形成反光图案的方法及其制品 【技术领域】
本发明涉及一种形成供人观赏的图案的方法及其制品，特别是涉及一种于金属表面形成反光图案的方法及其制品。
【背景技术】
现行于金属表面利用极细致的纹路形成具有干涉效果的反光图案的方式，主要是以如钻石刀等硬度较高的刀具进行机械雕刻，由于是以刀具进行金属表面加工，因此其能应用的金属材料较为广泛，且适合于物体表面形成纹路后，再实施如电镀钛或阳极处理等可增加其反光效果或耐久的表面处理；但当其所形成的纹路宽度限定在数百微米(μm)的数量级时，如图1及图2所示，便仅能以斜面形成彼此相互平行的直线，或同心的圆弧，而无法形成较为复杂的图案，甚至无法以线段的方式呈现，因此当应用于制造能产生光学干涉效果地图案时，由斜面仅能在特定角度形成一定的视觉效果，而由同心圆弧所形成的图案，则仅能产生部分旋光的效果，难以增加其变化态样与应用范围。
另外，现有广泛应用于如信用卡等防伪的光学干涉图案，如彩虹全息图等的制作方式，则是以印刷转印的方式进行，一般是先将一具有欲呈现的光学讯息的图案成像于一底片上，如彩虹全息图的底片，随后以激光将该底片的图案以曝光显影的方式定义于一光阻层(photoresist)上，再以电镀法电镀一镍层于该光阻层上，从而形成一具有上述图案的冲模。最后，将该冲膜压印至一透明胶片上，以将该图案翻印至该透明胶片，并于该透明胶片受压印侧镀上一铝层，再将其贴附于一表面上，利用该铝层反射光线而呈现出该图案的讯息。
上述形成具有光学干涉效果的图案的方式，不仅制作过程繁琐复杂，其中金属膜层电镀的过程，不仅使得所能选用的材料受限，其更存在速度慢及成本高的缺点。此外，由于无法直接将该图案形成于一如金属的物体表面上，而必须利用粘贴的方式间接地将该图案“转贴”至一表面上，使得其不仅必须考虑是否能融入最终产品的视觉外观外，由于其所使用的粘剂与粘贴技术，相当地限制了其使用寿限及使用环境。
【发明内容】
本发明的目的是在于提供一种于金属表面以蚀刻方式形成反光图案的方法及其制品。
本发明的另一目的是在于提供一种于金属表面形成产生光学干涉效果的图案的方法及其制品。
本发明的又一目的是在于提供一种速度快、成本低，且能直接于一金属表面形成反光图案的方法及其制品。
为了达到上述目的，本发明提供一种形成反光图案的方法，其特征在于：该方法包含下列步骤：
(a)以光刻方式于一金属本体的表面上定义一包含数线条的图案，使该各线条部分显露该表面；及
(b)以湿蚀刻方式移除部分位于各该线条处的金属本体，使对应于各该线条处形成断面呈弧形的具反光效果的凹纹，利用该各凹纹的反光效果呈现该图案的讯息。
所述的形成反光图案的方法，其特征在于：该步骤(a)是形成宽度在15微米至200微米范围内的各该线条。
所述的形成反光图案的方法，其特征在于：该步骤(b)是形成深度不大于其宽度的二分之一的该各凹纹。
所述的形成反光图案的方法，其特征在于：该步骤(b)是形成深度不小于其宽度的十五分之一的该各凹纹。
所述的形成反光图案的方法，其特征在于：该步骤(a)是形成彼此间距在30微米至250微米范围内的该各线条。
所述的形成反光图案的方法，其特征在于：该步骤(a)包含下列步骤：
(a-1)制备一具有该图案的光罩；
(a-2)涂布一光阻层于该金属本体的表面上；及
(a-3)转移该光罩的该图案至该光阻层上。
所述的形成反光图案的方法，其特征在于：该步骤(b)包含下列步骤：
(b-1)利用该光阻层为蚀刻障蔽以一蚀刻液蚀刻该金属本体的表面；及
(b-2)清除该光阻层，以完全显露包含该各凹纹的该表面。
所述的形成反光图案的方法，其特征在于：该方法还包含于步骤(b)之后的下列步骤：(c)沉积一金属薄膜至该表面。
所述的形成反光图案的方法，其特征在于：该步骤(c)是以电镀方式沉积该金属薄膜至该表面。
所述的形成反光图案的方法，其特征在于：该方法还包含于步骤(b)之后的下列步骤：(d)对该金属本体的表面进行阳极处理。
