CN117311085A - 一种波导片的拼版工作模具的制作方法及波导片、ar模组 - Google Patents

一种波导片的拼版工作模具的制作方法及波导片、ar模组 Download PDF

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孙如
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Abstract

本发明涉及一种波导片的拼版工作模具的制作方法及波导片、AR模组,制作方法包括:获取两个以上的预设形状第一工作模具,每一个第一工作模具为具有单组光栅结构的工作模具;将所有的第一工作模具按照预设的排版规则在基板上进行排版,并借助于辅助结构对基板上排版的所有第一工作模具进行固定,得到原始拼版结构;通过掩膜方式对原始拼版结构的正面进行拼缝处理和抗粘处理,得到拼版工作模具,所述拼版工作模具的正面拼缝处与非拼缝处的高度差在指定范围内。本发明将单个母版通过拼版工艺制作成8/12寸的纳米压印拼版工作模具,使光栅结构的波导片生产效率得到提升,便于批量快速生产,实现工业化。

Description

一种波导片的拼版工作模具的制作方法及波导片、AR模组
技术领域
本发明涉及波导片的制备技术,尤其涉及一种波导片的拼版工作模具的制作方法及波导片、AR模组。
背景技术
随着电子信息技术的飞速发展,AR(Augmented Reality,增强现实)技术也取得了实质性的提升。AR技术因其自身的光学特性,可以在现实画面中投影虚拟景象,给使用者产生虚实结合的独特体验。
现阶段AR显示模组的波导片主要采用4英寸母版直接生产,如图1所示,现有方法通过设计有光栅结构的母版压印柔性基材的模板(简称软膜),即将母版中光栅结构转印至软膜上,再通过软膜将所述光栅结构转印至产品。该方法仅能实现4英寸母板的压印,产能低,且最后的产品中只有一组光栅结构。如何实现一块模板上多组光栅结构成为当前亟需解决的技术问题。
然而,半导体工艺制作8/12英寸多拼母版的良率低、时间长、成本高,无法满足生产需求,亟需一种成本低且产能高的拼版工艺实现8/12英寸拼版工作模具的制作方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足,本发明提供一种波导片的拼版工作模具的制作方法、波导片、AR模组。
(二)技术方案
为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
第一方面,本发明实施例提供一种波导片的拼版工作模具的制作方法,包括:
A10、获取两个以上的预设形状第一工作模具,每一个第一工作模具为具有单组光栅结构的工作模具;
A20、将所有的第一工作模具按照预设的排版规则在基板上进行排版,并借助于辅助结构对基板上排版的所有第一工作模具进行固定,得到原始拼版结构;
A30、通过掩膜方式对原始拼版结构的正面进行拼缝处理和抗粘处理,得到中间拼版结构,所述拼版工作模具的正面拼缝处与非拼缝处的高度差在指定范围内;
A40、将所述中间拼版结构中的光栅结构转印至工作模具基板上,得到拼版工作模具。
可选地,每一第一工作模具为矩形工作模具,
辅助结构为辅助片,所述辅助片的厚度与第一工作模具的厚度相同。
具体地,辅助片的目的是为了形成规则的大板,方便生产作业,若图形不规则,在纳米压印过程种因为接触面积不一致,胶水扩散程度会不一致,为此,借助于辅助片使得排版的第一工作模具均能够规则且一致,保证压印的精度。
可选地,所述A30包括:
对原始拼版结构的正面进行狭缝涂布以形成光阻层;
利用掩膜对光阻层进行准直对位曝光,以得到大板中间结构一;
对大板中间结构一进行显影处理,以及清除未曝光的光阻层(即清除不需要区域的光阻),得到大板中间结构二;
对大板中间结构二进行抗粘处理,得到所述中间拼版结构。
可选地,所述光阻层的厚度为2-3um;
所述拼版工作模具的正面拼缝处与非拼缝处的高度差在1um内。
可选地,对大板中间结构二进行抗粘处理,包括:
对大板中间结构二的正面旋涂/喷涂一层抗粘液体;
所述抗粘液体为粘度小于等于10cps的抗粘液体,和/或,所述抗粘液体为含氟硅氧烷材质。
可选地,所述第一工作模具为切割后的小于4英寸的矩形工作模具,所述拼版工作模具为8英寸或12英寸的拼版结构。
可选地,所述A10包括:
获取具有单组光栅结构的母版;
将所述母版的光栅结构转印至柔性基材上,得到第一软膜;
借助于指定树脂将第一软膜的结构转印至晶圆玻璃上,并切割得到第一工作模具。
第二方面,本发明实施例还提供一种波导片,所述波导片使用的拼版工作模具为采用第一方面任一所述的制作方法制备的。
第三方面,本发明实施例还提供一种AR模组,包括第二方面所述的波导片。
(三)有益效果
本发明的方法包括:在多个母板拼接的晶圆上,利用半导体黄光工艺,在所述拼接好的母版表面使用狭缝涂布的方式,涂布一层光阻层,对位曝光及显影后只留下拼缝处固化后的光阻,完成拼缝的填平,缩小拼缝与母版表面的高低差,再通过纳米压印的方式实现拼版软膜的制作,最终实现拼版工作模具的制作。本发明将多个母版通过拼版工艺制作成8/12寸的纳米压印工作模具,使光栅波导生产效率得到提升,便于批量快速生产,实现工业化。
附图说明
图1为现有技术提供的制备4英寸压印工作模具的制备流程图;
图2A和图2B为本发明一实施例提供的波导片的拼版工作模具的制作方法的流程示意图;
图3为本发明一实施例提供的拼版软膜的制作步骤的示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述。
本发明实施例中,单个母版即为只有一组光栅结构的母版,该母版也称作原始模具;即利用现有半导体工艺做出来的包括一组光栅结构的模具即为母版/原始模具。通常,母版/原始模具均可采用纳米压印的方式制作。
