用於使用彎曲支架創建通過微透鏡陣列的孔的方法和設備以及由此製造的產品的製作方法

2023-05-04 02:31:26

專利名稱：用於使用彎曲支架創建通過微透鏡陣列的孔的方法和設備以及由此製造的產品的製作方法
技術領域：
本發明涉及微製作方法、設備及這樣製作的裝置，更具體地，涉及 用於製作包含微結構的光學膜的方法和設備以及由此製作的光學微結 構。
背景技術：
在其一面上具有微透鏡陣列而在其另 一面上具有自對準孔陣列的 基板被廣泛用作計算機顯示器(監視器)、投影電視、平板顯示器和電 視以及許多其它光學應用中的光學部件。如本領域技術人員所熟知的， 微透鏡陣列包括大量微透鏡，微透鏡的基部的至少一個尺度("基部尺
度")在大小上小於約500|Lim。可以形成半球狀、變形、柱鏡狀和/或其 它傳統微透鏡陣列。通過使雷射穿過微透鏡而照射到層上，可以在該層 中創建自對準孔，該層例如是不透明層和/或反射層。
例如，1979年10月23日發布的、Deml等人的名稱為"白晝投影屏 幕以及用於製作該屏幕的方法和設備(Daylight Projection Screen and Method and Apparatus for Making the same )"的美國專利4,172,219描述 了這樣的用於形成自對準孔的技術。如Demi等人在摘要中所述，吸收 入射聚焦雷射並經受由此產生的加熱的材料層被布置在透鏡矩陣的焦 平面上。雷射穿過透鏡矩陣本身而被投射到這種層上。雷射被透鏡矩陣 的透鏡元件聚焦到該層上，從而實現對該層的小的明確定義的部分的高 度局部化的加熱。作為高度局部化的加熱的結果，在這些小的明確定義 的部分處，該層的材料去除本身，從而形成透鏡-孔矩陣的孔，之後其被 用於與透鏡矩陣協作，作為背面投影或白晝投影屏幕。
在1987年5月19日發布的、van de Ven的名稱為"背面投影屏幕 (Rear-Projection Screen )"的美國專利4，666，248中描述了另一種用於在 層中創建自對準孔的技術。如vande Ven專利的第3欄第51-61行所述， 根據該發明的製造背面投影屏幕的方法的特徵在於，以給定的次序執行下列步驟在薄透明箔片的第一面上複製在模具中被形成的變形透鏡結 構，將光敏材料施加到透明箔片的第二面，通過透鏡結構曝光光敏材料， 以使未膝光部分變得不透明的方式來顯影光敏材料，以及將薄片的第二 面附著到透明支撐板。
在2005年11月22日發布並轉讓給本申請的受讓人的、Fadel等人 的名稱為"具有精確對準的孔掩模的微透鏡陣列以及製造其的方法 (Micro-lens Army With Precisely Aligned Aperture Mask And Methods Of Producing Same)，，的美國專利6,967,779中描迷了又一種用於形成自 對準孔的技術。如在Fadel等人的專利的摘要中所述，提供了具有精確 對準的孔掩模的微透鏡陣列以及用於形成該微透鏡陣列的方法。孔掩模 是通過使用微透鏡陣列中的每個小透鏡(lenslet)將光投射到掩模層上 而形成的。選擇光的強度和掩模層材料，以使得光經由非燒蝕性處理在 掩模層中形成孔。所形成的孔與它們各自的小透鏡自動對準。
儘管在超過25年以前在Demel等人的專利中對使用雷射束的自對 準孔形成技術的公開，但使用雷射束來創建通過微透鏡陣列的自對準孔 的商業應用似乎並不是流傳甚廣。具體地，由於雷射產生的光束相對小， 對於大的基板(諸如這樣的基板至少一個尺寸約為30"或更大)以及/ 或者對板的連續處理來說孔創建過程可能提供^^的生產量。而且，當激 光束掃描陣列時可能難以控制雷射束，這可能導致孔相對於微透鏡的未 對準。未對準的孔繼而可能接著產生傳輸的變化，從而當基板被用於光 學應用中時導致不可接受的可見缺陷。

發明內容
本發明的 一 些實施例提供用於在基板的背面上的層中創建孔的設 備，所述基板包括其前面上的微透鏡陣列。這些設備包括支架，所述支 架包括定義軸的圓柱狀表面分段。所述圓柱狀表面分段被配置為支持基 板的背面上的所述層，以使得基板的前面上的所述微透鏡陣列面向所述 軸。提供掃描反射鏡。脈衝雷射器被配置為使脈衝雷射束照射到掃描反 射鏡上。所述掃描反射鏡被相對於支架而定向，以使照射到其上的脈衝 雷射束從所述軸圓周地沿著所迷圓柱狀表面分段進行掃描，以穿過基板 的前面上的微透鏡陣列並且進入基板的背面上的層中，從而創建孔。線 性轉移器(translator)被配置為使所述支架和/或所述掃描反射鏡彼此相
8對地軸向、線性地轉移，以便軸向地轉移沿著所述圓柱狀表面分段圓周 地掃描的脈沖雷射束。控制器被配置為同時地控制脈衝雷射器的脈動、 掃描反射鏡的掃描以及轉移器的轉移。
在一些實施例中，掃描反射鏡包括旋轉的多邊形反射鏡，所迷多邊 形反射鏡被配置為圍繞與圓柱狀表面分段的軸平行的旋轉軸而旋轉。在 一些實施例中，旋轉的多邊形反射鏡被相對於圓柱狀表面分段的軸而定 位，以使得脈衝雷射束在圓柱狀表面分段的軸處照射在反射鏡的多邊形 表面上。另外，在一些實施例中，掃描反射鏡被相對於支架而定向，以 使脈沖雷射束從所述軸圓周地沿著圓柱狀表面分段並垂直於所述圓柱 狀表面分段進行掃描。在其它實施例中，掃描反射鏡被相對於支架而定 向，以使脈沖雷射束從所述軸圓周地沿著圓柱狀表面分段在對圓柱狀表
面分段的垂直偏差小於約0.01。的情況下進行掃描。另外，在一些實施
例中，可以採用諸如快速轉向反射鏡的可移動反射鏡來至少部分地補償 旋轉的多邊形反射鏡和/或其圍繞其旋轉軸的旋轉中的缺陷。線性轉移器 可以包括被配置為相對於支架軸向地轉移掃描反射鏡的螺旋傳動。
在本發明的一些實施例中，圓柱狀表面分段包括剛性支持層，其 包括在所迷剛性支持層中的穿孔；在所述剛性支持層和所述軸之間所述 剛性支持層上的柔性多孔緩沖層；以及在所述柔性多孔緩沖層和所述軸 之間所述柔性多孔緩沖層上的柔性多孔支持層。所述柔性多孔支持層可 以被配置為支持基板的背面，以及所述支架還可以包括真空穩壓室 (vacuum plenum)，所述真空穩壓室被配置為通過所述柔性多孔支持 層中的所迷穿孔、通過所述柔性多孔緩沖層和通過所述剛性支持層抽真 空，以支持所述柔性多孔支持層上的基板的背面。
