CN101041889A - 镀膜用基板支架、镀膜设备及镀膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种镀膜用基板支架、镀膜设备及一种镀膜方法。所述镀膜设备包括：一个镀膜腔；一个用于设置基板的基板支架；及至少一个膜料蒸发源。所述基板支架和膜料蒸发源都设于镀膜腔中。所述基板支架能够在一定角度范围内摆动，以在镀膜过程中改变基板与所述膜料蒸发源发出的蒸汽流之间的夹角。所述镀膜方法在镀膜过程中不断改变基板与膜料蒸发源产生的蒸汽流之间的夹角。所述镀膜设备及其镀膜方法在镀膜过程中能不断改变基板与所述膜料蒸发源发出的蒸汽流之间的夹角，使得光学薄膜光学性能基本各向同性，从而提高光学薄膜的光学性能。

Description

镀膜用基板支架、镀膜设备及镀膜方法
【技术领域】
本发明涉及镀膜技术领域，尤其涉及一种镀膜用基板支架、镀膜设备及一种镀膜方法。
【背景技术】
镀膜技术是一种新颖的材料合成与加工新技术，是表面工程技术领域的重要组成部分。镀膜技术是利用物理、化学手段在固体表面涂覆一层特殊性能的薄膜，从而使固体表面具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、防辐射、导电、导磁或绝缘等许多优越性能，从而达到提高产品质量、延长产品寿命、节约能源和获得显著技术经济效益的作用。镀膜技术已在国民经济各个领域得到应用，如航空、航天、电子、信息、机械、石油、化工、环保、军事等领域。因此，镀膜技术被誉为最具发展前途的重要技术之一。
随着光电技术的发展，光学镀膜的应用愈来愈不可或缺，而且品质上的要求也愈来愈高。目前，光学镀膜已普遍用于照相机、数码相机、照相手机镜头模组等光学产品中。
现有技术提供的光学镀膜方法中，膜料蒸发源与基板大多相对固定设置，形成的光学薄膜结晶方向单一，光学性能上无法达到各向同性，入射光的方向对光学薄膜的折射率影响明显，导致光学薄膜的光学性能不佳。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种能镀制较佳光学性能的光学薄膜的镀膜用基板支架、镀膜设备及一种镀膜方法。
一种镀膜用基板支架，该基板支架能够在一定角度范围内摆动，以在镀膜过程中改变基板与镀膜设备中的膜料蒸发源发出的蒸汽流之间的夹角。
一种镀膜设备，其包括：一个镀膜腔；一个用于设置基板的基板支架；及至少一个膜料蒸发源。所述基板支架和膜料蒸发源都设于镀膜腔中。所述基板支架能够在一定角度范围内摆动，以在镀膜过程中改变基板与所述膜料蒸发源发出的蒸汽流之间的夹角。
一种镀膜方法，将基板夹紧在基板支架上，该基板支架装在一个内设有膜料蒸发源的容器中，在镀膜过程中不断改变基板与膜料蒸发源产生的蒸汽流之间的夹角。
相较于现有技术，所述镀膜设备及其镀膜方法在镀膜过程中能不断改变基板与所述膜料蒸发源发出的蒸汽流之间的夹角，使得光学薄膜结晶方向众多，且各个方向结晶均匀，光学性能基本各向同性，光学薄膜对各个方向上的入射光的折射率基本相同，从而提高光学薄膜的光学性能。
【附图说明】
图1是本发明的实施例提供的镀膜设备示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图1，为本发明的实施例提供的镀膜设备10，其包括：一个镀膜腔；一个用于设置基板2的基板支架1；及两个膜料蒸发源3a和3b，所述基板支架1和膜料蒸发源3a和3b都设在镀膜腔中。
由于在镀膜过程中，镀膜腔中气压越高膜结构越粗越松散，因此优选地，所述镀膜腔为一个真空镀膜腔。
所述基板支架1用于设置基板2，其可为平板或夹具等各种形状，只要能够设置基板2即可，本实施例中所述基板支架为一个平板，优选地，所述平板为一个圆形平板。所述基板支架1能够在一定角度φ范围内摆动，以在镀膜过程中改变基板2与所述膜料蒸发源3发出的蒸汽流之间的夹角。本实施例中，所述基板支架1摆动方向为沿基板支架1的厚度方向。所述基板支架1摆动的角度φ可根据膜料蒸发源3相对于基板支架1的具体位置来调整大小，以得到光学性能更好的光学薄膜。所述基板支架1还可如图1中所示沿垂直于基板2的厚度方向往复移动。为能够得到厚度更加均匀的光学薄膜，本实施例中的基板支架1还可沿中心轴O做对称性旋转。
所述基板2从材料上分可为塑料镜片或玻璃镜片，从形状上分可为球面透镜或非球面透镜。
本实施例中，所述镀膜设备10包括两个膜料蒸发源3a和3b。所述膜料蒸发源3a和3b内设置的膜料的蒸发方法可为热电阻加热蒸发法或电子束轰击蒸发法。本实施例中采用电子束轰击蒸发法，通过在镀膜腔中设置两个电子束发射源4a和4b分别对两个膜料蒸发源3a和3b轰击，以使膜料蒸发源3a和3b中的膜料蒸发。所述镀膜腔内还进一步设有一个电磁场，用于对所述电子束发射源4a和4b产生的电子束加速和偏转。在其它实施例中，所述膜料蒸发源可为一个或多个，以设置不同种类的膜料。当需于基板2上仅镀制一层膜时，所述膜料蒸发源可仅为一个。当需于基板2上镀制多层膜时，所述膜料蒸发源可为多个。
