專利名稱：在基片上制作帶圖形光學(xué)濾波層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及在基片上制作帶圖形的光學(xué)涂層；本發(fā)明具體涉及在基片上制作分區(qū)圖形光學(xué)濾波層，具體是分段光學(xué)濾波層。
背景技術(shù)：
在光學(xué)濾波器中，我們需要在基片上有區(qū)域分段的光學(xué)涂層，例如，視頻投影儀中的光學(xué)旋轉(zhuǎn)濾波器或彩色轉(zhuǎn)盤。這種類型的濾波器從光束中順序濾波不同顏色的光線，并借助于數(shù)字式微反射鏡裝置(DMD)投射這些光線到屏幕上。
在順序濾波中，這種類型的彩色轉(zhuǎn)盤被分割成濾出不同顏色的各個分段，它與旋轉(zhuǎn)彩色轉(zhuǎn)盤的位置有關(guān)。為了產(chǎn)生至少為視頻質(zhì)量的無閃爍圖像，必須非?？焖俚匕压夥纸獬捎胁煌伾牟煌饩€。這就要求快速旋轉(zhuǎn)濾波器，以及準(zhǔn)確調(diào)整和平衡濾波盤，使濾波盤能夠承受旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的機(jī)械負(fù)荷。對這種類型彩色轉(zhuǎn)盤的另一個要求是，各個分段之間的過渡盡可能是無縫的。
在制作這種類型濾波器的常規(guī)方法中，各個濾波盤已被均勻地涂敷并有確定的濾波器性質(zhì)，它們被切割成各個分段，然后，再把這些分段組裝成濾波盤。根據(jù)DE 19708949 A1和US 5,868,482的報道，我們可以知道這種類型的彩色轉(zhuǎn)盤和制作彩色轉(zhuǎn)盤的方法。然而，切割和組裝操作是復(fù)雜的，具體地說，組裝需要特別的小心，首先，要求過渡盡可能是無縫的，其次，要求組裝濾波盤的精確平衡。此外，各個分段之間的連接還必須承受旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的機(jī)械負(fù)荷。
制作彩色轉(zhuǎn)盤的另一種可能方法是提供有分段濾波層的基片。為此目的，根據(jù)WO 99/42861 A1的報道，借助于剝離技術(shù)，提供一種有彩色濾波層系統(tǒng)的基片。利用濺射或等離子增強(qiáng)的汽相沉積制作濾波層。然后，通過溶解光致抗蝕劑掩模并剝離上面的濾波層，從而使一段濾波層保留在基片上。對于每個濾波分段重復(fù)這種方法。然而，這種方法局限于在基片溫度低于150℃下使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于提供涂敷方法的目的，該方法可以改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)方法中的缺點。
借助于獨立權(quán)利要求的內(nèi)容要點，利用十分簡單的方法可以實現(xiàn)這個目的。在從屬權(quán)利要求中給出有益的配置和改進(jìn)。
因此，本發(fā)明提供一種在基片上至少制作一個光學(xué)濾波層分段的方法，其中-在基片表面上制作包含抗蝕層的掩模，-利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層，和-使抗蝕層發(fā)生膨脹，去除有光學(xué)濾波層的抗蝕層。
我們發(fā)現(xiàn)，通過溶解去除抗蝕層的標(biāo)準(zhǔn)方法可以引起真空沉積層時的高熱負(fù)荷問題。與此對比，按照本發(fā)明，通過膨脹從基片上去除抗蝕層。然而，這種形式去除抗蝕層的方法對于抗蝕層中溫度誘發(fā)的變化很不靈敏。因此，它還可以容許涂敷操作時的較高溫度，在涂敷基片表面的較高溫度下可以實現(xiàn)增大的沉積速率，從而加速制作過程。在高溫下沉積還可以獲得彩色濾波層的高質(zhì)量和耐久性。具體地說，可以減少各層中的缺陷。例如，在較高溫度下的真空沉積，可以制作較密集的層。所以，這種類型的各層是更穩(wěn)定并可以抗化學(xué)影響。例如，在許多情況下，這種類型各層的吸水能力較低或甚至完全不吸收水。較高密度的原因是粒子有較高的遷移率，這些粒子在涂敷操作時入射到被涂敷的基片表面。
本發(fā)明這個實施例的改進(jìn)方案可以制作包含抗蝕層的掩模，包括施加光致抗蝕劑，以及曝光和顯影光致抗蝕劑。所以，按照本發(fā)明的方法可以與光刻術(shù)和精確圖形制作中實現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行組合。
按照本發(fā)明的另一個改進(jìn)方案，制作包含抗蝕層的掩模包括施加終止抗蝕劑。例如，終止抗蝕劑用作電路板制造中的焊接終止抗蝕劑，它能適合于真空涂膜。這種類型的抗蝕劑還有良好的熱穩(wěn)定性，所以，利用涂敷操作之后的(部分)溶解，也可以去除這種抗蝕劑。
在通過膨脹去除抗蝕層時，它可以適合于利用堿性溶液處理抗蝕層。
另一種去除涂敷基片表面掩模的可能方法是采用可以剝離的抗蝕劑掩模。因此，本發(fā)明還提供一種在基片上制作光學(xué)濾波層分段的方法，其中-在基片表面上制作包含抗蝕層的掩模，-利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層，和-從基片上剝離抗蝕層和光學(xué)濾波層。
這種方法對于抗蝕劑掩模中溫度誘發(fā)的變化也是相對地不靈敏，因此，在涂敷操作中可以利用較高的溫度。
