CN110824844A - 表面具凸纹结构薄膜的曲面基板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及曲面基板制造技术领域，具体公开了一种表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，包含：形成一光阻层于一曲面基板上；以激光直写影像方式于该光阻层进行曝光、固化，以形成至少一图案；及对该光阻层进行显影，以去除未被曝光的该光阻层的部分而使该曲面基板形成具有该至少一图案的该光阻层。本发明还提供一种使表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其是根据本发明的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法所制作。本发明提供的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板及其制作方法，运用激光直写影像技术(Laser Direct Imaging,LDI)与光阻制程，来解决过去运用光阻制程需要光罩的问题，实现无须光罩、制程简单、解析度高、低成本的特殊技术功效。
Description
技术领域
本发明涉及曲面基板制造技术领域，特别涉及表面具凸纹结构薄膜的曲面基板及其制造方法。
背景技术
目前，智慧型装置如智慧型手机、智慧型手表、智慧型医疗器材等，都搭配有大屏幕让使用者观看屏幕上的资讯。这些具有大屏幕的装置，除了功能强大外，逐渐都走向个性化、美观的造型设计，包括外观、形状、色彩等。这些都必须透过令人激赏的外壳设计与制造来实现。而目前，曲面化的外壳造型，特别吸引人，也逐渐成为智慧型装置的未来潮流。
目前，对于智慧型装置的曲面化外壳的图案制作，有以下几种工法：第一种工法：转印技术。透过预先制作的平面图样，再转印到目标的曲面。此种工法的加工成本低，但加工速度慢、材料成本高，且线路解析度差。第二种工法：喷墨+激光雕刻。通过喷墨方法将颜料喷至目标的曲面，再通过激光雕刻的方式将图案刻出。此种工法加工成本高且加工速度慢，设备成本也很高，材料成本也高，优点是，线路解析度高，可达20um(微米)。第三种工法：如中国专利CN205318085U运用了曲面型光罩来进行曝光、显影制程，以实现曲面化外壳的图案制作，其具有材料成本低、线路解析度高、制程简单的优点；其缺点为，仍须使用曲面光罩。
因此，如何能开发出同时具备加工成本低、加工速度快、材料成本低、线路解析度高的多重优点，并且，可曲面外壳上制作出彩色图案之技术，成为智慧型装置厂商所希求的发展方向。
发明内容
为达上述目的，本发明提供了一个表面具凸纹结构薄膜的曲面基板及其制作方法，运用激光直写影像技术(Laser Direct Imaging, LDI)与光阻制程，来解决过去运用光阻制程需要光罩的问题，实现无须光罩、制程简单、解析度高、低成本的特殊技术功效。
本发明提供一种表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，包含：形成一光阻层于一曲面基板上；以激光直写影像方式于该光阻层进行曝光、固化，以形成至少一图案；及对该光阻层进行显影，以去除未被曝光的该光阻层的部分而使该曲面基板形成具有该至少一图案的该光阻层。
一种表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其特征在于：一曲面基板，该曲面基板的表面具有一凸纹结构薄膜，且该凸纹结构薄膜的图案的解析度介于0.1-100微米(um)之间。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下（实施方式）。
附图说明
图1为本发明的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法流程图的一实施例。
图2A-2J，为本发明的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法中，制作于曲面基板的内表面的各个流程的曲面基板的剖面(沿A-A剖面线)及上视图。
图3A-3J，为本发明的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法中，制作于曲面基板的外表面的各个流程的曲面基板的剖面(沿A-A剖面线)及上视图。
符号说明：
10曲面基板，20光阻层，20-1未曝光部分，20-2曝光固化部分，21沟槽，
30：激光直写影像头，31：激光，40：喷涂头，41：保护膜材料。
具体实施方式
根据本发明的实施例，本发明提供了一个表面具凸纹结构薄膜的曲面基板及其制作方法，运用激光直写影像技术(Laser Direct Imaging, LDI)与光阻制程，来解决过去运用光阻制程需要光罩的问题，实现无须光罩、制程简单、解析度高、低成本的特殊技术功效。
首先，请参考图1，其揭露了本发明的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法流程图，包括以下的步骤：
步骤101：形成一光阻层于一曲面基板上。
步骤102：以激光直写影像方式于该光阻层上进行曝光、固化，以形成至少一图案。本发明的一较佳实施例中，采用了激光发光二极体(Laser Diode)，激光源的波长介于250-450纳米(nm)，较佳者介于300-450纳米。因此，此激光光源即可直接对本发明所采用的光阻层20的材料(负型光阻)进行曝光，同时可进行固化。
步骤103：对该光阻层进行显影，以去除未被曝光的该光阻层的部分而使该曲面基板形成具有该至少一图案的该光阻层。
步骤104：于该光阻层上形成一保护膜。
其中，曲面基板选自下列基板之一：一玻璃曲面基板、一蓝宝石曲面基板、一陶瓷曲面基板、一塑胶曲面基板与一高分子复合材料曲面基板。或者，曲面基板选自下列基板之一：一透明玻璃曲面基板、一透明蓝宝石曲面基板、一透明陶瓷曲面基板、一透明塑胶曲面基板与一透明高分子复合材料曲面基板。
