. Ruß oder nichtflüchtige, infrarote Strahlung absorbierende Farbstoffe oder Pigmente, die dem Fachmann bekannt sind. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform werden infrarote Strahlung absorbierende Cyaninfarbstoffe verwendet, wie sie beschrieben werden in der U.S.-Patentschrift 4 973 572 oder andere Materialien, die in den folgenden U.S.-Patentschriften beschrieben werden: 4 948 777; 4 950 640; 4 950 639; 4 948 776; 4 948 778; 4 942 141; 4 952 552 und 4 912 083. Die Laserstrahlung wird dann in der Farbstoffschicht absorbiert und nach einem molekularen Verfahren, bekannt als interne Konversion, in Wärme umgewandelt. Dies bedeutet, daß der Aufbau einer geeigneten Farbstoffschicht nicht nur von dem Farbton, der Übertragbarkeit und Intensität der Bildfarbstoffe abhängt, sondern auch von der Fähigkeit der Farbstoffschicht, Strahlung zu absorbieren und diese in Wärme umzuwandeln. Das infrarote Strahlung absorbierende Material kann in der Farbstoffschicht selbst oder in einer separaten Schicht enthalten sein, das der Farbstoffschicht zugeordnet ist.
Die Diffusion des übertragenen Farbstoffmusters tiefer in die Farbstoff-Empfangsschicht hinein wird erleichtert durch Wärme(thermische)Fusion bei einer Temperatur unterhalb der Sublimationstemperatur des Farbstoffes. Es können verschiedene Methoden angewandt werden, um Farbstoff in die polymere Farbbild-Empfangsschicht auf dem Träger einzufusionieren oder einzuschmelzen, unter Erzeugung des Farbfilteranordnungselementes Beispielsweise können Strahlungserhitzer, heiße Platten, Öfen usw. angewandt werden.
Die Fusions- oder Aufschmelztemperatur hängt von dem Tg-Wert der Farbbild-Empfangsschicht, die verwendet wird, ab sowie von der Auswahl des Plastifizierungsmittels. Im allgemeinen kann das Aufschmelzen erfolgen beispielsweise unter Anwendung von einer Temperatur von etwa 35ºC bis etwa 200ºC über einen Zeitraum von etwa 0,1 Minuten bis zu etwa 30 Minuten.
Ein anderer Weg, um eine bildweise Fusionierung oder Verschmelzung des Farbstoffes in der Farbbild-Empfangsschicht zu bewirken, besteht in der Anwendung einer Erhitzung, wie z. B. mittels eines thermischen Widerstandskopfes, wie es in der U.S.-Patentschrift 4 621 271 beschrieben wird.
Eine andere Art der Erhitzung besteht in der Verwendung einer Anordnung von Metallstiften oder Nadeln mit den Dimensionen und dem Abstand der gewünschten Pixel-Elemente der Farbfilteranordnung. Die Fusionierung oder Verschmelzung von Farbstoff mit der Farbbild-Empfangsschicht kann erfolgen dadurch, daß eine aufgeheizte Anordnung von Nadeln in Kontakt mit der Farbstoffschicht gebracht wird, die auf die Farbbild-Empfangsschicht aufgetragen ist, und zwar eine ausreichende Zeitspanne lang, damit die Wärme den Farbstoff in die Farbbild-Empfangsschicht einfusionieren kann.
Ein noch anderer Weg, um die Einfusionierung des Farbstoffes in die Farbbild-Empfangsschicht zu erreichen, besteht in der Erhitzung des Pixel-Elementes durch Strahlung mit einem intensiven Strahlungsstrahl, der absorbiert wird durch einen oder beide der Farbstoff- und der polymeren Farbbild-Empfangsschicht. Eine geeignete Methode der Zuführung der Strahlung besteht in der Blitz-Entladung eines elektrisch aufgeladenen Kondensators durch eine mit Argon gefüllte Quarzröhre. Derartige Blitzlichtlampen werden weitverbreitet als elektronische photographische Blitzlichtbirnen verwendet und in größerem Ausmaß als lichtspendende Blitzlichtlampen für Flughafenbahnen. Das Verfahren der Erfindung liefert eine Farbbild-Empfangsschicht, die ein auf thermischem Wege übertragenes Bild enthält, das ein wiederkehrendes Muster von Färbemitteln enthält, vorzugsweise in Form eines mosaikartigen Musters.
Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das mosaikartige Muster aus einem Satz von roten, grünen und blauen additiven Primärfarben.
Im Falle einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein jeder Bereich einer Primärfarbe und jeder Satz von Primärfarben voneinander getrennt durch einen opaken Bereich, z. B. schwarze Gitterlinien. Es wurde gefunden, daß dies zu einer verbesserten Farbwiedergabe führt und vermindertem Aufleuchten (flare) in dem angezeigten Bild.
Die Größe des Mosaik-Satzes ist nicht kritisch, da sie von der Betrachterentfernung abhängt. Im allgemeinen liegen die einzelnen Pixel des Satzes bei etwa 50 bis etwa 600 um und brauchen nicht von gleicher Größe zu sein.
Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das wiedeerkehrende mosaikartige Muster des Farbstoffes unter Erzeugung des Farbfilteranordnungselementes aus gleichförmigen, quadratischen, linearen wiederkehrenden Bereichen mit einer diagonalen Farbverschiebung wie folgt:
