TWI443008B - 模具裝置及高分子模製物件的製作方法 - Google Patents

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Description

模具裝置及高分子模製物件的製作方法
本發明係主張關於2010年06月17日申請之韓國專利案號10-2010-0057688之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參考。
本發明係關於一種模具裝置及高分子模製物件的製作方法。
近來，行動裝置(如行動電話)裝備了相機，進而使使用者得以在任何時間或地點捕捉到靜態影像與動態影片。
又，相機的性能逐漸地在進步，已能夠拍攝高解析度品質之影像，且具備了有自動對焦、近拍、光學變焦等功能之相機模組。
目前，為了確保相機模組之表現，故需增加其體積。
然而，考慮到行動裝置的設計性，要裝設一個大型的相機模組在其上是很困難的。這種大型的相機模組因此在效能表現上受到限制。
相機模組需要包含一種由高分子聚合物，例如塑膠，所形成之精確透鏡。據此，有各種研究在進行，以期能製造出一種具有微細結構之高分子模製物件。
本發明實施例係提供用以製造高分子模製物件之模具裝置；該高分子模製物件係具有更佳的耐熱性質，且具有所需要的結構。本發明實施例並提供上述高分子模製物件之製造方法。
在一實施例中，一種模具裝置係包含有：一模具，其中注射有一原料；一壓縮部(packing part)，其係將該原料通過該模具之一注射孔射出至該模具中，且該壓縮部並經由該注射孔增加該模具中之壓力；一光源，其係發出光至該模具中的原料；以及一壓力部(press part)，其係以對該模具施加壓力，來增加其中之壓力。
在另一實施例中，一種高分子模製物件的製作方法係包括：注射一原料通過一模具的一注射孔至該模具之內；通過該注射孔，以第一次增加該模具內原料之壓力；用光來輻照具有初增壓之該原料；以及對已受到第一次增壓之該模具內的原料進行第二次增壓。
一或多個實施例之細節陳述於附圖及下文之描述中，且自該描述與附圖，以及自申請專利範圍可明顯看出其他特徵。
在下文中，將根據本發明之實施例配合圖示詳細描述與說明本發明之揭示內容與實例。此外，相同參考的數字將會指定到圖示解說中的相同元件。
又，在實施例的描述中，應予理解，當提及一透鏡、一單元、一部分、一孔、一突起、一凹陷、或一層(或膜)是在另一透鏡、一單元、一部分、一孔、一突起、一凹陷、或一層(或膜)「之上/下」或「之上方/下方」，則其可以是直接或間接地在另一透鏡、一單元、一部分、一孔、一突起、一凹陷、或一層(或膜)「之上/下」或「之上方/下方」。又，可參照附圖說明每一層「之上/下」或「之上方/下方」的位置。在圖示中，為清楚與方便說明，各層厚度及尺寸可能被加以誇大、省略、或僅為示意圖。另，組成元件的尺寸亦不完全反映實際元件之大小。
圖1係根據本發明一實施例，繪示有一透鏡陣列基板模具裝置(lens array substrate molding apparatus)。圖2係繪示有一模具之立體分解圖。圖3係繪示有一下模具(lower mold)之立體圖。圖4係繪示有一上模具(upper mold)之立體圖。圖5係繪示有該模具之剖面圖。圖6係繪示有一光源之示意圖。圖7係繪示有一光罩(mask)之平面圖。圖8係繪示有一傳輸部、第一核心與第二核心之位置示意圖。圖9係繪示有一透鏡陣列基板之形成示意流程圖。圖10係根據本發明一實施例，繪示有一透鏡陣列基板之立體圖。圖11係繪示有一透鏡陣列基板、第一核心與第二核心之剖面圖。
參閱圖1至8，根據本發明一實施例，一透鏡陣列基板模具裝置係包含有一基體10、一模具100、一壓縮部200、一冷卻部300、一光源400、一光罩500、以及一壓力部600。
基體10係支撐著模具100、壓縮部200、冷卻部300、以及壓力部600。基體10係具有一金屬框架結構。基體10可進一步包含有一模具固定部11，其係藉由以垂直方向施加壓力來固定模具100。又，基體10可再進一步包含有一移轉部12，其係可將壓縮部200以一水平方向移轉。
模具100係容納一原料，以形成一透鏡陣列基板20。該原料可為一光固化樹脂組成物(photo-curable resin composition)。舉例而言，該樹脂組成物可包含有一單體(monomer)或寡聚合物(oligomer)，其係可由例如紫外光等來硬化之。又，該樹脂組成物可進一步包含有一光起始劑(photo initiator)等等。