現(xiàn)有技術(shù)

近年來，已經(jīng)發(fā)生了電子和光學構(gòu)件的日益小型化。特別地，具有越來越大的電子和光學功能范圍的所謂的移動設(shè)備，即智能電話、移動電話、筆記本和平板電腦的電子設(shè)備是這一發(fā)展背后的驅(qū)動力。光學元件由至少一個透鏡組成，但通常已由多個透鏡組成，這些透鏡彼此堆疊并將光束投射到圖像傳感器上。在這種情況下，光學元件的質(zhì)量必須是最受重視的，以便獲得盡可能清晰和無失真的圖像。

原則上，用于可見光光譜的光學元件可以由玻璃，特別是由SiO₂或由聚合物制成。主要由于其優(yōu)異的光學特性，最主要是由于其折射率，玻璃特別適合用于制造這種透鏡。

然而，到目前為止，用于移動設(shè)備的透鏡仍然主要由聚合物制造。聚合物簡單地通過壓印工藝和特定的印模壓印成所需的透鏡形狀，因此迄今為止仍然代表用于透鏡制造的優(yōu)選材料。此外，注塑成型技術(shù)仍然廣泛地應(yīng)用于這種透鏡的制造中。

有兩大組用于大規(guī)模生產(chǎn)光學元件的制造工藝。

第一制造工藝允許在單個壓印步驟中多個光學元件的壓印。該組制造工藝又可以分為制造工藝的子組，其需要承載基板以在其上壓印多個單獨的光學元件和能夠完全省去承載基板的子組，因為光學元件是完全連續(xù)(zusammenh?ngenden)并且在壓印步驟中在兩個印模之間制造的、所謂的整體式基板的一部分。整體式基板因此應(yīng)理解為壓印產(chǎn)品，其中所有壓印的光學元件彼此連接并且形成光學元件的大的連續(xù)場。由于光學元件主要是透鏡，并且基板大多數(shù)是圓形的，因此在大多數(shù)情況下壓印產(chǎn)品被稱為整體式透鏡圓片。

在第二組制造工藝中，多個光學元件不是通過單個壓印步驟制造的，而是通過所謂的–分步重復(fù)工藝單獨地產(chǎn)生。通過該制造工藝，多個單獨的光學元件的壓印是可能的。光學元件彼此不連接。在大多數(shù)情況下，光學元件直接壓印在

承載基板上。光學元件也可以保持緊密地與承載基板連接，由此承載基板獲得功能特性。然后在分離工藝中沿著光學元件之間的自由空間切割承載基板。在分離工藝后，獲得多個由承載基板部分和壓印在其上的光學元件組成的復(fù)合光學元件。然而，在該專利文獻中沒有更詳細地討論這種類型的制造方法以及由此產(chǎn)生的產(chǎn)品。

在第三組制造工藝中，壓印材料單獨地施加在承載基板的多個位置上。此后進行全表面壓印工藝，其雖然將各個壓印料壓印成各自的形狀，但不導致壓印料的組合。由此可以在承載基板上同時制造多個光學元件。在出版物WO2013/178263A1中非常精確地描述了這種工藝。

玻璃實際上應(yīng)理解為通過特定的制造工藝轉(zhuǎn)變?yōu)槠洳ＡЩ癄顟B(tài)的非晶形，有時也是部分結(jié)晶的材料的非常寬泛且一般的材料類。

盡管從玻璃制造宏觀光學元件，特別是透鏡用于光學設(shè)備例如照相機、望遠鏡(Feldstecher)或望遠鏡(Teleskope)原則上不再是大的挑戰(zhàn)，但是由玻璃相應(yīng)地制造非常小的透鏡仍非常有問題。其原因主要在于，較大的光學元件主要由玻璃半成品磨削。因此，切削成形(Formgebung)主要在冷狀態(tài)下進行。然而，光學元件，特別是透鏡的這種成形在毫米或微米范圍內(nèi)幾乎是不可行的。此外，用于現(xiàn)代設(shè)備中的透鏡的常規(guī)制造方法太昂貴。另外，在半導體-、電子和光學工業(yè)中，已經(jīng)提到的整體式基板，因此是連續(xù)光學元件的基板是優(yōu)選的。用常規(guī)方法制造這種整體式玻璃基板也是極其困難的。可以想到使用加工相應(yīng)的玻璃半成品的全自動微銑刀。然而，該工藝具有太小的生產(chǎn)量，和因此不適合大規(guī)模生產(chǎn)。此外，玻璃基板上的光學元件的表面將太粗糙。極端的粗糙度不利地影響光學元件的光學特性，和因此原則上應(yīng)避免或者減小到最低程度。

