TWI584967B - 具彩色光阻圖案之裝置及其製作方法 - Google Patents

Description

具彩色光阻圖案之裝置及其製作方法

本發明係關於一種彩色光阻，特別關於一種具彩色光阻圖案之裝置及其製作方法。

目前，智慧型裝置如智慧型手機、智慧型手錶、智慧型醫療器材等，都搭配有大螢幕讓使用者觀看螢幕上的資訊。這些具有大螢幕的裝置，除了功能強大外，逐漸都走向個性化、美觀的造型設計，包括外觀、形狀、色彩等。這些都必須透過令人激賞的外殼設計與製造來實現。而目前，曲面化的外殼造型，特別吸引人，也逐漸成為智慧型裝置的未來潮流。

目前，對於智慧型裝置的曲面化外殼的圖案製作，有以下幾種工法：第一種公法：轉印技術。透過預先製作的平面圖樣，再轉印到目標的曲面。此種工法的加工成本低，但加工速度慢、材料成本高，且線路解析度差。第二種工法：噴墨+雷射雕刻。透過噴墨方法將顏料噴至目標的曲面，再透過雷射雕刻的方式將圖案刻出。此種工法加工成本高且加工速度慢，設備成本也很高，材料成本也高，優點是，線路解析度高，可達20um(微米)。

當然，可以製作曲面化外殼的技術，也可以用在平面化外殼。不過，平面化外殼的圖案製作技術又更多了，例如網印，其線路解析度也很低。

因此，如何能開發出同時具備加工成本低、加工速度快、材料成本低、線路解析度高的多重優點，並且，可同時在平面外殼、曲面外殼、立體外殼上製作出彩色圖案之方法，成為智慧型裝置廠商所希求的發展方向。

為達上述目的，本發明提供一種具彩色光阻圖案之裝置及其製作方法，可解決傳統技術的加工速度慢、材料成本高、無法兼具線路解析度高的狀況，達到加工成本低、加速速度快、材料成本低、線路解析度高等綜合技術功效。

本發明提供一種具彩色光阻圖案之裝置，包含：一基材；至少兩層彩色光阻層，形成於該基材上；及其中，該至少兩層彩色光阻層共同構成一圖案，該圖案可視。

本發明更提供一種形成彩色光阻圖案的方法，包含：依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一基材上；以一光罩進行曝光程序，該光罩具有預定之一圖案；移除非該圖案之彩色光阻複合層的部分，以構成一彩色光阻圖案；及硬化該彩色光阻複合層。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下(實施方式)。

10、10-1‧‧‧基材

21、22、23‧‧‧彩色光阻層

211、221、231‧‧‧未曝光彩色光阻層

212、222、232‧‧‧已曝光彩色光阻層

30、30-1‧‧‧光罩

31‧‧‧圖案部

32‧‧‧非圖案部

40‧‧‧紫外光

步驟101‧‧‧依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一基材上

步驟102‧‧‧依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一基材上，每次形成一層彩色光阻層後進行預熱，再形成下一層彩色光阻層

步驟103‧‧‧預熱該彩色光阻複合層

步驟105‧‧‧以一光罩進行曝光程序，該光罩具有預定之一圖案

步驟107‧‧‧移除非該圖案之彩色光阻複合層的部分，以構成一彩色光阻圖案

步驟109‧‧‧硬化該彩色光阻複合層

第1A圖係本發明之彩色光阻圖案的製作方法流程圖之一實施例。

第1B圖係本發明之彩色光阻圖案的製作方法流程圖之又一實施例。

第2圖係為運用本發明之形成彩色光阻圖案之方法所製作的手機基材上視圖。

第3A-3G圖係本發明之彩色光阻圖案的製作流程之實體製作流程之一具體實施例示意圖。

第4A-4G圖，係本發明之彩色光阻圖案的製作流程之實體製作流程之另一具體實施例示意圖。

第5圖係本發明之彩色光阻圖案的電子顯微攝影剖面圖。

根據本發明的實施例，本發明提供了一個具彩色光阻圖案之裝置及其製作方法，運用形成多層彩色光阻，再進行一次曝光的方式，來製作出高解析度、低成本、高產能、能製作於平面或曲面的殼體圖案。

請參考第1A圖與第3A-3G圖，本發明的彩色光阻圖案的製作方法流程圖之一實施例，其可製作出第2圖的手機基材，其包含了以下幾個主要的步驟：

步驟101：依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一基材上。形成彩色光阻複合層之步驟可運用噴塗法，噴塗法可讓每一層彩色光阻層有較佳的均勻性，當然，本發明並不侷限於噴塗法，其他的方法如，噴墨、轉印、網印等方法，也可運用之。基材可為一平面型基 材、一曲面型基材、一立體型基材；在材料的選擇上，基材可為一玻璃基材或一塑膠基材或一陶瓷基材。

