CN1569443A - 具微结构的光学元件的成型方法及其成型模具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具微结构的光学元件的成型方法及成型模具，该成型方法是，先提供一模具，并于该模具内形成一模穴，于该模穴的前端侧设一与该模穴相连通的浇口；将该模穴形成一密闭空间；于该密闭空间内且位于模穴末端附近设至少一抽气孔，并透过该抽气孔对模穴进行抽气；再将材料注入该模穴中成型，以得到具微结构的光学元件。本发明利用将抽气孔经上模、下模、上模仁或下模仁间的隙缝来抽取模穴内的空气，可以减少废料产生，有助于材料充填，可提高成品品质、生产效率及转写性。
Description
【技术领域】
本发明是有关一种成型方法及其成型模具，尤其是指一种具微结构的光学元件的成型方法及其成型模具。
【背景技术】
具微结构的光学元件被广泛用于光电产品中，例如：液晶显示器背光模组中的导光板、投影光学系统中的菲涅尔透镜(Fresnel lens)等，在考量如何提高产量、降低成本及提高产品品质时，该光学元件的成型技术颇受到业界重视。
请参阅图1及图2所示，是习知具微结构的光学元件的成型方法，(A)首先提供一成型模具11，该成型模具11由一公模块111与一母模块112组成，并依元件形状形成一模穴113于公模块111与母模块112间；(B)设置一浇口114于模穴113的一端侧，并利用一锁模机构(图未示)以闭合成型模具11；(C)由浇口114注入材料于模穴113中；(D)侍材料固化后，将模具开启并取出成品。
然由于光学元件表面具有许多凹凸的微结构，且光学元件因为厚度薄面积大，所以，易阻碍材料流动及造成流道过长，而导致充填不良，使得转写性不佳及成品表面微结构精度不佳，另成型模具11无适当排气设计，使得模穴113内的气体无法有效排出而易于成品表面形成气泡，使光学元件品质不良以致影响光学特性。而目前常见的解决方式是：(一)利用加高模具温度来提高材料流动性，以缩短填模所需的时间，而提高成品表面品质，但由于材料温度高，冷却所需时间增长，将造成总成形时间增加，使生产效率降低；(二)提高材料射出速度，但此将使得成品容易产生包气或喷痕。因此，习知的微结构光学元件的成型方法，仍存在成品表面精度不佳、生产效率低等问题，故有待提出解决之道。
【发明内容】
本发明的目的，是提供一种具微结构的光学元件的成型方法及成型模具，利用将抽气孔设置于模穴充填成型末端，使整个充填过程中可保持模穴的真空度，使填充顺利。
本发明的另一目的，是提供一种具微结构的光学元件的成型方法及成型模具，抽气孔经上模、下模、上模仁或下模仁间的隙缝来抽取模穴内的空气，可以减少废料产生。
本发明的又一目的，是提供一种具微结构的光学元件的成型方法及成型模具，利用对模穴进行抽真空，以有助于材料充填，而提高成品品质、生产效率及转写性。
为达上述目的，本发明提供一种具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于，其包括下述步骤：
(A)提供一模具，并于该模具内依据微结构光学元件形状形成一模穴，于该模穴的前端侧设一与该模穴相连通的浇口；
(B)将该模穴形成一密闭空间；
(C)于该密闭空间内且位于模穴末端附近设至少一抽气孔，并透过该抽气孔对模穴进行抽气；
(D)将材料注入该模穴中成型，以得到具微结构的光学元件。
所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：其中步骤(A)中的该模具包括一上模及一下模，并于上模与下模内分别设置一上模仁与一下模仁，再关闭上模与下模，以于该上模仁与下模仁间形成该模穴。
所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：其中步骤(B)中是利用于模具分模面上设置密封元件以将该模穴形成一密闭空间。
所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：步骤(C)中经该抽气孔对模穴进行抽气至真空状态。
所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：该抽气孔设于该上、下模仁的四周。
所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：该抽气孔设于该模具分模面上。
所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：该抽气孔连接一抽气孔道及一真空设备。
本发明还提供一种具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于，其包括：
一上模与下模，于该上模与下模间形成一模穴，于该模穴的前端侧设一与该模穴相连通的浇口；
一密封元件，是设于该上模与下模间，使模穴形成一密闭空间；以及
一抽气孔，是设于该模穴末端附近。
所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该模穴内设有一对上模仁与下模仁。
所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该密封元件为O型环。
所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该抽气孔一端设置一抽气孔道。
所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该抽气孔设于该上下模间。
所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该抽气孔设于该上模与上模仁间。
所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该抽气孔设于该下模与下模仁间。
由于本发明的成型方法是对模穴进行抽真空且该抽气口设于模穴末端附近，透过模具内的隙缝来抽取模穴内的空气，可避免材料于充填过程中遮住抽气口而无法抽气，因此本发明的成型方法可确保模穴内于充填过程中均维持真空状态，而使充填顺畅，进而提高成品品质及转写性。
【附图说明】
图1，是习知具微结构的光学元件的成型方法流程图。
图2，是习知具微结构的光学元件的成型模具剖视图。
图3A、图3B、图3C、图3D及图3E，是本发明具微结构的光学元件的成型模具几种较佳实施例的结构示意图。
