TWI752844B - 轉印滾輪及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種轉印滾輪及其製造方法。轉印滾輪製造方法包括一滾輪提供步驟、一基板提供步驟、一壓板步驟、一分離步驟、以及一滾輪形成步驟。於滾輪提供步驟中，外表面設置有一光阻層的一金屬滾輪被提供，且光阻層形成有多個曝光圖案。於基板提供步驟中，設置有一層保護膏的一基板被提供。於壓板步驟中，每個曝光圖案壓浸於保護膏中，且每個曝光圖案浸於保護膏與未浸於保護膏的高度比值介於0.5~0.76。於分離步驟中，金屬滾輪與保護膏分離。於滾輪形成步驟中，光阻層與外表面被蝕刻，而後光阻層被去除以形成轉印滾輪。

Description

轉印滾輪及其製造方法

本發明涉及一種滾輪及其製造方法，特別是涉及一種轉印滾輪及其製造方法。

現有的光學膜片經常透過壓印的方法，以轉印滾輪在光學膜片上轉印光學微結構，進而形成所需的光學膜片。因此在轉印光學微結構前，現有的轉印滾輪需要經由特殊的製程，在一金屬滾輪表面形成轉印用微結構(例如：使用電鑄方法製作轉印母模，再以轉印母模形成表面具有微結構的金屬滾輪)，進而形成所需的轉印滾輪。然而，上述特殊製程的技術困難度較高，並且轉印滾輪製造時經常需要耗費大量的經費與時間。

此外，現有的金屬滾輪在其表面形成轉印用微結構時，可能因為表面不平整，導致轉印用微結構產生誤差。故，如何通過結構設計的改良，來克服上述的缺陷，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。

本發明實施例針對現有技術的不足提供一種轉印滾輪及其製造方法，其能有效地改善現有轉印滾輪所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種轉印滾輪製造方法，其包括：一滾輪提 供步驟：提供一金屬滾輪，其外表面設置有一光阻層，並且所述光阻層相對遠離所述外表面的一側形成有多個曝光圖案；一基板提供步驟：提供一基板，其任意一側設置有一層保護膏，並且所述保護膏包含有一奈米金屬以及一溶劑；一壓板步驟：將每個所述曝光圖案的部分體積壓浸於所述保護膏中，使所述奈米金屬黏附於每個所述曝光圖案；其中，每個所述曝光圖案浸於所述保護膏中的高度與每個所述曝光圖案未浸於所述保護膏中的高度比值介於0.5~0.76；一分離步驟：將所述金屬滾輪與所述保護膏分離，使黏附於每個所述曝光圖案的所述奈米金屬形成一保護層；以及一滾輪形成步驟：蝕刻所述光阻層與所述外表面，而後去除所述光阻層以形成一轉印滾輪。

本發明實施例公開一種轉印滾輪，其是以上述轉印滾輪製造方法所製成。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的所述轉印滾輪及其製造方法，其能通過“所述壓板步驟：將每個所述曝光圖案的部分體積壓浸於所述保護膏中，使所述奈米金屬黏附於每個所述曝光圖案；其中，每個所述曝光圖案浸於所述保護膏中的高度與每個所述曝光圖案未浸於所述保護膏中的高度比值介於0.5~0.76”的技術方案，降低所述轉印滾輪的製造困難度，並能有效避免所述金屬滾輪的所述外表面的不平整情形，進而減低所述轉印滾輪被蝕刻時產生的尺寸誤差。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

S100:轉印滾輪製造方法

S1:滾輪提供步驟

S3:基板提供步驟

S5:壓板步驟

S7:分離步驟

S8:固化步驟

S9:滾輪形成步驟

S91:光阻蝕刻手段

S92:滾輪蝕刻手段

S93:圖案去除手段

1:金屬滾輪

11:外表面

111:壓印圖形

1a:轉印滾輪

2:光阻層

21:曝光圖案

22:圖案化光阻層

3:基板

4:保護膏

41:保護層

4T:保護膏厚度

5:蝕刻裝置

圖1為本發明實施例的轉印滾輪製造方法的步驟流程圖。

圖2為本發明實施例的滾輪形成步驟的流程圖。

圖3為本發明實施例的壓板步驟的動作示意圖。

圖4為本發明實施例的分離步驟的動作示意圖。

圖5為本發明實施例的光阻蝕刻手段的動作示意圖。

圖6為本發明實施例的圖案化光阻層的示意圖。

圖7為本發明實施例的滾輪蝕刻手段的動作示意圖。

圖8為本發明實施例的多個壓印圖形的示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“轉印滾輪製造方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。此外，以下如有指出請參閱特定圖式或是如特定圖式所示，其僅是用以強調於後續說明中，所述及的相關內容大部份出現於該特定圖式中，但不限制該後續說明中僅可參考所述特定圖式。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

