DE69029366T2 - Optische Vorrichtung mit Mikrolinse und Verfahren zur Herstellung von Mikrolinsen - Google Patents

Optische Vorrichtung mit Mikrolinse und Verfahren zur Herstellung von Mikrolinsen

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft allgemein die Befestigung von Mikrolinsen an einem optischen Bauelement sowie die Herstellung von an einem optischen Bauelement zu befestigenden Mikrolinsen. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung ein optisches Bauelement mit einer an ihm befestigten Mikrolinse sowie ein Verfahren zum Herstellen von Mikrolinsen für eine derartige Verwendung auf Massenherstellungsbasis unter Ausnutzung einer lichtdurchlässigen Matrize oder eines Stempels, nachfolgend als "Stempel" bezeichnet.
    • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • In dieser Beschreibung bedeutet "Mikrolinse" eine Linse mit einer Größe, die nicht größer als einige Millimeter ist, und es bedeutet auch eine Gruppe derartiger Mikrolinsen, die eindimensional oder zweidimensional angeordnet sind. Nachfolgend werden diese zwei Typen allgemein als "Mikrolinse" bezeichnet.
  • Mikrolinsen können zu verschiedenen Zwecken verwendet werden, z. B. den folgenden:
  • (1) Zum Verstärken der Helligkeit durch Fokussieren von Licht in Bereichen um Bildelementen bei nicht-leuchtenden Anzeigevorrichtungen wie Flussigkristallvorrichtungen, wie in den japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichungen Nr. 60-165621 bis 165624 sowie Nr. 60-262131 offenbart.
  • (2) Als Lichtaufnahmeeinrichtung wie bei Laserplatten, CDs und magnetooptischen Platten.
  • (3) Als Fokussiereinrichtung zum Koppeln eines Leuchtbauelements oder eines Empfangsbauelements mit einer optischen Faser.
  • (4) Als Fokussiereinrichtung oder als Bilderzeugungseinrichtung zum Fokussieren von einfallendem Licht in eine photoelektrische Wandlerzone, um die Empfindlichkeit eines Primärbildsensors zu erhöhen, wie er bei Festkörper- Bildaufnahmebauteilen wie CCDs oder Faksimilegeräten verwendet wird (japanische offenlegungsveröffentlichungen Nr. 54-17620 und 57-9180).
  • (5) Als Bilderzeugungseinrichtung zum Herstellen eines Bilds auf einem empfindlichen Medium, das mit einem Flüssigkristalldrucker oder einem LED- Drucker zu bedrucken ist (japanische Offenlegungsveröffentlichung Nr. 63- 44624 usw.).
  • (6) Filter zum Behandeln von Lichtinformation.
  • Um Mikrolinsen herzustellen, sind die folgenden Prozesse bekannt:
  • (1) Ein Ionen enthaltendes Substrat wird in eine Lösung eines Alkalisalzes eingetaucht und Ionen werden durch eine auf dem Substrat ausgebildete Maske hindurch zwischen dem Substrat und der Salzlösung ausgetauscht, wodurch ein Substrat mit einer Brechungsindexverteilung erhalten wird, die dem Muster der Maske entspricht ("Ion Exchange Method", Applied Optics, 21(6), S. 1052 (1984), Electron Lett., 17, S. 452 (1981)).
  • (2) Ein photoempfindliches Monomer wird mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt, um den bestrahlten Teil des photoempfindlichen Monomers zu polymerisieren. So wird dafür gesorgt, dass sich der bestrahlte Teil aufgrund osmotischen Drucks, wie er zwischen dem bestrahlten Teil und dem nicht bestrahlten Teil auftritt, zu Linsenform aufwölbt.
  • (3) Ein photoempfindliches Harz wird kreisförmig gemustert und auf Temperaturen über seinem Erweichungspunkt erwärmt, um es zu ermöglichen, dass der Umfangsbereich jedes Kreismusters durch oberflächenspannung absackt, wobei dieser Prozess als "Absackungsprozess mittels Wärme" bezeichnet wird ("Heat Sagging Process" von Zoran D. Popovic et al - Applied Optics, 27, S. 1281 (1988)).