另外，本发明还提供了一种镀膜方法，在该方法中先将基板2夹紧在基板支架1上，该基板支架1装在一个内设有膜料蒸发源的容器中，该方法的特点是在镀膜过程中不断改变基板2与膜料蒸发源3a，3b产生的蒸汽流之间的夹角，以镀制结晶方向多样的光学薄膜。所述改变基板2与膜料蒸发源3a，3b产生的蒸汽流之间的夹角的方法有多种，如通过移动膜料蒸发源3a，3b来改变或移动基板2来改变等，本实施例中通过使基板2在一定角度φ内摆动来改变基板2与膜料蒸发源产生的蒸汽流之间的夹角。
在镀膜过程中，所述基板2还可沿垂直于基板2的厚度方向往复移动以及沿中心轴O做对称性旋转。所述容器具体可为一个镀膜腔，优选地，所述镀膜腔为一个真空镀膜腔。
本实施例中，利用所述镀膜方法在一个基板2上镀制一个具有四层膜的抗反射光学薄膜。其包括以下步骤：
步骤一：将基板2夹紧在基板支架1上，在两个膜料蒸发源3a和3b中分别设置一种较高折射率膜料和一种较低折射率膜料。
步骤二：用电子束轰击具有较高折射率膜料的膜料蒸发源3a，在基板上镀制第一膜层，在镀制第一膜层过程中不断改变基板2与膜料蒸发源3a产生的蒸汽流之间的夹角。
步骤三：用电子束轰击具有较低折射率膜料的膜料蒸发源3b，在基板2上镀制第二膜层覆盖在所述第一膜层上，在镀制第二膜层过程中不断改变基板2与膜料蒸发源3b产生的蒸汽流之间的夹角。
步骤四：用电子束轰击具有较高折射率膜料的膜料蒸发源3a，在基板2上镀制第三膜层覆盖在所述第二膜层上，在镀制第三膜层过程中不断改变基板2与膜料蒸发源3a产生的蒸汽流之间的夹角。
步骤五：用电子束轰击具有较低折射率膜料的膜料蒸发源3b，在基板2上镀制第四膜层覆盖在所述第三膜层上，在镀制第四膜层过程中不断改变基板2与膜料蒸发源3b产生的蒸汽流之间的夹角，得到所述抗反射光学薄膜。
所述较高折射率膜料可选自二氧化钛、五氧化二铌或五氧化二钽等中的一种，所述较低折射率膜料一般使用二氧化硅。本实施例中所述较高折射率膜料为二氧化钛，其折射率为2.35，较低折射率膜料为二氧化硅，其折射率为1.46。所述第一膜层厚度为100～150纳米，第二膜层厚度为250～350纳米，第三膜层厚度为800～1200纳米，第四膜层厚度为700～1400纳米。按本实施例提供的镀膜方法得到的抗反射光学薄膜对于波长为400～700纳米的光的透射率可达97.5％～99.5％，优选地为98％～99％。
相较于现有技术，所述镀膜设备及其镀膜方法在镀膜过程中能不断改变基板与所述膜料蒸发源发出的蒸汽流之间的夹角，使得光学薄膜结晶方向众多，且各个方向结晶均匀，光学性能基本各向同性，光学薄膜对各个方向上的入射光的折射率基本相同，从而提高光学薄膜的光学性能。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种镀膜用基板支架，其特征在于该基板支架能够在一定角度范围内摆动，以在镀膜过程中改变基板与镀膜设备中的膜料蒸发源发出的蒸汽流之间的夹角。
2.如权利要求1所述的镀膜用基板支架，其特征在于，所述基板支架能够沿垂直于基板的厚度方向往复移动。
3.如权利要求1所述的镀膜用基板支架，其特征在于，所述基板支架能够沿其中心轴做对称性旋转。
4.如权利要求1所述的镀膜用基板支架，其特征在于，所述基板支架摆动的角度可以调整。
5.如权利要求1所述的镀膜用基板支架，其特征在于，所述基板为塑料镜片或玻璃镜片。
6.一种镀膜设备，其包括：一个镀膜腔；一个用于设置基板的基板支架；及至少一个膜料蒸发源，所述基板支架和膜料蒸发源都设于镀膜腔中，其特征在于所述基板支架为权利要求1至6任一项所述的基板支架。
7.如权利要求6所述的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜腔为真空镀膜腔。
8.如权利要求6所述的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜腔内进一步设有至少一个电子束发射源，用于发射电子使所述膜料蒸发源中的膜料蒸发。
9.如权利要求8所述的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜腔内还设有一个电磁场，用于对所述电子束发射源产生的电子束加速和偏转。
10.一种镀膜方法，将基板夹紧在基板支架上，该基板支架装在一个内设有膜料蒸发源的容器中，其特征在于：在镀膜过程中不断改变基板与膜料蒸发源产生的蒸汽流之间的夹角。
11.如权利要求10所述的镀膜方法，其特征在于，在镀膜过程中，所述基板支架能够沿垂直于基板的厚度方向往复移动。
12.如权利要求10所述的镀膜方法，其特征在于，在镀膜过程中，所述基板支架能够沿其中心轴做对称性旋转。
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