NL8105071A - Kleurenbeeldopneeminrichting. - Google Patents

Description

* t ' * EHN 10.188 1 N.V. Philips' Gloeilanpenfabrieken te Eindhoven.

'•Kleurenbeeldcp^eoGninrichting".

De uitvinding beeft betrekking op een kleurenbeeldopneem--inrichting bevattende een beeldopneeminricfoting en een kleurenf ilter, dat is voorzien van een laag waarin ten rninste twee stelsels van verschillende kleuren licht doorlatende filterelenenten zijn gevormd.

5 De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze vocr het ver-vaardigen van een dergelijke inrichting.

Een dergelijke kleurenbeeldcpneeminrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4,081,277 en wordt gebruikt voor het qpnemen van video-beelden. Bij deze bekende inrichting wordt de 10 beeldopneeminrichting gevormd door een halfgeleiderlaag, die is voorzien van een stelsel fotogevoelige elementen. Direct qp het stelsel van fotogevoelige elementen is een kleurenf ilter aangebracht. Het kleurenf ilter wordt gevormd door een laag net stelsels in*de verschillende kleuren, bijvoorbeeld rood, groen en blauw, licht door-15 latende filterelenenten. Voor het verkrijgen van het juiste videosignaal dient elk filtereleraent van het kleurenf ilter in registratie te zijn met een fotogevoelig element van de halfgeleiderlaag.

Bij het vervaardigen van deze kleurenf liters wordt op de halfgeleiderlaag een transparante laag aangebracht, waarop vervolgens 20 een barridre-laag wordt aangebracht. Met behulp van een fotolitho- grafisch proces wardt in de barrierelaag een patroon van openingen gevorad.

Het patroon van openingen kcmt overeen met een stelsel te vormen filterelenenten van een kleur. Vervolgens wardt in de openingen in de barrierelaag een kleurstof aangebracht, welke door diffusie de 25 cnder de openingen gelegen gebieden van de transparante laag kleurt.

Na het inkleuren wordt de barrierelaag weer verwijderd. Cp deze wijze wordt een eerste stelsel van bijvoorbeeld rood licht doorlatende filterelenenten gevormd. Het proces wordt herhaald voor het vormen van de stelsels groen en blauw licht doorlatende f ilter elementen. Het 30 kleurenf ilter kan warden gevormd als een streepfilter of als een mozaiekfilter.

Het cp bovenbeschreven wijze vervaardigen van kleurenfilters geeft echter gemakkelijk aanleiding tot het optreden van kleurfouten 8105071 ΡΗΝ 10.188 3 een ruimere keuze aan materialen voor de in te kleuren laag aanwezig. Met een kleurfilter volgens de uitvinding wordt een grotere nauwkeurig-heid bereikt in de registratie van de filterelementen en de fotoge-voelige elementen amdat in plaats van drie nauwkeurige fotolitho-5 grafische processtappen slechts een nauwkeurige fotolithografische processtap vereist is, namelijk alleen die voor bet aanbrengen van de scbeidingsgebieden. Doordat een geringer aantal nauwkeurige fotolithografische processtappen vereist is, kunnen de kleurenfliters tevens op eenvoudigere wijze warden vervaardigd.

10 Een geschikte uitvoeringsvorm wordt gekenmerkt, doordat de scbeidingsgebieden worden gevormd door in de laag aangebrachte groeven. Hierdoor zijn separate filterelementen aanwezig, die diffusie van kleurstof van het ene filterelement naar het andere filterelement onmo-gelijk maken.

15 Een andere uitvoeringsvorm wordt gekenmerkt doordat de scheidingsgebieden warden gevormd door gebieden, welke zijn omgezet in een voor vloeistof nagenoeg ondoordringbare structuur. De structuur van de laag die gemakkelijk kleurstof opneemt, kan langs fysische of chemische weg warden omgezet in een voor vloeistof nagenoeg ondoor-20 dringbare structuur. Deze ondoordringbare structuur voorkcmt weer dat kleurstof van het ene filterelement naar het andere filterelement diffundeert.

De filterelementen kunnen op boven beschreven wijzen warden gescbeiden door ten opzichte van de afmetingen van de filterelementen 25 zeer smalle scbeidingsgebieden. In bijzondere gevallen waarin een zeer hoge kwaliteit vereist is, kan het door de scheidingsgebieden vallende licht s tor end werken. Het is dan nodig de zones onder de scheidingsgebieden lichtondoorlatend te maken. Een verdere uitvoeringsvorm wordt daartoe gekenmerkt, doordat onder de scheidingsgebieden een lichton-30 doorlatende laag is aangebracht, bijvoorbeeld een opgedampte metaallaag.

