一種微圖形成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微圖形成形方法，本發(fā)明涉及一種尺度從幾微米到幾十微米甚至上百微米的微圖形制備方法；通過填充不同色彩的顏料，可以獲得不同的圖案顏色。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于微縮文字/圖案防偽，三維/動態(tài)顯示/防偽等領(lǐng)域。
【專利說明】一種微圖形成形方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種尺度從幾微米到幾十微米甚至上百微米的微圖形制備方法；通過填充不同色彩的顏料，可以獲得不同的圖案顏色。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于微縮文字/圖案防偽，三維/動態(tài)顯示/防偽等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]從上世紀(jì)90年代開始，微縮文字、三維顯示、防偽等技術(shù)便得到了迅速發(fā)展，主要是以激光全息圖為主，但這種技術(shù)已經(jīng)半公開，防偽功能受到挑戰(zhàn)。此外還有諸如水印防偽等技術(shù)也已經(jīng)發(fā)展了很長時間，基本原理及實現(xiàn)方法也已經(jīng)基本被大眾所了解。迫切需要發(fā)展新的防偽技術(shù)。
[0003]為此人們提出了基于光學(xué)原理的放大顯示防偽方法，這種方法的原理是:在正常照明條件下，人眼的極限分辨力為I分，在明視距離250mm條件下，人眼的極限分辨力為
0.072mm。一般來說為使眼睛不疲勞，人眼的視角在4分左右，即可以分辨距離為0.3mm左右的兩個點(diǎn)。在一般情況下，10 X 10個點(diǎn)刻組成簡單圖案，其大小約在4_X 4_左右，其它細(xì)小的物體必須采用放大鏡或顯微鏡進(jìn)行放大才能看清其細(xì)微結(jié)構(gòu)。對于小于該尺度的圖案必須采用顯微鏡等輔助工具，這個觀察帶來很大不便。
[0004]隨后，人們又開發(fā)出了基于微透鏡陣列的三維、動態(tài)顯示和防偽技術(shù)，然而上述技術(shù)受到現(xiàn)有像素尺度(150微米)的限制，很難獲得流暢的動態(tài)顯示效果和纖薄的厚度。同理，在三維電視中，也存在上述問題，采用現(xiàn)有像素，三維圖像的顯示隨觀測角度成階段性變化，只有采用更加微小的像素尺寸方可獲得流暢的三維動態(tài)效果。
[0005]然而，現(xiàn)有的印刷技術(shù)如:絲網(wǎng)印刷技術(shù)、凸版應(yīng)刷技術(shù)、凹版印刷技術(shù)等都只能完成600DPI的分辨力，即每英寸600線對，線條周期最小約40微米左右。對于寬度僅1_2微米甚至更小的線條，采用現(xiàn)有的印刷工藝是根本無法完成的?；谏鲜鰩资⒚准墝挾鹊木€條實現(xiàn)防偽和動態(tài)\3D顯示更是不可能的。
[0006]為了克服上述問題，我們提出了一種基于壓印技術(shù)的微圖形成形方法，該方法首先利用壓印技術(shù)在有機(jī)塑料膜層的兩個表面或單個表面完成微米級圖形的壓印，隨后通過在下凹部分填充顏料即可實現(xiàn)微米級圖案的成形?；谏鲜龇椒捎行Э朔F(xiàn)有壓印技術(shù)分辨力不高的問題，完成具有微米級分辨力的微圖案的成形，在3D顯示、微縮圖案防偽、動態(tài)顯示等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]基于上述考慮，一種尺度從幾微米到幾十微米甚至上百微米的微圖形制備方法；通過填充不同色彩的顏料，可以獲得不同的圖案顏色。該結(jié)構(gòu)可成形具有微米級分辨力的微圖案。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案通過以下步驟完成:一種3D/動態(tài)微圖形成形方法，其特征在于包括以下步驟:[0009]1、采用傳統(tǒng)光刻、電鑄等相關(guān)技術(shù)完成兩組目標(biāo)微圖形母版的制備；形成包含但不限于微米級線條的微圖形壓印母版，
