精细图案制造方法及其形成的滤色器、暗影图案滤波器和彩色lcd元件的制作方法

专利名称：精细图案制造方法及其形成的滤色器、暗影图案滤波器和彩色lcd元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于形成精细图案的一种方法，且更具体地说是涉及用于用于制作精细图案的一种方法，该方法被用于形成用于诸如信息终端的显示单元的彩色LCD元件、用于彩色图象检测器和彩色扫描器的滤色器、以及暗影图案滤波器，并涉及该滤色器和用该方法制成的暗影图案，以及为了使用该滤色器而设置的彩色LCD元件。
作为用于进行精细图案—该精细图案被用于形成LCD元件所用的滤色器和暗影图案滤波器—的传统方法，实现了一种颜料散布方法—其中着色颜料被精细地散布在光刻胶中。为了形成精细图案，这种颜料散布方法采用了经常用于半导体处理的光刻技术。但这种颜料散布方法需要对每一个片进行涂覆光刻胶和曝光处理，因而该方法使得制成过程复杂并需要昂贵的曝光设备。为了克服这些缺点，已经研究了能够更容易地以更低的成本和更高的精度来形成精细图案的各种制造方法。
作为一个例子，JP-A-61-233704公布了形成滤色器的精细图案的一种方法。该方法包括以下步骤使其中散布有精细颜料的抗蚀剂曝光并显影，以在用有机聚合物在一个主基底上形成的一个剥离层的表面上形成一个精细图案；把该精细图案从主基底剥下并借助一个叠置器所提供的热量和压力而把该精细图案与用有机聚合物制成的粘合剂成象层一起转移到一个中介基底上。然而，这种方法需要使主基底的热膨胀保持在适合于介质基底的热膨胀的水平，因为它利用了热量和压力来进行剥离和转移操作。这可能使转移中的精细图案恶化。
类似地，作为形成用于滤色器的精细图案的一种方法，JP-A-63-266482公布了一种方法，它采取了以下步骤对于各个颜色部分地电淀积适当的树脂，以在具有电极的一个绝缘主基底上形成一个精细图案—这些电极具有适当的形状以形成滤色器；并借助树脂自身的粘合力把该精细图案接合并压在中介基底上，以剥离并转移精细图案。这种方法的优点在于主基底能够被重复使用。然而，借助树脂自身的粘合作用来剥离和转移精细图案使树脂与中介基底的接合力削弱，从而不能使剥离和转移完全稳定。
从以上观点，为了更可靠地剥离和转移到中介基底上的精细图案，在JP-A-3-150376中提出了一种方案。用于剥离和转移精细图案的该方案涉及以采用以下步骤的一种方法在一个主基底上形成用一种可释放涂覆层制成的一个剥离层；在该剥离层上电淀积一个用电淀积树脂构成的精细图案；把该电淀积树脂接合并压在形成在一个中介基底上的接合层上。另外，在JP-A-4-260389中公布了有关一种蚀刻掩膜的方法。该方法采用了以下步骤在借助树脂的部分电淀积而形成的一个精细图案上形成一种电淀积粘合剂的图案；对其中没有形成掩膜层的一个导电层进行镜处理，以产生剥离效果；以及，把该图案接合并压在一个中介基底上。用于剥离和转移到中介基底上的精细图案的该方法因而利用了电淀积剂图案的粘合特性。
然而，这种用于形成精细图案的传统方法的不利之处，在于当把精细图案从主基底剥离和转移到中介基底上时，精细图案不能被完全地剥离和转移，或者变形，因为用电淀积树脂制成的精细图案对主基底具有强接合力。另外，由于牢固地接合在主基底上的精细图案被强行剥离，这种方法使主基底受到损坏，因而缩短了主基底的可重复寿命。
另一方面，传统的LCD元件被用于诸如个人计算机的信息终端的显示装置或诸如视频游戏机的装置。特别地，用在袖珍信息终端或游戏装置中的显示装置采用了大量的LCD元件，因为这些装置需要减小尺寸、重量和电力消耗。随着显示装置的显示内容的变化增大且其密度的提高，对LCD元件特别是彩色LCD元件的需求一年并一年大。
传统的彩色LCD元件具有一个透明基底—它具有形成在其上的透明象素电极、具有滤色器和叠置在其上的透明象素电极的透明基底、以及叠置在两个透明基底之间的液晶材料—这些透明基底的透明象素电极彼此相对。另外，一个偏转板位于各个透明基底之外，从而在各个偏转板附近设置了一个光源。
彩色LCD元件的透明基底经常采用玻璃基底。不幸的是，玻璃基底占了整个彩色LCD元件的大部分重量且难于减薄。为了减小LCD元件的重量和厚度，没有研究用塑料膜基底作为彩色LCD元件。例如，JP-A-61-149984公布了一种彩色LCD元件，它包括了其上形成有透明象素电极的塑料膜基底、具有形成在其一个表面上的透明象素电极的另一塑料膜基底以及形成在其另一表面上的一个滤色器，以及设置在两个塑料膜基底之间的液晶材料—这两个塑料膜基底的透明象素电极彼此相对。另外，在塑料膜基底与滤色器之外设置了偏转板。在位于滤色器一侧上的偏转板附近设置了光源。
然而，塑料膜基底的刚性太差，因而其上需要形成滤色器的塑料膜基底难于保持优异的平整性。当采用颜料散布方法以形成滤色器时，其中包含精细散布的颜料的抗蚀剂的涂覆量非常地不均匀，以致滤色器的膜厚度具有一定的分布且滤色器的图案精度被进一步地降低，因而滤色器的形成精度也被降低。其结果，JP-A-61-149984中的传统方法的缺点，是通过的光的强度非常地不均匀，以致产生了窄范围中的色暗影和大范围的亮度暗影。
另一方面，如上所述，该LCD元件可具有各种类型的光源。例如，提供了诸如在其后部的冷阴极荧光灯的光源的一种透射型LCD元件、提供一个反射板以反射入射到该LCD元件的后部的外部光线的反射板的反射型LCD元件、或在LCD元件的后部上提供了一个半透射反射板和诸如LED的光源的半透射型LCD元件。
透射型LCD元件具有一个光源，从而使它可以被用于黑暗的地方，因而提供了生动的图象，但它的电力消耗较大。这限制了显示器的运行时间。为了克服这种缺点，这种LCD元件需要大容量的电池，这阻碍了袖珍显示器的尺寸的减小。半透射型LCD元件也是这种情况。
另一方面，反射型LCD元件不包括光源，因而它不消耗大量的电力，因而其运行时间比透射或半透射型LCD元件长。然而，反射型LCD元件关断，没有环境光入射到LCD元件上就不能显示图象。例如，如果它被用于目前正在得到推广的袖珍电话，这种LCD元件在诸如黑暗的环境的紧急情况下就不能使用。另外，这种LCD元件采用后部上反射的光作为光源，因而其光量比透射型LCD元件的小。这意味着反射型LCD元件的亮度不可避免地要降低，且特别地彩色显示的生动性被降低了。
本发明就是要克服现有技术中的前述问题。
本发明的一个目的，是提供用于制作精细图案的一种方法，借助该方法可以在保证优异的再生性和可靠性的情况下把形成在一个主基底上的精细图案完全剥离和转移到一个中介基底上，可以重复使用主基底，且能够方便地大规模地生产高清晰度和高密度的精细图案，并能够借助该制造方法生产滤色器和暗影图案滤波器一它们具有高清晰度和高密度的精细图案且这些滤色器具有优异的大规模生产性和精度。
本发明的进一步的目的，是提供一种彩色LCD元件，它采用了这种滤色器并能够提供高度颜色可再生图象，而没有颜色和亮度暗影。
本发明的又一个目的，是提供一种滤色器，它在晚于来自光源的光的环境光消失的时刻的一定而有限的间隔里保持了颜色-发光功能，且即使在其中光量很小的环境中也能够提供具有高亮度和生动性的彩色发光功能，并提供带有这种滤色器的彩色LCD元件。
为了克服前述缺点，根据本发明的一个方面的精细图案制造方法包括以下步骤制作一个主基底，该主基底具有一个绝缘基底和形成在绝缘基底上的、具有预定形状的图案的电极层；在该主基底上形成由导电斥水薄膜制成的剥离层；在该剥离层上形成用电淀积树脂制成的精细图案；用水浸该电淀积树脂；以及，把该精细图案从主基底上剥离并转移到中介基底的一个接合层上。
在此组合中，当用水浸电淀积树脂的内部以在浸泡步骤中形成精细图案时，由于剥离层是斥水的，电淀积树脂与剥离层的接合力被显著地削弱了。因此，精细图案能够被完全地从主基底剥离并被可靠地转移到中介基底的接合层上。
