CN117584451A - 三维打印装置、光控制模块以及三维打印装置的操作方法 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供一种三维列印装置、光控制模块以及三维列印装置的操作方法。光控制模块包括第一基板、第二基板、介质层、偏光元件以及电连接元件。第一基板具有外表面以及与外表面相对的内表面。第二基板与第一基板相对设置。介质层设置在第一基板的内表面与第二基板之间。偏光元件设置在第一基板的外表面上且包括粘合层。电连接元件至少部分设置在第一基板的外表面上且与粘合层连接。
Description
技术领域
本揭露涉及一种三维打印装置、光控制模块以及三维打印装置的操作方法。
背景技术
三维打印装置可以光控制模块作为屏蔽，通过电控方式调变光控制模块中可让紫外光穿透的屏蔽开口，借此固化容置槽中的光固化材料。为了提升三维打印的精细度，光控制模块须朝高分辨率发展。然而，光控制模块的透光率随着分辨率的提升而降低，造成曝光不足的风险。
发明内容
本揭露提供一种三维打印装置、光控制模块以及三维打印装置的操作方法，其有助于提升光控制模块的透光率。
根据本揭露的实施例，光控制模块包括第一基板、第二基板、介质层、偏光元件以及电连接元件。第一基板具有外表面以及与外表面相对的内表面。第二基板与第一基板相对设置。介质层设置在第一基板的内表面与第二基板之间。偏光元件设置在第一基板的外表面上且包括粘合层。电连接元件至少部分设置在第一基板的外表面上且与粘合层连接。
根据本揭露的实施例，三维打印装置包括上述的光控制模块、光源模块以及容置槽，其中光控制模块设置在光源模块与容置槽之间。光源模块用于对光控制模块提供光束。容置槽用于容置光固化材料，且光固化材料经由光束而固化。
根据本揭露的实施例，三维打印装置的操作方法包括：提供上述的三维打印装置；于容置槽中设置光固化材料；使光源模块提供光束；使光控制模块提供第一透光区和第一遮光区；使光束通过光控制模块的第一透光区；以及使对应于第一透光区的光固化材料的第一部分经由光束而固化为第一固化层。
为让本揭露的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1以及图4分别是根据本揭露的多个实施例的多种光控制模块的俯视示意图；
图2是图1中剖线I-I’的剖面示意图；
图3是图2中第一基板、第二基板以及介质层的局部放大示意图；
图5A、图6A以及图7A分别是根据本揭露的一个实施例的三维打印装置的操作方法的流程图；
图5B、图6B以及图7B分别是图5A、图6A以及图7A中光控制模块的显示图像的俯视示意图；
图8是三维打印出的物品的示意图。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
本揭露通篇说明书与所附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域技术人员应理解，电子装置制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求中，“含有”与“包含”等词为开放式词语，因此其应被解释为“含有但不限定为…”之意。
本文中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本揭露。在附图中，各附图示出的是特定实施例中所使用的方法、结构和/或材料的通常性特征。然而，这些附图不应被解释为界定或限制由这些实施例所涵盖的范围或性质。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域和/或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。
本揭露中所叙述的一结构(或层别、元件、基材)位于另一结构(或层别、元件、基材)之上/上方，可以指二结构相邻且直接连接，或是可以指二结构相邻而非直接连接。非直接连接是指二结构之间具有至少一中介结构(或中介层别、中介元件、中介基材、中介间隔)，一结构的下侧表面相邻或直接连接于中介结构的上侧表面，另一结构的上侧表面相邻或直接连接于中介结构的下侧表面。而中介结构可以是单层或多层的实体结构或非实体结构所组成，并无限制。在本揭露中，当某结构设置在其它结构“上”时，有可能是指某结构“直接”在其它结构上，或指某结构“间接”在其它结构上，即某结构和其它结构间还夹设有至少一结构。
