CN101746207A - 可产生视觉效果的平坦纹路的结构、制法及其制作装置 - Google Patents

Abstract

一种可产生视觉效果的平坦纹路的工艺，利用两材料层具有折射率的差异，在制作第一层结构造型纹路后，再制作第二层结构，使其表面平坦化。因为两材料层是折射率不同的透明材料，当光线经过两材料层结构时，会根据其结构造型属性，产生几何光学和/或衍射光学效应，从而产生所设计的视觉效果。例如，全息一微米间距等级光栅造型，配合控制两层材质的折射率差与深度，就可产生全息效果；十微米等级间距与深度，由于两层材料折射率不同，就可产生深纹路的视觉效果；百微米等级柱状透镜造型，配合背景印刷或显示器像素控制，就可产生三维立体视觉效果。

Description

可产生视觉效果的平坦纹路的结构、制法及其制作装置

技术领域

本发明涉及一种具有平坦表面但具有视觉效果的纹路结构及其制作装置和方法，特别是一种具有不同折射率的双层结构的制作装置及方法。

背景技术

传统全息的制作方式是利用滚压方式将纹路转印到膜料上，然后利用金属镀层当反射面，反射光经过设计的光栅纹路深度，达到好的建设性衍射效果，而产生全息视觉图案。后续工艺例如褙胶，裁切成贴纸，然后贴到印刷品上。近来的做法是以上光方式将UV树脂涂布到印刷品上，然后贴合全息母版，经过UV曝光固化程序，直接将全息效果制作于印刷品上。此做法的优点是与印刷直接联机生产，缺点是纹路造型如果经油污接触，效果会丧失。

其次，传统深纹路的做法，以平压方式制作压纹时产出速度稍慢。近来改善的做法，例如增亮膜工艺，其将纹路刻在滚轮上，膜料经由滚轮沾黏UV胶，进行卷对卷方式生产。这种生产方式有些局限性，例如基材必须是可透UV光的，表面纹路外露，当做为其它产品应用时，有限制性。

此外，传统的柱状透镜利用平压(platen press)或射出成形方法，其产出速度、精度与大小都有限制。近来采用卷对卷UV固化成型法，虽然解决了上述问题，但受到使用挠性材料的限制。对于板材，则采用与母版贴合后以滚压方式(roll press)进行张料式生产，但产出速度又下降了，对于大面积的生产，容易有离型问题不易处理从而影响生产速度与合格率。对于高精度需求的产品，UV胶固化时的收缩变化与几何形状的关系，也是一个需要微妙控制的地方。

发明内容

本发明的实施例提供一种制作平坦纹路结构的装置及其制作方法，可制作具有从衍射到几何光学等级的纹路的结构。利用滚轮配合多次固化处理，可掌握生产对位与纹路型变量的精度。

本发明的实施例提供一种制作平坦纹路结构的装置及其制作方法，线性输送配合滚轮，结合印刷工艺达到共同在线生产的功能，其适用于透明/非透明基材，以及绕性/张料基材。

本发明的实施例提供一种制作平坦纹路结构的装置及其制作方法，可产生视觉效果的平坦纹路的结构。制作具有折射率差异的两层结构，在两层材料的折射率与纹路深度上，达到相同光程差的匹配以维持衍射效率。

本发明的实施例提供一种制作平坦纹路结构的装置及其制作方法，可产生视觉效果的平坦纹路的结构。制作具有折射率差异的两层结构，利用第一道UV树脂成型固化后，然后在其表面进行第二道上光补平，但仍然保有其光学特性。

本发明的实施例提供一种可产生全息效果的基材，包括多个纹路造型的纹路造型分布在底材结构的表面上，并且涂布材料填入纹路造型中并且平坦化底材结构的表面。其中底材结构与涂布材料具有折射率差异，并且折射率相对高的一方为透明材料，因此当光线由折射率相对高的一方进入可产生全息效果的基材时，在底材结构与涂布材料的接口处产生全反射。

以下通过具体实施例结合附图详加说明，应当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1A与图1B为根据本发明的实施例的可产生视觉效果的平坦纹路结构的剖视图。

