專利名稱：可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路的結(jié)構(gòu)、制法及其制作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有平坦表面但具有視覺效果的紋路結(jié)構(gòu)及其制作裝置和方法，
特別是一種具有不同折射率的雙層結(jié)構(gòu)的制作裝置及方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)全息的制作方式是利用滾壓方式將紋路轉(zhuǎn)印到膜料上，然后利用金屬鍍層當 反射面，反射光經(jīng)過設(shè)計的光柵紋路深度，達到好的建設(shè)性衍射效果，而產(chǎn)生全息視覺圖 案。后續(xù)工藝例如褙膠，裁切成貼紙，然后貼到印刷品上。近來的做法是以上光方式將UV 樹脂涂布到印刷品上，然后貼合全息母版，經(jīng)過UV曝光固化程序，直接將全息效果制作于 印刷品上。此做法的優(yōu)點是與印刷直接聯(lián)機生產(chǎn)，缺點是紋路造型如果經(jīng)油污接觸，效果會 喪失。 其次，傳統(tǒng)深紋路的做法，以平壓方式制作壓紋時產(chǎn)出速度稍慢。近來改善的做 法，例如增亮膜工藝，其將紋路刻在滾輪上，膜料經(jīng)由滾輪沾黏UV膠，進行巻對巻方式生 產(chǎn)。這種生產(chǎn)方式有些局限性，例如基材必須是可透UV光的，表面紋路外露，當做為其它產(chǎn) 品應(yīng)用時，有限制性。 此外，傳統(tǒng)的柱狀透鏡利用平壓(platen press)或射出成形方法，其產(chǎn)出速度、精 度與大小都有限制。近來采用巻對巻UV固化成型法，雖然解決了上述問題，但受到使用撓 性材料的限制。對于板材，則采用與母版貼合后以滾壓方式(roll press)進行張料式生 產(chǎn)，但產(chǎn)出速度又下降了，對于大面積的生產(chǎn)，容易有離型問題不易處理從而影響生產(chǎn)速度 與合格率。對于高精度需求的產(chǎn)品，UV膠固化時的收縮變化與幾何形狀的關(guān)系，也是一個 需要微妙控制的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置及其制作方法，可制作具有從 衍射到幾何光學(xué)等級的紋路的結(jié)構(gòu)。利用滾輪配合多次固化處理，可掌握生產(chǎn)對位與紋路 型變量的精度。 本發(fā)明的實施例提供一種制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置及其制作方法，線性輸送配合 滾輪，結(jié)合印刷工藝達到共同在線生產(chǎn)的功能，其適用于透明/非透明基材，以及繞性/張 料基材。 本發(fā)明的實施例提供一種制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置及其制作方法，可產(chǎn)生視覺效 果的平坦紋路的結(jié)構(gòu)。制作具有折射率差異的兩層結(jié)構(gòu)，在兩層材料的折射率與紋路深度 上，達到相同光程差的匹配以維持衍射效率。 本發(fā)明的實施例提供一種制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置及其制作方法，可產(chǎn)生視覺效 果的平坦紋路的結(jié)構(gòu)。制作具有折射率差異的兩層結(jié)構(gòu)，利用第一道UV樹脂成型固化后， 然后在其表面進行第二道上光補平，但仍然保有其光學(xué)特性。 本發(fā)明的實施例提供一種可產(chǎn)生全息效果的基材，包括多個紋路造型的紋路造型分布在底材結(jié)構(gòu)的表面上，并且涂布材料填入紋路造型中并且平坦化底材結(jié)構(gòu)的表面。其 中底材結(jié)構(gòu)與涂布材料具有折射率差異，并且折射率相對高的一方為透明材料，因此當光 線由折射率相對高的一方進入可產(chǎn)生全息效果的基材時，在底材結(jié)構(gòu)與涂布材料的接口處 產(chǎn)生全反射。 以下通過具體實施例結(jié)合附圖詳加說明，應(yīng)當更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)
容、特點及其所達成的功效。


圖1A與圖1B為根據(jù)本發(fā)明的實施例的可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)的剖視
