防反射膜以及防反射膜的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于，提供一种在提高微细凹凸结构体的防反射性能的基础上，还在耐高温高湿环境性能以及耐擦伤性方面非常优异的防反射膜。为达到上述目的，该防反射膜构成为：具有底层11、微细凹凸结构体层与覆盖层13，所述底层11是在光学元件主体21的光学表面21a上设置了防反射膜10的、作为第一光学薄膜的底层11，所述微细凹凸结构体层是在底层11的表面上设置的、并由以凸部12b间的间距宽度P小于入射光波长的方式而形成的微细凹凸结构体12所构成的微细凹凸结构体层，所述覆盖层13是在与该微细凹凸结构体12的凹部12a之间设置有空隙14的状态下，覆盖凸部12b的顶端的、作为第二光学薄膜的覆盖层13。

【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设置的、抑制入射光的反射的，特别涉及具有微细凹凸结构体的防反射膜和该防反射膜的制造方法。
技术介绍
一直以来，为了降低表面反射造成的透射光的损失，在透镜等光学元件主体的光学表面上设置有具有防反射结构体的防反射膜。作为防反射结构体的一种，所公知的有，以短于入射光波长的间隔来规则地排列凸部而成的微细凹凸结构体(例如，参照“专利文献1:日本特表2010-511079号”以及“专利文献2 :日本特开2010-48896号”。)。通过使光学元件主体的光学表面具有这样的微细凹凸结构体，能对较大的波长范围和较大的光线入射角发挥防反射效果。此处，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，需要从作为入射光媒介的空气向着微细凹凸结构体的深度方向，形成平缓的折射率分布。因此，这些凸部一般呈现顶端比基端细的锥体状的形状。从而，微细凹凸结构体的表面存在容易受机械损伤、耐擦伤性低的问题。另外，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，例如，在高温高湿环境下长时间保管时，在微细凹凸结构体中吸附水分等而破坏微细凹凸结构，从而存在防反射性能降低的问题。针对这些问题，例如，专利文献I所记载的防反射膜通过在微细凹凸结构体的表面设置IOnm以上50nm以下膜厚的透明的保护膜，来防止机械损伤或水分吸附等
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，由于专利文献I记载的保护膜是利用保护膜构成材料来填充微细凹凸结构体的凹部，因此无法维持从作为入射光媒介的空气向着微细凹凸结构体的深度方向所形成的平缓的折射率分布，会降低该防反射膜的防反射性能。另外，在由折射率梯度层构成的防反射膜中，用于抑制反射的理想的折射率分布是广为人知的(例如，参照非专利文献I !“Practical Design Of Optical Thin Films”，RonaldR. Willey, 101 页,Willey Optical, Consultants, 2007 年 11 月版。)(参照图 2)。但是，仅通过微细凹凸结构体，难以在深度方向上形成理想的折射率分布，需要进一步提高防反射性能。综上所述，本专利技术的课题在于提供具有微细凹凸结构体的防反射膜的耐高温高湿环境性能以及耐擦伤性方面优异、且能进一步提高防反射性能的防反射膜，具有该防反射膜的防反射光学元件以及该防反射膜的制造方法。解决问题的方法因此，本专利技术人进行了潜心研究，结果通过采用以下的防反射膜、防反射光学元件以及防反射膜的制造方法，实现了上述目的。本专利技术的防反射膜，是在光学元件主体的光学表面上设置的、用于抑制入射光反射的防反射膜，其特征在于，该防反射膜具有底层、微细凹凸结构体层与覆盖层，所述底层是设置于该光学表面上的作为第一光学薄膜的底层，所述微细凹凸结构体层是在该底层的表面上设置的、并由以凸部间的间距宽度小于入射光波长的方式而形成的微细凹凸结构体所构成的微细凹凸结构体层，所述覆盖层是在与该微细凹凸结构体的凹部之间设置空隙的状态下，在该微细凹凸结构体的外侧覆盖凸部顶端的作为第二光学薄膜的覆盖层。在本专利技术的防反射膜中，所述覆盖层的与设计中心波长λ ^ (这里，400nm ^ A0^ 700nm)对应的折射率优选为1. 15以上1. 8以下。在本专利技术的防反射膜中，所述覆盖层的光学膜厚(iXd。)优选满足下述式(I)。·数IO. 05X (入。/4) < ncXdc < O. 75X (入。/4) · · · (I)上述式(I)中，η。覆盖层的折射率d。覆盖层的物理膜厚λ。设计中心波长在本专利技术的防反射膜中，所述覆盖层使用透光性材料，并作为含有空孔的粗糙状态的膜而形成，该覆盖层的与设计中心波长X0 (这里，400nm；^ λ。彡700nm)对应的折射率优选为低于所述透光性材料自身的折射率。在本专利技术的防反射膜中，所述底层是单层构成的光学薄膜，该底层的折射率nb优选为表示光学元件主体的折射率的值与构成所述微细凹凸结构体的材料的折射率的值之间的值。在本专利技术的防反射膜中，所述底层的光学膜厚(nb X db)优选满足下述式(2 )。数2O.1X (λ0/4) < nbXdb <1. 5X ( λ 0/4) · · · (2)上述式(2)中，nb :底层的折射率db :底层的物理膜厚λ。设计中心波长在本专利技术的防反射膜中，所述底层是由多层构成的光学薄膜，且可以构成为在设计中心波长X0 (这里，400nm≤ \≤700nm)处,与上述单层所构成的光学薄膜为等价膜。在本专利技术的防反射膜中，作为所述底层，可采用的是由如下的层构成的光学薄膜，所述层是将对应于设计中心波长λ。(这里，400nm ^ A0^ 700nm)的折射率为2. O以上的层、与对应于该设计中心波长λ ^的折射率为1. 38以上1. 7以下的层相互层叠而成的至少两层以上的层。在本专利技术的防反射膜中，所述微细凹凸结构体是使用树脂材料形成的，所述间距宽度优选为200nm以下。本专利技术的防反射膜优选是在d线中的入射光的折射率为1. 4以上2.1以下的光学元件主体中设置的。在本专利技术的防反射膜中，所述覆盖层优选的是在使光学元件主体进行圆顶旋转或行星旋转的同时，通过物理气相沉积法使透光性材料在所述微细凹凸结构体的凸部顶端成膜而得到的覆盖层。本专利技术的防反射光学兀件的特征在于,在光学兀件主体的光学表面具有上述防反射膜。本专利技术的防反射膜的制造方法是制造上述防反射膜的方法，其特征在于，所述方法包含在光学元件主体的光学表面形成所述底层的工序、在该底层的表面形成所述微细凹凸结构体的工序、和在使形成有所述底层以及所述微细凹凸结构体的光学元件主体进行圆顶旋转或行星旋转的同时，通过物理气相沉积法使透光性材料在所述微细凹凸结构体的凸部顶端成膜而形成所述覆盖层的工序。专利技术的效果根据本专利技术，在具有微细凹凸结构体的防反射膜中，由于设置了对该微细凹凸结构体的凸部的顶端进行覆盖的覆盖层，从而能防止在微细凹凸结构体的表面吸附水分等，提高防反射膜的耐高温高湿环境性能以及耐擦伤性。另外，根据本专利技术，覆盖层是在与该微细凹凸结构体凹部之间设置空隙的状态下，在微细凹凸结构体的外侧覆盖凸部的顶端。当沿着微细凹凸结构体的表面形状即凹凸形状，以与微细凹凸结构体之间无空隙的方式用覆盖层来覆盖整个表面时，覆盖微细凹凸结构体的凸部表面的光学薄膜形成材料会反射入射光，从而会损害微细凹凸结构体的反射抑制功能。但是，像本专利技术这样，通过用覆盖层仅仅覆盖微细凹凸结构体的凸部顶端，使得覆盖层与凹部之间存在空隙，从而与作为入射光媒介的空气之间的折射率的差异缩小，能抑制反射。进而，通过设置作为第二光学薄膜的覆盖层与作为第一光学薄膜的底层，从而与仅由微细凹凸结构体构成防反射膜的情况相比，防反射膜整体在深度方向上的折射率分布能在抑制入射光反射的基础上，还更加接近理想的折射率分布。由此，与仅由微细凹凸结构体构成防反射膜的情况比，能提高防反射性能。由此，根据本专利技术，可得到具有微细凹凸结构体的、在防反射膜的耐高温高湿环境性能以及耐擦伤性方面优秀的防反射膜，且能进一步提高防反射性能。附图说明图1是表示本专利技术的防反射光学元件剖面的示意图。图2是表示与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防反射膜，所述防反射膜是在光学元件主体的光学表面上设置的、用于抑制入射光的反射的防反射膜，其特征在于，所述防反射膜具有：底层，所述底层是设置于该光学表面上的、作为第一光学薄膜的底层，微细凹凸结构体层，所述微细凹凸结构体层是在该底层的表面上设置的、并由以凸部间的间距宽度小于入射光波长的方式而形成的微细凹凸结构体所构成的微细凹凸结构体层，以及覆盖层，所述覆盖层是在与该微细凹凸结构体的凹部之间设置空隙的状态下，在该微细凹凸结构体的外侧覆盖凸部顶端的作为第二光学薄膜的覆盖层。

