DE3013142A1

DE3013142A1 - Verfahren zur herstellung eines fotoempfaengers mt einem multichroitischen farbstreifenfilter

Info

Publication number: DE3013142A1
Application number: DE19803013142
Authority: DE
Inventors: Heinz 8000 München Fuhrmann; Dieter Dr. 8025 Unterhaching Giglberger; Ulrich Ing.(grad.) 8122 Penzberg Krekeler; Wolfgang Ing.(Grad.) Ruf; Otto Dipl.-Phys. Dr. 8000 München Stemme
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1980-04-03
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1981-10-08
Also published as: JPS56153764A

Description

Verfahren zur Herstellung eines Fotoempfängers mit einem
multichroitischen Farbstreifenfilter Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fotoempfängers mit einem multichroitischen Farbstreifenfilter.
Die Herstellung von multichroitischen Filterstreifen für Fotoempfänger zum Zwecke der Chiffrierung bzw. Dechiffrierung zur Erzeugung bzw. zur Wiedergabe von Farbbildern ist bisher nicht zufriedenstellend gelöst.
So ist z. B. ein Farbstreifenfilter mit bis zu 80 Farbfilterstreifen pro mm, bestehend aus abwechselnd nebeneinanderliegenden Einzelfiltern aus den Farben blau, grün und rot - in Transmission gesehen - bisher nicht auf dem Weltmarkt erhältlich.
Die Problematik liegt in der hohen Streifendichte, wobei die Farbstreifen äußerst kantenscharf sein müssen.
Farbcodierungen über Absorptionsfilter, die durch Einfärbungen von Fotoresist-Schichten oder auf fotografischem Wege hergestellt werden, haben den Nachteil, daß sie hohe Lichtverluste erzeugen und die Filter kurven nicht steilflankig genug sind bzw. daß das Auflösungsvermögen nicht ausreicht, um kantenscharfe Konturen zu erzeugen.
Interferenzschichtfilterüberzüge auf separaten Substraten, die mit speziellen Fotoresistschichten (Ätzmaske) partiell abgedeckt werden, so daß die freiliegenden Schichten durch Ionensprühätzen entfernt werden können, sind nicht genügend kantenscharf, um einwandfreie Chiffrierung zu erlauben, da die Ätzmaske sehr stark aufgetragen werden muß, weil auch sie teilweise durch den Ätzprozeß abgebaut wird. Außerdem lassen sich nur solche Aufdampfsubstanzen auftragen, die eine hohe Ionenätzrate aufweisen. Diese Schichtsubstanzen sind aber ausnahmslos sehr weich und auch gegen chemische Umwelteinflüsse nicht ausreichend stabil.
Die Anwendung des Ionensprühätzverfahrens auf unmittelbar auf dem Fotoempfänger angeordnete Überzüge zur Entfernung der unerwünschten Bereiche ist nicht durchführbar, weil der Fotoempfänger-Chip durch den Iononbeschuß zerstört würde.
Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Fotoempfänger deckungsgerecht mit konturenscharfen, absorptionsfreien multichroitischen Farbstreifenfiltern mit seht steilflankigen spektralen Transmissionsverläufen hergestellt werden können.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die ineinandergeschachtelten Filterstreifensysteme in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen jeweils unter Beschichten des Substrates mit Fotolack, Aufbelichten einer jedem Streifensystem zugeordneten Maske, Entwickeln des Fotolacks, Aufdampfen der gewünschten Interferenzschichten für die betreffende Filter farbe und anschließendem Ablösen des verbliebenen Fotolacks aufgebracht werden.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung, worin im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel erörtert wird. Es zeigen Fig. 1 schematisch den Aufbau des ersten Streifensystems, Fig. 2 schematisch den Aufbau des zweiten Streifensystems, Fig. 3 schematisch den Aufbau des dritten Streifensystems, Fig. 4 die Filterkurve für das grüne Streifensystem, Fig. 5 die Filterkurve für das rote Streifensystem, Fig. 6 die Filterkurve für das blaue Streifensystem und Fig. 7 schematisch eine Anordnung mit überlappenden Farbfilterstreifen.
Für die Aufbringung der Filterstreifensysteme sind nach geeigneten Vorlagen zunächst Chrommasken anzufertigen, die auf mit Fotolack beschichteten planparallel gearbeiteten Glassubstraten oder bei geeigneter Justierung direkt auf die Oberfläche des Fotoempfängers durch Belichten abgebildet werden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, entstehen nach Entwickeln des Fotolacks freibleibende Fenster im Rastermaß des gewünschten Filterstreifens, beispielsweise 13 u breite und 100 u lange Felder.
Das so maskierte Substrat bzw. der so maskierte Fotoempfänger wird in eine Hochvakuumanlage gegeben und mit den gewünschten Interferenzschichten für zunächst eine Farbe (z.B.
Filter I, grün) bedampft. Fotolack und Substrat werden gleichmäßige mit den Filterschichten belegt, wobei sich die Filterschicht jedoch nur mit den freiliegenden Bereichen des Glassubstrates äußerst haftfest verbindet.
Nach Entnahme aus der Vakuumanlage wird der Fotolack mit der daraufliegenden Filterschicht durch Aufquellen mit organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise Dimethylketon abgehoben.
Die Kantenschärfe der auf dem Glassubstrat zurückbleibenden Farbstreifenfilter beträgt etwa 0,1 u.
Das Farbstreifenfilter mit der Filterschicht I (grün) wird sodann wie in Fig. 2 dargestellt, erneut mit Fotolack beschichtet und die Chrommaske II, die in einer geeigneten Einrichtung des sogenannten Maskeliners über entsprechende Justierhilfen dem entsprechenden Rastermaß des Farbstreifensystems I auf + 0,15 u genau zujustiert wird, durch Belichtung abgebildet.
Das entwickelte Substrat wird erneut, jedoch mit Filterschicht II (rot) bedampft. Durch Abheben des Fotolacks mit Lösungsmittel werden nunmehr die gewünschten Farbstreifenfilter II freigelegt.
In einer weiteren Arbeitsfolge wird in analoger Weise, wie Fig. 3 zeigt, das Filter mit Farbfilterschicht III komplettiert.
Der spektrale Verlauf der Farbstreifenfilter im Bereich 400 bis 800 nm ist, wie die Figuren 4, 5 und 6 zeigen, den in der Farbmetrik festgelegten Spektralwertkurven angeglichen.
Es ist aber auch möglich, durch Verschiebung der Spektralwertkurven Mängel in der spektralen Emprindlichkeit des Fotoempfängers zu kompensieren, beispielsweise mangelnde Blauempfindlichkeit durch Versatz der zugeordneten Filterkurve in Richtung auf die längeren Wellenlängen hin auszugleichen.
Wenn die Farbstreifenfilter auf einen separaten Glasträger aufgedampft werden, wird Ausschuß von kostspieligen Fotosensoren vermieden, und es ist optimale Anpassung der Interferenzschichtsysteme möglich. Die Abmessungen der Farbstreifen werden so gewählt, daß sie etwa um Faktor 8 länger sind als die Fotoempfänger. Dadurch wird es möglich, bei eventuellen Störstellen in den Filtern (Pinholes) diesen durch Justage auszuweichen.
Für die Massenfertigung lohnt es sich jedoch, unter Umgehung zusätzlicher Justiervorrichtungen die Fotoempfänger direkt zu beschichten, und zwar zweckmäßig bereits die Beschichtung auf dem Wafer vorzunehmen.
Durch die beschriebene Abhebetechnik ist hohe Kanten- und Trennschärfe der Filterstreifen möglich. Zweckmäßig werden Positivtacke verwendet, die mindestens 1u stark auDgetragen werden. Um eine Beeinflussung durch den Ablösevorang zu vem#iden, werden chemisch und mechanisch äußerst stabile Aufdampfsubstanzen, beispielsweise als hochbrechende Materialien Ta205, TiO2, CeO2, ZnS und dergleichen bzw.
als niederbrechende Materialien MgF2, Silo2 ThoO2 und dergleichen-verwendet.

