防反射膜及具备防反射膜的光学部件制造技术

技术编号:15193721 阅读:15 留言:0更新日期:2017-04-20 14:47
本发明专利技术提供一种能够以较高生产率制造且具有充分的光学特性的防反射膜及具备该防反射膜的光学部件。在具有透光性的基材的表面上设置的防反射膜中,包括从基材(5)侧依次层叠的薄膜多层膜(20)及微细凹凸层(30),所述薄膜多层膜(20)由多层构成,所述微细凹凸层(30)具有以比使用光的波长短的平均间距形成的凹凸结构,且根据凹凸结构中的膜厚方向上的空间占有率的连续的变化而相对于使用光的折射率连续进行变化,多层中包括具有相对高的折射率的至少两种金属元素种类的氧化膜或硅和至少一种金属元素种类的氧化膜(21)及具有相对低的折射率的氮氧化膜(22)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种防反射膜及具备防反射膜的光学部件。
技术介绍
在利用塑料等透光性部件的透镜(透明基材)中,为了降低因表面反射引起的透射光的损失,在光入射面设置防反射膜。例如,作为针对可见光的防反射膜,已知有电介质多层膜、在表面具备比可见光的波长短的间距的微细凹凸的微细凹凸层等。专利文献1中,以提供能够适用于各种表面形状的光学部件,且具有波长频带特性及入射角度特性优异的性能的光学膜为目的,公开有在透明基材上隔着作为第1层的薄膜层而形成微细凹凸层作为第2层的光学膜。专利文献1中所记载的光学膜中,第1层包括根据膜厚方向上的折射率物质的组合比的变化而折射率连续或阶段性地进行变化的区域,具体而言,可以举出利用二氧化钛和二氧化硅的双源蒸镀方法所形成的膜、利用氧化锆和二氧化硅的双源蒸镀方法所形成的膜等。专利文献2中公开有与专利文献1同样地在透明基材上隔着透明薄膜层而具备微细凹凸层的结构,并提出有实现提高能够以更少的材料种类来制作的生产率的结构的防反射膜。该专利文献2中,透明薄膜层具备多个相同种类的氮化物层和/或氮氧化物层,作为氮化物层,可以举出SiN、AlN、SiAlN,作为氮氧化物层,可以举出SiON、AlON、SiAlON。以往技术文献专利文献专利文献1:日本特开2014-21146号公报专利文献2:日本特开2014-81522号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题然而,在将具备如专利文献1、2中所记载的防反射膜的光学部件装入相机作为相机透镜的情况下,有时因光学部件会产生较大的重影,所述防反射膜是通过在透明基材上隔着薄膜层形成微细凹凸层而成的。通过本专利技术人的深入研究可知,根据生产批次存在重影较小的产品和重影较大的产品,这种重影特性的偏差起因于每一生产批次的防反射膜的反射率的偏差。若根据生产批次产生能够形成具有所希望的防反射性能的膜的情况和无法形成的情况,则在无法形成具有所希望的性能的膜的生产批次中所制造的光学部件会成为不良品,因此导致成品率的下降。因此,要求能够制造抑制在生产批次期间中的防反射膜的反射率偏差且具有恒定防反射性能的防反射膜。本申请专利技术是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种能够成品率良好地制造具有恒定防反射性能的防反射膜及具备防反射膜的光学部件的构成的防反射膜及光学部件。用于解决技术课题的手段本申请专利技术人等新发现,在透明基材上隔着薄膜层具备微细凹凸层的防反射膜中,在每一生产批次中防反射膜的性能产生较大的不同的原因是,在使用氮氧化膜形成高折射率的膜作为薄膜层的情况下,相对于该折射率设计值实际上成膜而得到的膜的折射率在每一生产批次中较大地不同。并且,同时又新发现氮氧化膜的消光系数在高折射率侧急剧地变大。本专利技术是根据本专利技术人等所新发现的上述研究结果而完成的。本专利技术的防反射膜为在具有透光性的基材的表面上设置的防反射膜,所述防反射膜包括从基材侧依次层叠的薄膜多层膜及微细凹凸层,所述薄膜多层膜由多层构成,所述微细凹凸层在其表面具有比使用光的波长短的平均间距的凹凸结构,且根据凹凸结构中的薄膜多层膜的膜厚方向上的空间占有率的连续的变化而相对于使用光的折射率连续进行变化,多层包括由至少两种金属元素种类的氧化膜或硅和至少一种金属元素种类的氧化膜构成的具有相对高的折射率的层及由氮氧化膜构成的具有相对低的折射率的层。在此,所谓相对高的折射率、相对低的折射率是指比较其两者的折射率时的低折射率、高折射率。并且,所谓至少两种金属元素种类的氧化膜为除了金属元素种类以外仅含有氧元素的膜,所谓硅和至少一种金属元素种类的氧化膜为除了硅和金属元素种类以外仅含有氧元素的膜,所谓氮氧化膜为含有氧元素和氮元素这两种元素的膜。在薄膜多层膜中,优选折射率n以上的层由至少两种金属元素种类的氧化膜或硅和至少一种金属元素种类的氧化膜形成,且小于折射率n的层由氮氧化膜形成。其中,折射率n为1.58≤n≤1.66,特别优选为1.61。本专利技术中具有相对低的折射率的层优选为氮氧化硅膜。本专利技术中具有相对高的折射率的层优选为铌硅氧化膜。本专利技术的光学部件在具有透光性的基材的表面具备上述防反射膜。专利技术效果关于本专利技术的防反射膜,由于具备难以得到稳定且具有高折射率的层的氮氧化膜作为具有相对低的折射率的层,并且具备可以得到稳定且具有高折射率的层的至少两种金属元素种类的氧化膜或硅和至少一种金属元素种类的氧化膜作为具有相对高的折射率的层,因此没有因生产批次产生的偏差且具有稳定的防反射性能。附图说明图1是表示本申请专利技术的实施方式所涉及的防反射膜及具备该防反射膜的光学部件的结构的剖面示意图。图2是示意地表示图1的防反射膜的层叠方向上的折射率图。图3是示意地表示防反射膜的设计变更例1的层叠方向上的折射率的图。图4是示意地表示防反射膜的设计变更例2的层叠方向上的折射率的图。图5是表示被溅射成膜的氮氧化硅膜的折射率的氧气流量依赖性的图。图6是表示被溅射成膜的氮氧化硅膜的消光系数的氧气流量依赖性的图。图7是表示包括氧化铝水合物的微细凹凸层的膜厚方向上的折射率变化的图。图8是表示关于实施例的防反射膜的反射率偏差的模拟结果的图。图9是表示关于比较例的防反射膜的反射率偏差的模拟结果的图。具体实施方式以下,参考附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的具备防反射膜10的光学部件1的结构的剖面示意图。如图1所示,防反射膜10在透明基材5的表面上依次层叠有薄膜多层膜20及微细凹凸层30,所述薄膜多层膜20由多层构成,所述微细凹凸层30在其表面具有比使用光的波长短的平均间距的凹凸结构,且根据该凹凸结构中的膜厚方向上的空间占有率的连续的变化而相对于使用光的折射率连续进行变化。薄膜多层膜20包括层21及层22,所述层21包括至少两种金属元素种类的氧化膜或硅和至少一种金属元素种类的氧化膜且具有相对高的折射率,所述层22包括氮氧化膜且具有相对低的折射率。所谓具有相对高的折射率的层21(以下为氧化膜21)和具有相对低的折射率的层22(以下为氮氧化膜22),只要氧化膜21的折射率高于氮氧化膜22的折射率即可,但特别优选折射率n以上的层由氧化膜21形成,且小于折射率n的层由氮氧化膜22形成。其中,为1.58≤n≤1.66,优选为1.60≤n≤1.63,最优选n=1.61。作为氮氧化膜22,优选包括氮氧化硅(SiON)的膜。SiON中通过改变Si、O、N的比能够改变折射率。作为至少两种金属元素种类的氧化膜或硅(Si)和至少一种金属元素种类的氧化膜21,可以举出包括硅铌氧化物(SiNbO)、铌铝氧化物(NbAlO)、钛铝氧化物(TiAlO)、硅钛氧化物(SiTiO)、锆硅氧化物(ZrSiO)、锆铝氧化物(ZrAlO)、钽硅氧化物(TaSiO)等的氧化膜。均由两种金属元素及氧元素、或Si和一种金属元素及氧元素三个元素构成,通过改变它们的比,能够改变折射率。氧化膜可以含有三种以上的金属元素,含有Si时可以含有两种以上的金属元素,但从削减材料种类及控制折射率的容易性的观点考虑,优选包括含有包括氧元素为三个元素的氧化物。为了减少设置于溅射装置的腔室内的金属靶且减少成膜批次,优选使构成氮氧化膜的氮氧化物被氮氧化的元素及构成氧化膜的氧化物被氧化的元素中的一个通用化。例如在氮氧化物为SiON时本文档来自技高网...
防反射膜及具备防反射膜的光学部件

