专利名称：：彩虹灯饰用光栅的制造方法
技术领域：
：本发明是关于精细化工品和光化学加工的彩虹灯饰用光栅的制造方法，特别是感光胶的配制和相应的光化学加工方法。本方法制造的彩虹灯饰用光栅，面积可达2×2吋以上，细线条(500线对/毫米)，光栅具有良好的抗蚀能力，在醋酸水溶液(1∶10)，盐酸溶液(1∶10)，家用中性洗涤剂(1∶100)，75%乙醇，无水乙醇等溶液中浸泡24小时，光栅薄膜完好无损，不起泡、不脱落。用本方法可制得弯曲的光栅薄膜。现有技术中用于制造能显现彩虹色彩光栅的材料，都是使用特殊的高分辩率银盐感光片〔中山大学物理系应用科技成果，1988年4月〕用激光干涉的方法产生干涉条纹并用银盐感光材料纪录，制得可显现彩虹色彩的光栅片。由于银盐感光材料价格昂贵，激光加工又较复杂，因此用此法制造彩虹灯饰片成本较高。如广东中山县竹源电器灯饰厂生产的彩虹灯饰片，其加工费为400元/平方米，〔信息时报1988年11月5日〕。在现有技术中，目前在印刷电路板工业，全息照相技术中曾使用非银盐感光液，接触式光刻方法也在集成电路和电路板制作中使用，但作为大面积(2×2吋以上)的细线条(500线对/毫米)的灯饰用非银盐感光材料光栅的制造未见有报导。〔“印刷电路技术”四川科学出版社，1984年〕、〔“全息纪录材料”科学出版社，1984年P101～105〕、〔“光致抗蚀剂”科学出版社，1977年P62～107〕单一的明胶/重铬酸盐或单一的聚乙烯醇/重铬酸盐体系用作制造光栅，其耐水显影性和分辩率都较差，因而难于获得高分辩率(500线对/(毫米)的光栅。本发明的目的在于提供一种用于涂布玻片的感光胶，这种感光胶是采用两种不同聚合度的聚乙烯醇混合液，使胶液对基材有良好的附着力，可耐流水冲洗15分钟以上而不发生曝光区的脱落，同时保留有高分辩率的特点，以较大量的重铬酸铵溶液作光敏剂，使感光胶有较高的光敏性，使所形成的光交联区域有高的密度，因而形成的彩虹颜色较好，本发明提供一种在特定的条件下，把感光胶直接涂布于玻片上，通过接触式光刻操作的方法制得大面积(2×2吋以上)细线条(500线对/毫米)的彩虹光栅。由本法制备的用于制光栅的感光胶成本比之现有技术中采用的银盐感光胶要低得多，其成本约为1元/公斤，每公斤胶液可加工1平方米彩虹光栅，大大降低了彩虹光栅的制造成本。本法分二步完成。一、感光胶液的制取。本法采用聚合度为800～1000，醇解度为88%的聚乙烯醇和聚合度为1750～1800，醇解度为88%的聚乙烯醇配成10%的水溶液，以5～6∶1(重量比)混合，然后再加入浓度为10～20%重铬酸铵水溶液作光敏剂配成感光胶液。其三者固体重量比为50～60∶10∶6～12。单一的聚乙烯醇/重铬酸盐与两种不同聚合度的聚乙烯醇混合/重铬酸盐作感光胶的对比试验效果</tables>从上表比较结果可说明采用两种不同聚度的聚乙烯醇的混和液作感光胶，制得的光栅最优。二、彩虹光栅的制造将由本法制得的感光胶用旋转涂布法直接涂布于光洁的玻片上，把涂布后的玻片平放在电热烘箱内，并在60℃下干燥(烘干)15分钟，取出玻片，用掩模复盖、压紧，在80瓦高压汞灯下进行曝光，灯与玻片距离为10cm，曝光时间为6～8分钟，然后经水冲洗，再经250瓦红外线灯、灯距为10cm，烘干15分钟，即制得彩虹光栅。优先选择条件1.聚乙烯醇A的聚合度为800～1000，聚乙烯醇B的聚合度为1750～1800，它们的醇解度均为88%。2.聚乙烯醇A∶聚乙烯醇B∶重铬酸铵的重量比为50～60∶10∶6～12。3.配好的感光胶在室温暗处可以保留7～10天。4.涂布后的玻片前烘温度为60℃，时间为15～20分钟并在4小时内使用。5.高压汞灯为80瓦，灯距为10cm，时间为6～8分钟。6、红外灯为250瓦，灯距为10cm，时间为15分钟。实施效果本方法使用对聚乙烯醇重量为10～20%的重铬酸铵作光敏剂，其用量的多少对形成的彩虹光栅有着明显的影响，当重铬酸铵较少时，感光度较低，而且曝光后，交联密度较低而使光栅的彩虹色彩较淡，当重铬酸铵过多时，所得到的光栅彩色过深，外观较差。本法由于使用了较多的光敏剂，涂片对光和热较敏感，必须控制涂片的前烘温度和烘后的放置时间，过高的前烘温度和过长的放置时间将引起涂片感光度和分辩率下降。