專利名稱：鍍膜光學(xué)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種鍍膜光學(xué)元件，特別是一種可補(bǔ)償膜應(yīng)力的鍍膜光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
鍍膜技術(shù)的應(yīng)用廣泛，其可應(yīng)用于電子(微電子、光電子等)、機(jī)械、光學(xué)、能源等工業(yè)方面。在光學(xué)工業(yè)中，光學(xué)鍍膜主要是運(yùn)用物理或化學(xué)的方法在光學(xué)元器件表面制作單一或多層膜，利用膜層對波長與膜厚相近之入射光所產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，而達(dá)到篩選特定頻譜的目的。如當(dāng)光線通過未鍍有任何光學(xué)薄膜的鏡片時，絕大部分的光線將穿透該鏡片，此類鏡片通常用來使光線聚焦、發(fā)散或?qū)?zhǔn)。但當(dāng)鏡片上鍍有光學(xué)薄膜后，除可增強(qiáng)特定波長光線的穿透率外，也可使部分波長的光線完全反射而具有濾光的效果。
通常在玻璃基底上鍍紅外線截止膜制作紅外線濾光片(即IR-cut Filter)時，往往會在玻璃基底一側(cè)表面鍍上數(shù)層甚至數(shù)十層膜而形成膜堆，這些膜層造成之內(nèi)應(yīng)力或外張力以及溫度效應(yīng)會造成基底翹曲變形甚至導(dǎo)致膜脫落。請參閱圖1，其為一現(xiàn)有的濾光片100’。在基底1’兩側(cè)各鍍上形成紅外線截止功能的厚度近似的部分膜堆2’、3’，從而共同地實(shí)現(xiàn)紅外線濾光功能之濾光片100’。由于基底1’夾在兩側(cè)膜堆2’、3’中間，因此可藉由兩側(cè)膜堆2’、3’產(chǎn)生應(yīng)力的抵銷作用，達(dá)到減輕或消除鍍膜后基底1翹曲的問題。
然而，上述濾光片100’存在不足由于兩側(cè)膜堆2’、3’需要互相搭配才能實(shí)現(xiàn)紅外線截止的功能，因此限制了膜堆2’、3’的厚度、材質(zhì)及層數(shù)改變的自由度，不易有效地產(chǎn)生相互抵銷的應(yīng)力，減輕基底1’翹曲的效果有限，而為達(dá)到應(yīng)力抵銷的目的，往往需要增加很多層數(shù)以達(dá)到厚度近似，使得制程復(fù)雜及成本增加。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種制程簡單且成本較低的可補(bǔ)償膜應(yīng)力的鍍膜光學(xué)元件。
一種鍍膜光學(xué)元件，具有基底、膜堆及補(bǔ)償膜層?；滓酝腹獠牧现瞥汕揖哂猩?、下表面，膜堆鍍于基底的上表面，補(bǔ)償膜層是單層薄膜，其鍍于基底的下表面。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述的鍍膜光學(xué)元件由于鍍在基底的上表面的膜堆可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)光學(xué)性能而不需要鍍在基底下表面的單層薄膜的配合，單層薄膜僅作為應(yīng)力補(bǔ)償使用且不會影響光學(xué)元件的特性，此外單層薄膜易于鍍制，因此可使所述鍍膜光學(xué)元件的制程簡化、成本降低。

圖1是現(xiàn)有的鍍膜光學(xué)元件的示意圖。
圖2是本發(fā)明的鍍膜光學(xué)元件的示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖2，其為本發(fā)明一具體實(shí)施方式
的鍍膜光學(xué)元件的示意圖。本實(shí)施方式的優(yōu)選的鍍膜光學(xué)元件是一紅外線濾光片100。該濾光片100具有基底1、膜堆2及補(bǔ)償膜層3。該基底1為玻璃材料制成(可以理解地，其亦可由光學(xué)塑料或其它透光材料制成)，其具有上、下表面10、12。膜堆2是由具有紅外線截止功能的若干膜層組成，利用濺射鍍膜、蒸發(fā)鍍膜或其它傳統(tǒng)的鍍膜方法鍍在基底1的上表面10上。補(bǔ)償膜層3是單層透光薄膜，厚度(T)為半波長(λ/2)膜厚的整數(shù)倍(n)，即T＝nλ/2，其亦利用濺射鍍膜、蒸發(fā)鍍膜或其它傳統(tǒng)的鍍膜方法鍍在基底1的下表面12上。補(bǔ)償膜層3對于不同波長的入射光的穿透率均滿足大于等于95％、小于等于100％。本實(shí)施方式優(yōu)選的補(bǔ)償膜層3的薄膜材料為SiO2。
鍍在基底1之上表面10的膜堆2可獨(dú)立、完整地實(shí)現(xiàn)對入射至濾光片100的紅外線截止功能，而鍍在基底1下表面的補(bǔ)償膜層3僅作為應(yīng)力補(bǔ)償使用而且基本不會影響濾光片100的濾光特性。膜堆2產(chǎn)生的應(yīng)力使基底1的上表面10產(chǎn)生翹曲變形的趨勢，而補(bǔ)償膜層3亦會在基底1的下表面12產(chǎn)生使基底1產(chǎn)生反向翹曲變形的應(yīng)力。測算出膜堆2產(chǎn)生的應(yīng)力，相應(yīng)改變半波長膜厚的倍數(shù)，從而可控制補(bǔ)償膜層3的厚度以產(chǎn)生與膜堆2大小相等的反向應(yīng)力，該兩相對應(yīng)力相互抵銷從而使基底1的翹曲變形得以降低甚至消除。