在其它實施例中，圓柱狀表面分段可以包括穿孔金屬板；在所述 穿孔金屬板和所述軸之間所述穿孔金屬板上的泡沫層；以及在所述泡沫 層和所述軸之間所述泡沫層上的柔性屏。所述柔性屏可以被配置為支持 基板，以及所述支架還可以包括真空穩壓室，所述真空穩壓室被配置為 通過所迷柔性屏、通過所述泡沫層和通過所述穿孔金屬板中的所述穿孔 抽真空，以支持所述屏上的基板的背面。
在一些實施例中，微透鏡在其基部的大小小於約100fim，以及在所 述圓柱狀表面分段處所述脈衝雷射束的直徑約為1mm。可以配置和控制 所述脈衝雷射器、所述掃描反射鏡以及所述線性轉移器，以便使所述脈衝雷射束在所述圓柱狀表面上的照射區域圓周地和軸向地相重疊。另 外，在一些實施例中，基板被配置為用於可見光應用，以及脈衝雷射器 具有大於可見光的波長，例如脈衝紅外雷射器。
本發明的其它實施例提供用於在基板的背面上的層中創建孔的方
法，所述基板包括其前面上的微透鏡陣列。這些方法包括使所迷基板 彎曲成定義軸的圓柱狀表面分段，從而使得所述基板的前面上的所述微 透鏡陣列面向所述軸。使脈沖雷射束從所述軸圓周地沿著所述圓柱狀表 面分段進行掃描，以穿過基板的前面上的所述微透鏡陣列並且進入到基 板的背面上的所述層中，從而創建所迷孔，同時使所述基板和/或進行掃 描的所述脈沖雷射束彼此相對地軸向轉移。可以根據上述實施例中的任 何一個來進行所述掃描。
本發明的其它實施例提供一種在位於基板的背面上的層中形成孔 時用於支持所述基板的支架，所述基板包括位於其背面上的所迷層以及 位於其前面上的微透鏡陣列。所述支架包括定義軸的圓柱狀表面分段，
其中所述圓柱狀表面分段被配置為支持所迷基板的所述背面，以使得所 述基板的前面上的所述微透鏡陣列面向所述軸。可以根據上述實施例中 的任何一個來配置所述支架。
最後，根據本發明的一些實施例的微透鏡陣列產品可以包括基板 和所述基板的第一面上的微透鏡的陣列，所述微透鏡陣列沿著所迷基板 的至少一個方向延伸至少30"。所述至少30"的尺度可以是基於具有至少 30"或者製造出並且隨後被分割成更小的片的大於30"的連續網的尺度的 最終產品。所述陣列中的所述微透鏡包括大小小於約500pm的至少 一個 基部尺度。基板的第二面上的層包括沿著所述基板的所述至少一個方向 延伸至少30"的孔的陣列，其中在一些實施例中，各個孔與相應的微透 鏡在對準偏差小於約0.5。的情況下相對準。在其它實施例中，可以提供 小於約0.1。的變化，並且在其它實施例中可以提供0.05。之低的變化。


圖1是根據本發明不同實施例的用於在基板背面上的層中創建孔的 設備和方法的示意圖，所述基板包括其前面上的微透鏡陣列。
圖2是根據本發明其它實施例的用於在基板背面上的層中創建孔的 設備和方法的示意圖，所述基板包括其前面上的微透鏡陣列。圖3是可被用於控制圖1和/或圖2的設備和/或方法的控制系統和 方法的框圖。
圖4是根據本發明一些實施例的包括圓柱形表面分段的支架的截面圖。
圖5是根據本發明 一 些實施例的微透鏡陣列產品的截面圖。
具體實施例方式
現在將參考其中示出本發明實施例的附圖在下文中更加充分地對 本發明進行說明。然而，本發明不應當被認為限於在此所闡述的實施例。 而是，提供這些實施例以使得本公開將是充分的和完整的，並且將本發 明的範圍充分地傳達給本領域技術人員。在附圖中，為清楚起見誇大了 層和區域的厚度。貫穿本說明書，相同的附圖標記指代相同的元件。如 這裡所使用的，術語"和/或"包括相關聯的所列項中的一個或多個的任一 和所有組合，並可以簡寫作"/"。
這裡所使用的術語僅僅是為了說明特定實施例的目的，並非意圖限 制本發明。如這裡所使用的，單數形式"一"、"一個"和"此"意在還包括 複數形式，除非上下文另有所指。還應當理解的是，當在本說明書中使 用術語"包括"、"包含"、"具有"和"有"時，其是指定存在所聲明的特徵、 區域、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一個或多個 其它的特徵、區域、步驟、操作、元件、部件和/或由它們所組成的組。
應當理解的是，當諸如層或區域的元件被稱為是"在另一元件上"或 延伸"到另一元件上"(或其變化形式)時，它可以直接位於其它元件上 或直接延伸到該另一元件上，或者也可能存在中間元件。與此相對照， 當元件被稱為是"直接位於另一元件上"或"直接延伸到另一元件上"(或 其變化形式)時，不存在中間元件。還應當理解的是，當元件被稱為是 "連接"或"耦合"到另一元件(或其變化形式)時，它可以直接連接或耦 合到該另一元件，或者可能存在中間元件。與此相對照，當元件被稱為 是"直接連接"或"直接耦合"到另一元件(或它們的變形)時，不存在中 間元件。最後，當元件被稱為"支持"另一元件(或其變化形式)時，它 可以直接支持該另一元件，或者可能存在中間元件。與此相對照，當元 件被稱為"直接支持"另一元件(或其變化形式)時，不存在中間元件。
應當理解的是，雖然這裡可以使用術語"第一"、"第二"等來描述各種元件、部件、區域、層和/或部分，但是這些元件、材料、區域、層和/或部分不應當受限於這些術語。這些術語僅用於區分一個元件、材料、區域、層或部分與另一元件、材料、區域、層或部分。因此，在不脫離本發明的教導的情況下，可以將下面所述的第一元件、材料、區域、層或部分稱作第二元件、材料、區域、層或部分。另外，這裡可以使用術語"前"和"背"來描迷顯示屏幕的相反的朝外的面 在某些實施例中，"前"用於指代脈沖雷射束首先遇到的表面(諸如基板)的面，而"背，，用於指代該表面的相對面。另外，傳統地，可以認為觀看面為前面，但是，取決於朝向，也可以認為觀看面為背面。
這裡參考截面圖和透視圖來說明本發明的實施例，這些截面圖和透