Een geschikte uitvoeringsvorm van een kleurenbeeldopneem-inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat de beeld-opneeminrichting wordt gevormd door een halfgeleiderlaag voorzien van een stelsel van fotogevoelige elementen. De beeldopneeminrichting wordt 35 hierbij gevormd door een halfgeleidersensor die afhankelijk van de opbouw van de sensor van een strepen- of mozai'ekfilter is voorzien.

Zo wordt een strepenfliter toegepast bij een van CCD's (charge coupled devices) voorziene sensor, die als een zogenaairde frame-transfer sensor 8103071

«· V

EHN 10.188 2 en fouten In de registratle van de filterelenenten ten cpzichte van de fotogevoelige elementen.

Bij bet inkleuren van de transparante laag via de openingen in de barrierelaag mogen alleen de direct cnder de openingen gelegen 5 gebieden warden gekleurd. Door diffusie in de richting evenwijdig aan de laag kcrat echter geroakkelijk kleurstof buiten de daarvoor bestende gebieden terecht. Hierdoor ontstaan langs de randen van de filterelenenten gebieden waarin de kleoren van de tot verschlllende stelsels behcrende filterelenenten doer elkaar lopen. Naast enerzijds 10 de eis dat de transparante laag een zeer kleine diffusie in de richting evenwijdig aan de laag dient te bebfcen moet anderzijds de laag natuur-lijk wel geroakkelijk kleurstof epoemen. Door deze beide eisen is het aantal geschikte materialen voor de transparante laag zeer beperkt.

Voarts is voor het verkrijgen van scherpe randen van de 15 openingen in de barrierelaag, een barrierelaag vereist net een groot oplossend vermogen met betrekking tot bet fotolitbografisch proces. Bovendien zijn drie zeer nauwkeurige fotolithografische stappen vereist, daar de stelsels in de verschillende kleuren licht docrlatende filter-elementen zeer nauwkeurig aan elkaar moeten aansluiten, waarbij de 20 positie van de filterelenenten van elk stelsel nauwkeurig over een dient te koroen met de bij behcrende fotogevoelige elementen.

Het is dan ode bet doel van de uitvinding een kleurenbeeld-cpneeminrichting voarzien van een kleurenfilter aan te geven, waarmee het optreden van kleurfouten wordt voerkenen.. Het is voarts het doel 25 van de uitvinding een cp eenvoudige wijze te vervaardigen kleuren-beeldopneeminrichting aan te geven, waarbij de filterelenenten van het kleurenfilter nauwkeurig in registratie zijn net de fotogevoelige elementen van de beeldopneaninricbting.

Een kleurenbeeldopneeroinrichting van een in de aanhef 30 genoerode soart wordt daartoe gekenmerkt, doordat de filterelenenten van elkaar zijn gescheiden doer in de laag aangebrachte scheidings-gebieden. Door het aanbrengen van scheidingsgebieden tussen de filterelenenten wordt voerkenen dat door diffusie in een richting evenwijdig aan de laag kleurstof voor bet ene stelsel van filter-35 elementen in gebieden van een ander stelsel van filterelenenten terechtkcmt. Het optreden van kleurfouten in het kleurenfilter wordt hierdoor voerkenen. Doordat er nagenoeg geen beperkingen meer zijn ten aanzien van de diffusie in een richting evenwijdig aan de laag is 8105071 EHN 10.188 4 Η.

is opgebouwd, terwijl een mozalekfilter wardt toegepast bij bijvoar-beeld een x-y sensor met geintegreerde fotodioden.

Een voorkeursuitvoering wordt gekenmerkt doardat het kleuren-filter rechtstreeks op de halfgeleiderlaag is aangebracht. Hierdoor 5 is het qp eenvoudige wijze mogelijk klenrenfliters aan te brengen, waarvan de filterelementen nauwkeurig in registratie zijn met de foto-gevoelige elementen van de halfgeleiderlaag. Volgens een andere uitvoeringsvprm is het echter eveneens mogelijk het kleurenfilter aan te brengen op een transparant substraat en dit substraat vervolgens 10 op de halfgeleiderlaag te bevestigen. Hierbij is een extra stap benodigd vcor het positioneren van de filterelementen van het kleuren-filter ten opzichte van de fotogevoelige elementen in de halfgeleiderlaag.

