CN102765240A - 真空压印装置、真空压合装置及层状光学元件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种真空压印装置、真空压合装置及层状光学元件的制造方法，该真空压印装置及该真空压合装置分别包含一真空室、一下载台、一上载台及一固化装置。该上载台相对于该下载台设置于该真空室内，并能朝向该下载台移动以实施压印或平铺的操作。该固化装置用以固化一光学胶层以形成一光学层。该制造方法分别利用该真空压印装置及该真空压合装置于一基板上形成多个光学层，进而形成该层状光学元件。本发明使用机具于真空环境中形成光学胶层，以有效抑制固化后于该光学层形成的层状结构中产生的气泡现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种层状光学元件的制造方法及其使用的压印装置、压合装置，特别是一种利用真空工艺的层状光学元件制造方法及其使用的真空压印装置、真空压合装置。
背景技术
现有技术的层状光学元件于一基板上形成多层光学层制作，此多层光学层依序利用光学胶固化形成，其中，光学层上可依需要利用模板印制图案。于现有技术的工艺中，该层状光学元件于大气环境下经由涂布、滚压、固化等工序依序分别制作形成。于滚压工序中，操作人工需将模板或保护膜以与光学胶层进行贴合对位，再以滚压轮进行滚压，此易造成贴合精度不足、贴合及滚压易引入气泡、滚压不易控制压合间隙、及固化前需移转机台易造成光学胶层厚度变异。此外，于采用使用模板的滚压工序以形成光学层流程中，该模板于光学胶层固化后，尚需人工脱模，但由于人工脱模作业存在着较大的不确定因素，容易产生工艺不稳定性的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种真空压印装置，利用真空环境及机器精密定位的特性，以有效控制光学层的厚度尺寸并抑制固化后于各光学层间产生的气泡现象。
本发明的另一目的在于提供一种真空压合装置，利用真空环境及机器精密定位的特性，以有效控制光学层的厚度尺寸并抑制固化后于光学层与保护膜间产生的气泡现象。
本发明的又一目的在于提供一种制造方法，利用本发明的真空压印装置及真空压合装置以制造一层状光学元件，故该制造方法亦利用真空环境及机器精密定位的特性，以有效控制该层状光学元件的各光学层的厚度尺寸并抑制固化后于该层状光学元件的层状结构中产生的气泡现象。
为了实现上述目的，本发明提供了一种真空压印装置，其中，包含：
一真空室；
一下载台，设置于该真空室内，用以承载一基板，其上设置有一光学胶层；
一上载台，相对于该下载台设置于该真空室内，用以承载一模板，该上载台能朝向该下载台移动以使该模板压印一图案于该光学胶层上；以及
一固化装置，用以固化该压印的光学胶层以形成一光学层于该基板上。
上述的真空压印装置，其中，还包含多个L形夹持件，设置于该上载台上以形成一滑槽，用以夹持该模板。
上述的真空压印装置，其中，还包含一磁铁，可移动地设置于该上载台中，用以吸附该模板于该上载台上。
上述的真空压印装置，其中，还包含三伺服轴，与该上载台连接，用以驱动该上载台相对于该下载台移动。
上述的真空压印装置，其中，还包含三间隙感测装置，对应该三伺服轴设置于该下载台，用以控制该上载台的移动。
上述的真空压印装置，其中，该固化装置包含一紫外光灯，用以照射紫外光于该光学胶层以固化形成该光学层。
上述的真空压印装置，其中，该下载台为透明结构，该紫外光灯设置于该下载台下方。
上述的真空压印装置，其中，还包含一顶针，贯穿该上载台设置，用以顶弯该模板。
上述的真空压印装置，其中，还包含二折板机构，设置于该上载台并能勾持该模板的相对两侧，其中当该二折板机构相对该上载台远离该下载台移动时，该二折板机构弯曲该模板。
上述的真空压印装置，其中，还包含多个固定件，固定于该上载台，其中该模板具有多个固定孔，对应该多个固定件，该模板通过该多个固定件穿过该多个固定孔以设置于该上载台，该固定孔的载面大于该对应的固定件穿过该固定孔部位的载面。
上述的真空压印装置，其中，该上载台包含一突台，该模板设置于该突台上，该二折板机构相对设置于该突台的两侧。
上述的真空压印装置，其中，该突台对应该二折板机构的二边缘上分别形成一导角，该模板于弯曲时紧贴该导角。
上述的真空压印装置，其中，还包含一吹气装置，设置于该下载台旁，用以朝向该模板与该光学层吹气。
为了实现上述另一目的，本发明提供了一种真空压合装置，其中，包含：
一真空室；
一下载台，设置于该真空室内，用以承载一基板，其上形成有一第一光学层，该第一光学层上设置有一光学胶层；
一上载台，相对于该下载台设置于该真空室内，用以承载一保护膜，该上载台能朝向该下载台移动以使该保护膜平铺于该光学胶层上；以及
一固化装置，用以固化该光学胶层以形成一第二光学层于该第一光学层上。
上述的真空压合装置，其中，还包含二磁铁及二固定板，该磁铁设置于该上载台内，该固定板对应该磁铁吸附于该上载台上，用以固定该保护膜。
上述的真空压合装置，其中，还包含一工具，该工具包含二真空吸盘，用以利用该真空吸盘吸附该保护膜，再伸入该真空室中以固定该保护膜于该上载台上。
上述的真空压合装置，其中，该上载台包含多个通气孔，用以对该通气孔抽气以真空吸附该保护膜于该上载台上，以及用以对该通气孔通气以自该上载台分离该保护膜。
上述的真空压合装置，其中，还包含三伺服轴，与该上载台连接，用以驱动该上载台相对于该下载台移动。
上述的真空压合装置，其中，还包含三间隙感测装置，对应该三伺服轴设置于该下载台，用以控制该上载台的移动。
上述的真空压合装置，其中，该固化装置包含一紫外光灯，用以照射紫外光于该光学胶层以固化形成该第二光学层。
上述的真空压合装置，其中，该上载台为透明结构，该紫外光灯设置于该上载台上方。
上述的真空压合装置，其中，该下载台还包含一加热装置，用以加热该光学胶层。
