專利名稱：具有微結構的模芯及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及模芯及其制造方法，特別涉及具有微結構的模芯及其制造方 法，屬于液晶顯示裝置的光學薄膜制作領域。
背景技術：
目前，液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display,以下簡稱為"LCD")已 成為主要的平板顯示裝置。因為液晶顯示器中的液晶本身并不發(fā)光，因此LCD 需要通過對外部光源的透射或者反射來顯示?，F有的LCD大多是透射型LCD, 而背光源是透射型LCD的必要組成部分。為了增加正視亮度，現有的方法是將背光源的光線透過棱鏡膜，使光線 集中到中心觀測的一定角度內，從而使軸中心的亮度大大增加。棱鏡膜表面 具有結構相同的棱形陣列，通過將背光源的光線聚集在法線方向，來提高中 心觀測的一定角度內的亮度，即正面的亮度。現有的棱鏡膜大多是厚度為140 微米~ 250微米，間距為20微米~ 100微米的尖頂棱鏡結構或圓頂棱鏡結構。中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?0813969.5 )公開了一種制作具有上述微 結構的光學薄膜的方法，包括利用刀具或鉆石等切削工具，在母胚(圓形胚 或輥子)表面切削并形成微結構，然后通過擠壓、澆注或固化工藝形成帶有 設定形狀的光學薄膜或器件。因此，這種制造具有微結構的模芯的方法需要高精度的切削工具，同時 還需要配合高精度的控制手段，因此制造工藝復雜，難以工業(yè)化實現，并且 導致制造模芯的成本非常高。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種具有微結構的模芯及其制造方法，以實現通過 簡單的方法制造具有微結構的模芯，從而解決現有技術制造工藝復雜，制造 難度大和成本高的問題。為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種具有微結構的模芯，包括模版和設 置在模版一面的微結構，模芯具有各向異性刻蝕率，微結構包括至少一個凸 起或者至少一個凸條，凸起或凸條的側面與模版底面之間的夾角相同。其中，模芯的材質為單晶硅。凸起或凸條的側面與模版底面之間的夾角為57. 74度。為了實現上述目的，本發(fā)明還提供了一種具有微結構的模芯的制造方法， 包括在具有各向異性刻蝕率的模版上涂布光刻膠；在掩模板的遮掩下曝光 模版上的光刻膠；去除模版上被曝光的光刻膠；刻蝕模版表面未被光刻膠覆 蓋的區(qū)域，形成具有至少一個凸起或者至少一個凸條的微結構；去掉模版表 面上殘留的光刻膠，形成具有微結構的才莫芯。其中，具有各向異性刻蝕率的模版為單晶硅材料，在具有各向異性刻蝕 率的模版上涂布光刻膠具體為在具有各向異性刻蝕率的單晶硅材料的模版 上涂布光刻膠。在掩模板的遮掩下曝光模版上的光刻膠具體為在設有線陣 圖案或點陣圖案的掩模板的遮掩下曝光模版上的光刻膠，使得線陣圖案或點 陣圖案掩模板下的模版上的光刻膠曝光。刻蝕模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū) 域具體為在78攝氏度的刻蝕溫度下刻蝕模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域。 刻蝕模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域具體為使用重量比為50%的氫氧化鉀刻 蝕劑刻蝕模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域。形成的具有至少 一個凸起或者至 少一個凸條的微結構的凸起或凸條的側面與模版底面之間的夾角為57. 74度。 刻蝕模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域具體為通過干刻蝕工藝刻蝕模版表面 未被光刻膠覆蓋的區(qū)域；或者通過濕刻蝕工藝刻蝕模版表面未被光刻膠覆蓋 的區(qū)域。
本發(fā)明提出的一種具有微結構的模芯及其制造方法，通過對各向異性刻 蝕率的模版進行刻蝕，在模版表面形成具有至少一個凸起或者至少一個凸條 的微結構，因此制造模芯時不需要使用高精度的切削工具和高精度的控制手 段，從而有效降低了制造具有微結構的模芯的成本，同時簡化了模芯的制造 方法。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發(fā)明具有微結構的模芯示意圖；圖2為本發(fā)明具有微結構的模芯的制造方法第一實施例流程圖；圖3為本發(fā)明具有微結構的模芯的制造方法中所使用的(100)硅片的各項異性刻蝕率示意圖；圖4為本發(fā)明具有微結構的模芯的制造方法中使用的具有線陣圖案的掩模板示意圖；圖5為本發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例流程圖； 圖6為本發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例截面示意圖之一； 圖7為本發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例截面示意圖之二； 圖8為本發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例截面示意圖之三； 圖9為本發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例截面示意圖之四； 圖10為本發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例截面示意圖之五。附圖標記說明1—模版； 2 —凸條； 3—底面；4—光刻膠； 5—掩模板； 6 —光；7—凸起。
