发明名称 具有高聚焦效率之微透镜阵列
摘要 本发明提供具有高聚焦效率之微透镜阵列(105)。高聚焦效率藉由精确地制造出各别微透镜而达成,其中微透镜以高填充系数地构成阵列。正微透镜阵列藉由在正抗光剂(21)中使用直接雷射划记形成具有凹下表面浮凸图案(101)之主模版而制造出。经由该方式,有限雷射光束与微透镜所需要分布相关之卷旋问题能够加以解决。本发明之微透镜阵列之聚焦效率至少为75%。
申请公布号 TWI238266 申请公布日期 2005.08.21
申请号 TW090118831 申请日期 2001.07.31
申请人 罗查光学公司 发明人 吉费雷葛顿;米其耳莫力司;蔡梭谢耳
分类号 G02B5/04;G02F1/13 主分类号 G02B5/04
代理机构 代理人 吴洛杰 台中市北区太原路2段215巷1弄8号
主权项 1.一种制造微透镜阵列之方法,该微透镜表面轮廓 具有波峰及波谷以及包含多个单位小格以及多个 微透镜,每一单位小格一个微透镜,该方法包含: (a)提供正光阻剂; (b)利用具有有限光束宽度之雷射光束照射正光阻 剂,正光阻剂尺寸小于任何所形成微透镜横向尺寸 ,该照射使用导引雷射划记处理过程进行划记处理 ,该划记处理采用相对移动于有限光束宽度之雷射 光束与正光阻剂之间以在光阻剂中形成潜在影像; (c)将潜在影像发展出以形成光阻剂主模版,该光阻 剂主模版表面轮廓实质上为微透镜阵列之负版表 面轮廓;以及 (d)使用光阻剂主模版以: (i)产生微透镜阵列,及/或 (ii)产生印模版以使用来形成微透镜阵列,该印模 版具有表面轮廓为微透镜阵列表面轮廓之负版;其 中: (A)该微透镜阵列只由位于相邻单位小格之凸微透 镜所构成,使得光阻剂主模版以及假如制造出之印 模版只由位于相邻单位小格之凹腔所构成; (B)微透镜阵列之聚焦效率大于50%;以及 (C)微透镜阵列之聚焦效率为50%或较小,其系假如藉 由相同的导引雷射划记处理过程配制出,该处理过 程使用在光阻剂处具有相同有限光束宽度之相同 雷射光束然而使用光阻剂主模版划记因而在相邻 小格处由凸出物所构成而非由凹腔所构成。 2.依据申请专利范围第1项之方法,其中光阻剂主模 版位于第一平面与第二平面之间,凹腔以第一平面 朝向第二平面之方向延伸至主模版,以及每一凹腔 最大支距在第一平面上。 3.依据申请专利范围第1项之方法,其中光阻剂主模 版位于第一平面与第二平面之间,凹腔以第一平面 朝向第二平面之方向延伸至光阻剂主模版,以及每 一凹腔相对于第一平面之最大支距所在位置以相 当缓慢速率变化于至少一些相邻单位小格之间,使 得微透镜阵列之聚焦效率并不减小低于75%。 4.依据申请专利范围第1项之方法,其中光阻剂主模 版位于第一平面与第二平面之间,凹腔以第一平面 朝向第二平面之方向延伸至光阻剂主模版,以及至 少两个凹腔的顶点与第一平面间之距离为不同的 。 5.依据申请专利范围第4项之方法,其中距离为随机 地分布。 6.依据申请专利范围第1项之方法,其中至少一个凹 腔为变形的。 7.依据申请专利范围第1项之方法,其中微透镜阵列 之聚焦效率至少为75%。 8.依据申请专利范围第1项之方法,其中微透镜阵列 之聚焦效率至少为85%。 9.依据申请专利范围第1项之方法,其中微透镜阵列 之聚焦效率至少为95%。 10.依据申请专利范围第1项之方法,其中微透镜阵 列之填充系数至少为90%。 11.