TW200520925A - A manufacturing method of a light guide plate - Google Patents

Description

200520925 五、發明說明（1) 細 --- 【發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種暮# 士命]、土士 I —先板製造方法，尤指一種用於液 晶顯示之導光板製造方法。 【先前技術】 近年來，隨著液晶顯示器的彩色化及大型化，其應用 領f更為廣泛’如筆記本式電腦、各種台式電腦、液晶電 視等。因液晶顯示器係_絲# h -斗 ^ ^ ? ^ 種被動凡件，其本身不能發光， 因而需利用一光源系統作兔、曰弓—。 心作為液晶顯不态的光源，如背光模 組(Backlight Module) m ^ ± „ ^ , ) 其中，導先板係背光模組中重要 元件，用以引導自光源私φ 土击々你μ丄 7 ^出先束之傳輸方向，將線光源或 點光源轉換成面光源出射。 為提高光線出射之均勻性，一般在$光板表面設置複 數網點，用以破壞光束於導光板内部傳輪之全反射條件， 且使其散射以提高導光板出射光束之均勻性，進而提昇背 光模組之整體性能。 目前，導光板網點之製造方法大致可分為印刷式及非 印刷式二種，其中印刷式製程由於網點印刷之油墨黏度不 易控制，產品良率低而漸有被非印刷式製程取代之趨勢。 非印刷式製程係將設計好之導光圖案（導光板之表面形狀） 製作在模具上，採用射出成型或壓印製作出具均安 導光板。 木 請參閱第一圖，係2 0 0 3年6月2 1日公告之台灣專利公 ^第537, 9 5 5號所揭示之一種導光板模具之製造方法，^ 導光板模具製造方法包括如下步驟：選用矽晶片作為基板

第5頁 200520925 五、發明說明（2) (步驟〗01 );於矽基板上下表面塗覆光阻芦 光顯影並採用濕式蝕刻方法/ 曰（步驟102)，·曝 7古形成v形槽圖案， 夾角為70. 52。（步驟103)去 且、且忒V形札之 刿德之其柘声而r供一 A ⑹馀先阻（步驟1 0 4 );於钱 J後之土板表面瘵鍍一金屬導電層（步驟 進行電鑄（步驟m);去除石夕基板以形成）模對石夕基板 m);以電…合射出成型機射 （；(二 然，此種製造方法中採用省十^ ^ W步驟108) 等向性#刻，#刻過程中I、去二二二二由於濕式#刻為 寬比（Aspect RaUo)，益S = = = t安ί具表面圖案之深 …次將先阻圖案精確轉且表 面，影響模具之精確度，進而影塑婁氺& _得私至核二衣 痄，+制π你f 安+ β 響V先板網點圖案之精確 j此製，付圖案之尺寸限制在50〜4〇〇 ，與圖案間間距於100心時，钱刻之圖案將會，產生重 豐，使製付之導光板光學性能失敗，將影響導光板之出光 均勻度及色度，因此，一般僅自t @ i 4 ' 叙僅月b將V光板圖案之間距控制 在“ # m以^。 該製造方法中需採用電鑄步驟才可形 成权具’製程步驟較複雜，生產成本較高。 有鑑於此提供一種可提高導光板網點圖案之精確 度，減小導光板圖案尺寸，提高導光板出光均句度及色 度，且可減少製程，提高生產效率之導光板製造方法實為 必要。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種可提高導光板網點圖案之 精確度’減小導光板圖案尺寸，提高導光板出光均句度及 色度，且減少製程，提高生產效率之導光板製造方法。

第6頁 200520925 五、發明說明（3) :提供第 用一預定 乾蝕刻方 一基板， 移除第一 本發明提供之導光板製造方法包括以下步驟 一基板，於該第一基板上塗佈一均勻光阻層；利 圖案之光罩對該光阻層進行曝光顯影步驟Y採用 法對第一基板進行蝕刻；去除剩餘光阻；提供第 將第一基板置於第二基板上方進行熱壓印成型； 基板，形成導光板。 採用乾姓 刻’使模 精度可控 10 0 nm 之 可提高導 成型技 生產效 相較於先前技術，本發明之導光板製造方法 刻方法進行姓刻，由於乾蝕刻方法係非等^性餘 具圖案更接近所設計之光阻圖案，且圖案尺寸之 制到1 0〜5 Onm範圍内，圖案間之間距可控制到丨〇〜 精度範圍，故該方法製得之導光板圖案精度高， $板出光均勻度及色度。另，本發明採用熱壓印 術，無須對第一基板進行電鑄，節省製程，、提高 率。 【實施方式】 請參閱第二圖，係本發明導光板製造方法之流程圖。 、毛，‘光板製造方法包括以下步驟··提供一第一基板， =該第一基板上塗佈一均勻光阻層（步驟2〇1);利用一預 =圖案之光罩對該光阻層進行曝光顯影步驟（步驟202); 如用乾蝕刻方法對第一基板進行蝕刻（步驟2 0 3 );去除剩 =光阻（步驟2〇4);提供第二基板及熱壓印成型機，進行 :壓印成型（步驟2〇5);移除第一基板，形成導光板（步驟 2 0 6 ) 〇 °月併參閱第二圖至弟八圖，係本發明導光板製造方