請參閱圖1至圖8所示，其為本發明的實施例，需先說明的是，本實施例所對應到的附圖及其所提及的相關數量與外形，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本發明的保護範圍。

如圖1至圖8所示，本發明實施例提供一種轉印滾輪製造方法S100，其依序包括一滾輪提供步驟S1、一基板提供步驟S3、一壓板步驟S5、一分離步驟S7、一固化步驟S8、以及一滾輪形成步驟S9，但本發明並不限於此。舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，所述轉印滾輪製造方法S100也可以不包括所述固化步驟S8。

如圖1及圖3所示，於所述滾輪提供步驟S1中，一金屬滾輪1被提供，其外表面11設置有一光阻層2，並且所述光阻層2相對遠離所述外表面11的一側形成有多個曝光圖案21。其中，任一個所述曝光圖案21的深度小於所述光阻層2的厚度，並且任一個所述曝光圖案21的所述深度介於0.15微米~0.45微米之間，但本發明並不限於此。具體來說，上述深度能依據實際需求而調整其尺寸，但仍不能大於所述光阻層2的厚度。

需要說明的是，所述轉印滾輪製造方法S100能通過“任一個所述曝光圖案21的深度小於所述光阻層2的厚度”的技術手段，使得所述光阻層2能夠具備較大的厚度(例如3微米至25微米)，而能夠提高所述光阻層2的均勻性。

需要說明的是，多個所述曝光圖案21於本實施例中形成有一正弦波形表面，並且所述正弦波形表面的任兩個波峰之間相隔有介於0.9~1.1微米的一間隔，而任一個波鋒與波谷之間的距離等於上述深度。

需要說明的是，於本實施例中，所述金屬滾輪1較佳由鋁金屬製成，但本發明並不限於此。舉例來說，所述金屬滾輪1也可以由錫、鉛、鋅、 不銹鋼、銅、黃銅、鐵、鎳、鈷、鎢、鉻或其硬度大於鋁的金屬製成。此外，所述光阻層2由正光阻劑形成，其主要是由酚醛樹脂(Phenol-formaldehyde resin)製成，但本發明並不限於此。舉例來說，所述光阻層2也可以由環氧樹脂(Epoxy resin)等正光阻劑材料製成。

需要說明的是，為方便說明與理解，本實施例於圖3至圖8中僅繪製有部分所述金屬滾輪1以及設置於所述外表面11的所述光阻層2以方便論述。

如圖1及圖3所示，於所述基板提供步驟S3中，一基板3被提供，其任意一側設置有一層保護膏4，並且所述保護膏4包含有一奈米金屬以及一溶劑。其中，所述奈米金屬的粒徑大小介於50奈米~130奈米之間，所述保護膏4具有一保護膏厚度4T，其介於0.09微米~0.13微米之間，並且所述基板3主要由聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)製成，但本發明並不限於此。舉例來說，於本發明的其他實施例中，所述基板3也可以是由具有透明特性的任一樹脂製成。

需要說明的是，於本實施例中，所述保護膏4是透過噴墨法將所述奈米金屬以及所述溶劑噴塗於所述基板3，並層層堆疊而形成一層所述保護膏4。其中，所述保護膏4具有黏性，並且所述奈米金屬為一奈米銀金屬，而所述溶劑為丙二醇，但本發明並不限於此。簡單來說，所述溶劑只要能用來溶解所述奈米金屬並能使所述保護膏4具有黏性及可，而所述奈米金屬於本發明的其他實施例中也可以為奈米金或其他類型的奈米金屬，並且所述保護膏4能透過其他方法設置於所述基板3上，並無特別限制。

需要說明的是，為方便說明與理解，本實施例於圖3至圖8中僅繪製有部分所述基板3以設置於其任意一側的所述保護膏4以方便論述。

如圖1所示，於所述壓板步驟S5中，每個所述曝光圖案21的部分 體積被壓浸於所述保護膏4中，使所述奈米金屬黏附於每個所述曝光圖案21。其中，每個所述曝光圖案21浸於所述保護膏4中的高度與每個所述曝光圖案21未浸於所述保護膏4中的高度比值介於0.5~0.76。藉此，每個所述曝光圖案21浸於所述保護膏4時，將不容易因為所述溶劑對所述曝光圖案21的吸附力以及所述溶劑分子間內聚力而產生的表面張力，而使每個所述曝光圖案21完全浸於所述保護膏4。

