CN1673829A - 应用灰阶技术制作导光板压模板的方法 - Google Patents
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Abstract
一种应用灰阶技术制作导光板压模板的方法。首先提供一基底，并利用一灰阶光掩模(half－tone mask)进行一光刻工艺，以于基底表面形成多个高度不一的光致抗蚀剂图案。再进行一热流(flow)制造工艺，使各光致抗蚀剂图案表面形成平滑的球形镜面。随后于基底上形成一金属板，并使金属板的下表面具有多个与各光致抗蚀剂图案相反的图案。最后将金属板与基底分离，平坦化金属板的上表面，并与一模仁结合。
Description
技术领域
本发明涉及一种制作压模板(stamper)的方法，特别是涉及一种利用灰阶技术(half-tone technology)于压模板表面形成具大尺寸或高度不一的球形镜面图案，进而制作一导光板的方法。
背景技术
导光板为液晶显示面板内一重要组件，用来将背光模块所产生的光源均匀地反射至各象素区，以提供液晶显示面板充足的亮度。为了增加光利用率，导光板表面通常包含有图案(pattern)，以使点光源或线光源有效地转换成面光源，而图案的尺寸及形状则视背光模块的光学设计或其灯管配置方式而有所不同。
由于导光板主要由树酯类的材料所组成，故一般利用射出成型技术制作，并利用一压模板来形成导光板表面的图案。请参阅图1至图3，图1至图3为现有制作一具多个球形镜面图案的压模板的方法示意图。如图1所示，首先提供一基底10，并于基底10表面涂布一光致抗蚀剂层12。接着如图2所示，利用一光掩模(图未示)进行一光刻制造工艺，去除部分光致抗蚀剂层12以于基底10表面形成多个光致抗蚀剂图案(如图2所示的14A及14B)。
然后如图3所示，进行一热流(flow)制造工艺，以使光致抗蚀剂图案14A及14B的表面形成平滑的球形镜面图案。其中，热流制造工艺的原理是利用加热方式将光致抗蚀剂温度提升至其玻璃转换温度(glass transitiontemperature)以上，此时光致抗蚀剂会受到三个方向的张力作用，分别是光致抗蚀剂与环境之间的张力(γP-A)、光致抗蚀剂与基底(γP-S)之间的张力，以及基底与环境(γS-A)之间的张力，当上述三力达平衡后即会形成如光致抗蚀剂图案14A的球形镜面图案。
然而如前所述，随着导光板本身设计不同，对球形镜面图案的尺寸需求也有所不同。一旦所需的球形镜面图案的底半径较大时，在进行热流制造工艺时，此时光致抗蚀剂图案的表面张力所形成触角将无法支撑欲形成的球形镜面而造成中央的崩塌的现象(如图3中所示的光致抗蚀剂图案14B)，而无法形成适当的球形镜面图案以进一步被制作成压模板。
另外，为了提升光利用率，尤其是大尺寸的导光板，目前许多导光板的设计均包含有多个高度或深度不一的球形镜面图案，而上述方法便无法达到此一需求。因此若需于导光板表面形成多个高度或深度不一的球形镜面图案，目前的方法先形成多个具相同高度或深度的球形镜面图案的压模板后，再利用机械加工方式来进行整修，以于压模板表面制作出具有不同深度或高度的球形镜面图案。然而机械加工方式不仅需耗费相当长的加工时间，且制作出的球形镜面图案表面也较粗糙，甚至连带影响后续形成的压模板的平坦度。在此情况下利用上述压模板所制作的导光板，其表面所包含的球形镜面图案也会因不平滑而无法有效反射光线。
有鉴于此，如何制作出具有大尺寸或大小、高度不一球形镜面图案的压模板，并确保球形镜面图案的平滑度，进而制作出高品质的导光板以增加光利用率，实为液晶显示面板产业中一重要课题。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种应用灰阶技术制作一压模板的方法，进而利用压模板制作一具大尺寸或高度不一球形镜面图案的导光板。
