(57)【要約】成形による硬化性材料から構造体を作り出す方法が記述される。方法の第１のステップにおいて、成形型は表面上に配置される。その結果、成形型および表面の間の領域では、硬化性材料が、表面および表面に対向する成形型の成形する表面に接触する。それで、付加的な硬化性材料は、領域に流れ込み続けることが可能となる。第２のステップにおいて、硬化性材料が局所的に変わる異なる速度で硬化するように、局所的に変化する方法で硬化性材料の領域に光が照射される。その結果、硬化性材料の硬化の間に生じる収縮は、付加的な硬化性材料によって補償される。方法の第３のステップにおいて、一定圧力が付加的な硬化性材料に加えられる。さらに、光学部品のための成形型と同様に成型によって、硬化性材料から構造体を作り出すための第２の方法および装置が説明される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形によって硬化性材料から構造体を作り出す方法であって、
前記方法は、
成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）と表面の（３３０）の間の領域（３４０）において、前記硬化性材料（３２０）が、前記表面（３３０）および前記表面の（３３０）に対向する前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）の型表面（３１２）に接触するように、且つ、付加的な硬化性材料（３２１）が前記領域（３４０）に流れ込み続けることができるように、前記表面の（３３０）の上に前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）を配置する（１１０）こと、
前記硬化性材料（３２０）が横方向に変化するやり方で異なる速度で硬化するように、且つ、前記硬化性材料（３２０）の硬化の間発生している収縮が前記付加的な硬化性材料（３２１）によって補われるように、場所的に変化するやり方で領域（３４０）の中の前記硬化性材料（３２０）に光を当てる（１２０）こと、および
照射の間に前記付加的な硬化性材料（３２１）に外部圧力を加える（１３０）ことを含む、成形によって硬化性材料から構造体を作り出す方法。
【請求項２】
成形によって硬化性材料から構造体を作り出す方法であって、
前記方法は、
成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）と表面（３３０）の間の領域（３４０）の中で、前記硬化性材料（３２０）が前記表面（３３０）および前記表面（３３０）と向かい合う前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）の型表面（３１２）に接触し、付加的な硬化性材料（３２１）が前記領域（３４０）に流れ込み続けることができるように、前記表面（３３０）の上に前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）を配置する（２１０）こと、および
前記硬化性材料（３２０）が横方向に変化するやり方の中で異なる速度で硬化するように、且つ、前記硬化性材料（３２０）の硬化の間発生している収縮が前記付加的な硬化性材料（３２１）によって補われるように、前記場所的に変化するやり方で領域（３４０）の中の前記硬化性材料（３２０）に光を当てる（１２０）ことを含み、
前記場所的に変化する照射（１２０）は、前記型表面（３１２）から離れて対向する前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）の側面から前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）を通じて行なわれることを含む、成形によって硬化性材料から構造体を作り出す方法。
【請求項３】
前記場所的に変化する照射のためのステップ（１２０）は、前記型表面（３１２）から離れて対向する前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）の側面から前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）を通じて行なわれる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記場所的に変化する前記照射は、場所的に変化する透過性を有する２つの開口部の移動（３５０、３５１、３５２）、および、
電気的および／または機械的に可変の透光性を有するグレーフィルタ（５１０）の両方またはいずれか一方によって行われる、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記場所的に変化する照射は、少なくともビーム拡散のための構造（３１９、１４１０）を通じて部分的に行なわれる、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記場所的に変化する照射は、前記付加的な硬化性材料（３２１）が、前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）の補償領域から、前記照射が行なわれる放射によって到達しない領域（３４０）の中に流れ込み続けるように行なわれる、請求項１〜５に記載の方法。
【請求項７】
前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）を配置するステップ（１１０；２１０）と、前記場所的に変化する照射（１２０；２２０）のステップ（１２０；２１０）との間で、横方向に閉じたやり方で前記領域（３４０）を取り囲む前記硬化性材料（３２０）のエッジ領域（１０１０）が硬化することをさらに含む、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
成形手段によって硬化性材料から構造体を作り出すための装置であって、
前記装置は、
成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）、
照射器、
前記硬化性材料（３２０）が、前記表面（３３０）と、前記表面（３３０）に対向する前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）の型表面（３１２）との間の領域（３４０）に接触し、且つ、付加的な硬化性材料（３２１）が前記領域（３４０）に流れ込み続けることができるように、前記表面の（３３０）の上に前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）を配置するための手段、および
前記付加的な硬化性材料（３２１）に外部圧力を加える手段を含み、
前記照射器は、前記硬化性材料（３２０）が横方向に変化するやり方で異なる速度で硬化するように、且つ、前記硬化性材料（３２０）の硬化の間発生している収縮が前記付加的な硬化性材料（３２１）によって補われるように、前記領域（３４０）の中の前記硬化性材料（３２０）について、場所的に変化する照射を行うために構成される、成形手段によって硬化性材料から構造体を作り出すための装置。
【請求項９】
成形手段によって硬化性材料から構造体を作り出すための装置であって、
前記装置は、
成形型（３１０；３１０ａ―３１０ｆ）、
照射器、
前記硬化性材料（３２０）が、前記表面（３３０）と、前記表面（３３０）に対向する前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）の型表面（３１２）との間の領域（３４０）に接触し、且つ、付加的な硬化性材料（３２１）が前記領域（３４０）に流れ込み続けることができるように、前記表面の（３３０）の上に前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）を配置するための手段を含み、
前記照射器は、前記硬化性材料（３２０）が横方向に変化するやり方で異なる速度で硬化するように、且つ、前記硬化性材料（３２０）の硬化の間発生している収縮が前記付加的な硬化性材料（３２１）によって補われるように、前記型表面（３１２）から離れて対向する前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）の側面から、前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）にわたっての前記領域（３４０）の前記硬化性材料（３２０）について、場所的に変化する照射を行うために構成される、成形手段によって硬化性材料から構造体を作り出すための装置。
【請求項１０】
光学部品のための成形型であって、
前記成形型は、型表面（３１２）および膜層（３１６；７１０）を含み、
前記型表面（３１２）は、前記型表面（３１２）から離れて対向する側面からの照射に対して透過的である前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）の前記光学部品（３２２ａ〜３２２ｆ）の光学的に関連性のある表面（３２３）を特徴付けるための表面領域（３１２´）を含み、
