專利名稱：一種光學(xué)元件及光學(xué)元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件及光學(xué)元件的制造方法，尤其涉及一種壓印成型的光學(xué)元件及 光學(xué)元件的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，便攜式設(shè)備，例如具有拍照攝像功能的移動電話、數(shù)碼相機等電子產(chǎn) 品的應(yīng)用日益廣泛，并且越來越傾向于輕薄短小化。便攜式設(shè)備的便攜性和小型化對與之結(jié) 合的相機模組提出了小型化的要求。然而，根據(jù)本領(lǐng)域現(xiàn)狀，相機模組的各個部分在制造鏈 中是分別制造的，例如，將光闌、鏡片、紅外截止濾光片分別制造后進行組裝。隨著各部件 的小型化，組裝這些部件變得困難，使得產(chǎn)品良率降低。組裝各部件也使得相機模組的體積 難以有進一步縮小的空間。
目前鏡片的成型一般采用射出成型和壓印成型。
在身寸出成型(請參見Replication of microlens arrays by injection molding, Microsystems Technologies 10:pp. 531-535， 2004)方式中，隨著鏡片尺寸的縮小，制造工 具的光學(xué)設(shè)計偏差值在制造中更加難以控制，將引起例如鏡片的偏心量增大，鏡片的中心厚 度不符合要求等問題，繼而影響成像質(zhì)量。
而在壓印成型(請參見The Novel Fabrication Method and Optimum Tooling Design Used for Microlens Arrays, Proceedings of the 1st IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems; January 18-21，2006， Zhuhai， China)方式中，先將液態(tài)或塑性變形材料涂敷在基底上，再以壓印模具壓印成型，由于此 時所述材料呈液態(tài)或熔融態(tài)，所述壓印模具壓印所述材料時產(chǎn)生的壓力使所述材料溢出鏡片 成型區(qū)，固化后非鏡片成型區(qū)留下了殘留的材料，也大大降低了鏡片的精密度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種能降低組裝難度，體積小且精密度高的光學(xué)元件以及一種能 減少工序，縮小體積且有效提高光學(xué)元件精密度的光學(xué)元件的制造方法。
一種光學(xué)元件，其包括一透光基底，該透光基底具有相對的第一表面和第二表面，該第 一表面設(shè)有一個第一光學(xué)部和遮光膜，該遮光膜鍍于該第一表面，并圍繞該第一光學(xué)部的通 光區(qū)，該第二表面具有紅外截止濾光膜，該紅外截止濾光膜表面對應(yīng)該第一光學(xué)部的位置設(shè)
4有第二光學(xué)部。
一種光學(xué)元件的制造方法，包括以下步驟提供一透光基底，其包括相對的第一表面和 第二表面；在該第一表面形成光阻層；在該第二表面形成紅外截止濾光膜；利用曝光顯影的 方法去除一部分光阻，使該第一表面露出部分表面，成為非光學(xué)區(qū)；在該非光學(xué)區(qū)形成遮光 膜；去除殘留的光阻，形成光學(xué)區(qū)；利用壓印模具在該光學(xué)區(qū)壓印成型第一光學(xué)部；利用該 壓印模具在該紅外截止濾光膜表面對應(yīng)于該第一光學(xué)部的位置壓印成型第二光學(xué)部。