[0010]2、采用包括但不限于卷對卷的納米壓印方式，將完成的兩組微圖形壓印母版表面圖案按照需要的對準(zhǔn)規(guī)則壓印于基底薄膜的兩個表面。上述陳述中所述的基底薄膜為包含但不限于塑料的各種材質(zhì)。
[0011]3、將包括但不限于油墨的顏料涂覆于基底薄膜單個表面或者兩個表面，使得顏料能夠填滿壓印完成后產(chǎn)生的微米級線條凹槽中。采用包括但不限于刮刀等手段與工具將凹槽外面的顏料刮除；
[0012]4、權(quán)利要求1所述的構(gòu)成微圖形母版中的線條不僅包括微米級的凸起線條，也包括幾十微米甚至幾百微米的凸起線條，壓印完成后，基底薄膜表面不僅包括微米級的凹槽線條，也包括幾十微米甚至幾百微米的凹槽線條。對于母版中大于5微米的凸起線條中，在不同位置隨機(jī)布置寬度在200納米?2微米左右的縫隙。壓印完成后，基底薄膜表面的凹槽中具有隨機(jī)分布的加強(qiáng)筋，避免在后期利用刮刀等手段對基底薄膜表面凹槽外部顏料進(jìn)行刮除的過程中，大尺度凹槽產(chǎn)生變形。
[0013]5、采用后續(xù)的干燥和涂覆保護(hù)漆等工藝對成形的微圖案進(jìn)行抗損傷處理。
[0014]6、通過在基底薄膜表面加工具有不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的凹槽結(jié)構(gòu)，可獲得由微米量級凹槽線條到幾百微米甚至毫米量級線條構(gòu)成的圖案。如果基底薄膜另一面為微透鏡陣列，則可形成動態(tài)、三維顯示效果，可應(yīng)用于顯示、防偽等領(lǐng)域。
[0015]本發(fā)明最大的特點(diǎn)在于:采用該技術(shù)可獲得特征尺寸從幾微米到幾百微米，甚至毫米級尺度的線條圖案；而采用傳統(tǒng)的印刷技術(shù)只能獲得幾十微米的線條。微米級分辨力線寬的線條成形為三維顯示、動態(tài)顯示以及防偽印刷技術(shù)提供了新的手段和實現(xiàn)途徑。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、本技術(shù)可以實現(xiàn)微米級線條的成形，為制造高分辨力圖案奠定了基礎(chǔ)；
[0018]2、采用本技術(shù)可以實現(xiàn)基底薄膜上、下兩個表面圖形的一次精確對準(zhǔn)成形；
[0019]3、本技術(shù)制備的基底薄膜上、下兩個表面圖形共同作用，可以獲得三維顯示、動態(tài)顯示以及微縮防偽等效果，這是傳統(tǒng)印刷技術(shù)無法完成的；
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實施例一中納米壓印設(shè)施的結(jié)構(gòu)示意圖；該裝置由標(biāo)注為I和標(biāo)注為2的兩個滾筒和標(biāo)注為3的壓印基底薄膜組成，兩個滾筒分別位于壓印基底薄膜的兩側(cè)。標(biāo)注I的滾筒表面攜帶有用于壓印圖形的壓印母版4，標(biāo)注2的滾筒表面攜帶有用于壓印圖形的壓印母版5。
[0021]圖2為用于產(chǎn)生直線圓環(huán)等微圖形的壓印母版4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中灰色區(qū)域代表凹下的區(qū)域，白色區(qū)域代表凸起的區(qū)域；所有灰色區(qū)域位于同一高度，所有白色的區(qū)域位于同一高度。圖中6代表凸起的大尺度微結(jié)構(gòu)中隨機(jī)布置的Ium的縫隙；
