專利名稱：具有提供輸出光區(qū)域控制的光提取結(jié)構(gòu)的光導裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光導裝置、組裝了光導裝置的設備和用于制備光導裝置的工藝。
背景技術：
許多電子設備使用背光源來為顯示器和其它組件提供照明。背光源常常使用光導 裝置，光導裝置使來自光源的光沿著背光源的廣度(extent)透射。對于背光源來說理想的 是，在視野中提供基本上均勻的亮度，而幾乎沒有可見的缺陷。要削弱或掩飾亮度的不均勻 性和其它缺陷，可以使用光散射元件(例如，擴散片)。然而，這樣的散射元件通常對光進行 導向使光遠離優(yōu)選的視軸，并且需要更高的功率輸出來實現(xiàn)同一水平的亮度。
用于對鍵盤和顯示器進行照明的光的有效利用在用電池提供動力的便攜式設備 中尤為重要，這是因為設備的照明消耗較大比率的功率開支。已經(jīng)使用光提取器從光導裝 置提取光，并用來提高光導裝置亮度的均勻性。 需要可以提高照明度、減少可見的缺陷和/或減小各種設備的功率需求的光導裝 置。本發(fā)明實現(xiàn)了這些及其他需要，并提供超越現(xiàn)有技術的其他優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例涉及光導裝置、組裝了光導裝置的背光源和設備以及用于制備光 導裝置的方法。本發(fā)明的一個實施例涉及一種光導裝置，該光導裝置具有在光導裝置的表 面上布置成圖案的光提取器。光提取器的圖案被構(gòu)造用于提高光導裝置的整個表面上的光 輸出的均勻性并用于減少可見的缺陷。光提取器的面密度基本上恒定或者與光提取器的提 取效率相反地變化。 本發(fā)明的另一個實施例涉及一種背光源，該背光源包括光源和光導裝置。光提取 器在光導裝置的表面上布置成圖案。提取器圖案被構(gòu)造用于提高光導裝置的整個表面上的 光輸出的均勻性。光提取器的面密度基本上恒定或者隨著光源的照明度增大而減小。
本發(fā)明的又一個實施例涉及一種具有被照明的鍵盤的設備。鍵盤包括鍵和與所述 鍵相關地布置的開關矩陣。鍵盤還包括光源和與光源相關地布置的光導裝置。光導裝置包 括第一區(qū)，該第一區(qū)被構(gòu)造用于對距光源相對較近的第一鍵進行照明；第二區(qū)，該第二區(qū) 被構(gòu)造用于對距光源相對較遠的第二鍵進行照明。光提取器在光導裝置的表面上布置成圖 案。光提取器被構(gòu)造用于提高光導裝置在第一區(qū)和第二區(qū)中的光輸出的均勻性。光提取器 在第一區(qū)中比在第二區(qū)中具有更大的面密度和更低的光提取效率。 本發(fā)明的再一個實施例涉及一種用于制備光導裝置的方法。該方法包括通過提供 光反應性組合物來形成光導裝置母板。光反應性組合物包括能夠經(jīng)歷酸引發(fā)的或自由基引 發(fā)的化學反應的至少一種反應性物質(zhì)以及至少一種多光子光引發(fā)劑體系。使該組合物的至 少一部分成像地曝露于足以引起至少兩個光子的同時吸收的光，從而在該組合物被曝露于 光的地方引起至少一個酸引發(fā)的或自由基引發(fā)的化學反應，所述成像地曝露的步驟以如下 方式進行，所述方式為有效地限定至少光提取結(jié)構(gòu)的圖案的表面，每個光提取結(jié)構(gòu)具有至少一種形狀因素，并且光提取結(jié)構(gòu)的圖案具有均勻的或不均勻的分布。使用光導裝置母板 形成光導裝置。光導裝置的至少一個第一區(qū)被構(gòu)造為與光源相對較近設置，光導裝置的至 少一個第二區(qū)被構(gòu)造為與光源相對較遠設置。光提取器在光導裝置的表面上布置成圖案， 該圖案被構(gòu)造用于提高光導裝置在第一區(qū)和第二區(qū)中的光輸出的均勻性并用于提高第一 區(qū)和第二區(qū)中的至少一個中的缺陷隱藏能力。光提取器在第一區(qū)中比在第二區(qū)中具有更大 的面密度和更小的提取效率。 本發(fā)明的以上概述并非旨在描述本發(fā)明的每個實施例或本發(fā)明的每種實施方式。 結(jié)合附圖并參照下文的具體實施方式
以及所附權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和成效，以及對 本發(fā)明更全面的理解將變得顯而易見并為人所領悟。


圖1A示出了包括光源的組件的一部分，其中，相對于光導裝置布置該光源；
圖1B示出了包括多個燈光源的組件的一部分，其中，相對于光導裝置布置所述多 個燈光源； 圖1C示出了光導裝置區(qū)域內(nèi)的光的變化； 圖2A至圖2F示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的光提取器的各種形狀；
圖2G是根據(jù)本發(fā)明實施例的光導裝置上的光提取器陣列的掃描電子顯微圖；
圖3A和圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的可用于控制光提取效率的形狀特征；
圖4A是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有光提取器圖案的光導裝置的俯視圖，其中，光提 取器在光導裝置的整個表面上具有基本均勻的間距； 圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有光提取器圖案的光導裝置構(gòu)造，光提取器 在整個光導裝置表面上大體具有減小的面密度和增大的提取效率； 圖4C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有光提取器的圖案的另一光導裝置構(gòu)造，其 中，光提取器在光導裝置的整個表面上具有隨照明度的增大而減小的面密度和增大的提取 效率； 圖5A是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有光導裝置的鍵盤的剖視圖，其中，光導裝置具有 光提取器以用于鍵照明； 圖5B和圖5C是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于對鍵盤的鍵進行照明的光導裝置的兩種 構(gòu)造的俯視圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的用在光刻工藝中的曝光系統(tǒng)的示意圖，其中，該光刻 工藝用于制造母板，該母板用于制備光導裝置；以及 圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于設計光導裝置的工藝的流程圖。 雖然本發(fā)明可具有各種改進和替代形式，但其特定實施例已經(jīng)以舉例的方式在附
圖中示出，并將被詳細描述。然而，應當明白，其目的并不是將本發(fā)明限定于所描述的具體
實施例。相反，本發(fā)明覆蓋所有在所附權利要求所定義的本發(fā)明范圍內(nèi)的修改，等效及替代。
具體實施例方式
在所示出的實施例的以下描述中，參考構(gòu)成本說明書一部分的附圖，各種實施例通過舉例說明的方式示出在附圖中，可通過各種實施例來實施本發(fā)明。應當明白可以利用 其它實施例，并且可以進行結(jié)構(gòu)性和功能性的改變，并沒有背離本發(fā)明的范疇。
光導裝置在很多情況下被用在對顯示器(例如液晶顯示器(LCD))進行照明的背 光源中。在顯示應用中，通常需要在連續(xù)的顯示表面上方保持光導裝置的均勻的光輸出。光 導裝置還可用于對鍵盤(例如移動電話或其它便攜式設備的鍵盤)進行照明。在鍵盤應用 中，理想的是，光輸出主要出現(xiàn)在鍵下方的區(qū)域中，這是因為其它區(qū)域的光輸出比較浪費或 者不能為鍵盤提供有效的照明。另外，理想的是，對鍵盤的照明在鍵與鍵之間是均勻的(沒 有鍵明顯地比另外的鍵亮)，并且在每個鍵區(qū)中是均勻的。 本文所述的光導裝置包括光提取器特征，光提取器特征可用于控制光導裝置的光 輸出，以提供提高的均勻性并使可見的缺陷更少。本發(fā)明的實施例涉及具有光提取器的光 導裝置、組裝了光導裝置的設備和用于制備光導裝置的工藝。 側(cè)光式光導裝置可以在光導裝置的一個或多個邊緣或拐角布置一個或多個光源。 來自光源的耦合到接納邊緣中的光通過全內(nèi)反射(TIR)被限制在光導裝置中，同時所述光 遠離光源向著光導裝置的遠邊緣傳播。 光提取結(jié)構(gòu)從光導裝置提取光，并可被配置成提高光導裝置的整個表面上光輸出 的均勻性。在沒有對從光導裝置提取的光進行控制的一些處理的情況下，光導裝置的更靠 近光源的區(qū)域看起來比更遠離光源的區(qū)域更亮。布置光提取特征，以在更靠近光源的區(qū)域 提供較少的光提取，而在更遠離光源的區(qū)域提供較多的光提取。在使用不連續(xù)的光提取特 征的具體實施中，光提取器圖案在面密度方面可以是不均勻的，其中可以通過單位面積內(nèi) 提取器的數(shù)目或單位面積內(nèi)提取器的尺寸來確定面密度。 光源附近的光散射是最小的，并且所述光散射隨著光向光導裝置傳播而增大。在 散射最小的區(qū)域中，越靠近光源使用越小的提取器和/或密度越低的提取器圖案，這可導 致背光源中出現(xiàn)可見的缺陷。當光提取器的面密度低時，出現(xiàn)這些缺陷，并且觀察者能夠分 辨并察覺各個光提取器?？梢允褂脭U散片來提供掩飾這些可見的缺陷的額外的散射，然而 使用擴散片是不理想的，因為會使效率相關地降低。在用電池供電的設備中，背光源的效率 尤其重要。 在根據(jù)本發(fā)明實施例的光導裝置中，光提取器的面密度在整個光導裝置上可以恒 定不變，可以沿著來自光源的光的傳播方向而減小，和/或在照明度較高的區(qū)域(例如更靠 近光源或在從多個光源傳播的光的交叉錐內(nèi))中減小。因為使用各個提取器的一個或多個 形狀因素的變化來控制提取器的光提取效率，所以這些構(gòu)造是可取的。 光導裝置設計中的提取器圖案受需要的最小填充因數(shù)的約束，以妨礙防止觀察者 分辨并察覺各個光提取器的能力。本文所述的光導裝置的實施例在靠近光源的區(qū)域或照明 度高的區(qū)域中允許較高的提取器面密度，以提高隱藏缺陷的能力。因為使用提取器的形狀 因素來提供對提取器效率的控制，所以這些構(gòu)造是可取的。通過由一個或多個形狀因素控 制提取器效率，能夠更容易地實現(xiàn)具有高于最小提取器填充因數(shù)的提取器面密度的光提取 器圖案。 圖1A示出了包括光源110的組件，其中，相對于光導裝置120布置光源110。光 源IIO包括可以是發(fā)光二極管(LED)、熒光燈或其它類型的燈的至少一個燈lll，并且光源 110可以包括反射器112，用于將從燈111發(fā)射的光導向光導裝置120的接納邊緣121。光源110可以包括多個燈，然而在便攜式設備中，較少的燈是理想的，以節(jié)約電池電力。來自 燈111的光在接納邊緣121處耦合到光導裝置120中。來自燈111的光輸出可以是朗伯光 (lambertian)，通常導致穿過光導裝置120的光傳播的錐115。圖1A的光導裝置120還示 出了輸出表面150的區(qū)域131-143?？梢韵鄬τ阪I盤(未示出)布置區(qū)域131-143，以對鍵 盤的鍵進行照明。 應當理解，如果在表面150上以恒定的面密度布置提取效率相同的光提取器，則 光導裝置120的在傳播的錐115內(nèi)的光輸出將在光最強的更靠近光源110的區(qū)域(例如區(qū) 域135)比光較弱的更遠離光源110的區(qū)域(例如，區(qū)域138)大。還應該理解，部分地或完 全落在傳播的錐115外部的區(qū)域(例如區(qū)域131、132、139和140)將受到減少的光輸出，即 使這些區(qū)域相對靠近光源110。有益的是，使用光導裝置120的整個輸出表面150上的受控 的光提取效率來補償變化的光輸入，從而提高整個輸出表面150上的光輸出的均勻性。
