JP2020190710A - 反射防止膜及びこれを有する光学素子 - Google Patents

反射防止膜及びこれを有する光学素子 Download PDF

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Abstract

【課題】 生産性が高く、種々の屈折率の基板に対してクモリなどが発生しにくく、透明で欠陥が少なく可視光の広い波長範囲において低反射で、かつ製造上の膜厚バラつきによる反射率変化が小さい反射防止膜及びこれを有する光学素子を提供する。【解決手段】 基板上に、基板側から第1層乃至第7層までこの順に積層してなる反射防止膜であって、基準波長λ=520nmにおいて基板の屈折率が1.40〜2.10であり、第1層及び第3層は屈折率が1.5以上、1.8以下の中間屈折率材料であり、第2層、第4層及び第6層は屈折率が1.8以上、2.5以下の高屈折率材料であり、第5層は屈折率が1.3以上、1.5以下の低屈折率材料であり、第7層は屈折率が1.15以上、1.3以下の超低屈折率材料であり、各層の光学膜厚が、それぞれ所定の範囲であることを特徴とする。【選択図】 図1

Description

本発明はデジタルカメラ、ビデオカメラなどに用いられる撮影レンズに好適な、可視光帯域の反射防止膜及びこれを有する光学素子に関する。
デジタルカメラやビデオカメラなどに代表されるレンズ表面は、表面反射が原因で発生するゴーストが撮影画像へ影響するのを最小限に防ぐために、反射防止膜が形成されている。また、近年では撮像素子の高性能化や大型化に伴い、レンズの構成枚数が増加する傾向にあり、ズームレンズなどでは20〜30枚のレンズにより構成されているものも少なくない。しかしながら、構成するレンズ枚数が増えるとレンズ面が原因で発生するゴーストの組み合わせが指数関数的に増加するため、そのすべてに対策するのは困難であり、より高性能な反射防止膜が求められている。
一般的に基板表面の反射防止効果を高めるためには、反射防止膜を多層膜化することが知られているが、真空蒸着法で一般的な低屈折材料の屈折率は、酸化ケイ素が1.46程度、フッ化マグネシウムが1.38程度であり、空気と低屈折率材料の界面による反射を除去しきれなかった。
そこで出願人は、反射防止膜を高性能化するため、これまでに最上層に屈折率1.2〜1.25程度の低屈折率材料を使用して低反射率を達成した反射防止膜を開発している。
特開2018−101132号公報
特許文献1では、基板の屈折率1.4〜2.1の範囲内で適用可能な6層の反射防止膜を開示しており、このうち最も空気側の層には屈折率1.2〜1.25の酸化ケイ素からなる材料を使用することで、波長400〜700nmの帯域の反射率を0.15%以下に抑えることに成功している。しかしながら特許文献1の反射防止膜はもっとも基板側の層に高屈折率材料を用いており、硝材の材質にバリウムなどを含んでいる場合、高屈折率膜材料中に含まれる酸化チタンや酸化ジルコニウムなどと反応し、基板のクモリなどを発生するケースがあった。また、低屈折率材料で使われるフッ化マグネシウムは、高い反射防止効果を得るためには有効であるものの、スプラッシュによる外観不良が発生しやすい材料のため、高い生産性を確保するためには、なるべく使用される層を限定した方が好ましい。
さらに特許文献1の反射防止膜は、湿式層よりも基板側の層(ベースコート層)の膜厚バラつきが湿式層へ与える影響が大きく、所望の効果を得るためには、湿式層の成膜条件を細かく都度調整する必要がある。湿式層をベースコート層の状態毎にテストコートするなどして条件を合わせこむことは生産性を著しく損なうため、ベースコート層の状態によらず、同一条件で成膜できる膜設計が求められている。
上記課題から本発明は、生産性が高く、種々の屈折率の基板に対してクモリなどが発生しにくく、透明で欠陥が少なく可視光の広い波長範囲において低反射で、かつ製造上の膜厚バラつきによる反射率変化が小さい反射防止膜及びこれを有する光学素子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明を実施の反射防止膜は、基板上に、前記基板側から第1層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層、第7層までこの順に積層され、基準波長λ=520nmにおいて前記基板の屈折率が1.40〜2.10であり、前記第1層及び前記第3層は屈折率が1.5以上、1.8以下の中間屈折率材料であり、前記第2層、前記第4層及び前記第6層は屈折率が1.8以上、2.5以下の高屈折率材料であり、前記第5層は屈折率が1.3以上、1.5以下の低屈折率材料であり、前記第7層は屈折率が1.15以上、1.3以下の超低屈折率材料であり、前記第1層から前記第7層の各光学膜厚が、次の範囲であることを特徴とする。
第1層:0.028λ以上、0.811λ以下
第2層:0.040λ以上、0.240λ以下
第3層:0.029λ以上、0.667λ以下
第4層:0.040λ以上、0.565λ以下
第5層:0.049λ以上、0.141λ以下
第6層:0.069λ以上、0.124λ以下
第7層:0.225λ以上、0.313λ以下
また、本発明を実施の反射防止膜は、好ましくは、前記中間屈折率材料は酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを含有する混合物からなり、前記高屈折率材料は、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化インジウム、酸化ニオブ、酸化スズ,酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ランタン、酸化プラセオジムのいずれか、又は前記酸化物の混合物からなり、前記低屈折率材料はフッ化マグネシウム、酸化ケイ素のいずれか、又は混合物からなり、前記超低屈折率材料はフッ化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウムのいずれか、又は混合物からなる多孔質材料であることを特徴とする。
また、本発明を実施の反射防止膜は、好ましくは、前記基板側から最も外側の層は湿式成膜法により形成され、その他の層は真空蒸着法、スパッタ法、CVD法、ALD法のいずれかにより成膜されることを特徴とする。
また、本発明を実施の反射防止膜は、好ましくは、入射角0度〜15度で波長400nm〜700nmにおける平均反射率が0.1%以下であり、入射角30度で波長400nm〜700nmにおける平均反射率が0.2%以下であることを特徴とする。
また、本発明を実施の光学素子は、上記のいずれかに記載の反射防止膜を有することを特徴とする。