本发明还提供一种以如上所述的形成反光图案的方法所制造的一种具有反光图案的制品，其特征在于：该制品包含一金属本体及形成于该金属本体一表面的图案，该图案包含数个断面呈弧形的具反光效果的凹纹。
本发明还提供一种具有反光图案的制品，包含一金属本体及一图案，其特征在于：该金属本体具有一表面；该图案包含数形成于该表面且断面呈弧形的具反光效果的凹纹，通过该各凹纹的反光效果以呈现该图案的讯息。
所述的具有反光图案的制品，其特征在于：该各凹纹是以湿蚀刻方式形成。
所述的具有反光图案的制品，其特征在于：该各凹纹的宽度在15微米至200微米的范围内。
所述的具有反光图案的制品，其特征在于：该各凹纹的间隔距离在30微米至250微米的范围内。
所述的具有反光图案的制品，其特征在于：该各凹纹的深度不大于其宽度的二分之一。
所述的具有反光图案的制品，其特征在于：该各凹纹的深度不小于其宽度的十五分之一。
所述的具有反光图案的制品，其特征在于：该具有反光图案的制品还包含一设置于该表面及该各凹纹处的金属薄膜。
综上所述，无论是以光学干涉原理所设计的图案，或是运用薄膜干涉原理所设计具有如彩虹全息图般变色效果的图案，均能以本发明该等凹纹的宽度与间距，或者各该凹纹底部及边缘平面区域的变化加以制作完成，而相对于一般以印刷方式形成干涉及彩虹全息图的方法，不仅成本较低，制造程序上更为简单，且更能运用于各式金属材料上，大幅增加其可能态样与应用领域，此外，本发明更能轻易地利用光学蚀刻的方式形成以线段方式呈线的复杂图案，使得本发明形成反光图案的方法及其制品能直接地于金属本体的表面快速大量批造复杂且具有光学干涉效果的图案，并利用呈弧形断面的凹纹强化及深化光学效果，同时更能采用其他各种表面处理为后制造程序，以增加使用寿命与适用环境，充分达到本发明的目的。
【附图说明】
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
图1是现有一般以机械雕刻于金属表面形成图案的一显微照片；
图2是沿图1中的线II-II的一剖面示意图；
图3是本发明的较佳实施例的一流程图；
图4是该较佳实施例的一剖面示意图，说明具有一图案的一光罩与涂布有一光阻层的一金属本体；
图5是该较佳实施例的一剖面示意图，说明定义该图案于该光阻层
图6是该较佳实施例的一剖面示意图，说明移除该金属本体的部份以形成数凹纹；
图7是该较佳实施例的一剖面示意图，说明清除该光阻层；
图8是该较佳实施例的一剖面示意图，说明镀设一金属薄膜于该金属本体上；
图9是该较佳实施例的一显微照片；
图10是图9的部分放大的一显微照片；
图11是图10的部分再放大的一显微照片；及
图12是沿图11中的线XII-XII的一剖面示意图。
【具体实施方式】
本发明形成反光图案的方法及其制品的较佳实施例是将一反光效果的图案形成于一如行动电话等携带型电子装置的金属壳体上，其中该金属壳体的材料为铝合金，如图3所示，本发明形成反光图案20的方法包含下列步骤：
步骤100，如图4所示，制备一具有一上述图案20的光罩3，该图案20包含数线条21。
步骤102，涂布一光阻层4于一金属本体5的表面51上，其中，该金属本体5的表面51预先进行如酸洗等的表面清洁处理，而该光阻层4在本实施例中则是采用能以刮刀及离心等方式涂布5微米厚的湿式光阻剂所形成。
步骤104，如图5所示，转移该光罩3的该图案20至该光阻层4上，以形成该等部分显露该金属本体5的表面51的线条41，在此便是以一般所谓的曝光显影方式将该图案20转移至该光阻层4上。
上述步骤100至104便是一般以光刻方式定义该图案20于该金属本体5的表面51的方式，在本实施例中，各该部分显露该表面51的线条41宽度为100微米，而该等线条41彼此间距为50微米，然并非以此为限，其中，宽度在15微米至200微米的范围内，而彼此间距在30微米至250微米范围内的该等线条41属本发明的较佳范围。