利用单个母版通过拼版工艺制作出有多组光栅结构的拼版工作模具。
本发明实施例的拼版工艺可理解为将只有一组光栅结构的母版通过拼版工艺实现一块母版上有多组光栅结构即拼版工作模具。
实施例一
如图2A和图2B所示,本发明实施例提供一种波导片的拼版工作模具的制作方法,具体包括下述的步骤:
A10、获取两个以上的预设形状第一工作模具,每一个第一工作模具为具有单组光栅结构的工作模具。
举例来说,首先,获取具有单组光栅结构的母版;接着,将所述母版的光栅结构转印至柔性基材上,得到第一软膜;借助于指定树脂再将第一软膜的结构转印至晶圆玻璃上,并切割得到第一工作模具。
A20、将所有的第一工作模具按照预设的排版规则在基板上进行排版,并借助于辅助结构对基板上排版的所有第一工作模具进行固定,得到原始拼版结构。
举例来说,每一第一工作模具为矩形工作模具,辅助结构可为辅助片,所述辅助片的厚度与第一工作模具的厚度相同。
可理解的是,辅助片的目的是为了形成规则的大板,方便生产作业,若图形不规则,在纳米压印过程种因为接触面积不一致,胶水扩散程度会不一致,为此,借助于辅助片使得排版的第一工作模具均能够规则且一致,保证压印的精度。
A30、通过掩膜方式对原始拼版结构的正面进行拼缝处理和抗粘处理,得到中间拼版结构,所述拼版工作模具的正面拼缝处与非拼缝处的高度差在指定范围内。
例如,所述拼版工作模具的正面拼缝处与非拼缝处的高度差在1um内。在实际应用中,还可以使用中间拼版结构即可作为最后的拼版工作模具,无需执行步骤A40的转印操作,为了保证拼版工作模具的稳定性和工业化的批量化加工,为此,需要步骤A40的转印操作,保证拼版工作模具的精度和稳定性、可靠性。
A40、将所述中间拼版结构中的光栅结构转印至工作模具基板上,得到拼版工作模具。
本实施例中,所述第一工作模具为切割后的小于4英寸的矩形工作模具,所述拼版工作模具为8英寸或12英寸的拼版结构。
本实施例中将单个母版通过拼版工艺制作成8/12英寸的纳米压印拼版工作模具,使光栅波导生产效率得到提升,便于批量快速生产,实现工业化。
实施例二
本实施例提供一种拼版工作模具的制作流程,结合图2A和图3所示,具体包括下述的步骤:
201、获取单个母版,即通过半导体的工艺(如纳米压印方式)加工产品所需的单个母版。
该步骤可为现有的方式获取,通常单个母版为4英寸的圆形或4英寸的方形,图2A中示出的是方形的母版。
202、借助于纳米压印的方式,将所述母版的光栅结构转印纸柔性基材上,得到第一软膜。
如图2A所示的第一软膜的结构,即将母版上的结构通过纳米压印的方式,压印到尺寸较大的柔性基材上,光栅区域是1:1转印的。
需要说明的是,部分步骤中的转印和部分步骤压印可相互借用,其步骤实现的目的均是相同的。
203、通过纳米压印的方式,借助于软膜胶将软膜上的结构压印到晶圆玻璃上,制作工作模具。
软膜胶的主要成分是丙烯酸树脂。工作模具的结构是:晶圆玻璃上设有树脂,经过压印后,软膜上的光栅结构的构型压印在树脂上。
204、工作模具切割步骤:利用切割设备,将工作模具切割成拼版所需的指定工作模具外形,得到切割的工作模具即实施例一种的第一工作模具。
本实施例中第一工作模具外形可为矩形,当然,还可以是其他形状,本实施例不对其限定,根据实际需要选择。矩形比较好切割,其在压印/转印中形状容易查看,故优先使用矩形的第一工作模具。
205、拼缝处理步骤:如图3所示,
P1、对原始拼版结构的正面(即图3中的工作模具01)进行狭缝涂布以形成整面的光阻层(如图3中的光阻02);举例来说,所述光阻层的厚度为2-3um。
P2、利用掩膜(如图3中的mark 05)对光阻层进行准直对位曝光,以得到大板中间结构一;
P3、对大板中间结构一进行显影处理,以及清除未曝光的光阻层(即清除不需要的区域,如图3中拼缝03所在区域的光阻层,经过准直UV光04进行准直对位曝光后,去除拼缝03所在区域的光阻层),得到大板中间结构二。该大板中间结构二中拼缝所处区域的拼缝处与非拼缝处的高度差在1um以内。
本实施例中,进行整面的狭缝涂布,涂布完成后整个面均会有光阻,最终用对位曝光的方式,只留下需要区域的光阻,其它地方清除掉。
P4、对大板中间结构二进行抗粘处理,得到上述的中间拼版结构。
举例来说,对清除未曝光的光阻层的结构的正面旋涂一层抗粘液体;
所述抗粘液体为粘度小于等于10cps的抗粘液体,和/或,所述抗粘液体为含氟硅氧烷材质,抗粘处理就是在大板中间结构二表面涂布一层防粘液,不限于旋涂或者喷涂。
步骤205的过程需要对大板(即原始拼版结构)的拼缝处进行精确的处理,最终达到拼缝处与非拼缝处的高度差缩小至1um以内,从而满足生产需求。
206、将中间拼版结构的所有组光栅结构转印至工作模具基板上,得到产品即拼版工作模具。
最终,通过纳米压印的方式实现拼版工作模具的制作,最终实现拼版工作模具的制作。通过上述方法可以使光栅波导生产效率得到提升,便于批量快速生产,实现工业化。
实施例三
本实施例还提供一种波导片,该波导片使用的拼版工作模具为采用实施例一至实施例二任一所述的制作方法制备的。
另外,本发明实施例还提供一种AR模组,包括上述的波导片。
应当注意的是,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用,仅是为了表述方便,而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
此外,需要说明的是,在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述,是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也应该包含这些修改和变型在内。