用作為光固化單體之材料實例可為例如：丙烯酸2-丁氧乙酯(2-butoxyethyl acrylate)、乙二醇苯醚丙烯酸酯(ethylene glycol phenyl ether acrylate)、乙二醇甲基丙烯酸酯(ether methacrylate)、甲基丙烯酸2-羥乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate)、甲基丙烯酸異癸酯(isodecyl methacrylate)、甲基丙烯酸苯酯(phenyl methacrylate)、丙氧基化雙酚A二丙烯酸酯(bisphenol A propxylate diacrylate)、1,3(1,4)-丁二醇二丙烯酸酯(1,3(1,4)-butandiol diacrylate)、乙氧基化1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexandiol ethoxylate diacrylate)、新戊二醇二丙烯酸酯(neopenyyl glycol diacrylate)、乙二醇二丙烯酸酯(ethylene glycol diacrylate)、二乙二醇二丙烯酸酯(di(ethylene glycol) diacrylate)、四乙二醇二丙烯酸酯(tetra(ethylene glycol) diacrylate)、1,3(1,4)-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1,3(1,4)-Butaned iol dimethacrylate)、二脲烷二甲基丙烯酸酯(diurethane dime thacrylate)、甘油二甲基丙烯酸酯(grycerol dimethacrylate)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethylene glycol dimethacrylate)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(di(ethylene glycol)dimethacrylate)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(tri(ethylene glycol)dimethacrylate)、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(1,6-hexanediol dimethacrylate)、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(glycerol propoxylate triacrylate)、丙氧基化異戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol propoxylate triacrylate)、雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯(ditrimetyl olpropane tetra-acrylate)及異戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritol tetra-acrylate)等等。
該光起始劑係為能夠藉著被光(例如紫外光)分解成自由基(radical)，來引發光固化樹脂組成物之交聯(cross-linking)反應及固化反應(curing reactions)之一材料。選擇適當的光固化起始劑之類型及含量，要考慮到光固化樹脂組成物之黃化特性(yellowing property)和固化反應速率(curing-reaction speed)，以及對一基體材料之黏著力。若需要時，可混合兩種或兩種以上的光固化起始劑。
光固化起始劑之實例可包含α-羥基酮(α-hydroxyketone)、苯基乙醛酸酯(phenylglyoxylate)、二苯基乙二酮二甲基縮酮(benzildimethyl ketal)、α-胺酮(α-aminoketone)、單醯基膦(mono acyl phosphine)、雙醯基膦(bis acyl phoshine)、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(2,2-dimethoxy-2-penylacetophenone)，及上述之組合。
該光固化起始劑可以相對其重量百分比約0.1wt%至約0.3wt%與光固化起始劑混合。
該原料係通過一注射孔103進入模具100之中。模具100之內部相對於外部是密封的。更詳細來說，模具100之內部係為密封，以承受一極高之壓力。舉例而言，模具100可被設計為能承受大約5000 kgf/cm2 之壓力。
又，模具100之一部分或整體可為透明的，以使光能夠進入其中。詳細來說，設置於模具100內的原料可以被光照射到。
參閱圖2至5，模具100係包含有一下模具101以及一上模具102。下模具101與上模具102彼此相面對。上模具102係設於下模具101之上。在此情況下，下模具101與上模具102可被連接在一起。又，一個能夠容納原料射入之空間係形成於下模具101與上模具102之間。
下模具101係包含有一第一框架111、一第二框架112、複數個框架導件121(frame guides)、複數個第一核心131、一第一核心容納部130、一支撐板132、複數個板導件122(plate guides)、一第一密封元件141、以及一第二密封元件142。
第一框架111係支撐第二框架112、框架導件121、以及板導件122。尤其，框架導件121和板導件122係被固定於第一框架111上。
第一框架111材料之實例可包含金屬、石英、玻璃等。又，第一框架111可包括複數個彼此互相耦接之金屬板。
一第一通孔116係形成於第一框架111中。第一通孔116係垂直地穿透第一框架111，並暴露支撐板132之底部。
