JPH0766190B2 - ブラック光吸収マトリックスを形成する方法 - Google Patents

ブラック光吸収マトリックスを形成する方法

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JPH0766190B2
JPH0766190B2 JP59173423A JP17342384A JPH0766190B2 JP H0766190 B2 JPH0766190 B2 JP H0766190B2 JP 59173423 A JP59173423 A JP 59173423A JP 17342384 A JP17342384 A JP 17342384A JP H0766190 B2 JPH0766190 B2 JP H0766190B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメチルメタクリレート重合体基体に用いるのに
特に適当な新規なネガチブ作用（nega-tive working）
のフオトレジスト組成物、およびメチルメタクリレート
重合体基体にフオトレジストを形成する方法に関する。
更に、また本発明はポリメチルメタクリレート後方投影
型TV観視スクリーン（rear-projection TV viewing scr
eens）にブラツク光吸収マトリツクスを形成する写真平
版方法に関する。
一般に、ポリメチルメタクリレートの如きメチル メタ
クリレート重合体基体に感光性フオトレジスト層を設け
る技術としては２つの方法が知られている。これらのう
ちの１つの方法としてはアメリカ特許第3,558,310号お
よび第3,922,395号明細書に記載されているように水お
よび／またはアルコール溶剤を含有するポリビニルアル
コール（PVA）ネガチブ作用フオトレジスト組成物の使
用について記載されている。
特に、アメリカ特許第3,558,310号明細書にはカラーテ
レビジヨン受像管のガラス面板に光吸収マトリツクスを
形成する写真平版方法が記載されている。この方法では
清浄にした後、面板の表面を感光層で被覆し、この感光
層の溶解度を露光により変える。この場合、面板の表面
にポリビニルアルコールおよび重クロム酸アンモニウム
の水溶液を被着し、上記層を乾燥後この層をマスクを介
して所望の螢光体と一致する３つの異なる位置に紫外線
露光するようにする。各露光は露光区域を硬化し、水不
溶性にする。
しかしながら、上述する方法ではポリビニルアルコール
水溶液がポリメチルメタクリレートスクリーンの表面を
湿潤する能力が乏しいために、ポリメチルメタクリレー
ト スクリーンに被着した場合に良好な結果が得られな
い。
湿潤剤の添加は、ネガチブ作用水性ポリビニルアルコー
ルフオトレジスト組成物をポリメチルメタクリレート基
体に適当に湿潤させる。しかしながら、湿潤剤は乾燥フ
オトレジスト層状態で残留し、その結果フオトレジスト
層の露光区域の支持水不溶性不飽和部分が、なお水で現
像中除去されるように十分水可溶性として残留する。そ
れ故、湿潤剤の水性ポリビニルアルコールフオトレジス
ト組成物への添加は、厳格に規定されたパターンを、例
えばポリメチルメタクリレート後方投影型TV観視スクリ
ーンにブラツク光吸収マトリツクスを形成するのに必要
とされるメチルメタクリレート重合体基体上に設けるの
に用いる場合には価値が少ない。
他の既知の方法では、溶剤をキシレンとするコダツク薄
膜レジスト（Kodak Thin Film Resist）（KTFR）の如き
全有機質フオトレジスト組成物を使用している。しかし
ながら、この有機質組成物はメチルメタクリレート重合
体基体の表面を適当に湿潤し、かつ正確なパターンをメ
チルメタクリレート重合体基体上に形成できるようにす
るが、しかしキシレンの如き有機溶剤を用いる組成物の
使用は、毒性、可燃性または爆発性であり、かつ高価で
あるかかる有機組成物の使用に固有の多くの欠点からの
問題を生ずる。このために、かかる組成物を使用する場
合には、高価な排気システム、顔のマスクおよび耐爆発
性ルームを使用するような特別の注意を必要とする。
本発明の特徴はポリメチルメタクリレート後方投影型TV
観視スクリーンにブラック光吸収マトリツクスを形成す
る方法に関する。
普通に使用されているタイプの上記観視スクリーンで
は、１つの表面全体を約40ミル巾の細長いレンズ状体で
被覆している。テレビジヨン画像はスクリーンのレンズ
状体側に投影し、観視側に焦点画像として観察するよう
