TW201826048A - 具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法及轉印用模具輥 - Google Patents
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Abstract
提供一種對於薄膜等被轉印對象物，製作無縫(seamless)地連續的長條圖形之具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法及具有細微週期構造的轉印用模具輥。 一種具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法，其特徵為：包含：準備圓筒狀金屬基材的步驟；對於前述圓筒狀金屬基材的外周面照射超短脈衝雷射的步驟；以及藉由前述超短脈衝雷射的照射於前述圓筒狀金屬基材的外周面形成無縫環繞奈米週期構造，加工產生前述無縫環繞奈米週期構造所致之光干涉色的無縫環繞圖案的步驟。
Description
[0001] 本發明，係關於具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法及具有細微週期構造的轉印用模具輥。
[0002] 以往，在藉由利用了全像圖(hologram)或是光干涉色的壓花加工對於長條的薄膜進行加工的情形，係使用壓模筒般之壓花輥。 [0003] 若欲製作如此之壓花輥，首先利用雷射於感光膜生成全像圖形後，藉由化學鍍敷所致之剝離層及電鑄製作母版，將複製了所製作的母版者排列而製作原版，並貼附於輥子而進行。作為製作如此之母版的方法，係例如有專利文獻1。 [0004] 就前述以往之複製母版而製作原版的方法而言，有著若複製母版並排列則會產生接縫之問題。從該原版所轉印的產品，因接縫部分無法利用，故有良率不佳之問題。另外，藉由以往的方法，無法製作沒有接縫的連續的長條圖形。 [先前技術文獻] [專利文獻] [0005] [專利文獻1]日本特開平8-305264
[發明所欲解決的技術課題] [0006] 本發明，係有鑑於以往技術的問題點而完成者，目的在於提供一種對於薄膜等被轉印對象物製作無縫(seamless)地連續的長條圖形之具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法及具有細微週期構造的轉印用模具輥。 [用以解決課題的技術方案] [0007] 為解決前述課題，本發明之具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法，係包含：準備圓筒狀金屬基材的步驟；對於前述圓筒狀金屬基材的外周面照射超短脈衝雷射的步驟；以及藉由前述超短脈衝雷射的照射於前述圓筒狀金屬基材的外周面形成無縫環繞奈米週期構造，加工產生前述無縫環繞奈米週期構造所致之光干涉色的無縫環繞圖案的步驟。 [0008] 前述超短脈衝雷射，係飛秒雷射或皮秒雷射為佳，以飛秒雷射為更佳。 [0009] 前述圓筒狀金屬基材，較佳為於長度方向具有旋轉軸，一邊以前述旋轉軸作為中心進行旋轉，一邊對於前述圓筒狀金屬基材的外周面照射前述超短脈衝雷射。 [0010] 前述超短脈衝雷射，較佳為從細微加工裝置照射，該細微加工裝置照射係具備：與前述圓筒狀金屬基材的前述外周面平行設置的圓形的波長板，以及使前述波長板於圓周方向旋轉的旋轉控制器。 [0011] 本發明之具有細微週期構造的轉印用模具輥，係具備產生形成於圓筒狀金屬基材的外周面之無縫環繞奈米週期構造所致之光干涉色的無縫環繞圖案而成的具有細微週期構造的轉印用模具輥。 [發明之效果] [0012] 依據本發明，係具有能夠提供一種對於薄膜等被轉印對象物製作無縫(seamless)地連續的長條圖形之具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法及具有細微週期構造的轉印用模具輥之顯著效果。