本発明を実施の反射防止膜及びこれを有する光学素子によれば、生産性が高く、種々の屈折率の基板に対してクモリなどが発生しにくく、透明で欠陥が少なく可視光の広い波長範囲、広い入射角の光線に対して低反射で、かつ製造上の膜厚バラつきによる反射率変化を小さくすることが可能となる。
本発明の実施形態に係る基板表面に形成された反射防止膜の略図である。 実施例1の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例1の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例2の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例2の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例3の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例3の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例4の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例4の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例5の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例5の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例6の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例6の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例7の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例7の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例8の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例8の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例9の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例9の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例10の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例10の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例11の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例11の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例12の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例12の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例13の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例13の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 実施例14の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 実施例14の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 特許文献1の実施例11の反射防止膜の分光反射率を示すグラフである。 特許文献1の実施例11の反射防止膜のベースコート層の膜厚がバラついた時、湿式層の膜厚を変えずに得られる分光反射率の変動を示すグラフである。 反射防止膜に用いる膜物質の屈折率分散を示すグラフである。
本発明の第1の形態に係る反射防止膜は、図1に示す略図の通り、基板(8)側から順に第1層(1)、第2層(2)、第3層(3)、第4層(4)、第5層(5)、第6層(6)、第7層(7)まで薄膜が積層された構成となっており、基準波長λ=520nmとした時に、基板の屈折率が1.40〜2.10であり、第1・3層は、屈折率が1.5以上、1.8以下の中間屈折率材料であり、第2・4・6層は、屈折率が1.8以上、2.5以下の高屈折率材料であり、第5層は、屈折率が1.3以上、1.5以下の低屈折率材料であり、第7層は、屈折率が1.15以上、1.3以下の超低屈折率材料であり、第1層から第7層の各光学膜厚が、
第1層:0.028λ以上、0.811λ以下
第2層:0.040λ以上、0.240λ以下
第3層:0.029λ以上、0.667λ以下
第4層:0.040λ以上、0.565λ以下
第5層:0.049λ以上、0.141λ以下
第6層:0.069λ以上、0.124λ以下
第7層:0.225λ以上、0.313λ以下
の範囲であることを特徴とする。
本発明によれば、生産性が良好で性能差が発生しにくく、外観にクモリや欠陥が少なく、種々の屈折率の基板に対して、可視光の広い範囲で優れた低反射性能を有する反射防止膜を提供することができる。さらに、本反射防止膜を光学素子に用いることによって、高い光学性能を有する光学機器を実現できる。
本発明の反射防止膜の第1層(1)は酸化アルミニウム(アルミナ)を含む中間屈折率材料であることが好ましい。緻密に成膜したアルミナ含有層は、基板と反射防止膜間の反応によるレンズ表面のクモリやヤケを防ぐことができることに加え、基板と反射防止膜間の良好な密着性を得ることもできる。そのため、第1層(1)の膜材料は屈折率1.55以上、1.75以下で、膜厚が0.030λ以上、0.774λ以下であることが好ましい。
第2層(2)は、屈折率が1.9以上、2.3以下で、膜厚が0.057λ以上、0.23λ以下の高屈折率材料からなる層であることが好ましい。
第3層(3)は、第1層(1)と同様に、屈折率は1.55以上、1.75以下で、膜厚は0.031λ以上、0.637λ以下のアルミナを含む中間屈折率材料からなる層であることが好ましい。
第4層(4)は、第2層(2)と同様に、屈折率が1.9以上、2.3以下、膜厚が、0.042λ以上、0.539λ以下の高屈折率材料であることが好ましい。
第5層(5)は、可視光の広い領域で良好な低反射性能を得るために第4層(4)や第6層(6)に対して屈折率差が大きく取れる、屈折率が1.35以上、1.5以下で、膜厚が、0.051λ以上、0.135λ以下の低屈折率材料からなる層であることが好ましい。
