Ein Verfahren zur Herstellung farbigerBilder auf nicht-lichtempfindlicher Basis besteht in der laserinduziertenFarbstoffübertragungoder laserinduzierten Maskenproduktion. Von einem Donorelement wird(etwa durch ablative Strahlungseinwirkung) Donorfarbstoffmaterialauf eine Rezeptoroberfläche übertragen.Der Donor kann strahlungs- oder thermosensitive Materialien zurwirksameren Übertragungenthalten; oder das Donormaterial kann auch ohne zusätzlicheMaterialien abladiert werden. Beispiele für diese Art von Bilderzeugungsverfahrenbeinhalten die US-Patent Nr.: 5,156,938, 5,171,650, 5,256,506 und5,089,372. Die ersten drei Patente beziehen sich allgemein auf dieHerstellung von Mustern mit Informationsgehalt.
US-A-5,171,650 offenbart Verfahrenund Materialien fürdie thermische Bilderzeugung mit einem „Ablationsübertragungs\"-Verfahren. DasDonorelement fürdieses Bilderzeugungsverfahren umfasst eine Haltevorrichtung, einezwischenliegende dynamische Ablösungsschichtund eine ablative Trägerdeckschicht.Die Deckschicht enthältden Farbstoff. Die dynamische Ablösungsschicht kann außerdem Infrarotabsorbierende Farbstoffe oder Pigmente enthalten (Umwandlung vonLicht in Wärme).Bei den Pigmenten ist auch Schwarzkupfer als Additiv einbezogen.Nitrocellulose wird als möglichesBindemittel offenbart.
US-A-6,027,849 offenbart ablativeBilderzeugungselemente, umfassend ein Substrat, das stellenweisemit einer Energie absorbierenden Schicht überzogen ist; diese Schichtumfasst einen Glycidylazid-Polymer, kombiniert mit einem Strahlungsabsorber.Dargelegte Belichtungsquellen sind Infrarot-, sichtbare und Ultraviolett-Laser.Festkörperlaserwurden als Belichtungsquellen offenbart, wenngleich Laserdiodennicht ausdrücklicherwähntwurden. Diese Anwendung behandelt in erster Linie die Herstellungvon Reliefdruckplatten und lithographischen Platten durch Ablationder energieempfindlichen Schicht. Nicht speziell erwähnt wurdedie Eignung fürdie thermische Stoffübertragung.
US-A-5,308,737 offenbart die Nutzungvon Schwarzmetallschichten auf polymeren Substraten mit Gas absonderndenPolymerschichten, die bei Bestrahlung relativ große Gasvoluminaerzeugen. Das Schwarzaluminium absorbiert die Strahlung effizientund wandelt diese fürdie Gas erzeugenden Materialien in Wärme um. Wie in den Beispielenfestgestellt, wird in einigen Fällendas Schwarzmetall vom Substrat entfernt, und es bleibt ein positivesBild auf dem Substrat zurück.
US-A-5,278,023 offenbart mit Laserzu bearbeitende thermische Übertragungsmaterialienzur Herstellung von Farb-Proofs, Druckplatten, Folien, gedrucktenLeiterplatten und anderen Medien. Die Materialien enthalten einmit einer Treibmittelschicht beschichtetes Substrat, wobei die Treibmittelschichtein Material enthält, dasStickstoffgas (N2) bei Temperaturen vonvorzugsweise weniger als etwa 300 Grad Celsius produzieren kann,sowie einen Strahlungsabsorber und ein Material zur thermischenStoffübertragung.Das Material zur thermischen Stoffübertragung kann in die Treibmittelschichtintegriert oder als zusätzlicheSchicht überder Treibmittelschicht aufgebracht sein. Der Strahlungsabsorberkann sich in einer der oben genannten Schichten oder in einer separatenSchicht befinden, um die lokale Erwärmung durch eine elektromagnetischeEnergiequelle wie einen Laser zu erreichen. Bei der laserinduziertenErwärmungwird das Übertragungsmaterialdurch die rasche Ausdehnung von Gas zum Rezeptor getrieben. DasMaterial zur thermischen Stoffübertragung kannzum Beispiel enthalten: Pigmente, Tonerpartikel, Harze, Metallpartikel,Monomere, Polymere, Farbstoffe oder Kombinationen daraus. Des Weiterenwird ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes sowie eines daraus hergestelltenProdukts offenbart.
Keines dieser Patente behandelt dieVerwendung von laserinduzierter Übertragungvon Farbschichten zur Herstellung von Farbfilterelementen.
Eine Reihe von Patenten (US-A-4,965,242;4,962,081; 4,975,410; 4,923,860; 5,073,534 und 5,166,126), in denendie Verwendung von thermischer Farbstoffdiffusionsübertragungzur Herstellung von Filterelementen und Farbfilterkonstruktionenoffenbart wird, wurden Kodak zuerkannt. Die Patente US-A-4,965,242und US-A-5,073,534 behandeln die Verwendung von Rezeptorschichtenaus Polycarbonat und Polyester mit hohem Tg,welche den thermisch übertragenenFarbstoff aufnehmen. Bei beiden Rezeptorschichten ist eine Behandlungmit dampfförmigemLösungsmittelerforderlich, um den Farbstoff in die Rezeptorschicht zu treiben.
Die vorliegende Erfindung betrifftdie in den Ansprüchenoffenbarten Inhalte.
Diese Erfindung beinhaltet die Herstellungeines Farbfilterelements mit laserinduzierter thermischer Bilderzeugung.Im Besonderen beinhaltet diese Erfindung die Herstellung von Farbfilterelementenzur Verwendung in Flüssigkristallanzeigegeräten.
In einer Ausführungsform dient ein transparentesSubstrat als Rezeptor; ein Farbfilterelement wird durch laserinduziertethermische Übertragungeiner Farbübertragungsschicht,die einen Farbstoff in einem Bindemittel umfasst, auf die Oberfläche desSubstrats erzeugt; danach erfolgt die Verbindung (z. B. Überschichten,Verkleben, Rahmen etc.) mit einem Flüssigkristallanzeigegerät. Das transparenteSubstrat kann flexibel sein (d. h. eine polymere Folie) oder starr(d. h. Glas) und kann mit einem Klebstoff behandelt sein, um die Übertragungdes bildgebenden Farbstoffs zu verbessern. Die optischen Transmissionseigenschaftender Elemente in der Anzeige werden durch die elektronische Adressierungder Flüssigkristallzellengesteuert. Farbmuster erhältman durch Ausrichten der Farbfilteranordnung mit der Flüssigkristallanordnungund der Lichtquelle.
In einer alternativen Ausführungsformbefindet sich auf einer Seite des transparenten Substrats eine Schwarzmatrix,und ein Farbfilterelement wird innerhalb dieser Matrix durch laserinduziertethermische Übertragungvon Farbstoffmaterial in Fensterbereiche der Matrix erzeugt. Zunächst kannaus einem schwarz beschichteten Substrat durch Belichtung eine Schwarzmatrixmit Fenstern erzeugt werden. Farbstoffe können dann nacheinander in Registrierungmit den Fensterbereichen der Matrix von einem Farbdonorelement durch Hochenergielaserbestrahlungmusterartig übertragenwerden. Das Flüssigkristallfiltergerät wird danachmit dem hergestellten Farbfilter verbunden. Der Farbfilter umfasstspezielle Anzeigebilder, etwa grafische Symbole wie Quadrate, Rechtecke,Dreiecke, Pfeile, Sterne, Diamanten etc. Durch elektrische Adressierungder Flüssigkristallanzeigein gewünschtenBereichen wird die optische Transmission so gesteuert, dass Lichtin ausgewähltenBereichen durch den Farbfilter und danach durch den Flüssigkristall übertragenwird (oder, je nach Anordnung der Schichten, zuerst durch den Flüssigkristallund dann durch den Farbfilter).
In einer weiteren Ausführungsformwird eine Schwarzmatrix mit Fensterbereichen auf der Oberfläche destransparenten Substrats durch laserinduzierte thermische Übertragungvon schwarzem Farbstoff erzeugt, und ein Farbfilterelement wirdinnerhalb dieser Matrix durch laserinduzierte thermische Übertragungvon Farbstoffmaterial in die Fensterbereiche der Matrix erzeugt.Farbstoffe könnennacheinander in Registrierung mit den Fensterbereichen der Matrixvon einem Farbdonorelement durch Hochenergielaserbestrahlung musterartig übertragenwerden.
In einer weiteren Ausführungsformwird eine Pigmentschicht ohne Rezeptorschicht direkt auf ein Glassubstrat übertragen;eine weitere Behandlung ist nicht erforderlich. Diese Erfindunghat den besonderen Vorteil, dass Pigmente als färbende Substanzen verwendetwerden können,die weniger leicht wandern und erheblich lichtstabiler sind alsFarbstoffe.
Mit dem Verfahren dieser Erfindunglassen sich Farbfilter mit Farbflecken einer Breite von etwa 5 oder 10Mikrometern oder darüberherstellen. Diese Erfindung hat den besonderen Vorteil, dass Pigmenteals färbendeSubstanzen eingesetzt werden können,die weniger leicht wandern, thermisch stabiler und auch erheblichlichtstabiler sind als Farbstoffe. Diese Erfindung ermöglicht einedirekte, trockene Übertragungauf flexible (z. B. polymere) oder feste Substrate (d. h. Glas)in weitaus weniger Schritten als bei herkömmlichen Verfahren. Darüber hinausist die Registrierung der Fenster mit den Farbfilterelementen miteinem mechanisch einfachen System mit hoher Präzision möglich.
Die vorliegende Erfindung behandeltdie Herstellung eines Farbfilterelements durch laserinduzierte thermischeBilderzeugung. Im Besonderen beinhaltet diese Erfindung die Herstellungvon Farbfilterelementen zur Verwendung in Flüssigkristallanzeigegeräten.
