包含具有雙面光致抗蝕劑涂層的基底的可光圖案化的結構的制作方法
【專利摘要】一種可光圖案化的結構（10）包括具有第一和第二面（14，16）的一個光學透明的基底（12），這些面分別涂布有第一和第二感光材料（18，20），該涂布的基底對于具有這些感光材料對其敏感的一個或多個波長的電磁輻射是不透明的。在使用中，這些面（14，16）（相繼地或同時地）暴露于這些感光材料對其敏感并且該涂布的基底對其不透明的固化輻射，從而引起雙面光圖案化而不發(fā)生穿通固化。
【專利說明】包含具有雙面光致抗蝕劑涂層的基底的可光圖案化的結構
發(fā)明領域
[0001]本發(fā)明涉及例如通過光刻工藝對材料進行的光圖案化、并且關注具有感光材料的一種可光圖案化的結構和一種對這樣一種結構進行圖案化的方法，其中本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了在用于在電子學、光學或相關學科領域中使用的圖案化的材料的生產(chǎn)中的應用。
[0002]發(fā)明背景
[0003]光刻法已經(jīng)在電子學和微電子學領域中廣泛用于對結構進行圖案化。數(shù)十年來，用于電子工業(yè)的印刷電路板和娃集成電路一直通過光刻工藝來生產(chǎn)。在光刻工藝中，將一種感光材料以逐圖案(pattern wise)的方式選擇性地暴露于具有引起該材料中的物理或化學變化的一個波長的電磁輻射(通常是紫外線(UV)、可見光、紅外線或其組合)，這樣使得該材料可以用于形成一個圖案。典型地，該暴露導致該材料變得具有更高或更低的可溶性，從而有效地將該材料的狀態(tài)從可溶的改變成不可溶的(對于特定的溶劑或顯影介質(zhì)而言)(或反之亦然)。然后該溶劑或顯影介質(zhì)可以用于去除該感光材料的暴露的或未暴露的區(qū)域的任一者。一般來說，這類材料將被稱作光致抗蝕劑。一旦暴露于圖案化輻射并且然后顯影，所產(chǎn)生的團案化的抗蝕劑可以用作一個屏障，以保護底層材料的某些區(qū)域免受來自一系列濕式或干式蝕刻種類的化學或物理攻擊。例如，為了生產(chǎn)印刷電路，可以將一種光致抗蝕劑涂布在包銅的環(huán)氧玻璃板頂上。此光致抗蝕劑暴露于UV光的區(qū)域可以變得可溶于一種特定的顯影劑溶液。一旦暴露并且顯影，銅金屬將只在先前暴露于UV光的區(qū)域之中暴露。如果現(xiàn)在將該板浸沒在氯化鐵溶液中，那么暴露的銅區(qū)域將被溶解掉，留下仍然涂布有抗蝕劑的區(qū)域。隨后去除抗蝕劑，在該板上將留下所希望的銅圖案。典型地，這將處于一系列履帶和墊片的模式，在這些履帶和墊片上，電子裝置可以被安裝并且彼此連接。
[0004]該光刻工藝還用于在透明基底上對多個裝置進行圖案化。這在信息顯示器和人機界面領域中是特別常見的。在液晶顯示裝置中，數(shù)據(jù)圖案可以通過將形狀蝕刻到銦錫氧化物(ITO)層中來顯示，該銦錫氧化物層是一種光學透明的導電材料，該導電材料涂布組成顯示單元的兩個玻璃層。ITO層還可以被圖案化以形成用于投射電容式觸摸屏(輸入裝置)的電極，這些投射電容式觸摸屏允許用戶與顯示在屏上的圖像直接進行交互。
[0005]光致抗蝕劑材料典型地用于消減式圖案化方法，即其中不需要的材料被去除而需要的材料被抗蝕劑保護的那些方法，但是光刻法也可以用于添加式方法。
[0006]在印刷電路板領域中，生產(chǎn)多層結構是司空見慣的。為此，常見的是用銅箔包覆一個環(huán)氧玻璃板的兩面，以一種光致抗蝕劑材料來涂布兩面。例如通過同時暴露于UV光來對該板的兩面同時進行圖案化從而減少處理步驟的數(shù)目和復雜性是經(jīng)濟上和技術上有利的。因為銅箔是不透明的，所以不存在來自頂表面的光使底表面上的光致抗蝕劑暴露(或者反之亦然)所帶來的穿通固化(through-cure)的問題，因此這種方法非常適用于這類印刷電路板。