第6層(6)は、第2層(2)、第4層(4)と同様に、屈折率が1.9以上、2.3以下で、膜厚が0.073λ以上、0.119λ以下の高屈折率材料からなる層であることが望ましい。
最も空気側にある第7層(7)は超低屈折率層であるが、湿式成膜法により形成された超低屈折率層は、一般的には密着強度や耐環境性に問題があることが多く、良好な密着強度や耐環境性を確保するためには、樹脂材料やシラン剤などの混合が有効である。しかしながら、樹脂などを混合すると樹脂の混合割合に応じて密着性は上昇してゆくものの、空孔が樹脂の屈折率に置き換わることで屈折率も上昇し低反射特性が低下してしまう。良好な密着性と低反射特性を両立できる屈折率の下限は、1.2以上、1.28以下であることが好ましく、膜厚は0.237λ以上、0.298λ以下であることが好ましい。
また、中間屈折率材料は、酸化アルミニウム、または酸化アルミニウムを含む混合物のいずれかであることが好ましく、高屈折率材料は、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化インジウム、酸化ニオブ、酸化スズ,酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ランタン、酸化プラセオジムのいずれか、又は前記酸化物の混合物であることが好ましく、低屈折率材料はフッ化マグネシウム、酸化ケイ素のいずれかであることが好ましく、超低屈折率材料はフッ化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウムのいずれか、または混合物からなる多孔質材料であることが好ましい。
第1層から第6層は、真空成膜法にて形成されることが好ましい。真空成膜法により積層した膜は緻密な構造をとるため、環境影響を受けにくくなり、クモリやヤケなどの不良を抑制することができる。特に、真空成膜法として、物理的蒸着法の真空蒸着法やスパッタ法、化学的蒸着法のCVD法、ALD法により形成されることがより望ましい。さらに最終層の第7層は、湿式成膜法により形成されることが好ましい。特に、浸漬法、スピンコート法、スプレーコート法、スリットコート法により形成されることがより望ましい。
また、波長400nm〜700nmの帯域で、入射角30°の平均反射率が0.2%以下で、入射角15°以内の平均反射率は0.1%以下であることが好ましい。このことにより、一般的なレンズ面によるゴーストやフレアを軽減することができる。また、面に対する入射角が大きくなっても反射率が低く維持できることから、広角レンズの前側の面でも良好な性能を有することができる。
以下に、本発明の反射防止膜に係る実施例の一例について説明する。ただし、本発明の実施例は以下に限定されるものではない。なお、基材(8)及び反射防止膜(1〜7)の各層は屈折率分散を考慮しており、反射防止膜に用いた膜物質の屈折率分散を図32に示す。
実施例1は、表1に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。FCD100(HOYA製)基板を用い、基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法(たとえば真空蒸着法やスパッタ法など)により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層は酸化ランタンと酸化チタンの混合物を主成分とする、メルクパフォーマンスマテリアルズ社製のサブスタンスH4(H4と表に記載)、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法(たとえばスピンコート法、ディップ法など)により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.25の超低屈折率層である。
表1
基板 FCD100
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.275λ
第2層 H4 2.044 0.129λ
第3層 Al2O3 1.642 0.033λ
第4層 H4 2.044 0.046λ
第5層 MgF2 1.379 0.068λ
第6層 H4 2.044 0.106λ
第7層 湿式層 1.25 0.276λ
媒質 AIR 1 -
図2には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図2の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.18%、平均反射率は0.03%であり、入射角30度の最大反射率は0.49%、平均反射率は0.09%と、入射角によらない低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図3には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.21%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は外観もクモリや欠陥が見られず良好であった。
実施例2は、表2に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。FC5(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.25の超低屈折率層である。
表2
基板 FC5
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.287λ
第2層 H4 2.044 0.083λ
第3層 Al2O3 1.642 0.033λ
第4層 H4 2.044 0.045λ
第5層 MgF2 1.379 0.086λ
第6層 H4 2.044 0.097λ
第7層 湿式層 1.25 0.276λ
媒質 AIR 1 -
図4には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図4の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.23%、平均反射率は0.05%であり、入射角30度の最大反射率は0.58%、平均反射率も0.13%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図5には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.19%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は外観もクモリや欠陥が見られず良好であった。
