[发明专利]光学元件、光学膜平面化方法及光学元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在基板的一面形成光学膜时将对基板产生作用的光学膜的应力缓和而使光学膜形成后的面平面化的光学元件、缓和膜应力而使基板的表面平面化的光学膜平面化方法及上述的光学元件的制造方法。 

背景技术

液晶投影仪或光拾取器等光学装置由各种光学元件构成，光学元件通常在玻璃材料等透明基板的一面形成有光学膜。作为光学膜，有介电单层膜或介电多层膜、金属膜等各种光学膜，但是，这些光学膜因具有内部应力(膜应力)所以在通过蒸镀法等形成在透明基板之后，由于膜应力而使透明基板整体发生变形。其结果，光学膜的性能劣化或损失。 

由于近年来的光学装置对小型化的要求极高，因此，要求透明基板的板厚度的薄型化。这样，相应的由膜应力给与透明基板的影响就变得显著。因此，有必要：不仅(1)满足板厚度的薄型化的要求、并且(2)对透明基板的形状的变形进行修正。 

作为同时满足上述(1)、(2)的要求的方法，有例如在透明基板的形成有光学膜的相反面，形成用于修正光学膜的膜应力所引起的基板的变形的膜(作为修正用薄膜)的方法。该方法在专利文献1被公开，在光学元件的非光学功能面(背面)形成具有内部应力的薄膜，利用薄膜的内部应力(膜应力)的作用使光学元件产生变形，由此对光学元件的光学功能的形状进行修正。即，在基板的一面形成了光学膜的相反面、形成修正膜应力的作用的薄膜，来谋求元件整体形状的修正。 

【专利文献1】专利公开2005-19485号公报 

发明内容

然而，在专利文献1中，有必要在基板(非光学功能面)形成基板形状修正用薄膜，但通常，为了获得所希望的薄膜就需要精密的控制。另一方面，基板需要设为薄型，而对于薄的基板而言，光学膜的膜应力所引起的变形程度大，但同时修正用薄膜的膜应力也强力地起作用。这样进行的话，为了对光学膜的膜应力正确且高精度地进行修正，薄膜的形成精度就必须极精密地进行控制，由此是极为困难的。 

而且，修正用薄膜，基本只发挥修正基板形状的功能，不发挥其他光学性功能。这样的薄膜，由于从光学性功能面考虑为不必要的要素，因此成为剩余成本。而且，由于薄膜的形成比较费时间，由此当该工序费时间时就导致生产效率下降的问题。进一步而言，由于本来不需要的修正用薄膜形成于薄型的基板，因此，在抗应力性方面也存在问题。 

于是，在本发明中，其目的在于，修正用薄膜不用形成而通过缓和光学膜的膜应力来谋求光学膜的平面化。 

为了达成以上目的，本发明的技术方案1的光学元件，其特征在于，在基板的表面和背面使面粗度具有差别，在上述表面或上述背面中的粗度细的面形成光学膜，缓和上述光学膜的应力，并且上述毛面用使上述光学膜平面化的粒度进行打磨。若形成被磨面则可以缓和膜应力，但通过用最适宜的粒度形成毛面，可以使光学膜接近平面化。毛面形成时的粒度，若粗则应力的作用大，若细则应力的作用小。因此，若选择与光学膜的膜应力对应的最适宜的粒度，则可以接近平面化。 

在基板特别薄型的情况下，当在基板的表面和背面之间使面粗度有差别时，具有产生向基板的粗面方向凸出的歪曲的效应(所谓泰曼效应)。另一方面，在光学膜存在产生向基板的成膜面方向凸出的歪曲的膜应力。因此，在粗度细的面形成光学膜的情况下，由于膜应力的作用所引起的歪曲方向和上述的泰曼效应所引起的歪曲方向成为相互逆反的凸方向的关系，因此，相互的应力可互相抵消。若这样进行的话，能够将基板整体的形状进行修正，从而将光学膜平面化。 

在此，光学膜若在误差容许范围内，则也可不被完全地平面化。即，虽然在毛面(摺面)被形成的情况下光学膜的膜应力被抵消并提高平面化  的程度，但若在发挥光学性功能的误差容许范围内，则也可不被完全地平面化，也可以为微小弯曲的状态。 

本发明的技术方案2的光学元件，是技术方案1所述的光学元件，其特征在于，上述粗度细的面通过镜面研磨完成为成膜面，与该成膜面相反的面形成为毛面。 

通过进行镜面研磨来形成成膜面而将相反面形成为毛面，可以使面的粗度具有差别。在此，毛面的形成是指利用粒度粗的研磨剂对基板的一面进行打磨，毛面是指进行了毛面形成的面。作为进行毛面形成的方法(毛面的形成方法)也能够适用：使用了其他研削剂的研削处理或由将研磨剂喷在基板表面的喷砂或由钻石进行的切削、砂纸、创面电灼术(brushing)等各种方法。换言之，毛面的形成是指在基板表面形成微小的伤痕即形成微小的凹凸，是指在面上形成梨地。