CN1673824A - 导光板模仁制造方法 - Google Patents

Abstract

一种导光板模仁制造方法，包括以下步骤：提供一基板；在计算机中完成模仁图案信号处理，由计算机利用此模仁图案信号进行控制加工；采用探针扫描显微(ScanningProbeLithography)在基板上形成所需图案，以形成一高精度导光板模仁。

Description

导光板模仁制造方法

【技术领域】

本发明是关于一种导光板模仁的制造方法，尤其关于一种具有高精度图案导光板模仁的制造方法。

【背景技术】

近年来，随着液晶显示装置的彩色化和尺寸大型化，其应用领域越来越广泛，如笔记本式计算机、各种台式计算机及液晶电视等。但因为液晶显示装置是一种被动组件，本身并不能发光，所以需利用一光源系统作为液晶显示装置的光源，如背光模块。其中，导光板是背光模块中的重要组件，用以引导自光源发出光束的传输方向，将线光源或点光源转换成面光源。

为提高光线出射的均匀性，一般在导光板表面设置多个网点，用以破坏光束在导光板内部传输的全反射条件，且使其散射以提高导光板出射光束的均匀性，进而提升背光模块的整体性能。

目前，导光板的制造方法大致可分为印刷式和非印刷式两种，其中印刷式制程因为印刷品质不容易控制，其渐有被非印刷式制程取代的趋势。非印刷式制程是将设计好的导光图案(导光板的表面形状)制作在模仁上，采用直接成型或压印制作出具有导光图案的导光板。

请参阅图1，为2002年12月21日公告的中国台湾专利第514766号所揭示的一种导光板模仁制造方法，其步骤包括：将光阻剂涂覆在一平面基板上；将光阻剂曝光显影，以构成若干光阻图案；在该平面基板与若干光阻图案表面涂覆一层铜膜；以电铸方式在该平面基板表面电铸形成一模仁；将该模仁与该基板表面脱离；将该模仁表面的铜膜蚀刻去除。

但是，此种制造方法需要涂覆光阻剂、而且电铸完成后需将铜膜蚀刻去除，制程复杂，并且蚀刻铜膜时会使模仁精度降低。

【发明内容】

为克服现有技术中导光板模仁制造方法制程复杂且精度不高的问题，本发明提供一种制程简单且精度高的导光板模仁制造方法。

本发明提供的导光板模仁的制作方法包括如下步骤：提供一基板；在计算机中完成模仁图案信号处理，由计算机利用此模仁图案信号进行控制加工；采用探针扫描显微在基板上形成所需图案，以形成一导光板模仁。

相较于现有技术，本发明由于采用计算机控制加工，可直接在基板上进行显影，以形成导光板模仁，因此制程简单；且因探针扫描显影的精度较高，所以，可制得高精度的导光板模仁，其精度可达到小于100纳米。

【附图说明】

图1是一种现有技术导光板模仁制造方法流程图。

图2是本发明导光板模仁制造方法的流程图。

图3是本发明第一实施方式制造导光板模仁加工平台的示意图。

图4是本发明第一实施方式制造导光板模仁过程的示意图。

图5是本发明第一实施方式制造导光板模仁过程的放大示意图。

图6是本发明第一实施方式制造出的导光板模仁的示意图。

图7是本发明第二实施方式制造导光板模仁加工平台的示意图。

图8是本发明第二实施方式制造导光板模仁过程的示意图。

图9是本发明第二实施方式制造出的导光板模仁的示意图。

【具体实施方式】

请参阅图2，是本发明导光板模仁的制造方法流程图，其包括下列步骤：

步骤1，提供一基板，其中该基板材料一般是硅或金属材料。

步骤2，设计模仁图案，该模仁图案可设计为各种图案或形状，如矩形点阵，圆形点阵等。将此模仁图案在计算机中完成此图案的信号处理，由计算机利用此图案信号进行控制加工。

步骤3，根据所设计的模仁图案，采用探针扫描显微该基板表面，在基板表面形成所需图案。

上述方法制造的导光板模仁，其精度可小于100纳米，远高于普通方法制造的模仁。

请同时参阅图3至图6，是本发明利用探针扫描显微技术制造导光板模仁的第一实施方式示意图，其包括以下步骤：

提供一基板10，其中，该基板10是硅或金属材料，其形状为矩形。将该基板10置于精密工作台16上，并将此基板10接地，再移动工作台16至温度为10～40℃，相对湿度为30％～80％的加工环境中。

将模仁图案在计算机中完成信号处理；

由m×n个探针11组成探针阵列，其中，该探针11为碳纳米管，探针尖端直径为20～30纳米；

根据基板10的大小，由计算机控制调整各探针11间的距离，使探针阵列覆盖整个基板10，调整后将其固定不变。

将探针阵列中任意两个纵向或横向间隔最大的探针11用作精确定位的探针11单独对基板10扫描，以制作记录基板10信息的信号，用于显微时基板10的对准及校正；将探针阵列中各探针11分别自动调焦至基板10表面，由计算机控制精密工作台16沿X轴方向往复高速运动，并沿Y轴方向精密步进，同时由计算机根据模仁图案统一同步调控探针针列各探针11电开关状态，分别使某些探针11上带上负电压。由于基板10及探针阵列位于温度为10～40℃，相对湿度为30％～80％的环境中，基板10的表面会覆盖一层水膜12，当在探针11上施加负电压时，则探针11与基板10间产生的高电场使水分子离子化，离子化后产生的OH^-及O^2-离子与基板表面原子而生成氧化层13，当基板10采用硅材料，其氧化反应式如下：