実施例3は、表3に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。FCD705(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.25の超低屈折率層である。
表3
基板 FCD705
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.205λ
第2層 H4 2.044 0.066λ
第3層 Al2O3 1.642 0.067λ
第4層 H4 2.044 0.295λ
第5層 MgF2 1.379 0.056λ
第6層 H4 2.044 0.106λ
第7層 湿式層 1.25 0.261λ
媒質 AIR 1 -
図6には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図6の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.2%、平均反射率は0.04%であり、入射角30度の最大反射率は0.47%、平均反射率も0.11%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図7には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.28%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は外観もクモリや欠陥が見られず良好であった。
実施例4は、表4に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。E−FD2(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.25の超低屈折率層である。
表4
基板 E-FD2
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.147λ
第2層 H4 2.044 0.067λ
第3層 Al2O3 1.642 0.128λ
第4層 H4 2.044 0.203λ
第5層 MgF2 1.379 0.081λ
第6層 H4 2.044 0.113λ
第7層 湿式層 1.25 0.276λ
媒質 AIR 1 -
図8には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図8の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.22%、平均反射率は0.04%であり、入射角30度の最大反射率は0.53%、平均反射率も0.12%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図9には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.21%以下と低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は外観もクモリや欠陥が見られず良好であった。
実施例5は、表5に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。FF8(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.25の超低屈折率層である。
表5
基板 FF8
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.056λ
第2層 H4 2.044 0.097λ
第3層 Al2O3 1.642 0.066λ
第4層 H4 2.044 0.386λ
第5層 MgF2 1.379 0.055λ
第6層 H4 2.044 0.097λ
第7層 湿式層 1.25 0.26λ
媒質 AIR 1 -
図10には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図10の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.21%、平均反射率は0.04%であり、入射角30度の最大反射率は0.5%、平均反射率も0.12%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図11には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.17%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は外観もクモリや欠陥が見られず良好であった。
実施例6は、表6に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。FDS90(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.25の超低屈折率層である。
表6
基板 FDS90
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.041λ
第2層 H4 2.044 0.133λ
第3層 Al2O3 1.642 0.047λ
第4層 H4 2.044 0.352λ
第5層 MgF2 1.379 0.06λ
第6層 H4 2.044 0.103λ
第7層 湿式層 1.25 0.265λ
媒質 AIR 1 -
図12には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図12の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.22%、平均反射率は0.04%であり、入射角30度の最大反射率は0.51%、平均反射率も0.13%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図13には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.26%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は外観もクモリや欠陥が見られず良好であった。
実施例7は、表7に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。TAFD55(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.25の超低屈折率層である。
表7
基板 TAFD55
