TWI391236B - 製造光學元件的方法及工具 - Google Patents
製造光學元件的方法及工具 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI391236B TWI391236B TW096109360A TW96109360A TWI391236B TW I391236 B TWI391236 B TW I391236B TW 096109360 A TW096109360 A TW 096109360A TW 96109360 A TW96109360 A TW 96109360A TW I391236 B TWI391236 B TW I391236B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- replication
- substrate
- tool
- replicated
- portions
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
- B29D11/00365—Production of microlenses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C43/021—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
- B29D11/00278—Lenticular sheets
- B29D11/00307—Producing lens wafers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
- G02B3/0031—Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
- B29L2011/0016—Lenses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
本發明係有關於藉由一包括浮花壓製或模製步驟在內的複製處理來製造光學元件,特別是折射光學元件及/或繞射微光學元件,的領域。更明確地,本發明係有關於製造複數個元件的方法及一複製工具。
被複製的光學元件包括用任何預定的方式來影響一光束的繞射及/或折射微光學元件,折射元件(譬如透鏡),至少部分反射的元件等等。
當光學元件用複製的方式來製造時,通常有一涉及一基材及在基材的一表面上的複製物質之基本結構,該複製物質在一複製處理過程期間被塑形及硬化。
特別感興趣的是晶圓尺度的製程,其中一光學元件陣列被製造在一圓碟狀(晶圓狀)的結構上,其後續被分割(“分切(diced)”)成為構成單獨的元件的固分。“晶圓尺度”係指該圓碟狀或板狀的基材的尺寸為可與半導體晶圓相比的尺寸,譬如直徑在2英吋至12英間的圓碟。
在晶圓尺度的複製處理中,一用於該複製品的複製物質的單一物質團被配置在該基材上。然而,在此處理中,在晶圓尺度複製中之被複製的結構的深寬比係因該複製物質的特性而受到限制。如果將被複製的結構並非是平的且具有高的深寬比的話,則很難確保所有的結構都被適當地填滿該複製物質。而且對於具有一有限的深寬比的結構而言,吾人必需要配置大量的複製物質來確保在周邊區域亦有足夠的複製物質使得所有結構都被複製到。通常會發生的是,空氣被包陷在該複製表面中,如模子中。這會造成最終之複製元件上的缺陷。在光學元件的例子中,有缺陷的元件會被丟棄。
本發明的一個目的為提供一種製造光學元件的方法及工具,其可克服前技的缺點且可改上以此方式複製之元件的品質,並降低缺陷的發生。
依據本發明的第一態樣,一種藉由複製來製造複數個元件的方法被提供,該方法包含的步驟為:.提供一複製工具,其包含複數個具有界定該等元件的形狀之結構特徵的複製區域,該工具更包含複數個第一間隔件部分;.提供一基材;.將一複製物質以個別部分的方式施用,每一複製物質部分都與該等複製區域的一個複製區域相關連且該部分被施用至該複製區域及/或該基材上的一個位置,該位置是該複製區域將在一後續的步驟中朝著它移動的位置;.將該工具朝著該基材移動,其中位在該工具與該基材之間的該複製物質是處在可塑性地變形的或黏稠的或液體的狀態中;及.將該複製物質硬化用以形成該等元件。
因此,在將該工具朝著該基材按壓之前一預定的複製液體體積被局部地且個別地施用到至少一該工具或基材上。這可以用適當的複製液體量提供至複數個凹穴,這咳減少或消除過多的液體體積,這些過多的體積在複數個元件是用單一的複製液體團來製造時必需從該基材的關鍵區域上被去除掉。
在複製之後,該複製工具被取下,且其上帶有該複製物質的基材可被分割(分切)成複數個部分,每一部分都包含一單獨的元件。本發明的額外優點為,可將該複製物質限制在個別的元件上,即在各別的元件上具有基材未被複製物質覆蓋的區域。
該工具的複製區域界定帶有(內凹或外凸的)陰性(negative)結構特徵的複製表面或區域,其為將被製造之元件的至少一部分的結構特徵的陰性。
當該複製工具與基材位在複製位置(即,該複製工具與該基材被帶動而彼此靠在一起,例如該複製工具被放置在該基材上)時,該複製物質被硬化。依據所選用的複製物質,其可藉由硬化,譬如UV硬化,來加以硬化。或者,該複製物質可藉由冷卻來硬化。依據所選用的複製物質,其它的硬化方法亦可被使用。接下來,該複製工具與該複製物質彼此被分開來。對於大多數應用而言,該複製物質仍保留在該基材上。該光學元件典型地為一折射性及/或繞射性光學元件,但亦可以是在一些區域中具有一微機械性能的光學元件。
該工具包含複數個複製區域,即凹穴或突出物,因而能夠圖時製造複數個元件於一共同的基材上,該等元件在該基材上較佳地以一陣列方式來安排。該工具包含複數個複製區域,因而可同時製造一陣列的元件於一共同的基材上。根據一特定的實施例,此共同的基材可以是一光電或微光電組件的一部分,該光電組件包含光學及電子元件其被製造在一晶圓上且稍後被分割成分離的部件。
