Способ изготовления линзовых растров

(З 11 4 С 02 В 3/00 С 03 С 15 00 СРГч" ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13,",БЫЬ.;й К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРМф 147699, кл. С 03 С 15/00, 1981.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИНЗОВЫХРАСТРОВ(57) Изобретение относится к способам изготовления линзовых растровиэ силикатного стекла. Цель изобретения - формообразование линзовыхрастров с выпуклыми линзами. Способоснован на травлении подложки черезмаскирующее покрытие, в результатекоторого получают на протравленных 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 0,95- 0,5 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 ммпри периоде 0,2 мм, разброс фокусного расстояния не более 17, стабильными с течением времени опти сЯ ческими характеристиками. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.рается экспериментально в зависимости от марки стекла.Сущность способа изготовления линзовых растров заключается в том, чтодля формирования требуемого профилялинз используют свойства процесса химического травления и соотношение величины размеров отверстий в маске и10 расстояний между ними. Учитывая разность скоростей травления центральныхи периферийных участков, а также величину подтрава при первом травлениии сглаживание острых кромок при допол 1 нительном травлении, достигают высоких оптических характеристик. Пробельные участки практически отсутствуют.В процессе формирования маскирующе 20 го покрытия образуют островки в первомслучае в виде кругов, а во втором -в виде полос с периодом, равным периоду линз растра. Сформированная такимобразом маска закрывает участки, из25 которых в последующем образуются линзы, В результате первого травленияна стеклянной подложке формируютсяэлементы в виде усеченных конусов высотой (4-8) Ь, где П - высота профиля30 линз,После снятия маскирующего покрытияпроизводят дотравливание рельефнойповерхности до образования высотыостровков, равной (3-5) Ь, с цельюсглаживания острых кромок, Дляокончательного формирования выпуклыхсферических поверхностей проводяттермическое оплавление до заданнойвысоты профиля линз, Температура и40 скорость нагрева зависят от маркистекла, причем эти параметры определяются экспериментально,На фиг.1 и 2 изображены исходныерисунки маскирующего покрытия со45 сквозными отверстиями, выполненнымина подложке; на фиг.3 и 4 - линзырастра соответственно со сферическими цилиндрическим профилем после термического оплавления, вид сверху;50 на фиг.5 - сечение А-А на фиг.3(сферического профиля линз);на фиг.бсечение Б-Б на фиг,4 (профиля линзцилиндрического растра).При изготовлении растра с треуголь 55 ным размещением центров линз элементы маскирующего покрытия располагаются как на фиг,1, где показаны подложка 1, островки 2, а также-период островков, равный периоду раст 1 13 б 8844Изобретение относится к оптическо.му приборостроению и может быть использовано в производстве линзовыхрастров,Для приборов визуального наблюдения необходимы линзовые растры как сположительным, так и с отрицательнымсферическим профилем линз и периодомй 0,5 мм. Они должны обладать высокими оптическими характеристиками -разрешающей способностью на уровнекритерия Рэлея, стабильностью фокусного расстояния по полю 100 100 мми более, высоким светопропусканием ивременной стабильностью оптическиххарактеристик. Таким условиям могутудовлетворять лишь линзовые растры,выполненные из оптического силикатного стекла. Сочетание положительногои отрицательного растров в растровомэкране дает воэможность получить экран без необходимости примененИяколлектива в виде обычной классической плосковыпуклой линзы,что снижает вес и удешевляет конструкцию.Целью изобретения является формообразование выпуклых линз, в томчисле со сферическим и цилиндрическим профилями.Согласно способу изготовлениялинзовых растров, включающему нанесение на подложку пленки маскирующего покрытия, формирование в маскирующем покрытии сквозных отверстий,травление через сквозные отверстияматериала подложки, удаление маскирующего покрытия, дополнительноетравление полученного рельефа наподложке, в процессе формирования вмаскирующем покрытии сквозных отверстий образуют островки, периодрасположения которых равен периодурасположения линз, при этом травление через сквозные отверстия производят на глубину (4-6)Ь, где Ь - высота профиля линз, а дополнительноетравление осуществляют до глубины(3-5) Ь, затем производят термическое оплавление до высоты профилялинз. При этом для формообразованиявыпуклых линз со сферическим профилем островки выполняют в виде круговдиаметров (0,95 - 0,5) С, где Спериод растра, а для формированиявыпуклых линз с цилиндрическим профилем островки выполняют в виде полосшириной (0,95-0,5) , где- периодрастра, Температура оплавления подби"8844 4П р и м е р 2, Все операции выполняют по примеру 1, только дискретно расположенные островки на фотошаблоне с периодом 0,5 мм выполняют ввиде полос шириной 0,475 мм (0,95периоца растра), в результате получают растр с положительным профилемлинз, Оптические характеристики растра: разрешение 280 мм-, раэнофокусность 0,1 Е, фокусное расстояние1,95 мм,П р и м е р 3, Все операции выполняют по примеру 1, однако диаметростроаков составляет 0,20 мм (0,4 периода растра), а высота островковпосле повторного травления - 0,09 мм(6 6), разнофокусность достигает37 и более,П р и м е р 4. Все операции выполняют по примеру 1, при этом диаметр островков равен 0,485 мм0,95 С), а высота их после повторного травления - 0,03 мм. Растр счетко выраженной структурой поверхности не получают.Предлагаемым способом получаютоднотипные растры со сферическимпрофилем линз и периодом 0,5 и 0,2 мм,а также цилиндрические - с периодом0,05 мм. Эти иэделия обладают высокими оптическими характеристиками -разрешением не менее 2 О мм-, малымразбросом фокусного расстояния (неболее 17.), стабильными с течениемвремени оптическими характеристиками.Предлагаемый способ обеспечиваетизготовление высококачественных мелкоструктурных линзовых растров с положительным профилем линз иэ силикатного стекла.Изготовленные растры выдерживаютжесткие климатические условия (температуру более + 100 С и ниже - 60 ОС,высокую влажность 1003), обладают высокими оптическими характеристиками,малым коэффициентом линейного расширения, что важно в интегральной фотографии и некоторых растровых экранах, на них может быть нанесено прак.тически любое светопросветляющеепокрытие, которое наносится на обычные линзы. 35 3136ра; К - минимальная величина перемычки между двумя элементами, При изготовлении цилиндрического растра размещение элементов показано на фиг.2,Глубина травления й (не показана)5через маскирующее покрытие подбирается экспериментально в зависимости отпериода растра (фиг.1 и 2). Однаково всех случаях она должна быть впределах (4-6) й (фиг,5 и 6), чтобыдополнительным травлением обеспечитьглубину (3-5) И.Травление после удаления маскирующего покрытия несколько сглаживаетмикронеровности от механической обработки стекла, а также частично расширяет пробел между островками и одновременно увеличивает наклон их боковых поверхностей по отношению кпротивоположной плоскости подложки.П р и м е р 1, На поверхностьподложки из оптического стекла КВ ввакуумной установке наносят пленкуметаллического хрома толщиной 0,1- 250,5 мкм. Затем на центрифугирующейустановке на пленку хрома наносятпозитивный фоторезист ФПтолщиной0,6 - 0,8 мкм с последующей сушкойв течение 15 мин при 80 С, Далее на 30пленку фоторезиста накладывают фотошаблон, имеющий на прозрачном поледискретно расположенные непрозрачныеостровки в виде кругов, диаметр которых составляет 0,475 мм или 0,95(где 1 " период растра, равный0,5 мм), экспонируют фотореэист ипоследующей его обработкой вскрываютв нем окна. Потом через эти окна производят травление хрома на всю глубину в растворе соляной кислоты,удаляют фоторезист и травят стеклона глубину 5 6, что составляет0,075 мм. Затем удаляют остаток хрома и подложку с образованным репьефом подвергают дальнейшему травлениюв том же травителе до высоты островков, равной 4 Ь или 0,06 мм, Далееобразованный рельеф подвергают термическому оплавлению. Последнее производят в муфельной печи, нагретой доотемпературы порядка 950 С. Заготовкупомещают в печь и через 90 с извлекают ее из зоны нагрева, Время нагреваи температуру печи подбирают экспериментально. Высота профиля линзполученного растра составляет0,015 мм, разнофокусность не превышает 0,1 7,Изготовленные по предлагаемому способу растры используют в растровых экранах, разрабатываемых для при боров визуального наблюдения изображений,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 ющ и й с я тем, что, с целью формооб. разования 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) Ь, где й высота профиля линз, а последующее травление - до глубины (3-5) Ь, затем осуществляют термическое оплавление до высоты профиля линз.2Способ по п,1, о т л и ч а ющ н й с я тем, что, с целью формообразования выпуклых линз со сферическим профилем, островки выполняют в виде кругов диаметром (0,95 - 0,5)"где 1 - период растра. 3. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью формообразования выпуклых линз с цилиндрическим профилем, островки выполняют в виде полос шириной (0,950,5) 1 , где 1 - период растра.1368844 Фиа 6 О.Самохинаык ставител едактор И.Шулл орректор Н.Корол дписное аказ 290/49 Тираж 533 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская наб., д.