專利名稱：結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件及其生產(chǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1的前序部分所述的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件和如權(quán)利要求10所述的這種結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
所述結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件可以是例如用在整體色輪中的結(jié)構(gòu)化彩色濾光器。這些是用于投射彩色影像的重要元件。這里的表述“整體”是指至少一個(gè)基板的表面設(shè)有一結(jié)構(gòu)化覆層，使得該基板的不同表面區(qū)域具有不同功能層的特征，以至于局部受限制的基板表面以至少兩個(gè)確定的光學(xué)功能為特征。因此，必須將整體色輪與分割色輪區(qū)分開來。利用后面的這些元器件，將只具有一個(gè)覆蓋其表面的功能層的兩個(gè)或者多個(gè)表面布置在一個(gè)色輪內(nèi)。
另一方面，基板表面的結(jié)構(gòu)化使得結(jié)構(gòu)尺寸可在微米或者還要低的范圍內(nèi)選擇。最終當(dāng)需要將光輻射直接照射在影像再現(xiàn)元件(光閥)上，使得相鄰的像素以不同波長范圍的光線進(jìn)行照射時(shí)，這樣微小的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件還被廣泛地用在投影技術(shù)中，。
由于結(jié)構(gòu)化過程，根據(jù)光線照射的表面的區(qū)域，光線會依賴于各功能層被反射、透射、吸收、彎曲或者分散而進(jìn)入另一條路徑。在這種情況下中，在一定特定的基板上實(shí)現(xiàn)幾個(gè)區(qū)域是重要的。一個(gè)區(qū)域不必混合一個(gè)互連的表面，但是可以包括多個(gè)單獨(dú)的、獨(dú)立的區(qū)域。通過提供多個(gè)區(qū)域，可以避免必須將幾個(gè)基板布置在一個(gè)相鄰的位置。
根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)可知，這種結(jié)構(gòu)化層可通過結(jié)合表面覆層與平版頂出(liftoff)法來生產(chǎn)，例如Sperger等人在美國第6238583號專利中所描述。開始時(shí)，清理基板，隨后，涂上光刻膠、掩膜、曝光并顯影。接下來，涂覆第一層用于形成第一結(jié)構(gòu)層。表面具有覆層的光刻膠將會在一個(gè)濕法化學(xué)(humid-chemical)處理中被溶解。因此，只有在涂覆所述光刻膠的過程中被掩膜的那些點(diǎn)上的覆層保留下來，因此這些點(diǎn)被直接覆在基板上。隨后，基板將會被清理以涂覆下一個(gè)涂層體系。為了得到所需要的所有不同的功能層，重復(fù)上述過程。如果要在結(jié)構(gòu)化的光學(xué)表面上設(shè)置特定區(qū)域，該區(qū)域應(yīng)只可透射光線，也就是說，在該區(qū)域內(nèi)應(yīng)實(shí)現(xiàn)一中性功能層，則在大多數(shù)情況下，必須在這些區(qū)域內(nèi)涂覆一降低反射的覆層，即一個(gè)所謂的抗反射覆層(AR-覆層)。在這種情況下，值得注意的是AR-覆層僅被涂覆在基板區(qū)域上，只要該基板區(qū)域還沒被覆層，例如在其他區(qū)域的功能層上的覆層簡單重疊的情況下，通常會影響其光學(xué)特征。因此，對于這樣的AR覆層，也需要上面所描述的掩膜過程。
這種程序通常較為復(fù)雜，并且正常情況下其所提供的產(chǎn)率明顯低于100％。特別不利之處在于所有這些過程被結(jié)合在一起。并且，覆層的邊界區(qū)域會遭受環(huán)境的影響。
德國第19641303號專利描述了一種方法，根據(jù)該方法，為了生產(chǎn)一結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件，一蝕刻阻斷層開始時(shí)就可覆蓋整個(gè)光學(xué)表面，隨后即在該表面上涂覆和構(gòu)造功能層。所明確指出的是，在需要中性元素的區(qū)域內(nèi)，阻斷層只要由氟化鎂組成就可以充當(dāng)降低反射層。另外，所指出的是，功能層的設(shè)計(jì)可包含所述阻斷層的光學(xué)性能。這可代替中性區(qū)域所需要的結(jié)構(gòu)化步驟。