术语“大约”、“等于”、“相等”或“相同”、“实质上”或“大致上”一般解释为在所给定的值或范围的20％以内，或解释为在所给定的值或范围的10％、5％、3％、2％、1％或0.5％以内。此外，用语“范围为第一数值至第二数值”、“范围介于第一数值至第二数值之间”表示所述范围包含第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。
说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词用以修饰元件，其本身并不意含及代表该(或该些)元件有任何之前的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。权利要求与说明书中可不使用相同用词，据此，说明书中的第一构件在权利要求中可能为第二构件。
本揭露中所叙述的电性连接或耦接，皆可以指直接连接或间接连接，于直接连接的情况下，两电路上元件的端点直接连接或以一导体线段互相连接，而于间接连接的情况下，两电路上元件的端点之间具有开关、二极管、电容、电感、电阻、其他适合的元件、或上述元件的组合，但不限于此。
在本揭露中，厚度、长度与宽度的测量方式可以是采用光学显微镜(OpticalMicroscope，OM)测量而得，厚度或宽度则可以由电子显微镜中的剖面图像测量而得，但不以此为限。另外，任两个用来比较的数值或方向，可存在着一定的误差。另外，本揭露中所提到的术语“等于”、“相等”、“相同”、“实质上”或“大致上”通常代表落在给定数值或范围的10％范围内。此外，用语“给定范围为第一数值至第二数值”、“给定范围落在第一数值至第二数值的范围内”或“给定范围介于第一数值至第二数值之间”表示所述给定范围包括第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。若第一方向垂直于第二方向，则第一方向与第二方向之间的角度可介于80度至100度之间；若第一方向平行于第二方向，则第一方向与第二方向之间的角度可介于0度至10度之间。
须知悉的是，以下所举实施例可以在不脱离本揭露的精神下，可将数个不同实施例中的特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。各实施例间特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包含技术及科学用语)具有与本揭露所属技术领域的技术人员通常理解的相同涵义。能理解的是，这些用语例如在通常使用的字典中定义用语，应被解读成具有与相关技术及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在本揭露实施例有特别定义。
在本揭露中，电子装置可包括三维打印装置、显示装置、背光装置、天线装置、感测装置或拼接装置，但不以此为限。电子装置可为可弯折或可挠式电子装置。三维打印装置可为采用立体光刻(stereolithography)技术、数字光源(digital light processing，DLP)技术或液晶显示器(liquid crystal display，LCD)光固化技术的打印装置。显示装置可为非自发光型显示装置或自发光型显示装置。背光装置可例如包括液晶(liquid crystal)、发光二极管、荧光(fluorescence)、磷光(phosphor)、量子点(quantum dot，QD)、其它合适的显示介质或前述的组合。天线装置可例如包括频率选择表面(Frequency SelectiveSurface，FSS)、射频滤波器(RF-Filter)、偏振器(Polarizer)、谐振器(Resonator)或天线(Antenna)等。天线可为液晶型态的天线或非液晶型态的天线。感测装置可为感测电容、光线、热能或超声波的感测装置，但不以此为限。在本揭露中，电子装置可包括电子元件，电子元件可包括无源元件与有源元件，例如电容、电阻、电感、二极管、晶体管等。二极管可包括发光二极管或光电二极管。发光二极管可例如包括有机发光二极管(organic lightemitting diode，OLED)、次毫米发光二极管(mini LED)、微发光二极管(micro LED)或量子点发光二极管(quantum dot LED)，但不以此为限。拼接装置可例如是显示器拼接装置或天线拼接装置，但不以此为限。需注意的是，电子装置可为前述的任意排列组合，但不以此为限。此外，电子装置的外型可为矩形、圆形、多边形、具有弯曲边缘的形状或其他适合的形状。电子装置可以具有驱动系统、控制系统、光源系统等周边系统以支持显示装置、天线装置、穿戴式装置(例如包括增强现实或虚拟现实)、车载装置(例如包括汽车挡风玻璃)或拼接装置。
