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一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法

阅读：1014发布：2020-07-24

专利汇可以提供一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，包括如下步骤：制作所需的光刻胶网点初步图形；采用回流技术制作所需的光刻胶网点结构；沉积电铸导电层；电铸导光板网点压印模具；热压印工艺制作导光板。本发明相比现有技术具有以下优点：该方法利用光刻胶回流技术、微电铸工艺及热压印技术，所制得的导光板精度高、表面光洁度高，克服了现有丝网印刷或激光打孔等制作方法所存在的精度低的缺陷。同时，该制作方法工艺成熟、易于控制、成本低。且有效的保证了导光板网点与网点之间结构尺寸的一致性，是导光板加工方法有效的拓展。，下面是一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制作所需的光刻胶网点初步图形：在经过预处理的衬底上表面，旋涂一层光刻胶，经烘烤去除光刻胶内部的溶剂，自然冷却到室温后，采用紫外光刻技术对光刻胶进行曝光，然后显影，吹干后得到所需的光刻胶网点初步图形；
（2）采用回流技术制作所需的光刻胶网点结构：将步骤（1）得到的光刻胶网点初步图形连同衬底一起置于烘箱中，烘箱温度从室温缓慢升至光刻胶的玻璃化温度，保持一段时间后，将烘箱温度冷却至室温，使光刻胶网点初步图形形成所需的光刻胶网点结构；
（3）沉积电铸导电层：在步骤（2）形成的光刻胶网点结构表面沉积一层电铸导电层；
（4）电铸导光板网点压印模具：将步骤（3）获得的带有电铸导电层的光刻胶网点结构作为母版，置于电铸设备中，通过电铸工艺对母版进行复制，脱模后得到导光板网点压印模具；
（5）热压印工艺制作导光板：利用步骤（4）中所得的导光板网点压印模具，对聚合物板材进行热压印，脱模后直接得到带有网点结构的导光板。
2.如权利要求1所述的一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，其特征在于，所述步骤（1）中光刻胶的旋涂转速为500～2000转/秒。
3.如权利要求1所述一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，其特征在于，所述
2
步骤（1）紫外光刻过程中，对光刻胶进行曝光的曝光剂量为100mJ/cm，曝光时间为60～90秒；随后，将曝光后的光刻胶置于TMAH正胶显影液中，显影时间为45-120秒，然后吹干。
4.如权利要求1所述一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，其特征在于，所述步骤（1）中衬底的预处理包括如下操作过程：首先用丙酮超声清洗5分钟，吹干，再用酒精超声清洗5分钟，吹干，最后用去离子水超声清洗5分钟，吹干；然后将衬底置于150℃的温度中烘烤20-30分钟，以去除清洗过程中的水汽，并自然冷却到室温。
5.如权利要求1所述一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，其特征在于，所述步骤（1）中，旋涂光刻胶后对光刻胶进行烘烤的温度为100度，时间为5-10分钟。
6.如权利要求1所述一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，其特征在于，所述步骤（2）中，烘箱为真空烘箱，所述真空烘箱的温度从室温缓慢升到玻璃化温度，升温速率为5℃/min，在玻璃化温度下保温30分钟后，以5℃/min的速率降温到室温。
7.如权利要求1所述一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，其特征在于，所述步骤（3）中，沉积电铸导电层的方法为离子束溅射沉积法，所述离子束溅射沉积法中腔体真-3 -3
空度为1.0×10 ～1.3×10 Pa，离子束束流为70～80mA，沉积时间为10～15分钟，电铸导电层沉积厚度为100～200纳米。
8.如权利要求1所述一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，其特征在于，所述
2
步骤（4）中，电铸的金属为镍，电铸电流密度为1A/dm，电铸环境的PH值为4.7～5.2，电铸时间为10小时。
9.如权利要求1所述一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，其特征在于，所述步骤（5）中，所述热压印的加热温度为聚合物板材的玻璃化温度，压力为1-10KN。
10.如权利要求1所述一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，其特征在于，所述步骤（1）中衬底为硅片，所述步骤（5）中聚合物板材为PMMA板材。

说明书全文

一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种导光板的制作方法，尤其涉及的是一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法。

背景技术

[0002] 导光板是手机或者显示面板中的重要组成部件之一，其主要功能是将入射的点光源转化成均匀的面光源，通常是通过在导光板上制作出微调光的结构，如柱状、圆形或者方形等结构图案。为了保证进入导光板的光在出射面上均匀性，要通过设计疏密不同，排布不同的微结构即网点来实现光的均匀性，从而提高导光板所属的背光模组的整体性能。

