不同示例涉及通過(guò)對(duì)母版全息光學(xué)元件(hoe)進(jìn)行復(fù)制來(lái)生產(chǎn)hoe的技術(shù)。具體地，幾個(gè)示例涉及用于在復(fù)制期間可變地適配對(duì)母版hoe的照射的技術(shù)。

背景技術(shù)：

1、hoe在各種應(yīng)用領(lǐng)域中都有使用。例如，hoe可以用于實(shí)現(xiàn)透明屏幕。應(yīng)用領(lǐng)域包括例如在汽車(chē)中的抬頭顯示器中的用途或在鏡子中集成全息光學(xué)元件。hoe用于生成全息圖。

2、一種用于生產(chǎn)hoe的技術(shù)基于母版hoe的使用，在hoe的曝光過(guò)程中使用母版hoe以形成hoe。母版hoe的示例是無(wú)反射光束體積hoe。

3、在復(fù)制母版hoe期間，母版hoe的載體層(例如光聚合物，其布置在襯底上)沿著要復(fù)制的hoe(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“復(fù)制的hoe”)的載體層布置。然后可以通過(guò)曝光將母版hoe的衍射結(jié)構(gòu)復(fù)制在復(fù)制的hoe中。

4、使用母版hoe的復(fù)制來(lái)制造hoe的這種生產(chǎn)方法可以例如使用卷對(duì)卷工藝，其中母版hoe和hoe布置在相應(yīng)卷筒上，這些卷筒彼此同步地旋轉(zhuǎn)，使得母版hoe的部分區(qū)域在每種情況下沿著復(fù)制的hoe的對(duì)應(yīng)部分區(qū)域延伸。另一種技術(shù)是平板工藝，其中母版hoe和復(fù)制的hoe固定在相應(yīng)的平面載體或平坦載體上，使得相應(yīng)載體層的整個(gè)表面沿著彼此延伸。

5、在這種生產(chǎn)工藝中，復(fù)制的hoe的衍射效率可能與特定的目標(biāo)規(guī)格有偏差。這可能降低由復(fù)制的hoe生成的全息圖的品質(zhì)。另外，在這種生產(chǎn)方法中，常規(guī)地不可以在復(fù)制的hoe與母版hoe之間有偏差，例如以便允許不同的顏色分布。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，需要改進(jìn)的hoe生產(chǎn)工藝。特別地，需要能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)制的hoe的高品質(zhì)的改進(jìn)生產(chǎn)工藝。

2、這個(gè)目的通過(guò)專(zhuān)利獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。專(zhuān)利從屬權(quán)利要求的特征定義了實(shí)施例。

3、描述了一種用于曝光設(shè)備的控制設(shè)備。曝光設(shè)備用于生產(chǎn)hoe。hoe是通過(guò)在由曝光設(shè)備執(zhí)行的曝光過(guò)程的框架內(nèi)復(fù)制母版hoe而生產(chǎn)的。在曝光過(guò)程中，母版hoe的載體層沿著hoe的載體層布置。

4、控制設(shè)備包括至少一個(gè)處理器和存儲(chǔ)器。至少一個(gè)處理器被配置為從存儲(chǔ)器加載程序代碼并且執(zhí)行程序代碼。

5、至少一個(gè)處理器進(jìn)一步被配置為基于程序代碼來(lái)控制曝光設(shè)備的至少一個(gè)光源，使得光源沿著到母版hoe的載體層的表面的光束路徑發(fā)射至少一個(gè)波長(zhǎng)的光。

6、例如，至少一個(gè)光源可以發(fā)射可見(jiàn)光譜內(nèi)的光。也可以發(fā)射電磁光譜的紫外或紅外范圍內(nèi)的輻射。至少一個(gè)光源可以是相干激光源。例如，可以使用發(fā)射不同波長(zhǎng)的光分量的多個(gè)光源。例如，光源可以具有3個(gè)通道，諸如紅-綠-藍(lán)(多通道光源)。

7、至少一個(gè)處理器進(jìn)一步被配置為基于程序代碼來(lái)控制曝光設(shè)備的光束移動(dòng)單元，使得所述光束移動(dòng)單元在曝光過(guò)程中相對(duì)于母版hoe的載體層的表面移動(dòng)光束路徑。