但是，氟化鎂是一種覆層材料，尤其當(dāng)涂覆附加的功能層時(shí)，其可導(dǎo)致表面問題，例如裂縫層。對于特定的功能層，通常使用其他覆層材料，并且借助于頂出處理，完全放棄一蝕刻阻斷層通常是可能的。尤其是對于幾種用途，單個(gè)的氟化鎂層沒有足夠的降低反射的特性。為此原因，才可表示完全放棄氟化鎂。
這些現(xiàn)有的方法的另外一個(gè)缺點(diǎn)在于，應(yīng)用頂出技術(shù)，可除去覆層的基本部分。尤其是，這使得覆層過程效率低并且昂貴。
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)化之前，明顯嘗試涂覆一種含有傳統(tǒng)材料的抗反射覆層。然而，已經(jīng)證明，用這樣的層體系拉平剩余的功能層是困難的，因?yàn)檫@樣的覆層必須被調(diào)整成可從基板過渡到空氣，同時(shí)從基板過渡到剩余的層體系。而且，采用這樣一種構(gòu)造，邊界部分繼續(xù)暴露。因此，這種濾光器的抗環(huán)境因素通常被減弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)情況下的缺陷。本發(fā)明的目的尤其在于將生產(chǎn)所述結(jié)構(gòu)化元件的程序步驟數(shù)量降到最少，該程序步驟應(yīng)盡最大可能地分離，從而生產(chǎn)高品質(zhì)的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件，尤其是針對光學(xué)特性和機(jī)械特性以及較高經(jīng)濟(jì)效益。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)可通過根據(jù)權(quán)利要求1和10所述的方法來解決。從屬權(quán)利要求涉及其他具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明，具有不同光學(xué)功能的區(qū)域的層體系可被細(xì)分為兩個(gè)部分層體系，內(nèi)部的部分層體系在每個(gè)區(qū)域都是不同的，輔助的部分體系體系完全覆蓋所有區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，開始時(shí)，內(nèi)部的部分層體系可被涂覆到不同的區(qū)域，其中每個(gè)區(qū)域均需要結(jié)構(gòu)化處理。隨后，輔助的部分層體系將在一個(gè)步驟里涂覆到所有區(qū)域上，無需結(jié)構(gòu)化處理。因此，輔助的部分層體系將至少是所有區(qū)域的層體系的一個(gè)元件。因此，在其中一區(qū)域內(nèi)，通過與輔助的部分層體系相同的一個(gè)層體系，可頻繁地獲得所需要的光學(xué)功能。因此，第一部分層體系不包括在此區(qū)域的一個(gè)層，從而，該區(qū)域?qū)⒉辉傩枰Y(jié)構(gòu)化過程。這種可能性尤其存在于基板包括一光線可通過一個(gè)有效的方式于其內(nèi)透射的區(qū)域的時(shí)候。輔助的部分層體系將被設(shè)計(jì)為一降低反射層。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)特征之一是內(nèi)部的部分層體系在基板和輔助的部分層體系之間可被整體化。因此，在生產(chǎn)過程中，所有結(jié)構(gòu)化過程都在涂覆輔助的全包容部分層體系之前進(jìn)行，并且不會對這些體系產(chǎn)生負(fù)面影響。另外，薄膜設(shè)計(jì)研究表明，這樣一個(gè)聯(lián)合的層體系作為一最終層要比作為聯(lián)合覆層更容易實(shí)現(xiàn)。尤其以此順序可獲得的是，完全連續(xù)涂覆的最后層覆蓋其表面，體系以提供機(jī)械保護(hù)。
對于具有非中性光學(xué)功能的每個(gè)區(qū)域，當(dāng)對應(yīng)于各個(gè)區(qū)域向基板上涂覆第一部分結(jié)構(gòu)化層體系時(shí)，這樣一過程也使得所有的結(jié)構(gòu)化方法分離。這一分離意味著與各個(gè)不同的結(jié)構(gòu)化過程結(jié)合的產(chǎn)率也分離，而與整個(gè)過程相結(jié)合的產(chǎn)率將明顯地提高。隨后，輔助的部分層體系將作為一個(gè)整體被涂覆，并在仍未覆層的區(qū)域內(nèi)具有降低反射的性質(zhì)。值得注意的是，當(dāng)不能獲得光學(xué)的加和作用時(shí)，通過結(jié)合基板，具有非中性光學(xué)功能的區(qū)域會最大程度地合并光學(xué)路徑。