前記膜層（３１６；７１０）は、前記型表面（３１２）に配置されて、照射に対して透過的であり、前記膜層（３１６；７１０）は、前記領域（３１２´）の側面に沿って接触している前記型表面（３１２）の流路（１６１０）の中で、前記型表面（３１２）に緩く隣接され、拡張可能な流路（３１８；８２０）を形成するために、前記流路の領域（１６１０）を囲むように、流体密封の方法で前記型表面（３１２）に接続されている、光学部品のための成形型。
【請求項１１】
光学部品のための成形型であって、
前記光学部品のための成形型は、型表面（３１２）および開口構造を含み、
前記型表面（３１２）は、前記型表面（３１２）から離れて対向する側面からの照射に対して透過的である前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）の前記光学部品（３２２ａ〜３２２ｆ）の光学的に関連性のある表面（３２３）を特徴付けるための表面領域（３１２´）を含み、
前記開口構造（３１４、３１４´）は、前記照射によって硬化する材料が、ビーム方向において、前記開口構造（３１４、３１４´）から下流に硬化しないように、前記表面領域（３１２´）の横方向に隣接して配置され、また、前記型表面（３１２）から間隔をおいて対向する前記側面からの放射をブロックする、光学部品のための成形型。
【請求項１２】
前記成形型は、膜層（３１６；７１０）さらに含み、
前記膜層（３１６；７１０）は、前記型表面（３１２）に配置されて、照射に対して透過的であり、前記膜層（３１６；７１０）は、前記領域（３１２´）の側面に沿って接触している前記型表面（３１２）の流路（１６１０）の中で、前記型表面（３１２）に緩く隣接され、拡張可能な流路（３１８；８２０）を形成するために、前記流路の領域（１６１０）を囲むように、流体密封の方法で前記型表面（３１２）に接続されている、請求項１１に記載の成形型。
【請求項１３】
前記成形型は、構造体（３１９；１４１０）を含み、
前記構造体（３１９；１４１０）は、前記表面領域（３１２´）を通り過ぎる前記型表面（３１２）から間隔をおいて対向する側面からの照射が、ビーム拡散のために、前記構造体（３１９；１４１０）を横断するように配置される、請求項１０〜１２のいずれかに記載の成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＶポリマー製の光学レンズ等の硬化性材料からなる構造体を生産するためのコンセプトに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学的および機械的構造物の製造および／または複製のために、紫外線を用いた複製技術が使われるだろう。
【０００３】
この技術において、Ormocere（登録商標）等の紫外線硬化樹脂または紫外線硬化ポリマー、Delo 社，Norland 社，Epoxy Technology 社，Panacol-Elosol 社製のＵＶ接着剤は、例えば、成形型によって所望の形状に成形され、紫外線によって硬化される。成形は、成形がもたらされることになっている基材に付いた跡に関して、成形型の正確な位置決めを可能にするマスクアライナーにおいて達成される。硬化を行うために、基材に存在するポリマーの領域全表面は、金型または基材を介して紫外線でいっせいに照射されて、それ故に硬化される。
【０００４】
硬化は全ての場所において同時に実行されるので、不可避の縮小は、どうしても応力の蓄積につながるものである。そしてそれは金型が取り除かれた時点で、成形された構造体の形状の狂いおよび基材の屈曲がもたらされるものとなる。もし、高分子構造を有する基材がさらなる基材と結び付いているならば、これは、例えばウエハー・レベルにおいて、カメラ目的の統合の中で見られるような関連している許容誤差および手続きの問題に帰着するものとなる。
【０００５】
一例として、図１９は、その左側に、ＵＶ照射に起因しているポリマー収縮、延いては、金型および成形された構造体の間の形状の狂いを示す。そしてそのことは、特に光学的応用のために一般的に認められることができない。さらに、図１９は、その右側に、形状の狂いに加えて、ポリマー収縮は、引張応力およびポリマーが成形された基材の屈曲も引き起こしていることを示す。
【０００６】
出版III／Jiseok LIM，Minseok CHO，Hokwan KIMおよびShinil KANG :「収縮補償法を備えたＵＶインプリントプロセスを用いたハイブリッドマイクロオプティクスの製造」、日本の雑誌の『応用物理』 第４７巻， 第８号，６７１９−６７２２頁，２００８年には、非球面の輪郭を作り出すための付加的なポリマ薄膜を有する球面レンズの組み合わせを表すハイブリッド・レンズの生産における収縮補償のために調整できる開口を示す。ポリマーのＵＶ照射は、レンズ基材を介して遂行される。この文献には、可変の虹彩レンズが開口層として提案されている。しかしながら、この種の虹彩レンズは機械的に複雑で、延いては、高価で、設置スペースを増大させる必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Jiseok LIM，Minseok CHO，Hokwan KIM および Shinil KANG 著、出版III、「収縮補償法を備えたＵＶインプリントプロセスを用いたハイブリッドマイクロオプティクスの製造」
【非特許文献２】「応用物理」、 ２００８年、第４７巻、 第８号、p.６７１９−６７２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、硬化性材料からなる構造体の製造の分野の中で優れた光学特性を可能にするコンセプトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の方法、請求項２に記載の方法、請求項８に記載の装置、請求項９に記載の装置、請求項１０に記載の成形型および請求項１２に記載の成形型は、前記目的を解決する。
【００１０】
本発明の第１の態様は、硬化性材料が横方向に異なる速度で硬化するように、成形型の領域において変化させる方法で、硬化性材料の照射が実行される場合、硬化性材料の収縮に対する補償が可能になるということである。そのため、硬化性材料の硬化する間発生する収縮は、付加的な硬化性材料によって直ちに補償することができる。そして、付加的な硬化性材料には、一定の圧力が加えられる。
【００１１】
本発明の利点は、付加的な硬化性材料に外部圧力を加えることによって、圧力は、硬化性材料の表面張力および／または付加的な硬化性材料および同じ成形型の間の接触面に起因する付加的な硬化性材料に影響を与える力に付加的であり、改良された連続する付加的な硬化性材料の流れを可能にし、それ故に、硬化性材料の収縮に対する補償が可能となり、改良された成形品の光学的特性が獲得される、ということである。
【００１２】
本発明の更なる態様は、硬化性材料の材料収縮に対する補償が達成することができるということで、成形型を介して、材料が横方向に異なる速度で硬化するように、成形型の領域において変化させる方法で、硬化性材料の照射が実行される場合、硬化性材料の収縮に対する補償が可能になるということである。それで、硬化性材料の硬化する間発生する収縮は、追加の硬化性材料によって直ちに補償することができる。
【００１３】
成形型を介して照射されることに起因して、成形型の成形型表面に隣接する硬化性材料の一部は、そこで生じる成形品の光学的特性が影響を受けないように最初に硬化される。加えて、継続的に流れている付加的な硬化性材料の移動量が低減されるのを防ぐ必要があり、それによって、成形品の光学的特性がさらに改善される。本発明にかかる成形型の実施例は、成形型を介して上記の照射を実行できるので、簡単な方法で照射を局所的に変化を持たせることを可能にしている。
【００１４】
本発明の好ましい実施例は、添付の以下の図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例にかかる方法のフローチャートを示す。
【図２】本発明の実施例にかかる方法のフローチャートを示す。
【図３】本発明の実施例にかかる方法と従来技術の既知の生産方法との比較のための図面。
【図４】本発明の実施例の利用のための例となる開口構造の図面を示す。
【図５】本発明の実施例にかかる装置の略図を示す。
【図６Ａ】本発明の実施例の成形型および成形された要素の部分図および断面図を示す。
【図６Ｂ】本発明の実施例の成形型および成形された要素の部分図および断面図を示す。
【図６Ｃ】本発明の実施例の成形型および成形された要素の部分図および断面図を示す。
【図７】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図８】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図９】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図１０】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図１１】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図１２】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図１３】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図１４Ａ】本発明の実施例の利用のための成形型を有する装置の断面図の略図を示す。
