防反射膜及具備防反射膜的光學(xué)部件制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供一種能夠以較高生產(chǎn)率制造且具有充分的光學(xué)特性的防反射膜及具備該防反射膜的光學(xué)部件。在具有透光性的基材的表面上設(shè)置的防反射膜中，包括從基材(5)側(cè)依次層疊的薄膜多層膜(20)及微細(xì)凹凸層(30)，所述薄膜多層膜(20)由多層構(gòu)成，所述微細(xì)凹凸層(30)具有以比使用光的波長(zhǎng)短的平均間距形成的凹凸結(jié)構(gòu)，且根據(jù)凹凸結(jié)構(gòu)中的膜厚方向上的空間占有率的連續(xù)的變化而相對(duì)于使用光的折射率連續(xù)進(jìn)行變化，多層中包括具有相對(duì)高的折射率的至少兩種金屬元素種類(lèi)的氧化膜或硅和至少一種金屬元素種類(lèi)的氧化膜(21)及具有相對(duì)低的折射率的氮氧化膜(22)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種防反射膜及具備防反射膜的光學(xué)部件。
技術(shù)介紹
在利用塑料等透光性部件的透鏡(透明基材)中，為了降低因表面反射引起的透射光的損失，在光入射面設(shè)置防反射膜。例如，作為針對(duì)可見(jiàn)光的防反射膜，已知有電介質(zhì)多層膜、在表面具備比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)短的間距的微細(xì)凹凸的微細(xì)凹凸層等。專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，以提供能夠適用于各種表面形狀的光學(xué)部件，且具有波長(zhǎng)頻帶特性及入射角度特性?xún)?yōu)異的性能的光學(xué)膜為目的，公開(kāi)有在透明基材上隔著作為第1層的薄膜層而形成微細(xì)凹凸層作為第2層的光學(xué)膜。專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所記載的光學(xué)膜中，第1層包括根據(jù)膜厚方向上的折射率物質(zhì)的組合比的變化而折射率連續(xù)或階段性地進(jìn)行變化的區(qū)域，具體而言，可以舉出利用二氧化鈦和二氧化硅的雙源蒸鍍方法所形成的膜、利用氧化鋯和二氧化硅的雙源蒸鍍方法所形成的膜等。專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)有與專(zhuān)利文獻(xiàn)1同樣地在透明基材上隔著透明薄膜層而具備微細(xì)凹凸層的結(jié)構(gòu)，并提出有實(shí)現(xiàn)提高能夠以更少的材料種類(lèi)來(lái)制作的生產(chǎn)率的結(jié)構(gòu)的防反射膜。該專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，透明薄膜層具備多個(gè)相同種類(lèi)的氮化物層和/或氮氧化物層，作為氮化物層，可以舉出SiN、AlN、SiAlN，作為氮氧化物層，可以舉出SiON、AlON、SiAlON。以往技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2014-21146號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2014-81522號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)課題然而，在將具備如專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2中所記載的防反射膜的光學(xué)部件裝入相機(jī)作為相機(jī)透鏡的情況下，有時(shí)因光學(xué)部件會(huì)產(chǎn)生較大的重影，所述防反射膜是通過(guò)在透明基材上隔著薄膜層形成微細(xì)凹凸層而成的。通過(guò)本專(zhuān)利技術(shù)人的深入研究可知，根據(jù)生產(chǎn)批次存在重影較小的產(chǎn)品和重影較大的產(chǎn)品，這種重影特性的偏差起因于每一生產(chǎn)批次的防反射膜的反射率的偏差。若根據(jù)生產(chǎn)批次產(chǎn)生能夠形成具有所希望的防反射性能的膜的情況和無(wú)法形成的情況，則在無(wú)法形成具有所希望的性能的膜的生產(chǎn)批次中所制造的光學(xué)部件會(huì)成為不良品，因此導(dǎo)致成品率的下降。因此，要求能夠制造抑制在生產(chǎn)批次期間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。