一種光學(xué)元件的制造方法，包括以下步驟提供一透光基底，其包括相對的第一表面和 第二表面；在該第一表面形成光阻層；在該第二表面形成紅外截止濾光膜；利用曝光顯影的 方法去除一部分光阻層，使該第一表面露出部分表面，成為光學(xué)區(qū)；利用壓印模具在該光學(xué) 區(qū)壓印成型第一光學(xué)部；去除殘留的光阻，形成非光學(xué)區(qū)；在該非光學(xué)區(qū)形成遮光膜；利用 該壓印模具在該紅外截止濾光膜表面對應(yīng)于該第一光學(xué)部的位置壓印成型第二光學(xué)部。
進一步地，該光學(xué)元件的制造方法所使用的壓印模具具有凸起結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)壓印成 型方式造成的缺陷。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，該光學(xué)元件的制造方法將遮光膜和紅外截止濾光膜鍍在基底上，因此 降低了組裝難度，減少了工序，縮小了與之相配合的相機模組的體積。由于采用改善的壓印 成型方式，該光學(xué)元件的精密度得到提高。該光學(xué)元件結(jié)合了遮光膜和紅外截止濾光膜，因 此能夠很好地滿足小型化要求。


圖1是本發(fā)明 一種實施例的光學(xué)元件示意圖。
圖2是本發(fā)明一種實施例的光學(xué)元件制造方法流程圖。
圖3是已涂布光阻層和紅外截止濾光膜的基底示意圖。
圖4是對圖3所示光阻層的曝光示意圖。
圖5是對負光阻顯影示意圖。
圖6是在基底第一表面形成遮光膜的示意圖。
圖7是去除基底第一表面殘留負光阻的示意圖。
圖8是向壓印模具注入形成第一鏡片的材料的示意圖。
圖9是壓印模具和鏡片成型區(qū)對準密合并進行紫外線固化的示意圖。
圖10是脫去壓印模具的示意圖。
圖11是向脫模后形成的縫隙填充遮光材料之后的示意圖。 圖12是對正光阻顯影示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
在本文檔中，"光學(xué)元件"可以是傳統(tǒng)意義上的光學(xué)鏡片，如凹透鏡、凸透鏡、棱鏡等 ，也可以是光學(xué)鏡片與機械部件的組合，例如鏡片與光闌、紅外截止濾光片等的組合。
本發(fā)明一種實施例提供的光學(xué)元件為一種鏡片與光闌、紅外截止濾光膜的組合。
圖1是本發(fā)明一種實施例提供的光學(xué)元件10的示意圖。光學(xué)元件10的第一光學(xué)部為一個 表面為球面或非球面的第一鏡片161，第二光學(xué)部為一個表面為球面或非球面的第二鏡片 162。光學(xué)元件10的遮光膜13用作光闌，限定了通光量。
光學(xué)元件10包括一透光基底11，該透光基底ll包括相對的第一表面lla和第二表面llb。 第一表面lla設(shè)有第一鏡片161和遮光膜13，遮光膜13鍍于第一表面lla，并圍繞著第一鏡片 161的通光區(qū)，第二表面llb設(shè)有紅外截止濾光膜15，在紅外截止濾光膜15的表面與第一鏡片 161相對應(yīng)的位置設(shè)有第二鏡片162。光線經(jīng)過第一鏡片161、基底ll、紅外截止濾光膜15后 ，從第二鏡片162發(fā)出。
圖2是本發(fā)明一種實施例提供的光學(xué)元件10的制造方法流程圖，該方法的步驟為
提供一透光基底，其包括相對的第一表面和第二表面；
在第一表面形成光阻層；
在第二表面形成紅外截止濾光膜；
利用曝光顯影的方法去除一部分光阻，使第一表面露出部分表面，成為光闌區(qū)； 在光闌區(qū)形成光闌； 去除殘留的光阻，形成鏡片成型區(qū)； 利用壓印模具在鏡片成型區(qū)壓印成型第一鏡片；
利用壓印模具在紅外截止濾光膜表面對應(yīng)于第一鏡片的位置壓印成型第二鏡片。 如圖3所示，首先提供一透光基底ll，透光基底ll的材料是一種透光材料，例如玻璃， 優(yōu)選地，可以是穿透率大于95%的光學(xué)玻璃。透光基底ll包括兩個相對的表面，即第一表面 lla和第二表面llb。利用裂縫涂布(Slit Coat)或者自轉(zhuǎn)式涂布法或其它涂布法在第一表面 11a形成光阻層12，光阻層12可以是負光阻，也可以是正光阻。在第二表面llb上利用鍍膜技 術(shù)，例如蒸鍍法，鍍一層紅外截止濾光膜15。
