[发明专利]使用具有溢流体积的工具模制光学元件

权利要求书

1.一种通过复制工具制造元件的方法，包括以下步骤：

提供限定元件形状的复制工具；

提供基体；

将复制工具压向基体，呈液态或粘性或塑性变形状态的复制材料位于复制工具和基体之间；

将复制材料限制在基体的预定区域，其中预定区域沿着基体表面的至少一个方向超过基体上的元件的所需区域小于预定距离，

硬化复制材料以形成元件，其特征在于

所述复制工具包括至少一个空腔，该空腔以底版结构特征限定复制表面，做为元件的至少一些结构特征的底版，复制工具包括从复制表面凸出的间隔件部分，

在复制工具压向基体的步骤中，复制工具被按压，直到间隔件部分紧靠基体，

复制材料通过如下两者限制：选择对应预定体积的复制材料的量；当间隔件部分紧靠基体时，在复制工具的边缘或其它间断部，使得复制材料的外流通过作用在复制工具的边缘或其它间断部的毛细管作用力和表面张力中的至少一个而被停止，该边缘或其它间断部与基体的表面具有距离。

2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，复制工具包括多个部分，每部分限定要复制的元件，将复制材料限制在基体的预定区域的步骤包括将复制材料限制在多个区域，每个区域分布在至少一个所述部分周围。

3．如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在将工具压向基体之前，在每个部分的侧向位置，将一定体积的复制材料局部并单独施加到工具和基体中的至少一个上。

4．如权利要求3所述的方法，其特征在于，复制工具被选作用来包含多个空腔，每个空腔限定一个元件或一组元件的形状，每个空腔在至少一个侧向上由平坦区段限定，在空腔和平坦区段之间形成内部边缘，复制工具还包括至少一个溢流体积以及位于平坦区段和溢流体积之间的外部边缘，其中所述的复制材料的体积比空腔的体积大。

5．如权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，复制材料硬化后，将复制工具移开，基体或包括基体的部件的部分沿着分格线各自分开，每个部分带有至少一个所述元件。

6．如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的分格线沿着没有复制材料的基体的侧向位置。

7．如权利要求1所述的方法，其特征在于，工具的空腔限定了元件的形状，并且沿着元件的至少一侧包括缓冲体积，缓冲体积通过内部边缘与元件体积分开，其中复制材料预定的体积比空腔体积小，并且该方法还包括以下步骤：由作用在内部边缘上的毛细管作用力和表面张力中的至少一个限制复制材料进入缓冲体积的流动。

8． 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述元件是光学元件。

9．如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述元件是能够在可见光内影响电磁辐射的光学元件。

10．一种用复制材料复制元件的复制工具，该复制工具包括复制侧、复制侧的多个空腔，每个空腔限定了一个元件或一组元件的形状，

复制工具还包括将复制材料限制在工具的预定区域的结构，当工具被压向基体时，预定区域沿着基体表面的至少一个方向超过基体上的元件的所需区域小于预定距离，

所述复制工具包括至少一个空腔，该空腔以底版结构特征限定复制表面，做为元件的至少一些结构特征的底版，

复制工具还包括至少一个间隔件部分，该间隔件部分在复制侧从空腔伸出，当复制工具被按压，直到间隔件部分紧靠基体时，复制材料通过如下两者限制：选择对应预定体积的复制材料的量；当间隔件部分紧靠基体时，在复制工具的边缘或其它间断部，使得复制材料的外流通过作用在复制工具的边缘或其它间断部的毛细管作用力和表面张力中的至少一个而被停止，该边缘或其它间断部与基体的表面具有距离。

11．如权利要求10所述的复制工具，其特征在于，空腔包括元件体积以及元件体积周围的另一体积，另一体积的边界含有用于通过毛细管作用力和表面张力中的至少一个选择性控制复制材料流动的间断部。

12．如权利要求10所述的复制工具，其特征在于，该复制工具在空腔之间还包括多个溢流体积或者一个相邻的溢流体积，通过作为间隔件部分的平坦区段和空腔之间形成的内部边缘、平坦区段和溢流体积之间形成的外部边缘，每个空腔在至少一个侧向受到限制，所述将复制材料限制在工具的区域的结构包括内部边缘和外部边缘。

13．如权利要求10所述的复制工具，其特征在于，包括在由至少一个所述空腔限定的元件体积的至少一侧的缓冲体积，缓冲体积和元件体积在它们的共同边界限定内部边缘，以阻挡复制材料流到缓冲体积，复制工具在缓冲体积的表面包括另一边缘，阻挡复制材料流到缓冲体积，另一边缘与内部边缘的形状至少保持大致平行的曲线。

14．如权利要求13所述的复制工具，其特征在于，另一边缘限定了周围凸起和凹陷之间的边界。

15．如权利要求14所述的复制工具，其特征在于，凹陷具有不同的深度和/或宽度。

16．如权利要求11-15任一项所述的复制工具，其特征在于，所述将复制材料限制在工具的区域的结构是由内部边缘、缓冲容积、外部边缘、间隔件和倾斜间隔件之一或几个共同形成，它们联合形成一个“多排”流动限制。

17．一种通过复制制造的透明光学元件，该光学元件包括基体以及其上的硬化的复制材料，硬化的复制材料包括复制的光学功能部分，光学元件还包括围绕复制材料的区域，在该区域中，基体上没有复制材料，复制材料包括围绕光学功能部分的平坦区段，并且还包含至少一个围绕平坦区段的剩余部分和凸起部分。