第二框架112係設置於第一框架111之上。第二框架112容納有第一核心容納部130與支撐板132。更詳細而言，第二框架112容納有第一核心容納部130與支撐板132，並包括一第一導引孔133，以於一垂直方向導引第一核心容納部130與支撐板132。
第一導引孔133係垂直地穿透第二框架112。又，第一導引孔133之直徑係對應於第一核心容納部130和支撐板132之直徑。更詳細而言，第一導引孔133之平面形狀係與第一核心容納部130和支撐板132之平面形狀相同。又，第一核心容納部130和支撐板132之外周圍表面係與第一導引孔133之內周圍表面有直接接觸。
第二框架112具有注射孔103，以將原料注射入下模具101與上模具102之間的空間。注射孔103係穿透第二框架112，且與第一核心容納部130之頂面相連接。因此，通過注射孔103被引入之原料，可經由第一核心容納部130之頂面，被注射於模具100之中。
用在框架導件121之插入的複數個第二導引孔117係形成於第二框架112之中。該些第二導引孔117係分別對應於該些框架導件121。各第二導引孔117之平面形狀係等同於與其相對應之框架導件121之平面形狀。
第二框架112材料之實例可包含金屬、石英、玻璃等。又，第二框架112可包括複數個彼此連接之金屬板。
框架導件121係被固定於第一框架111。更詳細而言，各框架導件121之一端係被固定於第一框架111。各框架導件121係具有一柱狀形狀。框架導件121可自第一框架111向上延伸。
框架導件121係被分別插入於第二導引孔117之中，以導引第二框架112。在此可具有四個框架導件121，且該些框架導件121可分別被設置於第一框架111的角落上。
又，框架導件121亦可導引上模具102。也就是說，框架導件121可穿透整體的第二框架112以及一部分的上模具102。據此，框架導件121可導引第二框架112以及上模具102，以防止此二者被分離。
第一核心131係被容納於第一核心容納部130之中。詳細來說，第一核心131係插入並固定於第一核心容納部130之中。根據一實施例，第一核心131係用以形成一透鏡陣列基板20之透鏡部分21的模具。
參閱圖10，透鏡陣列基板20係包含有複數個透鏡部分21，該些透鏡部分21各自具有一曲面；以及一支撐部份22延伸自透鏡部分21。透鏡部分21可具有凸面或凹面形狀。支撐部份22可為平坦的，且支撐部份22與透鏡部分21係形成為一體。
參閱圖11，第一核心131可具有分別與透鏡部分21相對應之曲面。亦即，第一核心131係用作控制透鏡部分21之曲度、大小、形狀等。
第一核心131的材料可包含，例如，金屬、石英、玻璃等。
第一核心容納部130係被設置於第二框架112之內。更詳細而言，第一核心容納部130係被容納於第二框架112之內。更詳細而言，第一核心容納部130係被設置於第一導引孔133之中。第一核心容納部130係被第一導引孔133以一垂直方向導引。
第一核心容納部130係具有一板形狀(plate shape)。更詳細而言，第一核心容納部130可具有一圓板形狀。第一核心容納部130的材料可包含，例如，金屬、石英、玻璃等。
第一核心容納部130係容納了第一核心131。更詳細而言，第一核心容納部130係包括複數個第一容納凹部134，以分別容納該些第一核心131。第一容納凹部134可穿透第一核心容納部130。
第一核心容納部130具有第三導引孔135。該些第三導引孔135係分別對應於板導件122。第三導引孔135之平面形狀係相同於板導件122之平面形狀。
板導件122係分別被插入第三導引孔135中，並由此以一垂直方向來導引第一核心容納部130。亦即，第三導引孔135與板導件122係可避免第一核心容納部130的旋轉。
又，第二框架112進一步包含有複數個噴口(spouts)，其與注射孔103相連接，並且連接於第一核心容納部130之頂面。通過注射孔103所注射之原料，會由該些噴口噴出。也就是說，原料經由注射孔103與噴口注入模具100中。
支撐板132係被設置於第一核心容納部130之下方。支撐板132係支撐著第一核心131與第一核心容納部130。支撐板132將外界所施加的壓力傳遞至第一核心131與第一核心容納部130。
支撐板132係被設置於第二框架112之中。更詳細而言，支撐板132係被容納於第二框架112之中。更詳細而言，支撐板132係被設置於第一導引孔133之中。支撐板132係被第一導引孔133以一垂直方向導引。
支撐板132係具有一板形狀。更詳細而言，支撐板132可具有一圓板形狀。支撐板132的材料可包含，例如，金屬、石英、玻璃等。
支撐板132具有第四導引孔136於其中。該些第四導引孔136係分別對應於板導件122。第四導引孔136之平面形狀係相同於板導件122之平面形狀。
板導件122係分別被插入第四導引孔136中，並由此以一垂直方向來導引支撐板132。亦即，第四導引孔136與板導件122係可避免支撐板132的旋轉。
板導件122係被固定於第一框架111。更詳細而言，板導件122具有一柱狀形狀，且各板導件122之一端係被固定於第一框架111。亦即，板導件122自第一框架111向上延伸。
板導件122穿透支撐板132與第一核心容納部130。也就是說，板導件122被插入第三導引孔135和第四導引孔136中。