施加抗蝕劑的各種可能方法適合于利用抗蝕劑掩模涂敷基片的表面。按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，印制用于抗蝕層的抗蝕劑。印制操作最好是在施加抗蝕劑的同時確定輪廓。
在這個語境下，按照一個改進(jìn)方案，借助于噴墨打印頭方式的打印頭，印制用于抗蝕層的抗蝕劑是特別有利的。這種類型的打印頭已用于直接制作非常精確和準(zhǔn)確的抗蝕劑掩模輪廓，甚至不需要其他附加的步驟，例如，隨后在基片上光刻制作圖形。這種類型的打印頭可以是壓電噴墨打印頭或氣泡噴墨打印頭。
打印操作也可以是計算機(jī)輔助的。在噴墨打印頭方式中，可以容易地實現(xiàn)計算機(jī)輔助與這種類型打印頭的組合。因此，本發(fā)明的這個改進(jìn)方案可以確定所需的光學(xué)濾波層分段，從計算機(jī)直接轉(zhuǎn)移到待涂敷的基片上。
按照本發(fā)明的另一個改進(jìn)方案，通過停留在基片表面上的模板，也可以施加用于抗蝕層的抗蝕劑。為此目的，在基片表面上安排模板，并施加抗蝕劑到有模板的表面上。通過模板施加抗蝕劑可以使基片非?？斓孬@得有分區(qū)圖形的抗蝕劑掩模。因為我們可以高精度地制作這種類型的掩模，與此同時，也就可以獲得相應(yīng)光學(xué)濾波段的高精度輪廓。
適合于施加抗蝕層的其他方法可以與上述的施加方法進(jìn)行組合，可以借助于涂刷，滾軋，絲網(wǎng)印刷或無空氣噴涂方法施加抗蝕劑。
按照本發(fā)明的另一個改進(jìn)方案，在真空沉積光學(xué)濾波層時，加熱已涂敷抗蝕劑的表面，在此之后，抗蝕層上沉積的光學(xué)濾波層在冷卻時產(chǎn)生裂紋。在這種情況下，形成的多余裂紋可以加速用于膨脹抗蝕劑的制劑穿透。這就大大加速抗蝕層和光學(xué)濾波層的去除。
為了使掩模有更好的熱穩(wěn)定性，本發(fā)明還提供一種有分開輪廓掩模的直接掩模。因此，按照本發(fā)明的另一個實施例，一種在基片上制作光學(xué)濾波層分段的方法，其中-在基片表面上固定一個輪廓掩模，制作基片表面的掩模，-利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層，和-從基片表面上分離有光學(xué)濾波層的輪廓掩模。
按照這個實施例的改進(jìn)方案，輪廓掩模也可以安排在真空沉積室中的基片表面上。這是有利的，例如，如果在基片上需要有多個不同的濾波段。為了制作不同濾波段的其他掩模，不必從真空沉積室中取出基片。具體地說，甚至可以把輪廓掩模放置在真空中，不需要經(jīng)鎖定裝置放入或移出基片，或使真空室通風(fēng)。
借助于磁力，可以把輪廓掩模固定在基片表面3上。在真空沉積光學(xué)濾波層之后，也可以簡單地去除輪廓掩模。例如，借助于安排在基片表面下方的磁性裝置，可以固定輪廓掩模。在這個語境下，安排在“基片表面下方”并不意味著相對于重力方向有任何確定的取向，而是指出與涂敷表面有關(guān)的信息。換句話說，借助于基片上的磁性裝置和/或借助于涂敷基片表面相反側(cè)之上安排的磁性裝置固定輪廓掩模。例如，磁性裝置可以包括回流板上的極靴裝置，微磁極裝置，磁帶或單個磁體。
為了使磁力作用到基片上，輪廓掩模最好包含可磁化材料。可磁化的薄金屬片適合于這個目的。
一般地說，可以使用與真空相容的材料制作輪廓掩模。最好是，使用足夠熱穩(wěn)定的材料。例如，按照本發(fā)明的改進(jìn)方案，金屬箔片或塑料薄膜，具體是熱穩(wěn)定塑料，可用于制作輪廓掩模。由于它的熱穩(wěn)定性，聚酰亞胺是特別合適的塑料例子。此外，通過研磨或激光切割或射水切割或刻蝕或這些方法中至少兩種方法的組合，利用薄膜或箔片可以制作有足夠準(zhǔn)輪廓的輪廓掩模。
按照本發(fā)明另一個實施例安排輪廓掩模的另一種方法是借助于粘合層固定輪廓掩模到基片表面上。本發(fā)明的這個實施例在真空涂敷基片表面之后同樣容易分離輪廓掩模。為此目的，最好是，在沉積操作之后從基片表面剝離輪廓掩模。
可以按照這樣的方式設(shè)計粘合層，由于涂敷操作時它經(jīng)受熱作用的變化，造成粘合性質(zhì)的惡化，輪廓掩模在涂敷操作之后仍然粘貼到原有位置，但可以特別容易地去除它。然而，作為另一個方案，借助于合適的溶劑，也可以(部分)溶解粘合層，或借助于膨脹劑，例如，鹼性溶液，使粘合層發(fā)生膨脹。
各種附加的措施對于盡可能準(zhǔn)確地固定輪廓掩模到所需的位置是有益的。例如，固定或調(diào)整輪廓掩模是借助于-一個或多個調(diào)整孔，或借助于-至少一個定位邊緣或-至少一個標(biāo)記或夾具，或借助于-機(jī)械定向，或借助于-基片表面或掩?；蚧瑠A具上至少一個凸塊，例如，導(dǎo)向軸，它嚙合在的凹口中，或借助于-這些措施中至少兩個的組合。
輪廓掩?？梢杂胁煌诨牧系臒崤蛎浵禂?shù)。在真空涂敷操作期間加熱基片時，這可以導(dǎo)致輪廓掩模相對于待涂敷基片表面的運動。為了盡可能減小這種現(xiàn)象導(dǎo)致光學(xué)濾波層分段輪廓的不精確性，按照本發(fā)明實施例的改進(jìn)方案，利用這樣一個輪廓掩模，該輪廓掩模的位置固定在相對于基片表面的固定點，并按照這樣的方式選取它的位置，使得在真空沉積光學(xué)濾波層期間溫度變化造成掩模輪廓的局部位移最小化。
所有可能的真空沉積方法可用于涂敷基片的表面。例如，按照本發(fā)明的一個實施例，真空沉積光學(xué)濾波層包括至少一層的物理汽相沉積(PVD)。在這個語境下，利用濺射或真空涂膜，包括利用等離子增強(qiáng)的真空涂膜，可以沉積該至少一層。即使材料是很難蒸發(fā)的，濺射操作可以制作高質(zhì)量的各層。另一方面，真空涂膜可以實現(xiàn)高的沉積速率，從而可以加速制作過程。
