一种用于制备led光学透镜中使用的模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及透镜制备工艺，尤其涉及一种用于制备LED光学透镜中使用的模具。
【背景技术】
[0002]薄膜是采用特定的制备方法在基板表面上生长得到的一层薄固态物质，其具有表面能级大，粘附性强和改变光学性质等特点，广泛应用于电子电器，机械，印刷等行业。薄膜的制备方法按大类可分为物理气相沉积法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法以及电沉积法，其中溶胶凝胶法中的旋涂法属于高质量的薄膜制备方法，将表面具有微纳结构的基板作为母体，在旋涂工艺下便可以得到厚度均匀的微尺度功能结构薄膜。但无论是溶胶凝胶法或者其他方法，所得到的薄膜大多属于平面型，无法在非平面型产品例如新型曲面光学透镜上应用。相比于薄膜的微尺度功能结构，光学透镜的非平面结构属于宏观范畴，因此对薄膜宏观结构的改造以适应非平面型产品例如光学透镜显得尤为重要。然而，对薄膜的宏观改造还未引起科学工作者足够的重视，现阶段还缺乏有效的制备手段，从而导致微尺度曲面光学透镜的生产也受到一定的影响。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种用于制备LED光学透镜中使用的模具，所要解决的技术问题在于采用真空吸附原理，通过改变薄膜宏观结构形状，从而转印出一种LED光学透镜，这种LED光学透镜其表面具有微尺度结构。
[0004]本实用新型通过下述技术方案实现:
[0005]—种在制备LED光学透镜中使用的模具，所述模具包括用于吸附表面具有阵列微结构的薄膜2的吸附平台1，吸附平台I上表面分布有模腔阵列1-1，模腔阵列1-1的每个模腔通过真空吸附通道1-2相互连通；真空吸附通道1-2与真空栗连接；吸附平台的两侧设置有用于夹持表面具有阵列微结构的薄膜2的夹具3，
[0006]所述夹具3包括用于压紧表面具有阵列微结构的薄膜2边缘的压条3-1、以及设置在吸附平台I两侧的滑杆3-3，压条3-1通过连接部3-2与滑杆3-3连接，连接部3_2可在滑杆3-3上下运动。
[0007]所述连接部3-2上设置有调节螺栓3-4，用于调整连接部3-2在滑杆3_3上的固定位置。
[0008]所述模腔的内表面为曲面或者平面。
[0009]—种LED光学透镜的制备方法如下:
[0010](I)将分离膜覆盖于吸附平台I上；
[0011](2)在分离膜上表面喷涂离模剂后，将薄膜2覆盖在其上方，薄膜2的阵列微结构面朝上，接着去除吸附平台I与分离膜之间，以及分离膜与薄膜2之间的贴附气泡，然后在通过压条3-1压紧薄膜2的边缘使其固定；
[0012](3)启动真空栗，对模腔阵列1-1进行抽真空，分离膜及薄膜2被吸入模腔内并形成与模腔内表面相应的凹陷结构；
[0013](4)在薄膜2的凹陷结构内喷涂离模剂；
[0014](5)向凹陷结构内灌注胶体4 ；
[0015](6)在模具吸附平台I的上表面通过热压板压合胶体4 ;
[0016](7)胶体4固化后，经脱模便可得到所需形状的LED光学透镜。
[0017]所述步骤(3)模腔内真空度为-0.06?-0.0lMPa，保形时间为5?120s。
[0018]所述步骤(6)热压板温度为80?180 °C，热压时间为5?30min。
[0019]所述步骤(7)胶体4固化后先关闭真空吸附通道1-2的阀门，再关闭真空栗，最后缓慢开启真空吸附通道1-2的阀门使模腔内恢复常压。
[0020]所述薄膜2的阵列微结构中的单个微结构为凸起或凹陷的圆锥塔、圆柱、球体、立方体中的一种或多种组合。
[0021]所述薄膜2的阵列微结构是通过旋涂或者热压印工艺获得，固化后承受温度为150-300。。。
[0022]本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果:
[0023]通过本模具对表面具有阵列微结构的薄膜进行宏观结构改造，在不破坏其微尺度结构的前提下，将其应用于非平面结构产品如曲面LED光学透镜的制造上，具有工艺简单、成本低廉、广品品质尚、操作性强等优点。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型在制备LED光学透镜中使用的模具结构示意图；
[0025]图2为图1模具的一种横截面不意图；
[0026]图3为图1模具的另一种横截面示意图；
[0027]图4为表面具有阵列微结构的薄膜的其中一种结构示意图；
[0028]图5为本实用新型LED光学透镜制备流程图；
[0029]图6为采用图4所示的表面具有阵列微结构的薄膜，获得的LED光学透镜结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
[0031]实施例
[0032]如图所示。本实用新型一种在制备LED光学透镜中使用的模具，所述模具包括用于吸附表面具有阵列微结构的薄膜2的吸附平台1，吸附平台I上表面分布有模腔阵列1-1，模腔阵列1-1的每个模腔通过真空吸附通道1-2相互连通；真空吸附通道1-2与真空栗连接；吸附平台的两侧设置有用于夹持表面具有阵列微结构的薄膜2的夹具3，
[0033]所述夹具3包括用于压紧表面具有阵列微结构的薄膜2边缘的压条3-1、以及设置在吸附平台I两侧的滑杆3-3，压条3-1通过连接部3-2与滑杆3-3连接，连接部3_2可在滑杆3-3上下运动。
[0034]所述连接部3-2上设置有调节螺栓3-4，用于调整连接部3_2在滑杆3_3上的固定位置。
[0035]所述模腔的内表面为曲面或者平面。如，半球体、圆台体、圆锥体、四棱锥体和六棱锥体等，尺度为I?100mm。
[0036]模具可由不锈合金加工获得，吸附平台I上表面粗糙度范围为Ra0.012?0.8。
[0037]—种LED光学透镜的制备方法如下:
[0038](I)将分离膜覆盖于吸附平台I上；
[0039](2)在分离膜上表面喷涂离模剂后，将薄膜2覆盖在其上方，薄膜2的阵列微结构面朝上，接着去除吸附平台I与分离膜之间，以及分离膜与薄膜2之间的贴附气泡，然后在通过压条3-1压紧薄膜2的边缘使其固定；
[0040](3)启动真空栗，对模腔阵列1-1进行抽真空，分离膜及薄膜2被吸入模腔内并形成与模腔内表面相应的凹陷结构；
[0041](4)在薄膜2的凹陷结构内喷涂离模剂；目的在于可作为模板多次反复使用。
[0042](5)向凹陷结构内灌注胶体4 ;灌注量为0.1?500ml ;
[0043](6)在模具吸附平台I的上表面通过热压板压合胶体4 ;胶体4形成高度范围约在
0.5?50mm范围内，且约束于模腔内表面的凹陷结构。
[0044](7)胶体4固化后，经脱模便可得到所需形状的LED光学透镜。胶体4采用PS-7040硅胶制成，其中胶体配比为A胶:B胶=1:1，采用旋涂法在覆盖有微纳结构的蓝宝石衬底薄片转印出所需微结构，转速为810r/min，旋涂时间为60秒。
[0045]所述步骤(3)模腔内真空度为-0.06?-0.0lMPa，保形时间为5?120s。
[0046]所述步骤(6)热压板温度为80?180 °C，热压时间为5?30min。
[0047]所述步骤(7)胶体4固化后先关闭真空吸附通道1-2的阀门，再关闭真空栗，最后缓慢开启真空吸附通道1-2的阀门使模腔内恢复常压。缓慢开启真空吸附通道1-2的阀门为了防止压强突变造成薄膜2破损。
[0048]所述薄膜2的阵列微结构中的单个微结构为凸起或凹陷的圆锥塔、圆柱、球体、立方体中的一种或多种组合。
[0049]所述薄膜2的阵列微结构是通过旋涂或者热压印工艺获得，微结构尺度为1-100 μ m，固化后承受温度为150-300°c。
[0050]如上所述，便可较好地实现本实用新型。
[0051]本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于制备LED光学透镜中使用的模具，其特征在于:所述模具包括用于吸附表面具有阵列微结构的薄膜(2)的吸附平台(I)，吸附平台(I)上表面分布有模腔阵列(1-1)，模腔阵列(1-1)的每个模腔通过真空吸附通道(1-2)相互连通；真空吸附通道(1-2)与真空栗连接；吸附平台的两侧设置有用于夹持表面具有阵列微结构的薄膜(2)的夹具⑶。2.根据权利要求1所述用于制备LED光学透镜中使用的模具，其特征在于:所述夹具(3)包括用于压紧表面具有阵列微结构的薄膜(2)边缘的压条(3-1)、以及设置在吸附平台(I)两侧的滑杆(3-3)，压条(3-1)通过连接部(3-2)与滑杆(3-3)连接，连接部(3_2)可在滑杆(3-3)上下运动。3.根据权利要求2所述用于制备LED光学透镜中使用的模具，其特征在于:所述连接部(3-2)上设置有调节螺栓(3-4)，用于调整连接部(3-2)在滑杆(3-3)上的固定位置。4.根据权利要求1所述用于制备LED光学透镜中使用的模具，其特征在于:所述模腔的内表面为曲面或者平面。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于制备LED光学透镜中使用的模具。模具包括用于吸附表面具有阵列微结构的薄膜的吸附平台，吸附平台上表面分布有模腔阵列，模腔阵列的每个模腔通过真空吸附通道相互连通；首先将分离膜覆盖于吸附平台上；将薄膜覆盖在其上方，接着去除分离膜与薄膜的贴附气泡，然后在压紧薄膜的边缘使其固定；对模腔阵列进行抽真空，分离膜及薄膜被吸入模腔内并形成与模腔内表面相应的凹陷结构；在薄膜的凹陷结构内喷涂离模剂；向凹陷结构内灌注胶体；在模具吸附平台的上表面通过热压板压合胶体；胶体固化后，经脱模便可得到所需形状的LED光学透镜。本模具结构简单，操作性强，能够快速实现不同宏观结构的微尺度LED光学透镜的生产。
【IPC分类】B29L11/00, B29C39/26
【公开号】CN204725749
【申请号】CN201520095315
【发明人】陈永辉, 陈凯航, 吴宇璇, 蔡杨华, 林庆宏, 汤勇
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年2月10日