本申請(qǐng)專(zhuān)利技術(shù)是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠成品率良好地制造具有恒定防反射性能的防反射膜及具備防反射膜的光學(xué)部件的構(gòu)成的防反射膜及光學(xué)部件。用于解決技術(shù)課題的手段本申請(qǐng)專(zhuān)利技術(shù)人等新發(fā)現(xiàn)，在透明基材上隔著薄膜層具備微細(xì)凹凸層的防反射膜中，在每一生產(chǎn)批次中防反射膜的性能產(chǎn)生較大的不同的原因是，在使用氮氧化膜形成高折射率的膜作為薄膜層的情況下，相對(duì)于該折射率設(shè)計(jì)值實(shí)際上成膜而得到的膜的折射率在每一生產(chǎn)批次中較大地不同。并且，同時(shí)又新發(fā)現(xiàn)氮氧化膜的消光系數(shù)在高折射率側(cè)急劇地變大。本專(zhuān)利技術(shù)是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)人等所新發(fā)現(xiàn)的上述研究結(jié)果而完成的。本專(zhuān)利技術(shù)的防反射膜為在具有透光性的基材的表面上設(shè)置的防反射膜，所述防反射膜包括從基材側(cè)依次層疊的薄膜多層膜及微細(xì)凹凸層，所述薄膜多層膜由多層構(gòu)成，所述微細(xì)凹凸層在其表面具有比使用光的波長(zhǎng)短的平均間距的凹凸結(jié)構(gòu)，且根據(jù)凹凸結(jié)構(gòu)中的薄膜多層膜的膜厚方向上的空間占有率的連續(xù)的變化而相對(duì)于使用光的折射率連續(xù)進(jìn)行變化，多層包括由至少兩種金屬元素種類(lèi)的氧化膜或硅和至少一種金屬元素種類(lèi)的氧化膜構(gòu)成的具有相對(duì)高的折射率的層及由氮氧化膜構(gòu)成的具有相對(duì)低的折射率的層。在此，所謂相對(duì)高的折射率、相對(duì)低的折射率是指比較其兩者的折射率時(shí)的低折射率、高折射率。并且，所謂至少兩種金屬元素種類(lèi)的氧化膜為除了金屬元素種類(lèi)以外僅含有氧元素的膜，所謂硅和至少一種金屬元素種類(lèi)的氧化膜為除了硅和金屬元素種類(lèi)以外僅含有氧元素的膜，所謂氮氧化膜為含有氧元素和氮元素這兩種元素的膜。在薄膜多層膜中，優(yōu)選折射率n以上的層由至少兩種金屬元素種類(lèi)的氧化膜或硅和至少一種金屬元素種類(lèi)的氧化膜形成，且小于折射率n的層由氮氧化膜形成。其中，折射率n為1.58≤n≤1.66，特別優(yōu)選為1.61。本專(zhuān)利技術(shù)中具有相對(duì)低的折射率的層優(yōu)選為氮氧化硅膜。本專(zhuān)利技術(shù)中具有相對(duì)高的折射率的層優(yōu)選為鈮硅氧化膜。本專(zhuān)利技術(shù)的光學(xué)部件在具有透光性的基材的表面具備上述防反射膜。專(zhuān)利技術(shù)效果關(guān)于本專(zhuān)利技術(shù)的防反射膜，由于具備難以得到穩(wěn)定且具有高折射率的層的氮氧化膜作為具有相對(duì)低的折射率的層，并且具備可以得到穩(wěn)定且具有高折射率的層的至少兩種金屬元素種類(lèi)的氧化膜或硅和至少一種金屬元素種類(lèi)的氧化膜作為具有相對(duì)高的折射率的層，因此沒(méi)有因生產(chǎn)批次產(chǎn)生的偏差且具有穩(wěn)定的防反射性能。附圖說(shuō)明圖1是表示本申請(qǐng)專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方式所涉及的防反射膜及具備該防反射膜的光學(xué)部件的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖2是示意地表示圖1的防反射膜的層疊方向上的折射率圖。圖3是示意地表示防反射膜的設(shè)計(jì)變更例1的層疊方向上的折射率的圖。圖4是示意地表示防反射膜的設(shè)計(jì)變更例2的層疊方向上的折射率的圖。圖5是表示被濺射成膜的氮氧化硅膜的折射率的氧氣流量依賴(lài)性的圖。圖6是表示被濺射成膜的氮氧化硅膜的消光系數(shù)的氧氣流量依賴(lài)性的圖。圖7是表示包括氧化鋁水合物的微細(xì)凹凸層的膜厚方向上的折射率變化的圖。圖8是表示關(guān)于實(shí)施例的防反射膜的反射率偏差的模擬結(jié)果的圖。圖9是表示關(guān)于比較例的防反射膜的反射率偏差的模擬結(jié)果的圖。具體實(shí)施方式以下，參考附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方式所涉及的具備防反射膜10的光學(xué)部件1的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。