圖IB示出了背光源子系統(tǒng)的包括多個燈光源160的一部分，其中，相對于光導裝 置120布置多個燈光源160。光源160包括燈A 161和燈B 162。來自燈A 161和燈B 162 的光在光導裝置120的接納邊緣121處耦合到光導裝置120中。燈A 161的光輸出產(chǎn)生光 傳播的第一錐163，燈B 162的光輸出產(chǎn)生光傳播的第二錐164。圖IB的光導裝置120還 示出了光導裝置輸出表面150的區(qū)域131-143，可以相對于鍵盤布置區(qū)域131-143，以對鍵 盤的鍵進行照明。在本發(fā)明的一些實施例中，如圖1B所示，可以相對于光導裝置120的接 納邊緣121以一定角度對燈161U62中的一者或兩者進行定位，從而光導裝置120中更好 地分布光并實現(xiàn)更均勻的通量。 如果在表面上以面密度恒定的圖案布置提取效率相同的光提取器，則在最靠近燈 161、 162中的至少一個的區(qū)域(例如區(qū)域135)內(nèi)的以及在第一錐163和第二錐164的交叉 區(qū)165內(nèi)的光導裝置120的光輸出將被預期為具有最高的光輸出。在離燈較遠的區(qū)域(例 如區(qū)域134、 138和143)中或者在部分地或完全落在第一錐163和第二錐164的交叉區(qū)165 外部的區(qū)域(例如區(qū)域131、132、139和140)中的光輸出將被預期為具有較低的光輸出。部 分地或完全位于傳播的第一錐163和第二錐164 二者外部的區(qū)域131和139將具有較低的 光輸出，即使它們更靠近光源160。 光輸出還可以在一個區(qū)域內(nèi)變化，如圖1C中區(qū)域132的近距離視圖所示。圖1C示 出了根據(jù)子區(qū)的光輸入可將區(qū)域132劃分成子區(qū)171-174，其中，所述光輸入從光源160傳 播到區(qū)域132。子區(qū)171-174包括子區(qū)172、子區(qū)174、子區(qū)173和子區(qū)171，子區(qū)172位于 來自光源160的傳播的第一錐163內(nèi)但不位于第二錐164內(nèi)，子區(qū)174位于第二錐164內(nèi) 但不位于第一錐163內(nèi)，子區(qū)173位于第一錐163和第二錐164兩者內(nèi)，子區(qū)171位于傳播 錐163、164兩者的外部。由于至各個子區(qū)171-174的光輸入的變化，因此以恒定的面密度 布置的具有相同效率的光提取器將不能產(chǎn)生從該區(qū)域的均勻的光輸出。希望提供被控制的 光提取，以提高從具有來自光源的不均勻的光輸入的區(qū)域(例如區(qū)域132)的光輸出的均勻 性。 可以使用根據(jù)本發(fā)明實施例的具有光提取器的光導裝置，來提高光導裝置的整個 表面上或光導裝置的特定區(qū)域中的光輸出的均勻性。可以使用多光子光刻工藝來形成用于 制造本文所述的用于制造光提取器的母板，下文中描述了多光子光刻工藝，并且在2006年 5月18日提交的共有美國臨時申請S/N 60/747， 609中更完全地描述了多光子光刻工藝，該
8美國臨時申請以引用方式被包含于本文。 可以按照多種尺寸、幾何形狀和表面輪廓(包括例如突出結(jié)構(gòu)和凹陷結(jié)構(gòu)兩者) 形成本文所述的光提取器。光提取器可被形成為使得至少一種形狀因素(例如高度和/或 傾角)的變化控制光提取器的光提取效率。提取器的高度是從提取器基部的中心沿著提取 器的主軸至提取器頂部的中心的高度。傾角是主軸和基部之間的角。 根據(jù)本發(fā)明實施例的光提取器可在光導裝置上具有相同的基部占有面積，但可根 據(jù)形狀因素而具有不同量的提取效率。改變形狀因素以控制光提取的效率，這允許光提取 器圖案提供整個表面上或光導裝置的區(qū)域內(nèi)光輸出的提高的均勻性，并且還提供提高的缺 陷隱藏能力。在提供提高的均勻性和/或缺陷隱藏能力的各種光導裝置實施例中，光提取 器的面密度在某一最小的填充因數(shù)以上，例如在約28%的填充因數(shù)以上，更加優(yōu)選地在約 33%的填充因數(shù)以上。低于該最小的填充因數(shù)，觀察者可能能夠分辨并觀察到各個光提取 器，這是不期望發(fā)生的。 在根據(jù)本發(fā)明實施例的光導裝置中，面密度在整個光導裝置上可以恒定不變，或 者可以沿著光源的光的傳播方向而減小，和/或可以在照明度較高的區(qū)域(例如更靠近光 源或在從多個光源傳播的光的交叉錐內(nèi))中減小。因為使用各個提取器的一個或多個形狀 因素的變化來控制提取器的光提取效率，所以這些構(gòu)造是可取的。如上所述，光導裝置設計 中的提取器圖案受需要的最小填充因數(shù)的約束，以妨礙觀察者分辨并察覺各個光提取器的 能力。本文所述的光導裝置實施例在靠近光源的區(qū)域或照明度高的區(qū)域中允許較高的提取 器面密度，以提高缺陷隱藏能力。因為控制形狀因素來在這些區(qū)域中提供減小的提取器效 率，所以這些構(gòu)造是可取的。通過由一個或多個形狀因素控制提取器效率，能夠更容易地實 現(xiàn)具有高于最小提取器填充因數(shù)的提取器面密度的光提取器圖案。 使用多光子工藝制造的光提取結(jié)構(gòu)有利地使得光提取器的面密度在最靠近光源 的區(qū)域中能夠增大或保持恒定并高于最小填充因數(shù)，從而在靠近光源的地方得到光輸出的 提高的均勻性和可見缺陷的減少二者。 多光子工藝使得光提取器能夠被構(gòu)造，所述光提取器通過形狀因素的變化而具有 被控制的效率。可以使用雙光子工藝來形成具有光提取器結(jié)構(gòu)的陣列的光導裝置母板，其 中，光提取器結(jié)構(gòu)可以是突出結(jié)構(gòu)或凹陷結(jié)構(gòu)，突出結(jié)構(gòu)的高度或凹陷結(jié)構(gòu)的深度的范圍 是約5微米至約300微米、約50微米至約200微米或者約75微米至約150微米，和/或突 出結(jié)構(gòu)或凹陷結(jié)構(gòu)的最大長度和/或最大寬度的范圍是約5微米至約500微米、約50微米 至約300微米或者約100微米至約300微米?？色@得寬泛的填充因數(shù)范圍(高達100% )。 對于許多應用，可以使用約1%至約100%或者約5%至約75%的填充因數(shù)。優(yōu)選地，填充 因數(shù)處于約28%以上，以妨止觀察者觀察到各個提取器?？梢杂赡赴逯圃炷赴迳暇哂泄馓?取器圖案的一體化光導裝置。 如圖2A至圖2F中所示，根據(jù)各種實施例的光提取器可以具有非對稱的或?qū)ΨQ的 幾何構(gòu)造，例如錐形(圖2A)或非球形(圖2E)，包括拋物線(圖2C)或雙曲線結(jié)構(gòu)、截錐 形(圖2B)或截頭的非球形(圖2F)，包括截頭的拋物線(圖2D)或雙曲線結(jié)構(gòu)，以及它們 的組合。截頭的構(gòu)造具有基部210和可形成平面的頂表面220的截頭部分，如圖2B中所 示。構(gòu)造可以是復合的(例如，將多種形狀的部分在單個結(jié)構(gòu)中組合，例如非球形和錐形或 棱錐的堆疊組合)?？梢栽陉嚵兄胁贾萌魏涡螤畹墓馓崛∑?，如圖2G的掃描電子顯微圖所
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如圖3A中所示，光提取器的幾何構(gòu)造可以包括這樣的元件，如基部310、一個或多 個表面330 (例如，形成側(cè)壁的表面)和頂部320 (例如，可以是由截頭部分形成的平面或者 可以是點)。光提取器的元件可以大致上采取任何形狀。例如，基部、表面和頂部可以是圓 形、橢圓形、(規(guī)則的或不規(guī)則的)多邊形，而所得的側(cè)壁可通過(垂直于基部截取的)豎 直的截面來表征，該豎直的截面是拋物線形、雙曲線形、直線形或它們的組合。優(yōu)選地，側(cè)壁 不垂直于所述結(jié)構(gòu)的基部。例如，側(cè)壁相對于基部可具有約10度至約80度的豎直正切角。 如前文所述，光提取器具有將基部310的中心與頂部320的中心連接的主軸340。圖3B中 示出的提取器的傾角350是主軸340與基部310之間的角。根據(jù)所需的亮度和視野，傾角 350可以高達約80度。 可以改變光導裝置表面上的提取器的形狀因素(例如高度和/或傾角)，以控制亮 度和均勻性。例如，光提取器可被布置成圖案，使得光提取器的這些形狀因素根據(jù)提取器距 光源的距離或根據(jù)光源對提取器位置的照明而變化。形狀因素的變化可用于產(chǎn)生在光導裝 置的整個表面上或光導裝置的特定區(qū)域內(nèi)的光輸出的所需的均勻性。光提取器的圖案可以 是規(guī)則的或隨機的，并且可具有大體均勻的面密度，或可具有隨(例如)照明度而減小的不 均勻的面密度。 圖4A是具有光提取器圖案405的光導裝置410的俯視圖，其中，光提取器在光導 裝置410的整個表面411上具有基本均勻的間距。光提取器具有尺寸基本相同的基部占有 面積425，但形狀因素不同。這種構(gòu)造表示這樣的光提取器圖案，S卩，該光提取器圖案在光導 裝置的整個表面上具有恒定的面密度，但是提供均勻的光輸出，而不管光導裝置的某些區(qū) 域是否更靠近光源。光提取器圖案405提供恒定的面密度和隨著與光源490的距離的變化 的光提取器的增大的提取效率。光提取器的提取效率可隨著光源490對提取器位置的照明 而減小。 制造圖4A的光提取器，使得控制光提取器的提取效率的至少一種形狀因素(例如 高度或傾角)隨著距光源490的距離或光源的照明度而變化，從而提高光輸出的均勻性。因 此，在由光導裝置提取光方面，更靠近光源490的光提取器401的效率低于距光源490最遠 的光提取器449的效率。通過由形狀因素控制光提取器的效率，本文所述的各種光導裝置 構(gòu)造可以將光輸出的均勻性控制成小于約+/_10%。 圖4B的光導裝置構(gòu)造示出了光提取器的圖案455，光提取器在整個光導裝置表面 455上具有由變化的形狀因素引起的減小的面密度和增大的提取效率。在該構(gòu)造中，光提取 器的面密度沿著光源490的光的傳播方向減小。在該實施例中，光提取器的提取效率隨著 距光源的距離增大而增大，同時隨著占有面積尺寸的增大而減小。例如，與具有基部占有面 積475并且更靠近光源490的光提取器451相比，距光源較遠的光提取器499具有更小的 基部占有面積476和更高的提取效率。更靠近光源的光提取器的較高的面密度在通常最需 要隱藏缺陷的地方提供了提高的缺陷隱藏能力。 圖4C示出了另一光導裝置構(gòu)造460，所述光導裝置構(gòu)造460在光導裝置460的整 個表面461上具有隨照明度而變化的高于最小填充因子的減小的面密度和增大的提取效 率的光提取器圖案465。在該構(gòu)造中，每個光提取器在光導裝置460的表面461上具有基本 相同的基部占有面積485。光提取器的面密度隨著距光源490的距離或光源490的照明度的增大而減小。例如，在如圖4C中所示的光導裝置構(gòu)造中，在光源對光導裝置460的照明 沿著光的傳播方向減小的情況下，光提取器的面密度可沿著光的傳播方向減小，并且提取 效率可沿著光的傳播方向增大。