本发明揭露一种应用灰阶技术制作一压模板的方法。首先提供一基底，并于基底表面上涂布一光致抗蚀剂层，接着利用一灰阶光掩模(half-tonemask)进行一光刻制造工艺，去除部分光致抗蚀剂层以于基底表面形成多个高度不一的光致抗蚀剂图案。再进行一热流(flow)制造工艺，使各光致抗蚀剂图案表面形成一平滑的球形镜面。随后于各光致抗蚀剂图案表面形成一种层(seed layer)，并对种层进行一电铸制造工艺以形成一金属板，藉此于金属板的下表面复制出与光致抗蚀剂图案相反的图案。最后将金属板自基底及各光致抗蚀剂图案表面分离，平坦化金属板的上表面并将金属板的上表面与一模仁接合。
由于本发明的方法利用一灰阶光掩模进行一光刻制造工艺，藉由控制曝光能量以形成高度不一的光致抗蚀剂图案，同时此一方式也可有效避免光致抗蚀剂图案崩塌，而用以形成底半径较大的光致抗蚀剂图案，进而制作出具有大尺寸或高度不一球形镜面图案的导光板。
附图说明
图1至图3为现有制作一具球形镜面图案的压模板的方法示意图。
图4至图7为本发明制作一具底半径较大球形镜面图案的压模板一优选
实施例的方法示意图。
图8至图10为本发明制作一具不同深度球形镜面图案压模板另一实施例的方法示意图。
简单符号说明
10 基底 12 光致抗蚀剂层
14A 光致抗蚀剂图案 14B 光致抗蚀剂图案
30 基底 32 灰阶光掩模
34 光致抗蚀剂图案 35 种层
36 金属板 38 模仁
具体实施方式
请参阅图4至图7，图4至图7为本发明制作一底半径较大球形镜面图案的压模板一优选实施例的方法示意图。如图4所示，首先提供一基底30，并于基底30上涂布一光致抗蚀剂层(图未示)。接着利用一灰阶光掩模(half-tone mask)32进行一光刻制造工艺，去除部分光致抗蚀剂层(图未示)以于基底30表面形成多个光致抗蚀剂图案34(图4中为方便说明起见仅显示单一光致抗蚀剂图案)。其中灰阶光掩模32由于具有疏密不同的开口，因此可藉由控制透光率的方式以形成阶梯形状的光致抗蚀剂图案34。
如图5所示，进行一热流(flow)制造工艺，利用加热方式将光致抗蚀剂图案34的温度提升至其玻璃转换温度(glass transition temperature)之上，此时光致抗蚀剂图案34会因表面张力的平衡而形成一球形镜面。而相对于现有方法，由于光致抗蚀剂图案34于进行热流制造工艺前即呈现一阶梯形状，因此即使其底半径较大也不会因为光致抗蚀剂图案34本身重力影响而导致崩塌现象。
如图6所示，当基底30上形成具球形镜面的光致抗蚀剂图案34后，随即于基底30及光致抗蚀剂图案34表面利用蒸镀、溅射或无电镀等方式形成一种层35。接着对种层35进行电铸以形成一金属板36，藉此将球形镜面图案复制于金属板36的下表面。
如图7所示，将金属板36自基底30及光致抗蚀剂图案34表面分离，并利用一平坦化制造工艺，例如利用一研磨机台，使金属板36的上表面平坦。最后将金属板36的上表面与一射出机台的模仁38接合，即可利用射出成型技术制作具有球形镜面图案的导光板。
上述金属板36作为一压模板之用，而将欲射出的图案制作于一压模板上而不直接制作于一模仁上为射出成型技术中一种应用，藉此可节省制作一模仁所需花费的时间及成本。另外，值得注意的是金属板36的材料为压模板常见的材料，如镍、银、铜等单一金属材料，或视需要而使用复合金属材料。而金属板36除利用上述实施例中先形成种层35，再利用电铸技术形成金属板36的方法外，也可视效果或其它考虑而利用物理气相沉积方法，如蒸镀或溅射，或是化学气相沉积方法形成直接形成。