在本發明的一較佳實施例中,該複製物質被施用到該工具上,亦即該工具的複製區域上。較佳地,該複製區域被填滿,至少大部分被填滿。特別是,該複製區域之對應到該特徵元件的最高特徵的關鍵位置處被填滿,這些關鍵位置是最敏感也最容易有缺陷。
在本發明的一更佳的實施例中,該複製物質橫越該工具的流動或散佈受到該複製區域的限制,因為複製區域是下工具表面上的一下凹的部分,即從該工具的一表面突伸出的外凸特徵。例如,該工具可在被朝向且抵著該基材移動時被保持在此方位,即面向下。以此(每一外凸部載有一滴複製物質)方式被施用複製物質的該基材--可以是平的且平的表面上沒有任何特殊的結構,用來對準的結構除外;--另一種可能是,可包含下凹的容納區域其被安排成與外凸的部分相對且藉由將該工具朝著該基材移動而被填以複製物質;或--再一種可能是,可包含平的,下凹的或不規則地形成的容納表面區域,其中該工具施用複製物質液滴(droplet)至這些容納表面區域中。在此例子中,該被硬化的複製物質與該基材的折射係數的大小較佳地是相近的。然後,該基材的確實高度及表面結構具有很小的或甚至是沒有光學影響,且所製成的光學元件的光學特性與位置是由該工具的位置來界定,這與基材的個別特徵或表面比起來可以有更好的控制。
在後兩種例子中該等容納區被安排成一網格,其為該工具上之外凸的複製區所界定的網格的鏡面影像。
在本發明的另一較佳實施例中,該複製物質係藉由將該等複製區域浸泡到一體積的該複製物質的表面中來施用至該等外凸的複製區域上。該體積的複製物質可以是在一容器內的複製物質池,或是一數量的複製物質被分佈在一表面上。該等複製區域較佳地只被浸泡到只弄濕該等複製區域的程度,而不讓其它的工具表面碰到該複製物質。或者,其它的工具表面相對於該複製物質而言是不會濕的(non-wetting),使得當該工具的下表面從該複製物質中被移出時,其上未留有該複製物質。該等外凸的複製區域可接受化學或機械處理,或可用另一種材質製成,用以具有一更好的濕潤特性,造成複製物質液滴黏附到每一複製區域上。
依據另一實施例,一配發工具被用來將複製物質配發至該基材及/或該複製工具上。依據此實施例,該配發工具是根據上面的原理。因此,此配發工具包含複數個突伸出的複製物質裝載部分,它們被安排成一對應於該複製工具上的複製區域陣列之陣列。該等複製物質裝載部分被浸泡到一體積的該複製物質的表面中。該等複製區域較佳地只被浸泡到只弄濕該等複製區域的程度,而讓其它的工具表面未碰到該複製物質。然後,該配發工具被帶動來與該複製工具的表面或該基材接觸,使得一數量的複製物質分別黏附到該複製工具或基材表面上。除了是突出式的之外,該等複製物質裝載部分可用該配發工具的周圍表面的材質以外的材質來製造,用以具有一更佳的濕潤特性,讓一液滴的複製物質黏附到每一複製物質裝載部分上。
在此方式中,配發至個別的部分的處理即為一完全平行的處理。
在本發明的另一實施例中,該部分的複製物質係被施用至該基材上。該複製物質形成一與其它的複製物質液低隔離的液滴,其通常是外凸的。
將複製物質施用至各個部分中,依照該複製物質的材料特性,可以在該複製結構具有一高的深寬比時提供好處。當帶有該複製區域的工具朝著該液滴被移動時,該液滴的外凸表面伸入到該複製區域中,並在該工具接觸到該基材之前即開始將該關鍵位置處的空氣排開。這與先前技藝是相反的,在先前技藝中該基材的整個表面是被該複製物質所覆蓋,使得當圍繞在該等複製區域周圍的間隔件接觸到該複製物質時,該複製物質會擋住陷在該複製區域內之空氣使其無法逸逃出去。
此方法可與前述的方法的任何變化例相結合,即該複製物質可被施用至工具與基材兩者上。
在此實施例的一較佳的變化例中,該複製物質橫越該工具的流動或散佈受到該基材上的流動限制機構所限制。
該流動限制機構是由一圍在該基材的一物質容納區周圍的邊緣及/或減少濕潤區域所構成。此一減少濕潤區域係藉由對基材的表面實施機械性及/或化學性的處理來產生的。或者,此一減少濕潤區域是由一安排在該基材的表面上之其它材質的鑲嵌物所構成的。該物質容納區域的表面亦可被處理用以提高其濕潤的能力。
依據本發明的另一態樣,一種製造複數個光學元件的方法被提供,每一光學元件都包含一折射透鏡,該方法包含的步驟為:.提供一複製工具,其包含複數個具有界定該等元件的形狀之陰性(negative)結構特徵的複製區域,每一複製區域都包含一圓頂形部分其界定該等折射透鏡之一者的形狀;.提供一基材;.將一液體的或黏稠的或可塑性地變形的狀態的複製物質配發至每一圓頂形部分中;.將該複製工具以該基材朝著彼此移動直到該複製物質與該基材的一表面相接觸為止;.將該複製物質硬化以形成該等元件;.移除該複製工具;及.將該基材的所有部分彼此分離,每一部分都載有該等折射透鏡的至少一者。
又,較佳地,該複製工具可包含間隔件部分,譬如由本案申請人所提出之WO 2004/068198號專利申請案中所揭示者,該案內容藉由此參照被併於本文中。該等間隔件部分可讓該基材上之可變形物質的厚度可被自動地且精確地控制。該等間隔件部分可包含建造於該工具中之“腿狀”的結構。此外,間隔件可防止微光學拓樸的變形,因為間隔件突出的距離比該等結構特徵在該工具上的高度還大。
間隔件部分較佳地是“分佈”在該複製工具的至少一大部分上,例如,分佈在整個該複製工具上或在邊緣處。這表示間隔件部分的特徵出現在該複製工具的一大部分上,例如,該間隔件部分包含複數個分佈在該複製工具的複製表面上的間隔件。間隔件可讓可變形物質層的厚度可被自動地且精確地控制。
除了緊靠基材表面的間隔件之外,該複製工具亦可包含“浮動間隔件”,即在複製期間仍保持在離該基材表面一特定的距離的間隔件。
浮動間隔件或接點間隔件可包圍一圓頂形的凹穴其界定一將被複製的折射透鏡的形狀。