8、例如，入射角可以是傾斜的。例如，光點(diǎn)可以在載體層的表面上移動(dòng)?？梢詧?zhí)行掃描移動(dòng)。線(xiàn)掃描將是可想到的?？上氲降氖鞘褂脤?shí)施步進(jìn)模式(即，保持在一個(gè)位置，然后移動(dòng)到下一個(gè)穩(wěn)定位置)的振鏡掃描儀。光束移動(dòng)單元可以在母版hoe的載體層的表面上掃描光的光束路徑。替代地或此外，可以想到的是，光束移動(dòng)單元在曝光過(guò)程中相對(duì)于沿著光束路徑布置并且沿著曲線(xiàn)形路徑曲線(xiàn)與載體層的表面間隔開(kāi)的母版hoe移動(dòng)參考點(diǎn)。參考點(diǎn)可以被布置在例如掃描鏡或偏轉(zhuǎn)鏡中。具體地，由此可以改變光束路徑在曝光過(guò)程中在母版hoe的載體層的表面上的入射角。光束移動(dòng)單元可以用于使光的光點(diǎn)在母版hoe上移動(dòng)。這意味著母版hoe不是大面積地被照射，而是通過(guò)使光點(diǎn)移動(dòng)而逐漸地被照射。這意味著hoe的曝光不是以“單發(fā)”方法而是逐漸完成的。

9、另外，至少一個(gè)處理器被配置為基于程序代碼來(lái)控制曝光設(shè)備的布置在光束路徑上的至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件。因此，至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件在曝光過(guò)程中隨時(shí)間改變光的強(qiáng)度和/或偏振。因此，至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件可以是改變強(qiáng)度或偏振的濾波器。

10、母版hoe可以形成在作為載體層的一部分的光聚合物中。載體層也可以附加地包括載體材料。載體層可以是基于膜的?？梢允褂盟^的體積hoe。

11、hoe可以形成在作為對(duì)應(yīng)載體層的一部分的光聚合物中。載體層也可以附加地包括襯底。載體層可以是基于膜的?？梢允褂盟^的體積hoe。

12、可以通過(guò)復(fù)制的方式基于母版hoe中的衍射結(jié)構(gòu)在hoe中產(chǎn)生衍射結(jié)構(gòu)。可以制作復(fù)制品，但不要求1:1的復(fù)制品。衍射結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于折射率的局部變化，例如由于在對(duì)應(yīng)層中聚合物的不同鏈長(zhǎng)或不同程度的鏈形成而引起的折射率的局部變化。

13、照射母版hoe使得能夠曝光復(fù)制的hoe。使用特定劑量的光，這可以在復(fù)制的hoe產(chǎn)生衍射效率。衍射結(jié)構(gòu)從母版hoe拷貝到復(fù)制的hoe。母版hoe的復(fù)制效率描述了(i)復(fù)制的hoe中的衍射效率與(ii)用于暴光復(fù)制的hoe的光量(劑量)之間的比率。這意味著復(fù)制效率越小/越大，實(shí)現(xiàn)特定衍射效率所需的光劑量越大/越低。

14、復(fù)制的hoe的衍射效率＝復(fù)制效率·光量

15、(1)

16、在以上等式中，應(yīng)當(dāng)考慮的是，復(fù)制的hoe的衍射效率與所需光量之間的比例限于線(xiàn)性范圍(所謂的復(fù)制的hoe的材料的材料特性的線(xiàn)性范圍，該線(xiàn)性范圍將光量與衍射效率聯(lián)系起來(lái))。復(fù)制的hoe的最大可獲得的衍射效率通常在95％至98％的范圍內(nèi)，并且例如受hoe區(qū)域的厚度限制(在其中折射率被調(diào)制)。當(dāng)達(dá)到此最大衍射效率時(shí)，附加的曝光不會(huì)進(jìn)一步提高衍射效率。如已知的，這由kogelnik理論描述。

17、復(fù)制效率可以具有多個(gè)影響變量。表中總結(jié)了一些示例。1.