下面將在示意圖和實(shí)施例的基礎(chǔ)上，對本發(fā)明進(jìn)行描述，在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一光學(xué)元件的截面圖，其中在具有不同光學(xué)功能的三個(gè)區(qū)域的一基板上設(shè)有結(jié)構(gòu)化覆層。
圖2示出了一結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件的截面圖，在其基板兩側(cè)設(shè)有圖1所示的結(jié)構(gòu)化覆層，其光學(xué)功能導(dǎo)致作為基板兩側(cè)的光學(xué)加和功能的區(qū)域。
圖3示出了一由三個(gè)單個(gè)結(jié)構(gòu)化的基板組成的一光學(xué)元件。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，將對一結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件的生產(chǎn)進(jìn)行描述。其包括基板3。而且，結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件1應(yīng)包括在其上只可透射藍(lán)光的第一區(qū)域5。另外，元件1應(yīng)包括在其上只可透射綠光的第二區(qū)域5’。在元件1的第三區(qū)域5”上，綠光和藍(lán)光應(yīng)當(dāng)被透射，而只有紅光應(yīng)當(dāng)被反射。為了達(dá)到這些效果，在開始，可確定一個(gè)層體系，其一旦被涂覆在基板3上，就會具有反射紅光而透射藍(lán)光和綠光的作用。為了確定這樣一個(gè)層體系，例如可以利用一個(gè)薄膜設(shè)計(jì)優(yōu)化程序。在材料特征確定的情況下，這一優(yōu)化程序通常有條件對于一確定的目標(biāo)功能，相應(yīng)于所需要的光譜特征，來優(yōu)化一個(gè)層體系的層數(shù)和厚度分布。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員基本上都知道這種軟件，并且可以在市場上購買到(例如一種叫“Optilayer”的軟件包)。以現(xiàn)有的濾光器理念，這一軟件能使用戶非常滿意。然而，為了確定層體系，分析法也可以部分地帶來成效。這樣確定的層體系一旦被涂覆在基板3上，就會產(chǎn)生反射紅光和透射綠光和藍(lán)光的作用，相應(yīng)于輔助的部分層體系11。對于一種透明的基板3，例如一種具有折射指數(shù)n＝1.5的玻璃基板，一種具有光折射指數(shù)nH＝2.4的高度折射材料，例如二氧化鈦，和具有光折射指數(shù)nL＝1.48的低折射材料如二氧化硅，表1在第1列中以納米級物理厚度給出了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，對應(yīng)于輔助的部分層體系11。對于豎直方向的光照進(jìn)行了優(yōu)化。隨后，將確定一個(gè)層體系，其可透射藍(lán)光，而反射紅光和綠光。也為此目的，可以利用一個(gè)現(xiàn)有的優(yōu)化程序。然而，在確定這個(gè)層體系時(shí)，一個(gè)基本的條件在于其包括一個(gè)最后層體系，該體系與輔助的部分層體系11相同。該層體系所需要的、在基板和輔助的部分層體系之間合并體系的附加層對應(yīng)于第一內(nèi)部部分層體系9。表1的第二欄再次用納米級物理厚度表示出這一紅、綠光反射層體系的一列設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。在另一步驟中，確定一個(gè)層體系，該層體系只可透射綠光并且反射紅光和藍(lán)光，并且再次地，最后層與輔助的局部層體系11相同。附加層對應(yīng)于第二內(nèi)部部分層體系9’。對應(yīng)于此紅-綠光反射層體系的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)再次以納米級物理厚度列在所述表1的第三欄中。
在確定了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之后，開始時(shí)基板3將會被覆蓋一光刻膠層。然后掩膜、曝光和顯影，這樣使得在只有藍(lán)光可以透射的區(qū)域5內(nèi)，該基板被自由地曝光，而所有其他區(qū)域被覆蓋有光刻膠層。隨后，該基板將會被覆蓋以第一內(nèi)部部分層體系9。去除具有重疊層的剩余光刻膠將會導(dǎo)致對應(yīng)的第一內(nèi)部部分層體系9將只會保留在所需要的區(qū)域5的內(nèi)部。