圖2A為根據(jù)本發(fā)明的實施例說明制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置的側(cè)視圖。圖2B為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例說明制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置的側(cè)視圖
主要組件符號說明10紋路基板101第一基板102紋路結(jié)構(gòu)103第一樹脂層20承載基板201第二基板202第二樹脂層104紋路造型105第三樹脂層30載板32第二材料34第一材料36第三材料301輸送模塊302滾動模塊303第一uv模塊304第二uv模塊305第一材料上料模塊306第三uv模塊314第三材料上料模塊401清潔模塊402輔助uv模塊
具體實施例方式
—種可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)，利用兩材料層具有折射率的差異，在載板 上先制作具有造型紋路的第一透明結(jié)構(gòu)之后，再行制作第二透明結(jié)構(gòu)以平坦化表面。由于 第一透明結(jié)構(gòu)與第二透明結(jié)構(gòu)由折射率不同的兩透明材料所形成，當光線經(jīng)過兩材料層結(jié) 構(gòu)，會根據(jù)其結(jié)構(gòu)造型屬性，產(chǎn)生幾何光學(xué)，和/或衍射光學(xué)效應(yīng)，進而產(chǎn)生所設(shè)計的視覺 效果。上述的平坦紋路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)造型例如為微米間距等級光柵造型，匹配控制兩材料層 材質(zhì)的折射率差與光柵造型的次微米深度以具備衍射光程差匹配性，就可產(chǎn)生全息效果。 上述的平坦紋路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)造型例如為十微米等級-二元(Binary)造型的間距與深度， 因為兩材料層材料折射率不同，所以可以產(chǎn)生深紋路的炫彩視覺效果。上述的平坦紋路結(jié) 構(gòu)的結(jié)構(gòu)造型例如為百微米等級柱狀透鏡造型，若搭配載板上的背景印刷或顯示器像素控 制，就可以產(chǎn)生三維立體視覺效果。上述的平坦紋路結(jié)構(gòu)的第二透明結(jié)構(gòu)的平坦化功用，可 使產(chǎn)品在應(yīng)用上更具彈性，改善凹凸的紋路造型被接觸的油污填平凹凸溝槽，造成光程差 匹配性消失，進而喪失全息效果。 圖1A是根據(jù)本發(fā)明實施例的可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。一種生產(chǎn)平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置所利用的方法，該方法利用兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合來達到可產(chǎn)生視覺效 果的平坦紋路結(jié)構(gòu)的目的。如圖所示，紋路基板10包括具有紋路結(jié)構(gòu)102的第一基板101 與第一樹脂層103，該第一樹脂層103位于紋路結(jié)構(gòu)102的表面上以平坦化紋路結(jié)構(gòu)102。 在實施例中，紋路基板10為全息母版，第一基板101為鎳板，紋路結(jié)構(gòu)102為紋路造型，第 一樹脂層103是具有第一折射率的UV膠。其次，承載基板20包括第二基板201，例如聚對苯 二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸樹脂，以及位于第二基板201的表面上第二樹脂層202。在 實施例中，第二基板201可以為撓性材料或是板材，透明、半透明或是不透明的光學(xué)性質(zhì)。 第二樹脂層202具有與第一樹脂層103相同的第一折射率，優(yōu)選的也為UV膠。要說明的是， 第二基板201的折射率可以與第一折射率相同，例如第二基板201為折射率為1. 5的玻璃 基板，第二樹脂層202為折射率1. 5的UV膠，如此，第二樹脂層202可填滿第二基板201上 可能存在的刮痕，以修補第二基板201的表面。在本實施例中，當紋路基板10的第一樹脂 層103與承載基板20的第二樹脂層202接觸并固化前，位于紋路基板10上的第一樹脂層 103在結(jié)合前需進行第一次固化，例如以UV固化方式， 一般固化會造成第一樹脂層103的表 面有收縮的現(xiàn)象產(chǎn)生，但因第一樹脂層103的收縮位于自由表面上，與紋路結(jié)構(gòu)102有一段 距離，因此紋路結(jié)構(gòu)102較不容易受到固化收縮的影B向，由此可以保持紋路結(jié)構(gòu)102原本所 要求的間距與深度。 