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.033λ
第2層 H4 2.044 0.218λ
第3層 Al2O3 1.642 0.046λ
第4層 H4 2.044 0.28λ
第5層 MgF2 1.379 0.074λ
第6層 H4 2.044 0.108λ
第7層 湿式層 1.25 0.276λ
媒質 AIR 1 -
図14には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図14の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.24%、平均反射率は0.05%であり、入射角30度の最大反射率は0.56%、平均反射率も0.13%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図15には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.19%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は欠陥が見られず透明であった。
実施例8は、表8に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。TAFD65(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.25の超低屈折率層である。
表8
基板 TAFD65
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.032λ
第2層 H4 2.044 0.198λ
第3層 Al2O3 1.642 0.044λ
第4層 H4 2.044 0.503λ
第5層 MgF2 1.379 0.058λ
第6層 H4 2.044 0.086λ
第7層 湿式層 1.25 0.253λ
媒質 AIR 1 -
図16には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図16の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.29%、平均反射率は0.05%であり、入射角30度の最大反射率は0.64%、平均反射率も0.14%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図17には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.15%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は欠陥が見られず透明であった。
実施例9は、表9に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。FCD1(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.23の超低屈折率層である。
表9
基板 FCD1
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.225λ
第2層 H4 2.044 0.093λ
第3層 Al2O3 1.642 0.042λ
第4層 H4 2.044 0.278λ
第5層 MgF2 1.379 0.065λ
第6層 H4 2.044 0.089λ
第7層 湿式層 1.23 0.256λ
媒質 AIR 1 -
図18には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図18の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.1%、平均反射率は0.03%であり、入射角30度の最大反射率は0.31%、平均反射率も0.09%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図19には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.14%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は欠陥が見られず透明であった。
実施例10は、表10に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。E−F5(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.23の超低屈折率層である。
表10
基板 E-F5
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.737λ
第2層 H4 2.044 0.067λ
第3層 Al2O3 1.642 0.076λ
第4層 H4 2.044 0.384λ
第5層 MgF2 1.379 0.06λ
第6層 H4 2.044 0.088λ
第7層 湿式層 1.23 0.256λ
媒質 AIR 1 -
図20には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図20の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.09%、平均反射率は0.02%であり、入射角30度の最大反射率は0.29%、平均反射率も0.08%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図21には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.14%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は欠陥が見られず透明であった。
実施例11は、表11に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。E-FD2(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.23の超低屈折率層である。
表11
基板 E-FD2
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.51λ
第2層 H4 2.044 0.061λ
第3層 Al2O3 1.642 0.085λ
第4層 H4 2.044 0.45λ
第5層 MgF2 1.379 0.065λ
第6層 H4 2.044 0.078λ
第7層 湿式層 1.23 0.25λ
媒質 AIR 1 -