板導件122係用作以一垂直方向來導引支撐板132和第一核心容納部130。板導件122係用作以避免支撐板132和第一核心容納部130的旋轉。
又，板導件122係被設置於第二框架112之中。更詳細來說，板導件122係被設置於第一導引孔133中。板導件122具有高強度，且板導件122可使用例如金屬等材料。
在圖示中，繪示有該些板導件122、該些第三導引孔135、該些第四導引孔136。然而，模具100可包含有一單個板導件、一單個第三導引孔、以及一單個第四導引孔。
第一密封元件141係被設置於第二框架112之上。更詳細來說，第一密封元件141可被插入於形成在第二框架112頂面上的溝槽中。第一密封元件141係被設置於第二框架112與上模具102之間。
第一密封元件141沿著第一導引孔133之圓周延伸。舉例而言，第一密封元件141可具有一封閉環狀。第一密封元件141沿著第一核心容納部130之圓周延伸。
第一密封元件141具有彈性。又，第一密封元件141對於上模具102和第二框架112具有改善的黏著力。第一密封元件141的材料可為，例如，橡膠樹脂(rubber-based resin)、矽基樹脂(silicon-based resin)等。
第二密封元件142係被設置於第二框架112之內。第二密封元件142係被設置於第一導引孔133之內。又，第二密封元件142係被設置於支撐板132之外圓周表面上。亦即，第二密封元件142係被設置於支撐板132與第二框架112之間。
第二密封元件142係沿著支撐板132之外圓周表面延伸。也就是說，第二密封元件142可具有一封閉環狀。第二密封元件142係沿著支撐板132之外圓周表面延伸。
第二密封元件142具有彈性。又，第二密封元件142對於支撐板132與第二框架112具有改善的黏著力。第二密封元件142的材料可為，例如，橡膠樹脂、矽基樹脂等。
上模具102係包括一第三框架113、一第四框架114、一第五框架115、複數個第二核心151、一第二核心容納部150、以及一窗口160。
第三框架113係設置於下模具101之上。第三框架113係設置於第二框架112之上。第三框架113係具有一四角形框架形狀。第三框架113圍繞著第二核心容納部150。
也就是說，第三框架113係導引第二核心容納部150之外邊緣。據此，第三框架113之內側面可與第二核心容納部150之外邊緣重疊於同一位置。亦即，第二核心容納部150係被第三框架113所固定，而不會分離至旁邊。第三框架113的材料可為，例如，金屬、玻璃、石英等。
第三框架113可具有第五導引孔118，其中分別插入框架導件121。第五導引孔118之平面形狀係與框架導件121之平面形狀相同。框架導件121與第五導孔118係用以導引第三框架113於一垂直方向。
第四框架114係被設置於第三框架113之上。第四框架114係具有一四角形框架形狀。第四框架114圍繞著窗口160。
亦即，第四框架114係導引窗口160之外邊緣。據此，第四框架114之內側面可與窗口160之外邊緣重疊於同一位置。窗口160係被第四框架114所固定，而不會分離至旁邊。第四框架114的材料可為，例如，金屬、玻璃、石英等。
第四框架114可具有第六導引孔119，其中分別插入框架導件121。第六導引孔119之平面形狀係與框架導件121之平面形狀相同。框架導件121與第六導引孔119係用以導引第四框架114於一垂直方向。
第五框架115係被設置於第四框架114之上。第五框架115覆蓋第四框架114。第五框架115係具有暴露窗口160之頂面的一傳輸孔161。第五框架115可與第四框架114耦接。
第五框架115的材料可為，例如，金屬、玻璃、石英等。第五框架115可具有一板形狀。
第二核心151係被設置於第一核心131之上。更詳細而言，第二核心151係分別對應於第一核心131。更詳細而言，各個第二核心151係被設置於其對應之一第一核心131的上方，以與對應之該個第一核心131相隔而設。
第二核心151是透明的，且其材料可為，例如，金屬、玻璃、石英等。如圖11所示，各個第二核心151可具有一曲面，以形成圓弧曲面於透鏡部分21之上。舉例而言，第二核心151具有曲面，分別對應於透鏡部分21之曲面。
第二核心容納部150係被設置於第一核心容納部130之上。第二核心容納部150與第一核心容納部130彼此相隔而設且彼此相互面對。第二核心容納部150係被設置於第三框架113之中。更詳細而言，第二核心容納部150之外邊緣係由第三框架113所導引。
第二核心容納部150具有一板形狀。第二核心容納部150之外邊緣可與第三框架113之內側面重疊於同一位置。第二核心容納部150具有之平面面積係大於第一核心容納部130具有之平面面積，且係可覆蓋整個第一核心容納部130。
第二核心容納部150具有複數個第二容納凹部於其中。第二核心151係分別被設置於該些第二容納凹部之內。亦即，第二核心151係分別被插入於該些第二容納凹部之內，且第二核心151藉此來被容納於第二核心容納部150中。
第二核心容納部150是透明的，且其材料可為，例如，玻璃、石英等。如圖11所示，核心容納部係被用以形成透鏡陣列基板20所包含之支撐部份22。支撐部份22係形成於透鏡部分21附近，並可支撐該透鏡部分21。第二核心容納部150係被用以支撐部份22，支撐部份22是透鏡陣列基板20之一平坦部分。