按照本發(fā)明的另一個實施例，真空沉積光學(xué)濾波層包括至少一層的化學(xué)汽相沉積。在這個語境下，借助于等離子脈沖誘發(fā)的汽相沉積，可以考慮至少真空沉積一層。
此外，本發(fā)明優(yōu)選的改進(jìn)方案提供真空沉積光學(xué)濾波層包括沉積多層。在這種情況下，借助于合適的涂敷源，最好是順序沉積各個單層。具體地說，至少可以沉積有不同成分的兩個單層，它們的折射率最好也是不同的。
這種類型的多層可以獲得很多有利的光學(xué)濾波器性質(zhì)。例如，利用合適的層厚度和各層的折射率，可以制作干涉層系統(tǒng)?？梢岳媒柚诎凑毡景l(fā)明方法沉積的干涉濾波層，作為抗反射涂層或特別適合于作為彩色濾波器。此外，干涉濾波層還可以有多個交替折射率的各個單層以產(chǎn)生部分反射。
本發(fā)明的另一個實施例提供一種在基片上至少制作一個光學(xué)濾波層分段的方法，其中-在基片上制作包含抗蝕層掩模，-利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層，和-去除有光學(xué)濾波層的抗蝕層，其中沉積光學(xué)濾波層發(fā)生在高于150℃的溫度下，最好是在高于150℃直至400℃的范圍內(nèi)。例如，使抗蝕劑發(fā)生膨脹或利用合適的溶液(部分)溶解抗蝕劑，可以實現(xiàn)剝離步驟或去除有濾波層的抗蝕層。
本發(fā)明這個實施例改進(jìn)方案提供的真空沉積光學(xué)濾波層至少發(fā)生在170℃±15℃的范圍內(nèi)，最好是在170℃±10℃的范圍內(nèi)。
具體地說，真空沉積可以包括等離子增強(qiáng)沉積，具體是濺射或等離子增強(qiáng)的真空涂膜。
在真空沉積光學(xué)濾波層的情況下，在本發(fā)明的所有實施例中，掩膜表面可以在高于150℃的溫度下，最好是在高于150℃直至400℃的范圍內(nèi)。在這個語境下，可以獲得沉積過程的穩(wěn)定性，如果掩膜表面的溫度至少是在170℃±15℃的范圍內(nèi)，最好是在170℃±10℃的范圍內(nèi)。在利用光致抗蝕劑掩膜的常規(guī)方法中，一般地說，實際上是避免采用這個溫度范圍，因此，它仍然可以溶解抗蝕劑。
按照本發(fā)明的另一個實施例，提供一種涂敷光學(xué)濾波層的表面分段，它有圓形的分段形狀。這種類型形狀的濾波分段可用在旋轉(zhuǎn)光學(xué)濾波器的情況，例如，在數(shù)字式投影儀中所用彩色轉(zhuǎn)盤的盤狀基片情況下。
另一個可能性是沉積這樣一種光學(xué)濾波層分段，它具有可見信息形式的形狀，具體是文字，符號或標(biāo)識。因此，本發(fā)明還可以實現(xiàn)裝飾效應(yīng)或標(biāo)記效應(yīng)。
按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，在基片上制作光學(xué)濾波分段中涉及的過程步驟可以重復(fù)多次，為的是在基片上有多個濾波分段。因此，本發(fā)明還提供這樣一種方法的實施例，其中掩模和真空沉積的步驟至少重復(fù)一次，通過不同的掩模，形成有光學(xué)濾波層的不同表面分段。為了使各個濾波分段有不同的光學(xué)性質(zhì)，不同的分段可以配置不同的光學(xué)濾波層。
按照本發(fā)明的方法適合于涂敷各種基片，只要這些基片可以在真空中涂敷。特別適合涂敷的材料是玻璃，這是因為它具有透明性，真空相容性和熱穩(wěn)定性。因此，在本發(fā)明的另一個實施例中，涂敷玻璃基片或基片的玻璃表面。然而，也可以使用其他的材料，例如，涂敷具有金屬或陶瓷表面的材料，或適合于真空沉積的塑料。
按照本發(fā)明的方法有各種用途。除了制作分段光學(xué)濾波器以外，例如，設(shè)計成彩色轉(zhuǎn)盤的彩色濾波器，傳感器也可以配置這種類型的光學(xué)濾波層分段。例如，傳感器可以有多個傳感器表面，其中至少一個傳感器表面被光學(xué)濾波層分段覆蓋。這種類型的傳感器可以是圖像傳感器，其中光學(xué)濾波層分段用于彩色濾波。
其他的用途包括涂敷薄膜/箔片和/或涂敷有裝飾圖形的基片。


在以下的描述中，基于典型的實施例并參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中相同和類似的單元是用相同的參考數(shù)字標(biāo)記，且各個典型實施例的特征可以互相組合。在這些附圖中圖1A至1D表示按照本發(fā)明第一個實施例在制作涂敷基片中所涉及的過程步驟，圖2表示圖1A至1D所示過程步驟的另一種方案，圖3A，3B和4A，4B表示按照這個實施例兩種方案中掩?；婕暗倪^程步驟，圖5A和5B表示利用磁力固定輪廓掩模的本發(fā)明實施例，圖6至9表示各種典型實施例的磁性裝置，圖10至12表示按照本發(fā)明涂敷基片的典型實施例。
具體實施例方式
圖1A至1D表示按照本發(fā)明第一個實施例在制作涂敷基片1中所涉及的過程步驟，其中畫出基片1的示意剖面圖。
制作有一個或多個光學(xué)濾波層分段基片1的方法是基于以下的事實，-在基片1的表面3上制作包含抗蝕層的掩模，-利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層，和-使抗蝕層發(fā)生膨脹，去除有光學(xué)濾波層的抗蝕層。