図22には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図22の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.07%、平均反射率は0.04%であり、入射角30度の最大反射率は0.24%、平均反射率も0.1%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図23には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.13%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は欠陥が見られず透明であった。
実施例12は、表12に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。FD225(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.23の超低屈折率層である。
表12
基板 FD225
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.045λ
第2層 H4 2.044 0.112λ
第3層 Al2O3 1.642 0.045λ
第4層 H4 2.044 0.422λ
第5層 MgF2 1.379 0.068λ
第6層 H4 2.044 0.087λ
第7層 湿式層 1.23 0.261λ
媒質 AIR 1 -
図24には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図24の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.1%、平均反射率は0.03%であり、入射角30度の最大反射率は0.3%、平均反射率も0.09%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図25には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.15%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は欠陥が見られず透明であった。
実施例13は、表13に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。TAFD45(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.23の超低屈折率層である。
表13
基板 TAFD45
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.032λ
第2層 H4 2.044 0.142λ
第3層 Al2O3 1.642 0.036λ
第4層 H4 2.044 0.513λ
第5層 MgF2 1.379 0.072λ
第6層 H4 2.044 0.086λ
第7層 湿式層 1.23 0.263λ
媒質 AIR 1 -
図26には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図26の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.1%、平均反射率は0.04%であり、入射角30度の最大反射率は0.32%、平均反射率も0.1%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図27には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.14%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は欠陥が見られず透明であった。
実施例14は、表14に示す7層からなる膜構成の反射防止膜である。TAFD55(HOYA製)基板を用い、実施例1と同様に基板側から第1層、第2層の順に第6層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層はアルミナからなる中間屈折率層、第2層、第4層、第6層はサブスタンスH4を用いた高屈折率層、第5層はフッ化マグネシウムからなる低屈折率層の構成となっている。また、最上層の第7層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.23の超低屈折率層である。
表14
基板 TAFD55
膜物質 屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 Al2O3 1.642 0.061λ
第2層 H4 2.044 0.1λ
第3層 Al2O3 1.642 0.606λ
第4層 H4 2.044 0.109λ
第5層 MgF2 1.379 0.115λ
第6層 H4 2.044 0.092λ
第7層 湿式層 1.23 0.283λ
媒質 AIR 1 -
図28には、本実施例に係る反射防止膜の波長400nm〜700nmにおける入射角0度、15度、30度の分光反射率データを示した。図28の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.11%、平均反射率は0.03%であり、入射角30度の最大反射率は0.42%、平均反射率も0.09%と、入射角によらず低反射率の膜が得られることが分かった。
また、図29には、本実施例に係る反射防止膜の第1層から第6層までの各層の膜厚を、約10%の膜厚バラつきを与えて成膜し、湿式層の第7層の膜厚は変えずに成膜した反射防止膜の反射率分布を示した。図中の太い実線は入射角0°の分光反射率を示し、波長10nm毎の縦線は各波長における反射率の最大〜最小の幅を示しているが、近年のデジタルカメラのイメージセンサーで有効な波長420〜690nmにおける反射率は最大でも0.27%以下の低いレベルに抑えられていた。
このことから、第1層から第6層の成膜時に真空成膜装置内の基板配置条件の違いや、成膜回数(バッチ数)を重ねることによる条件変化などの誤差要因が発生した場合でも、湿式層の成膜条件は変えずに、広帯域で良好な低反射特性を有する光学薄膜を得られることがわかった。また、この時に得られた反射防止膜は欠陥が見られず透明であった。
比較例
一方、図30には、比較例として特許文献1に開示されている実施例11の分光反射率を示す。実施例11は、表15に示す通り6層からなる反射防止膜であり、屈折率1.7の基板を用い、基板側から第1層、第2層の順に第5層までは真空成膜法により成膜し、第1層、第3層、第5層は屈折率2.31の高屈折率層、第2層、第4層は1.38の低屈折率層の構成となっている。最上層の第6層は、湿式成膜法により成膜した多孔質シリカからなる屈折率1.25の超低屈折率層である。
