JP4685419B2 - 熱画像形成プロセスおよびそれにより作製される製品 - Google Patents
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Description
熱転写プロセスにおいて、画像形成材料を画像形成ドナーからレシーバに転写し、画像形成材料のパターンをレシーバ上に形成する。より具体的には、画像形成材料は画像形成材料のレーザ誘起熱転写によりレシーバに転写される。しかし、熱転写には任意の既知の技術を用いることができる。
図1は、本発明のプロセスによる熱転写画像形成に有用なテクスチャリングドナー(10)を示す。これらは、テクスチャリング層(14)および支持部を含み、支持部は、任意放出層(12)および任意加熱層(13)を含むコーティング可能な表面を有する。これらの層のそれぞれは別々で異なった機能を有する。テクスチャリングドナーの支持層(11)も存在する。一実施形態では、任意加熱層(13)は支持層(11)のすぐ上に存在することが可能である。
テクスチャリング材料を含む組成の層を支持部に塗布することによりテクスチャリング層(14)が形成される。テクスチャリング層の好ましい特性はレシーバをテクスチャ化する際に該テクスチャリング層を使用することを考慮することで理解することができる。塗布された層部分がレシーバに転写されると、転写部分は、その後の集合体において、転写部分に近接する画像形成材料とレシーバとに隔たりを生じさせる。この隔たりを生じさせるためには、転写部分は、その後の集合体において、流動して厚さが変化しないことが好ましい。その後の集合体の画像形成を計画的に実施するためには、転写部分は予測した隔たり距離になるようにすることが好ましい。
一実施形態では、熱増幅添加剤がテクスチャリング層に存在するが、放出層中または加熱層中に存在することも可能である。
通常、テクスチャリング層には支持層(11)を含む支持部が存在し、それは、照射波長に対する十分な透明度、および、レーザ誘起熱転写プロセスにおいて使用されるのに十分な機械的安定性を有した任意の膜とすることができる。通常、支持層は、共押出ポリエチレンテレフタレート膜を含む。共押出ポリエチレンテレフタレート膜であるときの支持層の有用な厚さは400ゲージである。他の態様としては、支持層はポリエステル膜、具体的にはデュポン(DuPont)および帝人株式会社の合弁会社である帝人デュポンフィルムによって作製されたポリエステル膜系のメリネックス(MELINEX)(登録商標)のような加熱層がプラズマ処理されたポリエチレンテレフタレートとすることが可能である。支持部は、他層の密着性を改善するために固着層をも含むことが可能である。支持層がプラズマ処理されるときは放出層は装着されないことが通常である。バッキング層が支持層上に任意に装着されることが可能である。これらのバッキング層は、支持層の背面上、すなわち、テクスチャリング層と対向する支持層の面上に粗表面を備えさせるために充填剤を含むことが可能である。他の態様としては、支持層自体が、支持層の背面上に粗表面を備えるためにシリカなどの充填剤を含むことが可能である。他の態様としては、支持層は、支持層の一面または両面上において粗表面を備えるために物理的に粗化することが可能であり、前記粗化は、非画像形成レーザまたは集束レーザから放出される光を散乱するのに十分である。物理的な粗化方法のいくつかの例には、サンドブラスト、金属ブラシによる衝撃などが挙げられる。
通常は柔軟であり、図1に示すように、支持層(11)の一側面上にあることが可能である任意放出層(12)は、照射領域においてテクスチャリング層をレシーバ要素に転写する力を提供するために使用することができる。加熱されると、放出層は気体分子に分解してテクスチャリング層の照射領域をレシーバ要素の上に噴射または放出するのに必要な圧力を提供する。これは、比較的低い分解温度(約350℃より低く、典型的には約325度より低く、より典型的には約280℃より低い)を有するポリマーを使用することによって達成される。2つ以上の分解温度を有するポリマーの場合、第1分解温度は、350℃より低くあるべきである。さらに、放出層が適度に高い柔軟性と順応性を有するために、約2.5ギガパスカル(GPa)以下、特に約1.5GPaより小さい、さらには約1ギガパスカル(GPa)より小さい引張り係数を有するべきである。選択されるポリマーは寸法が安定なものでもあるべきである。熱転写が、レーザ光が放出層を透過させて行われる場合、放出層はレーザ光を透過させることができなければならず、この照射によって悪影響を受けるべきではない。
図1に示す任意加熱層(13)は、任意放出層がある場合はその上に固着される。加熱層の機能は、レーザ光を吸収して光を熱に変換することである。加熱層に適切な材料は、無機または有機とすることができ、本質的にレーザ光を吸収するか、または、付加的なレーザ光吸収化合物を含むものである。
