[发明专利]一体成型的树脂匀光元件及其制造方法

说明书

一种一体成型的树脂匀光元件及其制造方法。该制造方法包括步骤：A、布置预设量的光固化型液态树脂材料于至少一支撑平面；B、相对减小一模具与该支撑平面之间的间距直至达到预设距离，其中该模具具有一用于形成该匀光元件的一微透镜层的至少一微结构面，其中该树脂材料位于该微结构面与该支撑平面之间，在该预设距离，液态的该树脂材料在该微结构面与该支撑平面之间扩散并具有一定的扩散面积，其中该模具的该微结构面在该树脂材料的表面压印形成该微透镜层；以及C、对液态的该树脂材料进行光固化处理，以得到光固化后的该树脂材料为该匀光元件。该匀光元件一体成型，不会出现脱层现象，且在制造工艺上，无需高温注塑和冷却成型。

技术领域

本发明涉及光学领域，进一步涉及一一体成型的树脂匀光元件及其制造方法。

背景技术

匀光元件如匀光片（Diffuser）等，主要用于将光源发出的光束进行调制，以在所需的视场角范围内形成特定的均匀的光场。目前，匀光元件普遍应用于摄像模组如TOF摄像模组、深度相机、3D成像、人脸识别、智能家居、机器人、无人机、AR/VR以及自动驾驶等电子产品领域。

现有的匀光元件主要有两种，如图1A所示为现有技术的第一种匀光元件100A的结构示意图，该匀光元件100A包括多层布置的一玻璃基底10A、一增粘层20A以及一微透镜层30A，其中该增粘层20A被设置于该玻璃基底10A的表面，通过纳米压印的方法在该增粘层20A的表面压印一层具有微纳米结构的树脂层以形成该微透镜层30A，即该微透镜层30A为树脂材料。由于树脂材料与玻璃材料并非同类物质材料，存在两层物质材料之间的结合力不稳定的问题，易导致该微透镜层30A出现脱落的现象，从而影响光学性能。例如，在电子产品做冷热冲击实验后，该匀光元件100A会出现一定概率的脱层现象，从而影响电子产品的性能。另外，由于该玻璃基底10A的玻璃材质易碎的特点，在某些特定的应用场景中，为保护人眼的安全，该电子产品中需增加对该匀光元件100A的玻璃碎裂进行检测的传感器，导致该电子产品的成本增加。

如图1B所示为现有技术的第二种匀光元件100B的结构示意图，该匀光元件100B采用传统的注塑工艺，在高温树脂材料基底10B的表面一体成型一微透镜层20B。通常情况下，该匀光元件100B采用热塑性材料作为注塑原料，如熔融态树脂材料，其中该熔融态树脂材料在一具有表面微结构的模具中流动，然后冷却成型所述该匀光元件100B。然而，由于该熔融态树脂材料的流动性较差，并在该模具中的流动过程中，温度逐渐下降，该熔融态树脂材料逐渐固化，导致该匀光元件100B成型困难，特别对于较大尺寸的该匀光元件100B，由于该熔融态树脂材料的流动距离的增长，导致较大尺寸的该匀光元件100B更加难以成型。另外，由于该模具的表面微结构中具有一些特定尺寸的孔洞，在注塑过程中，该孔洞中易残留空气，导致注塑困难度增加，复制能力较差，特别对于注塑成型结构越精细的该匀光元件100B时，注塑过程越困难，复制能力越差。此外，在该匀光元件100B的注塑过程中，该熔融态树脂材料在冷却过程中易存在收缩和收缩的不均匀性，在冷却固化过程中，因压力不足而导致无法保持预设的型态，冷却后的型态与设计型态的差距较大等现象，从而影响该匀光元件100B的光学性能，使得应用该匀光元件100B的电子产品无法得到预期的性能。

此外，传统的该匀光元件，在常见的所述电子产品所必须通过的可靠性测试如冷热冲击、回流焊、高温高湿以及跌落测试等后，该匀光元件易出现材料变黄，透过率差，材料粉化易碎，光学性能发生较大变化等现象。

发明内容

本发明的一个优势在于提供一一体成型的树脂匀光元件及其制造方法，其采用压印方式制造所述匀光元件，并不需要高温注塑和冷却成型，能耗更低，可靠性更高。

本发明的另一个优势在于提供一一体成型的树脂匀光元件及其制造方法，其中所述匀光元件一体成型，不会出现脱层现象，而且所述匀光元件为树脂材料，韧性较好，不易碎裂，无需在应用所述匀光元件的电子产品如摄像模组中设置检测碎裂的传感器，降低了所述电子产品的成本。