【図１４Ｂ】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図１５】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図１６】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図１７】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図１８】本発明の実施例にかかる装置の断面図の略図を示す。
【図１９】既に知られている硬化性材料からなる構造体の生産方法の断面図の略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明が図面を参照して以下により詳細に説明される前に、同一の要素には同一かまたは同様の参照が提供されており、当該要素について繰り返される説明は省略されていることに留意するものとする。
【００１７】
図１および２によって後述される方法は、方法の説明に続いて、例えば、図３〜１８によって説明されているように、装置を用いることによって実行することができる。特に、後で説明される装置に関連している説明において、参照番号が用いられる。
【００１８】
図１は、本発明の実施例による方法１００のフローチャートを示す。型によって硬化性材料から構造体を作り出す方法１００は、成形型３１０をガラス基板等の表面３３０に配置する第１のステップ１１０を含む。その結果、成形型３１０および表面３３０間の領域３４０において、ＵＶポリマー等の硬化性材料は、付加的な硬化材料３２１が領域３４０に流れ込み続けることができるように、表面３３０および表面３３０に対向する成形型の型表面３１２に接触する。さらに、方法１００は、硬化性材料３２０が横方向に変化する方法で異なる速度で硬化するように、領域３４０において局所的に変化を持たせる状態で硬化材性料３２０を照射する第２のステップ１２０を含む。それで、その結果として、硬化材料３２０の硬化の間、発生している収縮は、付加的な硬化性材料３２１によって直ちに補償することができる。そのほかに、方法１００は、付加的な硬化性材料に外部にある、つまり、外的な圧力をかける第３のステップ１３０を含む。前記第２のステップ２２０と同時に前記第３のステップ２３０を実行することは可能である。
【００１９】
硬化性材料は、通例、ポリマー、ＵＶポリマーまたはＵＶ硬化樹脂と呼ばれる。
【００２０】
図２は、本発明の実施例による方法２００のフローチャートを示す。型によって硬化性材料から構造体を作り出す方法２００は、成形型３１０をガラス基板等の表面３３０に配置する第１のステップ２１０を含む。その結果、成形型３１０および表面３３０間の領域３４０において、ＵＶポリマー等の硬化性材料は、追加の硬化材料３２１が領域３４０に流れ込み続けることができるように、表面３３０および表面３３０に対向する成形型の型表面３１２に接触する。さらに、方法２００は、硬化性材料３２０が横方向に変化する方法で異なる速度で硬化するように、領域において局所的に変化を持たせる状態で硬化材性料３２０を照射する第２のステップ２２０を含む。それで、その結果として、硬化材料３２０の硬化の間、発生している収縮は、付加的な硬化性材料３２１によって直ちに補償することができる。前記局所的に変化を持たせる状態で照射することは、表面３３０から離れて対向する成形型３１０の側面から成形型の中を通り抜けて実行される。成形型３１０は、光を通す素材、例えばガラス、シリコーンまたは透明プラスチックから作り出すことができる。
【００２１】
図３は、本発明の実施例による方法と従来技術の既知の生産方法との比較のための図面を示す。右側は、本発明の実施例による装置３００の略図を表し、左側は、例えば、比較例として、成形方法によって硬化性材料から構造体を作り出す従来技術より既に知られている装置を表している。装置３００は、表面３３０がガラス基板等の透光性材料、成形型３１０の金型表面（型表面）３１２と領域３４０の表面３３０との間に配置されるＵＶポリマー等の硬化性材料からなる成形型３１０を含む。左側に描かれた既に周知の装置に対比して、右側に描かれた装置３００は、表面３３０から離れて対向する成形型３１０の表面上に配置される開口領域３５０をさらに含む。
【００２２】
図３の左側に示され、すでに周知の装置において、硬化性材料の領域全体は、成形型を介して同時に紫外線が照射される。紫外線硬化材料は、前記照射の間に収縮される。その結果、既に周知の装置と成形された構造体との間には、形状偏差が発生する。そのことに対して対照的に、装置３００は、照明光学系の透過関数の時間的制御を可能にする。すなわち、左側に示された例などの場合、ウエハ全体および／または硬化性材料全体にわたって投光照明するときに、紫外線放射は達成されないが、その直径（例えば虹彩開口または液晶ディスプレイ）の点から見ると、可変の開口を介して、または、開口の領域を介して、紫外線放射は達成される。かくして、装置３００は、硬化性材料３２０が局所的に変化を持たせる方法で異なる速度で硬化するように、領域３４０において、硬化性材料３２０の局所的に照射を変化させることを実行する。それで、硬化性材料３２０の硬化している間に発生する収縮は、付加的な硬化性材料３２１によって直ちに補償することができる。
【００２３】
換言すれば、図３の右側は、一例として、局所的に照射を変更するステップ１２０を示す。この場合、第１に硬化性材料３２０は、最初に主要な方法で照射され、その後、時間オフセット方法で 型３１０を介して、全ての領域一面に照射される。本件に関して、硬化材料３２０および／またはポリマー・ポリマーは、紫外線にさらされるよりはむしろ局所的に硬化されるだけである。ポリマーおよび／または付加的な硬化性材料３２１は、開口または開口層３５０から離れて保護され、それゆえに、添加された追加の硬化材料３２１は途切れずに自由に動き続ける液体であり、その材料３２０および／またはすでに硬化されたポリマーのいかなる収縮も補償することができる。
【００２４】
このように、可変の開口および／または開口層３５０は、透過関数の振幅について時間的に可変の部分的制御を確実にする。
【００２５】
図４は、本発明による実施例の利用にふさわしい典型的な開口層３５０の説明概略図を示す。可変の視界のような開口構造および／または開口層３５０のための簡単な配置は、固定した個々の開口を有する２つの開口領域３５１および３５２を組み合せることに由来する。開口領域３５１および３５２のお互いに関して移動することによって、個々の開口は、それらのサイズの点からみると、同時に可変となる。個々の開口は、例えば、単純な矩形であるか円形の開口を有し得る。複数および／または１つのフィールドの構造体を生産する場合、開口および／または個々の開口の距離は、距離、あるいは、多様な構造体の距離および／または生産されるレンズの距離に相当する。開口領域３５１および３５２が同じ移動距離だが、反対方向に移動されると、成果は、可変サイズの個々の開口を含み、その場所にとどまる開口領域３５０の結果である。下部において、図４は、模式的な方法で上記の動作モードを示す。例えば、虹彩開口あるいは液晶ディスプレイのようなその他の開口構造と異なり、示された開口層３５０は、低コストで生産することができる。可変的な虹彩開口の領域は、機械的に複雑であり、そんなことをすると、高価で、設置スペースの必要条件を増加させる。 このように提案された開口構造３５０は、また、現場での処理の仕組みについて低コストの生産を可能にする。
【００２６】
図５は、本発明の実施例による装置５００を示す。装置３００と異なり、装置５００は、その直径の点から、開口および／または調整可能な開口層３５０に加えて可変のグレーフィルタ５１０を包含する。グレーフィルタ５１０は、例えば、成形型３１０から離れて対向する 開口層３５０の表面に配置することができる。
【００２７】
可変のグレーフィルタ５１０は、さらに、透過関数の振幅に影響を及ぼす。これは、ポリマーの硬化速度および／または硬化性材料３２０の適合を可能にする。グレーフィルタ５１０の代わりに液晶装置が利用することもできる。原則として、透過関数の振幅を制御するために、あるいは、透過関数の振幅を制御することを可能にする他のいかなる装置も利用することができる。
【００２８】
紫外線照射の光源の光力を状況に合わせて変化させることによって、透過関数の振幅を制御することも基本的に可能である。しかしながら、マスク・アライナーが使用されることになっているので、この場合、光力が固定されるため、この機能性はほとんどの場合存在しない。
【００２９】
図６Ａの左側には、本発明の実施例による成形型３１０ａの底面図および成形型３１０の断面図のほかに、成形型３１０ａによって成形された要素３２２ａの平面図および成形型３１０ａによって成形された要素３２２ａの断面図も示す。さらに、図６Ａの右側には、成形型３１０ｂの底面図および成形型３１０ｂの断面図のほかに、成形型３１０ｂによって成形された要素３２２ｂの平面図および成形型３１０ｂによって成形された要素３２２ｂの断面図も示す。
【００３０】
