CN101303418A - 彩色滤光片镀膜制程及其产品 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种彩色滤光片镀膜制程及其产品，其主要是将清洗的基材，经由制版印刷方式将所需的图案反白印刷，其覆盖的方式是藉由喷墨的方式将油料以浓密渐层分布的方式覆盖于基材上，并将制版印刷后的基材放置于镀膜机中进行镀膜，待完成镀膜后将基材上的印刷油料浸泡及清洗后即可得到单一颜色的图案片，并藉由重复制版印刷、镀膜及印刷油料浸泡及清洗的流程即可在单一基材上得到彩色渐层效果的图案。

Description

彩色滤光片镀膜制程及其产品

技术领域

本发明是关于一种彩色滤光片镀膜制程及其产品，尤指一种利用药剂蚀刻来形成彩色滤光片镀膜的制程，其概应隶属于滤光片镀膜的应用，运用于光学产品的技术领域范畴。

背景技术

随着二十世纪的真空技术、计算机、控制技术及材料技术的进步，使得多层薄膜的制作已成为可行的事实，且进一步成为商业用途；

在现今的滤光片科技领域中，光学薄膜技术已俨然成为控制光束光谱的工具，其能有效改变及控制光束在滤光片系统中的光谱特性，此外尚有消除鬼影、色彩平衡调整及镜面保护等等功能；

有关光学薄膜的应用，由于技术本身是属于泛用性的，较难以某一单一产品为载具来界定，故可从光学组件相关市场来讨探，可明显看出其附加价值及在日常生活中占的比重，例如：用于抗反射膜的制品主要有照相机及眼镜，而使用滤光片的设备有如：传真机、激光打印机、镭射唱盘及影碟机等，另外液晶显示器中所需的导电透明薄膜以及照明、装饰用的冷光灯、镭射镜片、干涉滤光镜、分色镜、摄录像机、镭射计测、计算机护目镜、医疗照明等等。其它如：薄膜太阳电池、低损耗镭射镜、抛物面镜遮板与美国哈伯太空望远镜等也都属于薄膜光学的应用。

然而，不同于微电子电路应用的IC薄膜以化学方式制作的薄膜，光学薄膜大部分属于多层设计的结构，其中形成薄膜的镀膜技术可分为液态成膜法与气态成膜法两种，前者大多涉及化学变化，后者有些是利用化学作用，有些则是属于物理作用，而由于基材的蒸镀批次量产的需求，故一般是以气态成膜法中的物理蒸镀方式为主，其它则根据不同的用途尚有化学蒸镀、镭射辅助加热蒸镀及电浆聚合沉积等的方式；

另在基材如玻璃的表面利用产生薄膜的方式，使基材的表面因薄膜而形成图案的效果，则将其产生图案的产品称的为“GOBO”，一般制作GOBO常用的方法有两种，分别为镭射雕刻和药剂蚀刻两种，其中：

(一)镭射雕刻：主要是藉由二氧化碳(CO2)镭射光(10.6μm)经过透镜聚焦后产生高热将镀膜材料熔解气化，使镀膜材料吸附且沉积在基材上，并于基材产生薄膜而形成所需的图案；

(二)药剂蚀刻：目前业界最常使用的方法之一，其主要是藉由药剂(氢氟酸；HF)会熔解镀膜材料如二氧化钛(TiO₂)及二氧化硅(SiO₂)等而无法熔解印刷油料的性质而进行GOBO的制作。

然而，一般的镀膜材料如二氧化钛(TiO2)的熔点(2000℃)及二氧化硅(SiO2)的熔点(1700℃)，都比基材如玻璃的熔点(700℃)来得高，因此当藉由镭射光使镀膜材料产生汽化的同时，也会对于玻璃的表面产生损伤，进而使基材上的图案产生模糊雾化及透光性不佳的现象，且雕刻处与未雕刻处的边缘会使薄膜的附着力不佳，在高温使用时会使薄膜产生脱落，使制作的GOBO品质下降，这也是镭射雕刻的主要缺点，加上一次仅可针对单片玻璃进行单色的雕刻使制程的效率降低，而若要形成彩色的图案片，则需将多片的玻璃进行胶合，然而进行胶合所使用的黏合材料对于GOBO片的穿透率会有所影响，加上进行多片玻璃胶合，其所需的治具也相对地加大，且多片玻璃胶合的方式对于图案的定位会产生偏差，加上藉由胶合所产生的彩色图案片在高功率灯光的使用下会有脱落的情形产生，再者镭射雕刻的设备较贵，相较之下其成本最高，因此虽然只要有相关镭射蚀刻的设备仪器即能制作GOBO产品，但由于制作成本高且易损伤基材，所以虽能制作出GOBO效果的产品，但却无法做出高品质的GOBO；