[0007]在如顯示器、觸摸屏、太陽能電池以及照明設備的應用中，所希望的將會是能夠對在這些領域中使用的光學透明的基底材料(如ITO涂布的玻璃或塑料)同時進行雙面光刻法。不幸的是，這通常是不可能的，因為該基底的透明性質(zhì)意味著如果該材料的一面暴露于光那么另一面通過該透明的基底材料也被暴露，即，發(fā)生穿通固化。這意味著，當試圖對透明材料進行雙面光刻法時，在兩面之間發(fā)生干擾，并且兩個面類似地被圖案化成具有各個面上的這兩個圖案的總和，而非在各個面上產(chǎn)生一個獨特的圖案。
[0008]結果是，此類裝置將常常由若干基底構成，其中每個基底上僅有一個圖案化的層，或者可能通過兩個或更多個重復的抗蝕劑施用、暴露以及顯影階段來進行圖案化。這可能適用于通過暴露于光而變得不溶的抗蝕劑，但是該技術不能與變得可溶的抗蝕劑一起使用，這是因為第二暴露階段仍將使該材料的第一面上的已經(jīng)圖案化的抗蝕劑暴露。
[0009]本發(fā)明的目的在于解決以下問題:使得能夠對光學透明的基底的兩面進行光圖案化。
[0010]發(fā)明概沭
[0011]在一方面，本發(fā)明提供一種可光圖案化的結構，該結構包括具有第一和第二面的一個光學透明的基底、在該第一和第二面中的每一個上的一個感光材料涂層，該涂布的基底對于具有感光材料對其敏感的一個或多個波長的電磁輻射是不透明的。
[0012]術語“光學透明的”用以意指該基底能夠透射電磁輻射的所有或部分可見光譜(典型地在約380nm至約720nm的范圍內(nèi))。福射透射水平可能相當?shù)?例如低至1%的入射福射的透射率，但是如果仍然有可能以人眼看穿該基底，則該基底仍然被視為是光學透明的。另夕卜，許多顯示裝置通過使原色(紅、綠以及藍)中不同比例的光結合來產(chǎn)生全光譜色的錯覺。在此類系統(tǒng)中，最短的波長組分僅可以延伸一直到約420nm，并且在這種情況下，為了呈現(xiàn)無色，窗口材料無需透射具有更短波長的光。
[0013]該基底典型地是平坦的，是例如處于板、片或薄膜的形式，其中第一和第二面是彼此相反的。
[0014]該基底可以由大范圍的材料制成，這些材料可以對寬范圍的波長或對一個或多個窄頻帶的波長是光學透明的。適合的基底包括，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)，例如可從帝人杜邦薄膜公司(Teijin Du Pont Films)獲得的、稱為商標Teonex的PEN薄膜。例如，Teonex Q65PEN薄膜對于短于375nm的波長具有僅為2%或更小的透射率，即，它吸收UV光。該基底還可以包含偏振材料。
[0015]術語“感光材料”用以意指當暴露于具有一個或多個特定波長(例如，來自電磁光譜的一個特定區(qū)域)的電磁輻射時，在固化反應中引起化學或物理變化的一種材料。這種輻射被稱為感光材料對其敏感從而產(chǎn)生固化反應的輻射。所產(chǎn)生的輻射誘導的變化可能是因為經(jīng)由吸收輻射所引起的反應性化學種類的生成(例如，引起聚合的自由基的生成或引起增強的溶解性的聚合物中的化學鍵的裂變)。這種輻射誘導的變化可能可替代地是一種輻射誘導的物理變化(例如，一種光學誘導的聚合物鏈構象的變化，該變化導致自由體積增大并且因此導致該材料擴張)。如以上所討論的，該輻射誘導的變化(或固化反應)典型地引起溶解性的變化。一般來說，這種變化將會以與相關波長的光的光子的吸收速率有關的速率發(fā)生。
[0016]多種感光材料是眾所周知的，并且大范圍的適合的感光材料是可容易地獲得的并且是本領域的技術人員所已知的。通過選擇用來激活用于改變感光材料的狀態(tài)的光化學反應的化學種類，可以控制這些感光材料對其具有活性的波長范圍。典型地，該材料將包括一個或多個發(fā)色團(即，吸收電磁輻射的一個種類)，該一個或多個發(fā)色團在它們的光激發(fā)態(tài)下變得具有化學反應性。