De uitvinding is bij zander geschikt voor maar echter niet 15 beperkt tot beeldopneeminrichtingen in de vorm van een van fotogevoelige elementen voorziene halfgeleiderlaag. Zo kan volgens een andere uit-voeringsvorm de beeldopneeminrichting warden gevanrd door een kathode-straalbuis tevattende een venstergedeelte, dat aan de binnenzijde is voorzien van een fotogevoelige laag en waarbij het kleurenfilter is 20 aangebracht tussen de fotogevoelige laag en het. venstergedeelte.

Oak bij deze uitvoeringsvarm kan het kleurenfilter rechtstreeks qp het venstergedeelte van de kathodestraalbuis warden aangebracht of eerst op een substraat warden aangebracht, dat vervolgens op het venstergedeelte van de buis wordt bevestigd.

25 Een werkwijze voor het vervaardigen van een kleurenbeeldqp- neeminrichting volgens de uitvinding bevat de volgende stappen: a) het aanbrengen van een transparante laag qp een onderlaag, b) het met behulp van een fotolithografisch proces· aanbrengen van een patroon van scheidingsgebieden in de transparante laag voor 30 het vormen van filterelementen in de laag, c) het aanbrengen van een barridrelaag over de transparante laag, d) het door middel van een fotolithografisch proces aanbrengen van een patroon van openingen in de barrierelaag, welk patroon over-eenkomt met een eerste stelsel van filterelementen, 35 e) het via de openingen in de barrierelaag aanbrengen van een kleurstof in de f ilter elementen van het eerste stelsel, en f) het verwijderen van de barrierelaag.

De stappen c) t/m f) van de werkwijze dienen te warden herhaald voor 8 10* 1/ j 3 EHN 10.188 5 het vonnen van elk volgend stelsel filterelementen van een verschil-lerde kleur licht doorlatende filterelementen. De wsrkwijze volgens de ultvindlng heeft het voordeel, dat slechts voor het aanhrengen van het patroan van scheidingsgebieden in de transparante laag een nauwkeurige 5 fotolithografische processtap nodig is. Door de vanning van afzonder-lijke filterelementen behoeft de diffusie in een richting evenwijdig aan de laag niet meer klein te zijn. Dit geeft een ruimere keuze aan materialen vocr de transparante, in te kleuren laag. De grootte van de filterelementen ligt doer het aanhrengen van de scheidingsgebieden 10 volledig vast en wardt niet meer bepaald door de grootte van de epeningen in de barrierelaag. De grootte van de qpeningen in de barridrelaag kan dan obk kleiner warden gekozen dan de grootte van de filterelementen. De epeningen behoeven dan ook niet meer via een nauwkeurig fotolithografisch proces te warden aangebracht. Bovendien is 15 geen groot cplossend vermogen van de barridrelaag neer vereist.

De uitvinding wardt nader toegelicht aan de hand van bijgaarde tekening, waarvan figuur 1a schematisch een doarsnede van een deel van een eerste uit-voeringsvorm van een kleureni^ldopneeminrichting toont, 20 figuur 1b een bovenaanzicht van de in fig. 1a weergegeven kleurenbeeld-opneeminrichting toont, figuur 2a t/m 2d schematisch de verschillende stappen bij de vervaar-diging van de in fig. 1a weergegeven kleurenbeeldopneem-inrichting tonen, 25 figuur 3 schematisch een doarsnede van een deel van een verdere uit- voeringsvorm van de in fig. 1a weergegeven kleurenbeeldcpneem-inrichting toont, figuur 4 schematisch een doorsnede van een deel van een tweede uitvoeringsverm van een kleurenbeeldopneeminrichting toont, 30 figuur 5a schematisch een doarsnede van een derde uitvoeringsverm van een kleurenbeeldopneeminrichting toont, en figuur 5b een doarsnede langs de lijn Vb-Vb van fig.. 5a toont.