需要說明的是，所述保護膏4不能以普通銀膏或導電銀膠替代，其原因在於：普通銀膏或導電銀膠的膠含量(一般為環氧樹脂)過多，並且其所使用的金屬粒子也過多。舉例來說，一般的普通銀膏，其銀粉含量約為重量百分比80%，而環氧樹脂為約為重量百分比20%，若本發明於所述基板提供步驟S3中使用一般的普通銀膏，則需要浪費許多金屬銀，並且環氧樹脂將會過多地黏附於每個所述曝光圖案21(對每個所述曝光圖案21而言，環氧樹脂為過多的阻質)，導致後續的製程良率降低。

如圖4所示，於所述分離步驟S7中，所述金屬滾輪1與所述保護膏4分離，使黏附於每個所述曝光圖案21的所述奈米金屬形成一保護層41。具體來說，當所述金屬滾輪1與所述保護膏4分離後，所述奈米金屬與所述溶劑將黏附於每個所述曝光圖案21上，並且經一段時間後，所述溶劑將隨水分蒸發而減少，進而使所述奈米金屬與所述溶劑形成所述保護層41。

如圖1所示，於所述固化步驟S8中，所述保護層41被一固化裝置(圖未繪)固化，並且所述固化步驟S8於所述分離步驟S7與所述滾輪形成步驟S9之間進行。其中，所述固化裝置為一氙氣燈，其波長介於300奈米~1100奈米之間。具體來說，當所述固化裝置照射所述保護層41時，所述保護層41中的所述溶劑將吸收所述固化裝置的照射波長的能量，進而在常溫下快速被固化，進而使所述奈米金屬與所述溶劑形成所述保護層41。

如圖2、圖5至圖8所示，於所述滾輪形成步驟S9中，所述光阻層2與所述外表面11被蝕刻，而後所述光阻層2被去除以形成一轉印滾輪1a。更詳細地說，如圖2所示，所述滾輪形成步驟S9依序包含有一光阻蝕刻手段S91、一滾輪蝕刻手段S92、及一圖案去除手段S93。

如圖2、圖5、及圖6所示，於所述光阻蝕刻手段S91中，所述光阻層2被一蝕刻裝置5以非等向性蝕刻方式進行蝕刻，使未形成有所述保護層41的多個所述曝光圖案21被移除，進而形成一圖案化光阻層22。其中，所述光阻蝕刻手段S91是採用電漿蝕刻方式進行，但本發明並不限於此。舉例來說，於本發明的其他實施例中，其他非等向蝕刻手段均能夠被應用於實施所述光阻蝕刻手段S91。

需要說明的是，由於非等向性蝕刻手段具有蝕刻方向可控制的特點，使得所述光阻層2能夠以大致上沿著和所述金屬滾輪1的所述外表面11的法線方向被蝕刻，因此能夠減少了所述圖案化光阻層22產生缺陷的機會。

需要說明的是，在所述光阻蝕刻手段S91進行前，使用者能於所述滾輪提供步驟S1中，控制多個所述曝光圖案21的深度和所述光阻層2厚度的比例(例如將多個所述曝光圖案21的深度控制於所述光阻層2厚度的1/3至2/3之間)，並搭配非等向性的電漿蝕刻手段使得所述光阻層2被蝕刻後形成所述圖案化光阻層22，其能夠提高所述圖案化光阻層22圖形的正確性，並減少所述圖案化光阻層22的缺陷。

如圖2、圖7、及圖8所示，於所述滾輪蝕刻手段S92中，所述圖案化光阻層22被作為遮罩，並且所述金屬滾輪1的所述外表面11被所述蝕刻裝置5以非等向蝕刻方式進行蝕刻，而於所述外表面11形成多個壓印圖形111。

特別說明，於本實施例中，所述滾輪蝕刻手段S92是使用高密度電漿源(High density plasma,HDP)並以反應式離子蝕刻手段(Reactive Ion Etch,RIE)進行，但本發明並不限於此。舉例來說，所述滾輪蝕刻手段S92也能夠採用磁場強化活性離子蝕刻手段(Magnetic Enhanced RIE,MERIE)，或者透過脈衝電場強化的技術手段，增強蝕刻的效率並控制蝕刻的方向。