第3A-3G的實施例(沿第2圖的A-A剖面圖)，係以製作出第2圖的圖案的手機之基材10來逐步製作的實施說明例。其以一曲面型基材為實施例，來說明本發明的彩色光阻圖案的製作方法，其說明了本發明運用多層光阻層構成的複合光阻層，再運用一次曝光的方式的特殊技藝。彩色光阻的顏色，可以任意搭配。例如，想要圖案以白色呈現，可採用第一層為白色、第二層為灰色或黑色，第三層(最上層)為透明色的彩色光阻，最簡單的黑色，可以採用第一層黑色，第二層透明色。其中，最上層彩色光阻層可採用透明色，以防止刮傷且提高保護性。

換言之，本發明所指的彩色光阻，係指各種色彩的彩色光阻，包括白色、紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫、黑、透明(無色)，可由彩色光阻可形成的色系來選定。而透過多層的顏色配置，可搭配出各種色調的顏色。此外，光阻材料可採用正光阻或負光阻，均可達到本發明所要求的技術功效。此外，每個彩色光阻層之厚度係介於0.5-30微米。

請同步參考第3A-3C圖，本發明的彩色光阻圖案之製作方法流程中的形成彩色光阻複合層的步驟。此實施例係形成三層的彩色光阻複合層，分別於基材10上形成彩色光阻層21、22、23；彩色光阻層23為最上層，可採用透明顏色的彩色光阻。

步驟103：預熱該彩色光阻複合層。預熱程序可以去除光阻中的溶劑，降低彩色光阻複合層的流動性，提高均勻性，使其不易產生形變。預熱程序之溫度介於攝氏70至120度，可視材料特性調整預熱的溫度與 時間。

步驟105：以一光罩進行曝光程序，該光罩具有預定之一圖案。此圖案即為預定要製作的圖案，例如，以智慧型裝置所需的螢幕邊框圖案，為一個環狀長方形。若為一個曲面，則為環狀長方形曲面。此圖案之線寬可大於10微米，換言之，解析度可到10微米。

請同步參考第3D-3E圖，此實施例採用了負光阻材料作為彩色光阻層的光阻材料，因此，曝光的部分是彩色光阻要留存在基材上的部分。透過有預定圖案的光罩30照射紫外光40，由於光罩30當中的圖案部31為透明，而非圖案部32則不透光，即可讓預定形成圖案的部分被曝光而形成已曝光彩色光阻層212、222、232以及未曝光彩色光阻層211、221、231；由於本實施例採用負光阻，所以，未曝光彩色光阻層211、221、231會被顯影劑溶解而被移除。如果採用正光阻材料，則光罩30的預定圖案就會倒反過來，已曝光彩色光阻層反過來會被顯影劑溶解而被移除，此為熟習該項技藝者所熟知，於此不多加贅述。

步驟107：移除非該圖案之彩色光阻複合層的部分，以構成一彩色光阻圖案。此步驟即為前述的顯影，也就是針對彩色光阻的光阻材料所調配的顯影劑。透過顯影劑的處理，未曝光彩色光阻層211、221、231即可被移除。曝光程序與移除程序即為黃光程序的部分，此技術為半導體製程所熟知，於此不多加贅述。這兩個程序完成後，即可獲得本發明所要的預定圖案。經過此步驟，即可將未曝光彩色光阻層211、221、231移除，只剩下已曝光彩色光阻層212、222、232，如第3F圖所示。

步驟109：硬化該彩色光阻複合層。運用低溫烘烤法，溫度 介於攝氏100至180度，可讓預定圖案硬化。烘烤時間可視實際狀況調整，依據彩色光阻層的特性、厚度與硬化後所需的硬度等等進行調整。硬化後之彩色光阻層之硬度介於2H-4H之間。

在步驟109的烘烤過程中，由於本發明所採用的多層彩色光阻層的結構，彩色光阻會於烘烤過程中形成流動性，而構成一個特殊的斜坡結構，使得最上層的彩色光阻接觸到基材。如第3G圖所示，圖案彩色光阻層212、222、232都因為烘烤過程所產生的流動性而共同形成了一個斜坡結構，並且，三者都與基材10接觸。此種特殊的結構，就是因為本發明所採用的多層彩色光阻層，一次曝光、一次烘烤技術所產生，實為本發明的第二大特色。

本發明的第一大特色在於，形成多層的一彩色光阻複合層後，再進行一次的曝光程序、移除程序而產生所需要的圖案，可大幅降低生產時間與成本。同時，因為採用微影製程而可提高解析度。

接著，請參考第1B圖，本發明的彩色光阻圖案的製作方法流程圖之又一實施例，其可製作出第2圖的手機基材，與第1A圖比較可發現，本實施例與第1A圖的實施例差異在於步驟102：依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一基材上，每次形成一層彩色光阻層後進行預熱，再形成下一層彩色光阻層，形成後再進行預熱，依此類推。此步驟可讓每層彩色光阻層形成之後，降低彩色光阻複合層的流動性，提高均勻性，使其不易產生形變。並可讓每層彩色光阻層的介面明顯區隔。

