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JP4458394B2 - Creation method to create an optical master using non-interfering light - Google Patents

Creation method to create an optical master using non-interfering light Download PDF

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JP4458394B2
JP4458394B2 JP2000548145A JP2000548145A JP4458394B2 JP 4458394 B2 JP4458394 B2 JP 4458394B2 JP 2000548145 A JP2000548145 A JP 2000548145A JP 2000548145 A JP2000548145 A JP 2000548145A JP 4458394 B2 JP4458394 B2 JP 4458394B2
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  • Holo Graphy (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【0001】
(発明の背景)
【0002】
(1.発明の分野)
【0003】
本発明は、光成形拡散体及びこれに類似の光学部材を作成するために好適なマスター内に不規則なパターン孔を作るための改良された、より速く、より確実な方法に関するものである。
【0004】
(2.関連技術の検討)
【0005】
従来、光成形拡散体のような光学的製品を作るためには干渉レーザが用いられている。図1に示すようにホトレジストのような感光性媒体4を、クリプトンレーザから空間フィルタ2と拡散体3を通して加えられる干渉(レーザ)光1で露光することによって記録している。拡散体3は、図1の記録セットアップで予め記録した拡散体、ホログラフ状,レンズ状またはアセテートの拡散体,またはすりガラスである。
【0006】
このような拡散体を製作するための好ましい方法及び装置は、本発明の出願人が所有する米国特許第5,365,354号“体積ホログラフ材料をベースとするグリンタイプ拡散体”、米国特許第5,534,386号“コヒーレント光を用いて作成した均質器及びホログラフ拡散体”及び米国特許第5,609,939号“コヒーレント光を用いて作成した視野スクリーン”に示されており、これらは大量生産できる拡散体とこれら拡散体の複製のような光学的製品を記録するための方法に関するものである。これら米国特許の夫々は本発明の背景と公知例として示す。これらに関連する米国特許出願としては、米国特許出願第08/595,307号“光源分配及び成形装置を有するLCD”、米国特許出願第08/601,133号“コリメートした背景と非ランバーテン拡散体を有する液晶ディスプレイシステム”、米国特許出願第08/618,539号“液晶ディスプレイシステムの製造方法”、米国特許出願第08/800,872号“複製及びこれと共に用いる組成物の製造方法”、及び米国特許出願第09/052,586号“マスターを保存しながら複製を作成する方法”がある。これら総べての米国特許出願は本発明の出願人が所有しているものであり、本発明の背景と公知例として示すが本発明はこれに限定されるものではない。
【0007】
これら特許が示す方法によれば、従来の方法ではなし得なかったより高い効率、均一性及び制御された手段で光を拡散する“スペックル”と呼ばれる内面及び表面構造の双方を感光性媒体4内に作ることができる。上記特許に十分に記載されているように感光性媒体内に記録したスペックルのサイズと形状は制御でき、従って、現像後に拡散体からの出力光の角度を制御できる。上記特許の方法によって作成した拡散体は、無数の用途がある視野スクリーンと均質器として極めて有用である。
【0008】
大量生産のため、処理の後感光性媒体4内に残る表面構造を利用する。感光性媒体を好ましい時間露光した後、これを処理してマスターを作る。マスターの表面にエポキシを加え、マスター上で均一に拡げ、エポキシが硬化した後マスターからエポキシを離すことによってマスターからエポキシまたは他の合成樹脂の第1世代のサブマスターまたはレプリカを作成する。順次の世代のサブマスターを上記プロセスによって先の世代のサブマスターから作る。順次の世代のサブマスターの夫々は、収縮のため表面構造の特徴のアスペクト比に変化(通常減少)を生ずる。
【0009】
上述の公知例は多数の欠点を有する。第1に、作成できる拡散体の全体サイズが用いられるレーザの強さと、感光性媒体の感度によって制限される。第2に公知例のものでは好ましい露出を得るため2.7ジュール/cm2のオーダーの極めて大きいエネルギ密度を作る干渉光源を必要とする。この結果、図2に示すように多数の小さなサブマスターを互いに接続して大きなシームレスマスターを作ることが考えられたが、サブマスターが接する部分の縁に沿って互いに接しない部分を生じないようにすることが極めて困難であった。
【0010】
更に、大きなマスター拡散体を作る場合中心区域に対し隅の区域の孔がづれるようになり、好ましくない不均一パターンとなる。最後に光に対するホトレジストの反応が遅く、また、図1に示すように、光源と拡散体及び感光性媒体を物理的に分離する必要があるため従来のシステムは振動と運動に極端に敏感である。振動が極めて僅かであっても干渉光源に位相変化が生じ、マスター内に好ましくない収差を生ずる。この収差のサイズはスペックルのサイズを越える場合があり、マスターが使用できなくなる。振動及び上記記録方法の他の欠点により極端に小さいサイズのスペックルを記録することは困難、若しくは不可能となる。例えば水平方向に極端に広く、垂直方向に極端に狭い出力を有する拡散体を作るため感光性媒体内に記録されるスペックルは水平方向に極めて小さく(及び垂直方向に大きく)する必要がある。(拡散体からの光出力配光はスペックルサイズと拡散体内の配光に反比例する)。例えば、水平出力角を3倍にするためにはスペックルサイズを3分の一にする必要がある。
【0011】
更に、従来は特別な角度出力を有する拡散体のためには分離したマスターを作る必要があり、異なる角度出力を有するマスターの大きなライブラリーを必要とする。例えば、異なるマスターには10°×10°の円形出力、10°×15°の楕円出力等を達成することが望まれる。これらのマスターを作るため図1に示す記録セットアップを用いる必要がある。上述のように、この記録プロセスは遅く、振動や他の実効阻害ファクターの影響を受け易い。
【0012】
振動の影響を受けず、廉価な大きなシームレスマスターを作成する方法があれば大変好ましい。
【0013】
(発明の要約と目的)
【0014】
本発明の主たる目的は光成形拡散体を作成するのに好適な複数の不規則に分布されたスペックルを有するマスターを作成する改良された方法をる得るにある。本発明の他の目的は、大きなシームレスマスターを作成するための単純な信頼できる方法を得るにある。本発明の他の目的は、振動と移動に感度を有せず、大きな寸法の光成形拡散体を廉価に完全に均一に再元可能に成形する方法を得るにある。本発明の更に他の目的は、光成形拡散体からの光出力の角度的広がりを多くの順次の世代のサブマスターを使用することなしに所望のものとする、マスターを作成するための方法を得るにある。
【0015】
本発明においては上記目的は、感光性媒体内に所望のスペックルパターンを記録するために非干渉光を用いる方法によって達成できる。本発明においてはフィルムに1つの実際のスペックルパターンかまたはコンピュータによって作られたものを露光する。このフィルムは、フィルムを感光性媒体4に置き換える図1に示すような標準干渉レーザセットアップ、またはフィルムをドットで不規則に露光する多くのランダムシーケンスによって駆動されるコンピュータ駆動イメージセッターによって露光する。露光後、フィルムを現像し、標準ホトレジストのような感光性媒体に接するよう配置し、非干渉光で露光し、感光性媒体にフィルム内のスペックルパターンが露光されるようにする。感光性媒体内のスペックル構造は、順次のサブマスター及び最終的な拡散体製品を作るためのマスターとして用いる。
【0016】
また本発明においては、ハードウエアやソフトウエアで実現される最大長シフトレジスタから得られる擬似ランダムシーケンスに応じたイメージセッター内でフィルムを露光する。この擬似ランダムシーケンスは、レーザの不規則分布または発光特性またはフィルムの“ドット”を制御するためイメージセッターのラスタ像プロセッサによって用いられる。フィルム露光されたドットは図1の標準セットアップ内で記録されたスペックルに似るように作られる。
【0017】
また本発明においては、ミリマスクフィルムが通常の感光性媒体によって置換される標準干渉レーザセットアップ内で感光性の大きいミリマスクフィルムを露光できる。この場合、スペックルはフィルム内に短時間で記録され、振動に対する感受性が少なく、解像度が大きい。
【0018】