其次，如圖1B所示，在紋路基板10與承載基板20接觸之后，首先移除第一基板 IOI，紋路造型104形成在第一樹脂層103的遠離承載基板20的表面上，因此紋路造型104 移轉(zhuǎn)到承載基板20上，為了避免紋路造型104的表面由于使用者的觸摸或外力而造成紋路 造型104的破壞，在紋路造型104的表面形成第三樹脂層105，以平坦化并且保護紋路造型 104。要說明的是，第三樹脂層105由具有第二折射率的UV膠形成，第二折射率不同于第 一樹脂層103的第一折射率，如此便形成了由折射率不同的兩種透明材料所形成的兩層結(jié) 構(gòu)。當光線經(jīng)過該兩材料層結(jié)構(gòu)，會根據(jù)其結(jié)構(gòu)造型屬性，產(chǎn)生幾何光學(xué)，和/或衍射光學(xué) 效應(yīng)，進而產(chǎn)生所設(shè)計的視覺效果。 圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實施例說明制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置的側(cè)視圖。制作平坦 紋路結(jié)構(gòu)的裝置包括輸送模塊301、設(shè)置在輸送模塊301的第一側(cè)上的滾動模塊302、設(shè)置 在滾動模塊302的遠離輸送模塊301的一側(cè)上的第一 UV模塊303、設(shè)置在輸送模塊301的 第二側(cè)上的第二 UV模塊304、以及具有設(shè)置在滾動模塊302的附近處的第一材料上料模塊 305。在本實施例中，滾動模塊302為具有全息圖案刻紋表面的可相對固定軸心轉(zhuǎn)動的滾 輪。當滾動模塊302轉(zhuǎn)動時，表面先通過第一材料上料模塊305以噴墨(inkjet)或凹版印 刷(gravure)的方式將第一材料全面或選擇性地涂布于全息圖案刻紋表面。全面或選擇性 地附有第一材料的滾動模塊302接著經(jīng)過第一 UV模塊303，以用線光固化滾動模塊302上 的第一材料。載板30由輸送模塊301輸送以接近滾動模塊302，朝著輸送模塊301的第一 側(cè)，載板30首先經(jīng)過第二材料上料模塊312以將第二材料32分散或涂布在載板30的表面 上。在本實施例中，第二材料上料模塊312將第二材料32分散或涂布于載板30的整個表 面。接著，表面全面覆蓋第二材料32的載板30通過全面或選擇性附有第一材料的滾動模 塊302。 在具有第二材料32的載板30與附有第一材料的滾動模塊302接觸的位置或接近 接觸的位置處，第二UV模塊304以線光照射進行固化，以將具有全息圖案的第一材料34形
6成在具有第二材料32的載板30上。要說明的是，第二 UV模塊304是將UV光源放入滾桶 中而實現(xiàn)的，其例如可以由石英材料制作，所以第二 UV模塊304所提供的線光能量更高，以 直接干燥第一材料34。其次，滾動模塊302可以提供壓力，以增加第二材料32與第一材料 34的貼合。然后，具有全息圖案的第一材料34與第二材料32的載板30，經(jīng)過第三材料上 料模塊314，以將第三材料36分散或涂布于載板30的具有全息圖案的第一材料34上，之后 再經(jīng)過第三UV模塊306，以線光照射方式固化載板30上的第三材料36。在本實施例中，第 一、第二與第三材料分別為折射率為1. 4、1. 5與1. 82的UV膠層，但本發(fā)明不限于上述，也 可以是第一與第二材料的折射率相同但與第三材料的不同。 圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實施例說明生產(chǎn)平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置的側(cè)視圖。與圖2A的 差異在于，第二材料上料模塊312將第二材料32選擇性地分散在載板30的特定位置上，即 載板30上欲形成全息圖案的位置上。接著，表面選擇性附有第二材料32的載板30，經(jīng)過 全面附有第一材料的滾動模塊302。此時，載板30上附有第二材料32的位置處可以黏住 滾動模塊302上的第一材料34，這時第一材料34覆蓋在分散的每一處第二材料32分布的 面積上，如此也可以達到在載板30選擇性的位置上形成全息圖案的目的。至于在滾動模塊 302上多余或殘留的第一材料，可利用在滾動模塊302附近的適當位置處設(shè)置清潔模塊401 的方式，來移除多余或殘留的第一材料。