該複製物(例如,一微光學元件或微光學元件或一光學微形系統)可用環氧樹脂製成,該環氧樹脂在該複製工具仍在定位處時可被硬化,譬如UV硬化。UV光硬化為一快速的處理其讓該硬化處理可以有一良好的控制。根據所用之複製物質,其它的硬化處理亦是可行的,例如藉由冷卻,化學反應,等待,等等。對於大多數應用而言,該複製物質是透明的。
其它較佳實施例從附屬申請專利範圍項中來看是很明顯的。方法申請專利範圍項次的特徵可與裝置申請專利範圍項次的特徵相結合,反之亦然。
圖1示意地顯示一通過複製工具9的剖面。工具9包含複數個複製區域3,即界定將用工具9來製造之元件6的形狀的陰性(negative)結構特徵。每一複製區域3的周邊都被一第一間隔件部分(在此處為一局部的間隔件部分或元件間隔件部分)1所部分地或完全地包圍。被複製區域3及以此方式設置之間隔件部分1所保圍的區域被稱為複製區域。該複製工具可進一步包含一堅硬的背板8讓它的尺寸在大尺度下仍能保持堅挺。
該第一間隔件部分1在一方便是用來界定元件6在靠近一基材本體,在下文中被簡稱為基材7,的區域中之形狀或邊界,在另一方面則用來界定元件6相對於基材7的高度。亦即,第一間隔件部分1停靠在該基材7上或離基材7一段控制的距離。被稱為“元件間隔件高度差”的該距離是由第二間隔件部分2的垂直延長部相對於第一間隔件部分1的垂直延長部來決定的。該第二間隔件部分為比第一間隔件部分更突出之接觸間隔件部分,且在複製期間與該基材直接接觸。在本發明的其它實施例中,局部的第一間隔件部分1在沒有任何殘留的複製物質5存在於第一間隔件分與基材7之下停放在該基材7上,元件間隔件高度差為0,或所有間隔件部分都離該基材一距離,使得間隔件到基材的距離是由毛細管力量及/或表面張力效應或由其它機構譬如像是有效距離調整器等等來決定的。
在本文中,為了方便起見,垂直於基材7的表面的尺度(其包含一大致平坦的表面)被標示為“高度”。在實際的實作中,整個配置亦可以上下顛倒的配置或以基材表面是垂直的或與水平成一角度的方式來使用。垂直於該表面的方向則被標示為z方向。“周邊”,“側向”及“側邊”等詞係指垂直於z方向的方向。元件的“周邊”及“側邊”等詞因而應被理解為是從垂直於該大致平坦的基材的方向看向該基材。該元件覆蓋一部分的基材,且該基材之周圍的其它部分,即與該基材及元件的功能性部分(特別是在第一間隔件部分底下者)兩者相鄰的空間區域可被該複製物質所覆蓋,且不會干擾到該元件的功能。
該複製工具較佳地是用具有一些彈性的材質製成,譬如PDMS(聚二甲基矽氧烷)或其它彈性材質。這可得到元件6之保形的厚度控制,即使是該處理實施於其上的基材表面不是完美的平面,或即使是該複製工具不是完美的平面亦然。
圖2顯示該複製工具的頂視圖。個別的複製區域3被第一間隔件區域3所包圍。該第一間隔件部分1每一者都以一不斷裂的圓圈包圍該複製區域3,或可包含溢出或溢流溝道10其可讓複製物質5更容易流入溢流體積4中。數個工具尺度之第二接觸間隔件部分2在該工具9的周邊處被安排在該陣列的複製區域3周圍。
工具9較佳地被設計來使用在晶圓尺度的處理中,即包含複製區域陣列的基材可以是圓碟狀。因此,工具9的直徑較家佳地是在5公分至30公分的範圍之間。晶圓尺度與微電子的製造結合是可能的,譬如揭示於由本案申請人所提出之WO 2005/083789號專利申請案中所揭示者,該案內容藉由此參照被併於本文中。
圖3-6示意地顯示出複製處理的步驟:在圖3中,複製物質5如單獨的部分般被施用至工具9的複製區域3。為了此目的,該複製物質5藉由一自動化的給劑機構,譬如一注射筒而被施用,該注射筒的尖端被手動地或用一機器人操縱器放置在該複製區域3處且一複製物質5的液滴19被擠入到該複製區域3內。這可在該工具9位在圖3所示的位置時被達成,即該工具面向下,或該工具面向上,或者根據在該工具上之複製物質的黏著特性而面向其它的方向。工具9然後被放置在該基材7的上方(在此所示的實施例中為面向下)並朝著基材7被移動,如圖中的箭頭所示。或者,如果該複製工具是被放置成面向上的話,則該基材則是被放置在該複製工具的上方。
在圖4的步驟中,該複製物質5係以個別的部分或液滴19被施用至基材7上相應於複製區域3會與基材7相接觸的位置上,且工具9被放置在該基材7的上方。因此,液滴19典型地被安排成格網狀的配置其對應於該複製區域3的圖案的一鏡面影像。該工具尺度的間隔件部分2被放置成相對立,其對應於在與基材7上的工具尺度支撐區13。該複製物質5(譬如環氧樹脂)是處在可塑性變形的或黏稠的或液體的狀態。可以具有用來控制控制9的相對水平位移及/或向下的運動的導引元件,但並未被示出。
在本發明的另一較佳的實施例中,第一間隔件部分1並沒有包圍每一複製區域3,而是一些散佈在該複製區12上之分開的柱狀物。以此方式,該基材7的一沒有功能之特定區域可保持被一比元件6厚的複製物質5所覆蓋。
從圖3或圖4的配置開始,在圖5中該工具9被朝著基材7移動。驅使此移動的力量較佳地只是作用在該工具9上的重力。因此,工具9的重量(包括該背板8及一額外的質量在內)局定該工具9壓抵住基材7的力量。這可非常精確地控制該力量,以及該工具9會發生的彈性變形。複製區域3被填入複製物質5且其餘的複製物質5被排入到溢出體積4中。
該等工具尺度的間隔件部分2在沒有任何複製物質5介於間隔件部分與該基材7之間之下接觸基材7,使得大多數的工具9重量停在工具尺度間隔件部分2上。第一間隔件部分1與該基材7可被元件間隔件高度差分隔開來,所造成的體積則被填入複製物質5。
該複製物質5然後藉由熱或UV或化學硬化而被硬化。
在圖6中,工具9移從基材7上被移走,留下已硬化的元件6於基材7上。進一步的處理需是元件6的本質及功能而定,即元件6可與基材7分開來或留在基材7上以進行在晶圓尺度的製程中之其它步驟及稍後分切成分開來的單元。