这种剥离并转移，是在电淀积树脂与剥离层的接合力被显著削弱的情况下进行的。在剥离并转移的情况下，对剥离层和主基底带图案的电极层不会造成损坏，因而同一个主基底可被用来形成相当可再生和规则的精细图案，并能够反复地使用而延长其寿命。
由于电淀积树脂与剥离层的接合力能够得到削弱，可以用具有较弱接合强度的接合层作为中介基底，从而在剥离和转移中使主基底从中介基底剥离。这防止了精细图案的变形或损坏。
借助上述功能，可以借助光刻技术以高密度在主基底上形成紧凑的图案电极层。因此，制造精细图案的方法提供了容易而大规模地生产高清晰度和高密度的精细图案的能力。
根据本发明的一个方面的滤色器，是借助根据本发明的精细图案制造方法而制成的，并具有柔性的光透射中介基底、在该中介基底上形成的光透射接合层、以及用至少两种颜色的电淀积树脂制成并形成在该接合层上的精细图案。
根据本发明的一个方面的暗影图案滤波器，是借助根据本发明的精细图案制造方法而制成的，并具有柔性而光透射的中介基底、形成在该中介基底上的光透射接合层、以及用暗影电淀积树脂制成并形成在接合层上的暗影图案。
这些组合提供了包含高清晰度和高密度精细图案并具有优异的大规模生产性的暗影图案滤波器。
另外，根据本发明的一个方面的彩色LCD元件具有彼此相对地设置的一对塑料膜基底、形成在各个塑料膜基底的相对表面上的透明象素电极、密封在塑料膜基底之间的液晶材料、以及位于塑料膜基底之一的外表面上的滤色器，其中用根据本发明的精细图案制造方法制成的滤色器用置于塑料膜基底之间的粘合膜贴在塑料膜基底上。
如上所述地构造的彩色LCD元件提供了在显示器上显示没有颜色和亮度暗影的高度色彩可再生和高质量图象的能力，因为与传统的滤色器不同，预制作有高精度的精细图案的滤色器的特性，与塑料膜基底的表面状态无关。
另外，根据本发明的一个方面的滤色器，是借助根据本发明的精细图案制造方法而制成的，并用于在光透射基底上产生两维图案形式的精细发光图案。该发光图案用于封闭电淀积树脂中的光存储和荧光着色颗粒之一或两者。
这种组合包含电淀积树脂中的光存储和荧光发光颗粒。通过使电淀积树脂层以两维图案的形式延伸而成为发光图案，如果发光颗粒是光存储的，所产生的滤色器能够用在接收时存储的光在黑暗的地方提供彩色发光，或者如果发光颗粒是荧光的，所产生的滤色器能够提供高亮度的生动彩色发射。
另外，根据本发明的彩色LCD元件具有前述的滤色器和与其相光学连接的LCD元件。
该组合提供了一种彩色LCD元件—它能够在来自光源的光或环境光消失之后的一定期间里保持彩色发光功能，并且即使在比较暗的环境中提供高亮度的生动彩色发光。


图1是剖视图，显示了在根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法所包括的剥离层形成步骤中形成的主基底的一个基本部分。
图2A是剖视图，显示了在根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法中所包括的精细图案形成步骤形成的主基底的一个基本部分。
图2B是剖视图，显示了在根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法中包括的精细图案形成步骤形成的主基底的一个基本部分。
图2C是剖视图，显示了在根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法中包括的精细图案形成步骤形成的主基底的一个基本部分。
图2D是剖视图，显示了在根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法中包括的精细图案形成步骤形成的主基底的一个基本部分。
图3是剖视图，显示了主基底的一个基本部分，用于显示包括在根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法中的浸水步骤。
图4A是剖视图，显示了一个中介基底和主基底的一个基本部分，用于显示包括在根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法中的剥离和转移步骤。
图4B是剖视图，显示了该中介基底和主基底的一个基本部分，用于显示包括在根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法中的剥离和转移步骤。
图5A是剖视图，显示了一个中介基底和主基底的一个基本部分，用于显示包括在根据本发明的第二实施例的精细图案制造方法中的剥离和转移步骤。
图5B是剖视图，显示了该中介基底和主基底的一个基本部分，用于显示包括在根据本发明的第二实施例的精细图案制造方法中的剥离和转移步骤。
图6A是剖视图，显示了一个中介基底和主基底的一个基本部分，用于显示包括在根据本发明的第三实施例的精细图案制造方法中的剥离和转移步骤。
图6B是剖视图，显示了该中介基底和主基底的一个基本部分，用于显示包括在根据本发明的第三实施例的精细图案制造方法中的剥离和转移步骤。
图7是剖视图，显示了根据本发明的第四实施例的精细图案制造方法中包括的主基底制造步骤中形成的主基底的一个基本部分。
图8是剖视图，显示了根据本发明的第四实施例的精细图案制造方法中包括的主基底剥离和转移步骤中形成的主基底的一个基本部分。
图9是剖视图，显示了根据本发明的第四实施例的精细图案制造方法中包括的精细图案形成步骤中形成的主基底的一个基本部分。
图10是剖视图，显示了主基底的一个基本部分，用于显示根据本发明的第四实施例的精细图案制造方法包括的浸水步骤。
图11A是剖视图，显示了中介基底和主基底的一个基本部分，用于显示根据本发明的第四实施例的精细图案制造方法的剥离和转移步骤。
图11B是剖视图，显示了中介基底和主基底的一个基本部分，用于显示根据本发明的第四实施例的精细图案制造方法的剥离和转移步骤。
图12是剖视图，显示了根据本发明的第五实施例的精细图案制造方法中包括的主基底制造步骤中形成的主基底的基本部分。
图13是剖视图，显示了在根据本发明的第五实施例的精细图案制造方法中包括的剥离和转移步骤中形成的主基底的基本部分。
图14是剖视图，显示了在根据本发明的第五实施例的精细图案制造方法中包括的精细图案形成步骤中形成的主基底的基本部分。
图15是剖视图，显示了主基底的一个基本部分，用于说明在根据本发明的第五实施例的精细图案制造方法中包括的浸水步骤。
图16A是剖视图，显示了一个中介基底和该主基底的一个基本部分，用于显示根据本发明的第五实施例的部件中包括的剥离和转移步骤。
图16B是剖视图，显示了一个中介基底和该主基底的一个基本部分，用于显示根据本发明的第五实施例的部件中包括的剥离和转移步骤。
图17是平面图，显示了根据本发明的第六实施例的滤色器。
图18是剖视图，显示了根据本发明的第七实施例的彩色液晶显示装置的基本部分。
图19是剖视图，显示了根据本发明的第八实施例的彩色液晶显示装置的基本部分。
权利要求1所描述的本发明包括以下步骤制作一个主基底，它具有一个绝缘基底和具有给定形状的图案并形成在绝缘基底上的电极层；在该主基底上形成由导电斥水薄膜制成的剥离层；在该剥离层上形成由电淀积树脂制成的精细图案；用水浸泡该电淀积树脂；以及，从主基底上剥离掉精细图案并将该精细图案转移到一个中介基底的一个接合层上。在浸水步骤，水浸入组成精细图案的电淀积树脂的内部。由于剥离层是斥水的，电淀积树脂与剥离层的接合力被显著削弱了，因而精细图案能够从主基底上被完全剥离并转移到中介基底的接合层上。
权利要求2所描述的本发明的特征在于，在权利要求1描述的本发明的浸水步骤中，用30℃至70℃且较好地是50℃的水来浸泡电淀积树脂。这使得可以在使水从电淀积树脂的表面汽化的同时，来有效地用水浸泡电淀积树脂的内部。因而本发明的第二实施例提供了使精细图案更容易从主基底剥离并改善精细图案与中介基底的接合特性的功能。
