DE4443780A1

DE4443780A1 - Lichtabschirmende, lichtempfindliche Zusammensetzung und diese umfassendes lichtempfindliches Übertragungsmaterial

Info

Publication number: DE4443780A1
Application number: DE4443780A
Authority: DE
Inventors: Morimasa Sato; Masayuki Iwasaki; Haruhiko Yoshino
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1995-06-14
Also published as: US5622794A; JPH07159991A; JP3195480B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzzusammensetzung, die einen lichtabschir menden Film mit hoher optischer Dichte bilden kann, ein lichtabschirmendes lichtempfindliches Übertragungsmaterial und ein Verfahren zur Bildung eines lichtabschirmenden Filmes unter Verwendung der Harzzusammensetzung und des Übertragungs materials. Insbesondere eignen sich die lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzzusammensetzung, das entsprechende lichtempfindliche Übertragungsmaterial und das Verfahren zur Bildung eines lichtempfindlichen Filmes der vorliegenden Erfindung gut zur Herstellung von Farbfiltern durch Selbstaus richtungs-Belichtung.

Für die Herstellung von Farbfiltern durch herkömmliche Mittel werden beispielsweise schwarze Matrices zwischen roten (R), grünen (G) und blauen (B) Pixeln gebildet, um deren Anzeige kontrast zu verbessern. Solche bekannten Mittel umfassen beispielsweise ein Verfahren zur Bildung eines Filmes aus Metall wie beispielsweise Chrom, um schwarze Matrices zu erhalten, und ein Verfahren, bei dem ein lichtempfindliches Harz, das eine Dispersion eines lichtabschirmenden Pigments oder dergleichen enthält, verwendet wird. Gemäß diesen Verfahren werden die R-, G- und B-Pixel so angeordnet, daß sie die schwarzen Matrices teilweise überlappen, um die Bildung von beispielsweise durch schlechte Ausrichtung verursachten transparenten Teilen zu verhindern.

Um schwarze Matrices auf einem Film aus Metall wie beispiels weise Chrom gemäß dem früheren Verfahren zu bilden, wird ein Metallfilm durch Metalldampfabscheidung auf einem Substrat gebildet und dann wird der Film durch photolithographisches Ätzen unter Verwendung eines Photoresists mit einem Muster versehen. Gemäß dem letztgenannten Verfahren wird eine lichtempfindliche Harzschicht, die eine Dispersion eines lichtabschirmenden Pigments oder dergleichen enthält, durch Auftragen oder Drucken auf einem Substrat gebildet und daraufhin wird das beschichtete Substrat einem Verfahren unterzogen, das die musterweise Belichtung und Entwicklung unter Bildung von schwarzen Matrices umfaßt.

Beim letztgenannten Verfahren ist es unter Berücksichtigung verminderten Herstellungskosten und Herstellungsschritte vorteilhaft, ein Selbstausrichtungs-System unter Verwendung eines lichtempfindlichen Harzes, das eine Dispersion eines lichtabschirmenden Pigments oder dergleichen enthält, zu verwenden, um schwarze Matrices zu bilden. Diese Technik ist in JP-A-62-9301 veranschaulicht. Gemäß diesem System wird eine lichtempfindliche Harzschicht, die eine Dispersion eines lichtabschirmenden schwarzen Pigments wie beispielsweise Rußschwarz oder dergleichen enthält, auf einem Substrat gebildet, auf dem sich R-, G- und B-Pixel befinden. Das beschichtete Substrat wird dann Licht ausgesetzt, das darauf von der rückseitigen Oberfläche des Substrates her einwirkt, während die R-, G- und B-Pixel als Photomasken fungieren, um dadurch schwarze Matrices zwischen den Pixeln zu bilden. Das System weist den Vorteil auf, daß ein Positionierungsschritt für die Ausrichtung, der bei den herkömmlichen Mitteln unverzichtbar war, nicht erforderlich ist. Weiter führt dieses System im Prinzip nicht zu irgendwelchen transparenten Teilen.

Gemäß dem Selbstausrichtungs-System reagiert das lichtempfind liche, lichtabschirmende Material, das auf den B-Pixeln vorgesehen ist, jedoch mit Licht, das durch die B-Pixel tritt, die bei etwa 400 nm eine große Durchlässigkeit für Licht aufweisen. Dies verursacht Schleierbildung aufgrund des auf den B-Pixeln verbleibenden lichtabschirmenden Materials. Um dieses Problem zu vermeiden, war es erforderlich, die Licht menge für die Belichtung, die auf die rückseitige Oberfläche des Substrats trifft, zu reduzieren, während man die Menge dieses Lichts so steuerte, daß die B-Pixel nicht verschleiert wurden. Da für eine zufriedenstellende Belichtung keine ausreichende Lichtmenge auf die rückseitige Oberfläche des Substrats angewendet werden konnte, wurde in diesem Fall der gewünschte lichtabschirmende Film jedoch teilweise durch die Entwicklung geätzt, mit dem Ergebnis, daß die optische Dichte des lichtabschirmenden Filmes vermindert wurde.

Um das oben beschriebene Verschleiern der B-Pixel, die durch die Belichtung von der rückseitigen Oberfläche des Substrats her verursacht wurde, zu verhindern, schlug die japanische Patentanmeldung Nr. 6-59119 ein Verfahren vor, bei dem das Substrat über einen optischen Filter, das Licht einer Wellen länge von 400 nm oder länger abschneiden konnte, von seiner rückseitigen Oberfläche her belichtet wurde, um dadurch einen lichtabschirmenden Film mit hoher optischer Dichte zu bilden. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß der optische Filter thermisch nicht widerstandsfähig ist. Das heißt, wenn der optische Filter zwischen eine Probe und eine Lichtquelle gebracht wird, dehnt er sich aufgrund der von der Lichtquelle abgegebenen Wärme aus und wird so beschädigt.

Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereit stellung einer lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzzu sammensetzung, die einen lichtabschirmenden Film mit einer hohen optischen Dichte ohne Verwendung eines optischen Filters bilden kann.

Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Übertragungsmaterials mit lichtabschir mendem, lichtempfindlichem Harz, das für die Herstellung eines lichtempfindlichen Filmes mit hoher optischen Dichte ohne Verwendung eines optischen Filters verwendet wird.

Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Bildung von schwarzen Matrices mit hoher optischer Dichte in einem Selbstausrich tungs-System ohne Verwendung eines optischen Filters.

Andere Ziele und Wirkungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Das erste Ziel der vorliegenden Erfindung wird erreicht durch ein lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzzusammensetzung, die umfaßt (1) ein Alkali-lösliches Bindemittel, (2) einen Photopolymerisations-Initiator, (3) ein Additions-polymerisie rendes Monomer mit einer oder mehreren ethylenisch ungesättig ten Doppelbindungen und (4) ein oder mehrere Färbemittel, worin der Photopolymerisations-Initiator gegenüber Licht einer Wellenlänge von 400 nm oder länger im wesentlichen unempfind lich ist.

Das zweite Ziel der vorliegenden Erfindung wird erreicht durch ein lichtabschirmendes, lichtempfindliches Übertragungs material, das einen temporären Schichtträger umfaßt, auf dem sich eine Schicht der oben beschriebenen lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzzusammensetzung befindet. Die licht abschirmende, lichtempfindliche Harzzusammensetzung kann auf dem temporären Schichtträger entweder direkt oder auf einer auf dem Schichtträger befindlichen Unterschicht vorgesehen werden. Die Unterschicht steuert den Grad der Haftung zwischen dem Schichtträger und der Harzschicht.

Das dritte Ziel der vorliegenden Erfindung wird erreicht durch ein Verfahren zur Bildung eines lichtabschirmenden Filmes, welches umfaßt (1) die Bildung einer Schicht der oben be schriebenen lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzzu sammensetzung, selektiv oder gänzlich, auf der vorderseitigen Oberfläche eines transparenten Schichtträgers, auf dem sich ein Bild befindet, das aus roten, blauen und grünen Pixeln und einem Nicht-Pixel-Bereich zusammengesetzt ist, (2) die selektive oder vollständige Belichtung der lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzschicht durch die Rückseite des transparenten Schichtträgers und (3) die Entwicklung der so belichteten Harzschicht unter Bildung eines lichtabschirmenden Filmes auf einem Teil des oder dem gesamten Nicht-Pixel- Bereich; oder
ein Verfahren zur Bildung eines lichtabschirmenden Filmes, umfassend (1) die Befestigung des oben beschriebenen licht abschirmenden, lichtempfindlichen Übertragungsmaterials auf der Oberfläche eines transparenten Schichtträgers, auf dem sich ein Bild befindet, das aus roten, blauen und grünen Pixeln und einem Nicht-Pixel-Bereich zusammengesetzt ist, unter Wärmeeinwirkung, um dadurch die lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzschicht selektiv oder gänzlich auf einen Teil der oder die gesamte vorderseitige Oberfläche des Schichtträgers zu übertragen, (2) die selektive oder voll ständige Belichtung der lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzschicht durch die Rückseite des transparenten Schicht trägers und (3) die Entwicklung der so entwickelten Harz schicht unter Bildung eines lichtabschirmenden Filmes auf einem Teil des oder dem gesamten Nicht-Pixel-Bereich.

Das Alkali-lösliche Bindemittel zur Verwendung in der vor liegenden Erfindung umfaßt Polymere mit Seitenketten, die Carbonsäuregruppen enthalten, beispielsweise Methacrylsäure- Copolymere, Acrylsäure-Copolymere, Itaconsäure-Copolymere, Crotonsäure-Copolymere, Maleinsäure-Copolymere, teilweise veresterte Maleinsäure-Copolymere und dergleichen, wie beispielsweise diejenigen, die in JP-A-59-44615, JP-A-54- 34327, JP-B-58-12577, JP-B-54-25957, JP-A-59-53836 und JP- A-59-71048 beschrieben sind; ebenso wie Cellulose-Derivate, die Seitenketten aufweisen, die Carbonsäuregruppen enthalten. Zusätzlich sind Addukte brauchbar, die durch Addition cycli scher Säureanhydride an Polymere mit Hydroxylgruppen gebildet werden. Unter diesen sind Copolymere besonders bevorzugt, die aus Benzyl(meth)acrylat und (Meth)acrylsäure zusammengesetzt sind, und Multi-Copolymere, die aus Benzyl(meth)acrylat, (Meth)acrylsäure und anderen Monomeren zusammengesetzt sind, wie beispielsweise diejenigen, die in US-PS 4139391 beschrie ben sind. Die oben beschriebenen Bindemittel sind in Wasser unlöslich. Zusätzlich dazu können wasserlösliche Polymere, die auch Alkali-löslich sind, verwendet werden, wie beispielsweise Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenoxid, Polyvinylalkohol usw.

Außer den oben beschriebenen Alkali-löslichen Bindemitteln können auch Alkali-unlösliche Polymere der Harzzusammensetzung zugesetzt werden, um die verschiedenen Eigenschaften des herzustellenden lichtabschirmenden Filmes zu verbessern, beispielsweise um die Festigkeit des gehärteten Filmes zu verbessern, mit der Maßgabe, daß die Alkali-unlöslichen Polymeren die Entwickelbarkeit usw. der Harzschicht nicht beeinträchtigen. Brauchbare Alkali-unlösliche Polymere umfassen Alkohol-lösliche Nylons und Epoxy-Harze.