圖7-9以示意的剖面圖顯示基材7及工具9用來限制複製物質5的細節。在本發明的一較佳的實施例中,以複製液體5被施用到基材7上為例,該基材7包含一流動停止或限制機構11。該流動限制機構11可防止複製液體5流失,這將會造成液滴19扁平化。而,液滴扁平化會危及到液滴19填入複製區域3內之所想要的同步排出複製區域3內的空氣的效果。此限制機構可以是機械式的機構,譬如在基材7上的突脊或溝槽,或一可降低基材7的濕潤特性之機械或蝕刻處理。或者,此限制機構可藉由使用一不同材質的基材7的流動停止區域12,或施用一化學物至該區域來實施,用以降低基材7的濕潤特性。
圖7顯示(圖的左邊)一物質容納區20的邊緣14,該邊緣14在一複製物質5的液滴19被施用到該物質容納區20中(圖的右邊)時是作為一流動限制機構11。因此,該物質容納區20形成一中空的或下凹的區域於該基材7上。從上面看時,該邊緣14可以是圓形,矩形或依據元件6的最終形狀或圓周之任何其它形狀。
圖8顯示(圖的左邊)一個在該基材7的表面上圍在一物質容納區20的周圍的降低濕潤區15。該降低濕潤區15在一複製物質5的液滴19被施用到該物質容納區20中(圖的右邊)時是作為一流動限制機構11。該降低濕潤區15讓該複製物質5停止流失掉,並進而防止液滴19扁平化。
圖9顯示工具19及相應的基材7。該工具9的複製區域3被體現為一外凸的區域16,即該複製區域從工具9的周圍表面突伸出。因此,基材7包含一相對的下凹基材區域17,該外凸的複製區域16被移動進入該下凹的基材區域17內且該液滴19懸掛在該外凸的複製區域16上。在一相反的例子中,該液滴的外凸形狀填入到該下凹的基材區域17中,排開周圍的空氣。在該下凹的基材區域17的外周邊處,可安排一溢流體積18讓過多的複製物質溢出該下凹的基材區域17。因為基材7在此實施例中不再是平坦的,所以在工具9與基材7之間沒有明確的區別,只是工具9是被移動的,而基材7則是被保持固定不動。因此,基材7及工具9兩者皆可被稱為“複製本體”。
在本發明的一較佳實施例中,藉由將工具9浸泡到該複製物質5中而將該複製物質5被同步地施用至工具9的複數個外凸複數域16上。當將工具9拉出時,複製物質5的液滴19將會保持著掛在該外凸的複製區域16下。這相較於用注射筒個別地用劑的方式具有快速及簡單的顯觸優點。
圖10顯示一類似於圖9的情況,只是該基材7大致是平坦的,特別是在與該外凸的複製區域16相對的一容納表面區(或複數個表面區)處。較佳地,該基材是一扁平的,圓碟狀的光學晶圓或其它全面扁平的結構。然而,該容納表面區可以包含不平整的或未界定的結構特徵或表面特徵。在此例子中,該基材的折射率可被選擇為接近於或甚至是相等於被硬化的複製物質的折射率。工具9包含間隔件23(其可為浮動的間隔件或接觸間隔件)使得工具9停在該基材7上一預定的距離處。圖10的配置因而與圖3的配置類似,其差別處在於複製區域為外凸的而不是下凹的。
圖11顯示將工具9施加至基材7上、將複製物質5硬化並將工具9移走之後,在基材7上的光學元件6。所得到的光學元件6具有一下凹的表面。該表面相對於該基材的整體平面的高度是由該工具9來決定,特別是由間隔件區域23相對於複製區域6的高度來決定。
在圖12中,一段用來將複製物質配發至該基材上的配發工具21及/或該複製工具被示出。該配發工具21包含複數個突出的複製物質裝載部分22(只有一個被示出),它們被安排成一陣列其對應於複製工具的複製區域陣列。為了配發複製物質,該等複製物質裝載部分首先被浸泡到一體積的複製物質中。該等突出的部分較佳地只被浸泡至它們被濕潤的程度,而讓其它的工具表面保持未沾到該複製物質。結果,該等複製物質裝載部分22被複製物質5所覆蓋。然後,該配發工具被帶動而與該複製工具的表面或該基材接觸,使得一定數量的複製物質分別黏附在該複製澃或基材表面上。
圖13以剖面圖的方式顯示一複製工具9及一基材7。圖13所示的複製工具9包含包圍該等複製區域的第一間隔件部分1及包含散佈在該工具上的第二間隔件部分2。在所示的此例子中,複製物質5被配發於該基材7上。複製物質5亦可被配發至該工具,即配發至構成複製區域的凹穴內。
在圖14中,一代表本發明的實施例的步驟的流程圖被示出。
雖然本發明已依據目前較佳的實施例加以說明,但應被瞭解的是,本發明並不侷限於這些實施例,而是在由下面的申請專利範圍所界定之發明的範圍內可被不同地體現及實施。
1...第一間隔件部分
2...工具尺度的間隔件部分
3...複製區域
4...溢出體積
5...殘留的複製物質
6...元件
7...基材
9...複製工具
13...支撐區
19...液滴
12...複製區
8...背板
11...流動停止或限制機構
14...邊緣
20...物質接受區
15...降低濕潤的區域
16...外凸的複製區
17...下凹的基材區
18...溢流體積
23...間隔件
22...複製物質裝載部分
21...配發工具
本發明的發明實體將在下文中參照較佳的示範性實施例加以詳細的說明,這些實施例被示於附圖中,其中:圖1為通過一複製工具的剖面圖;圖2為一複製工具的頂視圖;圖3-6為通過在不同製造階段之工具與基材的剖面圖;圖7-11為基材與工具的剖面圖的細部;圖12為一配發工具的剖面圖;圖13為另一複製工具的剖面圖;及圖14為一流程圖其顯示本發明的方法的步驟。
原則上,在這些圖中相同的或對應的部件被標以相同的標號。
5...殘留的複製物質
7...基材
8...背板
9...複製工具
13...支撐區
19...液滴
Claims (12)
