RU2009119059A

RU2009119059A - Способ и установка для изготовления оптических изделий, имеющих сложные трехмерные формы

Info

Publication number: RU2009119059A
Application number: RU2009119059/05A
Authority: RU
Inventors: Кари РИНКО (FI); Кари РИНКО
Original assignee: Ой Модинес Лтд (Fi); Ой Модинес Лтд
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2010-12-10
Also published as: US20080196607A1; AU2007316112B2; JP2010508554A; KR20090097858A; US8371215B2; BRPI0716337A2; JP6073039B2; EP2079574A1; CN101594980B; WO2008053079A1; EP2079574B1; KR101432849B1; CN101594980A; AU2007316112A1

Abstract

1. Способ изготовления поверхностной микрооптической конструкции со сложными варьируемыми трехмерными элементами, включающий: ! шаг (302) обеспечения наличия устройства для пошагового тиснения, пошагового импринтинга или прикрепления кристалла к подложке или другого устройства, пригодного для формирования паттернов на поверхности обрабатываемой подложки и способного перемещать штамповочный инструмент относительно подложки для осуществления посредством указанного штамповочного инструмента тиснения в выбранных зонах подложки, ! шаг (304) обеспечения наличия обрабатываемой подложки, на которой будут сформированы микрооптические структуры, ! шаг (306) обеспечения наличия группы различных штамповочных инструментов, совместимых с указанным устройством, при этом каждый штамповочный инструмент содержит одну или более форм поверхностного рельефа, определяющих одну или более микрооптических структур, ! шаг (310) выбора, посредством устройства, штамповочного инструмента из указанной группы штамповочных инструментов и/или настройки ассоциированных с указанным инструментом параметров тиснения, таких как температура, положение или согласованность по положению, ! шаг (312) осуществления тиснения обрабатываемой подложки выбранным штамповочным инструментом под управлением устройства с обеспечением возможности нагрева выбранного штамповочного инструмента или использования источника ультрафиолетового (УФ) излучения для осуществления формования и/или отверждения обрабатываемой подложки во время или после тиснения, и ! повторение (314) указанных шагов выбора и осуществления тиснения до завершения формирования �

Claims

1. Способ изготовления поверхностной микрооптической конструкции со сложными варьируемыми трехмерными элементами, включающий:

шаг (302) обеспечения наличия устройства для пошагового тиснения, пошагового импринтинга или прикрепления кристалла к подложке или другого устройства, пригодного для формирования паттернов на поверхности обрабатываемой подложки и способного перемещать штамповочный инструмент относительно подложки для осуществления посредством указанного штамповочного инструмента тиснения в выбранных зонах подложки,

шаг (304) обеспечения наличия обрабатываемой подложки, на которой будут сформированы микрооптические структуры,

шаг (306) обеспечения наличия группы различных штамповочных инструментов, совместимых с указанным устройством, при этом каждый штамповочный инструмент содержит одну или более форм поверхностного рельефа, определяющих одну или более микрооптических структур,

шаг (310) выбора, посредством устройства, штамповочного инструмента из указанной группы штамповочных инструментов и/или настройки ассоциированных с указанным инструментом параметров тиснения, таких как температура, положение или согласованность по положению,

шаг (312) осуществления тиснения обрабатываемой подложки выбранным штамповочным инструментом под управлением устройства с обеспечением возможности нагрева выбранного штамповочного инструмента или использования источника ультрафиолетового (УФ) излучения для осуществления формования и/или отверждения обрабатываемой подложки во время или после тиснения, и