窗口160係被設置於第二核心容納部150之上。窗口160支撐著第二核心容納部150之頂面。舉例而言，當壓力被向上施加於第二核心容納部150時，第二核心容納部150上的窗口160可支撐著第二核心容納部150。
又，窗口160支撐著第二核心151。窗口160支撐著第二核心151之頂面。舉例而言，當壓力被向上施加於第二核心151時，窗口160可支撐著第二核心151之上部分。
又，窗口160係被設置於第四框架114之內。更詳細來說，窗口160之外邊緣係被第四框架114所導引。舉例而言，窗口160之外邊緣可與第四框架114之內側面重疊於同一位置。
窗口160可具有一板形狀。窗口160可覆蓋第二核心容納部150。舉例而言，窗口160之平面面積係大於第二核心容納部150之平面面積。
窗口160是透明的，且其材料可為，例如，玻璃、石英等。
一個供原料注入之空間係形成於下模具101與上模具102之間。更詳細來說，原料可以被注射於第一核心容納部130與第二核心容納部150之間的一空間。
又，一排氣口104係形成於上模具102中；排氣口104係可於原料被注入時將氣體釋放。在氣泡經由排氣口104被排出後，排氣口104係由一閥門或類似的裝置來關閉。
又，第一密封元件141係牢牢地與第二框架112之頂面和第二核心容納部150之底面接合。又，第二密封元件142係被設置於第二框架112與支撐板132之間，以使第一導引孔133之內側面和支撐板132之外圓周表面能夠彼此緊密接合。
據此，第一密封元件141、第二框架112、第二核心容納部150、和支撐板132可用以形成一密封區域。亦即，第一核心容納部130與第二核心容納部150之間的空間係對應於該密封區域。故，原料是被注射入此密封區域。
又，經由注射孔103，可增加模具100內的壓力，也就是其中該密封區域的壓力。亦即，經由注射孔103來施加一高壓，進而使第一核心容納部130與第二核心容納部150之間空間中的壓力增加。
並且，當壓力被向上施加於支撐板132時，可增加模具100內的壓力，也就是其中該密封區域的壓力。也就是說，藉由直接對支撐板132施壓，可增加第一核心容納部130與第二核心容納部150之間的壓力。
又，由於第一至第五框架111、112、113、114、115以及框架導件121，模具100得以具有一穩固之結構。另外，因為壓力係分別被向上、向下施加於第一框架111、第五框架115，模具100可被穩固地組合在一起。
因此，當模具100中的壓力經由注射孔103和支撐板132被增加時，模具100能夠承受這樣的高壓。
另，窗口160、第二核心151、以及第二核心容納部150都是透明的，而傳輸孔161係形成以暴露窗口160。據此，光，例如紫外光，可被提供於模具100中的空間內，也就是第一核心容納部130與第二核心容納部150之間的空間中。
如圖1所示，壓縮部200係被提供於基體10。壓縮部200可被移轉部12以水平方向去除之。壓縮部200係將原料注射入模具100中。
壓縮部200係包括一漏斗230(hopper)。原料可經由漏斗230，被注入壓縮部200之一機筒220(cylinder)中。
又，壓縮部200係經由注射孔103來提高模具100內之壓力。舉例而言，壓縮部200係進一步包含有一活塞210與一螺絲211(screw)。亦即，螺絲211之旋轉可使活塞210在壓縮部200之機筒220中向前移動。如此，壓縮部200將活塞210所施加之壓力傳輸至模具100中。
壓縮部200可施加一約2000 kgf之力於活塞210之上。據此，壓縮部200能夠把約300kgf/c㎡之壓力傳至模具100中。
另外，壓縮部200係將原料注入模具100中。舉例而言，因活塞210所施加之壓力，該原料會經由注射孔103注入機筒220之中。亦即，壓縮部200係用以將原料注入模具100中，且提高其中之壓力。
冷卻部300將原料冷卻。舉例而言，原料之溫度可被降低至約5℃至約15℃。由上述之方法被冷卻部300所冷卻之原料可被注入模具100中。
當原料之溫度被冷卻部300冷卻至上述之溫度，然後又升高至一室溫時，冷卻後的原料可進一步地以約0.065 vol%至約0.13 vol%的體積百分比膨脹。先被冷卻至上述溫度之此原料，其熱膨脹可補償在固化過程中，原料縮小之大約0.65%。
冷卻部300係被提供於一通道中，該通道係供原料自壓縮部200之機筒220流至注射孔103者。冷卻部300可為環繞該通道之一管(pipe)。在此情況下，一冷卻劑(refrigerant)流經該管。
雖然未圖示，但冷卻部300可被設置於模具100周圍。舉例而言，有冷卻劑流經之一管可被提供於模具100周圍，並藉此來降低模具100之溫度。
光源400係被設置於模具100之上。光源400將光發散至模具100之中。舉例而言，光源400係提供紫外光給模具100之內部。更詳細來說，光源400係經由傳輸孔161、窗口160、第二核心151、以及第二核心容納部150，來提供紫外光於第一核心容納部130與第二核心容納部150之間。
光源400係包含有一超高壓水銀燈410(super pressure mercury lamp)、一橢圓形聚光鏡420(ellipse collection mirror)、一第一平面反射鏡430(plane reflective mirror)、一集成透鏡440(integrator lens)、一第二平面反射鏡450、以及一準直透鏡460(collimator lens)。