表15
基板 1.7
屈折率 光学膜厚
(@520nm) (nm)
第1層 2.31 0.076λ
第2層 1.38 0.09λ
第3層 2.31 0.151λ
第4層 1.38 0.12λ
第5層 2.31 0.086λ
第6層 1.25 0.295λ
媒質 1 -
図30の分光反射率グラフ及び表16に示した平均反射率の通り、入射角0〜15度の範囲ではもっとも高い反射率が0.11%、平均反射率は0.04%であり、入射角30度の最大反射率は0.35%、平均反射率も0.1%と、入射角によらず低反射率の膜が得られるものの、図31に示すように、上記各実施例と同様なバラつきを与えて評価をすると、420〜690nmの帯域における最大反射率が0.48%を超えてしまい、本出願に対し2倍程度大きい結果となっている。
そのため、比較例を実際の製造に使用する際は、湿式層の成膜前に第1層から第5層までの成膜状態を紫外可視分光光度計等で確認した上で、湿式層の成膜条件を最適化する必要がある。発生するバラつきは上述したとおり、真空成膜装置のバッチ数により徐々に変化してゆくため、常に状態の確認と最適化とを繰り返さなければならず、高い生産性を確保することは困難である。
さらに、比較例の反射防止膜の構成は、基板から第1層目に高屈折率材料を使用しているため、使用する基板の材質によっては基板にクモリを発生させることがあり、またフッ化マグネシウム層が2層あることによる欠陥の発生のリスクがあった。
表16
400-700nm 最大反射率 400-700nm 平均反射率
入射角 0° 15° 30° 0° 15° 30°
実施例1 0.14% 0.18% 0.49% 0.03% 0.03% 0.09%
実施例2 0.15% 0.23% 0.58% 0.04% 0.05% 0.13%
実施例3 0.15% 0.2% 0.47% 0.03% 0.04% 0.11%
実施例4 0.15% 0.22% 0.53% 0.03% 0.04% 0.12%
実施例5 0.15% 0.21% 0.5% 0.03% 0.04% 0.12%
実施例6 0.15% 0.22% 0.51% 0.03% 0.04% 0.13%
実施例7 0.17% 0.24% 0.56% 0.04% 0.05% 0.13%
実施例8 0.21% 0.29% 0.64% 0.04% 0.05% 0.14%
実施例9 0.07% 0.1% 0.31% 0.02% 0.03% 0.09%
実施例10 0.05% 0.09% 0.29% 0.02% 0.02% 0.08%
実施例11 0.05% 0.07% 0.24% 0.03% 0.04% 0.1%
実施例12 0.06% 0.1% 0.3% 0.03% 0.03% 0.09%
実施例13 0.06% 0.1% 0.32% 0.03% 0.04% 0.1%
実施例14 0.06% 0.11% 0.42% 0.02% 0.03% 0.09%
比較例 0.06% 0.11% 0.35% 0.03% 0.04% 0.1%
以上のように、本発明に係る反射防止膜によれば、良好な生産性を有し、種々の屈折率の基板に対して透明で膜欠陥が少なく、可視光の広い波長範囲において低反射で、なおかつ広い入射光線に対して高い反射防止効果を有し、ゴーストやフレアの発生を軽減でき、かつ製造上の膜厚バラつきによる反射率変化を小さくすることが可能な反射防止膜及び、それを有する光学素子を提供することができる。
1 第1層
2 第2層
3 第3層
4 第4層
5 第5層
6 第6層
7 第7層
8 基板

Claims (5)

  1. 基板上に、前記基板側から第1層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層、第7層までこの順に積層してなる反射防止膜であって、
    基準波長λ=520nmにおいて
    前記基板の屈折率が1.40〜2.10であり、
    前記第1層及び前記第3層は屈折率が1.5以上、1.8以下の中間屈折率材料であり、
    前記第2層、前記第4層及び前記第6層は屈折率が1.8以上、2.5以下の高屈折率材料であり、
    前記第5層は屈折率が1.3以上、1.5以下の低屈折率材料であり、
    前記第7層は屈折率が1.15以上、1.3以下の超低屈折率材料であり、
    前記第1層から前記第7層の各光学膜厚が、次の範囲であることを特徴とする反射防止膜。
    第1層:0.028λ以上、0.811λ以下
    第2層:0.040λ以上、0.240λ以下
    第3層:0.029λ以上、0.667λ以下
    第4層:0.040λ以上、0.565λ以下
    第5層:0.049λ以上、0.141λ以下
    第6層:0.069λ以上、0.124λ以下
    第7層:0.225λ以上、0.313λ以下
  2. 前記中間屈折率材料は酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを含有する混合物からなり、
    前記高屈折率材料は、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化インジウム、酸化ニオブ、酸化スズ,酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ランタン、酸化プラセオジムのいずれか、又は前記酸化物の混合物からなり、
    前記低屈折率材料はフッ化マグネシウム、酸化ケイ素のいずれか、又は混合物からなり、
    前記超低屈折率材料はフッ化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウムのいずれか、又は混合物からなる多孔質材料であることを特徴とする請求項1に記載の反射防止膜。
  3. 前記基板側から最も外側の層は湿式成膜法により形成され、その他の層は真空蒸着法、スパッタ法、CVD法、ALD法のいずれかにより成膜されることを特徴とする請求項1又は2に記載の反射防止膜。
  4. 入射角0度〜15度で波長400nm〜700nmにおける平均反射率が0.1%以下であり、
    入射角30度で波長400nm〜700nmにおける平均反射率が0.2%以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の反射防止膜。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の反射防止膜を有することを特徴とする光学素子。
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