In einer Ausführungsform dient ein transparentesSubstrat als Rezeptor; ein Farbfilterelement wird durch laserinduziertethermische Übertragungeiner Farbübertragungsschicht,die einen Farbstoff in einem Bindemittel umfasst, auf die Oberfläche desSubstrats erzeugt, und danach erfolgt die Verbindung (z. B. Überschichten,Verkleben, Rahmen etc.) mit einem Flüssigkristallanzeigegerät.
Das transparente Substrat kann flexibelsein (d. h. eine Polymerfolie) oder starr (d. h. Glas) und kann miteinem Klebstoff behandelt sein, um die Übertragung des Farbstoffs zuverbessern. Bei der elektrischen Adressierung eines Flüssigkristallelements,das die Farbsymbole des Filters überlagert,gelangt den Mustern entsprechendes farbiges Licht durch die ausgewählten Bereicheder Anzeige und gibt so ein optisches Signal.
In einer alternativen Ausführungsformbefindet sich auf einer Seite des transparenten Substrats eine Schwarzmatrix,und ein Farbfilterelement wird innerhalb dieser Matrix durch laserinduziertethermische Übertragungvon Farbstoffmaterial in Fensterbereiche der Matrix erzeugt. Zunächst kannaus einem schwarz beschichteten Substrat durch Belichten eine Schwarzmatrixmit Fenstern erzeugt werden. Farbstoffe können dann nacheinander in Registrierungmit den Fensterbereichen der Matrix von einem Farbdonorelement durch Hochenergielaserbestrahlungmusterartig übertragenwerden. Das Flüssigkristallfiltergerät wird danachmit dem hergestellten Farbfilter verbunden. Der Farbfilter umfasstnach Wunsch spezifische Anzeigebilder, etwa grafische Symbole wieQuadrate, Rechtecke, Dreiecke, Pfeile, Sterne, Diamanten etc. Beider elektrischen Adressierung eines Flüssigkristallelements, das dieFarbsymbole des Filters überlagert,gelangt den Mustern entsprechendes farbiges Licht durch die ausgewählten Bereicheder Anzeige und gibt so ein optisches Signal.
In einer weiteren Ausführungsformwird eine Schwarzmatrix mit Fensterbereichen auf der Oberfläche destransparenten Substrats durch laserinduzierte thermische Übertragungvon schwarzem Farbstoff erzeugt, und ein Farbfilterelement wirdinnerhalb dieser Matrix durch laserinduzierte thermische Übertragungvon Farbstoffmaterial in die Fensterbereiche der Matrix erzeugt.Farbstoffe könnennacheinander in Registrierung mit den Fensterbereichen der Matrixvon einem Farbdonorelement durch Hochenergielaserbestrahlung musterartig übertragenwerden.
In einer weiteren Ausführungsformwird eine Pigmentschicht ohne Rezeptorschicht direkt auf ein Glassubstrat übertragen;eine weitere Behandlung ist nicht erforderlich. Diese Erfindunghat den besonderen Vorteil, dass Pigmente als färbende Substanzen verwendetwerden können,die weniger leicht wandern und erheblich lichtstabiler sind alsFarbstoffe.
Damit ein Farbfilterelement als Komponentefür bestimmteArten von Flüssigkristallanzeigenverwendbar ist, wird die Farbfilteranordnung vorzugsweise mit einerPlanarisierungsschicht versehen. Daran schließt sich normalerweise eineSchicht aus einem transparenten Leitermaterial an, gewöhnlich Indium-Zinn-Oxid (ITO).Die Leiterschicht kann, braucht aber nicht, mit einem Muster versehensein. Schließlichwird eine Justierschicht auf die Leiterschicht aufgebracht, normalerweiseein Polyamid. Die Justierschicht weist normalerweise ein Musterauf (z. B. durch Bürsten),um die Ausrichtung des Flüssigkristallmaterialsin der betriebsbereiten Anzeige zu kontrollieren.
Wird bei der praktischen Umsetzungder vorliegenden Erfindung eine Matrix verwendet, kann diese durchein beliebiges geeignetes Verfahren erzeugt werden. Eine Schwarzmatrixkann beispielsweise durch lithographisches Ätzen von schwarzem Substraterzeugt werden, wobei eine durchgängig schwarze Oberfläche so geätzt wird,dass ein Muster von Fenstern zurückbleibt,in denen sich Farbstoff ablagern kann. Man kann die Matrixfensterauch erzeugen, indem man einen Fotoresist aufträgt, das Matrixmuster in denFotoresist ätzt undschwarzes Material in die geätztenBereiche aufzubringt. Eine bevorzugte Methode, offenbart im Patent US-A-6,057,067mit dem gleichen Einreichungsdatum wie diese Anmeldung, bestehtdarin, eine schwarze Metalloberfläche durch laserinduzierte thermischeBildgebungsverfahren zu transparentieren und so die Matrix zu erzeugen.Gleichermaßennützlichwäre es,die Matrix durch thermisch induzierte Laserübertragung einer schwarzenDeckschicht oder Zusammensetzung auf die Trägeroberfläche für den Farbfilter zu erzeugen,um eine Matrix mit Fenstern zu erhalten.
Als Substrat kommt jede Substanzin Frage, auf der ein Farbfilter oder dergleichen aufgebracht werden soll.Vorzugsweise ist das Substrat transparent (zumindest lichtdurchlässig), wieetwa Glas, Polymerfolie und ähnlicheMaterialien. Bei der Verwendung von Glas als Substrat kann es hilfreichsein, das Glas mit Silan-Haftvermittlern zu behandeln (z. B. 3-Aminopropyltriethoxysilan),um die Adhäsionder Farbschicht zu erhöhen. Mögliche Substratesind Glas, Polyesterbasen (z. B. Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat),Polycarbonatharze, Polyolefinharze, Polyvinylharze (z. B. Polyvinylchlorid,Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetale etc.), Celluloseesterbasen(z. B. Cellulosetriacetat, Celluloseacetat) und andere übliche polymereFolien, die als Trägermaterialienbei diversen Bildverfahren Anwendung finden. Bevorzugt ist einetransparente polymere Folienbasis von 2 bis 100 mil (z. B. 0,05bis 2,54 mm). Wird als Substrat eine Polymerfolie verwendet, solltediese vorzugsweise nicht-doppelbrechend sein, damit sie sich beimBetrieb der Anzeige, in die sie integriert werden soll, nicht störend auswirkt.Wenn Polymerfolien als Substrat gewählt werden, kann es wünschenswertsein, das Substrat mit einer Haftschicht zu versehen, um die Übertragungder Farbschicht zu optimieren. Bevorzugte Beispiele für nicht-doppelbrechendeSubstrate sind lösemittelgegossenePolyester. Typische Beispiele hierfür sind aus Polymeren abgeleiteteStoffe, die ganz oder im Wesentlichen aus wiederholenden, interpolymerisiertenEinheiten bestehen, die aus 9,9-bis-(4-Hydroxyphenyl)-Fluoren undIsophthalsäure,Terephthalsäureoder Gemischen daraus abgeleitet sind, wobei der Polymer einen ausreichendgeringen Oligomeranteil aufweist (d. h. chemische Spezies mit Molekulargewichtenvon etwa 8000 oder weniger), um die Bildung einer einheitlichen Foliezu gewährleisten.Dieses Polymer wurde als eine Komponente eines thermischen Übertragungsrezeptorelementsim Patent US-A-5,318,938 offenbart. Eine andere Klasse nicht-doppelbrechenderSubstrate stellen amorphe Polyolefine dar (z. B. ZeonexTM von NipponZeon Co., Ltd.). Das am meisten bevorzugte Substrat ist Glas. DiesesGlas sollte vorzugsweise 0,5 bis 2,0 mm dick sein. Besonders bevorzugtsind die Dicken 0,7 und 1,1 mm.
Die auf dem Substrat aufzubringendenFarben könnenbeliebige Farbmaterialien umfassen, die sich auf dem Substrat anhaftendaufbringen lassen. Der Farbstoff befindet sich in einem geeignetenBindemittelsystem und ist vorzugsweise lösemittelbeschichtet.
Wenn Pigmente als Farbmaterial eingesetztwerden, sind diese vorzugsweise transparent. Beispiele für transparentePigmente, die in dieser Erfindung verwendet werden können, sindSun RS Magenta 234-0077TM, Hoechst GS YellowGG 11–1200TM, Sun GS Cyan 249–0592TM,Sun RS Cyan 248–0615TM, Ciba-Geigy BS Magenta RT-333DTM, Ciba-Geigy Microlith Yellow 3G-WATM, Ciba-Geigy Microlith Yellow 2R-WATM,Ciba-Geigy Microlith Blue YG-WATM, Ciba-GeigyMicrolith Black C-WATM, Ciba-Geigy MicrolithViolet RL-WATM, Ciba-Geigy Microlith RedRBS-WATM, alle Typen der Reihe HeucotechAquis IITM, alle Typen der Reihe HeucosperseAquis IIITM und gleichwertige.
Eine bevorzugte Methode zum Ablagernder Farben auf der Matrix besteht in der laserinduzierten Stoffübertragung,und zwar durch einen „Schmelzstab-\"oder einen ablativen Übertragungsprozess,bei dem die Farben von einer Donorfolie auf das Substrat übertragenwerden. „Ablative Übertragung\"meint ein Verfahren, bei dem ein Medium in thermischen Bilderzeugungsprozessendurch die Wirkung der thermischen Quelle abladiert wird; das Materialwird dabei schnell von der Oberfläche entfernt, ohne es zu sublimieren.Solche Donorfolien sind der Fachwelt für die direkte Bilderzeugungbekannt; es wird aber davon ausgegangen, dass bisher noch nichtgezeigt wurde, wie sie sich fürdie Herstellung von Farbfiltern verwenden lassen.