前烘温度最好控制为60℃，时间为15～20分钟，烘后放置时间为4小时内使用，这样保证了高分辩率。经试验，配制好的胶液可在20～30℃暗处保存7～10天内使用，若胶液久放后(超过10天)使用，则感光度和分辩率均有所下降。为了得到高分辩率，应使用反差强烈的阶梯式光栅，而不是正弦光栅作为模板。本法选用铬板作模板以获得足够的反差。曝光时采用专用的夹具如电子工业用的光刻曝光台或印刷工业制版用的曝光机，这样使得模板与涂片紧密接触。在显影时，本法条用流动水冲洗显影，获得最佳显影效果，若用盆式显影，由于非曝光区的溶解速度较慢而得到的图形反差较小，彩虹色彩较淡。本法使用红外灯照射，快速坚膜以获得牢固的分辩率高的光栅膜。不经坚膜处理的光栅机械强度较低，分辩率也较低，因而易脱落，利虹色彩较淡。本方法制得的光栅面积可达2×2吋以上，光栅的彩虹色彩漂亮且具有良好的抗蚀能力，用常规方法清洗而不破损，可作灯饰用。由本法制得的光栅在1∶10的醋酸水溶液;1∶10的盐酸溶液;1∶100的家用洗涤剂溶液;75%乙醇;无水乙醇中，在室温(25～30℃)下浸泡24小时后，光栅薄膜完好无损，不起泡、不脱落，光栅效果不变。用本发明方法，在经过处理的涤纶膜上，可制得可弯曲的光栅薄膜以适应不同的使用要求，如曲面彩虹片等。实施例一、感光胶液的制取将10克聚合度为800～1000，醇解度为88%的聚乙烯醇溶于100毫升水中，为加速溶解可使用水浴加热，当聚乙烯醇完全溶解后，经冷却后，用尼龙网过滤以除去机械杂质及未完全溶解的胶粒，得溶液A。将10克聚合度为1750～1800，醇解度为88%的聚乙烯醇，用前述同样方法配制成溶液B。将20克重铬酸铵溶于100毫升水中，过滤得溶液C。将A、B、C溶液以50∶10∶6比例(重量比)均匀混合即制得感光胶液。此胶液在20～30℃，暗处可以保存7～10天。二、彩虹光栅的制造将由本法制得的感光胶液用旋转法涂布于用铬酸洗液清洗过并用自来水和去离子水冲洗干净的平坦玻璃片表面，经涂布后的玻片平放在电热烘箱内并在60℃干燥15分钟，取出玻片，在光刻用曝光台或制版用曝光机上，用刻有500线对/毫米光栅的铬板玻璃掩模作接触式光刻，光源为80瓜高压汞灯，灯距为10cm，曝光6～8分钟后，取出玻片，在流动水中冲洗10～15分钟，然后用去离子水冲洗干净，最后用250瓦红外线灯，灯距为10cm下烘15分钟即得彩虹灯饰用光栅。权利要求1.一种属于精细化工品和光化学加工的彩虹灯饰用光栅的制造方法，其特征在于所用的感光胶由不同聚合度的两种聚乙烯醇以一定的比例(重量比)混合，并加入重铬酸铵作为光敏剂配制而成，将此胶液直接涂布于光洁玻片上，经前烘、曝光、显影、坚膜得到合用的光栅。2.根据权利要求1所说的彩虹灯饰用光栅的制造方法，其中用于制感光胶的两种聚乙烯醇的聚合度分别为800～1000，1750～1800，醇鲜度均为88%。3.根据权利要求1所说的彩虹灯饰用光栅的制造方法，其中所说的两种不同聚合度的聚乙烯醇的重量比为5～6∶1。4.根据权利要求1所说的彩虹灯饰用光栅的制造方法，其中用于制备感光胶的两种聚乙烯醇与重铬酸铵的比例为50～60∶10∶6～12(重量比)。5.根据要求1所说的彩虹灯饰用光栅的制造方法，其中前烘温度为60℃，时间为15～20分钟。6.根据权利要求1所说的彩虹灯饰用光栅的制造方法，其中曝光是使用80瓦高压汞灯，灯距为10cm，时间为6～8分钟。7.根据权利要求1所说的彩虹灯饰用光栅的制造方法，其中所说的显影是在流动水中冲洗10～15分钟。8.根据权利要求1所说的彩虹灯饰用光栅的制造方法，其中所说的坚膜是采用250瓦红外灯，灯距为10cm，时间为15分钟。全文摘要本发明方法是用两种不同聚合度的聚乙烯醇溶液与重铬酸铵混合，得到高分辩率的、耐水冲洗显影的感光胶液。用此胶液以接触式光刻方法可制得大面积的彩虹光栅，其线密度为500线对/毫米，面积为2×2英寸以上，所制得的光栅耐家用化学品清洗，可以用作灯饰。由于使用了价格低的非银盐材料和简单的曝光方法，本法加工工艺简单，成本较低，经济效益较大。文档编号G02B5/18GK1049412SQ89106318公开日1991年2月20日申请日期1989年8月8日优先权日1989年8月8日发明者吕广镛申请人:华南师范大学