上述的真空压合装置，其中，该保护膜具有一配向结构，用以压印该配向结构于该光学胶层上。
为了实现上述的又一目的，本发明还提供了一种层状光学元件的制造方法，利用一真空压印装置及一真空压合装置以制造一层状光学元件，其中，该真空压印装置包含一第一真空室、一第一下载台、一第一上载台及一第一固化装置，该真空压合装置包含一第二真空室、一第二下载台、一第二上载台及一第二固化装置，该第一下载台及该第一上载台设置于该第一真空室内，该第二下载台及该第二上载台设置于该第二真空室内，该制造方法包含下列步骤：
a、准备一基板，放置于该第一下载台上；
b、于该基板上涂布一第一光学胶层；
c、准备一模板，固定于该第一上载台上；
d、对该第一真空室抽真空；
e、使该第一上载台朝向该第一下载台移动以使该模板压印一图案于该第一光学胶层上；
f、利用该第一固化装置固化该压印的第一光学胶层以形成一第一光学层于该基板上；
g、取出该基板及该第一光学层；
h、放置该基板及该第一光学层于该第二下载台上；
i、于该第一光学层上涂布一第二光学胶层；
j、准备一保护膜，固定于该第二上载台上；
k、对该第二真空室抽真空；
l、使该第一上载台朝向该第二下载台移动以使该保护膜平铺于该第二光学胶层上；以及
m、利用该第二固化装置固化该第二光学胶层以形成一第二光学层于该第一光学层上，进而形成该层状光学元件。
上述的制造方法，其中，该真空压印装置还包含多个L形夹持件，设置于该第一下载台上以形成一滑槽，步骤c还包含下列步骤：
将该模板滑入该滑槽中。
上述的制造方法，其中，该真空压印装置包含一磁铁，可移动地设置于该第一上载台中，步骤c由下列步骤实施：
使该磁铁朝向该第一下载台移动；以及
通过该磁铁将该模板吸附于该第一上载台上。
上述的制造方法，其中，该真空压印装置包含三伺服轴，与该第一上载台连接，步骤e还包含下列步骤：
独立控制该三伺服轴，以驱动该第一上载台朝向该第一下载台移动。
上述的制造方法，其中，该真空压印装置还包含三间隙感测装置，对应该三伺服轴设置于该第一下载台，步骤e由下列步骤实施：
独立控制该三伺服轴，以驱动该第一上载台朝向该第一下载台移动，以使该模板接触该第一光学胶层；以及
根据该三间隙感测装置的反馈信号，控制该移动的第一上载台的停止位置，以使该模板压印该图案于该第一光学胶层上。
上述的制造方法，其中，该第一固化装置包含一紫外光灯，步骤f由下列步骤实施：
对该第一真空室破真空；以及
利用该紫外光灯照射紫外光于该压印的第一光学胶层，以使该压印的第一光学胶层固化形成该第一光学层。
上述的制造方法，其中，该第一下载台为透明结构，该紫外光灯设置于该第一下载台下方，于步骤f中，该紫外光灯自该第一下载台下方朝向该第一上载台照射该紫外光。
上述的制造方法，其中，该真空压印装置还包含一顶针，贯穿该第一上载台设置，步骤g还包含下列步骤：
使该第一上载台远离该第一下载台移动，同时使该顶针突出于该第一上载台，以顶弯该模板。
上述的制造方法，其中，该真空压印装置还包含一吹气装置，设置于该第一下载台旁，步骤g还包含下列步骤：
使该第一上载台远离该第一下载台移动，同时利用该吹气装置朝向该模板与该第一光学层吹气。
上述的制造方法，其中，该真空压印装置还包含二折板机构，设置于该第一上载台并能勾持该模板的相对两侧，步骤g还包含下列步骤：
使该二折板机构相对该第一上载台远离该第一下载台移动以弯曲该模板。
上述的制造方法，其中，该真空压印装置还包含多个固定件，该模板具有多个固定孔，对应该多个固定件，步骤c由下列步骤实施：
将该多个固定件穿过该多个固定孔并固定于该第一上载台以使该模板设置于该第一上载台，固定孔的载面大于该对应的固定件穿过该固定孔部位的载面。
上述的制造方法，其中，该第一上载台包含一突台，该二折板机构相对设置于该突台的两侧，该突台对应该二折板机构的二边缘上分别形成一导角，于步骤c中，该模板设置于该突台上，于步骤g中，该模板于弯曲时紧贴该导角。
上述的制造方法，其中，该真空压合装置还包含二磁铁及二固定板，该磁铁设置于该第二上载台内，步骤j由下列步骤实施：
通过该固定板对应该磁铁吸附于该第二上载台上，以固定该保护膜于该第二上载台上。
上述的制造方法，其中，该真空压合装置还包含一工具，该工具包含二真空吸盘，该真空压合装置还包含二磁铁及二固定板，该磁铁设置于该第二上载台内，步骤j由下列步骤实施：
将该二固定板设置于该二真空吸盘旁；
将该保护膜平铺于该工具上；
利用该真空吸盘吸附该保护膜；
将该工具伸入该第二真空室中；
使该保护膜贴附于该第二上载台上，并使该固定板通过该磁铁吸附于该第二上载台上；
释放该真空吸盘；以及
移出该工具。
上述的制造方法，其中，该第二上载台包含多个通气孔，步骤j还包含下列步骤：
对该通气孔抽气以真空吸附该保护膜于该第二上载台上。
上述的制造方法，其中，该真空压合装置包含三伺服轴，与该第二上载台连接，步骤l还包含下列步骤：
独立控制该三伺服轴，以驱动该第二上载台朝向该第二下载台移动。
上述的制造方法，其中，该真空压合装置还包含三间隙感测装置，对应该三伺服轴设置于该第二下载台，步骤l由下列步骤实施：
独立控制该三伺服轴，以驱动该第二上载台朝向该第二下载台移动，以使该保护膜接触于该第二光学胶层上；以及
根据该三间隙感测装置的反馈信号，控制该移动的第二上载台的停止位置，以使该保护膜平压于该第二光学胶层上。
上述的制造方法，其中，该第二固化装置包含一紫外光灯，步骤m由下列步骤实施：
对该第二真空室破真空；以及
利用该紫外光灯照射紫外光于该第二光学胶层，以使该第二光学胶层固化形成该第二光学层。
上述的制造方法，其中，该第二上载台为透明结构，该紫外光灯设置于该第二上载台上方，于步骤m中，该紫外光灯自该第二上载台上方朝向该第二下载台照射该紫外光。
上述的制造方法，其中，该第二下载台还包含一加热装置，步骤l还包含下列步骤：
利用该加热装置以加热该第二光学胶层。