如圖2及圖8所示，於所述圖案去除手段S93中，所述圖案化光阻層22自所述金屬滾輪1的所述外表面11被移除，進而形成所述轉印滾輪1a。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的所述轉印滾輪1a及其製造方法S100，其能通過“所述壓板步驟S5：將每個所述曝光圖案21的部分體積壓浸於所述保護膏4中，使所述奈米金屬黏附於每個所述曝光圖案21。其中，每個所述曝光圖案21浸於所述保護膏4中的高度與每個所述曝光圖案21未浸於所述保護膏4中的高度比值介於0.5~0.76”的技術方案，降低所述轉印滾輪1a的製造困難度，並能有效避免所述金屬滾輪1的所述外表面11的不平整情形，進而減低所述轉印滾輪1a被蝕刻時產生的尺寸誤差。

更進一步來說，所述轉印滾輪製造方法S100能通過“所述光阻蝕刻手段S91：透過非等向性蝕刻方式對所述光阻層2進行蝕刻，使未形成有所述保護層41的多個所述曝光圖案21被移除，進而形成所述圖案化光阻層22”的技術手段，大幅降低所述轉印滾輪1a的製造時間及製造成本。

更進一步來說，所述轉印滾輪製造方法S100能通過“所述固化裝置為一氙氣燈，其波長介於300奈米~1100奈米之間”的技術手段，使所述保護層41中的所述溶劑，在常溫下能快速被固化。

更進一步來說，所述轉印滾輪製造方法S100能通過“所述滾輪蝕刻手段S92：透過非等向蝕刻方式以所述圖案化光阻層22為遮罩蝕刻所述金屬滾輪1的所述外表面11，而於所述外表面11形成多個所述壓印圖形111”的技術手段，大幅降低所述轉印滾輪1a的製造時間及製造成本。

更進一步來說，所述轉印滾輪製造方法S100能通過“所述保護膏4包含有所述奈米金屬以及所述溶劑”的技術手段，大幅降低生產成本。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

S100:轉印滾輪製造方法

S1:滾輪提供步驟

S3:基板提供步驟

S5:壓板步驟

S7:分離步驟

S8:固化步驟

S9:滾輪形成步驟

Claims (10)

1. 一種轉印滾輪製造方法，其包括：一滾輪提供步驟：提供一金屬滾輪，其外表面設置有一光阻層，並且所述光阻層相對遠離所述外表面的一側形成有多個曝光圖案；一基板提供步驟：提供一基板，其任意一側設置有一層保護膏，並且所述保護膏包含有一奈米金屬以及一溶劑；一壓板步驟：將每個所述曝光圖案的部分體積壓浸於所述保護膏中，使所述奈米金屬黏附於每個所述曝光圖案；其中，每個所述曝光圖案浸於所述保護膏中的高度與每個所述曝光圖案未浸於所述保護膏中的高度比值介於0.5~0.76；一分離步驟：將所述金屬滾輪與所述保護膏分離，使黏附於每個所述曝光圖案的所述奈米金屬形成一保護層；以及一滾輪形成步驟：蝕刻所述光阻層與所述外表面，而後去除所述光阻層以形成一轉印滾輪。
2. 如請求項1所述的轉印滾輪製造方法，其中，所述保護膏具有一保護膏厚度，其介於0.09微米~0.13微米之間。
3. 如請求項1所述的轉印滾輪製造方法，其中，任一個所述曝光圖案的深度小於所述光阻層的厚度。
4. 如請求項1所述的轉印滾輪製造方法，其中，所述轉印滾輪製造方法進一步包含一固化步驟：以一固化裝置固化所述保護層；其中，所述固化步驟於所述分離步驟與所述滾輪形成步驟之間進行。
5. 如請求項4所述的轉印滾輪製造方法，其中，所述固化裝置為一氙氣燈，其波長介於300奈米~1100奈米之間。
6. 如請求項1所述的轉印滾輪製造方法，其中，所述滾輪形成步驟進一步包含一光阻蝕刻手段：透過非等向性蝕刻方式對 所述光阻層進行蝕刻，使未形成有所述保護層的多個所述曝光圖案被移除，進而形成一圖案化光阻層。
7. 如請求項6所述的轉印滾輪製造方法，其中，所述光阻蝕刻手段是採用電漿蝕刻方式進行。
8. 如請求項6所述的轉印滾輪製造方法，其中，所述滾輪形成步驟進一步包含一滾輪蝕刻手段：透過非等向性蝕刻方式並以所述圖案化光阻層為遮罩對所述金屬滾輪的所述外表面蝕刻，而於所述外表面形成多個壓印圖形。
9. 如請求項8所述的轉印滾輪製造方法，其中，所述滾輪形成步驟進一步包含一圖案去除手段：將所述圖案化光阻層從所述金屬滾輪的所述外表面移除，進而形成所述轉印滾輪。
10. 一種轉印滾輪，以如請求項1所述的轉印滾輪製造方法所製成。

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