WO2014061236A1

WO2014061236A1 - 反射防止膜を備えた光学部材およびその製造方法

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Publication number: WO2014061236A1
Application number: PCT/JP2013/006048
Authority: WO
Inventors: 慎一郎園田; 真也白田
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-04-24
Also published as: WO2014061236A9; US20150219798A1; JP2014081522A

Abstract

簡便に、少ない材料種で作製可能な反射防止膜を備えた光学部材を得る。【課題】透明基材（１０）の表面に、透明薄膜層（１５）、アルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸層（１８）をこの順に備えてなる反射防止膜（１９）を備え、透明薄膜層（１５）が、透明基材（１０）の屈折率と、微細凹凸層（１８）の屈折率との間の屈折率を有するものであり、透明薄膜層（１５）が、少なくとも窒化物層または酸窒化物層を含むものとする。

Description

反射防止膜を備えた光学部材およびその製造方法

　本発明は、光学部材およびその製造方法に関し、特には、その表面に反射防止膜を備えた光学部材およびその製造方法に関するものである。

　従来、ガラス、プラスチックなどの透光性部材からなるレンズ（透明基材）においては、表面反射による透過光の損失を低減するために光入射面に反射防止構造体（反射防止膜）が設けられている。
　例えば、可視光に対する反射防止構造体として、誘電体多層膜や、可視光の波長よりも短いピッチの微細凹凸構造体などが知られている（特許文献１、２など）。

　レンズ表面に設けられる微細凹凸構造体は、レンズの屈折率から徐々に空気の屈折率に近くなる傾斜屈折率を有して、レンズと空気との屈折率差を緩和させ、入射光の反射を防止する機能を有する。

　特許文献１には、基材上に透明薄膜層を介して微細凹凸層が形成された構成が開示されている。微細凹凸層はアルミナを主成分とするものであり、透明薄膜層は、ジルコニア、シリカ、チタニア、酸化亜鉛のうちの少なくとも１種が含有された層である。凹凸層およびその下層の透明薄膜層は、ジルコニア、シリカ、チタニア、酸化亜鉛のうちの少なくとも１種の化合物とアルミニウム化合物を少なくとも含む塗布液を用いて成膜した多成分系膜を温水処理することにより得られる旨記載されている。

　特許文献２には基材上に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂を介して、アルミナを主成分とする微細凹凸層が形成された構成が開示されている。特許文献２には、アルミニウムの水酸化物であるベーマイトを透過基材上にて成長させる方法として、真空成膜法やゾル－ゲル法により成膜したアルミナの膜を水蒸気処理または温水処理する方法が用いられる旨記載があるが、実際にはどのように作製したか明示されていない。

特開２００５－２７５３７２号公報特開２０１０－６６７０４号公報

　特許文献１においては、微細な凹凸膜厚は０．００５～５．０μｍ、透明層厚は０．０１～１０μｍで制御可能である旨記載されている。特許文献１では、ゾルゲル法で多成分系膜を成膜することが前提となっているが、ゾルゲル法はバッチ処理ができないので生産性が低いという問題がある。

　特許文献２においては、基材上に蒸着法にてＡｌ_２Ｏ_３を８０ｎｍ、ＳｉＯ_３を１００ｎｍ順次成膜した後、アルミナを主成分とする微細な凹凸薄膜３００ｎｍを形成すると記載されているが、既述の通り、具体的な凹凸薄膜の形成方法が開示されていない。

　屈折率がＡｌ_２Ｏ_３（ｎ＝１．６７）より大きい基材に対する反射防止膜を作製するに当たっては、基材側にＡｌ_２Ｏ_３より高い屈折率の層を備えることが望ましく、そのような場合には、特許文献２の層構成にさらに、Ａｌ_２Ｏ_３よりも高屈折率な材料（例えば、ＴｉＯ_２）からなる層を備えた構成とすることが考えられる。しかし、この場合、最低３種類の材料（Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２）が必要となり成膜時に必要な蒸着ハース数あるいはターゲット数が必要となり大変煩雑な製法となる。

　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、より簡便に、少ない材料種で作製可能な反射防止膜を備えた光学部材およびその製造方法を提供することを目的とする。