200520925 五、發明說明（4) 法流程，其包括以下步驟： 提$ —第一基板30，其中，該第一基板3〇之材質係 矽。將第一基板3 0置於真空或氮氣環境中進行去水烘烤， 其烘烤溫度為1〇〇。〇120。(：，時間為4〜6分鐘。於該第一基 板3 0上均勻塗佈一光阻層6 〇 〇，如第三圖所示。其中，塗 佈之光阻為有機光阻劑材料，可採用正光阻劑，亦可採用 負光阻劑。本實施方式係採用負光阻劑。塗佈光阻之方法 採用〃旋塗方法，亦可採用喷塗方法。將塗佈好光阻層6〇〇 之第一基板30置於一墊板上加熱烘烤，即軟烤。其中，烘 烤溫度為9 0 °C〜1 0 0 °C，烘烤時間為2 〇〜3 〇分鐘。 如第四圖所示，利用預先設計圖案之光罩（圖未示）進 行曝光、顯影步驟。將預先設計好圖案之光罩與第一基板 3 0 =準，進行曝光步驟。其中，曝光之光源為紫外線，採 用投影式曝光技術曝光，即，該光罩平行於第_美板3 〇。 光源發出之光線經光學系統（圖未示）透過光罩昭^ 阻 層6 0 0上，受到光線照射之光阻發生光敏反應，生成易容 於顯影液之成份。曝光後將第一基板3〇置於一墊 加埶 烘烤三即硬烤，使光阻進一步硬化，使其已曝光部份64〇… 軚難洛解。其中，烘烤溫度為1〇〇。〇〜12〇之間，烘烤時 間為2 0〜3 0分鐘。 進行顯影步驟，得到預設計之光阻圖案。於第一基板 30上^灑顯影液，其中，顯影液為二甲苯，且基板處ς靜 止狀態30〜60秒，使未曝光部份之光阻充分溶於顯影液， 則光罩之圖案轉移於光阻層6 〇 〇。 200520925 五、發明說明（5) 如第五圖所示’採用乾蝕刻方 蝕刻。乾蝕刻方法可以是濺擊』=一基板3〇進仃 刻及反應離子蝕刻，。本實施方；二：束姓刻、電漿蝕 例。將第-基板30置於一反庫室(式以反應…刻方法為 50 (IV，宮肉颅Ah 仄應至（圖未不）内，電壓為30 0〜 為氣化ί ί 卜1〇_3t〇rr之間，其中，氣體離子可 為乳化物’如四氣化碳(CCl4)、三氣化删⑽3)及氣氣 ^體離子受到高壓的影響，加速轟擊至第一 面，第一基板3〇表面未被光阻覆蓋部份之金屬離 辜移除，而已曝光部份64〇覆蓋第一基板3〇表面之 σ/刀^到保σ蔓’僅已曝光部份6 4 0受到氣體離子之轟擊， 形成光=圖案之轉移。由於反應離子蝕刻係非等向性蝕 刻’其橫向與縱向之蝕刻速率不同，且橫向蝕刻速率接近 於0 ’故所形成之圖案尺寸接近光罩圖案之尺寸，其尺寸 為10nm 〇 如第六圖所示，將第一基板3〇表面光阻之已曝光部份 6/0剝離。已曝光部份640去除後，得到用於製造導光板之 第一基板30，該第一基板30表面之圖案，即預先設計之圖 案、’與光罩圖案相一致，其係光學結構32，該光學結構3 2 可為光柵結構或網點結構，本實施方式中圖案為網點結 構’ ^形狀為圓柱狀。 提供—第二基板40，其材質係聚甲基丙烯酸甲酯。 。提供—熱壓成型機50，該熱壓成型機50包括一模具放 置區52、~基板放置區54、二加熱裝置56及二冷卻裝置 58 °該冷卻裝置58各包括一冷卻通道582。 第9頁 200520925 五、發明說明（6) 如第七圖所示，將上述步驟製得之第一基板3 0置於該 熱壓成型機50之模具放置區52，將第二基板4〇置於該熱壓 成型機50之基板放置區54。通過該加熱裝置56將該第二基 板40加熱至90〜95 °C，下降該第一基板30並施壓於該第二 基板40，隨後於該冷卻通道582内通入水或空氣，將該第 二基板4 0冷卻。該第二基板4 0冷卻後將該第一基板3 〇移 除，即得到如第八圖所示之導光板7 0，該導光板7 〇之一表 面具光學結構7 2，該光學結構7 2係由該第一基板3 〇之光學 結構32轉印得到。 且，本發明導光板製造方法並不限於第一實施方式， 其中，該第一基板亦可為鎳基板，該導光板圖案尺寸並不 限於1 Onm，亦可按實際所需設計；該第二基板之材質為導 光板材質即可’如甲基丙烤酸樹脂，聚丙稀酸樹脂、聚石炭 酸酯、聚乙烯樹脂或聚甲基丙烯酸甲酯；圖案亦不限於圓 柱狀結構，可為其他結構。 由於本發明之導光板製造方法採用乾蝕刻方法進行蝕 刻，由於乾蝕刻方法係非等向性蝕刻，其可使模具圖案更 接近所設計之光罩圖案，進而使導光板圖案之精度提高， 且圖案尺寸之精度控制到10〜5〇nm範圍内，圖案間^距可 控制到10~100·之精度範圍，可提高導光板出先均勻产及 色度。另，^發明採用熱壓印成型技術，無須對第一 ^板 進行電鑄，節省製程’提高生產效率。 土 綜上所述’本發明符合發明專利要件，爰依法提出專 利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉

200520925

200520925 圖式簡單說明 第 一 圖 係 一種先 前技術導 光 板 製 造 方 法 流 程 圖 0 第 二 圖 係 本發明 之導光板 製 造 方 法 流 程 圖 〇 第 二 圖 係 本發明 之導光板 製 造 方 法 之 光 阻 塗 佈 示 意 圖。 第 四 圖 係 本發明 之導光板 製 造 方 法 之 曝 光 顯 影 示 意圖 第 五 圖 係 本發明 之導光板 製 造 方 法 之 刻 基 板 示 意 圖。 第 六 圖 係 本發明 之導光板 製 造 方 法 之 光 阻 剝 離 示 意 圖。 第 七 圖 係 本發明 之導光板 製 造 方 法 之 数 壓 成 型 示 意 圖。 第 八 圖 係 本發明 之導光板 製 造 方 法 所 得 之 導 光 板 示 意圖 [ 主 要 元 件符號 說明】 第 一 基 板 30 光 學 結 構 32 、 、Ί2 第 •-- 基 板 40 熱 壓 成 型 機 50 模 具 放 置 區 52 基 板 放 置 54 加 敎 裝 置 56 冷 卻 裝 置 58 冷 卻 通 道 582 光 阻 層 600 已 曝 光 部 份 640 導 光 板 70

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Claims (1)

1. 200520925 六、申請專利範圍 1 · 一種導光板製造方法，其包括以下步鱗： 提供第一基板，於該第一基板上塗佈/均 利用一預定圖案之光罩對該光阻層進行# 採用 去除 提供 壓 移除 2·如申 該第 3 ·如申 該第 4 ·如申 該光 5 ·如申 該光 6 ·如申 塗佈 7.如申 塗佈 8 ·如申 該製 光阻 方法對第一基板進行蝕刻； 阻； 乾钱刻 剩餘光 第二基板，將第一基板置於第二基板上 印成型； 進 行熱 第一基 請專利 一基板 請專利 一基板 請專利 阻層之 請專利 阻層之 請專利 之光阻 請專利 之光阻 請專利 造方法 步驟之 板，形成導光板。 範圍第1項所述之導光板製造方 之材質為發。 範圍第1項所述之導光板製造方法 之材質為鎳。 範圍第1項所述之導光板製造方法 塗佈方法係採用喷塗方法。 範圍第1項所述之導光板製造万法 塗佈方法係採用旋塗方法。 範圍第1項所述之導光板製造方法 係正光阻材料。 範圍第1項所述之導光板製造方法 係負光阻材料 法 中 範圍第1項所述之導光板製造方法么於塗佈 進一步包括一去水烘烤步驟，其如； 如進行。 200520925 '、申請專利範圍 9.如申請專 該製造方 步驟之後 1 〇 .如申請專 該乾蝕刻 11.如申請專 該乾钱刻 1 2 ·如申請專 該乾^虫刻 1 3 ·如申請專 該乾蝕刻 1 4.如申請專 該導光板 1 5 ·如申請專 該光學結 1 6 ·如申請專 該光學結 1 7 ·如申請專 該光學結 1 8.如申請專 該光學結 1 9 ·如申請專 該光學結 利範圍 法進一. 進行。 利範圍 方法係 利範圍 方法係 利範圍 方法係 利範圍 方法係 利範圍 表面具 利範圍 構之尺 利範圍 構之尺 利範圍 構之間 利範圍 構為光 利範圍 構為網 其中 其中 其中 其中 其中 •其中 •其中 〇 其中 内。 其中 第1項所述之導光板製造方法，其, 步包括一軟烤步驟，其係於塗佈光P 第1項所述之導光板製造方法’ 濺擊蝕刻方法。 第1項所述之導光板製造方法’ 離子束蝕刻方法。 第1項所述之導光板製造方法’ 電漿蝕刻方法。 第1項所述之導光板製造方法’ 反應離子蝕刻。 第1項所述之導光板製造方法’ 光學結構。 第14項所述之導光板製造方法 寸大小為奈米數量級。 第14項所述之導光板製造方法 寸大小町控制在10〜50nm範圍内 第14項所述之導光板製造方=圍内 距可控制到1 0〜1 0 0 nm之精度犯， 第14 ^所述之導光板製造方法， 柵結構。 < 法，其中 第1 4項所述之導光板製造 點結構。