图1以及图4分别是根据本揭露的多个实施例的多种光控制模块的俯视示意图。图2是图1中剖线I-I’的剖面示意图。图3是图2中第一基板、第二基板以及介质层的局部放大示意图。图5A、图6A以及图7A分别是根据本揭露的一个实施例的三维打印装置的操作方法的流程图。图5B、图6B以及图7B分别是图5A、图6A以及图7A中光控制模块的显示图像的俯视示意图。图8是三维打印出的物品的示意图。
请参照图1至图3，光控制模块1可包括第一基板10、第二基板11、介质层12、偏光元件13以及电连接元件14。第一基板10具有外表面S1以及与外表面S1相对的内表面S2。第二基板11与第一基板10相对设置。介质层12设置在第一基板10的内表面S2与第二基板11之间。偏光元件13设置在第一基板10的外表面S1上且包括粘合层130。电连接元件14至少部分设置在第一基板10的外表面S1上且与粘合层130连接。
在一些实施例中，第二基板11、第一基板10以及介质层12可分别为元件阵列基板、对向基板以及液晶层，但不以此为限。
以有源元件阵列基板举例说明，第二基板11可包括载板110、绝缘层111、导电层112、绝缘层113、半导体层114、导电层115、绝缘层116、导电层117、绝缘层118、导电层119、绝缘层120以及配向层121，但不以此为限。
载板110可为硬质基板或可挠基板。载板110的材料例如包括玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石或塑料等，但不以此为限。塑料可包括聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)、其他合适的可挠材料或前述材料的组合，但不以此为限。
如图3所示，绝缘层111设置在载板110上。绝缘层111的材料例如包括有机绝缘材料、无机绝缘材料或上述的组合。有机绝缘材料例如包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环氧树脂(epoxy)、丙烯酸类树脂(acrylic-based resin)、硅胶(silicone)、聚酰亚胺聚合物(polyimide polymer)或上述的组合，但不以此为限。无机绝缘材料例如包括氧化硅或氮化硅，但不以此为限。
导电层112设置在缓冲层111上。导电层112的材料例如包括金属或金属叠层，如铝、钼或钛/铝/钛，但不以此为限。导电层112可为图案化导电层，且导电层112可包括多个栅极GE(仅示意性示出一个)、多条扫描线(未示出)以及其他线路(未示出)，但不以此为限。
绝缘层113设置在导电层112以及缓冲层111上。绝缘层113的材料可参照绝缘层111的材料，于此不再重述。
半导体层114设置在绝缘层113上。半导体层114的材料例如包括非晶硅(amorphous silicon)、多晶硅(polysilicon)或金属氧化物，但不以此为限。金属氧化物可包括铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)，但不以此为限。半导体层114例如为图案化半导体层且可包括多个半导体图案CH(仅示意性示出一个)。多个半导体图案CH分别对应多个栅极GE设置，例如每一个半导体图案CH在光控制模块1的厚度方向(如方向D3)上分别与对应的一个栅极GE至少部分重叠。