图4至图7为本发明制作一底半径较大球形镜面图案的压模板一优选实施例的方法示意图，而如前所述导光板依光学设计不同而常具有球形镜面图案高度或深度不同的设计，因此本发明的另一实施例提供一种制作具不同深度压模板的方法，藉以进一步制作一具有不同高度球形镜面图案的导光板。请参阅图8至图10，图8至图10为本发明制作一具不同深度球形镜面图案压模板另一实施例的方法示意图。如图8所示，首先提供一基底30，并于基底30上涂布一光致抗蚀剂层(图未示)。接着利用一灰阶光掩模(half-tonemask)32进行一光刻制造工艺，去除部分光致抗蚀剂层(图未示)以于基底30表面形成多个光致抗蚀剂图案34。其中灰阶光掩模32由于具有疏密不同的开口，因此可藉由控制透光率的方式以形成高度不同的光致抗蚀剂图案34。
如图9所示，进行一热流(flow)制造工艺，利用加热方式将光致抗蚀剂图案34的温度提升至其玻璃转换温度(glass transition temperature)之上，此时光致抗蚀剂图案34会因表面张力的平衡而形成一球形镜面。其中本实施例中所形成的光致抗蚀剂图案34由于底半径较小，因此光致抗蚀剂图案34于未进行热流制造工艺前不需形成一阶梯形状，但若欲形成的光致抗蚀剂图案34的底半径较大时，也可配合本发明优选实施例的方法于进行热流制造工艺前使光致抗蚀剂图案34先呈现一阶梯形状。
接着如图10所示，于基底30及光致抗蚀剂图案34表面形成一种层35，再电铸种层35以形成一金属板36，此时金属板36下表面会具有与光致抗蚀剂图案34相反的球形镜面图案。最后将金属板36自基底30与光致抗蚀剂图案34表面取下，利用一平坦化制造工艺使金属板36的上表面平坦，并将金属板36的上表面与一模仁(图未示)接合，即可利用射出成型技术制作导光板。
值得注意的是上述实施例所揭露的方法用于制作表面具有凸出球形镜面图案的导光板，若导光板依光学设计不同而需利用凹入的球形镜面图案，则本发明的方法可另于金属板的下表面形成另一金属板，如此一来新形成的金属板即包含有与原金属板相反的镜面图案。接着再将此新形成的金属板与一模仁接合并进行射出成型制造工艺，即可制作出具有凹入球形镜面图案的导光板。
另外，应用本发明方法所形成的压模板除用来制作导光板外，也可配合射出成型技术用于制作其它任何表面包含有底半径较大及深度或高度不一球形镜面图案的射出成型制品。
相对于现有技术，本发明的方法利用灰阶光掩模控制曝光能量，可制作具较大底半径或高度不一球形镜面图案的压模板，藉此可制作高光用率的导光板或其它射出成型制品。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种应用灰阶技术制作一压模板的方法，包括：
提供一基底，并于该基底表面上涂布一光致抗蚀剂层；
利用一灰阶光掩模进行一光刻制造工艺，去除部分该光致抗蚀剂层以于该基底表面形成多个高度不一的光致抗蚀剂图案；
进行一热流制造工艺，使各该光致抗蚀剂图案表面形成一球形镜面；
于该基底上形成一金属层并覆盖该光致抗蚀剂图案，以使该金属层的下表面具有多个与该光致抗蚀剂图案相反的图案；以及
将该金属层自该基底及该光致抗蚀剂图案表面分离，并进行一平坦化制造工艺以平坦化该金属层的上表面，再将该金属层的该上表面与一模仁接合。
2.如权利要求1所述的方法，其中该金属层的该下表面包含的该图案为该压模板的压模图案，配合射出成型技术可用于制作一导光板。
3.如权利要求1所述的方法，其中该金属层利用电铸技术形成，且于形成该金属层之前，该方法还包括有一于该基底及该光致抗蚀剂图案表面形成一种层的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中该金属层可利用单一金属电铸或合金电铸技术形成。
5.如权利要求3所述的方法，其中该种层利用蒸镀、溅射或无电镀方式形成。
6.如权利要求1所述的方法，其中该金属层利用蒸镀或溅射技术形成。
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