  • (4) Ein Linsensubstrat wird mechanisch zu einer Linse geformt (mechanischer Prozess).
  • Ein Nachteil, der diesen Prozessen gemeinsam ist, ist es, dass sie mehrere Schritte benötigen, weswegen sie relativ lange Zeit beanspruchen. Im Ergebnis sind sie für Massenherstellung nicht geeignet.
  • Um Massenherstellung zu erzielen, wird ein Gießverfahren vorgeschlagen, dass einen aus einem Metall wie Nickel bestehenden Stempel verwendet, um Kunststotfmaterial zu Mikrolinsen zu formen. Jedoch besteht bei einem optischen Bauelement mit durch diesen Prozess angebrachten Mikrolinsen der Nachteil, dass die Tendenz besteht, dass sich die Mikrolinsen vom optischen Bauelement aufgrund der Differenz des Expansionskoeffizienten ablösen, wenn das optische Bauelement einem Anstieg der umgebungstemperatur unterworfen wird.
  • Es existiert ein anderer Vorschlag zum Verwenden eines Stempels, gemäß dem eine Mikrolinse unmittelbar auf einem optischen Bauelement hergestellt wird. Dieser Prozess erfordert relativ hohe Temperaturen und Drücke. Jedoch besteht bei einer derartigen Behandlung die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des optischen Bauelements, das normalerweise empfindlich auf Wärme und Druck reagiert.
  • Es existiert ein weiterer Vorschlag zum Verwenden eines Metallstempels, der auf eine photoempfindliche, auf dem optischen Bauelement ausgebildete Schicht angewandt wird, um eine Linsenkonfiguration zu formen, wobei die geformte Linse dann unter Einstrahlung von Ultraviolettstrahlung aushärten kann. Bei diesem Prozess kann die Ultraviolettstrahlung nicht von der Seite des Stempels her eingestrahlt werden, sondern dies muss von der Seite des optischen Bauelements her erfolgen. Um dafür zu sorgen, dass Ultraviolettstrahlung durch das optische Bauelement läuft, sollte das optische Bauelement genügend Durchlässigkeit für den Durchtritt desselben aufweisen. Diese Betrachtungen beschränken die Auswahl eines Materials, aus dem ein optisches Bauelement bestehen kann.
  • Das Dokument JP-A-61 058838 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Linsenarrays durch Schmelzen von optischem Material, durch Austropfen desselben durch eine Anordnung von Löchern auf eine Trägerplatte und durch Verfestigen der Tropfen.
  • Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung ist ein optisches Bauelement mit folgendem geschaffen: einem Hauptsubstrat und einer darauf ausgebildeten Mikrolinse, die über einen Linsenabschnitt verfügt, der einstückig auf einem Linsensubstrat ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinse mittels einer Kleberschicht mit dem Hauptsubstrat verbunden ist, die einen anderen Brechungsindex als der Linsenabschnitt aufweist, und dass das Hauptsubstrat im wesentlichen denselben Expansionskoeffizient wie das Linsensubstrat aufweist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Linsenabschnitt aus einem photoempfindlichen Harz.
  • Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, wie es im Anspruch 7 beansprucht ist.
  • Demgemäß ermöglicht es die hier beschriebene Erfindung, die folgenden Ziele zu erreichen: (1) Schaffen eines optischen Bauelements, das zur Massenherstellung geeignet ist; und (2) Schaffen eines optischen Bauelements, bei dem eine Mikrolinse unabhängig von irgendwelchen Temperaturänderungen und irgendwelchen Stößen sicher angebracht ist.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird dem Fachmann unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, und ihre zahlreichen Aufgaben und Vorteile werden daraus ersichtlich.