In figuur 1a is schematisch een deel van een kleurenbeeld-cpneeminrichting weergegeven, die als een zogenaamde x-y sensor is 35 opgebcuwi. De inrichting 1 bevat een laag halfgeleidermateriaal 2, waarin een groot aantal in rijen en kolcmmen gerangsehikte fotodioden 3 zijn gevoemd. Op het stelsel van fotodioden 3 is een kleuren-filter aangebracht. Het kleurenfilter wordt gevormd door 8 1 0 B 0 71 i <· EHN 10.188 6 stelsels van de kleuren rood (R), groen (G) en blauw (B) licht door-latende filterelementen 4. De verschillende stelsels van filterelementen 4 vormen een zogenaaind mozaiekfilter zoals is weergegeven in figuur 1b/ die een bovenaanzicht van figuur 1a toont. Elk van 5 de filterelementen 4 is nauwkeurig in registratie met een bijbehorende fotodiode 3 in de halfgeleiderlaag 2. De filterelementen 4 zijn van elkaar gescheiden door groeven 5, die over de randen van de foto- dioden 3 verlopen. De halfgeleiderlaag 2 bevat bijvoorbeeld 500 x 300 2 fotodioden 3 met een cppervlakte van ongeveer 300^um waarop filter-10 elementen 4 zijn aangebracht, die zijn gescheiden door groeven 5 met een breedte van ongeveer 1 tot 5^um.

De werking van de beeldopneeminrichting is in bet kort als volgt. Het cp te nemen beeld wordt op het stelsel van fotodioden 3 afgebeeld, waardoar in de fotodioden 3 lading wordt gegenereerd.

15 Elke fotodiode 3 is door middel van een niet in de figuur weergegeven maar eveneens in de halfgeleiderlaag 2 gevormde veldeffekt transistor verbonden met een matrix van x- en y-geleiders. Het gevontde ladingsbeeld wordt nu uitgelezen door het in de juiste volg-orde aansturen van de x- en y-geleiders.

20 Het vervaardigen van het kleurenfilter op de fotogevoelige elementen 3 van de halfgeleiderlaag 2 wordt toegelicht aan de hand van figuur 2a t/m d. Op de halfgeleiderlaag 2. wordt eerst een trans-par ante laag 10 met een dikte van ongeveer 0,5-3yum aangebracht (fig. 2a). De laag 10 is bij voorkeur tevens een fotoresist. Indian 25 de laag 10 niet zelf een fotoresist is, wordt op de transparante laag 10 eerst een fotoresistlaag aangebracht. Vervolgens wordt de transparante laag belicht door een fotcraasker been, dat is voorzien van het patroon van aan te brengen groeven en dat nauwkeurig is gepositioneerd ten opzichte van de fotogevoelige elementen 3 in de halfgeleiderlaag 2. 30 Na ontwikkeling worden de in figuur 2b weergegeven filterelementen 4 verkregen, die zijn gescheiden door groeven 5. Door het aanbrengen van de groeven 5 ligt de positie van alle filterelementen 4 ten opzichte van de fotogevoelige elementen 3 vast. Vervolgens wordt een ongeveer 0,5 - 2^um dikke barrilre- tevens fotoresistlaag 11 aangebracht 35 (fig. 2c). Deze laag 11 wordt dan belicht door een masker been, dat is voorzien van een patroon van openingen. De laag 11 .wordt vervolgens ontwikkeld, waarbij in de laag de openingen 12 worden verkregen (zie fig. 2d). De grootte van de openingen 12 is kleiner dan de grootte 8105071 EHN 10.188. 7 , 1 % van de filterelementen 4. Hierdoar is voor het aanbrengen van de qpeningen 12 in de barrierelaag 11 geen grote nauwkeurigheid vereist. Bovendien behoeft het aplossend vermogen van de barrierelaag 11 niet groot te zijn. De openingen 12 zijn aangebracht boven alle filterelemen-5 ten 4, die net bijvoorbeeld een rood licht doorlatende kleurstof gejcleurd moeten warden. De kleurstof wordt via de openingen 12 aangebracht en kleurt door diffusie de filterelementen 4. Door de groeven 5 wordt voar-kanen dat rode kleurstof in andere dan de daarvoor bestemde filterelemen-ten 4 terechtkant. Na het inkleuren wordt de barrierelaag 11 weer ver-10 wijderd. Door het aanbrengen van barrierelaag en de daaropvolgende stap-pen te herhalen met een respectievelij k groen en blauw licht doorlaterde kleurstof voor de verschi.llende stelsels van filterelementen 4 wordt een mozalek kleurenfilter verkregen, zoals in figuur 1b is getoond.