Claims (9)

1.一种波导片的拼版工作模具的制作方法,其特征在于,方法包括:
A10、获取两个以上的预设形状第一工作模具,每一个第一工作模具为具有单组光栅结构的工作模具;
A20、将所有的第一工作模具按照预设的排版规则在基板上进行排版,并借助于辅助结构对基板上排版的所有第一工作模具进行固定,得到原始拼版结构;
A30、通过掩膜方式对原始拼版结构的正面进行拼缝处理和抗粘处理,得到中间拼版结构,所述拼版工作模具的正面拼缝处与非拼缝处的高度差在指定范围内;
A40、将所述中间拼版结构中的光栅结构转印至工作模具基板上,得到拼版工作模具。
2.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,每一第一工作模具为矩形工作模具,
辅助结构为辅助片,所述辅助片的厚度与第一工作模具的厚度相同。
3.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述A30包括:
对原始拼版结构的正面进行狭缝涂布以形成光阻层;
利用掩膜对光阻层进行准直对位曝光,以得到大板中间结构一;
对大板中间结构一进行显影处理,以及清除未曝光的光阻层,得到大板中间结构二;
对大板中间结构二进行抗粘处理,得到所述中间拼版结构。
4.根据权利要求3所述的制作方法,其特征在于,所述光阻层的厚度为2-3um;
所述拼版工作模具的正面拼缝处与非拼缝处的高度差在1um内。
5.根据权利要求3所述的制作方法,其特征在于,对大板中间结构二进行抗粘处理,包括:
对大板中间结构二的正面旋涂/喷涂一层抗粘液体;
所述抗粘液体为粘度小于等于10cps的抗粘液体,和/或,所述抗粘液体为含氟硅氧烷材质。
6.根据权利要求1至5任一所述的制作方法,其特征在于:
所述第一工作模具为切割后的小于4英寸的矩形工作模具,所述拼版工作模具为8英寸或12英寸的拼版结构。
7.根据权利要求1至5任一所述的制作方法,其特征在于,所述A10包括:
获取具有单组光栅结构的母版;
将所述母版的光栅结构转印至柔性基材上,得到第一软膜;
借助于指定树脂将第一软膜的结构转印至晶圆玻璃上,并切割得到第一工作模具。
8.一种波导片,其特征在于,所述波导片使用的拼版工作模具为采用权利要求1至7任一所述的制作方法制备的。
9.一种AR模组,其特征在于,包括权利要求8所述的波导片。
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