視圖是本發明的理想實施例的示意圖。如此，可以預料由於例如製造技術和/或容差而導致的與圖示形狀的變化。因此，本發明的實施例不應當被認為限於這裡所示的區域的特定形狀，而是包括由於例如製造而導致的形狀上的偏離。例如，被示出或描述為平面的區域通常可能具有粗糙和/或非線性的特徵。另外，所示出的銳角通常可能被弄圓。因此，圖中所示出的區域在屬性上是示意性的，並且它們的形狀並非意圖示出區域
的精確形狀，並且並非意圖限制本發明的範圍。
除非特別聲明，這裡所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具
有與本發明所屬技術領域的技術人員所通常理解的意思相同的含義。還應當理解的是，諸如通常使用的詞典中所定義的那些術語應當被解釋為
含義「而不應當以理想或過度正式的程度來解釋，除非將其明確地定義為如此。最後，圖中一個或多個塊的功能可以是獨立的，和/或是與其它塊的功能相結合的。
圖1是根據本發明各種實施例使用脈衝雷射束和彎曲的支架創建孔
的設備/方法的示意性側視圖。具體地，圖1示出用於在基板152的背面152b上的層156中創建孔158的設備，所述基板152包括其前面152a上的微透鏡陣列154。包括其前面152a上的微透鏡陣列154的基板152和其背面152b上具有孔158的層156可以共同地被稱為微透鏡陣列產品或透鏡板150。可以如下列美國專利申請或專利中所述的那樣來製作透鏡板150本身美國專利申請No. 2006/0061869、 2005/0058947、2005/0058948、 2005/0058949和/或2003/00206342和/或2006/0164729;以及/或者美國專利No.6,967,779、 6,829,087、 6,816,306和/或7,092,166;以及/或者美國申請序列號No. 11/113,846、 11/179,162、 11/364,423、11/378,189、 11/378,189、 11/382,163、 11/414,875、 1藤5，373、 11/465,358和/或11/465,377,所有這些都被轉讓給本發明的受讓人，由此它們的公開內容被全部包含於此以作參考，就像在此完整地陳述了它們一樣。也可以使用用於製作透鏡板150的其它技術。
微結構154可以包括微透鏡的一維或二維陣列，所述微透鏡具有至少一個在大小上小於約500nm的基部尺度(即，鄰近基板152的尺度)。取決於透鏡板150的光學應用，可以提供透鏡狀、半球狀、變形和/或其它微透鏡陣列。微結構154在大小、形狀或朝向上無需統一。如這裡所使用的，"透鏡"包括任何透射、折射和/或反射光學元件，並且"微透鏡"包括具有至少一個小於約10(Him的基部尺度的任何透射、折射和/或反射光學元件。
繼續對圖1的說明，該設備包括支架140，支架140本身包括圓柱狀表面分段142,該圓柱狀表面分段142定義了軸144。圓柱狀表面分段142被配置為支持基板152的背面上的層156，以使得基板152的前面152a上的微透鏡陣列154面向軸144。圓柱狀表面分段142的尺度可以根據正在製作的微透鏡陣列產品或透鏡板150的大小而變化。例如，在一些實施例中，圓柱狀表面分段142可以定義半徑約為19.1"的軸，可以包括大約30"的圓周長度(在圖1的平面中)以及大約48"的軸長度(垂直於圖1的平面)，以形成大約為43"x24"的後投影屏幕。還可以提供更小或更大的配置。還可以在支架140中提供真空埠 148，以在掃描期間在圓柱狀表面分段142上提供真空來支持位於其上的透鏡板150，如下面將更詳細地所描迷的。
仍然參考圖i，還提供掃描反射鏡120。在一些實施例中，掃描反射鏡可以是振動的反射鏡。然而，在其它實施例中，如圖l所示，掃描反射鏡120包括旋轉的多邊形反射鏡，所述多邊形反射鏡被配置為圍繞旋轉軸122進行旋轉，如箭頭124所示。在圖l的實施例中，多邊形反射鏡120是八邊的多邊形透鏡。然而，根據本發明的其它實施例可以提供更少(例如六個)或更多(例如十個)的邊。
仍然參考圖i,還提供脈衝雷射器UO。脈衝雷射器110被配置為將脈沖雷射束112照射到掃描反射鏡120上。在本發明的一些實施例中脈沖率可以約為100kHz。掃描反射鏡120被相對於支架140而定向，以使照射於其上的脈衝雷射束112從軸144圓周地沿著圓柱狀表面分段142進行掃描(如箭頭144所示)，從而穿過基板152的前面152a上的微透鏡陣列154並且進入到基板152的背面152b上的層156中，以創建孔158。
脈沖雷射束112可以由諸如脈沖Nd:YAG雷射器的雷射器IIO來生成。另外，當透鏡板150被用於可見光應用時，本發明的一些實施例提供產生脈沖紅外雷射束112的脈沖紅外(IR)雷射器110。在其它實施例中，可以使用波長大於可見光的其它雷射器。通過使用波長大於可見光的雷射束來創建孔，與使用紫外(UV)雷射器或波長短於可見光的其它雷射器的傳統應用相比，可以提供改進的孔創建，如下面將詳細描述的。
最後，參考圖1，諸如螺旋傳動和/或其它傳統線性轉移器的線性轉移器130被配置為使所述支架140和/或所述掃描反射鏡120彼此相對地軸向(即，朝向圖1的平面內和外)線性地轉移，以便軸向地轉移圓周地沿著所述圓柱狀表面分段142進行掃描的脈沖雷射束。在圖1的實施例中，線性轉移器130軸向地(即，平行於軸144)轉移旋轉反射鏡。在其它實施例中，支架140本身可以被移動。在另一些其它實施例中，支架140和掃描反射鏡120都可以被轉移。
現在將提供對圖1的實施例的附加說明。具體地，掃描反射鏡120可以包括旋轉的多邊形反射鏡，如圖1中所示，其被配置為圍繞平行於圓柱狀表面分段142的軸144的旋轉軸122而進行旋轉。另外，如圖1中所示，在一些實施例中，旋轉的多邊形反射鏡120被相對於圓柱狀表面分段142的軸144而定位，以使得脈衝雷射束112在圓柱狀表面分段142的軸144處照射到反射鏡120的多邊形表面126上。