上述的制造方法，其中，该保护膜具有一配向结构，步骤l还包含下列步骤：
利用该保护膜压印该配向结构于该第二光学胶层上。
本发明的真空压印装置，包含一真空室、一下载台、一上载台及一固化装置。该下载台设置于该真空室内，用以承载一基板，其上设置有一光学胶层。该上载台相对于该下载台设置于该真空室内，用以承载一模板，该上载台能朝向该下载台移动以使该模板压印一图案于该光学胶层上。该固化装置用以固化该压印的光学胶层以形成一光学层于该基板上。该真空压印装置利用真空抑制该模板压印该光学胶层时引入空隙的可能性，并且可平稳且精确地控制该上载台下压，使得该固化后的光学层厚度均匀且无气泡。
本发明的真空压合装置包含一真空室、一下载台、一上载台及一固化装置。该下载台设置于该真空室内，用以承载一基板，其上形成有一第一光学层，该第一光学层上设置有一光学胶层。该上载台相对于该下载台设置于该真空室内，用以承载一保护膜，该上载台能朝向该下载台移动以使该保护膜平铺于该光学胶层上。该固化装置用以固化该光学胶层以形成一第二光学层于该第一光学层上。该真空压合装置亦利用真空抑制该保护膜平铺于该光学胶层上时引入空隙的可能性，并且可平稳且精确地控制该上载台下压，使得该固化后的第二光学层厚度均匀且无气泡。
本发明的制造方法利用本发明的真空压印装置及真空压合装置以制造一层状光学元件，该真空压印装置包含一第一真空室、一第一下载台、一第一上载台及一第一固化装置，该真空压合装置包含一第二真空室、一第二下载台、一第二上载台及一第二固化装置，该第一下载台及该第一上载台设置于该第一真空室内，该第二下载台及该第二上载台设置于该第二真空室内；其他进一步说明，请参阅前述说明，不再赘述。该制造方法包含：准备一基板，放置于该第一下载台上；于该基板上涂布一第一光学胶层；准备一模板，固定于该第一上载台上；对该第一真空室抽真空；使该第一上载台朝向该第一下载台移动以使该模板压印一图案于该第一光学胶层上；利用该第一固化装置固化该压印的第一光学胶层以形成一第一光学层于该基板上；取出该基板及该第一光学层；放置该基板及该第一光学层于该第二下载台上；于该第一光学层上涂布一第二光学胶层；准备一保护膜，固定于该第二上载台上；对该第二真空室抽真空；使该第一上载台朝向该第二下载台移动以使该保护膜平铺于该第二光学胶层上；以及利用该第二固化装置固化该第二光学胶层以形成一第二光学层于该第一光学层上，进而形成该层状光学元件。该层状光学元件的该基板、该第一光学层、该第二光学层及该保护膜可被精确地定位，该第一光学层及该第二光学层的厚度能被精确控制，该第一光学层、该第二光学层及该保护膜间亦可紧密贴合。
本发明的技术效果在于：本发明于真空环境中形成光学胶层，以有效抑制固化后于该光学层形成的层状结构中产生的气泡现象，并且采用机具以提升工艺精度，排除人工操作的不稳定性，故本发明能有效解决现有技术存在的问题。
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为根据本发明的一较佳实施例的真空压印装置的示意图；
图2为图1中真空压印装置于另一状态的示意图；
图3为上载台、伺服轴及间隙感测装置的相对设置位置的示意图；
图4为顶针、模板及夹持件的相对设置位置的示意图；
图5为光学层自模板脱模的示意图；
图6为根据本发明的另一较佳实施例的真空压合装置的示意图；
图7为图6中真空压合装置于另一状态的示意图；
图8为工具的示意图；
图9为根据本发明的一较佳实施例的层状光学元件的制造方法的流程图；
图10为层状光学元件的示意图；
图11为根据本发明的另一实施例的真空压印装置的示意图；
图12为图11的真空压印装置的模板的固定孔的示意图；
图13为图11的真空压印装置的脱模示意图。
其中，附图标记
1、3 真空压印装置 4 层状光学元件
5 真空压合装置 12、52 真空室
14、54 下载台 16、17、56 上载台
18、58 固化装置 19 固定件
20、21 模板 22 夹持件
23 折板机构 24 磁铁
26、68 伺服轴 28、70 间隙感测装置
30 顶针 32 吹气装置
42 基板 44、46 光学胶层
45 第一光学层 47 第二光学层
60 保护膜 62 磁铁
64 固定板 66 工具
72 加热装置 122、522 底板
124、524 罩体 162 重心
182、582 紫外光灯 172 突台
212 固定孔 222 滑槽
262 夹角 232 至动杆
234 固持件 322 喷嘴
562 通气孔 662 支架
664 固定部 666 真空吸盘
1722 导角 2122 通道部
2124 卡持部 S100～S124 步骤
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参阅图1及图2，图1为根据本发明的一较佳实施例的真空压印装置1的示意图，图2为图1中真空压印装置1于另一状态的示意图。真空压印装置1包含一真空室12、一下载台14、一上载台16及一固化装置18。真空室12主要由一底板122及一罩体124组成，罩体124可相对于底板122分离，以供物件置入操作；当底板122及罩体124闭合时，如图2所示，即可对真空室12进行抽真空操作，其中抽气装置为现有技术，不再另外说明及于图中绘示。下载台14设置于真空室12内、底板122上，用以承载一基板42，其上设置有一光学胶层44。上载台16相对于下载台14设置于真空室12内，用以承载一模板20，上载台16能朝向下载台14移动以使模板20压印一图案于光学胶层44上。固化装置18用以固化压印的光学胶层44以形成一光学层于基板42上。