图2A为根据本发明的实施例说明制作平坦纹路结构的装置的侧视图。

图2B为根据本发明的另一实施例说明制作平坦纹路结构的装置的侧视图。

主要组件符号说明

10    纹路基板      101   第一基板

102   纹路结构      103   第一树脂层

20    承载基板      201   第二基板

202   第二树脂层    104   纹路造型

105   第三树脂层    30    载板

32    第二材料      34    第一材料

36    第三材料      301   输送模块

302   滚动模块      303   第一UV模块

304   第二UV模块    305   第一材料上料模块

306   第三UV模块    314   第三材料上料模块

401   清洁模块      402   辅助UV模块

具体实施方式

一种可产生视觉效果的平坦纹路结构，利用两材料层具有折射率的差异，在载板上先制作具有造型纹路的第一透明结构之后，再行制作第二透明结构以平坦化表面。由于第一透明结构与第二透明结构由折射率不同的两透明材料所形成，当光线经过两材料层结构，会根据其结构造型属性，产生几何光学，和/或衍射光学效应，进而产生所设计的视觉效果。上述的平坦纹路结构的结构造型例如为微米间距等级光栅造型，匹配控制两材料层材质的折射率差与光栅造型的次微米深度以具备衍射光程差匹配性，就可产生全息效果。上述的平坦纹路结构的结构造型例如为十微米等级-二元(Binary)造型的间距与深度，因为两材料层材料折射率不同，所以可以产生深纹路的炫彩视觉效果。上述的平坦纹路结构的结构造型例如为百微米等级柱状透镜造型，若搭配载板上的背景印刷或显示器像素控制，就可以产生三维立体视觉效果。上述的平坦纹路结构的第二透明结构的平坦化功用，可使产品在应用上更具弹性，改善凹凸的纹路造型被接触的油污填平凹凸沟槽，造成光程差匹配性消失，进而丧失全息效果。

图1A是根据本发明实施例的可产生视觉效果的平坦纹路结构的剖面示意图。一种生产平坦纹路结构的装置所利用的方法，该方法利用两种结构结合来达到可产生视觉效果的平坦纹路结构的目的。如图所示，纹路基板10包括具有纹路结构102的第一基板101与第一树脂层103，该第一树脂层103位于纹路结构102的表面上以平坦化纹路结构102。在实施例中，纹路基板10为全息母版，第一基板101为镍板，纹路结构102为纹路造型，第一树脂层103是具有第一折射率的UV胶。其次，承载基板20包括第二基板201，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸树脂，以及位于第二基板201的表面上第二树脂层202。在实施例中，第二基板201可以为挠性材料或是板材，透明、半透明或是不透明的光学性质。第二树脂层202具有与第一树脂层103相同的第一折射率，优选的也为UV胶。要说明的是，第二基板201的折射率可以与第一折射率相同，例如第二基板201为折射率为1.5的玻璃基板，第二树脂层202为折射率1.5的UV胶，如此，第二树脂层202可填满第二基板201上可能存在的刮痕，以修补第二基板201的表面。在本实施例中，当纹路基板10的第一树脂层103与承载基板20的第二树脂层202接触并固化前，位于纹路基板10上的第一树脂层103在结合前需进行第一次固化，例如以UV固化方式，一般固化会造成第一树脂层103的表面有收缩的现象产生，但因第一树脂层103的收缩位于自由表面上，与纹路结构102有一段距离，因此纹路结构102较不容易受到固化收缩的影响，由此可以保持纹路结构102原本所要求的间距与深度。

其次，如图1B所示，在纹路基板10与承载基板20接触之后，首先移除第一基板101，纹路造型104形成在第一树脂层103的远离承载基板20的表面上，因此纹路造型104移转到承载基板20上，为了避免纹路造型104的表面由于使用者的触摸或外力而造成纹路造型104的破坏，在纹路造型104的表面形成第三树脂层105，以平坦化并且保护纹路造型104。要说明的是，第三树脂层105由具有第二折射率的UV胶形成，第二折射率不同于第一树脂层103的第一折射率，如此便形成了由折射率不同的两种透明材料所形成的两层结构。当光线经过该两材料层结构，会根据其结构造型属性，产生几何光学，和/或衍射光学效应，进而产生所设计的视觉效果。