Ein Beispiel für ein geeignetes Farbdonorelementwäre eineDeckschicht aus Farbstoff oder Pigment (mit Bindemittel) auf einemSubstrat. Ein Laser oder eine andere fokussierte Strahlungsquellewird eingesetzt, um das Farbmaterial musterartig aufzuheizen undso die Farbe auf die Rezeptorfolie mit der Matrix zu übertragen.Häufigist es bei derartigem Vorgehen wünschenswert,die Absorptionsintensitätder bildgebenden Strahlung zu verbessern, da der Farbstoff oderdas Pigment (und das Substrat) die bildgebende Strahlung nicht unbedingtoptimal absorbieren. Der Farbstoff-/Pigmentschicht kann ein diebilderzeugende Strahlung absorbierendes Material zugefügt werden(wenn z. B. eine im Infrarotbereich emittierende Strahlungsquelleverwendet wird, ein Infrarot absorbierender Farbstoff mit geringeroder verschwindender Absorption im sichtbaren Bereich). Eine strahlungsabsorbierendeSchicht lässtsich auch getrennt anlegen, in diesem Fall normalerweise angrenzendan die Farbdonorschicht. Die Farben der Donorschicht können vomAnwender wie erforderlich aus den vielen verfügbaren Farben gewählt werden,die fürFilterelemente üblichoder speziell verwendet werden, wie etwa Cyan, Gelb, Magenta, Rot,Blau, Grün,Weiß undandere Farben und Töneaus dem betreffenden Spektrum. Die Farbstoffe sind bei der Übertragungzu der Matrix-Rezeptorschicht vorzugsweise für spezifische vorbestimmteWellenlängendurchlässig.Für vieleAnwendungen werden hochdurchlässigeFarbstoffe bevorzugt, z. B. Farbstoffe mit einer optischen Dichtevon weniger als 0,5 Einheiten der optischen Dichte innerhalb einerschmalen Wellenlängenverteilungvon 10 Nanometern oder weniger, wenn diese Farbstoffe auf der Matrixvorliegen. Am meisten bevorzugt sind Farbstoffe mit noch geringererAbsorption innerhalb dieser schmalen Wellenlängenbänder.
Ein typisches Farbdonorelement umfassteine Substratschicht, eine Licht-Wärme-Umwandlungsschicht (engl. Light-to-Heat-ConversionLayer, LTHC), eine Farbstoffschicht und optional eine Haftschicht.Die Substratschicht ist typischerweise eine Polyesterfolie. Es lassensich jedoch beliebige Folien verwenden, die bei der Belichtungswellenlänge ausreichendtransparent und auch mechanisch stabil sind. Die LTHC-Schicht kannein Schwarzkörperabsorber,ein organisches Pigment oder ein Farbstoff sein, so dass die optischeDichte der LTHC-Schicht zwischen 0,2 und 3,0 liegt. Eine bevorzugteLTHC-Schicht ist eine Metall-/Metalloxidschicht (z. B. Schwarzaluminium).Die Farbstoffschicht besteht aus mindestens einem organischen oderanorganischen Farbstoff oder Pigment und einem organischen Polymeroder Bindemittel. Die farbgebende Schicht kann außerdem verschiedeneAdditive enthalten, einschließlich,aber nicht beschränktauf Farbstoffe, Weichmacher, UV-Stabilisatoren, Filmbildner undKlebstoffe. Bei einem Farbstoff als Additiv ist es normalerweise wünschenswert,dass dieser Licht der Frequenz der Strahlungsquelle absorbiert.Auch die optionale Haftmittelschicht kann einen Farbstoff enthalten,der Licht der Frequenz des bilderzeugenden Lasers oder der Lichtquelleabsorbiert.
Fürdie Schwarzmetallschicht lässtsich praktisch jedes Metall einsetzen, das ein Oxid oder Sulfidbilden kann. Im Besonderen könnenAluminium, Zinn, Chrom, Nickel, Titan, Kobalt, Zink, Eisen, Blei,Mangan, Kupfer und Gemische daraus verwendet werden. Nicht allediese Metalle haben, wenn sie gemäß diesem Verfahren zu Metalloxidenumgewandelt werden, sämtlicheder spezifisch wünschenswertenEigenschaften (z. B. optische Dichte, Lichtdurchlässigkeitetc.). Doch alle diese Metalloxid enthaltenen Schichten, die dervorliegenden Erfindung gemäß hergestelltwerden, sind nützlichund bieten viele der Vorteile des vorliegenden Verfahrens, einschließlich derBindefähigkeitzu polymeren Materialien. Die Metalldämpfe in der Kammer lassen sich durcheine beliebige fürdas jeweilige Metall geeignete Methode erzeugen, z. B. Elektonenstrahlverdampfen, Widerstandsheizenetc. Viele der verfügbarenMethoden zur Erzeugung von Metalldämpfen und zur Dampfbeschichtungwerden allgemein behandelt in Vacuum Deposition Of Thin Films, L.Holland, 1970, Chapman und Hall, London, England.
Metalloxid oder Metallsulfid enthalteneSchichten, exemplarisch fürdie Schwarzmetallschichten nach der vorliegenden Erfindung, reichenin der Dicke von molekularen Ausmaßen bis hin zu Mikrometern.Die Zusammensetzung der Schicht lässt sich wie hier beschrieben über diegesamte Dicke leicht steuern. Die Metall-/Metalloxid- oder -sulfidschichtkann fürdie eigentliche Bilderzeugung zwischen 50 und 5000 Å dick sein, kannaber bei 15 Å,25 Å oderkleiner Bindungseigenschaften aufweisen oder aber bei 5 × 104 Å odermehr Struktureigenschaften.
Die Umwandlung zu abgestuftem Metalloxidoder Metallsulfid geschieht durch Zusatz von Sauerstoff, Schwefel,Wasserdampf oder Schwefelwasserstoff an Stellen entlang des Metalldampfstroms.Durch Zusatz dieser Gase oder Dämpfean bestimmten Stellen entlang des Dampfstrahls in der Aufdampfkammerlässt sich eineBeschichtung mit kontinuierlicher oder abgestufter Zusammensetzung (über dieDicke der Schicht) erreichen. Indem man über die Länge der Aufdampfkammer, durchdie das zu beschichtende Substrat geführt wird, eine gezielte Abstufungder Konzentration dieser reaktiven Gase oder Dämpfe aufrechterhält, wirdeine schrittweise abgestufte Zusammensetzung der Aufdampfschichterreicht (überdie gesamte Dicke), da die verschiedenen Zusammensetzungen (d. h.verschiedene Verhältnissevon Oxiden oder Sulfiden zu Metallen) in verschiedenen Bereichender Aufdampfkammer abgelagert werden. Tatsächlich lassen sich Schichtenherstellen, die an der einen Oberfläche zu 100 % aus Metall (dieOber- oder Unterseite der Aufdampfschicht) und an der anderen Oberfläche zu 100% aus Metalloxid oder -sulfid bestehen. Solche Strukturen sind besonderswünschenswert,da man bei ihnen eine sehr kohärenteDeckschicht mit hervorragender Adhäsion am Substrat erhält.
Ein zu beschichtendes Substrat wirddurch die Aufdampfkammer von einem Eintritts- zu einem Austrittsbereichgeführt.Metalldampf wird übereinen wesentlichen Teil der Kammerlänge aufgebracht; der Anteil desMetalloxids oder -sulfids, der sich zusammen mit dem Metall an denverschiedenen Punkten der Kammerlänge ablagert (oder zu 100 %als Oxid oder Sulfid), hängtvon der Menge des reaktiven Gases oder Dampfs ab, das sich in demBereich des Metalldampfstroms befindet, der am jeweiligen Punktder Kammerlängeaufgebracht wird. Wenn man zur Veranschaulichung annimmt, dass zujeder Zeit und an jedem Punkt überdie Längeder Kammer jeweils die gleiche Anzahl Metallatome aufgetragen werden(wie Metall, Oxide oder Sulfide), wird eine Abstufung in der aufgedampftenSchicht durch Variieren der Menge des Sauerstoff oder Schwefel enthaltenenreaktiven Gases oder Dampfes erreicht, der an den verschiedenenPunkten oder Bereichen entlang der Kammer mit dem Metalldampf inBerührungkommt. Durch eine schrittweise zunehmende Menge an reaktivem Gas über dieKammerlängeerhältman eine entsprechend zunehmende Abstufung der Anteile abgelagertenOxids oder Sulfids. Die Ablagerung von Metalldampf findet seltenso einheitlich wie angenommen statt; in der Praxis stellt es jedochgemäß den Verfahrender vorliegenden Erfindung kein Problem mehr dar, den Anteil anSauerstoff, Wasser, Schwefel oder Schwefelwasserstoff, die in denverschiedenen Bereichen des Metalldampfs über die Länge der Oberfläche deszu beschichtenden Substrats eingebracht werden, beim Hindurchführen desSubstrats lokal zu variieren, so dass die Oberfläche mit einer Schicht mit verschiedenenVerhältnissenvon Metall zu Metalloxid oder – sulfid über derenDicke versehen wird. Es ist wünschenswert,dass das reaktive Gas bzw. der Dampf in den Strom selbst eintrittund nicht nur in den Strom diffundiert. Letzteres führt tendenziellzu einer schlechter kontrollierbaren Verteilung der Oxide im Strom.Indem man den Eintritt des reaktiven Gases oder Dampfs durch Injizierenoder Fokussieren in den Strom selbst lenkt, lässt sich in diesem Bereichdes Stroms eine bessere Mischung erreichen.
Übergangscharakteristikensind füreinige Eigenschaften von Schwarzmetallprodukten sehr wichtig. DieBeschichtung enthältdisperse Phasen von Materialien, zum einen das Metall und zum anderendas Metalloxid oder - sulfid. Die letzteren Materialien sind häufig transparentoder durchscheinend, erstere dagegen sind opak. Durch Steuern derMenge des Partikelmetalls, welches dispergiert in der transparentenOxid- oder Sulfidphase verbleibt, lassen sich die optischen Eigenschaftender Beschichtung in weitem Umfang variieren. Es lassen sich durchscheinendeBeschichtungen in gelblichen, gelbbraunen und grauen Tönen herstellenund praktisch opaker Schwarzfilm kann aus einem einzelnen Metallhergestellt werden, indem der Prozentsatz der Umwandlung von Metallzu Oxid währendder Ablagerung der Deckschicht variiert wird.