[0017]該感光材料可以是一種負作用材料(例如，它通過固化輻射作用而呈現(xiàn)不溶性并且因此被顯影以形成一個光掩模的不透明區(qū)域的陰像)。可替代地，該感光材料可以是一種正作用材料(例如，它通過暴露于固化輻射而被溶解并且因此形成一個光掩模的不透明區(qū)域的拷貝。
[0018]感光材料涂層典型地處于一種層的形式，該層可以以不間斷的方式覆蓋基底面的全部或一個實質(zhì)性部分。
[0019]一個第一感光材料的涂層被提供在該基底的第一面上，并且一個第二感光材料的涂層被提供在該基底的第二面上。典型地，在該第一和第二面的每個上使用相同的感光材料，即，該第一感光材料與該第二感光材料相同，但這不是必要的，并且在每個面上可以使用不同的感光材料，其中該第一感光材料與該第二感光材料不同。
[0020]術語“不透明的”關于該基底來使用，用來意指涂布的基底對具有該第一和第二感光材料對其敏感的該一個或多個波長的電磁輻射具有有限的透射率。沒有必要完全阻止對這種輻射的透射(0%透射率)，但是優(yōu)選地透射率是小于約50%、更優(yōu)選地小于約10%并且理想地小于約2%。如所要求的，該基底可以本身是不透明的?？商娲?，與感光材料涂層結合的基底可以具有必要的不透明度。例如，該基底可以透射50%的相關輻射，但是如果在第一面上的第一感光材料也只透射50%的輻射，那么將僅有25%的輻射傳到第二面上的第二感光材料。在一個極端的實例中，該基底可以透射95%的相關輻射，但是該透射的輻射可通過該第一面上的第一感光材料的作用而被減小到(比如)10%。通過提供適合地定制或工程化的基底和感光材料的組合，可以廣生不透明的涂布的基底。
[0021]術語基底用來指代感光涂層之間的材料并且可以由若干層構成。例如:該基底可以包括一個核心基底材料，該核心基底材料在一個或兩個面上具有一個或多個涂層以修改其表面特性(例如，粘附性、表面張力、耐化學性)；該基底可以包括一個核心基底材料，該核心基底材料在一個或兩個面上具有一個或多個層/涂層以便修改其光學透射率；并且該基底可以包括核心基底材料，該核心基底材料在一個或兩個面上具有一個光學透明的功能層，該功能層隨后使用圖案化的感光涂層作為模板而被修改。
[0022]一個表面涂層(如一個保護層)可以可任選地提供在這些感光材料涂層中的一個或兩個上。這個表面涂層典型地處于惰性涂層的形式。
[0023]在使用中，該結構的第一和/或第二面(相繼地或同時地)暴露于感光材料對其敏感并且涂布基底對其不透明的輻射，該輻射被稱為固化輻射。使感光材料在適合的條件(例如，輻射強度、暴露時間等)下暴露，以使該感光材料經(jīng)受如以上所討論的輻射誘導的固化反應，從而典型地引起溶解性的變化。
[0024]在另一個方面，本發(fā)明提供一種對根據(jù)本發(fā)明的可光圖案化的結構進行光圖案化的方法，該方法包括使第一和第二感光材料暴露于這些感光材料對其敏感但是涂布基底對其不透明的固化輻射。
[0025]因此將顯而易見的是，通過選擇適合的基底、感光材料以及固化輻射，這樣可以避免穿通固化，從而使雙面光圖案化可行。
[0026]該結構的這些面典型地以逐圖案的方式暴露于輻射以產(chǎn)生光圖案化，其中兩個面上的圖案典型地是不同的。如本領域中所熟知的，將這些面選擇性地暴露于固化輻射從而產(chǎn)生光圖案化可以按照多種方式來進行，這些方式包括:通過經(jīng)由成像到該感光材料上或與該材料相接觸或靠近該材料的一個掩模或光圈的暴露；通過將該感光材料暴露于輻射的一個小區(qū)域，然后移動或掃描該小區(qū)域以形成一個所希望的圖案，例如通過用激光束直接書寫或通過光圈擋片的移動來進行；或者通過使該輻射衍射到該材料上從而形成一個干擾圖案，例如通過光柵或隙縫、或通過投射全息圖來進行。
[0027]在第一和第二面上的感光材料上的輻射暴露圖案典型地是不同的。