图2A是根据本发明的实施例说明制作平坦纹路结构的装置的侧视图。制作平坦纹路结构的装置包括输送模块301、设置在输送模块301的第一侧上的滚动模块302、设置在滚动模块302的远离输送模块301的一侧上的第一UV模块303、设置在输送模块301的第二侧上的第二UV模块304、以及具有设置在滚动模块302的附近处的第一材料上料模块305。在本实施例中，滚动模块302为具有全息图案刻纹表面的可相对固定轴心转动的滚轮。当滚动模块302转动时，表面先通过第一材料上料模块305以喷墨(inkjet)或凹版印刷(gravure)的方式将第一材料全面或选择性地涂布于全息图案刻纹表面。全面或选择性地附有第一材料的滚动模块302接着经过第一UV模块303，以用线光固化滚动模块302上的第一材料。载板30由输送模块301输送以接近滚动模块302，朝着输送模块301的第一侧，载板30首先经过第二材料上料模块312以将第二材料32分散或涂布在载板30的表面上。在本实施例中，第二材料上料模块312将第二材料32分散或涂布于载板30的整个表面。接着，表面全面覆盖第二材料32的载板30通过全面或选择性附有第一材料的滚动模块302。

在具有第二材料32的载板30与附有第一材料的滚动模块302接触的位置或接近接触的位置处，第二UV模块304以线光照射进行固化，以将具有全息图案的第一材料34形成在具有第二材料32的载板30上。要说明的是，第二UV模块304是将UV光源放入滚桶中而实现的，其例如可以由石英材料制作，所以第二UV模块304所提供的线光能量更高，以直接干燥第一材料34。其次，滚动模块302可以提供压力，以增加第二材料32与第一材料34的贴合。然后，具有全息图案的第一材料34与第二材料32的载板30，经过第三材料上料模块314，以将第三材料36分散或涂布于载板30的具有全息图案的第一材料34上，之后再经过第三UV模块306，以线光照射方式固化载板30上的第三材料36。在本实施例中，第一、第二与第三材料分别为折射率为1.4、1.5与1.82的UV胶层，但本发明不限于上述，也可以是第一与第二材料的折射率相同但与第三材料的不同。

图2B是根据本发明的实施例说明生产平坦纹路结构的装置的侧视图。与图2A的差异在于，第二材料上料模块312将第二材料32选择性地分散在载板30的特定位置上，即载板30上欲形成全息图案的位置上。接着，表面选择性附有第二材料32的载板30，经过全面附有第一材料的滚动模块302。此时，载板30上附有第二材料32的位置处可以黏住滚动模块302上的第一材料34，这时第一材料34覆盖在分散的每一处第二材料32分布的面积上，如此也可以达到在载板30选择性的位置上形成全息图案的目的。至于在滚动模块302上多余或残留的第一材料，可利用在滚动模块302附近的适当位置处设置清洁模块401的方式，来移除多余或残留的第一材料。其次，为避免UV光源的线光照射而劣化滚桶，第二UV模块304所提供的线光能量较低，由此可以使得第二材料32与第一材料34贴合但没有达到一定的干燥度，因此在通过第二UV模块304后，可以再增加辅助UV模块402，以进一步干燥载板30上的第一材料34。

要说明的是，上述实施例也可用于在不透明的载板上制作全息图案，例如在布料上的局部区域制作全息图案，此时分两阶段形成，第一阶段如图2A所述，选用透明基材，但不执行第三材料36的分散或涂布。第二阶段是从不透明的载板开始，滚动模块302上不再涂布第一材料，而是将第一阶段的透明基材所形成的表面有第一材料34的载板，设置在滚动模块302上，在不透明的挠性载板上涂布第二材料32后，以卷带方式挤入滚动模块302的下方以使两者贴合。此时UV模块例如304模块，透过透明基材以进行固化，再利用收卷料方式移除第一阶段中的透明载板，由此即可得到具有全息图案的不透明挠性产品。

本发明的上述实施例所公开的双层折射率结构及其制作设备，可以解决以传统金属层表现全息图案时，金属材料与其载板在进行膜内射出工艺时，金属层与射出塑料之间假性黏着的情形，即以材料的折射率差异来表现全息图案，以避开金属镀层与射出塑料假性附着问题。其次，双层折射率结构也平坦化全息图案表面，进一步保护全息图案，以避免全息图案因外力或污渍而减损其效果。而且，该制作平坦纹路结构的设备可制作具有从衍射到几何光学等级的纹路的结构，其采用设置于透明滚桶内的UV光源，可以避开基材的可透光性限制，并且本发明的上述实施例所公开的制作平坦纹路结构的设备解决了产出速度、控制固化收缩的精度、离型问题等，使大面积产品也可行，同时材料不必局限于挠性材料，对于双层结构表面平坦化，也可一并完成。