にしている。
周到に調べた場合、焦点画像は一連の暗い、アンリツト
（unlit）区域が交互に配置されたレンズ状体の中心線
に各対向する一連の狭いブライトストライプ（bright s
tripes）からなる。
画像コントラストを高め、かつ観察者に対する周囲光の
反射を減少するためにブライトストライプ間のアンリツ
ト区域をブラツク光吸収材料で被覆している。この材料
は周囲光の反射を減少するが、画像の輝度を殆んど減少
しない。
１製造方法においては、スクリーンの全観察側を「焦
点」画像（“focussed"picture）のブライトストライプ
と一致するように位置する縦みぞを設けている。スクリ
ーンから上方に延在するみぞ間の突縁を黒色インキで密
着印画し、これにより画像の全アンリツト区域を被覆す
るブラツクマトリツクスを形成している。
この密着印画により形成されたスクリーンは一般的に用
いられているけれども、ルーム改善の問題がある。密着
印画法に固有の精密さに欠けているために、密着印画法
で作られたブラツクストライプは直線縁よりむしろぎざ
ぎざ縁またはスカラツプ縁（scalloped edges）を有し
ている。「窓」ストライプ巾、すなわち、画像の区域は
同じ理由のために１区域から他区域に変えることができ
る。更に、密着印画法は再生が極めて悪いことから、多
量生産法には適当でない。更に、また密着印画法の欠点
としてはスクリーンの非露光区域（nonlighted aseas）
をインキと接触させてブラツクマトリツクスを形成する
ために、スクリーンの観視表面に縦みぞを必要とするこ
とである。これらの理由のために、上述する写真平版は
メチルメタクリレート重合体基体から形成された後方投
影TV観視スクリーンにブラツク マトリツクスを設ける
場合に用いるのに特に望ましい。
本発明の目的は半透明なメチルメタクリレート重合体後
方投影テレビジヨンスクリーンの観視表面にブラツクラ
イト吸収マトリツクスを形成する改良方法を提供するこ
とである。
本発明の１つの観点において、湿潤剤が実質的に存在し
ない水性ポリビニルアルコール フオトレジスト組成物
がメタクリレート重合体基体の表面を湿潤する能力は13
0℃以下の沸点を有する脂肪族ケトンの５〜20容量％の
溶液の添加によつて著しく改善できることを見出した。
生成する新規なフオトレジスト組成物はメタクリレート
重合体基体の表面を完全に湿潤し、それ故メチルメタク
リレート重合体基体上に均質な感光層を形成することを
確めた。
更に、ケトンは乾燥により除去されるから、湿潤剤とし
て作用する材料は露光後感光層の露光および非露光部分
に殆んど残留しないから、フオトレジスト層の硬化部分
おびおそらくは水不溶性部分の一部分が水現像中に損失
する望ましくない問題を除去することができる。
この結果、厳格に良く規定された硬化水溶性ポリビニル
アルコールパターンをメタクリレート重合体基体上に容
易に形成することができる。
本発明の特徴は半透明メチルメタクリレート重合体後方
投影型TV観視スクリーンの観察表面上にブラツク光吸収
マトリツクスを設ける方法に関する。この方法はかかる
後方投影テレビジヨン スクリーンに使用するのに特に
適当であり、その投影表面は一連の隣接レンズ状体から
形成する。これらのレンズ状体の存在のために、投影表
面を可視光または紫外線に露光することによつてスクリ
ーンの観視表面上にスクリーン自体が光輻射線マスクと
して作用する一連の明るいまたは暗い区域を生じさせ
る。
レンズ状体は細長く、彎曲した、または丸くなつた、ま
たは他の便利な形にすることができる。レンズ状体を長
くし、互いに殆んど平行に位置する場合には、明暗区域
が交互に殆んど平行に配列された明暗区域の列がスクリ
ーンの観視表面上に形成する。
本発明においてはブラツク光吸収マトリツクスを上記ス
クリーンの観視表面上に次のようにして形成する： ポリメチルメタクリレートの如き半透明メタクリレート
重合体の観視表面、例えば投影表面を隣接レンズ状体で
被覆するプレキシグラス（Plexiglass）後方投影テレビ
ジヨンスクリーンに、本発明の水性ポリビニルアルコー
ル感光性組成物の薄いネガチブ作用感光層を設ける。こ
の感光層を常温で約15〜100秒間にわたり乾燥して水を
十分除去し、感光層を不動にする。次いでスクリーンの
投影表面を紫外線に露光することによつてスクリーンの
観視表面上に一連の交互に配列された明るい区域および
暗い区域を形成し、この結果明るい区域の感光層の部分
