TWI421361B - 微結構基板及其成型方法 - Google Patents

Description

微結構基板及其成型方法

發明有關一種基板的成型方法，特別是有關於一種具有微結構的基板成型方法。

在許多光學元件的模組中，往往需要用到高反射率的膜片，使得光學元件具有較佳的亮度。一般製作反射板的方法，不外乎是以射出成型、壓印或蝕刻的方式，使基板上形成凹凸起伏的微結構，藉以使光線達到較佳的反射效果，而微結構分佈的狀況及深寬比的結構是影響反射率高低的重要因素，然而，此種製作方法常常受到設備的限制而無法製作出高深寬比的微結構，因而使光線的反射率無法進一步提升，又，若要製作出符合高深寬比需求的微結構，則必須購買昂貴的設備，因此大大的提升了生產的成本。

由於上述先前技術所存在的問題，因此業界亟需一種低成本的微結構基板成型方法，不僅能有效降低生產成本，且同時能生產出高反射率的微結構基板。

為解決先前技術所遇到的難題，本發明提供一種微結構基板成型方法，包括提供基材，基材的熔點為第一溫度。提供至少一靶材，對基材之表面以濺鍍(Sputter)形成金屬薄層，金屬薄層的熔點為第二溫度，第二溫度小於第一溫度，以及持續對金屬薄層加熱，使金屬薄層的溫度上升至第三溫度，第三溫度小於第二溫度，且第三溫度與第二溫度之間具有溫度差，藉此使金屬薄層形成複數個半球狀微結構，各半球狀微結構之間具有間隙，且金屬薄層的厚度不大於半球狀微結構的直徑。

緣此，本發明之主要目的在於提供一種微結構基板的成型方法，由於金屬薄層的熔點低於基材的熔點，因此加熱過程中使金屬薄層之溫度接近熔點而產生半球狀微結構，使得表面具有較佳的微結構分佈。

本發明之又一目的在於提供一種微結構基板的成型方法，由於利用基材上的金屬微結構作為光罩，再對基材進行蝕刻，因此可產生具有較高深寬比的凹陷結構，同時也可降低生產成本。

本發明之再一目的在於提供一種微結構基板，由於在基板表面具有不規則分佈的金屬微結構，使得光線具有較佳的反射率。

本發明之再一目的在於提供一種微結構基板，由於半球狀微結構之間隙具有蝕刻形成的凹陷結構，因此可具有較高的深寬比。

由於本發明主要係揭露一種微結構基板的成型方法，其中所利用之濺鍍(Sputter)與蝕刻基本原理，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構示意，並未亦不需要依據實際尺寸完整繪製，合先敘明。

請參考第1A圖至第1D圖，為本發明第一較佳實施例之製作流程圖及示意圖，包含下列步驟：

步驟101：如第1B圖所示，首先，提供基材11，基材11的熔點為第一溫度。

步驟102：請繼續參考第1A圖及第1C圖，提供至少一靶材12，並對基材11之表面以濺鍍的方式形成金屬薄層13，金屬薄層13的熔點為第二溫度，第二溫度小於第一溫度。

步驟103：請參考第1A圖及第1D圖，持續對金屬薄層13加熱，使金屬薄層13的溫度上升至第三溫度，第三溫度小於第二溫度，且第三溫度與第二溫度之間具有溫度差。此溫度差較佳係小於第二溫度的40%，藉此使金屬薄層13形成複數個半球狀微結構14。半球狀微結構14彼此不相連接且不規則地排列於基板11上，同時，各半球狀微結構14之間具有間隙，且金屬薄層13的厚度h不大於半球狀微結構的直徑D。

在本實施例中，基材11的材質可為金屬或非金屬材質，若基材11選用金屬材質，則可將成型後具有微結構的金屬材質基板做為模具，用以壓印生產光學膜片。若基材11選用非金屬材質(如聚酯等)則可直接將成型後具有微結構的基板當作光學膜片。再者，金屬薄膜13之材質可由單一金屬或合金所構成，在此並不加以限定。

請參考第2A圖至第2E圖，係本發明第二較佳實施例製作方法流程圖及示意圖，包含下列步驟：

步驟201：請同時參考第2A圖及第2B圖，首先，提供基材21，基材21的熔點為第一溫度。

步驟202：請參考第2A圖及第2C圖，接著提供至少一靶材22，對基材21之表面以濺鍍的方式形成金屬薄層23，金屬薄層23的熔點為第二溫度，第二溫度小於第一溫度。

步驟203：請參考第2A圖及第2D圖，持續對金屬薄層23加熱，使金屬薄層23的溫度上升至第三溫度，第三溫度小於第二溫度，且第三溫度與第二溫度之間具有溫度差，此溫度差較佳係小於第二溫度的40%，藉此使金屬薄層23形成複數個不規則排列的半球狀微結構24，各半球狀微結構24之間具有間隙且彼此間不相連接，且金屬薄層23的厚度不大於半球狀微結構24的直徑。