按照圖1A至1D所示的本發(fā)明這第一個實施例，通過施加抗蝕劑13，利用抗蝕層5掩?；?，具體地說，施加抗蝕劑13是利用計算機(jī)控制經(jīng)打印頭7的噴嘴9，打印頭7連接到計算機(jī)(圖1A中未畫出)。這種類型的打印頭可用于制作有特別清晰邊緣的區(qū)域圖形或分段抗蝕層5。
利用真空沉積法，可以涂敷任何所需材料的基片。在這個語境下，可以考慮玻璃，玻璃陶瓷，陶瓷，塑料和/或金屬。在圖1A至1D所示的典型實施例中，所用的基片1是用于彩色轉(zhuǎn)盤的圓盤狀玻璃基片100。
抗蝕劑13可以是終止抗蝕劑，例如，電路板制造商熟知的焊接終止抗蝕劑，剝離抗蝕劑或光致抗蝕劑。
為了改進(jìn)抗蝕劑的應(yīng)用，還可以采取各種其他的措施。例如，可以在容器11和/或連接到噴嘴9的送料管和/或在噴嘴中冷卻抗蝕劑13，具體是通過冷卻噴嘴和/或送料管，為的是減小抗蝕劑溶液在施加到基片之前的蒸發(fā)，它可以防止打印頭7的阻塞。此外，打印操作可以在穩(wěn)定的環(huán)境下進(jìn)行，例如，在壓縮和/或含溶劑的大氣中。
在打印期間，也可以預(yù)熱基片，在打印操作之后可以盡快地去除抗蝕層5的抗蝕劑中所含的溶劑，為的是固化抗蝕層。
圖1B表示制作過程的另一個階段。利用抗蝕層5掩?；?的步驟已結(jié)束。通過施加帶圖形的抗蝕層5，抗蝕層5中的抗蝕劑至少掩?；?表面3上一個子區(qū)或分段15，而至少一個其他分段17仍保持開放或未覆蓋。
帶圖形抗蝕層5的基片1安排在真空室19中，基片是在涂敷源21的相對一側(cè)。然后，借助于涂敷源21，在真空涂敷室19中真空沉積光學(xué)濾波層23到基片1的表面3上，基片1的表面3上已經(jīng)有帶圖形的抗蝕層5。在這個典型實施例中，光學(xué)濾波層23還包括多個單層231，232，233，這些單層被相繼地真空沉積；在這個典型實施例中，至少兩個單層231，232，233中沉積不同的成分。
真空沉積光學(xué)濾波層可以包括例如，至少一層的物理汽相沉積(PVD)。按照改進(jìn)的方案，涂敷源21可以包含蒸發(fā)裝置，在這種情況下，真空沉積光學(xué)濾波層23包括至少真空涂敷231，232，233中的一層。
按照另一個改進(jìn)方案，真空沉積光學(xué)濾波層23包括至少濺射層231，232，233中的一層，在這種情況下，涂敷源21至少有一個濺射源。
借助于相應(yīng)設(shè)計的涂敷源21，利用化學(xué)汽相沉積，也可以在表面3上至少沉積一個單層231，232，233。這個實施例的優(yōu)選改進(jìn)方案是利用等離子脈沖誘發(fā)的化學(xué)汽相沉積(PICVD)進(jìn)行沉積。為此目的，涂敷源21有合適原始?xì)怏w或氣體起動材料的氣體入口，和產(chǎn)生脈沖電磁波的裝置，利用該裝置可以在原始?xì)怏w環(huán)境中產(chǎn)生脈沖等離子體。在等離子體中形成反應(yīng)產(chǎn)物，反應(yīng)產(chǎn)物積聚在表面3上并可以相互作用，從而在表面3上沉積成一層。為了制作包含單層231，232，233的多個光學(xué)濾波層23，在PICVD涂敷操作時可以改變過程的氣體成分。例如，通過交替地放入含鈦和含硅的原始?xì)怏w或起動材料，可以制作包含SiO2和TiO2交替單層的濾波層。
具有掩模表面的真空沉積至少發(fā)生在高于150℃的溫度下，具體地說是在高于150℃直至400℃的范圍內(nèi)。按照優(yōu)選的規(guī)程，掩模表面的溫度至少是在170℃±15℃的范圍內(nèi)，最好是在170℃±10℃的范圍內(nèi)。我們發(fā)現(xiàn)，在真空沉積時較高的基片溫度是有利的。例如，在PVD涂敷的情況下，可以在高溫下制作較密集的各層。因此，這種類型層也是比較穩(wěn)定并可以抗化學(xué)影響。具體地說，這種類型的較密集層僅僅吸收少量的水，或甚至不吸收水。其原因是，入射到涂敷表面的粒子有較高的遷移率。
圖1C表示去除有光學(xué)濾波層23的抗蝕層。
圖1C右側(cè)所示的那部分抗蝕層5仍然是在膨脹之前的狀態(tài)，而圖1C左側(cè)所示的那部分抗蝕層5是在膨脹的狀態(tài)。利用堿性溶液，例如，氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液，可以用簡單的方法實現(xiàn)抗蝕層5的膨脹。由于抗蝕層與光學(xué)濾波層有不同的膨脹系數(shù)，在涂敷操作之后的基片冷卻期間，在光學(xué)濾波層中可以形成裂紋，它使膨脹劑發(fā)生分裂，堿性溶液可以穿透過去。這就附加地使膨脹操作加速進(jìn)行?？刮g層5的膨脹使它與涂敷表面3和抗蝕層5上存在的光學(xué)濾波層23區(qū)域脫離。與此同時，區(qū)域15與17之間濾波層23的連接也發(fā)生斷裂，如果這種類型連接實際是在沉積濾波層23時形成的，因此，通過脫離抗蝕層5，可以去除這層及其上面的光學(xué)濾波層。在這個典型實施例中，終止抗蝕劑是一種非常適合于掩模的材料，因為它能夠膨脹，并在真空中有良好的熱穩(wěn)定性和低的氣體泄出率。還可以利用光致抗蝕劑，這是在利用打印法制作掩模并借助于光刻法制作輪廓圖形時應(yīng)當(dāng)考慮到的。
圖1D表示按照本發(fā)明典型實施例的涂敷基片作為這種方法實施例的結(jié)果。涂敷基片1有表面3，表面3上有包含各個單層251，252，253的光學(xué)濾波層分段25。濾波層分段25覆蓋表面3的子區(qū)或分段17，它沒有被抗蝕層5所覆蓋。