は紫外線で露光されるが、暗い区域の感光層の部分は露
光されない。各露光区域は、像を観視表面に生ずる区域
に相当する。
不動感光層の露光区域が水不溶性になるまで、スクリー
ンを紫外線に露光する。次いで、かかる露光層を水で現
像し、この結果所望の像を含む区域に相当するポリビニ
ルアルコール層の薄いパターンをスクリーンの観視表面
に付着残留する。
次いで、黒鉛の水懸濁物の如きコロイド状炭素の水懸濁
物の薄い層を上記ポリビニルアルコールパターンに被着
する。次いで、このコロイド状炭素水懸濁物の薄い層を
乾燥し、炭素表面をスクリーンの観視表面に形成する。
次いで、形成した薄い炭素層を過酸化水素で現像し、薄
いポリビニルアルコール層および上部炭素層を除去して
スクリーンの観視表面の露光区域に炭素パターンを付着
残留させる。この結果、像を含むように選定された観視
表面の区域を囲むブラツク光吸収マトリツクスが観視表
面に形成する。
ブラツク光吸収マトリツクスを形成する新規な方法は従
来の密着印画法に対して次に示すように優れた利点を有
している： すなわち、本発明の方法は従来の密着印画法より高度に
再生でき、多量生産に極めて適当である。更に、ブラツ
クマトリツクスの不規則な縁が形成する密着印画法と異
なり、本発明の方法ではまつすぐな縁を有するブラツク
マトリツクス区域を形成する。この結果、マトリツクス
像を含む区域の境界を著しく制御でき、かつ極めて均一
なブラツクマトリツクス区域を形成することができる。
更に、密着印画法では観視表面にみぞを形成する必要が
あるのに対して、本発明の方法では観視表面にみぞを形
成する必要がない。
次に、本発明を具体的に説明する。
水のみを溶剤として用いることができると共に、１〜３
個の炭素原子を有する脂肪族アルコールを20容量％まで
の分量で添加することによつて、ポリビニルアルコール
溶液を注ぎまたは噴霧する場合に、かかる溶液に気泡の
形成する傾向を減少できることを確めた。メタノール、
エタノールおよびプロパノールの如きアルコールはすべ
て使用することができる。しかしながら、メタノールを
５〜20容量％の濃度で、特に約15〜16容量％の濃度で用
いる場合に優れた結果が得られることを確めた。
また、アセトン、2-ブタン、2-ペンタンおよび3-ペンタ
ンの如き脂肪族ケトンを用いることができる。これらの
ケトンのうち、アセトンは安価で、入手しやすく、かつ
低沸点であるために有利である。ケトンの濃度５〜20容
量％によつて良好な結果が得られ、特にケトンとしてア
セトンを10〜15容量％、特に約10容量％の濃度で使用す
ることによつて優れた結果を得ることができる。
ジアゾ化合物および水溶性重クロム酸塩の如きポリビニ
ルアルコールを使用するのに知られている任意の感光剤
を用いることができ、このうち重クロム酸塩は安価で、
かつ極めて入手しやすいために好ましい。
重クロム酸塩としては、例えば重クロム酸アンモニウ
ム、重クロム酸ナトリウムおよび重クロム酸カリウムを
用いることができる。これら重クロム酸塩のうち、重ク
ロム酸アンモニウムが好ましい。重クロム酸塩は0.05〜
0.5重量％の範囲の濃度で使用するのが効果的である。
本発明のフオトレジスト組成物はポリメチルメタクリレ
ートまたはポリエチルメタクリレートの如き任意のメタ
クリレート重合体基体と用いることができる。
次に本発明を好適な実施例および添付図面に基づいて、
更に具体的に説明する。
実施例Ｉ フオトレジスト組成物 ネガチブ作用フオトレジスト組成物を次に示す成分を混
合して作つた： 商品名「PVAストツク（６％）※」 50ml メタノール 35ml 商品名「ADC」※※ 4ml アセトン 22ml H2O D.I. 112ml （註） ※PVAストツク（PVA stock）：ポリビニルアルコールの
６％水溶液（モンサント タイプ 20〜40）。
※※ADC:（NH4）2CR2O7 9.7g H2O D.I. 90.3ml プレキシグラス後方投影観視スクリーンの30〜40インチ
観視表面の投影表面を、約40ミル巾の各細長いレンズ状
体を隣接させて被覆し、これに上述するフオトレジスト
組成物を被覆し、この形成した被覆を空気乾燥して不動
にした。
このTV観視スクリーンの構造および光‐焦点（light-fo
cusing）特性を第１図に示す（この第１図において、ス
クリーンの投影表面は一連の隣接して平行する細長いレ
ンズ状体から形成し、この観視表面には一連の隣接する
細長いみぞを形成し、その縁はレンズ状体の非光焦点セ