フィルム内に特に小さい特徴(feature)サイズが望まれる場合、例えば大きな角度出力を有する拡散体が望まれる場合には、標準光縮小技術を用いて上記方法の何れかで得たフィルムを縮小(または拡大)せしめる。この縮小または拡大されたフィルムは次いで感光性媒体、例えばホトレジスト等の上に接触複写せしめ、またはより小さいサイズのドットを有する第2のフィルムを得るためステッパー内で用い、次いで非干渉光でホトレジスト等の上に接触複写せしめ、またはステッパー内のホトレジストを露光するためステッパー内で用いる。
【0019】
本発明においては、さらにホトレジスト等の感光性媒体によって変形イメージセッター内のドラムを被覆し、イメージセッターレーザーによって露光することによってフィルムを完全に不要とする。ドラム上の未露光のホトレジストを標準エッチング技術によって除去し、次いで不規則なドットパターンでドラム自体をエッチングする。このドラムは次いで好ましくは連続プロセスでプラスチックまたは他のシート上のエポキシまたは他の層に模様づけ(emboss)またはスタンプするために用いる。
【0020】
本発明においては、擬似ランダムドットパターンを用いてガラス上のクローム上にサンドイッチとしたホトレジストを露光するため、コリメートされたUV、エクサイマまたは電子ビーム源を用いる。未露光ホトレジストをエッチングで除去し、次いでクロームをエッチングで除去してクローム内にドットパターンを作る。
【0021】
本発明方法によって作成した拡散体は、前方及び後方投影スクリーン、蛍光灯スクリーン、高速道用及び広告用サイン等に用いるのに十分な大きさとなし得る。本発明によれば廉価で(マスター作成の最初のコンセプトから略48時間の)高速のターンアラウンドとなり、ホトレジスト材料を露光するため標準アーク灯のような廉価な非干渉光源を使用でき、振動及び移動に感受性がなく、完全に均一で復元性のある大きなスケールの拡散体が得られ、任意の形状の角度出力を作る大きな楕円または円形拡散体が得られ、直線または円形の勾配、または方向可変の楕円特性を示す独特の拡散体パターンを作る能力を有する。本発明の更に他の利点は当業者にとって容易に理解できる。
【0022】
本発明の他の目的及び特徴は以下図面の説明と共に明らかならしめる。然しながら本発明の以下の説明及び好ましい実施例は本発明を制限するものではない。本発明は本発明の精神を逸脱することなく種々変更増減できることは勿論である。
【0023】
【発明の実施の形態】
【0024】
(A.イメージセッターにおけるフィルム記録
【0025】
本発明の好ましい実施例においてはマスターを形成するための高分解能マスタを作るためイメージセッターを利用する。イメージセッターは、その能力を用いて写真フィルム上に高分解能マスクを形成する写真技術において既知であり、代表的に高分解能カラープリントのために用いられている。本発明において用いる好ましいイメージセッターはアグファ(Agfa)とヘリネトロニック(Hellinetronic)によって作られたものを含む。
【0026】
一般的にイメージセッターは、未露光のフィルムのサプライ、露光の間材料を支持するためのドラム等の記録面サポートまたはホルダー、専用レーザーイメージプロセッサまたは“RIP”からの指令をベースとして記録すべきイメージを形成するためのイメージ露光システムを含む。イメージ露光システムは1つまたはそれ以上のレーザまたは他の発光源を用いる。例えば、コダック2000シリーズフィルム等のフィルムをビームによって走査し、露光して材料に潜像を形成する。このフィルムを次いで次のプロセスのためイメージセッターから取り出す。
【0027】
図3はイメージセッター10を示す。フィルム12を、図3に示すようなキャプスタンローラ、平板、筒状ドラムプラテンその他の支持面14によって支持する。フィルム露光のための走査露光システム16は、支持面14から所定の距離離間しして取り付けたレーザのような光または発光源18と、光源18からの光ビーム22を焦点に集めるための光学システム20と、フィルム12を横切ってビーム走査するためのビーム偏向装置とを有する。走査露光システムは精密直線駆動機構によって支持面14を有するドラムのC−C線に沿って移動せしめ、一方フィルム12はその位置に保持する。走査露光システムが移動したとき、RIPによって作られた指令に応じてフィルムの露光区域を露光するためレーザまたは他の光源が発光される。
【0028】
本発明においては、フィルムに記録されるべき基本的特徴は“ドッド”として示すが、これは円形である必要はなく、楕円、矩形その他の形状でも良い。楕円構造のような大きな特徴は複数の隣接するドットを組み合せて作ることができる。ドットは従来技術における“スペックル”に対応し、所望の角度出力を有する拡散体によって達成するため必要に応じて組み合せる。マスター上の特別な位置に位置するドットが擬似ランダムシーケンスによって定められるか否かを以下記載する。
【0029】
(▲1▼拡散光のために好ましいパターンの発生
【0030】
図4Aは、矩形孔の規則的、周期的回折格子を示す。図4Bは、白色光で上記回折格子を照明したときの回折パターンを示す。図5Aは円形孔の規則的、周期的回折格子を示す。図5Bは回折パターンの結果を示す。これら回折パターンは規則的繰り返しであるため各光波は他のものに対し固定の位相関係を示す。従って、光波が建設的及び破壊的に干渉する或る方向があり、その結果回折パターンが作られる。拡散体を作る目的は、かかる回折パターンの発生を阻止し光出力を均一的に拡散することにある。
【0031】
図6Aは、矩形孔の不規則な列を示す。図6Bは、得られた白色光回折パターンを示す。図7Aは、円形孔の不規則な列を示す。図7Bは、得られた白色光回折パターンと、白色中心デスクを取り巻く一連の同心状リングを示す。図に示すように不規則な孔の列は、周期的な列からのパターン出力よりもより拡散した回折パターンを作る。然しながら、拡散パターンは依然として存在する。このパターンは幾らか干渉的な白色光源の使用によるものである。完全に非干渉性の光源を用いれば拡散パターンは均一に拡散したものとなる。代りに、鋭い縁を除去するため孔をぼかした場合にはこのパターンは消去される。従って、一般に拡散体を好ましく作るために望まれるマスクは鋭い縁を有しない不規則な乱雑な(disorder)特徴を有するものとなる。
【0032】
かかるパターンは、マスクのサイズに対応する長さの擬似ランダムシーケンスをベースとするマスクコードを作ることによってイメージセッターから得ることができる。擬似ランダムシーケンスはソフトウエアやハードウエアで実行できるシフトレジスタによって作る。ハードウエア実施手段の機能線図を図8に示すが、これは帰還可能に接続したシフトレジスタ80とORゲート90とを含む。好ましくは、シフトレジスタをソフトウエアで作り、ストックイメージセッターRIPS をオーダーメイドのハードウエアの代りに用い得るようにする。ハードウエアは特殊な用途のために最大に利用でき、従って一般に高速であるから、速度を最も重要とする場合にはハードウエア実行は好ましいことである。C語内に擬似ランダムシーケンスを作るために好ましいソースコードの1例は以下の通りである。
【0033】
#define mask 0x80000057
static unsigned long ShiftRegister=1;
void seed#LFSR (unsigned long seed)
[
if (seed = = 0) /* avoid calamity */
seed = 1;
ShiftRegister = seed;
]
int modified#LFSR (void)
[
if (ShiftRegister & 0x00000001) [
ShiftRegister = (ShiftRegister ^ mask) > > 1) |
0x8000000;
return 1;
] else [
ShiftRegister > > = 1;
return 0;
]
]
【0042】
(▲2▼光を成形する特徴形成
【0043】
一般に、特徴サイズ及び形状は光成形拡散体からの光の角度出力パターンを定める。光の角度分布はフラネル回折方程式によって制御される。所定の円形孔の曲率r、光の波長λに対応する角度的拡がりθは
【0044】
sinθ=1.22 λ/2r
【0045】
である。
【0046】
揃った軸を有する楕円特徴は光成形拡散体の出力パターン成形にしばしば用いられる。水平方向の主軸を有する楕円特徴は垂直方向に細長い、即ち楕円拡散体特徴の主軸に関して90°回転した出力パターンを作る。光成形拡散体から所望の光の角度分布を作るためのスペックル記録方法は関連する公知例の項で示した米国特許に詳細に示されている。
【0047】
(▲3▼特徴の数の決定
【0048】
孔のサイズと形状を計算した後、ドットの集まりからこれら特徴をどのように作るかを定める必要である。基本的特徴の夫々は1つの2進ビットによって示される。
【0049】
基本的特徴サイズは幾つかのファクターで定められる。第1に、プリントプロセスを示すプログラム言語がプリント指令の表示精度を定める。好ましい実施例ではポストスクリプト言語を用いる。1つのポストスクリプト点は1インチの1/72であるから、1インチは25,400ミクロンであり、ポストスクリプト点は352,78ミクロンとなる。0.0001または0.035インチのポストスクリプトが計算可能となる。この精度のレベルは本発明の光学的適用には十分である。他のプリントプログラム言語を、当業者にとって明らかなように特徴を十分な精度で示すために用いる。更に、任意の光学的システムでは、特徴サイズは当業者によって明らかなように回折及びレンズ収差によって制限される。
【0050】