De beschreven wijze voor het vervaardigen van de kleurenfilters wordt 15 nader toegelicht aan de hand van de cnderstaande konkrete uitvoerings-voarbeelden.

Voorbeeld I

20 Op een halfgeleiderlaag wordt door middel van spincoating een trans-par ante fotoresistlaag aangebracht met een dikte van 1-2yum. De foto-resistlaag is van het polyvinylcinnamaat soort zoals de order de nairen KPR en KPL bij de firma Kodak te verkrijgen fotoresisten. De laag wordt 10 min. bij een terrperatuur van 90°C gedroogd. De laag wordt ver-25 volgens gedurende 35 sec. door een fotanasker been belicht met UV-licht met een golflengte van 300 <. Λ. < 400 nm. De niet belichte delen van de fotoresistlaag worden verwijderd door een ontwikkeling gedurende 120 sec. in tolueen, waardoor door groeven gescheiden filterelementen warden verkregen. Na het drogen van de 30 laag bij 90°C gedurende 10 min. wordt als barrierelaag een ongeveer 2^,um dikke fotoresistlaag aangebracht. De fotoresistlaag is een gelatine-bichrcmaat fotaresist van bijvoorbeeld de volgende samen-stelling in gewichtsprocenten: 2 % (NH^)2Cr20^, 7/5 % gelatine en 90/5 % water. In plaats van een gelatinebichronaatfotoresist kan ook 35 een vislijm-bichrcmaat fotoresist worden toegepast. De laag wordt 10 min. bij 50°C gedroogd. Hiema wordt de laag gedurende 180 sec. door een fotcmasker belicht met UV-licht. De niet belichte gebieden worden verwijderd door gedurende 180 sec. te spoelen met water. Hiermee worden 8 1 0 o -0 71 ΕΉΝ 10.188 8 openingen in de barrierelaag verkregen boven de filterelenenten, die het eerst gekleurd moeten warden. Het kleuren geschiedt met behulp •van een door warmfce overdraagbare kleurstof (heat transfer dye), die in •een op een substraat aangebrachte binderlaag van een polymeer is ge-5 dispergeerd. Voor bijvoarbeeld de blauwe kleurstof bezit de laag de •volgende samenstelling in gewichtsprocenten 5% van een order de naam Lurafix Blue F-RL bij de firma BASF verkrijgbare kleurstof, 4% cellulose acetaatbutyraat verkrijgbaar order de naam Tenite II, EAB-381-20 bij de firm Kodak, 36% ethylalcohol, 36% etbylglycol en 1% aceton.

10 Voor het eigenlijke inkleuren worden de halfgeleiderlaag met filter-elementen, de barrierelaag en het substraat met binderlaag verwarmd cm resten van oplosmiddelen en water te verwijderen. De halfgeleiderlaag met filterelementen en barrierelaag wordt vervolgens op de binderlaag geplaatst en verwarmd tot 210°C gedurende 3 minuten. Bij 15 deze hoge temperatuur kan de kleurstof uit de binderlaag in de order de openingen in de barrierelaag gelegen filterelementen diffunderen.

Na het inkleuren wordt de barrierelaag verwijderd in een 50% natronloog oplossing bij 80°C. Na grondig spoelen en drogen wordt het proces herhaald voor het kleuren van de rood en groen licht docrlatende 20 filterelementen. In de binderlaag dient hierbij' de blauwe kleurstof Lurafix Blue F-RL vervangen te worden door, respectievelijk Lurafix Red RF voor de rood lichtdoorlatende filterelementen en een mengsel van Lurafix Blue F-RL en Lurafix Yellow RL voor de groen licht door-latende filterelementen.

25

Voorbeeld II

Op een halfgeleiderlaag wordt weer door middel van spincoating een transparante fotoresistlaag aangebracht. De fotoresistlaag is een 30 vislijiribichromaat fotoresist van bijvoarbeeld de volgende samenstelling in gewichtsprocenten 3,7 % (NH4)2Cr207, 37,5 % Norland Photogravers Glue verkrijgbaar bij de firm Norland Products Inc., 6,3 % aceton en 53,5 % water. In plaats van een vislijm-bichromaat fotoresist kan ook een gelatine-bichrcmaat fotoresist worden toegepast. De fotoresistlaag 35 wordt gedurende 10 min. bij 50°C gedroogd. De laag wordt vervolgens gedurende 120 sec. door een fotomasker belicht met UV-licht. De laag wordt gedurende 2 min. in stramend water ontwikkeld, waardoor door groeven gescheiden filterelementen worden verkregen. Na het drogen van 3105071