図６Ａ〜図６Ｃに示される成形型および成形された要素の断面図は、部分的な中心線３１１に沿って、成形型および／または成形された要素を通しての切断による断面から生じている。
【００３１】
図６Ａの中で示される成形型３１０ａは、光学の機能的な表面領域３１２´を有する成形型表面３１２を含む。成形型３１０ａが表面３３０の上に載置されるかその上に配置されるとき、成形型表面３１２は、表面３３０と向かい合う。さらに、成形型３１０ａは、成形型表面３１２の周囲の弾性膜３１６を含む。この場合、弾性膜３１６は、一例として、たとえ部分的な範囲であるにしても、成形型表面３１２を完全にカバーする。そして、光学の機能的な表面領域３１２´の周囲である円周領域において、側面に沿って（横方向に）閉路を形成する。前記弾性膜３１６は、非接着性であるが、円周領域の境界で成形型表面３１２に接続されている。それゆえに、例として、成形型表面３１２と、弾性膜３１６の内部表面との間に、前記流体がなければ硬化性材料と接触するまでたとえば空気または油などの流体を導入することが可能となる。成形型表面３１２と、弾性膜３１６の内表面との間に位置付けられ、流体が提供される領域は、流路を形成する。そしてそれは、成形型３１０ａが表面３３０の上にセットされるか、当該表面３３０と距離を置いて位置合わせされる場合、そこに位置したまだ硬化されていない任意の硬化性材料を移動させるように、また、あとの材料の圧力を増加させるように、表面３３０の方向に突出するものである。それゆえに、さらに、成形型３１０ａは、局所的に制御可能な分岐適応の目的に役立つ構造体３１９を包含する。
【００３２】
特に、表面３３０は、成形型３１０が配置されるかまたは同成形型３１０から離れて位置合わせされる基材の表面でもよい。したがって、表面３３０は、また、以下の基材３３０として見なされる。しかしながら、さらなる実施例により、表面３３０が既に成形された構造体の光学的に適切な表面かも知れないことはさらに指摘されるべきである。これは、特に、硬化性材料からなるいくつかの構造体の多層構造の型によって、光学層の積み重ねからなる生産物の場合でもよい。
【００３３】
光学的に機能的な面３１２´は、基材３３０または表面３３０に合わせて成形された要素３２２ａの光学的に適切な表面３２３の意味を明確にするのに役立つ。
【００３４】
流路３１８は、成形および硬化工程の間、加圧される膜３１６によって作成される。成形された要素３２２ａの範囲内で、円周の溝３２８を残す。しかしながら、前記溝３２８に特別の注意を払うことは必要でない。
【００３５】
弾性膜３１６の内側に圧力を加えること、そして、上で述べたように、流路３１８を作成することが、硬化の間に、ポリマー・ボリュームについてのいかなる収縮も補償するために、成形された要素３２２ａの光学的に機能的な表面３２３の領域に、追加の硬化性材料が連続的に流れることで、成形および硬化工程の間に、起こる。分岐を適応させるための構造３１９は、特に、成形された要素３２３ａの光学上適切な表面３２３およびその表面より下の領域にいかなる条痕も回避するように平行でない照射を提供するのに役立つ。分岐を適応させるための構造３１９は、マイクロレンズの分野、回折構造、拡散器あるいは最初に言及された微細構造と同じ結果を達成するが、単に微細構造でなければならない代わりに、印刷される色および色素の適用かもしれません。それは大量の努力を必要とする。
【００３６】
図６Ａの右側に示される成形型３１０ｂは、光学上適切な面３１２´を囲んでいる付加的な機械的に有効な面３１３によって示される成形型３１０ａとは異なる。したがって、成形された要素３２２ｂは光学的に有効な表面３２３を囲んでいる機械的に有効なエッジ３２４を有する。前記機械的に有効なエッジ３２４は、例えば、成形された要素３２２ｂの光学上有効な機能を行なう役目を果たすことができず、それゆえに、分岐を適応させるための構造３１９によって作り出された平行でない照射の領域にこのように位置することができない。光学上機能的なエッジ３２４はいくつかの成形された要素が上下に積み重ねられた場合に、例えば、成形された要素３２２Ｂを調節することおよび／またはロックするために役立つかも知れません。
【００３７】
図６Ｂの左側には、本発明の実施例による成形型３１０ｃの底面図および成形型３１０の断面図のほかに、成形型３１０ｃによって成形された要素３２２ｃの平面図および成形型３１０ｃによって成形された要素３２２ｃの断面図も示す。さらに、図６Ｂの右側には、本発明の実施例による成形型３１０ｄの底面図および成形型３１０ｄの断面図のほかに、成形型３１０ｄによって成形された要素３２２ｄの平面図および成形された要素３２２ｄの断面図も示す。
【００３８】
図６Ｂの左側に示される成形型３１０ｃは、それが周辺の、光学的に機能的な面３１２´に隣接した回転非対称構造３１７，３１７´を含むという点で、図６Ａの左側に示される成形型３１０ａとは異なる。第１の周辺の回転非対称構造３１７は、成形型３１０ｃの成形された面３１２に、くぼみ（低位部）を形成する。第２の周辺の回転非対称構造３７１´は、成形型３１０ｃの成形された面３１２に、隆起（高位部）を形成する。成形された要素３２２ｃにおいて、第１の周辺の回転非対称構造３１７は、光学的に機能的な表面３２３に隣接した周辺の回転非対称の隆起（高位部）３２７をもたらす。成形された素子３２２ｃにおいて、成形型３１０ｃの第２の周辺の回転非対称構造３１７´は、回転非対称のくぼみ（低位部）をもたらす。
【００３９】
具体的にいうと、いくつかの成形された要素が上下に積み重ねられた場合に、くぼみ３２７および隆起３２７´は、前記個々の要素を係止するのに役立つことができる回転非対称構造３１７，３１７´によって作り出される。
【００４０】
当該構造３１７，３１７´は、上記の実施例において、回転対称ではないけれども、さらなる実施例において、構造３１７，３１７´は、回転対称でもよく、および／または、部分的な回転に関して回転対称でもよく、あるいは、取り囲まれてもよい。さらに、成形型３１０ｃは、１つだけでも、あるいは、いくらでも、周辺構造を有する可能性がある。前記構造は、それらの形状に関して変えることができる。特に、表面３３０との関連で、実施のための使用法に関連して変えることができる。そして、その表面３３０の上に、成形型３１０ｃがセットされことになる、および／または、それから少し離れて表面３３０に位置あわせされることとなる。
【００４１】
図６Ｂの中で右側に示される成形型３１０ｄは、囲まれている機械的に有効な面３１３に関しては、図６Ｂの中で左側に示される成形型３１０ｄとは異なる。機械的に有効な面３１３は、光学上機能的な面３１２´に隣接し、外側に放射状に拡張するように、周辺の回転非対称の構造３１７、３１７´に隣接する。
【００４２】
成形された要素３２２ｄにおいて、機械的に有効な面３１３は、隆起（高位部）３２７およびへこみ（低位部）３２７´が伸びる円周の機械的な境界３２４をもたらす。
【００４３】
図６Ｃの左側には、本発明の実施例による成形型３１０ｅの底面図および成形型３１０ｅの断面図のほかに、成形型３１０ｅによって成形された要素３２２ｅの平面図および成形型３１０ｅによって成形された要素３２２ｅの断面図も示す。さらに、図６Ｃの右側には、本発明の実施例による成形型３１０ｆの底面図および成形型３１０ｆの断面図のほかに、成形型３１０ｆによって成形された要素３２２ｆの平面図および成形された要素３２２ｆの断面図も示す。
【００４４】
図６Ｃの中で左側に示される成形型３１０ｅは、第１の開口構造３１４および第２の開口構造３１４が光学的に有効な領域３１２´に隣接して横方向に（側面に沿って）配列されるという点において、図６Ｂの中で右側に示される成形型３１０ｄとは異なる。
【００４５】
開口構造３１４，３１４´は、成形型３１０ｅを介しての照射の間に硬化することができないあらゆる領域から保護するのに役立つ。
【００４６】
したがって、成形された要素３２２ｅにおいて、開口構造３１４，３１４´は、表面３３０に垂直に伸びる第１の流路３２９に通じ、また、表面３３０に垂直に伸びる第２の流路３２９´に通じる。いかなる硬化性材料も具備しない両方の流路は、その中に、以下の洗浄工程および／または展開する工程が準備される。例えば、流路３２９，３２９´は、空隙を作り出すために、水溶性の硬化性材料の導入を目的として利用される可能性がある。
【００４７】
図６Ｃの中で右側に示される成形型３１０ｆは、開口構造３１４，３１４´の異なる配置によって、左側に示される成形型３１０ｅとは異なる。第１の開口構造３１４は、成形型３１０ｆの第１の周辺の回転非対称構造３１７に配置される。第２の開口構造３１４´は、成形型３１０ｆの第２の周辺の回転非対称構造３１７´に配置される。開口構造３１４，３１４´は、特に、成形型表面３１２に黒い色を塗布することによって、あるいは、周辺の回転非対称な構造３１７，３１７´の辺りで弾性膜３１６に黒い色を塗布することによって、簡単な方法で実現することができる。
【００４８】
成形型３１０ｆによって成形される要素３２２ｆは、成形された要素３２２ｅと異ならない。
【００４９】
図６Ａ〜６Ｃに記載されている成形型３１０ａ〜３１０ｆは、凸面の光学的に有効な表面３２３を有する成形された要素３２２ａ〜３２２ｆを作り出すのに役立つにもかかわらず、さらなる実施例は、凹面の、凸面の、平面の、または、自由形状面のような光学的に有効な表面を有する、成形された要素を成型するような形状が決められている成形型を含み得る。