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines Fotoempfängers mit einem multichroitischen Farbstreifenfilter, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergeschachtelten Filterstreifensysteme in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen jeweils unter Beschichten des Substrates mit Fotolack, Aufbelichten einer jedem Streifensystem zugeordneten Maske, Entwickeln des Fotolacks, Aufdampfen der gewünschten Interferenzschichten für die betreffende Filter farbe und anschließendem Ablösen des verbliebenen Fotolacks aufgebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotolack mit den darauf liegenden, über flüssigen Filterschichten durch Aufquellen mit organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise Dimethylketon, abgehoben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fotolack Positivlack in einer Schichtstärke von wenigstens 1 u verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Filterschichten chemisch und mechanisch stabile Aufdampfmaterialien, z.B. hochbrechende Materialien wie Ta205, TiO2, CeO2, ZnS und dergleichen bzw. niederbrechende Materialien wie MgF2, Silo2, ThoO2 und dergleichen verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat eine planparallele Glasplatte verwendet und nach Aufbringung des Streifenfilters mit dem Fotoempfänger unter Justierung verbunden wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat der Fotoempfänger verwendet wird.
7. Fotoempfänger mit einem multichroitischen Farbstreifenfilter, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstreifenfilter auf eine planparallele Trägerplatte aufgedampft ist, daß die Länge der Filterstreifen größer als die Breite der wirksamen Fläche des Fotoempfängers ist und daß die Trägerplatte mit dem Fotoempfänger verbunden ist.
8. Fotoempfänger mit einem multichroitischen Farbstreifenfilter, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstreifenfilter auf die Oberfläche des Fotoempfängers in mehreren Verfahrensstufen aufgedampft ist.
9. Fotoempfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei aneinander unmittelbar anschließenden lichtempfindlichen Bereichen die Filterstreifen einander so weit überlappen, daß der Grenzbereich zwischen zwei benachbarten lichtempfindlichen Bereichen des Fotoempfängers durch einen Filterbereich gesperrter Transparenz abgeschirmt ist.
10. Fotoempfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Filterstreifen des Farbstreifenfilters größer als die Breite der wirksamen Fläche des Fotoempfängers ist.