クシヨンに相当する）。第１図に示すように、光源１か
らの可視光または紫外線はプレキシグラス後方投影TV観
視スクリーン５（断面状態で示している）のレンズ状被
覆投影表面３上に投影する。各レンズ状体７は互いに平
行に隣接させて配置する約40ミルの巾を有る細長い形状
を有している。スクリーン５の観視表面９は一連の平行
な細長いみぞ11から構成され、各みぞ11はレンズ状体７
の部分に相当している。レンズ状体の焦点特性のため
に、暗い区域13は観視表面９のみぞ11相互間の縁15上に
生じ、明るい区域17はみぞ自体に生ずる。
第２図は観視表面９の相当する部分の表面を示してお
り、暗い区域13および明るい区域17は観視表面上に交互
に平行配置された暗いおよび明るい細長い区域として生
ずる。
次いで、投影表面３を紫外線光源１（例えば、イルミネ
ーシヨンインダストリースインコーポレーシヨン（カリ
フオルニア州94086,サニーバレ，イースト エベリン
アベニユ825）製の水銀シヨートアーク灯、タイプ202/2
03）からの紫外線で露光し、形成した暗い区域13はこの
暗い区域に存在するフオトレジスト被覆の部分を紫外線
からマスクすると共に、明るい区域17に存在するフオト
レジスト被覆の部分を紫外線で露光した。
この露光被覆は水噴射からの数本の水通路に作用させて
水現像（water development）した。この結果、暗い区
域13に存在する被覆の部分は硬化せず、かつ水不溶性に
ならず、水現像ゆすぎで除去し、これに対して明るい区
域17に存在する被覆の部分は硬化し、水不溶性となり残
留した。それ故、硬化したポリビニルアルコールリリー
フ像が観視表面９の交互に被覆されたおよび被覆されな
い互いに平行な細長い区域の形で形成され、これらの区
域の境界は鋭く、かく規則正しく形成された。
次いで、水性黒鉛スラリーを次に示す成分を混合して作
つた： 商品名「アクアダグＥ」※ 68ml 商品名「アクリゾル ストツク」※※ 23ml エチレン グリコール 1ml H2O D.I. 216ml （註）※ 「アクアダグＥ」（Aquadag E）:1μｍ 以下の粒度のコロイド状黒鉛の22％水懸濁物（アセソン
コロイドス社（Acheson Colloids）から市販され
た）。
※※ 「アクリゾル ストツク」：「アクリゾルG110」
（ポリアクリル酸アンモニウム）（ローム アンドハス
社（Rohm＆Hass）から市販された（10gおよびプラグH2O
C.I. 176g 次いで、この黒鉛スラリーを観視表面上に形成した上記
硬化ポリビニルアルコールリリーフ像上に流し、形成し
た黒色被覆を空気乾燥した。
次いで、かかる黒色被覆を常温で20％過酸化水素溶液を
用いて現像した。過酸化水素による現像は、観視表面か
らゆるめ、かつ分離すべき被覆の硬化ポリビニルアルコ
ールおよび黒色上層部分を非被覆観視表面の平行部分ま
たは窓、各ストライプおよび約40ミルの幅を有する隣接
窓により分離された平行な交互のブラツク光吸収ストラ
イブの状態の観視表面に直接付着したブラツク光吸収マ
トリツクスの後ろに残留させる。ブラツクストライプと
観視表面の隣接非被覆部分との間の境界は鋭く、かつ規
則正しく形成された。この事は第３図に明らかに示され
ている。この第３図は上述するように形成されたブラツ
クマトリツクスを設けた観視表面の１部分を７倍に拡大
した写真である。
第４図は従来の密着印画法によりブラツク マトリツク
スを設けたみぞを有する観視表面の１部分を同様に拡大
した写真であり、この第４図から隣接被覆観視表面と非
被覆観視表面との間の境界が寸法の変化した部分により
不規則で、かつスカラツプ形状に形成されていることが
わかる。
第５図は本発明の方法により平坦な観視表面に形成した
ブラツクマトリツクスを被着したポリメチルメタクリレ
ート観視スクリーンの平坦観視表面の１部分を同様に拡
大した写真であり、鋭く形成されたブラツク マトリツ
クスの表面が本発明の写真平版法で形成できることを示
している。
【図面の簡単な説明】
第１図は後方投影TVスクリーンの構造および焦点特性を
示す説明用線図、 第２図は第１図に示すスクリーンの観視表面の正面図、 第３図は本発明の写真平版法によりブラツク マトリツ
クスを被着した第１図に示すTV観視スクリーンのみぞを
設けた観視表面の１部分を７倍に拡大した写真、 第４図は従来の密着印画法によりブラツク マトリツク
スを設けたみぞを有する観視表面の１部分を７倍に拡大
した写真、および 第５図は本発明の方法により平坦な観視表面に形成した