Hffii 10.188 9 de laag bij 90°C gedurende 10 min. wordt dam: middel van spincoating een angeveer 1^,um dikke fotoresistlaag als barrierelaag aangebracht. Deze fotoresistlaag is een positieve fotoresist van de naphtoguinone diazide soort zoals onder de naam Shipley AZ 1350 bij de firma 5 Shipley Co. (USA) te verkrijgen is. Na belichting door een fotanasker wordt de laag ontwikkeld met bijvocrbeeld Shipley AZ cntwikkelaar en vervolgens gedurende 10 min. bij 120°C gedroogd. Hientee zijn de qpeningen in de barrierelaag verkregen. Het inkleuren van de filter-elementen geschiedt met waterige pplossingen met wol kleurstoffen. Een 10 geschikte oplossing voor het kleuren van de rood licht doorlatende filterelementen is in gewichtsprocenten samengesteld uit 1% Neopolar Brillant Rot B verkrijgbaar bij de firma Ciba Geigy, 0,6 % azijnzuur, 0,8 % natriumacetaat, en 97,6 % water; voor het kleuren van de blauw licht doorlatende filterelenenten uit 1 % Sandolan-WOlkblau 15 N-EEL verkrijgbaar bij de firma Sandoz, 0,6 % azijnzuur, 0,8 % natriumacetaat en 97,6 % water; en voor de groen licht doorlatende filterelenenten uit 0,3 % Solophenyl Turkisch Blau BEL verkrijgbaar bij de firma Ciba Geigy, 0,4 % Erionyl grim 46 eveneens van de firma Ciba Geigy, 0,3 % Sandolan Echt. gelb EL 40 verkrijgbaar bij de 20 firma Sandoz, 0,6 % azijnzuur, 0,8 % natriumacetaat en 97,6 % water.

De kleurstoffen worden gedurende 5 min. bij 80°C aan de filterelenenten tcegevcerd. Na het inkleuren wordt de positieve fotoresist verwijderd door te spoelen met acetcn.

Een verdere uitvoeringsvarm wordt toegelicht aan de hand 25 van figuur 3, waarin gelijke cnderdelen met dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 1a zijn weergegeven.. Op de laag fotodioden 3 is ter plaatse van de groeven 5 een 0,1 - 1^um dikke iretaallaag 15 van bijvoorbeeld nikkel cpgedarqpt. Hiermee wordt voarkcmen dat door de smalle groeven 5 op de fotodioden 3 vallend licht storend kan werken.

30 Bij de in figuur 1, 2 en 3 getoande inrichtingen is het kleurenfliter rechtstreeks op de laag met fotogevoelige elementen aangebracht. Dit heeft het vocrdeel, dat door het nauwkeurig aanbrengen van het patroon van groeven de positie van de filterelementen ten cpzichte van de fotogevoelige elamenten nausdceurig vastligt. Het kleurenfliter kan 35 echter ook qp een transparant substraat warden aangebracht, dat na uitrichting van de filterelementen en fotogevoelige elemental met de halfgeleiderlaag wordt verbcnden.

Een werkwijze voor het vervaardigen van een tweede uitvoe- 8105071 PHN 10.188 10 ringsvorm van een kleurenfilter volgens de uitvinding wordt toegelicht aan de hand van figuur 4. Op de fotodioden 3 van de halfgeleiderlaag 2 wordt door middel van spincoating een transparante fotoresistlaag 20 met een dikte van ongeveer 0,5 - 3^um aangebracht* De laag 20 is 5 een negatieve fotoresist, d.w.z., een fotoresist die door belichting onqplosbaar wordt, en is verder van het polymeertype. De transparante laag 20 wordt belicht met bijvoorbeeld UV-licht door een fotomasker heen, dat is voorzien van het patroon van scheidingsgebieden en dat nauwkeurig is gepositioneerd ten qpzichte van de fotodioden 3. Door 10 de belichting krijgen de belichte scheidingsgebieden 22 een andere structuur dan de niet belichte gebieden van de filterelementen 21.