下面，再次涂覆光刻膠層，而后掩膜、曝光和顯影，這樣，僅在只有綠光被透射的第二區(qū)域內(nèi)，基板3未被覆蓋。接下來，涂覆對應(yīng)于此第二區(qū)域5’的第二內(nèi)部部分層體系9’。去除剩余的具有覆層的光刻膠將導(dǎo)致對應(yīng)的附加的第一部分層體系9’僅保留在所需的區(qū)域5’內(nèi)。直到這個(gè)步驟，基板上沒有區(qū)域具有所需要的光學(xué)功能。這將只有通過附加的程序步驟而獲得，在該步驟中，輔助的部分層體系11將會作為一個(gè)整體被涂覆到基板3上。這樣，在一側(cè)上，分別只有藍(lán)光和綠光被透射的區(qū)域5和5’的層體系可被加工。另一方面，由于此步驟，基板3上仍然暴露的區(qū)域5”可接收一僅反射紅光且透射藍(lán)光和綠光的層體系。在其一側(cè)上，結(jié)構(gòu)化過程可以省略掉。而且，在結(jié)構(gòu)化過程中，只有部分層體系可被去除，因此作為一個(gè)整體的覆層可以用更高效的方式進(jìn)行。
在第二實(shí)施例中，將描述一個(gè)結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件的生產(chǎn)，該元件包括四個(gè)區(qū)域5，5’，5”，5。該元件如圖2所示。在第一區(qū)域5中，只有藍(lán)光可被透射，在第二區(qū)域5’中盡有綠光可被透射，在第三區(qū)域5”中只有紅光可被透射，在第四區(qū)域5中，只有完全可見的光譜可被透射?；陔S后的色彩分割，這樣一個(gè)光學(xué)元件可以是例如用于投影儀上的色輪。
為生產(chǎn)這樣一元件，開始時(shí)，可再次確定所需要的層設(shè)計(jì)。該程序從一個(gè)層體系開始，其一旦被涂覆到基板上就會具有降低反射的作用。這相應(yīng)于所需要的第四區(qū)域5的光學(xué)中性功能。另外，這個(gè)層體系可形成其他區(qū)域的整個(gè)輔助的部分層體系11。隨后，可確定一個(gè)可反射藍(lán)光而透射紅光及綠光的層設(shè)計(jì)。
另外可確定一種可反射綠光而透射藍(lán)光和紅光的設(shè)計(jì)。并且，還可確定一種可反射紅光而透射藍(lán)光和綠光的設(shè)計(jì)。在確定該設(shè)計(jì)的過程中，始終存在的一個(gè)限制性條件就是終端層要對應(yīng)于輔助的部分層體系11。
在確定設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之后，通過涂覆和結(jié)構(gòu)化過程來涂覆不同區(qū)域的層，所述層不是輔助的部分層體系11的一部分，也就是說，第一內(nèi)部部分層體系9被涂覆在第一區(qū)域內(nèi)，第二內(nèi)部部分層體系9’被涂覆在第二區(qū)域內(nèi)，第三內(nèi)部部分層體系9”被涂覆在第三區(qū)域內(nèi)。在另外一個(gè)程序步驟中，輔助的部分層體系11將被涂覆到基板3上。基板3的表面目前包括光學(xué)中性區(qū)域和可分別反射紅色、藍(lán)色或者綠色中的一種的區(qū)域。在該基板另一個(gè)表面上進(jìn)行類似的程序步驟，應(yīng)注意的是，兩個(gè)層體系分別地位于彼此相對的位置，要么二者都是光學(xué)中性的，也就是說，可透射可見光，要么都不是光學(xué)中性的，不反射相同顏色的光。例如，第二內(nèi)部部分層體系9’被涂覆在第一區(qū)域5內(nèi)，第三內(nèi)部部分層體系9”被涂覆在第二區(qū)域5’內(nèi)，第一內(nèi)部部分層體系9被涂覆在第三區(qū)域5”內(nèi)，隨后輔助的局部層體系11作為一個(gè)整體被涂覆。這樣，形成一個(gè)具有以所需光學(xué)功能為特征的區(qū)域的元件。表2表示一設(shè)計(jì)，其包括這個(gè)元件所需的濾光器。假設(shè)光線垂直地照射在基板表面。光線基本上可以被考慮為一進(jìn)入媒介，而基板的指數(shù)n＝1.5。
另外，預(yù)先假定，對于高折射材料，折射指數(shù)nh＝2.4是有效的，同時(shí)對于低折射材料，其折射指數(shù)nL＝1.48是有效的。如上所述，高折射材料如二氧化鈦，而低折射材料如二氧化硅。