Der Feststoffgehalt (d. h. der Gehalt ohne Lösungsmittel) des Bindemittels in der lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzzusammensetzung beträgt vorzugsweise 10 bis 95 Gewichts %, bevorzugter 20 bis 90 Gewichts-%, bezogen auf den Gesamt feststoffgehalt der lichtempfindlichen Harzzusammensetzung. Wenn der Feststoffgehalt des Bindemittels unter 10 Gewichts % liegt, kann es sein, daß die Oberflächen-Klebrigkeit der lichtempfindlichen Harzschicht zu hoch ist. Wenn jedoch der Feststoffgehalt des Bindemittels mehr als 95 Gewichts-% beträgt, ist die physikalische Festigkeit des zu erzeugenden Bildes üblicherweise niedrig und die Lichtempfindlichkeit der Zusammensetzung ist ebenfalls niedrig.

Der Photopolymerisations-Initiator zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließt ein vicinale Polyketaldonyl- Verbindungen, wie diejenigen, die in US-PS 2367660 beschrieben sind, Acyloinether-Verbindungen wie diejenigen, die in US- PS 2448828 beschrieben sind, α-Kohlenwasserstoff-substituierte aromatische Acyloin-Verbindungen wie beispielsweise diejeni gen, die in US-PS 2722512 beschrieben sind, mehrkernige Chinon-Verbindungen wie beispielsweise diejenigen, die in den US-PS 3046127 und 2951758 beschrieben sind, Kombinationen von Triarylimidazol-Dimeren und p-Aminoketonen wie beispielsweise diejenigen, die in US-PS 3549367 beschrieben sind, Benzothia zol-Verbindungen und Trihalogenmethyl-s-triazin-Verbindungen wie beispielsweise diejenigen, die in JP-B-51-48516 beschrie ben sind, Trihalogenmethyl-s-triazin-Verbindungen wie bei spielsweise diejenigen, die in US-PS 4239850 beschrieben sind, und Trihalogenmethyloxadiazol-Verbindungen wie beispielsweise diejenigen, die in US-PS 4212976 beschrieben sind. Besonders bevorzugt sind Trihalogenmethyl-s-triazine, Trihalogenmethyl oxadiazole und Triarylimidazol-Dimere. Unter diesen Ver bindungen können diejenigen, die gegenüber Licht einer Wellenlänge von 400 nm oder länger im wesentlichen unempfind lich sind, ohne spezielle Beschränkung ausgewählt werden. Die Eigenschaft des Photopolymerisations-Initiators, die als "im wesentlichen unempfindlich gegenüber Licht einer Wellenlänge von 400 nm oder mehr" bezeichnet wird, hängt von der Spektral empfindlichkeit des Initiators ab, die definiert ist durch ein Verhältnis A/B von 0,1 oder weniger, wobei A die Fläche unter der Spektralempfindlichkeits-Kurve des Photopolymerisations- Initiators bei Wellenlängen von 400 nm und länger darstellt und B die Fläche unter derselben Spektralempfindlichkeits- Kurve bei Wellenlängen unter 400 nm darstellt. Vorzugsweise kann diese Empfindlichkeit durch die Spektraleigenschaften des Schichtträgers, auf dem der lichtabschirmende Film gebildet wird, definiert werden, um die Fläche B auf diejenige zwischen der niedrigsten Wellenlänge, bei der die Durchlässigkeit des Schichtträgers 10% oder mehr beträgt, und 400 nm zu begren zen. Beispielsweise ist bei der Verwendung von Borsilicatglas als Schichtträger die Spektralwellenlänge, bei der die Durchlässigkeit dieses Schichtträgers 10% oder mehr beträgt, 290 nm, so daß B die Fläche zwischen 290 nm und 400 nm einschließt. Weiter kann die Empfindlichkeit auch durch die Art der für die Belichtung des lichtabschirmenden Filmes verwendeten Lichtquelle definiert werden, um die Fläche B zu begrenzen. Wenn beispielsweise eine Ultrahochdruck-Queck silberdampflampe als Belichtungs-Lichtquelle verwendet wird, ist B die Fläche unter der Spektralempfindlichkeits-Kurve des Photopolymerisations-Initiators zwischen 350 und 400 nm.

Konkrete Beispiele für bevorzugte Photopolymerisations- Initiatoren zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind unten gezeigt. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht als darauf beschränkt aufgefaßt werden.

Eine Beschichtungsflüssigkeit mit der Formulierung C1, wie sie unten in Beispiel 1 angegeben ist, und die jeweils eine der Verbindungen Nr. 1 bis 19 als Photopolymerisations-Initiator enthielt, wurde auf Borsilicatglas aufgetragen und getrocknet, um eine lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzschicht mit einer Trockendicke von 2 µm herzustellen. Das Verhältnis (A/B) der Fläche (A) der Spektralempfindlichkeits-Kurve bei Wellen längen von 400 nm und länger zur Fläche (B) derselben Kurve zwischen 290 nm und 400 nm wurde für jede so hergestellte Probe zu 0,01 oder weniger bestimmt.

Der Feststoffgehalt des Photopolymerisations-Initiators in der photopolymerisierenden Zusammensetzung beträgt allgemein 0,5 bis 20 Gewichts-%, bevorzugter 1 bis 15 Gewichts-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der lichtempfindlichen Harzzu sammensetzung. Wenn der Feststoffgehalt des Photopolymerisa tions-Initiators weniger als 0,5 Gewichts-% beträgt, ist die Lichtempfindlichkeit der lichtempfindlichen Zusammensetzung normalerweise niedrig und die physikalische Festigkeit des resultierenden Bildes ist ebenfalls niedrig. Wenn jedoch der Feststoffgehalt der Photopolymerisations-Initiators 20 Gewichts-% übersteigt, verbessern sich die Eigenschaften des resultierenden lichtabschirmenden Filmes nicht weiter.

