TWI261127B - Die for molding optical panel, process for production thereof, and use thereof - Google Patents

Description

1261127 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用於製造光學面板的模，光學面 板具有一體形成在光學面板的至少一側上之光學圖案（例 如’點或線），此光學面板例如爲，邊緣光面板或光擴散 板’其係使用於液晶顯不器用的背光或前光、及諸如電氣 燈號的各種照明器；用以製造此模的方法；及一種利用此 模製造光學面板的方法。 【先前技術】 具有形成在其至少逼側上的光學圖案之此種光學面板 一般係藉由透明熱塑性樹脂的注入模製而予以製造的。爲 了一體地指定此種光學圖案，眾所周知地，例如，一方法 使用具有符合一產品的光學圖案的凹部及凸部之模，此產 品係形成在藉由機械加工（例如，切削或噴砂）、放電;機 械加工、蝕刻或類似加工之凹穴的預定表面上，以及， J P - A - 9 - 2 2 2 5 1 4中所建議之方法，其中—注入模製機的模 的內表面係附接至稱爲沖壓機的鎮薄膜，此模亘有*符:合_ 產品的光學圖案且形成在此模的表面上之凹部及凸部，且 ，係藉由實施鍍鎳在利用一光阻劑形成的不平坦表面上然 後使光阻層剝離而獲得的。 然而，於受到機械加工（例如，切削或噴砂）、放電 機械加工、蝕刻或類似加工之模的例子中，所形成的凹部 及凸部的最小尺寸係大如只少數百微米。因此，此模係不 -7- (2) 1261127 利的’在於當光被導入利用此模所注入模製的光學面板時 ，由於圖案’亮與暗間的對比係太高，致使難以獲得照明 用的均勻光。另一方面，以鎳製成的沖壓機具有例如，以 下的問題：一非常長的過程係需要用於製造此種沖壓機； 因爲其生產伴隨著材料的高成本及運轉成本且需要一長時 間，沖壓機的單位成本係高的；以及，因爲生產中的各別 步驟係困難的，生產係困難的，使得每一步驟需要經驗及 技術。 籲 本發明已發現一種技術，藉由使用光敏抗熱樹脂的光 阻方法直接形成光敏抗熱樹脂的模製圖案在金屬基板的表 面上，且已建議JP-A-200 1 -3 3 7229中的技術。當此方法被 抹用時’具有形成至其上的非常精確的光學圖案之模可於 一短時間內以低成本而獲得。然而，在此建議後的實驗說 明如下：於利用此模的模製中之脫模特性未必是好的，致 使需要例如，些微地增加模中的冷卻時間，且，不滿意的 脫模特性傾向於影響到耐久性。 ® 【發明內容】 本發明人更進一步地硏究，爲了解決此種問題，且結 果地發現到，當具有以光敏抗熱樹脂製成的模製圖案且符 ' 合一光學圖案的模的金屬基板的整個表面係以該光敏抗熱 樹脂所覆蓋時，模光學面板子此模的脫模特性被改善；以 及’當作爲用於此模的起始材料之金屬基板的表面係預備 粗糙加工時，此模的脫離特性及耐久性更加地改善，藉此 -8- (3) (3)1261127 ’本發明已被完成。 因此，本發明的目的在於提供一種藉由改善揭示於 IP_A-200i-3 3 7229的模製模而獲得的模，換言之，提供一 種更適於製造光學面板的模，該光學面板具有一體形成在 光學面板的至少一側上之光學圖案（例如，點或線），此 光學面板例如爲，邊緣光面板或光擴散板，其係使用於液 晶I _不用的背光或前光、及諸如電氣燈號的各種照明器 ;一種製造此模的方法，及一種利用此模製造光學面板的 方法。 依據本發明，一種模製光學面板的模，用以一體地形 成一光學圖案在一光學面板的表面的至少一側上，該模包 含一金屬基板及一符合該光學圖案且以光敏抗熱樹脂形成 在該金屬基板的表面的一側上之模製圖案，其中具有該金 屬基板的模製圖案之整個表面係以一層該抗熱樹脂而覆蓋 。於此模製模中，預先粗糙加工以該抗熱樹脂覆蓋的金屬 基板的表面係有利地。 再者，依據本發明，亦提供一種用於製造上述光學面 板模製模的方法，包含以下步驟··形成一層光敏抗熱樹脂 在一金屬基板的表面上； 經由具有符合該光學面板的光學圖案的圖案之遮罩而 使該層的光敏抗熱樹脂曝光；及使該層顯影以形成符合該 層光敏抗熱樹脂上的遮罩的圖案之模製圖案；其中該光敏 抗熱樹脂係在顯影後亦留在該金屬基板的表面的一側上。 特別地，這是可能採用一種在顯影係在光敏抗熱樹脂 -9- (4) 1261127 的將顯影部份完全分解之前而終止，藉此，光敏抗熱樹脂 亦係留在符合樹脂的已顯影部的金屬基板的區域上。這亦 係司能採用一種方法，其中兩層光敏抗熱樹脂係形成在金 屬基板的表面上，且，第一層係在其形成後被除去其光敏 度，藉此，不具光敏度的第一層係留在金屬基板上。 更者，依據本發明，提供一種製造光學面板的方法， 該光學面板具有以體形成在該光學面板的表面的至少一側 上之光學圖案，該方法包含以下步驟：在一模的兩表面上 # 的至少一者上設置一模製模，該模製模包含一金屬基板及 一符合該光學圖案且以光敏抗熱樹脂形成在該金屬基板的 表面的一側上之模製圖案，其中具有該金屬基板的模製圖 案之整個表面係以一層該抗熱樹脂而覆蓋；及將一透明融 ~ 溶樹脂注入包含該模製模作爲其保面的至少一者之模穴中 以模該樹脂。 