TWI391221B - 光學元件之製造方法 - Google Patents

Description

光學元件之製造方法

本發明涉及一種光學元件之製造方法，尤其涉及一種光固化成型之光學元件之製造方法。

目前，很多光學元件，例如微透鏡、光學薄模等都採用光固化成型(請參見The Novel Fabrication Method and Optimum Tooling Design Used for Microlens Arrays，Proceedings of the 1st IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems；January 18-21,2006,Zhuhai,China)之方式生產。

一般地，光固化成型係指先將液態或黏稠狀光硬化材料，例如：聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，縮寫為PMMA)灌注入具有某種預定形狀之模仁上，再以光照固化，使該光硬化材料固化成型，最後脫模，得到該光學元件。傳統方式將該光硬化材料倒於模仁上時，容易產生氣泡，且該光硬化材料膜層之表面通常不夠平整，如果只單純依靠重力，則表面平整度通常不會很好。

有鑑於此，提供一種脫模方便、製成的光學元件表面平整、不會產生氣泡之光固化成型的光學元件之製造方法十分必要。

一種光學元件之製造方法，其包括以下步驟：提供一模 仁，其具有一成型面；在該成型面塗佈光學元件成型材料，該光學元件成型材料在該成型面上形成一與該成型面相貼合之第一表面及一與該第一表面相對之第二表面；提供一透明承靠模，該承靠模之材料為聚二甲基矽氧烷，該承靠模具有一承靠面；將該承靠模之承靠面和該第二表面相抵靠；在透明承靠模一側，採用光照固化，以使該光學元件成型材料固化形成一光學元件；將該光學元件與該承靠模及該模仁進行脫模，以得到該光學元件。

相較於先前技術，本發明提供之光學元件之製造方法利用承靠模和光學元件成型材料形成之第二表面相抵接，使第二表面有所承靠，以使第二表面平整；通過在該承靠模上加壓，可使該光學元件中之氣泡排出，從而避免光學元件中存在氣泡的現象。

下面將結合附圖，對本發明實施例作進一步地詳細說明。

請參見圖1，本發明實施例提供之光學元件之製造方法包括以下步驟：步驟一(a)：提供一模仁，其具有一成型面；步驟二(b)：在該成型面塗佈光學元件成型材料，該光學元件成型材料在該成型面上形成一與該成型面相貼合之第一表面及一與該第一表面相對之第二表面；步驟三(c)：提供一承靠模，該承靠模之材料與該模仁之 材料相同，為透明材料製成，該承靠模具有一承靠面；步驟四(d)：將該承靠模之承靠面和該第二表面相抵靠；步驟五(e)：在透明承靠模一側，採用光照固化，以使該光學元件成型材料固化形成一光學元件；步驟六(f)：將該光學元件與該承靠模及該模仁進行脫模，以得到該光學元件。

下面將結合圖2至圖7對該光學元件之製造方法進行詳細描述。

請參閱圖2，對應步驟一：提供一模仁10，該模仁具有一成型面11。該模仁10之材料為熱塑性材料或熱固性材料。優選地，該模仁10之材料為聚二甲基矽氧烷(Polydimethyl siloxane，縮寫為PDMS)。於本實施例中，該成型面11為凹曲面與平面交替之表面，即成型後形成之光學元件為微透鏡陣列。

請參閱圖3，對應步驟二：在該成型面11塗佈光學元件成型材料30，該光學元件成型材料30在該成型面11上形成一與該成型面11相貼合之第一表面31及一與該第一表面31相對之第二表面32。該光學元件成型材料30係光固化材料，且此時呈液態或熔融態，光學元件成型材料30受到光照後可固化。優選地，該光學成型材料30為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。為方便起見，可先將該模仁11置於一中空容器20中，再進行在該成型面11上塗佈光學元件成型材料30之步驟。

請參閱圖4，對應步驟三：提供一承靠模40，該承靠模40由透明材料製成，該承靠模40具有一承靠面41。該承靠模40之形狀為平板形，該承靠模40之承靠面41為平面。該承靠模40之材料為聚二甲基矽氧烷(PDMS)。

請參閱圖5，對應步驟四：將該承靠模40之承靠面41和該第二表面32相抵靠。透過對該承靠模40加壓，可使該第二表面32形成一平整表面。另外，還可將該光學元件成型材料30中形成之微小氣泡擠壓出去，以使該光學元件成型材料30形成之光學元件內部無氣泡。

請參閱圖6，對應步驟五：在透明承靠模40一側，採用光照固化，以使該光學元件成型材料30固化形成一光學元件30’。該步驟五中所採用之光源50為紫外光。

請參閱圖7，對應步驟六：將該光學元件30’與該承靠模40及該模仁10進行脫模，以得到該光學元件30’。由於該承靠模40之材料為聚二甲基矽氧烷(PDMS)，且該材料與光學元件成型材料30之材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之間不具有黏性，所以可將該光學元件30’很方便地與該承靠模40之承靠面41脫模，從而得到該光學元件30’。

相較於先前技術，本發明提供之光學元件之製造方法利用承靠模和光學元件成型材料所構成之第二表面相抵接，使第二表面有所承靠，以使第二表面平整；通過在該承靠模上加壓，可使該光學元件中之氣泡排出，從而避免光學元件中存在氣泡之現象。該光學元件之製造方法 由於採用了與該光學元件成型材料不黏之承靠模，所以便於脫模。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧模仁

11‧‧‧成型面

30‧‧‧光學元件

31‧‧‧第一表面

32‧‧‧第二表面

20‧‧‧容器

40‧‧‧承靠模

41‧‧‧承靠面

50‧‧‧光源

圖1係本發明實施例提供之光學元件之製造方法流程圖。

圖2~圖7係本發明實施例提供之光學元件之製造方法之過程示意圖。

Claims (7)

1. 一種光學元件之製造方法，其包括以下步驟：提供一模仁，其具有一成型面；在該成型面塗佈光學元件成型材料，該光學元件成型材料在該成型面上形成一與該成型面相貼合之第一表面及一與該第一表面相對之第二表面；提供一透明承靠模，該承靠模之材料為聚二甲基矽氧烷，該承靠模具有一承靠面，所述承靠模與光學元件成型材料之間不粘黏；將該承靠模之承靠面和該第二表面相抵靠，對所述承靠模加壓，以將所述光學元件成型材料中形成的微小氣泡擠壓出去；在透明承靠模一側，採用光照固化，以使該光學元件成型材料固化形成一光學元件；將該光學元件與該承靠模及該模仁進行脫模，以得到該光學元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件之製造方法，其中：該光學元件成型材料為光固化材料。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光學元件之製造方法，其中：該光學元件成型材料為聚甲基丙烯酸甲酯。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件之製造方法，其中：該模仁之材料為熱塑性材料或熱固性材料。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光學元件之製造方法，其中：該模仁之材料為聚二甲基矽氧烷。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件之製造方法，其中 ：該承靠模之形狀為平板形，該承靠模之承靠面為平面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件之製造方法，其中：該光照固化步驟所採用之光源為紫外光。