[实用新型]一种内表面具有微凸结构阵列的反射元件

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械制造及光学元器件制造领域，具体涉及一种内表面具有微凸结构阵列的反射元件。

背景技术

表面微结构在微电子、光学和生物学等领域有着广泛的应用前景，在光电领域、针对发光光源，特别是发光二极管(LED)的发光特点，通过在反射元件内表面构建具有特殊微观几何形状的有序微结构阵列，能提高照明、显示质量，获得更多特殊性照明、显示要求。目前已经发展出了多种表面微结构的制造方法，例如光刻技术、电子束刻蚀技术和微机械加工、纳米压印、LIGA技术和热压印等。然而这些制造方法大都因为加工难度大、成本高等缺点无法实现大面积表面微结构的精密制造。而在内表面制造大面积有序微结构阵列更是一项巨大的挑战。对于光学反射元件这类使用广泛的光学元器件，更需要一种实现低成本、精度高、工艺简单、生产效率高的内表面微结构大面积制造技术。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种内表面具有微凸结构阵列的反射元件。

本实用新型克服现有制造微结构、特别是内表面微结构方法存在的缺陷，提供了一种新型内表面微结构制造方法，具有微结构复制比高，尺寸精密，制造工艺简单等优点，易于实现工业化生产。

本实用新型采用如下技术方案：

一种内表面具有微凸结构阵列的反射元件的制造方法，包括如下步骤：

S1采用凸版热压印涂层制备具有微凹结构的柔性转印胶膜步骤

S2采用密封抽气负压吸附修饰阳模曲表面步骤；

S3热塑性或热固性胶料的微注射成型步骤；

S4脱模、超声波清洗及内表面真空镀铝步骤。

所述采用凸版热压印涂层制备具有微凹结构的柔性转印胶膜步骤具体包括：

S1.1在薄膜基材上涂覆热固性材料，涂覆厚度≥140％×凸版印模浮雕结构高度尺寸；

S1.2对涂覆后的热固性湿膜，通过阶梯递进式固化曲线进行热风烘干达到半固化状态；

S1.3对半固化状态的热固性湿膜进行高温处理，温度为热固性材料固化温度的110％～120％；

S1.4对高温处理后的涂层进行凸版热压印，将凸版印模匀速下压后脱模，得到具有微凹结构的柔性转印胶膜。

所述采用密封抽气负压吸附修饰阳模曲表面步骤具体包括：

S2.1将上述得到的微凹结构的柔性转印胶膜，覆在阳模上，阳模边缘用固定框架密封，并用抽气装置对密封区域进行抽气，产生负压使得微凹结构的柔性转印胶膜紧密贴合于阳模的各个凸模上，将抽气干路关闭维持负压贴合状态，得到凸模阵列曲表面修饰后的阳模，所述阳模表面分布凸模阵列，每个凸模内开有抽气微通道支路；

S2.2对贴合后的柔性转印胶膜的微凹阵列表面喷涂脱模剂。

所述热塑性或热固性胶料的微注射成型步骤，包括：

将经表面修饰后的阳模与空腔模匹配固定，作为微注塑成型模具，当采用热塑性材料时，微注射过程为将熔融的胶料从注射口加压注射填充模具腔体，冷却成型；当采用热固性材料时，微注射过程为将液态胶料从注射口加压注射填充模具腔体，并升温加热至固化温度，固化成型。

所述脱模、超声波清洗及内表面真空镀铝步骤，包括：

S4.1当胶料冷却成型或固化成型后，将空腔模与经表面修饰后的阳模分开，并打开抽气干路，气体进入到柔性转印胶膜与凸模阵列表面的阳模之间，将两者分离，柔性转印胶膜连同待成型器件一同取出；

S4.2待成型器件空冷至室温保持一段时间后，将柔性转印胶膜从成型器件内表面剥离，随后对成型器件进行超声波清洗，采用真空镀铝工艺在成型器件内表面镀上铝膜形成反射面，即可制成具有内表面微凸结构阵列的反射元件。

所述薄膜基材是聚四氟乙烯、聚酯、聚三氟氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺或聚醚酰亚胺，所述热固性材料为有机硅树脂，所述凸版印模浮雕结构为椎体或台体，椎体包括圆锥、棱锥，台体包括圆台、棱台，凸版印模浮雕结构底面最小外接圆直径为2.5μm，椎体或台体的高度为3μm。

所述阶梯递进式固化曲线包括预热保温阶梯曲线和半固化保温阶梯曲线。

所述热塑性材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛树脂或聚乙烯，所述热固性材料为聚二甲基硅氧烷。

一种内表面具有微凸结构阵列的反射元件，所述微凸结构为椎体或台体，椎体包括圆锥、棱锥，台体包括圆台、棱台，微凸结构底面最小外接圆直径≤2.5μm，微凸结构的高度≤3μm。