ブラツク マトリツクスを被着した観視スクリーンの平
坦観視表面の１部分を７倍に拡大した写真である。 １…光源、３…投影表面 ５…観視スクリーン、７…レンズ状体 ９…観視表面 11…平行な細長いみぞ 13…暗い区域、15…縁 17…明るい区域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−76916（ＪＰ，Ａ) 米国特許3558310（ＵＳ，Ａ) 米国特許3922395（ＵＳ，Ａ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２つの実質的に平行な主表面の１つの投影
    表面を一連の隣接するレンズ状体から形成し、該レンズ
    状体を輻射線に作用した場合に一連の交互に配置された
    明るい区域および暗い区域が半透明メチルメタクリレー
    ト重合体後方投影テレビジョンスクリーンの残りの主表
    面上に観視表面を示すようにし、前記各明るい区域がレ
    ンズ状体の中心に相当するようにする前記スクリーンの
    観視表面にブラック光吸収マトリックスを形成する方法
    において、 ａ）前記半透明メチルメタクリレート重合体テレビジョ
    ンスクリーンの観視表面に、ポリビニルアルコール水溶
    液、水溶性で感光性の重クロム酸塩、20容量％までの１
    〜３個の炭素原子を有する脂肪族アルコール、および湿
    潤剤として５〜20容量％の130℃以下の沸点を有する脂
    肪族ケトンからなる薄い水性ポリビニルアルコール層を
    形成し； ｂ）前記薄い水性ポリビニルアルコール層を常温で15〜
    100秒間にわたり乾燥して水を十分除去し、形成した薄
    いポリビニルアルコール層を不動にし； ｃ）前記レンズ状体により形成した前記スクリーンの投
    影表面に紫外線を露光して前記スクリーンの観視表面上
    に一連の実質的に平行な明るい区域および暗い区域を生
    じさせ、前記明るい区域におけるポリビニルアルコール
    層の区域のみを紫外線に露光し、前記ポリビニルアルコ
    ール層の前記各露光区域は所望の像を含む区域に相当
    し、前記露光は前記ポリビニルアルコール含有層の前記
    露光区域を水不溶性にするのに十分な時間にわたり連続
    に行い； ｄ）前記薄いポリビニルアルコール層を水で処理して該
    層の非露光区域を前記観視表面から除去し、該表面に所
    望の像を含む区域に相当する前記ポリビニルアルコール
    層の薄いパターンを付着残留させ； ｅ）前記薄いパターンを含む前記観視表面にコロイド状
    炭素の水懸濁物の薄い層を被着し； ｆ）前記薄い層を乾燥して前記観視表面上に薄い炭素層
    を形成し；および ｇ）前記薄い炭素層を過酸化水素で現像してポリビニル
    アルコールの前記薄いパターンおよび前記炭素層の上層
    部分のみを前記観視表面から除去し、これにより前記観
    視表面に像を含有させるように支持する前記観視表面の
    区域を囲むブラック光吸収マトリックスを設けることを
    特徴とするブラック光吸収マトリックスを形成する方
    法。
  2. 【請求項２】水溶液には10〜15容量％のアセトンを含有
    する特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. 【請求項３】水溶液には0.05〜0.5重量％の重クロム酸
    ナトリウム、重クロム酸カリウムまたは重クロム酸アン
    モニウム、および0.5〜３重量％のポリビニルアルコー
    ルを含有する特許請求の範囲第１項記載の方法。
  4. 【請求項４】水溶液には約1.3〜1.5重量％の約124,000
    〜126,000の平均分子量85.5〜88.7％加水分解ポリビニ
    ルアルコール、約10重量％のアセトン、約0.13〜0.15重
    量％の重クロム酸アンモニウムおよび約15〜16容量％の
    メタノールを含有する特許請求の範囲第３項記載の方
    法。
  5. 【請求項５】レンズ状体は互いに隣接する平行な細長い
    レンズ状体とし、明るい区域および暗い区域の交互に平
    行な列をスクリーンの観視表面上に生ずるようにする特
    許請求の範囲第１項記載の方法。
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