同樣如圖1中所示，通過提供圓柱狀表面分段142，可以相對於支架140而定向掃描反射鏡120,以使脈沖雷射束從軸144圓周地沿著圓柱狀表面分段而進行掃描，如箭頭114所示，同時保持基本上垂直(正交)於圓柱狀表面分段。具體地，如右角符號(o))所示，脈沖雷射束112可以從軸144圓周地沿著圓柱狀表面分段142進行掃描，同時貫穿整個掃描保持基本上垂直於所述圓柱狀表面分段142。在一些實施例中，沿著對圓柱狀表面分段的整個圓周掃描可以提供小於約30弧度秒或小於約0.01。的相對於垂直方向的偏移。該偏移可以通過反曲和/或其它傳統技術來測量。通過提供脈沖雷射束112到透鏡板150中的基本上垂直的照射，可以形成與透鏡154基本上對準的孔158。由此可以提供更統一的微透鏡陣列產品。
在一些實施例中，圓柱狀表面分段142可以具有位於其中的槽，所述槽圓周地沿著圓柱狀表面分段142沿著當脈沖雷射束112照射在圓柱狀表面分段142上時由脈衝雷射束112所創建的弧而延伸。圓柱狀表面分段142中的槽可以使層156的背面能夠暴露於支架140的內部，從而使得來自孔創建過程中的碎片可以例如通過真空埠 148而從支架140排出。
圖1還示出在基板152的背面152b上的層156中創建孔158的方法，所述基板152包括其前面152a上的微透鏡陣列154。如圖1中所示，這些方法可以包括使基板152彎曲成定義軸144的圓柱狀表面分段，以使得基板152的前面152a上的微透鏡陣列154面向軸144。脈沖雷射束112從軸144圓周地沿著圓柱狀表面分段142進行掃描，如箭頭114所示，以穿過基板152的前面152a上的微透鏡陣列154而進入到基板152的背面152b上的層156中，而同時使基板152和/或進行掃描的脈沖雷射束U2彼此相對地軸向地(朝向圖1的平面內和外)轉移。
圖1還示出可以根據本發明的不同實施例而製成的微透鏡陣列產品150。這些微透鏡陣列產品150可以包括沿著其一個方向(長度、寬度和/或對角線)延伸至少30"的基板152。基板沿著其一個方向可以是至少30"長，因為基板是用於形成30"對角線或更大屏幕的終端產品。可替換地，基板152可以沿著其一個方向延伸至少30",因為基板152是連續的基板(網)，其稍後被切割以形成各個微透鏡陣列產品。在任一情況下，在基板152的第一面152a上提供微透鏡154的陣列。微透鏡154也至少沿著基板的一個方向(長度、寬度和/或對角線)延伸至少30"。微透鏡154包括在大小上小於約500pm的至少一個基部尺度。在基板152的第二面152b上提供層156,例如黑層，在其中具有孔158的陣列，該孔還沿基板的至少一個方向(長度、寬度和/或對角線)延伸至少30"。
在一些實施例中，各個孔158與陣列中的相應微透鏡154在對準偏差小於約0.5。的情況下相對準，其中對準偏差是相對於穿過微透鏡154的軸的垂直光線而被測量的，如圖1中所示。在其它實施例中，可以提供小於0.1。的對準偏差，並且在一些實施例中可以提供小於約o力5。的對準偏差。
具體地，在一些實施例中，用於減小或避免可見缺陷的可允許未對準量可以是未對準均勻性的函數。如果在孔對準的通路中從基板的一部分到下一部分存在偏移，則可以看到不同的透射圖案，並且微透鏡陣列產品可能從視覺上顯得不均勻。例如，它可能在一個位置比在其它位置較黑，或者當從一個角度觀看時可能顯示出亮塊和暗塊。小於o.i。的隨機變化可能會導致不可見的缺陷。然而，如果變化不是隨機的，而是在一個方向或另一個方向的偏移，或者如果變化是重複的，則可能需要更
好的準確度，可能期望維持0.05。或更小的準確度以避免可見的假象。在任一情況下，大區域的微透鏡陣列產品150從而可以配置有與貫穿產品150的微透鏡足夠地對準的孔，以減少或避免可見的缺陷。
圖2是根據本發明的其它實施例的用於創建孔的設備和方法的示意性俯視圖。在圖2中，線性轉移器130具體化為螺旋傳動232，其由螺旋傳動馬達234來驅動，並且在箭頭238所示的軸向上移動滑動裝置236。還可以提供掃描反射鏡馬達220,以在箭頭124所示的方向上旋專爭多邊形反射鏡120。如結合圖l所述的，可以在線114所示的位置處在圓柱狀表面分段142中提供槽。可以如圖2所示那樣定位雷射器110,並且可以使用光具組260來調節脈衝雷射束112並將脈沖雷射束傳送到多邊形反射鏡120。
在圖2的實施例中，光具組260可以包括四分之一波片266、分束器262和光束檢測器264、第一擴束準直透鏡272和第二擴束準直透鏡274、聚焦透鏡276和三個光束轉向反射鏡282、 284、 286。分束器262和光束檢測器264可用於對雷射束112的功率和/或脈沖進行採樣和監視。在一些實施例中，第一透鏡272可以具有大約-100mm的焦距，而第二透鏡274可以具有大約400mm的焦距。另外，第一透鏡272和第二透鏡274可以間隔開大約300mm。聚焦透鏡276可以安裝在聚焦透鏡滑動裝置278上，聚焦透鏡滑動裝置278可以相對於線性轉移器滑動裝置236是可調節的，以在給定的運行之前提供良好的聚焦。光具組260可以傳送在雷射器UO的出口處直徑大約為1.3mm的脈衝雷射束，並提供直徑大約為0.5mm的光束，其中所述光束照射在支架140的圓柱狀表面分段142上。在其它實施例中，可以在圓柱狀表面分段142處提供大約為0.4至0.8mm的光束直徑。也可以提供其它的光束直徑。
在一些實施例中，三個光束轉向反射鏡282、 282、 286可以是固定的光束轉向反射鏡。然而，在本發明其它實施例中，使脈沖雷射束112照射到旋轉的多邊形反射鏡120上的最後的光束轉向反射鏡286可以是可移動的反射鏡，其被配置為至少部分地補償旋轉的多邊形反射鏡120和/或其圍繞旋轉軸的旋轉(如箭頭124所示)中的缺陷。在一些實施例中，可移動反射鏡286可以包括電控快速轉向反射鏡(FSM)，其可用於補償旋轉的多邊形反射鏡120、馬達220中的機械缺陷和/或其它可能導致雷射束放置的誤差的機械缺陷。快速轉向反射鏡對於本領域技術人員來說是熟知的，因此在此無需進一步進行說明。在一些實施例中，可以使用Newport Corporation所出售的型號為FSM-300的快速轉向反射鏡。