повторение (314) указанных шагов выбора и осуществления тиснения до завершения формирования поверхностной микрооптической конструкции на подложке, причем микрооптическая конструкция, сформированная на полученном микрооптическом изделии, задает более крупную микрооптическую структуру с поверхностным рельефом, образованным посредством указанных форм поверхностного рельефа и соответственно содержащим множество меньших форм поверхностного рельефа, полученных повторением указанных шагов выбора и осуществления тиснения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные шаги обеспечения наличия включают изготовление, по меньшей мере, одного из штамповочных инструментов указанной группы с применением, по меньшей мере, одной технологии, выбранной из микромеханической обработки, литографии и лазерной абляции.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг выбора включает, по меньшей мере, одно действие из группы, состоящей из: захвата штамповочного инструмента, находящегося в заданном месте, штамповочной головкой и/или рукой манипулятора и поворота компонента, несущего штамповочные инструменты, в положение, соответствующее выбору требуемого штамповочного инструмента.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает анализ (308, 1108) заданной микрооптической конструкции с учетом (1112) достигнутых оптических свойств обрабатываемой подложки и с выбором, по результатам анализа, штамповочного инструмента, способного приблизить оптические свойства обрабатываемой подложки к свойствам заданной микрооптической конструкции, при этом указанный анализ обеспечивает, в качестве дополнительной возможности, использование, по меньшей мере, одного компонента, выбранного из группы, состоящей из коноскопа и камеры.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что включает получение (1118, 1120) индикатора светотехнической характеристики, такой как яркость, интенсивность, однородность или паттерн излучения, обрабатываемой подложки для осуществления анализа и последующего выбора штамповочного инструмента.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что включает получение (1110) индикатора светотехнической характеристики, такой как яркость, интенсивность, однородность или паттерны излучения, одного или более штамповочных инструментов указанной группы для обеспечения выбора штамповочного инструмента с использованием сравнительных оценок, относящихся к значениям указанного индикатора применительно к обрабатываемой подложке и к одному или более штамповочным инструментам.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает анализ заданной микрооптической конструкции с учетом достигнутых оптических свойств обрабатываемой подложки и с выбором, по результатам анализа, на подложке одной или более зон тиснения, в которых следует осуществить тиснение, чтобы приблизить оптические свойства обрабатываемой подложки к свойствам заданной оптической конструкции.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что обрабатываемая подложка содержит предварительно образованные микрооптические формы поверхностного рельефа, а указанное тиснение включает тиснение новых микрооптических форм поверхностного рельефа рядом или поверх, по меньшей мере, некоторых из ранее образованных микрооптических форм поверхностного рельефа.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает предотвращение, посредством компонента, расположенного на подложке или связанного со штамповочным инструментом или с другим компонентом устройства, проникновения одной или более микрооптических структур выбранного штамповочного инструмента в подложку на глубину, превышающую заданное значение.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает прекращение, посредством компонента, расположенного на подложке или связанного со штамповочным инструментом или с другим компонентом устройства, передачи тепла от устройства к зонам подложки, смежным с зоной, в которой в текущий момент производится тиснение.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубину тиснения контролируют посредством, по меньшей мере, одного параметра, выбранного из группы, состоящей из давления, теплоты и длительности тиснения.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что обрабатываемую подложку используют для формирования, по меньшей мере, части одной или более микролинз для оптических устройств, таких как светодиоды.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное устройство содержит устройство для прикрепления кристалла к подложке, сконфигурированное с возможностью последовательного использования группы штамповочных инструментов для формирования паттернов на поверхности обрабатываемой подложки.

14. Установка для изготовления поверхностной микрооптической конструкции со сложными варьируемыми трехмерными элементами, содержащая процессор (332) и память (336) для обработки и хранения информации соответственно, подвижный компонент для приема штамповочного инструмента или обрабатываемой подложки и группу различных штамповочных инструментов, совместимых с указанной установкой и пригодных для формирования на обрабатываемой подложке тиснением ассоциированных с ними микрооптических форм поверхностного рельефа, при этом установка сконфигурирована с возможностью:

получения информации, задающей один или более параметров тиснения или заданной микрооптической конструкции применительно к обрабатываемой подложке,

выбора штамповочного инструмента из указанной группы штамповочных инструментов и/или настройки ассоциированных с ним параметров тиснения, таких как температура, положение или согласованность по положению, в соответствии с полученной информацией,

перемещения указанного штамповочного инструмента относительно указанной подложки для осуществления тиснения посредством указанного инструмента на множестве заданных зон обрабатываемой подложки и

повторения процедуры выбора, с выбором другого штамповочного инструмента из указанной группы, и перемещения указанного другого штамповочного инструмента в соответствии с указанной информацией для осуществления тиснения посредством указанного инструмента в одной или более заданных зонах обрабатываемой подложки до завершения формирования заданной микрооптической конструкции таким образом, что результирующая поверхностная микрооптическая конструкция, сформированная на полученном микрооптическом изделии, задает более крупную микрооптическую структуру с поверхностным рельефом, образованным посредством указанных форм поверхностного рельефа и соответственно содержащим множество меньших форм поверхностного рельефа, полученных повторением указанных шагов выбора и осуществления тиснения.

15. Установка по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит нагреватель для нагрева штамповочного инструмента при осуществлении горячего тиснения при заданной температуре.