步驟204：請參考第2A圖及第2E圖，接著，以複數個半球狀微結構24作為光罩，對基材21進行蝕刻，藉以在基材21上形成複數個不規則排列的凹陷結構25。

在本實施例中，基材21的材質可為金屬或非金屬材質，若基材21選用金屬材質，則可將成型後具有微結構的金屬材質基板做為模具，用以壓印生產光學膜片。若基材21選用非金屬材質(如聚酯等)則可直接將成型後具有微結構的基板當作光學膜片。再者，金屬薄膜23之材質可由單一金屬或合金所構成，在此並不加以限定。

本發明進一步提供第三較佳實施例，為一種微結構基板結構，請參考第1D圖。微結構基板1包括基材11以及形成於基材11表面的複數個不規則排列、金屬材質的半球狀微結構14。各半球狀微結構14之間具有間隙，且基材11的熔點高於半球狀微結構14的熔點。而基材11的材質可為金屬或非金屬材質，若基材11選用金屬材質，則可將成型後具有微結構的金屬材質基板做為模具，用以壓印生產光學膜片，若基材11選用非金屬材質(例如聚酯等)，則可直接將成型後具有微結構的基板當作光學膜片。再者，半球狀微結構14彼此間不相連接，半球狀微結構14的材質可為單一金屬或合金。

請參考第3圖，在第一較佳實施例及第三較佳實施例中，基材11之表面不限定為平坦表面，具有高低起伏表面的基板11亦可經由本發明第一較佳實施例中所提供之步驟，在其表面上製作出具有半球體微結構14。

本發明進一步提供第四較佳實施例，為另一種微結構基板結構，請參考第2E圖。微結構基板2包括基材21以及形成於基材21表面的複數個不規則排列、金屬材質的半球狀微結構24，各半球狀微結構24之間具有間隙且彼此間不相連接，同時，基材21對應於間隙的位置以蝕刻形成有凹陷結構25。基材21的材質可為金屬或非金屬材質，若基材21選用金屬材質，則可將成型後具有微結構的金屬材質基板做為模具，用以壓印生產光學膜片。若基材21選用非金屬材質(例如聚酯等)，則可直接將成型後具有微結構的基板當作光學膜片。再者，半球狀微結構24彼此間不相連接，半球狀微結構24的材質可為單一金屬或合金。

請參考第4圖，在第二較佳實施例及第四較佳實施例中，基材21之表面不限定為平坦表面，具有高低起伏表面的基板21亦可經由本發明第一較佳實施例中所提供之步驟，在其表面上製作出具有半球體微結構24。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之權利範圍；同時以上的描述，對於相關技術領域之專門人士應可明瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請專利範圍中。

1、2．．．微結構基板

101、102、103、201、202、203、204．．．步驟

11、21．．．基材

12、22．．．靶材

13、23．．．金屬薄層

14、24．．．半球狀微結構

25．．．凹陷結構

第1A圖，為本發明第一較佳實施例製作方法流程圖。

第1B圖，為本發明第一較佳實施例步驟示意圖。

第1C圖，為本發明第一較佳實施例步驟示意圖。

第1D圖，為本發明第一較佳實施例步驟示意圖。

第2A圖，為本發明第二較佳實施例製作方法流程圖。

第2B圖，為本發明第二較佳實施例步驟示意圖。

第2C圖，為本發明第二較佳實施例步驟示意圖。

第2D圖，為本發明第二較佳實施例步驟示意圖。

第2E圖，為本發明第二較佳實施例步驟示意圖。

第3圖，為本發明基材表面結構示意圖。

第4圖，為本發明基材表面結構示意圖。

101、102、103．．．步驟

Claims (36)

