專利名稱：：彩虹燈飾用光柵的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于精細(xì)化工品和光化學(xué)加工的彩虹燈飾用光柵的制造方法，特別是感光膠的配制和相應(yīng)的光化學(xué)加工方法。本方法制造的彩虹燈飾用光柵，面積可達(dá)2×2吋以上，細(xì)線條(500線對(duì)/毫米)，光柵具有良好的抗蝕能力，在醋酸水溶液(1∶10)，鹽酸溶液(1∶10)，家用中性洗滌劑(1∶100)，75%乙醇，無(wú)水乙醇等溶液中浸泡24小時(shí)，光柵薄膜完好無(wú)損，不起泡、不脫落。用本方法可制得彎曲的光柵薄膜?，F(xiàn)有技術(shù)中用于制造能顯現(xiàn)彩虹色彩光柵的材料，都是使用特殊的高分辯率銀鹽感光片〔中山大學(xué)物理系應(yīng)用科技成果，1988年4月〕用激光干涉的方法產(chǎn)生干涉條紋并用銀鹽感光材料紀(jì)錄，制得可顯現(xiàn)彩虹色彩的光柵片。由于銀鹽感光材料價(jià)格昂貴，激光加工又較復(fù)雜，因此用此法制造彩虹燈飾片成本較高。如廣東中山縣竹源電器燈飾廠生產(chǎn)的彩虹燈飾片，其加工費(fèi)為400元/平方米，〔信息時(shí)報(bào)1988年11月5日〕。在現(xiàn)有技術(shù)中，目前在印刷電路板工業(yè)，全息照相技術(shù)中曾使用非銀鹽感光液，接觸式光刻方法也在集成電路和電路板制作中使用，但作為大面積(2×2吋以上)的細(xì)線條(500線對(duì)/毫米)的燈飾用非銀鹽感光材料光柵的制造未見有報(bào)導(dǎo)?！病坝∷㈦娐芳夹g(shù)”四川科學(xué)出版社，1984年〕、〔“全息紀(jì)錄材料”科學(xué)出版社，1984年P(guān)101～105〕、〔“光致抗蝕劑”科學(xué)出版社，1977年P(guān)62～107〕單一的明膠/重鉻酸鹽或單一的聚乙烯醇/重鉻酸鹽體系用作制造光柵，其耐水顯影性和分辯率都較差，因而難于獲得高分辯率(500線對(duì)/(毫米)的光柵。本發(fā)明的目的在于提供一種用于涂布玻片的感光膠，這種感光膠是采用兩種不同聚合度的聚乙烯醇混合液，使膠液對(duì)基材有良好的附著力，可耐流水沖洗15分鐘以上而不發(fā)生曝光區(qū)的脫落，同時(shí)保留有高分辯率的特點(diǎn)，以較大量的重鉻酸銨溶液作光敏劑，使感光膠有較高的光敏性，使所形成的光交聯(lián)區(qū)域有高的密度，因而形成的彩虹顏色較好，本發(fā)明提供一種在特定的條件下，把感光膠直接涂布于玻片上，通過接觸式光刻操作的方法制得大面積(2×2吋以上)細(xì)線條(500線對(duì)/毫米)的彩虹光柵。由本法制備的用于制光柵的感光膠成本比之現(xiàn)有技術(shù)中采用的銀鹽感光膠要低得多，其成本約為1元/公斤，每公斤膠液可加工1平方米彩虹光柵，大大降低了彩虹光柵的制造成本。本法分二步完成。一、感光膠液的制取。本法采用聚合度為800～1000，醇解度為88%的聚乙烯醇和聚合度為1750～1800，醇解度為88%的聚乙烯醇配成10%的水溶液，以5～6∶1(重量比)混合，然后再加入濃度為10～20%重鉻酸銨水溶液作光敏劑配成感光膠液。其三者固體重量比為50～60∶10∶6～12。單一的聚乙烯醇/重鉻酸鹽與兩種不同聚合度的聚乙烯醇混合/重鉻酸鹽作感光膠的對(duì)比試驗(yàn)效果</tables>從上表比較結(jié)果可說明采用兩種不同聚度的聚乙烯醇的混和液作感光膠，制得的光柵最優(yōu)。