  • Fig. 1A bis 1E sind Vertikalschnitte, die eine Reihe von Schritten zum Herstellen eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung veranschaulichen; und
  • Fig. 2A bis 2E sind Vertikalschnitte, die eine Reihe von Schritten zum Herstellen eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung veranschaulichen.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Fig. 1E zeigt die Laminatstruktur von Schichten in einer transmissiven Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung 11, nachfolgend als "Displayvorrichtung" bezeichnet, die eine Mikrolinse 10 enthält. Die Mikrolinse 10 umfasst ein Linsensubstrat 5 und einen Linsenabschnitt 4b, der aus einem ersten photoempfindlichen Harz auf dem Linsensubstrat 5 ausgebildet ist und mit einem Substrat 9a der Displayvorrichtung 11 mittels einer zweiten photoempfindlichen Harzschicht 7, d. h. einer Verbindungsschicht verbunden ist. Die Substrate 9a und 9b bestehen aus Siliziumoxidmineralien wie Quarzglas. Beim veranschaulichten Beispiel besteht das Substrat 5, das praktisch denselben Expansionskoeffizienten wie die Schichten 9a und 9b aufweist, aus derselben Art von Siliziumoxidmineralien wie Quarzglas.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1A bis 1E ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Mikrolinse beschrieben.
  • Im Stadium der Fig. lA wird ein Master 1 für die Mikrolinsen 10 mittels eines bekannten Wärmeeinsackprozesses hergestellt, wobei die Mikrolinse ein zweidimensionales Array mit einem Durchmesser von 38 um, einem Krümmungsradius von 32 um, einer zentralen Dicke von 3 µm und einem Zwischenlinsenabstand von 42 um ist. Die Mikrolinse ist so konzipiert, dass sie Licht auf jedes Bildelement (nicht dargestellt) fokussiert, die matrixförmig angeordnet sind. Dann wird der Master 1 durch Galvanoplastik mit einem Metall wie Ni und Cu beschichtet, um einen Stempel 2 herzustellen.
  • Im Stadium der Fig. 1B wird die erste photoempfindliche Schicht 4a mit einer Dicke von ungefähr 100 µm auf einer der Seiten des Substrats 5 aus Borsilikatglas hergestellt. Diese erste photoempfindliche Schicht 4a wird später zu einem Linsenabschnitt 4b geformt, worauf unten Bezug genommen wird. Der Brechungsindex des Borsilikatglases beträgt 1,53, weswegen als erstes photoempfindliches Harz "NOA-61", hergestellt von NORLAND Inc. (Brechungsindex 1,56) verwendet wurde, da Annäherung hinsichtlich der Brechungsindizes vorliegt. Auf ähnliche Weise können als photoempfindliches Harz "AVR-100" und "TB-3003", hergestellt von THREEBOND Inc., "UV-1003", hergestellt on SONYCHEMICAL Inc. sowie "NOA-63" und "NOA-65", hergestellt von NORLAND Inc., verwendet werden.
  • Im Stadium von Fig. 1C wird der Stempel 2 bei Einstrahlung von Ultraviolettstrahlung (Wellenlänge ungefähr 300 bis 400 nm) gegen die Schicht 4a aus photoempfindlichem Harz gedrückt, um sie zum Linsenabschnitt 4b auf dem Linsensubstrat 5 zu formen. Die Ultraviolettstrahlung wird in der Richtung von Pfeilen (A) zum Linsensubstrat 5 hin gestrahlt.
  • Im Stadium der Fig. 1D wird der Stempel 2 vom Linsenabschnitt 4b gelöst. Auf diese Weise wird eine Mikrolinse 10 erhalten.
  • Im Stadium der Fig. 1E wird die Verbindungsschicht 7 (ungefähr 30 µm) mit der zweiten Schicht aus photoempfindlichem Harz auf dem Hauptsubstrat 9a der Displayvorrichtung 11 hergestellt, und die Mikrolinse 10 wird mittels der Schicht 7 mit dem Substrat 9a verbunden.
  • Wie es in Fig. lE dargestellt ist, wird die zweite Schicht aus photoempfindlichem Harz mit Ultraviolettstrahlung (Wellenlänge ungefähr 300 bis 400 nm) bestrahlt, um das Harz zur Verbindungsschicht 7 auszuhärten. Die Ultraviolettstrahlung wird in der Richtung von Pfeilen (B) in Fig. 1E eingestrahlt.