在一些實施例中，可以通過繪製旋轉的多邊形反射鏡120、馬達220和/或其它部件中的缺陷並且創建並存儲用於快速轉向反射鏡286的補償X-Y致動以作為旋轉124的函數，來控制快速轉向反射鏡286。然後使用所存儲的X-Y致動來控制快速轉向反射鏡的運動。在其它實施例中，可以通過使用本領域技術人員所熟知的技術，使用反饋機制實時地執行補償。還已經發現，根據本發明的一些實施例，快速轉向反射鏡286的增加可以將光束U2在支架140的圓柱狀表面分段142上的放置的準確度提高一個量級或更高。
應當理解的是，可以提供許多其它配置的光具組，其無需使用圖2所示的所有元件。另外，可以提供額外的光學元件。例如，真空空間濾波器、頂帽(top hat )濾波器和/或散射屏，如在Gardner等人的名稱為"用於處理脈沖雷射束以創建通過微透鏡陣列的孔的方法和設備以及由此而製造的產品(Methods and Apparatus for Processing a Pulsed Laser Beamto Create Apertures Through Microlens Arrays, and Products ProducedThereby)，，的、2006年5月8日提交的共同待決的申請序列號No.11/382,163中所述的那樣，該申請被轉讓給了本申請的受讓人，並且其公開的全部內容由此被包含於此以作參考，就像其在此被完整地陳述了一樣。最後，應當理解的是，圖2也示出本發明的類似的方法實施例。
圖3是根據本發明的一些實施例的控制器的框圖，所述控制器被配置為同時地控制脈衝雷射器U0的脈動、經由多邊形反射鏡馬達220的多邊形反射鏡的旋轉以及經由線性轉移器234的多邊形反射鏡120的轉移。如圖3中所示，使用計算機340來控制如箭頭238所示的線性(X)軸驅動330、如箭頭124所示的多邊形反射鏡(Y)軸驅動320以及雷射器110的電源310。可以控制雷射器的功率和/或脈衝頻率。同樣如圖3中所示，計算機340可以與線性軸驅動330的控制模塊332、多邊形反射鏡驅動320的控制模塊334以及雷射器電源310的控制模塊312對接。另外，可以使用來自多邊形反射鏡驅動320的位置同步輸出(PSO)342來觸發雷射器電源310的觸發輸入344。可以使用各種線纜352、 354和356將驅動器310、 320和330對接到裝置110、 220和234。
同樣如圖3中所示，當使用快速轉向反射鏡286時，可以使用計算機340來控制波形發生器342,波形發生器342產生施加到快速轉向反射鏡控制器344的X-Y轉向電壓。快速轉向反射鏡控制器344經由合適的線纜358控制快速轉向反射鏡286。波形發生器342還可以對光束位置控制器362作出響應，光束位置控制器362經由光束位置反饋線纜360連接到光具組260中的一個或多個光束位置傳感器364。還如圖3中所示，可以通過獨立的X電壓和Y電壓來控制快速轉向反射鏡286的位置，X電壓和Y電壓是由波形發生器342與多邊形反射鏡的運動同步地遞送的。該同步可以通過使用多邊形反射鏡馬達控制器320的位置同步輸出(PSO) 342來實現。因此，快速轉向反射鏡可以至少部分地補償多邊形反射鏡馬達220和/或多邊形反射鏡120本身的晃動和/或其它缺陷。
在本發明的一些實施例中，圖3的控制器可被用於使雷射器以約100kHz進行脈沖，以及在雷射器的出口處提供直徑約為1.3mm的脈衝和在圓柱狀表面分段142處提供直徑約為0.5mm的脈沖。另外，可以控制雷射器線性轉移器馬達234和多邊形反射鏡馬達220以提供在圓周方向和軸向二者上約為0.12mm的重疊。在一些實施例中，給定斑點(雷射器脈沖)可以成像30-40個透鏡，其中這些透鏡中的10-15個是以前未曝光過的，從而使得每秒可以成像大約1百萬至1.5百萬個微透鏡。因此可以在大約四分鐘內處理50"對角線的基板。由此可以獲得高生產量同時在整個基板上提供基本上對準的孔。
圖4是根椐本發明不同實施例的圖1和2的支架140的截面圖。本領域技術人員應當理解的是，為了清楚起見誇大了圓柱狀表面分段142中的層的大小和相對大小，並且圖4並不是按比例繪製的。更具體地，如圖4所示，根據本發明一些實施例的支架140包括圓柱狀表面分段142。圓柱狀表面分段142包括剛性支持層430,所述剛性支持層430包括位於其中的穿孔432。剛性支持層430可以實施為彎曲的穿孔金屬板，諸如多孔鋼板。穿孔鋼板可以維持其形狀，並且穿孔使得能夠通過真空穩壓室442從真空埠 148通過那裡抽真空，如箭頭440所示。
仍然繼續對圖4的描述，在剛性支持層430和軸144之間，在剛性支持層430上提供柔性多孔緩沖層420，諸如1英寸厚的開口單元泡沫層。所述緩沖層420也是多孔的，從而使得可以通過所述多孔抽真空。緩沖層420可以減少或消除剛性支持層430中的穿孔432以免施加到透鏡板150上，所述透鏡板150被安裝在圓柱狀表面分段142上。
最後，在柔性多孔緩沖層420和軸144之間，在柔性多孔緩沖層420上提供柔性多孔支持層410。在一些實施例中，柔性多孔支持層410可以包括每英寸具有例如60個細絲(thread) 412的纖維玻璃網孔屏。纖維玻璃屏410可以為安裝於其上的透鏡板150提供相對低摩擦的支持表面，並且可以允許當雷射器照射到透鏡板上時透鏡板的一些擴展和收縮。另外，可以通過其抽壓緊真空。最後，如上所述，在圖4的平面內，可以在支架140中提供槽，所述槽可以延伸穿過剛性支持層430、柔性多孔緩沖層420和/或柔性多孔支持層410,以使得碎片能夠例如通過真空穩壓室442和真空埠 148而被排出。
因此，如圖4所示，在本發明的一些實施例中，圓柱狀表面分段142可以包括穿孔金屬板430、穿孔金屬板430上的泡沫層420和泡沫層420上的柔性板410。支架140的主體可以提供真空穩壓室422,所述真空穩壓室422被配置為通過穿孔金屬板430中的穿孔432、通過泡沫層420和通過柔性屏410抽真空，從而支持圓柱狀表面分段142上的透鏡板150。