- 一種藉由複製來製造複數個光學元件的方法,該方法包含的步驟為:.提供一包含複數個複製區域的複製工具,該等複數個複製區域具有界定該等元件的形狀之結構特徵;.提供一基材;.施用可塑性變形的或黏稠的或液體狀態的複製物質的複數個個別部分,每一複製物質部分都與該等複製區域的一個複製區域相關連且該複製物質部分被施用至該複製區域或至該基材上的一個位置,該位置是該複製區域將會朝著它被移動的位置,或者該複製物質部分被施用至該複製區域及該基材上之該複製區域將會朝著它被移動的位置這兩個地方上;.將該工具朝著該基材移動,藉以依照該等複製區域的形狀來形塑該複製物質的形狀;及.將該複製物質硬化用以形成該等元件。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該複製工具包含至少一第一間隔件部分其具有一平坦的表面部分。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該等複製物質部分係被施用至該複製工具的複製區域。
- 如申請專利範圍第3項之方法,其包含當複製區域是面向下時,將複製物質施用至該等複製區域的步驟。
- 如申請專利範圍第3項之方法,其中該等複製區域包含凹穴,及其中該等複製物質部分係被配發至該等凹穴。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該等複製物質部分係藉由一配發機構被施用,該配發機構包含複數個複製物質裝載部分,及其中該方法在施用該複製物質之前包含了將該配發機構的一表面浸泡至一體積的複製物質中並藉此造成複製物質黏附到該等複製物質裝載部分上的步驟,及促使該等複製物質裝載部分與該複製工具接觸或與該基材接觸藉此將複製物質分別移轉至該等複製區域或至該基材上的步驟。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該等複製物質部分中的至少一些部分被一自動化的工具依序地配發。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該等複製物質部分係被施用於該基材上。
- 如申請專利範圍第8項之方法,其包含透過該基材上的流動限制件來限制複製物質橫越該基材的流動的步驟。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中在將該複製物質硬化之後該複製工具被移走且該基材上的區域沿著分切線被彼此分割開來,其中每一基材區域都載有該等折射透鏡中的至少一折射透鏡。
- 如申請專利範圍第10項之方法,其中該複製工具包含間隔件部分及其中該等分切線係沿著該基材的橫向部分其為複製期間該等間隔件部分所在之處。
- 一種藉由複製來製造複數個光學元件的方法,每一光學元件都包含一折射透鏡,該方法包含的步驟為:.提供一複製工具,其包含複數個具有界定該等元件的形狀之陰性(negative)結構特徵的複製區域,每一複製區域都包含一圓頂形部分其界定該等折射透鏡之一者的形狀;.提供一基材;.將一液體的或黏稠的或可塑性地變形的狀態的複製物質配發至每一圓頂形部分中;.將該複製工具及該基材朝著彼此移動直到該複製物質與該基材的一表面相接觸為止;.將該複製物質硬化以形成該等元件;.移走該複製工具;及.將該基材的諸部分分割開,每一基材部分都載有該等折射透鏡的至少一者。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/384,563 US20070216049A1 (en) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | Method and tool for manufacturing optical elements |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200740597A TW200740597A (en) | 2007-11-01 |
TWI391236B true TWI391236B (zh) | 2013-04-01 |
Family
ID=38137533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW096109360A TWI391236B (zh) | 2006-03-20 | 2007-03-19 | 製造光學元件的方法及工具 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20070216049A1 (zh) |
EP (1) | EP1837167A1 (zh) |
TW (1) | TWI391236B (zh) |
WO (1) | WO2007107027A1 (zh) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7692256B2 (en) * | 2007-03-23 | 2010-04-06 | Heptagon Oy | Method of producing a wafer scale package |
WO2008138156A1 (en) | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Heptagon Oy | Illumination system |
JP5951928B2 (ja) * | 2007-09-06 | 2016-07-13 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 光出力の領域制御を提供する光抽出構造体を有する光ガイド |
JP2010537843A (ja) * | 2007-09-06 | 2010-12-09 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 微細構造物品を作製するための工具 |
US9440376B2 (en) * | 2007-09-06 | 2016-09-13 | 3M Innovative Properties Company | Methods of forming molds and methods of forming articles using said molds |