【實施方式】 φ 以下經由一實例並參考附圖更詳細地說明本發明，在 此實例中’本發明可應用至光導板的製造，此光導板係使 用於液晶顯示器的背光之邊緣照明面板。 — 圖1係簡要地顯示一液晶顯示器中之光導板的位置的 、 實例之簡要垂直橫截面圖。背光i係位於液晶單元9的後方 ’且’包含光導板2、位在光導板2的背表面側上之反射片 5、位在光導板2的前表面側上之散光片6、及位在光導板2 的邊緣側之光源7。來自光源7的光被導入光導板2，並以 -10- (5) 1261127 位在光導板2的背表面側上之反射片5反射，同 導板2，以自光導板2的前表面側上出現。由左 存在，此光均与的射出遍及背光1的前表面， 晶單元9之照明。圖1顯示光導板2具有一楔形| 係位於光導板2的厚側上的邊緣側之例子，然 子中，光導板2係包含一平坦面板，且，一光 向的光導板2的兩邊緣的每一側。 於光導板2中，使用具有高透光性的熱塑 樹脂，諸如丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、 聚烯烴樹脂、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物 、聚苯乙烯樹脂或類似樹脂。諸如點或線的光 常在光導板2的背表面2 a上，使得光可均句地 而反射。另一方面，諸如點或線的光學圖案於 係相似地形成在光導板2的前表面2b，使得光 向液晶單元9而射出。本發明係關於適合使用 整體地形成在諸如光導板2的光學面板的表面 上的光學圖案的光學面板之模製模、用以製造 方法、及利用此模而形成光學圖案之方法。圈 光學圖案形成在光學面板上的表面的側上的例 直橫截面圖。於此例中，光學圖案4係藉形成| 爲光導板2的表面的一個側上之凹部而形成的 爲了模製具有圖2所示的圖案且整體地形 光學面板，具有形成作爲此模的表面上的隆起 圖案1 5之模1 〇被使用，其顯示於圖3中如一簡 時傳送於光 >散光片6的 以使用於液 I面且光源7 而於另一例 源係位於相 性透明合成 不定形環狀 (MS )樹脂 學圖案係經 朝向前表面 某些例子中 可有效地朝 於製造具有 的至少一側 此模製模之 3 2係顯示一 子之簡要垂 E案元件3作 〇 成至其上之 圖案的模製 要垂直橫截 -11 - (6) 1261127 面圖。於本發明中，模1 0包含金屬基板i i及以光敏 脂形成在金屬基板U的表面的一個側上之前述的模 1 5，具有金屬基板1 1的模製圖案1 5的整個表面係以 抗熱樹脂的層1 2而塗覆的。 圖2及圖3顯示此例，其中形成在光學面板2的 之圖案4的兀件3的每一者係一凹部，且因此，形成 模製光學面板2的模1 〇的表面上之模製圖案1 5係一 案。相較之下，以下亦係可能的：形成在光學面括 面上之圖案4的元件3的每一者係一凸部，且因此， 用以模製光學面板2的模1 0的表面上之模製圖案i 5 陷圖案。後者的例子係顯示於圖4及圖5中分別地如 如圖2及圖3所示之簡要垂直橫截面圖。於圖4所示 中，光學圖案4係由形成圖案元件3如光學面板2的 一個側上之凸部而形成的。圖5顯示用以模製具有国 之圖案且整體地形成在此光學面板上的光學面板之 模包含：金屬基板1 1及模製圖案1 5，此模製圖案1 5 4所示的隆起圖案元件3，且係以光敏抗熱樹脂形成 基板1 1的表面的一個側上之凹陷圖案，其中具有金 1 1的模製圖案15之整個表面係以前述的抗熱樹脂的 塗覆的。 塗覆金屬基板1 1的表面的此一個側的全部之抗 層1 2的薄部（其中圖案的凹部）的厚度可以是在乾 或更小的範圍，較佳地〇 _ 1至5 μ m。另一方面，抗熱 1 2的厚度部（圖案凸部之處）的厚度（距金屬基板 抗熱樹 製圖案 前述的 表面上 在用以 隆起圖 € 2的表 形成在 係一凹 對應至 之例子 表面的 S 4所示 模，此 符合圖 如金屬 屬基板 層12而 熱樹脂 ϊ 1 〇 /z m 樹脂層 11的表 -12- (7) 1261127 面的高度）可以是在約3 〇 // m或更小的範圍，較佳地爲< 至1 5 μ m。薄部（圖案被形成的凹部之處）與厚部（圖案 的凸部被形成之處）間的厚度差別可以是在約2 5 v m或更 小的範圍，較佳地爲1至1 5 μ m。 任何金屬基板可使用作爲金屬基板1 1，只要其可使用 作爲用以模製熱塑性樹脂或類似樹脂的模。用於金屬基板 1 1之材料未特別受限，且，例如，不鏽鋼板、銅板、黃銅 板、鎳板或類似板係適合使用作爲此材料。金屬基板1 1的 厚度亦未特別地受限，且，以容易操控等的觀點來看，較 佳爲〇 . 1至5 mm。 依據本發明圖3及圖5的每一者中所示的模製圖案1 5係 藉使用光敏抗熱樹脂的光阻方法而形成的。於此例中，前 述的光敏抗熱樹脂的層1 2形成至其上之金屬基板1 1的表面 較佳地係粗糙的，爲改善合成模的耐久性於利用此模之熔 化樹脂的注入模製中。如此表面，有利點爲藉由粗糙加工 製備於實質鏡面狀態的表面而獲得之粗糙表面，其藉由一 般熟知爲表面-粗糙加工方法之方法，諸如噴砂處理或髮 絲處理。表面粗糙加工的程度未特別受限，且，例如’中 央線平均粗糙度Ra較佳於如依據JIS B〇6〇l所量測之〇.1至 1 μ m的範圍。 當一表面上的均勻照明係藉自諸如用於液晶顯示器的 背光的光導板之光導板的邊緣導引光而實施時’一精細白勺 明及暗圖案傾向於形成在光導邊緣側上的邊緣面自勺^側1白勺 各端。