光學微結構平板以及製作光學微結構構件的模板的製作方法
2023-05-21 16:53:46
專利名稱：光學微結構平板以及製作光學微結構構件的模板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光學微結構平板及製作光學微結構構件所使用的模板， 特別是涉及一種同時具有周期性對準記號與通用對準記號的光學微結構平 板及製作該光學微結構構件所使用的模板。
背景技術：
許多光學系統需使用多重光學構件。上述所需的多重光學構件包括多重 折射構件、多重繞射構件及折射/繞射混成構件。隨著廣泛用於各種用途的光 學組件需求增加，有效地製作光學組件的工藝能力亦隨之增加。因此，大量 的生產模式在製造集成的多重光學構件時，使多重光學構件精確對準的需求 亦隨之增加。尤其是，在將不止一種光學構件集成化時，上述的對準需求變 得格外關鍵。當製作光學構件例如透鏡板時，光學構件基板與透鏡模板(mold)之間的 對準亦很重要。更有甚者，在以傳統的方式製作微透鏡陣列基板的過程中， 在點配膠體(glue dispense)步驟後，將基板壓置於填以環氧樹脂膠體的透鏡模 板上，以形成微透鏡陣列。請參閱圖la，當環氧樹脂膠體30填充於透鏡模 板10的凹面40內的量不足時，會有氣泡50生成，導致微透鏡陣列的光學 性質劣化。另一方面，請參閱圖lb，當所填充環氧樹脂膠體30的量過多時， 導致膠體溢流60出透鏡模板10的凹面40，如圖lb所示。有鑑於此，業界亟需一種光學微結構平板，以改善模造光學構件與其它 光學微結構平板之間的對位問題，以及提供一種光學構件模板，以解決上述 現有技術所存在的問題。發明內容本發明的目的在於提供一種光學微結構平板，該光學微結構平板同時具 有周期性對準記號與通用對準記號，以改善模造光學構件與其它光學微結構平板之間的對位問題。本發明的另一目的在於提供一種用於製作光學微結構構件的模板，避免 了光學微結構構件表面下陷以及在壓置過程中產生氣泡。為實現上述目的，本發明的一方面在於提供一種光學微結構平板，其包 括一基板，形成於該基板上的光學微結構構件，設置於該基板上的周期性對 準記號，以做為利用一模板製作該光學微結構構件時的對準依據，以及設置 於該基板上的通用對準記號，做為將該光學微結構平板結合於另一平板上時 的對準依據。此光學微結構平板可改善模造光學構件與其它光學微結構平板 之間的對位問題。本發明的另一方面在於提供一種用以製作該光學微結構構件的模板，其 包括一基板，設置於該模板基板內的凹面。設置於該凹面周圍的脫模子，以 及鄰近於該脫模子的緩衝區設置應注意的是，所述脫模子的作用可使氣泡或 過量膠體更容易導入該緩衝區。
圖la和圖lb為傳統製作微透鏡陣列基板的缺點的示意圖； 圖2為根據本發明實施例的光學微結構平板的示意圖； 圖3為圖2中標記3所示區域的局部放大示意圖； 圖4為圖2中標記4所示區域的局部放大示意圖； 圖5為根據本發明實施例的透鏡模板150的示意圖；圖6為圖5中標記6所示區域的局部放大示意圖；圖7為根據本發明實施例已結合的光學微結構平板的示意圖；圖8a-8c為根據本發明實施例製作用於光學微結構構件的模板的各階段步驟的剖面示意圖；以及圖9a-9c為根據本發明實施例將光學微結構構件製作於一平板上的各階段步驟的剖面示意圖。其中，附圖標記說明如下10 透鏡模板；20~平板；30 環氧樹脂膠體；40 凹面；50~氣泡；60~ 膠體溢流；100 光學微結構平板；101~基板；110 周期性對準記號；120~ 光學微結構構件；130 通用對準記號；140 對準記號；150 透鏡模板；160~凹面；200 基板；210 壓入區域；220 緩衝區；230 凹面；240 脫模子；250 模板；300 透鏡成型材料；310 光學微結構構件；320 平板。
具體實施方式
為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施 例，並配合所附示圖，進行詳細說明。以下通過各實施例詳細說明並伴隨著附圖進行說明的示例，僅做為本發 明的參考依據。在附圖或說明書的描述中，相似或相同的部分皆使用相同的 標記。且在附圖中，實施例中的各組件的形狀或是厚度可擴大，並且可以簡 單的方式示出。而且，附圖中各組件的部分將分別進行描述說明，值得注意 的是，圖中未繪示或描述的組件，為所屬技術領域技術人員所公知的形式， 另外，特定的實施例僅用於說明本發明使用的特定方式，而並非用以限定本 發明。圖2為根據本發明實施例的光學微結構平板100的示意圖。光學微結構 平板100包括多個光學微結構構件120，該構件120以陣列的形式配置於一 基板101上。圖3示出了圖2中標記3所示出的一個光學微結構構件120的 局部區域放大示意圖。在圖3中，光學微結構平板100具有多個周期性對準 記號110，該對準記號110提供利用模板製作光學微結構構件120時的對準 依據。光學微結構構件120例如是濾光鏡、繞射構件、透鏡或光柵，它們可 利用一模板(例如透鏡模板)製作。應注意的是，周期性對準記號110的形狀 可以是三角形、方形、多邊形、十字形、圓形或鋸齒形。請參閱圖4，當將光學微結構平板100結合至另一光學平板例如光學微 結構平板或承載基板時，為了使它們能精確地對準，基板上還設置有多個通 用對準記號130。