Das Additions-polymerisierende Monomer mit einer oder mehreren ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfaßt Verbindungen mit mindestens einer Additions-polymerisierenden, ethylenischen, ungesättig ten Gruppe und einem Siedepunkt von 100°C oder höher bei Normaldruck. Brauchbare Verbindungen schließen beispielsweise ein monofunktionelle Acrylate und monofunktionelle Methacryla te wie beispielsweise Polyethylenglycolmono(meth)acrylat, Polypropylenglycolmono(meth)acrylat, Phenoxyethyl(meth)acrylat und dergleichen; Polyethylenglycoldi(meth)acrylat, Polypropy lenglycoldi(meth)acrylat, Trimethylolethantriacrylat, Tri methylolpropantriacrylat, Trimethylolpropandiacrylat, Neopen tylglycoldi(meth)acrylat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat, Pentaerythrit(meth)acrylat, Dipentaerythrithexa(meth)acrylat, Dipentaerythritpenta(meth)acrylat, Hexandioldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(acryloyloxypropyl)ether, Tri(acryloyloxy ethyl)isocyanurat, Tri(acryloyloxyethyl)cyanurat, Glycerin tri(meth)acrylat, ebenso wie Monomere, die erhalten werden durch Addition von Ethylenoxid oder Propylenoxid an einen polyfunktionellen Alkohol wie beispielsweise Trimethylol propan, Glycerin usw., gefolgt von der (Meth)acrylierung des resultierenden Addukts; Urethanacrylate wie beispielsweise diejenigen, die in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034 und JP-A-51- 37193 beschrieben sind; Polyesteracrylate wie beispielsweise diejenigen, die in JP-A-48-64183, JP-B-49-43191 und JP-B-52- 30490 beschrieben sind; und polyfunktionelle Acrylate und Methacrylate wie beispielsweise Epoxyacrylate usw., die Produkte sind, die durch Umsetzung von Epoxy-Harzen und (Meth)acrylsäuren erhalten werden. Bevorzugter sind Trimethy lolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat, Dipentaerythrithexa(meth)acrylat und Dipentaerythritpen ta(meth)acrylat.

Der Feststoffgehalt des Additions-polymerisierenden Monomeren mit einer oder mehreren ethylenisch ungesättigten Doppelbin dungen in der lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzzu sammensetzung beträgt vorzugsweise 5 bis 50 Gewichts-%, bevorzugter 10 bis 40 Gewichts-%, bezogen auf den Gesamtfest stoffgehalt der lichtempfindlichen Harzzusammensetzung. Wenn der Feststoffgehalt des Additions-polymerisierenden Monomeren weniger als 5 Gewichts-% beträgt, ist die Lichtempfindlichkeit der lichtempfindlichen Harzzusammensetzung normalerweise niedrig und die physikalische Festigkeit des resultierenden Bildes ist ebenfalls niedrig. Wenn jedoch der Feststoffgehalt des Additions-polymerisierenden Monomeren mehr als 50 Ge wichts-% beträgt, ist die Oberflächen-Klebrigkeit der licht empfindlichen Harzschicht normalerweise ungünstigerweise zu hoch.

Die Färbemittel zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen ein Carmin 6B (C.I. 12490), Phthalocyaningrün (C.I. 74260), Phthalocyaninblau (C.I. 74160), Mitsubishi Carbon Black MA-100 Perylene Black (BASF K0084 und K0086), Cyanine Black #1201, Lionolgelb (C.I. 21090), Lionolgelb GRO (C.I. 21090), Symuler Echtgelb 8GF (C.I. 21105), Benzidingelb 4T- 564D (C.I. 21095), Symuler Echtrot 4015 (C.I. 12355), Lionol rot 7B4401 (C.I. 15850), Fastogenblau TGR-L (C.I. 74160), Lionolblau SM (C.I. 26150) , Mitsubishi Carbon Black MA-100, Mitsubishi Carbon Black #40, Victoria-Reinblau (C.I. 42595), Auramin O (C.I. 41000), Carotin-Brilliantflavin (C.I. Basic 13), Rhodamin 6 GCP (C.I. 45160), Rhodamin B (C.I. 45170), Safranin OK 70 : 100 (C.I. 50240), Erioglaucin X (C.I. 42080), Echtschwarz HB (C.I. 26150), C.I. Pigmentrot 122, C.I. Pigmentrot 149, C.I. Pigmentrot 168, C.I. Pigmentrot 177, C.I. Pigmentrot 180, C.I. Pigmentrot 192, C.I. Pigmentrot 215, C.I. Pigmentgrün 7, C.I. Pigmentgrün 36, C.I. Pigmentblau 15 : 1, C.I. Pigmentblau 15 : 4, C.I. Pigmentblau 15 : 6, C.I. Pigmentblau 22, C.I. Pigmentblau 60, C.I. Pigmentblau 64, C.I. Pigmentgelb 139, C.I. Pigmentgelb 83 und C.I. Pigmentviolett 23. Zusätz lich dazu können ebenso auch ein Metallpulver, ein weißes Pigment und ein fluoreszierendes Pigment eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind Mischungen von zwei oder mehr Arten dieser Färbemittel, vorausgesetzt, daß die Kombination und das Mischungsverhältnis dieser Mischungen so ausgewählt wird, daß die lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzzusammen setzung bezüglich Farbton äquivalent oder nahe an der schwar zen Farbe ist und daß, wenn eine lichtabschirmende, licht empfindliche Harzzusammensetzungs-Schicht eine Filmdicke von 1 bis 3 µm aufweist, die Durchlässigkeit im Bereich der sichtbaren Strahlung 2 oder weniger wird und das Verhältnis der Durchlässigkeit im sichtbaren Bereich zur Durchlässigkeit im UV-Bereich 1 : 1 bis 20 : 1 wird.