Die thermische Stoffübertragungvon Farbstoff auf einen Trägerbei der Herstellung von Farbfilterelementen stellt eine erheblicheVerbesserung gegenüberFarbstoffübertragungdar (z. B. Sublimation). Die Farben sind haltbarer gegenüber Abrasionund Ausbleichen (wenn Pigmente verwendet werden). Das Stoffinaterialwird mit seinem eigenen Bindemittel übertragen und lässt sichauf einen größeren Bereichvon Substratmaterialien anwenden. Die übertragenen Farbstoffe benötigen keineNachbehandlung, wie es bei der Farbstoffübertragung nach dem Stand derTechnik der Fall sein kann (z. B. Patente US-A-4,965,242 und 5,073,534).
In einer bevorzugten Ausführungsformist die Farbstoffschicht eine Schicht mit einem Pigment, einem oberflächenaktivenStoff, Bindemittel und eventuell anderen Additiven. Verwendbar sindbeliebige Pigmente, bevorzugt sind jedoch solche, für die im „NPIRIRaw Materials Data Handbook\", Band 4 (Pigmente) gute Farbbeständigkeitund Transparenz verzeichnet sind. Es lassen sich entweder nicht-wässrige oderwässrigeDispersionen von Pigment in Bindemittel einsetzen. Im nicht-wässrigenFall könnenlösemittelbasiertePigmentdispersionen mit geeigneten lösemittelbasierten Bindemittelneingesetzt werden (d. h. ElvaciteTM-Acrylharze von DuPont).Häufigwird allerdings eine wässrigeDispersion von Pigment in Bindemittel bevorzugt. In diesem Fallsind die am meisten bevorzugten Pigmente bindemittelfreie wässrige Dispersionen(d. h. Aquis IITMvon Heucotech), und dieam meisten bevorzugten Bindemittel sind solche, die speziell zurAufnahme von Pigmenten entwickelt wurden (d. h. Neocryl BTTM von Zeneca Resins). Die Verwendung geeigneterBindemittel fördert dieAusbildung von scharfen, wohldefinierten Linien bei der Übertragung.Wenn die Farbstoffübertragung durcheine Lichtquelle mit hoher Leistung eingeleitet wird (d. h. Xenon-Blitzlampe),muss als Bindemittel normalerweise ein energetisches oder Gas produzierendesPolymer eingesetzt werden, wie etwa in den Patenten US-A-5,308,737und 5,278,023 offenbart.
Das Verhältnis von Pigment zu Bindemittelist typischerweise 1 : 1, kann aber von 0,25 : 1 bis 4 : 1 reichen.Zum Beschichten der Farbstoffschicht kann ein Mayer-Rakel verwendet werden.Typischerweise wird ein Rakel Nr. 4 zum Beschichten der Dispersionverwendet, die ungefähr10 Gew.-% Feststoffe enthält,um eine trockene Beschichtungsdicke von etwa 1 Mikrometer zu erhalten.Andere Kombinationen von Feststoffanteilen in der Dispersion undMayer-Rakel-Nummernlassen sich verwenden, um davon abweichende Beschichtungsdickenherzustellen. Im Allgemeinen strebt man eine trockene Beschichtungsdickevon 0,1 bis 10 Mikrometer an.
Der Begriff Übertragungshilfsschicht beziehtsich auf eine Klebeschicht, die sich als äußerste Schicht auf dem Donoroder Rezeptor befindet. Der Klebstoff dient dazu, die vollständige Übertragungdes Farbstoffs bei der Trennung des Donors vom Rezeptor nach derBilderzeugung zu fördern.Bevorzugt sind farblose, transparente Materialien, die bei Raumtemperaturnur leicht oder gar nicht klebrig sind, wie etwa DaratakTM-Haftemulsion von Hampshire Chemical Corporation.
Eine allgemeine Beschreibung vonFarbfiltern fürFlüssigkristallanzeigenist zu finden in C. C. O Mara, „Liquid Crystal Flat PanelDisplay: Manufacturing Science und Technology\", Van Norstrund Reinhold,1993 S. 70. Mehrere Herstellungsverfahren werden darin offenbart.Das am weitesten verbreitete Verfahren zur Herstellung von Farbfilternist das der Photolithographie. Ein photolithographisches Verfahrenwird erläutertin einem Artikel mit dem Titel „Color Filters from Dyed Polyimides\"von W. J. Latham und D. W. Hawley, Solid State Technology, Mai 1988.Dieser Artikel beschreibt das komplexe mehrschrittige Verfahrenbeim photolithographischen Prozess. In dieser Erfindung wird dagegenein weitaus einfacheres Verfahren zur Herstellung von Farbfilteranordnungenzur Verfügunggestellt.
Die Farbelemente können alseinfache geometrische Objekte wie Rechtecke, Quadrate oder Dreiecke geformtsein. Alternativ dazu lassen sich für bestimmte Farbfilterstrukturendie Farbelemente als Streifen ausführen. Bei einer anderen üblichenAusführungfür Farbfilterstrukturenwerden die Farbelemente in einer gegebenen Reihe in der nächsten Reiheum ein Element versetzt und in der dritten Reihe durch zwei Elemente, sodass eine diagonale Ausrichtung der Farbelemente entsteht.
Die Abmessungen der Elemente können von5–1000Mikrometer reichen. Eher typisch sind Abmessungen in der Größenordnungvon 50–300Mikrometer. Diese Abmessungen lassen sich problemlos mit Methodender Photolithographie und der Laserbelichtung erreichen.
Die für Farbfilter benutzten Farbensind normalerweise die additiven Primärfarben, d. h. Rot, Grün und Blau.Diese Primärfarbenweisen jeweils vorzugsweise eine hohe Farbreinheit und Transmissionauf sowie in Kombination miteinander einen angemessenen Weißabgleich.Die Farbfilter zeigen bei Rot, Grün und Blau vorzugsweise spektraleCharakteristiken, die im Farbton nahe bei den Standardfarben desNational Television Standards Committee (NTSC) gemäß der Farbtafelder Commission International de 1\'Eclairage (CIE) liegen. WenngleichRot, Grünund Blau die üblichstenFarben fürFilter sind, lassen sich fürspezielle Anwendungen andere Farbkombinationen verwenden. In einigenFällenist die Wiederholungssequenz in einer Reihe Rot : Grün : Blau.Bei andere Anwendungen lautet die Wiederholungssequenz in einerReihe Rot : Grün: Grün: Blau.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindungkann in relativ einfachen Schritten durchgeführt werden, was einen der wesentlichenVorteile der vorliegenden Erfindung darstellt. Zur Einleitung der Übertragungdes Farbstoffs zum Substrat kann ein Laser eingesetzt werden.
Bei der Laserbestrahlung kann eswünschenswertsein, die Bildung von Interferenzmustern durch Mehrfachreflexionenvom belichteten Material zu minimieren. Dies lässt sich durch verschiedeneVerfahren erreichen. Das üblichsteVerfahren besteht darin, die Oberfläche des Donormaterials in derGrößenordnungder einfallenden Strahlungswellenlänge effektiv aufzurauhen, wiebeschrieben im Patent US-A-5,089,372. Dadurch wird die räumlicheKohärenzder einfallenden Strahlung aufgehoben und somit die Selbstinterferenzminimiert. Alternativ dazu kann auf der zweiten Grenzfläche, aufdie die einfallende Strahlung trifft, eine Antireflexbeschichtungeingesetzt werden. Die Verwendung von Antireflexbeschichtungen istin der Fachwelt wohlbekannt und kann aus Viertelwellenlängenschichtenaus Magnesiumfluorid bestehen, wie beschrieben im Patent US-A-5,171,650.Wegen Beschränkungenhinsichtlich der Kosten und der Herstellung wird das Verfahren desAufrauhens der Oberflächebei vielen Anwendungen bevorzugt.
Bei einer Ausführungsform der vorliegendenErfindung wird eine Schwarzmatrix durch Übertragung von schwarzem Farbstoffhergestellt, wobei transparente Fenster zurückbleiben.
Eine spezielle Methode der Umsetzungdieses Aspekts der vorliegenden Erfindung würde darin bestehen, die ursprünglichenDaten, die die Fensterbereiche einer auf einer schwarz beschichtetenRezeptorfolie gebildeten Matrix definieren, zu speichern, indemjedem Fenster seine spezifischen Positionswerte zugewiesen werden.Beim Ausbringen von Farben in die Fenster kann jedes Fenster mitzugewiesenem Positionswert mit einer vorbestimmten Farbe versehenwerden. Änderungender zugewiesenen Werte (z. B. Vergrößerung des Bildbereichs für jedesFarbfenster überbestimmte Prozentwerte der Matrixlinienbreiten oder Vergrößerung vonbestimmten Abmessungen in Längeund Breite) lassen sich in die Farbbilddaten programmieren oderdazu verwenden, automatisch oder selektiv die Bildwerte zu modifizieren,um die Positionswerte füreine oder mehrere Farben zu ändernoder sogar um Farbabweichungen in verschiedenen Bereichen der Fensterzu erzeugen, falls unterschiedliche Farbintensitäten in verschiedenen Bereichendes Filters gewünschtsind.
Diese und andere Aspekte der vorliegendenErfindung werden in den folgenden, nicht einschränkenden Beispielen für die vorliegendeErfindung dargestellt.