依据申请专利范围第1项之方法,其中微透镜阵 列之填充系数至少为95%。 12.依据申请专利范围第1项之方法,其中微透镜阵 列之填充系数为100%。 13.依据申请专利范围第1项之方法,其中微透镜阵 列具有聚焦效率至少为75%以及填充系数至少为90% 。 14.依据申请专利范围第1项之方法,其中微透镜阵 列具有聚焦效率至少为95%以及填充系数等于100%。 15.依据申请专利范围第5项之方法,其中微透镜阵 列具有聚焦效率至少为75%。 16.依据申请专利范围第5项之方法,其中微透镜阵 列之填充系数至少为90%。 17.依据申请专利范围第5项之方法,其中微透镜阵 列具有聚焦效率至少为75%以及填充系数至少为90% 。 18.依据申请专利范围第5项之方法,其中微透镜阵 列具有聚焦效率至少为95%以及填充系数等于100%。 19.一种制造微透镜阵列之方法,该微透镜表面轮廓 具有波峰及波谷以及包含多个单位小格以及多个 微透镜,每一单位小格有一个微透镜,该方法包含: (a)提供正光阻剂; (b)利用具有有限光束宽度之雷射光束照射正光阻 剂,正光阻剂尺寸小于任何所形成微透镜横向尺寸 ,该照射使用导引雷射划记处理过程进行划记处理 ,该划记处理采用相对移动于有限光束宽度之雷射 光束与正光阻剂之间以在光阻剂中形成潜在影像; (c)将潜在影像发展出以形成光阻剂主模版,该光阻 剂主模版表面轮廓实质上为微透镜阵列之负版表 面轮廓;以及 (d)使用光阻剂主模版以: (i)产生微透镜阵列,及/或 (ii)产生印模版以使用来形成微透镜阵列,该印模 版具有表面轮廓为微透镜阵列表面轮廓之负版;其 中: (A)该微透镜阵列只由位于相邻单位小格之凸微透 镜所构成,使得光阻剂主模版以及假如制造出之印 模版只由位于相邻单位小格之凹腔所构成; (B)微透镜阵列之聚焦效率大于75%;以及 (C)微透镜阵列之聚焦效率为75%或较小,其系假如藉 由相同的导引雷射划记处理过程配制出,该处理过 程使用在光阻剂处具有相同有限光束宽度之相同 雷射光束然而使用光阻剂主模版划记因而在相邻 小格处由凸出物所构成而非由凹腔所构成。 20.依据申请专利范围第19项之方法,其中光阻剂主 模版位于第一平面与第二平面之间,凹腔以第一平 面朝向第二平面之方向延伸至光阻剂主模版,以及 凹腔顶点与第一平面间之距离为不同的。 21.依据申请专利范围第20项之方法,其中距离为随 机地分布。 22.依据申请专利范围第19项之方法,其中至少一个 凹腔为变形的。 23.一种制造微透镜阵列之方法,该微透镜表面轮廓 具有波峰及波谷以及包含多个单位小格以及多个 微透镜,每一单位小格一个微透镜,该方法包含: (a)提供正光阻剂; (b)利用具有有限光束宽度之雷射光束照射正光阻 剂,正光阻剂尺寸小于任何所形成微透镜横向尺寸 ,该照射使用导引雷射划记处理过程进行划记处理 ,该划记处理采用相对移动于有限光束宽度之雷射 光束与正光阻剂之间以在光阻剂中形成潜在影像; (c)将潜在影像发展出以形成光阻剂主模版,该光阻 剂主模版表面轮廓实质上为微透镜阵列之负版表 面轮廓;以及 (d)使用光阻剂主模版以; (i)产生微透镜阵列,及/或 (ii)产生印模版以使用来形成微透镜阵列,该印模 版具有表面轮廓为微透镜阵列表面轮廓之负版;其 中: (A)该微透镜阵列只由位于相邻单位小格之凸微透 镜所构成,使得光阻剂主模版以及假如制造出之印 模版只由位于相邻单位小格之凹腔所构成; (B)微透镜阵列之聚焦效率大于85%;以及 (C)微透镜阵列之聚焦效率为85%或较小,其系假如藉 由相同的导引雷射划记处理过程配制出,该处理过 程使用在光阻剂处具有相同有限光束宽度之相同 雷射光束然而使用光阻剂主模版划记因而在相邻 小格处由凸出物所构成而非由凹腔所构成。 