进一步来说，真空压印装置1包含多个L形夹持件22，设置于上载台16上以形成一滑槽222，模板20可滑入滑槽222中并被夹持件22夹持。实践中，模板20可为一镍板，此时真空压印装置1还可包含多个磁铁24，可移动地设置于上载台16中，用以吸附模板20于上载台16上；藉此，当磁铁24朝向下载台14移动时，磁铁24可磁吸模板20于上载台16上，且当磁铁24远离下载台14移动时，可解除对模板20的磁吸作用，以将模板20自上载台16移开。补充说明的是，前述L形夹持件22与磁铁24可择一使用，本发明不以同时使用为限。
真空压印装置1包含三个伺服轴26(请同时参阅图3，于图1及图2中，仅绘示其中二个伺服轴26)，穿过罩体124与上载台16连接，伺服轴26可各自独立控制以驱动上载台16相对于下载台14移动。此三伺服轴26可控制上载台16与下载台14间的平面度，亦即控制基板42与模板20间的平面度，以使光学胶层44的厚度均匀。于本实施例中，真空压印装置1包含三个间隙感测装置28(请同时参阅图3，于图1及图2中，仅绘示其中二个间隙感测装置28)，对应伺服轴26设置于下载台14，用以控制上载台16的移动。间隙感测装置28可感测上载台16与下载台14间的距离，以回馈控制伺服轴26的运动，进而控制光学胶层44的厚度。于本实施例中，间隙感测装置28直接对应伺服轴26设置可直接对应控制伺服轴26的运动，简化控制，但本发明不以此为限；并且，本发明亦不以设置多个伺服轴26以驱动上载台16的移动为限。
另外，伺服轴26相对于上载台16的设置位置以考虑上载台16的有效控制移动且平均支撑为原则，例如图3的上载台16、伺服轴26及间隙感测装置28的相对设置位置的示意图所示，其中以矩形框表示上载台16的轮廓位置，大圆圈表示伺服轴26的位置，小圆圈表示间隙感测装置28，十字标记表示上载台16重心162的位置。伺服轴26的位置至重心162的连线形成三个大致相等的夹角262，且伺服轴26的位置至重心162的距离亦相差不大。间隙感测装置28则接近对应的伺服轴26设置，以简化回馈控制复杂度。但本发明仍不以前述设置方式为限。
请回到图1及图2。于本实施例中，光学胶层44为一UV胶，故固化装置18包含一紫外光灯182，用以照射紫外光于光学胶层44以固化形成该光学层。又，于本实施例中，下载台14为透明结构，紫外光灯182设置于下载台14下方，以直接且均匀地照射紫外光于光学胶层44。但本发明均不以此为限，实践中自可配合不同的光学胶层特性采用不同的固化装置以实现光学胶层的固化。
于本实施例中，真空压印装置1包含二顶针30，贯穿上载台16设置，用以于该光学层脱模时，顶弯模板20。顶针30可由一气压缸驱动，顶针30相对模板20的设置位置可参阅图4中所示，其中以矩形表示模板20的轮廓位置，四个虚线方框表示夹持件22的位置，小圆圈表示顶针30的位置，其大致位于夹持件22中间。于该光学层(即后文中第一光学层45)脱模时，上载台16向上移动，并使顶针30相对上载台16突出即可顶弯模板20，如图5所示，此有助于该光学层脱模。
请回到图1及图2。于本实施例中，真空压印装置1包含一吹气装置32，设置于下载台14旁，用以于该光学层脱模时，利用喷嘴322朝向模板20与该光学层吹气。此吹气装置32可设置于罩体124外侧，有利于吹气装置32的设置；但本发明不以此为限。补充说明的是，于图1及图2中仅绘示吹气装置32的喷嘴322及部分管线，以简化绘图，其设置(包含气源)为现有技术，不另赘述。另外，于本实施例中，该光学层自模板20脱模同时采用顶针30及吹气装置32辅助，如图5所示；但本发明不以此为限。
请参阅图6及图7，图6为根据本发明的另一较佳实施例的真空压合装置5的示意图，图7为图6中真空压合装置5于另一状态的示意图。真空压合装置5包含一真空室52、一下载台54、一上载台56及一固化装置58。真空室52主要由一底板522及一罩体524组成，罩体524可相对于底板522分离，以供物件置入操作；当底板522及罩体524闭合时，如图7所示，即可对真空室52进行抽真空操作，其中抽气装置为现有技术，不另说明及于图中绘示。下载台54设置于真空室12内、底板522上，用以承载该基板42，其上形成有一第一光学层45，第一光学层45上设置有一光学胶层46。上载台56相对于下载台54设置于真空室52内，用以承载一保护膜60，上载台56能朝向下载台54移动以使保护膜60平铺于光学胶层46上。固化装置58用以固化光学胶层46以形成一第二光学层于第一光学层45上。补充说明的是，该基板42及其上形成的第一光学层45可为利用真空压印装置1制作形成，亦可取自其他层状光学元件工艺制作的半成品。
进一步来说，真空压合装置5包含二磁铁62及二固定板64，磁铁62设置于上载台56内，固定板64对应磁铁62吸附于上载台56上，用以固定保护膜60。于本实施例中，保护膜60一PET膜，但本发明不以此为限，其他软性薄膜亦可；固定板64可为铁片或其他具有磁性的片状物。另外，于本实施例中，上载台56包含多个通气孔562，用以对通气孔562抽气以真空吸附保护膜60于上载台56上，使得保护膜60可更容易平坦地放置于上载台56上，以及用以对通气孔562通气以自上载台56分离保护膜60，使得保护膜60易于自上载台56脱离。
于本实施例中，真空压合装置5包含一工具66，用以辅助保护膜60贴附于上载台56上。请参阅图8，其为工具66的示意图。工具66包含一支架662、二固定部664及于每一个固定部664上设置的至少一个真空吸盘666。于使用时，先将固定板64置于真空吸盘666旁，再将保护膜60平坦置于固定板64及真空吸盘666上并被真空吸盘666吸住。将工具66伸入真空室52中，并将保护膜60平坦接触上载台56，磁铁62即吸附固定板64，再将真空吸盘666释放真空，即完成保护膜60贴附于上载台56的操作；此时工具66即可移出真空室52。
请回到图6及图7。真空压合装置5包含三伺服轴68，穿过罩体524与上载台56连接，伺服轴68可各自独立控制以驱动上载台56相对于下载台54移动。于本实施例中，真空压合装置5包含三间隙感测装置70，对应伺服轴68设置于下载台54，用以控制上载台56的移动。关于伺服轴68及间隙感测装置70的其他说明，可直接参阅前述有关伺服轴26及间隙感测装置28的其他说明，在此不再赘述。