  • Als zweite Schicht aus photoempfindlichem Harz wurde "AVR-100", hergestellt von THREEBOND Inc., das einen kleineren Brechungsindex (1,46) als das erste photoempfindliche Harz aufweist, zum Herstellen der Verbindungsschicht 7 verwendet, und die Mikrollnse 10 wurde auf solche Weise mit der Displayvorrichtung 11 verbunden, dass der Linsenabschnitt 4b dieser zugewandt war. Dank der Tatsache, dass die Verbindungsschicht 7 durch die zweite Schicht 7 aus photoempfindlichem Harz mit kleinerem Brechungsindex als dem des ersten photoempfindlichen Harzes hergestellt wird, kann der Linsenabschnitt 4b als Konvexlmse arbeiten. Wenn die zwei photoempfindlichen Harze denselben Brechungsindex aufweisen würden, würde die Mikrolinse 10 nicht als Linse wirken.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 2E wird nun ein zweites Beispiel der Ausführungsform beschrieben.
  • Wie es in Fig. 2E dargestellt ist, wird eine hier verwendete Mikrolinse 20 dadurch hergestellt, dass ein konkaver Linsenabschnitt 4b auf dem aus Borsilikatglas bestehenden Substrat 5 hergestellt wird, wobei auch die Substrate 9a und 9b aus diesem Material bestehen.
  • Nun wird ein Prozess zum Herstellen der Mikrolinsen 20 beschrieben:
  • Im Stadium der Fig. 2A wird ein Mikrolinsenabschnitt la auf einem Quarzglassubstrat 1b so hergestellt, dass ein Master 1 für die Mikrolinse 20 hergestellt ist. Als Material für die Mikrolinse kann ein Photoresist verwendet werden, der durch einen bekannten Wärmeeinsackprozess hergestellt wurde.
  • Im Stadium der Fig. 2B wurden die oberen Abschnitte des Mikrolinsenabschnitts 1a und des Quarzglassubstrats ib mittels eines Trockenätzvorgangs unter Verwendung eines Gasgemischs aus Kohlenstofftetrafluorid und Sauerstoff erodiert.
  • Die Ätzbedingungen, wie die Strömungsrate, der Druck und das Mischungsverhältnis (Partialdruckverhältnis) des Gasgemischs, die HF-Leistung und die Temperaturen des Substrats wurden jeweils auf optimale Werte eingestellt, um dadurch zu gewährleisten, dass der Linsenabschnitt la und das Substrat 1b gleichmäßig geätzt wurden. Bei diesem Beispiel wurden der Mikrolinsenabschnitt 1a und das Quarzglas 1b ausgehend von den jeweiligen Oberseiten mit größerer Dicke abgeätzt als der Mikrolinsenabschnitt 1a, bei solchen Bedingungen, dass die ausgewahlten Verhältnisse einander gleich sind. Dann wurde die Form der Mikrolinse la auf das Quarzsubstrat 1b übertragen. Auf diese Weise wurde ein konvexer Stempel 2 erhalten.
  • Dieser Stempel 2 kann als konvexe Mikrolinse verwendet werden, oder er kann als Master zum Herstellen einer konkaven Mikrolinse verwendet werden.
  • Im Stadium der Fig. 2C wird eine erste photoempfindliche Harzschicht 4a auf einem Substrat 5 aus Borsilikatglas hergestellt, das dasselbe Material ist, wie es in der Displayvorrichtung 11 für die Substrate 9a und 9b verwendet ist. Dann geht die Folge zum nächsten Schritt der Fig. 2D weiter, gemäß der der konvexe Stempel 2 auf die erste photoempfindliche Harzschicht 4a angewandt wird, die mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt wird, um sie zu formen und auszuhärten, wodurch ein konvexer Linsenabschnitt 4b auf dem Glassubstrat 5 ausgebildet wird. Die Ultraviolettstrahlung kann entweder in der Richtung eines Pfeils (C) oder eines Pfeils (D) eingestrahlt werden. Im Stadium der Fig. 2E wird der Stempel 2 vom Linsenabschnitt 4b weggenommen, um dadurch eine konkave Mikrolinse 20 zu erhalten.