特徴間のスペース内に周期的構成が表れるのを防ぐため幾つかの特徴を重ね合せることが必要である。特徴間のスペースの0.75の均一な重なり(略√2のオーダー)は、特徴を含まない均一な区域を防ぐための十分な重なりを確実ならしめるためには十分である。
【0051】
所定の区域のマスターのための特徴の数は以下のように定める。
【0052】
特徴密度×フィルム面積=特徴の数
【0053】
特徴が不規則に分布されることになる十分な長さの擬似ランダムシーケンスは以下のように定める。
【0054】
In(特徴の数)/In 2=ビット
【0055】
ここでビットは露光すべきフィルムの全区域をカバーするのに十分なサイズのランダムシーケンスを作るために必要なシフトレジスタ内のビットの数である。一般に128ビットの長さのレジスタは如何なる用途に対しても十分である。
【0056】
(▲4▼マスターの作成
【0057】
上述のようにフィルムを露光した後フィルムを標準現像技術によって現像しネガチブとすることができる。
【0058】
図9に示すように、マスク23をホトレジストまたは同様の感光性媒体上に配置することによって標準接触複写プロセスにおいてネガチブがマスク23として機能する。ホトレジスト24はガラスから作った写真石版25としての基体上に配置されるが好ましいプラスチック材料を用いても良い。このマスク23はクランプ、カバーシート、または真空作用により図9に示すように写真石版25上に固定する。
【0059】
図9に示すようにマスクとホトレジスト板組み合せを非干渉光源26で露光し、マスクパターンをホトレジストに露光する。好ましくは、上記光源は出力300〜500ワット、波長範囲365〜400nmの非平行UV光源とする。この光源は均一に輝き、拡散するもの、及び露光すべきシートフィルムのサイズと同一のサイズとする。十分なサイズの拡散光源の良い例は大きな蛍光灯である。露光すべき面に亘り均一に走査する場合にはより小さい光源を用いる。
【0060】
拡散光源は明暗部分間の境界をぼやけたものとする。極めて鋭い縁を有する特徴は図7Bに示すブルアイまたはリングパターンのような回折パターンを有する非拡散光を作るため上記境界はぼやけたものが望ましい。変形例としては、好ましい拡散光源が得られない場合にはぼやけた特徴を得るための他の幾つかの方法がある。その1つは、特徴の鋭い縁を消去するため第1世代マスターから順次の世代のマスターを作ることである。また変形例としては、僅かに焦点を外れるようにイメージセッターを調節することである。特徴の縁をぼかす他の可能性はフィルム及びまたはホトレジストの直線化学プロセスによる。直線プロセスは黒白間の直線変化を得るように現像の強さを変えることを含む。
【0061】
(B.標準レーザ記録セットアップにおける記録フィルム
【0062】
フィルムを用いる第2の実施例においては、本発明のマスターは、図10に示す記録セットアップを用い、図1のホトレジスト/ガラス板の代りに 8E56ミリマスクのように半導体平坦フィルム31上にスペックルを記録することによって作る。フィルムは拡散体30を通るレーザ28からの干渉光によって露光する。フィルム31は大きな感光性を有するためホトレジストの場合の数分間とは異なり数秒間露光することが望まれる。得られたフィルムは、特徴を上記の方法で非干渉紫外線で露光してホトレジスト板上に記録するため図9に示すように標準接触記録プロセスのマスクとして用いる。ミリマスクフィルムは真空またはクランプ機構によってホトレジストに物理的に接触しているため従来の方法における安定問題を生ずることなく露光時間を必要なだけ長くできる。従って、極端に長い露光時間を用いてホトレジスト内に深いアスペクト比構造を記録することができる。
【0063】
(C.フィルムの縮小
【0064】
上記AとB項で示した接触複写を用いてフィルムネガチブとホトレジスト被覆板間のサイズを常に1:1とする。単純な接触被覆技術を用いて約5ミクロン以下の特徴サイズを得るのは困難である。4ミクロン以下のドットのため図11に示すように光縮小技術を用いる。第1に、露光したフィルム32を上記の技術または他の好ましい技術を用いて作る。このフィルムを次いで現像し、標準写真縮小カメラ34によってフィルム上のドット記録のサイズを縮小する。このフィルムを次いで図9に示すようにホトレジスト等に接触複写せしめる。更に、縮小されたフィルムを図12に示すステッパー内のマスクとして用い縮小(または拡大)された第2のフィルムを再び露光せしめる。この第2のフィルムを次いでホトレジスト等に接触複写せしめる。また、変形例では、マスクとして第1または第2のフィルムを有するステッパーを用い、このフィルムを各ステップにおいてホトレジストの分離した点に沿ってステッピングし、ホトレジストを露光しても良い。図12に示すようにステッパーはシャッターを有する紫外線源36と、一般に実際のサイズを5倍とする拡大マスク37と、5分の一縮小レンズ38と、精密X−Y可動ステージ40とより成る。ホトレジスト39をステージ40上におき、このステージ40を移動し、シャッターを開き、マスク37を介して“ステップ”内でホトレジストの選択した区域をUV光で露光する。
【0065】
孔のサイズは拡散体からの光出力の角度的広がりを定めるため光学的縮小を行ない新しいマスターを記録する必要なしに拡散体の角度的広がりを変えることができる。特徴サイズの縮小によりこれに比例して出力の角度的広がりが増大する。例えば、特徴サイズが10分の一に縮小すれば角度が10倍拡大する。従って、図13に示すように、縮小されないフィルムの円形角度出力が9°の場合には10分の一縮小により角度出力が90°に増大する。この場合、マスターの角度的広がりを光学的縮小または拡大によって調節できる。
【0066】
図14に示すように、特徴の形状はステッパー内に水平または垂直方向の拡大をゆがめるアナモルフィックレンズを用いることによって変るようになる。好ましい光学技術によって特徴のサイズ及び形状を単一のマスクから得ることができ、従って、従来異なる特性のマスターが望まれる都度図1の記録セットアップの変更が望まれていたカスタム光成形拡散体を作るプロセスを極めて単純ならしめることができる。
【0067】
(D.フィルタ無しメタルドラムのエッチング
【0068】
第3のフィルム無しの実施例においては、ドラムの表面に固定したフィルム上に特徴を記録する代りに、ホトレジストの層で被覆したメタルドラムの表面上に上記ドットパターン表示スペックルを直接記録するため変形したイメージセッターを用いる。図15に示すように、ホトレジスト被覆ドラム41をイメージセッター43内の全ドラムを走査するレーザ42で露光する。このドラム41は次いでイメージセッター43から取りだし、標準エッチング技術によって処理する。標準材料とプロセスを用いてホトレジスト現像器でドラムの表面の未露光ホトレジストを第1にエッチングする。この未露光の表面は次いで硝酸で更にエッチングし、金属にパターンをエッチングせしめる。
【0069】
このホトレジストは、次いで溶剤を用いて除去する。図16に示すように得られたドラム44は、長さが限定されないシームレス光成形ドラムをエンボスするのに用い得るマスターである。拡散体は、プラスチック基体46に取り付けたエポキシ45または他のプラスチック樹脂にエンボスできる。このドラム44には、エポキシ41で被覆した基体45を巻き付け、拡散体の印影を得、エポキシを硬化するためUV光源47で露光する。この光源47は、出力300〜500ワット、波長範囲365〜400nmの非平行UV光源とする。
【0070】
(E.エクシイマレーザまたは電子ビーム記録
【0071】
光源としてUVエクシイマレーザや電子ビームを用い写真縮小を行なうことなしに小さな特徴サイズを得ることも可能である。UVエクシイマレーザを用いる場合には略7ミクロン程度に小さい特徴サイズを得ることができる。変形例としては、1ミクロン以下のより小さいドットサイズのものを電子ビームを用いて得ることができる。図17に示すようにこのプロセスは、ガラスシート50を用い、このガラスシートの上にクロームの第1層49を蒸着し、次いでクロームの第1層49上にホトレジストの第1層48を蒸着することを含む。UVエクシイマレーザ源51及びまたは電子ビーム源を用いホトレジスト内にコンピュータ形成擬似ランダム特徴を記録できる。擬似ランダム特徴は、ホトレジスト48が露光されるときレーザ源51を変調するために用いられる上述のような最大長シフトレジスタ内で作る。次いで標準プロセスを用い、未露光ホトレジストをエッチングで除去し、更に、クロームメタルの層内をエッチング除去するため硝酸その他で更にエッチングする。残りのホトレジストを次いで溶剤で洗い流す。得られたドットサイズは上述のフィルムプロセスによるものよりもはるかに小さいが、エクシイマレーザや電子ビームははるかに高価である。
【0072】
以上、本発明の最良の実施例を示したが、本発明は、これら詳細な説明及び特定の例、好ましい実施例に限定されるべきではない。本発明は本発明の精神を逸脱することなく種々増減、変更できることは勿論である。
【0073】
上述のように多くの他の変更を本発明の精神を逸脱することなくなし得る。この変更の範囲は特許請求の範囲の記載によって明らかならしめる。
【図面の簡単な説明】
本発明の明確な概念、利益及び特徴と、本発明による代表的なメカニズムの構成の操作を実施例を参照してより明確ならしめる。添付図面中に示した実施例は限定的なものではなく詳細な説明の一部を構成するものである。
【図1】スペックルを有する感光性媒体の従来の記録方法説明図である。
