CN100389344C - 导光板模仁制造方法 - Google Patents
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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；探针与基板表面之间具有电场，采用探针扫描显微(Scanning Probe Lithography)从而在基板上形成所需图案，以形成一高精度导光板模仁。
Description
【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***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；探针与基板表面之间具有电场，采用探针扫描显微从而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，探针与基板表面之间具有电场，从而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15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。
探针阵列中任意两个纵向或横向间隔最大的探针11具有精确定位的作用，使所述任意两个纵向或横向间隔最大的探针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O2-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：
Si+2OH-→SiO2+2H++4e
Si+O2-→SiO2+2e
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：
Me+nO2-→MeOn+2ne
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25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。
探针阵列中任意两个纵向或横向间隔最大的探针21具有精确定位的作用，使所述任意两个纵向或横向间隔最大的探针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 (10)
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，探针与基板表面之间具有电场，从而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。
9.如权利要求1所述的导光板模仁制造方法，其特征是：探针与基板表面之间的电场使得基板表面原子生成氧化层，从而在基板表面形成凸点。
10.如权利要求1所述的导光板模仁制造方法，其特征是：探针产生电子束，电子束经探针与基板表面之间的电场加速而撞击基板表面，从而在基板表面形成凹点。
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