[0014] 雖於以下說明本發明之實施形態，然而該等實施形態僅係例示性表示者，只要不脫離本發明之技術思想，能夠進行各種變形乃不言自明。又，相同構件係以相同符號表示。 [0015] 於第1圖中，符號10，係表示用以形成使用於本發明之具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法之細微週期構造的細微加工裝置。 [0016] 細微加工裝置10，係具備發射超短脈衝雷射的超短脈衝雷射振盪器12。超短脈衝雷射振盪器12，只要是能夠發射飛秒雷射或皮秒雷射者，能夠使用週知之超短脈衝雷射振盪器。 [0017] 另外，細微加工裝置10，係進一步具備光波長轉換器14、光衰減器16、第一鏡18、第二鏡20、波長板22、對物透鏡24。從超短脈衝雷射振盪器12發射的雷射光，經過光波長轉換器14、光衰減器16、第一鏡18、第二鏡20，藉由波長板22被偏光，通過對物透鏡24對於圓筒狀金屬基材28的外周面30照射超短脈衝雷射32。該等光波長轉換器14、光衰減器16、第一鏡18、第二鏡20、波長板22、對物透鏡24，亦能夠使用週知者。 [0018] 圓筒狀金屬基材28，較佳為於長度方向具有旋轉軸O，一邊以前述旋轉軸O作為中心進行旋轉，一邊對於前述圓筒狀金屬基材28的外周面30照射超短脈衝雷射。 [0019] 作為圓筒狀金屬基材28的材質，只要表面為金屬即可，只要為週知之金屬皆能夠使用，例如由以從Ni、不鏽鋼、黃銅、Fe、Cr、Zn、Sn、Ti、Cu、Al所成之群中選擇的至少任一種材料構成為佳。又，因係至少任一種材料，故係合金亦可。 [0020] 前述波長板22，係能夠使用1/2波長板(1/2λ板)，於第1圖之構成圖中，係表示作為波長板22之圓形的1/2波長板之例。 [0021] 另外，於波長板22，設置有用以使圓形的波長板22於圓周方向P旋轉的旋轉控制器26，能夠使前述波長板22於圓周方向旋轉。亦即，細微加工裝置10，係具備與圓筒狀金屬基材28的外周面30平行設置的圓形的波長板22，以及使前述波長板22於圓周方向P旋轉的旋轉控制器26。藉此，能夠朝向各種方向偏光，故於前述圓筒狀金屬基材的外周面形成無縫環繞奈米週期構造時，能夠形成各種奈米週期構造。前述波長板22及旋轉控制器26，亦能夠使用週知之附旋轉控制器的1/2波長板等。 [0022] 於本發明中，藉由以低通量照射皮秒至飛秒雷射而使奈米週期構造發揮繞射光柵的作用，而能夠發出如全像圖般之虹色的光干涉色。又，於本說明書中，所謂無縫，係意指圖案與圖案之間沒有接縫。 [0023] 奈米週期構造，係由雷射光的直線偏光面的垂直方向之細微的溝所成。若欲使奈米週期構造的溝的方向改變，能夠使偏光的波面變化而藉此改變方向，一邊變更配置於光學系內的(1/2)λ波長板的角度，一邊對於輥子表面加工複數次，藉此能夠製作作為配置了各方向的溝之轉印用模具輥的壓花輥。 [0024] 於第2圖，偏光方向所致之奈米週期構造的溝的方向不同的圖形製作例。 [0025] 第2圖(a)的圖形34a，係僅以第2圖(a)中箭號所示方向的偏光方向製作的圖形(僅第1次偏光方向)。第2圖(b)的圖形，係除了第2圖(a)中箭號所示方向的偏光方向的圖形34a以外，尚以第2圖(b)中箭號所示方向的偏光方向所製作的圖形34b所形成的圖形(第1次偏光方向+第2次偏光方向)。第2圖(c)的圖形，係除了第2圖(a)中箭號所示方向的偏光方向的圖形34a及第2圖(b)中箭號所示方向的偏光方向所製作的圖形34b以外，尚以第2圖(c)中箭號所示方向的偏光方向製作的圖形34c所形成的圖形(第1次偏光方向+第2次偏光方向+第3次偏光方向)。 [0026] 另外，例如，前述之第2圖(a)的圖形34a與第2圖(b)的圖形34b係溝的方向不同，故會產生奈米週期構造的邊界。將顯示在組合該偏光方向不同的異種奈米週期構造的情形之奈米週期構造的邊界的電子顯微鏡(SEM)相片表示於第3圖(比例尺：10μm，1刻度：1000nm)。第3圖之箭號所示之部位係週期構造邊界。 [實施例] [0027] 雖於以下舉出實施例進一步具體說明本發明，然而該等實施例僅係例示性表示者，而不應作限定性解釋，乃不言自明。 [0028] (實施例1) 使用飛秒脈衝的雷射，製造具有以下所示之細微週期構造的轉印用模具輥。 使用第1圖之構成圖所示之細微加工裝置，對於圓筒狀金屬基材的外周面照射飛秒雷射。作為圓筒狀金屬基材，係準備於鋁製輥的表面施加有銅鍍敷的直徑140mm之中空輥子，並使用之。 飛秒雷射振盪器，係使用Amplitude Systems公司製之Satsuma HP2
。一邊將前述之表面施加有銅鍍敷的直徑140mm的輥子的兩端藉由能夠旋轉的夾頭錐進行把持，並以每分鐘28轉使輥子旋轉，一邊將波長515nm、照射能量0.21J/cm2