考慮到以上的事實，這是非常難以設計用以修正明 -13- (8) 1261127 及暗圖案之光學圖案。因此，於比較鎳沖壓 爲了修正明及暗圖案，粗糙度係藉由使位在 的邊緣面的一側的各端之適合部受到諸如噴 變化。當金屬基板1 1的表面係粗縫加工於本 板模製模中時，整個表面基本上係均勻地粗 ，當如上述的相同修正係需要在光導邊緣側 一側的各端時，預先改變金屬基板1 1的表面 糙是有效的，此適合部的粗糙分別地符合光 邊緣面的一側的端。 於本發明中，模製圖案1 5係藉由使用光 光阻方法而形成在金屬基板1 1上。本文中月 光阻方法”意指用於利用半導體的領域中的 化所採用的方法或一種與其相似的方法，其 成在金屬基板上，經由具有形成在其上的圖 光，然後顯影以轉移使用於曝光之遮罩的圖 〇 使用於此的光敏抗熱樹脂係例如，使用 域之樹.脂，尤其，於用於半導體晶圓的保護 絕緣膜及類似膜，且具有曝光及顯影後的高 後的高黏著度。在本文中的用辭，，抗熱，，意指 加熱在用來利用具有圖案的模而模製構成一 脂之模製溫度（例如，約3 0 0 °c )，以抗熱 案不換變形於一短時間內。因爲此種光敏抗 晰，樹脂的利用使其可能形成符合一細、精 器的習知模， 光導邊緣側上 砂的後處理而 發明的光學面 糙加工。然而 上的邊緣面的 的適合部的粗 導邊緣側上的 敏抗熱樹脂的 干使用的用辭” 光阻劑之圖案 中光阻膜係形 案之遮罩而曝 案至金屬表面 於半導體的領 塗覆膜、層間 解晰度及烘乾 例如，甚至當 光學面板的樹 樹脂形成的圖 熱樹脂的高解 確且高密度的 -14- 1261127 Ο) 光學圖案之模製圖案，確定地如藉由光阻方法之直接在金 屬基板U的表面的一側上之精細凸起或凹陷圖案。樹脂的 利用促成並確定光學面板的模製，儘可能地防止模製圖案 由於樹脂的高黏著自金屬基板1 1的表面而部份剝落，且， 確保適合於光學面板的大量生產之模製模的耐久性。 光敏樹脂包括正作用光敏樹脂及負作用光敏樹脂。其 任一者可使用於本發明，只要它是抗熱樹脂。正作用光敏 樹脂係些微或不可溶於其本身的顯影液，然而，它們係藉 由曝光而化學變化的，使得包含曝光的樹脂的部份變成可 溶於顯影液，然而，包含未曝光的樹脂的部份保留如一影 像在顯影後。另一方面，負作用光敏樹脂係可溶於其本身 的顯影液’然而，它們是藉由曝光而化學變化的以使其被 硬化’使得包含曝光的樹脂的部份變成些微或未溶於顯影 液，且在顯影後保留如一影像。 光敏抗熱樹脂的典型實例係光敏聚醯亞胺。光敏聚醯 亞胺包括藉由混合非光敏聚醯亞胺與光反應性低分子量化 合物以作成相同光敏性而獲得之樹脂（混合型）、及藉由 修改具有羰基族或羥基族之聚合物的某些羰基族或羥基族 而獲得之樹脂（修改型）。任一型的光敏聚醯亞胺可使用 於本發明。當於樹脂中的光反應性低分子量化合物係藉由 修改可溶於諸如羰基族或羥基族的鹼性顯影液中的其某些 族而獲得之化合物時，混合型光敏聚醯亞胺作用如一正作 用樹脂’此修改的族係藉由曝光而固著的，使得包含曝光 的化合物的部份係可溶於顯影液中。當一可光聚合的化合 -15- (10) 1261127 物係使用作爲光反應性低分子量化合物時，混合型光敏聚 醯亞胺作用如一負作用樹脂。當藉由修改某些羰基族或經 基族而製備的族係藉曝光而固著時，修改型光敏聚醯亞胺 作用如一正作用樹脂。當修改的族係可光聚合時，修改型 光敏聚醯亞胺作用如一負作用樹脂。有一關於光敏聚醯亞 胺的討論，例如，於Fukushima等人所著之”Kohbunshi I〈akoh”Vol.50，No.12，pp。5 5 3 - 5 6 0 (20 0 1 )(Kohbnnshi

Kankohkai) 〇 市場上可取得的正作用光敏聚醯亞胺樹脂包括，例如 ’由 Sumitomo Bakelite Company Limited製造的半導體塗 覆材料” S u m i r e s i η E X c e 1 C R C - 8 0 0 0 ”系列中之樹脂。其特 定實例係CRC- 8 3 0 0，且，此樹脂可使用於本發明。市場 上可取的負作用光敏聚醯亞胺樹脂包括，例如，由Hitachi Chemical DuPont MicriSystems Ltd製造之” PI-2732，，。 藉由使用光敏抗熱樹脂之光阻方法，模製圖案1 5當然 可形成如線。再者，模製圖案1 5亦可形成如諸如圓形點、 矩形點或類似點的點，且，於圖3所示的凸起圖案或圖5所 不的凹陷圖案中，各圖案元件的一側的長度或直徑可適當 地變化於1至3 00 μηι的範圍，且，相鄰圖案元件間的距離 可適當地變化於5 μηι至1醒的範圍。圖案元件的尺寸及/或 相鄰圖案元件間的距離可適當並逐漸地變化於自尺寸及/ 或距離在光學面板的一端的値（s )至在另一端的値之以 上範圍。 於具有一光源位於圖1所示之板的邊緣側之楔形光導 -16- (11) 1261127 板，較佳地，一非常細的圖案元件係形成在光源側上，一 相當大的圖案元件係形成在另一側上，且，圖案元件的尺 寸（一側的直徑或長度）係逐漸並連續地變化於光緣側上 的圖案元件與另一·側上的圖案元件之間，藉此，具有高亮 度的均勻發射光可傳送至液晶9。當包含一扁平板的光導 板被使用且一光源係位於光導板的兩邊緣的每一者側時， 一非常細的圖案元件係形成於接近光源的每一端部，一相 當大的圖案元件形成於遠離光源的中間部，且，圖案元件 的尺寸（一側的直徑或長度）係逐漸並連續地變化在端部 的圖案元件與中間部的圖案元件之間，藉此，具有高亮度 之均勻發射光可傳送至液晶9。