于本实施例中，光学胶层46为一UV胶，故固化装置58包含一紫外光灯582，用以照射紫外光于光学胶层46以固化形成该第二光学层。又，于本实施例中，上载台56是透明的，紫外光灯582设置于上载台56上方，可均匀地照射紫外光于光学胶层46，但本发明均不以此为限。前述关于固化装置18于此亦有适用，不另赘述。
于本实施例中，下载台还包含一加热装置72，例如加热棒，用以加热光学胶层46，可增加光学胶层46的流动性，有利于保护膜60平铺于光学胶层46上。补充说明的是，当保护膜60具有一配向结构于其表面上时，于上载台56下压保护膜60于光学胶层46上时，亦能同时压印该配向结构于光学胶层46上。
请参阅图9，其为根据本发明的一较佳实施例的层状光学元件的制造方法的流程图。该制造方法利用真空压印装置1及真空压合装置5以制造一层状光学元件4(请参阅图10)，其中真空压印装置1及真空压合装置5已如前述，不再赘述。该制造方法首先准备一基板42，放置于真空压印装置1的下载台14上，如步骤S100所示。该制造方法包含于基板42上涂布一光学胶层44，如步骤S102所示；其中，于实践中，光学胶层44可先涂布于基板42上，再将基板42连同光学胶层44一并放置于下载台14上。该制造方法亦准备模板20，固定于真空压印装置1的上载台16上，如步骤S104所示。步骤S100至步骤S104的实施先后不限于图9所示的顺序；完成前述步骤后，真空压印装置1的状态可参阅图1。
该制造方法接着将真空压印装置1的罩体124与底板122密合以对真空压印装置1的真空室12抽真空，如步骤S106所示；使真空压印装置1的上载台16朝向下载台14移动以使模板20压印一图案于光学胶层44上，如步骤S108所示。此图案即用于于光学胶层44上形成表面几何结构，例如锯齿状、锥状、波浪状等等，以达到所需的光学效果。完成前述步骤后，真空压印装置1的状态可参阅图2。该制造方法接着利用真空压印装置1的固化装置18固化压印的光学胶层44以形成一第一光学层45，如步骤S110所示。实践中，于步骤S110实施前，可先将真空室12破真空，下载台14则以真空吸附的方式吸住基板42，此可避免第一光学层45引入过多的残留应力并可维持住第一光学层45与基板42的相对位置。固化完成后，罩体124上升，以利于取出基板42及形成于其上的第一光学层45，如步骤S112所示。
进一步来说，步骤S104可包含将模板20滑入夹持件22形成的滑槽222中，以达到固定于上载台16的目的。又，真空压印装置1设计具有磁吸作用，故步骤S104可包含使磁铁24朝向下载台14移动，以通过磁铁24将模板20吸附于上载台16上。关于夹持件22及磁铁24的其他说明，请参阅前文，不再赘述。
此外，真空压印装置1设计有可独立控制的伺服轴26，以驱动上载台16的移动，故步骤S108可包含独立控制伺服轴26，以驱动上载台16朝向下载台14移动。又，真空压印装置1设置有间隙感测装置28，故步骤S108可为独立控制伺服轴26，以驱动上载台16朝向下载台14移动，以使模板20接触光学胶层44，以及根据间隙感测装置28的反馈信号，控制移动的上载台16的停止位置，以使模板20压印该图案于光学胶层44上并能精确控制光学胶层44的厚度。关于伺服轴26及间隙感测装置28的其他说明，请参阅前文，不再赘述。
另外，于本实施例中，固化装置18包含紫外光灯182，故步骤S110可为对真空室12破真空，以及利用设置于下载台14下方的紫外光灯182朝向上载台16照射紫外光于压印的光学胶层44，以使压印的光学胶层44固化形成第一光学层45。其他关于固化装置18的其他说明，请参阅前文，不再赘述。
于步骤S112中，于自真空室12取出基板42前，第一光学层45需自模板20脱模，又真空压印装置1设计有顶针30及吹气装置32，以辅助脱模，故步骤S112包含使上载台16远离下载台14移动，同时使顶针30突出于上载台16，以顶弯模板20，以及同时利用吹气装置32朝向模板20与第一光学层45吹气，其示意图可参阅图5。其他关于顶针30及吹气装置32的其他说明，请参阅前文，不再赘述。
接着，该制造方法将利用真空压合装置5于基板42上进行另一光学层成形工序，说明如下。该制造方法接着放置基板42及形成于其上的第一光学层45于真空压合装置5的下载台54上，如步骤S114所示。该制造方法包含于第一光学层45上涂布一光学胶层46，如步骤S116所示；其中，于实践中，光学胶层46可先涂布于第一光学层45上，再将带有第一光学层45的基板42连同光学胶层46一并放置于下载台54上。该制造方法亦准备保护膜60，固定于真空压合装置5的上载台56上，如步骤S118所示。步骤S114至步骤S118的实施先后不限于图9所示的顺序；完成前述步骤后，真空压合装置5的状态可参阅图6。
该制造方法接着将真空压合装置5的罩体524与底板522密合以对真空压合装置5的真空室52抽真空，如步骤S120所示；使真空压合装置5的上载台56朝向下载台54移动以使保护膜60平铺于光学胶层46上，如步骤S122所示。完成前述步骤后，真空压合装置5的状态可参阅图7。该制造方法接着利用真空压合装置5的固化装置58固化被压平的光学胶层46以形成一第二光学层47，进而形成层状光学元件4，如步骤S124。实践中，于步骤S124实施前，可先将真空室52破真空，下载台54则以真空吸附的方式吸住基板42，此可避免第二光学层47引入过多的残留应力并可维持住第二光学层47与基板42的相对位置。固化完成后，罩体524上升，以利于取出基板42及形成于其上的第一光学层45及第二光学层47，如图10所示。