如上面結合圖l和2所述的，本發明的一些實施例可以提供雷射束到大面積微透鏡板上的基本上正交或垂直的照射。由此可以提供高性能的微透鏡陣列產品。例如，如圖5中所示，根據本發明一些實施例的微透鏡陣列產品150包括基板152、基板152的第一面152a上的沿著基板的至少一個方向(水平、垂直和/或對角線)延伸至少30"，如圖5中的標記X所示的微透鏡154的陣列。陣列中的微透鏡154包括在大小上小於約50(Him的由圖5中Y表示的至少一個基部尺度。
繼續對圖5的說明，在基板150的第二面152b上提供諸如黑色層的層156。層156包括沿著同樣如圖5中的X所示的基板的至少一個方向延伸至少30"的孔158的陣列。如軸線510所示，各個孔158與相應的微透鏡基本上對準，其中在一些實施例中對準偏差小於約0.5。。換而言之，在一些實施例中未對準孔158與相對應的微透鏡154的軸510之間的角度2可以小於0.5。。再換而言之，在本發明的一些實施例中，孔158的軸跨越微透鏡陣列產品150的至少一個方向X可以偏離微透鏡510的軸小於約2inm，如圖5中的Z所示。另外，如上所述，在其它實施例中，例如當存在隨機的變化時，角度2可以小於約0.1。。在另一些其它實施例中，當變化不是隨機的而是在一個方向或另 一個方向上偏移或者變化是重複的時，角度2可以是0.05。或更小，以便減少/避免可見的缺陷。由此可以提供高性能的微透鏡陣列產品。
在圖1-5的任一或全部實施例中，脈沖雷射束可以是波長大於可見光的脈衝雷射束，諸如脈衝紅外雷射束。然而，在其它實施例中，也可以使用脈衝可見雷射束或波長小於可見光的脈沖雷射束，諸如脈沖紫外雷射束。
現在將提供對本發明的上面結合圖1 -5說明了的實施例以及本發明其它實施例的附加論迷。還將提供本發明一些特定實施例的工作參數。
已經根據本發明的各種實施例開發了工藝和設備，以實現相對於透鏡、透鏡陣列和/或其它光學元件的自對準孔的形成。所導致的所述工藝、設備和/或物品(透鏡板)可以實現在控制方式下的孔形成，其中可以控制孔的位置、形狀、大小、邊緣細節、每個透鏡的孔數量、孔的長度以及/或者其它參數。與有機、無機、反射、吸收和/或其它光學有源以及/或者光學中性的膜相結合的這些孔的形成可以提供光、電和/或其它管理膜。
當光學元件或透鏡154在透鏡的相對面上覆蓋層156 (也稱為薄膜或簡稱為膜)時，在存在一般聚焦光束的情況下，該膜156將變得脫落、被去除、被汽化和/或被破壞。這個去除的形狀(圓形、方形、拉長形)和特性(尖銳、粗糙的邊緣)可能在很大程度上取決於透鏡的形狀和其對由透鏡陣列154形成或創建的小光束的聚焦區域的影響，以及/或被採用以用於執行該去除的能量。所創建的洞或孔158 (就其形狀和/或其邊緣的外觀而言) 一般可以由透鏡154的光學特性來^L定，並且可以通過 額外的技術來使該孔158在形狀和特性上改變超越由透鏡形狀所規定的 孔的形狀和特性。
另外，對於孔158用作空間濾波器功能的一部分的應用，諸如用於 許多光管理功能的應用，可以確定相對於該應用的孔158的大小，以減 少或避免孔158的邊緣處的光切除(即膜156的邊緣對部分光的阻擋) 或者光損耗。當所創建的孔不足夠大以允許通過透鏡154指引至層156 的光的全部通過時，可能產生光損耗。傳統上，透鏡154或者從各個角 度指引的光中的某一偏差在孔創建期間可能不能提供足夠的能量以在 沒有這些附加的控制方法的工藝中實現合適大小的孔158。根據本發明 的一些實施例，可以使用雷射器的波長來改變孔的開口。也可以使用入 射光束和/或多個光束的角度來修改孔的開口 。
高速的孔創建對於提供分布廣泛的商業化來說也是期望的。通過使 用脈沖寬度例如小於約30ns的脈沖光束152,可以提供燒蝕的一致性。 所得到的峰值光功率密度可以是每平方釐米數十兆焦耳(mJ)。
在一些實施例中，採用Q開關Nd:YAG雷射器110，諸如光譜物理 量子線Pro系歹ij ( Spectra Physics Quanta Ray Pro Series ) 350雷射器。 Q開關系統的功率通常已知在超過約200ms時增加，並且釋放到小於約 10ns的脈沖寬度以產生數十兆瓦特的峰值光功率。
在使用傳統的黑色材料(此處也簡稱為"黑色")的應用中，黑色層 可以變成用於可見應用的黑顏色的唯一來源。具體地，為了在背投顯示 器、等離子顯示器、液晶顯示器上以及其它相關應用中創建黑色像素， 顯示生成技術在圖像中不創建黑色。相反，通過使用通常用在光路中的 某種類型的黑色矩陣可以創建圖像中的黑色。當來自像素的光被熄滅 時，可以觀察到黑色矩陣。如果沒有使用黑色矩陣材料，則觀看者可能 看到用在顯示生成技術中的並且也是反射性的灰色或金屬色。對比度可 能被減小或最小化，並且環境光的反射導致圖像引擎在表面上所創建的 圖像的沖失(washout)。
因此，值得期望的是提供可以有效地透射通過黑色矩陣的光並使得 較大量的黑色能夠存在的黑色矩陣，以便提供環境光抑制層，以有助於 對比度的形成。 一般來說，表面上的黑色的量越大，抑制環境光和圖像 沖失的能力就越大，並且對比度就越大。換而言之，在黑暗的房間裡對比度可以是無窮大的，但是在沒有黑色的情況下，在有光的房間裡可能 有很少對比度。因此，黑色材料可以有助於提供期望的對比度。相似地， 在膜是反射性的或者是反射性和抗反射的組合，則該膜可以通過與透射 光的相互作用而提供功能，並且/或者提供用於其它電子或電介質應用的 功能。
因此，可以期望提供這樣的孔該孔具有(l)期望的形狀，所 述形狀可以影響用於提供期望的空間濾波器功能的能力；(2)相對於 膜的應用和使用或者聚焦特性和形狀的期望的大小；(3)關於每個透 鏡的期望的孔密度以及/或者(4)相對於相應透鏡的期望的對準。根據 本發明的一些實施例，可以提供期望的形狀、大小、密度和/或對準。在 一些實施例中，跨越一些微透鏡產品可以提供恆定的形狀、大小、密度 和/或對準的孔。在這些實施例中，支架140可以包括圓柱狀表面分段。 脈沖雷射束保持基本上垂直(正交)於圓柱狀表面分段。換而言之，脈 沖雷射束從軸144到圓柱狀表面分段142的半徑沿著整個掃描可以保持 基本上恆定。另外，在其它實施例中可以提供可變的形狀、大小、密度 和/或對準。在其中期望可變的形狀、大小、密度和/或對準的這些實施 例中，可以用不是圓柱狀表面分段的凹面來替代圓柱狀表面分段142， 其中凹面的曲率半徑和/或照射於其上的角度可以隨位置而不同，以提供 期望的可變形狀、大小、密度和/或對準。