18、

19、

20、

21、表1：復(fù)制效率的各種影響變量。下面更詳細(xì)地解釋衍射效率。微觀上，衍射效率可以通過(guò)折射率變化的幅度來(lái)解釋?zhuān)摲瓤梢匀Q于例如聚合物的鏈形成的程度。宏觀上，衍射效率可以由衍射光相對(duì)于總?cè)肷?相干)光的部分限定：

22、

23、聚合物成鏈越多，折射率調(diào)節(jié)越高，并且衍射效率越高。

24、用于曝光復(fù)制的hoe的光的劑量受光點(diǎn)在載體層的表面上的相應(yīng)位置處的停留時(shí)間以及光的強(qiáng)度的影響。

25、通過(guò)提供至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件，可以在曝光過(guò)程中靈活地改變光的強(qiáng)度和/或偏振，即根據(jù)光點(diǎn)在母版hoe的載體材料的表面上的位置進(jìn)行改變。例如，可以補(bǔ)償產(chǎn)生局部可變復(fù)制效率的制造波動(dòng)(參見(jiàn)表1：示例ii)。替代地或此外，可以補(bǔ)償由于入射角不同以及因此光的偏振平面相對(duì)于母版hoe的載體層的表面之間的角度不同引起的復(fù)制劑量的變化(參見(jiàn)表1：示例iii)。替代地或此外，可想到選擇性地使用不同的強(qiáng)度以便獲得hoe的不同衍射效率，特別是與母版hoe的衍射效率有偏差。總體上，這種效應(yīng)可以用于確保hoe生成的全息圖具有特別高的品質(zhì)，即具有與目標(biāo)規(guī)格相對(duì)應(yīng)的特定衍射效率。具體地，可以確保不同波長(zhǎng)分量的衍射效率相對(duì)于彼此具有期望的比率?？梢詼p少來(lái)自復(fù)制的負(fù)面影響。

26、一般而言，強(qiáng)度可以在絕對(duì)值方面改變。這意味著，例如，強(qiáng)度可以從一個(gè)參考水平增大或減小到特定絕對(duì)水平。這可以針對(duì)與光的不同波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)分量單獨(dú)地完成。然而，還可想到的是，對(duì)于光的所有分量，強(qiáng)度都相等地改變。作為另外一般規(guī)則，可想到的是，調(diào)整光的不同波長(zhǎng)分量相對(duì)于彼此的強(qiáng)度。例如，如果紅-綠-藍(lán)(rgb)分量的強(qiáng)度是1:1:1作為參考，則可以調(diào)整到例如0.8:1.2:1。

27、例如，可想到的是，至少一個(gè)處理器還基于程序代碼被配置成加載控制數(shù)據(jù)。例如，控制數(shù)據(jù)可以示出偏振和/或強(qiáng)度隨時(shí)間變化的變化?？刂茢?shù)據(jù)可以指示光束路徑相對(duì)于載體層的表面的移動(dòng)與光的強(qiáng)度和/或偏振的變化之間的關(guān)聯(lián)。然后基于控制數(shù)據(jù)以同步方式實(shí)現(xiàn)對(duì)光束移動(dòng)單元的控制和對(duì)至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件的控制。

28、因此，這意味著，取決于對(duì)應(yīng)光點(diǎn)在母版hoe的載體層的表面上的位置和/或取決于光束路徑在母版hoe的載體層的表面上的入射角，可以設(shè)置光的不同強(qiáng)度和/或不同偏振。這樣產(chǎn)生強(qiáng)度和/或偏振隨時(shí)間的變化，因?yàn)楣恻c(diǎn)隨時(shí)間相應(yīng)地移動(dòng)，這意味著光束路徑在載體層的表面上的位置和/或入射角根據(jù)時(shí)間變化。

29、這種同步可以針對(duì)載體層的表面上的不同位置以有針對(duì)性的方式使用，以補(bǔ)償母版hoe或載體層的不希望的特性。還可以選擇母版hoe與hoe之間的局部偏差。