圖5為根據本發明實施例的透鏡模板150的示意圖。圖6為圖5中標記 6所示區域的局部放大示意圖。透鏡模板150具有多個對準記號140，對應 該光學微結構平板100上的周期性對準記號110。透鏡模板150亦包括一凹 面160，用以形成光學微結構構件120於光學微結構平板100之上。圖7為根據本發明實施例的結合至另一光學平板的光學微結構平板100 的示意圖。各個光學平板上均具有通用對準記號130於其上，較佳者為配置於其外側邊緣區域，使得所有的光學平板皆精確地對準，同時使得位於其上個別的光學構件皆能同時地對準。應注意的是，通用對準記號130的形狀可 以是三角形、方形、多邊形、十字形、圓形或鋸齒形。根據本發明的實施例， 一種利用模板製作光學微結構構件的方法包括提 供一基板200。上述光學微結構構件例如是濾光鏡、繞射構件、透鏡或光柵。 接著，將基板200的一部分移除以形成一壓入區域210，如圖8a所示。適用 於基板200的材質包括玻璃、陶瓷或塑料。壓入區域210可利用機械加工法、 幹蝕刻法或溼蝕刻法形成。請參閱圖8b，具有移除部分的基板200位於壓入區域210的外圍位置， 以形成緩衝區220。接著，請參閱圖8c，具有移除部分的基板200已形成一 凹面230和一脫模子240。脫模子240設置於凹面230周圍，且緩衝區220 鄰近於該脫模子240，由此完成模板250的製作。應注意的是，凹面230為 一形狀形成工具，它能使透鏡成型材料，例如環氧樹脂、矽膠或熱塑性高分 子材料填入其中並固化後，易於形成特定的形狀。再者，緩衝區220具有收 集或儲存的結構，在光學微結構構件的形成過程中，可收容過量的透鏡成型 材料。另一作用是，脫模子240設置於凹面230和緩衝區220之間，有助於 避免形成氣泡。脫模子240的輪廓形狀可為四邊形、梯形或鋸齒形。圖9a-9c為根據本發明實施例將光學微結構構件製作於一平板上的各階 段步驟的剖面示意圖。請參閱圖9a， 一透鏡成型材料300點注於圖8c所示模板250的凹面230 內。透鏡成型材料包括環氧樹脂、矽膠或熱塑性高分子材料。接著，將一平 板320壓置於模板250上，使得透鏡成型材料300填入凹面230內，並定型 於平板320和模板250之間。在此之中，過量的透鏡成型材料會流入緩衝區 220，以避免光學微結構構件表面下陷，並避免在壓置過程中產生氣泡。接 著，利用紫外光(UV)照射透鏡成型材料，或將其置於熱處理設備中，使其 固化並形成光學微結構構件310。接著，將模板250移開，從而使光學微結 構構件310留置於平板320上。因此，本發明的實施例所提供的模板的優點在於，可允許過量的透鏡成 型材料點注於模板內，而不會產生使光學微結構構件表面下陷或氣泡產生的 風險。本發明雖以較佳實施例進行說明，然其並非用以限定本發明的範圍，任 何所屬技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可做 些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當以後附的權利要求所要求保護 的範圍為準。
權利要求
1. 一種光學微結構平板，包括一基板；形成於該基板上的光學微結構構件；設置於該基板上的周期性對準記號，該周期性對準記號做為利用一模板製作該光學微結構構件時的對準依據；以及設置於該基板上的通用對準記號，該通用對準記號做為將該光學微結構平板結合於另一平板上時的對準依據。
2. 如權利要求1所述的光學微結構平板，其中該光學微結構構件是一濾 光鏡、 一繞射構件、 一透鏡或一光柵。
3. 如權利要求1所述的光學微結構平板，其中該周期性對準記號或該通 用對準記號為三角形、方形、多邊形、十字形、圓形或鋸齒形。
4. 如權利要求1所述的光學微結構平板，其中所述模板用於製作該光學 微結構構件，且包括設置於所述模板的基板內的凹面； 設置於該凹面周圍的脫模子；以及 鄰近該脫模子的緩衝區。
5. —種用於製作光學微結構構件的模板，包括 一基板；設置於該基板內的凹面； 設置於該凹面周圍的脫模子；以及 鄰近該脫模子的緩衝區。
6. 如權利要求5所述的用於製作光學微結構構件的模板，其中該脫模子 的輪廓為四邊形、梯形或鋸齒形。
7. 如權利要求5所述的用於製作光學微結構構件的模板，其中所述光學 微結構構件是一濾光鏡、 一繞射構件、 一透鏡或一光柵。
全文摘要
本發明提供一種光學微結構平板以及用於製作光學微結構構件的模板。上述光學微結構平板包括一基板，形成於該基板上的光學微結構構件，設置於該基板上的周期性對準記號，以做為以一模板製作該光學微結構構件時的對準依據，以及設置於該基板上的通用對準記號，做為將該光學微結構平板結合於另一平板上時的對準依據。本發明還提供了用以製作該光學微結構構件的模板，其包括一基板，設置於該模板的基板內的凹面，設置於該凹面周圍的脫模子，以及鄰近該脫模子的緩衝區。本發明的有益效果在於改善了模造光學構件與其它光學微結構平板之間的對位問題，並且避免了光學微結構構件表面下陷以及在壓置過程中產生氣泡。
文檔編號G02B5/18GK101266306SQ20071013600
公開日2008年9月17日 申請日期2007年7月10日 優先權日2007年3月13日
發明者張家揚, 李孝文, 郭升鑫, 陳騰盛 申請人:採鈺科技股份有限公司