16. Установка по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит источник УФ-излучения для отверждения обрабатываемой подложки, пригодной для отверждения УФ-излучением.

17. Установка по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит коноскоп или камеру для получения индикатора светотехнической характеристики, такой как паттерны излучения применительно к одному или более штамповочных инструментов и подложки, причем установка сконфигурирована с возможностью анализа заданной микрооптической конструкции с учетом достигнутых оптических свойств обрабатываемой подложки для обеспечения, в качестве подлежащего выбору, штамповочного инструмента, способного приблизить оптические свойства обрабатываемой подложки к свойствам заданной микрооптической конструкции, и использования подлежащего выбору штамповочного инструмента в качестве штамповочного инструмента, выбранного для осуществления тиснения.

18. Установка по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит коноскоп или камеру для получения индикатора светотехнической характеристики, такой как паттерны излучения применительно к одному или более штамповочных инструментов и подложки, причем установка сконфигурирована с возможностью анализа заданной микрооптической конструкции с учетом достигнутых оптических свойств обрабатываемой подложки и определения, по результатам анализа, одной или более зон для тиснения на подложке.

19. Установка по п.14, отличающаяся тем, что сконфигурирована с возможностью тиснения одной или более новых микрооптических форм поверхностного рельефа рядом или поверх, по меньшей мере, некоторых из ранее образованных на подложке микрооптических форм поверхностного рельефа.

20. Установка по п.14, отличающаяся тем, что содержит контактный компонент для предотвращения проникновения одной или более микрооптических структур выбранного штамповочного инструмента в подложку на глубину, превышающую заданное значение.

21. Установка по п.14, отличающаяся тем, что содержит теплоизолятор для уменьшения переноса тепла от установки к зоне подложки, смежной с зоной, в которой в текущий момент производится тиснение.

22. Установка по п.14, отличающаяся тем, что сконфигурирована с возможностью контроля глубины посредством, по меньшей мере, одного параметра, выбранного из группы, состоящей из давления, теплоты и длительности тиснения.

23. Компьютерная программа для изготовления микрооптической поверхности со сложным варьируемым трехмерным профилем посредством устройства для пошагового тиснения, пошагового импринтинга или прикрепления кристалла к подложке или другого устройства, пригодного для формирования паттернов на поверхности обрабатываемой подложки посредством различных штамповочных инструментов, совместимых с указанным устройством, при этом каждый штамповочный инструмент содержит одну или более форм поверхностного рельефа, определяющих одну или более микрооптических структур, а компьютерная программа содержит кодовые средства, обеспечивающие, при их запуске на компьютере, выполнение следующих шагов:

получение информации, задающей один или более параметров тиснения или заданной микрооптической конструкции применительно к обрабатываемой подложке,

выбор штамповочного инструмента из указанной группы штамповочных инструментов и/или настройка ассоциированных с ним параметров тиснения, таких как температура, положение или согласованность по положению, в соответствии с полученной информацией,

управление перемещениями указанного штамповочного инструмента относительно указанной подложки для осуществления тиснения посредством указанного инструмента на множестве заданных зон обрабатываемой подложки и

повторение процедуры выбора, с выбором другого штамповочного инструмента из указанной группы, и управление перемещениями указанного другого штамповочного инструмента в соответствии с указанной информацией для осуществления тиснения посредством указанного инструмента в одной или более заданных зон обрабатываемой подложки до завершения формирования заданной микрооптической конструкции таким образом, что микрооптическая конструкция, сформированная на полученном микрооптическом изделии, задает более крупную микрооптическую структуру с поверхностным рельефом, образованным посредством указанных форм поверхностного рельефа и соответственно содержащим множество меньших форм поверхностного рельефа, полученных повторением указанных шагов выбора и осуществления тиснения.

24. Программа по п.23, отличающаяся тем, что содержит библиотеку данных, относящихся к группе штамповочных инструментов и описывающих свойства паттернов излучения или один или более других параметров, связанных с каждым штамповочным инструментом, для обеспечения возможности выбора штамповочного инструмента из указанной группы штамповочных инструментов путем сравнения паттерна излучения или одного или более других параметров штамповочных инструментов с получением информации, такой как определение паттерна излучения, формирующего заданную микрооптическую конструкцию.

25. Несущая среда, содержащая компьютерную программу в соответствии с п.23.

26. Несущая среда по п.25, отличающаяся тем, что содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из гибкого диска, оптического диска, карты памяти и жесткого диска.