[0028]因為該基底對固化輻射是不透明的，所以沒有穿通固化發(fā)生，這樣使得可以通過第一和第二面上的感光材料的固化反應而產(chǎn)生兩個不同的圖案。因此，本發(fā)明的可光圖案化的結構可以按照一種迄今為止不可能的方式用于雙面光圖案化。
[0029]在固化反應之后，感光材料可以按照常規(guī)的方式進行處理，典型地使用一種顯影介質(zhì)(典型地是一種或多種溶劑)而使該感光材料經(jīng)受顯影處理，以便選擇性地從基底去除可溶的感光材料，從而在基底的第一和第二面上留下不可溶的感光材料的圖案，典型地在這兩個面上留下不同的圖案。
[0030]在具有表面涂層的實施例中，此表面涂層優(yōu)選地在顯影介質(zhì)中是可溶的；如果不是，那么該表面涂層應在顯影步驟之前例如通過用一種適合的溶劑進行處理而被去除。
[0031](在一個或兩個面上)所產(chǎn)生的圖案化的感光材料可以起許多作用。例如，它可以形成一個蝕刻掩模，該蝕刻掩模保護底層材料免受濕式或干式蝕刻處理；它可以形成一個模版，該模版防止后續(xù)材料被沉積在該底層材料上(例如，通過金屬的蒸發(fā)或電鍍)；并且它可以形成一個模板，在該模板上形成了一個后續(xù)層(例如，該后續(xù)層可以是用于無電鍍的一種催化劑、或化學或生物種類可以結合到其上的一種反應性層)。
[0032]使用根據(jù)本發(fā)明的一種結構使得能夠同時地或在第一面已經(jīng)顯影之前在基底的兩面上進行光圖案化。
[0033]必須考慮基底和感光材料的特性來選擇固化輻射。
[0034]在基底對其透明的波長與感光材料對其敏感的輻射的波長不存在重疊的情況下，有可能使用具有任何波長的固化輻射，其條件是該固化輻射包括這些感光材料對其敏感的一個或多個波長。具體地說，有可能使用寬頻帶的輻射源。適合的寬頻帶源是眾所周知的，其中方便的源包括水銀弧光燈，該水銀弧光燈發(fā)射波長為從260nm且更長的輻射。例如，在一個實施例中，對處于在200nm與365nm之間的區(qū)域中的輻射敏感的感光材料是作為第一和第二感光材料，并且被涂布到來自杜邦帝人薄膜公司的Teonex Q65PEN薄膜的兩面上。這種材料對短于375nm的波長具有僅為2%或更小的透射率。該材料以分團案的方式(例如通過使用一個掩模)暴露于來自水銀弧光燈的寬頻帶照明，該水銀弧光燈發(fā)射波長為從260nm且更長的輻射。盡管基底將會強烈地透射高于375nm的輻射，但感光材料在這些長波長下并不吸收并且因此在基底的遠側面上不暴露，即，該系統(tǒng)在薄膜的透射區(qū)域中的重疊功能接近零，所以不存在穿通固化。
[0035]在一種方法中，本發(fā)明根據(jù)發(fā)色團而使用吸收所具有的波長與可以被該基板透射的波長相比更短的光的感光材料。
[0036]那么相比之下，在基底對其透明的波長與感光材料對其敏感的輻射的波長存在重疊的情況下，必須使用一個適合地選擇的輻射源。例如，可能適當?shù)氖鞘褂镁哂蟹浅Ｕ陌l(fā)射光譜的一個輻射源，如激光、發(fā)光二級管(LED)或過濾原子發(fā)射燈，如發(fā)射處于約365nm的窄頻帶的輻射的水銀1-線源。這類輻射源可以例如與具有相對寬的敏感度光譜的感光材料結合使用。例如，在一個實施例中，對從200nm至450nm的輻射敏感的感光材料被用作第一和第二感光材料，并且被涂布到Teonex Q65PEN薄膜基底的兩面上。使該薄膜的頂面以逐圖案的方式(例如通過使用一個掩模)暴露于來自三倍頻率的Nd = YAG激光的355nm的輻射。盡管該基底材料在感光材料吸收光的區(qū)域內(nèi)是透射性的，但暴露源發(fā)射僅處于被該基底材料強烈吸收的非常窄的波長頻帶的光。這意味著該系統(tǒng)在該薄膜的透射區(qū)域內(nèi)的重疊功能為零，并且感光材料的底層沒有被暴露，所以不存在穿通固化。