制造光提取器，使得至少一種形狀因素(例如高度或傾角) 隨光源的照明度而變化，以控制提取效率，從而提高光輸出的均勻性。如前文所討論的，更 靠近光源的提取器的較高的面密度提供了提高的缺陷隱藏能力。 根據(jù)本發(fā)明實施例制造的組裝了提取器的光導裝置具體地可用于對鍵盤的鍵進 行照明。光提取器可被用于控制與鍵盤的鍵相關的區(qū)域之間和/或區(qū)域內(nèi)的光輸出。圖5A 中示出了鍵盤500的剖視圖。鍵盤500包括光源504和光導裝置502，光導裝置502具有 位于鍵505下方的區(qū)域506中的光提取器503。鍵505的整個表面或者鍵505的一部分可 以通過光導裝置502來照明。在一些構(gòu)造中，通過被點亮的數(shù)字、字母或其它標記來識別鍵 505。與鍵505對準的開關矩陣510安裝在印刷電路板512上。開關矩陣510包括設置在 印刷電路板512上的導電開關接觸件515和布置在開關接觸件515上方的導電圓頂形接觸 件517。當鍵505被壓下時，力通過光導裝置502被傳遞到鍵下方的圓頂形接觸件517。光 導裝置是由具有足夠的柔韌性以經(jīng)受許多次鍵按壓而不斷裂的材料制成的薄的、平面的結(jié) 構(gòu)。美國臨時專利申請S/N60/747，609中描述了提供足夠的柔韌性的用于光導裝置的合適 材料，該美國臨時專利申請在前文已經(jīng)以引用方式被并入。圓頂形接觸件517彎曲，從而與 印刷電路板512上的其對應的開關接觸件515電接觸。 圖5B是圖5A的光源504和光導裝置502的俯視圖，其示出了位于鍵505下方的 區(qū)域506a-5061。在圖5B中未示出的鍵505主要通過這些區(qū)域506的光輸出來照明。因 此，希望使鍵區(qū)506中的光輸出最大化，并使周圍區(qū)域509中的不用于對鍵進行照明的光輸 出最小化。此外，希望在整個的每一鍵區(qū)506上并在區(qū)域與區(qū)域之間(g卩，鍵與鍵之間)提 供均勻的照明度。 圖5B的光導裝置502的區(qū)域506包括在每一區(qū)域506中具有均勻的面密度的多 組光提取器507。每個光提取器具有基本上相同尺寸的基部占有面積525。這種構(gòu)造表示 這樣的光提取器圖案，即，該光提取器圖案在每一區(qū)域506中具有恒定的面密度，但是提供 均勻的光輸出，而不管光導裝置502的某些區(qū)域506是否更靠近光源504。區(qū)域506中的光 提取器圖案提供恒定的面密度和隨著距光源504的距離而變化的光提取器507a-5071的增 大的提取效率。提取器的效率與光源504的照明度相反地變化。 制造圖5B的光提取器，使得控制光提取器507的提取效率的至少一種形狀因素 (例如高度或傾角)隨著距光源504的距離或光源504的照明度而變化，從而提高光輸出 的均勻性。因此，在由光導裝置502提取光方面，更靠近光源504或者被光源504照明較多 的光提取器(光提取器507e)的效率低于距光源504更遠的光提取器(光提取器507d或 5071)或被光源504照明較少的光提取器(光提取器507a和507i)的效率。通過改變形狀 因素而控制光提取器的效率的能力允許這樣的光導裝置設計，即，靠近光源具有增大的提 取器面密度，從而有利地提供了提高的缺陷隱藏能力。 圖5C的光導裝置構(gòu)造示出了具有區(qū)域526a_5261的光導裝置520，區(qū)域 526a-5261被配置成位于鍵盤的鍵下方。區(qū)域526a_5261中的每個區(qū)域分別包括光提取器 527a-5271。光提取器527a_5271在光導裝置520的整個表面上一般來說具有減小的面密 度和增大的光提取效率。在這種構(gòu)造中，光提取器527a-5271的面密度沿著來自光源524的光的傳播方向而減小。光提取器的提取效率隨著距光源的距離變化而增大，同時隨著光 源的照明度增大而減小。例如，更遠離光源的光提取器(例如光提取器527h)與更靠近光 源504的光提取器(例如光提取器527e)相比具有較小的基部占有面積529和較高的提取 效率。 如前文所述，在某一區(qū)域中可存在光源的不同程度的照明，使得希望均衡某區(qū)域 內(nèi)以及區(qū)域與區(qū)域之間的光輸出。圖1C示出了被光源不均勻地照明的區(qū)域的情況。可通 過使用與提取效率的不均勻性對應且相反的提取器來補償光源照明的這種不均勻性。
根據(jù)本發(fā)明實施例的光提取器可以用于通過控制對鍵進行照明的區(qū)域內(nèi)的提取 器的提取效率來提高該區(qū)域內(nèi)的光輸出的均勻性。例如，具有最低效率的光提取器可以設 置在光源的照明度最高的位置。某一區(qū)域內(nèi)的光提取器的提取效率可根據(jù)光提取器所經(jīng)受 的照明的量而變化。 可以使用復制工具來制造本文所述的光導裝置。復制工具可包括金屬、硅或其它 合適的材料，并且復制工具包括光導裝置特征(包括突出的或凹陷的光提取器)的陰性件 (negative)。通過緊靠母板電鍍或電鑄金屬(例如鎳)且隨后移除母板，可由母板制成金 屬復制工具。通過緊靠母板固化硅氧烷樹脂且隨后移除母板，即可制成硅樹脂復制工具。
可以使用多光子光刻工藝來形成母板，在共有的美國臨時申請S/N60/747，609中 描述了多光子光刻工藝，該美國臨時申請以引用方式被并入。多光子光刻工藝涉及使反應 性組合物的至少一部分成影象地曝露于足以引起至少兩個光子的同時吸收的光，從而在組 合物被曝露于光的地方引起至少一個酸引發(fā)的或自由基引發(fā)的化學反應，其中，以有效地 至少限定多個光提取結(jié)構(gòu)的表面的圖案來實施成影象的曝光。
反應性物質(zhì) 適用于光反應性組合物中的反應性物質(zhì)包括可固化物質(zhì)和不可固化的物質(zhì)兩者。 可固化物質(zhì)通常是優(yōu)選的并且包括(例如)可加成聚合的單體和低聚物以及可加成交聯(lián)的 聚合物(例如可自由基聚合或可交聯(lián)的烯鍵式不飽和物質(zhì)，包括(例如)丙烯酸酯、甲基丙 烯酸酯和某些乙烯基化合物，例如苯乙烯)，以及可陽離子聚合的單體和低聚物以及可陽離 子交聯(lián)的聚合物(該物質(zhì)最常見的是酸引發(fā)的并且包括(例如)環(huán)氧化物、乙烯基醚、氰酸 酯等)等等，以及它們的混合物。 例如，Palazzotto等人在美國專利No. 5， 545， 676的第1列第65行至第2列第26 行中描述了合適的烯鍵式不飽和物質(zhì)，合適的烯鍵式不飽和物質(zhì)包括單丙烯酸酯、二丙 烯酸酯、多丙烯酸酯、單甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯和多甲基丙烯酸酯(例如丙烯酸甲 酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸十八酯、丙烯 酸烯丙酯、二丙烯酸甘油酯、三丙烯酸甘油酯、二丙烯酸甘醇酯、二丙烯酸二甘醇酯、二甲基 丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸l，3-丙二醇酯、二甲基丙烯酸l，3-丙二醇酯、三羥甲基丙烷三 丙烯酸酯、三甲基丙烯酸1，2，4- 丁三醇酯、二丙烯酸l，4-環(huán)己二醇酯、三丙烯酸季戊四醇 酯、四丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、六丙烯酸山梨醇酯、雙[l-(2-丙烯酰 氧基)]-對-乙氧基苯基二甲基甲烷、雙[l-(3-丙烯酰氧基-2-羥基)]-對-丙氧基苯基二 甲基甲烷、三羥乙基-異氰脲酸酯三甲基丙烯酸酯、分子量約200-500的聚乙二醇的二丙烯 酸酯和二甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯化的單體的可共聚混合物(例如美國專利No. 4， 652， 274 中的那些)和丙烯酸酯化的低聚物(例如美國專利No. 4， 642， 126中的那些))；不飽和酰胺(例如亞甲基雙丙烯酰胺、亞甲基雙甲基丙烯酰胺、l，6-六亞甲基雙丙烯酰胺、二亞乙基 三胺三丙烯酰胺和甲基丙烯酸e-甲基丙烯酰氨基乙酯)；乙烯基化合物(例如苯乙烯、 鄰苯二甲酸二烯丙酯、丁二酸二乙烯酯、己二酸二乙烯酯、鄰苯二甲酸二乙烯酯)；等等，及 它們的混合物。合適的活性聚合物包括具有(甲基)丙烯酸酯側(cè)基的聚合物，例如，每個 聚合物鏈具有1至約50個(甲基)丙烯酸酯基團的聚合物。這種聚合物的實例包括芳族 酸(甲基)丙烯酸半酯樹脂，例如可得自沙多瑪公司(Sartomer)的Sarbox 樹脂(例如 Sarbox 400、401、402、404和405)?？赏ㄟ^自由基化學固化的其它可用的活性聚合物包括 具有烴基主鏈和其上連接有可自由基聚合的官能團的肽側(cè)基的那些聚合物，例如美國專利 No. 5， 235，015(Ali等人)中描述的那些。根據(jù)需要，可以使用兩種或更多種單體、低聚物和 /或活性聚合物的混合物。優(yōu)選的烯鍵式不飽和物質(zhì)包括丙烯酸酯、芳族酸(甲基)丙烯酸 半酯樹脂，以及具有烴基主鏈和其上連接有可自由基聚合的官能團的肽側(cè)基的聚合物。
合適的陽離子反應性物質(zhì)(例如)由0xman等人在美國專利No. 5， 998， 495和 No. 6， 025， 406中進行了描述并且包括環(huán)氧樹脂。這種材料統(tǒng)稱為環(huán)氧化物，包括單體型環(huán) 氧化合物和聚合型環(huán)氧化物并且可以是脂族、脂環(huán)族、芳族或雜環(huán)的。這些材料一般來說 每個分子平均具有至少1個可聚合的環(huán)氧基團(優(yōu)選至少約1. 5個，并且更優(yōu)選至少約2 個)。聚合的環(huán)氧化物包括具有端環(huán)氧基的線型聚合物(例如，聚氧化烯乙二醇的二縮水 甘油醚)、具有骨架環(huán)氧乙烷單元的聚合物(例如，聚丁二烯聚環(huán)氧化合物)，以及具有環(huán)氧 側(cè)基的聚合物(例如，甲基丙烯酸縮水甘油酯聚合物或共聚物)。環(huán)氧化物可以是純化合 物，或可以是每個分子含有一個、兩個或更多環(huán)氧基團的化合物的混合物。這些含有環(huán)氧基 的材料其主鏈和取代基的性質(zhì)可以有很大的不同。例如，主鏈可以是任何類型，而其上的取 代基可以是在室溫下基本上不干擾陽離子固化的任何基團。示例性的容許的取代基包括鹵 素、酯基、醚、磺酸根基團、硅氧烷基團、硝基、磷酸根基團等。含有環(huán)氧基的材料的分子量可 以是從約58至約100， 000或更大。 可用的其它含有環(huán)氧基的材料包括如下化學式的縮水甘油醚單體
R，(OCH2~CH——CH2)n