在另外一實(shí)施例中，將描述根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)色輪所需的結(jié)構(gòu)化方法如何被完全地分離。這在三個(gè)基板3，3’，3”的基礎(chǔ)上是可實(shí)施的，并且相應(yīng)的基板的背側(cè)并非一定要被覆層。圖3為該元件的示意圖。開始時(shí)，再次確定覆層所需要的設(shè)計(jì)。具有降低反射的覆層的設(shè)計(jì)是需要的，所述覆層同時(shí)可被認(rèn)為是輔助的部分層體系(11，11’)。另外，與輔助的部分層體系11結(jié)合、可反射藍(lán)光的第一內(nèi)部部分層體系9也是需要的。而且，與附加的、輔助的部分層體系11’結(jié)合、可反射紅光的第二內(nèi)部部分層體系9’同樣是需要的。另外，層體系17的設(shè)計(jì)只能反射綠光，并且在該設(shè)計(jì)中需要注意的是，引入的媒介不是由空氣組成而是由如光學(xué)粘合劑構(gòu)成。在基板3上，根據(jù)本發(fā)明，第一內(nèi)部部分層體系9被涂覆在區(qū)域5，5’內(nèi)，在該區(qū)域，只有藍(lán)光會被反射。隨后，結(jié)構(gòu)化的且被覆層的基板表面被涂覆預(yù)先確定的輔助的部分層體系11，這樣目前基板3的覆層表面在區(qū)域5和5’內(nèi)反射藍(lán)光，而在所有其他區(qū)域內(nèi)光線基本上可以完全地透射。
在另一基板3’上，綠色的反光層體系將被涂覆在區(qū)域5和5’內(nèi)，在該區(qū)域內(nèi)，綠光將會被反射。
根據(jù)本發(fā)明，在另外一基板3”的一側(cè)上，第二內(nèi)部部分層體系9’被涂覆在區(qū)域5和5’內(nèi)，在該區(qū)域內(nèi)紅光將會被反射。該側(cè)面可被覆層，在存儲所述基板3，3’和3”的情況下該側(cè)被定位于外側(cè)，也就是靠近空氣的一側(cè)。隨后，基板3”的結(jié)構(gòu)化且被覆層的表面將被涂覆以預(yù)先確定的輔助的部分層體系11’，這樣目前基板3”的覆層表面可在區(qū)域5’和5”內(nèi)反射紅光，而在所有其他區(qū)域內(nèi)光線幾乎可以全部被透射。
由于上述步驟，可獲得具有藍(lán)光反射區(qū)域5，5’的一基板，具有紅光反射區(qū)域5’，5”的一基板和具有綠光反射區(qū)域5”，5的一基板?，F(xiàn)在使這三個(gè)基板光學(xué)地接觸，例如一種光學(xué)粘合劑21。在此過程中，布置上述基板，使得以藍(lán)光反射層體系為特征的一側(cè)形成一阻擋空氣的密閉物，而以紅光反射層體系為特征的橫截面形成另一個(gè)阻擋空氣的密閉物。選擇覆有反射層體系的基板區(qū)域的表面幾何形狀，使得一旦基板重疊，就總是有兩個(gè)不同的彩色濾光器共同作用于在一特定區(qū)域內(nèi)透射的光線。在第一區(qū)域5內(nèi)只可透射紅光，在第二區(qū)域5”內(nèi)只可以透射綠光，而在第三區(qū)域5”內(nèi)只可透射藍(lán)光。還可以實(shí)現(xiàn)第四區(qū)域，在其內(nèi)所有光譜的可見光均可透射，也就是說，穿透和放棄所述元件的光線只可通過輔助的部分層體系11和另一個(gè)輔助的部分層體系11’。
在這個(gè)意義上，值得注意的是所有結(jié)構(gòu)化方法都被分離而且基板的背面不必被覆層。
僅通過三個(gè)不同的具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行了解釋。但是，還有許多相關(guān)的具體實(shí)施方式
也是可能的和顯而易見的。應(yīng)用此方法，除色輪之外，還可以生產(chǎn)印筒，該印筒基本上是設(shè)有結(jié)構(gòu)化彩色濾光器的玻璃管。這種印筒也可以用在投影儀上。在兩個(gè)實(shí)施例中，給出了層設(shè)計(jì)的具體實(shí)施方式
。但是，應(yīng)當(dāng)考慮到的是，在選擇基板和覆層材料時(shí)，根據(jù)本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的，也可以使用薄膜技術(shù)中已知的其他材料和其他層厚度結(jié)構(gòu)。特別地，薄膜體系也可由多個(gè)層構(gòu)成，其界限在清楚限定的區(qū)域內(nèi)沒有被確定，但是其具有例如折射指數(shù)從一層到其相鄰層的逐步過渡的特征。
因此，與現(xiàn)有的方法相比，在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件過程中，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化方法是較為經(jīng)濟(jì)的。根據(jù)本發(fā)明，輔助的部分層體系包括一個(gè)以上的區(qū)域。結(jié)果是，作為一個(gè)整體的覆層更為有效，而且結(jié)構(gòu)化元件機(jī)械化學(xué)性質(zhì)更加穩(wěn)定，尤其是在邊緣區(qū)域。