[0037]在該基底包含偏振材料(線性的或圓形的)的情況下，則通過使用適當?shù)钠窆庥锌赡芊乐构馔干渫ㄟ^基底并且因此避免穿通固化。在一個具體實施例中，在輻射源發(fā)射偏振光(或者它被過濾成發(fā)射偏振光)的情況下，該基底材料僅需要對遍及以下區(qū)域的光的那個偏振具有減小的透射率，在該區(qū)域中，基底對其透明的波長與感光材料對其敏感的輻射的波長存在重疊。例如，如果該輻射源南北偏振，則該基底材料只需要阻擋對這種偏振的透射，并且可以對在東西方向上偏振的輻射進行完全透射。這可以通過使用一片偏振材料作為基底來實現(xiàn)。另一個實例使用四分之一波長擋片和線性偏振器的組合，該組合將阻擋/透射順時針或逆時針圓偏振光中的一個或另一個。這樣一種安排將在如液晶顯示器的顯示裝置中具有特別的用途，并且例如可以允許在一個顯示器中將觸摸屏功能性與偏振器功能性相結合，以便減少層的總數(shù)目并且因此減小裝置厚度和重量。
[0038]寬頻帶輻射源典型地比窄頻帶輻射源便宜?？赡苄枰紤]輻射源的強度來確定固化時間，并且具體地說，在窄頻帶源的情況下可能有必要使用更高的強度。
[0039]感光材料的反應速率可以是線性的或非線性的。例如，反應性種類的生成速率(或物理變化的速率)相對于入射輻射的強度可能是超線性的(例如，反應速率可能與入射強度的平方成比例)。另外，感光材料可以是飽和的，這樣使得在某一入射強度之上反應速率可以不再增大。
[0040]該系統(tǒng)的效力還可以取決于福射源的強度和暴露的持續(xù)時間。例如，將該系統(tǒng)暴露于更高強度的輻射更短的時間，與暴露于更低強度更長的時間相比，可以引起暴露的與未暴露的面之間的更高的反差。這將尤其適用于超線性系統(tǒng)(例如，其中反應速率隨入射強度的平方變動的系統(tǒng))。這同樣將適用于其中外在效應可以抑制更低強度下的反應的系統(tǒng)(例如，基于自由基的UV固化樹脂中的氧抑制)。
[0041]感光材料所經(jīng)受的光化學反應必須進行到充分的程度，以便防止該材料在隨后反應(如顯影處理)的過程中被去除。這不一定要求100%的反應。例如，UV誘導的交聯(lián)反應可能需要進行到充分反應的僅20%，以便使樹脂膠化并且使其在顯影介質(zhì)中不可溶。然而在這種情況下，其中基底允許對感光材料對其敏感的輻射的有限的透射的一個系統(tǒng)可能是可接受的，其條件是反應條件、特別是暴露時間是這樣以使得在該基底遠離輻射源的一面上的感光材料中發(fā)生不充分的反應，從而改變該感光材料的溶解性特性。
[0042]在另一個方面，本發(fā)明提供根據(jù)本發(fā)明的一種可光圖案化的結構，連同使用說明。這些說明應該指明適當?shù)墓袒椛洌缇筒ㄩL、光是否應該偏振以及在這種情況下的取向等而言。也可以給出適合的輻射強度。同樣希望指明適合的固化時間。
[0043]還可以就感光材料和固化輻射的光譜重疊函數(shù)(SOF)對本發(fā)明進行考慮和分析。為此，需要定義各種術語。[0044]一種感光材料的“吸收光譜”是該材料在一個波長范圍下所吸收的入射電磁輻射的部分。
[0045]感光材料的“敏感度光譜”類似于該感光材料的吸收光譜，但被定義為所希望的化學反應性種類的生成速率與用于這些光化學種類的波長的曲線。
[0046]“感光材料的敏感度區(qū)域”是以下電磁光譜區(qū)域:在該電磁光譜區(qū)域下，感光材料中的輻射吸收引起反應性種類的生成，從而導致材料中所希望的變化(例如，交聯(lián)或呈現(xiàn)可溶性)。這是其中敏感度光譜顯示出有限的生成速率，或者其中該生成速率大于最大值的約1%的電磁光譜區(qū)域。
[0047]應注意，感光材料的敏感度光譜和敏感度區(qū)域與吸收光譜是不一樣的，因為該吸收光譜可能包括由光躍遷而引起的特征，這些光躍遷不引起所希望的化學反應性種類的生成。例如，已經(jīng)摻雜有藍色染料的光反應性材料將具有在紅或紅外中的吸收特征，該特征將歸因于該染料并且將不生成反應性種類。
[0048]輻射源的“發(fā)射光譜”是用于在光圖案化過程中使感光材料暴露的輻射源的發(fā)射光譜(mWcmW)。