然而，在工業(yè)中，存在整體式玻璃基板的適合大規(guī)模的制造工藝。然而，這是基于蝕刻技術(shù)，而不是基于機械制造。下文更詳細地闡述關(guān)于該蝕刻技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)，以便示出整體式玻璃基板的當前制造是多么復(fù)雜、生產(chǎn)密集(aufwendig)且昂貴。

在第一分步驟中，用金屬層進行所選擇的玻璃基板的涂覆。在第二分步驟中，然后用感光漆涂覆金屬層，其在第三分步驟中通過掩模和光刻工藝必須相應(yīng)地結(jié)構(gòu)化。此后，在所需的位置處通過化學試劑去除感光漆，從而使金屬層暴露。在第六分步驟中，進行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印至金屬層，隨后去除感光漆。金屬層現(xiàn)在用作用于原本玻璃基板的結(jié)構(gòu)化的掩模。然后用相對有毒的化學試劑蝕刻玻璃基板。在最后的工藝步驟中，最后進行金屬層的去除，在大多數(shù)情況下再次通過其他化學試劑。

用于結(jié)構(gòu)化這種玻璃基板的必要的工藝步驟是極其生產(chǎn)密集的、時間密集的、昂貴的，并且主要是由于非常危險和有毒并且對環(huán)境非常有害的化學試劑。另外，具有許多分步驟的這種復(fù)雜的工藝非常易于出錯的。

總之，可以斷定，在現(xiàn)有技術(shù)中仍不存在值得注意的，特別是適合大規(guī)模的工藝，用于制造整體式玻璃基板，特別是整體式玻璃透鏡圓片，其可以成本有利地、不復(fù)雜地并且使用盡可能少的化學來實施。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造光學玻璃元件的改進方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明方法來實現(xiàn)。

本發(fā)明的有利的擴展實施方式在從屬權(quán)利要求中給出。在說明書、權(quán)利要求和/或附圖中給出的特征中的至少兩個的所有組合也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在所給出的值的范圍中，位于上述界限內(nèi)的值也應(yīng)作為邊界值是公開的，并且應(yīng)以任何組合可要求保護的。

本發(fā)明涉及一種用于制造一個光學玻璃元件，特別是多個光學玻璃元件的方法，具有以下工藝順序：

a) 在壓印印模，特別是壓印印模表面和/或壓印印模的基板上施加液態(tài)壓印料，

b) 在小于500℃的溫度下壓印壓印料，

c) 硬化壓印料，

d) 燒結(jié)壓印料，和由此使光學玻璃元件，特別是多個光學玻璃元件初步成形。

根據(jù)本發(fā)明，步驟a、b、c和d特別地在時間上相繼發(fā)生。在一個特定的實施方式中，步驟c和d可以同時，特別是在同一設(shè)備中進行。這尤其是對于可以熱硬化的壓印料的情況。

優(yōu)選規(guī)定，在步驟b）中在小于400℃，優(yōu)選小于300℃，更佳優(yōu)選小于200℃，還更佳優(yōu)選小于100℃的溫度下和最佳優(yōu)選在室溫下進行壓印。用室溫（也稱為室溫）來指在10℃和30℃之間，特別是在15℃和25℃之間的溫度。壓印可以有利地在相對低的溫度下，特別是在室溫下進行，這顯著簡化了壓印。

進一步優(yōu)選規(guī)定，在步驟a）之后，壓印印模表面的覆蓋率大于20％，優(yōu)選大于40％，更佳優(yōu)選大于60％，最佳優(yōu)選大于80％，最佳優(yōu)選為100％。

根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方式，壓印料以多個小的分散的液滴的形式施加在壓印印模表面上。因此，有利地可以實現(xiàn)壓印料的特別均勻的分布或者制造彼此并排但彼此分開的多個光學元件。

進一步優(yōu)選規(guī)定，在步驟b）中通過壓印印模，特別是下壓印印模和另一壓印印模，特別是上壓印印模的靠近來進行壓印料的壓印。特別地，可規(guī)定，壓印料從上方施加在下壓印印模上，并且上壓印印模從上方靠近下壓印印模。上壓印印模和/或下壓印印模可以以可移動的方式，特別是平行于垂直線方式構(gòu)建。