如上所述，本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
使得結(jié)構(gòu)化方法分離，從而分離各個(gè)過程的產(chǎn)率，這意味著生產(chǎn)效率明顯提高。
1 結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件3 基板3’ 基板3” 基板5 第一區(qū)域5’ 第二區(qū)域5” 第三區(qū)域
5 第四區(qū)域9 第一內(nèi)部部分層體系9’第二內(nèi)部部分層體系9”第三內(nèi)部部分層體系11 輔助的部分層體系11’ 另一輔助的部分層體系17 層體系21 光學(xué)粘合劑
權(quán)利要求
1.結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件(1)，其包括一基板(3)，基板(3)的表面具有第一區(qū)域(5)和第二區(qū)域(5’)，第一區(qū)域(5)包括具有光學(xué)功能的第一層體系，該第一層體系包括一個(gè)第一內(nèi)部部分層體系(9)和一個(gè)輔助的部分層體系(11)，其中第一內(nèi)部部分層體系(9)包括至少一個(gè)層并且不會遍布第二區(qū)域(5’)，而輔助的局部層體系(11)包括至少一個(gè)層并且遍布第一區(qū)域(5)和第二區(qū)域(5’)，并且在所述第二區(qū)域(5’)內(nèi)，輔助的局部層體系(11)至少為具有與第一層體系的光學(xué)功能不同的第二層體系的一個(gè)元件，其特征在于所述的第一內(nèi)部部分層體系被設(shè)置在基板(3)和所述的輔助的部分層體系(11)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件(1)，其特征在于在第一區(qū)域(5)內(nèi)，基板(3)的表面與第一層體系一起形成第一濾光器，由一個(gè)或者不同波段組成的第一波長區(qū)域被分配給該第一濾光器，在第二區(qū)域(5’)內(nèi)，所述基板(3)的表面與第二層體系一起形成第二濾光器，由一個(gè)或者不同波段組成的第二波長區(qū)域被分配給該第二濾光器，所述基板(3)的表面至少包括具有至少另外一個(gè)附加的層體系的另一區(qū)域(5”，5)，以形成至少另外一個(gè)濾光器，由一個(gè)或者不同波段組成的另一個(gè)波長區(qū)域被分配給該濾光器，并且，所述的波長區(qū)域中至多有一個(gè)包括可見光的全部光譜，每個(gè)光學(xué)過濾器實(shí)質(zhì)上透射或者反射被分配給它的波長區(qū)域內(nèi)的光，并且分別反射、透射未被分配給它的波長區(qū)域內(nèi)的光。
3.如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件，其特征在于所述的輔助的部分層體系(11)可形成第一、第二、另外一個(gè)或者多個(gè)其他的朝向邊界表面的層體系的密閉物，從基板(3)向周圍媒介轉(zhuǎn)移。
4.如權(quán)利要求2或3所述的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)化彩色濾光器，其特征在于第一波長區(qū)域基本上只包括對應(yīng)于藍(lán)光和綠光的波長，而第二波長區(qū)域基本上只包括對應(yīng)于藍(lán)光和紅光的波長，而另外一個(gè)波長區(qū)域基本上只包括對應(yīng)于綠光和紅光的波長。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件，其特征在于在基板(3)的表面上，在至少一個(gè)所述的區(qū)域(5，5’，5”，5)內(nèi)，第二部分層體系(11)直接布置于所述基板(3)上，在此處形成一具有光學(xué)功能的層體系，優(yōu)選形成降低反射的層體系。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件，其特征在于將第一、第二和最終的第三層體系布置在基板(3)的表面上，即最終布置在所述基板(3)的兩側(cè)上，使得在沿著一光軸透射的過程中，所述光軸被預(yù)見至少位于大約靠近基板表面的垂直方向上，透射光穿過所述基板(3)的至少兩個(gè)具有可變的光學(xué)功能的層體系。