\ / O 其中，R'是烷基或芳基，n是1至8的整數(shù)。實例是通過使多元酚與過量的氯代 醇(例如環(huán)氧氯丙烷)反應而獲得的多元酚的縮水甘油醚(例如2，2-雙-(2，3-環(huán)氧丙 氧基酚)_丙烷的二縮水甘油醚)。此類環(huán)氧化物的其它實例在美國專利No. 3， 018， 262和 Handbook E簡y Resins (環(huán)氧樹脂手冊)(Lee和Nevi 1 le (McGraw-Hi 11 Book公司，New York(1967))中有所描述。 可以使用多種市售的環(huán)氧單體或樹脂。易得的環(huán)氧化物包括(但不限于)環(huán) 氧十八烷；環(huán)氧氯丙烷；氧化苯乙烯；氧化乙烯基環(huán)己烯；縮水甘油；甲基丙烯酸縮水甘油 酯；雙酚A的二縮水甘油醚(例如，得自俄亥俄州哥倫布市的翰森特種化學品有限公司 (HexionSpecialty Chemicals, Inc. ， Columbus, OH)的商品名稱為"EP0N 815C"、"EP0N 813"、"EP0N 828"、"EP0N 1004F"禾P "EP0N 1001F")的產(chǎn)品；以及雙酚F的二縮水甘油 醚(例如，來自瑞士巴塞爾市的汽巴精化股份公司(Ciba Specialty Chemicals HoldingCompany)的商品名稱為"ARALDITE GY281"的產(chǎn)品和來自翰森特種化學品有限公司的 "EPON 862"產(chǎn)品)。其它芳族環(huán)氧樹脂包括可得自馬薩諸塞州牛頓市的微楷化學有限公司 (MicroChem Corp. ， Newton， MA)的SU-8樹脂。 其它示例的環(huán)氧單體包括二氧化環(huán)己烯乙烯(可得自賓西法尼亞州威斯特郡的 SPI供應公司(SPI Supplies, West Chester, PA)) ;4-乙烯基_1_環(huán)己烯-二環(huán)氧化物 (可得自威斯康星州密爾沃基市的奧德里奇化學公司(Aldrich Chemical Co. ，Milwaukee, WI)) ;3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)己烯羧酸酯(例如，一種可得自密歇根州米德蘭 市陶氏化學公司(Dow Chemical Co. ， Midland, MI)的商品名稱為"CYRACURE UVR-6110" 的產(chǎn)品)；3， 4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基甲基-3， 4-環(huán)氧_6_甲基-環(huán)己烷羧酸酯；2-(3， 4_環(huán) 氧環(huán)己基-5，5-螺-3，4-環(huán)氧)環(huán)己烷-間二噁烷；雙(3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基)己二酸酯 (例如，一種可得自密歇根州米德蘭市陶氏化學公司的貿(mào)易名稱為"CYRACURE UVR-6128"的 產(chǎn)品)；雙(3，4-環(huán)氧-6_甲基環(huán)己基甲基)己二酸酯；3，4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己烷羧酸酯； 和二氧化二戊烯。 又一示例性的環(huán)氧樹脂包括環(huán)氧化的聚丁二烯(例如，可得自賓西法尼亞州?？?斯頓的沙多瑪有限公司(Sartomer Co. ， Inc. ，Exton，PA)的商品名稱為"P0LY BD 605E"的 產(chǎn)品)；環(huán)氧硅烷(例如，可商購自威斯康星州密爾沃基市的奧德里奇化學公司的3，4-環(huán) 氧環(huán)己基乙基三甲氧基硅烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷)；阻燃的環(huán)氧單體
(例如，可得自密歇根州米德蘭市陶氏化學公司的商品名稱為"DER-542"的產(chǎn)品，是一種溴 化雙酚型環(huán)氧單體)；l，4-丁二醇二縮水甘油醚(例如，可得自汽巴精化公司的商品名稱為 "ARALDITE RD-2"的產(chǎn)品)；氫化的雙酚A-環(huán)氧氯丙烷類環(huán)氧單體(例如，可得自翰森特種 化學品有限公司的商品名稱為"EPONEX 1510"的產(chǎn)品)；酚醛樹脂的聚縮水甘油醚(例如， 可得自陶氏化學公司的商品名稱為"DEN-431"和"DEN-438"的產(chǎn)品)；和環(huán)氧化的植物油
(例如，可得自賓西法尼亞州費城市(Philadelphia, PA)的奧特菲那化學品公司(Atofina Chemicals)的商品名稱為"VIK0L0X"和"VIK0FLEX"的環(huán)氧化的亞麻子油和豆油)。 其它合適的環(huán)氧樹脂包括可商購自翰森特種化學品有限公司(俄亥俄州哥倫布 市)的商品名稱為"HEL0XY"的烷基縮水甘油醚。示例性的單體包括"HEL0XY M0DFIER 7" (a C8-Q。烷基縮水甘油醚)，"HEL0XY MODIFIER 8" (a C12_C14烷基縮水甘油醚)， "HEL0X預0DIFIER 61" ( 丁基縮水甘油醚)，"HEL0XY M0DIFER 62"(甲苯基縮水甘油醚)， "HEL0XY M0DIFER 65"(對叔丁基苯基縮水甘油醚)，"HEL0XY M0DIFER 67"(l，4-丁二醇的 二縮水甘油醚)，"HEL0XY 68"(新戊二醇的二縮水甘油醚)，"HEL0XY M0DIFER 107"(環(huán)己 烷二甲醇的二縮水甘油醚)，"HELOXY M0DIFER 44"(三羥甲基乙烷三縮水甘油醚)，"HEL0XY MODIFIER 48"(三羥甲基丙烷三縮水甘油醚)，"HEL0XY M0DIFER 84"(脂族多元醇的聚縮 水甘油醚)，和"HEL0XYM0DIFER 32" ( 二環(huán)氧化聚乙二醇)。 其它可用的環(huán)氧樹脂包括縮水甘油的丙烯酸酯(例如丙烯酸縮水甘油酯和甲基 丙烯酸縮水甘油酯)與一種或多種可共聚的乙烯基化合物的共聚物。這種共聚物的例子是
i : i苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯和i : i甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸縮水甘油酯。其
它可用的環(huán)氧樹脂是眾所周知的并且包含諸如環(huán)氧氯丙烷、烯化氧(例如環(huán)氧丙烷)、氧化 苯乙烯、鏈烯基氧化物(例如丁二烯氧化物)和縮水甘油基酯(例如乙基縮水甘油酯)。 可用的環(huán)氧官能團聚合物包括環(huán)氧官能化的硅氧烷，例如美國專利No. 4， 279， 717(Eckberg等人)中所描述的那些，其可從通用電氣公司(General Electric Company)商購獲得。存在其中1_20摩爾％的硅原子已經(jīng)為環(huán)氧烷基基團(優(yōu)選環(huán)氧環(huán)己 基乙基，如美國專利No. 5， 753， 346(Leir等人)所描述)所取代的聚二甲基硅氧烷。
也可以利用多種含有環(huán)氧基的材料的共混物。這種共混物可以包含兩種或更多種 含環(huán)氧基的化合物的重均分子量分布(例如低分子量(低于200)、中等分子量(約200至 1000)和高分子量(約1000以上))。作為另外一種選擇或除此之外，環(huán)氧樹脂可以含有具 有不同化學性質(zhì)(例如脂族和芳族的)或官能(例如極性和非極性)的含環(huán)氧基的材料的 共混物。如果需要，可額外地摻入其它陽離子活性聚合物(例如乙烯基醚等)。
優(yōu)選的環(huán)氧樹脂包括芳族縮水甘油基環(huán)氧樹脂(例如可得自翰森特種化學品有 限公司的EP0N樹脂和可得自馬薩諸塞州牛頓市的微楷化學有限公司的SU-8樹脂，包括XP KMPR 1050可剝離SU-8)等以及它們的混合物。更優(yōu)選的是SU-8樹脂及其混合物。
適用的陽離子反應性物質(zhì)還包括乙烯基醚單體、低聚物和活性聚合物(例如 甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、異丁基乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚 (RAPI-CURE DVE-3，可得自新澤西州韋恩鎮(zhèn)的國際特品公司(International Specialty Products))、三羥甲基丙烷三乙烯基醚和來自北卡羅來納州格林斯博羅莫弗萊公司 (Morflex， Inc. ， Greensboro, NC)的VECT0MER 二乙烯基醚樹月旨(例如VECT0MER 1312、 VECT0MER 4010、 VECT0MER 4051和VECT0MER 4060及其可得自其它制造商的等同物))以 及它們的混合物。還可以利用一種或多種乙烯基醚樹脂和/或一種或多種環(huán)氧樹脂(以任 意比例)的共混物。多羥基官能材料(例如美國專利No.5，856，373(Kaisaki等人)中所 描述的材料)也可以與環(huán)氧和/或乙烯基醚官能材料組合使用。 不可固化的物質(zhì)包括(例如)其溶解度在酸誘導或自由基誘導的反應后增大的活 性聚合物。例如，這種活性聚合物包括攜帶酯基團的水不溶性聚合物，該酯基團可以由光生 酸轉(zhuǎn)化為水溶性酸基團(例如聚(4-叔-丁氧基羰基氧苯乙烯))。不可固化的物質(zhì)還包 括R. D. Alien, G. M. Wallraff， W. D. Hinsberg，和L. L. Simpson在"用于化學放大的光致抗 蝕劑應用的高性能丙烯酸聚合物(High Performance AcrylicPolymers for Chemically Amplified Photoresist A卯lications) " (J. Vac. Vac. Technol. B，&3357 (1991))中描述 的化學放大的光致抗蝕劑?；瘜W放大的光致抗蝕劑的概念現(xiàn)在廣泛地用于微型芯片的制 造，尤其具有亞O. 5微米(甚至亞O. 2微米)的特征。在這種光致抗蝕劑體系中，可以通過照 射產(chǎn)生催化物質(zhì)(通常為氫離子)，該催化物質(zhì)誘導一連串化學反應。在氫離子引發(fā)產(chǎn)生更 多氫離子或其它酸性物質(zhì)的反應時，發(fā)生這種級聯(lián)化學反應，由此放大了反應速度。通常的 酸催化的化學放大的光致抗蝕劑體系的實例包括去保護(例如，美國專利No. 4， 491， 628中 描述的叔丁氧基羰基氧苯乙烯光致抗蝕劑、四氫吡喃(THP)甲基丙烯酸酯類材料、THP-酚 材料(例如美國專利No. 3， 779， 778中描述的那些)、甲基丙烯酸叔丁酯類材料(例如R. D Allen等人在Proc.SPIE ，，474(1995)中描述的那些，等等)；解聚作用(例如，聚苯二 醛類基材料)；以及重排作用(例如，基于頻哪醇重排作用的材料)。 根據(jù)需要，可在光反應性組合物中使用不同類型的反應性物質(zhì)的混合物。例如，自
由基反應性物質(zhì)和陽離子反應性物質(zhì)的混合物也是有用的。 光引發(fā)劑體系 光引發(fā)劑體系是一種多光子光引發(fā)劑體系，因為使用這樣一種體系使得聚合作用