  • Diese Mikrolinse 20 wird dadurch an der Displayvorrichtung 11 befestigt, dass eine Verbindungsschicht 7 (zweite photoempfindliche Schicht) auf dem Substrat 9a ausgebildet wird und Ultraviolettstrahlung auf die Verbindungsschicht 7 gestrahlt wird, um für Lichtaushärtung zu sorgen. Die Mikrolinse 20 wirkt als konvexe Linse, jedoch sollte, wenn es beabsichtigt ist, dass die Mikrolinse 20 als konvexe Linse arbeiten kann, das zweite photoempfindliche Harz einen größeren Brechungsindex als das erste photoempfindliche Harz aufweisen. Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel wurde für das erste photoempfindliche Harz "AVR-100" (Brechungsindex 1,46), hergestellt von THREEBOND Inc., verwendet, und für das zweite photoempfindliche Harz wurde "NOA-61" (Brechungsindex 1,56), hergestellt von NORLAND Inc., verwendet.
  • Bei den veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind die Mikrolinsen 10 und 20 auf solche Weise an der Displayvorrichtung 11 befestigt, dass die Linsenabschnitte 4b in Kontakt mit der Verbindungsschicht 7 stehen, wodurch die Intervalle zwischen den Bildelementen in der Displayvorrichtung 11 und dem Linsenabschnitt 4b der Mikrolinse 10 bzw. 20 verkürzt sind. Das verkürzte Intervall zwischen den Bildelementen und dem Linsenabschnitt 4b ermöglicht eine kurze Brennweite, wodurch gewährleistet ist, dass Licht innerhalb der Bildelemente fokussiert wird.
  • Beim ersten, vorstehend beschriebenen Beispiel hat die Verbindungsschicht 7 eine Dicke von ungefähr 30 um und das Substrat 9a ist ungefähr 1,1 mm dick. Um Licht innerhalb der Bildelemente in der Displayvorrichtung 11 zu fokussieren, ist die Mikrolinse 10 so konzipiert, dass gewährleistet ist, dass die Brennweite f 1,1 mm im Glassubstrat beträgt. In diesem Fall ist die Dicke der Verbindungsschicht 7 viel kleiner als die des Substrats 9a, weswegen die Brennweite f durch die folgende Gleichung (1) ausdrückbar ist:
  • f = r n3/(n1 - n2) ... (1)
  • mit r: Krümmungsradius der Mikrolinse 10
  • n1: Brechungsindex des Linsenabschnitts 4b (erstes photoempfindliches Harz)
  • n2: Brechungsindex der Verbindungsschicht 7 (zweite photoempfindliche Harzschicht)
  • n3: Brechungsindex des Substrats 9a
  • Der Wert der folgenden Gleichung (2) wird dadurch erhalten, dass die Gleichung (1) mit einem Koeffizienten (n3/n2) multipliziert wird, der dazu verwendet wird, die Brennweite fl in die Brennweite im Medium 3 (Brechungsindex: n3) umzusetzen:
  • f1 = r n2/(n1 - n2) ... (2)
  • Diese Gleichung (2) dient dazu, die Brennweite fl an der Grenzfläche zwischen dem Medium 1 (Brechungsindex: nl) und dem Medium 2 (Brechungsindex: n2) zu erhalten.
  • Die folgenden Werte werden in die Gleichung (1) eingesetzt:
  • n1 = 1,56
  • n2 = 1,46
  • n3 = 1,53
  • r = 72 µm (Krümmungsradius der Mikrolinse 10)
  • Daraus folgt: Brennweite = 1,1 mm.