图4、图5及图6，是本发明具微结构的光学元件的成型模具另几种较佳实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
有关本发明为达到上述目的，所采用的技术手段及其功效，兹举一较佳实施例，并配合附图加以说明如下：
请参阅图3A至图3E所示，本发明具微结构光学元件的成型方法，其步骤包括：请参阅图3A所示，首先，提供一模具21，该模具21包括一组相对合的上模211与下模212，并分别设置一上模仁213与一下模仁的214于上模211与下模212内，该上、下模仁213、214可为以电沉积方式形成微结构的金属薄膜，然后于上模211与下模212之间的分模面上设置密封元件216，该密封元件216可设于上模211、下模212或上下模间，并可增设沟槽217以供密封元件216容置，且密封元件216可为O型环；请参阅图3B所示，当上模211与下模212关闭后，藉由密封元件216使模具21内形成一密闭空间218(如图3C所示)，且于上模仁213与下模仁214间形成模穴215。浇口23设于该模穴215的前端侧且与该模穴215相连通。
请参阅图3C所示，于密闭空间218内且位于模穴215末端附近设置抽气孔22，该抽气孔22是设于上模211与下模212间，并连接一抽气孔道221，该抽气孔道221另一端连接一设于模穴215外的真空设备(图未示)，使模穴215经由抽气孔22、抽气孔道221及真空设备进行抽真空步骤，而维持负压真空状态；由于抽气孔22的设置位置不直接连接于模穴215，而透过模具内的隙缝来抽取模穴215内的空气，故充填过程中可避免材料填充于抽气孔22或抽气孔道221内，因此，可减少废料产生。
请参阅图3D所示，因浇口23设于模穴215前端侧边，而抽气孔22设于模穴215末端附近，由浇口23将材料注入模穴215中成型，通过抽气孔22可将填充材料后抽且可避免将抽气孔22遮蔽，其成型方式可为射出成型、铸造法或转注成型等方法，待材料固化后，打开模具即可得到具微结构的光学元件成品24(图3E)。
另外，该抽气孔22及抽气孔道221可依模具结构而有不同设计，例如：如图4所示，可将抽气孔22设于下模仁214与下模212之间，而抽气孔道221设于下模212内；或如图5所示，将抽气孔22设于下模仁214与下模212间，抽气孔道221设于下模仁214与下模212内；或如图6所示，模具21内可增设有滑块219，并将抽气孔22设于滑块219与下模仁214间，抽气孔道221则设于滑块219与上模211上。
而材料填充过程中，可藉由抽气口22将模穴215抽真空，使材料流动性增加以有助于材料充填，并可使模穴215内的气体排出，而提高成品品质、生产效率及转写性；且该抽气口22设于模穴215末端附近，透过模具内的隙缝来抽取模穴215内的空气，可避免材料于充填过程中遮住抽气口22而无法抽气，因此本发明的成型方法可确保模穴215内于充填过程中均维持真空状态，而使充填顺畅，进而达到提高成品品质及转写性。
以上所述，仅用以方便说明本发明的较佳实施例，本发明并不限于该等较佳实施例。
Claims (14)
1、一种具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于，其包括下述步骤：
(A)提供一模具，并于该模具内依据微结构光学元件形状形成一模穴，于该模穴的前端侧设一与该模穴相连通的浇口；
(B)将该模穴形成一密闭空间；
(C)于该密闭空间内且位于模穴末端附近设至少一抽气孔，并透过该抽气孔对模穴进行抽气；
(D)将材料注入该模穴中成型，以得到具微结构的光学元件。
2、如权利要求1所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：其中步骤(A)中的该模具包括一上模及一下模，并于上模与下模内分别设置一上模仁与一下模仁，再关闭上模与下模，以于该上模仁与下模仁间形成该模穴。
3、如权利要求1所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：其中步骤(B)中是利用于模具分模面上设置密封元件以将该模穴形成一密闭空间。
4、如权利要求1所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：步骤(C)中经该抽气孔对模穴进行抽气至真空状态。
5、如权利要求1所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：该抽气孔设于该上、下模仁的四周。
6、如权利要求1所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：该抽气孔设于该模具分模面上。
7、如权利要求1所述的具微结构的光学元件的成型方法，其特征在于：该抽气孔连接一抽气孔道及一真空设备。
8、一种具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于，其包括：
一上模与下模，于该上模与下模间形成一模穴，于该模穴的前端侧设一与该模穴相连通的浇口；
一密封元件，是设于该上模与下模间，使模穴形成一密闭空间；以及
一抽气孔，是设于该模穴的末端附近。
9、如权利要求8所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该模穴内设有一对上模仁与下模仁。
10、如权利要求8所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该密封元件为O型环。
11、如权利要求8所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该抽气孔一端设置一抽气孔道。
12、如权利要求8所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该抽气孔设于该上下模间。
13、如权利要求9所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该抽气孔设于该上模与上模仁间。
14、如权利要求9所述的具微结构的光学元件的成型模具，其特征在于：该抽气孔设于该下模与下模仁间。
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