二、彩虹光柵的制造將由本法制得的感光膠用旋轉(zhuǎn)涂布法直接涂布于光潔的玻片上，把涂布后的玻片平放在電熱烘箱內(nèi)，并在60℃下干燥(烘干)15分鐘，取出玻片，用掩模復(fù)蓋、壓緊，在80瓦高壓汞燈下進(jìn)行曝光，燈與玻片距離為10cm，曝光時(shí)間為6～8分鐘，然后經(jīng)水沖洗，再經(jīng)250瓦紅外線燈、燈距為10cm，烘干15分鐘，即制得彩虹光柵。優(yōu)先選擇條件1.聚乙烯醇A的聚合度為800～1000，聚乙烯醇B的聚合度為1750～1800，它們的醇解度均為88%。2.聚乙烯醇A∶聚乙烯醇B∶重鉻酸銨的重量比為50～60∶10∶6～12。3.配好的感光膠在室溫暗處可以保留7～10天。4.涂布后的玻片前烘溫度為60℃，時(shí)間為15～20分鐘并在4小時(shí)內(nèi)使用。5.高壓汞燈為80瓦，燈距為10cm，時(shí)間為6～8分鐘。6、紅外燈為250瓦，燈距為10cm，時(shí)間為15分鐘。實(shí)施效果本方法使用對(duì)聚乙烯醇重量為10～20%的重鉻酸銨作光敏劑，其用量的多少對(duì)形成的彩虹光柵有著明顯的影響，當(dāng)重鉻酸銨較少時(shí)，感光度較低，而且曝光后，交聯(lián)密度較低而使光柵的彩虹色彩較淡，當(dāng)重鉻酸銨過多時(shí)，所得到的光柵彩色過深，外觀較差。本法由于使用了較多的光敏劑，涂片對(duì)光和熱較敏感，必須控制涂片的前烘溫度和烘后的放置時(shí)間，過高的前烘溫度和過長(zhǎng)的放置時(shí)間將引起涂片感光度和分辯率下降。前烘溫度最好控制為60℃，時(shí)間為15～20分鐘，烘后放置時(shí)間為4小時(shí)內(nèi)使用，這樣保證了高分辯率。經(jīng)試驗(yàn)，配制好的膠液可在20～30℃暗處保存7～10天內(nèi)使用，若膠液久放后(超過10天)使用，則感光度和分辯率均有所下降。為了得到高分辯率，應(yīng)使用反差強(qiáng)烈的階梯式光柵，而不是正弦光柵作為模板。本法選用鉻板作模板以獲得足夠的反差。曝光時(shí)采用專用的夾具如電子工業(yè)用的光刻曝光臺(tái)或印刷工業(yè)制版用的曝光機(jī)，這樣使得模板與涂片緊密接觸。在顯影時(shí)，本法條用流動(dòng)水沖洗顯影，獲得最佳顯影效果，若用盆式顯影，由于非曝光區(qū)的溶解速度較慢而得到的圖形反差較小，彩虹色彩較淡。本法使用紅外燈照射，快速堅(jiān)膜以獲得牢固的分辯率高的光柵膜。不經(jīng)堅(jiān)膜處理的光柵機(jī)械強(qiáng)度較低，分辯率也較低，因而易脫落，利虹色彩較淡。本方法制得的光柵面積可達(dá)2×2吋以上，光柵的彩虹色彩漂亮且具有良好的抗蝕能力，用常規(guī)方法清洗而不破損，可作燈飾用。由本法制得的光柵在1∶10的醋酸水溶液;1∶10的鹽酸溶液;1∶100的家用洗滌劑溶液;75%乙醇;無(wú)水乙醇中，在室溫(25～30℃)下浸泡24小時(shí)后，光柵薄膜完好無(wú)損，不起泡、不脫落，光柵效果不變。用本發(fā)明方法，在經(jīng)過處理的滌綸膜上，可制得可彎曲的光柵薄膜以適應(yīng)不同的使用要求，如曲面彩虹片等。實(shí)施例一、感光膠液的制取將10克聚合度為800～1000，醇解度為88%的聚乙烯醇溶于100毫升水中，為加速溶解可使用水浴加熱，當(dāng)聚乙烯醇完全溶解后，經(jīng)冷卻后，用尼龍網(wǎng)過濾以除去機(jī)械雜質(zhì)及未完全溶解的膠粒，得溶液A。