JP5243403B2 - オーバーフロー体積部を有するツールを使用した光学素子の成形 - Google Patents
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Description
本発明は、小型の光学素子または機械的素子、特に屈折光学素子または回析マイクロ光学素子を、エンボス加工するステップまたは成形加工するステップを含む複製プロセスによって製造する分野にある。より具体的には、本発明は、光学素子を複製する方法、およびその複製ツールを扱う。
複製された光学素子は、任意の所定の方法で光学ビームを作用させるための回析および/または屈折マイクロ光学素子、レンズ等の屈折素子、潜在的に少なくとも部分的な反射素子などを含む。
。
したがって、本発明の目的は、素子を複製する方法および最初に述べられているタイプの複製ツールを作成することであり、これは前述の問題点を解決するものである。
・素子の形状を画定する複製ツールを設けるステップと;
・基板を設けるステップと;
・液体または粘性あるいは可塑的に変形可能な状態にある複製材料がツールと基板との間に位置している状態で、ツールおよび基板を互いに押圧するステップと;
・基板の所定の領域に、基板の表面に沿って少なくとも1つの方向に所定の距離より小さく複製材料を閉じ込め、この所定の領域は基板上の素子の所望の領域を超えているステップと;
・複製材料を硬くして素子を形成するステップと、
を備える。
案として、これは、冷却によって硬くされてもよい。選択される複製材料に応じて、他の硬くする方法もまた可能である。続いて、複製ツールと複製材料とが互いから分離される。ほとんどの応用分野としては、複製材料が基板上に残る。光学素子は、典型的に、屈折光学素子または回析光学素子であるが、たとえば少なくとも領域内に微小機械的な機能を有していてもよい。
・基板に接触する接触スペーサによって、ツールの少なくとも一方の側に向かう複製材料の流れを閉じ込めるステップと、
・オーバーフロー溝によってツールの別の側に向かう複製材料の流れを可能にするステップと、
をさらに備える。
分の周りに形成される、円形の(または矩形など、上記参照)隆起部と溝との間の縁部によって構成される。したがって、一連の連続的な隆起部および溝は、余剰の複製材料の延在部の量子化を定める、というのは、複製材料の外方の流れは、各縁部または切れ目で抑制されるかまたは停止し、素子体積部の体積に対する複製材料の体積が特定の限度を超える場合にのみ、続くからである。
図1は、基板12上に配置されているツール10の横断面図を概略的に示している。ツール10は、素子体積部1によって形成されることになる素子の形状を画定するキャビティ8を形成する。図示されている場合では、光学素子は、単に屈折レンズである。素子体積部1が、ツール10と基板12との間にある。これは、ツール10の突出する要素によって包囲されており、この要素は、ここでは浮動スペーサ14として示されている。スペーサの平面17は、基板12の表面に対してほぼ平行に走り、ここでは、基板の平面から約5μm〜15μmの距離をおいている。浮動スペーサ14の下部に、平面17と基板12との間に、小さなバッファ体積部3が形をなす。素子体積部1とバッファ体積部3との間に、ツール10は内縁部2を備えている。バッファ体積部3とオーバーフロー体積5部との間に、ツール10は外縁部4を備えている。
いない領域に、余剰材料を移動させることができる。図2の構成の上面図を図3に示す。外縁部4の周囲に延びる複製材料のバルジ(図1および図2において示されているが、図3には示されていない。というのは、図3は複製材料のないツール10のみを示しているからである。)は、たとえばその横断面がほぼ一定でもよい。浮動スペーサが非対称の形状であることによって、外縁部4の長さが増大する。これらの理由のために、偏心した光学素子を有する構成において特に望ましいように、非対称の解決策が、略図化された構成において左下の角部に対応する1つの所望の方向に、複製材料によって特に十分に閉じ込められることができるようになる。
ドーザを用いて、キャビティ8に、キャビティ8の反対側の位置にある基板12に、または、一般にスペーサおよびしたがってキャビティも存在しない場合には、複製されることになっている素子の側方位置で、基板に、または、複製ツールにまたはその両方に、複製材料13を別々に加えるときに変化し得る。
−第2の内側凹部19’の外縁部21’’に達するのに必要とされる複製材料の体積が、液滴付着装置によって被着する(所与の確率で)予想される最大体積に対応する。
本発明の好ましい実施形態において本発明を記載してきたが、明確に理解されるのは、本発明はこれらに制限されず、請求項の範囲内で、別途多様に実施され実践されてもよいということである。
Claims (12)
- 複製ツールによって素子を製造する方法であって、前記素子は素子領域を有し、
前記素子の形状を画定する複製ツールを設けるステップと、
基板を設けるステップと、
液体または粘性あるいは可塑的に変形可能な状態にある複製材料が前記複製ツールと前記基板との間に位置している状態で、前記複製ツールを前記基板に押圧するステップとを備え、
前記複製材料は、該複製材料の量と、前記複製ツールの端部での毛管力および/または表面張力のために前記複製ツールの端部で前記複製材料の外方への流れを止めることとの組合せにより、前記素子領域を超えて前記基板上の領域に閉じ込められ、前記端部は、前記基板の表面から離れており、
前記複製材料を硬化して素子を形成するステップをさらに備えた、方法。 - 前記複製材料の量は、前記素子の体積を超える体積を創り出す、請求項1に記載の方法。
- 前記素子は、光学素子である、請求項1または請求項2に記載の方法。
- 前記素子は、電磁放射に影響を与えることが可能な光学素子である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複製ツールは、前記光学素子の構造における凹部となる凹状の構造を有する複製表面を規定する少なくとも1つのキャビティを備える、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複製ツールの端部は、前記凹状の構造近傍の周縁部に位置する、請求項5に記載の方法。
- 前記複製ツールは、複製されることになる素子をそれぞれ画定する複数の部分を備え、前記複製材料は、複数の領域に閉じ込められ、各領域は少なくとも前記部分の周囲に配置されている、請求項1に記載の方法。
- 前記複製ツールを前記基板に押圧する前に、各部分に対応する位置で、複製材料の体積を前記複製ツールおよび前記基板のうちの少なくとも1つに加えるステップをさらに備える、請求項7に記載の方法。
- 前記複製ツールが、1つの素子または一群の素子の形状をそれぞれ画定する複数のキャビティを備え、各キャビティは少なくとも1つの横方向に平面部分によって規定され、内縁部が前記キャビティと前記平面部分との間に形成され、前記複製ツールが少なくとも1つのオーバーフロー部と、前記平面部分と前記オーバーフロー部との間に形成される外縁部とをさらに備え、前記複製材料の体積が前記キャビティの容積よりも大きい、請求項8に記載の方法。
- 前記複製材料を硬化した後に前記複製ツールが除去され、前記基板の、または前記基板を含むアセンブリの部分であって、前記光学素子のうちの少なくとも1つを支持している各部分が、ダイシング線に沿って互いから分離される、請求項7から請求項9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ダイシング線が、前記複製材料がない基板の側方位置に沿っている、請求項10に記載の方法。
- 前記複製ツール内のキャビティが前記素子の形状を画定し、前記素子の少なくとも一方の側に沿ってバッファ部を含み、このバッファ部は内縁部によって素子容積部から分離されており、加えられた複製材料の体積が前記キャビティの容積よりも小さく、
前記複製材料の前記バッファ部への流れを、前記内縁部で作用する毛管力と表面張力のうちの少なくとも1つによって制限する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の方法。
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