防反射光学元件和防反射光学元件的制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供不但能够维持微细凹凸结构体的防反射性能，并且耐高温高湿环境性和耐擦伤性优良的防反射光学元件。为了解决上述课题，采用在光学元件主体(10)的光学表面(11)上设置抑制入射光的反射的微细凹凸结构体(20)的防反射光学元件(1)，其特征在于，具有覆盖微细凹凸结构体(20)的外侧的、由透光性材料形成的覆盖层(30)，并以在该覆盖层(30)与该微细凹凸结构体(20)的凹部(22)之间设置了空隙(40)的状态，由该覆盖层(30)覆盖该微细凹凸结构体(20)的凸部(21)的顶端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在光学元件主体的光学表面上具备防反射结构体的防反射光学元件和该防反射光学元件的制造方法，特别涉及作为防反射结构体而具备抑制入射光反射的微细凹凸结构的防反射光学元件和该防反射光学元件的制造方法。
技术介绍
一直以来使用的是，在透镜等的光学元件的光学表面上具有为了降低表面反射引起的透射光的损失的防反射结构体的防反射光学元件。作为防反射结构体之一而已知有，以短于入射光波长的间隔而规则地排列凸部的微细凹凸结构体(例如参照“专利文献I”和“专利文献2”)。通过在光学元件主体的光学表面上设置这种微细凹凸结构体，能够对较宽的波长范围和较广的光线入射角发挥防反射效果。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2005-157119号专利文献2 :日本特开2010-48896号
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是,相对于光学兀件主体的光学表面的表面积，上述微细凹凸结构体的表面积极大。因此，存在这样的问题例如在高温高湿环境下长时间保管时，发生水分吸附在微细凹凸结构体上等而破坏微细凹凸结构，从而导致防反射性能降低。另外，微细凹凸结构体具有从光学元件主体的光学表面突出的无数的凸部。为了抑制反射，需要向微细凹凸结构体的深度方向形成平缓的折射率分布。因此，这些凸部一般呈现为顶端比基端细的锥体状的形状。因此，具有微细凹凸结构体的表面容易受到机械损伤，耐擦伤性低的问题。根据以上情况，本专利技术的目的在于，提供不但能够维持微细凹凸结构体的防反射性能，而且耐高温高湿环境性和耐擦伤性优良的防反射光学元件和该防反射光学元件的制造方法。解决问题的方法因此，本专利技术人等进行锐意研究的结果是，通过采用以下的防反射光学元件达到了上述目的。本专利技术的防反射光学元件是，在光学元件主体的光学表面上设置抑制入射光的反射的微细凹凸结构体的防反射光学元件，其特征在于，具有覆盖该微细凹凸结构体的外侧的、由透光性材料形成的覆盖层，以在该覆盖层与该微细凹凸结构体的凹部之间设置了空隙的状态，由该覆盖层覆盖该微细凹凸结构体的凸部顶端。在本专利技术的防反射光学元件中，优选上述微细凹凸结构体由树脂材料形成，上述微细凹凸结构体的凸部顶端以200nm以下的间距宽度相互邻接。在本专利技术的防反射光学元件中，优选上述覆盖层的折射率为I. 15以上2. 35以下，更优选为I. 15以上I. 5以下。这里，作为覆盖层的构成的透光性材料，优选使用无机类的透光材料，通过控制成膜条件等而获得具有上述范围内的折射率的覆盖层。具体而言，作为无机类的透光性材料，例如采用SiO2,MgF2,A1203>Nb2O5,Ta2O5,TiO2,La2O3和TiO2的混合物、HfO2, SnO2, ZrO2, ZrO2 和 TiO2 的混合物、Pr6O11 和 TiO2 的混合物、Al2O3 和 La2O3 的混合物、La2O3等，通过对成膜条件等进行控制等而能够形成具有上述范围内的折射率的覆盖层。另外，在本专利技术的防反射光学元件中，上述覆盖层优选，将上述透光性材料用作成膜材料，并形成为由含有空孔的上述透光性材料构成的多孔性的膜，且折射率比上述透光性材料自身低。例如，在采用物理气相沉积法等的成膜处理中，控制成膜条件使得在残留二次粒子的成长过程中产生的空孔的状态下成膜，从而能够获得具有比作为成膜材料使用的透光性材料自身的折射率、即处于松散状态的透光性材料的折射率低的折射率的覆盖层。即在本专利技术中，上述覆盖层的折射率比构成该覆盖层的透光性材料的折射率小。 在本专利技术的防反射光学元件中，优选上述覆盖层的膜厚为5nm以上50nm以下。这里，当该膜厚在覆盖层的折射率为I. 5以上2. 35以下时，上述覆盖层的膜厚优选为5nm以上25nm以下，更加优选为5nm以上IOnm以下。在本专利技术的防反射光学元件中，上述微细凹凸结构体优选在上述光学元件主体的光学表面上经由单层或多层构成的光学薄膜而得以设置。