テクスチャリングドナーは追加の層を含むことが可能である。たとえば、好ましくは、放出層が柔軟でテクスチャリング層に対面するとき、ハレーション防止層を放出層の一側面上において使用することが可能である。ハレーション防止剤として使用することができる材料は当技術分野では周知である。また、固着層が放出層のどちらかの側面上に存在することができ、やはり、当技術分野において周知である。
図2は画像形成ドナー(20)を示す。そこには、画像形成層(24)および画像形成層のための支持部を含み、該支持部は、任意放出層(22)および任意加熱層(23)を含むコーティング可能な表面を有している。これらの層のそれぞれは別々で別個の機能を有する。画像形成ドナーの支持層(21)も存在する。一実施形態では、任意加熱層(23)は、支持層(21)のすぐ上に存在することが可能である。
レーザ誘起画像形成分野において周知であるように、画像形成層(24)は、画像形成組成の層を支持部に塗布することによって形成される。画像形成層は、(i)任意放出層において使用されるポリマーとは通常異なる結合剤、および、(ii)画像形成材料を含むものである。
図3に示すレシーバ要素(30)はレーザ照射可能な集合体の一部であり、これに、テクスチャリング材料および画像形成材料の照射領域を転写することができる。レシーバ要素へのテクスチャリング材料およびその後の画像形成材料の転写は本プロセスの最終ステップ、または、たとえば、レシーバ要素が画像形成材料を恒久的な基板に転写する一過性の担体である場合は中間ステップとなり得る。
本発明は、パターン化された画像形成材料の転写を受容するうえで失敗しやすいレシーバ要素をテクスチャ化レシーバ要素に変換するものである。本発明によれば、テクスチチャ化レシーバ要素はパターンされた画像形成材料の転写を受容するに対して確固としたものであり、それにより、テクスチャ化されていないレシーバ要素と比較して転写の失敗を低減する。
そのように出現した画像をレシーバとして機能する恒久的な基板に直接適用するときは画像形成可能材料を転写するステップはさらには存在しなくてよい。他の態様としては、そのように出現した画像が一過性の基板に直接適用すると、次いで、画像は、当技術分野において既知であるように恒久的な基板に転写することが可能である。
プルーフィング、カラーフィルタ、および、電子回路を含む多くの応用分野では、テクスチャ化レシーバは複数の画像形成ドナーを使用して処理される。これは、多色画像が構築される場合、または、多くの回路線が単一のレシーバ上に創出される場合である。したがって、前述したように、第1の画像形成ドナーがテクスチャ化レシーバに適用され照射と分離が行われる。レシーバ要素は第1の画像形成ドナーから形成された画像を有する。その後、第1画像形成ドナーと同じか、または、異なる第2の画像形成ドナーがテクスチャ化および画像形成されたレシーバを有するレーザ照射可能な集合体を形成し、前述したように画像状に照射され分離される。所望のパターンを構築するために、以下のステップが必要に応じ何度も順次繰り返される。(a)画像形成ドナーおよび以前に画像形成およびテクスチャ化されたレシーバとでレーザ照射可能な集合体を形成する、(b)照射する、および、(c)分離する。
本発明の具体的な実施形態はカラーフィルタ要素の創出および使用である。カラーフィルタは熱画像形成機器の2つの異なるバージョンを使用して作製することができる。第1は、830nmの波長において動作する20Wレーザヘッドを装備したクレオモデル3244スペクトルトレンドセッタ(Creo Inc,Vancouver,Canada)などの従来のドラムタイプイメージャであり、柔軟なレシーバの画像形成に適切である。第2のイメージャ(「フラットベッド」)は、同一の画像形成ヘッドを使用するが、トレンドセッタドラムフォーマットとは異なりフラットベッドフォーマットに基づくものである。フラットベッドイメージャは比較的剛性で平坦なサンプルの照射に好ましい。照射されるサンプルは真空ホールドダウンを使用して画像形成ヘッドより下に位置決めされた並進ステージに取り付けられる。照射中、サンプルは、1.0〜1.2m/sの速度で、画像形成ヘッドを通過して並進される。各照射域通過の完了に続いて、画像形成ヘッドは次の画像形成域通過のために、サンプルの並進とは直交する方向に併進させて膜の新しい未照射領域をレーザ前に移動させる。このプロセスは、照射を完遂させるために繰り返される。ドラムイメージャの場合と同様に、所望の3色画像は、赤、青、および緑のドナーを任意の所望の順序で同じレシーバ要素に順次曝すことによって作製される。