Der Feststoffgehalt des einen oder der mehreren Färbemittel in der lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzzusammen setzung beträgt vorzugsweise 1 bis 50 Gewichts-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der lichtempfindlichen Harzzusammen setzung.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Komponenten enthält die lichtempfindliche Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise einen thermischen Polymerisations- Inhibitor. Nützliche Beispiele für den Inhibitor schließen ein Hydrochinon, p-Methoxyphenol, Di-t-butyl-p-kresol, Pyrogallol, t-Butylkatechol, Benzochinon, 4,4′-Thiobis(3-methyl-6-t- butylphenol), 2,2′-Methylenbis(4-methyl-6-t-butylphenol) und 2-Mercaptobenzimidazol.

Weiter kann die lichtempfindliche Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls und erforderlichenfalls bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher, Tenside und Lösungsmittel enthalten.

Die optische Dichte des aus der lichtabschirmenden, licht empfindlichen Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildeten lichtabschirmenden Filmes beträgt im allgemeinen 0,01 bis 5, vorzugsweise 0,05 bis 1, ausgedrückt als Y-Wert gemäß Kolorimetrie nach Standard CIE 1913.

Die Dicke des gebildeten lichtabschirmenden Filmes beträgt vorzugsweise 1 µm bis 3 µm. Wenn die Dicke unter 1 µm liegt, muß der Pigmentgehalt des lichtabschirmenden Filmes erhöht werden, um die gewünschte optische Dichte zu erhalten, was jedoch wiederum die Entwickelbarkeit der Harzzusammensetzung verschlechtert. Wenn die Dicke andererseits über 3 µm liegt, treten verschiedene Probleme auf, beispielsweise, daß die Entwickelbarkeit der Harzzusammensetzung und die Reproduzier fähigkeit des Filmes zwecks Bildung von Bildern vermindert werden. Die Dicke des lichtempfindlichen Filmes kann ohne spezielle Beschränkung innerhalb des oben beschriebenen Bereiches ausgewählt werden. Insbesondere wenn gemäß der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter hergestellt wird, ist die Oberfläche des fertigen Farbfilters wünschenswerterweise flach. Die hierin verwendete "Flachheit" ist definiert durch die Differenz zwischen der Dicke der Farbschichten (d. h. der roten, blauen und grünen Schichten) und derjenigen des lichtabschirmenden Filmes. Deshalb hat in diesem Fall der lichtabschirmende Film wünschenswerterweise dieselbe Dicke wie die Farbschichten. Die Flachheit des erfindungsgemäßen Farbfilters beträgt im allgemeinen nicht mehr als ± 1,0 µm, vorzugsweise nicht mehr als ± 0,5 µm.

Die lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann durch bekannte Verfahren auf einem Schichtträger vorgesehen werden. Beispielsweise kann die lichtempfindliche Harzzusammensetzung unter Verwendung einer Schleuder, einer Wirbelvorrichtung, einer Walzenbeschichtungs vorrichtung, einer Florstreichbeschichtungsvorrichtung, einer Klingenbeschichtungsvorrichtung, einer Drahtstabbeschichtungs vorrichtung, einer Extrusionsvorrichtung und dergleichen auf ein Substrat aufgetragen und dann unter Bildung einer licht empfindlichen, lichtabschirmenden Harzschicht auf dem Substrat getrocknet werden.

Besonders bevorzugt ist ein Übertragungssystem, bei dem ein lichtabschirmendes, lichtempfindliches Übertragungsmaterial, das eine lichtempfindliche, lichtabschirmende Harzzusammenset zungs-Schicht der vorliegenden Erfindung auf einem temporären Schichtträger vorgesehen aufweist, auf ein Substrat aufgetra gen wird, um die Schicht auf das Substrat zu übertragen. Geeignete Übertragungsmaterialien für das Übertragungssystem schließen beispielsweise ein dasjenige, das in US-PS 5292613 beschrieben ist und einen temporären Schichtträger und in der folgenden Reihenfolge darauf vorgesehen eine thermoplastische Harzschicht, eine Zwischenschicht mit nur leichter Sauerstoff- Durchlässigkeit und eine lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzschicht umfaßt, wobei die Haftung zwischen der thermopla stischen Harzschicht und der Zwischenschicht am schwächsten ist; dasjenige, das in US-PS 5294516 beschrieben ist und einen temporären Schichtträger und in der folgenden Reihenfolge vom Schichtträger aus eine Alkali-lösliche thermoplastische Harzschicht mit einer Dicke von 6 µm bis etwa 100 µm, eine in Wasser oder wäßrigem Alkali lösliche oder dispergierbare Zwischenschicht mit niedriger Sauerstoff-Durchlässigkeit und eine lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzschicht umfaßt, wobei die Haftung zwischen dem temporären Schichtträger und der thermoplastischen Harzschicht am schwächsten ist; und dasjenige, das in US-PS 5298360 beschrieben ist und eine auf einem temporären Schichtträger aufgetragene lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzschicht umfaßt, wobei zwischen dem Schichtträger und der Harzschicht eine Zwischenschicht vorgesehen ist, die eine stärkere Haftung an der Harzschicht als am Schichtträger, eine niedrige Sauerstoff-Durchlässigkeit und einen Erweichungspunkt von etwa 80°C oder weniger auf weist.

Um einen erfindungsgemäßen lichtabschirmenden Film herzustel len, wird die rückseitige Oberfläche des Substrats mit der erfindungsgemäßen Harzschicht auf der vorderseitigen Ober fläche Licht ausgesetzt (rückseitige Belichtung). Die Licht quelle für die rückseitige Belichtung wird in Abhängigkeit von der Lichtempfindlichkeit der auf der Vorderseite des Sub strats gebildeten lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzschicht gewählt. Beispielsweise können bekannte Licht quellen wie Ultrahochdruck-Quecksilberdampflampen, Xenonlam pen, Kohlenstoffbogenlampen, Argonlaser usw. verwendet werden.