Door de belichting warden namelijk dwarsverbindingen gevormd tussen de polymeerketens van de laag 20 ("cross-linking") en wordt het polymeer onqplosbaar. Door de gevormde- dwarsverbindingen neemfc de dichtheid 15 van het polymeer sterk toe, waardoor de laag 20 ter plaatse van de belichte scheidingsgebieden 22 nagenoeg ondoardringbaar wordt voor vloeistof. Het inkleuren van de stelsels van filterelementen 21 geschiedt verder op dezelfde wijze als aan de hand van fig. 2c en 2d is beschreven, waarbij na het verwijderen van de barrierelaag nog een 20 belichting met DV-licht kan volgen cm het materiaal van de filterelementen 21 anoplosbaar te maken.

Het is eveneens mogelijk een transparante in te kleuren laag te gebruiken, waarin scheidingsgebieden tussen de filterelementen warden gevormd dear de laag ter plaatse van de scheidingsgebieden langs 25 chemische weg cm te zetten in een voor vloeistof nagenoeg ondoordring-bare structuur.

Bij bovenbeschreven uitvoeringsvoorbeelden wordt de beeld-qpneeminrichting gevormd door een x-y sensor met fotodioden die is voorzien van een mozaiekf liter. De uitvinding kan echter eveneens warden 30 toegepast bij andere soorten sensor en, die afhankelijk van hun opbouw van een mozalek- of een strepenfliter moeten worden voorzien. Zo kan de uitvinding worden toegepast bij bijvoorbeeld een van CCD's (charge coupled devices) voorziene sensor, die als een zogenaamde frame-transfer sensor is opgebouwd en die van een strepenf liter client te 35 worden voorzien, of bij een CID-sensor (charge injection device) die van een mozaiekfilter kan worden voorzien.

Een derde uitvoeringsvorm van een kleinrenbeeldopneeminrich-ting volgens de uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van 8105071 EHN 10.188 11 figuur 5a, die schematise]* een doorsnede van een kathcdestraalbuis toont. De buis 30 wordt gevormd door een glazen cmhnlling 31 met een venstergedeelte 32. Op de blnnenzijde van bet venstergedeelte 32 is een kleurenfilter 39 aangebracht. Het kleurenfilter is een zoge-5 naand strepenfilter, dat wordt gevormd door afwisselend de kleuren rood, groen en blauw licht doorlatende streepvonnige filterelementen 39R, 39G en 39B. De filterelementen zijn weer gescbeiden dooar groeven, die het doorlopen van de kleurstoffen bij het inkleuren voorkctnen en daarmee het cptreden van kleurf oaten voarkanen. In plaats van groeven 10 kunnen de filterelementen ode van elkaar zijn gescbeiden door sefoeidings-gebieden met een voar de kleurstof nagenoeg ondoerdringbare structuur. Over het strepenfilter 39 is een zeer dun laagje 40 van glas aange-bracht. Hiercp zijn drie doarzichtige kamvarmige signaalelektroden 43R, 43G en 43B aangebracht. De filterelementen 39 zijn nauwkeurig 15 in registratie met de kamvormige signaalelektroden 43. In figuur 5b is de configurable van deze drie kamvormige elektroden 43R, 43G en 43B weergegeven. Over deze signaalelektroden 43 is een fotogeleidende laag 44 aangebracht. De buis bevat voorts van een kathode 36 vcorziene elektrodenuddelen 35 voar het cpwekken en focusseren van een op de 20 laag 44 gerichte elektronenbundel. De buis is cmgeven door een spoelen-stelsel 37 voar het afbuigen van de elektronenbundel over de fotogeleidende laag 44 volgens een raster van nagenoeg evenwijdige lijnen.

Het op te nemen beeld wordt door het kleurenfilter 39 been cp de fotogeleidende laag 44 geprojecteerd. Cp het vrije cppervlak van de 25 laag 44 wordt hierdoor aider invloed van de aan de signaalelektroden 43 toegevoerde potentialen een ladingsbeeld gevormd. Dit ladingsbeeld wordt door de aftastende elektronenbundel gereduceerd, waarbij het videosignaal voor elk van de drie kleuren via een weerstand van de signaalelektroden 43R, 43G en 43B wordt afgencmen.

30 Bij de in figuur 5a getoonde uitvoeringsvorm is het kleuren filter rechtstreeks op het venstergedeelte van de kathcdestraalbuis aangebracht. Het is echter ook mogelijk het kleurenfilter op een glas-plaatje aan te hrengen en dit glasplaatje cp de kathcdestraalbuis te hevestigen.