[0003] 光的均匀性是评定导光板整体性能的重要指标之一。导光板网点尺寸误差及表面光洁度是影响面板内部均匀性的显著参数。导光板的制作方法按网点来分主要可以分为两大类：印刷式和非印刷式，前者是通过丝网印刷的方法将油墨印在导光板上，制作网点的形貌和分布。后者是射出成型技术，将网点结构设计在模具内，加工精度较高，成为现在主流的导光板加工方法。常用非印刷式加工方法有：激光打孔、化学刻蚀及精密机械加工等方法。但是这些方法的精密度和结构表面光洁度直接影响了导光板内部光的均匀分布。因此，如何提高网点导光板内部结构的尺寸精度及结构表面光洁度，从而提高导光板内部光的均匀性，是传统加工方法尚未解决的难题。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，该制作方法制得的导光板精度高、且能有效的保证网点与网点之间结构尺寸的一致性，且制作工艺成熟、成本低。

[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0006] 一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，包括如下步骤：

[0007] （1）制作所需的光刻胶网点初步图形：在经过预处理的衬底上表面，旋涂一层光刻胶，经烘烤去除光刻胶内部的溶剂，自然冷却到室温后，采用紫外光刻技术对光刻胶进行曝光，然后显影，吹干后得到所需的光刻胶网点初步图形；

[0008] （2）采用回流技术制作所需的光刻胶网点结构：将步骤（1）得到的光刻胶网点初步图形连同衬底一起置于烘箱中，烘箱温度从室温缓慢升至光刻胶的玻璃化温度，保持一段时间后，将烘箱温度冷却至室温，使光刻胶网点初步图形形成所需的光刻胶网点结构；

[0009] （3）沉积电铸导电层：在步骤（2）形成的光刻胶网点结构表面沉积一层电铸导电层；

[0010] （4）电铸导光板网点压印模具：将步骤（3）获得的带有电铸导电层的光刻胶网点结构作为母版，置于电铸设备中，通过电铸工艺对母版进行复制，脱模后得到导光板网点压印模具；

[0011] （5）热压印工艺制作导光板：利用步骤（4）中所得的导光板网点压印模具，对聚合物板材进行热压印，脱模后直接得到带有网点结构的导光板。

[0012] 作为上述技术方案的优选实施方式，所述步骤（1）中光刻胶的旋涂转速为500～2000转/秒。

[0013] 作为上述技术方案的优选实施方式，所述步骤（1）紫外光刻过程中，对光刻胶进行2
曝光的曝光剂量为100mJ/cm，曝光时间为60～90秒；随后，将曝光后的光刻胶置于TMAH正胶显影液中，显影时间为45-120秒，然后吹干。

[0014] 作为上述技术方案的优选实施方式，所述步骤（1）中衬底的预处理包括如下操作过程：首先用丙酮超声清洗5分钟，吹干，再用酒精超声清洗5分钟，吹干，最后用去离子水超声清洗5分钟，吹干；然后将衬底置于150℃的温度中烘烤20-30分钟，以去除清洗过程中的水汽，并自然冷却到室温。

[0015] 作为上述技术方案的优选实施方式，所述步骤（1）中，旋涂光刻胶后对光刻胶进行烘烤的温度为100度，时间为5-10分钟。

[0016] 作为上述技术方案的优选实施方式，所述步骤（2）中，烘箱为真空烘箱，所述真空烘箱的温度从室温缓慢升到玻璃化温度，升温速率为5℃/min，在玻璃化温度下保温30分钟后，以5℃/min的速率降温到室温。

[0017] 作为上述技术方案的优选实施方式，所述步骤（3）中，沉积电铸导电层的方法为离-3 -3子束溅射沉积法，所述离子束溅射沉积法中腔体真空度为1.0×10 ～1.3×10 Pa，离子束束流为70～80mA，沉积时间为10～15分钟，电铸导电层沉积厚度为100～200纳米。

[0018] 作为上述技术方案的优选实施方式，所述步骤（4）中，电铸的金属为镍，电铸电流2
密度为1A/dm，电铸环境的PH值为4.7～5.2，电铸时间为10小时。