而且，於圖案元件的尺寸 因此係連續地變化於一平面之光學圖案的例子中，模製模 1 〇的模製圖案1 5可依據本發明而形成，使得光學圖案可形 成有高尺寸準確度。 模製圖案可利用光敏抗熱樹脂而形成在金屬基板1 1上 ’其經由例如，一塗覆步驟，其中光敏抗熱樹脂係施加在 金屬基板1 1上以形成一光阻膜在表面上；一預烘乾步驟， 其中光阻膜係預熱以使其些微地密集；一曝光步驟，其中 前述的樹脂施加的，亦即，光敏抗熱樹脂層1 2 (光阻膜） 係經由具有符合一光學圖案之遮罩而曝光；一顯影步驟， 其中曝光的光敏抗熱樹脂層1 2被顯影；一淸洗步驟，其中 藉由此顯影移除的部份被淸洗掉；及，一烘乾步驟，其中 藉由此顯影形成的圖案係烘乾在一高溫中，以硬化光敏抗 熱樹脂並形成凸起或凹陷圖案1 5。如此些步驟中，使用正 -17 - (12) 1261127 作用光敏抗熱樹脂的例子中所利用之步驟基本上係 使用負作用光敏抗熱樹脂的例子中所利用之步驟。 者步驟所形成之影像及藉由後者步驟所形成之影像 互相反。因此，這是足夠的，使用於曝光步驟之遮 案的輪廓係依所使用的光敏抗熱樹脂的類型及一想 的輪廓而選擇。 於本發明中，如上述及如圖3與5所示，模製模 金屬基板1 1及以光敏抗熱樹脂形成在金屬基板1 ；[的 一側上之模製圖案1 5所組成的，且，具有形成在金 1 1上的模製圖案1 5之整個表面係以前述的抗熱樹脂 而覆蓋的。此種模1 0的製造可藉形成光敏抗熱樹脂 在金屬基板1 1的表面上，經由具有符合光導板2的 案4的圖案之遮罩使光敏抗熱樹脂層曝光，及，使 樹脂層顯影以形成符合形成在遮罩上的圖案之模製 在前述的光敏抗熱樹脂的層上，同時，亦在顯影後 述的光敏抗熱樹脂保留遍及金屬基板的表面的一側 地，這是可能採用顯影係在光敏抗熱樹脂的將顯影 的完全分解之前終止之方法，藉此，光敏抗熱樹脂 符合樹脂的顯影部份之金屬基板的區域。這亦是可 兩層光敏抗熱樹脂形成在金屬基板的表面上且第一 形成後被除去其光敏度之方法，藉此，不具光敏度 層係留在金屬基板上。圖6A、6C、6D及6E顯示前 如各別步驟的簡要垂直橫截面圖。圖7 A、7B、7 C 7 E顯示後者方法如各別步驟的簡要垂直橫截面圖。 相同如 藉由前 僅係相 罩的圖 要圖案 1 〇係由 表面的 屬基板 的層1 2 的一層 光學圖 曝光的 圖案1 5 ，將前 。特別 的部份 亦留在 能採用 層在其 之第一 者方法 、7D及 以下參 -18- (13) 1261127 考此些附圖說明用以製造光學面板模製模之本發明方法。 圖6 A、6C、6D及6E分別地係顯示步驟的簡要垂直橫 截面圖，用於實施上述第一方法的例子中之製造，換言之 ，顯影係在光敏抗熱樹脂的將顯影部份的安全分解之前而 終止’藉此’光敏抗熱樹脂亦留在符合樹脂的顯影部份之 金屬基板的區域上。此些圖式顯示一正作用樹脂係使用作 爲光敏抗熱樹脂之例子。首先，如圖6 A所示，光敏抗熱 樹脂係施加在金屬基板1 1的表面上以形成光敏抗熱樹脂層 l2a。至少其上形成有光敏抗熱樹脂層i2a之金屬基板1}的 表面1 1 a較佳地係粗糙加工如上述。然後，如圖6C所示， 基於一想要光學面板，前述光敏抗熱樹脂層1 2 a係經由具 有一傳輸及光遮蔽圖案記錄在其上之遮罩19而曝露至紫外 線光（UV光）。其後，如圖6D所示，受到上述曝露之光 敏抗熱樹脂層1 2 a係以顯影液而顯影的，接著淸洗。 於使用一正作用光敏樹脂之習知光阻方法，顯影實施 在顯影步驟一直到金屬基板1 1的表面係部份地外露，其中 曝露至樹脂層的紫外線光的部份被分解。另一方面，於使 用於本發明之上述第一方法中，顯影係在光敏抗熱樹脂層 1 2 a的曝露至紫外線光的部份由顯影完全分解之前而終止 ，使得具有金屬基板的模製圖案之整個表面1 1 a係以上述 抗熱樹脂而覆蓋的。因此，凹部及凸部圖案1 係基於形 成在遮罩1 9上的圖案以光敏抗熱樹脂而形成的，然而，金 屬基板1 1的整個一表面1 1 a係以前述光敏抗熱樹脂而覆蓋 的0 - 19- (14) 1261127 接著，形成在金屬基板1 1的一·表面l 1 a上之凹部及凸 部圖案1 2C係加熱至3 0 0 °C或更高的高溫中以致使硬化，且 ，同時，黏著並固定至金屬基板11，藉此，圖6E所示之硬 化的凹部及凸部圖案1 2被獲得。藉以上方法，一光學面板 模製模1 〇可被獲得，基於形成在前述的遮罩1 9上的圖案， 光學面板模製模1 0係由金屬基板11及形成在金屬基板1 1的 一表面1 1 a之硬化的凹部及凸部圖案1 2而構成。 圖7A、7B、7C、7D及7E分別地係顯示步驟的簡要垂 直橫截面圖，用於採用兩層光敏抗熱樹脂形成在金屬基板 的表面上及第一層在其形成之後被除去其光敏度之方法之 製造’藉此，不具光敏度之第一層係留在金屬基板上。此 些圖式亦顯示一正作用樹脂被使用作爲光敏抗熱樹脂之例 子。首先，如圖7A所示，光敏抗熱樹脂係施加在金屬基 板1 1的表面上以形成第一光敏抗熱樹脂層1 3 a。至少其上 形成有光敏抗熱樹脂層1 3 a之金屬基板1 1的表面1 1 a較佳地 係粗糙加工如上述。於以上方法的例子中，用以除去光敏 抗熱樹脂的光敏度之處理然後被實施。