【図2】 多数のサブマスターから大きなマスターを作るための従来方法説明図である。
【図3】 本発明方法を実行するために好ましいイメージセッターの側面の説明図である。
【図4A】 矩形孔の規則的周期的格子の説明図である。
【図4B】 白色光によってこの格子を照明して得た回折パターンの説明図である。
【図5A】 円形孔の規則的周期的格子の説明図である。
【図5B】 白色光で図5Aの回折パターンを照明して得た回折パターンの説明図である。
【図6A】 矩形孔の不規則な列の説明図である。
【図6B】 得られた白色光回折パターンの説明図である。
【図7A】 円形孔の不規則な列の説明図である。
【図7B】 白色中心板の周りの一連の同心リングを有する白色光回折パターンの説明図である。
【図8】 本発明の擬似ランダムシーケンスを作るために好ましい装置の機能線図である。
【図9】 ホトレジスト上のフィルムの接触複写説明図である。
【図10】 ミリマスクフィルムを用いた標準レーザ記録セットアップの説明図である。
【図11】 フィルムの縮小の説明図である。
【図12】 ステッパーマスクの説明図である。
【図13】 ドットサイズの10分の一縮小による9°から90°に拡大した角度スペクトル出力の説明図である。
【図14】 ステッパー内のアナモルフィックレンズを用いた角度出力の形状を変化するための記録セットアップの説明図である。
【図15】 メタルドラム上のホトレジストを用いたフィルム無し記録セットアップの説明図である。
【図16】 連続または不連続ドラムプレスの説明図である。
【図17】 電子ビームまたはエクサイマレーザ記録セットアップの説明図である。
[0001]
(Background of the Invention)
[0002]
(1. Field of the Invention)
[0003]
The present invention relates to an improved, faster and more reliable method for creating irregular pattern holes in a suitable master for making photoformed diffusers and similar optical members.
[0004]
(2. Examination of related technology)
[0005]
Conventionally, interference lasers are used to make optical products such as light-shaping diffusers. As shown in FIG. 1, a photosensitive medium 4 such as a photoresist is recorded by exposing it to interference (laser) light 1 applied from a krypton laser through a spatial filter 2 and a diffuser 3. The diffuser 3 is a diffuser, holographic, lenticular or acetate diffuser, or ground glass prerecorded in the recording setup of FIG.
[0006]
A preferred method and apparatus for making such a diffuser is disclosed in U.S. Pat. No. 5,365,354, “Grin type diffuser based on volume holographic material”, U.S. Pat. No. 5,534,386, coherent. Homogenizers and holographic diffusers made with light "and US Pat. No. 5,609,939“ Field screens made with coherent light ”, which are mass-produced diffusers and replicas of these diffusers. It relates to a method for recording such an optical product. Each of these U.S. patents provides background and known examples of the present invention. US patent applications related to these include: US patent application Ser. No. 08 / 595,307 “LCD with light source distribution and shaping device”, US Pat. Application Ser. No. 08 / 601,133 “Liquid crystal with collimated background and non-lambertene diffuser. US Patent Application No. 08 / 618,539 “Method of Manufacturing Liquid Crystal Display System”, US Patent Application No. 08 / 800,872, “Method of Manufacturing Duplicates and Compositions Used With It”, and US Patent Application No. 09 / 052,586 Issue "How to make a duplicate while preserving the master". All of these US patent applications are owned by the assignee of the present invention and are shown as background and known examples of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
[0007]
According to the methods shown by these patents, both the inner surface and surface structure called “speckle” that diffuses light with a higher efficiency, uniformity and controlled means that could not be achieved by the conventional method are contained in the photosensitive medium 4. Can be made. As fully described in the above patent, the size and shape of the speckle recorded in the photosensitive medium can be controlled, and thus the angle of the output light from the diffuser can be controlled after development. The diffuser made by the method of the above patent is extremely useful as a viewing screen and homogenizer with a myriad of uses.
[0008]
For mass production, the surface structure remaining in the photosensitive medium 4 after processing is utilized. After exposing the photosensitive medium for a preferred time, it is processed to make a master. A first generation sub-master or replica of epoxy or other synthetic resin is made from the master by adding epoxy to the surface of the master, spreading evenly on the master, and releasing the epoxy from the master after the epoxy is cured. Sequential generation submasters are created from the previous generation submaster by the above process. Each successive generation of submasters causes a change (usually a decrease) in the aspect ratio of the surface structure features due to shrinkage.