                    

                      

如基板10采用金属材料，则基板10表面的金属原子氧化而生成金属氧化物层，其氧化反应式如下：

                    

其中，Me代表一般金属。

由于精密工作台16是沿X轴方向往复高速运动，并沿Y轴方向精密步进，探针11会在基板10上形成一定长度及宽度的氧化层13，即形成一个凸点14，且探针11是由计算机控制其电开关状态及通电时间，因此该凸点的长度及宽度可由计算机控制探针11的通电时间来控制；对于整个探针阵列，则会在基板上形成一凸点阵列。

相应地，也可采用单个探针11利用计算机控制分别在基板10上形成一个个凸点14，从而组成凸点阵列。

该基板10的表面经探针扫描氧化后，形成矩形凸点阵列，此凸点数列精度可达到小于100纳米，其中凸点阵列高度最小可达到3纳米，线宽最小可达到50纳米。

请参阅图7及图9，本发明利用探针扫描显微技术制造导光板模仁的第二实施方式示意图，其包括以下步骤：

提供一基板20，其中，该基板20是硅晶体，也可以为金属，其形状为矩形。将该基板20置于真空或惰性气体环境中进行去水烘烤，其烘烤温度为100～120℃，时间为4～6小时。再将该基板20置于精密工作台26上，并将此基板20接地，再移动工作台26至真空或惰性气体加工环境中

将模仁图案在计算机中完成信号处理。

由m×n个探针21组成探针阵列，其中，该探针21为碳纳米管，探针21的尖端直径为20～30纳米。

根据基板20的大小，由计算机控制调整各探针21间的距离，使探针阵列覆盖整个基板20，调整后将其固定不变。

将探针阵列中任意两个纵向或横向间隔最大的探针21用作精确定位的探针21单独对基板20扫描，以制作记录基板20信息的信号，用于显微时基板20的对准及校正；将探针阵列中各探针21分别自动调焦至基板20表面，由计算机控制精密工作台26沿X轴方向往复高速运动，并沿Y轴方向精密步进，同时由计算机根据导光图案统一同步调控探针针列各探针21电开关状态，分别使某些探针21上带上负电压，由于基板20及探针阵列位于真空环境或惰性气体环境中，因此当于探针21施加负电压时，探针21与基板20间会产生场发射电流，即此时探针21成为电子发射源，产生电子束，电子束通过基板20及探针21间的强电场进行加速，同时经由一电磁透镜23使电子束会聚后高速撞击基板20的表面，电子运动的动能转换为热能，即可将基板20表面蚀刻。电磁透镜23可将电子束高度集束，且调整电磁透镜23的线圈与电流强度，可调节电子束集束后的最小直径。

由于精密工作台26是沿X轴方向往复高速运动，并沿Y轴方向精密步进，探针21会在基板20上打出一个一定长度及宽度的凹点24，且探针21是由计算机控制其电开关状态及通电时间，因此该凹点24的长度及宽度可由计算机控制探针21的通电时间来控制；对于整个探针阵列，则会在基板上形成一凹点阵列。

相应地，也可采用单个探针21利用计算机控制分别在基板20上形成一个个凹点24，从而组成凹点阵列。

该基板20的表面经电子束蚀刻后，形成一矩形凹点阵列，该矩形凹点阵列的精度高，此精度可达到小于100纳米。

Claims (8)

1.一种导光板模仁制造方法，其包括如下步骤：提供一基板；在计算机中完成模仁图案信号处理，由计算机利用此模仁图案信号进行控制加工；利用计算机控制探针扫描显微该基板表面，使得基板表面形成所需图案，制得导光板模仁。

2.如权利要求1所述的导光板模仁制造方法，其特征是：该基板材料是硅。

3.如权利要求1所述的导光板模仁制造方法，其特征是：该基板材料为金属。

4.如权利要求1所述的导光板模仁制造方法，其特征是：探针扫描显微探针的尖端直径为20～30纳米。

5.如权利要求1所述的导光板模仁制造方法，其特征是：探针扫描显微探针为碳纳米管。

6.如权利要求1所述的导光板模仁制造方法，其特征是：利用探针扫描显微该模仁基底表面，在模仁基底表面形成所需图案的步骤是处于温度为10～40℃，相对湿度为30％～80％的环境中。

7.如权利要求1所述的导光板模仁制造方法，其特征是：利用探针扫描显微该模仁基底表面，在模仁基底表面形成所需图案的步骤是处于真空环境。

8.如权利要求1所述的导光板模仁制造方法，其特征是：利用探针扫描显微该模仁基底表面，在模仁基底表面形成所需图案的步骤是处于惰性气体环境中。

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