、脈衝寬度400fsec、重複頻率1MHz的雷射光照射於輥子表面，進行無接縫的無縫之環繞奈米週期構造的加工，而製造具有細微週期構造的轉印用模具輥。 於表面形成有細微週期構造的轉印用模具輥的外觀的係表示於第4圖。於被加工的轉印用模具輥的外觀，能夠加工無縫且連續的環繞圖案36，而能夠發出虹色的光干涉色。於第4圖中，觀察到虹色的光干涉色的部分以符號A表示。第5圖所示之電子顯微鏡(SEM)相片中，能夠確認到於轉印用模具輥的表面形成有奈米單位的構造(比例尺：5μm，1刻度：500nm)。另外，使用該所製造的轉印用模具輥，能夠對於無縫地連續的長條的PET薄膜將全像圖進行壓花加工。 [0029] (實施例2) 接著，使用皮秒脈衝的雷射，製造具有以下所示之細微週期構造的轉印用模具輥。 使用第1圖之構成圖所示之細微加工裝置，對於圓筒狀金屬基材的外周面照射皮秒雷射。作為圓筒狀金屬基材，係準備於鋁製輥的表面施加有鉻鍍敷的直徑140mm之中空輥子，並使用之。 皮秒雷射振盪器，係使用Light Conversion公司製之Pharos-20W-1MHz。一邊將前述之表面施加有鉻鍍敷的直徑140mm的輥子的兩端藉由能夠旋轉的夾頭錐進行把持，並以每分鐘17轉進行旋轉，一邊將波長515nm、照射能量0.09J/cm2
、脈衝寬度可變更為400fsec～3psec、重複頻率600kHz的雷射光照射於輥子表面，進行無接縫的無縫之環繞奈米週期構造的加工，而製造具有細微週期構造的轉印用模具輥。 於表面形成有細微週期構造的轉印用模具輥的外觀的係表示於第6圖。於被加工的轉印用模具輥的外觀，能夠加工無縫且連續的環繞圖案38，而能夠發出虹色的光干涉色。於第6圖中，觀察到虹色的光干涉色的部分以符號A表示。在脈衝寬度為400fs～3ps的範圍亦能夠觀察到干涉色，而能夠確認奈米週期構造。另外，使用該所製造的轉印用模具輥，能夠對於無縫地連續的長條的PET薄膜將全像圖進行壓花加工。
[0030]
10‧‧‧細微加工裝置
12‧‧‧超短脈衝雷射振盪器
14‧‧‧光波長轉換器
16‧‧‧光衰減器
18‧‧‧第一鏡
20‧‧‧第二鏡
22‧‧‧波長板
24‧‧‧對物透鏡
26‧‧‧旋轉控制器
28‧‧‧圓筒狀金屬基材
30‧‧‧圓筒狀金屬基材的外周面
32‧‧‧超短脈衝雷射
34a、34b、34c‧‧‧無縫環繞圖案的圖形製作例
36‧‧‧實施例1的無縫環繞圖案
38‧‧‧實施例2的無縫環繞圖案
O‧‧‧旋轉軸
P‧‧‧圓周方向
A‧‧‧觀察到虹色的光干涉色的部分
[0013] [第1圖]係表示用以形成使用於本發明之具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法之細微週期構造的細微加工裝置的構成圖。 [第2圖]係表示無縫環繞奈米週期構造所致之圖形製作例的示意圖。 [第3圖]係組合偏光方向不同的異種奈米週期構造的情形之奈米週期構造的邊界的局部放大相片。 [第4圖]係表示藉由實施例1所獲得之具有細微週期構造的轉印用模具輥的局部外觀的相片。 [第5圖]係表示形成於實施例1所獲得之具有細微週期構造的轉印用模具輥的無縫環繞奈米週期構造的局部放大相片。 [第6圖]係表示藉由實施例2所獲得之具有細微週期構造的轉印用模具輥的局部外觀的相片。
Claims (5)
- 一種具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法，其特徵為：包含： 準備圓筒狀金屬基材的步驟； 對於前述圓筒狀金屬基材的外周面照射超短脈衝雷射的步驟；以及 藉由前述超短脈衝雷射的照射於前述圓筒狀金屬基材的外周面形成無縫環繞奈米週期構造，加工產生前述無縫環繞奈米週期構造所致之光干涉色的無縫環繞圖案的步驟。
- 如請求項1所述之具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法，其中， 前述超短脈衝雷射，係飛秒雷射或皮秒雷射。
- 如請求項1所述之具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法，其中， 前述圓筒狀金屬基材，於長度方向具有旋轉軸，一邊以前述旋轉軸作為中心進行旋轉，一邊對於前述圓筒狀金屬基材的外周面照射前述超短脈衝雷射。
- 如請求項1至3中任一項所述之具有細微週期構造的轉印用模具輥的製造方法，其中， 前述超短脈衝雷射，從細微加工裝置照射，該細微加工裝置照射係具備：與前述圓筒狀金屬基材的前述外周面平行設置的圓形的波長板，以及使前述波長板於圓周方向旋轉的旋轉控制器。
- 一種具有細微週期構造的轉印用模具輥，其特徵為： 係具備產生形成於圓筒狀金屬基材的外周面之無縫環繞奈米週期構造所致之光干涉色的無縫環繞圖案。
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