如图3所示，导电层115设置在半导体层114以及绝缘层113上。导电层115的材料可参照导电层112的材料，于此不再重述。导电层115可为图案化导电层，且导电层115可包括多个源极SE(仅示意性示出一个)、多个漏极DE(仅示意性示出一个)、多条数据线(未示出)以及其他线路(未示出)，但不以此为限。每一个源极SE与对应的一个漏极DE分别位于对应的一个半导体图案CH的相对两侧上。此外，第二基板11可包括多个有源元件AD(仅示意性示出一个)，多个有源元件AD可在方向D1以及方向D2构成的平面上排列成阵列。如图1所示，方向D1可为第一基板10中载板(或第二基板11中载板)的一第一侧边的方向，方向D2可为第一基板10中载板(或第二基板11中载板)的一第二侧边的方向，第一侧边连接第二侧边。方向D1和方向D2可为不同，例如，方向D1和方向D2可为垂直，但不以此为限。每一个有源元件AD例如包括一个栅极GE、一个半导体图案CH、一个漏极DE以及一个源极SE，但不以此为限。尽管图3中示意性示出底栅极式薄膜晶体管的有源元件AD，即栅极GE在半导体层114的下方。但应理解，有源元件AD的种类可不加以限制，亦即，有源元件AD可为任何种类的有源元件。依据一些实施例，栅极GE可设置在半导体层114的上方。
绝缘层116设置在导电层115、半导体层114以及绝缘层113上。绝缘层116的材料可参照绝缘层111的材料，于此不再重述。
如图3所示，导电层117设置在绝缘层116上。导电层115的材料例如包括透明导电材料。透明导电材料可包括金属氧化物、石墨烯、其他合适的透明导电材料或上述的组合。金属氧化物可包括铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或其他金属氧化物。导电层117可为图案化导电层，且导电层117可包括多个像素电极PE(仅示意性示出一个)以及其他线路(未示出)，但不以此为限。每一个像素电极PE可贯穿绝缘层116而与对应的一个漏极DE电性连接。多个像素电极PE可排列成阵列，且像素电极PE可与对应的有源元件AD电性连接。
绝缘层118设置在导电层117以及绝缘层116上。绝缘层118的材料可参照绝缘层111的材料，于此不再重述。
导电层119设置在绝缘层118上。导电层119的材料可参照导电层117的材料，于此不再重述。导电层119可为公共电极层，但不以此为限。图3中显示，公共电极层(导电层119)设置在像素电极PE的上方，但本揭露并不以此为限。依据一些实施例，公共电极层(导电层119)可设置在像素电极PE的下方。依据一些实施例，公共电极层(导电层119)可具有狭缝。依据一些实施例，像素电极PE可具有狭缝。
绝缘层120设置在导电层119上。绝缘层120的材料可参照绝缘层111的材料，于此不再重述。
配向层121设置在绝缘层120上且位于绝缘层120与介质层12之间。配向层121的材料例如包括聚酰亚胺，但不以此为限。
第一基板10在光控制模块1的厚度方向(如方向D3)上与第二基板11重叠设置。在一些实施例中，第一基板10可通过框胶SL(参照图2)而与第二基板11接合在一起，且第一基板10、第二基板11以及框胶SL可围设出容纳介质层12的密封空间，但不以此为限。
如图3所示，第一基板10可包括载板100、遮光层101、绝缘层102以及配向层103，但不以此为限。
载板100可为硬质基板或可挠基板。载板100的材料可参照载板110的材料，于此不再重述。
遮光层101设置在载板100之面向介质层12的表面上。遮光层101的材料可包括吸光材料，如黑矩阵，但不以此为限。遮光层101可为图案化遮光层，且遮光层101可包括多个遮光图案101P(仅示意性示出一个)。多个遮光图案101P可对应多个有源元件AD、多条扫描线、多条信号线或其他线路设置。依据一些实施例，在光控制模块1的厚度方向(如方向D3)上，多个遮光图案101P可重叠于多个有源元件AD。亦即，遮光图案101P和对应的有源元件AD可为至少部分重叠。依据一些实施例，在光控制模块1的厚度方向D3上，遮光图案101P可重叠于扫描线的至少一部分。依据一些实施例，在光控制模块1的厚度方向D3上，遮光图案101P可重叠于信号线或其他线路的至少一部分。光控制模块1的厚度方向D3，可为载板100或载板110的厚度方向。
绝缘层102设置在遮光层101以及载板100上。绝缘层102的材料可参照绝缘层111的材料，于此不再重述。
配向层103设置在绝缘层102上且位于绝缘层102与介质层12之间。配向层103的材料可参照配向层121的材料，于此不再重述。