Im Falle einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die obigen Quadrate ungefähr 100 um groß.
Die Farbfilteranordnungselemente, die gemäß der Erfindung hergestellt werden, können in Bildsensoren oder in verschiedenen elektrooptischen Geräten eingesetzt werden, wie z. B. elektroskopischen Lichtventilen oder Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen.
Derartige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen werden beispielsweise beschrieben in den U.K.-Patentschriften 2 154 355; 2 130 781; 2 162 674 und 2 161 971.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen werden in üblicher Weise hergestellt, indem ein Material, das bei der Arbeitstemperatur der Vorrichtung flüssig-kristallin ist, zwischen zwei transparenten Elektroden angeordnet wird, gewöhnlich aus solchen aus einem Substrat, wie z. B. Glas, das mit Indiumzinnoxid beschichtet ist, worauf die Vorrichtung durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden angeregt wird. Über den transparenten Elektrodenschichten auf beiden Substraten sind Ausricht- oder Ausgleichsschichten angeordnet, und diese werden behandelt, um die Flüssigkristall- Moleküle zu orientieren, um einen Drall von z. B. 90º zwischen den Substraten herbeizuführen. Infolgedessen wird die Polarisationsebene von planem polarisiertem Licht in einem 90º-Winkel gedreht, wenn es durch die einen Drall aufweisende Flüssigkristall-Zusammensetzung von einer Oberfläche der Zelle auf die andere Oberfläche gelangt. Das Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen den ausgewählten Elektroden der Zelle bewirkt, daß der Drall (twist) der Flüssigkristall-Zusammensetzung temporär in dem Teil der Zelle zwischen den ausgewählten Elektroden beseitigt wird. Durch Verwendung von optischen Polarisatoren auf einer jeden Seite der Zelle kann polarisiertes Licht durch die Zelle gelangen oder ausgelöscht werden, je nachdem, ob ein elektrisches Feld angelegt ist oder nicht.
Die oben beschriebene polymere Ausrichtschicht kann aus beliebigen Materialien hergestellt sein, die üblicherweise auf dem Gebiet der Flüssigkristalle eingesetzt werden. Zu Beispielen von solchen Materialien gehören Polyimide, Polyvinylalkohol und Methylcellulose.
Die transparente leitende Schicht, die oben beschrieben wurde, ist auf dem Gebiet der Flüssigkristalle ebenfalls üblich. Zu Beispielen von solchen Materialien gehören Indiumzinnoxid, Indiumoxid, Zinnoxid und Cadmiumstannat.
Die Farbbild-Empfangsschicht, die zur Herstellung des Farbfilteranordnungselementes der Erfindung verwendet wird, kann beispielsweise solche Polymere aufweisen, die in den U.S.-Patentschriften 4 695 286, 4 740 797 und 4 775 657 und 4 962 081 beschrieben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Polycarbonate oder Polyester mit einer Glasübergangstemperatur von größer als etwa 200ºC verwendet. Im Falle einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden Polycarbonate verwendet, die sich ableiten von einem Methylen-substituierten Bisphenol-A, wie z. B. 4,4'-(Hexahydro-4,7-methanoindan-5-yliden)-bisphenol. Im allgemeinen wurden gute Ergebnisse bei einer Beschichtungsstärke von etwa 0,25 bis etwa 5 mg/m² erzielt.
Der Träger, der im Rahmen der Erfindung verwendet wird, besteht aus Glas, wie z. B. Boraxglas, Borosilikatglas, Chromglas, Kronenglas, Flintglas, Kalkglas, Pottascheglas, Silica-Flintglas, Sodaglas und Zink-Kronenglas. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird Borosilikatglas verwendet.
Verschiedene Farbstoffe oder Mischungen von Farbstoffen können im Rahmen des Verfahrens der Erfindung verwendet werden. Besonders gute Ergebnisse sind mit den folgenden Farbstoffen erzielt worden: (Purpurrot) (Gelb) (Blaugrün)
oder beliebigen der Farbstoffe, die in der U.S.-Patentschrift 4 541 830 beschriebne werden. Die obigen Farbstoffe können allein oder in Kombination miteinander verwendet werden, um ein monochromes Bild zu erhalten.
Die oben angegebenen subtraktiven Farbstoffe können in verschiedenen Kombinationen verwendet werden, um die erwünschten roten, blauen und grünen additiven primären Farben zu erzeugen, wie es beschrieben wird in den U.S.-Patentschriften 4 957 898, 4 975 410 und 4 988 665. Die Farbstoffe können in die Farbstoffschicht eingemischt werden oder in Folge übertragen werden, wenn sie in separaten Farbstoffschichten aufgetragen sind, und sie können in Beschichtungsstärken von etwa 0,05 bis etwa 1 g/m² verwendet werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen.