按照本發(fā)明的另一個實施例，在基片1上制作光學(xué)濾波層分段25，如圖1A所示，在基片1的表面3上制作包含抗蝕層5的掩模，-如圖1B所示，利用真空沉積法，在表面3上沉積光學(xué)濾波層23，和-利用剝離技術(shù)，去除有光學(xué)濾波層的抗蝕層5，其中在真空室19中沉積光學(xué)濾波層23發(fā)生在高于150℃的溫度下，最好是在高于150℃直至400℃的范圍內(nèi)。按照這個實施例，剝離步驟，即，剝離有濾波層的抗蝕層，也是通過膨脹實現(xiàn)的，如圖1C所示，或利用合適的溶劑(部分)溶解抗蝕層5中的抗蝕劑。按照本發(fā)明的這個實施例，制作包含抗蝕層5的掩模還可以包括光刻法制作光致抗蝕劑層的圖形。最好是，真空沉積光學(xué)濾波層23至少發(fā)生在170℃±15℃的范圍內(nèi)，最好是在170℃±10℃的范圍內(nèi)。
此外，在這個實施例中，最好是利用等離子增強(qiáng)的沉積法實現(xiàn)真空沉積，具體是濺射或等離子增強(qiáng)的真空鍍膜。
圖2表示參照圖1C解釋的另一個過程步驟。本發(fā)明的這個實施例最初也是基于參照圖1A和1B所解釋的過程，-在基片1的表面3上制作包含抗蝕層5的掩模，和-利用真空沉積法，在表面3上沉積光學(xué)濾波層23。
然而，在這種情況下，不是通過膨脹作用去除抗蝕層5，如參照圖1C所解釋的，而是從基片1或它的表面3剝離抗蝕層5和沉積的光學(xué)濾波層23，因此，再一次得到包含光學(xué)濾波層分段25的基片1，它覆蓋表面3的子區(qū)17。在這個語境下，利用可以剝離的抗蝕劑作為抗蝕掩模是有利的，為的是能夠剝離抗蝕層5。此外，作為例子，光學(xué)濾波層23是單個濾波層。然而，當(dāng)然也可以采用有多個濾波層的方法，如圖1B或1C所示。
圖3A和3B表示用于掩模表面3的另一個典型實施例。在這種情況下，作為例子，彩色轉(zhuǎn)盤的盤狀玻璃基片100用作基片1，用于涂敷光學(xué)濾波層分段25。在這個例子中，通過涂敷光致抗蝕劑40，以及隨后的曝光和顯影光致抗蝕劑實現(xiàn)掩模操作。在這個典型實施例中，通過分區(qū)施加光致抗蝕劑40以實現(xiàn)涂敷操作。實施這種操作可以是涂刷，滾軋，絲網(wǎng)印刷或無空氣噴涂。然后，按照所需的掩模圖形或?qū)?yīng)的光學(xué)濾波層分段輪廓，曝光和顯影光致抗蝕劑40，因此，我們得到圖3B所示的分區(qū)圖形或分段抗蝕層5，它作為基片1表面3上的掩模。
然后，如參照圖1B至1D所解釋的，可以按照這種方式對掩模的基片作進(jìn)一步處理，為的是得到按照本發(fā)明有一個或多個光學(xué)濾波層分段的基片。
圖4A和4B表示制作有抗蝕層5的帶圖形抗蝕掩模的另一個方案，抗蝕層5是按照光學(xué)濾波層分段形成輪廓或分段或區(qū)域圖形。按照這個方案，如圖4A所示，模板30安排在表面3上。然后，施加抗蝕劑到有模板的表面，為的是制作至少覆蓋表面子區(qū)15的抗蝕層5，該區(qū)域是用于掩模。例如，借助于涂刷，滾軋，絲網(wǎng)印刷或無空氣噴涂可以施加抗蝕劑。
其次，去除模板30，得到圖4B所示按照模板30輪廓的分段或帶圖形的抗蝕層5，它保留在表面3上作為掩模。按照這種方法掩模的基片1與圖3B所示的基片類似，按照圖1B至1C的過程步驟對它作進(jìn)一步的處理。
基于圖5A和5B所示的剖面圖，我們描述按照本發(fā)明另一個實施例在基片上制作光學(xué)濾波層的方法。在本發(fā)明的這個實施例中，-固定輪廓掩模到基片的表面上，制作基片表面的掩模，
-利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層，和-從基片表面分離有光學(xué)濾波層的輪廓掩模。
圖5A表示安排在真空室19中的基片1，在待涂敷的基片1表面3上固定有分段切口35的輪廓掩模。在圖5A所示的狀態(tài)下，已經(jīng)沉積包含各個單層231，232，233的多個濾波層23。
具體地說，在圖5A所示的典型實施例中，借助于磁力使輪廓掩模33保持在基片表面3上。磁性裝置37安排在基片相反側(cè)4的表面3下方，為的是施加磁力。磁性裝置37產(chǎn)生的磁場在輪廓掩模33與磁性裝置37之間產(chǎn)生吸引力，它把輪廓掩模拉到基片的表面3上。為了能使磁力作用到輪廓掩模33上，輪廓掩模包含可磁化材料是合適的。例如，由可磁化的薄金屬片制成的金屬箔適合于這個目的。通過研磨或激光切割或射水切割或刻蝕或這些方法中至少兩種方法的組合，利用薄膜或箔片可以制作有足夠精確輪廓的輪廓掩模。這些方法中的一些方法，例如，研磨，還可以處理薄膜/箔片的疊層，為的是在同一個步驟中得到多個輪廓掩模。
輪廓的取向應(yīng)當(dāng)盡可能精確地相對于待涂敷的子區(qū)17，可以采取附加的措施，例如，固定或調(diào)整輪廓掩模的位置借助于-一個或多個調(diào)整孔，或借助于-至少一個定位邊緣或-至少一個標(biāo)記或夾具，或借助于-機(jī)械定向，或借助于-基片表面或掩?；蚧瑠A具(未畫出)上至少一個凸塊，它嚙合在掩?；蚧砻娴陌伎谥?，或借助于-這些措施中至少兩個的組合。
圖5A表示基片表面3上有心軸形式凸塊43的典型實施例，它嚙合在掩模33的凹口42中。配置這種類型的定位裝置也是有利的，例如，一個或多個心軸安排在基片夾具上，因此，不必在基片1配置諸如凸塊的這些裝置。