权利要求3所描述的本发明的特征，在于在权利要求1和2所描述的本发明之一的剥离和转移步骤中，中介基底的接合层在将精细图案转移到其上之前得到了加热。加热的中介基底使得能够在剥离和转移步骤中迅速地蒸发构成精细图案的电淀积树脂的表面上的水。本发明的第三实施例因而提供了改善中介基底的接合层与电淀积树脂的接合特性并缩短浸水步骤与剥离和转移步骤之间的等候时间的功能。
权利要求4所描述的本发明的特征，在于在权利要求1和2所产生的本发明之一的剥离和转移步骤中，在主基底上受压的主基底和中介基底一起得到加热，以剥离并转移精细图案。加热的基底使得可以在剥离和转移步骤迅速地蒸发构成精细图案的电淀积树脂的表面上的水，改善中介基底的接合层与电淀积树脂的接合特性，并缩短浸水步骤与剥离和转移步骤之间的等候时间。另外，加热和加压的应用，使得可以在短时间里实现接合层与电淀积树脂之间的高度接合特性。
权利要求5中描述的本发明的特征，在于在权利要求1至4之任何一个所描述的本发明中，在剥离层的形成步骤，将要形成在主基底上的剥离层是用包含荧光塑料的金属膜制成的。权利要求5的本发明因而提供了借助电镀技术等等而容易地形成导电斥水薄膜的功能。
权利要求6中描述的本发明的特征，在于在权利要求1至4之任何一个所描述的本发明中，在剥离层形成步骤，将要形成在主基底上的剥离层是用荧光膜制成的。权利要求6的本发明因而提供了借助溅射技术等来容易地形成导电斥水薄膜并高精度地调节膜厚度的功能。
权利要求7中描述的本发明的特征，在于在权利要求1至4之任何一个所描述的本发明中，在剥离层形成步骤中，剥离层是用荧光涂覆剂形成的。权利要求7的本发明因而提供了借助浸渍技术等而容易地形成导电斥水薄膜并当主基底被重复使用时方便地再生剥离层的功能。
权利要求8描述的本发明的特征，在于在权利要求6至7之任何一个所描述的本发明中，剥离层具有5nm至100nm的厚度。权利要求8的本发明因而提供了这样的功能，即给出了足够大的导电性，从而使电淀积树脂能够被电淀积到用具有低导电性的荧光化合物制成的剥离层上，以保持斥水性，从而削弱电淀积树脂与剥离层的接合力。
权利要求9的本发明是滤色器—它具有用权利要求1至8中的任何一个所描述的精细图案制造方法制成的精细图案，它包括用柔性和光透射材料制成的中介基底、用光透射材料制成的接合层、以及具有至少两种颜色的精细图案的电淀积树脂。所产生的滤色器具有高清晰度和高密度精细图案并具有优异的大规模生产性。
权利要求10所描述的本发明的特征，在于提供了一种暗影图案—该暗影图案被做成光学编码标尺的形状，该暗影图案是用暗影的电淀积树脂制成的并形成在接合层上。这种暗影图案被用于滤色器以及光学编码标尺。权利要求10的本发明因而提供了用光学编码标尺实现滤色器的功能—该光学编码标尺可被用于例如滤色器切换系统扫描器。
权利要求11描述的本发明是一种暗影图案滤波器—它具有用权利要求1至8中的任何一个所描述的精细图案制造方法制成的精细图案，该滤色器包括用柔性和光透射材料制成的中介基底、用光透射材料制成的接合层、以及用光透射电淀积树脂制成的精细图案。实现的暗影图案滤波器包括高清晰度和高密度精细图案并具有优异的大规模生产性。另外，权利要求11的本发明因而提供了通过简单地冲压暗影图案滤波器来实现高清晰度和高密度光学编码标尺的功能。
权利要求12描述的本发明的特征，在于提供了基本上与接合层上的用权利要求11的本发明中的光透射电淀积树脂制成的暗影图案相集成的光透射图案。基本上与暗影图案相集成的该光透射图案，使得可以把更大接合面积的暗影图案和光透射图案固定在接合层上，从而增强了接合强度。
权利要求13中描述的本发明，是一种彩色LCD元件，它包括一对彼此相对地设置的塑料膜基底、形成在各个塑料膜基底的相对表面上的透明象素电极、密封在塑料膜基底之间的液晶材料、以及位于至少一个塑料膜基底的一个外表面上的滤色器。该滤色器借助设置于塑料膜基底之间的接合膜而被贴在塑料膜基底上。这意味着具有高度精确地形成的图案的滤色器被预形成在塑料膜基底上。与现有技术不同地，权利要求13的本发明因而提供了这样的彩色LCD元件，即它能够提供与塑料膜基底无关的高质量图象和高度色彩可再生性，而没有彩色和亮度不均匀。另外，接合膜起着减轻滤色器与塑料膜基底之间的热膨胀系数之差而造成的应力的作用，从而抑制了塑料膜基底被加热所引起的变形。
权利要求14所产生的本发明的特征，在于在权利要求13的本发明中，接合膜是一种可逆接合膜，它具有一种基质材料和在该基质材料的两个表面上的接合层。由于接合膜具有基质材料，所以当滤色器被贴到塑料膜上时滤色器具有更大的刚性。滤色器能够更为准确地被贴到塑料膜上。
权利要求15中描述的本发明的特征，在于在权利要求9描述的滤色器中，光存储和荧光着色颗粒之一或两者被密封在电淀积树脂层中。对于光存储着色颗粒，它们的光存储在黑暗处进行彩色发光，而荧光着色颗粒即使在缺少光的环境下也提供了高亮度的生动彩色发光。另外，如果光存储着色颗粒与荧光着色颗粒相混合，则在黑暗中从光存储着色颗粒发出的光被荧光着色颗粒所接收，因而该荧光物能够实现更为明亮和生动的彩色发光。
权利要求16描述的本发明的特征，在于在权利要求15描述的本发明中，着色颗粒由包含光存储或荧光颜料的透明树脂颗粒组成。着色颗粒能够借助水散布电淀积浴而得到电淀积。
权利要求17描述的本发明的特征，在于在权利要求15和16之任何一个所产生的滤色器中包含有颜料或染料—它们具有与着色颗粒相同的着色倾向。着色颗粒的光存储所进行的彩色发光被作为颜料或染料的光源，从而使这种发光促成了颜料或染料发出色彩。
权利要求18中描述的本发明，是权利要求15至17中任何一个所描述的液晶元件和滤色器的光学耦合。在光源或环境光消失之后的有限期间里，着色功能能够得到继续。另外，权利要求18的本发明提供了一种彩色LCD元件—它即使在其中缺少光的环境下也能够发出更明亮和生动的色彩。
以下结合附图来描述本发明的实施例。(实施例1)以下结合图1至4，描述根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法。该实施例涉及用于彩色LCD元件等的滤色器，并给出了对用于制成由黑矩阵、红、蓝和绿滤色器构成的精细图案的制造方法的描述。
图1是剖视图，显示了在根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法所包括的剥离层形成步骤中的主基底的基本部分。在图1中，标号1表示一个主基底。标号2表示一个绝缘基底。标号3表示一个用于形成黑矩阵的电极。标号4表示用于形成红滤色器的电极。标号5表示用于形成蓝滤色器的电极。标号6表示用于形成绿滤色器的电极。标号7a至7d表示剥离层。以下结合图1给出根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法中包括的制造主基底和形成剥离层的步骤。
首先，在制造主基底的步骤中，在用玻璃等制成的绝缘基底2上，借助溅射技术形成诸如Ni-Fe合金的金属膜。使该金属膜生长到预定的厚度(例如300nm)。随后，在该金属膜上，借助回旋涂覆技术覆上厚度约2μm的正光刻胶。借助一个光掩膜对该光刻胶进行曝光，并随后利用碳酸钠水溶液对其进行显影，以形成给定形状的抗蚀剂图案。用该抗蚀剂图案作为蚀刻掩膜，利用诸如硝酸和醋酸的水溶液的蚀刻液体对该金属膜进行蚀刻，并随后借助氢氧化钠水溶液除去该抗蚀剂图案。这些操作产生了具有预定形状的金属膜图案。如图1所示，在绝缘基底2上形成了图案电极层。该图案电极层由用于形成黑矩阵的电极3、用于形成红滤色器的电极4、用于形成蓝滤色器的电极5、以及用于形成绿滤色器的电极6组成。
随后，作为形成剥离层的步骤，如图1所示，在用于形成黑矩阵的电极3上形成一个剥离层7a。在用于形成红滤色器的电极4上形成一个剥离层7b。在用于形成蓝滤色器的电极5上形成一个剥离层7c。在用于形成绿滤色器的电极6上形成一个剥离层7d。这些剥离层7a至7d是斥水的。剥离层7a至7d中的每一个都包含一个薄膜一该薄膜具有足够的导电性以在其上电淀积电淀积树脂。