进一步来说，步骤S118可包含通过固定板64对应磁铁62吸附于上载台56上，以固定保护膜60于上载台56上。当使用工具66实施保护膜60固定于上载台56时，步骤S118可为将固定板64设置于真空吸盘666旁，将保护膜60平铺于工具66上，利用真空吸盘666吸附保护膜60，将工具66伸入真空室52中，使保护膜60贴附于上载台56上，并使固定板64通过磁铁62吸附于上载台56上以固定保护膜60，释放真空吸盘666的真空，以及移出工具66。其中，为使保护膜60能更平坦贴附于上载台56，步骤S118可包含对通气孔562抽气以真空吸附保护膜60于上载台56上。关于工具66及通气孔562的其他说明，请参阅前文，不再赘述。
与真空压印装置1相同，真空压合装置5亦设计有可独立控制的伺服轴68，故步骤S116可包含独立控制伺服轴68，以驱动上载台56朝向下载台54移动。同样地，真空压合装置5设置有间隙感测装置70，故步骤S116可为独立控制伺服轴68，以驱动上载台56朝向下载台54移动，以使保护膜60接触于光学胶层46上，以及根据间隙感测装置70的回馈信号，控制移动的上载台56的停止位置，以使保护膜60平压于光学胶层46上并能精确控制光学胶层46的厚度。关于伺服轴68及间隙感测装置70的其他说明，请参阅前文，不再赘述。
另外，于本实施例中，固化装置58包含紫外光灯582，故步骤S124可为对真空室52破真空，以及利用设置于上载台56上方的紫外光灯582朝向下载台54照射紫外光于光学胶层46，以使光学胶层46固化形成第二光学层47。其他关于固化装置58的其他说明，请参阅前文，不再赘述。
此外，于本实施例中，下载台56设置有加热装置72，故步骤S116可包含利用加热装置72以加热光学胶层46，可增加光学胶层46的流动性，有利于保护膜60平铺于光学胶层46上。关于加热装置72的其他说明，请参阅前文，不再赘述。又，当保护膜60具有一配向结构于其表面上时，步骤S116可包含利用保护膜60压印该配向结构于光学胶层46上。关于该配向结构的其他说明，请参阅前文，不再赘述。
另外，补充说明的是，实践中，本发明的真空压印装置不以前述真空压印装置1为限，尤其是利用顶针30顶弯模板20的脱模机制。请参阅图1及图11，图11为根据本发明的另一实施例的真空压印装置3的示意图。于本实施例中，真空压印装置3与图1中真空压印装置1，主要不同之处在于真空压印装置3使用的模板21无需使用夹持件22及磁铁24，而改以二折板机构23及多个固定件19设置于真空压印装置3的上载台17上。于真空压印装置3中，上载台17包含一突台172，模板21设置于突台172上，折板机构23设置于上载台17，折板机构23包含一至动杆232及与至动杆232连接的一固持件234，固持件234设置于突台172旁以能勾持模板21的相对两侧。于实践中，至动杆232得以气压缸驱动，使得固持件234能相对上载台17移动，但本发明不以此为限。
此外，固定件19固定于上载台17，模板21具有多个固定孔212，对应该多个固定件19，模板21通过该多个固定件19穿过该多个固定孔212以设置于上载台17上。于本实施例中，固定孔212的载面大于对应的固定件19穿过固定孔212部位的载面，固定件19例如螺丝，锁于上载台17，固定孔212包含一通道部2122及与通道部2122连通的一卡持部2124，其示意图如图12所示；固定件19的螺丝头穿过通道部2122，再卡持住通道部2122，以使模板21能固定突台172上。原则上，固持件234已可有效使模板21设置于突台172上，故实践中，固定件19及固定孔212的设置可以省略；但固定件19及固定孔212的设置仍有助于模板21的定位。另外，于实践中，突台172可另件设置于上载台17的本体上，不以图11中上载台17所示的一体成形结构为限。
请参阅图5及图13，图13为图11的真空压印装置3的脱模示意图。真空压印装置3与图5中真空压印装置1的脱模原理大致相同，主要不同之处在于上载台17远离下载台14移动时，真空压印装置1主要使用至动杆232驱动固持件234相对上载台17远离下载台14移动以弯曲模板21。于本实施例中，固定件19并未将模板21的两侧完全固定，故模板21整体均可被弯曲，有助于模板21与第一光学层45分离，尤其是第一光学层45边缘部分与模板21分离；其中，固定孔212与固定件19轮廓并非完全密合，故当模板21弯曲时，模板21可通过固定孔212相对固定件19滑动，以避免模板21于弯曲受到过度的限制。另外，原则上，固持件234已可使模板21弯曲，然于实践中，真空压印装置3亦可辅助使用顶针30强化模板21弯曲程度，亦有助于模板21与第一光学层45分离。关于真空压印装置3的各部件的其他说明，请参阅前文，不再赘述。
此外，于本实施例中，突台172对应该二折板机构23的二边缘上分别形成一导角1722，使得模板21弯曲时能紧贴导角1722，以避免过于锐利的边缘擦伤模板21，亦能使模板21弯曲截面轮廓更为平顺；但本发明不以此为限。补充说明的是，当使用顶针30弯曲模板21时，于模板21完成弯曲后，模板21实际上得已与突台172分离，此可使模板21获得更高的弯曲程度，有助于第一光学层45与模板21分离。另外，于本实施例中，上载台17具有容置空间以供折板机构23移动其中，故若模板21于弯曲时无结构干涉疑虑时，例如模板21弯入该容置空间中，突台172的结构亦可省略。又，模板21实际的弯曲轮廓可能因相关部件(例如折板机构23、固定件19、突台172等)的相对位置、结构尺寸、甚至模板21的材料特性而与图13所示不同，此差异自可为本领域技术人员所了解而仍能基于本发明的原理实施本发明，不待赘述。
综上所述，本发明设置真空制造的环境，以利用真空特性使光学胶层于固化后形成的光学层的气泡现象得以抑制，并且采用工具操作以提升工艺精度，排除人工操作的不稳定性，以有效解决现有技术的问题。
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 (44)