[0009]
The above known example has a number of drawbacks. First, the overall size of the diffuser that can be made is limited by the strength of the laser used and the sensitivity of the photosensitive medium. Secondly, in the known example, 2.7 Joules / cm to obtain a favorable exposure 2 An interference light source that produces an extremely high energy density on the order of As a result, as shown in FIG. 2, it was considered that many small sub-masters were connected to each other to create a large seamless master. It was extremely difficult to do.
[0010]
In addition, when making a large master diffuser, the corner area will be perforated with respect to the central area, resulting in an undesirable non-uniform pattern. Finally, the photoresist reacts slowly to light, and the conventional system is extremely sensitive to vibration and motion due to the need to physically separate the light source, diffuser and photosensitive medium as shown in FIG. . Even if the vibration is very slight, a phase change occurs in the interference light source, and undesirable aberrations occur in the master. The size of this aberration may exceed the size of the speckle, making the master unusable. It is difficult or impossible to record speckles of extremely small size due to vibration and other drawbacks of the recording method. For example, in order to produce a diffuser having an extremely wide output in the horizontal direction and an extremely narrow output in the vertical direction, the speckle recorded in the photosensitive medium must be extremely small (and large in the vertical direction). (The light output distribution from the diffuser is inversely proportional to the speckle size and the light distribution in the diffuser). For example, to triple the horizontal output angle, the speckle size needs to be reduced to one third.
[0011]
Furthermore, traditionally it is necessary to make separate masters for diffusers with special angular outputs, requiring a large library of masters with different angular outputs. For example, different masters are desired to achieve 10 ° × 10 ° circular output, 10 ° × 15 ° elliptical output, and the like. To make these masters, it is necessary to use the recording setup shown in FIG. As mentioned above, this recording process is slow and susceptible to vibrations and other effective inhibition factors.
[0012]
It would be highly desirable to have a method for creating a large inexpensive inexpensive master that is not affected by vibration.
[0013]
(Summary and purpose of the invention)
[0014]
It is a primary object of the present invention to provide an improved method of making a master having a plurality of randomly distributed speckles suitable for making a photoformed diffuser. Another object of the present invention is to obtain a simple and reliable method for creating a large seamless master. Another object of the present invention is to obtain a method for forming a large-sized light-forming diffuser inexpensively and completely uniformly so as not to be sensitive to vibration and movement. Yet another object of the present invention is to provide a method for making a master that makes the angular spread of the light output from the light shaping diffuser desirable without using many successive generations of submasters. To get.
[0015]
In the present invention, the above object can be achieved by a method using non-interference light to record a desired speckle pattern in a photosensitive medium. In the present invention, the film is exposed to one actual speckle pattern or one made by a computer. The film is exposed by a standard interference laser setup as shown in FIG. 1 where the film is replaced with a photosensitive medium 4, or a computer driven imagesetter driven by a number of random sequences that randomly expose the film with dots. After exposure, the film is developed and placed in contact with a photosensitive medium such as standard photoresist and exposed to non-interfering light so that the speckle pattern in the film is exposed to the photosensitive medium. The speckle structure in the photosensitive medium is used as a master for making sequential submasters and final diffuser products.
[0016]
In the present invention, the film is exposed in an image setter corresponding to a pseudo-random sequence obtained from a maximum length shift register realized by hardware or software. This pseudo-random sequence is used by the image setter's raster image processor to control the irregular distribution or emission characteristics of the laser or the "dots" of the film. Film exposed dots are made to resemble the speckle recorded within the standard setup of FIG.
[0017]
Also, in the present invention, a highly sensitive millimask film can be exposed in a standard interference laser setup where the millimask film is replaced by a conventional photosensitive medium. In this case, the speckle is recorded in the film in a short time, has little sensitivity to vibration, and has a high resolution.
[0018]
If a particularly small feature size is desired in the film, for example if a diffuser with a large angular output is desired, the film obtained by any of the above methods can be reduced (or by using standard light reduction techniques). (Enlarge) This reduced or enlarged film is then contact copied onto a photosensitive medium, such as photoresist, or used in a stepper to obtain a second film having smaller sized dots, then photoresist with non-interfering light, etc. Used in a stepper to make a contact copy on top or to expose a photoresist in the stepper.
[0019]
In the present invention, the drum in the deformed image setter is further covered with a photosensitive medium such as a photoresist, and the film is completely unnecessary by exposing with a imagesetter laser. Unexposed photoresist on the drum is removed by standard etching techniques, and then the drum itself is etched with an irregular dot pattern. This drum is then preferably used in a continuous process to emboss or stamp an epoxy or other layer on plastic or other sheets.
[0020]
In the present invention, a collimated UV, excimer or electron beam source is used to expose a sandwiched photoresist on chrome on glass using a pseudo-random dot pattern. Unexposed photoresist is etched away, and then the chrome is etched away to create a dot pattern in the chrome.
[0021]
The diffuser made by the method of the present invention can be large enough to be used for front and rear projection screens, fluorescent lamp screens, highway and advertising signs, and the like. According to the present invention, it is inexpensive and fast turnaround (approximately 48 hours from the first concept of master creation), and an inexpensive non-interfering light source such as a standard arc lamp can be used to expose the photoresist material. Results in large scale diffusers that are completely insensitive and restorative, large elliptical or circular diffusers that produce angular output of any shape, linear or circular gradients, or variable direction Has the ability to create a unique diffuser pattern that exhibits elliptical properties. Still other advantages of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art.
[0022]
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of the drawings. However, the following description and preferred embodiments of the present invention are not intended to limit the present invention. It goes without saying that the present invention can be variously changed or increased without departing from the spirit of the present invention.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0024]
(A. Film recording in imagesetter )
[0025]
In the preferred embodiment of the present invention, an imagesetter is utilized to create a high resolution master for forming the master. Imagesetters are known in the photographic arts that use their capabilities to form high resolution masks on photographic film and are typically used for high resolution color printing. Preferred imagesetters for use in the present invention include those produced by Agfa and Hellinetronic.
[0026]
An image setter is typically an image to be recorded based on the supply of unexposed film, a recording surface support or holder such as a drum to support the material during exposure, instructions from a dedicated laser image processor or “RIP” An image exposure system for forming the image. Image exposure systems use one or more lasers or other light sources. For example, a film such as a Kodak 2000 series film is scanned with a beam and exposed to form a latent image on the material. The film is then removed from the imagesetter for the next process.
[0027]
FIG. 3 shows the imagesetter 10. The film 12 is supported by a capstan roller, a flat plate, a cylindrical drum platen or other support surface 14 as shown in FIG. A scanning exposure system 16 for film exposure includes an optical system for focusing a light or light source 18 such as a laser mounted at a predetermined distance from the support surface 14 and a light beam 22 from the light source 18. 20 and a beam deflecting device for scanning the beam across the film 12. The scanning exposure system is moved along the CC line of the drum having the support surface 14 by a precision linear drive mechanism, while the film 12 is held in position. As the scanning exposure system moves, a laser or other light source is emitted to expose the exposed area of the film in response to a command made by the RIP.
[0028]
In the present invention, the basic feature to be recorded on the film is shown as “dodd”, but this need not be circular, but may be oval, rectangular or other shapes. Large features such as an elliptical structure can be created by combining multiple adjacent dots. The dots correspond to “speckle” in the prior art and are combined as needed to achieve with a diffuser having the desired angular output. It will be described below whether or not a dot located at a special position on the master is determined by a pseudo random sequence.