特別地可以規(guī)定，在步驟c）中通過熱方法進行壓印料的硬化，其中將熱傳遞到壓印料，其中壓印料的聚合過程在臨界溫度Tk以上開始。在這種情況下，臨界溫度在0℃和1000℃之間，優(yōu)選在10℃和750℃之間，還更優(yōu)選在20℃和500℃之間，最優(yōu)選在30℃和250℃之間，最優(yōu)選在50℃和200℃之間。

作為替代方案，可以規(guī)定，壓印料的硬化可以在步驟c）中通過電磁方法進行，其中，通過電磁輻射，特別是UV光照射壓印料，其中，電磁輻射的波長范圍在1nm和10,000nm之間，優(yōu)選在10nm和1000nm之間，更佳優(yōu)選在100nm和500nm之間，最佳優(yōu)選在200nm和500nm之間。

根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方式，步驟a）、b）和c）在壓印裝置中進行，和步驟d）中的燒結(jié)在與壓印裝置分開的燒結(jié)裝置中進行，優(yōu)選設(shè)置在壓印裝置外部。由此，有利地可以并行加工。特別地，可以在燒結(jié)爐中同時熱處理多個基板。通過在燒結(jié)爐中熱處理多個基板，可以有利地更快地進行玻璃元件或多個玻璃元件的制造。

進一步優(yōu)選規(guī)定，在步驟d）中的燒結(jié)通過微波輻射進行。作為替代方案，可以規(guī)定，在步驟d）中的燒結(jié)在爐中，優(yōu)選在連續(xù)加熱爐中進行，其中燒結(jié)時的溫度大于50℃，優(yōu)選大于100℃，更佳優(yōu)選大于300℃，還更佳優(yōu)選大于500℃，特別地優(yōu)選大于700℃，最佳優(yōu)選大于900℃。

根據(jù)另一個優(yōu)選實施方式，規(guī)定，壓印料具有以下組分中的至少一種和/或以下組分的組合：

多面體低聚硅倍半氧烷（POSS）、

聚二甲基硅氧烷（PDMS）、

原硅酸四乙酯（TEOS）、

聚(有機)硅氧烷（硅酮）。

本發(fā)明還涉及一種用根據(jù)前述實施方式之一的方法制造的光學玻璃元件。

本發(fā)明還涉及一種用于實施根據(jù)前述實施方式之一的方法的裝置。

本發(fā)明還涉及根據(jù)前述實施方式之一的裝置用于制造光學玻璃元件的用途。

本發(fā)明特別涉及一種制造光學元件的方法（方法），所述光學元件由玻璃（光學玻璃元件，特別是以整體式基板構(gòu)建），特別是玻璃透鏡，特別優(yōu)選整體式玻璃透鏡基板，通過壓印(Imprint)工藝在小于500℃的溫度下，特別是在室溫下進行。

根據(jù)本發(fā)明，玻璃特別地應(yīng)理解為由二氧化硅構(gòu)成的陶瓷玻璃以及其各種變體(Abwandlungen)。

在這種情況下，本發(fā)明基于使用可以在小于500℃的溫度下，特別是在室溫下成形的壓印料的想法，該壓印料可以通過化學和/或物理過程轉(zhuǎn)化為至少接近的純的二氧化硅。本發(fā)明的一個重要方面特別是表面粗糙度的減小，特別是有針對性可控的減小，和由此增加了整體式玻璃透鏡基板的玻璃透鏡質(zhì)量。此外，特別地，公開了用于尤其借助微波燒結(jié)壓印料或基板的有效方法。

根據(jù)本發(fā)明，燒結(jié)應(yīng)特別地理解為特別是粘性的壓印料轉(zhuǎn)化成硬的交聯(lián)材料。

燒結(jié)過程特別導致具有相應(yīng)高密度的非常密實的材料。燒結(jié)過程的特征在于壓印料的物理和/或化學轉(zhuǎn)化。在化學轉(zhuǎn)化的情況下，燒結(jié)過程特別伴隨著氣體的產(chǎn)生，氣體從燒結(jié)體排出，以便獲得特別不存在缺陷的密實的最終產(chǎn)品。由于大多數(shù)壓印料由有機和/或有機-硅酸鹽材料組成，燒結(jié)過程常常伴隨二氧化碳和/或一氧化碳和/或水的產(chǎn)生。另外，優(yōu)選在燒結(jié)過程之前和/或期間，將添加到壓印料的氣體和/或添加劑蒸發(fā)或以其它方式從壓印料中除去。根據(jù)本發(fā)明，在燒結(jié)過程之前，最遲，在燒結(jié)過程期間，以及最遲就在燒結(jié)過程結(jié)束之前，優(yōu)選去除這種添加劑和/或在本發(fā)明方法期間產(chǎn)生的所有氣體，以便在本發(fā)明最終產(chǎn)品中不保留不需要的產(chǎn)物，特別是氣體，這可能是孔形成的原因。燒結(jié)過程優(yōu)選與壓印料或最終產(chǎn)品中的殘余應(yīng)力的減少結(jié)合。因此，特別地這樣選擇燒結(jié)過程的參數(shù)，使得最終產(chǎn)品，特別是整體式透鏡圓片中的殘余應(yīng)力具有特定的殘余應(yīng)力。