請參閱圖4，通過具有預(yù)定圖案的光罩30對光阻層12進行紫外光照射曝光。如果使用負 光阻，例如聚異戊二烯(polyisoprene)，由于負光阻對紫外光敏感，曝光部分將不溶于顯 影劑。請參閱圖5，使用顯影劑后，將未曝光的負光阻溶解，留下被曝光的負光阻121。第一表 面lla露出部分表面，形成非光學(xué)區(qū)40。
請參閱圖6，在第一表面lla利用現(xiàn)有的鍍膜技術(shù)，例如濺鍍法，鍍一層遮光材料，例如 鉻，形成遮光膜13。遮光膜13用作光闌，限定通光量。遮光膜13至少覆蓋如圖5所示的非光 學(xué)區(qū)40。遮光膜13的厚度小于負光阻121的厚度。
請參閱圖7，利用一種可溶解負光阻但與遮光材料鉻無反應(yīng)的溶劑，例如丙酮溶液，溶 解如圖6所示的負光阻121，露出鏡片成型區(qū)14。
然后在鏡片成型區(qū)14壓印成型第一鏡片。
成型過程請參閱圖8，圖9和圖10。如圖8所示，壓印模具20由一種紫外光可穿透的材料 制成，具有成型腔201和凸起結(jié)構(gòu)202。凸起結(jié)構(gòu)202圍繞成型腔201邊緣，自壓印模具20的表 面20a向模具20外延伸。成型腔201用來容納形成鏡片的液態(tài)或塑膠材料，凸起結(jié)構(gòu)202可以 防止液態(tài)或塑膠材料溢出鏡片成型區(qū)，同時精確控制鏡片的中心厚度。首先向壓印模具20的 成型腔201注入形成鏡片的液態(tài)或塑膠材料。
請參閱圖9，壓印模具20和鏡片成型區(qū)14對準密合并進行紫外線固化，形成第一鏡片
161。
請參閱圖IO，固化完成后，脫去壓印模具20。第一鏡片161與遮光膜13之間會留下由凸 起結(jié)構(gòu)202形成的凹陷131。將感光性的黑色樹脂材料，例如由有機或無機的黑顏色材料、單 體或寡聚物及光起劑構(gòu)成的黑色樹脂材料，填入凹陷131，然后利用紫外線固化該材料，填 補凹陷131。填充后的效果如圖ll所示。
請參閱圖12，如果使用正光阻，例如酚醛樹脂，曝光部分將溶于顯影劑。使用顯影劑將 曝光部分的正光阻溶解，第一表面lla露出部分表面，形成鏡片成型區(qū)14。
請參閱圖8到圖10所示的壓印方法，在鏡片成型區(qū)14壓印成型第一鏡片。壓印完成后， 去除鏡片成型區(qū)14周圍殘留的正光阻，露出第一表面lla除鏡片以外的表面，形成非光學(xué)區(qū) 40，再利用現(xiàn)有的鍍膜技術(shù)，例如濺鍍法，在非光學(xué)區(qū)40鍍遮光材料，例如鉻，形成遮光膜 13。
接下來，利用現(xiàn)有的對準技術(shù)，例如納米對準技術(shù)，在紅外截止濾光膜15表面標定與鏡 片成型區(qū)14相對應(yīng)的區(qū)域，利用壓印模具20在該區(qū)域壓印成型第二鏡片162，如圖1所示。
本發(fā)明可以以其他特定的方式實施而不超出本發(fā)明的實際保護范圍。應(yīng)當認為前述具體 實施方式是示意性的而非限制性的。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種光學(xué)元件，其包括一透光基底，所述透光基底具有相對的第一表面和第二表面，其特征在于所述第一表面設(shè)有一個第一光學(xué)部和遮光膜，所述遮光膜鍍于所述第一表面，并圍繞所述第一光學(xué)部的通光區(qū)，所述第二表面具有紅外截止濾光膜，所述紅外截止濾光膜表面對應(yīng)所述第一光學(xué)部的位置設(shè)有第二光學(xué)部。
2.如權(quán)利要求l所述的光學(xué)元件，其特征在于所述透光基底為透光 率大于95%的光學(xué)玻璃。
