[发明专利]树脂型DOE及其制造方法和制造设备

说明书

一种树脂型DOE及其制造方法和制造设备。该树脂型DOE的制造方法包括步骤：将液态树脂材料置于一制造设备的一第一模具的一第一压印面和/或一第二模具的一第二压印面；通过合模地操作该制造设备的该第一模具和/或该第二模具，对该液态树脂材料进行压印，使得该液态树脂材料被挤压以在该第一模具的该第一压印面和该第二模具的该第二压印面之间的空间内填充地扩散；对该液态树脂材料进行固化操作，以使该液态树脂材料在固化后形成具有一体成型式结构的树脂型DOE；以及通过开模地操作该制造设备的该第一模具和/或该第二模具，取出该树脂型DOE以作为DOE成品，从而彻底解决了现有DOE产品中玻璃基底与树脂层微纳结构的脱层问题。

技术领域

本发明涉及DOE技术领域，尤其是涉及一种树脂型DOE及其制造方法和制造设备。

背景技术

众所皆知，现今DOE(衍射光学元件)适用于扩增实境、混合实境、虚拟实境，以及车用、消费性电子和商业应用中的光学感测元件。现有的DOE的制造方法一般是通过纳米压印的方法，在玻璃基底表面压印一层带有微纳结构的树脂层；或者是利用传统注塑工艺，以热塑型材料作为原料，注塑一体成型。

例如，如图1A所示，为在玻璃上通过纳米压印形成树脂层微纳结构，其中在玻璃基底11P压印形成树脂层微透镜12P，其中该玻璃基底11P和该树脂层微透镜12P之间具有一增粘层13P。然而，该技术存在一些缺点，由于该玻璃基底11P和该树脂层微透镜12P是非同类物质，存在两层物质的结合力不稳定，导致该树脂层微透镜12P可能出现脱落，影响光学性能。虽然现有技术中采用该增粘层13P来增强该玻璃基底11P和该树脂层微透镜12P之间粘接牢靠性，但在常见的电子消费品所必须的冷热冲击实验后，会发现仍存在一定概率的两层物质脱层现象。此外，由于玻璃易碎的特点，考虑到一些应用场景的人眼安全风险，需要能够对玻璃碎裂加以识别，增加相应的传感器，因此在模组端和终端产品的成本将大大增加。

如图1B所示，为利用传统注塑工艺，以热塑性材料为原料，注塑一体成型地形成高温非玻璃材料基底21P和微纳结构22P。该技术的最大缺点是热塑性材料的流动性差，导致对于微纳结构22P的复制存在较大的问题，并且结构越精细，注塑就越困难，复制能力也就越差。此外，注塑微纳结构的技术也具有以下问题：熔融状态下的热塑性材料在模具中流动时温度逐渐下降，导致成型困难；模具表面微结构中，尤其是深孔中往往有残留空气；冷却过程中的收缩和收缩的不均匀性；冷却固化过程中保型压力不足；材料在高温成型后，冷却后的形貌与设计差距较大，对于前端二维结构的模具结构设计补偿较容易，而对前端三维形貌的模具结构设计补偿存在较大困难。

综上，现有的DOE制造方法造成材料的稳定性差，无法通过常见的电子消费品所必须通过的可靠性测试，常常出现较大的问题，例如在回流焊、高温高湿、跌落测试等可靠性测试后，容易出现材料黄变后透过率差，材料粉化易碎，光学性能发生较大变化等。

发明内容

本发明的一优势在于提供一树脂型DOE及其制造方法和制造设备，其能够通过一体式纳米压印，来解决物质脱层现象。换言之，本发明彻底解决了现有DOE产品中玻璃基底与树脂层微纳结构的脱层问题。

本发明的另一优势在于其提供一树脂型DOE及其制造方法和制造设备，其中，在本发明的一实施例中，由于压印DOE的材料本身为一体性的树脂材料，故所述树脂型DOE具有韧性较好，不易碎裂等优点。

本发明的另一优势在于其提供一树脂型DOE及其制造方法和制造设备，其中，在本发明的一实施例中，通过纳米压印的方式，能够实现微纳结构的复制，且结构还原能力强。

本发明的另一优势在于其提供一树脂型DOE及其制造方法和制造设备，其中，在本发明的一实施例中，所述树脂型DOE的制造设备在压印过程中没有使用高温，这样产生的热膨胀小，与结构设计的差异较小。进一步地说，所述树脂型DOE的制造设备没有使用高温，制造过程中能耗低。