專利名稱：板狀光學(xué)元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板狀光學(xué)元件的制造方法，該方法利用金屬材料為母模而制造板狀光學(xué)元件。
板狀光學(xué)元件諸如投影機(jī)系統(tǒng)的柱狀鏡片、大型背光板中的導(dǎo)光元件、CCD系統(tǒng)中的微陣列聚焦鏡片等。其制造方式而言，常見使用相當(dāng)厚度的模芯為模具加以成型而成，參見

圖1所示的模芯A。模芯通常為不銹鋼材料經(jīng)熱處理后，再輪磨拋光成鏡面，如果需要表面的微小形狀結(jié)構(gòu)，則再經(jīng)過(guò)加工而成。
成型或模具維護(hù)上偶有損傷模芯的情形，故有更換新模芯的必要，但厚度大的模芯有以下缺點(diǎn)因厚度大所需的模芯材料成本較高、加工上易有設(shè)備加工范圍的限制、或組裝拆卸時(shí)因重量太大不易放置，故容易導(dǎo)致額外的受損。
本發(fā)明的目的是提供一種表面有微細(xì)形板狀光學(xué)元件的制造方法，其采用表面具有光學(xué)效果形狀的金屬薄膜為母模的模具加以成型而成，該金屬薄膜可以為任何具有光學(xué)效果的形狀，其藉由電沉積方式形成凹形或凸形的形狀。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種板狀光學(xué)元件的制造方法。首先將一金屬基板或可導(dǎo)電的基板涂布光致抗蝕劑；然后進(jìn)行曝光及顯影制造工藝，而在該基板上得到具有光學(xué)效果的形狀，接著對(duì)該基板進(jìn)行電沉積制造工藝；由于基板本身為具有導(dǎo)電性質(zhì)的材料，所以我們不需要經(jīng)過(guò)金屬化的程序即可直接進(jìn)行電沉積制造工藝，電沉積過(guò)程中沉積金屬的厚度逐漸增加，形成具有許多孔洞的金屬薄膜；在電沉積制造工藝結(jié)束后，將該金屬基板與該金屬薄膜分離；該金屬薄膜的表面形狀可以為任意形狀或圖案，其目的在于提供光學(xué)作用；最后，再將該金屬薄膜直接固定于模具中，或先貼合于一片基板再固定于模具，如此便可生產(chǎn)板狀光學(xué)元件。
該金屬薄膜的表面可另外進(jìn)行鍍膜處理，以增加表面硬度。
下面結(jié)合附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。附圖中圖1為現(xiàn)有技術(shù)的成型法的示意圖2A、2B、2C和2D為對(duì)基板涂布光致抗蝕劑的示意圖；圖3A、3B和3C為對(duì)基板進(jìn)行電沉積的示意圖；圖4為金屬薄膜剝離基板后的示意圖；圖5為金屬薄膜貼合于金屬板所構(gòu)成模芯的示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的制造模具的示意圖；以及圖7為根據(jù)本發(fā)明的制造模具所射出成型的元件立體圖。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明A模芯 42孔洞1金屬基板 51金屬板2光致抗蝕劑膜 6模具21硬化區(qū) 61上模22可溶解區(qū) 62下模23基材 63模穴3光具 64澆口31圖案 65注料口4金屬薄膜 7導(dǎo)光元件41沉積金屬層 71雙重圓柱體72出射面本實(shí)施例為成型背光組件的導(dǎo)光元件。圖2A、2B、2C、2D為對(duì)基板涂布光致抗蝕劑的示意圖。
如圖2A所示，準(zhǔn)備一金屬基板1，于金屬基板1的表面涂布厚度為20μm光致抗蝕劑膜2，光致抗蝕劑膜2的涂布方法包括旋涂、沉浸、滾輪、簾瀑、網(wǎng)印、電著、旋噴、熱壓或以上方法的混合使用，該光致抗蝕劑可為干式或濕式(濕式的溶劑可以為水或任何有機(jī)溶劑)。
如圖2B所示，當(dāng)光致抗蝕劑膜2干燥之后，將設(shè)計(jì)繪制于光具3上的圖案31轉(zhuǎn)寫至光致抗蝕劑膜2上。
如圖2C所示，對(duì)光致抗蝕劑膜2進(jìn)行曝光的程序，光致抗蝕劑膜2形成硬化區(qū)21和可溶解區(qū)22兩部分。
如圖2D所示，接著對(duì)光致抗蝕劑膜2進(jìn)行顯影的程序，其中不要的光致抗蝕劑膜部分可溶解區(qū)22會(huì)在顯影后被沖洗掉，而裸露出金屬基板1的基材23。硬化區(qū)21的部分會(huì)留下凸出的圓柱。
圖3A、3B和3C為對(duì)基板進(jìn)行電沉積的示意圖。
如圖3A所示，將金屬基板1連接電源，進(jìn)行電沉積的程序。有光致抗蝕劑膜2的硬化區(qū)21處無(wú)法沉積，裸露處則有沉積金屬層41形成。