【００５０】
図６Ａ〜６Ｃに示される成形された要素３２３ａ〜３２３ｆは、例えば光学レンズを形成することができる。たとえ平凸レンズ形状が描かれた実施例において説明されているとしても、成形された要素は、さらなる実施例の他のいかなるレンズ形状も有することができる。
【００５１】
上記に示した実施例において、２つの開口構造３１４，３１４´は、配置されているにもかかわらず、成形型は、１つの開口構造を含むもの、いくつもの開口構造を含むもの、あるいは、開口構造を全くないものを包含することが可能である。
【００５２】
上記に示した実施例において、２つの開口構造３１４，３１４´は、一例として、表面３３０に垂直に伸びる流路３２９，３２９´は、周辺の回転非対称の構造３２７の領域の中で水平な様態で形を成す。開口構造３１４，３１４は、成形された要素３２２ｅ，３２２ｆの中の他の位置で表面３３０に垂直に伸びる流路を形成するために、成形型３１０ｅの中で異なる位置に、例えば、光学上有効な表面領域３１２の外側に配置されることも可能である。
【００５３】
さらに、さらなる実施例では、例えば成形型３１０ａ〜３１０ｆに対応するものとして、基材または表面３３０が平面でなくてもよく、いかなる形状を有してもよい。
【００５４】
成形された素子３２２ａ〜３２２ｆは、成形型３１０ａ〜３１０ｆの非常に正確なネガの像を表す。
【００５５】
したがって、開口構造３１４，３１４´は、基材ないし成形された要素３２２ｅ〜３２２ｆの表面３３０に垂直に伸びる、キャビティおよび／または流路３２９，３２９´を作り出すために、紫外線光による照射の間、液状のポリマーおよび／または追加の付加的な硬化性材料を保護する役目を果たすことができる。次のステップ１２０を活用している間、基材または表面３２０に垂直に伸びるキャビティおよび／または流路３２９，３２９´は、照射を受けていない、したがって、液状のポリマーおよび／または硬化性材料を取り除くための基材の洗浄工程の後に、作り出された構造体および／または成形された要素３２２ｅ〜３２２ｆの中で依然としてそのままである。
【００５６】
また、さらなるステップは表面３３０あるいは基材３３０を取り除くか、既に成形されていた要素にさらなる要素を成型することを含み得る。
【００５７】
さらなる実施例によれば、収縮の結果として、ポリマーの硬化の間、例えば、約１〜１０％、液体ポリマーおよび／または硬化性材料の後に存在する硬化材料より一層多い量がなければならないので、成形型は、硬化されないポリマー量を蓄積するために、追加の開口構造を含むことができる。
【００５８】
したがって、ポリマー量を蓄積するための開口構造は、照射および紫外線の照射による硬化を防止するために、提供される。このようにポリマー量を蓄積するための開口構造の下に存在する液体ポリマーおよび／または付加的な硬化性材料は、例えば、収縮補償のための液体ポリマーおよび／または硬化性材料の必要な付加的な量の蓄積として役に立つ。
【００５９】
ポリマー量を蓄積するための開口構造は、例えば、流路を提供するための開口構造と一緒に結合することができる。そして、それは垂直に表面まで伸びる。そして、１つの共通の（共用の）開口構造またはいくつかの共通の開口構造を形成する。
【００６０】
ポリマー量を蓄積するための開口構造は、省略することができる。例えば、（成形型３１０ｅ，３１０ｆのために示されているように）液体ポリマーを蓄積するために、成形型の光学的に有効な表面領域の外側の領域の全てが利用され、そして、照射が実行される場合、時間的に続いて起こる照射に起因して、光学上有効な表面領域への照射の後まで、照射が実行されないため、時間的に続いて起こる方法で、内部（光学上有効な表面領域をはじめとして）から外側まで、光学上有効な表面領域の外側の領域は、カバーされない。
【００６１】
図７は本発明の実施例による装置７００の断面図の略図を示す。装置７００は、例えばガラス基板材からなる表面３３０を含む。表面３３０において、成形型３１０は、硬化性材料３２０が領域３４０において表面３２０と対向する成型面３１２の間に位置することができるように、配置される。さらに、成形型３１０は、追加の硬化性材料３２１で取り囲まれる。その外側の端において、成形型３１０は、円周の弾性膜７１０を含む。表面３３０に向かい合わない成形型３１０の表面において、装置７００は、可変の開口層３５０を含む。開口層３５０は、可変のグレーフィルタ５１０の近くに隣接される。さらに、例えば弾性物質でできている円周のシールは、装置７００の端に配置することができる。
【００６２】
図７に示される装置７００は、液体ポリマーおよび／または添加された付加的な硬化性材料３２１に静圧Ｐａを付与することができるようにする。すなわち、外側の静圧Ｐａは、例えば、スタンプによって弾性膜７１０に加えることができる。そしてそれは、弾性膜７１０および周囲のシールによって、封鎖された領域の内部の圧力Ｐｉに帰着する。内部の圧力Ｐｉは、改善された収縮補償を達成するように、ポリマーの硬化が起こっていることについて、移送、および／または、可変の開口および／または開口層３５０によって局所的に制限されている位置への液体ポリマーおよび／または添加された付加的な硬化性材料３２１の流れΦｐの改良に結びつく。
【００６３】
換言すれば、成形型３１０は、例えばスタンプによって、外側から液体ポリマーおよび／または付加的な硬化性材料３２１に圧力Ｐａを加えることができる開口を有する。外側の静圧Ｐａは、好ましくは、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）で形成されている弾性膜７１０を介して、スタンプによって、および／または、水圧または空気圧の技術を利用することによって、液体ポリマー、および／または、付加的な硬化性材料３２１へ移送することができる。これと同時に、外部に対する接触は、弾性膜７１０によって防止することができる。例えば弾性材料からなる周辺のシールは、装置７００および／または揺れの端において、圧力を保持することに役立つ。 装置７００および／または例えば弾性材料からなる揺れの端の周囲のシールは圧力を維持するのに役立つ。シール内のすべての位置で液体ポリマーΦｐの移送および流れを保障するために、基材あるいは装置７００の全表面には、流体力学の視点から見て、液体ポリマーまたは硬化性材料の連続的な層が提供され、また、同じ内部の静水圧Ｐｉを形成するパイプが提供される。
【００６４】
このように、同時に付加的な硬化性材料３２１に定圧を加えるステップ１３０は、局所的に照射１２０を変えるステップとして装置７００によって実行することができる。 これは、硬化性材料が硬化する間に発達したいかなるキャビティも流れ続ける付加的な硬化性材料３２１によって補填されることを保障し、その結果として、改善された収縮補償が達成される。
【００６５】
図８は本発明の実施例による装置８００の断面図の略図を示す。装置８００は、成形型３１０に対向する開口層３５０の表面と、表面３３０から離れて対向する成形型３１０の側面との間にツール基材８１０が配置されるという点で、装置７００とは異なる。平面プレート形状のツール基材８１０は、表面３３０から離れて対向する成形型３１０の表面に隣接する。さらに、装置８００は、ツール基材８１０と、成形型３１０の外縁上の成形型３１０との間に、水力学のためのおよび／または圧力を加えるために圧縮空気ための流路８２０を含む。
【００６６】
装置７００とは対照的に、ここで記載されている装置８００において、外側の静圧Ｐａは、スタンプによってよりはむしろ流路８２０の中の水力学および／または圧縮空気によって生じる。
【００６７】
本発明の実施例にかかる装置９００の断面図の略図を示す。既に前の装置８００場合のように、装置９００は、さらに付加的な硬化性材料３２１に外部の静水圧Ｐａを加えるために水圧および／または空気圧の技術を利用する。装置９００は、ツール基板８１０および成形型３１０の異なる形状について、装置８００とは異なる。 さらに、装置８００では、ツール基板８１０はここに示された装置９００において、断面図中の角胴形を含み、ツール基板８１０は断面図において、Ｔ形状を有している。Ｔ形状は、水力学、および／または圧力を加えるための圧縮空気のための流路８２０を事前に定義している。表面３３０から離れて対向している装置９００の成形型３１０の表面は、表面３００から離れて対向している装置８００の成形型３１０の表面とは対照的に、持続的に平坦な形状を含む。装置９００の動作モードは、装置８００の動作モードと類似している。
【００６８】
図７〜９の中で示される装置は、構造体および／またはレンズの生産に限定されている。示された装置は、前述の装置のうちの数千の分野、例えばウエハーの分野において、構造体および／または１つの製造過程について、多数の装置に対応する数千のウエハーを生産するように有用に用意される。したがって、いくつかのそのような装置の準備がどのように構成されるかは下記の中で示されるものとする。フィールド内のいくつかの装置の間の距離は、言及され、下記の明瞭さの理由で極めて縮小されたスケールで描かれるであろう。
【００６９】
図１０は本発明の実施例による装置１０００の断面図の略図を示す。装置１０００は、装置７００のいくつかのものを含み得る。図１０は、封鎖されたキャビィテイを実施するために硬化されたポリマーで形成された周辺の壁１０１０によって、お互いから切り離される２つの装置７００を示す。