【技术特征摘要】
2011.10.12 JP 2011-2249151.一种防反射膜，所述防反射膜是在光学元件主体的光学表面上设置的、用于抑制入射光的反射的防反射膜，其特征在于，所述防反射膜具有 底层，所述底层是设置于该光学表面上的、作为第一光学薄膜的底层， 微细凹凸结构体层，所述微细凹凸结构体层是在该底层的表面上设置的、并由以凸部间的间距宽度小于入射光波长的方式而形成的微细凹凸结构体所构成的微细凹凸结构体层，以及 覆盖层，所述覆盖层是在与该微细凹凸结构体的凹部之间设置空隙的状态下，在该微细凹凸结构体的外侧覆盖凸部顶端的作为第二光学薄膜的覆盖层。2.如权利要求1所述的防反射膜，其特征在于，所述覆盖层的与设计中心波长λ^对应的折射率η。为1. 15以上、1. 8以下，这里400nm彡λ。彡700nm。3.如权利要求1所述的防反射膜，其特征在于，所述覆盖层的光学膜厚(iXd。)满足下述式(I)O. 05X (X0/4) < ncxdc < O. 75X ( λ 0/4) · · · (I) 上述式(I)中，η。覆盖层的折射率 d。覆盖层的物理膜厚 λ ^ :设计中心波长。4.如权利要求1所述的防反射膜，其特征在于，所述覆盖层使用透光性材料，并作为含有空孔的粗糙状态的膜而形成， 该覆盖层的与设计中心波长λ ^对应的折射率低于所述透光性材料自身的折射率，这里 400nm ^ λ 0 ^ 700nm。5.如权利要求1所述的防反射膜，其特征在于，所述底层是由单层构成的光学薄膜，且该底层的折射率nb表示在光学元件主体的折射率的值与构成所述微细凹凸结构体的材料的折射率的值之间的值。6.如权利要求5所述的防反射膜，其特征在于，所述底层的光学膜厚(nbXdb)满...

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