曲面形光罩、具彩色光阻图案的曲面装置及其制作方法与流程

本发明关于一种彩色光阻，特别关于一种曲面形光罩、具彩色光阻图案的曲面装置及其制作方法。

背景技术：

目前，智能型装置如智能型手机、智能型手表、智能型医疗器材等，都搭配有大屏幕让用户观看屏幕上的信息。这些具有大屏幕的装置，除了功能强大外，逐渐都走向个性化、美观的造型设计，包括外观、形状、色彩等。这些都必须透过令人激赏的外壳设计与制造来实现。而目前，曲面化的外壳造型，特别吸引人，也逐渐成为智能型装置的未来潮流。

目前，对于智能型装置的曲面化外壳的图案制作，有以下几种工法：第一种工法：转印技术。透过预先制作的平面图样，再转印到目标的曲面。此种工法的加工成本低，但加工速度慢、材料成本高，且线路分辨率差。第二种工法：喷墨+激光雕刻。透过喷墨方法将颜料喷至目标的曲面，再透过激光雕刻的方式将图案刻出。此种工法加工成本高且加工速度慢，设备成本也很高，材料成本也高，优点是，线路分辨率高，可达20μm(微米)。

因此，如何能开发出同时具备加工成本低、加工速度快、材料成本低、线路分辨率高的多重优点，并且，可曲面外壳上制作出彩色图案的方法，成为智能型装置厂商所希求的发展方向。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种加工成本低、加工速度快、材料成本低、线路分辨率高的曲面形光罩、具彩色光阻图案的曲面装置及其制作方法。

为达到上述目的，本发明提供一种具彩色光阻图案的曲面装置，包含：一曲面基材；及至少两层彩色光阻层，形成于该曲面基材上；其中，该至少两层彩色光阻层共同构成一图案，该图案可视。

本发明另提供一种曲面形光罩，包含：一曲面玻璃基材；一含金属材料层，形成于该曲面玻璃基材上；其中，该含金属材料层构成一曲面形光罩图案，该图案可视。

本发明更提供一种形成彩色光阻图案的方法，包含：依序以喷涂法形成至少两层彩色光阻层的一彩色光阻复合层于一曲面基材上；以一曲面形光罩对该彩色光阻复合层进行一次曝光程序，该曲面形光罩具有预定的一图案；移除非该图案的彩色光阻复合层的部分，以构成一彩色光阻图案；及硬化该彩色光阻复合层。

本发明提供的一种曲面形光罩、具彩色光阻图案的曲面装置及其制作方法，可解决传统技术的加工速度慢、材料成本高、无法兼具线路分辨率高的状况，达到加工成本低、加速速度快、材料成本低、线路分辨率高等综合技术功效。

附图说明

图1A为本发明的彩色光阻图案的制作方法流程图的一实施例。

图1B为本发明的彩色光阻图案的制作方法流程图的又一实施例。

图2为运用本发明的形成彩色光阻图案的方法所制作的手机曲面基材俯视图。

图3A-图3G为本发明的彩色光阻图案的制作流程的实体制作流程的具体实施例示意图，图中显示沿图2的A-A线的剖面图。

图4A为本发明的彩色光阻图案的曲面形光罩的另一具体实施例剖面图，图中显示沿图4B的A-A线的剖面图。

图4B为本发明的彩色光阻图案的曲面形光罩的另一具体实施例俯视图。

图5A为本发明的彩色光阻图案的曲面形光罩的又一具体实施例剖面图，图中显示沿图5B的A-A线的剖面图。

图5B为本发明的彩色光阻图案的曲面形光罩的又一具体实施例俯视图。

图6为本发明的彩色光阻图案的电子显微摄影剖面图。

附图标记说明

10 曲面基材

21、22、23 彩色光阻层

211、221、231 未曝光彩色光阻层

212、222、232 已曝光彩色光阻层

30、30-1、30-2 曲面形光罩

31 图案部

32 非图案部

40 紫外光

步骤101：运用喷涂法依序形成至少两层彩色光阻层的一彩色光阻复合层于一曲面基材上；

步骤102：运用喷涂法依序形成至少两层彩色光阻层的一彩色光阻复合层于一曲面基材上，每次形成一层彩色光阻层后进行预热，再形成下一层彩色光阻层；

步骤103：预热该彩色光阻复合层；

步骤105：以一曲面形光罩进行曝光程序，该曲面形光罩具有预定的一图案；

步骤107：移除非该图案的彩色光阻复合层的部分，以构成一彩色光阻图案；

步骤109：硬化该彩色光阻复合层。

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

根据本发明的实施例，本发明提供了一个具彩色光阻图案的曲面装置及其制作方法，运用形成多层彩色光阻，再进行一次曝光的方式，来制作出高分辨率、低成本、高产能、能制作于曲面的壳体图案。