BEISPIELEMATERIALIENEine Probe eines Toshiba-DTI-LCD-Filterswurden unter einem Mikroskop untersucht, um die ungefähren Abmessungender Schwarzmatrix und der Farbfilterelemente zu bestimmen. Zur Erzeugungvon Bildern wurde eine Datei mit diesen Abmessungen erstellt. Farbdonorfolienwurden bezogen von GTI, Laser ProofTM (Produkt-Nr.3257).
Mit Schwarzaluminium (A1Ox) beschichteter Polyester (4 mil) wurdemit einer Elektronenstrahl-Verdampfungstechnik hergestellt, wieoben mit Bezug auf das Patent US-A-4,364,995 beschrieben.
Schwarzmatrix-Vorstufe/Pigmentaufnehmendes ElementDer Klebstoff Daratac 90L (HampshireChemical Corporation) wurde mit destilliertem Wasser zu einer Lösung mit10 Gew.-% Feststoffanteil verdünntund mit einem Wickelrakel Nr. 4 entweder auf a) die nicht-aluminisierteSeite oder b) die aluminisierte Seite des mit Schwarzaluminium beschichtetenPolyesters aufgetragen und in einem Ofen 2 Minuten lang bei 60 °C getrocknet.
Herstellung einer 5%-igenLösungvon energetischem Polymer - 5% Poly BAMO/10ADPolyBAMO {poly[bis(azidomethyl)oxetan]} mit einem Molekulargewicht von 4500 Dalton, durch Gel-Permeationschromatographiebestimmt, wurde von Aerojet Corp. bezogen. Eine Suspension von 90g BAMO in 300 g Methylethylketon (MEK) wurde auf etwa 60 °C erwärmt; andiesem Punkt war eine homogene Lösungerreicht. Dieser Lösungwurden 10 g Acetylendicarboxylsäurezugefügt.Das Gemisch wurde 3 Stunden lang bei 60 °C erwärmt und dann auf Raumtemperaturabgekühlt.Die Analyse durch 13C-NMR wies auf die Bildungvon Triazol hin. Das MEK wurde verdampft, worauf eine viskose Flüssigkeitzurückblieb,die erneut gelöstwurde, und zwar in einem 50 °Cwarmen Gemisch aus 2,4 g Ethanolamin, 66 g Isopropanol und 160 g Wasser.Das Gemisch wurde analysiert, um den Feststoffanteil zu bestimmen;danach wurde es weiter mit 350 g Wasser verdünnt, was eine Lösung mit5 % Feststoffen ergab.
Herstellung von Pigment-StammlösungenHerstellung von Blaudispersion A:Ein Gefäß wurdemit 66 g deionisiertem Wasser, 26,4 g Isopropanol und 39,6 g Microlith-Blau4G-WA (Ciba-Geigy) gefüllt.Dieses Gemisch wurde mit einem Hochgeschwindigkeits-Schubmischer2 Minuten lang bei niedriger Geschwindigkeit gerührt; dann wurden 8,8 g Triethanolamin hinzugefügt, unddie Geschwindigkeit wurde für20 Minuten auf Stufe ½ erhöht. DiesemGemisch wurden 22 g deionisiertes Wasser und 8,8 g Isopropanol hinzugefügt, unddas Rührenwurde fürweitere 5 Minuten fortgesetzt. Der oben beschriebene Vorgang wurdewiederholt, um statt mit Microlith-Blau 4G-WA Dispersionen mit folgendenPigmenten herzustellen: Gelbdispersion A, Microlith-Gelb 2R-WA;Gelbdispersion B, Microlith-Gelb 3G-WA; Schwarzdispersion A, Microlith-SchwarzC-WA; Violettdispersion A, Microlith-Violett RL-WA; Rotdispersion A, Microlith-RotRBS-WA.
Herstellung von bindemittelfreienPigment-StammlösungenBindemittelfreie wässrige Dispersionenmit rotem, grünemund blauem Pigment wurden unter dem Handelsnamen Aquis II von Heucotech,Ltd. bezogen (jeweils QA-Magenta RW-3116, Phthalo-Grün GW-3450 undPhthalo-Blau GBW-3570). Die Dispersionen wurden mit destilliertemWasser zu Lösungenmit 10 Gew. % Feststoffanteil verdünnt und für zehn Minuten auf einem Schütteltischbewegt, um Stammlösungenzu erhalten.
Herstellung von Stammlösungen mitenergetischem PolymerEine Stammlösung mit den folgenden Inhaltsstoffenwurde hergestellt: 0,9 g deionisiertes Wasser, 0,15 g 5% FluoradTM FC 170Cin 1 : 1 (Propanol : Wasser), 13g 5% BAMO/10AD, 2,0 g Dispersion Hycar 26106 (B. F. Goodrich).
Herstellung von Vancryl-StammlösungEine Stammlösung mit den folgenden Inhaltsstoffenwurde hergestellt: 14 g Wasser, 0,15 g 5% FluoradTM FC 170Cin 1: 1 (Propanol : Wasser), 2,0 g Vancryl 600 (ein wässrigerLatex-Vinylchlorid-Ethylen-Klebstoff von Air Products).
Herstellung von Neocryl-StammlösungNeocryl BT-24 (45 Gew.-% Feststoffe,Emulsion in Wasser, Zeneca Resins) wurde mit destilliertem Wasserauf 20 Gew.-% Feststoffe verdünntund dann mit wässrigemAmmoniak auf pH 8,0 neutralisiert.
Herstellung einer Lösung mitoberflächenaktivemStoffDer oberflächenaktive Stoff 3M FC-170Cwurde mit Wasser/Isopropanol 1 : 1 auf 5 Gew.-% Feststoffe verdünnt.
Herstellung von Beschichtungslösungen mitPigment/energetischem PolymerDie Beschichtungslösungen mitPigment/energetischem Polymer wurden gemäß den folgenden Formulierungenhergestellt:
Blaue Beschichtungslösung: Stammlösung mitenergetischem Polymer (3 g), 0,55 g Blaudispersion A, 0,55 g GelbdispersionA, 1 g Wasser und 5 Tropfen einer 10%-igen wässrigen Ammoniumnitratlösung.
Grüne Beschichtungslösung: Stammlösung mitenergetischem Polymer (3 g), 0,31 g Violettdispersion A, 0,8 g BlaudispersionA und 4 Tropfen einer 10%-igen wässrigenAmmoniumnitratlösung.
RoteBeschichtungslösung:Stammlösungmit energetischem Polymer (3 g), 0,83 g Rotdispersion A, 0,27 g GelbdispersionA und 4 Tropfen einer 10%-igen wässrigenAmmoniumnitratlösung.
SchwarzeBeschichtungslösung:Stammlösungmit energetischem Polymer (4 g), 1,1 g Schwarzdispersion A und 4Tropfen einer 10%-igen wässrigenAmmoniumnitratlösung.
Cyan-Beschichtungslösung: Stammlösung mitenergetischem Polymer (4 g), 1,1 g Blaudispersion A und 4 Tropfeneiner 10%-igen wässrigenAmmoniumnitratlösung.
Magenta-Beschichtungslösung: Stammlösung mitenergetischem Polymer (4 g), 0,83 g Rotdispersion A und 4 Tropfeneiner 10%-igen wässrigenAmmoniumnitratlösung.
GelbeBeschichtungslösung:Stammlösungmit energetischem Polymer (4 g), 0,55 g Gelbdispersion A, 0,55 g GelbdispersionB und 4 Tropfen einer 10%-igen wässrigenAmmoniumnitratlösung.
Die Beschichtungslösungen mitPigment/Vancryl wurden gemäß den folgendenFormulierungen hergestellt:
Blaue Beschichtungslösung: Vancryl-Stammlösung (3g), 300 mg Violettdispersion A, 800 mg Blaudispersion A und 1 gWasser.
GrüneBeschichtungslösung:Vancryl-Stammlösung(3 g), 550 mg Blaudispersion A und 550 mg Gelbdispersion A.
RoteBeschichtungslösung:Vancryl-Stammlösung(3 g), 550 mg Gelbdispersion B und 800 mg Rotdispersion A.
SchwarzeBeschichtungslösung:Vancryl-Stammlösung(3 g), 1 g Schwarzdispersion A und 1 g Wasser.
Alle folgenden Beschichtungslösungen wurdendurch Mischen der aufgeführtenBestandteile und anschließendes10-minütigesBewegen auf einem Schütteltischhergestellt:
Rote Beschichtungslösung: Neocryl-Stammlösung (0,5g), 1 g Stammlösungmit bindemittelfreiem rotem Pigment, 220 mg Lösung mit oberflächenaktivemStoff und 2,5 g Wasser.
Grüne Beschichtungslösung: Neocryl-Stammlösung (0,75g), 2 g Stammlösungmit bindemittelfreiem grünemPigment, 220 mg Lösungmit oberflächenaktivemStoff und 1,25 g Wasser.
Blaue Beschichtungslösung: Neocryl-Stammlösung (0,5g), 1 g Stammlösungmit bindemittelfreiem blauem Pigment, 220 mg Lösung mit oberflächenaktivemStoff und 2,5 g Wasser.
Herstellung von Farbdonorelementen(oder Folien)Die oben beschriebenen Beschichtungslösungen wurdenauf die Schwarzaluminiumschicht (optische Gesamtdichte = 1,0) desmit Schwarzaluminium beschichteten Polyesters aufgetragen. Die Beschichtungslösungen mitenergetischem Polymer wurden mit einem drahtgewickelten Mayer-RakelNr. 5 aufgetragen, ausgenommen die blaue Beschichtungslösung, diemit einem drahtgewickelten Mayer-Rakel Nr. 4 aufgetragen wurde.Sämtlicheauf Vancryl und Neocryl basierenden Beschichtungslösungen wurdenmit einem drahtgewickelten Mayer-Rakel Nr. 4 aufgetragen. Die Beschichtungenwurden für2 Minuten bei 60°Cgetrocknet.