第1A圖是單一次預熱的實施例，第1B圖則為多次預熱的實施例，兩種實施例本發明皆採用，因其具有不同的效果，可符合不同客戶 的需求。

接下來，請參考第4A-4G的實施例(沿第2圖的A-A剖面圖)，係以製作出第2圖的圖案的手機之基材10來逐步製作的實施說明例。其以一平面型基材為實施例，來說明本發明的彩色光阻圖案的製作方法，其說明了本發明運用多層光阻層構成的複合光阻層，再運用一次曝光的方式的特殊技藝。此外，此實施例係以接觸型的光罩30-1來製作出本發明所想得到的第2圖的圖案，並且，採用正光阻來作為彩色光阻複合層的材料。

請參考第4D-4G圖，由於採用正光阻材料，所以，接觸型的光罩30-1的圖案與第3D圖的完全相反，並且，造成已曝光彩色光阻層212、222、232位於中間，未曝光彩色光阻層211、221、231位於邊緣的相反情形。而經過顯影劑的處理後，中央的已曝光彩色光阻層212、222、232將會經過顯影過程而被移除掉，留下未曝光彩色光阻層211、221、231。同樣地，經過烘烤後，會形成第4G圖的未曝光彩色光阻層211、221、231之斜坡結構。

接下來，請參考第5圖，其為本發明之彩色光阻圖案的電子顯微攝影剖面圖，可以發現，已曝光彩色光阻層212、222於邊緣的部分形成明顯的斜坡，並且，此實施例的已曝光彩色光阻層212、222厚度分別為3.63、1.79微米，可大幅降低使用的光阻材料，降低材料成本。此為本發明的第三大特色。

因此，運用本發明的形成彩色光阻圖案的方法，可製作一種具彩色光阻圖案之裝置，包含：一基材；至少兩層彩色光阻層，形成於基材上；及其中，至少兩層彩色光阻層共同構成一圖案，且圖案可視，也就是，此處的圖案是讓以視覺上為訴求的圖案。運用微影製程，本發明的 圖案解析度高、材料使用少。此外，在圖案邊界處，至少兩層彩色光阻層(彩色光阻複合層)構成一斜坡且每層彩色光阻層均與基材相連接。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

步驟101‧‧‧依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一基材上

步驟103‧‧‧預熱該彩色光阻複合層

步驟105‧‧‧以一光罩進行曝光程序，該光罩具有預定之一圖案

步驟107‧‧‧移除非該圖案之彩色光阻複合層的部分，以構成一彩色光阻圖案

步驟109‧‧‧硬化該彩色光阻複合層

Claims (16)

1. 一種具彩色光阻圖案之裝置，包含：一基材；及至少兩層彩色光阻層，運用一次曝光顯影、一次烘烤技術形成於該基材上；其中，該至少兩層彩色光阻層共同構成一圖案，該圖案可視，該至少兩層彩色光阻層構成一斜坡且每層彩色光阻層均與該基材相連接。
2. 如請求項1的具彩色光阻圖案之裝置，其中該基材係為一平面型基材、一立體型基材。
3. 如請求項1的具彩色光阻圖案之裝置，其中該彩色光阻層之厚度係介於0.5-30微米。
4. 如請求項1的具彩色光阻圖案之裝置，其中該圖案之線寬係大於10微米。
5. 如請求項1的具彩色光阻圖案之裝置，其中該至少兩層彩色光阻層之最上層係為一透明色。
6. 如請求項1的具彩色光阻圖案之裝置，其中硬化後之該至少兩層彩色光阻層之硬度介於2H-4H。
7. 如請求項1的具彩色光阻圖案之裝置，其中該基材係為一玻璃基材、一塑膠基材或一陶瓷基材。
8. 一種形成彩色光阻圖案的方法，包含：依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一基材上；以一光罩對該彩色光阻複合層進行一次曝光程序，該光罩具有預定之 一圖案；移除非該圖案之彩色光阻複合層的部分，以構成一彩色光阻圖案；及硬化該彩色光阻複合層，使該彩色光阻複合層構成一斜坡且每層彩色光阻層均與該基材相連接。
9. 如請求項8的形成彩色光阻圖案的方法，其中形成該彩色光阻複合層之步驟係選自噴塗法、噴墨法、轉印法、網印法。
10. 如請求項8或9的形成彩色光阻圖案的方法，其中該彩色光阻複合層於之最上層係為一透明色。
11. 如請求項8或9的形成彩色光阻圖案的方法，其中該硬化步驟係運用低溫烘烤法，溫度介於攝氏100至180度。
12. 如請求項8或9的形成彩色光阻圖案的方法，其中該基材係為一平面型基材、一立體型基材。
13. 如請求項8或9的形成彩色光阻圖案的方法，更包含：於曝光程序前進行一預熱程序，以降低該彩色光阻複合層的流動性。
14. 如請求項13的形成彩色光阻圖案的方法，其中該預熱程序之溫度介於攝氏70至120度。
15. 如請求項13的形成彩色光阻圖案的方法，其中該預熱程序係於每層彩色光阻層形成後進行。
16. 如請求項13的形成彩色光阻圖案的方法，其中該預熱程序係於該彩色光阻複合層形成後進行。