【００７０】
したがって、装置１０００は、連続的なポリマー層あるいは硬化性材料３２０の層を持たないで、液体ポリマーか硬化性材料３２０の上に外部の静水圧Ｐａを加えることを可能にする。言いかえれば、静的な内部の１回限りの圧力Ｐｉは、装置１０００の個々の部分的な装置７００の範囲内で生産される。
【００７１】
光学的に活性化された領域、つまり、照射される領域間に位置付けされるポリマー材料あるいは硬化性材料を保存するために、２つの部分は、照射プロセスを実行することができる。この文脈では、これに関連して、第１のステップは、開口層３５０によって遮断することを含む。構造体の光学領域（可視光で見える領域）は、静水圧Ｐａを加えるための流路と同様に作り出される。最初の照射の結果、硬化されたポリマーあるいは硬化性材料の周辺の壁１０１０は、個々の光学領域、つまり、作り出される構造体が後で成形される領域で形を成すことができる。個々の光学領域は、他の領域からこのように分けられる。言いかえれば、装置１０００はいくつかの部分的な装置７００へ分割される。第２のステップでは、結果として生じるチャンバおよび／または他のチャンバから独立した部分的な装置７００において、直径の点から見て、可変である開口または開口層３５０による第２の硬化プロセスの間のポリマーあるいは付加的な硬化性材料３２１の連続的な流れΦｐを確かにするために、静水圧Ｐｉは、直ちに組み立てることができる。このようにして、局所的に照射を変える、第２の硬化ステップ、すなわち、ステップ１２０は、方法１００のために既に記述されていたのと同じパターンにしたがって行なわれる。
【００７２】
図１１は本発明の実施例による装置１１００の断面図の略図を示す。装置１１００は 、 装置１０００より類推して、いくつかの装置８００の配置が閉鎖されたキャビティを利用するために、硬化されたポリマーからなる周囲の壁１０１０によって切り離される。周囲の壁１０１０は、装置１０００のための既述の方法で作り出される。
【００７３】
装置１１００の動作モードは、装置１０００の動作モードに類似している。
【００７４】
図１２は本発明の実施例による装置１２００の断面図の略図を示す。装置１２００は、装置１０００および１１００より類推して、いくつかの装置９００は、封鎖されたキャビティを利用するために、硬化されたポリマーからなる周囲の壁１０１０によって切り離される。周囲の壁１０１０は、装置１０００のための既述の方法で作り出される。
【００７５】
装置１２００の動作モードは、装置１０００および１１００の動作モードに類似している。
【００７６】
図１３は本発明の実施例による装置１３００の断面図の略図を示す。装置１３００は、いくつかの装置９００の配置を含む。そして、それは硬化されるポリマーの周囲の壁によってお互いから切り離されない。さらに、局所的に変化する照射は、可変の開口層３５０によってよりむしろ可変のグレーフィルタ５１０だけによって制御される。個々の装置９００は、硬化されたポリマーの周囲の壁によって分離されないので、光学的に非活動的な硬化領域の第１のステップは、省くことができる。
【００７７】
図１４Ａは本発明の実施例の利用のための成形型３１０を含む装置の断面図の略図を示す。図１４Ａに示される装置において用いられる成形型３１０は、局所的に照射の分岐を調整するために、微細構造１４１０によってここまでに示された成形型とは異なる。さらに、図１４Ａに示される成形型３１０は、図６Ｃに示されているように、成形された要素３２２ｅ―３２２ｆによって、量を蓄積するための、および／または、垂直に基材または表面３３０まで伸びている流路３２９，３２９´を作り出すためのキャビティを作り出すために、開口構造３１４を含む。
【００７８】
図１４Ａの中でこのように示される成形型３１０の利用は、局所的に照射を変えるステップ１２０で分岐の空間的制御を可能にする。液体ポリマーあるいは添加される硬化性材料３２１の量を蓄積するための、および／または、基材か表面の３３０まで垂直に伸びる流路３２９，３２９´を生産するための、あるいは周辺の壁１０１０を生産するための封鎖された領域は、できるだけ急勾配の構造端を呈することで可能となる。マスクアライナー（マスク調整器）によって提供されるように、視準が合った方法によって、すなわち、平行な紫外線照射が原因で、後者は生産することができる。
【００７９】
不都合なほどに、平行にされた、つまり、平行線で、したがって、高度に真っ直ぐに照射された照明あるいは照射は、ポリマーあるいは硬化性材料における屈折率勾配の形成に帰着することができる。そしてそれは、封鎖されていない範囲について、硬化されたポリマーあるいは材料の光機能の低下に結びつく。
【００８０】
したがって、溝付け（光条）を回避するために、拡散照明が推奨される。その結果として、急勾配の構造端および均質の屈折率分配の同時生産、つまり、簡単なツールを利用するとはいえ、以前から知られている高照射線量を備えた溝付けは可能ではない。
【００８１】
局所微細構造１４１０の利用、あるいは異なる場所、例えばマイクロレンズの分野、回折構造または成形型３１０上の拡散体３１９によって示されているように、硬化することに必要で、マスク調整器によって平行にされた方法で照射される紫外線の局所的適応を可能にする。一方では、これは、細い溝の構成を回避する増加した分岐の領域１４２０に帰着するけれども、他方では、構造の側面において少しも急勾配の端を許容しない。さらに、急な構造端曲面を有する領域１４３０は、また、溝付けの増加が生じるものである。領域１４２０は、光学活性な領域、例えば生産される構造体のレンズ表面をあらかじめ定めることができる。光学上適切でない急な構造曲面を含む領域１４３０は、例えば、端領域、つまり、作り出される構造の端をあらかじめ定めることができる。
【００８２】
上記した実施例では、たとえ、微細構造１４１０が、増加した分岐の領域１４２０の生産のために利用されるとしても、増加した分岐の領域１４２０は、成形型３１０上の色または色素の構造によってさらなる具体化の中で生産されるかもしれない。前記色または色素の構造は、単に印刷することができ、そのために、多くの努力を要求し、また、成形型の次の層と重ね合わせる可能がある微細構造と比較して、簡単に生産することができる。マイクロレンズの利用の中で要求される領域は、増加した分岐の領域１４２０を作り出すために、色の色素構造の利用の中で省くことができる。
【００８３】
図１４Ｂは、本発明の実施例による装置１４００の断面図の略図を示す。装置１４００は、表面３３０または基材３３０を含む。硬化性材料３２０は、成形型３１０の成形型表面３１２および表面３３０の間に配置される。成形型３１０は、照明または照射の拡散を局所的に調整するための微細構造１４１０を含む。さらに、成形型３１０は、容積を蓄積するために、および／または、表面３３０あるいは基板まで垂直に伸びる流路３２９，３２９´を作り出すためのキャビティを生産するために、開口構造３１４を含む。可変の開口層３５０は、表面３３０に対向しない成形型３１０の表面に隣接する。可変のグレーフィルタ５１０は、成形型３１０に対向しない可変の開口層３５０の表面に隣接する。
【００８４】
可変の開口層３５０と結合して、可変のグレーフィルタ５１０は、硬化性材料３２０の局所的に変化する照射を可能にする。その結果、付加的な硬化性材料３２１は、硬化性材料３２０の材料収縮を補償するために、流れ続けることができる。局所的に照明の分岐を調節するための微細構造１４１０は、硬化性材料３２０の硬化の間に溝付けを防ぎ、それゆえに、生産された構造体の増加した分岐の領域１４２０の光学的性質を改良する。平行にされた方法で照射される領域１４３０は、生産された構造体の急勾配の構造の端を含む。さらに、示された装置１４００は、前の実施例で既に述べられていたように、静水圧を加えるための装置によって展開することができる。
【００８５】
生産される構造体の光学的性質を改良するために、局所的に照射を変えることが、望ましくは、内部から外部の方に、つまり、増加した分岐の領域１４２０の中心から、増加した分岐の領域１４２０の端に行われる。
【００８６】
図１５は、本発明の実施例による装置１５００の断面図の略図を示す。装置１５００は、１つの分野の中で示される装置の全ての組み合わせを表す。装置１５００は、表面３３０を含む。表面３３０は、成形型３１０の領域によって隣接される。成形型３１０の型表面３１２および表面３３０の間の領域３４０には、硬化性材料３２０が存在することが可能である。成形型３１０は、局所的に照明の分岐を調節するための微細構造１４１０を含み、また、容積を蓄積するためのキャビティ、および／または、基材まで垂直に伸びる流路３２９，３２９´を生産するための開口構造３１４を含む。さらに、成形型３１０は、弾性膜７１０を含む。弾性膜７１０は、外部の静圧Ｐａを加えるために、スタンプ１５１０によって付加される。可変の開口層３５０は、成形型３１０に対向しないスタンプ１５１０の表面に隣接して配置される。可変の開口層３５０は、第１の開口領域３５１および第２の開口領域３５２を含む。可変のグレーフィルタ５１０は、成形型３１０に対向しない可変の開口層３５０の表面に隣接して配置される。
【００８７】