將10克聚合度為1750～1800，醇解度為88%的聚乙烯醇，用前述同樣方法配制成溶液B。將20克重鉻酸銨溶于100毫升水中，過濾得溶液C。將A、B、C溶液以50∶10∶6比例(重量比)均勻混合即制得感光膠液。此膠液在20～30℃，暗處可以保存7～10天。二、彩虹光柵的制造將由本法制得的感光膠液用旋轉(zhuǎn)法涂布于用鉻酸洗液清洗過并用自來水和去離子水沖洗干凈的平坦玻璃片表面，經(jīng)涂布后的玻片平放在電熱烘箱內(nèi)并在60℃干燥15分鐘，取出玻片，在光刻用曝光臺(tái)或制版用曝光機(jī)上，用刻有500線對(duì)/毫米光柵的鉻板玻璃掩模作接觸式光刻，光源為80瓜高壓汞燈，燈距為10cm，曝光6～8分鐘后，取出玻片，在流動(dòng)水中沖洗10～15分鐘，然后用去離子水沖洗干凈，最后用250瓦紅外線燈，燈距為10cm下烘15分鐘即得彩虹燈飾用光柵。權(quán)利要求1.一種屬于精細(xì)化工品和光化學(xué)加工的彩虹燈飾用光柵的制造方法，其特征在于所用的感光膠由不同聚合度的兩種聚乙烯醇以一定的比例(重量比)混合，并加入重鉻酸銨作為光敏劑配制而成，將此膠液直接涂布于光潔玻片上，經(jīng)前烘、曝光、顯影、堅(jiān)膜得到合用的光柵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的彩虹燈飾用光柵的制造方法，其中用于制感光膠的兩種聚乙烯醇的聚合度分別為800～1000，1750～1800，醇鮮度均為88%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的彩虹燈飾用光柵的制造方法，其中所說的兩種不同聚合度的聚乙烯醇的重量比為5～6∶1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的彩虹燈飾用光柵的制造方法，其中用于制備感光膠的兩種聚乙烯醇與重鉻酸銨的比例為50～60∶10∶6～12(重量比)。5.根據(jù)要求1所說的彩虹燈飾用光柵的制造方法，其中前烘溫度為60℃，時(shí)間為15～20分鐘。6.根據(jù)權(quán)利要求1所說的彩虹燈飾用光柵的制造方法，其中曝光是使用80瓦高壓汞燈，燈距為10cm，時(shí)間為6～8分鐘。7.根據(jù)權(quán)利要求1所說的彩虹燈飾用光柵的制造方法，其中所說的顯影是在流動(dòng)水中沖洗10～15分鐘。8.根據(jù)權(quán)利要求1所說的彩虹燈飾用光柵的制造方法，其中所說的堅(jiān)膜是采用250瓦紅外燈，燈距為10cm，時(shí)間為15分鐘。全文摘要本發(fā)明方法是用兩種不同聚合度的聚乙烯醇溶液與重鉻酸銨混合，得到高分辯率的、耐水沖洗顯影的感光膠液。用此膠液以接觸式光刻方法可制得大面積的彩虹光柵，其線密度為500線對(duì)/毫米，面積為2×2英寸以上，所制得的光柵耐家用化學(xué)品清洗，可以用作燈飾。由于使用了價(jià)格低的非銀鹽材料和簡(jiǎn)單的曝光方法，本法加工工藝簡(jiǎn)單，成本較低，經(jīng)濟(jì)效益較大。文檔編號(hào)G02B5/18GK1049412SQ89106318公開日1991年2月20日申請(qǐng)日期1989年8月8日優(yōu)先權(quán)日1989年8月8日發(fā)明者呂廣鏞申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)