此外药剂蚀刻由于采用腐蚀的方式，其功率无法如同一般镀膜的条件，必需采用较低的输出功率，而低功率的输出则容易造成所形成的薄膜的致密性不足，会产生热飘移的现象，加上所使用的药剂如氢氟酸对于基材如玻璃也会产生侵蚀，因此当蚀刻的温度、浓度及时间等参数控制不好时对于玻璃基材会产生雾化的现象，使未镀膜的区域透光性不佳，虽然药剂蚀刻所需的成本较低，但受限于薄膜的品质，当薄膜的致密性较低时，药剂虽较容易在滤光片上蚀刻出图案，但在滤光片的使用上则会有热飘移的现象，而当薄膜的致密性较佳时，氢氟酸熔解镀膜材料的困难度会提高，虽所蚀刻的滤光片在使用上没有热飘移的现象，但因不易蚀刻所以容易使基材受损，进而使薄膜在高温使用时，会有膜层脱落的现象，因此药剂蚀刻最大的困难在于如何控制氢氟酸只熔解镀膜材料而不侵蚀到玻璃，再者氢氟酸属强酸易对人体及环境造成伤害，另外若要形成彩色的图案片，也需将多片的玻璃进行胶合，而使用的黏合材料对于GOBO片的穿透率会有所影响，加上进行多片玻璃胶合，其所需的治具也相对地加大，且多片玻璃胶合的方式对于图案的定位也会产生偏差，而藉由胶合所产生的彩色图案片在高功率灯光的使用下也有脱落的情形产生。

发明内容

因此，本发明人有鉴于上述两种镀膜技术的缺失与不足，对于GOBO片的制造及品质的维持上有所困难，因此无法符合一般业界的需求，特经过不断的研究与试验，终于发展出一种能改进现有缺失的本发明。

本发明的主要目的是在于提供一种彩色滤光片镀膜制程，其可直接在单一滤光片上呈现多种颜色的图案，并且所制作的GOBO片除了穿透性及膜层致密性提高外，且不会有热飘移的情形及胶合的问题，使GOBO片的品质能有效控管进而提升产品的品质，可达到提高滤光片镀膜(GOBO片)的使用性及功能性的目的。

为达到上述目的，本发明提供一种彩色滤光片镀膜制程，其包括：

(一)基材清洗：将在基材上的杂质清除，使基材在清洗后具有干净的表面，以利于基材在下一流程的进行；

(二)制版印刷：将经由清洗过的基材，藉由制版印刷的定位方式将所需的图案反白印刷在基材上，而其印刷的方式是将印刷油料覆盖于所需的图案上，其覆盖的方式是藉由喷墨的方式将油料以浓密渐层分布的方式覆盖于基材上；

(三)镀膜：将经制版印刷后的基材放置于镀膜机中，并经由镀膜方式在基材上镀上所需颜色的膜层；以及

(四)印刷油料清洗：在经由镀膜后的基材上进行印刷油料的清洗，将镀膜后的基材浸泡于一设有软化剂的浸泡槽中加热浸泡使印刷油料加速软化，并于软化印刷刷油料后，将镀膜基材放置于一油料清洗机上，藉由往复移动镀膜基材的方式，使镀膜基材与一刷体相接触将覆盖于基材上的油料刷除，使覆盖在印刷油料下的图案经清洗后能产生GOBO的效果，而经由上述的制程即可得单一颜色的GOBO片。

经由上述的制程即可得单一颜色的GOBO片，而重复第(二)、(三)及(四)的流程可在单一基材上得到彩色的GOBO效果。

而经由上述的流程所制作出的GOBO片，具有下列的优点：

一、可提高生产量：高功率的离子辅助蒸镀所形成的薄膜致密性佳，不会有热飘移现象产生，且镀膜时不会对膜层有所损伤，所以膜层不会脱落的现象。

二、渐层效果：以往业界所使用的GOBO片，仅可呈现单一颜色，而本发明可在单一图案片上藉由渐层喷墨的方式，于镀膜基材上呈现彩色渐层的效果，使舞台灯光的应用上更能呈现生命力及活力，且在单一基材上镀以多种颜色，是制程稳定度的表现。

三、改善品质：因将多种颜色镀于单一的基材(如玻璃)上，与一般藉由胶合的GOBO片相比其成本可降低，且GOBO片在高功率的灯光下使用不会有脱落的现象。

四、减少伤害：本发明的制造流程，可减少以往制造方式所产生的环境污染及作业人员的作业过程伤害。

五、产业利用性：本发明所生产的GOBO彩色图案片不单只应用在舞台灯光技术上，在滤光片工业组件上也有应用空间像投影机组件，扫瞄器组件等，有助于降低成本并提升合成产率，提升业界产量的可行性，具有极大的产业利用价值。