按照這個實施例的改進(jìn)方案，可以按照這樣的方式選取凸塊43和對應(yīng)凹口42的位置，輪廓掩模33的位置是相對于表面3固定的，固定點是由凸塊43和切口42形成的，按照這樣的方式選取這個固定點的位置，使得在真空沉積光學(xué)濾波層23期間溫度變化造成輪廓掩模33的局部位移最小化。這可以使光學(xué)濾波層分段的輪廓中多余偏差減至最小。
在這個方法實施例中，按照改進(jìn)的方案，輪廓掩模33也可以安排在基片表面3上，只有當(dāng)它是在真空沉積室19中。這就可以在真空室中制作光學(xué)濾波層分段，而不必為了掩模需要移出基片1。
在真空沉積光學(xué)濾波層23之后，由于磁性固定，可以容易地移動輪廓掩模33及其上面的濾波層23，從而得到圖5B所示的基片1，其中光學(xué)濾波層分段25，26對應(yīng)于輪廓掩模33的分段切口35。
按照本發(fā)明這個實施例的另一個方案，借助于粘合層使輪廓掩模33固定在基片表面上。在這種情況下，粘合層最好加到輪廓掩模上。然后，如圖5A所示，基片1和輪廓掩模33上涂敷光學(xué)濾波層23，其中輪廓掩模33通過粘合層牢固地粘貼到表面3上。在沉積光學(xué)濾波層23之后，可以從該表面剝離輪廓掩模33。然后，通過清洗使基片清潔，為的是從表面3上去除可能存在的粘合劑殘留物。
作為例子，由熱穩(wěn)定塑料制成的塑料薄膜適用于這個方案中的輪廓掩模33。具體地說，可以使用具有特別熱穩(wěn)定性的聚酰亞胺薄膜。
圖6至9表示各種典型實施例的磁性裝置37，該裝置可用于磁性固定輪廓掩模。
圖6表示磁性裝置37，包括有磁體44和極靴45的極靴裝置371。這種類型的磁性裝置37適合于相對小的輪廓掩模。然而，也可以利用多個這種類型的極靴裝置371，為了使輪廓掩模33定位在若干個區(qū)域。
圖7表示有微磁極裝置372的磁性裝置37的典型實施例。微磁極裝置372包含有開孔46的磁體44，磁體44固定到回流板47。最好是，微磁極裝置372安排在待涂敷基片側(cè)面4的上面，它是在待涂敷基片3的相反側(cè)，可以使回流板47遠(yuǎn)離基片。
在圖8所示的典型實施例中，磁性裝置37包括含磁極46的磁帶373。這種類型的磁帶具有可彎曲的優(yōu)點，所以，它適合于基片1的形狀，具有可變形性。
圖9表示另一種選擇的磁性裝置37。這種磁性裝置37包括在回流板47上安排的多個單磁體48，為的是使作用到輪廓掩模33的磁力有足夠均勻的分布。例如，在這個裝置中，如圖9所示，N極和S極是交替地面朝外。最好是，這個裝置是這樣安排的，在基片1處，回流板47遠(yuǎn)離基片，或單個磁體的磁極面向側(cè)面4。
利用圖5至9所示這些磁性裝置的例子，在掩模區(qū)域上可以實現(xiàn)基本均勻的吸引力分布，為了確保輪廓掩模與被涂敷區(qū)域有良好的接觸。這可以防止光學(xué)濾波層材料在輪廓掩模下發(fā)生蠕變，與此同時，這意味著光學(xué)濾波層分段的輪廓清晰度可以與掩模的輪廓清晰度相當(dāng)。
圖10至12表示按照本發(fā)明涂敷基片的典型實施例。圖10表示數(shù)字式投影儀中使用彩色轉(zhuǎn)盤的濾光盤101。濾光盤101包括盤狀玻璃基片，如圖1A至1D，圖2，圖4A，3B，4A，4B，5A，5B中的剖面圖所示。玻璃基片101是圓形，并有中心設(shè)置的開孔102。這個開孔用于固定和定位濾波盤101到基座上。在基片1或100上涂敷三個圓形分段形式的光學(xué)濾波層分段25，26，27，它們是按照本發(fā)明方法制作的。最好是，濾波層分段25，26，27被沉積成多個干涉濾波層，為的是在每種情況下從光源濾出某些顏色的光，其中彩色轉(zhuǎn)盤安排在光源的光程中。對于每個分段25，26，27，重復(fù)掩模和真空沉積的步驟，這些分段對應(yīng)于三個不同的光學(xué)濾波層分段；利用不同的掩模，使基片表面的不同分段上有不同的光學(xué)濾波層。
轉(zhuǎn)動包含濾波盤的彩色轉(zhuǎn)盤，可以順序濾出各種顏色。另一個圓形分段103沒有被涂敷，為的是給出附加的白光或明亮通道。各個分段也不必有相同的尺寸。相反，濾波層分段25，26，27覆蓋的扇區(qū)尺寸可以取決于所用光源的頻譜分布，為了實現(xiàn)具有良好光輸出的平衡色分布。
然而，按照本發(fā)明的方法還適合于涂敷各種其他的基片。例如，圖11表示涂敷多個光學(xué)濾波層分段25，26，27，28的薄膜/箔片104。這種類型的薄膜/箔片也可用作分段的光學(xué)濾波器。然而，濾波層分段也可以實現(xiàn)裝飾的目的。這種類型的基片也可用于有多個傳感器表面的傳感器，而給每個傳感器表面分配一個光學(xué)濾波層分段，為的是濾出入射到傳感器表面上的光。利用每個分段，可以濾出和檢測不同的顏色。傳感器本身也可用作涂敷一個或多個傳感器表面的基片。本發(fā)明應(yīng)用的一個例子是涂敷圖像傳感器的像素區(qū)用于彩色濾波。
此外，本發(fā)明也可用于沉積光學(xué)濾波層分段，這些分段的形狀是可見信息的形式，具體是文字，符號或標(biāo)識。圖12表示這種形式的例子。圖12表示有頭燈110的汽車105正視圖。按照本發(fā)明涂敷的基片合并在汽車105的頭燈110中。透明基片上光學(xué)濾波層分段25中的圖形是可見信息的形式。具體地說，在這個典型的實施例中，涂層可以是標(biāo)識形狀的圖形；圖12中涂層25形成的標(biāo)識是用斜體字“L”的形狀，它僅僅作為一個例子。例如，涂層25可以制作成汽車制造商的標(biāo)識或文字形式，即，分段的區(qū)域圖形。在接通頭燈或在柔光照明下，例如，在接通停車等時，可以看見這個標(biāo)識，它產(chǎn)生引人注目的裝飾效應(yīng)。
