CN101561630A - 光学元件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种光学元件的制造方法，其包括以下步骤：提供一透明基底，其具有一个第一表面及与该第一表面相对的第二表面；在该第一表面涂布光学元件成型材料；于该第一表面压印成型第一光学表面；提供一承靠模，该承靠模具有一个与该第一光学表面相匹配的承靠面；将该承靠面和该第一光学表面抵接；在该第二表面涂布光学元件成型材料；于该第二表面压印成型第二光学表面。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学元件的制造方法，尤其涉及一种压印成型的光学元件的制造方法。
背景技术
目前，很多光学元件，例如折射元件、衍射元件等都采用压印成型(请参见The NovelFabrication Method and Optimum Tooling Design Used for Microlens Arrays，Proceedings of the 1st IEEE International Conference on Nano/Micro Engineeredand Molecular Systems；January 18-21，2006，Zhuhai，China)的方式生产。
一般地，压印成型是指先将液态或塑性变形材料涂敷在基底上，再以压印模具压印成型。如果压印的光学元件，例如凸透镜的两个表面都为光学表面时，有两种生产方式。一是采用双面压印模具，二是采用单面压印模具压印成型第一表面之后再将半成品翻转压印第二表面。
但是，双面压印模具的成本太高，单面压印的问题在于将压印好的第一表面翻转过来之后，由于成型面变得不平坦，在第二次压印时将产生应力集中的问题，当压印模具向第二表面施力时，很容易破坏已经成型的第一表面，降低产品良率。
发明内容
有鉴于此，提供一种可以避免破坏已成型的光学表面的压印成型方法十分必要。
一种光学元件的制造方法，其包括以下步骤：提供一透明基底，其具有一个第一表面及与该第一表面相对的第二表面；在该第一表面涂布光学元件成型材料；于该第一表面压印成型第一光学表面；提供一承靠模，该承靠模具有一个与该第一光学表面相匹配的承靠面；将该承靠面和该第一光学表面抵接；在该第二表面涂布光学元件成型材料；于该第二表面压印成型第二光学表面。
相较于现有技术，本发明提供的压印方法利用承靠模和已成型的第一光学表面相抵接，以使第一光学表面有所承靠，以减少在压印第二光学表面时由于第一光学表面的不平整而引起的应力集中。
附图说明
图1是本发明光学元件的制造方法流程图。
图2是本发明实施例的透明基底和光学成型材料示意图。
图3是本发明实施例第一光学表面的压印示意图。
图4是本发明实施例第二光学表面的压印示意图。
图5是本发明实施例光学元件示意图。
图6和图7是本发明实施例使用的承靠模制造示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步详细说明。
请参看图1，本发明光学元件的制造方法包括以下步骤：
提供一透明基底，其具有一个第一表面及与该第一表面相对的第二表面；
在该第一表面涂布光学元件成型材料；
于该第一表面压印成型第一光学表面；
提供一承靠模，该承靠模具有一个与该第一光学表面相匹配的承靠面；
将该承靠面和该第一光学表面抵接；
在该第二表面涂布光学元件成型材料；
于该第二表面压印成型第二光学表面。
下面将结合图2至图5对光学元件的制造方法进行详细描述。
请参阅图2，透明基底101具有相对的两个表面1011和1012，在表面1011上涂布光学成型材料102，该光学成型材料102是热塑性材料或热固性材料，且此时呈液态或熔融态，光学成型材料102受热或受紫外光照射后可固化。
请参阅图3，将压印模具103对准光学成型材料102进行压印，形成第一光学表面1021。然后，紫外光自模具103向光学成型材料102照射，使光学成型材料102固化，最后，脱去模具103。