如圖3B所示，當(dāng)沉積金屬層41的厚度大于光致抗蝕劑膜2的硬化區(qū)21時(shí)，在光致抗蝕劑膜2的硬化區(qū)21的邊緣開始有金屬沉積，使得沉積金屬層41的孔洞逐漸變小。
如圖3C所示，如果電沉積的程序持續(xù)進(jìn)行，光致抗蝕劑膜2的硬化區(qū)21將完全被覆蓋，得到無(wú)孔洞的沉積金屬層41。也就是說(shuō)，可以藉由沉積時(shí)間的長(zhǎng)短控制沉積金屬層41上的孔洞尺寸。
當(dāng)沉積金屬層41成長(zhǎng)到40μm厚度時(shí)，如圖3B所示。將沉積金屬層41從金屬基板1上剝離，即可得到如圖4所示的金屬薄膜4，金屬薄膜4上的凹洞42為穿透部分。將金屬薄膜4貼合于金屬板51上，成為可安裝在模具中的模芯，如圖5所示。
如圖6所示，將該模芯貼合于模具6上。貼合方法包含邊緣夾持、底部真空吸附、粘貼等方法固定于模具上。模具6包括上模61、下模62、模穴63、澆口64、以及注料口65。成型時(shí)于注料口65注入光學(xué)塑料材料經(jīng)過(guò)澆口64至模穴63，等于冷卻后脫離模具6得到所需的板狀光學(xué)元件。板狀光學(xué)元件成型方式包含射出成型、鑄造法、熱壓法、轉(zhuǎn)注成型法。
金屬薄膜4的表面可另行做鍍膜處理，以增加表面硬度。
如圖7所示，成型后的導(dǎo)光元件7的表面具有突出雙重圓柱體71，雙重圓柱體71直徑100μm，為成型時(shí)金屬薄膜4的凹洞42所轉(zhuǎn)寫成型，雙重圓柱體71具有反射光線至出射面72的效果。
以上雖已結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明的制造方法，但其僅為一種例示，并不因此限定本發(fā)明的范圍，只要不脫離本發(fā)明的要旨，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可進(jìn)行各種變形或變更。
權(quán)利要求
1.一種板狀光學(xué)元件的制造方法，包括下列步驟(1)準(zhǔn)備一金屬基板；(2)在該金屬基板上涂布光致抗蝕劑，待涂布好光致抗蝕劑之后，直接進(jìn)行曝光及顯影，在該金屬基板上形成具有光學(xué)效果的形狀；(3)對(duì)該金屬基板進(jìn)行電沉積制造工藝，在該金屬基板上形成一金屬沉積層；(4)將該金屬沉積層與該金屬基板分離，得到一金屬薄膜；(5)以該金屬薄膜為母模固定于模具中，再注入光學(xué)塑料材料，轉(zhuǎn)注成型，得到所需的板狀光學(xué)元件。
2.如權(quán)利要求1所述的板狀光學(xué)元件的制造方法，其中該光致抗蝕劑為干式。
3.如權(quán)利要求1所述的板狀光學(xué)元件的制造方法，其中該光致抗蝕劑為濕式。
4.如權(quán)利要求1所述的板狀光學(xué)元件的制造方法，其中該金屬薄膜的材質(zhì)為鎳。
5.如權(quán)利要求1所述的板狀光學(xué)元件的制造方法，其中該金屬薄膜的材質(zhì)為鎳合金。
6.如權(quán)利要求1所述的板狀光學(xué)元件的制造方法，其中該金屬薄膜經(jīng)過(guò)至少一次轉(zhuǎn)寫復(fù)制成新母模。
7.如權(quán)利要求1所述的板狀光學(xué)元件的制造方法，其中該金屬薄膜經(jīng)過(guò)至少一次電鑄復(fù)制成新母模。
8.如權(quán)利要求1所述的板狀光學(xué)元件的制造方法，其中該金屬薄膜藉由沉積時(shí)間的長(zhǎng)短控制該金屬沉積層上的孔洞尺寸。
9.如權(quán)利要求1所述的板狀光學(xué)元件的制造方法，其中該金屬薄膜還經(jīng)過(guò)鍍膜處理，增加表面硬度。
10.一種由如權(quán)利要求1所述的方法制成的板狀光學(xué)元件。
全文摘要
一種板狀光學(xué)元件的制造方法,使用一金屬薄膜做為成型模具的模芯,該金屬薄膜的制造步驟首先備置一金屬基板,并在其表面上涂布光致抗蝕劑,接著對(duì)該金屬基板進(jìn)行曝光與顯影,且將具有光學(xué)效果的形狀圖案轉(zhuǎn)印于該金屬基板上,然后對(duì)該金屬基板進(jìn)行電沉積,再將沉積后的金屬層剝離而得到一金屬薄膜,最后以該金屬薄膜做為模芯,將光學(xué)塑料材料注入模具,即可得到所需的板狀光學(xué)元件。
文檔編號(hào)G02B3/08GK1369717SQ0110455
公開日2002年9月18日 申請(qǐng)日期2001年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
發(fā)明者謝景文, 劉明達(dá), 侯仕騎 申請(qǐng)人:中強(qiáng)光電股份有限公司