1. 一種微結構基板成型方法，包括：提供一基材，該基材的熔點為第一溫度；提供至少一靶材，對該基材之表面以濺鍍形成一金屬薄層，該金屬薄層的熔點為第二溫度，該第二溫度小於該第一溫度；以及持續對該金屬薄層加熱，使該金屬薄層的溫度上升至該第三溫度，該第三溫度小於該第二溫度，且第三溫度與該第二溫度之間具有一溫度差，藉此使該金屬薄層形成複數個半球狀微結構，各半球狀微結構之間具有間隙，且該金屬薄層的厚度不大於該半球狀微結構的直徑。
2. 如申請專利範圍第1項之微結構基板成型方法，其中該等半球狀微結構為不規則排列。
3. 如申請專利範圍第1項之微結構基板成型方法，其中該等半球狀微結構，彼此間不相連接。
4. 如申請專利範圍第1項之微結構基板成型方法，其中該溫度差小於該第二溫度的40%。
5. 如申請專利範圍第1項之微結構基板成型方法，其中該基材為金屬基材。
6. 如申請專利範圍第1項之微結構基板成型方法，其中該基材為非金屬基材。
7. 如申請專利範圍第1項之微結構基板成型方法，其中該基材具有一平坦的表面。
8. 如申請專利範圍第1項之微結構基板成型方法，其中該基材的表面為高低起伏。
9. 如申請專利範圍第1項之微結構基板成型方法，其中該金屬薄層的金屬成份為單一金屬。
10. 如申請專利範圍第1項之微結構基板成型方法，其中該金屬薄層的金屬成份為合金。
11. 一種微結構基板成型方法，包括：提供一基材，該基材的熔點為第一溫度；提供至少一靶材，對該基材之表面以濺鍍形成一金屬薄層，該金屬薄層的熔點為第二溫度，該第二溫度小於該第一溫度；持續對該金屬薄層加熱，使該金屬薄層的溫度上升至該第三溫度，該第三溫度小於該第二溫度，且第三溫度與該第二溫度之間具有一溫度差，藉此使該金屬薄層形成複數個半球狀微結構，各半球狀微結構之間具有間隙，且該金屬薄層的厚度不大於該半球狀微結構的直徑；以及以該複數個半球狀微結構作為光罩，對該基材進行蝕刻，藉以在該基材形成複數個不規則排列的凹陷結構。
12. 如申請專利範圍第11項之微結構基板成型方法，其中該等半球狀微結構為不規則排列。
13. 如申請專利範圍第11項之微結構基板成型方法，其中該等半球狀微結構，彼此間不相連接。
14. 如申請專利範圍第11項之微結構基板成型方法，其中該溫度差小於該第二溫度的40%。
15. 如申請專利範圍第11項之微結構基板成型方法，其中該基材為金屬基材。
16. 如申請專利範圍第11項之微結構基板成型方法，其中該基材為非金屬基材。
17. 如申請專利範圍第11項之微結構基板成型方法，其中該基材具有一平坦的表面。
18. 如申請專利範圍第11項之微結構基板成型方法，其中該基材的表面為高低起伏。
19. 如申請專利範圍第11項之微結構基板成型方法，其中該金屬薄層的金屬成份為單一金屬。
20. 如申請專利範圍第11項之微結構基板成型方法，其中該金屬薄層的金屬成份為合金。
21. 一種微結構基板，包括一基材以及形成於該基材表面的複數個不規則排列、金屬材質的半球狀微結構，各半球狀微結構之間具有間隙，該基材的熔點高於該半球狀微結構的熔點。
22. 如申請專利範圍第21項之微結構基板，其中該複數個半球狀微結構，彼此間不相連接。
23. 如申請專利範圍第21項之微結構基板，其中該基材為金屬基材。
24. 如申請專利範圍第21項之微結構基板，其中該基材為非金屬基材。
25. 如申請專利範圍第21項之微結構基板，其中該基材具有一平坦的表面。
26. 如申請專利範圍第21項之微結構基板，其中該基材的表面為高低起伏。
27. 如申請專利範圍第21項之微結構基板，其中該半球狀微結構的金屬成份為單一金屬。
28. 如申請專利範圍第21項之微結構基板，其中該半球狀微結構的金屬成份為合金。
29. 一種微結構基板，包括一基材以及形成於該基材表面的複數個不規則排列、金屬材質的半球狀微結構，各半球狀微結構之間具有間隙，且該基材對應於該間隙的位置以蝕刻形成有凹陷結構。
30. 如申請專利範圍第29項之微結構基板，其中該複數個半球狀微結構，彼此間不相連接。
31. 如申請專利範圍第29項之微結構基板，其中該基材為金屬基材。
32. 如申請專利範圍第29項之微結構基板，其中該基材為非金屬基材。
33. 如申請專利範圍第29項之微結構基板，其中該基材具有一平坦的表面。
34. 如申請專利範圍第29項之微結構基板，其中該基材的表面為高低起伏。
35. 如申請專利範圍第29項之微結構基板，其中該半球狀微結構的金屬成份為單一金屬。
36. 如申請專利範圍第29項之微結構基板，其中該半球狀微結構的金屬成份為合金。