水銀燈410會產生紫外光，且由水銀燈410所產生之紫外光係被聚光鏡420所匯聚。然後，聚集之紫外光被第一平面反射鏡430反射，且第二平面反射鏡450使被反射之紫外光能一樣均勻地增加，然後入射於準直透鏡460。準直透鏡460使該紫外光進一步被均勻地增強。這些紫外光係被提供給模具100。
光罩500係被設置於光源400與模具100之間。或者，光罩500可被設置於模具100中。光罩500選擇性地傳輸來自光源400之光。舉例而言，光罩500可僅將光傳輸至對應於第一核心131與第二核心151之一區域。
如圖7、8所示，光罩500之傳輸部分510可分別對應於第二核心151。亦即，光罩500可使紫外光得以僅被提供給對應於第二核心151之原料。
據此，光罩500可使對應於第二核心151之原料能夠先被固化。也就是說，透鏡部分21可先形成，而環繞透鏡部分21之支撐部分22在這之後才形成。因光罩500使透鏡部分21可先形成，且透鏡部分21之形成需為精確，故根據本實施例之透鏡陣列基板200的品質可被提升。
壓力部600係被提供於基體10之中。壓力部600係被設置於模具100之下方。
壓力部600會提高模具100中的壓力。更詳細來說，壓力部600直接將壓力施加於模具100中，藉此提升被注入模具100中之原料的壓力。
更詳細來說，壓力部600可藉由對支撐板132施力來提高密封區域內之壓力。舉例而言，壓力部600可對支撐板132施一約5000 kgf之力。又，模具100中的壓力可被壓力部600提高至約1000kgf/c㎡。
壓力部600係包含有一液壓筒610(hydraulic cylinder)以及一壓桿620(press bar)。
液壓筒610會產生力。舉例而言，液壓筒610係向上施力。更詳細來說，液壓筒610可向上施加一約7000 kgf之最大力。
壓桿620係將液壓筒610所產生之力傳輸至模具100。壓桿620可直接接觸並向上施壓於支撐板132。
壓桿620之一部分係被插入模具100中。更詳細來說，壓桿620穿過第一通孔116，並直接地施力於支撐板132，以將支撐板132向上推。據此，模具100中的壓力可被提高。
本實施例中的透鏡陣列基板之模具裝置不僅可被使用來製造透鏡陣列基板，其亦可用以製造各種高分子模製物件。
又，參閱圖9，根據本發明一實施例，一種用以製作一透鏡陣列基板之裝置可以下述流程來製造一透鏡陣列基板。在此所敘述之一種透鏡陣列基板之製作方法並不限於透鏡陣列基板之製作，而可被廣泛地應用於製作各種高分子模製物件。
首先，在步驟S10中，組合模具100，並將模具100裝設至基體10之上。模具100係由一垂直強壓穩固地固定在基體10之上。
然後，在步驟S20中，原料被冷卻，且模具100也被冷卻。接著，在步驟S30中，冷卻的原料被注射進入模具100中。更詳細來說，藉由壓縮部200之活塞210的壓力，原料流入壓縮部200之機筒中，然後穿過設有冷卻部300之通道。因此，冷卻的原料經由注射孔103被注射進入模具100中。在此情況下，原料的溫度可為約5℃至約15℃之範圍。
因為注射進入模具100中之原料係處於一冷卻狀態，故該原料在被注射入模具100時可被充分地壓縮。因此，當原料被固化，溫度就會上升。故，在原料被固化時所造成之體積縮小可被補償。
原料之注射完成後，在步驟S40中，壓縮部200藉由使用活塞210、螺絲211等，來提高注入模具100中之原料的壓力。舉例而言，壓縮部200可經由注射孔103，將模具100中的壓力提高到約200 kgf/c㎡至約300 kgf/c㎡。舉例而言，螺絲211可施加一約3000 kgf至約5000 kgf的力於壓縮部200之活塞210。據此，壓縮部200可提高模具100中的壓力。
原料經由壓縮部200被施加上述壓力後，在原料固化之過程中所造成之體積縮小可被補償。亦即，因為原料是液體，所以可先將其以高壓壓縮如上述，才能補償其體積的縮小。
再來，在步驟S50中，當壓縮部200已提高了模具100中的壓力，光罩500會被提供於光源400與模具100之間，且藉由該光罩，紫外光可被供給模具100中的原料。
據此，模具100中的原料可被部分地固化。舉例而言，對應於第二核心151之原料可先被固化。在此情況下，原料固化之過程中所造成之體積縮小情況可由壓縮部200之壓縮效應(packing effect)來補償。
然後，在步驟S60中，當光源400發出紫外光時，光罩500會被去除。因此，全部的原料都會被紫外光所照射。故注射入模具100中的原料可被全部固化。
接著，在步驟S70中，壓力部600將很高的壓力施加於被固化的原料。舉例而言，相當於壓縮部200施壓之2倍以上的壓力可被施加於被固化的原料。
舉例而言，壓力部600可將一約4000 kgf至約5000 kgf之力施於支撐板132之上，進而提高模具100中的壓力。在此情況下，模具100中的壓力可被提高到約800 kgf/c㎡至約1000 kgf/c㎡。
因為被固化的原料係如上述被高壓所壓縮，故透鏡部分21之曲面可更平滑。也就是說，就算冷卻部300和壓縮部200補償了原料的縮小，微小的體積縮小仍然可能會發生。換言之，藉由上述之高壓，可去除透鏡部分21之曲面上微小的不平坦。