既知のXGAカラーフィルタは、レシーバ要素支持部として幅30.5696cm×高さ23.4272cm×厚さ0.7mmのコーニング1737ガラスの透明シートを使用して作成することができる。活性領域の回りに1cmの境界を有するように、幅28.5696cm×高さ21.4272cmのカラーフィルタ活性領域をシート上の中央に配置することができる。活性領域は、279ミクロンの長さの辺を有する正方形の画素によって埋めることができ、したがって、786,432画素の全体について、活性領域にわたって、画素の1024の列、および画素の高さを下方に768の行を有する。各正方形の画素はフィルタ処理される光が透過する3つのウィンドウを有することができ、各ウィンドウは、それぞれ(上部水平辺から)右に69ミクロン、下に255ミクロン、左に48ミクロン、上に21ミクロン、左に21ミクロン、および上に234ミクロンの長さの辺の6面図形であり、すべての辺は90℃の角度で接合される。したがって、各ウィンドウは、17,154平方ミクロン(10−12M2)の面積を有する。各ウィンドウは、少なくとも24ミクロンの距離だけ隣接ウィンドウから離れ、少なくとも12ミクロンだけ活性領域の縁から離れている。正確には、2,359,296のウィンドウが、活性領域内にあることが認識される。ウィンドウは、幅および高さが21ミクロンの正方形に成形された不透明薄膜トランジスタ領域の存在のために、幅69ミクロン×高さ255ミクロンの簡単な矩形とは異なる。各画素では、最左ウィンドウは赤色光を生成するように光をフィルタ処理すると指定することができる。中心ウィンドウは、青色光を生成するように光をフィルタ処理すると指定することができる。最右ウィンドウは、緑の光を生成するように光をフィルタ処理すると指定することができる。
本発明によるカラーフィルタは、テクスチャリングパターンによるテクスチャリング材料のテクスチャリング転写を使用して作成することができる。テクスチャリングパターンの一実施形態は、比較事例1Aの場合のように、クロムブラックマスクを有するコーニング1737ガラスを含むレシーバ要素の薄膜トランジスタ領域の周辺内にテクスチャリング材料を配置するように設計される。
本発明によるカラーフィルタは、テクスチャリングパターンによるテクスチャリング材料のテクスチャリング転写を使用して作成することができる。テクスチャリングパターンの一実施形態は、例2において使用されたテクスチャリングパターンの領域の数のわずかに3分の1を使用して、比較事例1Bの場合のように、有機ブラックマスクを有するコーニング1737ガラスを含むレシーバ要素の薄膜トランジスタ領域の周辺内にテクスチャリング材料を配置するように設計される。
本発明によるカラーフィルタは、テクスチャリングパターンによるテクスチャリング材料のテクスチャリング転写を使用して作成することができる。テクスチャリングパターンの一実施形態は、コーニング1737を含むレシーバ要素の指定ウィンドウ領域内にテクスチャリング材料を配置するように設計される。レシーバ要素は、ブラックマスクを任意に含むことができ、またはブラックマスクは、有機ブラックマスクが熱画像形成ステップにおいて追加されることを含めて、その後のステップにおいて追加することができる。この例は、比較事例1Cの場合と同様にベアガラスで開始され、テクスチャリング後、および3色ドナー要素の使用前に、有機ブラックマスクを追加する。テクスチャリングドナー材料は、透明であり、したがって、その存在または不在に関係なく、最終カラーフィルタのフィルタ特性に肯定的または否定的な影響を与えない。
前記事例は、欠陥に対し、目視、および、20倍の拡大鏡により評価することができる。欠陥の数は、ゼロ、僅かな数(10未満、使用を防げるほど極端には無い)、多少の数(10〜50の欠陥、または、1〜9の使用を防げる欠陥)、および、多数(50を超える欠陥、または、10以上の使用を妨げる欠陥)と分類することができる。比較事例は、多少の数または多数の欠陥を示し、本発明の事例は僅かな数またはゼロの欠陥を示すことが見込まれる。
本発明は以下の実施の態様を含むものである。
1.熱転写画像形成ドナーからレシーバ要素のウィンドウ領域に顔料着色剤を熱転写して少なくとも1つのカラーパターンをレシーバ要素上に形成することにより、ウィンドウ領域ならびに潜在マスク領域および顕在マスク領域の少なくとも一方を有するレシーバ要素上にカラーフィルタ要素を作製する方法であって、顔料着色剤を熱転写する前に、テクスチャリング材料を熱転写テクスチャリングドナーからレシーバ要素に熱転写し、テクスチャリング材料を前記ウィンドウ領域の一部ならびに前記潜在マスク領域および顕在マスク領域の少なくとも一方に転写することを含む改良を特徴とする方法。
2.前記少なくとも1つのカラーパターンは、前記レシーバ要素の少なくとも1つのウィンドウ領域上に形成されることを特徴とする前記1に記載の方法。
3.前記少なくとも1つのカラーパターンは、前記レシーバ要素の複数のウィンドウ領域上に形成されることを特徴とする前記1に記載の方法。
4.前記テクスチャリング材料は、無色であることを特徴とする前記1に記載の方法。