[0029]
(▲ 1 ▼ Generation of a favorable pattern for diffuse light )
[0030]
FIG. 4A shows a regular, periodic diffraction grating with rectangular holes. FIG. 4B shows a diffraction pattern when the diffraction grating is illuminated with white light. FIG. 5A shows a regular, periodic diffraction grating with circular holes. FIG. 5B shows the result of the diffraction pattern. Since these diffraction patterns are regularly repeated, each light wave exhibits a fixed phase relationship with respect to the others. Thus, there are certain directions in which the light waves interfere constructively and destructively, resulting in a diffraction pattern. The purpose of making the diffuser is to prevent the generation of such a diffraction pattern and to uniformly diffuse the light output.
[0031]
FIG. 6A shows an irregular row of rectangular holes. FIG. 6B shows the resulting white light diffraction pattern. FIG. 7A shows an irregular array of circular holes. FIG. 7B shows the resulting white light diffraction pattern and a series of concentric rings surrounding the white center desk. As shown, the irregular array of holes produces a more diffuse diffraction pattern than the pattern output from the periodic array. However, the diffusion pattern still exists. This pattern is due to the use of a somewhat interfering white light source. If a completely incoherent light source is used, the diffusion pattern is uniformly diffused. Instead, this pattern is erased when the hole is blurred to remove sharp edges. Thus, in general, the masks that are desired to make the diffuser preferable will have irregular disorder features that do not have sharp edges.
[0032]
Such a pattern depends on the size of the mask. Corresponding It can be obtained from an imagesetter by creating a mask code based on a pseudo-random sequence of lengths. The pseudo-random sequence is created by a shift register that can be executed by software or hardware. A functional diagram of the hardware implementation is shown in FIG. 8, which includes a shift register 80 and an OR gate 90 connected in a feedback manner. Preferably, the shift register is made by software and the stock image setter RIP S Can be used instead of bespoke hardware. Since hardware is maximally available for special applications and is therefore generally fast, hardware implementation is preferred when speed is most important. An example of a preferred source code for creating a pseudo-random sequence in C language is as follows.
[0033]
#define mask 0x80000057
static unsigned long ShiftRegister = 1;
void seed # LFSR (unsigned long seed)
[
if (seed = = 0) / * avoid calamity * /
seed = 1;
ShiftRegister = seed;
]
int modified # LFSR (void)
[
if (ShiftRegister & 0x00000001) [
ShiftRegister = (ShiftRegister ^ mask)>> 1) |
0x8000000;
return 1;
] else [
ShiftRegister>> = 1;
return 0;
]
]
[0042]
(▲ 2 ▼ Feature formation to shape light )
[0043]
In general, the feature size and shape define the angular output pattern of light from the light shaping diffuser. The angular distribution of light is controlled by the Furanel diffraction equation. The angle r corresponding to the curvature r of the predetermined circular hole and the wavelength λ of the light is
[0044]
sinθ = 1.22 λ / 2r
[0045]
It is.
[0046]
Elliptical features with aligned axes are often used for shaping the output pattern of light-shaping diffusers. An elliptical feature having a horizontal major axis produces an output pattern that is elongated in the vertical direction, ie, rotated 90 ° with respect to the major axis of the elliptical diffuser feature. The speckle recording method for producing the desired light angular distribution from the light-shaping diffuser is shown in detail in the U.S. patents listed in the related prior art section.
[0047]
(▲ 3 ▼ Determining the number of features )
[0048]
After calculating the hole size and shape, it is necessary to determine how to create these features from a collection of dots. Each of the basic features is indicated by one binary bit.
[0049]
The basic feature size is determined by several factors. First, the program language indicating the print process determines the display accuracy of the print command. The preferred embodiment uses a Postscript language. One PostScript point is 1 / 72th of an inch, so 1 inch is 25,400 microns and the Postscript point is 352,78 microns. 0.0001 or 0.035 inch postscript can be calculated. This level of accuracy is sufficient for the optical application of the present invention. Other print programming languages are used to indicate the features with sufficient accuracy as will be apparent to those skilled in the art. Furthermore, in any optical system, the feature size is limited by diffraction and lens aberrations as will be apparent to those skilled in the art.
[0050]
It is necessary to superimpose several features to prevent the appearance of a periodic composition within the space between features. A uniform overlap of 0.75 of the space between features (on the order of approximately √2) is sufficient to ensure sufficient overlap to prevent uniform areas that do not contain features.
[0051]
The number of features for a master in a given area is determined as follows:
[0052]
Feature density x film area = number of features
[0053]
A sufficiently long pseudo-random sequence in which features are randomly distributed is defined as follows.
[0054]
In (number of features) / In 2 = bit
[0055]
Here the bits are the number of bits in the shift register needed to create a random sequence of sufficient size to cover the entire area of the film to be exposed. In general, a 128 bit long register is sufficient for any application.
[0056]
(▲ 4 ▼ Create master )
[0057]
After the film is exposed as described above, the film can be developed by standard development techniques to be negative.
[0058]
As shown in FIG. 9, the negative 23 functions as a mask 23 in a standard contact copying process by placing the mask 23 on a photoresist or similar photosensitive medium. The photoresist 24 is disposed on a substrate as a photolithographic plate 25 made of glass, but a preferable plastic material may be used. This mask 23 is fixed on the photolithographic plate 25 as shown in FIG. 9 by a clamp, a cover sheet, or a vacuum action.
[0059]
As shown in FIG. 9, the combination of the mask and the photoresist plate is exposed with a non-interference light source 26, and the mask pattern is exposed on the photoresist. Preferably, the light source is a non-parallel UV light source having an output of 300 to 500 watts and a wavelength range of 365 to 400 nm. This light source should have the same size as the size of the sheet film that shines and diffuses uniformly, and the sheet film to be exposed. A good example of a sufficiently diffusive light source is a large fluorescent lamp. When scanning uniformly over the surface to be exposed, a smaller light source is used.
[0060]
The diffuse light source blurs the boundary between the light and dark parts. The feature with very sharp edges produces non-diffused light with a diffractive pattern such as the bulleye or ring pattern shown in FIG. Variations include several other ways to obtain blurred features if a preferred diffuse light source is not available. One is to make successive generations of masters from the first generation master to eliminate the sharp edges of features. Another variation is to adjust the imagesetter so that it is slightly out of focus. Another possibility to blur feature edges is due to the linear chemical process of the film and / or photoresist. The straight line process involves changing the intensity of development to obtain a straight line change between black and white.
[0061]
(B. Recording film in standard laser recording setup )
[0062]
In the second embodiment using a film, the master of the present invention uses the recording setup shown in FIG. 10 and speckles on the semiconductor flat film 31 like an 8E56 mm mask instead of the photoresist / glass plate of FIG. Make by recording. The film is exposed by interfering light from laser 28 that passes through diffuser 30. Since the film 31 has high photosensitivity, it is desired to expose for several seconds unlike the few minutes in the case of a photoresist. The resulting film is used as a mask in a standard contact recording process as shown in FIG. 9 for recording features on the photoresist plate after exposure with non-interfering UV light in the manner described above. Since the millimask film is in physical contact with the photoresist by a vacuum or a clamping mechanism, the exposure time can be increased as much as necessary without causing stability problems in conventional methods. Therefore, a deep aspect ratio structure can be recorded in the photoresist using an extremely long exposure time.