24.依据申请专利范围第23项之方法,其中光阻剂主 模版位于第一平面与第二平面之间,凹腔以第一平 面朝向第二平面之方向延伸至光阻剂主模版,以及 凹腔顶点与第一平面间之距离为不同的。 25.依据申请专利范围第24项之方法,其中距离为随 机地分布。 26.依据申请专利范围第23项之方法,其中至少一个 凹腔为变形的。 27.一种制造微透镜阵列之方法,该微透镜表面轮廓 具有波峰及波谷以及包含多个单位小格以及多个 微透镜,每一单位小格一个微透镜,该方法包含: (a)提供正光阻剂; (b)利用具有有限光束宽度之雷射光束照射正光阻 剂,正光阻剂尺寸小于任何所形成微透镜横向尺寸 ,该照射使用导引雷射划记处理过程进行划记处理 ,该划记处理采用相对移动于有限光束宽度之雷射 光束与正光阻剂之间以在光阻剂中形成潜在影像; (c)将潜在影像发展出以形成光阻剂主模版,该光阻 剂主模版表面轮廓实质上为微透镜阵列之负版表 面轮廓;以及 (d)使用光阻剂主模版以: (i)产生微透镜阵列,及/或 (ii)产生印模版以使用来形成微透镜阵列,该印模 版具有表面轮廓为微透镜阵列表面轮廓之负版;其 中: (A)该微透镜阵列只由位于相邻单位小格之凸微透 镜所构成,使得光阻剂主模版以及假如制造出之印 模版只由位于相邻单位小格之凹腔所构成; (B)微透镜阵列之聚焦效率大于95%;以及 (C)微透镜阵列之聚焦效率为95%或较小,其系假如藉 由相同的导引雷射划记处理过程配制出,该处理过 程使用在光阻剂处具有相同有限光束宽度之相同 雷射光束然而使用光阻剂主模版划记因而在相邻 小格处由凸出物所构成而非由凹腔所构成。 28.依据申请专利范围第27项之方法,其中光阻剂主 模版位于第一平面与第二平面之间,凹腔以第一平 面朝向第二平面之方向延伸至光阻剂主模版,以及 凹腔顶点与第一平面间之距离为不同的。 29.依据申请专利范围第28项之方法,其中距离为随 机地分布。 30.依据申请专利范围第27项之方法,其中至少一个 凹腔为变形的。 图式简单说明: 第一图(图1)为填充系数小于100%之透镜阵列顶视图 。 第二图(图2)显示出玻璃基质,其具有光阻剂薄膜沉 积于其表面上。 第三图(图3)显示出雷射光束扫描于光敏性薄膜上, 其产生不同化学特性之区域(潜变影像)。 第四图A及B(图4A及4B)显示出制造凸出结构中之卷 旋效应。 第五图A及B(图5A及5B)分别地显示出呈现为凸出以 及凹下阵列关系之坚硬制造器具的相互作用。 第六图(图6)显示出一种技术以估计一个阵列之微 透镜单元的聚焦效率,其以凸出形式制造出。 第七图A及B(图7A及7B)分别地显示出以凸出以及凹 下形式制造出之相同微透镜分布的实验图。 第八图及第九图(图8及图9)显示出在正光阻剂中所 形成凹下凹腔之表面浮凸结构,其中凹腔边缘之边 界对准于光阻剂之顶部表面。 第十图A,B,C(图10A,10B及10C)显示出具有凹下凹腔之 初始铸模的复制以得到最终之凹下微透镜。
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