应理解，图3仅是第二基板11、第一基板10以及介质层12的示例。第二基板11、第一基板10以及介质层12中每一者的组成或膜层间的相对设置关系可根据实际需求改变，而不以图3所示的为限。举例来说，尽管未示出，导电层119可设置在第一基板10内，亦即，导电层119可设置在载板100上，例如，在其他未示出的实施例中，第二基板11可省略导电层119以及绝缘层120，在绝缘层102与配向层103之间可设置有一导电层(未示出，如公共电极层)，且在公共电极层与配向层103之间可设置有一绝缘层(未示出)，但不以此为限。此外，根据不同需求，第二基板11以及第一基板10中的任一者还可包括一层或多层其他膜层。
如图2所示，偏光元件13可通过偏光元件13的粘合层130而直接贴附至第一基板10的外表面S1。换句话说，粘合层130可直接接触第一基板10的外表面S1。
在一些实施例中，偏光元件13的粘合层130可采用抗静电感压型黏着剂(antistatic pressure sensitive adhesives，AS-PSA)。此外，粘合层130的片电阻可设计成具有低阻抗。举例来说，粘合层130的片电阻可在1×108Ω/Υ至1×1012Ω/Υ的范围内，例如1×108Ω/Υ至1×1011Ω/Υ的范围内，例如1×108Ω/Υ至1×1010Ω/Υ的范围内。如此，粘合层130可进一步对其下方的元件(如第二基板11、第一基板10以及介质层12)提供静电防护，而光控制模块1可以不用在偏光元件13与第一基板10之间额外设置一层用于抗静电的透明导电层，从而有助于提升光控制模块1的透光率、降低曝光不足的风险。“Ω/Υ”指的是每单位面积多少欧姆。
在一些实施例中，偏光元件13还可包括支撑层(或称保护层)131、偏光层132以及支撑层133(或称保护层)。支撑层131、偏光层132以及支撑层133在方向D3上依序堆叠于粘合层130上。
在一些实施例中，支撑层131以及支撑层133的材料可选择紫外光可穿透(non-UVcut)的材料，以提升偏光元件13对于紫外光的透光率。在此所称的紫外光，其波长范围可为100nm至420nm之间，例如在300nm至420nm之间，例如在350nm至410nm之间，例如在390nm至405nm之间。依据一些实施例，适合的偏光元件13对于405nm波长的光束的透光率可大于或等于32％且小于或等于50％，例如大于或等于32％且小于或等于40％，但不以此为限。依据一些实施例，适合的支撑层131以及支撑层133对于405nm波长的光束的透光率可大于或等于32％且小于或等于50％，例如大于或等于32％且小于或等于40％，但不以此为限。支撑层131以及支撑层133的材料例如包括三醋酸纤维素(cellulose triacetate，TAC)，但不以此为限。
在一些实施例中，偏光层132的材料可选择对紫外光的偏振度(degree ofpolarization)较高的材料，以提升偏光元件13对于紫外光的偏振度。依据一些实施例，适合的偏光元件13对于405nm波长的光束的偏振度大于或等于99.8％且小于或等于100％。偏光层132的材料例如包括聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)，但不以此为限。依据一些实施例，适合的偏光层132对于405nm波长的光束的偏振度大于或等于98％且小于或等于100％，例如大于或等于99.5％且小于或等于100％，例如大于或等于99.8％且小于或等于100％。偏光元件13的透光率以及偏振度可利用分光亮度计(如JASCO V-7100)进行测量，但不以此为限。
在一些实施例中，从光控制模块1的俯视图观之，如图1所示，偏光元件13可至少覆盖第二基板11的主动区(未标示；如元件阵列所在区域)。此外，第一基板10的面积可略大于偏光元件13的面积，以利布置周边线路或其他元件(如电连接元件14)。此外，第二基板11的面积可大于第一基板10的面积，以利布置周边线路或其他元件(如第一接地元件15以及第二接地元件16)。
如图2所示，依据一些实施例，电连接元件14与偏光元件13的粘合层130电性连接，可宣泄在粘合层130处的静电。电连接元件14的材料例如包括导电材料，如银浆、铜膏、银膏、纳米铜、其他导电材料或上述的组合，但不以此为限。
在一些实施例中，如图1所示，电连接元件14可包括延伸部140以及两个桥接部141。延伸部140设置在第一基板10的外表面S1上且与所述粘合层130连接。举例来说，延伸部140可与粘合层130的侧壁S130连接，且延伸部140例如在方向D1上延伸。两个桥接部141可分别位于电连接元件14的第一端E1以及第二端E2且与延伸部140连接。举例来说，每一个桥接部141例如从第一基板10的外表面S1上沿着第一基板10的侧壁SS延伸至第二基板11上。
如图1和图2所示，在一些实施例中，光控制模块1还可包括第一接地元件15以及第二接地元件16。第一接地元件15以及第二接地元件16可设置在第二基板11上且分别与电连接元件14的第一端E1以及第二端E2连接。举例来说，至少部分的第一接地元件15以及至少部分的第二接地元件16可被电连接元件14的两个桥接部141分别覆盖。
在一些实施例中，光控制模块1还可包括偏光元件17，且第二基板11可设置在偏光元件17与介质层12之间。与偏光元件13类似地，偏光元件17也可包括沿方向D3的反方向依序堆叠在第二基板11上的粘合层、支撑层、偏光层以及支撑层，上述膜层的详细内容可参照偏光元件13对应膜层的描述，于此不再重述。依据一些实施例，偏光元件17中所包括的粘合层可与偏光元件13中所包括的粘合层不同，例如，偏光元件17中所包括的粘合层的片电阻可大于偏光元件13中所包括的粘合层的片电阻。例如，偏光元件17中所包括的粘合层的片电阻可在1×1011Ω/Υ至1×1014Ω/Υ之间，例如，可在2×1011Ω/Υ至1×1013Ω/Υ之间。依据一些实施例，偏光元件17中所包括的粘合层可与偏光元件13中所包括的粘合层相同。
请参照图4，光控制模块1A与图1的光控制模块1的主要差异在于第一接地元件15以及第二接地元件16分别与电连接元件14A的第一部分P1以及第二部分P2连接，其中第一部分P1以及第二部分P2彼此分离。
第一部分P1以及第二部分P2各自可包括一个延伸部140以及一个桥接部141。在一些实施例中，每一个延伸部140与偏光元件13接触的长度(如延伸部140在方向D1上的最大长度L140)可大于偏光元件13的长度L13的8％，例如，最大长度L140和长度L13的比例可在10％至45％之间，可在15％至40％之间，可在20％至40％之间，以利静电的宣泄，但不以此为限。两延伸部140的长度可为相同或不同，本揭露不以此为限。
请参照图5A至图8，三维打印装置3DP可包括图1的光控制模块1(或图4的光控制模块1A)、光源模块2以及容置槽3，其中光控制模块1设置在光源模块2与容置槽3之间。光源模块2用于对光控制模块1提供光束B。容置槽3用于容置光固化材料4，且光固化材料4经由光束B而固化(图5A、图6A以及图7A中以不同的底纹标示出未固化以及经固化的光固化材料，以便于识别)。
在一些实施例中，光源模块2例如为紫外光光源模块，且光束B的波长范围例如可为在100nm至420nm之间，例如在300nm至420nm之间，例如在350至410nm之间，例如在390nm至405nm之间。但不以此为限。光固化材料4例如为液态树脂，且液态树脂被光束B照射后固化，而形成固化层4’。
三维打印装置3DP的操作方法可包括：提供三维打印装置3DP；于容置槽3中设置光固化材料4；使光源模块2提供光束B；使光控制模块1提供第一透光区RT1和第一遮光区RB1；使光束B通过光控制模块1的第一透光区RT1；以及使对应于第一透光区RT1的光固化材料4的第一部分经由光束B而固化为第一固化层4-1，如图5A所示。
在一些实施例中，三维打印装置3DP的操作方法还可包括：使光控制模块1提供第二透光区RT2和第二遮光区RB2；使光束B通过光控制模块1的第二透光区RT2；以及使对应于第二透光区RT2的光固化材料4的第二部分经由光束B而固化为第二固化层4-2，且使第二固化层4-2堆叠于第一固化层4-1上，如图6A所示。
在一些实施例中，三维打印装置3DP的操作方法还可包括：使光控制模块1提供第三透光区RT3和第三遮光区RB3；使光束B通过光控制模块1的第三透光区RT3；以及使对应于第三透光区RT3的光固化材料4的第三部分经由光束B而固化为第三固化层4-3，且使第三固化层4-3堆叠于第二固化层4-2上，如图7A所示。