步骤106，如图6所示，利用该光阻层4为蚀刻障蔽以湿蚀刻方式移除部分位于各该线条41处的金属本体5，使对应于各该线条41处形成断面呈弧形的凹纹511，在本实施例中，该等凹纹511的深度为5微米，但并不以此为限，该等凹纹511深度可以在其宽度的二分之一至十五分之一的范围内，均属本发明的较佳范围。
步骤108，清除该光阻层4，如图7所示，以完全显露包含该等凹纹511的该表面51。
步骤110，如图8所示，沉积一金属薄膜6至该表面51，并由该等凹纹511的反光效果呈现该图案20的讯息。
由于在本实施例中该金属本体5的材料为铝合金，因此在上述步骤106中是以比重为1.40的氯化铁为蚀刻液蚀刻该金属本体5的表面51，虽然蚀刻液的选用与所欲蚀刻的金属材料有关，但由于种类繁多，且均为熟悉该技术者所知悉，故在此不多加赘述。但必须说明的是，控制该等弧形凹纹511的深度的方式，是以蚀刻液种类与蚀刻时间相互配合完成的，在本实施例中，该是以2公尺产线的水平蚀刻机台(图未示)进行蚀刻，其中蚀刻液所含的游离酸在于2.5M(莫耳/公升)至3M，温度控制在50℃左右，而其配合蚀刻铝合金的产线输送速度为每分钟7公尺，当然，不同材料所对应的同样蚀刻液或不同蚀刻液所须知时间不同，例如铜系及其合金是采用比重1.42的氯化铁以每分钟4公尺的输送速度进行蚀刻，而不锈钢系则采用比重1.43的氯化铁以每分钟3公尺的输送速度进行蚀刻。
另外，上述步骤110并非本发明的必要步骤，其目的在于增加该表面51的反光效果，以加强该图案20的视觉感受，因此也能对该金属本体5的表面51进行阳极处理以增加其抗腐蚀的能力，或镀设其他不同种类的材料，也达到相对应的特定效果，由于对该金属表面进行表面处理的方式众多，且湿蚀刻完成后的后制造程序并非本发明的主要技术内容，故在此不多加赘述，而必须强调的是，由于本发明能以蚀刻方式进行直接于该表面51形成该等凹纹511，因此一般适用于金属表面的处理制造程序均能轻易地于上述步骤完成后直接加以实施。
如图9至图12所示，经由上述步骤所完成具有反光图案20的制品，便包含上述具有该表面的金属本体5、上述包含数形成于该表面51且断面呈弧形的凹纹511的图案20，以及一设置于该表面51及该等凹纹511处的金属薄膜6。由该等凹纹511的反光效果以呈现该图案20的讯息。
当由任一角度观看具有该图案20的该金属本体5的表面51时，由于该等凹纹511断面呈弧形，因此能将极大范围(趋近半无限域)的角度内的入射光线反射进入观者眼睛7，使得该图案20得以利用反射位于该表面51相对的任一位置光源来呈现该图案20的讯息，相较于一般仅能在特定的视角通过特定角度的入射光线呈现，而无法在任意角度获得相同效果的机械雕刻制造方法及其制品，本发明运用精密光刻技术及快速低成本的湿蚀刻制造程序，于该金属本体5的表面51直接形成断面呈弧形的该等凹纹511，并利用该等凹纹所具有的光学反射效果，达到以光线变化呈现该图案所具有的讯息。
同时，由于光刻技术及湿蚀刻的细致与高精度的特性，使得本发明形成该图案20的该等凹纹511宽度与间距为百微米等级，宽度为十微米等级，因此无论是以光学干涉原理所设计的图案，或是运用薄膜干涉原理所设计具有如彩虹全息图般变色效果的图案，均能以本发明该等凹纹511的宽度与间距，或者各该凹纹511底部及边缘平面区域的变化加以制作完成，而相对于一般以印刷方式形成干涉及彩虹全息图的方法，不仅成本较低，制造程序上更为简单，且更能运用于各式金属材料上，大幅增加其可能态样与应用领域。
此外，本发明更能轻易地利用光学蚀刻的方式形成以线段方式呈线的复杂图案20，使得本发明形成反光图案的方法及其制品能直接地于金属本体5的表面51快速大量批造复杂且具有光学干涉效果的图案，并利用呈弧形断面的凹纹511强化及深化光学效果，同时更能采用其他各种表面处理为后制造程序，以增加使用寿限与适用环境，充分达到本发明的目的。