1.一种真空压印装置，其特征在于，包含：
一真空室；
一下载台，设置于该真空室内，用以承载一基板，其上设置有一光学胶层；
一上载台，相对于该下载台设置于该真空室内，用以承载一模板，该上载台能朝向该下载台移动以使该模板压印一图案于该光学胶层上；以及
一固化装置，用以固化该压印的光学胶层以形成一光学层于该基板上。
2.如权利要求1所述的真空压印装置，其特征在于，还包含多个L形夹持件，设置于该上载台上以形成一滑槽，用以夹持该模板。
3.如权利要求1所述的真空压印装置，其特征在于，还包含一磁铁，可移动地设置于该上载台中，用以吸附该模板于该上载台上。
4.如权利要求1所述的真空压印装置，其特征在于，还包含三伺服轴，与该上载台连接，用以驱动该上载台相对于该下载台移动。
5.如权利要求4所述的真空压印装置，其特征在于，还包含三间隙感测装置，对应该三伺服轴设置于该下载台，用以控制该上载台的移动。
6.如权利要求1所述的真空压印装置，其特征在于，该固化装置包含一紫外光灯，用以照射紫外光于该光学胶层以固化形成该光学层。
7.如权利要求6所述的真空压印装置，其特征在于，该下载台为透明结构，该紫外光灯设置于该下载台下方。
8.如权利要求1所述的真空压印装置，其特征在于，还包含一顶针，贯穿该上载台设置，用以顶弯该模板。
9.如权利要求1所述的真空压印装置，其特征在于，还包含二折板机构，设置于该上载台并能勾持该模板的相对两侧，其中当该二折板机构相对该上载台远离该下载台移动时，该二折板机构弯曲该模板。
10.如权利要求9所述的真空压印装置，其特征在于，还包含多个固定件，固定于该上载台，其中该模板具有多个固定孔，对应该多个固定件，该模板通过该多个固定件穿过该多个固定孔以设置于该上载台，该固定孔的载面大于该对应的固定件穿过该固定孔部位的载面。
11.如权利要求9所述的真空压印装置，其特征在于，该上载台包含一突台，该模板设置于该突台上，该二折板机构相对设置于该突台的两侧。
12.如权利要求11所述的真空压印装置，其特征在于，该突台对应该二折板机构的二边缘上分别形成一导角，该模板于弯曲时紧贴该导角。
13.如权利要求1所述的真空压印装置，其特征在于，还包含一吹气装置，设置于该下载台旁，用以朝向该模板与该光学层吹气。
14.一种真空压合装置，其特征在于，包含：
一真空室；
一下载台，设置于该真空室内，用以承载一基板，其上形成有一第一光学层，该第一光学层上设置有一光学胶层；
一上载台，相对于该下载台设置于该真空室内，用以承载一保护膜，该上载台能朝向该下载台移动以使该保护膜平铺于该光学胶层上；以及
一固化装置，用以固化该光学胶层以形成一第二光学层于该第一光学层上。
15.如权利要求14所述的真空压合装置，其特征在于，还包含二磁铁及二固定板，该磁铁设置于该上载台内，该固定板对应该磁铁吸附于该上载台上，用以固定该保护膜。
16.如权利要求15所述的真空压合装置，其特征在于，还包含一工具，该工具包含二真空吸盘，用以利用该真空吸盘吸附该保护膜，再伸入该真空室中以固定该保护膜于该上载台上。
17.如权利要求15所述的真空压合装置，其特征在于，该上载台包含多个通气孔，用以对该通气孔抽气以真空吸附该保护膜于该上载台上，以及用以对该通气孔通气以自该上载台分离该保护膜。
18.如权利要求14所述的真空压合装置，其特征在于，还包含三伺服轴，与该上载台连接，用以驱动该上载台相对于该下载台移动。
19.如权利要求18所述的真空压合装置，其特征在于，还包含三间隙感测装置，对应该三伺服轴设置于该下载台，用以控制该上载台的移动。
20.如权利要求14所述的真空压合装置，其特征在于，该固化装置包含一紫外光灯，用以照射紫外光于该光学胶层以固化形成该第二光学层。
21.如权利要求20所述的真空压合装置，其特征在于，该上载台为透明结构，该紫外光灯设置于该上载台上方。
22.如权利要求14所述的真空压合装置，其特征在于，该下载台还包含一加热装置，用以加热该光学胶层。
23.如权利要求14所述的真空压合装置，其特征在于，该保护膜具有一配向结构，用以压印该配向结构于该光学胶层上。
24.一种层状光学元件的制造方法，利用一真空压印装置及一真空压合装置以制造一层状光学元件，其特征在于，该真空压印装置包含一第一真空室、一第一下载台、一第一上载台及一第一固化装置，该真空压合装置包含一第二真空室、一第二下载台、一第二上载台及一第二固化装置，该第一下载台及该第一上载台设置于该第一真空室内，该第二下载台及该第二上载台设置于该第二真空室内，该制造方法包含下列步骤：
a、准备一基板，放置于该第一下载台上；
b、于该基板上涂布一第一光学胶层；
c、准备一模板，固定于该第一上载台上；
d、对该第一真空室抽真空；
e、使该第一上载台朝向该第一下载台移动以使该模板压印一图案于该第一光学胶层上；
f、利用该第一固化装置固化该压印的第一光学胶层以形成一第一光学层于该基板上；
g、取出该基板及该第一光学层；
h、放置该基板及该第一光学层于该第二下载台上；
i、于该第一光学层上涂布一第二光学胶层；
j、准备一保护膜，固定于该第二上载台上；
k、对该第二真空室抽真空；
l、使该第一上载台朝向该第二下载台移动以使该保护膜平铺于该第二光学胶层上；以及
m、利用该第二固化装置固化该第二光学胶层以形成一第二光学层于该第一光学层上，进而形成该层状光学元件。
25.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该真空压印装置还包含多个L形夹持件，设置于该第一下载台上以形成一滑槽，步骤c还包含下列步骤：
将该模板滑入该滑槽中。
26.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该真空压印装置包含一磁铁，可移动地设置于该第一上载台中，步骤c由下列步骤实施：