请参考图1A与图3A-图3G，本发明的彩色光阻图案的制作方法流程图的一实施例，其可制作出图2的手机曲面基材，其包含了以下几个主要的步骤：

步骤101：运用喷涂法依序形成至少两层彩色光阻层的一彩色光阻复合层于一曲面基材上；喷涂法可让每一层彩色光阻层有较佳的均匀性。在材料的选择上，曲面基材可为一玻璃曲面基材或一塑料曲面基材或一陶瓷曲面基材。

图3A-图3G的实施例(沿图2的A-A剖面图)，是以制作出图2的图案的手机的曲面基材10来逐步制作的实施说明例。其说明了本发明运用多层光阻层构成的复合光阻层，再运用一次曝光的方式的特殊技艺。彩色光阻的颜色，可以任意搭配。例如，想要图案以白色呈现，可采用第一层为白色、第二层为灰色或黑色，第三层(最上层)为透明色的彩色光阻，最简单的黑色，可以采用第一层黑色，第二层透明色。其中，最上层彩色光阻层可采用透明色，以防止刮伤且提高保护性。

换言之，本发明所指的彩色光阻，是指各种色彩的彩色光阻，包括白色、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、黑、透明(无色)，可由彩色光阻可形成的色系来选定。而透过多层的颜色配置，可搭配出各种色调的颜色。此外，光阻材料可采用正光阻或负光阻，均可达到本发明所要求的技术功效。此外，每个彩色光阻层的厚度介于0.5-30微米。

请同步参考图3A-图3C，本发明的彩色光阻图案的制作方法流程中的形成彩色光阻复合层的步骤。此实施例形成三层的彩色光阻复合层，分别于曲面基材10上形成彩色光阻层21、22、23；彩色光阻层23为最上层，可采用透明颜色的彩色光阻。

步骤103：预热该彩色光阻复合层。预热程序可以去除光阻中的溶剂，降低彩色光阻复合层的流动性，提高均匀性，使其不易产生形变。预热程序的温度介于摄氏70至120度，可视材料特性调整预热的温度与时间。

步骤105：以一曲面形光罩进行曝光程序，该曲面形光罩具有预定的一图案。此图案即为预定要制作的图案，例如，以智能型装置所需的屏幕边框图案，为一个环状长方形，因其为一个曲面，则为环状长方形曲面。此图案的线宽可大于10微米，换言之，分辨率可到10微米。

请同步参考图3D-图3E，此实施例采用了负光阻材料作为彩色光阻层的光阻材料，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。透过有预定图案的曲面形光罩30照射紫外光40，由于曲面形光罩30当中的图案部31为透明，而非图案部32则不透光，即可让预定形成图案的部分被曝光而形成已曝光彩色光阻层212、222、232以及未曝光彩色光阻层211、221、231；由于本实施例采用负光阻，所以，未曝光彩色光阻层211、221、231会被显影剂溶解而被移除。如果采用正光阻材料，则曲面形光罩30的预定图案就会倒反过来，已曝光彩色光阻层反过来会被显影剂溶解而被移除。

步骤107：移除非该图案的彩色光阻复合层的部分，以构成一彩色光阻图案。此步骤即为显影，也就是针对彩色光阻的光阻材料所调配的显影剂。透过显影剂的处理，未曝光彩色光阻层211、221、231即可被移除。曝光程序与移除程序即为黄光程序的部分，此技术为半导体工艺所熟知，于此不多加赘述。这两个程序完成后，即可获得本发明所要的预定图案。经过此步骤，即可将未曝光彩色光阻层211、221、231移除，只剩下已曝光彩色光阻层212、222、232，如图3F所示。