[0049]包括根據(jù)本發(fā)明的用于與特定的輻射源一起使用的一個結構的特定系統(tǒng)的“光譜重疊函數(shù)”(SOF)被定義為感光材料的敏感度光譜與輻射源的發(fā)射光譜的產(chǎn)物(通過將在敏感度光譜與輻射源的光譜的每個波長下的值一起相乘而獲得)。
[0050]必須考慮系統(tǒng)的SOF來選擇基底。
[0051]在光化學圖案化反應中最重要的輻射波長是在其中光譜重疊函數(shù)是有限的，即，其中敏感度光譜或發(fā)射光譜的值皆非零的那些波長。事實上，考慮在其中SOF是大于其峰值的10%的區(qū)域是適當?shù)?。這是因為盡管在暴露于在其中SOF介于O與其峰值的10%之間的輻射波長時，感光材料的反應仍然可以繼續(xù)進行，但與其中SOF更高的區(qū)域相比，在此區(qū)域中該反應將是非常緩慢的。
[0052]本發(fā)明因此提供一種用于對一種光學透明的基底的第一和第二面上的感光材料進行光圖案化的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括具有給定光譜的一個輻射源；具有給定敏感度光譜的感光材料；以及具有給定透射光譜的一種基底材料。
[0053]該系統(tǒng)的部件被選擇成使得該基底材料對處于在其中光譜重疊函數(shù)大于其最大值的約10%的光譜區(qū)域中的電磁輻射具有有限的透射?？赡苡幸娴氖遣扇∵@樣一個方案:其中SOF大于這個理論最小值并且優(yōu)選地該系統(tǒng)是這樣的使得SOF大于其最大值的約50%、可能地大于其最大值的約80%。
[0054]光譜重疊函數(shù)一般將具有比輻射源的發(fā)射光譜與感光材料的敏感度光譜的總和窄的光譜。一個寬頻帶暴露源(例如，一個高壓水銀燈)可以與只吸收處于200nm與320nm之間的輻射的感光材料結合使用。具有相對寬的敏感度光譜的感光材料可以與具有非常窄的發(fā)射光譜的暴露源(例如，激光、LED或過濾原子發(fā)射燈，如水銀1-線源)結合使用。
[0055]本發(fā)明還涵蓋由根據(jù)本發(fā)明的一種可光圖案化的結構或通過使用本發(fā)明的方法所產(chǎn)生的一種圖案化的結構。所產(chǎn)生的結構典型地在第一和第二面上具有不同的圖案。
[0056]可以使所產(chǎn)生的結構經(jīng)受進一步的處理步驟。例如，該圖案化的材料可以用作一個掩模以用于蝕刻底層材料；或者用作一個模板以用于材料在底層基底上或在該模板本身上生長。[0057]感光材料的暴露還可以弓I起物理變化，如膨脹(它可以在沖壓中使用)、充電或放電(例如，激光印刷機)或顏色變化(照相術)。
[0058]本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了在有用于電子學、光學以及相關學科領域中的物品、特別是具有在信息顯示器(如視覺顯示器和觸摸屏、特別是電容式觸摸屏)中所涉及的透射層的物品的制造中的特別應用。
[0059]將在以下實例中并且參考附圖通過例證的方式對本發(fā)明進行進一步說明。
[0060]在附圖中:
[0061]圖1是展示在圖案化之前的根據(jù)本發(fā)明的一種可光圖案化的結構的一個示意圖；
[0062]圖2是類似于圖1的、在圖案化之后的該結構的一個視圖；
[0063]圖3是一對圖表，其中圖3a示出一種特定的感光材料的敏感度光譜(以實線示出并且標記為“速率”)和一個特定的輻射源的發(fā)射光譜(以虛線示出并且標記為“強度”)，并且圖3b示出該感光材料和輻射源的光譜重疊函數(shù)(SOF)；
[0064]圖4是類似于圖3的、針對不同的感光材料和輻射源的一對圖表；并且
[0065]圖5是類似于圖3的、針對不同的感光材料和輻射源的另一對圖表。
[0066]附圖詳細說明