用室溫來指在10℃和30℃之間，特別是在15℃和25℃之間的溫度。

因此，本發(fā)明特別涉及一種通過使用壓印料來制造光學玻璃元件，特別是整體式玻璃基板的方法，該材料可以在小于500℃，特別是室溫的溫度下壓印，并且通過隨后的熱處理轉(zhuǎn)化為至少接近的純的玻璃，特別是二氧化硅。

換句話說，本發(fā)明方法使用壓印料，特別是低粘度凝膠，其通過隨后的工藝步驟才特別地轉(zhuǎn)化為氧化硅或二氧化硅。由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可以成本有利地、快速地并且適度地使用化學試劑來制造光學玻璃元件。

光學玻璃元件特別是玻璃透鏡，特別優(yōu)選整體式玻璃透鏡圓片。盡管在隨后的文本中提到整體式玻璃基板，但是根據(jù)本發(fā)明的想法也可以用于在承載基板上制造單個光學元件，特別是通過分步重復(fù)工藝。此外，本發(fā)明方法不限于使用化學試劑，從其中通過本發(fā)明方法形成玻璃，特別是二氧化硅。本發(fā)明的實施方式更加可應(yīng)用于可以在低溫下壓印并且通過化學和/或物理過程，特別是熱處理進行化學轉(zhuǎn)化的所有類型的化學試劑。

印模

為了進行壓印料的壓印（結(jié)構(gòu)化），需要特定的壓印印模。壓印印模必須滿足極高的要求，使得它們的微米尺寸和納米尺寸的結(jié)構(gòu)可以無缺陷地作為負片(Negativ)轉(zhuǎn)印到壓印料中。原則上，在硬印模和軟印模之間進行區(qū)分。硬印模特別地由金屬、玻璃或陶瓷構(gòu)成。它不易變形、耐腐蝕和耐磨。硬印模的表面特別是通過電子束光刻或激光束光刻加工。硬印模的優(yōu)點主要在于高的耐磨性。特別地，軟印模被模制成硬印模的負片。它特別地由聚合物構(gòu)成，具有高的彈性和低的彎曲強度。它特別是熵彈性（橡膠彈性）。原因主要是壓印料和軟印模之間的高的粘附和/或軟印模的膨脹(Aufschwellen)。軟印?？梢酝ㄟ^不同的化學、物理和技術(shù)參數(shù)與硬印模區(qū)分開。可以想到基于彈性行為的區(qū)分。軟印模具有主要基于熵彈性的變形行為，硬印模具有主要基于能彈性的變形行為。另外，這兩種類型的印?？梢岳缤ㄟ^它們的硬度來區(qū)分。硬度是材料抵抗壓入體的阻力。由于硬印模特別由金屬或陶瓷構(gòu)成，因此它們具有相應(yīng)高的硬度值。存在給出固體的硬度的各種可能的方法。一種非常常見的方法是根據(jù)維氏給出硬度。硬印?？梢蕴貏e地具有大于500HV的維氏硬度。

對于脫模特別有利的是根據(jù)本發(fā)明的一個有利的實施方式的疏水性印模表面和壓印料的疏水性表面的組合。親水性應(yīng)理解為物質(zhì)表面與水的高的相互作用能力。親水性表面主要是極性的，并且相當良好地與流體分子的永久偶極相互作用，優(yōu)選與水相互作用。表面的親水性特別地借助接觸角測量儀器來量化。在這種情況下，親水表面具有非常小的接觸角。如果根據(jù)本發(fā)明的壓印料必須具有親水性表面，以便能夠盡可能簡單地從印模脫模，則根據(jù)本發(fā)明以下范圍的值應(yīng)適用：親水性表面具有小于90°，??優(yōu)選小于60°，更佳優(yōu)選小于40°，還更佳優(yōu)選小于20°，最佳優(yōu)選小于1°的接觸角。