EP2208100B8 (en) * | 2007-10-11 | 2017-08-16 | 3M Innovative Properties Company | Chromatic confocal sensor |
KR20100091215A (ko) * | 2007-11-19 | 2010-08-18 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 오목부 또는 볼록부를 갖는 물품 및 그의 제조 방법 |
US8455846B2 (en) * | 2007-12-12 | 2013-06-04 | 3M Innovative Properties Company | Method for making structures with improved edge definition |
US8605256B2 (en) | 2008-02-26 | 2013-12-10 | 3M Innovative Properties Company | Multi-photon exposure system |
TWI423432B (zh) * | 2008-09-12 | 2014-01-11 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 間隔片陣列及其製作方法 |
JP5977745B2 (ja) | 2010-08-17 | 2016-08-24 | ヘプタゴン・マイクロ・オプティクス・プライベート・リミテッドHeptagon Micro Optics Pte. Ltd. | カメラ用の複数の光学装置を製造する方法 |
JP5999098B2 (ja) | 2011-12-16 | 2016-09-28 | コニカミノルタ株式会社 | レンズアレイの製造方法及び成形用型 |
TW201339647A (zh) * | 2012-03-22 | 2013-10-01 | Global Microptics Co Ltd | 光學鏡片的製造方法 |
CN103372941A (zh) * | 2012-04-23 | 2013-10-30 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 微结构光学元件制造方法 |
CN104471695B (zh) | 2012-07-03 | 2017-09-19 | 赫普塔冈微光有限公司 | 使用真空吸盘固持晶片或晶片子堆叠 |
US8606057B1 (en) | 2012-11-02 | 2013-12-10 | Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. | Opto-electronic modules including electrically conductive connections for integration with an electronic device |
US9581763B2 (en) * | 2014-05-15 | 2017-02-28 | The Boeing Company | Method for fabricating an optical device using a treated surface |
US9798114B2 (en) * | 2014-06-17 | 2017-10-24 | Omnivision Technologies, Inc. | Concave spacer-wafer apertures and wafer-level optical elements formed therein |
US10946579B2 (en) | 2015-12-14 | 2021-03-16 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Device fabrication using 3D printing |
CN110655306B (zh) * | 2019-08-20 | 2022-07-08 | 瑞声光学解决方案私人有限公司 | 用于成型晶元镜片的模具以及成型晶元镜片的方法 |
CN110435057A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-12 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 用于成型晶元镜片的模具 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58171021A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-07 | Fujitsu Ltd | アレイ構造を有するレンズとその製造方法 |
WO1996007523A1 (en) * | 1994-09-09 | 1996-03-14 | Philips Electronics N.V. | Method of manufacturing a mould for use in the manufacture of an optical element comprising optical sub-elements mutually arranged in a pattern, and device for implementing such a method |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3767445A (en) * | 1971-10-14 | 1973-10-23 | Bell Telephone Labor Inc | Embossing techniques for producing integrated optical circuits |