  • Aus dieser Berechnung ist es ersichtlich, dass Licht durch die Mikrolinse 10, die Verbindungsschicht 7 und das Substrat 9a auf die Bildelemente in der Displayvorrichtung 11 fokussiert wird.
  • Bei den veranschaulichten Ausführungsbeispielen bestehen die Substrate 5 der Mikrolinsen 10 und 20 aus Borsilikatglas, aus dem das Substrat 9a der Displayvorrichtung 11 besteht. Die Mikrolinsen 10 und 20 sind jeweils über die Verbindungsschicht 7, die einen anderen Brechungsindex als der Linsenabschnitt 4b aufweist, mit dem Substrat 9a der Displayvorrichtung 11 verbunden. Der Linsenabschnitt 4b wird dadurch auf dem Substrat 5 hergestellt, dass eine photoempfindliche Harzschicht 4a, die auf dem Substrat 5 liegt, durch einen Stempel 2 Druck ausgesetzt wird, während Ultraviolettstrahlung eingestrahlt wird. Es ergeben sich die folgenden Vorteile:
  • (1) Der Linsenabschnitt 4b der Mikrolinsen 10 und 20 wird auf dem Substrat 5 hergestellt, das aus demselben Material wie das Substrat 9a der Displayvorrichtung 11 besteht, was bedeutet, dass diese Substrate denselben Expansionskoeffizienten aufweisen, wodurch verhindert ist, dass irgendein schädliches Lösen zwischen den Mikrolinsen 10, 20 und dem Substrat 9a bei Änderungen der Umgebungstemperatur auftritt. Da der Linsenabschnitt 4b aus demselben Material wie die Verbindungsschicht 7 besteht, hängen sie ausreichend zusammen, wodurch die Verbindung zwischen den Mikrolinsen 10, 20 und dem Substrat 9a gewährleistet ist.
  • (2) Da die Verbindungsschicht 7 einen anderen Brechungsindex als der Linsenabschnitt 4b aufweist, wobei die Mikrolinsen 10 und 20 jeweils mit dem Substrat 9a der Displayvorrichtung 11 verbunden sind, können diese Mikrolinsen 10 und 20 arbeiten, ohne dass sie durch die Tatsache beeinflusst werden, dass der Linsenabschnitt 9b mit dem Substrat 9a der Displayvorrichtung 11 verbunden ist. Dieser Effekt ermöglicht es, den Linsenabschnitt 4b dem Substrat 9a gegenüberstehend anzuordnen, wodurch sich die Brennweite der Mikrolinsen 10 und 20 verkürzt. So ist die Fokussierstärke der Linsen 10 und 20 erhöht.
  • (3) Licht wird auf die Bildelemente in der Displayvorrichtung 11 fokussiert, wodurch die wirksame Durchlässigkeit der Displayvorrichtung 11 zunimmt. Dies erhöht die Helligkeit der Displayvorrichtung 11, was klare Bilder auf dem Schirm gewährleistet.
  • (4) Die Verwendung des Stempels 2 verkürzt die Zeit, die dazu erforderlich ist, die Mikrolinsen 10 und 20 zu formen, wodurch Massenherstellbarkeit verbessert ist und die Produktionskosten verringert sind.
  • (5) Der Linsenabschnitt 4a wird durch Formen einer erweichten photoempfindlichen Schicht 4a unter Verwendung des Stempels 2 ausgebildet, und nach dem Härten löst sich der geformte Linsenabschnitt 4b leicht vom Stempel 2, wozu vorzugsweise ein Schmiermittel verwendet wird.
  • Die Anwendung eines optischen Bauelements, das gemäß der Erfindung mit einer Mikrolinse versehen ist, ist nicht auf eine Displayvorrichtung 11 beschränkt, sondern Anwendung ist bei beliebigen anderen optischen Geräten möglich, vorausgesetzt, dass die Substrate der Mikrolinsen 10 und 20 jeweils aus einem Material bestehen, das denselben Expansionskoeffizienten wie der Gegenstand aufweist, mit dem die Mikrolinsen 10 und 20 verbunden sind.