疏水性相應(yīng)地應(yīng)理解為物質(zhì)表面與水的小的相互作用能力。疏水性表面主要是非極性的，并且?guī)缀醪慌c流體分子的永久偶極相互作用。如果在本發(fā)明的一個實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的壓印料具有疏水性表面，以便能夠盡可能簡單地從印模脫模，那么根據(jù)本發(fā)明以下范圍的值應(yīng)適用：疏水性表面具有大于90°，??優(yōu)選大于100°，更佳優(yōu)選大于120°，還更佳優(yōu)選大于140°，最佳優(yōu)選大于160°的接觸角。

壓印料

根據(jù)本發(fā)明的想法特別地在于，使用在室溫下作為液體存在的特定的壓印料。壓印料特別是膠體分散體。膠體分散體應(yīng)理解為兩種物質(zhì)的不均勻的混合物，其中顆粒的數(shù)量上較小的物質(zhì)量位于約1nm和500nm之間的尺寸范圍內(nèi)。壓印料在室溫下作為液體存在，并且可以通過化學和/或物理過程，特別是通過光子、自由基、熱、酸和/或堿液的作用而聚合。

壓印料尤其可以具有硅和氧。這些壓印料由于它們的液態(tài)聚集態(tài)可無問題地變形，和因此也可以被壓印。在成功變形后，液態(tài)壓印料轉(zhuǎn)化為固體，在這種情況下特別地轉(zhuǎn)化為至少接近的純的二氧化硅或氧化硅。

本發(fā)明現(xiàn)在特別地基于使用相應(yīng)的壓印料用于制造多個玻璃透鏡，特別是玻璃透鏡圓片的想法。在這種情況下，壓印料在其液體狀態(tài)下被壓印并因此相應(yīng)地結(jié)構(gòu)化。此后是特別地熱和/或通過光子產(chǎn)生的硬化過程，其中發(fā)生壓印料的第一交聯(lián)。通過該交聯(lián)過程，壓印料將形狀穩(wěn)定。在實現(xiàn)形狀穩(wěn)定性之后，可以從壓印料移除印模。

因此，除了制造方法之外，本發(fā)明還描述了用于壓印光刻的壓印料以及根據(jù)本發(fā)明的壓印料的應(yīng)用/用途。壓印料特別地以以下的混合物為特征：至少一種主要組分，優(yōu)選由無機和/或有機部分組成，和至少一種優(yōu)選為有機組分的次要組分，其特別適于/用于設(shè)定壓印料與水的相互作用的性質(zhì)。主要組分應(yīng)理解為以主要程度造成最終壓印形狀的建立的組分。次要組分應(yīng)理解為與主要組分混合的所有其他組分，特別包括借助其根據(jù)本發(fā)明設(shè)定/影響親水性或疏水性的那些有機組分，引發(fā)劑和溶劑。壓印料因此也可以由多個主要組分和/或多個次要組分組成。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的壓印料的精確描述在例如專利文獻PCT/EP2013/062711中找到，其關(guān)于壓印料的公開內(nèi)容應(yīng)明確收入本發(fā)明的說明書中。然而，原則上，可以由其產(chǎn)生玻璃的所有料是合適的。

因此，上述壓印料是用于產(chǎn)生整體式玻璃基板的優(yōu)選壓印料。還可以想到使用任何其它合適的材料。

優(yōu)選的實施方式在于在室溫下壓印壓印料為整體式基板。壓印過程本身在小于500℃，優(yōu)選小于400℃，更佳優(yōu)選小于300℃，最佳優(yōu)選小于200℃，最佳優(yōu)選小于100℃的溫度下，優(yōu)選在室溫下發(fā)生。然后對如此得到的整體式基板進行熱處理。熱處理是燒結(jié)過程，其中壓印料被壓縮。燒結(jié)過程可以在壓印料從壓印印模脫模之前和/或之后發(fā)生。然而，優(yōu)選地，壓印過程和熱處理彼此分開，以便實現(xiàn)生產(chǎn)量的增加。因此，特別優(yōu)選地，壓印設(shè)備僅用于壓印，而壓印的整體式基板在外部的熱處理設(shè)備，特別是爐，特別優(yōu)選連續(xù)加熱爐中燒結(jié)。在這種情況下，燒結(jié)過程在大于50℃，優(yōu)選大于100℃，更佳優(yōu)選大于300℃，最佳優(yōu)選大于500℃，最佳優(yōu)選大于700℃，最優(yōu)選大于900℃的溫度下發(fā)生。