[0063]
(C. Shrink film )
[0064]
Using the contact copying shown in section A and B above, the size between the film negative and the photoresist coated plate is always 1: 1. It is difficult to obtain feature sizes below about 5 microns using simple contact coating techniques. For dots of 4 microns or less, a light reduction technique is used as shown in FIG. First, the exposed film 32 is made using the techniques described above or other preferred techniques. This film is then developed and the size of the dot record on the film is reduced by a standard photo reduction camera 34. This film is then contact-copied to a photoresist or the like as shown in FIG. Further, the reduced (or enlarged) second film is exposed again using the reduced film as a mask in the stepper shown in FIG. This second film is then contact copied to photoresist or the like. In a modification, a stepper having a first or second film may be used as a mask, and this film may be stepped along the separated points of the photoresist in each step to expose the photoresist. As shown in FIG. 12, the stepper includes an ultraviolet ray source 36 having a shutter, a magnifying mask 37 generally having an actual size of 5 times, a 1/5 reduction lens 38, and a precision XY movable stage 40. The photoresist 39 is placed on the stage 40, the stage 40 is moved, the shutter is opened, and the selected area of the photoresist is exposed with UV light through the mask 37 within the “step”.
[0065]
The hole size can change the angular spread of the diffuser without the need to optically shrink and record a new master to determine the angular spread of the light output from the diffuser. As the feature size is reduced, the angular spread of the output increases proportionally. For example, if the feature size is reduced to 1/10, the angle is increased 10 times. Therefore, as shown in FIG. 13, when the circular angle output of the unreduced film is 9 °, the angle output is increased to 90 ° by reduction by 1/10. In this case, the angular spread of the master can be adjusted by optical reduction or enlargement.
[0066]
As shown in FIG. 14, the feature shape can be changed by using an anamorphic lens in the stepper that distorts horizontal or vertical magnification. The preferred optical technology allows feature sizes and shapes to be obtained from a single mask, thus creating a custom light-shaping diffuser where a change in the recording setup of FIG. The process can be very simple.
[0067]
(D. Etching of metal drum without filter )
[0068]
In the third filmless embodiment, instead of recording features on the film fixed on the surface of the drum, the dot pattern display speckle is directly recorded on the surface of the metal drum coated with a layer of photoresist. Use a deformed imagesetter. As shown in FIG. 15, the photoresist coating drum 41 is exposed by a laser 42 that scans all the drums in the image setter 43. This drum 41 is then removed from the imagesetter 43 and processed by standard etching techniques. First, the unexposed photoresist on the surface of the drum is etched with a photoresist developer using standard materials and processes. This unexposed surface is then further etched with nitric acid to cause the metal to etch the pattern.
[0069]
The photoresist is then removed using a solvent. The drum 44 obtained as shown in FIG. 16 is a master that can be used to emboss a seamless light-forming drum of unlimited length. The diffuser can be embossed on epoxy 45 or other plastic resin attached to the plastic substrate 46. The drum 44 is wrapped with a substrate 45 coated with an epoxy 41 to obtain an imprint of a diffuser and exposed with a UV light source 47 to cure the epoxy. The light source 47 is a non-parallel UV light source having an output of 300 to 500 watts and a wavelength range of 365 to 400 nm.
[0070]
(E. Excimer laser or electron beam recording )
[0071]
Using a UV excimer laser or electron beam as a light source, it is also possible to obtain a small feature size without reducing the photo. When a UV excimer laser is used, a feature size as small as about 7 microns can be obtained. As a modification, a smaller dot size of 1 micron or less can be obtained using an electron beam. As shown in FIG. 17, the process uses a glass sheet 50 and deposits a first layer of chrome 49 on the glass sheet, and then deposits a first layer 48 of photoresist on the first layer 49 of chrome. Including that. Computer generated pseudo-random features can be recorded in the photoresist using a UV excimer laser source 51 and / or an electron beam source. The pseudo-random feature is created in a maximum length shift register as described above that is used to modulate the laser source 51 when the photoresist 48 is exposed. The unexposed photoresist is then etched away using a standard process, and further etched with nitric acid or the like to etch away the chrome metal layer. The remaining photoresist is then washed away with solvent. The resulting dot size is much smaller than that from the film process described above, but excimer lasers and electron beams are much more expensive.
[0072]
The best embodiments of the present invention have been described above, but the present invention should not be limited to these detailed descriptions, specific examples, and preferred embodiments. It goes without saying that the present invention can be variously increased / decreased and changed without departing from the spirit of the present invention.
[0073]
Many other modifications can be made as described above without departing from the spirit of the invention. The scope of this change will be made clear by the claims.
[Brief description of the drawings]
The clear concept, benefits and characteristics of the present invention and the operation of the construction of a typical mechanism according to the present invention will be made clearer with reference to the examples. The embodiments illustrated in the accompanying drawings are not limiting and constitute a part of the detailed description.
FIG. 1 is an explanatory diagram of a conventional recording method for a photosensitive medium having speckles.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional method for creating a large master from a number of sub-masters.
FIG. 3 is an illustration of a side view of a preferred imagesetter for carrying out the method of the present invention.
FIG. 4A is an explanatory diagram of a regular periodic lattice of rectangular holes.
FIG. 4B is an explanatory diagram of a diffraction pattern obtained by illuminating the grating with white light.
FIG. 5A is an illustration of a regular periodic grating of circular holes.
FIG. 5B is an explanatory diagram of a diffraction pattern obtained by illuminating the diffraction pattern of FIG. 5A with white light.
FIG. 6A is an explanatory diagram of an irregular row of rectangular holes.
FIG. 6B is an explanatory diagram of the obtained white light diffraction pattern.
FIG. 7A is an explanatory diagram of irregular rows of circular holes.
FIG. 7B is an illustration of a white light diffraction pattern having a series of concentric rings around a white center plate.
FIG. 8 is a functional diagram of a preferred apparatus for creating the pseudo-random sequence of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory view of contact copying of a film on a photoresist.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a standard laser recording setup using a millimask film.
FIG. 11 is an explanatory diagram of film reduction.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a stepper mask.
FIG. 13 is an explanatory diagram of an angular spectrum output enlarged from 9 ° to 90 ° by reducing the dot size by 1/10.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a recording setup for changing the shape of angle output using an anamorphic lens in a stepper.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a filmless recording setup using a photoresist on a metal drum.
FIG. 16 is an explanatory diagram of a continuous or discontinuous drum press.
FIG. 17 is an explanatory diagram of an electron beam or excimer laser recording setup.

Claims (10)

(1)マスク(23)のサイズに対応する長さの擬似ランダムシーケンスを作るためのシフトレジスタ(80)を用いて不規則乱雑なスペックルパターンを得、
(2)光源(18)からのレーザー光を上記スペックルパターンによって変調して写真フィルム(12)を露光し、
(3)このレーザ光によって露光された写真フィルム(12)を現像し、
(4)上記露光された写真フィルム(12)をホトレジストに接して配置し、
(5)上記感光性媒体内に不規則乱雑な面構造として不規則乱雑なスペックルパターンを記録するため上記現像された写真フィルム(12)を介して上記ホトレジストを非干渉光源(26)からの非干渉光によって露光する工程より成ることを特徴とするマスター光学面拡散体の作成方法。
(1) Obtain an irregular random speckle pattern using a shift register (80) for creating a pseudo-random sequence having a length corresponding to the size of the mask (23),
(2) The photographic film (12) is exposed by modulating the laser light from the light source (18) with the speckle pattern,
(3) Developing the photographic film (12) exposed by the laser beam,
(4) Place the exposed photographic film (12) in contact with the photoresist,
(5) In order to record an irregular and irregular speckle pattern as an irregular and irregular surface structure in the photosensitive medium, the photoresist is removed from the non-interfering light source (26) via the developed photographic film (12). A method for producing a master optical surface diffuser comprising the step of exposing with non-interfering light.