用于薄膜的材料包括诸如包含荧光颗粒的镍的金属、以及诸如荧光油的荧光涂覆剂。包含荧光树脂的金属必须把荧光颗粒均匀地散布在金属膜中。虽然荧光树脂或荧光涂覆剂的导电性不是非常好，通过在5nm至100nm的范围中调节膜厚度，所产生的膜是斥水的并具有能够进行电淀积的足够的导电性。另外，包含荧光塑料的金属膜可以借助电镀技术形成。荧光树脂的膜可以借助真空蒸发技术或溅射技术而形成。荧光涂覆剂膜可以借助涂覆技术或浸渍涂覆技术而形成。
以下，结合图2A至2D，来描述根据本发明的实施例的精细图案制造方法中包括的精细图案制造步骤。
图2A至2D是剖视图，显示了在根据本发明的第一实施例的方法中包括的精细图案形成步骤中形成的主基底的基本部分。在图2A至2B中，标号8表示一个黑矩阵。标号9表示一个红滤色器。标号10表示一个蓝滤色器。标号11表示一个绿滤色器。
在精细图案的形成步骤中，用电淀积树脂制成的精细图案被形成在剥离层7a至7d上。首先，在图1中显示的剥离层8a上，通过采用包含诸如碳黑的黑颜料的丙烯酸系阴离子电淀积树脂浴，形成如图2A显示的黑电淀积树脂制成的黑矩阵8。随后，通过采用包含诸如蒽醌的红颜料的丙烯酸系阴离子电淀积树脂浴，在剥离层7b上形成如图2B中显示的由红电淀积树脂制成的红滤色器9。随后，通过采用包含诸如酞花青蓝的蓝颜料的丙烯酸系阴离子电淀积树脂浴，在剥离层7c上形成如图2C中显示的蓝滤色器10。另外，通过采用包含诸如酞花青绿的绿颜料的丙烯酸系阴离子电淀积树脂浴，在剥离层7d上形成如图2D显示的由绿电淀积树脂制成的绿滤色器11。通过这些操作，在剥离层8a至7d的每一个上形成了精细图案。该精细图案由黑矩阵8、红滤色器9、蓝滤色器10、以及绿滤色器11组成，其每一个都是用相应的彩色电淀积树脂制成的。在此步骤中，各个电淀积树脂浴中的颜料的浓度例如约为30ml/l，且各个电淀积树脂具有约2μm的厚度。
以下，结合图3来描述根据本实施例的精细图案形成方法中包括的浸水步骤。
图3是剖视图，显示了主基底的一个基本部分，用于显示根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法中包括的浸水步骤。在图3中，标号12表示水。在浸水步骤中，如图3所示，例如，通过把其上形成有精细图案的主基底1置于水中，黑矩阵8得到了水的充分浸泡，红滤色器9、蓝滤色器10和绿滤色器11组成了精细图案。主基底1被置于水中约一分钟。水的温度为30至70℃，特别地为50℃，这将在下面描述。
本发明的申请人所进行的实验证明了这样的倾向，即如果用25℃的水浸泡主基底，在构成精细图案的电淀积树脂的表面上的水只通过放置浸过水的基底是不能得到完全蒸发的，因而在剥离和转移步骤中主基底与中介基底的接合层没有足够的接合强度(将要在下面描述)。另外，尝试用海绵介质状来除去留在电淀积树脂表面上的水。从可再生性的角度看，保留包含在电淀积树脂内部的水而用海绵状介质只除去留在整个主基底1的电淀积树脂表面上的水是不利的。已经证明，这样低温度的水是难于完全地剥离并转移精细图案的。
另一方面，根据该实验，当水温上升到30℃、40℃、50℃、60℃和70℃时，留在电淀积树脂表面上的水更容易通过蒸发而被除去，从而使主基底与中介基底的接合层具有足够的接合强度，而浸入电淀积树脂内部的水削弱了剥离层与电淀积树脂的接合力，从而可以在保持优异的再生性的情况下完全地剥离和转移精细图案。特别地，当水温接近50℃时，在留在电淀积树脂表面上的水蒸发的时刻与浸水步骤转移到剥离和转移步骤的时刻之间呈现出良好的关系，因而等候时间被缩短了。这在可操作性上是更为有利的。
在水温为80℃的情况下，已经证明了这样的倾向，即包含在电淀积树脂内部的水都蒸发了，因而剥离层与电淀积树脂的接合力不能被降低到适当的水平，因而精细图案的完全剥离和转移变得困难。在水温为25℃或80℃的情况下，采用将要形成在中介基底上的具有高接合强度的接合层，可以对精细图案进行剥离和转移，但难于完全且可再生地剥离并转移它。精细图案至具有高接合强度的接合层的剥离和转移，引起了对主基底的较大损坏。其结果，不能对主基底进行重复使用。
以下，结合图4A和4B，描述根据本发明的精细图案形成方法中包括的精细图案剥离和转移步骤。
图4A和4B是中介基底和主基底的基本部分的剖视图，用于显示包括在根据本发明的第一实施例的精细图案制造方法中的剥离和转移步骤。在图4A和4B中，标号13表示了一个中介基底。标号14表示了一个基底主体。标号15表示了一个接合层。
导热剥离和转移步骤中，由其接合力在浸水步骤中得到削弱的电淀积树脂构成的精细图案被从主基底1上剥离并转移到中介基底13的接合层15上。用在剥离和转移步骤的中介基底13由基底主体14和形成在基底主体14上的接合层15构成，如图4A所示。在此实施例中作为例子而提到的滤色器，利用了用聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)(缩写为PET)制成的柔性而光透射基底，作为基底主体14，在其上借助辊涂覆技术而涂覆了作为接合层15的丙烯酸系粘合剂。所产生的电解被用作中介基底13。
所产生的中介基底13沿着如图4A所示的方向与主基底1接合并被压在主基底1上。随后，两个基底被彼此剥离。其结果，如图4B所示地由黑矩阵8、红滤色器9、蓝滤色器10、以及绿滤色器11所组成的精细图案，被从主基底1上剥离掉，并随后转移到中介基底13上。
在剥离和转移步骤之后，通过在140℃的温度下加热和干燥中介基底13约三十分钟，可以形成带有基本上平整的精细图案的高清晰度和高密度滤色器。另外，在剥离和转移步骤之后的主基底能够在精细图案形成步骤之后的步骤中得到重复使用。
根据本发明该实施例的滤色器包括以高清晰度和高密度的精细图案，且具有优异的大规膜生产性。该滤色器还包括柔性的基底。贴在LCD元件或图象检测器或扫描器的元件上的滤色器，使得可以容易地实施彩色发光的功能。本实施例的滤色器可以具有这样的构成，即借助前述方法获得的中介基底13，根据使用方式，而被贴在用玻璃制成的刚性光透射基底上。
如上所述，根据本实施例，通过用水浸泡电淀积树脂—该电淀积树脂具有由其上形成有精细图案的斥水薄膜形成的剥离层—的内部，可以显著削弱电淀积树脂与剥离层的接合力并可靠而完全地把精细图案从主基底剥离并把该精细图案转移到中介基底的接合层上。
剥离和转移是在电淀积树脂与剥离层的接合力被显著削弱的状态下进行的。因此，当剥离并转移精细图案时，对剥离层和主基底的图案电极层不会造成损坏。另外，能够在同一主基底上以优异的可再现性形成具有类似形状的精细图案，可以重复使用主基底，并能够延伸主基底的寿命。
由于电淀积树脂与剥离层的接合力能够得到削弱，中介基底可包括具有弱接合强度的接合层。另外，由于削弱的接合力不需要把主基底强行剥离中介基底，这可起到防止精细图案变形和损坏的作用。
在浸水步骤，通过用30℃至70℃且较好地是50℃的热水浸泡主基底，可以使水浸入电淀积树脂，并使由精细图案构成的电淀积树脂表面上的水逐渐地蒸发。这使得可以更容易地把精细图案从主基底上剥离掉，并改善精细图案至中介基底的接合特性。
借助上述功能，能够通过采用光刻技术，而在主基底上形成相当密集的有图案的电极。因此，能够以优异的大规模生产性方便地制成高清晰度和高密度的精细图案。
上述实施例，是结合带有由四色电淀积树脂形成的精细图案的滤色器，而得到描述的。然而，在实际中电淀积树脂的类型和数目是不受限制的。