燒結(jié)優(yōu)選在熱處理設(shè)備中進行。在一個相當優(yōu)選的實施方式中，熱處理設(shè)備是具有微波源的設(shè)備。在這種情況下，待燒結(jié)的玻璃元件或整體式基板與可以被微波激發(fā)并且通過微波加熱的構(gòu)件接觸，使得整體式基板被加熱和燒結(jié)。特別優(yōu)選地，該構(gòu)件是上和/或下壓印印模。由此，根據(jù)本發(fā)明，公開了一種非常緊湊的設(shè)備，其適合于壓印整體式基板以及通過微波的作??用對其進行燒結(jié)。備選地，只要壓印料可以直接由微波激發(fā)，則可以想到通過微波直接加熱整體式基板。

另一個特別優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的過程在壓印料的燒結(jié)過程期間發(fā)生。在這種狀態(tài)下，出現(xiàn)壓印的整體式基板的收縮。然而，由于主要為非晶形的微觀結(jié)構(gòu)，收縮均勻地發(fā)生。將數(shù)字1與收縮后的體積和起始體積之間的比例的差稱為收縮因子f。將乘以100的收縮因子稱為收縮率。因此，燒結(jié)前的收縮率為0％。根據(jù)本發(fā)明，存在利用收縮率的兩種不同的可能的方法。

在一個示例性的本發(fā)明的實施方式中，通過正確選擇壓印料以及燒結(jié)過程的相應(yīng)參數(shù)，將收縮率保持盡可能低。

首先，產(chǎn)生特別是整體式的基板，其收縮率小于2％，優(yōu)選小于1％，還更優(yōu)選小于0.1％，最優(yōu)選小于0.01％，最優(yōu)選小于0.001％。由于低的百分比收縮因子，特別是整體式的基板優(yōu)選不具有與印模形狀的不同或僅非常小的不同。因此，根據(jù)本發(fā)明，即使在印模設(shè)計時也不需要考慮收縮。為此，有利地顯著簡化了制造工藝。

在另一個優(yōu)選的實施方式中，收縮用于使整體式基板的表面平滑。壓印料在燒結(jié)過程中通過收縮過程非常大地壓縮。壓縮一方面基于可能的取代基的釋放氣體過程，然而另一方面，并??且主要地基于化學交聯(lián)過程。由于交聯(lián)過程，原子通過形成共價化學鍵相互最終地(endgültig)和主要均勻地并因此同樣地在空間的所有方向上交聯(lián)。主要是非常強的硅-氧化合物形成的這種網(wǎng)絡(luò)導致壓印料的密度的增加和實際轉(zhuǎn)化成固體，至少主要含氧化硅的材料玻璃。該壓縮過程不僅在壓印料的內(nèi)部而且還在其表面上發(fā)生。由此使不平整相應(yīng)地平滑，這導致存在于整體式基板上的光學元件的質(zhì)量的提高。光學元件，特別是透鏡的表面越粗糙，散射光的漫射份額越大，這完全不有助于期望的光學成像。由此光子產(chǎn)量隨著粗糙度的增加而下降。在透鏡的情況下，這導致圖像的對比度降低，其被安裝在透鏡后面的圖像傳感器記錄和進一步處理。通過根據(jù)本發(fā)明的并且有針對性利用的收縮過程和伴隨其的光學元件，特別是透鏡的表面的平滑，使強度結(jié)果得以提高。

根據(jù)本發(fā)明的一個特別的方面是除去不應(yīng)存在于壓印料例如整體式基板中的所有化合物，特別是在燒結(jié)過程之前和/或期間產(chǎn)生的氣體和/或添加劑。在根據(jù)本發(fā)明的工藝結(jié)束后，這些氣體和/或添加劑的最終濃度特別地少于100ppm，小于10ppm，更優(yōu)選小于1ppm，還更優(yōu)選小于100ppb，最優(yōu)選小于1ppb。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面是壓印料中的殘余應(yīng)力的特定設(shè)定。在燒結(jié)過程后，壓印料中的殘余應(yīng)力特別地在1000MPa和-1000MPa之間，優(yōu)選在500MPa和-500MPa之間，還更優(yōu)選在250MPa和-250MPa之間，最優(yōu)選約0MPa。壓應(yīng)力用負號表示，拉應(yīng)力用正號表示。優(yōu)選地，壓印料因此在燒結(jié)過程后無殘余應(yīng)力。無殘余應(yīng)力的燒結(jié)產(chǎn)品不易受到殘余應(yīng)力的損害。然而，有時，可能期望或需要引入殘余壓應(yīng)力，以抵消在使用情況下可能存在的從外部附加的拉載荷。在這種情況下，期望大于-100MPa，優(yōu)選大于-250MPa，還更優(yōu)選大于-500MPa，還更優(yōu)選大于-1,000MPa的壓應(yīng)力。殘余應(yīng)力可以特別地通過熱影響和通過相應(yīng)的熱剖面在燒結(jié)以及之后的冷卻來設(shè)定。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細節(jié)從優(yōu)選實施例的以下描述以及借助附圖而顯現(xiàn)。