開口層３５０と結合して、可変のグレーフィルタ５１０は、成形型３１０を介して硬化性材料３２０の局所的に変わる照射を可能にする。局所的に照射を変えるステップ１２０の間、外部の静圧Ｐａは、スタンプ１５１０によって付加的な硬化性材料３２１に加えられる。外部の静圧Ｐａは、増加した圧力Ｐｉに結びつく。そしてそれは、照射領域３４０の中への付加的な硬化性材料３２１の継続的な流れΦｐをもたらし、それゆえに、改良された収縮補償を可能にする。局所的に照明分岐を調節するための微細構造１４１０の利用は、生産される構造体の光学的活性領域１４２０において溝付けを回避するために、マスク調整器により平行にされた方法で照射される紫外線の拡散を可能にする。
【００８８】
１つは述べることができる。要約すれば、装置１５００は、低コストの生産のための配置、例えば紫外線硬化型ポリマーに基づく複製プロセスによる非常に正確な光学的・機械的な構成を示す。これに関連して、成形に必要な成形型３１０には、例えば微細構造１４１０などの固定光学素子、および、開口層３５０またはグレーフィルタ５１０のような可変の光学素子が提供されている。そしてそれは、振幅と位相の点からみると、成形型３１０の透過関数の時間的に可変の局所的な調節を可能にする。振幅と位相の点からみると、局所的且つ時間的に可変の透過関数の調節は、それゆえに、ポリマーあるいは硬化性材料の紫外線硬化の間に生じる収縮に対する補償をもたらし、また、基材および／または表面に作用する機械的ストレスの発生の減少をもたらす。そして、硬化され材料において、急勾配の端曲面あるいは低い屈折率勾配を有する構造体の位置依存性の生産に帰着する。
【００８９】
言いかえれば、上記の利点は、照明光学のための透過関数の時間的制御、硬化されないポリマー量の蓄積、液体ポリマーに静圧を加えること、および、分岐を空間に発散を散乱させることによって達成される。装置１５００は、１つのフィールド内のこれらの前述の機能をすべて組み合わせる。
【００９０】
例えば、成形型３１０内の付加的な開口構造によって、追加のポリマー・ボリューム、すなわち、付加的な硬化性材料３２１を照射に備えて保護することができるが、さらに、付加的な硬化性材料３２１のために、例えば生産される構造体についての増加した分岐の領域１４２０など、光学上利用された有効範囲に関する端領域から流れ続けることも可能であることをもう一度ここで言及しなければならない。これは、特に、照射が時間的に続いて起こる方法で行なわれる場合、可能である。内部から、すなわち、光学上利用される有効範囲から、言い換えれば、生産される構造体の光学上適切な表面から、外部に向かって、すなわち、生産される構造体の端領域に向かって、開始する。連続する照射の間の端領域の付加的な硬化性材料３２１への加圧に起因して、硬化性材料３２１は、生産される構造体の光学上利用された有効範囲の領域の端領域から流れ込み続ける事が可能となる。容積収縮を補うために利用されていない、生産される構造体の端領域に位置する付加的な硬化性材料３２１は、一旦、実際のレンズ、すなわち、生産される構造体の光学上利用される有効範囲が硬化されたならば、照射の終了で、時間的に開口して硬化することができる。
【００９１】
さらに、図１６は、本発明の実施例による装置１６００の断面図の略図を示し、図７〜１５に示される装置とは対照的に、装置１６００の中で実現されている図６Ａ〜６Ｃの中で既に示されたように成形型３１０の簡略設計を示す。言いかえれば、図１６に基本的に示される成形型３１０は、図６Ａ〜６Ｃで示される成形型３１０ａ〜３１０ｆに相当する。表面、例えば基材３３０、すなわち、成形型３１０の型表面３１２に対向する表面は、図１６に示されるように、装置１６００の中で使用した成形型３１０によって、弾性膜７１０（図６Ａ〜６Ｃに係る弾性膜３１６参照。）が付着する領域および弾性膜７１０が付着しない他のものがあるように構造化されるときに、開口または流路の少しも必要性のない成形型３１０の簡易化された型の設計に帰着するものとなる。図６Ａの中で示される成形型３１０とは対照的に、成形型３１０には、もはや開口構造３１４がなくてもよい。付着のない領域１６１０では、弾性膜７１０は、空気圧または水圧の技術による外部の静水圧Ｐａを加えることにより膨れ上がるために形成することができる。付着のない領域１６１０は、図１６の中の破線の中で描かれている。弾性膜７１０の膨隆は、水力学または圧縮空気によって圧力を加えることにより例えば達成される。その後、弾性膜７１０の膨隆は、成形型３１０（図６Ａ〜６Ｃの流路３１８参照）の周囲で伸びる流路８２０を形成する。流路８２０は、成形型３１０への弾性膜７１０の付着のない領域１６１０に生産される。水力学または圧縮空気により流路８２０内に存在し、付着のない領域１６１０に膨隆する弾性膜７１０に帰着する外部の静水圧Ｐａは、さらに、液体の硬化性材料３２１に内部の静水圧Ｐｉをもたらす。内部の静水圧Ｐｉは、局所的な照射の領域３４０における収縮補償のために、硬化性材料３２１の継続的な流れとなる。これに関連して、ウエハーまたは装置１６００の端の周辺で伸びるシールは、成形型３１０の表面上に付着するかまたは付着しない領域の形成により、達成することができる。
【００９２】
簡易化された成形型３１０に関して、このように図１６に示される装置１６００は、図８および９に示される簡易化された装置８００および９００の形成を示す。したがって、単純化された成形型３１０の設計は、成形型３１０の廉価生産を潜在的に可能にする。
【００９３】
図１７は、本発明の実施例による装置１７００の断面図の略図を示す。装置１７００は、いくつかの装置１６００の配置を含む。そしてそれは、硬化されたポリマーで形成された周辺の壁によってお互い分離されない。個々の装置１６００の静水圧を加えるための流路８２０は、流体的に相互接続される。流路８２０の外部の静水圧せＰａは、空気力学、例えば空気または水力学または油によって、作り出すことができる。この目的を達成するために、装置１７００および／またはウエハーは、圧縮空気または油圧油を供給するように、表面３３０あるいは基材３３０を介して、少なくとも１つの位置に、例えば穿孔による穴を含む。水力学による圧力Ｐａの生成は、空気力学による圧力の生成とは対照的に、装置１７００全体あるいはウエハー全体にわたって圧力Ｐａのより多くの一様分布という長所を有する。さらに、局所的に変わる照射は、可変のグレーフィルタ５１０によって制御される。装置１７００は、当然さらに、可変の開口層３５０を含み得る。個々の装置１６００が硬化されたポリマーで作られた周辺の壁によって分離されないため、光学的に非活発な範囲の硬化する第１のステップは、省くことができる。
【００９４】
図１８は、本発明の実施例による装置１８００の断面図の略図を示す。装置１７００との類似によって、装置１８００は、いくつかの装置１６００の配置を示す。装置１７００とは対照的に、個々の装置１６００は、閉じたキャビティの実現のために、硬化性ポリマーからなる周辺の壁１０１０によってお互い分離される。さらに、局所的に装置１７００内の照射を変えることは、可変のグレーフィルタ５１０によって制御される。装置１８００は、当然、さらに可変の開口層３５０を含み得る。周辺の壁１０１０の生産は、装置１０００のために、既に記述された方法のままで達成される。また、この場合、個々の流路８２０は、流路８２０内に存在し、コンプレッサーによって生産される外的な静水圧Ｐａの一様分布を保障するために、装置１８００全体にわたって、相互に連結される。
【００９５】
記述された装置の全体において、表面３３０あるいは基材３３０は、例えば、ガラス、ガラス・セラミックス、陶器、シリコン、ゲルマニウムのような継続的に均一の材料で形成される他にもまた、紫外線硬化可能なあるいは溶解性ポリマーで形成され、あるいは、構造物質、例えば、連続的なキャビティを有する基材で構成され得る。
【００９６】
成形型３１０は、ツール基板８１０に成形される硬化されたＵＶポリマー等で形成することができる。そしてそれは、例えばガラスで形成され得る。もちろん、成形型は、さらなる実施例において、異なる材料で作られていてもよい。
【００９７】
図３〜１８に記載されている実施例は、球面レンズの生産または球面レンズの分野に役立つけれども、さらなる実施例は、非球面のレンズの生産、自由造形の領域、あるいは、ＵＶ硬化性材料でできている他の構造体に役立つことができる。
【００９８】
さらに、構造体の分野の生産では、個々の構造体は、それらの特性の点から異なっていてもよい。
【００９９】
硬化の間のポリマーの容積収縮に対する補償に起因して、機械的構成要素の光学上のより正確な型は、特に、数１００マイクロメートルの高さの大きい構造において達成することができる。これは、ウエハー・レベルの画像システムのための製造業において、とりわけ要求されるように、マイクロ光学的およびマイクロ機械的構成要素の生産のための前提条件である。さらに、例えば基材の機械的ストレスは、低減することができる。したがって、ウエハー、つまり、基材の屈曲は低減することができる。また、ウエハー・レベルのカメラ・モジュールの生産で、とりわけ要求されるように、そのようなウエハーはより複雑な積み重ねる処理をすることができる。
【０１００】
本発明の実施例は、例えば、カメラ目的および光学センサーを製造するウエハー・レベルで複製プロセスによるマイクロ光学の微小電気機械光学システム（ＭＯＥＭＳ）についての製造業において適用することができる。