15限定或局限在聚焦光束的焦點區(qū)。這種體系優(yōu)選是二組分或三組分體系，該體系包含至少 一種多光子光敏劑、至少一種光引發(fā)劑(或電子受體)和任選至少一種電子供體。這種多 組分體系可以提供增強的敏感性，使得光反應能在短的時間周期內(nèi)實現(xiàn)并從而減少由于樣 本和/或曝光系統(tǒng)的一個或多個部件的移動而出問題的可能性。 優(yōu)選地，多光子光引發(fā)劑體系包含光化學有效量的以下物質(zhì)(a)至少一種能夠 同時吸收至少兩個光子，且任選地但優(yōu)選具有大于熒光素雙光子吸收截面的多光子光敏 劑；(b)任選地，至少一種不同于多光子光敏劑且能夠貢獻電子給光敏劑的電子激發(fā)態(tài)的 電子供體化合物；和(c)至少一種能夠通過從該光敏劑的電子激發(fā)態(tài)接受電子而被光敏 化，導致形成至少一個自由基和/或酸的光引發(fā)劑。 作為另外一種選擇，多光子光引發(fā)劑體系可以是一組分體系，該體系包含至少一 種光引發(fā)劑?？捎米饕唤M分多光子光引發(fā)劑體系的光引發(fā)劑包括?；趸?例如，汽 巴公司以商品名稱Irgacure 819銷售的那些，以及巴斯夫公司(BASF Corporation)以 商品名稱LucirinTMTP0-L)TP0-L銷售的2，4，6-三甲基苯甲酰基乙氧苯基氧化膦)和具 有共價連接的锍鹽部分的二苯乙烯衍生物(例如，W.Zhou等人在ScienceScience ，， 1106(2002)中描述的那些)。也可以使用諸如聯(lián)苯?？s酮之類的其它常規(guī)紫外線(UV)光 引發(fā)劑，盡管它們的多光子光引發(fā)敏感性將通常相對較低。 可用于二組分或三組分多光子光引發(fā)劑體系中的多光子光敏劑、電子供體和光引 發(fā)劑(或電子受體)在下面進行描述。
(1)多光子光敏劑 適用于光反應性組合物的多光子光引發(fā)劑體系中的多光子光敏劑是在曝露至足 夠的光時能夠同時吸收至少兩個光子的那些。優(yōu)選地，光敏劑的雙光子吸收截面大于熒 光素的雙光子吸收截面(即，大于3' ，6' -二羥基螺[異苯并呋喃-l(3H)，9' -[9H]咕 噸]3-酮的雙光子吸收截面)。 一般來說，優(yōu)選的截面可大于約50X 10—5°cm4秒/光子，如 C. Xu和W. W. Webb在J. Opt. Soc. Am. B，i^，481 (1996)中描述的方法測量(參考Marder和 Perry等人，國際公開No. W0 98/21521，第85頁，第18-22行)。 更優(yōu)選地，光敏劑的雙光子吸收截面大于熒光素雙光子吸收截面的約1. 5倍(或 者作為選擇，按上述方法測量，大于約75 X 10—5°cm4秒/光子)；甚至更優(yōu)選地，大于熒光素 雙光子吸收截面的約兩倍(或者，作為選擇，大于約100X10—5°(^4秒/光子)；最優(yōu)選地，大 于熒光素雙光子吸收截面的約三倍(或者作為選擇，大于約150X10—5°(^4秒/光子)；以及 最佳的是，大于熒光素雙光子吸收截面的約四倍(或者作為選擇，大于約200X 10—5°cm4秒/ 光子)。 優(yōu)選地，光敏劑可溶于反應性物質(zhì)(如果反應性物質(zhì)為液體的話)或者與反應性 物質(zhì)以及與包含在組合物中的任何粘合劑(如下所述)相容。最優(yōu)選地，利用美國專利申 請No. 3， 729， 313中描述的測試工序，光敏劑還能夠在與光敏劑的單光子吸收光譜(單光子 吸收狀態(tài))重疊的波長范圍內(nèi)連續(xù)照射下，使2-甲基-4，6-雙(三氯甲基)-均三嗪光敏 化。 優(yōu)選地，也可以部分基于對架藏穩(wěn)定性的考量來選擇光敏劑。因此，可以在某種程 度上根據(jù)所利用的具體反應性物質(zhì)(以及根據(jù)電子供體化合物和/或光引發(fā)劑的選擇)選 擇具體的光敏劑。
具體地講，優(yōu)選的多光子光敏劑包括顯示出大的多光子吸收截面的那些多光子光 敏劑(例如若丹明B (Rhodamine B) ( S卩，N_ [9- (2-羧基苯基)_6_ (乙胺基)_3H_咕噸-3-亞 基]_N_乙基乙銨(N_[9_(2_carboxyphenyl)_6_(diethylamino)_3H_xanthen_3_ylidene ]-N-ethylethanamini咖)氯化物或六氟銻酸鹽))和(例如)Marder和Perry等人在國際 專利公開No.WO 98/21521和No. WO 99/53242中描述的四類光敏劑。所述四類可描述如 下(a)其中兩個供體連接到共軛(派)電子橋的分子；(b)其中兩個供體連接到被一 個或多個電子接受基團取代的共軛n (派)電子橋的分子；(c)其中兩個受體連接到共軛 n (派)電子橋的分子；以及(d)其中兩個受體連接到被一個或多個電子貢獻基團取代的 共軛n (派)電子橋的分子(其中，"橋"表示連接兩個或更多個化學基團的分子片段，"供 體"表示電離電位低并且可鍵合到共軛(派)電子橋的原子或原子組，"受體"表示電子 親合性高并且可鍵合到共軛n (派)電子橋的原子或原子組)。 上述四類光敏劑可通過將醛與葉立德在標準維蒂希條件下反應或通過利用麥克 莫里反應(McMurray reaction)制備，如在國際專利公布No. WO 98/21521中所詳細描述 的。Reinhardt等人(例如，在U. S.專利No. 6， 100， 405， 5， 859， 251，和No. 5， 770， 737
中)描述了其它化合物具有大的多光子吸收截面，盡管這些截面是通過不同于上述方法的 方法確定的。 優(yōu)選的光敏劑包括如下化合物(以及它們的混合物)
(2)申適靴， 可用于光反應性組合物的多光子光引發(fā)劑體系中的電子供體化合物是能夠給光 敏劑的電子激發(fā)態(tài)貢獻電子的化合物(除光敏劑本身之外)。這種化合物可以(任選地) 用于增加光引發(fā)劑體系的多光子光敏性，由此減少實現(xiàn)光反應性組合物的光化學反應所需 要的曝光。電子供體化合物優(yōu)選具有大于零且小于或等于對苯二酚二甲醚氧化電位的氧化 電位。優(yōu)選地，相對標準飽和甘滎電極("S. C. E.")，氧化電位在約0. 3至1伏之間。
電子供體化合物還優(yōu)選可溶于反應性物質(zhì)，且在某種程度上根據(jù)對架藏穩(wěn)定性的 考量來選擇(如上所述)。適用的供體通常能在曝露于所需波長的光時增加光反應性組合 物的固化速度或圖象密度。 當用陽離子反應性物質(zhì)進行操作時，本領域技術人員將認識到電子供體 化合物如果具有明顯的堿性，則會不利地影響陽離子反應(例如，參見美國專利 No. 6， 025， 406 (0xman等人)第7列第62行至第8列第49行中的論述)。
—般來講，可通過比較三種組分的氧化電勢和還原電勢(如美國專利 No. 4， 859， 572(Farid等人)中所述)來選擇適用于具體光敏劑和光引發(fā)劑的電子供體化合 物。可以用實驗方法(例如，通過R. J. Cox，在"照相敏感性"(Photographic Sensitivity), 第15章，學術出版社(Academic Press) 1973年版中描述的方法)測量這樣的電勢，或者可 從諸如1975年版、N. L. Weinburg編輯的"電有機合成技術"(Technique ofElectroorg肌ic Synthesis)第二部分"化學技術"(Techniques ofChemistry)第5巻，以及1970年版的 C. K. Mann禾口 K. K. Barnes的"非7j^本系中的電4七學反應"Elect:rochemical Reactions in NonaqueousSystems等參考文獻中獲得這些電勢。電勢反映了相對的能量關系且可用于指 導電子供體化合物的選擇。 合適的電子供體化合物包括(例如)在紐約的約翰威立出版公司(John Wiley and Sons)于1986年出版、B. Voman等人編輯的《光化學進展》(Advances in Photochemistry)第13巻第427-488頁中由D. F. Eaton描述的那些；0xman等人在美國 專利No. 6， 025， 406第7列第42-61行中描述的那些；以及Palazzotto等人在美國專利 No. 5， 545， 676第4列第14行至第5列第18行中描述的那些。這樣的電子供體化合物包括胺(包括三乙醇胺、肼、l，4-二氮雜二環(huán)[2. 2. 2]辛烷、三苯胺(及其三苯膦和三苯胂類似 物)、氨基醛和氨基硅烷)、酰胺(包括磷酰胺)、醚(包括硫醚)、脲(包括硫脲)、亞磺酸及 其鹽、亞鐵氰化物的鹽、抗壞血酸及其鹽、二硫代氨基甲酸及其鹽、黃原酸鹽的鹽、乙二胺四 乙酸的鹽、(烷基)n(芳基)m硼酸鹽的鹽(n+m = 4)(優(yōu)選四烷基銨鹽)，各種有機金屬化合 物(例如Snl^化合物(其中每個R獨立地選自烷基、芳烷基(具體地講，節(jié)基)、芳基和烷 芳基)(例如，如n-C3H7Sn (CH3) 3，(烯丙基)Sn (CH3) 3，和(芐基)Sn (n_C3H7) 3)的化合物)、二 茂鐵等等及它們的混合物。電子供體化合物可以是未取代的或可以用一種或多種非干擾取 代基取代。尤其優(yōu)選的電子供體化合物含有電子供體原子(例如氮、氧、磷或硫原子)和鍵 合到該電子供體原子a位上的碳原子或硅原子上的可奪取的氫原子。
優(yōu)選的胺電子供體化合物包括烷基-、芳基-、烷芳基-和芳烷基胺(例如甲胺、 乙胺、丙胺、丁胺、三乙醇胺、戊胺、己胺、2，4-二甲基苯胺、2，3-二甲基苯胺、鄰間和對甲苯 胺、芐胺、氨基吡啶、N，N' -二甲基乙二胺J，N' -二乙基乙二胺J，N' -二芐基乙二胺、 N，N' -二乙基-l，3-丙二胺、N，N' -二乙基-2-丁烯-l，4-二胺、N，N' -二甲基_1，6-己 二胺、哌嗪、4，4'-三亞甲基二哌啶、4，4'-亞乙基二哌啶J寸-N，N-二甲基-氨基苯乙醇 和對-N-二甲氨基節(jié)腈)；氨基醛(例如，對-N， N-二甲氨基苯甲醛、對-N， N-二乙氨基苯 甲醛、9-久洛尼定甲醛和4-嗎啉苯甲醛)；以及氨基硅烷(例如，三甲基甲硅烷基嗎啉、三 甲基甲硅烷基哌啶、雙(二甲氨基)二苯基硅烷、三(二甲氨基)甲基硅烷、N，N-二乙氨基 三甲基硅烷、三(二甲氨基)苯基硅烷、三(甲基甲硅烷基)胺、三(二甲基甲硅烷基)胺、 雙(二甲基甲硅烷基)胺、N，N-雙(二甲基甲硅烷基)苯胺、N-苯基-N-二甲基甲硅烷基 苯胺和N， N-二甲基-N-二甲基甲硅烷胺)；以及它們的混合物。叔芳族烷基胺，尤其是那 些在芳環(huán)上具有至少一個吸電子的基團的烷基胺已發(fā)現(xiàn)可提供特別良好的架藏穩(wěn)定性。利 用室溫時為固體的胺也已獲得了良好的架藏穩(wěn)定性。利用含有一個或多個久洛尼定部分的 胺已獲得了良好的光敏性。 優(yōu)選的酰胺電子供體化合物包括N， N- 二甲基乙酰胺、N， N- 二乙基乙酰胺、N-甲 基-N-苯基乙酰胺、六甲基磷酰胺、六乙基磷酰胺、六丙基磷酰胺、三嗎啉氧化膦、三哌啶氧 化膦以及它們的混合物。優(yōu)選的烷基芳基硼酸鹽包括
0101]Ar3B—(n-C4H9)N+(C2H5)4
0102]Ar3B—(n-C4H9)N+(CH3)4
0103]Ar3B—(n-C4H9)N+(n-C4H9)4
0104]Ar3B—(n-C4H9) Li+
0105]Ar3B—(n-C4H9)N+(C6H13)4
0106]Ar3B—-(C4H9) N+ (CH3) 3 (CH2) 2C02 (CH2) 2CH3
0107]Ar3B—-(C4H9) N+ (CH3) 3 (CH2) 20C0 (CH2) 2CH3
0108]Ar3B—-(sec-C4H9) N+ (CH3) 3 (CH2) 2C02 (CH2) 2CH
0109]Ar3B—-(sec-C4H9)N+(C6H13)4
0110]Ar3B—-(C4H9)N+(C8H17)4
0111 ]Ar3B—-(C4H9)N+(CH3)4
0112](p-CH30-C6H4) 3B— (n-C4H9) N+ (n_C4H9) 40113]Ar3B—-(C4H9)N+(CH3)3(CH2)20H
ArB—(n-C4H9)3N+(CH3)4
ArB—(C2H5)3N+(CH3)4
Ar2B—(n-C4H9)2N+(CH3)4