详细来说，以三维打印一个苹果6(参照图8)为例，可将用于承载三维打印出的物品(苹果6)的载具5置于未照光的光固化材料4中。接着，通过电控方式调变光控制模块1中可让光束B穿透的透光区/遮光区的尺寸，以将容置槽3中与透光区重叠且位于载具5下方的液态的光固化材料4固化(形成固化层4’)。具体地，光控制模块1包括多个像素电极(如图3中像素电极PE)，可通过调整多个像素电极中不同区域的像素电极的电压，使得光控制模块1提供透光区(如第一透光区RT1、第二透光区RT2、第三透光区RT3)和遮光区(如第一遮光区RB1、第二遮光区RB2、第三遮光区RB3)。例如，通过控制图3中像素电极PE与公共电极层(如导电层119)之间的压差来控制每一个像素区中液晶分子的状态，进而能够独立控制光控制模块1中每一个像素区的透光量。举例来说，可使光控制模块1中间区域的多个像素区呈现白色图像(通透态)，而周边区域的多个像素区呈现黑色图像(遮光态)，其中呈现白色图像的像素区的数量越多，透光区越大；反之，呈现黑色图像的像素区的数量越多，透光区越小。
形成固化层4’之后，若未完成苹果6的制作，则可将载具5抬升一段距离，该段距离等于接续的固化步骤所欲形成的固化层4’的厚度。经过多次的固化步骤即可将固化层4’堆叠成三维图案，待完成苹果6的制作，则可终止固化程序，并使苹果6与载具5分离，以获得如图8所示的苹果6。
综上所述，在本揭露的实施例中，光控制模块包括设置在第一基板外表面上的偏光元件，偏光元件中的粘合层与电连接元件连接。依据一些实施例，粘合层可具有抗静电性质，如此，粘合层可提供静电防护。依据一些实施例，光控制模块可以不用在偏光元件与第一基板之间额外设置一层用于抗静电的透明导电层。依据一些实施例，将光控制模块用于三维打印装置，可有助于提升光控制模块的透光率，降低曝光不足的风险，达到良好的三维打印效果。
以上各实施例仅用以说明本揭露的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本揭露进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本揭露各实施例技术方案的范围。
虽然本揭露的实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何所属技术领域技术人员，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰，且各实施例间的特征可任意互相混合替换而成其他新实施例。此外，本揭露的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域技术人员可从本揭露揭示内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本揭露使用。因此，本揭露的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本揭露的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。本揭露的保护范围当视随附的权利要求所界定的为准。
Claims (20)
1.一种三维打印装置，其特征在于，包括：
光控制模块；
光源模块，用于对所述光控制模块提供光束；以及
容置槽，用于容置光固化材料，其中所述光控制模块设置在所述光源模块与所述容置槽之间，且所述光固化材料经由所述光束而固化，
其中所述光控制模块包括：
第一基板，具有外表面以及与所述外表面相对的内表面；
第二基板，与所述第一基板相对设置；
介质层，设置在所述第一基板的所述内表面与所述第二基板之间；
偏光元件，设置在所述第一基板的所述外表面上且包括粘合层；以及
电连接元件，至少部分设置在所述第一基板的所述外表面上且与所述粘合层连接。
2.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述光束的波长范围在300nm至420nm之间。
3.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述粘合层的片电阻在1×108Ω/Υ至1×1012Ω/Υ的范围内。
4.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述粘合层直接接触所述第一基板的所述外表面。
5.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述光控制模块还包括第一接地元件以及第二接地元件，所述第一接地元件以及所述第二接地元件设置在所述第二基板上且分别与所述电连接元件的第一端以及第二端连接。