使该磁铁朝向该第一下载台移动；以及
通过该磁铁将该模板吸附于该第一上载台上。
27.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该真空压印装置包含三伺服轴，与该第一上载台连接，步骤e还包含下列步骤：
独立控制该三伺服轴，以驱动该第一上载台朝向该第一下载台移动。
28.如权利要求27所述的制造方法，其特征在于，该真空压印装置还包含三间隙感测装置，对应该三伺服轴设置于该第一下载台，步骤e由下列步骤实施：
独立控制该三伺服轴，以驱动该第一上载台朝向该第一下载台移动，以使该模板接触该第一光学胶层；以及
根据该三间隙感测装置的反馈信号，控制该移动的第一上载台的停止位置，以使该模板压印该图案于该第一光学胶层上。
29.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该第一固化装置包含一紫外光灯，步骤f由下列步骤实施：
对该第一真空室破真空；以及
利用该紫外光灯照射紫外光于该压印的第一光学胶层，以使该压印的第一光学胶层固化形成该第一光学层。
30.如权利要求29所述的制造方法，其特征在于，该第一下载台为透明结构，该紫外光灯设置于该第一下载台下方，于步骤f中，该紫外光灯自该第一下载台下方朝向该第一上载台照射该紫外光。
31.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该真空压印装置还包含一顶针，贯穿该第一上载台设置，步骤g还包含下列步骤：
使该第一上载台远离该第一下载台移动，同时使该顶针突出于该第一上载台，以顶弯该模板。
32.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该真空压印装置还包含一吹气装置，设置于该第一下载台旁，步骤g还包含下列步骤：
使该第一上载台远离该第一下载台移动，同时利用该吹气装置朝向该模板与该第一光学层吹气。
33.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该真空压印装置还包含二折板机构，设置于该第一上载台并能勾持该模板的相对两侧，步骤g还包含下列步骤：
使该二折板机构相对该第一上载台远离该第一下载台移动以弯曲该模板。
34.如权利要求33所述的制造方法，其特征在于，该真空压印装置还包含多个固定件，该模板具有多个固定孔，对应该多个固定件，步骤c由下列步骤实施：
将该多个固定件穿过该多个固定孔并固定于该第一上载台以使该模板设置于该第一上载台，固定孔的载面大于该对应的固定件穿过该固定孔部位的载面。
35.如权利要求33所述的制造方法，其特征在于，该第一上载台包含一突台，该二折板机构相对设置于该突台的两侧，该突台对应该二折板机构的二边缘上分别形成一导角，于步骤c中，该模板设置于该突台上，于步骤g中，该模板于弯曲时紧贴该导角。
36.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该真空压合装置还包含二磁铁及二固定板，该磁铁设置于该第二上载台内，步骤j由下列步骤实施：
通过该固定板对应该磁铁吸附于该第二上载台上，以固定该保护膜于该第二上载台上。
37.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该真空压合装置还包含一工具，该工具包含二真空吸盘，该真空压合装置还包含二磁铁及二固定板，该磁铁设置于该第二上载台内，步骤j由下列步骤实施：
将该二固定板设置于该二真空吸盘旁；
将该保护膜平铺于该工具上；
利用该真空吸盘吸附该保护膜；
将该工具伸入该第二真空室中；
使该保护膜贴附于该第二上载台上，并使该固定板通过该磁铁吸附于该第二上载台上；
释放该真空吸盘；以及
移出该工具。
38.如权利要求37所述的制造方法，其特征在于，该第二上载台包含多个通气孔，步骤j还包含下列步骤：
对该通气孔抽气以真空吸附该保护膜于该第二上载台上。
39.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该真空压合装置包含三伺服轴，与该第二上载台连接，步骤l还包含下列步骤：
独立控制该三伺服轴，以驱动该第二上载台朝向该第二下载台移动。
40.如权利要求39所述的制造方法，其特征在于，该真空压合装置还包含三间隙感测装置，对应该三伺服轴设置于该第二下载台，步骤l由下列步骤实施：
独立控制该三伺服轴，以驱动该第二上载台朝向该第二下载台移动，以使该保护膜接触于该第二光学胶层上；以及
根据该三间隙感测装置的反馈信号，控制该移动的第二上载台的停止位置，以使该保护膜平压于该第二光学胶层上。
41.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该第二固化装置包含一紫外光灯，步骤m由下列步骤实施：
对该第二真空室破真空；以及
利用该紫外光灯照射紫外光于该第二光学胶层，以使该第二光学胶层固化形成该第二光学层。
42.如权利要求41所述的制造方法，其特征在于，该第二上载台为透明结构，该紫外光灯设置于该第二上载台上方，于步骤m中，该紫外光灯自该第二上载台上方朝向该第二下载台照射该紫外光。
43.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该第二下载台还包含一加热装置，步骤l还包含下列步骤：
利用该加热装置以加热该第二光学胶层。
44.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，该保护膜具有一配向结构，步骤l还包含下列步骤：
利用该保护膜压印该配向结构于该第二光学胶层上。
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