以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的权利要求，即凡是依据本发明所公开的精神所作的等效变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求中。

Claims (15)

1.一种可产生视觉效果的平坦纹路结构，其特征在于包括：

一载板；

一具有纹路的第一透明结构，其分布于所述载板上；以及

一第二透明结构，其覆盖所述第一透明结构并且平坦化所述载板的表面，其中所述具有纹路的第一透明结构与该第二透明结构具有折射率差异。

2.如权利要求1所述的可产生视觉效果的平坦纹路结构，特征在于其中所述具有纹路的第一透明结构包括微米等级间距与次微米深度的纹路，以具备衍射光程差匹配性。

3.如权利要求1所述的可产生视觉效果的平坦纹路结构，特征在于其中所述具有纹路的第一透明结构包括十微米等级-二元造型的纹路。

4.如权利要求1所述的可产生视觉效果的平坦纹路结构，特征在于其中所述具有纹路的第一透明结构包括百微米等级柱状透镜造型的纹路。

5.如权利要求1所述的可产生视觉效果的平坦纹路结构，特征在于其中所述载板包括一印刷图案。

6.如权利要求1所述的可产生视觉效果的平坦纹路结构，特征在于其中所述载板由一挠性材料或是板材制作。

7.如权利要求1所述的可产生视觉效果的平坦纹路结构，特征在于其中所述载板包括一透明、半透明或是不透明的材料。

8.一种制作可产生视觉效果的平坦纹路结构的方法，其特征在于包括：提供一纹路基板，该纹路基板包括具有一纹路结构的一第一基板，和位于该纹路结构的一表面上的一第一树脂层；

提供一承载基板，该承载基板包括一第二基板，和位于该第二基板的一表面上的一第二树脂层；

贴合所述纹路基板与所述承载基板，其以所述第一树脂层贴合所述第二树脂层；

移除所述第一基板；以及

在所述第一树脂层上覆盖一第三树脂层，以平坦化该第一树脂层的具有所述纹路结构的一移转图案的表面。

9.如权利要求8所述的制作可产生视觉效果的平坦纹路结构的方法，特征在于其中所述第二基板为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸树脂，并且还包括以紫外线照射的方式固化所述第一树脂层、所述第二树脂层或所述第三树脂层。

10.一种制作平坦纹路结构的装置，其特征在于包括：

一输送模块，其用来输送一制品；

一滚动模块，其用来在所述制品通过时，将一第一材料移转至该制品上，其中该被移转的第一材料具有一纹路造型；

一第一材料上料模块，其用来将所述第一材料形成在所述滚动模块上；

一第一紫外线模块，其用来固化所述滚动模块上的所述第一材料；

一第二材料上料模块，其用来将一第二材料形成在所述制品上，其中所述制品首先通过该第二材料上料模块，然后再通过所述滚动模块；

一第二紫外线模块，其用来在所述滚动模块的所述第一材料移转到所述制品上时，固化所述第一材料与所述第二材料；

一第三材料上料模块，其用来将一第三材料形成在所述制品上，以覆盖具有所述纹路造型的被移转的所述第一材料；以及

一第三紫外线模块，其用来固化所述制品上的所述第三材料。

11.如权利要求10所述的制作平坦纹路结构的装置，特征在于还包括一清洁模块，其用来在所述制品通过所述滚动模块之后，清除所述滚动模块上残留的所述第一材料。

12.如权利要求10所述的制作平坦纹路结构的装置，特征在于还包括一辅助紫外线模块，其用来干燥在所述制品上贴合后的所述第一材料与第二材料。

13.如权利要求10所述的制作平坦纹路结构的装置，特征在于其中所述第一、第二或第三紫外线模块包括一紫外光源，其设置在一透明滚桶中，透明基板为聚碳酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙纤维或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

14.如权利要求10所述的制作平坦纹路结构的装置，特征在于其中所述第一涂布材料与所述第二材料的折射率相同或不同。

15.如权利要求10所述的制作平坦纹路结构的装置，特征在于其中所述第一材料与所述第三材料的折射率不同，第二涂布材料的折射率与所述第三材料的折射率不同。

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