附图说明

图1是本发明单色滤光片的平面图。

图2是本发明的单色滤光片的制作流程图。

图3是本发明的单色滤光片沿2-2线的侧视剖面图。

图4是本发明彩色滤光片的平面图。

图5是本发明的彩色滤光片样品的制作流程图。

图6是本发明的彩色滤光片沿4-4线的侧视剖面图。

图7是印刷三原色的颜色叠加示意图。

【主要组件符号说明】

(10)单色图案片

(11)基材

(12)镀膜层

(13)图案

(20)彩色图案片

(21)基材

(22)印刷油料

(23)镀膜层

(24)镀膜层

(25)镀膜层

具体实施方式

本发明中使用的名词“GOBO”意指一种成型于玻璃等基材上的图案产品，本发明是关于一种彩色滤光片彩色滤光片镀膜制程及其产品。

而光学薄膜应用于彩色滤光片方面，主要的技术是藉由颜色叠加的性质，如图7所示使印刷的三原色(CMY)中的青绿色(Cyan)、品红色(Magenta)及黄色(Yellow)的叠加方式以产生其它不同的颜色，例如：

(1)黄色(Yellow)与品红色(Magenta)的叠加会产生红色(Red)(Y+M＝R)；

(2)青绿色(Cyan)与黄色(Yellow)的叠合可产生绿色(Green)(C+Y＝G)；以及

(3)青绿色(Cyan)与品红色(Magenta)的叠合可产生蓝色(Blue)(C+M＝B)；

其中红色(Red)、绿色(Green)Green及蓝色(Blue)即为光的三原色(RGB)，因此本发明是基于颜色叠加的特性进行应用，本发明是关于一种彩色滤光片镀膜制程以及经由该制程所产生的成品，为能详细了解本创作的技术特征及实用功效，并可依照说明书的内容来实施，兹进一步以附图(如图1至图6)所示的较佳实施例，详细说明如后：

该彩色滤光片镀膜制程主要包含：

(一)基材清洗：主要是欲将在基材上的杂质清除，而本发明主要是藉由超音波震荡的方式对基材进行清洗，使吸附在基材上的杂质经由超音波的震荡，使杂质能脱离基材的表面，基材在清洗后具有干净的表面，以利于基材在下一流程的进行，其中本发明所使用的超音波清洗仪器可为兆同企业股份有限公司所生产的HC-7206F型的超音波洗净器；

(二)制版印刷：将经由超音波清洗过的基材，藉由制版印刷的方式将所需的图案反白印刷在基材上，而其印刷的方式是将印刷油料覆盖于所需的图案上，其覆盖的方式是藉由喷墨的方式将油料以浓密渐层分布的方式覆盖于基材上，并对基材以4点定位的方式进行印刷，故可有效地且准确地在所需的图案上进行印刷油料的印刷与覆盖，其中印刷所使用的油料可为油墨；

(三)镀膜：在基材上镀膜的方法很多，一般可分为液态成膜法及气态成膜法两种，其中气态成膜法主要可分为化学蒸镀与物理蒸镀等方式，其中为配合批次量的生产，所以一般常利用物理蒸镀的方式进行镀膜，其中物理蒸镀的方式有热蒸发蒸镀法、电浆溅镀法及离子束溅镀法三大类，本发明以能更进一步改善膜质的离子助镀的镀膜方式进行镀膜，此种镀膜方式是藉由离子使镀膜材料的原子(分子)沉积在基材表面时能提高膜层的致密性，使基材上所形成膜的品质提高，首先将经制版印刷后的基材放置于镀膜机中，并经由离子助镀的方式在基材上镀上所需颜色的膜层，其膜层的厚度在0.2～0.3μm之间，而图案因覆盖在印刷油料下，所以在镀膜的过程中不会有镀膜的情形；以及

(四)印刷油料清洗：此方法主要是应用特殊油料和基材之间假性附着的特性，将经由镀膜后的基材上进行印刷油料的清洗，使覆盖在印刷油料下的图案经清洗后能产生GOBO的效果，其先将镀膜后的基材浸泡于一设有软化剂的浸泡槽中加热浸泡使印刷油料加速软化，并于软化印刷刷油料后，将镀膜基材放置于一油料清洗机上，藉由往复移动镀膜基材的方式，使镀膜基材与一刷体相接触将覆盖于基材上的油料刷除。

经由上述的(一)、(二)、(三)及(四)的流程后可在基材上形成单一的颜色的GOBO片。

若将上述(二)、(三)及(四)的流程重复制作，即可在单一的基材上制作出彩色的GOBO效果。

下列实施例用于示范说明本发明。这些实施例不以任何方式意欲限制本发明的范围，只用以指示如何实施本发明的制程与方法。

实施例(一)：单色图案片10制作(如图1至图3所示)