此鈍化處理可被實 施’例如，藉由加熱或藉由第一光敏抗熱樹脂層1 3 a的整 個表面係以使用於而後實施的曝光步驟之紫外線光照射之 方法。當鈍化係由加熱實施時，這是足夠的，加熱係實施 在一更高的溫度達一更長時間，相較於而後實施的預烘處 理。 其後，如圖7B所示，相同光敏抗熱樹脂係更加地施 加在不具有光敏度的光敏抗熱樹脂層1 3 a上，以形成第二 (15) 1261127 光敏抗熱樹脂層1 3 b。然後，預烘處理被實施’其後如圖 7C所示，基於一想要光學圖案，第二光敏抗熱樹脂層13b 係經由具有一傳輸及光遮蔽圖案記錄在其上之遮罩19而曝 露至紫外線光（U V光）。在曝露至紫外線光後，受到曝 光之第二光敏抗熱樹脂層1 3 b係以顯影液而顯影的’且淸 洗如圖7 D所不’藉此’基於形成在遮罩1 9上的圖案凹部 及凸部圖案1 3 c係形成在第二光敏抗熱樹脂層1 3 b上，同時 ，金屬基板1 1的整個一表面1 1 a係以第一光敏抗熱樹脂層 1 3 a (其B被除去光敏度）而覆蓋。 接著，以光敏抗熱樹脂形成在金屬基板1 1的〜袠面 11a上之第一層13a、及凹部及凸部圖案13c係加熱在3〇〇它 或更高的高溫中以致使硬化，且，同時，黏著並固定至金 屬基板1 1，藉此’圖7E所示之硬化的凹部及凸部圖案1 3被 獲得。藉上述方法’一光學面板模製模1 〇可被獲得，其係 以金屬基板11及基於形成在前述的遮罩19上的圖案之形成 在金屬基板1 1的一表面1 1 a上之硬化的凹部及凸部圖案i 3 而夠成的。 以下更詳細地說明圖6A、6C、6D及6E及圖7A、7B、 7 C、7D及7E所示之步驟。塗覆步驟係實施如下。光敏抗 熱樹脂係藉由_落、噴霧或類似方式而供應至設定於一旋 轉塗覆器之金屬基板11的表面11a (亦即，其上形成有一 塗覆膜的表面）’然後，金屬基板1 1係旋轉於高速以形成 一層具有一適當厚度的光敏抗熱樹脂。特別地，光敏抗熱 樹脂可被施加以具有約3 0 μ m或更少的均句厚度，且，較 -21 - (16) 1261127 佳地不大於20 μ1Ή且不小於5μΓη，其依一想要光學面板的光 學圖案的適當深度或高度而定，以形成光敏抗熱樹脂層 1 2 a或第一光敏抗熱樹脂層1 3 a及1 3 b。當兩層光敏抗熱樹 S曰係形成作爲圖7 A及7 B所不時，在此所稱的光敏抗熱樹 脂層的厚度係此兩層的總厚度。 當兩層光敏抗熱樹脂係形成作爲圖7 A及7 B所示時， 且’尤其，其上形成有此些層之金屬基板11的表面11a被 粗糙加工，第一光敏抗熱樹脂層1 3 a的厚度較佳地係調整 至5μηι或更小，且，更佳地爲〇.1至5μΓη，以及，第一光敏 抗熱樹脂層1 3 a與第二光敏抗熱樹脂層1 3 b的總厚度係較佳 地調整至約30 μηι或更小，且更佳地爲5至25 μιη。當首先藉 貫施金屬基板1 1的表面1 1 a上而形成之第一光敏抗熱樹脂 層1 3 a因此係〇 . 1至5 μπι的薄膜以使第一光敏抗熱樹脂層1 3 a 的表面可反射金屬基板1 1表面的粗糙程度，藉由設定此合 成模製模在一凹穴表面及例如，利用此模注入模製熔化樹 脂而製造之光學面板具有一光學圖案，此光學圖案的凸部 具有一粗糙表面。當此光學面板係使用作爲例如，用於液 晶顯示器之背光的光導板時，背光與光學面板其本身的反 射片的耐久性係藉由與反射片的接觸區域的減小的功效而 更加地改善。 於預烘步驟中，利用一加熱爐，上述的光敏抗熱樹脂 層1 2 a或1 3 b係放置例如，於加熱在約1 2 〇 °C之環境以使其 些微地密集。此預烘步驟使其可能確實地實施精確且高密 度的曝露於後續的曝光步驟。 -22- (17) 1261127 曝光步驟可被實施，例如，藉由上述的光敏抗熱樹脂 層1 2 a或1 3 b之方法係經由具有符合光學面板的圖案之遮罩 19而利用一步進器（曝光機）以g-線光、i_線光或包含兩 者的連續波長光而予以照射。作爲能夠發射包含紫外線光 的連續波長光之光源，一高壓水銀燈例如，可被使用。於 圖式所示的例子中，遮罩1 9遮蔽符合一模製圖案的凸部之 區域，且，以來自光源的光致使未遮蔽區域的照射，亦即 ，此些區域的曝光。 顯影步驟係例如，實施如下。具有受到上述曝光的光 敏抗熱樹脂層12a或13b之金屬基板1 1係設於一顯影器中（ 顯影機），且，諸如水性鹼性溶液的抗鈾用顯影液係藉滴 落、噴霧或類似方式而供應至金屬基板1 1，同時旋轉或停 止金屬基板1 1。因此，顯影液係均勻地分佈以滲透並分解 除了上述細凸部外的曝光非遮蔽部。此顯影亦可藉將具有 受到曝光的光敏抗熱樹脂層12a或13b之金屬基板1 1浸入諸 如水性鹼性溶液的抗蝕用顯影液中達一預定時間而實施° 此淸洗步驟係例如，藉由滴落、噴霧或類似方式供應 純水至受到上述顯影的金屬基板1 1而實施’同時旋轉金屬 基板1 1在高速，以淸洗掉上述的分解部。受到顯影之金屬 基板1 1亦可藉由浸入或適當地搖動金屬基板1 1於流動水中 而予以淸洗。 於後續的烘乾步驟中，利用一加熱爐，在上述淸洗後 獲得之具有凹部及凸部圖案1 2 c或1 3 c的金屬基板1 1係放置 在加熱於大約3 00至400 °C的環境中’以硬化藉由此顯影形 (18) 1261127 成的圖案，且將此圖案黏著並固定至金屬基板1 1 符合光學圖案之模製圖案被形成。 