3. 一種光學(xué)元件的制造方法，包括以下步驟 提供一透光基底，其包括相對的第一表面和第二表面； 在所述第一表面形成光阻層； 在所述第二表面形成紅外截止濾光膜；利用曝光顯影的方法去除一部分光阻，使所述第一表面露出部分表面，成為非光學(xué)區(qū)在所述非光學(xué)區(qū)形成遮光膜；去除殘留的光阻，形成光學(xué)區(qū)；利用壓印模具在所述光學(xué)區(qū)壓印成型第一光學(xué)部；利用所述壓印模具在所述紅外截止濾光膜表面對應(yīng)于所述第一光學(xué)部的位置壓印成型 第二光學(xué)部。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于利用裂縫 涂布法或自轉(zhuǎn)式涂布法形成所述光阻層。
5.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于利用濺鍍 法形成遮光膜。
6.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于利用蒸鍍 法形成紅外截止濾光膜。
7.如權(quán)利要求3所述的壓印模具，其包括成型腔，其特征在于圍繞所述成型腔的邊緣具有凸起結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于所述壓印模具為紫外光可穿透的模具。
9.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于所述壓印 成型第一光學(xué)部的步驟包括將形成第一光學(xué)部的液態(tài)或塑膠材料澆注入所述成型腔； 將所述光學(xué)區(qū)與所述成型腔對準密合； 固化所述形成第一光學(xué)部的液態(tài)或塑膠材料； 脫去所述壓印模具。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于所述固 化方法利用紫外線固化。
11. 一種光學(xué)元件的制造方法，包括以下步驟 提供一透光基底，其包括相對的第一表面和第二表面； 在所述第一表面形成光阻層； 在所述第二表面形成紅外截止濾光膜；利用曝光顯影的方法去除一部分光阻層，使所述第一表面露出部分表面，成為光學(xué)區(qū)利用壓印模具在所述光學(xué)區(qū)壓印成型第一光學(xué)部； 去除殘留的光阻，形成非光學(xué)區(qū)； 在所述非光學(xué)區(qū)形成遮光膜；利用所述壓印模具在所述紅外截止濾光膜表面對應(yīng)于所述第一光學(xué)部的位置壓印成型 第二光學(xué)部。
全文摘要
一種光學(xué)元件，其包括一透光基底，透光基底具有相對的第一表面和第二表面，第一表面設(shè)有一個第一光學(xué)部和遮光膜，遮光膜鍍于該第一表面并圍繞該第一光學(xué)部的通光區(qū)，該第二表面具有紅外截止濾光膜，該紅外截止濾光膜表面對應(yīng)第一光學(xué)部的位置設(shè)有第二光學(xué)部。本發(fā)明還涉及一種光學(xué)元件的制造方法，包括以下步驟提供一透光基底，在透光基底的第一表面形成光阻層；在透光基底的第二表面形成紅外截止濾光膜；去除一部分光阻形成非光學(xué)區(qū)；在非光學(xué)區(qū)形成遮光膜；去除殘留的光阻，形成光學(xué)區(qū)；利用壓印模具在該光學(xué)區(qū)壓印成型第一光學(xué)部；利用該壓印模具在該紅外截止濾光膜表面對應(yīng)于該第一光學(xué)部的位置壓印成型第二光學(xué)部。
文檔編號G02B1/10GK101452083SQ20071020286
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者駱世平 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