其次，為避免UV光源的線光照射而劣化滾桶，第二 UV模塊304所提供的線光能量較低，由此可以使得第二材料32與第一材料34貼合但沒有 達到一定的干燥度，因此在通過第二 UV模塊304后，可以再增加輔助UV模塊402，以進一步 干燥載板30上的第一材料34。 要說明的是，上述實施例也可用于在不透明的載板上制作全息圖案，例如在布料 上的局部區(qū)域制作全息圖案，此時分兩階段形成，第一階段如圖2A所述，選用透明基材，但 不執(zhí)行第三材料36的分散或涂布。第二階段是從不透明的載板開始，滾動模塊302上不再 涂布第一材料，而是將第一階段的透明基材所形成的表面有第一材料34的載板，設(shè)置在滾 動模塊302上，在不透明的撓性載板上涂布第二材料32后，以巻帶方式擠入滾動模塊302 的下方以使兩者貼合。此時UV模塊例如304模塊，透過透明基材以進行固化，再利用收巻 料方式移除第一階段中的透明載板，由此即可得到具有全息圖案的不透明撓性產(chǎn)品。
本發(fā)明的上述實施例所公開的雙層折射率結(jié)構(gòu)及其制作設(shè)備，可以解決以傳統(tǒng)金 屬層表現(xiàn)全息圖案時，金屬材料與其載板在進行膜內(nèi)射出工藝時，金屬層與射出塑料之間 假性黏著的情形，即以材料的折射率差異來表現(xiàn)全息圖案，以避開金屬鍍層與射出塑料假 性附著問題。其次，雙層折射率結(jié)構(gòu)也平坦化全息圖案表面，進一步保護全息圖案，以避免 全息圖案因外力或污漬而減損其效果。而且，該制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的設(shè)備可制作具有從衍 射到幾何光學(xué)等級的紋路的結(jié)構(gòu)，其采用設(shè)置于透明滾桶內(nèi)的UV光源，可以避開基材的可 透光性限制，并且本發(fā)明的上述實施例所公開的制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的設(shè)備解決了產(chǎn)出速 度、控制固化收縮的精度、離型問題等，使大面積產(chǎn)品也可行，同時材料不必局限于撓性材 料，對于雙層結(jié)構(gòu)表面平坦化，也可一并完成。 以上所述的實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點，其目的在使本領(lǐng)域技術(shù)人 員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限定本發(fā)明的權(quán)利要求，即凡是依據(jù)本 發(fā)明所公開的精神所作的等效變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
一種可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一載板；一具有紋路的第一透明結(jié)構(gòu)，其分布于所述載板上；以及一第二透明結(jié)構(gòu)，其覆蓋所述第一透明結(jié)構(gòu)并且平坦化所述載板的表面，其中所述具有紋路的第一透明結(jié)構(gòu)與該第二透明結(jié)構(gòu)具有折射率差異。
2. 如權(quán)利要求1所述的可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)，特征在于其中所述具有紋路 的第一透明結(jié)構(gòu)包括微米等級間距與次微米深度的紋路，以具備衍射光程差匹配性。
3. 如權(quán)利要求1所述的可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)，特征在于其中所述具有紋路 的第一透明結(jié)構(gòu)包括十微米等級_ 二元造型的紋路。
4. 如權(quán)利要求1所述的可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)，特征在于其中所述具有紋路 的第一透明結(jié)構(gòu)包括百微米等級柱狀透鏡造型的紋路。
5. 如權(quán)利要求1所述的可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)，特征在于其中所述載板包括 一印刷圖案。
6. 如權(quán)利要求1所述的可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)，特征在于其中所述載板由一 撓性材料或是板材制作。
7. 如權(quán)利要求1所述的可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)，特征在于其中所述載板包括 一透明、半透明或是不透明的材料。
