CN101419362B

CN101419362B - 模具及其制造方法

Info

Publication number: CN101419362B
Application number: CN2008101784843A
Authority: CN
Inventors: 潘昆志; 曾兆弘; 朱志宏; 涂嘉旭; 林仁顺
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2028-12-01
Also published as: CN101419362A

Abstract

本发明公开了一种模具及其制造方法，该模具包含母板与多数个微结构。微结构分布于母板上，且每一微结构均包含承载层与曲面顶层。承载层位于母板上，且此承载层的材质为非晶金属。曲面顶层位于承载层上，且此曲面顶层的材质为热塑性高分子。

Description

模具及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种模具，且尤其涉及一种适于制造光学元件的模具。

背景技术

近年来，由于光电相关技术不断推陈出新，再加上数字化时代的到来，因此液晶显示器不断地在消费市场上蓬勃地发展。液晶显示器(Liquid CrystalDisplayer；LCD)具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广等优点，因此被广泛地应用于可携式电视、行动电话、笔记型计算机以及桌上型显示器等消费性电子或计算机产品中，并逐渐取代阴极射线管(Cathode Ray Tube；CRT)，成为显示器的主流。

背光模块为液晶显示器的关键零组件之一，有鉴于液晶本身并不会发光，因此一般液晶显示器大多需要安装背光模块，方能显示肉眼可察觉到的影像。此外，为了让影像的辉度更为均匀，制造者常常会在上述的背光模块中加装光学元件，例如导光板、扩散膜或增亮膜等，以适当地调整射出光线的辉度与分布。

一般来说，商品化的光学元件大多是利用模具大量复制而成。然而，随着科技的进展，人们已不能满足于仅能提供单一特征的光学元件。因此，如何提供一种新颖的模具来因应这种需求，已经渐渐成为相关产业所需要严肃面对的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种模具及其制造方法，其可制造出同时具有多样化特征的微结构。

为实现上述目的，本发明模具制造方法的一实施例，包含下列步骤：

(1)提供母板，此母板上具有承载层。

(2)于承载层上形成热塑性高分子层。

(3)一并切削热塑性高分子层与承载层，以在母板上形成多数个微结构。

(4)对微结构顶端的热塑性高分子层进行热回流工艺。

本发明的另一技术态样为应用上述制造方法所制成的模具。

为实现上述目的，本发明模具的一实施例包含母板与多数个微结构。微结构分布于母板上，且每一微结构均包含承载层与曲面顶层。承载层位于母板上，且此承载层的材质为非晶金属。曲面顶层位于承载层上，且此曲面顶层的材质为热塑性高分子。

采用本发明的模具及其制造方法，可制造出同时具有多样化特征的微结构。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1至图6绘示依照本发明一实施例的模具的制造流程剖面图；

图7绘示第4图的模具的立体图；

图8绘示依照本发明另一实施例的模具的立体图；

图9绘示依照本发明再一实施例的模具的剖面图。

其中，附图标记：

110：母板

120：承载层

130：热塑性高分子层

135：曲面顶层

140：微结构

145：沟槽

150：模仁

152：菱镜特征

154：曲面特征

具体实施方式

图1至图6绘示依照本发明一实施例的模具的制造流程剖面图。应了解到，在本实施例中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。

参照图1，制造者可先提供母板110，此母板110上可具有承载层120。在本实施例中，上述的承载层120的材质可为非晶金属，例如：磷的重量百分含量在约9～13％的镍磷合金。应了解到，以上所举的材质仅为例示，其它适当的非晶金属材质，也都可以用来实施承载层120。

在本实施例及后续相关叙述中，“约”是用以修饰任何可些微变化的数量，但这种些微变化并不会改变其本质。举例来说，“磷重量百分在约9～13％的镍磷合金”，此一描述除了代表镍磷合金中的磷的重量百分确实在9～13％外，只要镍磷合金能够保持在非晶型态，镍磷合金中的磷重量百分也可略小于9％，或略大于13％。

参照图2，接着制造者可于承载层120上形成热塑性高分子层130。具体而言，上述的热塑性高分子层130的材质可为正光刻胶或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate；PMMA)，而其厚度则可介于约0.1μm～500μm。同样地，以上所举的材质与尺寸也仅为例示，本领域技术人员，应能根据实际需要，弹性选择热塑性高分子层130的实施方式。

参照图3，然后制造者可一并切削热塑性高分子层130与承载层120，以在母板110上形成多数个微结构140。具体而言，制造者可以刀具在热塑性高分子层130与承载层120上划出多数个沟槽145，即可通过这些沟槽145定义出微结构140，而不需要实施曝光显影工艺。

参照图4，接着制造者可对微结构140顶端的热塑性高分子层130进行热回流工艺，即可使得这些热塑性高分子层130通过表面张力重新凝聚成圆弧状或球状，而不需要额外再进行切削加工。具体而言，上述的热回流工艺可包含下列步骤：

(1)热熔微结构140顶端的热塑性高分子层130。

(2)待热熔微结构140顶端的热塑性高分子层130后，冷却固化微结构140顶端的热塑性高分子层130。

其中，上述热熔步骤的温度应视热塑性高分子层130的材质而定，只要高于热塑性高分子层130的熔点即可。举例来说，若热塑性高分子层130的材质为正光刻胶，则上述热熔步骤的温度可为约150℃。