[0067]參見圖1，圖1示意性地(并且不按比例地)示出了根據(jù)本發(fā)明的一種可光圖案化的結構10,該結構包括一片光學透明的基底材料12,該基底材料具有相反的第一和第二面
14、16。每個面具有相同感光材料的一個涂層18、20。
[0068]在使用中，該結構的這些面通過使用對應的掩模22、24以分團案的方式而暴露于來自一個源(未示出)的固化輻射。這兩個面方便地同時進行暴露。這兩個掩模具有不同的圖案。如以上所解釋的，考慮基底和感光材料的特性來選擇該固化輻射。在適當?shù)臈l件(例如，時間)下暴露于固化輻射導致僅僅感光層18、20未被掩模覆蓋的暴露部分發(fā)生反應，而不發(fā)生穿通固化，并且改變了感光材料相對于特定的顯影介質(zhì)的溶解性特性。在所展示的實施例中，使用一種正作用感光材料，該材料在暴露于固化輻射時從不可溶狀態(tài)轉變成可溶狀態(tài)。在適當條件下用顯影介質(zhì)進行處理導致選擇性地去除僅在反應的暴露區(qū)域中的感光材料，從而在基底上僅在相應于掩模的那些區(qū)域上(在圖2中所示的圖案26和28中)留下可光固化的材料。因為沒有發(fā)生穿通固化，所以有可能在該基底的相反面上產(chǎn)生不同的圖案。
[0069]圖3展示了具有相對寬的敏感度范圍(從約280nm至420nm)的一種感光材料的敏感度光譜、和相對窄頻帶輻射源(例如，水銀1-線源)的集中在約365nm的發(fā)射光譜，以及所產(chǎn)生的光譜重疊函數(shù)。
[0070]圖4類似于圖3，但是卻針對與較寬頻帶輻射源如發(fā)光二級管聯(lián)接的、具有相對窄的敏感度范圍(從約250nm至320nm)的一種感光材料。
[0071]圖5類似于圖3，針對與高能尾的寬頻帶輻射源如鹵鎢燈一起使用的、具有相對窄的敏感度范圍(從約240nm至360nm)的一種感光材料。
[0072]在以上所有情況中，透射全部可見光譜但是卻吸收UV光的一種光學透明的基底，例如聚萘二甲酸乙二酯，可以用作根據(jù)本發(fā)明的一種結構的基底，而不發(fā)生穿通固化。
[0073]SM
[0074]實例I[0075]為了證實基底材料的光譜透射的作用，在兩種不同的基底薄膜上制備多個樣品。
[0076]基底:
[0077]1.PET-PMX726, 50 μ HiFi 薄膜
[0078]2.PEN-Teonex Q65FA, 100 μ 杜邦帝人薄膜
[0079]一直低到315nm，PET具有強的光透射率(高于10%)。另一方面，PEN在低于375nm下吸收強烈。
[0080]在這些實驗中，采用Irgacure907 (Irgacure是商標)作為光引發(fā)劑材料。Irgacure907在300nm與320nm之間具有其峰值吸收。高于340nm,此吸收降低至遠低于其峰值的10%。
[0081]涂層:
[0082]所有的涂層以12 μ的刮涂棒來涂覆并且然后在50°C下在熱板上干燥5分鐘。
[0083]使用以下一個3層處理:
[0084]1.首先將一個基層涂布至每個基底的兩面上并且然后使用IkW水銀燈來固化。這是為了確保一個相容的表面能以用于后續(xù)涂層。
[0085]2.然后一個感光材料活性層被涂布在這些基層頂上并且被干燥。
[0086]3.然后一個惰性頂涂層被涂覆在這些活性層頂上。使此惰性頂涂層干燥以給出一個清晰的、不粘的表面涂層薄膜，該薄膜降低了固化過程中的氧抑制并且保護光掩模免受來自活性層的固化時的污染的任何損害。小心地將頂涂層配制成在有待在預設情況下使用的顯影介質(zhì)(DMS0/丙酮)(DMS0是二甲基亞砜)中是可溶的，同時能夠從不攻擊底層感光材料涂層的一種溶劑(在此情況下是水)而被應用。
[0087]三種配制品如下:
[0088]第一層(基層)
[0089]
【權利要求】
1.一種可光圖案化的結構，包括具有第一和第二面的一個光學透明的基底、該基底在該第一面上的一個第一感光材料涂層、以及該基底的該第二面上的一個第二感光材料涂層，該涂布的基底對于具有該第一和第二感光材料對其敏感的一個或多個波長的電磁輻射是不透明的。