專業(yè)人員清楚地知道，本發(fā)明不局限于以上描述的典型實施例，它可以有各種變化的形式。具體地說，還可以把各個典型實施例的特征進(jìn)行組合。
標(biāo)號列表1 基片3 基片表面4 基片表面的相反側(cè)5 抗蝕層7 打印頭9 打印頭噴嘴11 打印頭容器13 抗蝕劑15 基片表面的掩模分段17 基片表面的空白、未掩模分段19 真空室21 涂敷源23 光學(xué)濾波層231，232，233 23的各層25，26，27，28 光學(xué)濾波層分段251，252，253 25的各層30 模板33 輪廓掩模35 輪廓掩模的分段切口37 磁性裝置371 極靴裝置372 微磁極裝置373 磁帶40 光致抗蝕劑42 投影43 凹口44 磁體45 極靴
46 磁體的磁極47 回流板48 單個磁鐵100 彩色轉(zhuǎn)盤的玻璃基片101 彩色轉(zhuǎn)盤的濾波盤102 101中的開孔103 100的未涂敷圓形分段104 薄膜/箔片105 汽車110 頭燈
權(quán)利要求
1.一種在基片上至少制作一個光學(xué)濾波層分段的方法，其中-在基片表面上制作包含抗蝕層的掩模，-利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層，和-從抗蝕層上去除有光學(xué)濾波層的抗蝕層，其中沉積光學(xué)濾波層至少發(fā)生在高于150℃的溫度下，最好是在高于150℃直至400℃的范圍內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中真空沉積光學(xué)濾波層至少發(fā)生在170℃±15℃的范圍內(nèi)，最好是在170℃±10℃的范圍內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其中真空沉積包括等離子增強(qiáng)沉積，具體是濺射或等離子增強(qiáng)的真空鍍膜。
4.一種在基片上至少制作一個光學(xué)濾波層分段的方法，具體是按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中-在基片表面上制作包含抗蝕層的掩模，-利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層，和-使抗蝕層發(fā)生膨脹，去除有光學(xué)濾波層的抗蝕層。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其中制作包含抗蝕層的掩模包括施加光致抗蝕劑，以及曝光和顯影光致抗蝕劑。
6.按照權(quán)利要求4或5的方法，其中制作包含抗蝕層的掩模包括施加終止抗蝕劑。
7.按照權(quán)利要求4至6中任何一個的方法，其中通過膨脹去除抗蝕層包括利用堿性溶液處理抗蝕層。
8.一種在基片上制作光學(xué)濾波層分段的方法，具體是按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中-在基片表面上制作包含抗蝕層的掩模，-利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層，和-從基片上剝離抗蝕層與光學(xué)濾波層。
9.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中印制用于抗蝕層的抗蝕劑。
10.按照權(quán)利要求9的方法，其中借助于打印頭，印制用于抗蝕層的抗蝕劑。
11.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中借助于計算機(jī)控制的印制方法，在基片上施加用于抗蝕層的抗蝕劑。
12.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中在基片表面上安排模板，和施加抗蝕劑到有模板的基片表面上。
13.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中借助于涂刷，滾軋，絲網(wǎng)印刷或無空氣噴涂方法，施加用于抗蝕層的抗蝕劑。
14.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中在沉積期間加熱涂敷表面，而抗蝕層上沉積的光學(xué)濾波層在冷卻時產(chǎn)生裂紋。
15.一種在基片上制作光學(xué)濾波層分段的方法，具體是按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中-在基片表面上固定一個輪廓掩模，制作基片表面的掩模，-利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層，和-從基片表面上分離有光學(xué)濾波層的輪廓掩模。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其中安排輪廓掩模在真空沉積室中的基片表面上。
17.按照權(quán)利要求15或16的方法，其中借助于磁力使輪廓掩模保持在基片表面上。
18.按照權(quán)利要求17方法，其中利用基片表面下方安排的磁性裝置固定輪廓掩模。
19.按照權(quán)利要求18方法，其中磁性裝置包括回流板上的極靴裝置，微磁極裝置，磁帶或單個磁體。