本发明的另一技术态样为应用上述制造方法所制成的模具。图7绘示图4的模具的立体图。如图4与图7所绘示，上述的模具包含母板110与多数个微结构140。微结构140分布于母板110上，且每一微结构140均包含承载层120与曲面顶层135。承载层120位于母板110上，且此承载层120的材质为非晶金属。曲面顶层135位于承载层120上，且此曲面顶层135的材质为热塑性高分子。

在使用时，图4所绘示的结构可应用在翻铸工艺中，作为模具使用，以便制造金属材质的模仁，例如：镍、铜、铬或钛材质的模仁。具体而言，制造者可在热回流工艺后，先于母板110上形成模仁150(如图5所绘示)。此一形成模仁150的步骤可以电铸的方式实施。举镍材质的模仁150为例，制造者可先在母板110上形成一层厚度约100

～5000的导电金属种子层。接着，制造者可以氨基磺酸镍镀浴电铸模仁150至适当的厚度，例如：0.05mm～10mm。

参照图6，最后制造者只要分离模仁150与母板110，即可将此模仁150应用在射出、热压或紫外光固化成形工艺中，作为模具使用，以便制造光学元件。如图6所绘示，由于这样的模仁150同时具有机械加工所形成的菱镜特征152，以及热回流工艺所形成曲面特征154，因此，若应用于制造光学元件，将可使得光学元件同时具有菱镜特征152的集光效果与曲面特征154的扩散效果。此外，曲面特征154的存在也可避免光学元件因菱镜特征152的尖角，而产生刮伤毁损的问题。

应了解到，图1～图7所绘示的结构仅为本发明众多实施方式之一，制造者仍需视实际需要调整模具的实施方式，并不限于以上所举。举例来说，虽然图7是将微结构140的形状绘示为柱形，但此并不限制本发明，本领域技术人员，应能根据当时需要弹性调整微结构140的形状——例如：锥形(如图8所绘示)。

同样地，虽然图4是将沟槽145的剖面形状绘示呈V形，但制造者仍可调整切削步骤的实施方式，使得沟槽145的剖面形状呈椭圆弧形(如图9所绘示)。从另一个角度来看，虽然图4是将承载层120的侧表面绘示为平面，但此并不限制本发明，承载层120的侧表面也可为曲面(如图9所绘示)，只要承载层120的侧表面的曲率与曲面顶层135的表面曲率不同即可。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种模具的制造方法，其特征在于，包含：

提供一母板，其中该母板上具有一承载层；

于该承载层上形成一热塑性高分子层；

一并切削该热塑性高分子层与该承载层，以在该母板上形成多数个微结构；以及

对该些微结构顶端的该热塑性高分子层进行一热回流工艺，形成曲面顶层；

其中，该承载层的侧表面的曲率与该曲面顶层的表面曲率不同。

2.根据权利要求1所述的模具的制造方法，其特征在于，该承载层的材质为非晶金属。

3.根据权利要求1所述的模具的制造方法，其特征在于，该承载层的材质为一镍磷合金。

4.根据权利要求3所述的模具的制造方法，其特征在于，该镍磷合金中的磷重量百分含量在9～13％。

5.根据权利要求1所述的模具的制造方法，其特征在于，该热塑性高分子层的材质为正光刻胶。

6.根据权利要求1所述的模具的制造方法，其特征在于，该热塑性高分子层的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。

7.根据权利要求1所述的模具的制造方法，其特征在于，该热塑性高分子层的厚度介于0.1μm～500μm。

8.根据权利要求1所述的模具的制造方法，其特征在于，该热回流工艺包含：

热熔该些微结构顶端的该热塑性高分子层；以及

待热熔该些微结构顶端的该热塑性高分子层后，冷却固化该些微结构顶端的该热塑性高分子层。

9.根据权利要求1所述的模具的制造方法，其特征在于，还包含：

在该热回流工艺后，于该母板上形成一模仁；以及

分离该模仁与该母板。

10.根据权利要求9所述的模具的制造方法，其特征在于，形成该模仁的步骤是以电铸的方式实施。

11.根据权利要求9所述的模具的制造方法，其特征在于，该模仁的厚度介于0.05mm～10mm。

12.根据权利要求9所述的模具的制造方法，其特征在于，该模仁的材质为金属。

13.一种模具，其特征在于，包含：

一母板；以及

多数个微结构，分布于该母板上，其中每一该些微结构包含：

一承载层，位于该母板上，其中该承载层的材质为非晶金属；以及

一曲面顶层，位于该承载层上，其中该曲面顶层的材质为热塑性高分子，並且，该承载层的侧表面的曲率与该曲面顶层的表面曲率不同。

14.根据权利要求13所述的模具，其特征在于，该曲面顶层的材质为正光刻胶。

15.根据权利要求13所述的模具，其特征在于，该曲面顶层的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。

16.根据权利要求13所述的模具，其特征在于，该承载层的侧表面为平面。

17.根据权利要求13所述的模具，其特征在于，该承载层的侧表面为曲面。