Beispiel 1

Es wurden die folgenden Materialien verwendet: Purpurroter Farbstoff M-1 Purpurroter Farbstoff M-2 Gelber Farbstoff Blaugrüner Farbstoff Empfänger-Polymer 1 (Tg = 260ºC) Empfänger-Polymer 2 (Tg = 220ºC) Empfänger-Polymer 3 (Tg = 300ºC)
Farbstoff-Empfangselemente wurden hergestellt, indem auf einen 0,08 cm (0,03 in.) Glasträger aufgetragen wurde eine Anisollösung von 14,3 Gew.-% des Empfänger-Polymeren 1 und 4,8 Gew.-% eines Test-Plastifizierungsmittels, was nach 15 Minuten Trockendauer bei Raumtemperatur zu einer 3 um dicken Beschichtung führte mit einer abgeschiedenen Menge an Plastifizierungsmittel von 25 Gew.-%.
Ein Farbstoff-Donorelement wurde hergestellt, indem auf einen 35 um starken Poly(ethylenterephthalat) (PET)träger eine Schicht aufgetragen wurde mit 0,26 g/m² M-1, 0,28 g/m² gelber Farbstoff, 0,11 g/m² Ruß, 0,38 g/m² Butvar 76 (ein Poly(vinylbutyral), erhältlich von der Firma Monsanto Co.) sowie 0,01 g/m² Fluorad FC-431 (ein perfluoriertes oberflächenaktives Mittel, erhältlich von der Firma 3M Corp.).
Test-Proben der obigen Elemente (Plastifizierungsmittel im Empfänger sind in Tabelle 1 unten dargestellt) mit dem Donor zwischen einer Cr-auf-Quarzmaske und dem Empfänger wurden in jedem Falle mit einem Blitz belichtet von einer 800 Volt-Blichtzlichtlampe (EG & G, Salem, MA, Model FXQ-254-6 Lampe) über der Maske, um den Farbstoff musterweise von dem Donor in den Empfänger zu übertragen. Die U.S.-Patentschrift 5 229 232 weist eine detaillierte Beschreibung des Verfahrens auf. Der exponierte Empfänger wurde dann in einen Ofen gebracht und 5 Minuten lang bei 150ºC einer Wärmefusion unterworfen. Nach der Fusions- oder Aufschmelzstufe wurden Spektren mittels eines Spektrometers vom Typ Perkin- Elmer Lambda 6 UV/VIS aufgezeichnet, um den Dmax-Wert zu ermitteln. Der Test-Empfänger wurde dann mit Methanol gewaschen, um nicht-aufgeschmolzenen Farbstoff von seiner Oberfläche zu entfernen, und der Dmax-Wert wurde wiederum gemessen. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: TABELLE 1
Die Daten von Tabelle 1 zeigen, daß unter den experimentellen Bedingungen, die in diesem Beispiel studiert wurden, einige Plastifizierungsmittel in einer Menge von so niedrig wie 25 Gew.-% geeignet sind.