【技术保护点】
一种防反射膜,其设置在具有透光性的基材的表面上,其中,所述防反射膜包括从所述基材侧依次层叠的薄膜多层膜及微细凹凸层,所述薄膜多层膜由多个层构成,所述微细凹凸层在其表面具有平均间距比使用光的波长短的凹凸结构,且根据该凹凸结构中的所述薄膜多层膜的膜厚方向上的空间占有率的连续的变化,所述微细凹凸层的相对于所述使用光的折射率连续进行变化,所述多个层包括具有相对高的折射率的层及具有相对低的折射率的层,所述具有相对高的折射率的层由至少两种金属元素种类的氧化膜、或硅和至少一种金属元素种类的氧化膜构成,所述具有相对低的折射率的层由氮氧化膜构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.25 JP 2014-1706171.一种防反射膜,其设置在具有透光性的基材的表面上,其中,所述防反射膜包括从所述基材侧依次层叠的薄膜多层膜及微细凹凸层,所述薄膜多层膜由多个层构成,所述微细凹凸层在其表面具有平均间距比使用光的波长短的凹凸结构,且根据该凹凸结构中的所述薄膜多层膜的膜厚方向上的空间占有率的连续的变化,所述微细凹凸层的相对于所述使用光的折射率连续进行变化,所述多个层包括具有相对高的折射率的层及具有相对低的折射率的层,所述具有相对高的折射率的层由至少两种金属元素种类的氧化膜、或硅和至少一种金属元素种类的氧化膜构成,所述具有相...

【专利技术属性】
技术研发人员:园田慎一郎吉弘达矢高桥裕树金谷元隆
申请(专利权)人:富士胶片株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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