下圖顯示：

圖1a本發(fā)明方法的一個示例性實施方式的第一工藝步驟的示意性橫截面圖，

圖1b本發(fā)明方法的一個示例性實施方式的第二工藝步驟的示意性橫截面圖，

圖1c本發(fā)明方法的一個示例性實施方式的第三工藝步驟的示意性橫截面圖，

圖1d本發(fā)明方法的一個示例性實施方式的第四工藝步驟的示意性橫截面圖，

圖1e本發(fā)明方法的一個示例性實施方式的第五工藝步驟的示意性橫截面圖，

圖2根據(jù)一個示例性實施方式的光學玻璃元件的示意性橫截面圖，

圖3a在燒結(jié)過程之前，根據(jù)一個示例性實施方式的基板的放大的示意性橫截面圖，

圖3b在燒結(jié)過程之前，根據(jù)另一個示例性實施方式的基板的放大的示意性橫截面圖，

圖3c在燒結(jié)過程之后，根據(jù)一個示例性實施方式的光學玻璃元件的放大的示意性橫截面圖。

在各個附圖中，相同的部分始終設(shè)有相同的附圖標記，并且因此通常也在每種情況下僅命名或提及一次。

圖1a示出了一個根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的第一工藝步驟的示意圖，其中壓印料4通過分散單元5分散到下壓印印模1的壓印印模表面1o上。壓印料4可以通過所謂的水坑沉積（英語：puddle dispense）施加。在這種情況下，通過分散單元5將壓印料4沉積在壓印印模表面1o上，直到壓印料4覆蓋壓印印模表面1o的大部分。還可以想到，在進一步的工藝步驟中才實現(xiàn)完全覆蓋。壓印料可以特別地通過旋轉(zhuǎn)涂覆工藝和/或噴射涂覆工藝來施加。在分散期間，壓印印模表面1o的覆蓋率大于20％，優(yōu)選大于40％，更佳優(yōu)選大于60％，最佳優(yōu)選大于80％，最佳優(yōu)選100％。

通過進一步的工藝，像例如旋轉(zhuǎn)涂覆（英語：spin-coating），覆蓋度仍可增加，或者關(guān)于位置的壓印料層厚度t可均勻化。也可以想到通過噴射涂覆設(shè)備（英語：spray coater）將壓印料4施加在壓印印模表面1o上。在另一未示出的實施方式中，壓印料4不作為水坑施加，而是以多個小的，分散的液滴的形式施加，然而，其具有足夠的壓印料4，以在隨后的工藝中附聚并形成相應(yīng)的整體式基板。在這種情況下施加液滴的優(yōu)點主要在于壓印料4的更均勻分布的可能性。此外，通過施加液滴分散的壓印料4的液滴可以通過隨后的旋轉(zhuǎn)涂覆工藝分散在壓印印模表面1o上并且已在該工藝步驟中附聚。然而，為了壓印彼此分開的光學單元，也可以想到單個液滴的沉積。這種工藝描述于公開WO2013/178263A1中。

在圖1b所示的示例性第二工藝步驟中，第二壓印印模2在第一壓印印模1的上方對準。在這種情況下，該兩個壓印印模的對準優(yōu)選通過多個（未示出的）在壓印印模1和2上的對準標記進行。在至少兩個不同的優(yōu)選地盡可能遠地位于邊緣上的位置處的兩個各自對置的對準標記，通過相應(yīng)的對準設(shè)備彼此對準。

在圖1c所示的示例性第三工藝步驟中，通過兩個壓印印模1和2的靠近來進行壓印料4的壓印。在這種情況下，壓印料4被壓入上壓印印模2和/或下壓印印模1的壓印形狀3中。在圖1d所示的另一個示例性工藝步驟中，在兩個壓印印模1和2之間進行壓印料4的硬化。在這種情況下，硬化可以或者借助熱、光子、電流、化學試劑如酸和堿或者任何其它類型的化學和/或物理應(yīng)力進行。熱和電磁方法是特別優(yōu)選的。