请参阅图4和图5，由于半成品已经具有了第一光学表面1021，无论该第一光学表面1021是凸面、凹面、非球面还是阶梯面，只要是采用单面压印机在表面1012进行第二次压印，不可避免地，第一光学表面1021的不平整性将带来应力集中的问题。在第二光学表面的压印过程中，第一光学表面1021各处所受的压力不同，尤其在第一光学表面1021和普通表面相接处的应力集中问题比较明显。如此一来，第一光学表面1021的形状将会受到破坏。因此，在二次压印时，本发明采用承靠模104来解决应力集中的问题。
将透明基底101翻转，使得表面1012朝向压印机的压印模具105，并在表面1012涂布光学成型材料106。承靠模104具有承靠面1041。第一光学表面1021和承靠面1041完全匹配，例如，如果第一光学表面1021是凸面，承靠面为凹面，并且凸出的高度等于凹陷的深度。承靠面1041与第一光学表面1021相抵。
压印模具105具有成型面1051。将压印模具105对准压印成型材料106进行压印，得到与成型面1051相匹配的第二光学表面1023，于是就形成了光学元件100。
在本实施例中，模具103和模具105均能透光；承靠模104可以透光，也可以不透光。
但是，若紫外光的照射方向和本实施例所示的照射方向正好相反，则承靠模104必须透光，以便固化光学成型材料106。
请参阅图6和图7，本发明所采用的承靠模104的制造过程为：
提供一个上模具200和一个下模具204，其中，上模具200透光，下模具204的成型面2041与第一光学表面1021的形状相同；
在上模具200的下表面2001涂布光学成型材料；
下模具204压向光学成型材料，利用紫外光固化光学成型材料以形成中间模具202，其中，中间模具202的成型面与光学元件的第一光学表面1021的形状相同；
提供一个基板206；
在基板206的表面涂布光学成型材料，中间模具202压向光学成型材料，再利用紫外光固化或热固化的方式固化该光学成型材料，即可形成承靠模104。
因此，承靠模104的成型面和第一光学表面1021的形状匹配。
在所述压印制造中间模具202和承靠模104的过程中，两种模具的材料均为热固性材料或热塑性材料。
可以理解，也可以在下模具204的成型面2041涂布光学成型材料。
另外，由于光学第一表面1021的形状和中间模具202的成型面形状相同，在光学材料的弹性和耐压性较好的条件下，也可以直接利用已压印了第一光学表面1021的光学元件100作为中间模具来压印成型承靠模104。
另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的变化，而所有这些变化都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (4)
1.一种光学元件的制造方法，其包括以下步骤：
提供一透明基底，其具有一个第一表面及与该第一表面相对的第二表面；
在该第一表面涂布光学元件成型材料；
于该第一表面压印成型第一光学表面；
提供一个承靠模，该承靠模具有一个与该第一光学表面相匹配的承靠面；
将该承靠面和该第一光学表面抵接；
在该第二表面涂布光学元件成型材料；
于该第二表面压印成型第二光学表面。
2.如权利要求1所述的光学元件的制造方法，其特征在于：该光学元件成型材料为热塑性材料或热固性材料。
3.如权利要求1所述的光学元件的制造方法，其特征在于：该承靠模的制造方法包括以下步骤：
提供一个第一模具和一个第二模具，其中，该第一模具具有一个表面，该第二模具具有一个与该第一光学表面形状相匹配的成型面；
在该第一模具的表面或该第二模具的成型面涂布光学成型材料；
移动该第一模具或该第二模具使该光学成型材料位于该第一模具和该第二模具的成型面之间；
使该第一模具和该第二模具相压，并利用紫外光固化该光学成型材料以形成中间模具，其中，该中间模具的成型面与该光学元件的第一光学表面形状相同；
提供一个基板，该基板具有一个表面；
在该基板表面涂布光学成型材料，该中间模具的成型面对准该光学成型材料下压，利用紫外光固化该光学成型材料，形成承靠模。
4.如权利要求1所述的光学元件的制造方法，其特征在于：该承靠模的制造方法包括以下步骤：
将仅具有第一光学表面的光学元件作为中间模具；
提供一个基板，该基板具有一个表面；
在该基板表面涂布光学成型材料，该中间模具的第一光学表面对准该光学成型材料下压，固化该光学成型材料，形成承靠模。
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