其中，图案的解析度介于0.1-100微米(um)之间，较佳者介于0.5-100微米之间，更佳者介于1-100微米之间。
其中，前述的表面是指曲面基板的内层表面、外层表面或内外层表面。以下，将分别列举表面为内层表面与外层表面的具体实施例。
请参考图2A-2J，其为本发明的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法中，制作于曲面基板的内层表面的方法流程图与各个流程的曲面基板的剖面(沿A-A剖面线)及上视图。
首先，形成一光阻层于一曲面基板的内层表面上。此步骤即为图2A-2C所示，在曲面基板10的内层表面上形成了光阻层20。
接着，以激光直写影像方式于该光阻层上进行曝光、固化，以形成至少一图案。此步骤即为图2D-2F所示，运用激光直写影像头30所发射的激光31，直接于光阻层20上进行曝光、固化的动作，以构成图案的曝光固化部分20-2与未曝光部分20-1，如图2E、2F所示。由于本发明要将光阻制作为永久层，因此，采用了负型光阻。借由激光直写影像技术(LDI)来直接对光阻层20进行局部的曝光并同时固化，即可达到节省制程程序与达到高解析度的光阻永久图案化的特殊技术功效。
其中，激光直写影像头30发出的激光光束通过准直扩束器后，再经由水平与重直轴扫描振镜聚焦至该光阻层20表面，搭配高速进给的平台，可实现大面积扫描的光阻层20材料表面图案成形制程。激光光斑重叠率将影响其光阻层20表面形貌。影响光斑重叠率的因素包括激光扫描速率、激光脉冲重复频率、激光光斑直径及光斑咬合距离(Bs)。当激光脉冲重复频率愈高时，其光斑重叠率愈高，且随着进给速度增加其光斑重叠率会降低。
本发明用于提供给该激光直写影像头30的激光源包含传统的固态激光(例如Nd-YAG或Fiber Laser)、气体激光、准分子激光、飞秒激光、皮秒激光、激光发光二极管(LaserDiode)等。其中，激光源的波长介于250-450纳米(nm)，较佳者介于300-450纳米。
本发明之一实施例中，使用近红外光的飞秒激光(Femtosecond laser)可以提高激光图案技术的解析度，且可利用激光直写技术将图案快速直接成型在基板上。
接着，再对光阻层20进行显影。显影后，图2E、2F当中的未曝光部分20-1就会被移除，而形成了图2G的结构，进而构成了沟槽21的部分。而具有至少一图案的光阻层20当中，其中的图案即由曝光固化部分20-2所构成。并且，此光阻层20为已经固化了的光阻层，可做为永久层。在此，硬化的光阻层20系作为永久层，也就是本发明所指称的凸纹结构薄膜。
其中，激光直写影像头30的解析度可介于0.1-100微米(um)之间。换言之，曝光固化部分20-2的宽度介于0.1-100微米(um)之间，较佳者介于0.5-100微米之间，更佳者介于1-100微米之间；曝光固化部分20-2的厚度等同于沟槽21的深度，其介于0.1-100微米(um)之间。特别的是，在图2A-2J的实施例中，曲面基板10的曲面位置位于两侧，因此，要形成视觉上等宽的曝光固化部分20-2，就必须控制在不同位置的曝光固化部分20-2之间的间距与曝光固化部分20-2本身的宽度(解析度)。此点，可借由激光直写影像头30的调整性来达成。制作完后的图案如图2G、2J所示。
此外，亦可增加热固化的流程，让曝光固化部分20-2能进一步固化。
如图2H、2I所示，最后于固化的光阻层20上形成保护膜50，形成的方式可以运用图2H的喷涂头40进行保护膜材料41的涂布，或者采用选转涂布法进行涂布，或者，采用其他的方法进行保护膜材料41的涂布。其中，保护膜50可以是一碳化硅薄膜层、一氮化硼薄膜层、一氧化硅薄膜层、一氧化铝薄膜层、一氧化锆薄膜层，或者，其他具有高硬度的保护层皆可。涂布后，再进行保护膜材料41的固化(UV光固化、热固化…)，即可完成保护膜50的制作。最后，即可制作完成如图2J的图案结构的曲面基板10。
接下来，请参考图3A-3J，其为本发明的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法中，制作于曲面基板的外层表面的方法流程图与各个流程的曲面基板的剖面及上视图。
首先，形成一光阻层于一曲面基板的外层表面上。此步骤即为图3A-3C所示，在曲面基板10的外层表面上，形成了光阻层20。
接着，以激光直写影像方式于该光阻层上进行曝光、固化，以形成至少一图案。此步骤即为图2D-2F所示，运用激光直写影像头30所发射的激光，直接于光阻层20上进行曝光、固化的动作，以构成图案的曝光固化部分20-2与未曝光部分20-1，如图3E、3F所示。由于本发明要将光阻制作为永久层，因此，采用了负型光阻。借由激光直写影像技术(LDI)来直接对光阻层20进行局部的曝光并同时固化，即可达到节省制程程序与达到高解析度的光阻永久图案化的特殊技术功效。
其中，激光直写影像头30的解析度可介于0.1-100微米(um)之间。换言之，曝光固化部分20-2的宽度介于0.1-100微米(um)之间，较佳者介于0.5-100微米之间，更佳者介于1-100微米之间；曝光固化部分20-2的厚度(亦即沟槽21的深度)介于0.1-100微米(um)之间。特别的是，在图3A-3J的实施例中，曲面基板10的曲面位置位于两侧，因此，要形成视觉上等宽的曝光固化部分20-2，就必须控制在不同位置的曝光固化部分20-2之间的间距与曝光固化部分20-2本身的宽度。此点，可借由激光直写影像头30的调整性来达成。制作完后的图案如图3G、3J所示。
此外，亦可增加热固化的流程，让曝光固化部分20-2能进一步固化。
如图3H、3I所示，最后于固化的光阻层20上形成保护膜50，形成的方式可以运用图3H的喷涂头40进行保护膜材料41的涂布，或者采用选转涂布法进行涂布，或者，采用其他的方法进行保护膜材料41的涂布。其中，保护膜50可以是一碳化硅薄膜层、一氮化硼薄膜层、一氧化硅薄膜层、一氧化铝薄膜层、一氧化锆薄膜层，或者，其他具有高硬度的保护层皆可。涂布后，再进行保护膜材料41的固化(UV光固化、热固化…)，即可完成保护膜50的制作。