步骤109：硬化该彩色光阻复合层。运用低温烘烤法，温度介于摄氏100至180度，可让预定图案硬化。烘烤时间可视实际状况调整，依据彩色光阻层的特性、厚度与硬化后所需的硬度等等进行调整。硬化后的彩色光阻层的硬度介于2H-4H之间。

在步骤109的烘烤过程中，由于本发明所采用的多层彩色光阻层的结构，彩色光阻会于烘烤过程中形成流动性，而构成一个特殊的斜坡结构，使得最上层的彩色光阻接触到曲面基材。如图3G所示，图案彩色光阻层212、222、232都因为烘烤过程所产生的流动性而共同形成了一个斜坡结构，并且，三者都与曲面基材10接触。此种特殊的结构，就是因为本发明所采用的多层彩色光阻层，一次曝光、一次烘烤技术所产生，实为本发明的第二大特色。

本发明的第一大特色在于，形成多层的彩色光阻复合层后，再进行一次的曝光程序、移除程序而产生所需要的图案，可大幅降低生产时间与成本。同时，因为采用微影工艺而可提高分辨率。

接着，请参考图1B，本发明的彩色光阻图案的制作方法流程图的又一实施例，其可制作出图2的手机曲面基材，与图1A比较可发现，本实施例与图1A的实施例差异在于步骤102：运用喷涂法依序形成至少两层彩色光阻层的一彩色光阻复合层于一曲面基材上，每次形成一层彩色光阻层后进行预热，再形成下一层彩色光阻层，形成后再进行预热，依此类推。此步骤可让每层彩色光阻层形成之后，降低彩色光阻复合层的流动性，提高均匀性，使其不易产生形变。并可让每层彩色光阻层的接口明显区隔。

图1A是单一次预热的实施例，图1B则为多次预热的实施例，两种实施例本发明皆采用，因其具有不同的效果，可符合不同客户的需求。

图3D的曲面形光罩30，是采用近接式的曝光说明例。以下，将以接触式曝光的实施例来说明，并用负光阻材料与正光阻材料分别说明。

请参考图4A，运用本发明的彩色光阻图案的曲面形光罩的另一具体实施例剖面图，图4B则为曲面形光罩30-1的俯视图。运用图4B的光罩进行图4A的接触式曝光，可提高分辨率。此外，在此实施例中，由于采用负光阻材料，因此，中央的曲面形光罩30-1实质上为一片长方形光罩版，而曲面基板10则为两侧边具有曲度，其余的部分则为平面。因此，恰好曲面形光罩30-1的整体形状为平面。换言之，本发明的曲面形光罩的意涵在于，可用于曲面基板上的光罩，其并不限于曲面的概念。

不过，在图5A、图5B的实施例中，曲面形光罩30-2的整体形状，就等同于曲面基板10的形状。此是因为采用正光阻材料的因素。

换言之，曲面形光罩的形状，可视曲面形基板的形状、光阻材料采用正光阻材料或负光阻材料而有所不同。其目的在于让曲面基板能获得想要的图案。而曲面形光罩的基材可选用曲面形玻璃基材，而光罩图案的材料则为含金属材料层，可选自氮化钛、含铬材料、钼硅材料。

接下来，请参考图6，其为本发明的彩色光阻图案的电子显微摄影剖面图，可以发现，图案彩色光阻层212、222于边缘的部分形成明显的斜坡，并且，此实施例的图案彩色光阻层212、222厚度分别为3.63、1.79微米，可大幅降低使用的光阻材料，降低材料成本。此为本发明的第三大特色。

因此，运用本发明的形成彩色光阻图案的方法，可制作一种具彩色光阻图案的曲面装置，包含：一曲面基材；至少两层彩色光阻层，形成于曲面基材上；及其中，至少两层彩色光阻层共同构成一图案，且图案可视，也就是，此处的图案是让以视觉上为诉求的图案。运用微影工艺，本发明的图案分辨率高、材料使用少。此外，在图案边界处，至少两层彩色光阻层(彩色光阻复合层)构成一斜坡且每层彩色光阻层均与曲面基材相连接。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺的人，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定者为准。