TWI605298B - 曲面型光罩、具彩色光阻圖案之曲面裝置及其製作方法 - Google Patents

Description

曲面型光罩、具彩色光阻圖案之曲面裝置及其製作方法

本發明係關於一種彩色光阻，特別關於一種曲面型光罩、具彩色光阻圖案之曲面裝置及其製作方法。

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20μm(微米)。

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，可曲面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，本發明提供一種曲面型光罩、具彩色光阻圖案之曲面裝置及其製作方法，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曲面裝置，包含：一曲面基材；及至少兩層彩色光阻層，形成於該曲面基材上；其中，該至少兩層彩色光阻層共同構成一圖案，該圖案可視。

本發明另提供一種曲面型光罩，包含：一曲面玻璃基材；一含金屬材料層，形成於該曲面玻璃基材上；其中，該含金屬材料層構成一曲面型光罩圖案，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：運用噴塗法依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一曲面基材上；以一曲面型光罩對該彩色光阻複合層進行一次曝光程序，該曲面型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‧‧‧曲面基材

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、30-2‧‧‧曲面型光罩

31‧‧‧圖案部

32‧‧‧非圖案部

40‧‧‧紫外光

步驟101‧‧‧運用噴塗法依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一曲面基材上

步驟102‧‧‧運用噴塗法依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一曲面基材上，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‧‧‧以一曲面型光罩進行曝光程序，該曲面型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曲面基材上視圖。

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具體實施例示意圖。

第4A圖係本發明之彩色光阻圖案的曲面型光罩之另一具體實施例剖面圖。

第4B圖係本發明之彩色光阻圖案的曲面型光罩之另一具體實施例上視圖。

第5A圖係本發明之彩色光阻圖案的曲面型光罩之又一具體實施例剖面圖。

第5B圖係本發明之彩色光阻圖案的曲面型光罩之又一具體實施例上視圖。

第6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曲面裝置及其製作方法，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圖的手機曲面基材，其包含了以下幾個主要的步驟：步驟101：運用噴塗法依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一曲面基材上；噴塗法可讓每一層彩色光阻層有較佳的均勻性。在材料的選擇上，曲面基材可為一玻璃曲面基材或一塑膠曲面基材或一陶瓷曲面基材。

第3A-3G的實施例(沿第2圖的A-A剖面圖)，係以製作出第2圖的圖案的手機之曲面基材10來逐步製作的實施說明例。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，分別於曲面基材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：以一曲面型光罩進行曝光程序，該曲面型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，因其為一個曲面，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曲面基材10上的部分。透過有預定圖案的曲面型光罩30照射紫外光40，由於曲面型光罩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，則曲面型光罩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。

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曲面基材。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，三者都與曲面基材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圖的手機曲面基材，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：運用噴塗法依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一曲面基材上，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。

第3D圖的曲面型光罩30，係採用近接式的曝光說明例。以下，將以接觸式曝光的實施例來說明，並用負光阻材料與正光阻材料分別說明之。

請參考第4A圖，運用本發明之彩色光阻圖案的曲面型光罩之另一具體實施例剖面圖，第4B圖則為曲面型光罩30-1的上視圖。運用第4B圖的光罩進行第4A圖的接觸式曝光，可提高解析度。此外，在此實施例中，由於採用負光阻材料，因此，中央的曲面形光罩30-1實質上為一片長方形光罩版，而曲面基板10則為兩側邊具有曲度，其餘的部分則為平面。因此，恰好曲面型光罩30-1的整體形狀為平面。換言之，本發明的曲面型光罩的意涵在於，可用於曲面基板上的光罩，其並不限於曲面的概念。

不過，在第5A、5B圖的實施例中，曲面型光罩30-2的整體形狀，就等同於曲面基板10的形狀。此係因採用正光阻材料的因素。

換言之，曲面型光罩的形狀，可視曲面型基板的形狀、光阻材料採用正光阻材料或負光阻材料而有所不同。其目的在於讓曲面基板能獲得想要的圖案。而曲面型光罩的基材可選用曲面型玻璃基材，而光罩圖案的材料則為含金屬材料層，可選自氮化鈦、含鉻材料、鉬矽材料。

接下來，請參考第6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，圖案彩色光阻層212、222於邊緣的部分形成明顯的斜坡，並且，此實施例的圖案彩色光阻層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曲面裝置，包含：一曲面基材；至少兩層彩色光阻層，形成於曲面基材上；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曲面基材相連接。

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‧‧‧運用噴塗法依序形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一曲面基材上

步驟103‧‧‧預熱該彩色光阻複合層

步驟105‧‧‧以一曲面型光罩進行曝光程序，該曲面型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曲面裝置，包含：一曲面基材；及至少兩層彩色光阻層，運用一次曝光、一次烘烤技術形成於該曲面基材上；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曲面基材相連接。
2. 如請求項1的具彩色光阻圖案之曲面裝置，其中該彩色光阻層之厚度係介於0.5-30微米。
3. 如請求項1的具彩色光阻圖案之曲面裝置，其中該圖案之線寬係大於10微米。
4. 如請求項1的具彩色光阻圖案之曲面裝置，其中該至少兩層彩色光阻層之最上層係為一透明色。
5. 如請求項1的具彩色光阻圖案之曲面裝置，其中硬化後之該至少兩層彩色光阻層之硬度介於2H-4H。
6. 如請求項1的具彩色光阻圖案之曲面裝置，其中該曲面基材係為一玻璃曲面基材、一塑膠曲面基材或一陶瓷曲面基材。
7. 一種用於請求項1的曲面型光罩，包含：一曲面玻璃基材；及一含金屬材料層，形成於該曲面玻璃基材上；其中，該含金屬材料層構成一曲面型光罩圖案，該圖案可視。
8. 如請求項7的曲面型光罩，其中該含金屬材料層係選自氮化鈦、含鉻材 料、鉬矽材料。
9. 一種形成曲面彩色光阻圖案的方法，包含：依序以噴塗法形成至少兩層彩色光阻層之一彩色光阻複合層於一曲面基材上；以一曲面型光罩對該彩色光阻複合層進行一次曝光程序，該曲面型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曲面基材相連接。
10. 如請求項9的形成彩色光阻圖案的方法，其中該彩色光阻複合層之最上層係為一透明色。
11. 如請求項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9的形成彩色光阻圖案的方法，其中該曲面基材係為一平面型曲面基材、一曲面型曲面基材、一立體型曲面基材。
13. 如請求項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。