具體實施方式
本發(fā)明 一種具有微結構的模芯，包括模版和設置在所述模版一面的微結 構，所述模芯具有各向異性刻蝕率，所述微結構包括至少一個凸起或者至少 一個凸條，所述凸起或凸條的側面與模版底面之間的夾角相同。圖1為本發(fā)明具有微結構的模芯示意圖。如圖1所示，模芯包括模版1 和設置在模版1 一面的微結構，模版1具有各向異性刻蝕率，微結構包括至少一個凸條2。其中凸條2的側面和模版l底面3之間的夾角相同。本實施例一種具有微結構的模芯，通過在模版表面形成具有至少一個凸 條的微結構，使得制造如棱鏡膜、帶有棱鏡膜的導光板等時，不需要使用高 精度的切削工具和高精度的控制手段，從而有效降低了制造上述器件時產生 的高成本問題，同時還簡化了上述器件的制造方法。微結構還可以是凸起或者兼有凸起和凸條。具有各向異性刻蝕率的模版 可以為單晶硅材料，這樣凸條的側面和模版底面之間的夾角為57. 74度。本發(fā)明一種具有微結構的模芯的制造方法，包括在具有各向異性刻蝕 率的模版上涂布光刻膠；在掩模板的遮掩下曝光所述模版上的光刻膠；去除 模版上被曝光的光刻膠；刻蝕所述模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域，形成具 有至少一個凸起或者至少一個凸條的微結構；去掉所述模版表面上殘留的光 刻膠，形成具有微結構的模芯。如圖2所示，為本發(fā)明具有微結構的模芯的制造方法第一實施例流程圖， 該方法具體包括如下步驟步驟101、在具有各向異性刻蝕率的模版上涂布光刻膠；在本實施例中的具有各向異性刻蝕率的模版為單晶硅材料，當然也可以 為其他具有各向異性刻蝕率的晶體材料的模版；如圖3所示，為本發(fā)明具有微結構的模芯的制造方法中所使用的(100) 硅片的各項異性刻蝕率示意圖，晶面010為刻蝕率大的部分，晶面111為刻 蝕率小的部分； 步驟102、在掩模板的遮掩下曝光所述模版上的光刻膠； 因為在模版上遮掩了掩模板，如圖4所示，為本發(fā)明具有微結構的模芯 的制造方法中使用的具有線陣圖案的掩模板示意圖，因此在模版上與掩模板 有遮掩部分對應的光刻膠不會被曝光，而在模版上與掩模板沒有遮掩部分對 應的光刻膠會被曝光，這樣可以使得涂布在模版表面的光刻膠上出現和掩模 板圖案一樣的圖案；步驟103、去除模版上被曝光的光刻膠；步驟104、刻蝕所述模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域，形成具有至少一個 凸條的微結構；這樣在模版表面形成具有至少一個凸條的微結構，在這里每個凸條之間 的距離可以通過掩模板上的線陣圖案之間的距離D來調整，這樣每個凸條之 間可以形成切面為尖或平的凹槽；每個凸條的切面形狀可以通過掩模板上的 線陣圖案本身的寬度d來調整，即線陣圖案越寬凸條切面越接近梯形、線陣 圖案越窄凸條切面越接近三角形；步驟105、去掉所述模版表面上殘留的光刻膠，形成具有微結構的模芯。本發(fā)明方法的第一實施例提出的具有微結構的模芯的制造方法，通過對 各向異性刻蝕率的模版進行刻蝕，在模版表面形成具有至少一個凸條的微結 構，因此不需要使用高精度的切削工具和高精度的控制手段，從而有效降低 了模芯的制造成本，同時簡化了模芯的制造方法。本發(fā)明就是利用了各向異性結構的晶體材料在不同晶面和晶向表現不同 的物理化學性質的原理，在刻蝕過程中，4吏得不同晶面的刻蝕速度分別不同， 即刻蝕速度較慢的晶面刻蝕過后保持相對較高的位置、刻蝕速度較快的晶面 刻蝕過后保持相對較低的位置，使得位置較低的平面與從位置較高的平面延 伸出來的側面之間形成夾角。由于刻蝕過程中利用了各向異性晶體結構材料 的不同晶面的刻蝕速度不同的原理，因此形成的夾角相同。如圖5所示，為本發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例流程圖，
該方法具體包括如下步驟步驟201、在具有各向異性刻蝕率的單晶硅材料模版1上涂布光刻膠4, 參見圖6所示的本發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例截面示意圖之一；步驟202、在設有點陣圖案的掩模板5的遮掩下曝光所述沖莫版1上的光刻 膠4,參見圖7所示的本發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例截面示 意圖之二；設有點陣圖案的掩模板包括有遮掩的部分和沒有遮掩的部分，因此在模 版上與掩模板有遮掩部分對應的光刻膠不會被曝光，而在模版上與掩模板沒 有遮掩部分對應的光刻膠會被曝光；步驟203、去除模版1上被曝光的光刻膠4，參見圖8所示的本發(fā)明具有 微結構的模芯制造方法的第二實施例截面示意圖之三；步驟204、在78攝氏度的刻蝕溫度下，使用重量比為50%的氫氧化鉀刻 蝕劑刻蝕所述模版1表面未被光刻膠4覆蓋的區(qū)域，形成具有至少一個凸起 的微結構，凸起的側面和模版底面之間的夾角為57. 