2.根據(jù)權利要求1所述的結構，其中該基底是平坦的，其中該第一和第二面彼此相反。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的結構，其中該第一和第二感光材料是相同的。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的結構，進一步包括在具有感光材料的這些涂層中的一個或兩者上的一個表面涂層。
5.根據(jù)權利要求4所述的結構，其中該表面涂層可溶于適用于在固化之后去除該感光材料中使用的顯影介質(zhì)之中。
6.根據(jù)以上權利要求中任一項所述的結構，其中該感光材料包括用于無電鍍的一種催化劑。
7.根據(jù)以上權利要求中任一項所述的結構,其中該基底包括偏振材料。
8.一種對根據(jù)以上權利要求中任一項所述的可光圖案化的結構進行光圖案化的方法，該方法包括使該第一和第二感光材料暴露于這些感光材料對其敏感但該涂布的基底對其不透明的固化輻射。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中該結構的該第一和第二面同時暴露于固化輻射。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的方法，其中該結構的這些面以逐圖案的方式暴露于輻射以便產(chǎn)生光圖案化。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中在這兩個面上的圖案是不同的。
12.根據(jù)權利要求8至11中任一項所述的方法，其中在該固化反應之后，選擇性地使用一種顯影介質(zhì)使這些感光材料經(jīng)受一個顯影處理，以便從該基底去除可溶的感光材料，從而在該基底的該第一和第二面上留下不可溶的感光材料的圖案。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中該顯影介質(zhì)還去除該結構上的任何表面涂層。
14.根據(jù)權利要求8至13中任一項所述的方法，其中該基底對其透明的波長與這些感光材料對其敏感的輻射波長不存在重疊，并且該結構被暴露于來自一個寬頻帶的輻射源的固化輻射。
15.根據(jù)權利要求8至13中任一項所述的方法，其中該基底對其透明的波長與這些感光材料對其敏感的輻射波長存在重疊，并且該結構被暴露于來自一個窄發(fā)射光譜輻射源的固化輻射。
16.根據(jù)權利要求8至15中任一項所述的方法，其中該基底包括偏振材料，并且該結構被暴露于適當?shù)钠窆狻?br> 17.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的可光圖案化的結構，該結構連同使用說明。
18.根據(jù)權利要求17所述的結構，其中這些說明指明適當?shù)墓袒椛洹?br> 19.一種由根據(jù)權利要求1至7、17或18中任一項所述的可光圖案化的結構或通過使用如權利要求8至16中任一項所述的方法所產(chǎn)生的圖案化的結構。
20.根據(jù)權利要求19所述的圖案化的結構，該圖案化的結構在該第一和第二面上具有不同的圖案。
21.根據(jù)權利要求19或20所述的圖案化的結構，其中該基底包括形成一種顯示器結構的一部分的偏振材料。
22.一種觸摸屏、特別是一種電容式觸摸屏，包括根據(jù)權利要求19、20或21所述的一種圖案化的結 構。
【文檔編號】G06F3/041GK103502890SQ201280013523
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年2月27日 優(yōu)先權日:2011年3月18日
【發(fā)明者】P.G.本特利, D.S.托馬斯 申請人:傳導噴墨技術有限公司