Beispiel 2

Es wurden Testversuche nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren durchgeführt unter Verwendung des gleichen Farbstoff- Donors und Farbstoff-Empfangselementen unter Verwendung ausgewählter Plastifizierungsmittel in unterschiedlichen Mengen. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: TABELLE 2
Die Daten der Tabelle 2 zeigen, daß steigende Mengen von bestimmten Plastifizierungsmitteln, die in dem Empfänger-Polymer vorhanden sind, einen Dichteverlust beträchtlich vermindern. Ein Plastifizierungsmittel ist wirksam bei nur 15 Gew.-%.

Beispiel 3

Es wurde eine Reihe von Testversuchen wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, mit der Ausnahme, daß verschiedene Empfänger- Polymere getestet wurden, wie in der folgenden Tabelle 3 angegeben: TABELLE 3
Die Daten von Tabelle 3 zeigen wiederum, daß der Zusatz der gemäß dieser Erfindung geeigneten Plastifizierungsmittel den Farbstoff- Dichtever lust beträchtlich vermindert.

Beispiel 4

Um die Wärmefusion von unterschiedlichen Farbstoffen miteinander zu vergleichen, wurden mehrere zusätzliche Donor-Proben hergestellt durch Beschichtung des 35 um PET-Trägers mit den abgeschiedenen Mengen, trocken gemessen, wie folgt:

Roter Donor

M-1 0,26 g/m²
Gelber Farbstoff 0,28 g/m²
Ruß 0,11 g/m²
Butvar 76 0,38 g/m²
Fluorad FC-431 0,01 g/m²

Grüner Donor

Blaugrüner Farbstoff 0,27 g/m²
Gelber Farbstoff 0,36 g/m²
Ruß 0,14 g/m²
Butvar 76 0,39 g/m²
Fluorad FC-431 0,01 g/m²

Blauer Donor

Blaugrüner Farbstoff 0,25 g/m²
M-2 0,28 g/m²
Ruß 0,14 g/m²
Butvar 76 0,40 g/m²
Fluorad FC-431 0,01 g/m²
Die oben beschriebenen Farbstoff-Donoren wurden jeweils dem in Beispiel 1 beschriebenen Testverfahren unterworfen, und zwar mit dem Empfänger von Beispiel 1 ohne Plastifizierungsmittel oder mit Diethylphthalat (25 Gew.-%). Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: TABELLE 4
* Die Gelb-Dichte wurde für den roten Donor gemessen. Die Gelb- und Blaugrün-Dichten wurden für den grünen Donor gemessen, wobei die Werte für die zuletzt genannte Dichten in Klammern angegeben sind.
Die Blau-Dichte wurde für den blauen Donor gemessen.
Die obigen Daten zeigen, daß beträchtliche Verbesserungen bezüg lich des Dmax-Verlustes erzielt werden, wenn die Empfängerschicht ein Plastifizierungsmittel gemäß der Erfindung enthält.