另外，如果主基底的重复使用的次数增大，剥离层与图案电极层之间的接合特性会降低，以致接合有电淀积树脂的剥离层在剥离和转移步骤可能被转移。因此，较好地是在需要的情况下使剥离层再生。然而实际上，根据本实施例，如果在此步骤如上所述地发生与电淀积树脂接合的剥离层，则可以基本上除去剥离层。另外，即使剥离层的一部分未被除去，留下的剥离层的厚度也已经很薄，以致该留下的剥离层的光学效果可被忽略。考虑到剥离层的耐久性，荧光涂覆剂膜比包含荧光树脂的金属膜的膜或荧光树脂膜优越。荧光涂覆剂，借助浸渍涂覆技术，可非常容易地被形成在主基底上。在重复使用主基底的情况下，可以在每次剥离和转移操作之后涂覆荧光涂覆剂，从而使剥离层在主基底上叠置起来。(实施例2)以下结合图5A和5B描述根据本发明的第二实施例的精细图案制造方法。本实施例的制造方法与第一实施例的类似，只是剥离和转移步骤不同。以下的描述将与根据本发明的第一实施例的滤色器的精细图案的形成有关。
图5A和5B是主基底和中介基底的基本部分的剖视图，用于显示根据本发明的第二实施例的精细图案制造方法所包括的剥离和转移步骤。在图5A和5B中，标号16表示一个加热器。主基底1、绝缘基底2、用于形成黑矩阵的电极3、用于形成红滤色器的电极4、用于形成蓝滤色器的电极5、用于形成绿滤色器的电极6、剥离层7a至7d、黑矩阵8、红滤色器9、蓝滤色器10、绿滤色器11、中介基底13、基底主体14、以及接合层15都与第一实施例中的相同。因此，这些部件具有相同的标号且在此不进行描述。
在精细图案制造方法所包括的剥离和转移步骤，当中介基底13被加热器16加热到约50℃时，通过主基底形成步骤、剥离层形成步骤、精细图案形成步骤、以及用水浸泡基底的步骤，主基底1包括了由电淀积树脂制成的精细图案且该电淀积树脂的接合力被削弱了。所产生的主基底1，沿着图5A所示的方向，被压在并接合在中介基底13上。随后，中介基底13被从主基底1上剥离下来。如图5B所示，由黑矩阵8、红滤色器9、蓝滤色器10、以及绿滤色器11所构成的精细图案被剥离主基底1，并随后被转移到中介基底13的接合层15上。如上所述，由于中介基底13得到加热，在剥离和转移时，构成精细图案的电淀积树脂的表面上的水能够迅速蒸发。
在剥离和转移步骤之后，通过在140℃下把中介基底13加热和干燥30分钟，可以制成其精细图案表面基本上为平面的高清晰度和高密度滤色器。在此步骤之后，主基底可以在精细图案形成步骤之后的处理中得到重复使用。
如上所述，本实施例的方法给出了与第一实施例的方法类似的效果。通过加热中介基底，可以在剥离并转移精细图案时迅速蒸发留在构成精细图案的电淀积树脂表面上的水。因而这使得可以改善中介基底的接合层与电淀积树脂之间的接合特性，并缩短浸水步骤与剥离和转移步骤之间的等候时间。
在浸水步骤浸泡主基底的水的温度的上限为70℃，其理由已经结合第一实施例而在上面得到了描述。温度的下限并不具体地限定在30℃或更高。然而，考虑到用水浸泡电淀积树脂的内部的可操作性，较好地是将其限定为15℃或更高。(实施例3)以下结合图6A和6B来描述根据本发明的第三实施例的精细图案制造方法。本实施例的制造方法与第一实施例的类似，只是剥离和转移步骤不同。该方法将按照本发明的第一实施例显示的滤色器的精细图案的形成顺序进行描述。
图6A和6B是主基底和中介基底的基本部分的剖视图，用于显示根据本发明的第三实施例的精细图案制造方法所包括的剥离和转移步骤。在图6A和6B中，标号17表示一个加热和加压辊。主基底1、绝缘基底2、用于形成黑矩阵的电极3、用于形成红滤色器的电极4、用于形成蓝滤色器的电极5、用于形成绿滤色器的电极6、剥离层7a至7d、黑矩阵8、红滤色器9、蓝滤色器10、绿滤色器11、中介基底13、基底主体14、以及接合层15与第一实施例中的相同。因此它们具有相同的标号且不在此进行描述。
如图6A所示，在根据本实施例的精细图案制造方法所包括的剥离和转移步骤，通过形成主基底的步骤、形成剥离层的步骤、形成精细图案的步骤、以及用水浸泡主基底的步骤，形成了具有由电淀积树脂制成的精细图案的主基底1且电淀积树脂的接合力被削弱了。所产生的主基底1被允许与中介基底13相接触，如图6A所示。随后，两个基底都借助加热和加压辊17而得到加热和加压。最佳的加热温度为约50℃。随后，把主基底1与中介基底13剥离。其结果，如图6B所示，由黑矩阵8、红滤色器9、蓝滤色器10、以及形成在主基底1上的绿滤色器组成的精细图案，被剥离并转移到中介基底13的接合层15上。
在该剥离和转移步骤之后，通过把中介基底13在140℃下加热并干燥约30分钟，可以制成其精细图案表面基本上为平面的高清晰度和高密度滤色器。在剥离和转移步骤之后，主基底可以在精细图案形成步骤之后的处理中得到重复使用。
如上所述，本实施例给出了与第一实施例相同的效果。在剥离和转移步骤，留在构成精细图案的电淀积树脂表面上的水通过加热而被迅速蒸发。这使得可以改善中介基底的接合层与电淀积树脂之间的接合特性并缩短浸水步骤与剥离和转移步骤之间的等候时间。通过对两个基底都进行加热和加压，能够在短时间内获得接合层与电淀积树脂之间的高接合特性。
由于结合第二实施例所描述的原因，浸泡主基底的水的温度较好地是15℃至17℃。(实施例4)以下结合图7至11，描述根据本发明的第四实施例的精细图案制造方法。本描述将借助用于光学编码标尺的暗影图案滤波器的一个例子，按照由暗影电淀积树脂制成的精细图案的制造方法的顺序来进行。
图7是剖视图，显示了根据第四实施例的精细图案制造方法所包括的主基底形成步骤获得的主基底的基本部分。图8是剖视图，显示了包括在该方法中的剥离层形成步骤获得的主基底的基本部分。在图7和8中，标号10表示主基底。标号20表示用于形成暗影图案的电极。绝缘基底2和剥离层7a与第一实施例中的相同。因此，它们具有相同的标号，且在此不对它们进行描述。
在根据本实施例的方法中所包括的主基底形成步骤，与第一实施例类似地，例如形成在绝缘基底2上的、用Ni-Fe合金制成的金属膜，借助光刻技术，被蚀刻成预定的图案。所产生的主基底19包括在绝缘基底2上的、用于形成暗影图案的电极20，该暗影图案如图7所示并被作为图案电极层。
随后，在剥离层形成步骤，象第一实施例那样，如图8所示，在电极20上形成由导电斥水薄膜制成的剥离层7a，用于形成主基底19的暗影图案。剥离层7a用诸如包含荧光树脂颗粒的镍的金属、荧光树脂、或诸如荧光油的荧光涂覆系统形成。作为一个例子，考虑剥离层7a是由荧光油形成的。在此情况下，主基底19被浸渍在其中荧光油被诸如异丙基醇的溶剂所稀释的一种溶液中。随后，主基底19以诸如10mm/分钟或类似速度的速度被缓慢地拉出该溶液。随后，主基底19得到干燥。所产生的主基底19具有斥水的平整剥离层7a-其厚度为15nm并具有100°的接触角。
以下，结合图9来产生本实施例的方法所包括的精细图案形成步骤。
图9是剖视图，显示了精细图案形成步骤获得的主基底的基本部分。在图9中，标号21表示一个暗影图案。
在此步骤，在剥离层7a上形成由电淀积树脂制成的精细图案。在此实施例中，为了形成暗影精细图案，通过采用包含诸如碳黑的黑颜料的丙烯酸系阴离子电淀积树脂浴，在电极20的剥离层7a上形成如图9所示的由黑电淀积树脂制成的暗影图案21，用于形成图8所示的暗影图案。电淀积树脂浴中的颜料的浓度以及电淀积的厚度，与在第一实施例描述的相同。在此不对这些进行描述。
以下，结合图10描述第四实施例的方法中包括的用水浸泡主基底的步骤。
图10是剖视图，显示了主基底的基本部分，用于显示浸水步骤。在图10中，水12与第一实施例中的相同。因此，它具有相同的标号且不在此对其进行描述。
本实施例中包括的浸水步骤与第一实施例中的相似。如图10所示，通过将其上形成有暗影图案21的主基底19浸泡到水12中，构成暗影图案21的电淀积树脂受到水的充分浸泡。浸泡时间约为一分钟。如果象在第一实施例中那样没有对基底加热和加压，则在剥离和转移步骤水12的温度较好地是30℃至70℃；而在象第二和第三实施例中那样对基底加热和加压的情况下，水12的温度较好地是15℃至17℃。
以下描述本实施例的方法所包括的剥离和转移步骤。本实施例的剥离和转移步骤可采取第一至第三实施例中的任何一个的方法。在此，作为一个例子，采用第一实施例的剥离和转移步骤来描述该方法。