第一步：将基材11以超音波方式清洗干净。

第二步：将所需要的图案13以渐层反白的方式喷墨印刷在基材11上。

第三步：以离子助镀的镀膜方式在基材11上镀上所需颜色12[如青绿色(Cyan)]。

第四步：浸泡并清洗印刷在基材11上的印刷油料。

实施例(二)：彩色图案片20的制作(如图4至图6所示)

第一步：将基材21以超音波方式清洗干净；

第二步：将印刷油料22以浓密逐渐稀疏的渐层喷墨方式覆盖于基材21欲形成黄色(Yellow)及红色(Red)等颜色的位置上；

第三步：以离子助镀的方式镀上所需颜色23[如品红色(Magenta)]。

第四步：将镀膜基材21上的印刷油料22进行浸泡及清洗；

第五步：将基材21上形成品红色(Magenta)颜色的位置上，局部以渐层喷墨的印刷方式将油料22印刷覆盖于基材21上；

第六步：以离子助镀的方式镀上所需颜色24(如黄色(Yellow))；

第七步：对镀膜基材21的印刷油料进行浸泡清洗，即可于镀膜基材21得到由品红色(Magenta)经红色(Red)镀膜层25而逐渐渐层至黄色(Yellow)效果的图案。

经由上述的流程所制造出的单色GOBO片晶或彩色GOBO片，其镀膜的强度稳定不会有热飘移现象产生且穿透率高，且因在单一基材上得到彩色渐层效果的图案，可避免需藉由多片玻璃胶合方式所造成的胶合与遇热脱落的问题与缺失，且本发明的制造方式能大幅降低对环境的污染及作业人员的伤害，另本发明的产品不单只应用在舞台灯光技术上，在滤光片工业组件上也有应用空间像投影机组件，扫瞄器组件等，有助于降低成本并提升合成产率，提升业界产量的可行性，具有极大的产业利用价值。

事实上，在实施本发明的已述模式方面，而根据本发明所作的不同修正及变化对于熟习该项技术者而言，均显然不会偏离本发明的范围与精神，也被涵盖于下列申请专利范围之内，虽然本发明已叙述特定的较佳具体事实，必须了解的是本发明不应被不当地限制于该等特定具体事实上，而本文中所引述的文献均以参考资料的方式并入本案。

Claims (10)

1.一种彩色滤光片镀膜制程，其特征在于，包含：

(一)基材清洗：将在基材上的杂质清除，使基材在清洗后具有干净的表面，以利于基材在下一流程的进行；

(二)制版印刷：将经由清洗过的基材，藉由制版印刷的定位方式将所需的图案反白印刷在基材上，而其印刷的方式是将印刷油料覆盖于所需的图案上，其覆盖的方式是藉由喷墨的方式将油料以浓密渐层分布的方式覆盖于基材上；

(三)镀膜：将经制版印刷后的基材放置于镀膜机中，并经由镀膜方式在基材上镀上所需颜色的膜层；以及

(四)印刷油料清洗：在经由镀膜后的基材上进行印刷油料的清洗，将镀膜后的基材浸泡于一设有软化剂的浸泡槽中加热浸泡使印刷油料加速软化，并于软化印刷刷油料后，将镀膜基材放置于一油料清洗机上，藉由往复移动镀膜基材的方式，使镀膜基材与一刷体相接触将覆盖于基材上的油料刷除，使覆盖在印刷油料下的图案经清洗后能产生GOBO的效果，而经由上述的制程即可得单一颜色的GOBO片。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片镀膜制程，其特征在于，清洗基材主要是藉由超音波震荡的方式对基材进行清洗，使吸附在基材上的杂质经由超音波的震荡脱离基材表面。

3.如权利要求2所述的彩色滤光片镀膜制程，其特征在于，印刷油料为油墨。

4.如权利要求3所述的彩色滤光片镀膜制程，其特征在于，制版印刷对基材是以4点定位的方式进行印刷。

5.如权利要求4所述的彩色滤光片镀膜制程，其特征在于，镀膜方式是藉由离子助镀的方式镀膜。

6.如权利要求1所述的彩色滤光片镀膜制程，其特征在于，重复第(二)、(三)及(四)的流程可在单一基材上得到彩色渐层效果的GOBO图案片。

7.如权利要求6所述的彩色滤光片镀膜制程，其特征在于，清洗基材主要是藉由超音波震荡的方式对基材进行清洗，使吸附在基材上的杂质经由超音波的震荡脱离基材表面。

8.如权利要求7所述的彩色滤光片镀膜制程，其特征在于，印刷油料为油墨，且制版印刷对基材是以4点定位的方式进行印刷。

9.一种依权利要求1-8中任一项的制程所制造出来的彩色滤光片镀膜产品。

10.如权利要求9所述的彩色滤光片镀膜产品，其特征在于，基材为一玻璃片材。

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