Beispiel 5

Dieses Experiment wurde durchgeführt, um den Tg-Wert der endgültigen Beschichtung zu ermitteln, nachdem eine zweite Erhitzungsstufe angewandt wurde, um restliches Lösungsmittel zu entfernen. Die Dichten der Farbstoffe wurden ferner vor und nach der zweiten Erhitzungsstufe gemessen.
Der Empfänger von Beispiel 1 wurde mit zwei Plastifizierungsmittelmengen verwendet (25 Gew.-% und 35 Gew.-%) sowie vier unterschiedlichen Plastifizierungsmitteln, wie in Tabelle 5 angegeben. Der Farbstoff-Donor von Beispiel 1 wurde dazu verwendet, um den übertragenen Farbstoff zu erhalten. Die angewandten Testverfahren waren die gleichen wie in Beispiel 1 angegeben, mit der Ausnahme, daß nach der Wärme-Fusionsstufe die Proben 60 Minuten lang bei 200ºC nachgebacken wurden, worauf sich entweder anschlossen 5 Min. bei 230ºC, 5 Min. bei 220ºC oder kein derartiges Nachbacken. Der endgültige Tg-Wert der nachgebackenen Empfängerpolymeren wurde bestimmt durch DSC (Differential-Abtast- Calorimetrie). Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: TABELLE 5
* DMP = Dimethylphthalat
DBP = Dibutylphthalat
DEP = Diethylphthalat
DOP = Dioctylphthalat
Die Daten von Tabelle 5 zeigen eindeutig, daß während der zweiten Erhitzungsstufe zum Zwecke der Entfernung von restlichem Plastifizierungsmittel kein Farbstoff verlorengeht und daß der Tg-Wert der Farbbild-Empfangsschicht den Tg-Wert des Polymeren in der Schicht erreicht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Farbfilteranordnungselementes mit den folgenden Stufen:

a) einer bildweisen Erhitzung eines Farbstoff-Donorelementes mit einem Träger, auf dem sich eine Farbstoffschicht mit einem in einem Bindemittel dispergierten Farbstoff befindet, wobei sich die Farbstoffschicht in übergeordneter Beziehung zu einer Farbbild-Empfangsschicht eines Farbstoff-Empfangselementes befindet, das einen Träger aufweist, auf dem sich eine Farbbild-Empfangsschicht befindet, wobei die Farbbild-Empfangsschicht ein Polymer aufweist, das eine Glasübergangstemperatur über der Sublimationstemperatur des Farbstoffes hat, wobei die Schicht jedoch ein organisches Plastifizierungsmittel in einer Menge derart enthält, daß die Glasübergangstemperatur der Farbbild-Empfangsschicht unter der Sublimationstemperatur des Farbstoffes liegt;

b) einer Übertragung von Teilen der Farbstoffschicht auf die Farbstoff-Empfangsschicht unter Erzeugung eines sich wiederholenden Farbstoffmusters auf der Farbstoff-Empfangsschicht unter Erzeugung einer Farbfilteranordnung; und

c) einer Wärme-Fusionsbehandlung des Farbstoff-Empfangselementes unterhalb der Sublimationstemperatur des Farbstoffes, jedoch bei einer ausreichenden Temperatur und eine ausreichende Zeitspanne lang derart, daß der Farbstoff auf der Oberfläche nicht geschichtet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Plastifizierungsmittel in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Farbbild-Empfangsschicht, vorliegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend das Auftragen einer transparenten leitenden Schicht auf das Farbfilteranordnungselement und einer polymeren Ausgleichsschicht auf die leitende Schicht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die polymere Farbbild- Empfangsschicht ein Polycarbonat mit einer Glasübergangstemperatur von größer als 200ºC aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Polycarbonat sich ableitet von 4,4'-(Hexahydro-4,7-methanoindan-5-yliden)- bisphenol.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die polymere Farbbild- Empfangsschicht einen Polyester aufweist, der eine Glasübergangstemperatur von größer als 200ºC aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein mosaikartiges Muster eines Satzes von roten, grünen und blauen primären Farben erhalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wärme-Fusionsbehandlung bei einer Temperatur von 35ºC bis 200ºC über einen Zeitraum von 0,1 Minute bis zu 30 Minuten stattfindet.