8. —種制作可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于包括提供一紋路基 板，該紋路基板包括具有一紋路結(jié)構(gòu)的一第一基板，和位于該紋路結(jié)構(gòu)的一表面上的一第 一樹脂層；提供一承載基板，該承載基板包括一第二基板，和位于該第二基板的一表面上的一第 二樹脂層；貼合所述紋路基板與所述承載基板，其以所述第一樹脂層貼合所述第二樹脂層； 移除所述第一基板；以及在所述第一樹脂層上覆蓋一第三樹脂層，以平坦化該第一樹脂層的具有所述紋路結(jié)構(gòu) 的一移轉(zhuǎn)圖案的表面。
9. 如權(quán)利要求8所述的制作可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路結(jié)構(gòu)的方法，特征在于其中所 述第二基板為聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸樹脂，并且還包括以紫外線照射的方式固化 所述第一樹脂層、所述第二樹脂層或所述第三樹脂層。
10. —種制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于包括 一輸送模塊，其用來輸送一制品；一滾動模塊，其用來在所述制品通過時，將一第一材料移轉(zhuǎn)至該制品上，其中該被移轉(zhuǎn) 的第一材料具有一紋路造型；一第一材料上料模塊，其用來將所述第一材料形成在所述滾動模塊上； 一第一紫外線模塊，其用來固化所述滾動模塊上的所述第一材料；一第二材料上料模塊，其用來將一第二材料形成在所述制品上，其中所述制品首先通 過該第二材料上料模塊，然后再通過所述滾動模塊；一第二紫外線模塊，其用來在所述滾動模塊的所述第一材料移轉(zhuǎn)到所述制品上時，固 化所述第一材料與所述第二材料；一第三材料上料模塊，其用來將一第三材料形成在所述制品上，以覆蓋具有所述紋路 造型的被移轉(zhuǎn)的所述第一材料；以及一第三紫外線模塊，其用來固化所述制品上的所述第三材料。
11. 如權(quán)利要求io所述的制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置，特征在于還包括一清潔模塊，其用來在所述制品通過所述滾動模塊之后，清除所述滾動模塊上殘留的所述第一材料。
12. 如權(quán)利要求IO所述的制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置，特征在于還包括一輔助紫外線模 塊，其用來干燥在所述制品上貼合后的所述第一材料與第二材料。
13. 如權(quán)利要求10所述的制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置，特征在于其中所述第一、第二或 第三紫外線模塊包括一紫外光源，其設(shè)置在一透明滾桶中，透明基板為聚碳酸樹脂、聚甲基 丙烯酸甲酯、聚乙纖維或聚對苯二甲酸乙二醇酯。
14. 如權(quán)利要求IO所述的制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置，特征在于其中所述第一涂布材料 與所述第二材料的折射率相同或不同。
15. 如權(quán)利要求IO所述的制作平坦紋路結(jié)構(gòu)的裝置，特征在于其中所述第一材料與所述第三材料的折射率不同，第二涂布材料的折射率與所述第三材料的折射率不同。
全文摘要
一種可產(chǎn)生視覺效果的平坦紋路的工藝，利用兩材料層具有折射率的差異，在制作第一層結(jié)構(gòu)造型紋路后，再制作第二層結(jié)構(gòu)，使其表面平坦化。因為兩材料層是折射率不同的透明材料，當光線經(jīng)過兩材料層結(jié)構(gòu)時，會根據(jù)其結(jié)構(gòu)造型屬性，產(chǎn)生幾何光學(xué)和/或衍射光學(xué)效應(yīng)，從而產(chǎn)生所設(shè)計的視覺效果。例如，全息一微米間距等級光柵造型，配合控制兩層材質(zhì)的折射率差與深度，就可產(chǎn)生全息效果；十微米等級間距與深度，由于兩層材料折射率不同，就可產(chǎn)生深紋路的視覺效果；百微米等級柱狀透鏡造型，配合背景印刷或顯示器像素控制，就可產(chǎn)生三維立體視覺效果。
文檔編號B44B5/00GK101746207SQ200810184699
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者廖宏榮, 張穎岳, 曹緯騰 申請人:華錦光電科技股份有限公司