Ar3B—(C4H9)N+(C4H9)4
Ar4B—N+(C4H9)4
ArB—(CH3)3N+(CH3)4
(n-C4H9)4B—N+(CH3)4
Ar3B—(C4H9)P+(C4H9)4(其中Ar為苯基、萘基、經(jīng)取代的(優(yōu)選氟取代的)苯基、經(jīng)取代的萘基，以及具有 較大數(shù)目的稠合芳環(huán)的類似基團)，以及四甲銨正_ 丁基三苯基硼酸鹽和四丁基銨正_己 基-三(3-氟代苯基)硼酸鹽以及它們的混合物。 適用的醚電子供體化合物包括4，4' _二甲氧基聯(lián)苯、1，2，4-三甲氧基苯、1，2， 4，5-四甲氧基苯等等，以及它們的混合物。適用的脲電子供體化合物包括N，N' -二甲基 脲、N， N- 二甲基脲、N， N' - 二苯脲、四甲基硫脲、四乙基硫脲、四_正丁基硫脲、N， N- 二正 丁基硫脲、N，N' -二正丁基硫脲J，N-二苯基硫脲J，N' -二苯基-N，N' -二乙基硫脲 等等以及它們的混合物。 用于自由基誘導的反應的優(yōu)選電子供體化合物包括含有一個或多個久洛尼定部 分的胺、烷基芳基硼酸鹽和芳族亞磺酸的鹽。然而，如果需要，對于這樣的反應，也可以省略 電子供體化合物(例如，用以改善光反應性組合物的架藏穩(wěn)定性或調(diào)節(jié)分辨率、對比度和 互易性)。用于酸誘導的反應的優(yōu)選電子供體化合物包括4-二甲氨基苯甲酸、4-二甲氨 基苯甲酸乙酯、3-二甲氨基苯甲酸、4-二甲氨基安息香、4-二甲氨基苯甲醛、4-二甲氨基苯 甲腈、4-二甲氨基苯乙醇和1，2，4-三甲氧基苯。
(3)光引發(fā)劑 適用于光反應性組合物的反應性物質(zhì)的光引發(fā)劑(即電子受體化合物)是能夠通 過從多光子光敏劑的電子激發(fā)態(tài)接收一個電子而被光敏化，導致形成至少一個自由基和/ 或酸的那些。這種光引發(fā)劑包括碘鎗鹽(例如，二芳基碘鎗鹽)、锍鹽(例如，任選由烷基或 烷氧基取代，且任選具有2，2'氧基團橋接相鄰芳基部分的三芳基锍鹽)等等，以及它們的 混合物。 光引發(fā)劑優(yōu)選的是可溶于反應性物質(zhì)且優(yōu)選是架藏穩(wěn)定的(即在存在光敏劑和 電子供體化合物的情況下，溶解于其中時，不自發(fā)促進反應性物質(zhì)的反應)。因此，可在某 種程度上根據(jù)選擇的具體反應性物質(zhì)、光敏劑和電子供體化合物來選擇具體光引發(fā)劑，如 上所述。如果反應性物質(zhì)能夠歷酸引發(fā)的化學反應，則光引發(fā)劑為鎗鹽(例如，碘鎗鹽或锍 鹽)。 合適的碘鎗鹽包括Palazzotto等人在美國專利No. 5， 545， 676第2列第28_46行 中描述的那些。美國專利No. 3， 729， 313、 No. 3， 741， 769、 No. 3， 808， 006、 No. 4， 250， 053和 No.4，394，403中也描述了合適的碘鎗鹽。碘鎗鹽可以是單鹽(例如，包含諸如Cl—、 Br—、 I或C4H5S03—的陰離子)或金屬絡合鹽(例如，包含SbF6—、 PF6—、 BF4—、四(全氟苯基)硼酸 鹽、SbF50H—或AsF6—)。如果需要，可使用碘鎗鹽的混合物。
可用的芳族碘鎗絡合物鹽光引發(fā)劑的實例包括二苯碘鎗四氟硼酸鹽；二 (4_甲基苯基)碘鎗四氟硼酸鹽；苯基_4-甲基苯基碘鎗四氟硼酸鹽；二 (4-庚基苯基)碘鎗四氟 硼酸鹽；二 (3-硝基苯基)碘鎗六氟磷酸鹽；二 (4-氯苯基)碘鎗六氟磷酸鹽；二 (萘基)碘 鎗四氟硼酸鹽；二 (4-三氟甲基苯基)碘鎗四氟硼酸鹽；聯(lián)苯碘鎗六氟磷酸鹽；二 (4_甲基 苯基)碘鎗六氟磷酸鹽；二苯基六氟砷酸碘鎗鹽；二 (4-苯氧基苯基)碘鎗四氟硼酸鹽；苯 基-2-噻吩基碘鎗六氟磷酸鹽；3， 5_ 二甲基妣唑-4-苯基碘鎗六氟磷酸鹽；二苯基碘鎗六 氟銻酸鹽；2， 2' -二苯基碘鎗四氟硼酸鹽；二 (2，4-二氯苯基)碘鎗六氟磷酸鹽；二 (4_溴 苯基)碘鎗六氟磷酸鹽；二 (4-甲氧基苯基)碘鎗六氟磷酸鹽；二 (3-羧基苯基)碘鎗六氟 磷酸鹽；二 (3-甲氧羰基苯基)碘鎗六氟磷酸鹽；二 (3-甲氧磺?；交?碘鎗六氟磷酸 鹽；二 (4_乙酰氨基苯基)碘鎗六氟磷酸鹽；二 (2-苯并噻吩基)碘鎗六氟磷酸鹽；以及二 苯基碘鎗六氟銻酸鹽等；以及它們的混合物。可以根據(jù)Beringer等人在.T. Am. Chem. Soc. §1， 342 (1959)中的教導通過對應的芳族碘鎗單鹽(例如二苯基碘鎗硫酸氫鹽)的復分解來 制備芳族碘鎗絡合鹽。 優(yōu)選的碘鎗鹽包括聯(lián)苯碘鎗鹽(例如二苯基氯化碘、聯(lián)苯碘鎗六氟磷酸鹽以及 聯(lián)苯碘鎗四氟硼酸鹽)、二芳基碘鎗六氟銻酸鹽(例如，可得自沙多瑪公司的SarCatTM SR 1012)以及它們的混合物?？捎玫娘雏}包括美國專利No. 4， 250， 053 (Smith)的第1列第66行至第4列第2
行中所描述的那些，其可用以下化學式表示
其中Rl、 R2和R3各自獨立地選自含有約4個至約20個碳原子的芳族基團(例 如，取代或未取代的苯基、萘基、噻吩基和呋喃，其中可用烷氧基、烷硫基、芳硫基、鹵素等這 類基團取代)和含有1個至約20個碳原子的烷基。如此處所用的，術語"烷基"包括經(jīng)取代 的烷基(例如，用諸如鹵素、羥基、烷氧基或芳基之類的基團取代)。Rl、 R2和R3中的至少 一個為芳族，并且優(yōu)選地，每一個都是獨立的芳族。Z選自共價鍵、氧、硫、-S( = 0)-、-C(= 0) -、- (0 = ) S ( = 0)-和-N(R)-，其中R是芳基(約6至約20個碳原子，例如苯基)、?；?(約2至約20個碳原子，例如乙酰基、苯甲酰基等)、碳_碳鍵或_0 4-)(:(-1 5)-，其中R4 和R5獨立地選自氫、具有1至約4個碳原子的烷基以及具有約2至約4個碳原子的烯基。
x-是陰離子，如下所述。 對于锍鹽(以及對于任何其它類型的光引發(fā)劑)，適用的陰離子X—包括多種陰離 子類型，例如酰亞胺、甲基化物、硼為中心、磷為中心、銻為中心、砷為中心以及鋁為中心的 陰離子。 適用的酰亞胺和甲基化陰離子的示例性的、但并非限制性的實例包 括(C2F5S02)2N_、 (C4F9S02)2N_、 (C8F17S02)3C_、 (CF3S02)3C-、 (CF3S02)2N-、 (C4F9S02)3C-、 (CF3S02)2(C4F9S02)C_、 (CF3S02)(C4F9S02)N-、 ( (CF3)2NC2F4S02) 2N_、 (CF3)2NC2F4S02C-(S02CF3)2、 (3，5_雙(CF3) C6H3) S02N-S02CF3、 C6H5S02C-(S02CF3) 2、 C6H5S02N-S02CF3等等。該類型的優(yōu)選陰離子包括由化學式(RfS02)3C—表示的陰離子，其中 Rf為具有1至約4個碳原子的全氟烷基。
適用的以硼為中心的陰離子的示例性的、但并非限制性的實例包括F4B—、 (3， 5-雙(CF3)C6H3)4B-、 (C6F5)4B-、 (p-CF3C6H4)4B-、 (m-CF3C6H4)4B-、 (p-FC6H4)4B-、 (C6F5)3(CH3)B-、 (C6F5)3(n-C4H9) B-、 (p-CH3C6H4)3(C6F5) B-、 (C6F5)3FB-、 (C6H5)3(C6F5)B-、 (CH3)2(p-CF3C6H4)2B-、 (C6F5)3(n-C18H370)B-等等。優(yōu)選的以硼 為中心的陰離子一般含有3個或更多個連接到硼的鹵素取代的芳烴基，其中氟為最優(yōu)選 的鹵素。優(yōu)選地陰離子的示例性的、但并非限制性的實例包括(3，5-bis(CF3)C6H3)4B-、 (C6F5)4B-、 (C6F5)3(n-C4H9)B-、 (C6F5) 3FB-和(C6F5) 3 (CH3) B-。 含有其它金屬或準金屬中心的適用陰離子包括(例如)(3，5-雙(CF3) C6H3)4Al-、 (C6F5)4Al-、 (C6F5)2F4P-、 (C6F5) F5P-、F6P—、 (C6F5) F5Sb—、F6Sb—、 (H0)F5Sb—和 F6As—。上述列表并非意圖進行窮舉，因為其它可用的以硼為中心的非親核鹽，以及含有其 它金屬或準金屬的其它可用的陰離子(根據(jù)上述通式)對本領域內(nèi)的技術人員來說將是顯 而易見的。 優(yōu)選的是，陰離子X—選自四氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽、六氟砷酸鹽、六氟銻酸鹽和羥
基五氟銻酸鹽(例如，與陽離子_反應性物質(zhì)例如環(huán)氧樹脂一起使用)。 適用的锍鹽光引發(fā)劑實例包括 三苯基锍四氟硼酸鹽 甲基二苯基锍四氟硼酸鹽 二苯基锍六氟磷酸鹽 三苯基锍六氟磷酸鹽 三苯基锍六氟銻酸鹽 二苯基萘基锍六氟砷酸鹽 三甲苯基锍六氟磷酸鹽 茴香二苯基锍六氟銻酸鹽 4_ 丁氧基苯基二苯基锍四氟硼酸鹽 4-氯代苯基二苯基锍六氟磷酸鹽 三(4-苯氧苯基)锍六氟磷酸鹽 二 (4-乙氧苯基)甲基锍六氟砷酸鹽 4-丙酮基苯基二苯基锍四氟硼酸鹽 4-硫代甲氧基苯基二苯基锍六氟磷酸鹽 二 (甲氧苯磺酰苯基)甲基锍六氟銻酸鹽 二 (硝基苯基)苯基锍六氟銻酸鹽 二 (碳甲氧基苯基)甲基锍六氟磷酸鹽 4-乙酰氨基苯基二苯基锍四氟硼酸鹽 二甲基萘基锍六氟磷酸鹽 三氟甲基二苯基锍四氟硼酸鹽 對-(苯硫基苯基)二苯基锍六氟銻酸鹽 10-甲基苯氧雜锍六氟磷酸鹽 5-甲基噻蒽六氟磷酸鹽 10-苯基-9，9-二硫代贊茜六氟磷酸鹽
22
10-苯基-9-羰基硫贊茜四氟硼酸鹽
5-甲基-10-羰基噻蒽四氟硼酸鹽
5-甲基-10， 10- 二氧噻蒽六氟磷酸鹽 優(yōu)選的锍鹽包括三芳基取代的鹽，例如三芳基锍六氟銻酸鹽(例如，可得自沙多
瑪公司的Sarcat"1 SR1010)、三芳基锍六氟磷酸鹽(例如，可得自沙多瑪公司的Sarcat SR
1011)以及三芳基锍六氟磷酸鹽(例如，可得自沙多瑪公司的SarcatTM KI85)。 優(yōu)選的光引發(fā)劑包括碘鎗鹽(更優(yōu)選為芳基碘鎗鹽)、锍鹽以及它們的混合物。