30、例如，如果光束移動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)步進(jìn)模式，即保持在每個(gè)位置處，然后在這些位置之間逐步移動(dòng)(不同于連續(xù)移動(dòng)，諸如在諧振操作的掃描鏡中發(fā)生的連續(xù)移動(dòng))，則可以控制至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件結(jié)合逐步模式改變強(qiáng)度和/或偏振。例如，如果移動(dòng)振鏡掃描儀，則強(qiáng)度和/或偏振可以同時(shí)改變。

31、例如，可想到的是，至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件和光束移動(dòng)單元被控制以使得母版hoe的結(jié)構(gòu)特性的變化對(duì)衍射效率的影響(以及因此對(duì)復(fù)制效率的影響，參見(jiàn)表1：示例ii)通過(guò)在曝光過(guò)程中光強(qiáng)度的變化而減小。這意味著，例如，母版hoe的載體層的表面上的兩點(diǎn)之間特定值的衍射效率變化沒(méi)有被復(fù)制或僅在較小程度上復(fù)制到復(fù)制的hoe中：如果母版hoe中a點(diǎn)與b點(diǎn)之間的衍射效率變化10％，則hoe的衍射效率在對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)與b點(diǎn)之間僅變化5％。

32、例如，由于可變的結(jié)構(gòu)特性(例如，由制造波動(dòng)或老化或劃痕引起)，母版hoe的載體層的表面上的不同位置的衍射效率可能變化。這實(shí)際上意味著：如果母版hoe的載體層的表面上的所有位置都用相同的光劑量照射，也就是說(shuō)，例如，如果相同強(qiáng)度的光用于在母版hoe的載體層的表面上的所有不同位置處的曝光(而光點(diǎn)保持在表面上的不同位置相等時(shí)間段)，則母版hoe的這些不同衍射效率也將引起hoe中對(duì)應(yīng)不同的衍射效率(因?yàn)閺?fù)制效率對(duì)應(yīng)地變化，參見(jiàn)表1：示例0)。例如，由復(fù)制的hoe生成的全息圖將具有不同的亮度或模糊度或顏色不均勻性，諸如顏色條紋?？梢酝ㄟ^(guò)在曝光過(guò)程中對(duì)應(yīng)地適配光的強(qiáng)度來(lái)避免這種不期望的效應(yīng)，以便減小或補(bǔ)償衍射效率的變化。因此，可以控制至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件和光束移動(dòng)單元以使得通過(guò)在曝光過(guò)程中光強(qiáng)度的變化來(lái)減小母版hoe的結(jié)構(gòu)特性的變化對(duì)衍射效率的影響。這使得能夠補(bǔ)償母版hoe的缺陷。母版hoe可以使用更長(zhǎng)時(shí)間。

33、影響復(fù)制效率的另一個(gè)因素是光的偏振平面(對(duì)于線(xiàn)偏振光)相對(duì)于母版hoe的載體材料的表面的取向，參見(jiàn)表1：示例iii。例如，可以存在s偏振、p偏振或以上的混合。當(dāng)光在母版hoe上的入射角改變時(shí)，偏振平面的取向改變。如果光點(diǎn)在曝光過(guò)程中在母版hoe的載體層的表面上移動(dòng)，則入射角可以進(jìn)而改變。這對(duì)復(fù)制效率有影響?？梢钥刂浦辽僖粋€(gè)可調(diào)光學(xué)元件和光束移動(dòng)單元以使得偏振相對(duì)于母版hoe的載體層的表面的取向穩(wěn)定。這意味著，可以實(shí)現(xiàn)控制以使得減小在曝光過(guò)程中光束路徑的移動(dòng)對(duì)光相對(duì)于母版hoe的載體層的表面的偏振取向的變化的影響。簡(jiǎn)言之，這因此減小可變?nèi)肷浣?由于光束路徑的移動(dòng))對(duì)復(fù)制效率的影響。這使得光束路徑能夠通過(guò)光束移動(dòng)單元進(jìn)行更靈活的移動(dòng)。例如，這使得能夠復(fù)制曲線(xiàn)形母版hoe。