(1)シフトレジスタ(80)を用いてマスク(23)のサイズに対応する、ランダムパターンの特徴を作り、
(2)マスク(23)内にランダムパターンの特徴を記録してランダムパターンマスクを作り、
(3)このランダムパターンマスクによってホトレジストを被覆し、
(4)この被覆されたホトレジストを非干渉光源(26)からの非干渉光によって露光し、
上記ランダムパターンの特徴をマスクから上記ホトレジストにランダム表面構造として移す工程を含むことを特徴とするマスター光学面拡散体の作成方法。
(1) Using a shift register (80) to create a random pattern feature corresponding to the size of the mask (23),
(2) Make a random pattern mask by recording the characteristics of the random pattern in the mask (23),
(3) Cover the photoresist with this random pattern mask,
(4) exposing the coated photoresist with incoherent light from an incoherent light source (26);
A method for producing a master optical surface diffuser, comprising a step of transferring features of the random pattern from a mask to the photoresist as a random surface structure.
(1)イメージセッター(10)のプリントドラム上にフィルム(12)を置き、
(2)シフトレジスタ(80)を用いてマスク(23)のサイズに対応する擬似ランダムシーケンスを作り、
(3)上記フィルム(12)を干渉光ビーム源(18)からの干渉光で露光して上記擬似ランダムシーケンスでマスク(23)を作り、
(4)プリントドラムから露光したフィルムを取り出し、
(5)このフィルムを現像してネガチブを作り、
(6)このネガチブをホトレジスト(24)に隣接して配置し、
(7)上記ホトレジスト(24)を上記ネガチブを介して非干渉光源(26)を移動させて露光し、
(8)上記露光されたホトレジスト(24)を現像してホトレジスト(24)内に擬似ランダム面構造として上記擬似ランダムシーケンスを記録する工程とより成ることを特徴とするマスター面拡散体の作成方法。
(1) Place the film (12) on the print drum of the imagesetter (10),
(2) Create a pseudo-random sequence corresponding to the size of the mask (23) using the shift register (80),
(3) The film (12) is exposed with interference light from an interference light beam source (18) to form a mask (23) with the pseudo-random sequence,
(4) Remove the exposed film from the print drum,
(5) Develop this film to make a negative,
(6) Place this negative adjacent to the photoresist (24);
(7) Exposing the photoresist (24) by moving the non-interfering light source (26) through the negative,
(8) A method for producing a master surface diffuser comprising: developing the exposed photoresist (24) to record the pseudorandom sequence as a pseudorandom surface structure in the photoresist (24).
上記ネガチブを高分解能縮小器内で縮小せしめる工程を更に含むことを特徴とする請求項3記載の方法。  4. The method of claim 3, further comprising the step of reducing the negative in a high resolution reducer. 上記縮小されたネガチブをステッパーマスクとして用いることを特徴とする請求項3記載の方法。  4. The method of claim 3, wherein the reduced negative is used as a stepper mask. 上記非干渉光源(26)が拡散光源であることを特徴とする請求項3記載の方法。  4. A method according to claim 3, characterized in that the non-interfering light source (26) is a diffuse light source. (1)シフトレジスタ(80)を用い、拡散体(30)のサイズに等しい面積を越えてそれ自体繰り返されることがないような、拡散体(30)のサイズに対応する不規則乱雑な特徴を拡散体(30)内に作り、
(2)フィルム(12)を、空間フィルタ(29)と、不規則乱雑な特徴を有する拡散体(30)を通る干渉光ビーム源(18)からの光により露光し、
(3)上記露光されたフィルムを現像し、
(4)現像されたフィルムを高分解能縮小器を用いて縮小せしめたフィルムを得、
(5)この縮小されたフィルムをホトレジスト(24)上に配置し、
(6)上記ホトレジスト(24)を上記現像されたフィルムを介して非干渉光源(26)からの非干渉光により露光し、
(7)上記露光されたホトレジスト(24)を現像し、ホトレジスト(24)内に不規則乱雑な面構造として不規則乱雑な特徴を記録する工程とより成ることを特徴とするマスター面拡散体の作成方法。
(1) Using the shift register (80) to provide irregular random features corresponding to the size of the diffuser (30) that do not repeat itself beyond an area equal to the size of the diffuser (30). Made in the diffuser (30),
(2) exposing the film (12) with light from a spatial filter (29) and an interfering light beam source (18) that passes through a diffuser (30) with irregularly random features;
(3) Developing the exposed film,
(4) Obtain a film obtained by reducing the developed film using a high resolution reducer,
(5) Place the reduced film on the photoresist (24),
(6) exposing the photoresist (24) with non-interfering light from a non-interfering light source (26) through the developed film;
(7) developing the exposed photoresist (24) and recording irregular random features as irregular random surface structures in the photoresist (24); How to make.
(1)ガラス(50)をクローム(49)の層で被覆し、
(2)上記クローム(49)の層を感光性媒体で被覆し、
(3)シフトレジスタ(80)を用いてマスク(23)のサイズに対応する大きさの、マスク(23)を作るために用いられる擬似ランダム振幅を作り、
(4)上記感光性媒体を上記コンピュータ作成マスク(23)を通した干渉光ビーム源(18)からの干渉光によって露光し、感光性媒体露光部分と非露光部分とを作り、
(5)上記感光性媒体の未露光部分をエッチングにより除去し、クローム層(49)の一部を露出し、
(6)露出されたクローム層部分を、露出されていないクローム層部分に影響しない方法でエッチングし、
(7)残存した感光性媒体を露出されていないクローム層部分から除去してクローム(49)のエッチングされた層を作る工程とより成ることを特徴とするメタルマスター面拡散体の作成方法。
(1) coating glass (50) with a layer of chrome (49);
(2) coating the chrome (49) layer with a photosensitive medium;
(3) using a shift register (80) to create a pseudo-random amplitude used to create the mask (23) having a size corresponding to the size of the mask (23);
(4) exposing the photosensitive medium with interference light from an interference light beam source (18) that has passed through the computer-generated mask (23) to produce a photosensitive medium exposed portion and a non-exposed portion;
(5) The unexposed portion of the photosensitive medium is removed by etching to expose a part of the chrome layer (49),
(6) etching the exposed chrome layer portion in a manner that does not affect the unexposed chrome layer portion;
(7) A method for producing a metal master surface diffuser comprising: removing a remaining photosensitive medium from an unexposed chrome layer portion to form an etched layer of chrome (49).
(1)シフトレジスタ(80)を用いてマスク(23)のサイズに対応する、擬似ランダムパターンマスク(23)を作るために用いられる擬似ランダムパターンの特徴を作り、
(2)マスク(23)内に擬似ランダムパターンの特徴を記録するためイメージセッター(10)を用いて擬似ランダムパターンマスク(23)を作り、
(3)上記パターンマスクによってホトレジストを被覆し、
(4)上記ホトレジストを上記パターンマスク(23)を通る非干渉光(26)によって露光して擬似ランダムパターンの特徴を上記ホトレジストに移し、
(5)上記擬似ランダムパターンの特徴を上記ホトレジスト内で作るため上記ホトレジストをエッチングする工程とより成ることを特徴とするマスター面拡散体の作成方法。
(1) using a shift register (80) to create a pseudo-random pattern feature used to create a pseudo-random pattern mask (23) corresponding to the size of the mask (23);
(2) Create a pseudo-random pattern mask (23) using the imagesetter (10) to record the features of the pseudo-random pattern in the mask (23),
(3) Cover the photoresist with the pattern mask,
(4) exposing the photoresist by non-interfering light (26) passing through the pattern mask (23) to transfer the features of the pseudo-random pattern to the photoresist;
(5) A method for producing a master surface diffuser comprising the step of etching the photoresist in order to produce the characteristics of the pseudo-random pattern in the photoresist.
ホトレジストが、ドラム上に被覆されていることを特徴とする請求項記載の方法。The method of claim 9 , wherein the photoresist is coated on a drum.
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