74度；凸起之間的距離 可以通過掩模板上的沒有遮掩的部分之間的距離來控制，參見圖9所示的本 發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例截面示意圖之四；步驟205、去掉所述^t版表面上殘留的光刻膠，形成具有微結構的模芯， 參見圖IO所示的本發(fā)明具有微結構的模芯制造方法的第二實施例截面示意圖 之五。用本發(fā)明方法制造模芯后，通過沉積、選涂或熱壓等方法在模芯上形成 厚度為100微米左右的有機聚合物膜，然后剝離該機聚合物膜，即可得到用 于LCD中的光學薄膜。在這里所形成的有機聚合物膜可帶有設定霧度，這樣最終所得到的光學 薄膜既可以起集光作用，也可以起勻光作用。用本發(fā)明方法制造模芯后，通過沉積、選涂或熱壓等方法在模芯上形成較厚的有機聚合物膜，然后剝離該機聚合物膜，即可得到用于LCD中的有機 導光板。用本發(fā)明方法制造模芯后，通過沉積、選涂或熱壓等方法在模芯上形成 金屬層，并制作二次金屬模芯，這樣可以使用二次金屬模芯制作光學薄膜或 者導光板。用本發(fā)明的模芯制造光學薄膜的方法與現有技術相同，在此不再贅述用 本發(fā)明的模芯制造棱鏡膜或具有微結構的導光板的方法。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技 術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1、一種具有微結構的模芯，其特征在于包括模版和設置在所述模版一面的微結構，所述模芯具有各向異性刻蝕率，所述微結構包括至少一個凸起或者至少一個凸條，所述凸起或凸條的側面與模版底面之間的夾角相同。
2、 根據權利要求l所述的具有微結構的模芯，其特征在于，所述模芯的 材質為單晶硅。
3、 根據權利要求1或2所述的具有微結構的模芯，其特征在于，所述凸 起或凸條的側面與模版底面之間的夾角為57. 74度。
4、 一種具有微結構的模芯的制造方法，其特征在于，包括 在具有各向異性刻蝕率的模版上涂布光刻膠； 在掩模板的遮掩下曝光所述模版上的光刻膠；去除模版上被曝光的光刻膠；刻蝕所述模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域，形成具有至少一個凸起或者 至少一個凸條的微結構；去掉所述模版表面上殘留的光刻膠，形成具有微結構的模芯。
5、 根據權利要求4所述的具有微結構的模芯的制造方法，其特征在于， 所述具有各向異性刻蝕率的模版為單晶硅材料，所述在具有各向異性刻蝕率 的^t版上涂布光刻膠具體為在具有各向異性刻蝕率的單晶硅材料的模版上 涂布光刻膠。
6、 根據權利要求4所述的具有微結構的模芯的制造方法，其特征在于， 所述在掩模板的遮掩下曝光所述模版上的光刻膠具體為在設有線陣圖案或 點陣圖案的掩模板的遮掩下曝光所述模版上的光刻膠，使得所述線陣圖案或 點陣圖案掩模板下的模版上的光刻膠曝光。
7、 根據權利要求4、 5或6所述的具有微結構的模芯的制造方法，其特 征在于，所述刻蝕所述沖莫版表面未纟皮光刻膠覆蓋的區(qū)域具體為在"攝氏度 的刻蝕溫度下刻蝕所述才莫版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域。
8、 根據權利要求4、 5或6所述的具有微結構的模芯的制造方法，其特 征在于，所述刻蝕所述模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域具體為使用重量比 為50%的氬氧化鉀刻蝕劑刻蝕所述模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域。
9、 根據權利要求8所述的具有微結構的模芯的制造方法，其特征在于， 形成的具有至少一個凸起或者至少一個凸條的微結構的凸起或凸條的側面與 模版底面之間的夾角為57. 74度。
10、 根據權利要求4、 5或6所述的具有微結構的模芯的制造方法，其特 征在于，所述刻蝕所述模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域具體為通過干刻蝕 工藝刻蝕所述模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域；或者通過濕刻蝕工藝刻蝕所 述模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有微結構的模芯，包括模版和設置在模版一面的微結構，模芯具有各向異性刻蝕率，微結構包括至少一個凸起或者至少一個凸條，凸起或凸條的側面與模版底面之間的夾角相同。本發(fā)明還涉及一種具有微結構的模芯的制造方法，包括在具有各向異性刻蝕率的模版上涂布光刻膠；在掩模板的遮掩下曝光模版上的光刻膠；去除模版上被曝光的光刻膠；刻蝕模版表面未被光刻膠覆蓋的區(qū)域，形成具有至少一個凸起或者至少一個凸條的微結構；去掉模版表面上殘留的光刻膠，形成具有微結構的模芯。本發(fā)明有效降低了制造具有微結構的模芯的成本，同時簡化了模芯的制造方法。本發(fā)明有效降低了制造具有微結構的模芯的成本，同時簡化了模芯的制造方法。
文檔編號G03F7/00GK101149560SQ200710175990
公開日2008年3月26日 申請日期2007年10月17日 優(yōu)先權日2007年10月17日
發(fā)明者劉敬偉, 剛 王 申請人:京東方科技集團股份有限公司