34、這種和另外的效果還通過(guò)另外的方法和設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。

35、披露了一種用于對(duì)通過(guò)在曝光設(shè)備執(zhí)行的曝光過(guò)程的框架內(nèi)復(fù)制母版hoe來(lái)生產(chǎn)hoe的生產(chǎn)方法進(jìn)行配置的方法。在曝光過(guò)程中，母版hoe的載體層沿著hoe的載體層布置。該方法包括生成曝光設(shè)備的至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件的控制數(shù)據(jù)，其中，該光學(xué)元件被布置在用于進(jìn)行復(fù)制的光的光束路徑上。借助于控制數(shù)據(jù)，可以控制至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件，使得至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件在曝光過(guò)程中隨時(shí)間改變光的強(qiáng)度和偏振中的至少一個(gè)。

36、一種設(shè)備包括至少一個(gè)處理器和存儲(chǔ)器。該至少一個(gè)處理器被配置為從存儲(chǔ)器加載并執(zhí)行程序代碼。該至少一個(gè)處理器還被配置為基于程序代碼執(zhí)行用于配置該生產(chǎn)工藝的方法。

37、披露了一種用于對(duì)通過(guò)復(fù)制母版hoe來(lái)生產(chǎn)hoe的曝光設(shè)備進(jìn)行控制的方法。復(fù)制在由曝光設(shè)備執(zhí)行的曝光過(guò)程的框架內(nèi)執(zhí)行。在曝光過(guò)程中，母版hoe的載體層沿著hoe的載體層布置。該方法包括控制曝光設(shè)備的至少一個(gè)光源以使得在曝光過(guò)程中，至少一個(gè)光源沿著朝向母版hoe的載體層的表面的光束路徑發(fā)射具有至少一個(gè)波長(zhǎng)的光。此外，該方法包括控制曝光設(shè)備的光束移動(dòng)單元，使得光束移動(dòng)單元在曝光過(guò)程中相對(duì)于母版hoe的載體層的表面移動(dòng)光束路徑。此外，該方法包括控制曝光設(shè)備的至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件，其中可調(diào)光學(xué)元件被布置在光束路徑上，使得至少一個(gè)可調(diào)光學(xué)元件在曝光過(guò)程中隨時(shí)間改變光的強(qiáng)度和偏振中的至少一個(gè)。

38、披露了一種用于曝光設(shè)備的控制設(shè)備，該曝光設(shè)備用于通過(guò)在曝光設(shè)備執(zhí)行的曝光過(guò)程的框架內(nèi)復(fù)制母版hoe來(lái)生產(chǎn)全息光學(xué)元件hoe。曝光過(guò)程使用在曝光過(guò)程中沿著到母版hoe的載體層的表面的光束路徑從曝光設(shè)備的至少一個(gè)光源發(fā)射的光。在曝光過(guò)程中，母版hoe的載體層沿著hoe的載體層布置?？刂圃O(shè)備包括至少一個(gè)處理器和存儲(chǔ)器，其中，該至少一個(gè)處理器被配置為從存儲(chǔ)器加載程序代碼并且執(zhí)行程序代碼。至少一個(gè)處理器被配置為基于程序代碼來(lái)控制曝光設(shè)備的光束移動(dòng)單元，使得光束移動(dòng)單元在曝光過(guò)程中相對(duì)于母版hoe的載體層的表面移動(dòng)光束路徑。至少一個(gè)處理器進(jìn)一步被配置為控制曝光設(shè)備的布置在光束路徑上的可調(diào)光學(xué)元件、至少一個(gè)光源以及光束移動(dòng)單元中的至少一個(gè)，使得在曝光過(guò)程中，光的劑量和偏振中的至少一個(gè)隨時(shí)間改變。

39、還披露了一種對(duì)應(yīng)的方法。

40、例如，可以改變通過(guò)激光二極管的二極管電流以便改變光的強(qiáng)度。

41、例如，可以改變掃描速度，使得光點(diǎn)在表面上的停留時(shí)間改變(例如，光強(qiáng)度相同)，使得劑量以這種方式增大或減下。

42、在不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，上面闡述的特征和下面描述的特征不僅可以在明確闡述的對(duì)應(yīng)組合中使用，而且可以在進(jìn)一步的組合中使用、或單獨(dú)使用。