如圖1所示，防反射膜10在透明基材5的表面上依次層疊有薄膜多層膜20及微細(xì)凹凸層30，所述薄膜多層膜20由多層構(gòu)成，所述微細(xì)凹凸層30在其表面具有比使用光的波長(zhǎng)短的平均間距的凹凸結(jié)構(gòu)，且根據(jù)該凹凸結(jié)構(gòu)中的膜厚方向上的空間占有率的連續(xù)的變化而相對(duì)于使用光的折射率連續(xù)進(jìn)行變化。薄膜多層膜20包括層21及層22，所述層21包括至少兩種金屬元素種類(lèi)的氧化膜或硅和至少一種金屬元素種類(lèi)的氧化膜且具有相對(duì)高的折射率，所述層22包括氮氧化膜且具有相對(duì)低的折射率。所謂具有相對(duì)高的折射率的層21(以下為氧化膜21)和具有相對(duì)低的折射率的層22(以下為氮氧化膜22)，只要氧化膜21的折射率高于氮氧化膜22的折射率即可，但特別優(yōu)選折射率n以上的層由氧化膜21形成，且小于折射率n的層由氮氧化膜22形成。其中，為1.58≤n≤1.66，優(yōu)選為1.60≤n≤1.63，最優(yōu)選n＝1.61。作為氮氧化膜22，優(yōu)選包括氮氧化硅(SiON)的膜。SiON中通過(guò)改變Si、O、N的比能夠改變折射率。作為至少兩種金屬元素種類(lèi)的氧化膜或硅(Si)和至少一種金屬元素種類(lèi)的氧化膜21，可以舉出包括硅鈮氧化物(SiNbO)、鈮鋁氧化物(NbAlO)、鈦鋁氧化物(TiAlO)、硅鈦氧化物(SiTiO)、鋯硅氧化物(ZrSiO)、鋯鋁氧化物(ZrAlO)、鉭硅氧化物(TaSiO)等的氧化膜。均由兩種金屬元素及氧元素、或Si和一種金屬元素及氧元素三個(gè)元素構(gòu)成，通過(guò)改變它們的比，能夠改變折射率。氧化膜可以含有三種以上的金屬元素，含有Si時(shí)可以含有兩種以上的金屬元素，但從削減材料種類(lèi)及控制折射率的容易性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選包括含有包括氧元素為三個(gè)元素的氧化物。為了減少設(shè)置于濺射裝置的腔室內(nèi)的金屬靶且減少成膜批次，優(yōu)選使構(gòu)成氮氧化膜的氮氧化物被氮氧化的元素及構(gòu)成氧化膜的氧化物被氧化的元素中的一個(gè)通用化。例如在氮氧化物為SiON時(shí)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種防反射膜，其設(shè)置在具有透光性的基材的表面上，其中，所述防反射膜包括從所述基材側(cè)依次層疊的薄膜多層膜及微細(xì)凹凸層，所述薄膜多層膜由多個(gè)層構(gòu)成，所述微細(xì)凹凸層在其表面具有平均間距比使用光的波長(zhǎng)短的凹凸結(jié)構(gòu)，且根據(jù)該凹凸結(jié)構(gòu)中的所述薄膜多層膜的膜厚方向上的空間占有率的連續(xù)的變化，所述微細(xì)凹凸層的相對(duì)于所述使用光的折射率連續(xù)進(jìn)行變化，所述多個(gè)層包括具有相對(duì)高的折射率的層及具有相對(duì)低的折射率的層，所述具有相對(duì)高的折射率的層由至少兩種金屬元素種類(lèi)的氧化膜、或硅和至少一種金屬元素種類(lèi)的氧化膜構(gòu)成，所述具有相對(duì)低的折射率的層由氮氧化膜構(gòu)成。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】2014.08.25 JP 2014-1706171.一種防反射膜，其設(shè)置在具有透光性的基材的表面上，其中，所述防反射膜包括從所述基材側(cè)依次層疊的薄膜多層膜及微細(xì)凹凸層，所述薄膜多層膜由多個(gè)層構(gòu)成，所述微細(xì)凹凸層在其表面具有平均間距比使用光的波長(zhǎng)短的凹凸結(jié)構(gòu)，且根據(jù)該凹凸結(jié)構(gòu)中的所述薄膜多層膜的膜厚方向上的空間占有率的連續(xù)的變化，所述微細(xì)凹凸層的相對(duì)于所述使用光的折射率連續(xù)進(jìn)行變化，所述多個(gè)層包括具有相對(duì)高的折射率的層及具有相對(duì)低的折射率的層，所述具有相對(duì)高的折射率的層由至少兩種金屬元素種類(lèi)的氧化膜、或硅和至少一種金屬元素種類(lèi)的氧化膜構(gòu)成，所述具有相...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：園田慎一郎，吉弘達(dá)矢，高橋裕樹(shù)，金谷元隆，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：富士膠片株式會(huì)社，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP