专利名称：多色光电镀膜制程及其产品的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种多色光电镀膜制程及其产品，尤指一种利用药剂蚀刻来形成多色光电镀膜的制程，其概应隶属于光电镀膜的应用，运用于光学产品的技术领域范畴。
背景技术：
从肥皂泡沫表面、玻璃表面间空隙及水面上浮油反射出来的颜色等现象的发现，使得薄膜光学已成为一门被研究的学问，且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，并且进一步成为商业用途。在现今的光电科技领域中，光学薄膜技术巳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光电系统中的光谱特性，此外尚有消除鬼影、色彩平衡调整及镜面保护等等功能。
而在光学薄膜的应用上，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，故从光学组件相关市场来讨探更可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，而光电的设备有如传真机、激光打印机、雷射唱盘及影碟机等，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、雷射镜片、干涉滤光镜、分色镜、摄录像机、雷射计测、计算机护目镜、医疗照明等等。其它如薄膜太阳电池、低损耗雷射镜、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。
而不同于微电子电路应用的IC薄膜或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，故一般以气态成膜法中的物理蒸镀(PhysicalVapor Deposition；PVD)方式为主，其它则根据不同的用途尚有化学蒸镀(ChemicalVapor Deposition；CVD)、雷射辅助加热蒸镀(Laser Assisted Deposition；LAD)及电浆聚合沉积(Plasma Polymerization Deposition；PPD)等方式。
其中在基材例如玻璃等的表面上利用产生薄膜的方式，使基材的表面因薄膜而产生图案的效果，则将其产生图案的产品称之为「GOBO」，而一般GOBO制作常用的方法有两种，其分别为雷射雕刻(Laser Etching)和药剂蚀刻(Etching)两种，其中(1)雷射雕刻(Laser Etching)主要是藉由二氧化碳(CO2)雷射光(10.6μm)经过透镜聚焦而产生的高热，将镀膜材料熔解气化后，使镀膜材料吸附且沉积在基材上，而使基材产生薄膜进而形成所需的图案，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，因此当藉由雷射光使镀膜材料产生汽化的同时，对于玻璃的表面也会产生损伤，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，使制造的GOBO品质下降，这也是雷射雕刻的主要缺点，加上一次仅可针对单片玻璃进行单色的雕刻，使制程效率降低，而若要形成多色的图案片，则需将多片的玻璃进行胶合，但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，而藉由胶合所产生的多色图案片在高功率灯光的使用下会有脱落的情形产生，再者雷射雕刻的设备较贵，相较之下其成本最高，因此虽然只要有相关雷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。
(2)药剂蚀刻(Etching)这是目前业界一般最常使用的方法，此种方法主要是藉由药剂(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制作出GOBO，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，而低功率的输出会造成所形成的薄膜其致密性不足，会产生热飘移的现象，所使用的药剂如氢氟酸对于基材如玻璃亦会产生侵蚀，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，药剂虽较容易在芯片上蚀刻出图案，但在芯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，虽所蚀刻的芯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，另外若要形成多色的图案片，亦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亦会产生偏差，而藉由胶合所产生的多色图案片在高功率灯光的使用下亦有脱落的情形产生。
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多色光电镀膜制程，其可直接在单一芯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，可达到提高光电镀膜片(GOBO片)的使用性及功能性的目的。
为达到上述目的，本发明是提供一种多色光电镀膜制程，其包括(一)基材清洗将在基材上的杂质清除，使基材在清洗后是具有干净的表面，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，使所需的图案藉由印刷的方式而覆盖于印刷油料下；(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，使覆盖在印刷油料下的图案经清洗后能产生GOBO的效果。
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多色的GOBO效果。
经由上述的流程所制造出的单色GOBO片晶或多色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多色效果的图案，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，在光电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。
图1A是本发明单色芯片的平面图。
图1B是本发明的单色芯片样品的制作流程图。
图2是本发明的单色芯片沿2-2线的侧视剖面图。
图3A是本发明多色芯片的平面图。
图3B是本发明的多色芯片样品的制作流程图。
图4是本发明的多色芯片沿4-4线的侧视剖面图。
图5是颜色叠加性质图。
图1’A、图1’B、图2’A、图2’B及图5’是为本发明的多色光电镀膜制作流程及应用原理示意图。