Die besten Ergebnisse wurden erzielt,wenn eine Antireflexschicht auf die nichtaluminisierte Seite der Polyesterschichtaufgetragen war. Diese Schicht verminderten einen optischen Interferenzeffekt,der zu einem unregelmäßigen Maserungsmusterführte.Geeignete Antireflexschichten (beschrieben als Mattierungsbeschichtungenaus Kieselerde im Patent US-A-5,089,372, Beispiel 1) wurden aufdie nicht-aluminisierte Seite des Polyestersubstrats aufgetragen.
Herstellung des Daratak/PET-RezeptorsDaratak 90L (Hampshire Chemical Company)wurde durch allmählichesHinzufügenvon destilliertem Wasser auf 10 Gew.-% Feststoffe verdünnt. Große Partikelwurden durch Zentrifugieren entfernt (30 Sekunden bei 10.000 U/min).Die Lösungwurde auf flaches PET von 4 mil mit einem Mayer-Rakel Nr. 4 aufgetragenund dann 2 Minuten bei 60 °Cgetrocknet.
INSTRUMENTELLEAUSSTATTUNGZwei Arten von Laserscannern wurdenverwendet: ein Scanner mit interner Trommel, geeignet zum Belichtenflexibler Substrate, und ein Flachbettsystem, das sich sowohl für flexibleals auch fürstarre Substrate eignet.
System mit interner TrommelBelichtet wurde mit einem Nd : YAG-Laser,und zwar bei 1,06 Mikrometer in der TEM00-Mode,fokussiert auf einen Fleck von 26 Mikrometer (1/e2),bei 3,4 W einfallender Strahlungsleistung in der Bildebene. Die Laserscanratebetrug 128 m/s. Die Bilddaten wurden von einem Massenspeichersystem übertragenund einem akustooptischen Modulator zugeführt, der den Laser diesen Datenentsprechend modulierte. Die Bildebene bestand aus einer 135°-Wickeltrommel,die senkrecht zur Laserscanrichtung synchron verschoben wurde.
Das Substrat war beim Belichten derFensterelemente und der Farbfilterelemente fest mit der Trommel verbunden.Die erforderliche Trennung der fertigen Schwarzmatrix-/Farbfilterelementewurde durch präzises Positionierender gescannten Laserpunkte erreicht. Der Donor und der Rezeptorwurden senkrecht zur Laserscanrichtung bei konstanter Geschwindigkeitverschoben; dazu wurde eine Präzisionsverschiebetischverwendet.
FlachbettsystemMit einem galvonometrischen Flachbettscannerwurde der fokussierte Laserstrahl eines Nd : YAG-Lasers (1064 nm) über eineBildebene gescannt. Auf der Bildebene befand sich ein Vakuumtisch,der in einem motorisch angetriebenen Tisch montiert war, so dassdas Material quer zur Scanrichtung verschoben werden konnte. DieLaserleistung auf der Folienebene betrug 3 W, die Fleckgröße war 100Mikrometer (1/e2-Breite). Die lineare Scangeschwindigkeitbei den angeführtenBeispielen war 600 cm/s. Poliertes Glas (Körnung Nr. 7059F) wurde aufdem Vakuumtisch befestigt und diente als aufnehmendes Substrat.Eine Donorfolie wurde in Vakuumkontakt auf das Glas gelegt und mitdem Laser belichtet. In den belichteten Bereichen wurden farbigeStreifen gleicher Abmessungen 0100 Mikrometer) auf das Glas übertragen.
In den Beispielen 1–3 wirddie Herstellung einer integralen Schwarzmatrix-/Farbfilteranordnung beschrieben.
Beispiel 1Die Schwarzmatrix-Vorstufe/Farbrezeptorfolie(Anordnung a) wurde auf einer gebogenen Brennebenenoberfläche positioniert(interne Trommel), wobei die Schwarzaluminiumschicht zur Trommelhin lag. Diese Folie wurde belichtet, so dass eine Reihe von Fensternund demgemäß ein Schwarzmatrix-/Farbrezeptorelemententstand. Ohne das Rezeptorelement relativ zur Trommel zu bewegen,wurde eine Donorfolie mit Farbe und energetischem Polymer, wie obenbeschrieben, überdie Schwarzmatrix-/Farbrezeptorfolie gelegt, so dass die Farbrezeptorfolieund die Farbdonorfolie in engem Kontakt standen. Dieser Kontaktwurde durch Anwendung von Vakuum gefördert. Diese Anordnung wurdebelichtet, und danach wurde die Farbdonorfolie von der Schwarzmatrix-/Farbrezeptorfoliein der Richtung des Laserscans abgezogen, ohne die Rezeptorfolierelativ zur Trommel zu bewegen. Dieser Vorgang wurde für die anderenFarben wiederholt, um so ein Schwarzmatrix-/Farbfilterelement herzustellen.Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn WD-40 (WD-40 Company), einEindringschmiermittel, auf die Schwarzaluminiumseite des Filtersgerieben wurde, um Restmetall von den laserbelichteten Fensterelementenzu entfernen. Dieses Verfahren zur Partikelentfernung ist offenbartin EP-A-O 673 785 (gleichzeitig schwebende US-Patentanmeldung Ser.-Nr.08/217,358).
Beispiel 2Eine mit Schwarzaluminium beschichtetePolyesterfolie ohne Klebstoffschicht wurde auf einer gewölbten Brennebenenoberfläche (interneTrommel) mit der Schwarzaluminiumschicht von der Trommel weg weisendpositioniert. Diese Folie wurde belichtet, so dass eine Reihe vonFenstern und demgemäß ein Schwarzmatrix-/Farbrezeptorelemententstand. Eine Donorfolie mit Farbe und energetischem Polymer, wieoben beschrieben, wurde überdie Schwarzmatrix-/Farbrezeptorfoliegelegt, so dass die Farbrezeptorfolie und die Farbdonorfolie inengem Kontakt standen. Dieser Kontakt wurde durch Anwendung vonVakuum gefördert.Die Anordnung wurde belichtet, und danach wurde die Farbdonorfolievon der Schwarzmatrix-/Farbrezeptorfolie in der Richtung des Laserscansabgezogen. Dieser Vorgang wurde für die anderen Farben wiederholt,um so ein Schwarzmatrix-/Farbfilterelement herzustellen.
Beispiel 3Eine mit Schwarzaluminium beschichtetePolyesterfolie ohne Klebeschicht wurde auf einer gewölbten Brennebenenoberfläche (interneTrommel) mit der Schwarzaluminiumschicht von der Trommel weg weisend positioniert.Diese Folie wurde belichtet, so dass eine Reihe von Fenstern unddemgemäß ein Schwarzmatrix-/Farbrezeptorelemententstand. Eine GTI-Farbdonorfolie wurde dann über die Schwarzmatrix-/Farbrezeptorfoliegelegt, so dass die Farbrezeptorfolie und die Farbdonorfolie inengem Kontakt standen. Dieser Kontakt wurde durch Anwendung vonVakuum gefördert.Die Anordnung wurde belichtet, und danach wurde die Farbdonorfolievon der Schwarzmatrix-/Farbrezeptorfoliein der Richtung des Laserscans abgezogen. Dieser Vorgang wurde für die anderenFarben wiederholt, um so ein Schwarzmatrix-/Farbfilterelement herzustellen. Es wurdedavon ausgegangen, dass sich die GTI-Farbdonorfolie in zwei wichtigen Eigenschaftenvon den Farbdonorelementen mit energetischem Polymer der vorangehendenBeispiele unterscheidet. Die GTI-Farbschicht schieneine dünnemetallische Aluminiumschicht anstelle einer Schwarzaluminiumschichtaufzuweisen, und zweitens schien die GTI-Farbstoffschicht einen Infrarot absorbierendenFarbstoff zu enthalten.
In den Beispielen 4–6 ist dieBildung von Farbfilterelementen ohne Schwarzmatrix dargelegt. Indiesen Fällenwar das Rezeptorsubstrat nicht mit Schwarzaluminium beschichteterPolyester, sondern ein Polyester mit Klebebeschichtung (Daratak90L). In ähnlicherWeise könnteeine Schwarzmatrix als Rezeptorelement verwendet werden. Beispiel6 zeigt die Übertragungvon Farbstoff ohne Bindemittel mit energetischem Polymer.
Beispiel 4Wie Beispiel 3, mit dem Unterschied,dass GTI-Donorfolien mit einer mit Daratak 90L beschichteten Polyester-Farbrezeptorfolieanstelle einer Schwarzmatrix-/Farbrezeptorfoliezur Herstellung eines Farbfilterelements verwendet wurden.
Beispiel 5Wie Beispiel 4, mit dem Unterschied,dass Farbdonorfolien mit energetischem Polymer anstelle von GTI-Donorfolienzur Herstellung eines Farbfilterelements verwendet wurden.
Beispiel 6Wie Beispiel 4, mit dem Unterschied,dass Farbdonorfolien mit Vancryl (rot, grün und blau) anstelle von GTI-Donorfolienzur Herstellung eines Farbfilterelements verwendet wurden.
In den Beispielen 7–13 istdie Verwendung von Glas als Rezeptorsubstrat dargestellt. DieseExperimente wurden mit dem Flachbett-Lasersystem durchgeführt. Wenngleichdiese Beispiele die Herstellung von Farbfilterelementen ohne Schwarzmatrixzeigen, ließesich in ähnlicherWeise auch eine Schwarzmatrix als Rezeptorelement verwenden. Einwichtiger Aspekt dieser Beispiele ist die direkte Übertragungauf das Glassubstrat, ohne dass eine Rezeptorschicht notwendig ist,etwa eine mit Daratak.
Beispiel 7Die GTI-Farbdonoren (gelb, cyan)wurden nacheinander auf Glas übertragenund bildeten dort Farbstreifen; danach wurde der GTI-Farbdonor (schwarz)zur Erzeugung der Schwarzmatrix übertragen,woraus sich ein Schwarzmatrix-/Farbfilterelementergab.