7.結(jié)構(gòu)化的光學(xué)彩色濾光器，包括至少兩個(gè)、優(yōu)選三個(gè)光學(xué)和機(jī)械接觸的基板(3，3’，3”)，并且至少在一個(gè)所述的基板(3，3’，3”)上，形成相應(yīng)于權(quán)利要求1至5之一的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件，其特征在于在所述的基板(3，3’，3”)上均未被應(yīng)用一個(gè)以上的結(jié)構(gòu)化層體系。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件，其特征在于所述基板(3)是一透明的圓盤，尤其是環(huán)形盤，最終被接觸的基板(3，3’，3”)形成一圓盤，尤其是一個(gè)環(huán)形盤，并且所述結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件是一光學(xué)輪，尤其是一色輪。
9.包括如權(quán)利要求1至6之一所述的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件的色輪，其特征在于基板(3)的幾何形狀與一玻璃圓筒或者一玻璃管一致。
10.加工如權(quán)利要求1至9之一所述的結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件的方法，其特征在于生產(chǎn)包括下列步驟a)確定每個(gè)基板區(qū)域的層體系，所述的層體系履行各自的區(qū)域可預(yù)見到的光學(xué)功能，所述層體系包括部分層體系，其相對于周圍媒介密閉并且在所有區(qū)域內(nèi)均相同，所述部分層體系包括一個(gè)或多個(gè)層；b)分割內(nèi)部的、具有區(qū)域特性的部分層體系(9，9’，9”，…)內(nèi)的層體系和輔助的部分層體系(11)，這些層體系對所有區(qū)域都是公共的；c)優(yōu)選通過真空覆層和頂出的方法，分別在被分別分配給內(nèi)部部分層體系(9，9’，9”，…)的區(qū)域(5，5’，5”，…)內(nèi)涂覆內(nèi)部部分層體系(9，9’，9”，…)；d)通過一個(gè)覆蓋所有區(qū)域的覆層步驟，優(yōu)選通過真空覆層方法，同時(shí)在所述基板的所有區(qū)域內(nèi)涂覆輔助的部分層體系(11)。
11.生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件的方法，其特征在于所述基板(3)為板狀，并且相應(yīng)于權(quán)利要求10的方法，基板兩表面可相應(yīng)地接收結(jié)構(gòu)化覆層，并且在確定所需要的層設(shè)計(jì)的過程中，考慮相對區(qū)域的光學(xué)功能被累加為光學(xué)疊加功能。
12.生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件的方法，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求10的方法，具有至少近似相等的表面的兩板狀基板(3，3’)各自在一側(cè)設(shè)有結(jié)構(gòu)化覆層，優(yōu)選借助光學(xué)粘合劑(21)，使基板的未覆層表面發(fā)生光學(xué)和機(jī)械接觸，并且最終將設(shè)有優(yōu)選為結(jié)構(gòu)化的層體系(17)的一附加的基板結(jié)合在基板之間。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一結(jié)構(gòu)化光學(xué)元件，其包括一基板，該基板至少包括兩個(gè)具有不同光學(xué)功能的區(qū)域。所述區(qū)域內(nèi)的層體系可被細(xì)分為一個(gè)具有區(qū)域特性的內(nèi)部部分層體系和一個(gè)輔助的部分層體系，它們?yōu)樗鰠^(qū)域所共有，所述輔助的部分層體系在所述區(qū)域包括至少一個(gè)層，所述內(nèi)部部分層體系包括至少一個(gè)層，該層布置在所述基板和所述輔助的部分層體系之間。
文檔編號G02B5/28GK1615445SQ03802173
公開日2005年5月11日 申請日期2003年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月11日
發(fā)明者克勞斯·海涅·肯普肯斯, 奧斯瑪·齊格, 邁克爾·亨齊克 申請人:優(yōu)利訊斯巴爾扎斯股份公司