[0022]圖3為實施例中采用母版4壓印完成的基底薄膜表面的微結(jié)構(gòu)。圖中灰色區(qū)域代表凹下的區(qū)域，白色區(qū)域代表凸起的區(qū)域；所有灰色區(qū)域位于同一高度，灰色區(qū)域中將在后續(xù)過程中被填充顏料。所有白色的區(qū)域位于同一高度。
[0023]圖4為實施例一中在壓印完成后的基底薄膜矩形光柵面涂覆包括但不限于油墨的顏料的工藝過程示意圖。圖中3為基底薄膜，7為預(yù)計填充的顏料，8為刮刀；
【具體實施方式】
[0024]實施例1，一組攜帶雙面微納圖形的基底薄膜的制備；一面為包括線寬2um直線、線寬20um的圓環(huán)，及邊長為50um的等邊三角形等結(jié)構(gòu)在內(nèi)的微圖形，微圖形圖形內(nèi)部填充紅色油墨；另一面為口徑IOOum的微透鏡陣列；
[0025]首先采用傳統(tǒng)光刻、電鑄等相關(guān)技術(shù)完成微圖形母版的制備；將兩組母版分別加載于圖1所示的納米壓印裝置兩個滾筒表面；該裝置由標(biāo)注為I和標(biāo)注為2的兩個滾筒和標(biāo)注為3的壓印基底薄膜組成，兩個滾筒分別位于壓印基底薄膜的兩側(cè)。標(biāo)注I的滾筒表面攜帶有用于壓印微圖形的壓印母版4 (剖面放大圖)，標(biāo)注2的滾筒表面攜帶有用于壓印微透鏡的壓印母版5 (剖面放大圖)。
[0026]將完成的兩組微圖形壓印母版表面圖案壓印于基底薄膜的兩個表面。上述陳述中所述的基底薄膜為包含但不限于塑料的各種材質(zhì)，壓印過程可以為紫外壓印，也可以為熱壓印。用于壓印微圖形的壓印母版4俯視圖見圖2，壓印完成后的微圖形俯視圖見圖3。
[0027]最后，將紅色油墨涂覆于基底薄膜微圖形表面，并使得顏料填滿壓印完成后產(chǎn)生的線條凹槽中，最后采用刮刀將凹槽外面的顏料刮除，即形成一面攜帶微透鏡陣列，一面攜帶紅色微納圖形的基底薄膜，實施工藝示意圖見圖4。
【權(quán)利要求】
1.采用傳統(tǒng)光刻、電鑄等相關(guān)技術(shù)完成兩組目標(biāo)微圖形母版的制備；形成包含但不限于微米級線條的微圖形壓印母版。
2.采用包括但不限于卷對卷的納米壓印方式，將完成的兩組微圖形壓印母版表面圖案按照需要的對準(zhǔn)規(guī)則壓印于基底薄膜的兩個表面。上述陳述中所述的基底薄膜為包含但不限于塑料的各種材質(zhì)。
3.將包括但不限于油墨的顏料涂覆于基底薄膜單個表面或者兩個表面，使得顏料能夠填滿壓印完成后產(chǎn)生的微米級線條凹槽中。采用包括但不限于刮刀等手段與工具將凹槽外面的顏料刮除。
4.權(quán)利要求1所述的構(gòu)成微圖形母版中的線條不僅包括微米級的凸起線條，也包括幾十微米甚至幾百微米的凸起線條，壓印完成后，基底薄膜表面不僅包括微米級的凹槽線條，也包括幾十微米甚至幾百微米的凹槽線條。對于母版中大于5微米的凸起線條中，在不同位置隨機(jī)布置尺度在200納米?2微米左右的縫隙。壓印完成后，基底薄膜表面的凹槽中具有隨機(jī)分布的加強(qiáng)筋，避免在后續(xù)利用刮刀等手段對基底薄膜表面凹槽外部顏料進(jìn)行刮除的過程中，大尺度凹槽產(chǎn)生變形。
5.采用后續(xù)的干燥和涂覆保護(hù)漆等工藝對成形的微圖案進(jìn)行抗損傷處理。
6.通過在基底薄膜表面加工具有不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的凹槽結(jié)構(gòu)，可獲得由微米量級凹槽線條到幾百微米甚至毫米量級線條構(gòu)成的圖案。如果基底薄膜另一面為微透鏡陣列，則可形成動態(tài)、三維顯示效果，可應(yīng)用于顯示、防偽等領(lǐng)域。
【文檔編號】G03F7/00GK103543601SQ201210245848
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月17日
【發(fā)明者】趙建平 申請人:趙建平