另外，其它實施例可以提供不是圓柱狀表面分段的凹面，或者甚至 可以提供平面。在這些實施例中，通過使用透鏡和/或其它光學元件來提 供雷射脈沖在表面上的基本上垂直的照射，以在寬距離上維持脈沖雷射 束垂直於掃描表面。例如，f-e透鏡可以結合不是圓柱狀表面分段的凹 面或者甚至平面使用，同時依然能夠實現垂直照射。如本領域技術人員 所熟知的，f-e透鏡通常用於讀取或列印文檔的掃描系統中，其被設計 成使得圖像高度與掃描角度2成比例，而不是像通常的情況那樣與該角 度的正切成比例。
另外，在此已經主要就放置在支架上的矩形基板對本發明的實施例 進行了說明。然而，可以使用其它多邊形和/或橢圓形狀的基板。另夕卜， 在本發明的其它實施例中，可以使用連續(網)的基板，並且以逐步和 /或連續的方式跨越支架將其移動，以成像連續的膜。然後可以將連續的 膜切成用於終端產品的期望形狀。例子
下面的例子應當被認為僅是示意性的，而不應當被認為限制本發明。
支架140被構造成具有軸向長為53"、圓周向長為36"、曲率半徑為 19.1"的圓柱狀表面分段142。圓柱狀表面分段142包括14標準厚度的穿 孔鋼板430,其中具有0.25"大小的孔432的陣列，其間距為5/16"(交 錯的)。使用一英寸厚的聚碳酸酯開口單元泡沫420，諸如Uline所出 售的，如傳統的纖維玻璃網孔屏410那樣，每英寸具有60細絲。Spectra Physics出售的型號為H.I.P.P.O. J80-H10-106QW的雷射器UO用在脈沖 頻率140,000脈衝/秒和脈沖能量0.14mJ。從雷射器110所發出的光束 112的直徑為0.6mm，光具組260提供直徑為0.5mm的光束用以照射在 圓柱狀表面分段142上。使用Newport Corporation所出售的型號為 FSM-300的快速轉向反射鏡(FSM )286。提供10邊的多邊形反射鏡120， 其中多邊形的邊為0.812"並且以6000rpm的恆定角速度旋轉。因此，在 1毫秒中完成對微透鏡陣列板的單次掃描或光柵。Techno-Isel所出售的 型號為HL3IHDMB的線性轉移器130以每分鐘4.5"的速率轉移滑動裝置 236。
這些實施例能夠在大約9分鐘內成像大小為50"x30"、具有大約10 億非球面微透鏡(例如，每平方英寸131,665個70|nm的透鏡)的微透 鏡陣列板。在檢查時，看不到可見的缺陷。
在附圖和說明書中，已經公開了本發明的實施例，雖然採用了特殊 的術語，但是，它們僅以一般性和描述性的含義被使用而不是為了限制 的目的，本發明的範圍由所附的權利要求闡明。
權利要求
1. 一種用於在基板的背面上的層中創建孔的設備，所述基板包括其前面上的微透鏡陣列，所述設備包括支架，其包括定義軸的圓柱狀表面分段，其中所述圓柱狀表面分段被配置為支持基板的背面上的所述層，以使得基板的前面上的所述微透鏡陣列面向所述軸；掃描反射鏡；脈衝雷射器，其被配置為使脈衝雷射束照射在所述掃描反射鏡上，所述掃描反射鏡被相對於所述支架而定向，以使照射到其上的脈衝雷射束從所述軸圓周地沿著所述圓柱狀表面分段進行掃描，以穿過基板的前面上的所述微透鏡陣列並且進入基板的背面上的所述層中，以創建所述孔；以及線性轉移器，其被配置為使所述支架和/或所述掃描反射鏡彼此相對地軸向、線性地轉移，以便軸向地轉移沿著所述圓柱狀表面分段圓周地掃描的所述脈衝雷射束。
2. 如權利要求1所迷的設備，其中所迷掃描反射鏡包括旋轉的多 邊形反射鏡，所述多邊形反射鏡被配置為圍繞平行於所述圓柱狀表面分 段的所述軸的旋轉軸而旋轉。
3. 如權利要求2所迷的設備，其中所述旋轉的多邊形反射鏡被相 對於所述圓柱狀表面分段的所述軸而定位，以使得所述脈沖雷射束在所 述圓柱狀表面分段的所述軸處照射在所述反射鏡的多邊形表面上。
4. 如權利要求1所述的設備，其中所迷掃描反射鏡被相對於所述 支架而定向，以使所述脈沖雷射束從所述軸圓周地沿著所述圓柱狀表面 分段並且垂直於所述圓柱狀表面分段進行掃描。
5. 如權利要求1所迷的設備，其中所迷掃描反射鏡被相對於所述 支架而定向，以使所述脈沖雷射束從所述軸圓周地沿著所述圓柱狀表面 分段在對所述圓柱狀表面分段的垂直偏差小於約0.01。的情況下進行掃 描。
6. 如權利要求2所述的設備，還包括可移動反射鏡，所述可移動 反射鏡被配置為使來自所述脈沖雷射器的所述脈衝雷射束照射到所述 旋轉的多邊形反射鏡上，其中所述可移動反射鏡被配置為至少部分地補
7. 如權利要求6所述的設備，其中所述可移動反射鏡包括快速轉 向反射鏡。
8. 如權利要求1所述的設備，其中所述線性轉移器包括被配置為 相對於所述支架軸向地轉移所述掃描反射鏡的螺旋傳動。
9. 如權利要求l所述的設備，其中所迷圓柱狀表面分段包括 剛性支持層，在其中包括穿孔；所述剛性支持層上的柔性多孔緩沖層，在所述剛性支持層和所述軸 之間；以及所迷柔性多孔緩衝層上的柔性多孔支持層，在所述柔性多孔緩沖層 和所述軸之間。
10. 如權利要求7所述的設備，其中所述柔性多孔支持層被配置為 支持基板的背面，以及其中所述支架還包括真空穩壓室，所述真空穩壓 室被配置為通過所述柔性多孔支持層中的所述穿孔、通過所述柔性多孔 緩沖層和通過所述剛性支持層抽真空，以支持所述柔性多孔支持層上的 基板的背面。
11. 如權利要求l所述的設備，其中所述圓柱狀表面分段包括 穿孔金屬板；所述穿孔金屬板上的泡沫層，在所述穿孔金屬板和所述軸之間；以及所述泡沫層上的柔性屏，在所述泡沫層和所述軸之間。
12. 如權利要求9所述的設備，其中所述柔性屏被配置為支持基板 的背面，以及其中所迷支架還包括真空穩壓室，所述真空穩壓室被配置 為通過所述柔性屏、通過所述泡沫層和通過所述穿孔金屬板中的所述穿 孔抽真空，以支持所述柔性屏上的基板的背面。
