Способ изготовления линзовых растров

Способ изготовления линзовых растров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам изготовления линзовых растров из силикатного стекла. Цель изобретения - формообразование линзовых растров с вьтуклыми линзами. Способ основан на травлении подложки через маскирующее покрытие, в результате которого получают на протравленных участках островки с маскирующим покрытием . После удаления покрытия с островков термическим оплавлением стекла образуют выпуклый профиль линз. При этом если островки пред - ставляют собой круги диаметром 0,95- 0,5 периода растра, то получают сферический профиль линз, если же они имеют вид полос шириной 0,95-0,5 периода растра, то формообразуют цилиндрические линзы. Полученные изделия имеют высокие оптические характеристики: разрешение не менее 210 мм при периоде 0,2 мм,разброс фокусного расстояния не более 1%, стабильными с течением времени оптическими характеристиками. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) g(FPts - 4 ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l3,", Б1(Ъ.; ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 4090832/24-33 (22) 09.07.86 (46) 23,01,88. Бюл. Ф 3 (72) Н.Н,Яцевич, Н.В.Шевлик, В.Я.Потапов, А.Г.Якимович и В.И.Румянцев (53) 666.1.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ll 1147699, кл. С 03 С 15/00, 1981. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИНЗОВЫХ

РАСТРОВ (57) Изобретение относится к способам изготовления линзовых растров иэ силикатного стекла. Цель изобретения — формообразование линзовых растров с выпуклыми линзами. Способ основан на травлении подложки через маскирующее покрытие, в результате которого получают на протравленных (50 4 С 02 В 3/00 С 03 С 15 00 участках островки с маскирующим покрытием. После удаления покрытия с островков термическим оплавлением стекла образуют выпуклый профиль линз. При этом если островки представляют собой круги диаметром 0,950 5 периода растра, то получают сферический профиль линз, если же они имеют вид полос шириной 0,95-0,5 периода растра, то формообраэуют цилиндрические линзы. Полученные иэделия имеют высокие оптические характеристики: разрешение не менее

210 мм при периоде 9,2 мм, разброс фокусного расстояния не более 17, стабильными с течением времени опти. с

<О ческими характеристиками. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. рается экспериментально в зависимости от марки стекла.

Сущность способа изготовления линзовых растров заключается в том, что для формирования требуемого профиля линз используют свойства процесса химического травления и соотношение величины размеров отверстий в маске и

10 расстояний между ними. Учитывая разность скоростей травления центральных и периферийных участков, а также величину подтрава при первом травлении и сглаживание острых кромок при допол1 нительном травлении, достигают высоких оптических характеристик. Пробельные участки практически отсутствуют.

В процессе формирования маскирующе20 го покрытия образуют островки в первом случае в виде кругов, а во втором— в виде полос с периодом, равным периоду линз растра. Сформированная таким образом маска закрывает участки, из

25 которых в последующем образуются линзы. B результате первого травления на стеклянной подложке формируются элементы в виде усеченных конусов вы- . сотой (4-8) h где h - высота профиля

30 линз.

После снятия маскирующего покрытия производят дотравливание рельефной поверхности до образования высоты островков, равной (3-5) h, с целью сглаживания острых кромок. Для окончательного формирования выпуклых сферических поверхностей проводят термическое оплавление до заданной высоты профиля линз. Температура и

40 скорость нагрева зависят от марки стекла, причем эти параметры определяются экспериментально.

На фиг.1 и 2 изображены исходные рисунки маскирующего покрытия со

4 сквозными отверстиями, выполненными на подложке; на фиг.3 и 4 — линзы растра. соответственно со сферическим и цилиндрическим профилем после термического оплавления, вид сверху;

5О на фиг.5 — сечение А-А на фиг.3(сферического профиля линз);на фиг.б сечение Б-Б на фиг.4 (профиля линз цилиндрического растра).

При изготовлении растра с треуголь55 ным размещением центров линз элементы маскирующего покрытия располагаются как на фиг.1, где показаны подложка 1, островки 2, а также t -период островков, равный периоду раст1 13б8844

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в производстве линзовых растров, Для приборов визуального наблюдения необходимы линзовые растры как с положительным, так и с отрицательным сферическим профилем линз и периодом

«0,5 мм. Они должны обладать высокими оптическими характеристиками— разрешающей способностью на уровне критерия Рэлея, стабильностью фокусного расстояния по полю 100 100 мм и более, высоким светопропусканием и временной стабильностью оптических характеристик. Таким условиям могут удовлетворять лишь линзовые растры, выполненные из оптического силикатного стекла. Сочетание положительного и отрицательного растров в растровом экране дает воэможность получить экран без необходимости применения коллектива в виде обычной классической плосковыпуклой линзы,что снижает вес и удешевляет конструкцию.

Целью изобретения является формообразование выпуклых линз, в том числе со сферическим и цилиндрическим профилями.

Согласно способу изготовления линзовых растров, включающему нанесение на подложку пленки маскирующего покрытия, формирование в маскирующем покрытии сквозных отверстий, травление через сквозные отверстия материала подложки, удаление маскирующего покрытия, дополнительное травление полученного рельефа на подложке, в процессе формирования в маскирующем покрытии сквозных отверстий образуют островки, период расположения которых равен периоду расположения линз, при этом травление через сквозные отверстия производят на глубину (4-6)6, где h — высота профиля линз, а дополнительное травление осуществляют до глубины (3-5) h, затем производят термическое оплавление до высоты профиля линз. При этом для формообразования выпуклых линз со сферическим профилем островки выполняют в виде кругов диаметров (0,95 — 0,5) t, где период растра, а для формирования выпуклых линз с цилиндрическим профилем островки выполняют в виде полос шириной (0,95-0,5) t, где t - период растра, Температура оплавления подби"

8844 4

Пример 2. Все операции выполняют по примеру 1, только дискретно расположенные островки на фотошаблоне с периодом 0,5 мм выполняют в виде полос шириной 0,475 мм (0,95 периоца растра), в результате получают растр с положительным профилем линз. Оптические характеристики растра: разрешение 280 мм, раэнофокусность 0,1Х фокусное расстояние

1,95 мм.