Beispiel 8Der GTI-Farbdonor (schwarz) wurdezur Erzeugung einer Schwarzmatrix auf Glas übertragen. Donorfolien mitenergetischem Polymer (cyan und gelb) wurden nacheinander auf dieSchwarzmatrix übertragen, woraussich ein Schwarzmatrix-/Farbfilterelementergab.
Beispiel 9Eine Schwarzdonorfolie mit energetischemPolymer wurde zur Erzeugung einer Schwarzmatrix auf Glas übertragen.Donorfolien mit energetischem Polymer (rot, grün und blau) wurden nacheinanderstreifenweise auf die Schwarzmatrix übertragen, woraus sich einSchwarzmatrix-/Farbfilterelement ergab.
In den Beispielen 10–13 istdie Farbstoffübertragungohne Bindemittel mit energetischem Polymer dargestellt. Diese Experimentewurden mit dem Flachbett-Lasersystem durchgeführt.
Beispiel 10Die Farbdonorfolie mit Vancryl (rot)wurde zur Erzeugung von Farbstreifen direkt auf Glas übertragen.
Beispiel 11Die Farbdonorfolie mit Vancryl (grün) wurdezur Erzeugung von Farbstreifen direkt auf Glas übertragen.
Beispiel 12Die Farbdonorfolie mit Vancryl (schwarz)wurde zur Erzeugung von Farbstreifen direkt auf Glas übertragen.
Beispiel 13Die Farbdonorfolie mit Vancryl (blau)wurde zur Erzeugung von Farbstreifen direkt auf Glas übertragen.
Beispiel 14Die Farbdonorfolien mit Neocryl (rot,grün undblau) wurden mit dem Lasersystem mit interner Trommel nacheinanderauf eine Daratak/PET-Rezeptorfolie übertragenund bildeten dort fürein Farbfilterelement Farbflecken von ungefähr 100 × 300 Mikrometer.
Beispiel 15Die Schwarzmatrix-Vorstufe/Farbrezeptorfolie(Anordnung b) wurde auf einer gewölbten Brennebenenoberfläche positioniert(interne Trommel), wobei die Daratak-/Schwarzaluminiumschicht vonder Trommel weg wies. Diese Folie wurde belichtet und so durch Transparentierendes Schwarzaluminiums bei Intaktbleiben der Daratak-Schicht eineReihe von Fenstern erzeugt, woraus sich ein Schwarzmatrix-/Farbrezeptorelementergab. Ohne das Rezeptorelement relativ zur Trommel zu bewegen,wurde eine Farbfolie mit Neocryl (rot), wie oben beschrieben, über dieSchwarzmatrix-/Farbrezeptorfolie gelegt, so dass die Farbrezeptorfolie unddie Farbdonorfolie in engem Kontakt standen. Dieser Kontakt wurdedurch Anwendung von Vakuum gefördert.Die Anordnung wurde belichtet, und danach wurde die Farbdonorfolievon der Schwarzmatrix-/Farbrezeptorfoliein der Richtung des Laserscans abgezogen, ohne die Rezeptorfolierelativ zur Trommel zu bewegen. Dieser Vorgang wurde für die anderenFarben (grünund blau) wiederholt, um so ein Schwarzmatrix-/Farbfilterelement herzustellen.
Beispiel 16LösemittelhaltigeBeschichtungslösungenwurden gemäß den Formulierungenin Tabelle 1 hergestellt. Eine Lösungmit 10 Gew.-% Farbstoff wurde durch Auflösen von 4-Tricyanovinyl-N,N-Dibutylanilin(hergestellt mit Verfahren analog denen aus dem Artikel von McKusicket. al., J. Amer. Chem. Soc., 80, 1958, 2806–15) in MEK hergestellt. EineLösungmit 10 Gew.-% Bindemittel wurden durch Auflösen von PMMA (75,000 MW Polymethylmethacrylatvon Polysciences) in MEK hergestellt. Die Lösungen wurden mit einem Mayer-RakelNr. 5 auf das Schwarzaluminiumsubstrat (optische Gesamtdichte =0,9) aufgetragen. Die Lösungenwurden für5 Minuten bei 55 °Cgetrocknet und dann belichtet. Der Magenta-Farbstoff kristallisierteim aufgebrachten Film bei einem Farbstoff/Bindemittel-Verhältnis von1 oder darüber(40D–H),wie sich durch Abnahme der Transparenz und Doppelbrechung zeigte(beobachtet mit gekreuzten Polarisatoren in einem optischen Mikroskop).Der kristalline Magenta-Farbstoff hatte einen viel stärkeren Rot-Tonals der gelösteFarbstoff. TABELLE1
Die Belichtung wurde mit einem Flachfeldbelichtungsgerät mit Nd: YAG-Laser (TEM00-Mode) und linearem Galvanometerdurchgeführt.Die Parameter waren: Fleckgröße 85 Mikrometer,7,2 W auf der Folienebene, lineare Scangeschwindigkeit 6 m/s. DerRezeptor bestand aus einem unbeschichteten Mikroskopierobjektglas.
Der Zustand des Farbstoffs auf dementsprechenden belichteten Glasrezeptor war der gleiche wie der desFarbstoffs auf dem Donor. Es wurden Beschichtungen mit Farbstoff/Bindemittel-Verhältnissenvon kleiner als 1 belichtet, um einheitliche Filme mit gelöstem Farbstoffzu erhalten. Jene mit Verhältnissengrößer alsoder gleich 1 ergaben Filme mit kristallinem Farbstoff. Die Adhäsion allerFarbstoffe zur Glasoberflächewar gut bis hervorragend – selbstbei solchen ohne Bindemittel.
Alle übertragenen Proben erschienen „überhitzt\",da die Bindemittel Blasenbildung wie nach einem thermischen Schockaufwiesen. In manchen Fällen,wie bei 40A, erhitzte sich ein kleiner Teil des Farbstoffs offenbar über denSchmelzpunkt hinaus, geriet ins Fließen und rekristallierte außerhalbder Begrenzung des Bindemittels. Dies deutete auf eine Erwärmung nachder Belichtung und auf eine zu niedrige Scangeschwindigkeit hin,war also vermutlich ein von der LITI-Übertragung unabhängiger Effekt.
Beispiel 17WässrigeBeschichtungslösungenwurden gemäß den Formulierungenin Tabelle 2 hergestellt. Eine Lösungmit 10 Gew.-% Farbstoff wurden durch Auflösen von Kupfer(II) phthalocyanintetrasulfonsäure-Tetranatriumsalz(Kodak) in Wasser hergestellt. Eine Lösung mit 10 Gew.-% Bindemittelwurden durch Auflösenvon Neocryl BT-8TM (Zeneca Resins) in Wasserhergestellt, daraufhin mit wässrigemAmmoniak auf pH 8 neutralisiert. Die Lösungen wurden mit einem Mayer-RakelNr. 5 auf das Schwarzaluminiumsubstrat (optische Gesamtdichte =0,9) aufgetragen. Die Lösungenwurden für5 Minuten bei 55 °Cgetrocknet und dann belichtet. Der Farbstoff kristallisierte imaufgebrachten Film bei einem Farbstoff/Bindemittel-Verhältnis von1 oder darüber(40N–S),wie sich durch Abnahme der Transparenz und Doppelbrechung zeigte(beobachtet mit gekreuzten Polarisatoren in einem optischen Mikroskop). TABELLE2
Das Belichten erfolgt wie für Beispiel16 beschrieben. Der Zustand des Farbstoffs auf dem belichteten Glasrezeptorwar der gleiche wie der des Farbstoffs auf dem entsprechenden Donor.Es wurden Beschichtungen mit Farbstoff/Bindemittel-Verhältnissenvon kleiner als 1 belichtet, um einheitliche Filme mit gelöstem Farbstoffzu erhalten. Beschichtungen mit Verhältnissen größer als oder gleich 1 ergabenFilme mit kristallinem Farbstoff. Die Adhäsion aller Farbstoffe zur Glasoberfläche wargut bis hervorragend. Dieses Beispiel zeigt, wie wirkungsvoll die Übertragungeines ionischen Farbstoffs in einem ionischen Bindemittel bei derHerstellung von Farbfilterelementen ist.
Beispiel 18 (nicht in denAnsprüchenenthalten)Eine Opferschicht wurde wie folgthergestellt. Ein Gemisch von 10 Gew.-% der in Tabelle 3 aufgeführten Bestandteilein Wasser wurde bei ∼70 °C hergestellt. TABELLE3Bestandteil(Hersteller)GewichtsanteilChlorowax70 (Diamond Shamrock, Cleveland, OH)1,25Shellwax700 (Shell Chemical Co., Houston, TX)1,67AcryloidB82 (Rohm Haas,Philadelphia, PA)0,10Carnaubawachs(Frank B. Ross Co., Jersey City, NJ)2,50SynthetischesCandelilla (Frank B. Ross Co., Jersey City, NJ)1,00StaybeliteEster 10 (Hercules Inc., Wilmington, DE)0,05Elvax210 (E.I. DuPont, Wilmington, DE)0,60
Eine kleine Menge (2–5 % aufden Feststoffanteil der Lösung)Aufladungsmittel OLGA 1200 (Chevron Chemical Co., Rolling Meadows,I11.) wurde dem Gemisch zugefügt.Die Lösungwurde dann unter schneller Bewegung wieder auf Raumtemperatur gebracht,und es ergab sich eine stabile Emulsion.
Die Emulsion wurden mit einem Mayer-RakelNr. 10 auf 6-Mikrometer-PET aufgetragen und in einem Ofen für 1 Minutebei 80 °Cgetrocknet, um eine thermoplastische, nicht-IR-absorbierende Beschichtungzu erhalten. Der Film wurde dann bei 230 °F auf Schwarzaluminium laminiert.Eine reflektive Maske wurde mit dem Substrat in Kontakt gebrachtund wie oben beschrieben belichtet. Nach dem Laserbelichten unddem Entfernen der Maske wurde das 6-Mikrometer-PET mit der thermoplastischenBeschichtung von dem Schwarzaluminiumfilm abgezogen. Es ergab sicheine exakte Wiedergabe des Originalbilds, und auf der Oberfläche warenkeine Restpartikel zu erkennen.