本發(fā)明的鍍膜光學(xué)元件的制備方法包括提供一基底1，利用濺射鍍膜、蒸發(fā)鍍膜或其它現(xiàn)有的鍍膜方法在基底1的上表面10鍍上若干膜層組成的預(yù)定厚度的膜堆2，在基底1的下表面12鍍上一定厚度的補(bǔ)償膜層3以補(bǔ)償上表面10的膜堆2產(chǎn)生的應(yīng)力。補(bǔ)償膜層3的厚度(T)為半波長(λ/2)膜厚的整數(shù)倍(n)，即T＝nλ/2。由于膜堆2的材質(zhì)、厚度等是預(yù)定值，因此可依據(jù)該預(yù)定值測算出膜堆2的應(yīng)力，從而選擇適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償膜層材料及相應(yīng)地調(diào)整倍數(shù)n值以控制補(bǔ)償膜層3的厚度T，使補(bǔ)償膜層3產(chǎn)生的應(yīng)力可以平衡膜堆2的應(yīng)力。上述基底1、膜堆2及補(bǔ)償膜層3的材料的選用需滿足一定的要求，諸如在光學(xué)特性方面，要求折射率穩(wěn)定、散射率低及吸收?。辉谖锢硖匦苑矫?，要求材料具有良好的熱傳導(dǎo)性與低膨脹系數(shù)；在機(jī)械性能方面，要求材料的附著力、硬度、斷裂強(qiáng)度大及應(yīng)力小等等。
可以理解地，本發(fā)明的鍍膜光學(xué)元件及制備方法不僅限于紅外線濾光片，也可適用于濾除其它特定波長光線的濾光片；不僅限于可使部分波長的光線完全反射而具有濾光功能，也可適用于其它需消除膜應(yīng)力的鍍膜的光學(xué)元件，如增強(qiáng)特定波長光線的穿透率的增透鏡等。
權(quán)利要求
1.一種鍍膜光學(xué)元件，具有一基底、一膜堆及一補(bǔ)償膜層，該基底以透光材料制成且具有上、下表面，該膜堆鍍于基底的上表面，該補(bǔ)償膜層鍍于基底的下表面，其特征在于該補(bǔ)償膜層為單層薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍膜光學(xué)元件，其特征在于該補(bǔ)償膜層鍍于基底的全部下表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍膜光學(xué)元件，其特征在于該補(bǔ)償膜層厚度為半波長膜厚的整數(shù)倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍膜光學(xué)元件，其特征在于該膜堆可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)其光學(xué)性能而不需要該補(bǔ)償膜層的配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍膜光學(xué)元件，其特征在于該補(bǔ)償膜層是低折射率材料制成之透光薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍍膜光學(xué)元件，其特征在于入射至該補(bǔ)償膜層針對不同波長的入射光的穿透率均大于等于95％、小于等于100％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍍膜光學(xué)元件，其特征在于該補(bǔ)償膜層之薄膜材料為SiO2。
8.一種鍍膜光學(xué)元件的制備方法，該方法包括以下步驟提供一基底；在該基底的上表面鍍以由若干膜層組成的膜堆；在該基底的下表面鍍以補(bǔ)償膜堆產(chǎn)生的應(yīng)力的補(bǔ)償膜層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鍍膜光學(xué)元件的制備方法，其特征在于在該基底的下表面全部鍍以補(bǔ)償膜層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鍍膜光學(xué)元件的制備方法，其特征在于該補(bǔ)償膜層是低折射率材料制成的單層透光薄膜，厚度為半波長膜厚的整數(shù)倍，改變該材料及倍數(shù)控制補(bǔ)償膜層的膜厚以使之產(chǎn)生的補(bǔ)償應(yīng)力與膜堆應(yīng)力相當(dāng)。
全文摘要
一種鍍膜光學(xué)元件，具有基底、膜堆及補(bǔ)償膜層。基底以透光材料制成且具有上、下表面，膜堆鍍于基底的上表面，補(bǔ)償膜層為鍍于基底的下表面的單層薄膜。采用上述結(jié)構(gòu)可使鍍膜光學(xué)元件的制程簡化、成本降低。
文檔編號G02B1/10GK1858620SQ20051003450
公開日2006年11月8日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者林志泉 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司