主要组件符号说明10--单色图案片11--基材12--镀膜层青绿色(Cyan)13--图案20--多色图案片21--基材22--镀膜层青绿色(Cyan)23--镀膜层黄色(Yellow)24--镀膜层品红色(Magenta)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，本发明是关于一种多色光电镀膜制程及其产品。而光学薄膜应用于彩色芯片方面，是主要的技术是藉由颜色叠加的性质，如图5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，例如藉由青绿色(Cyah)与品红色(Magenta)的叠合可产生蓝色(Blue)(C+M＝B)、而青绿色(Cvan)与黄色(Yellow)的叠合可产生绿色(Green)(C+Y＝G)及黄色(Yellow)与品红色(Magenta)的叠加会产生红色(Red)(Y+M＝R)，其中红色(Red)、绿色(Green)及蓝色(Blue)即为光的三原色(RGB)，而本发明是基于颜色叠加的特性进行应用，本发明是关于一种多色光电镀膜制程以及经由其制程所产生的成品，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，兹进一步以图式如图1至图4所示的较佳实施例，详细说明如后该多色光电镀膜制程是其主要是包含(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，又基材在清洗后是具有干净的表面，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，而经由印刷的方式是将印刷油料覆盖于所需的图案上，并藉由对基材以4点定位的方式进行印刷，故可有效地且准确在所需的图案上进行印刷油料的印刷与覆盖，其中印刷油料可为油墨；(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(Chemical Vapor Deposition；CVD)与物理蒸镀(Physical Vapor Deposition；PVD)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(Thermal Evaporation Deposition)、电浆溅镀法(Plasm Sputtering Deposition)及离子束溅镀法(Ion Beam Sputtering Deposition)三大类，本发明是以能更进一步改善膜质的离子助镀(Ion aSSisted Deposition；IAD)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，首先是将经制版印刷后的基材放置于镀膜机中，并经由离子助镀(Ion assisted Deposition；IAD)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，在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，而且在清洗时只需用一般的水即可，所以膜层和基材不会因清洗而产生损伤现象，如此一来可避免雷射雕刻法及药剂蚀刻法对基材所造成模糊的现象。
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多色的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的制作(如图1A、图1B及图2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反白印刷在基材11上。
第三步以IAD镀膜方式在基材11上镀上所需颜色12(如青绿色Cyan)。
第四步清洗印刷在基材11上的印刷油料。
实施例二多色图案片20的制作(如图3A、图3B及图4所示)第一步将基材21以超音波方式清洗干净；第二步将基材21上欲形成品红色(Magenta)、黄色(Yellow)及红色(Red)等颜色的位置上，以油料印刷覆盖；第三步以IAD方式镀上所需颜色22如青绿色(Cyan)第四步将印刷油料清洗干净；第五步将基材21上欲形成蓝色(Blue)、青绿色(Cyan)及品红色(Magenta)等颜色的位置上，以印刷油料印刷覆盖；第六步以IAD方式镀上所需颜色23(如黄色Yellow)第七步将印刷油料清洗干净；第八步将基材21上欲形成黄色(Yellow)、青绿色(Cyan)及绿色(Green)等颜色的位置上，以油料印刷覆盖；第九步以IAD方式镀上所需颜色24(如品红色Magenta)；第十步将印刷油料清洗干净。
而经由上述的流程所制作出的GOBO片，是具有下列的优点1.可提高生产量。(以Dia.27为例，一锅可生产816pcs。)，且高功率的离子辅助蒸镀(IAD)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。
2.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以局部方式呈现不同的颜色，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。
3.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。
4.环境测试的各项项目，经工研院量测中心试验，试验片的结果皆良好未受损。
5.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。
6.所生产的GOBO多色图案片不单只应用在舞台灯光技术上，在光电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，亦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。
权利要求
1.一种多色光电镀膜制程，其特征在于，其包含(一)基材清洗藉由超音波震荡方式将在基材上的杂质清除，使基材在清洗后是具有干净的表面，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，使所需的图案藉由印刷的方式而覆盖于印刷油料下；(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，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.如权利要求第1项所述的多色光电镀膜制程，其特征在于，其中制版印刷对基材是以4点定位的方式进行印刷且印刷油料为油墨，并藉由水将油墨清洗。
3.如权利要求第2项所述的多色光电镀膜制程，其特征在于，其中镀膜方式是藉由离子助镀Ion assisted Deposition；IAD的方式镀膜。
4.如权利要求第1项所述的多色光电镀膜制程，其特征在于，其中镀膜方式是藉由离子助镀(Ion assisted Deposition；IAD)的方式镀膜。
5.如权利要求第1项所述的多色光电镀膜制程，其特征在于，其中重复第二、三及四的流程可在单一基材上得到多色的GOBO效果。
6.如权利要求第4项所述的多色光电镀膜制程，其特征在于，其中制版印刷对基材是以4点定位的方式进行印刷且印刷油料为油墨，并藉由水将油墨清洗。
7.如权利要求第4项所述的多色光电镀膜制程，其特征在于，其中镀膜方式是藉由离子助镀(Ion assisted Deposition；IAD)的方式镀膜。
8.一种根据权利要求第1至7项任一项的制程所制造出来的多色光电镀膜产品，其特征在于，其包含有一基材本体，且在基材本体上至少具有一层镀膜所形成的图案片。
9.一种如权利要求第8项的多色光电镀膜产品，其特征在于，其中基材为玻璃。
全文摘要
本发明是关于一种多色光电镀膜制程及其产品，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，使图案覆盖于印刷油料之中，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、镀膜及印刷油料清洗的流程即可在单一基材上得到多色效果的图案。
文档编号C25D5/02GK1940149SQ20051010795
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月30日 优先权日2005年9月30日
发明者王蔡诚, 萧安廷, 陈政欣 申请人:宝镇光电科技股份有限公司, 欣泉精业印刷有限公司