Пример 3. Все операции выполняют по примеру 1, однако диаметр остроаков составляет 0,20 мм (0,4 периода растра), а высота островков после повторного травления — 0,09 мм (6 h) разнофокусность достигает

37 и более.

Пример 4. Все операции выполняют по примеру 1 при этом диаметр островков равен 0,485 мм ()0,95 t), а высота их после повторного травления — 0,03 мм. Растр с четко выраженной структурой поверхности не получают.

Предлагаемым способом получают однотипные растры со сферическим профилем линз и периодом 0,5 и 0,2 мм, а также цилиндрические — с периодом

0,05 мм. Эти иэделия обладают высокими оптическими характеристиками— разрешением не менее 210 мм, малым разбросом фокусного расстояния (не более 17.), стабильными с течением времени оптическими характеристиками.

Предлагаемый способ обеспечивает изготовление высококачественных мелкоструктурных линзовых растров с положительным профилем линз иэ силикатного стекла.

Изготовленные растры выдерживают жесткие климатические условия (температуру более + 100 С и ниже — 60 С, высокую влажность 100X) обладают высокими оптическими характеристиками, малым коэффициентом линейного расширения, что важно в интегральной фотографии и некоторых растровых экранах, на них может быть нанесено практически любое светопросветляющее покрытие, которое наносится на обычные линзы °

3 136 ра; К вЂ” минимальная величина перемычки между двумя элементами. При изготовлении цилиндрического растра размещение элементов показано на фиг.2.

Глубина травления h (не показана)

5 через маскирующее покрытие подбирается экспериментально в зависимости от периода растра (фиг.1 и 2) . Однако во всех случаях она должна быть в пределах (4-6). h (фиг.5 и 6), чтобы дополнительным травлением обеспечить глубину (3-5) И.

Травление после удаления маскирующего покрытия несколько сглаживает микронеровности от механической обработки стекла, а также частично расширяет пробел между островками и одновременно увеличивает наклон их боковых поверхностей по отношению к противоположной плоскости подложки.

Пример 1. На поверхность подложки из оптического стекла КВ в вакуумной установке наносят пленку металлического хрома толщиной О,1- 25

0,5 мкм. Затем на центрифугирующей установке на пленку хрома наносят позитивный фоторезист ФП-383 толщиной

0,6 — 0,8 мкм с последующей сушкой в течение 15 мин при 80 С. Далее íà 30 пленку фоторезиста накладывают фотошаблон, имеющий на прозрачном поле дискретно расположенные непрозрачные островки в виде кругов, диаметр которых составляет 0,475 мм или 0,95 (где t " период растра, равный

0,5 мм), экспонируют фотореэист и последующей его обработкой вскрывают в нем окна. Потом через эти окна производят травление хрома на всю глубину в растворе соляной кислоты, удаляют фоторезист и травят стекло на глубину 5 h что составляет

0,075 мм. Затем удаляют остаток хрома и подложку с образованным репье- 45 фом подвергают дальнейшему травлению в том же травителе до высоты островков, равной 4 h или 0,06 мм. Далее образованный рельеф подвергают термическому оплавлению. Последнее производят в муфельной печи, нагретой до о температуры порядка 950 С. Заготовку помещают в печь и через 90 с извлекают ее из зоны нагрева. Время нагрева и температуру печи подбирают экспериментально. Высота профиля линз полученного растра составляет

0,015 мм, разнофокусность не превышает 0,1 7.

Изготовленные по предлагаемому способу растры используют в растровых экранах, разрабатываемых для при боров визуального наблюдения изображений.

368844

5 1

Формула изобретения

1. Способ изготовления линзовых растров, включающий нанесение на стеклянную подложку маскирующего покрытия, формирование в маскирующем покрытии сквозных отверстий, травление через зти отверстия подложки, удаление маскирующего покрытия и последующее травление полученного на подложке рельефа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью формообразования выпуклых линз, в процессе формирования в маскирующем покрытии сквозных отверстий образуют островки, период расположения которых равен периоду расположения линз, при этом травление через сквозные отверстия ведут на глубину (4-6) h где h высота профиля линз, а последующее травление — до глубины (3-5) h, затем осуществляют термическое оплавление до высоты профиля линз.

2 ° Способ по п.1, о т л и ч а ющ v и с я тем, что, с целью формообразования выпуклых линз со сферическим профилем, островки выполняют в виде кругов диаметром (0,95 — 0,5)" где t - период растра.

3. Способ по п,1, о т л и ч а ю15 шийся тем, что, с целью формообразования выпуклых линз с цилиндрическим профилем, островки выполняют в виде полос шириной (0,950,5) t, где — период растра.

Фиг. 2

1368844

Фиа 4

Б-6

Фиа 6

Составитель О.Самохина

Техред М.Дидык

Редактор И.Шулла

Корректор Н.Король

Заказ 290/49

Тираж 533

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4