Die Entwicklung kann mit Hilfe herkömmlicher Mittel bewerk stelligt werden, beispielsweise durch Behandlung des Materials mit einem Lösungsmittel oder einer Entwicklungslösung, insbesondere mit einer Alkali-Lösung. Ein veranschaulichendes Beispiel für eine derartige Entwicklungsstufe ist in US-PS 5155005 beschrieben.

Ein brauchbarer Schichtträger in der vorliegenden Erfindung ist ein im wesentlichen farbloser, transparenter Schicht träger. Insbesondere werden vorzugsweise ein Polymer-Schicht träger wie z. B. Polycarbonat oder ein Glas-Schichtträger eingesetzt. Die Dicke des Schichtträgers ist vorzugsweise 50 µm bis 10 mm, besonders bevorzugt 0,1 mm bis 2 mm.

Der temporäre Schichtträger im erfindungsgemäßen lichtabschir menden, lichtempfindlichen Übertragungsmaterial ist vorzugs weise aus einer chemisch und thermisch stabilen, flexiblen Substanz zusammengesetzt, die sich leicht von der thermopla stischen Harzschicht ablösen läßt. Insbesondere wird ein dünner Bogen aus Teflon, Polyethylenterephthalat, Polycarbo nat, Polyethylen, Polypropylen etc. oder ein Laminat davon bevorzugt.

Die Bildung eines Mehrfarb-Musters, das aus R-, G- und B- Pixeln besteht, auf dem transparenten Schichtträger erfolgt durch beliebige bekannte Verfahren, wie z. B. Anfärben, Drucken, Pigmentdispergierung, elektrische Abscheidung, Übertragung und dergleichen.

Die Lichtdurchlässigkeit der auf dem Substrat vorgesehenen roten, grünen und blauen Pixel beträgt vorzugsweise 2% oder weniger innerhalb des Wellenlängenbereiches, gegenüber dem die lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzschicht empfindlich ist. Wenn die Lichtdurchlässigkeit der R-, G- und B-Pixel im lichtempfindlichen Wellenlängenbereich des lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzes 2% übersteigt, werden den R-, G- und B-Pixeln vorzugsweise lichtabsorbierende Mittel zugesetzt, um die Lichtabsorption auf nicht mehr als 2% zu vermindern.

Als lichtabsorbierende Mittel können in der vorliegenden Erfindung bekannte Verbindungen eingesetzt werden, z. B. Benzophenon-Derivate (wie beispielsweise N,N′-Tetramethyl- 4,4′-diaminobenzophenon), Merocyanin-Verbindungen, Metall oxide, Benzotriazol-Verbindungen, Cumarin-Verbindungen usw. Unter diesen werden solche lichtabsorbierende Mittel bevor zugt, die eine ausgezeichnete Lichtabsorption zeigen und selbst nach einer thermischen Behandlung bei 200°C oder darüber eine Lichtabsorptionsfähigkeit von mindestens 25% beibehalten. Konkrete Beispiele dafür umfassen Zinkoxid, Benzotriazol-Verbindungen und Cumarin-Verbindungen. Unter diesen sind unter Berücksichtigung sowohl der thermischen Beständigkeit als auch der Lichtabsorptionsfähigkeit Cumarin- Verbindungen besonders bevorzugt. Wenn zur Bildung eines Mehrfarb-Musters eine photopolymerisierbare Verbindung verwendet wird, sind die Cumarin-Verbindungen außerdem bevorzugt, weil sie die Photopolymerisation nicht inhibieren.

Die obige thermische Behandlung wird falls erforderlich durchgeführt, um die Muster-Pixel bei der Bildung eines Farbfilters noch stärker zu härten.

Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter mit Hilfe der folgenden Beispiele beschrieben, die jedoch nicht als den Umfang der Erfindung beschränkend aufgefaßt werden dürfen. Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile auf das Gewicht.

Beispiel 1

Bildung eines lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Über tragungsmaterials:
Eine Beschichtungsflüssigkeit mit der unten angegebenen Formulierung H1 wurde auf einen temporären Schichtträger aus Polyethylenterephthalat-Folie mit einer Dicke von 100 µm aufgetragen und getrocknet, um darauf eine thermoplastische Harzschicht mit einer Trockendicke von 20 µm zu bilden.

Formulierung H1 für die thermoplastische Harzschicht:

Methylmethacrylat/2-Ethylhexylacrylat/Benzylmethacrylat/Methacrylsäu-re-Copolymer (55/28,8/11,7/4,5, bezogen auf Mol) mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 80000
15,0 Teile
BPE-500 (polyfunktionelles Acrylat, hergestellt von Shin-Nakamura Chemical Co.)	7,0 Teile
F177P (Fluor-haltiges Tensid, hergestellt von Dai-Nippon Ink Co.)	0,3 Teile
Methanol	30,0 Teile
Methylethylketon	19,0 Teile
1-Methoxy-2-propanol	10,0 Teile

Darauf wurde eine Beschichtungsflüssigkeit mit der unten angegebenen Formulierung B1 auf die so gebildete thermoplasti sche Harzschicht aufgetragen und getrocknet, um darauf eine Zwischenschicht mit einer Trockendicke von 1,6 µm zu bilden.

Formulierung B1 für Zwischenschicht:

Polyvinylalkohol (PVA 205, hergestellt von Kuraray Co., mit einem Verseifungsgrad von 80%)
130 Teile
Polyvinylpyrrolidon (PVP K-30, hergestellt von GAF Corp.)	60 Teile
Destilliertes Wasser	2110 Teile
Methanol	1750 Teile

Eine Beschichtungsflüssigkeit mit der unten angegebenen Formulierung C1 wurde auf den temporären Schichtträger mit darauf befindlicher, oben beschriebener thermoplastischer Harzschicht und Zwischenschicht aufgetragen und getrocknet, um darauf eine lichtabschirmende, lichtempfindliche Harz schicht mit einer Trockendicke von 2 µm zu bilden.