5.前記顔料着色剤は、透明な顔料着色剤であることを特徴とする前記1に記載の方法。
6.前記テクスチャリング材料は、透明な顔料着色剤を含むことを特徴とする前記5に記載の方法。
7.前記レシーバ要素は、ガラス基質を含むことを特徴とする前記1に記載の方法。
8.熱転写画像形成ドナーからレシーバ要素のウィンドウ領域に顔料着色剤を熱転写して少なくとも1つのカラーパターンをレシーバ要素上に形成することにより、ウィンドウ領域ならびに潜在マスク領域および顕在マスク領域の少なくとも一方を有するレシーバ要素上にカラーフィルタ要素を作製する方法であって、顔料着色剤を熱転写する前に、テクスチャリング材料を熱質量転写テクスチャリングドナーからレシーバ要素にテクスチャリングパターンで熱転写し、該パターンは、少なくとも前記マスク領域の一方の部分および前記ウィンドウ領域のわずかな一部を覆うことを含む改良を特徴とする方法。
9.前記テクスチャリング材料は、無色であることを特徴とする前記8に記載の方法。
10.顔料着色剤は、透明な顔料着色剤であることを特徴とする前記8に記載の方法。
11.前記テクスチャリング材料は、透明な顔料着色剤を含むことを特徴とする前記10に記載の方法。
12.前記レシーバ要素は、ガラス基質を含むことを特徴とする前記8に記載の方法。
13.熱転写画像形成ドナーからレシーバ要素のウィンドウ領域に顔料着色剤を熱転写して少なくとも1つのカラーパターンをレシーバ要素上に形成することにより、ウィンドウ領域ならびに潜在マスク領域および顕在マスク領域の少なくとも一方を有するレシーバ要素上にカラーフィルタ要素を作製する方法であって、顔料着色剤を熱転写する前に、テクスチャリング材料を熱転写テクスチャリングドナーからレシーバ要素に転写し、テクスチャリング材料は、前記潜在マスク領域および前記顕在マスク領域の少なくとも一方に転写することを含む改良を特徴とする方法。
14.前記少なくとも1つのカラーパターンは、前記レシーバ要素の少なくとも1つのウィンドウ領域上に形成されることを特徴とする前記13に記載の方法。
15.前記少なくとも1つのカラーパターンは、前記レシーバ要素の複数のウィンドウ領域上に形成されることを特徴とする前記13に記載の方法。
16.前記テクスチャリング材料は、無色であることを特徴とする前記13に記載の方法。
17.前記顔料着色剤は、透明な顔料着色剤であることを特徴とする前記13に記載の方法。
18.前記テクスチャリング材料は、透明な顔料着色剤を含むことを特徴とする前記17に記載の方法。
19.前記レシーバ要素は、ガラス基質を含むことを特徴とする前記13に記載の方法。
11 支持層
12 任意放出層
13 任意加熱層
14 テクスチャリング層
20 画像形成ドナー
21 支持層
22 任意放出層
23 任意加熱層
24 画像形成層
30 レシーバ要素
31 支持層
32 受容層
500 集合体
505 第1画像形成ドナー
510 支持層
520 画像形成層
530 レシーバ要素
540 テクスチャリング材料
545 第2テクスチャ化レシーバ
550 ドナーレシーバ境界面
555 第2特異点
560 垂れ下がり状領域
565 第1特異点
570 ドナーテクスチャ境界面
573 ドナーテクスチャリング特異点
576 ドナーテクスチャリング特異点
580 吊橋状領域
590 集合体
710 従来技術カラーフィルタ
720 透明ガラスレシーバ
730 不透明ブラックマスク
740 透明な赤色フィルター層
750 青色光線
760 赤色光線
770 カラーフィルタ
780 テクスチャリング層
790 カラーフィルタ
Claims (2)
- 熱転写画像形成ドナーからレシーバ要素のウィンドウ領域に顔料着色剤を熱転写して少なくとも1つのカラーパターンをレシーバ要素上に形成することにより、ウィンドウ領域ならびに潜在ブラックマスク領域および顕在ブラックマスク領域の少なくとも一方を有するレシーバ要素上にカラーフィルタ要素を作製する方法であって、
第1工程において無色のテクスチャリング材料を熱転写テクスチャリングドナーからレシーバ要素にテクスチャリングパターンで熱転写して前記無色のテクスチャリング材料を前記潜在ブラックマスク領域および顕在ブラックマスク領域の少なくとも一方に転写し、次いで、第2工程において顔料着色剤を熱転写することにより、前記無色のテクスチャリング材料を顔料着色剤およびレシーバ要素の間に配置させることを特徴とする方法。 - 前記無色のテクスチャリング材料は、前記潜在ブラックマスク領域および前記顕在ブラックマスク領域の少なくとも一方に加えてウィンドウ領域部分に転写されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
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