更優(yōu)選的是芳基碘鎗鹽以及它們的混合物。 Ui,船麵燃 可通過上述方法或通過在本領域中已知的其它方法制備反應性物質(zhì)、多光子光敏 劑、電子供體化合物和光引發(fā)劑，且許多是可商業(yè)獲得的?？衫萌魏谓M合順序和方式的合 并(任選地，伴隨攪拌或攪動)在"安全光"條件下將這這四種組分合并，雖然(從儲存壽 命和熱穩(wěn)定性觀點來看)有時優(yōu)選在最后添加光引發(fā)劑(且在任選用以促進其它組分的溶 解的任何加熱步驟后)。如果需要，可以使用溶劑，只要所選擇的溶劑不與組合物的組分發(fā) 生明顯反應即可。合適的溶劑包括(例如)丙酮、二氯甲烷和乙腈。反應性物質(zhì)本身有時 也可用作其它組分的溶劑。 光引發(fā)劑體系的三種組分以光化學有效量來表示(如上述的定義)。 一般來講，基 于固體總重量(即非溶劑組分的總重量)而言，組合物可至少含有約5重量％ (優(yōu)選至少 約10重量％ ;更優(yōu)選至少約20重量％ )至最多約99. 79重量％ (優(yōu)選最多約95重量％ ; 更優(yōu)選最多約80重量％ )的一種或多種反應性物質(zhì)；至少約0. 01重量％ (優(yōu)選至少約0. 1 重量％ ;更優(yōu)選至少約0. 2重量％ )至最多約10重量％ (優(yōu)選最多約5重量％ ;更優(yōu)選最 多約2重量％ )的一種或多種光敏劑；任選地，最多約10重量％ (優(yōu)選最多約5重量％ ) 的一種或多種電子供體化合物(優(yōu)選至少約0. 1重量％ ;更優(yōu)選從約0. 1重量％至約5重 量％ );以及約O. 1重量％至約10重量％的一種或多種電子受體化合物(優(yōu)選約O. 1重 量％至約重量5% )。 根據(jù)所需的最終用途，可以在光反應性組合物中包含多種輔助劑。適用的輔助 劑包括溶劑、稀釋劑、樹脂、粘合劑、增塑劑、顏料、染料、無機或有機增強劑或延伸填充劑 (基于組合物總重量而言，優(yōu)選以約10重量％至90重量％ )、觸變劑、指示劑、抑制劑、穩(wěn)定 劑、紫外線吸收劑等。這類輔助劑的量和類型及其加入到組合物的方式將是本領域技術人 員所熟悉的。 將非反應性聚合物粘合劑包括在組合物內(nèi)以便(例如)控制粘度以及提供成膜特 性是在本發(fā)明的范疇內(nèi)的。通?？梢詫酆衔镎澈蟿┻M行選擇以與反應性物質(zhì)相容。例 如，可利用這樣的聚合物粘合劑溶于用于反應性物質(zhì)的相同溶劑，以及無可不利地影響反 應性物質(zhì)反應過程的官能團。粘合劑的分子量可以為適于獲得所需的成膜特性和溶液流 變特性的分子量(例如，約5， 000至1， 000， 000道爾頓之間的分子量；優(yōu)選在約10， 000至 500， 000道爾頓之間；更優(yōu)選在約15， 000和250， 000道爾頓之間)。適合的聚合物粘合劑 包括(例如)聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(苯乙烯)-共-(丙烯腈)、乙酸纖維素 丁酸酯等。 如果需要，在曝光之前，可利用本領域內(nèi)的技術人員所孰知的多種涂覆方法中的任何一種(包括(例如)刮涂和旋涂)，將所得的光反應性組合物涂覆到基底上。根據(jù)具體 應用和所采用的曝光方法，可從各種薄膜、薄片和其它表面(包括硅晶片和玻璃板)選擇基 底。優(yōu)選的基底一般足夠平坦以使得能制備具有均勻厚度的光反應性組合物層。對于涂層 不夠理想的應用，作為另外一種選擇，可將光反應性組合物以整體的形式曝光。
HiA碰"雄ffl 在執(zhí)行本發(fā)明的方法時，可將光反應性組合物在這樣的條件下曝光，該條件使得 能發(fā)生多光子吸收，由此引起與曝光前的光反應性組合物相比，具有不同的溶解度特性范 圍(例如，在具體溶劑中的溶解度較低或較高)?？赏ㄟ^能夠獲得足夠光強度的任何已知方 式完成這樣的曝光。 圖6中示出了可以使用的一種示例性類型的系統(tǒng)。參照圖6，制造系統(tǒng)10包括光 源12、包括最終的光學元件15(可任選地包括電流計鏡和望遠鏡，以控制束發(fā)散)的光學 系統(tǒng)14和可移動的平臺16。平臺16是在一個維度，兩個維度，或者更典型的是三個維度 上可移動的。裝配在平臺16上的基底18具有在其上的光反應性組合物24的層20。來自 光源12的光束26通過光學系統(tǒng)14并通過最終的光學元件15離開，該光學元件15將光束 26聚焦在層20內(nèi)的一個點P上，由此控制組合物內(nèi)光強度的三維空間分布并引起臨近點P 的光反應性組合物24的至少一部分比剛曝光于光束26前更可溶解于至少一種溶劑或可溶 性減少。 通過移動平臺16，或通過結(jié)合移動光學系統(tǒng)14的一個或多個元件來導向光束 26(例如，利用電流計鏡和望遠鏡移動激光束)，可以以對應所需形狀的三維圖案掃描或翻 譯焦點P。所得的光反應性組合物24的反應或部分反應部分然后產(chǎn)生所需形狀的三維結(jié) 構(gòu)。例如，在一個單程中，可對一個或多個光提取結(jié)構(gòu)的表面輪廓(對應于約一個體積像素 或體素的厚度)進行曝光或成像，從而在顯影時能形成這些結(jié)構(gòu)的表面。
可通過至少掃描所需三維結(jié)構(gòu)平面薄片周邊并然后掃描多個優(yōu)選平行的、平面薄 片來完成結(jié)構(gòu)，以進行表面輪廓的成像曝光?？梢钥刂票∑穸纫垣@得足夠低水平的表面 粗糙度，來提供光學質(zhì)量的光提取結(jié)構(gòu)。例如，較小的薄片厚度可在較大的結(jié)構(gòu)錐形區(qū)是有 利的，以幫助實現(xiàn)高結(jié)構(gòu)保真性；但可在較小的結(jié)構(gòu)錐形區(qū)利用較大的薄片厚度，以幫助保 持可用的制造時間。以該方式，在不犧牲制造速度(生產(chǎn)量或每單位時間制造的結(jié)構(gòu)數(shù)量) 的情況下，可獲得小于薄片厚度(優(yōu)選地，小于約薄片厚度的二分之一 ；更優(yōu)選地，小于約 薄片厚度的四分之一)的表面粗糙度。 當光反應性組合物被涂覆在表現(xiàn)出與體素高度相同或較大尺寸大小的非平面性 程度的基底上時，補償該非平面性以避免光學或物理上的缺陷結(jié)構(gòu)可以是有利的。這可 通過這樣的步驟來實現(xiàn)(例如，使用共焦界面定位器系統(tǒng)、干涉測量法或熒光界面定位 器系統(tǒng))對基底與光反應性組合物的將被曝光的部分之間的界面的位置進行定位，然后 適當調(diào)整光學系統(tǒng)14的位置以使光束26聚焦在該界面處。(該工序在代理人案巻號為 61438US002、共同待審且共同提交的專利申請中有詳細的描述，該專利申請的說明書以引 用方式并入本文中。)優(yōu)選的是，在一個陣列中每二十個結(jié)構(gòu)有至少一個結(jié)構(gòu)(更優(yōu)選地， 每十個中至少一個；最優(yōu)選地，對于陣列中的每個結(jié)構(gòu))進行該工序。 光源12可以是產(chǎn)生足夠光強度以實現(xiàn)多光子吸收的任何光源。適用的光源包括 (例如)由氬離子激光器(例如，可以商品名"INNOVA"得自Coherent公司的那些)泵浦的近紅外鈦寶石振蕩器(例如，可以商品名"MIRA OPTIMA 900-F"得自加利福尼亞州圣克拉 拉市的Coherent公司的那些)的飛秒激光器。該激光器在76MHz時工作，具有一個小于200 飛秒的脈沖寬度，在700和980nm之間可調(diào)，且平均功率最多為1. 4瓦特。另一種可用的激 光器可以商品名"MAI TAI"得自加州山景城的光譜物理公司(Spectra-Physics, Mountain View, California)，波長在750至850納米范圍內(nèi)可調(diào)，且具有80MHz的重復頻率，約100 飛秒(1X10—13秒)的脈沖寬度，平均功率電平最多為1瓦特。 然而，可以利用任何這樣的光源；在適于光反應性組合物中所使用的多光子吸收 劑的波長下會提供足夠強度以實現(xiàn)多光子吸收(例如，激光)。這樣的波長一般來說可以在 如下范圍約300nm至約1500nm ;優(yōu)選地，從約400nm至約llOOnm ;更加優(yōu)選地，從約600nm 至約900nm;更加優(yōu)選地，從約750nm至約850nm，包括上述范圍的端值。通常，光通量(例 如，脈沖激光的峰強度)為大于約106W/cm2。光通量的上限一般通過光反應性組合物的燒 蝕閾值來表示。例如，也可以使用Q開關Nd:YAG激光器(例如，可以商品名"QUANTA-RAY PRO"得自光譜物理公司的那些)、可見波長染料激光器(例如，可以商品名"SIRAH"得自光 譜物理公司的那些，該激光器由光譜物理公司的商品名"Quanta-Ray PRO"的Q開關Nd: YAG 激光器泵浦)以及Q開關二極管泵浦激光器(例如，可以商品名"FCBAR"得自光譜物理公 司的那些)。 優(yōu)選的光源為脈沖長度小于約10—8秒(更優(yōu)選小于約lO—9秒；最優(yōu)選小于約10—11 秒)的近紅外脈沖激光。只要滿足上述峰強度和燒蝕閾值標準，也可以使用其它脈沖長度。 脈沖輻射可以(例如)具有從約1千赫上至約50兆赫的脈沖頻率，或甚至更大。也可以使 用連續(xù)連續(xù)波激光器。 光學系統(tǒng)14可以包括(例如)折射光學元件(例如，透鏡或微透鏡陣列)、反射光 學元件(例如，反光鏡或聚焦反射鏡)、衍射光學元件(例如，光柵、相位掩模和全息圖)、偏 振光學元件(例如，線性偏振片和波片)、色散光學元件(例如，棱鏡和光柵)、漫射、普克爾 斯盒、波導等。這類光學元件可用于聚焦、光束遞送、光束/模式成形、脈沖成形以及脈沖定 時等。一般來講，可以利用光學元件的組合，而其它適當?shù)慕M合也將是本領域內(nèi)的技術人員 所認可的。最終的光學元件15可以包括(例如) 一個或多個折射、反射和/或衍射光學元 件。在一個實施例中，物鏡(例如)顯微鏡法中使用的那些，可從商業(yè)來源例如紐約索恩伍 德(Thornwood， New York)的Carl Zeiss, NorthAmerica方便地獲得，并且用為最終的光 學元件15。例如，制造系統(tǒng)10可包括一個掃描共聚焦顯微鏡(例如，可以商品名"MRC600" 得自加利福尼亞赫爾克里的Bio-Rad Laboratories公司)，該顯微鏡配備有O. 75數(shù)值孔徑 (NA)的物鏡(例如，可以商品名"20X FLUAR"得自CarlZeiss， North America的那些)。
利用具有相當較大數(shù)值孔徑的光學元件以提供高度聚焦的光通?？梢允怯欣?。 然而，可利用提供所需光強度分布(及其空間分布)的任何光學元件組合。
曝光時間通常取決于用于引起光反應性組合物中反應性物質(zhì)反應的曝光系統(tǒng)類 型(及其伴隨變量，例如數(shù)值孔徑、光強度空間分布幾何形狀、激光脈沖期間的峰值光強度 (較高的光強度和較短的脈沖持續(xù)時間大體上對應于峰值光強度))，以及取決于光反應性 組合物的性質(zhì)。 一般來講，焦點區(qū)內(nèi)較高的峰值光強度允許較短的曝光時間，其它一切則相 當。利用約10—8至10—15秒(例如，約10—11至10—14秒)以及約每秒102至109個脈沖(例 如，約每秒103至108個脈沖)的激光脈沖持續(xù)時間，線性成像或"寫入"速度通常可以是約
255至100， 000微米/秒。 為了有利于已曝光的光反應性組合物的溶劑顯影并獲得經(jīng)過加工的光提取結(jié)構(gòu)， 可利用閾值光劑量(即閾值劑量)。該閾劑量通常是方法特異性的，并可取決于諸如波長、 脈沖頻率、光強度、具體的光反應性組合物、所加工的具體結(jié)構(gòu)或溶劑顯影所采用的方法之 類的變量。因此，每組方法參數(shù)通?？梢酝ㄟ^閾劑量表征?？梢允褂帽乳撝蹈叩墓鈩┝?，并 且可以是有利的，但較高的劑量(一旦高于閾劑量) 一般可用于較低的寫入速度和/或較 高的光強度。 增加光劑量趨向于增加由該方法產(chǎn)生的體素的體積和縱橫比。因此，為了獲得低 縱橫比的體素， 一般優(yōu)先使用小于約10倍的閾劑量的光劑量，優(yōu)選小于約4倍的閾劑量，更 優(yōu)選小于約3倍的閾劑量。為了獲得低縱橫比的體素，光束26的徑向強度分布優(yōu)選是符合 高斯分布。 通過多光子吸收，光束26在光反應性組合物中誘導反應，該反應產(chǎn)生材料的容量 區(qū)，該材料與未曝光的光反應性組合物相比其溶解度特性不同。所得的不同溶解度的圖案 可通過傳統(tǒng)的顯影方法實現(xiàn)，例如，通過移除曝光或未曝光區(qū)域。 例如，通過將經(jīng)曝光的光反應性組合物置于溶劑中以溶解較高溶劑溶解度的區(qū) 域、通過沖洗溶劑，通過蒸發(fā)、通過氧等離子體蝕刻、通過其它已知的方法以及通過它們的 組合等，可使經(jīng)曝光的光反應性組合物顯影。可用于使經(jīng)曝光的光反應性組合物顯影的溶 劑包括水性溶劑，例如水(例如，pH值在1至12范圍的水)和水與有機溶劑的可混溶共混 物(例如甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺^-甲基吡咯烷酮等，以及它們的混合 物)；以及有機溶劑。示例性的可用有機溶劑包括醇(例如甲醇、乙醇和丙醇)、酮(例如 丙酮、環(huán)戊酮和甲基乙基酮)、芳族化合物(例如甲苯)、鹵烴(例如二氯甲烷和氯仿)、腈 (例如乙腈)、酯(例如乙酸乙酯和丙二醇甲醚醋酸酯)、醚(例如乙醚和四氫呋喃)、酰胺 (例如，N-甲基吡咯烷酮)等，以及它們的混合物。 在多光子吸收條件下曝光后、但在溶劑顯影之前，可任選將烘烤用于某些光反應 性組合物，例如環(huán)氧型反應性物質(zhì)。典型的烘烤條件包括從約4(TC至約20(TC的溫度范圍、 從約0. 5分鐘至約20分鐘的時間范圍。 任選地，僅曝光光提取結(jié)構(gòu)陣列表面外形后，優(yōu)選地在溶劑顯影后，可利用光化學 輻射執(zhí)行非成像曝光，以影響剩余的未反應光反應性組合物的反應?？衫脝喂庾臃椒▋?yōu) 選地執(zhí)行這樣的非成像曝光。 以這種方式，可制備復雜的三維光提取結(jié)構(gòu)和光提取結(jié)構(gòu)陣列。
