JP6396003B2 - 反射防止膜を備えた光学部材 - Google Patents
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Description
反射防止膜が、厚み方向の透明基材側に向けて屈折率が徐々に大きくなる屈折率傾斜構造層と、屈折率傾斜構造層と透明基材との間に配され、干渉作用により反射光を抑制するための干渉層とを備え、
透明基材の屈折率と、屈折率傾斜構造層の最も透明基材側の屈折率とが異なるものであり、
干渉層の屈折率が、厚み方向に変化するものであって、屈折率傾斜構造層との境界および透明基材との境界において両者の屈折率と不連続となる値を有し、かつ、屈折率傾斜構造層側と透明基材側との値が互いに異なることを特徴とする。
干渉層において、前記屈折率傾斜構造層との境界位置での屈折率が、前記透明基材との境界位置での屈折率よりも大きい(n2(z1)>n2(z2))ことが好ましい。
干渉層において、屈折率傾斜構造層との境界位置での屈折率が、透明基材との境界位置での屈折率よりも小さい(n2(z1)<n2(z2))ことが好ましい。
干渉層は3以上の元素からなり、厚み方向にその組成比が変化して、厚み方向に屈折率が変化しているものであることが好ましい。
図7は、本発明の光学部材の屈折率プロファイルの第4の例を示す。
最初に、従来の反射防止膜を備えた比較例1について検討する。
実施例1として、図8に示した層構成、かつ、図15に示す屈折率プロファイルを有する光学部材を以下の方法で作製した。本実施例1は、上述の本発明の屈折率プロファイルの第1の例の条件、n2(z2)≠n3、n2(z1)≠n2(z2)、n1(z1)<n3、かつ、n2(z1)>n2(z2)を満たすものである。
実施例2として、図8に示した構成の光学部材であり、図16に示す屈折率プロファイルを有する光学部材を以下の方法で作製した。本実施例2は、上述の本発明の屈折率プロファイルの第3の例の条件、n2(z2)≠n3、n2(z1)≠n2(z2)、n1(z1)<n3、かつ、n2(z1)<n2(z2)を満たすものである。
比較例1とほぼ同様に、透明基材としてガラス基板(株式会社オハラ製S-LAH55V)を用い、反射防止膜を、アルミナ膜を水熱処理して得られる微細凹凸構造体であるベーマイト膜と、ベーマイト膜とガラス基板との屈折率をなだらかにつなぐ屈折率変化を有する屈折率傾斜膜とで構成した場合の光学シミュレーションを行った。
実施例3として、図9に示した層構成、かつ図19に示す屈折率プロファイルを有する光学部材を以下の方法で作製した。本実施例3は、上述の本発明の屈折率プロファイルの第2の条件、n2(z2)≠n3、n2(z1)≠n2(z2)、n1(z1)>n3、かつ、n2(z1)<n2(z2)を満たすものである。
比較例3として、実施例3における干渉層の代わりに、屈折率傾斜構造層の最も基材側の屈折率と基材の屈折率との間をつなぐ屈折率傾斜膜を備えた光学部材を作製した。図20に比較例3の屈折率プロファイルを示す。
10 屈折率傾斜構造層
12、14 微細凹凸構造体
16 微粒子層
18 屈折率傾斜薄膜層
20 干渉層
30 基材
40 反射防止膜
Claims (11)
- 透明基材と、該透明基材の表面に形成された反射防止膜とを備えた光学部材であって、
前記反射防止膜が、厚み方向において前記透明基材側に向けて屈折率が徐々に大きくなる屈折率傾斜構造層と、該屈折率傾斜構造層と前記透明基材との間に配され、干渉作用により反射光を抑制するための干渉層とを備え、
前記透明基材の屈折率と、前記屈折率傾斜構造層の最も透明基材側の屈折率とが異なるものであり、
前記干渉層の屈折率が、厚み方向に0.01を超える屈折率段差なく徐々に変化するものであって、前記屈折率傾斜構造層との境界および前記透明基材との境界において両者の屈折率と0.13以上の屈折率差で不連続となる値を有し、かつ、前記屈折率傾斜構造層側と前記透明基材側との値が互いに異なり、前記干渉層の屈折率分布の少なくとも一部が、前記屈折率傾斜構造層の最も前記透明基材側の屈折率と前記透明基材の屈折率の間であることを特徴とする光学部材。 - 前記透明基材の屈折率が、前記屈折率傾斜構造層の最も透明基材側の屈折率よりも大きく、
前記干渉層において、前記屈折率傾斜構造層との境界位置での屈折率が、前記透明基材との境界位置での屈折率よりも大きいものである請求項1記載の光学部材。 - 透明基材と、該透明基材の表面に形成された反射防止膜とを備えた光学部材であって、
前記反射防止膜が、厚み方向において前記透明基材側に向けて屈折率が徐々に大きくなる屈折率傾斜構造層と、該屈折率傾斜構造層と前記透明基材との間に配され、干渉作用により反射光を抑制するための干渉層とを備え、
前記透明基材の屈折率が、前記屈折率傾斜構造層の最も該透明基材側の屈折率よりも小さく、
前記干渉層の屈折率が、厚み方向に変化するものであって、前記屈折率傾斜構造層との境界および前記透明基材との境界において両者の屈折率と不連続となる値を有し、かつ、前記干渉層において、前記屈折率傾斜構造層の境界位置での屈折率が、前記透明基材との境界位置での屈折率よりも小さく、前記干渉層の屈折率分布の少なくとも一部が、前記屈折率傾斜構造層の最も前記透明基材側の屈折率と前記透明基材の屈折率の間であることを特徴とする光学部材。 - 前記屈折率傾斜構造層において、厚み方向における屈折率の変化率Δn/Δd、反射防止対象光の波長λとの関係が、λ×Δn/Δd>1.5となる部分を有する請求項1から3いずれか1項記載の光学部材。
- 前記干渉層は3以上の元素からなり、前記厚み方向にその組成比が変化することにより、該厚み方向に屈折率が変化している請求項1から4いずれか1項記載の光学部材。
- 前記干渉層はシリコン酸窒化物からなり、前記厚み方向に酸素と窒素との組成比が変化して、該厚み方向に屈折率が変化している請求項5記載の光学部材。
- 前記干渉層はシリコン酸化物とチタン酸化物との混合層であり、該シリコン酸化物とチタン酸化物との含有比が前記厚み方向に変化して、該厚み方向に屈折率が変化している請求項5記載の光学部材。
- 前記屈折率傾斜構造層が、反射防止対象光の波長よりも短いピッチの微細凹凸を有する透明な微細凹凸構造体からなる請求項1から7いずれか1項記載の光学部材。
- 前記屈折率傾斜構造層が、反射防止対象光の波長よりも短い周期の微細凹凸を有する透明な微細凹凸構造体からなる請求項1から7いずれか1項記載の光学部材。
- 前記屈折率傾斜構造層が、前記透明基材から遠い側から透明基材に近い側に向けて屈折率が単調増加する屈折率傾斜薄膜からなる請求項1から7いずれか1項記載の光学部材。
- 前記屈折率傾斜構造層が、反射防止対象光の波長より小さいサイズの透明微粒子がランダムに配置されてなる微粒子層からなることを特徴とする請求項1から7いずれか1項記載の光学部材。
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