图2A-2J与图3A-3J的两个不同的实施例，皆是激光直写影像方式系将光阻层20直接进行图案化的曝光与固化，然后再进行显影与保护膜的制作的详细流程。此流程不但简易，并且可获得高图案解析度，并可获得永久性的图案化光阻层，进而让曲面基板展现出多种不同的图案与色彩的样貌。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定者为准。
Claims (21)
1.一种表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，包含：
形成一光阻层于一曲面基板上；
以激光直写影像方式于该光阻层进行曝光、固化，以形成至少一图案；及
对该光阻层进行显影，以去除未被曝光的该光阻层的部分而使该曲面基板形成具有该至少一图案的该光阻层。
2.如权利要求1所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，还包括：
于具有该至少一图案的该光阻层上形成一保护膜。
3.如权利要求2所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，该保护膜为：一碳化硅薄膜层、一氮化硼薄膜层、一氧化硅薄膜层、一氧化铝薄膜层或一氧化锆薄膜层。
4.如权利要求1所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，该曲面基板选自下列基板之一：一玻璃曲面基板、一蓝宝石曲面基板、一陶瓷曲面基板、一塑胶曲面基板与一高分子复合材料曲面基板。
5.如权利要求1所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，该曲面基板选自下列基板之一：一透明玻璃曲面基板、一透明蓝宝石曲面基板、一透明陶瓷曲面基板、一透明塑胶曲面基板与一透明高分子复合材料曲面基板。
6.如权利要求1所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，该图案的解析度介于0.1-100微米之间。
7.如权利要求1所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，该图案的解析度介于0.5-100微米之间。
8.如权利要求1所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，该图案的解析度介于1-100微米之间。
9.如权利要求1所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，该至少一图案的厚度介于0.1-100微米之间。
10.如权利要求1所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，该激光直写影像方式的激光源选自：激光二极体、固态激光、气体激光、准分子激光、飞秒激光与皮秒激光之一。
11.如权利要求10所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，该激光源的波长介于250-450纳米之间。
12.如权利要求10所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板的制作方法，其特征在于，该激光源的波长介于300-450纳米之间。
13.一种运用权利要求1所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其特征在于：一曲面基板，该曲面基板的表面具有一凸纹结构薄膜，且该凸纹结构薄膜的图案的解析度介于0.1-100微米之间。
14.如权利要求13所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其特征在于，该图案的解析度更介于0.5-100微米之间。
15.如权利要求13所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其特征在于，该图案的解析度更介于1-100微米之间。
16.如权利要求13所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其特征在于，该曲面基板选自下列基板之一：一玻璃曲面基板、一蓝宝石曲面基板、一陶瓷曲面基板、一塑胶曲面基板与一高分子复合材料曲面基板。
17.如权利要求13所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其特征在于，该曲面基板选自下列基板之一：一透明玻璃曲面基板、一透明蓝宝石曲面基板、一透明陶瓷曲面基板、一透明塑胶曲面基板与一透明高分子复合材料曲面基板。
18.如权利要求13所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其特征在于，该凸纹结构薄膜为一负型光阻材料薄膜。
19.如权利要求13所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其特征在于，该至少一图案的厚度介于0.1-100微米之间。
20.如权利要求13所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其特征在于，还包括：
一保护膜层，形成于具有该至少一图案的该光阻层上。
21.如权利要求20所述的表面具凸纹结构薄膜的曲面基板，其特征在于，该保护膜为：一碳化硅薄膜层、一氮化硼薄膜层、一氧化硅薄膜层、一氧化铝薄膜层或一氧化锆薄膜层。
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