可使用仿真確定光提取器的最佳值以實現(xiàn)光輸出的所需水平的均勻性，來實現(xiàn)用 于具體設備構(gòu)造(例如鍵盤)的光導裝置的設計。圖7是示出了用于設計用于鍵盤的光提 取器圖案的工藝的流程圖。在步驟705中，確定光導裝置的外形和鍵的位置。確定是需要 鍵的點照明還是全區(qū)域背光。在步驟710中，如果需要點照明，則確定每一鍵區(qū)中的提取器 的最小尺寸。在步驟712中，在所有區(qū)域中使用相同的提取器(恒定的面密度和形狀因素) 來執(zhí)行初始仿真。為試運行選擇提取器形狀和密度，該試運行接近于前面類似的模型的平 均。在步驟715中，根據(jù)設計需要來確定最好的燈位置和燈方位。 在步驟720中，執(zhí)行光線跟蹤，以辨識光輸出區(qū)和暗輸出區(qū)。在步驟725中，根據(jù) 光線跟蹤仿真重新設計提取器區(qū)域、提取器形狀和初始提取器密度。在步驟730中，從最靠近光源的部分開始朝著最遠離光源的部分，一個部分接一個部分地為光導裝置中的每個部 分優(yōu)化通量的均勻性。 上面的方法提供了初始優(yōu)化。如果在初始優(yōu)化中不佳地選擇了提取器形狀、尺寸 和/或密度，則可以做出新的初始選擇，并重新進行優(yōu)化。如果初始優(yōu)化產(chǎn)生了接近于需要 的通量均勻性，則調(diào)整提取器組或各個提取器的參數(shù)，每次改變之后進行仿真，直到所有的 鍵具有規(guī)格以內(nèi)的輸出通量為止。 上述本發(fā)明各種實施例的描述是出于舉例說明和描述的目的。沒有哪一部分意圖 是窮舉性的或?qū)⒈景l(fā)明局限于所公開的確切形式。按照上述教導內(nèi)容，可以有許多修改形 式和變化形式。本發(fā)明的范圍不受所述具體實施方式
的限定，而僅受所附權利要求書的限定。
權利要求
一種光導裝置，所述光導裝置包括在所述光導裝置的表面上布置成圖案的光提取器，所述圖案被構(gòu)造用于提高所述光導裝置的整個表面上的光輸出的均勻性，和其中所述光提取器的面密度基本上恒定或者與所述光提取器的提取效率相反地變化。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光導裝置，其中所述光提取器的填充因數(shù)在防止觀察者分辨 出各個光提取器的最小填充因數(shù)以上。
3. 根據(jù)權利要求1所述的光導裝置，其中所述光提取器是凹陷的結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的光導裝置，其中所述光導裝置是一體化的。
5. 根據(jù)權利要求1所述的光導裝置，其中所述光提取器的提取效率隨著所述光提取器 的高度的變化而變化，或者隨著所述光提取器的形狀的變化而變化，或者同時隨著所述光 提取器的高度和形狀的變化而變化。
6. 根據(jù)權利要求1所述的光導裝置，其中所述光提取器被布置用于提高所述光導裝置 的連續(xù)表面上方的光輸出的均勻性。
7. 根據(jù)權利要求1所述的光導裝置，其中所述光提取器被布置用于提高所述光導裝置 的不連續(xù)區(qū)域中的光輸出的均勻性。
8. 根據(jù)權利要求7所述的光導裝置，其中所述不連續(xù)區(qū)域被構(gòu)造用于對鍵盤的鍵進行 照明。
9. 根據(jù)權利要求1所述的光導裝置，其中所述光提取器是截頭的非球形。
10. 根據(jù)權利要求1所述的光導裝置，其中所述光提取器是半球、截頭的半球、錐和截 錐中的一者或多者。
11. 根據(jù)權利要求1所述的光導裝置，其中所述圖案被構(gòu)造用于減少所述光導裝置的 可見缺陷。
12. —種背光源，所述背光源包括 光源，所述光源被構(gòu)造用于產(chǎn)生光；以及光導裝置，所述光導裝置包括在所述光導裝置的表面上布置成圖案的光提取器，所述 圖案被構(gòu)造用于提高所述光導裝置的整個表面上的光輸出的均勻性，其中，所述光提取器 的面密度基本上恒定或者隨著所述光源的照明度的增大而減小。
13. 根據(jù)權利要求12所述的背光源，其中所述光提取器的填充因數(shù)在防止觀察者分辨 出各個光提取器的最小填充因數(shù)以上。
14. 根據(jù)權利要求12所述的背光源，其中所述光提取器是凹陷的結(jié)構(gòu)。
15. 根據(jù)權利要求12所述的背光源，其中所述光導裝置是一體化的。
16. 根據(jù)權利要求12所述的背光源，其中所述光提取器的提取效率隨著所述光提取器 的高度的變化而變化，或者隨著所述光提取器的形狀的變化而變化，或者同時隨著所述光 提取器的高度和形狀的變化而變化。
17. 根據(jù)權利要求12所述的背光源，其中所述光提取器是截頭的非球形。
18. 根據(jù)權利要求12所述的背光源，其中所述光提取器是錐和截錐中的一者或多者。
19. 根據(jù)權利要求12所述的背光源，其中所述圖案被構(gòu)造用于減少所述光導裝置的可 見缺陷。
20. 根據(jù)權利要求12所述的背光源，其中所述光提取器的面密度基本上恒定或者沿著 來自所述光源的光的傳播方向減小。
21. 根據(jù)權利要求12所述的背光源，其還包括所述光導裝置的第一區(qū)，所述第一區(qū)具有來自光源的相對較高的照明度；所述光導裝置的第二區(qū)，所述第二區(qū)具有來自所述光源的相對較低的照明度，所述第一區(qū)中的光提取器的面密度基本上等于或大于所述第二區(qū)中的光提取器的面密度。
22. 根據(jù)權利要求21所述的背光源，其中所述光源包括第一燈和第二燈，從所述第一燈傳播的光和從所述第二燈傳播的光在所述第一區(qū)中組合而不在所述第二區(qū)中組合。
23. 根據(jù)權利要求21所述的背光源，其中所述光提取器中的每個在所述光導裝置表面上具有基本相等的占有面積，并且所述第一區(qū)中的光提取器的數(shù)目大于所述第二區(qū)中的光提取器的數(shù)目。
24. 根據(jù)權利要求21所述的背光源，其中所述第一區(qū)中的光提取器的數(shù)目基本上等于所述第二區(qū)中的光提取器的數(shù)目，并且所述第一區(qū)中的每個光提取器在所述光導裝置表面上的占有面積大于所述第二區(qū)中的光提取器在所述光導裝置表面上的占有面積。
25. —種設備，所述設備包括鍵；開關矩陣，所述開關矩陣相對于所述鍵被布置，并且所述開關矩陣被構(gòu)造用于當啟動所述鍵中的一者或多者時完成電路；光源；以及光導裝置，所述光導裝置相對于所述光源被布置，所述光導裝置包括所述光導裝置的第一區(qū)，所述第一區(qū)被構(gòu)造用于對距光源相對較近的第一鍵進行照明；所述光導裝置的第二區(qū)，所述第二區(qū)被構(gòu)造用于對距所述光源相對較遠的第二鍵進行照明；以及光提取器，所述光提取器在所述光導裝置的表面上布置成圖案，所述光提取器被構(gòu)造用于提高所述光導裝置在所述第一區(qū)和所述第二區(qū)中的光輸出的均勻性，其中所述光提取器在所述第一區(qū)中比在所述第二區(qū)中具有更大的面密度。
26. 根據(jù)權利要求25所述的設備，其中所述光提取器的至少一種特性在所述第一區(qū)和所述第二區(qū)內(nèi)和/或在所述第一區(qū)和所述第二區(qū)之間變化，以提高在所述第一區(qū)和所述第二區(qū)內(nèi)的光輸出的均勻性。
27. 根據(jù)權利要求26所述的設備，其中所述至少一種特性包括所述光提取器的密度。
28. 根據(jù)權利要求26所述的設備，其中所述至少一種特性包括所述光提取器的占有面積尺寸。
29. 根據(jù)權利要求26所述的設備，其中所述至少一種特性包括所述光提取器的形狀。
30. 根據(jù)權利要求25所述的設備，其中所述光導裝置包括第一拐角；第二拐角；以及邊緣，所述邊緣在所述第一拐角和所述第二拐角之間延伸；并且，所述光源包括一個或多個燈，所述一個或多個燈以相對于所述邊緣的某種角度布置在所述第一拐角和所述第二拐角之間。
31. 根據(jù)權利要求25所述的設備，其中所述設備包括便攜式電子設備。
32. 如權利要求25所述的設備，其中所述設備包括移動電話。
33. —種方法，所述方法包括 形成光導裝置母板，所述形成光導裝置母板包括提供光反應性組合物，所述光反應性組合物包括(1) 至少一種反應性物質(zhì)，所述至少一種反應性物質(zhì)能經(jīng)歷酸引發(fā)的或自由基引發(fā)的 化學反應，以及(2) 至少一種多光子光引發(fā)劑體系；使所述組合物的至少一部分成像地曝露于足以引起至少兩個光子同時被吸收的光，從 而在所述組合物被曝露于所述光的地方引起至少一個酸引發(fā)的或自由基引發(fā)的化學反應， 所述成像地曝露的步驟以如下方式進行，所述方式為有效地限定至少光提取結(jié)構(gòu)的圖案的 表面，每個光提取結(jié)構(gòu)具有至少一種形狀因素，并且所述光提取結(jié)構(gòu)的圖案具有均勻的或不均勻的分布；禾口由所述母板形成光導裝置，所述光導裝置的至少一個第一區(qū)被構(gòu)造成與光源相對較近 地設置，所述光導裝置的至少一個第二區(qū)被構(gòu)造成與所述光源相對較遠地設置，和所述光 提取器被布置在所述光導裝置的表面上，所述光提取器被構(gòu)造用于提高所述光導裝置在所 述第一區(qū)和所述第二區(qū)中的光輸出的均勻性，其中所述光提取器在所述第一區(qū)中比在所述 第二區(qū)中具有更大的面密度和更小的提取效率。
全文摘要
本發(fā)明描述了光導裝置、組裝了光導裝置的設備和用于制備光導裝置的方法。光導裝置包括在光導裝置的表面上布置成圖案的光提取器。光提取器的圖案被布置成提高光導裝置的整個表面上的光輸出的均勻性并提供提高的缺陷隱藏能力。由形狀因素控制光提取器的效率。光導裝置整個表面上的光提取器的面密度可以基本上恒定或者可以沿著來自光源的光的傳播方向減小。
文檔編號G02B6/24GK101796443SQ200880106103
公開日2010年8月4日 申請日期2008年9月2日 優(yōu)先權日2007年9月6日
發(fā)明者戴維·A·恩代爾 申請人:3M創(chuàng)新有限公司