13. 如權利要求l所述的設備，還包括控制器，所述控制器被配置 為同時控制所述脈沖雷射器的脈動、所述掃描反射鏡的掃描和所迷轉移 器的轉移。
14. 如權利要求7所述的設備，還包括控制器，所述控制器被配置 為同時控制所述脈沖雷射器的脈動、所述旋轉的多邊形反射鏡的掃描、 所述快速轉向反射鏡的運動和所述轉移器的轉移。
15. 如權利要求l所述的設備，其中所述微透鏡在其基部處的大小 小於約10(Him,以及其中在所述圓柱狀表面分段處所述脈衝雷射束的直徑約為lmm。
16. 如權利要求l所述的設備，其中所述脈衝雷射器、所述掃描反 射鏡以及所述線性轉移器被配置，以便使所述脈沖雷射束在所述圓柱狀 表面分段上的照射區域圓周地和軸向地相重疊。
17. 如權利要求l所述的設備，其中包括其前面上的所述微透鏡陣 列和其背面上的所述層的所述基板被配置為用於可見光應用，以及其中 所述脈沖雷射器是波長大於可見光的脈衝雷射器。
18. 如權利要求l所述的設備，其中包括其前面上的所迷微透鏡陣 列和其背面上的所述層的所述基板被配置為用於可見光應用，以及其中 所述脈衝雷射器是脈沖紅外雷射器。
19. 一種用於在基板的背面上的層中創建孔的方法，所述基板包括 其前面上的微透鏡陣列，所述方法包括使所述基板彎曲成定義軸的圓柱狀表面分段，以使得所迷基板的前 面上的所述微透鏡陣列面向所述軸；以及使脈沖雷射束從所述軸圓周地沿著所述圓柱狀表面分段進行掃描， 以穿過基板的前面上的所述微透鏡陣列並且進入到基板的背面上的所 述層中，從而創建所迷孔，同時使所迷基板和/或進行掃描的所述脈衝激 光束彼此相對地軸向轉移。
20. 如權利要求19所述的方法，其中使脈衝雷射束從軸圓周地沿 著所述表面分段進行掃描包括圍繞平行於所述圓柱狀表面分段的所述 軸的旋轉軸而旋轉多邊形反射鏡。
21. 如權利要求20所述的方法，還包括相對於所迷圓柱狀表面分 段的所述軸而定位所述多邊形反射鏡，以使得所述脈衝雷射束在所述圓 柱狀表面分段的所述軸處照射在所迷反射鏡的多邊形表面上。
22. 如權利要求19所述的方法，其中使脈沖雷射束從所述軸圓周 地進行掃描是在對所述圓柱狀表面分段的垂直偏差小於約0.01°的情況 下執行的。
23. 如權利要求20所述的方法，還包括至少部分地補償所述多邊 形反射鏡和/或其圍繞所述旋轉軸的旋轉中的缺陷。
24. 如權利要求23所述的方法，其中所述至少部分地補償是通過 快速轉向反射鏡而執行的。
25. 如權利要求19所述的方法，其中同時地進行轉移包括相對於所述支架軸向地轉移進行掃描的所述脈衝雷射束。
26. 如權利要求19所述的方法，還包括同時地控制所述脈衝雷射 器的脈動、所述脈沖雷射束的掃描以及所述基板和/或進行掃描的所述脈 衝激光束的彼此相對的軸向轉移。
27. 如權利要求23所述的方法，還包括同時地控制所述脈衝雷射 器的脈動、所述脈衝雷射束的掃描、至少部分地補償缺陷以及所述基板 和/或進行掃描的所述脈衝雷射束的彼此相對的軸向轉移。
28. 如權利要求19所述的方法，其中所述微透鏡在其基部處的大 小小於約100nm，以及其中在所述圓柱狀表面分段處所述脈沖雷射束的 直徑為約lmm。
29. 如權利要求19所述的方法，其中控制所述脈衝雷射束、所迷 掃描和同時的所述轉移，以便使所述脈衝雷射束在所述圓柱狀表面分段 上的照射區域圓周地和軸向地重疊。
30. —種在基板的背面上的層中創建孔時用於支持所述基板的支 架，所述基板包括其背面上的所述層以及其前面上的微透鏡陣列，所述 支架包括定義軸的圓柱狀表面分段，其中所述圓柱狀表面分段被配置為支持 所述基板的所述背面，以使得所述基板的前面上的所述微透鏡陣列面向 所述軸。
31. 如權利要求30所述的支架，其中所述圓柱狀表面分段包括 剛性支持層，在其中包括穿孔；所述剛性支持層上的柔性多孔緩沖層，在所述剛性支持層和所述軸 之間；以及所述柔性多孔緩衝層上的柔性多孔支持層，在所述柔性多孔緩衝層 和所述軸之間。
32. 如權利要求31所述的支架，其中所迷柔性多孔支持層被配置 為支持基板的背面，以及其中所述支架還包括真空穩壓室，所述真空穩 壓室被配置為通過所述柔性多孔支持層中的所述穿孔、通過所述柔性多 孔緩衝層和通過所述剛性支持層抽真空，以支持所述柔性多孔支持層上 的基板的背面。
33. 如權利要求30所述的支架，其中所述圓柱狀表面分段包括 穿孔金屬板；所述穿孔金屬板上的泡沫層，在所述穿孔金屬板和所述軸之間；以及所述泡沫層上的柔性屏，在所述泡沫層和所述軸之間。
34. 如權利要求33所述的支架，其中所迷柔性屏被配置為支持基 板的背面，以及其中所述支架還包括真空穩壓室，所述真空穩壓室被配 置為通過所述柔性屏、通過所述泡沫層和通過所述穿孔金屬板中的所述 穿孔抽真空，以支持所迷柔性屏上的基板的背面。
35. —種微透鏡陣列產品，包括 基板；所述基板的第 一 面上的微透鏡的陣列，所述微透鏡陣列沿著所述基 板的至少一個方向延伸至少30"，所述陣列中的所述微透鏡包括大小小 於約lOOpm的至少一個基部尺度；以及基板的第二面上的層，所述層包括沿著所迷基板的所述至少一個方 向延伸至少30"的孔的陣列，其中各個孔與相應的微透鏡在對準偏差小 於約0.01。的情況下相對準。
全文摘要
用於在基板的背面上的層中創建孔的方法，所述基板包括其前面上的微透鏡陣列，所述方法包括使所述基板彎曲成定義軸的圓柱狀表面分段，以使得基板的前面上的微透鏡陣列面向所述軸。使脈衝雷射束從所述軸圓周地沿著所述圓柱狀表面分段進行掃描，以穿過基板的前面上的微透鏡陣列並且進入到基板的背面上的層中，從而創建孔，同時地使所述基板和/或進行掃描的脈衝雷射束彼此相對地軸向轉移。還公開了相關的設備和微透鏡陣列產品。
文檔編號G03B21/60GK101548233SQ200780045064
公開日2009年9月30日 申請日期2007年10月2日 優先權日2006年10月5日
發明者B·C·科克斯, D·L·裡德, J·W·威爾遜, R·A·傑尼根, R·N·加納 申請人:明亮景色科技公司