  • Die Mikrolinse kann an einem beliebigen anderen optischen Gerät, zusätzlich zu einer Flüssigkristalldisplay-Tafel angebracht werden.
  • Es ist zu beachten, dass dem Fachmann verschiedene andere Modifizierungen ersichtlich sind und von ihm leicht ausgeführt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll der Schutzumfang der beigefügten Ansprüche nicht auf die hier dargelegte Beschreibung beschränkt sein.

Claims (13)

1. Optisches Bauelement mit einem Hauptsubstrat (9a) und einer darauf ausgebildeten Mikrolinse (10; 20), die über einen Linsenabschnitt (4b) verfügt, der einstückig auf einem Linsensubstrat (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinse (10; 20) mittels einer Kleberschicht (7) mit dem Hauptsubstrat (9a) verbunden ist, die einen anderen Brechungsindex als der Linsenabschnitt aufweist, und dass das Hauptsubstrat (9a) im wesentlichen denselben Expansionskoeffizient wie das Linsensubstrat (5) aufweist.
2. Optisches Bauelement nach Anspruch 1, bei dem der Linsenabschnitt (4b) aus einem photoempfindlichen Harz besteht.
3. Optisches Bauelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Linsenabschnitt (4b) ein Array aus einzelnen Mikrolinsen zum Konvergieren von einfallendem Licht auf eine Anzahl von Bereichen des Hauptsubstrats (9a) aufweist, wobei der Linsenabschnitt (4b) auf dem Linsensubstrat (5) so angebracht ist, dass der Linsenabschnitt (4b) entfernt vom Hauptsubstrat (9a) liegt.
4. Optisches Bauelement nach Anspruch 3, bei dem der Linsenabschnitt (4b) ein Array konvexer Linsen aufweist und der Brechungsindex der Kleberschicht (7) kleiner als der Brechungsindex des Linsenabschnitts (4b) ist.
5. Optisches Bauelement nach Anspruch 3, bei dem der Linsenabschnitt (4b) ein Array konkaver Linsen aufweist und der Brechungsindex der Kleberschicht (7) größer als der Brechungsindex des Linsenabschnitts (4b) ist.
6. Optisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Linsenabschnitt (4b) im wesentlichen den gleichen Expansionskoeffizient wie die Klebeschicht (7) aufweist.
7. Verfahren zum Herstellen eines optischen Bauelements mit einem Linsensubstrat (5) und einem Mikrolinsenabschnitt (4b), mit den folgenden Schritten:
- Bearbeiten einer photoempfindlichen Schicht (4a) mit einem Stempel, um eine Oberfläche zu schaffen, die einen Mikrolinsenabschnitt (4b) definiert; und
- Aushärten der photoempfindlichen Schicht;
gekennzeichnet durch
- Ankleben der Oberfläche des Mikrolinsenabschnitts (4b) an ein Substrat (9a) des optischen Bauelernents (11) unter Verwendung einer Kleberschicht (7) mit einem Brechungsindex, der sich von dem photoempfindlichen Schicht unterscheidet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die photoempfindliche Schicht (4a) auf einem Linsensubstrat (5) angebracht wird, dessen Expansionskoeffizient im wesentlichen mit dem des Substrats (9a) des optischen Bauelements (11) übereinstimmt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem die photoempfindliche Schicht (4a) mittels eines Metallstempeis (2) bearbeitet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, das ferner das Aushärten der Kleberschicht (7) mit Ultraviolettstrahlung durch das Mikrolinsenarray hindurch umfasst.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem die photoempfindliche Schicht (4a) mit einem lichtdurchlässigen Stempel (2) bearbeitet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die photoempfindliche Schicht (4a) bei Ultravioletteinstrahlung durch den lichtdurchlässigen Stempel (2) hindurch ausgehärtet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, mit den Schritten des Ausbildens einer Mikrolinse (1a) auf einem Glassubstrat (1b) und des Trockenätzens der Mikrolinse (1a) und des Glassubstrats (1b), um den Stempel (2) herzustellen, der konvex ist und aus Glas besteht.
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