Beispiel 19LösungsmittelhaltigesPigmentmahlgut wurde gemäß den Formulierungen(in Gramm) in Tabelle 4 hergestellt: TABELLE4
Die in den Mahlguten GS Yel, RS Mag,BS Mag, GS Cyan und RS Cyan verwendeten Pigmente waren jeweils HoechstCelanese GG-1100, Sun 234–0077,Hoechst Celanese 13–7019,Sun 249–0592und Sun 248–0165.Joncryl war Joncryl 690 von Johnson Wax, Butvar war Butvar B-98von Monsanto und Dis. 161 war Disperbyk 161 von Byk Chemie. Alleswaren Lösungenmit 25% Feststoffanteil in MEK/1-Methoxy-2-propanol 1 : 3.
Die blauen, grünen und roten Farbdonorbeschichtungenwurden aus den obigen Mahlguten wie folgt formuliert:
Blau:1,6 g RS Cyan, 0,4 g BS Magenta, 0,75 g MEK
Grün: 0,4 gGS Cyan, 0,7 g GS Yellow, 0,5 g MEK
Rot: 1,7 g RS Magenta,0,3 g GS Yellow, 1,0 g MEK
Die oben genannten Bestandteile wurdenzusammengegeben und für10 Minuten auf einem Schütteltischbewegt. Die Formulierungen wurden mit einem Mayer-Rakel Nr. 4 auf Schwarzaluminiumaufgetragen und für2 Minuten bei 60 °Cgetrocknet.
Zur Herstellung einer Rezeptorbeschichtungslösung wurden9,0 g Wasser unter Umrührenlangsam 2,0 g Daratak 90L (W. R. Grace Co.) zugefügt und dasGemisch zehn Minuten lang gerührt.Die Lösungwurde auf klares PET aufgebracht und wie oben beschrieben getrocknet,um eine Rezeptorfolie zu erhalten.
Die blauen, grünen und roten Farbdonoren wurdenauf dem System mit interner Trommel bei 64 m/s gegen die Rezeptorfoliebelichtet, so dass die so erzeugten Farbflecken eine Farbfiltermatrixergaben.
Beispiel 20Eine bindemittelfreie rote Pigmentstammlösung wurdedurch Verdünneneines 1 : 1-Gemisches nach Gewicht von bindemittelfreien wässrigenRotpigmentdispersionen der Marke Aquis II (PR-224 und PR-179 von Heucotech,Ltd) mit destilliertem Wasser auf 10 Gew.-% Feststoffanteil undanschließendem10-minütigem Schütteln aufeinem Schütteltischhergestellt. Bindemittelfreie grüneund blaue Pigmentstammlösungenwurden wie zuvor beschrieben hergestellt.
Neocryl BT-8 (40 Gew.-% Feststoffanteil,Acrylatpolymer-Emulsion in Wasser, Zeneca Resins) wurde mit destilliertemWasser auf 20 Gew.-% Feststoffanteil verdünnt und dann mit wässrigemAmmoniak auf pH 8,0 neutralisiert.
Pigment/Neocryl-Beschichtungslösungen wurdendurch Mischen der aufgeführtenBestandteile und anschließendes10-minütigesBewegen auf einem Schütteltischhergestellt.
Rote Beschichtungslösung: Neocryl-Stammlösung (0,75g), 1,5 g Stammlösungmit bindemittelfreiem rotem Pigment, 5 Tropfen einer Lösung mitoberflächenaktivemStoff und 1,5 g Wasser.
Grüne Beschichtungslösung: Neocryl-Stammlösung (0,75g}, 2 g Stammlösungmit bindemittelfreiem grünemPigment, 5 Tropfen einer Lösungmit oberflächenaktivemStoff und 1,0 g Wasser.
Blaue Beschichtungslösung: Neocryl-Stammlösung (1,0g), 2 g Stammlösungmit bindemittelfreiem blauem Pigment, 10 Tropfen einer Lösung mitoberflächenaktivemStoff und 4,0 g Wasser.
Farbdonorelemente wurden hergestelltdurch Auftragen der oben beschriebenen Pigment/Neocryl-Beschichtungslösungen miteinem drahtgewickeltem Mayer-RakelNr. 4 auf die Schwarzaluminiumschicht (optische Gesamtdichte = 1,0)des mit Schwarzaluminium beschichteten Polyesters. Die Beschichtungenwurden für2 Minuten bei 60 °Cgetrocknet. Daratak 90L (Hampshire Chemical Company) wurde durchlangsames Hinzufügenvon destilliertem Wasser auf 10 Gew.-% Feststoffanteil verdünnt. Große Partikelwurden durch Zentrifugieren entfernt (30 Sekunden bei 10.000 U/min).Die Lösungwurde auf das Farbdonorelement mit einem Mayer-Rakel Nr. 4 aufgetragenund dann 2 Minuten bei 60 °Cgetrocknet.
Als Rezeptor wurde die mit Indium-Zinn-Oxid(ITO) beschichtete Oberflächeeiner 50 Mikrometer starken Polyesterfolie verwendet (Altair-0-80-8-G-2mil, Southwall Technologies, Palo Alto, Calif.).
Die blauen, grünen und roten Farbdonoren wurdenauf dem System mit interner Trommel bei 64 m/s gegen die Rezeptorfoliebelichtet, wo Farbflecken von 100 × 300 Mikrometer erzeugt wurdenund auf dem ITO-beschichteten Rezeptor eine Farbfiltermatrix bildeten.
Die Herstellung von polymerdispergiertenFlüssigkristallfilmenist beschrieben im gleichzeitig schwebenden Patent US-A-5,641,426,eingereicht am 29. April 1994, und EP-A-O 566 683 (US-Patentanmeldung Ser.-Nr.08/121,964, eingereicht am 15. Sept. 1993). Ein polymerdispergierterFlüssigkristallfilm(PDLC) wurde hergestellt durch Aufbringen von ungefähr 1 Grammeiner Lösungmit 55 Gew.-% des Flüssigkristallmaterials BL036(EM Industries, Inc., Hawthorne, N.Y.) und 45 Gew.-% einer Lösung mit2,5 Gew.-% Esacure KB 1 (Sartomer, Exton, Pa.), 45,0 Gew.-% Isooctylacrylat,20,0 Gew.-% aliphatisches Allylurethan 9460 (Monomer Polymer undDajac, Trevose, Pa.), 20,0 Gew.-% 2-Phenoxyethylacrylat (Sartomer, Exton,Pa.) und 12,5 Gew.-% Uralac 3004–102 (DSM Resin, Inc., Elgin,I11.) auf die sich bewegende, mit Indium-Zinn-Oxid (ITO) beschichteteOberflächeeiner 50 Mikrometer starken Polyesterfolie (Altair-0-80-B-G-2 mil, SouthwallTechnologies, Palo Alto, Calif.) kurz vor der Walzenöffnung einesBeschichters, der dem in dem oben erwähnten Patent EP-A-0 566 683 (US-PatentanmeldungSer.-Nr. 08/121,964) beschriebenen ähnlich ist, aber so modifiziert wurde,dass Kühlflüssigkeitvon 27 °Cdurch die Walzen zirkulieren kann. An den Walzen, die auf die Produktioneiner etwa 17 Mikrometer dicken PDLC-Schicht eingestellt waren,wurde eine zweite mit ITO beschichtete, 50 Mikrometer starke Polyesterfoliezugeführt,so dass die beiden mit ITO beschichteten Oberflächen einander zugewandt laminiertwurden. Das Laminat wurde dann in einen Aushärtbereich gebracht, wo es ungefähr 3 Minutenlang bei etwa 24 °Cmit langwelligem Ultraviolettlicht einer Intensität von ca.1,5 mW/cm2 bestrahlt wurde; dieser Wertwurde mit einem UVIBRITE-Messgerät bestimmt,Modellnummer UBM365MO, Hersteller Electronics Instrumentation undTechnology, Inc., Sterling, Va., das speziell zur Anzeige der absolutenIntensität kalibriertist.
Eine der mit ITO beschichteten PET-Folienwurde von der oben beschriebenen Anordnung delaminiert; so ergabsich eine PET/ITO/PDLC-Folienstruktur. Die PDLC-Seite dieser Folienanordnungwurde gegen das Farbfilterelement gedrückt, das auf der mit ITO beschichtetenPET-Basis hergestellt wurde. Dies ergab ein funktionsfähiges Flüssigkristallanzeigegerät, welchesdas Farbfilterelement beinhaltete. Wenn am Flüssigkristallanzeigegerät ein Potentialvon 20 bis 30 Volt angelegt wurde, nachdem die zwei ITO-Schichtenmit elektrischen Anschlüssenversehen worden waren, wurde das Flüssigkristallgerät transparent,und das Licht einer Hintergrundbeleuchtung von einem Tageslichtprojektorwurde durch die roten, grünenund blauen Flecken des Farbfilterelements transmittiert. Beim Entfernendes angelegten Potentials wurde das Flüssigkristallgerät lichtundurchlässig, undLicht wurde nicht längerdurch das Farbfilterelement transmittiert.
Eine transparente, elektrisch leitfähige Schichtist eine einheitliche oder strukturierte Schicht mit einer durchschnittlichenoptischen Dichte im Bereich 400–700nm des elektromagnetischen Spektrums von weniger als 0,2, vorzugsweiseweniger als 0,1, und noch stärkerbevorzugt weniger als 0,05 sowie einem Widerstand von weniger als1000 Ohm/Square, vorzugsweise weniger als 100 Ohm/Square, und nochstärkerbevorzugt weniger als 15 Ohm/Square. Geeignet sind hierfür leitfähige Polymereund dünneMetallschichten.
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