通過熱方法，熱通過上壓印印模2和/或下壓印印模1傳遞到壓印料4。壓印料4內(nèi)的熱引發(fā)劑在臨界溫度Tk以上使壓印料4的聚合過程開始。在這種情況下，臨界溫度大于室溫，優(yōu)選大于100℃，更佳優(yōu)選大于200℃，最佳優(yōu)選大于300℃，最優(yōu)選大于400℃，最優(yōu)選大于500℃。

在電磁方法中，壓印料4被強烈的電磁輻射，特別是UV光照射。在這種情況下，電磁輻射透射上壓印印模2和/或下壓印印模1。因此，透射的壓印印模1和/或壓印印模2對于電磁輻射必須是透明的。電磁輻射的優(yōu)選波長范圍在1nm和10,000nm之間，優(yōu)選在10nm和1000nm之間，更佳優(yōu)選在100nm和500nm之間，最佳優(yōu)選在200nm和500nm之間。

在壓印料4硬化之后，形狀穩(wěn)定的固體壓印料4’已經(jīng)以整體式基板6的形式存在。整體式基板6再燒結(jié)以將壓印料4'轉(zhuǎn)化成玻璃材料7。圖1e示出了示例性實施方式的第五工藝步驟。燒結(jié)優(yōu)選在壓印裝置8的外部進行。根據(jù)本發(fā)明，因此也進行壓印過程和燒結(jié)過程的分離，這可以對生產(chǎn)量產(chǎn)生積極的影響。特別優(yōu)選地，即，壓印裝置8總是僅用于壓印，并且相應(yīng)的燒結(jié)裝置9僅用于燒結(jié)。燒結(jié)裝置9例如為爐，更優(yōu)選為連續(xù)加熱爐。特別優(yōu)選地，燒結(jié)設(shè)備9使用微波源10。微波源10用于或者直接加熱整體式基板6的材料4'或者加熱構(gòu)件11，特別是試樣保持件11，其盡可能有效地與整體式基板6熱耦合。熱耦合或者通過整體式基板6與構(gòu)件11的直接接觸或者經(jīng)由盡可能有效地傳導熱的氣體來存在。在一個特別的實施方式中，將壓印裝置8和燒結(jié)裝置9彼此組合可能是有用的。因此，根據(jù)本發(fā)明可以在同一個設(shè)備中進行壓印過程和燒結(jié)過程。

圖2示出了由多個光學子元件12組成的光學玻璃元件13的示例性實施方式。在特殊情況下，光學子元件12是雙凸透鏡。然而，光學子元件12也可以是例如雙凹、凸凹或凹凸透鏡。此外，可以想到光學子元件12是衍射柵，任何其它類型的光學元件或任何其它類型的玻璃構(gòu)件。

圖3a和3b各自示出了在燒結(jié)過程之前的示例性整體式基板6的放大圖。圖3c示出了在燒結(jié)過程之后具有幾乎理想的表面13o的由玻璃材料7構(gòu)成的示例性光學玻璃元件13。整體式基板6由形狀穩(wěn)定但尚未燒結(jié)的材料4’構(gòu)成。圖3a示出了具有隨機粗糙的表面6o的整體式基板6的放大圖。圖3b示出了另一整體式基板6的放大圖，其具有與理想形狀13o系統(tǒng)偏離的明確限定的表面6o。表面6o可以例如作為壓印印模1或壓印印模2的壓印形狀3的負片產(chǎn)生?？梢蕴貏e地規(guī)定，雖然構(gòu)建和制造平均(im Mittel)與期望形狀匹配的壓印形狀3的表面3o，但是逐步形成它們的短程有序。

通過收縮過程，出現(xiàn)表面6o的特別是局部(leichten)的平滑或基板6的逐步構(gòu)建6o。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，通過表面6o的結(jié)構(gòu)化特別是通過逐步結(jié)構(gòu)化來影響收縮過程。優(yōu)選地，表面6o的結(jié)構(gòu)化如下影響收縮過程：產(chǎn)生盡可能平滑的表面13o“（根據(jù)圖3c）。這種平滑是特別是在整個體積內(nèi)發(fā)生的材料4’的壓縮的表面效應(yīng)。

參考符號列表

1下壓印印模

1o下壓印印模的壓印印模表面

2上壓印印模

3壓印形狀

4，4'壓印料

5分散單元

6整體式基板

6o表面

7玻璃材料

8壓印裝置

9燒結(jié)裝置

10微波源

11構(gòu)件

12光學子元件

13光學元件

13o表面