Formulierung C1:

Benzylmethacrylat/Methacrylsäure-Copolymer (Molverhältnis 70/30) mit einer Grenzviskosität von 0,12
11,00 Teile
Dipentaerythrithexaacrylat	10,60 Teile
Bis[4-[N-[4-(4,6-bistrichlormethyl-s-triazin-2-yl)phenyl]carbamoyl]p-henyl]sebacat (Photopolymerisations-Initiator)	0,52 Teile
Pigmentrot 177	4,00 Teile
Pigmentblau 15 : 6	2,86 Teile
Pigmentgelb 139	2,27 Teile
Pigmentviolett 23	0,39 Teile
Rußschwarz	1,70 Teile
Hydrochinonmonomethylether	0,01 Teile
F177P (Tensid, hergestellt von Dai-Nippon Ink Co.)	0,07 Teile
Methylcellosolveacetat	40,00 Teile
Methylethylketon	125,00 Teile

Ein Deckblatt aus Polypropylen mit einer Dicke von 12 µm wurde unter Druck auf die Oberseite der oben beschriebenen licht abschirmenden, lichtempfindlichen Harzschicht aufgebracht, um ein lichtabschirmendes, lichtempfindliches Übertragungs material herzustellen. Gemäß der Kolorimetrie nach Standard CIE 1931 werden die Farbsättigung und die Leuchtkraft (opti sche Dichte) in numerische Werte umgewandelt und jeweils durch x- und y-Werte bzw. den Y-Wert dargestellt. Der Y-Wert der lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzschicht betrug 0,7, wenn F10 als Lichtquelle verwendet wurde. Die Schicht wies eine Lichtdurchlässigkeit von 0,3% bei 365 nm auf und das Verhältnis des Y-Wertes zur Durchlässigkeit bei 365 nm betrug etwa 2,3/1. Der Absolutwert des Unterschieds zwischen jeweils dem x- und y-Wert und dem achromatischen Farbpunkt im CIE- Chromatizitätsdiagramm betrug 0,08 bzw. 0,07. Das Verhältnis (A/B) der Fläche (A) der Spektralempfindlichkeits-Kurve des Photopolymerisations-Initiators bei Wellenlängen von 400 nm und länger zur Fläche (B) der Kurve zwischen 350 nm und 400 nm betrug 0,1 oder weniger.

Derselbe Farbfilter wie er in Beispiel 1 der japanischen Patentanmeldung Nr. 4-150691 beschrieben ist, der R-, G- und B-Pixel aufwies und eine Dicke von 2 µm hatte, wurde auf einem Substrat aus Borsilicatglas (# 7059, hergestellt von Corning Japan Co.) mit einer Dicke von 1,1 mm gebildet. Die Licht durchlässigkeit der B-Pixel bei Wellenlängen von 400 nm oder länger betrug 10% oder mehr. Das Deckblatt des wie oben beschrieben hergestellten lichtabschirmenden, lichtempfindli chen Übertragungsmaterials wurde entfernt und das Material wurde unter Verwendung einer Laminiervorrichtung (VP-11, hergestellt von Taisei Laminator Co.) unter einem Druck von 0,8 kg/cm² und bei 130°C so auf dem so hergestellten R-G-B- Farbfilter angebracht, daß die lichtabschirmende, licht empfindliche Harzschicht dem Farbfilter gegenüberlag. Dann wurde der temporäre Schichtträger durch Abziehen an der Grenzfläche zwischen dem temporären Schichtträger und der thermoplastischen Harzschicht entfernt.

Als nächstes wurde die lichtempfindliche, lichtabschirmende Harzschicht durch rückseitige Belichtung Licht ausgesetzt, wobei man eine Ultrahochdruck-Quecksilberdampflampe ver wendete, so daß Licht aus der Lampe auf das Glassubstrat auftraf. Die rückseitige Belichtung der lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzschicht wurde mit einer Belichtungs stärke von 100 mJ/cm² mit Hilfe einer Maske bewirkt, die zwischen der Lichtquelle und der Probe positioniert war. Auf diese Weise wurden ein Teil des oder der gesamte Nicht-Pixel- Bereich und ein Teil des Substrats (die äußere Peripherie der Farbfilterfläche) belichtet. Nach der Belichtung wurde die Probe mit einer 1% Natriumcarbonat-Lösung entwickelt, um die nicht belichteten Teile des Filmes zu entfernen und so einen lichtabschirmenden Film in den Zwischenräumen zwischen den R-, G- und B-Pixeln und der äußeren Peripherie des Farbfilters zu bilden. In dem so hergestellten Farbfilter überlappte der lichtabschirmende Film die R-G-B-Schichten nicht und wies eine hohe optische Dichte von 0,7, ausgedrückt als Y-Wert durch Kolorimetrie gemäß Standard CIE 1931, auf. Der Farbfilter war flach innerhalb des Bereiches von +/- 0,1 µm.

Vergleichsbeispiel 1

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß eine Beschichtungsflüssigkeit mit der unten beschriebenen Formulierung C2 auf das Substrat aufgetragen und getrocknet wurde, um eine lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzschicht mit einer Trockendicke von 2 µm herzustellen.