[0019] 作为上述技术方案的优选实施方式，所述步骤（5）中，所述热压印的加热温度为聚合物板材的玻璃化温度，压力为1-10KN。

[0020] 作为上述技术方案的优选实施方式，所述步骤（1）中衬底为硅片，所述步骤（5）中聚合物板材为PMMA板材。

[0021] 本发明相比现有技术具有以下优点：

[0022] 本发明提供了一种基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，该方法利用光刻胶回流技术、微电铸工艺及热压印技术，所制得的导光板精度高、表面光洁度高，克服了现有丝网印刷或激光打孔等制作方法所存在的精度低的缺陷。同时，该制作方法工艺成熟、易于控制、成本低。且有效的保证了导光板网点与网点之间结构尺寸的一致性，是导光板加工方法有效的拓展。附图说明

[0023] 图1为本发明的制作方法流程示意图。

[0024] 图2为本发明中光刻胶网点初步图形示意图。

[0025] 图3为本发明中光刻胶网点结构示意图。

[0026] 图4为本发明中沉积电铸导电层示意图。

[0027] 图5为本发明中电铸导光板网点压印模具示意图。

[0028] 图6为本发明中导光板网点压印模具结构示意图。

[0029] 图7为本发明中热压印工艺制作导光板示意图。

具体实施方式

[0030] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0031] 实施例1

[0032] 参见图1至图7，本实施例所提供的基于MEMS高精度网点导光板的制作方法，包括以下步骤：

[0033] （1）、制作所需的光刻胶网点初步图形2

[0034] 首先，选取衬底，本实施例优选衬底为一片硅片1，置于丙酮溶液中超声清洗5分钟，去离子水冲洗残余丙酮，氮气吹干，然后置于酒精溶液中超声清洗5分钟，去离子水冲洗残余酒精，氮气吹干，再置于去离子水中超声清洗5分钟，氮气吹干；然后将硅片1置于150℃的热台上烘烤20-30分钟，去除清洗过程中的水汽，并自然冷却到室温，完成硅片1的预处理；

[0035] 接着，在硅片1表面旋涂一层光刻胶，本实施例选取的光刻胶为AZP4400光刻胶，涂胶转速为500～2000转/秒，根据需要可获得各种厚度的光刻胶，本实施例中涂覆的光刻胶厚度为5微米；并将光刻胶连同硅片置于100度热台上烘烤5～10分钟；

[0036] 最后，利用紫外光刻技术对涂覆烘烤过后的光刻胶进行曝光，曝光可采用波长为2
436纳米的i线通道接触式曝光，曝光剂量为100mJ/cm，曝光时间为60～90秒，然后将曝光后的光刻胶置于TAMH正胶显影液中，显影45-120秒，即可获得如图2所示的光刻胶网点初步图形2。

[0037] （2）、采用回流技术制作所需的光刻胶网点结构21

[0038] 首先，将步骤（1）得到的光刻胶网点初步图形2连同硅片1一起置于烘箱中，烘箱温度从室温缓慢升至光刻胶的玻璃化温度，升温的速率为5℃/min，在玻璃化温度下保温30分钟后，以5℃/min的速率降温到室温，使光刻胶网点初步图形2形成所需的光刻胶网点结构21，如图3所示。

[0039] （3）、沉积电铸导电层3

[0040] 用离子束溅射沉积法在步骤（2）形成的光刻胶网点结构21表面沉积一层电铸-3导电层3，电铸导电层3可以为金属金，离子束溅射沉积法中腔体真空度为1.0×10 ～-3
1.3×10 Pa，离子束束流为70～80mA，沉积时间为10～15分钟，电铸导电层3沉积厚度为100～200纳米，沉积完成后，得到如图4所示的作为金属牺牲层的电铸导电层3。

[0041] （4）电铸导光板网点压印模具4

[0042] 首先，在电铸导电层3表面，利用电铸的方法电铸金属镍，厚度达到5毫米，电铸电2
流密度为1A/dm，电铸环境的PH值为4.7～5.2，电铸时间为10小时，电铸工艺后，脱模，得到材质为金属镍的导光板网点压印模具4，如图5、图6所示。

[0043] （5）热压印工艺制作导光板5

[0044] 首先，选用PMMA板材作为聚合物板材，将其加热到PMMA的玻璃化温度105度，然后利用导光板网点压印模具4和PMMA板材贴合，并施加压力1-10KN，保持时间30s，然后将温度降到室温，脱模后直接得到带有网点结构51的导光板5，如图7所示。

[0045] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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