图11A和11B是剖视图，显示了主基底和中介基底的基本部分，用于显示根据本发明的第四实施例的精细图案制造方法所包括的剥离和转移步骤。在图11A和11B中，中介基底13、基底主体14、以及接合层15与第一实施例中的相同。因此，它们具有相同的标号且在此不对它们进行描述。
在该剥离和转移步骤，使中介基底13沿着图11所示的方向与主基底19相接触。随后，把两个基底彼此压在一起。随后，把中介基底13从主基底19剥离。所产生的中介基底13包含了从主基底1剥离并转移到中介基底13自己的接合层15上的暗影图案21，如图11B所示。
在剥离和转移步骤之后，通过把中介基底13在140℃下加热并干燥约30分钟，可以产生高清晰度和高密度的暗影图案。在该剥离和转移步骤之后，主基底可以在精细图案形成步骤之后的处理中得到重复使用。
根据本实施例获得的暗影图案滤波器，包含了以高清晰度和高密度形成的暗影图案，并具有优异的大规模生产性。另外，该暗影图案滤波器是由柔性基底构成的，因而它可以被贴在任何材料上并容易进行冲压。通过冲压暗影图案滤波器，可以提供高清晰度和高密度光学编码标尺。另外，根据本实施例而获得的暗影图案滤波器如上所述地得到冲压，且随后中介基底13可以被贴到由玻璃制成的刚性光透射基底上，且光透射接合层被置于它们之间。
如上所述，本实施例提供了与第一实施例相同的效果。通过在剥离和转移步骤进行加热或加热并加压，本实施例提供了与第二或第三实施例相同的效果。(实施例5)以下结合图12至16来描述根据本发明的第五实施例的精细图案制造方法。本实施例将以用于例如光学编码标尺的暗影图案滤波器作为一个例子，按照由暗影电淀积树脂和光透射电淀积树脂制成的精细图案的形成顺序，而得到描述。
图12是剖视图，显示了根据本实施例的方法中包括的主基底形成步骤获得的主基底的基本部分。图13是剖视图，显示了在根据本实施例的方法中包括的剥离层形成步骤获得的主基底的基本部分。在图12和13中，标号23表示了一个主基底。标号24表示用于形成光透射图案的一个电极。绝缘基底2、剥离层7a和7b、以及用于形成暗影图案的电极20，与第一或第四实施例中的相同。因此，这些部件具有相同的标号且在此不对它们进行描述。
在本实施例的方法中包括的主基底形成步骤，象第一实施例一样，形成在绝缘基底2上的由例如Ni-Fe合金制成的金属膜，借助光刻技术，被蚀刻出预定的图案。所产生的主基底23包括在绝缘基底2上的用于形成暗影图案的电极20和用于形成光透射图案的电极24，作为图案电极层，如图12所示。
随后，在剥离层形成步骤，象第一实施例那样，如图13所示，在主基底23的电极20和24上形成斥水导电剥离层7a和7b。剥离层7a和7b的材料和形成方法与第一和第四实施例中的相同。因此，在此不对它们进行描述。
以下结合图14描述本实施例中包括的精细图案形成步骤。
图14是剖视图，显示了精细图案形成步骤获得的主基底的基本部分。在图14中，标号25表示光透射图案。在此步骤所用的暗影图案21与第四实施例的相同。因此，它具有相同的标号且在此不对它进行描述。
在精细图案形成步骤，在剥离层7a和7b上形成由电淀积树脂制成的精细图案。在此实施例中，如图14所示，在电极20的剥离层7a上形成由黑电淀积树脂制成的暗影图案21，以形成暗影图案。随后，通过采用不包含颜料的丙烯酸系阴离子电淀积树脂浴，在电极24的剥离层7b上形成由光透射电淀积树脂制成的光透射图案，以形成光透射图案。电淀积树脂浴中的颜料浓度和电淀积树脂的厚度与第一实施例中的相同。因此，在此不对它们进行描述。
以下结合图15来描述本实施例的方法所包括的浸水步骤。
图15是剖视图，显示了主基底的基本部分，以显示根据第五实施例的方法中包括的浸水步骤。在图15中，水12与第一实施例中的相同。因此，它具有相同的标号且在此不对它进行描述。
本实施例的浸水步骤与第一实施例的相同。如图15所示，通过将其上形成有精细图案的主基底23浸渍在水12中，构成暗影图案21和光透射图案25的电淀积树脂被水所充分浸泡。浸渍时间约为1分钟。如果基底象第一实施例那样没有在剥离和转移步骤(将要在下面描述)受到加热和加压，水12的温度较好地是30℃至70℃；而如果基底象在第二或第三实施例中那样在剥离和转移步骤受到加热并被彼此压在一起，则水12的温度较好地是15℃至70℃。
以下描述根据本实施例的方法所包括的剥离和转移步骤。本实施例的剥离和转移步骤可采取第一至第三实施例中的任何一种剥离和转移步骤。在此，为了说明本方法，采用第一实施例的剥离和转移步骤作为例子。
图16A和16B是剖视图，显示了主基底和中介基底，用于显示根据第五实施例的方法所包括的剥离和转移步骤。在图16A和16B中，中介基底13、基底主体14、以及接合层与第一实施例中的相同。因此，它们具有相同的标号且在此不对它们进行描述。
在剥离和转移步骤，使中介基底13沿着图16A所示的方向与主基底23相接触，且将两个基底彼此压在一起。两个基底被彼此剥离。其结果，如图16B所示，暗影图案21和光透射图案25被从主基底23剥离并随后被转移到中介基底13的接合层15上。
在剥离和转移步骤之后，通过把中介基底13在140℃下加热并干燥约30分钟，所产生的中介基底13包括了高清晰度和高密度暗影图案和其精细图案表面基本上为平面的光透射图案。
借助本实施例的方法获得的暗影图案滤波器包括以高清晰度和高密度形成的暗影图案和光透射图案，且具有优异的大规模生产性。与借助第四实施例的方法获得的暗影图案滤波器相比，由于基本上与光透射图案相集成的暗影图案得到剥离和转移，这种图案滤波器保证了与接合层的更大的接合面积，从而使图案的接合强度得到了增大。另外，这种暗影图案滤波器采用了柔性基底。因此该滤色器能够被贴在任何材料上且容易进行冲压。通过对暗影图案滤波器进行简单的冲压，可以提供高清晰度和高密度的光学编码标尺。
如上所述，本实施例提供了与第一实施例相同的效果。而且，通过在剥离和转移步骤加热或加热并相互压基底，第一实施例提供了与第二或第三实施例相同的效果。(实施例6)图17是平面图，显示了根据本发明的第六实施例的滤色器。在图17中，本实施例的红滤色器9、蓝滤色器10、和绿滤色器11与第一实施例的相同。一个暗影图案21与第四实施例的相同。这些部件具有相同的标号。因此，在此不对它们进行描述。
本实施例的滤色器与第一实施例的相似，只是红滤色器9、蓝滤色器10、绿滤色器以及暗影图案21被形成在形成于柔性光透射基底(未显示)的光透射接合层(未显示)上，如图17所示。
本实施例的滤色器可借助与第一实施例类似的方法制成。具体地，在形成图案电极层的步骤，执行形成与红滤色器9、蓝滤色器10、绿滤色器11和暗影图案21相应的电极的操作。
如上所述，本实施例的滤色器提供了滤色功能和具有用于光学编码标尺的形状的暗影图案。因此，所产生的滤色器提供了可用于例如色彩切换系统扫描器的光学编码标尺。(实施例7)图18是剖视图，显示了根据本发明的第七实施例的彩色LCD元件的基本部分。在图18中，标号16表示接合膜。标号27a和27b表示塑料膜基底。显示了一个透明象素电极28、液晶材料29、偏振片30a、30b、密封部件31、以及光源32。所显示的黑矩阵8、红滤色器9、蓝滤色器10和绿滤色器11与第一实施例的相同。因此，那些部件具有相同的标号且不在下面对它们进行描述。
本实施例的滤色器可借助与第一实施例相似的方法制成。具体地，在剥离和转移步骤，滤色器利用接合膜26作为中介基底—在其上从主基底剥离并转移精细图案。
接合膜26是双面接合膜，它由用聚乙烯对酞酸盐(polyethyleneterephthalate)制成的中介基底和形成在该中介基底的两侧的接合层组成。接合膜26也可以只由接合层构成。
本实施例的彩色LCD元件与传统的LCD元件的不同之处，在于由黑矩阵8、红滤色器9、蓝滤色器10和绿滤色器11组成的滤色器被贴在塑料膜基底27b的一个表面上，而在塑料膜基底27b的另一个表面上形成有透明象素电极28且接合膜26被置于基底27b的表面与滤色器本身之间。
如上所述，该塑料膜基底包括在塑料膜基底上的准确地形成有图案的预制滤色器。与现有技术不同地，所产生的彩色LCD元件具有与塑料膜基底的表面状态无关的特性、在显示屏上没有色彩或亮度不均匀、且具有优越的色彩可再现性，因而输出高质量的图象。另外，接合膜起着减轻由于滤色器与塑料膜基底的热膨胀系数差而引起的应力的作用，并抑制了塑料膜基底的热变形。(实施例8)图19是剖视图，显示了根据本发明的第八实施例的反射彩色LCD元件的基本部分。在图19中，标号33表示了一个红发光滤色器，标号34表示一个蓝发光滤色器。标号35表示一个绿发光滤色器。标号36表示一个反射板。所显示的黑矩阵8、接合膜26、塑料膜基底27a和27b、透明象素电极28、液晶材料29、偏振片30a、30b、以及密封部件31与第一和第七实施例的相同。因此，这些部件具有相同的标号且在此不对它们进行描述。
本实施例的滤色器可借助与第一实施例相似的方法制造。具体地，在精细图案形成步骤，黑矩阵8、红发光、蓝发光和绿发光滤色器33、34、和35被电淀积在主基底1上。
即，在通过采用电淀积技术而在主基底1上形成黑矩阵8、红发光滤色器33、蓝发光滤色器34和绿发光滤色器35的过程中，通过采用包含浓度为30ml/l的碳黑系统黑颜料的丙烯酸系阴离子电淀积树脂浴，在电极3的表面上形成的剥离层7a上，形成厚度20μm的、由电淀积树脂形成的黑矩阵8，以形成主基底1中的黑矩阵。随后，通过采用包含光存储硫酸荧光颜料和加在其中的酞花青系统红颜料的丙烯酸系阴离子电淀积树脂浴，在形成在电极层4的表面上的剥离层7b上，形成厚度20μm的、由电淀积树脂形成的红发光滤色器33，以形成红滤色器。随后，通过采用包含光存储硫酸荧光颜料和加在其中的酞花青蓝系统蓝颜料的丙烯酸系阴离子电淀积树脂浴，在形成在电极层5的表面上的剥离层7c上，形成厚度20μm的、由电淀积树脂形成的蓝发光滤色器34，以形成蓝滤色器。另外，通过采用包含光存储硫酸盐和加在其中的酞花青绿系统绿颜料的丙烯酸系阴离子电淀积树脂浴，在形成在电极层6的表面上的剥离层7d上，形成20μm厚度的、由电淀积树脂形成的绿发光滤色器35，以形成绿滤色器。
随后，用与第一实施例类似的方法，以形成由黑矩阵8、红发光滤色器33、蓝发光滤色器34和绿发光滤色器35。
本实施例的反射彩色LCD元件与传统LCD元件的不同，在于在塑料膜基底27b的一个表面上形成了由黑矩阵8、红发光滤色器33、蓝发光滤色器34和绿发光滤色器35组成的滤色器，且在其另一表面上形成了透明象素电极28且接合膜26被置于滤色器与塑料膜基底27b之间。
这些红发光、蓝发光和绿发光滤色器33、34、35，是通过利用电淀积树脂而电淀积包含光存储硫酸荧光颜料和相应的彩色颜料而形成的。因此，该滤色器能够输出正常色彩的显示和由光存储硫酸荧光颜料产生的发光。
图19所示的反射彩色LCD元件受到驱动，以通过使从反射平面36来的光只在LCD元件受到驱动时通过滤色器33、34和35，而发出这些色彩，从而使光入射到LCD元件上。当光入射到LCD元件上时，包含在滤色器33、34和35中的光存储硫酸荧光颜料起着存储入射光的作用。这种光存储功能使得可以使LCD元件在从紫外线至可见光范围的光能激发了LCD元件之后的一定时间了保持发光，且这种光激发被暂时地存储起来。光存储硫酸荧光颜料可以是诸如Zn和CaS的碱土金属。
把光存储硫酸荧光颜料加到各个彩色发光滤色器33、34和35中，使得可以在LCD元件在其中环境光入射到反射板36上的环境中被激发的时候将光存储起来。因此，即使在LCD元件被使用之后一定时间之后，当LCD将光存储起来。因此，即使在LCD元件被使用之后一定时间之后，当LCD元件在黑暗处被使用时，包含着光存储部件的彩色发光滤色器33、34和35仍然得到照明。
即，由于光存储硫酸荧光颜料在用于各个滤色器的彩色发光颜料的混合状态下得到电淀积，即使在其中没有外部光入射到LCD元件上的情况下，光存储硫酸荧光颜料，由于只激发LCD元件的存储光，仍然能够得到照明。由于存储的光而造成的彩色发光还促进了各个滤色器33、34和35的彩色颜料的发光，因而彩色发光滤色器33、34和35起着在黑暗处产生彩色发光的作用。具有比一般颜料更高的亮度的荧光颜料与由于光存储颜料在黑暗处造成的持续彩色发光的结合，起到了增强彩色发光的作用，因而使彩色发光变得更为生动。
显然，当在黑暗处没有环境光入射到LCD元件上时能够进行彩色发光的时间，取决于LCD元件在其中环境光入射到LCD元件上的明亮处中使用时光存储硫酸荧光颜料所存储的光量。因此，当没有环境光入射到LCD元件上时，光存储硫酸荧光颜料所造成的可发光时间被限制在一定的范围中。随着在此状态下时间的推移，发光衰减的可能性增大。
在前述设置中，各个彩色发光滤色器33、34和35都由相应的色彩颜料和包含在电淀积树脂中的光存储硫酸荧光颜料构成。可采用以下的材料组合(1)至(9)，以便当环境光入射到LCD元件上时能够进行正常使用时间中的彩色发光并在当没有环境光入射时进行借助存储光进行的发光。
(1)着色颜料和光存储颜料，(2)着色染料和光存储颜料，(3)着色颜料和荧光颜料，(4)着色染料和荧光颜料，(5)着色颜料、光存储颜料和荧光颜料，(6)着色染料、光存储颜料和荧光颜料，(7)只有光存储颜料，(8)只有荧光颜料，以及(9)光存储颜料和荧光颜料。
用在这些组合中的光存储颜料是包含作为主组分的、诸如ZnS或CaS的碱土金属硫酸盐的无机颜料。今天，绿和紫色的无机颜料已经得到开发。由于ZnS和CaS是微溶于水的，因而需要防水。因此，例如，较好地是使诸如丙烯酸系树脂的透明树脂和散布在该透明树脂中的ZnS和CaS形成颗粒，以阻止材料的溶解，并电淀积包含散布在电淀积液体中的ZnS和CaS的树脂颗粒。
荧光颜料，是通过把诸如荧光素或若丹明(rhodamine)的荧光染料均匀溶解在合成树脂中以制成固溶体并使该固溶体形成颗粒，而制成的。该固溶体树脂包括丙烯酸系树脂、氯乙烯树脂、醇酸树脂、choline树脂、蜜胺树脂、或它们的共聚物。为了使包含荧光染料的固溶体形成颗粒，较好地是采用传统的已知大块树脂研磨法、乳化聚合法、树脂淀积法等。另外，荧光颜料的亮度为正常颜料的两或三倍，因而LCD元件如上所述地可再现更为生动的彩色图象。
如上所述，除了色彩分解功能之外，本发明的滤色器包括了光存储硫酸荧光颜料、荧光颜料、着色染料、以及通过红、蓝和绿发光滤色器33、34和35而发光的着色颜料。因此，该滤色器即使在其中没有环境光入射的黑暗处也能够进行一定时间的持续彩色发光。因此，虽然传统的反射LCD元件只在明亮处使用，本发明的反射LCD元件即使在黑暗处也能够提供彩色显示，因而它能够具有更广泛的应用。
另外，本发明涉及了反射型彩色LCD元件。或者，可以提供一种带有作为光源的冷阴极荧光灯的透射型彩色LCD元件或带有加到半透射反射板上的LED的半透型彩色LCD元件。该透射型彩色LCD元件只需要从图19中显示的构造除去反用板36并在那里设置一个光源。半透彩色LCD元件只需要在反射板36的地方设置一个半透型反射板并对着在半透反射板上的LED。
透射型彩色LCD元件能够通过采用来自光源的光而象在传统结构中那样通过利用彩色发光滤色器33、34和35而发出彩色光，而彩色LCD元件即使在光源的光量降低且电池的存储量消失的情况下也能够继续执行其着色功能，因为其加上了光存储硫酸荧光颜料。因此，LCD元件在电池的存储量消失之后以及在光被间歇地从光源传来的情况下在没有光的间隔中，保持了着色功能。在后一种情况下，在显示器工作的情况下不需要持续地保持背景光。这极大地有助于减小电力消耗，从而减小了电池的容量和显示器的总体尺寸。