US4197266A (en) * | 1974-05-06 | 1980-04-08 | Bausch & Lomb Incorporated | Method for forming optical lenses |
NL8602277A (nl) * | 1986-09-10 | 1988-04-05 | Philips Nv | Optische transmissievezel met een taps eindgedeelte voorzien van een lens. |
US20020053742A1 (en) * | 1995-09-01 | 2002-05-09 | Fumio Hata | IC package and its assembly method |
US6096155A (en) * | 1996-09-27 | 2000-08-01 | Digital Optics Corporation | Method of dicing wafer level integrated multiple optical elements |
US6235141B1 (en) * | 1996-09-27 | 2001-05-22 | Digital Optics Corporation | Method of mass producing and packaging integrated optical subsystems |
US6297911B1 (en) * | 1998-08-27 | 2001-10-02 | Seiko Epson Corporation | Micro lens array, method of fabricating the same, and display device |
US6805902B1 (en) * | 2000-02-28 | 2004-10-19 | Microfab Technologies, Inc. | Precision micro-optical elements and the method of making precision micro-optical elements |
JP2002205312A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-07-23 | Dainippon Printing Co Ltd | レンズシートの製造方法及び製造装置 |
WO2003001722A2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-03 | Canesta, Inc. | Method and system to display a virtual input device |
US20030017424A1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-23 | Miri Park | Method and apparatus for fabricating complex grating structures |
US20030115907A1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-06-26 | Patton Edward K. | Multiple lens molding system and method |
US6894840B2 (en) * | 2002-05-13 | 2005-05-17 | Sony Corporation | Production method of microlens array, liquid crystal display device and production method thereof, and projector |
WO2003100487A1 (en) * | 2002-05-24 | 2003-12-04 | The Regents Of The University Of Michigan | Polymer micro-ring resonator device and fabrication method |
US7195732B2 (en) * | 2002-09-18 | 2007-03-27 | Ricoh Optical Industries Co., Ltd. | Method and mold for fabricating article having fine surface structure |
KR100911421B1 (ko) * | 2003-05-16 | 2009-08-11 | 엘지디스플레이 주식회사 | 몰드를 이용한 컬러필터 형성방법과 이를 포함한액정표시장치 제조방법 |
KR100675632B1 (ko) * | 2003-09-08 | 2007-02-01 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 패턴형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법 |
US7867695B2 (en) * | 2003-09-11 | 2011-01-11 | Bright View Technologies Corporation | Methods for mastering microstructures through a substrate using negative photoresist |