如上所述，壓力部600施壓於固化的原料，而形成最終之透鏡陣列基板20。此後，在步驟S80中，模具100被打開，形成之透鏡陣列基板20被取出。
透鏡陣列基板20之縮小控制係由冷卻原料、壓縮部200之壓縮、以及壓力部600之施壓來控制。據此，透鏡陣列基板20之透鏡部分21可具有平滑的曲面。
尤其，根據一實施例，透鏡陣列基板20係由兩階段提高包括注射進入之原料於其中的模具100之壓力，以及將固化過程分為兩階段之方式來形成。
據此，根據本實施例，一種透鏡陣列基板之製造方法可提供一種具有相當平滑曲面和所需形狀之透鏡陣列基板。
本實施例並不限於一種透鏡陣列基板之製造方法；其係可被用以製造各種具有複雜微細結構之高分子模製物件。
如上所述，根據本發明實施例，一種模具裝置係包含有一壓縮部與一壓力部，以提高一模具中之壓力。一原料在被固化時可能會發生縮小的情況。在此情況下，壓縮部可補充原料。又，當一高分子模製物件由固化原料而形成時，該壓力部可在固化原料時調整形成之高分子模製物件。
也就是說，該模具裝置可藉由壓縮部之壓縮與壓力部之二次增壓，來補償在原料固化過程中所造成之體積縮小。
據此，該模具裝置可提供一種具有複雜微細結構之高分子模製物件。尤其，該模具裝置可被用來形成一需要高度精密結構之透鏡。
又，一光固化樹脂可被使用以形成高分子模製物件。因為光固化樹脂具有較佳之耐熱性，故根據本發明實施例之模具裝置與高分子模製物件的製作方法可提供一種具有較佳之耐熱性的高分子物件。
根據本發明實施例，一種透鏡陣列基板之模具裝置與透鏡陣列基板之製作方法可被使用來製作一模製物件等。
發明實施範例(Inventive example)
一樹脂組成物係被提供於此。樹脂組成物係包含有季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)於60 wt%以及二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)於40 wt%，以作為光固化單體；且又包含有1-羥基環己基苯基丙酮(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-keto)於0.8 wt%，作為光固化起始劑。該樹脂組成物係被注射入模具中，並被壓縮部以約2,000kgf/cm2 之一壓力壓縮約30秒。然後，模具中的樹脂組成物被波長約365nm之紫外光照射約90秒，且被壓力部施加約2,500kgf/cm2 之一壓力約70秒。在上述方法下，形成透鏡陣列基板#1。
比較實施範例(Comparative Example)
與發明實施範例中相同之樹脂組成物被注射入一模具中，壓縮部與壓力部不對其施加作用，且該樹脂組成物係被與發明實施範例中相同之紫外光以相同之方式照射。據此，形成透鏡陣列基板#2。
結果
關於該模具之形狀，透鏡陣列基板#1之形狀誤差(shape error)為約0.5 μm，而透鏡陣列基板#2之形狀誤差為約7 μm。根據本實施例的模具裝置可有效提供一種具有所需理想形狀之透鏡陣列基板。
雖然參考實施例之許多說明性實施範例來描述實施例，但應理解，熟習此項技藝者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇內的眾多其他修改及實施例。更特定言之，在本發明、圖式及所附申請專利範圍之範疇內，所主張組合配置之零部件及/或配置的各種變化及修改為可能的。對於熟悉此項技術者而言，除了零部件及/或配置之變化及修改外，替代用途亦將顯而易見。
10．．．基體
11．．．模具固定部
12．．．移轉部
20．．．基板
21．．．透鏡部分
22．．．支撐部份
100．．．模具
101．．．下模具
102．．．上模具
103．．．注射孔
104．．．排氣口
111．．．第一框架
112．．．第二框架
113．．．第三框架
114．．．第四框架
115．．．第五框架
116．．．第一通孔
117．．．第二導引孔
118．．．第五導引孔
119．．．第六導引孔
121．．．框架導件
122．．．板導件
130．．．第一核心容納部
131．．．第一核心
132．．．支撐板
133．．．第一導引孔
134．．．第一容納凹部
135．．．第三導引孔
136．．．第四導引孔
141．．．第一密封元件
142．．．第二密封元件
150．．．第二核心容納部
151．．．第二核心
160．．．窗口
161．．．傳輸孔
200．．．壓縮部
210．．．活塞
211．．．螺絲
220．．．機筒
230．．．漏斗
300．．．冷卻部
400．．．光源
410．．．超高壓水銀燈
420．．．橢圓形聚光鏡
430．．．第一平面反射鏡
440．．．集成透鏡
450．．．第二平面反射鏡
460．．．準直透鏡
500．．．光罩
510．．．傳輸部分
600．．．壓力部
610．．．液壓筒
620．．．壓桿
S10~S80．．．步驟
圖1係根據本發明一實施例，繪示有一透鏡陣列基板模具裝置；
圖2係繪示有一模具之立體分解圖；
圖3係繪示有一下模具之立體圖；
圖4係繪示有一上模具之立體圖；
圖5係繪示有該模具之剖面圖；
圖6係繪示有一光源之示意圖；
圖7係繪示有一光罩之平面圖；
圖8係繪示有一傳輸部、第一核心與第二核心之位置示意圖；
圖9係繪示有一透鏡陣列基板之形成示意流程圖；