由于光存储颜料和荧光颜料的加入而造成的功率消耗的下降，导致了着色亮度的增大并使发光更为生动。即如果滤色器被应用到反射型LCD元件上，即使在缺少光的黑暗地方，如上所述，荧光颜料也能提供如正常颜料两或三倍的亮度，因而该彩色LCD元件可提供更为生动的彩色显示。如果该滤色器被应用于透射型彩色LCD元件，在黑暗处，荧光颜料起着促进高亮度着色功能的作用，而这种高亮度是由于在光存储颜料在一定的时间里持续被照射的情况下光存储颜料的发光而造成的，因而彩色LCD元件使得能够输出更为生动的彩色显示。另外，如果该滤色器被应用于半透型LCD元件，该LCD元件可以以这样的方式得到使用，即把光透射与反射型结合起来。通过间歇地运行作为光源的、诸如LED的发光体，同时用该发光体来显示图象，半透型LCD元件使得即使在发光体不工作的情况下也能够继续输出彩色光。象透射型一样，可以实现功率消耗的减小。
本发明提供了如下所述的优越效果。
在权利要求1中描述的本发明用于形成作为剥离层的斥水薄膜，并用水浸泡电淀积在该剥离层上的电淀积树脂，以使剥离层的斥水性削弱由电淀积树脂制成的精细图案与主基底的接合力。本发明因而提供了一种优异的效果，即提供了把精细图案有效而完全地从主基底上剥离下来并把该精细图案转移到中介基底的接合层上，从而以优异的可再现性和大规膜生产性形成高清晰度和高密度的精细图案。
剥离和转移操作是在电淀积树脂与剥离层的接合力被显著削弱的情况下进行的。因此，本发明还提供了一种优异的效果，即当剥离并转移精细图案时不对剥离层和主基底的带图案的电极层造成损坏，因而延长了主基底的寿命。
另外，中介基底可以是具有弱的接合强度的接合层，因而在剥离和转移中不需要把主基底强行剥离中介基底。因此，本发明还提供了一种优异的效果，即防止了精细图案变形或被损坏，从而改善了精细图案形成的产量。
权利要求2至4描述的本发明提供了在使留在构造精细图案的电淀积树脂表面上的水逐渐蒸发的情况下用水充分地浸泡电淀积树脂的内部的能力。因此，本发明提供了一种优异的效果，即改善了中介基底的接合层与电淀积树脂之间的接合特性、缩短了浸水步骤和剥离和转移步骤之间的等候时间、并在相当短的时间里获得了接合层与电淀积树脂之间的高接合特性，从而能够改善产量和大规模生产性。
权利要求5至7中描述的本发明提供了一种优异的效果—即借助简单的方法形成导电斥水薄膜，从而能够改善产量和大规膜生产性。
权利要求8中描述的本发明提供了一种优异的效果—即提供了用导电性较差的、具有斥水性的荧光系统化合物和具有高导电率的、与电淀积树脂接合的剥离层构成的导电层。
权利要求9至12描述的本发明提供了一种优异的效果—即提供具有优异的大规膜生产性的高清晰度和高密度滤色器、具有光学编码标尺的滤色器、以及该光学编码标尺。
权利要求13和14描述的本发明包括预制在塑料膜基底上的、具有精确地形成的图案的滤色器。因此，本发明提供了一种优异的效果—即输出没有色彩或亮度不均匀的良好色彩再现和高质量图象。
另外，由于滤色器是借助接合膜而贴上的，滤色器的重量没有额外的增加。而且，基底是轻重量的塑料膜。因此，本发明提供了一种优异的效果—即减小了彩色LCD元件的重量。
另外，本发明还提供了一种优异的效果—即在向液晶材料加热的情况下借助接合层吸收由于塑料膜基底与滤色器之间的热膨胀系数之差所造成的应力，从而抑制了诸如塑料膜基底的变形的形状改变。
权利要求15至17中描述的本发明提供了实施包含密封在电淀积树脂中的至少一种光存储和荧光着色颗粒的滤色器的能力。因此，本发明提供了一种优异的效果，即使得滤色器即使在没有来自光源(诸如冷阴极荧光灯或象LED的发光体)的光的情况下也能够借助该光存储着色颗粒而在一定的时间里发出彩色光。
权利要求18中描述的本发明提供了一种优异的效果—即提供了在其中没有环境光被加到彩色LCD元件上的黑暗处发出彩色光的能力，使得彩色发光更为明亮和生动，且在该着色滤色器被应用于彩色LCD元件的情况下使得即使在其中缺少光的环境中显示也能够更为生动。
权利要求
1.一种精细图案制造方法，其特征在于包括以下步骤形成一个主基底，该主基底具有一个绝缘基底和一个电极层，该电极层具有预定形状的图案并形成在所述绝缘基底上；在所述主基底上形成由导电和斥水薄膜构成的剥离层；在所述剥离层上形成由电淀积树脂制成的精细图案；用水浸泡所述电淀积树脂；把所述精细图案从所述主基底上剥离下来并把所述精细图案转移到一个中介基底的一个接合层上。
2.根据权利要求1的精细图案制造方法，其特征在于所述浸水步骤的处理是用温度为30℃至70℃且较好地是50℃的水来浸泡所述电淀积树脂。
3.根据权利要求1的精细图案制造方法，其特征在于所述剥离和转移步骤的处理是把所述精细图案剥离并转移到正在得到加热的所述中介基底的所述接合层上。
4.根据权利要求1的精细图案制造方法，其特征在于所述剥离和转移步骤的处理是使所述主基底保持与所述中介基底的接触并对两个基底进行加热和加压，以剥离和转移所述精细图案。
5.根据权利要求1的精细图案制造方法，其特征在于在所述剥离层形成步骤的处理是在所述主基底上形成由包含荧光树脂的金属膜制成的所述剥离层。
6.根据权利要求1的精细图案制造方法，其特征在于所述剥离层形成步骤的处理是在所述主基底上形成由荧光树脂薄膜制成的剥离层。
7.根据权利要求1的精细图案制造方法，其特征在于在所述剥离层形成步骤的处理是形成由荧光系统涂覆剂制成的剥离层。
8.根据权利要求7的精细图案制造方法，其特征在于所述剥离层的厚度为5nm至100nm。
9.具有用权利要求1描述的精细图案制造方法制成的精细图案的滤色器，其特征在于包括用柔性和光透射材料制成的所述中介基底；用光透射材料形成的所述接合层；以及用至少两种颜色的电淀积树脂形成的所述精细图案。
10.根据权利要求9的滤色器，其特征在于进一步包括形成在所述接合层上的一个暗影图案，该暗影图案被做成光学编码标尺的形状并用暗影电淀积树脂制成。
11.具有用权利要求1描述的精细图案制造方法制成的精细图案的暗影图案滤波器，其特征在于包括用柔性和光透射材料制成的所述中介基底；用光透射材料形成的所述接合层；以及用暗影电淀积树脂形成的所述精细图案。
12.根据权利要求11的暗影图案滤波器，其特征在于在所述接合层上基本上与所述暗影图案成一体地提供了用光透射电淀积树脂制成的光透射图案。
13.一种彩色液晶显示(LCD)元件，其特征在于包括彼此相对地设置的一对塑料膜基底；形成在所述塑料膜基底的各个相对表面上的透明象素电极；密封在所述塑料膜基底之间的液晶材料；位于所述塑料膜基底的任何一个外表面上的一个滤色器；且所述滤色器用一种接合膜贴在所述塑料膜基底上。
14.根据权利要求13的彩色LCD元件，其特征在于所述接合膜是由基质材料和形成在所述黑矩阵的两侧上的接合层构成的双面接合膜。
15.根据权利要求9的滤色器，其特征在于在电淀积树脂层中密封了至少一种光存储和荧光着色颗粒。
16.根据权利要求15的滤色器，其特征在于该着色颗粒包含在透明树脂颗粒中的光存储或荧光颜料。
17.根据权利要求15的滤色器，其特征在于所述着色颗粒包含具有与所述着色颗粒的颜色相同的着色倾向的颜料或染料。
18.一种彩色LCD元件，其特征在于包括权利要求15中描述的所述滤色器；以及与所述滤色器光耦合的液晶元件。
全文摘要
一种精细图案制造方法,能够以良好的可再现性剥离并转移精细图案、重复使用主基底、并能大规模生产高清晰度和高密度精细图案。借助该精细图案实现了一种滤色器和一种暗影图案滤波器。提供了带有该滤色器的一种彩色LCD元件——它能够输出没有颜色或亮度不均匀的、具有良好色彩可再现性的高质量图象。提供了一种彩色LCD元件,它能够在来自光源或环境光的光消失之后的一定时间里继续输出着色功能并形成更为明亮和生动的图象。
文档编号H05K3/10GK1183573SQ97123180
公开日1998年6月3日 申请日期1997年11月21日 优先权日1996年11月21日
发明者中岛晃治, 井原庆太, 松本秀俊, 大森高广 申请人:松下电器产业株式会社