在本专利技术的防反射光学元件中，上述覆盖层优选，通过在使光学元件主体进行圆顶旋转或行星旋转的同时，采用物理气相沉积法使透光性材料在上述微细凹凸结构体的凸部顶端上成膜而形成。这里，作为物理气相沉积法，例如可以举出真空蒸镀法、磁控溅射法、离子镀法等。另外，本专利技术的防反射光学元件，是在光学元件主体的光学表面上设置抑制入射光的反射的微细凹凸结构体的防反射光学元件，其特征在于，上述微细凹凸结构体经由单层或多层构成的光学薄膜设置在上述光学元件主体的光学表面上，并具有覆盖该微细凹凸结构体的外侧的、由透光性材料形成的覆盖层，以在该覆盖层与该微细凹凸的凹部之间设置了空隙的状态，通过该覆盖层覆盖该微细凹凸结构体的凸部顶端。本专利技术的防反射光学元件的制造方法，是制造上述防反射光学元件的方法，其特征在于，覆盖层通过在使光学元件主体进行圆顶旋转或行星旋转的同时，采用物理气相沉积法使透光性材料在上述微细凹凸结构体的凸部顶端上成膜而形成。作为物理气相沉积法，可以采用上述例示的各种方法等。专利技术效果采用本专利技术的防反射光学元件，由于设置有覆盖微细凹凸结构体的凸部顶端的覆盖层，因此能够防止水分吸附在微细凹凸结构体的表面上等，提高防反射光学元件的耐高温高湿环境性。另外，通过覆盖层覆盖微细凹凸结构体的凸部顶端，因此能够保护微细凹凸结构体不受机械损伤，从而提高防反射光学元件的耐擦伤性。另外，采用本专利技术的防反射光学元件，以在由透光性材料形成的覆盖层与该微细凹凸结构体的凹部之间设置了空隙的状态，以使得该覆盖层覆盖该微细凹凸结构体的凸部顶端的方式，通过覆盖层覆盖微细凹凸结构体的外侧。当覆盖层沿着微细凹凸结构体的表面形状、即凹凸形状，在使得微细凹凸结构体之间无空隙的情况下覆盖全部表面时，会存在覆盖微细凹凸结构体凸部表面的透光性材料反射入射光，而影响微细凹凸结构体的反射抑制功能的情况。但是，像本专利技术这样，通过覆盖层仅覆盖微细凹凸结构体的凸部顶端，使覆盖层与凹部之间有空隙，从而能够减小与入射光的媒质即空气的折射率的差异，抑制反射。这样，根据本专利技术，能够提供既能维持微细凹凸结构体的防反射性能，并且耐高温高湿环境性和耐擦伤性优异的防反射光学元件。附图说明图I为表示本专利技术的防反射光学元件的剖面示意图。图2为用于和本专利技术的防反射光学元件进行比较的、用于说明覆盖层的形态的的示意图。图3为表示在形成本专利技术的覆盖层时采用的圆顶旋转型的旋转基板保持台的构成图。 图4为表示在形成本专利技术的覆盖层时采用的行星旋转型的旋转基板保持台的构成图。图5是表示在实施例I和比较例I中制造的防反射光学元件的膜厚方向上的折射率分布的示意图。图6是表示在实施例I和比较例I中制造的防反射光学元件的、相对于入射光波长的反射率的示意图。图7是表示在实施例2中制造的防反射光学元件的膜厚方向上的折射率分布的示意图。图8是表示在实施例3中制造的防反射光学元件的膜厚方向上的折射率分布的示意图。图9是表示在实施例4中制造的防反射光学元件的膜厚方向上的折射率分布的示意图。图10是表示在实施例2 实施例4中制造的防反射光学元件的、相对于入射光波长的反射率的示意图。图11是表示在实施例5中制造的防反射光学元件的膜厚方向上的折射率分布的示意图。图12是表示在实施例6中制造的防反射光学元件的膜厚方向上的折射率分布的示意图。图13为表不在实施例2、实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.11 JP 2011-0538361.ー种防反射光学元件，其是在光学元件主体的光学表面上设置有抑制入射光的反射的微细凹凸结构体的防反射光学元件，其特征在干， 具有覆盖该微细凹凸结构体的外侧的、由透光性材料形成的覆盖层， 以在该覆盖层与该微细凹凸结构体的凹部之间设置了空隙的状态，由该覆盖层覆盖该微细凹凸结构体的凸部顶端。2.如权利要求I所述的防反射光学元件，其特征在干， 该微细凹凸结构体采用树脂材料形成， 该微细凹凸结构体的凸部顶端，按照200nm以下的间距宽度相互邻接。3.如权利要求I或2所述的防反射光学元件，其特征在干， 上述覆盖层的折射率为I. 15以上2. 35以下。4.如权利要求I 3中任一项所述的防反射光学兀件,其特征在于， 上述覆盖层，是将上述透光性材料用作成膜材料，并作为由含有空孔的上述透光性材料构成的多孔性的膜而形成，其折射率比上述透光性材料自身低。5.如权利要求I 4中任一项所述的防反射光学兀件,其特征在于， 上述覆盖层的膜厚为5nm以上50nm以下。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫原正明，国定照房，涩谷穰，
申请(专利权)人：株式会社腾龙，
类型：发明
国别省市：