6.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述光控制模块还包括第一接地元件以及第二接地元件，所述第一接地元件以及所述第二接地元件设置在所述第二基板上且分别与所述电连接元件的第一部分以及第二部分连接，其中所述第一部分以及所述第二部分彼此分离。
7.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述偏光元件对于405nm波长的光束的透光率大于或等于32％且小于或等于50％。
8.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述偏光元件对于405nm波长的光束的偏振度大于或等于98％且小于或等于100％。
9.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述介质层包括液晶层。
10.一种光控制模块，其特征在于，包括：
第一基板，具有外表面以及与所述外表面相对的内表面；
第二基板，与所述第一基板相对设置；
介质层，设置在所述第一基板的所述内表面与所述第二基板之间；
偏光元件，设置在所述第一基板的所述外表面上且包括粘合层；以及
电连接元件，至少部分设置在所述第一基板的所述外表面上且与所述粘合层连接。
11.根据权利要求10所述的光控制模块，其特征在于，所述粘合层的片电阻在1×108Ω/Υ至1×1012Ω/Υ的范围内。
12.根据权利要求10所述的光控制模块，其特征在于，所述粘合层直接接触所述第一基板的所述外表面。
13.根据权利要求10所述的光控制模块，其特征在于，所述偏光元件对于405nm波长的光束的透光率大于或等于32％且小于或等于50％。
14.根据权利要求10所述的光控制模块，其特征在于，所述偏光元件对于405nm波长的光束的偏振度大于或等于98％且小于或等于100％。
15.一种三维打印装置的操作方法，其特征在于，包括：
提供三维打印装置，所述三维打印装置包括光控制模块、光源模块以及容置槽，其中所述光控制模块包括第一基板、第二基板、介质层、偏光元件以及电连接元件，所述第一基板具有外表面以及与所述外表面相对的内表面，所述第二基板与所述第一基板相对设置，所述介质层设置在所述第一基板的所述内表面与所述第二基板之间，所述偏光元件设置在所述第一基板的所述外表面上且包括粘合层，所述电连接元件至少部分设置在所述第一基板的所述外表面上且与所述粘合层连接；
于所述容置槽中设置光固化材料；
使所述光源模块提供光束；
使所述光控制模块提供第一透光区和第一遮光区；
使所述光束通过所述光控制模块的所述第一透光区；以及
使对应于所述第一透光区的所述光固化材料的第一部分经由所述光束而固化为第一固化层。
16.根据权利要求15所述的三维打印装置的操作方法，其特征在于，使所述光控制模块提供第二透光区和第二遮光区；
使所述光束通过所述光控制模块的所述第二透光区；以及
使对应于所述第二透光区的所述光固化材料的第二部分经由所述光束而固化为第二固化层，且使所述第二固化层堆叠于所述第一固化层上。
17.根据权利要求15所述的三维打印装置的操作方法，其特征在于，
所述光控制模块包括多个像素电极，
所述操作方法包括：通过调整所述多个像素电极中不同区域的像素电极的电压，使得所述光控制模块提供所述第一透光区和所述第一遮光区。
18.根据权利要求15所述的三维打印装置的操作方法，其特征在于，所述光束的波长范围在300nm至420nm之间。
19.根据权利要求15所述的三维打印装置的操作方法，其特征在于，所述介质层包括液晶层。
20.根据权利要求17所述的三维打印装置的操作方法，其特征在于，所述光控制模块的所述第一透光区呈现白色图像，所述第一遮光区呈现黑色图像。
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2023
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- 2023-05-11 TW TW112117516A patent/TW202406723A/zh unknown
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