35 De uitvinding is toegelicht aan de hand van uitvceringsvoor- beelden waarbij het kleurenfilter is opgebouwd uit een strepen- of mozalekfilter met in de kleuren rood, groen en blauw licht doorlatende filterelementen. De uitvinding is echter niet beperkt tot kleurenfliters 810M71 k v l _ __ PHN 10.188 12 met primaire kleuren licht doorlatende filterelementen. De kleuren-filters kunnen ook warden uitgevoerd met in de ccmplementaire kleuren cyaan, magenta en geel licht doarlatende filterelementen of met ccnibinaties van primaire en ccmplementaire kleuren licht doorlatende 5 filterelementen. Zo kunnen kleurenfliters zijn voorzien van de kleuren rood, groen en cyaan licht doorlatende filterelementen, van de kleuren wit, groen, geel en cyaan licht doorlatende filterelementen of van de kleuren wit, geel en cyaan licht doorlatende filterelementen.

10 15 20 25 30 35 8102071

Claims (12)

1. Kleurenbeeldcpneeramrichting bevattende een beeldcpneem-inrichtlng en een kleurenf ilter, dat is voorzien van een laag waarin ten minste twee stelsels van verschtllende kleuren licht docarlatende filterelementen zijn gevonrd, net het kenmerk, dat de filterelementen 5 van ftlkaar zijn gescbeiden door in de laag aangebrachte scfaeidings-gebieden.

2. Kleurenbeeldopneendnrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de scheidingsgebieden warden gevarmd door in de laag aangebrachte groeven.

3. Klem:enbeeld<^a3eeminrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de scheidingsgebieden warden gevarmd door gebieden, welke zijn angezet in een voor vloeistof nagenoeg ondoardringtare structuur.

4. Kleurenl^ldopieeminrichting volgens conclusie 1, 2 of 3/ 15 net het kenmerk, dat coder de scheidingsgebieden een lichtondoarlatende laag is aangebracht.

5. Kleurenbeeldcpoeeminrichting volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, net het kenmerk, dat de beeldopneeninrichting wordt gevarmd doar een halfgeleiderlaag, die is voorzien van een stelsel van fotogevoelige 20 elementen.

6. Kleurenbeeldopneeminrichting volgens conclusie 5, net het kenmerk, dat het kleurenf ilter rechtstreeks op de halfgeleiderlaag is aangebracht.

7. Kleurenbeeldopieeininrichting volgens conclusie 5, met het 25 kenmerk, dat het kleurenf ilter cp een transparant substraat is aangebracht, walk substraat op de halfgeleiderlaag is bevestigd.

8. Kleurenbeeldopneenunrichting volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, net het kenmerk, dat de beeldcpneeminrichting wordt gevarmd doar een kathodestraalbuis bevattende een venstergedeelte dat aan de binnenzijde 30 is voorzien van een fotogevoelige laag en waarbij het kleurenf ilter is aangebracht tussen de fotogevoelige laag en het venstergedeelte.

9. Kleurenbeeldopneeminrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het kleurenf ilter rechtstreeks cp het venstergedeelte van de kathodestraalbuis is aangebracht.

10. Kleurenbeeldopneeminrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het kleurenf ilter op een transparant substraat is aangebracht, walk substraat cp het venstergedeelte van de kathodestraalbuis is aangebracht. 8103071 * PHN 10.188 14

11. Werkwijze voor het vervaardigen van een kleurenbeeldinrich- ting volgens een der voorgaande conclusies, bevattende de stappen van a) het aanbrengen van een transparante laag op een onderlaag, b) het met behulp van een fotolithografisch proces aanbrengen 5 van een patroon van scheidingsgebieden In de transparante laag voor het vormen van filterelementen in de laag, c) het aanbrengen van een barrierelaag over de transparante laag, d) het door middel van een fotolithografisch proces aanbrengen 10 van een patroon van qpeningen in de barrierelaag, welk patroon van qpeningen overeenkamt net een eerste stelsel van filterelementen, e) het via de openingen in de barrierelaag aanbrengen van een kleurstof in de filterelementen van het eerste stelsel, en f) het verwijderen van de barrierelaag,

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenirerk, dat de stappen c) t/m f) worden herhaald voor het vormen van elk volgend stelsel van een verschillende. kleur licht doorlatende filterelementen. 20 25 30 -8 1 0 5 0 7 1 35