20.按照權(quán)利要求15至19中任何一個的方法，其中輪廓掩模包括可磁化材料。
21.按照權(quán)利要求15至20中任何一個的方法，其中輪廓掩模包括金屬箔片或塑料薄膜，具體地說包括熱穩(wěn)定塑料。
22.按照權(quán)利要求15至21中任何一個的方法，其中借助于粘合層使輪廓掩模固定到基片表面上。
23.按照權(quán)利要求22的方法，其中在沉積操作之后，從基片表面上剝離輪廓掩模。
24.按照權(quán)利要求15至23中任何一個的方法，其中固定或調(diào)整輪廓掩模的位置是借助于-一個或多個調(diào)整孔，或借助于-至少一個定位邊緣或-至少一個標(biāo)記或夾具，或借助于-機(jī)械定向，或借助于-基片表面或掩模上至少一個凸塊，它嚙合在掩模或基片表面的凹口中，或借助于-這些措施中至少兩個的組合。
25.按照權(quán)利要求15至24中任何一個的方法，其中輪廓掩模的位置固定在相對于基片表面的固定點，并按照這樣的方式選取它的位置，使得在真空沉積光學(xué)濾波層期間溫度變化造成掩模輪廓的局部位移最小化。
26.按照權(quán)利要求15至25中任何一個的方法，其中通過模壓或研磨或激光切割或射水切割或刻蝕或這些方法中至少兩種方法的組合，利用薄膜/箔片制作輪廓掩模。
27.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中真空沉積光學(xué)濾波層包括至少一層的物理汽相沉積(PVD)。
28.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中光學(xué)濾波層的真空沉積包括至少一層的濺射。
29.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中光學(xué)濾波層的真空沉積包括至少一層的真空涂膜。
30.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中光學(xué)濾波層的真空沉積包括至少一層的化學(xué)汽相沉積。
31.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中光學(xué)濾波層的真空沉積包括至少一層的等離子脈沖誘發(fā)的汽相沉積。
32.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中光學(xué)濾波層的真空沉積包括多層的沉積。
33.按照權(quán)利要求32的方法，其中至少沉積有不同成分的兩層。
34.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中光學(xué)濾波層的真空沉積包括干涉濾波層的沉積。
35.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中真空沉積光學(xué)濾波層至少發(fā)生在高于150℃的掩模表面溫度下，最好是在高于150℃直至400℃的范圍內(nèi)。
36.按照權(quán)利要求35的方法，其中掩模表面的溫度至少是在170℃±15℃的范圍內(nèi)，最好是在170℃±10℃的范圍內(nèi)。
37.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中涂敷圓形分段的一段表面。
38.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中沉積的光學(xué)濾波層分段是可見信息形式的形狀，具體是文字，符號或標(biāo)識。
39.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中至少重復(fù)一次掩模和真空沉積的步驟，利用不同的掩模，使不同分段表面有光學(xué)濾波層。
40.按照權(quán)利要求39的方法，其中不同的分段有不同的光學(xué)濾波層。
41.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中涂敷用于彩色轉(zhuǎn)盤的盤狀基片。
42.按照以上權(quán)利要求中任何一個的方法，其中涂敷玻璃基片或基片的玻璃面。
43.按照以上權(quán)利要求中任何一個方法的用途，用于制作分段光學(xué)濾波器。
44.按照以上權(quán)利要求中任何一個方法的用途，用于制作有傳感器表面的傳感器，其中至少一個傳感器覆蓋光學(xué)濾波層分段。
45.按照以上權(quán)利要求中任何一個方法的用途，用于涂敷薄膜/箔片。
46.按照以上權(quán)利要求中任何一個方法的用途，用于涂敷有裝飾圖形的基片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在基片上至少制作一個光學(xué)濾層分段的方法，其中在基片表面上制作包含抗蝕層的掩模；利用真空沉積法，在基片表面上沉積光學(xué)濾波層；從抗蝕層上去除有光學(xué)濾波層的抗蝕層；其中沉積光學(xué)濾波層至少發(fā)生在高于150℃的溫度下，最好是在高于150℃至400℃的范圍內(nèi)。
文檔編號G02B5/20GK1721889SQ20051008461
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月15日
發(fā)明者迪特·維特博格, 托馬斯·庫帕, 錄茲·佐格, 安德里·米爾坦斯 申請人:肖特股份公司