藉由以上過程，與光學面板的光學圖案相反 案（硬化的凹部及凸部圖案）12或1 3係直接形成 板1 1上’且’硬化的凹部及凸部圖案1 2或1 3對金 的高黏著性被確定，藉此，適於模製光學面板之 可被獲得。 因此獲得的模製模1 0係適合地使用於製造具 成在光學面板的表面的至少一側上的光學圖案之 ，其藉設置模製模1 0在一模的兩表面的至少一者 用此模注入模製一透明熔化熱塑性樹脂。特別地 設在構成注入模製機的凹部之模製表面（s )上 入模製係實施在適於所使用的熱塑性樹脂之模製 此，符合形成在模製模1 0上之硬化的凹部及凸部 1 3之凹部及凸部圖案係轉移至熱塑性樹脂的表面 明的模製模1 〇被使用時，一非常精確、高密度且 可以高準確度而予以轉移。此模製模1 0可例如， 螺栓、黏著、或來自模表面側的吸力之固定而設 面（s ) 上。 於此例中，當注入模製係藉由設置本發明的 在兩模表面的每一者上而實施時，一光學面板可 其具有一能夠反射導引光在一側上的圖案及在另 擴散圖案。於此例中，分別地設在模表面上的模 案通常係相互不同的。 ，藉此， 之模製圖 在金屬基 屬基板1 1 模製模1 0 有一體形 光學面板 上以及利 ，模10係 ，且，注 溫度。因 圖案1 2或 。當本發 精細圖案 藉由利用 定在模表 模製模1 0 被獲得， 一側上的 的本身圖 -24- (19) 1261127 光學面板亦可以諸如熱塑性樹脂的壓製之任一熟知的 各種模製方法而藉由使用本發明的模製模1 〇予以製造。無 論如何模製方法可能被採用，具有高透光性之熱塑性透明 合成樹脂，諸如丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、不定形 環狀聚烯烴樹脂、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物（MS ) 樹脂、聚苯乙儲樹脂及類似樹脂，係適合地使用作爲構成 光學面板之熱塑性樹脂。 再者，本發明的模製模亦可使用於使用紫外線硬化樹 脂之所謂的2P (光聚合物）模製。當光學面板係藉2P模製 所製造時，紫外線硬化樹脂係施加在具有形成在模！ 〇上之 硬化的凹部及凸部圖案1 2或1 3之表面上，且，一透明基板 係緊靠樹脂，然後，紫外線硬化樹脂係自將硬化的透明基 板側以紫外線光照射，及，以硬化樹脂製成之合成光學面 板被取出。 以上的說明係優先地用在以下的例子中，其中本發明 係應用在如使用於液晶顯示器用的背光的邊緣光面板之光 導板的製造上，然而本發明亦可同樣地應用至具有一體形 成在光學面板的表面的至少一側上的光學圖案（例如，點 或線）之光學面板的製造上，亦即，例如，使用於液晶顯 示器用的前光的邊緣光面板或光擴散面板、及諸如電氣信 號的各種照明器。再者，實施本發明時，實用材料、形狀 、結構、生產或製造過程、過程中的步驟、密度、尺寸、 位置、使用、模製模對它們的修改、模製圖案、光學面板 、光學圖案（亦即，能夠反射導引光的圖案及光擴散圖案 -25- (20) 1261127 )、光學元件、反射構件、擴散構件 '及光敏抗熱樹脂可 以任何方式而變化。此種變化將視爲在上述的本發明的範 圍及精神內。 實施例說明 本發明係以以下實例更詳細地解說，此實例不應構成 來限制本發明的範圍。首先，依據圖6A、6C、6D及6五所 示的步驟，說明一層光敏抗熱樹脂係藉由中途停止顯影而 形成遍及在金屬基板的一側上之例子。 實例1 3 4 3 _ X 2 6 4 mm X 0.3 inm (厚度）不鏽鋼板係使用作爲一 金屬基板，用於形成光敏抗熱樹脂的圖案在金屬基板的表 面的一側上。不鏽鋼板的中央線平均粗糙度Ra係0.05 μιη， 如依據JTIS Β060 1所量測的。另一方面，如光敏抗熱樹脂 ，” Sumiresin Excel CRC-8300S”，由 Sumitomo Bakelite Company L i m i t e d製造的正作用光敏聚醯亞胺樹脂溶液係 以旋轉塗覆器施加在前述的不鏽鋼板的表面上，使得塗覆 膜的厚度在預烘乾後可以約爲1 2 μιη。不鏽鋼板係以空氣 乾燥，然後置於一爐中在1 2 5 °C達5分鐘以受到預烘乾。合 成的光敏樹脂層係以由Mesh Industrial Co.，Ltd.製造的 曝光機”MC Printer”曝光達90至100秒，且能夠經由具有形 成在C AD設計上的遮光及曝光圖案之膜罩，顯著地發射包 含g線光、i線光及類似光的連續波長光。在此所使用的膜 -26- (21) 1261127 罩係如下：如圖8所示的簡要平面圖，此遮罩具有形成如 削角方形的遮光圖案，此些方形的尺寸已逐漸且連續地自 位在作爲基板的不鏽鋼板的一邊緣（短側）的値而變彳匕S 位在另一邊緣（另一短側）的値，最小方形的側的長度約 爲60μπι，最大方形的側的長度約爲ΙΟΟμηι，以及’相鄰圖 案元件間的距離（間距）係約1 70 μηι遍及此表面。將暸解 到，圖8係用以說明圖案元件的配置，而不會反映實際尺 寸比。 具有受到曝光的光敏抗熱樹脂之不鏽鋼基板係浸於裝 有約2升由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.所製造的驗性顯 影液的不鏽鋼方形容器中，以致使與顯影液接觸達4 0秒。 然後，基板係快速地自顯影液中取出，且以流入另一容器 的純水淸洗。淸洗的基板係置於一爐中，在氮氣下加熱至 l5〇°C經過約3〇分鐘的期間，保持在15〇π達30分鐘，加熱 至36〇°C經過約3〇分鐘的期間，且，然後保持在3 60它達3〇 分鐘以使其受到烘乾。在顯微鏡下觀察合成圖案的一部份 而發現到，曝光區域中樹脂已被顯影分解掉的區域之樹脂 層的厚度係約2 μηι，以及具有削角方形的凸起圖案已被形 成。 因此獲得的具有此圖案的模製模係附接至注入模的表 面（凹穴側部份），且，丙烯酸甲酯樹脂係利用注入模而 注入模製’以製造具有一體形成在板的表面的側上的凹陷 圖案之光導板。此注入模製包含藉開啓此模取出模製產品 的步驟。於此步驟中’除非模製產品係黏著至注入模的受 -27 - (22) 1261127 刀U pb份’一後續的步驟不可能實施，使得模製操作係無 意：義的中止。於本竇例中，因爲具有此圖案的模製模係附 接S凹Λ側部份’模製產品的表面上的阻抗在自此模脫離 的時候係大於與凹穴側部份接觸的側。因此，當此模被操 作時’模製產品係可靠地黏著至此凹穴側部份，使得連續 模製係傾向於不可能的。爲避免此麻煩，有各種方法，諸 $口 H由添加、潤滑劑至所使用的樹脂或施加脫模劑在模上以 己夂#脫模特性的方法。藉由拉長冷卻時間以充份地降低模 中的裝塡樹脂（模製產品）的溫度至模溫度亦係一有效方 法°因此’所製造的模製模的脫模特性係藉模製產品所需 的冷卻時間而予以評估，以穩定地跟隨受力側部份。結果 ’發現到’本實例中所需且最小的冷卻時間係4〇秒。 實例2 如實例1的相同不鏽鋼板係受到使用玻璃圓珠的噴砂 ，其指定〇 . 3 5 μηι的中央線平均粗糙度Ra。除了使用具有因 此粗II表面之不鏽鋼板作爲基板之外，實例1的過程係重 複以產製一模製模，其具有約2 μηι的平均樹脂層厚度於曝 光區域中（樹脂已藉由顯影而分解掉的區域），且具有包 含削角方形的凸起圖案。使用此模製模，一丙烯酸甲酯樹 脂係藉由如實例1的相同方法而注入模製，且脫模特性被 評估。結果，發現到，本實例中所需且最小的冷卻時間係 3 8秒。 接著，以下說明一例子，其中依據圖7 A、7 Β、7 C、 -28- (23) 1261127 7D及7E所示的步驟，兩層的光敏抗熱樹脂係形成在一金 屬基板上’且’第一層係在形成後而被除掉光敏度，藉此 ’不具光敏度之第一層係留在金屬基板上。 實例3 ” S u m i r e s i η E X c e 1 C R C - 8 3 0 0 S ”，如使用於實例 1 中的 相同正作用光敏聚醯亞胺樹脂溶液係以旋轉塗覆器施加在 如使用於實例1的相同不鏽鋼板的表面上，使得塗覆膜的 厚度在藉由加熱的惰化後可能約爲約5 μιη。不鏽鋼板係以 空氣乾燥，然後置於一爐中在1 5 0 °C達3 0分鐘，以除去聚 醯亞胺樹脂塗覆膜的光敏度。如使用於第一塗覆操作中的 相同正作用光敏聚醯亞胺樹脂溶液係以旋轉塗覆施加在此 塗覆膜上，使得第二層的厚度在預烘乾後可能約爲i 2μηι 。因此處理以空氣乾燥之不鏽鋼板，然後置於一爐中在 125°C達5分鐘，以使其受到預烘乾。合成的光敏樹脂層係 經由具有形成在CAD設計上的遮光及曝光圖案之膜罩以如 實例1中的相同曝光機而曝光達9〇至1 00秒。於此例中，所 使用的膜罩的遮光及曝光圖案係與使用於實例1的膜罩的 圖案相反。 具有受到曝光的光敏樹脂層之不鑛鋼基板係藉由如實 例1中所述的相同顯影操作與如使用於實例1中的相同驗性 顯影液接觸達約1 00秒。然後，基板係快速地自顯影液中 取出，且以流入另一容器的純水淸洗。淸洗的基板係在如 實例1與2中所利用的相同條件下受到烘乾處理。在顯微鏡 -29- (24) 1261127 下觀察合成圖案的一部份而發現到，曝光區域中樹脂已被 顯影分解掉的區域之樹脂層的厚度係約5 μπι，以及’包含 削角方形的凹陷圖案已被形成。 使用因此獲得的模製模，丙烯酸甲酯樹脂係藉由如實 例1中的相同方法而注入模製，且，模脫特性被評估。結 果，發現到，本實例中所需且最小的冷卻時間係4 5秒。 實例4 如實例3的相同不鏽鋼板係受到使用玻璃圓珠的噴砂 ，其被指定0.35 μιη的中央線平均粗糙度Ra，除了使用具有 因此粗糙的表面之不鏽鋼板作爲基板且在藉由加熱的惰化 後改變第一光敏聚醯亞胺樹脂的厚度，實例3的過程被重 複以產生一模製模，其具有約3 μπι的平均樹脂層厚度於曝 光區域中（樹脂已藉顯影而分解掉的區域），且具有包含 削角方形的凹陷圖案。使用此模製模，一丙烯酸甲酯樹脂 係藉由如實例1的相同方法而注入模製，且脫模特性被評 估。結果，發現到，本實例中所需且最小的冷卻時間係4 3 秒。 比較例1 實例1的過程被重複，除了改變以鹼性顯影液顯影的 時間至約1 0 0秒之外，以降低具有一圖案的模製模，其中 曝光部已完全被顯影移除以曝露不鏽鋼基板的表面，且， 包含削角方形的凸起圖案已形成在曝露基板表面上。使用 - 30- (25) 1261127 此模製模，一丙烯酸甲酯樹脂係藉由如實例1的相同方法 而注入模製，且脫模特性被評估。結果，發現到，本實例 中所需且最小的冷卻時間係60秒。 如上述，當使用具有亦留於以光敏抗熱樹脂形成的凹 部及凸部圖案的凹部中之抗熱樹脂層之實例1或3的模製模 時，注入模製中之脫模特性係高於當使用不鏽鋼基板已曝 露於凹部之比較例1的模製模時所達到的特性。