US7094304B2 (en) * | 2003-10-31 | 2006-08-22 | Agilent Technologies, Inc. | Method for selective area stamping of optical elements on a substrate |
EP1542074A1 (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-15 | Heptagon OY | Manufacturing a replication tool, sub-master or replica |
JP5128047B2 (ja) * | 2004-10-07 | 2013-01-23 | Towa株式会社 | 光デバイス及び光デバイスの生産方法 |
-
2006
- 2006-03-20 US US11/384,563 patent/US20070216049A1/en not_active Abandoned
-
2007
- 2007-03-19 WO PCT/CH2007/000148 patent/WO2007107027A1/en active Application Filing
- 2007-03-19 TW TW096109360A patent/TWI391236B/zh not_active IP Right Cessation
- 2007-03-20 EP EP07405092A patent/EP1837167A1/en not_active Ceased
- 2007-11-20 US US11/943,476 patent/US20080054508A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58171021A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-07 | Fujitsu Ltd | アレイ構造を有するレンズとその製造方法 |
WO1996007523A1 (en) * | 1994-09-09 | 1996-03-14 | Philips Electronics N.V. | Method of manufacturing a mould for use in the manufacture of an optical element comprising optical sub-elements mutually arranged in a pattern, and device for implementing such a method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080054508A1 (en) | 2008-03-06 |
EP1837167A1 (en) | 2007-09-26 |
TW200740597A (en) | 2007-11-01 |
WO2007107027A1 (en) | 2007-09-27 |
US20070216049A1 (en) | 2007-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI391236B (zh) | 製造光學元件的方法及工具 | |
TWI504943B (zh) | 以倂入間隔件元件的工具製造小型構造元件 | |
JP5670198B2 (ja) | 光学要素およびウェハスケールアセンブリの製造方法 | |
JP5243403B2 (ja) | 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 | |
US7094304B2 (en) | Method for selective area stamping of optical elements on a substrate | |
WO2019079480A1 (en) | METHODS AND APPARATUS FOR CASTING POLYMER PRODUCTS | |
TW200935525A (en) | Spacer element and method for manufacturing a spacer element | |
NL2015330B1 (en) | A method of fabricating an array of optical lens elements | |
TWI805750B (zh) | 光控濾光片 | |
JP4371777B2 (ja) | 樹脂硬化方法及び樹脂成型品の製造方法 | |
TWI817064B (zh) | 平坦化設備、平坦化方法及製造物品的方法 | |
JP3239598B2 (ja) | 回折光学素子の製造方法 | |
JP2006332391A (ja) | 裏面加圧によるインプリント方法及び装置 | |
JP2004117585A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
CN113260499B (zh) | 制造多个光学元件的方法 | |
KR20190111099A (ko) | 임프린트 리소그래피 프로세스로 광학 층들의 구성 | |
JP2005134690A (ja) | 光学素子の製造方法 | |
CN113557126B (zh) | 制造多个光学元件的方法及其产品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |