紫外光固化樹脂除氣制程與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液晶柱狀透鏡陣列量產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是針對微透鏡陣列元件的量產(chǎn)，涉及一種紫外光固化樹脂除氣制程與裝置，達到大幅節(jié)能、高度環(huán)保與高效經(jīng)濟的目的。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，為公知由紫外光固化樹脂所構(gòu)成的微透鏡陣列元件的示意圖。該紫外光固化樹脂所構(gòu)成的微透鏡陣列元件(Micro Lens Array Device Composed of UVCurable Resin) 10,是由一透明玻璃11、一 ITO透明電極層12與一微透鏡陣列13所構(gòu)成。該微透鏡陣列13，是由柱鏡(Cylindrical Lens)結(jié)構(gòu)、或透鏡結(jié)構(gòu)(未圖標(biāo))所構(gòu)成，一般是通過紫外光固化卷對面制程(UV Curable Roll-to-Plate Manufacturing Process)、或紫外光固化面對面制程(UV Curable Plate-to-Plate Manufacturing Process)，藉由液態(tài)樹脂的成型，將上述柱鏡、或透鏡結(jié)構(gòu)，裝置于該透明玻璃11與該ΙΤ0透明電極層12之上。
[0003]如圖2所示，為公知紫外光固化樹脂固化原理的示意圖(請參閱https://en.wikipedia.0rg/wiki/Photopolymer)。如眾所周知，紫外光固化樹脂主要是由單體(Monomer)、低聚物(Oligomer)、光引發(fā)劑(Photoinitiator)等材料所構(gòu)成。該紫外光固化樹脂的固化原理20，是對該液態(tài)紫外光固化樹脂，通過紫外線的照射，讓該光引發(fā)劑于吸收紫外光后，產(chǎn)生活性自由基(Free Radical)或陽離子(Cat1nic)，以引發(fā)單體雙鍵聚合(Polymerizat1n by Double Bond)、交聯(lián)(Crosslinking)和接支(Grafting)等化學(xué)反應(yīng)，使紫外光固化樹脂在數(shù)秒鐘內(nèi)，達到由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)的固化化學(xué)反應(yīng)。
[0004]由于，材料成份的組成與厚度、紫外光曝光條件、溫度、壓力、濕度等因素的影響，該紫外光固化樹脂的固化反應(yīng)，可能發(fā)生反應(yīng)不完全的現(xiàn)象、甚至引發(fā)聚合物裂解的現(xiàn)象，以致讓未參與反應(yīng)的光引發(fā)劑、單體、破損分裂的聚合物、與水分，殘留于已紫外光固化的樹脂內(nèi)。上述殘留物的成分比率，必須受受工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ASTM(American Society for Testingand Materials)所規(guī)范。另外，于液晶柱狀透鏡陣列的量產(chǎn)，由于存在配向液高溫烘烤的制程，該殘留物必須事先去除，否則會因高溫產(chǎn)生氣體釋放(Out-Gassing)的現(xiàn)象，使得被釋放得殘留物，污染配向液與更后段液晶滴下制程中的液晶材料。一般，主要是通過長時間高溫?zé)岷婵镜姆椒?，以達到去除紫外光固化樹脂內(nèi)殘留物的目的。
[0005]如圖3所示，為公知紫外光固化樹脂除氣制程的示意圖。該紫外光固化樹脂除氣制程30，主要包括有高溫烘烤制程31、氮氣除氧制程32、與氣體排放制程33。
[0006]該高溫烘烤制程31，主要是提供一適當(dāng)之溫度，于一般的大氣環(huán)境下，對紫外光固化樹脂進行適當(dāng)時間的熱烘烤制程。由于高溫下，物質(zhì)產(chǎn)生熱擾動現(xiàn)象，對于具小分子量的光引發(fā)劑、單體、破損分裂的聚合物、與水分等殘留物，藉由熱擾動，可由具大分子量聚合物的間隙中，逃逸至大氣中。另外，根據(jù)對該紫外光固化樹脂作熱重方析(TGA，thermalgravimetric analysis)，以取得該烘烤溫度與時間。
[0007]該氮氣除氧制程32是伴隨該高溫烘烤制程31，通過氮氣填充熱烘烤空間(無圖示)的方法，以排除熱烘烤空間中的氧氣，以防止產(chǎn)生黃化的現(xiàn)象。另外，氣體排放制程33，主要是將被釋放的殘留物與氮氣，從該熱烘烤空間中，排放于該熱烘烤空間外。
[0008]上述該公知紫外光固化樹脂除氣制程，基于量產(chǎn)性，需使用相當(dāng)大體積的熱烘烤空間，以進行長時間的高溫烘烤、大量的氮氣充填、與氣體排放。其中，長時間的高溫烘烤，會導(dǎo)致耗能、高成本的缺失；大量的氮氣充填，則導(dǎo)致高成本的缺失；而殘留物的排放，則導(dǎo)致環(huán)境大氣污染的缺失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明公開了一種紫外光固化樹脂除氣裝置與制程，主要是對由紫外光固化樹脂所構(gòu)成的微透鏡陣列元件，通過熱烘烤、分離與真空栗排氣等裝置，對該紫外光固化樹脂所構(gòu)成的微透鏡陣列元件提供高溫烘烤、真空排氣與殘留物回收等除氣制程，可從該微透鏡陣列元件中，移除該紫外光固化樹脂中殘留的小分子物質(zhì)，達到讓該微透鏡陣列元件完全定型的目的，并達到大幅節(jié)能、高度環(huán)保與高效經(jīng)濟的目的。
[0010]本發(fā)明的主要目的在于提供一種紫外光固化樹脂除氣裝置，包括:
[0011]烘烤單元(Unit)，用于烘烤紫外光固化樹脂并從中排出殘留物，然后將殘留物與環(huán)境氣體導(dǎo)入分離單元；該單元具有熱烘烤空間與第一排氣口，該熱烘烤空間內(nèi)設(shè)有由紫外光固化樹脂形成的微透鏡陣列元件，并通過第一排氣口與分離單元控制連通；
[0012]分離單元，用于從殘留物與環(huán)境氣體中分離出殘留物；該單元具有通過連接閥與第一排氣口連接的第二進氣口、通過連接閥與真空栗排氣單元連接的第二排氣口、殘留物回收容器以及通過連接閥與該殘留物回收容器連接的殘留物回收口，該殘留物經(jīng)分離單元分離后，通過殘留物回收口取出，并收集于該殘留物回收容器內(nèi)；
[0013]真空栗排氣單元，用于抽吸環(huán)境氣體與殘留物進入分離單元，以及排放環(huán)境氣體；包括真空栗，所述真空栗設(shè)置有第三進氣口和第三排氣口，所述第三進氣口通過連接閥與第二排氣口連接；所述第三排氣口用于排放環(huán)境氣體；
[0014]若干個連接閥，所述連接閥包括輸送管與設(shè)置在輸送管上的開關(guān)閥，其中輸送管分別用于烘烤單元與分離單元、分離單元與真空栗排氣單元以及殘留物回收口與殘留物回收容器的連接，開關(guān)閥用于控制輸送管的流通。
[0015]優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述分離單元選自冷凝器，所述殘留物經(jīng)冷卻液化后分離，通過殘留物回收口取出，并收集于該殘留物回收容器內(nèi)。
[0016]優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述分離單元選自過濾器，所述過濾器內(nèi)設(shè)置濾網(wǎng)，該濾網(wǎng)可容許環(huán)境氣體通過，并截留殘留物，并將該殘留物截留收集于該殘留物回收容器內(nèi)，所述環(huán)境氣體通過連接閥進入該真空栗排氣單元內(nèi)。
[0017]優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述微透鏡陣列元件，從上到下依次由透明玻璃、ΙΤ0透明電極層與微透鏡陣列所構(gòu)成。
[0018]優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述微透鏡陣列選自柱鏡結(jié)構(gòu)、或透鏡結(jié)構(gòu)。
[0019]優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述烘烤單元為熱烘烤箱。
[0020]本發(fā)明的另一目的在于一種紫外光固化樹脂除氣方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0021](1)在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下，對該紫外光固化樹脂所構(gòu)成的微透鏡陣列元件進行適當(dāng)時間的熱烘烤制程，通過熱擾動將紫外光固化樹脂中未參與反應(yīng)的殘留物，從大分子的聚合物的間隙中，移除至紫外光固化樹脂外；
[0022](2)將殘留物和熱烘烤制程過程中的環(huán)境氣體進行分離，獲取并收集該殘留物；
[0023](3)將環(huán)境氣體排放。
[0024]優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述步驟(2)的分離方法是冷凝液化分離或者通過濾網(wǎng)截留分離。
[0025]本發(fā)明提供了一種紫外光固化樹脂除氣裝置，其特征在于包括:
[0026]烘烤單元，由熱烘烤箱所構(gòu)成，用以清除紫外光固化樹脂中的殘留物所構(gòu)成，具有一熱烘烤空間與第一排氣口，該熱烘烤空間內(nèi)，可裝置紫外光固化樹脂所構(gòu)成的微透鏡陣列元件與含有氧氣與氮氣的環(huán)境氣體，主要是提供一適當(dāng)之溫度，對該紫外光固化樹脂所構(gòu)成的微透鏡陣列元進行適當(dāng)時間的熱烘烤制程，可將未參與反應(yīng)的光引發(fā)劑、單體、破損分裂的聚合物、與水分等殘留物，藉由熱擾動，從大分子的聚合物的間隙中，移除至紫外光固化樹脂外，另外，環(huán)境氣體與該殘留物，是通過該連接閥，以進入該分離單元。；
[0027]分離單元，由冷凝器所構(gòu)成，用以分離該殘留物，具有第二進氣口、第二排氣口、殘留物回收口與殘留物回收容器，其中，該第二進氣口是通過該連接閥與該烘烤單元的第一排氣口連接；該第二排氣口是通過該連接閥與該真空栗排氣單元的第三進氣口連接；該殘留物回收口是通過該連接閥與該殘留物回收容器連接；該冷凝器，可藉由液態(tài)氮、或者是干冰等制冷劑，以冷卻液化并分離該殘留物，該殘留物則可通過該殘留物回收口以取出，并收集于該殘留物回收容器內(nèi)；
[0028]真空栗排氣單元，由真空栗所構(gòu)成，用以抽取該環(huán)境氣體與該殘留物，并排放該環(huán)境氣體，具有第三進氣口、與第三排氣口，可提供一適當(dāng)之真空度