圖10係根據本發明一實施例，繪示有一透鏡陣列基板之立體圖；
以及
圖11係繪示有一透鏡陣列基板、第一核心與第二核心之剖面圖。
100．．．模具
103．．．注射孔
111．．．第一框架
112．．．第二框架
113．．．第三框架
114．．．第四框架
115．．．第五框架
116．．．第一通孔
117．．．第二導引孔
118．．．第五導引孔
119．．．第六導引孔
121．．．框架導件
122．．．板導件
130．．．第一核心容納部
131．．．第一核心
132．．．支撐板
133．．．第一導引孔
134．．．第一容納凹部
135．．．第三導引孔
136．．．第四導引孔
141．．．第一密封元件
142．．．第二密封元件
150．．．第二核心容納部
151．．．第二核心
160．．．窗口
161．．．傳輸孔

Claims (15)

  1. 一種模具裝置，包括：一模具，其中注射有一原料；一壓縮部，其係將該原料通過該模具之一注射孔注射至該模具中，且該壓縮部經由該注射孔增加該模具中之壓力；一光源，其係將光照射至該模具中的該原料；一光罩設置於該光源與該模具之間；以及一壓力部，其係對該模具施加壓力，來增加該模具中之壓力，其中該模具包括：複數個核心，該些核心與該原料直接接觸，並各自具有一曲面；一核心容納部，用以容納該些核心；以及一框架，容納該核心容納部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之模具裝置，其包含有一冷卻部，以冷卻該原料。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之模具裝置，其中該冷卻部將該原料冷卻至5℃至15℃之溫度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之模具裝置，其中該光罩係包含有複數個傳輸部分，其係分別對應於該些核心。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之模具裝置，其中該壓力部係包含有：一液壓筒，以產生力；以及一壓桿，以將該液壓筒所產生之力傳輸至該模具；其中，該模具係包括一支撐板，該支撐板與該壓桿直接接觸，被容納於該框架中，且係支撐該核心容納部，而該框架係包括一孔，該孔供該壓桿插入。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之模具裝置，其中該核心容納部係包括：一第一核心容納部，設置於該支撐板之上；以及一第二核心容納部，設置於該第一核心容納部之上，與該第一核心容納部相隔而設，且面對該第一核心容納部；其中，該些核心係包含有：容納於該第一核心容納部之一第一核心，以及容納於該第二核心容納部之一第二核心。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之模具裝置，其中該第二核心容納部與該第二核心係為透明。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之模具裝置，其中該壓縮部係將該模具內的壓力提高至300kgf/cm2 ，且該壓力部係將該模具內的壓力提高至1000kgf/cm2 。
  9. 一種高分子模製物件的製作方法，包括下列步驟： 經由一模具之一注射孔，將一原料注射入該模具中；經由該注射孔，將該模具中之該原料的壓力作初次增壓；以光照射被初次增壓之該原料；以及二次增加該原料之壓力，其中該原料係已經被初次增壓者，其中照射該原料之步驟係包括：使用一光罩，選擇性地照射該原料；以及去除該光罩，並照射該原料。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之高分子模製物件製作方法，其中在該原料之初次增壓中，其壓力係被提升到200kgf/cm2 至300kgf/cm2 ，而在該原料之二次增壓中，其壓力係被提升到800kgf/cm2 至1000kgf/cm2 。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之高分子模製物件製作方法，其步驟係包括冷卻該原料。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之高分子模製物件製作方法，其中在該原料之二次增壓中，壓力係被直接地施加於該模具，以二次地增加該原料之壓力。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之高分子模製物件製作方法，其步驟係包括冷卻該模具。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之高分子模製物件製作方法，其中 該原料係包含有一光固化樹脂，且該高分子模製物件係透明者。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之高分子模製物件製作方法，其中該高分子模製物件係包括：複數個透鏡部分，其各自具有一曲面形狀；以及一支撐部，自該些透鏡部分延伸，且支撐著該些透鏡部分。
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