當使用具 有如實例1的相同圖案在不鏽鋼基板的粗糙表面上之實例2 的模製模時，脫模特性仍係高於於實例1中所獲得的特性 。同樣地，當使用具有如實例3在不鏽鋼基板的粗糙表面 上的相同圖案之實例4的模製模時，脫模特性仍係高於於 實例3中所獲得的特性。因此，推測到，當實例1至4的模 製模被使用時，它們的耐久性亦係良好的。 依據本發明，藉由使用光敏抗熱樹脂的光敏方法直接 地形成一模製圖案在金屬基板上時，具有形成在金屬基板 上的模製圖案之整個表面係以一層抗熱樹脂覆蓋，藉此， 於利用因此獲得的模製模而模製光學面板時，脫模特性可 被改善，且，此模的耐久性可被加強。於此例中，當將以 抗熱樹脂覆蓋的金屬基板的表面被粗糙加工時，所獲得的 模的耐久性可更加地加強。此模可容易地製造，且，可能 使在運送的指定日期前，確定地於一短時間內產製許多種 類的少量光學面板。當此種模製模被使用時，甚至具有精 確且高密度圖案的光學面板可以高準確性容易且確定地予 以產製。 -31 - (26) 1261127 【圖式簡單說明】 圖1係顯示液晶顯示器中之光導板的位置之簡要垂直 橫截面圖。 圖2係顯示形成在〜光學面板上的圖案的模型之簡要 垂直橫截面圖。 圖3係顯示用以模製圖2所示之光學面板的模的模型之 簡要垂直橫截面圖。 φ 圖4係顯示形成在一光學面板上的圖案的另一模型之 簡要垂直橫截面圖。 圖5係顯示用以模製圖4所示之光學面板的模的模型之 簡要垂直橫截面圖。 ^ 圖6A、6C、6D及6E係分別地顯示製造依據本發明的 模製模的一模式的步驟之簡要垂直橫截面圖。 圖7A、7B、7C、7D及7E係分別地顯示製造依據本發 明的模製模的另一模式的步驟之簡要垂直橫截面圖。 β 圖8係用以解說使用於實例1的模罩的圖案之簡要平面 圖。 【符號說明】 1 背光 2 光學面板（光導板） 2a 光導板的背表面 2b 光導板的前表面 -32- (27)1261127 3 圖案元件 4 面板上之光學圖案 5 反射片 6 散光片 7 光源 9 液晶單元 10 模製模

11 金屬基板 11a 其上形成的光敏抗熱樹脂層的金屬基板表面 1 2、1 3圖案化的抗熱樹脂層 12a 塗覆後的光敏抗熱樹脂層 12c 凹部及凸部圖案 13a 第一塗覆後的光敏抗熱樹脂層 13b 第二塗覆後的光敏抗熱樹脂層 13c 凹部及凸部圖案

15 模製圖案 19 遮罩 -33-

Claims (1)

1. |I261127 - μ L—.·,.....… 拾、申請專利範圍 第92 1 04 5 7 7號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國9 5年2月27日修正 1 « 一種光學面板的模製模，用以一體地形成一光學 圖案在一光學面板的表面的至少一側上，該模包含一金屬 基板及一模製圖案，該模製圖案符合該光學圖案且係以光 敏抗熱樹脂形成在該金屬基板的表面的一側上，其中具有 該金屬基板的模製圖案之整個表面係以一層該抗熱樹脂予 以覆蓋。 2 ·如申請專利範圍第1項之光學面板模製模，其中該 金屬基板的表面係粗糙的，一層光敏抗熱樹脂係形成在此 表面上。 3 ·如申請專利範圍第1項之光學面板模製模，其中符 合該光學圖案的模製圖案係一具有點的形式的凹陷或凸起 圖案，該圖案的每一元件的一側的直徑或長度係在1至 3 00μηι的範圍’以及，相鄰圖案元件間的距離係在“①至！ nim的範圍。 4.如申請專利範圍第1項之光學面板模製模，其中該 光敏抗熱樹脂係一光敏聚醯亞胺樹脂。 5 · —種用以製造如申請專利範圍第1項之模製光學面 板的模之方法，包含以下步驟： 形成一層光敏抗熱樹脂在一金屬基板的表面上； 經由具有符合該光學面板的光學圖案的圖案之遮罩而

   使該層光敏抗熱樹脂曝光；及 使該層顯影以形成符合該層光敏抗熱樹脂上的遮罩的 圖案之模製圖案； 其中該光敏抗熱樹脂係在顯影後亦留在該金屬基板的 表面的一側上。 6 ·如申請專利範圍第5項之方法9其中該顯影係在光 敏抗熱樹脂的將顯影部份完全分解之前而終止，藉此，光 敏抗熱樹脂亦係留在符合樹脂的已顯影部的金屬基板的區 φ 域上。 7 .如申請專利範圍第5項之方法，其中兩層光敏抗熱 樹脂係形成在金屬基板的表面上，且，第一層係在其形成 後被除去其光敏度，藉此，不具光敏度的第一層係留在金 屬基板上。 8 ·如申請專利範圍第5項之方法，其中該金屬基板的 表面係藉噴砂處理或髮絲處理而予以粗糙加工，然後，一 層光敏抗熱樹脂係形成在粗糙的表面上。 · 9·如申請專利範圍第7項之方法，其中該金屬基板的 表面被粗糙加工，且，第一層的光敏抗熱樹脂係以〇. 1至 5μηι的厚度形成在粗糙的表面上。 — 10· —種製造光學面板的方法，該光學面板具有以一 _ 體形成在該光學面板的表面的至少一側上之光學圖案，該 方法包含以下步驟： 在一模的兩表面上的至少一者上設置一模製模，該模 製模包含〜金屬基板及一符合該光學圖案且以光敏抗熱樹 -2-

   脂形成在該金屬基板的表面的一側上之模製圖案，其中具 有該金屬基板的模製圖案之整個表面係以一層該抗熱樹脂 而覆蓋；及 將一透明融溶樹脂注入包含該模製模作爲其表面的至 少一者之模穴中以模製該樹脂。

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