[发明专利]一种柱镜光栅的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光栅制作领域，尤其涉及一种柱镜光栅的制作方法。

背景技术

目前柱镜光栅的生产工艺日趋成熟和多样，尤其是采用UV固化胶(紫外光照射固化胶)制作柱镜光栅的工艺越来越受到关注和发展。UV固化胶是由预聚物，活性单体，光引发剂等主成分配以稳定剂、流平剂等助剂组成。其在适当波长的UV光照射下，光引发剂迅速生成自由基或离子，引发预聚物和活性单体聚合交联成固化膜。由于其加工简单，固化速度快，生产效率高，固化膜透光率高，收缩率低，加工精度高，容易加工成膜材且方便运输等优点而得到广泛的应用。

下面阐述现有的一种柱镜光栅的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：在模具上涂布UV固化胶。将UV固化胶涂布于柱状微凹形阵列模具上，在UV固化胶上面覆盖一层PET(聚苯二甲酸乙二醇酯)或PP(聚丙烯)等柔性基底材料，通过调整好间距的辊压机或覆膜机滚压平整，多余胶量被挤出；也可以将UV固化胶涂布后经过间距合适的UV辊涂机使UV固化胶自然流平。涂布完成后的结构图如图1所示，其中附图标记1为柱状微凹形阵列模具；附图标记2为隔离膜(这是为了更加容易从模具上剥离柱镜光栅，不是必须的)；附图标记3为UV固化胶；附图标记4为基底材料。

步骤二：紫外光固化。将涂布完成的微凹形阵列模具放置在无氧环镜中，如氮气环镜等，用紫外灯照射使UV固化胶固化。固化后的结构如图2所示。

步骤三：剥离。可以人工剥离也可以机械剥离得到柱镜光栅。剥离后的结构如图3所示。

由于上述现有的柱镜光栅制作方法使用的模具通常为金属模具，将铜锌合金，铸铁等做基材，置于超高精度的机器上，用金刚石刀具对基材表面进行切割成柱形图案或用制作好的金刚石磨盘把基材表面打磨成柱形结构，该过程需多次更换刀具/磨盘和多次测试、调整走刀/磨盘精度，因此，金属模具的制作工艺非常复杂，制作成本高，制作时间长，模具精度不易控制而且只能加工凹形阵列模具，对凸形阵列模具无法加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的柱镜光栅的制作方法，该方法可以降低对模具加工的要求，减少模具制作时间，极大的降低生产成本。

为实现本发明的目的，提供一种柱镜光栅的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：将等直径的圆柱形条状物平行的粘附于一平面基材上；

步骤2：在所述平面基材具有圆柱形条状物的一面涂UV胶，并于该UV胶上覆盖透明薄膜层；

步骤3：在所述薄膜层的上面覆盖掩膜后进行紫外光照射，所述掩膜包括交替形成的条形的透光区和非透光区，所述掩膜透光区的中心线与所述圆柱形条状物的中心轴对准，即两者位于同一垂直平面内；照射紫外光后对应于透光区的UV胶发生固化并形成柱镜；

步骤4：取下掩膜并揭下所述薄膜层得到光栅半成品，所述光栅半成品包括薄膜层及薄膜层上间隔排列的柱镜；

步骤5：取粘附有圆柱形条状物的平面基材，在具有圆柱形条状物的一面涂UV胶，将所述光栅半成品放置到所述UV胶上，且没有柱镜的一面朝上，再在所述光栅半成品上方放置所述掩膜后进行UV照射，其中，所述光栅半成品的柱镜中心线与掩膜的非透光区的中心线及圆柱形条状物的间距的中心线位置对准，即三者位于同一垂直平面内；

步骤6：取下掩膜并揭下所述薄膜层得到光栅。

所述圆柱形条状物可以为金属材料。

所述圆柱形条状物可以为非金属材料。

所述薄膜层可以是PET、PP、PC等透明柔性基材。

所述平面基材可以是金属板、玻璃板或石英板。

本发明的上述制作方法，使得在制作光栅过程中，降低对模具加工的要求，极大的减少生产成本。

附图说明

图1为现有技术中在模具上涂布UV固化胶后的结构示意图；

图2为现有技术中紫外固化UV固化胶后的结构示意图；

图3为现有技术中剥离柱镜光栅示意图；

图4为本发明制作工艺中将等直径的圆柱形金属平行的粘附在平面基材上的结构示意图；

图5为本发明制作工艺中在所述平面基材具有金属丝的一面涂UV胶后的结构示意图；

图6为本发明制作工艺中覆盖了掩膜后的结构示意图；

图7为本发明制作工艺中紫外线照射示意图；

图8为本发明制作过程当中的光栅半成品示意图；

图9为本发明制作工艺中利用光栅半成品制作光栅的示意图；

图10为金属丝半径及间距与要制作的光栅的拱宽和拱高示意图

图11为理论计算示意图。

具体实施方式