【０１０１】
たとえいくつかの特徴が装置に関して記述されたとしても、前記特徴が対応する方法の記述もまた示すことが理解されるべきである。その結果、さらに、ブロックあるいは装置の機器は、対応する方法のステップあるいは方法のステップの特徴として理解されるものとする。それとともに、類似性によって、方法のステップに関してあるいはそのステップとして記述された特徴は、さらに対応するブロックあるいは詳細な記述あるいは対応する装置の特徴を示すものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年2月10日(2012.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品のための成形型であって、
前記成形型は、型表面（３１２）および膜層（３１６；７１０）を含み、
前記型表面（３１２）は、前記型表面（３１２）から離れて対向する側面からの照射に対して透過的である前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）の前記光学部品（３２２ａ〜３２２ｆ）の光学的に関連性のある表面（３２３）を特徴付けるための表面領域（３１２´）を含み、
前記膜層（３１６；７１０）は、前記型表面（３１２）に配置されて、照射に対して透過的であり、前記膜層（３１６；７１０）は、前記領域（３１２´）の横方向に接触している前記型表面（３１２）の流路（１６１０）の中で、前記型表面（３１２）に緩く隣接され、前記型表面（３１２）と前記膜層（３１６；７１０）の内側との間に、拡張可能な流路（３１８；８２０）を形成するために、前記流路の領域（１６１０）を囲むように、流体密封の方法で前記型表面（３１２）に接続されている、光学部品のための成形型。
【請求項２】
前記成形型は、開口構造（３１４、３１４´）をさらに含み、
前記開口構造（３１４，３１４´）は、前記照射によって硬化する材料が、ビーム方向において、前記開口構造（３１４、３１４´）から下流に硬化しないように、前記表面領域（３１２´）の横方向に隣接して配置され、また、前記型表面（３１２）から間隔をおいて対向する前記側面からの照射をブロックする、請求項１に記載の光学部品のための成形型。
【請求項３】
前記成形型は、構造体（３１９；１４１０）を含み、
前記構造体（３１９；１４１０）は、前記表面領域（３１２´）を通り過ぎる前記型表面（３１２）から間隔をおいて対向する側面からの照射が、ビーム拡散のために、前記構造体（３１９；１４１０）を横断するように配置される、請求項１〜２のいずれか１項に記載の光学部品のための成形型。
【請求項４】
成形手段によって硬化性材料から構造体を作り出すための装置であって、
前記装置は、
請求項１〜３のいずれかに記載の成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）、
照射器、
前記硬化性材料（３２０）が前記表面（３３０）および前記表面（３３０）に対向する前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）の型表面（３１２）間の領域（３４０）に接触し、且つ、前記付加的な硬化性材料（３２１）が前記領域（３４０）に流れ込み続けることができるように、前記表面の（３３０）の上に前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）を配置するための手段、および
前記成形型（３１２）の流路（３１８，３２０）に圧力を加えることによって、前記付加的な硬化性材料（３２１）に外部圧力を加える手段を含み、
前記照射器は、前記硬化性材料（３２０）が横方向に変化するやり方で異なる速度で硬化するように、且つ、前記硬化性材料（３２０）の硬化の間発生している収縮が前記付加的な硬化性材料（３２１）によって補われるように、前記領域（３４０）の中の前記硬化性材料（３２０）について、場所的に変化する照射を行うために構成される、成形手段によって硬化性材料から構造体を作り出すための装置。
【請求項５】
前記装置は、複数個の構造体を作り出すために構成され、
前記照射器は、距離または作り出される構造体の多様な距離に対応する固定された個々の開口を有する２つの開口領域（３５１，３５２）の移動によって、場所的に変化する照射を行なうように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
さらなる構造体を作り出すために請求項１〜３のいずれかに記載のさらなる成形型をさらに含み、
前記さらなる成形型の流路と接続されている前記成形型の流路、および
前記成形型の流路の中で圧力をかけるために、前記付加的な硬化性材料（３２１）に外部圧力を加えるための手段を含む、請求項４〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
成形型によって硬化性材料から構造体を作り出す方法であって、
前記方法は、
前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）と表面の（３３０）の間の領域（３４０）において、前記硬化性材料（３２０）が、前記表面（３３０）および前記表面（３３０）に対向する前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）の型表面（３１２）に接触するように、且つ、付加的な硬化性材料（３２１）が前記領域（３４０）に流れ込み続けることができるように、前記表面の（３３０）の上に前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）を配置する（１１０）こと、
前記硬化性材料（３２０）が横方向に変化するやり方で異なる速度で硬化するように、且つ、前記硬化性材料（３２０）の硬化の間発生している収縮が前記付加的な硬化性材料（３２１）によって補われるように、場所的に変化するやり方で前記領域（３４０）の中の前記硬化性材料（３２０）に光を当てる（１２０）こと、および
前記成形型（３１２）の流路（３１８，８２０）の中で圧力（Ｐａ）を加えることによって、照射の間に前記付加的な硬化性材料（３２１）に外部圧力を加える（１３０）ことを含む、成形によって硬化性材料から構造体を作り出す方法。
【請求項８】
前記場所的に変化する照射のためのステップ（１２０）は、前記型表面（３１２）から離れて対向する前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）の側面から前記成形型（３１０；３１０ａ−３１０ｆ）を通じて行なわれる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記場所的に変化する前記照射は、場所的に変化する透過性を有する２つの開口部の移動（３５０、３５１、３５２）、および、電気的および／または機械的に可変の透光性を有するグレーフィルタ（５１０）の両方またはいずれか一方によって行われる、請求項７〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記場所的に変化する照射は、少なくともビーム拡散のための構造（３１９、１４１０）を通じて部分的に行なわれる、請求項７〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記場所的に変化する照射は、前記付加的な硬化性材料（３２１）が、前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）の補償領域から、前記照射が行なわれる放射によって到達しない領域（３４０）の中に流れ込み続けるように行なわれる、請求項７〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記成形型（３１０；３１０ａ〜３１０ｆ）を配置するステップ（１１０；２１０）と、前記場所的に変化する照射（１２０；２２０）のステップ（１２０；２１０）との間で、横方向に閉じたやり方で前記領域（３４０）を取り囲む前記硬化性材料（３２０）のエッジ領域（１０１０）が硬化することをさらに含む、請求項７〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、生産される複数個の構造体を含み、
前記場所的に変化する照射は、距離あるいは生産される多様な構造体の距離に対応する個々の開口の距離を有する固定した２つの開口領域（３５１，３５２）を移動させることによって行われる、請求項７〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
さらなる構造体を生産するために、請求項１〜３のいずれかに記載のさらなる成形型を使用する間、前記配置（１１０）および前記照射（１２０）は、場所的に変化する方法でさらに行なわれ、
前記成形型の流路は、前記さらなる成形型の流路と流体工学的に接続され、
前記付加的な硬化性材料（３１２）に外部圧力を加える（１３０）ことは、前記成形型（３１２）の流路（３１８、８２０）の中で圧力（ｐａ）を加えることを含む、請求項７〜１３のいずれかに記載の方法。
【国際調査報告】
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