Formulierung C2:

Benzylmethacrylat/Methacrylsäure-Copolymer (Molverhältnis 70/30) mit einer Grenzviskosität von 0,12
11,00 Teile
Dipentaerythrithexaacrylat	10,60 Teile
2,4-Bis(trichlormethyl)-6-[4-(N,N-diethoxycarbomethyl)-3-bromphenyl)--s-triazin (Photopolymerisations-Initiator)	0,52 Teile
Pigmentrot 177	4,00 Teile
Pigmentblau 15 : 6	2,86 Teile
Pigmentgelb 139	2,27 Teile
Pigmentviolett 23	0,39 Teile
Rußschwarz	1,70 Teile
Hydrochinonmonomethylether	0,01 Teile
F177P (Tensid, hergestellt von Dai-Nippon Ink Co.)	0,07 Teile
Methylcellosolveacetat	40,00 Teile
Methylethylketon	125,00 Teile

Das Verhältnis (A/B) der Fläche (A) der Spektralempfindlich keits-Kurve des Photopolymerisations-Initiators bei Wellenlän gen von 400 nm und länger zur Fläche (B) der Empfindlichkeits kurve zwischen 350 nm und 400 nm war nicht weniger als 0,2. Als Ergebnis verursachte die rückseitige Belichtung auf den B-Pixeln Schleier derart, daß ein Teil des lichtabschirmenden Materials nach der Belichtung auf der B-Pixelfläche verblieb.

Wenn die rückseitige Belichtung mit niedrigerer Intensität von 50 mJ/cm² bewirkt wurde, trat auf den B-Pixeln kein Schleier auf. Die optische Dichte des so gebildeten lichtabschirmenden Filmes betrug jedoch ausgedrückt als Y-Wert nach Kolorimetrie gemäß Standard CIE 1931 1,5.

Unter Verwendung der erfindungsgemäßen lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzzusammensetzung wird durch einfache rückseitige Belichtung ein Farbfilter mit einem flachen lichtabschirmenden Film und einer hohen optischen Dichte erhalten.

Claims

1. Lichtabschirmende, lichtempfindliche Harzzusammensetzung, umfassend (1) eine Alkali-lösliches Bindemittel, (2) einen Photopolymerisations-Initiator, (3) ein Additions polymerisierendes Monomer mit einer oder mehreren ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen und (4) ein oder mehrere Färbemittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Photopolymerisations-Initiator gegenüber Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm oder länger im wesentlichen unempfindlich ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt des Alkali-löslichen Bindemittels in der Zusammensetzung 10 bis 95 Gewichts-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Zusammensetzung, beträgt.

3. Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Photopolymerisations- Initiator aus Trihalogenmethyl-s-triazinen, Trihalogen methyloxadiazolen und Triarylimidazol-Dimeren ausgewählt ist.

4. Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt des Photopolymerisations-Initiators 0,5 bis 20 Gewichts-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Zusammen setzung, beträgt.

5. Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Additions-polymerisieren de Monomer ausgewählt ist aus Trimethylolpropan tri(meth)acrylat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat, Dipentaerythrithexa(meth)acrylat und Dipentaerythritpen ta(meth)acrylat.

6. Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das der Feststoffgehalt des Additions-polymerisierenden Monomeren 5 bis 50 Gewichts %, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Zusammen setzung, beträgt.

7. Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt des einen oder der mehreren Färbemittel 1 bis 50 Gewichts-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Zusammen setzung, beträgt.

8. Lichtabschirmendes, lichtempfindliches Übertragungs material, umfassend einen temporären Schichtträger und eine darauf befindliche Schicht einer lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzzusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Verfahren zur Herstellung eines lichtabschirmenden Filmes, umfassend die folgenden Stufen: (1) Bildung einer lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Harzzusammenset zungs-Schicht, selektiv oder gänzlich, auf der vor derseitigen Oberfläche eines transparenten Substrats, auf dem sich ein Bild befindet, das aus roten, blauen und grünen Pixeln und einem Nicht-Pixel-Bereich zusammen gesetzt ist, (2) selektive oder vollständige Belichtung der Schicht durch die Rückseite des transparenten Substrats und (3) Entwicklung der so entwickelten Schicht unter Bildung eines lichtabschirmenden Filmes auf einem Teil des oder dem gesamten Nicht-Pixel-Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der lichtabschirmenden Harzzusammensetzung um eine Zusammensetzung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 handelt.

10. Verfahren zur Herstellung eines lichtabschirmenden Films, umfassend die folgenden Stufen: (1) Befestigung eines lichtabschirmenden, lichtempfindlichen Übertragungs materials auf der vorderseitigen Oberfläche eines transparenten Substrats, auf dem sich ein Bild befindet, das aus roten, blauen und grünen Pixeln und einem Nicht- Pixel-Bereich zusammengesetzt ist, unter Wärmeeinwirkung, um dadurch selektiv oder vollständig eine lichtabschir mende, lichtempfindliche Harzschicht auf einen Teil der oder die gesamte vorderseitige Oberfläche des Substrats zu übertragen, (2) selektive oder vollständige Belichtung der Schicht durch die Rückseite des transparenten Substrats hindurch und (3) Entwicklung der so belichteten Schicht unter Bildung eines lichtabschirmenden Filmes auf einem Teil des oder dem gesamten Nicht-Pixel-Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem licht abschirmenden, lichtempfindlichen Übertragungsmaterial um das Material nach Anspruch 8 handelt.

11. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spektralempfindlichkeit des Photopolymerisations-Initiators relativ zur Spektral charakteristik des transparenten Substrats ein Verhältnis A/B von 0,1 oder weniger aufweist, wobei A die Fläche unter der Spektralempfindlichkeits-Kurve des Photopolyme risations-Initiators bei einer Wellenlänge von 400 nm oder länger ist und B die Fläche unter derselben Spektralempfindlichkeits-Kurve zwischen der untersten Wellenlänge, bei der die Durchlässigkeit des Substrats 10% oder mehr beträgt, und 400 nm darstellt.

12. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtabschirmende Film eine Dicke von 1 bis 3 µm aufweist.