　本発明の光学部材は、透明基材の表面に、透明薄膜層、アルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸層をこの順に備えてなる反射防止膜を備えた光学部材であって、
　透明薄膜層が、透明基材の屈折率と、微細凹凸層の屈折率との間の屈折率を有するものであり、
　透明薄膜層が、少なくとも窒化物層または酸窒化物層を含むことを特徴とするものである。

　「主成分」とは、その部位に含まれる化学構造の成分のうち重量％のうち最も大きい成分と定義する。
　上記において、透明薄膜層の屈折率、微細凹凸層の屈折率は、それぞれの層の平均屈折率とする。

　透明薄膜層が、同一種の窒化物層および／または酸窒化物層を複数層備え、複数層のうちの透明基材側の層の窒素含有量が微細凹凸層側の層の窒素含有量よりも多いことが好ましい。

　「同一種の窒化物層および／または酸窒化物層を複数層備え」において同一種とは、窒化、あるいは酸窒化されている種（金属、非金属あるいは合金など）が共通であることを意味する。したがって、同一種の窒化物層および／または酸窒化物層とは、例えば、窒化されている種がＳｉであれば、ＳｉＮおよび／またはＳｉＯＮであり、窒化されている種がＡｌであれば、ＡｌＮおよび／またはＡｌＯＮであり、窒化されている種がＳｉＡｌであれば、ＳｉＡｌＮおよび／またはＳｉＡｌＯＮである。また、「窒化物層および／または酸窒化物層を複数層備え」とは、窒化物層のみを複数層備えるものであってもよいし、酸窒化物層のみを複数層備えるものであってもよいし、さらには窒化物層と酸窒化物層とを含む複数層備えるものであってもよい。

　窒化物層が、ＳｉＮ、ＡｌＮまたはＳｉＡｌＮからなり、
　酸窒化物層が、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮまたはＳｉＡｌＯＮからなることが好ましい。

　透明薄膜層が、最も微細凹凸層側にアルミナの水和物を主成分とする平坦層を備えていることが好ましい。

　この時、微細凹凸層の厚みを１５０ｎｍ以下とすることができる。

　透明基材の表面が、法線のなす角度が９０°を超える曲面であるとき、曲面中心における透明薄膜層の厚みが２７４ｎｍ以上であることが好ましい。

　透明薄膜層は、反応性スパッタ法で成膜することができる。

　本発明の光学部材の製造方法は、透明基材の表面に、透明薄膜層、アルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸層をこの順に備えてなる反射防止膜を備えた光学部材の製造方法であって、
　透明基材上に、窒化物層および酸窒化物層の少なくともいずれか一層、およびアルミナ層を順次反応性スパッタ法により成膜し、
　窒化物層または酸窒化物層の少なくともいずれか一層、およびアルミナ層が形成された透明基材を温水処理することを特徴とする。

　本発明の光学部材は、透明基材の表面に、透明薄膜層、アルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸層をこの順に備え、透明基材の屈折率と、微細凹凸層の屈折率との間の屈折率を有する透明薄膜層として、少なくとも窒化物層または酸窒化物層を含むものであり、窒化物を用いることにより、酸化物よりも高い屈折率層とすることができ、透明基材と微細凹凸層との間に備える層の選択肢を大幅に増やすことができる。

　本発明の光学部材においては、同一種の窒化物層および／または酸窒化物を複数層備える場合に、生産性の高いバッチより可能な気相成膜を用い、窒化量を変化させることにより屈折率の調整を行うことができるので、少ない材料種で作製することができる。

第１の実施形態の光学部材の概略構成を示す断面模式図設計変更例１の光学部材の概略構成を示す断面模式図設計変更例２の光学部材の概略構成を示す断面模式図第２の実施形態の光学部材の概略構成を示す断面模式図微細凹凸層の平面視のＳＥＭ画像微細凹凸層の断面視のＳＥＭ画像凹凸層の膜厚、平坦層の膜厚とアルミニウムの成膜厚みとの関係を示す図微細凹凸層模式図微細凹凸層および平坦層の屈折率を示す図屈折率の微細凹凸構造高さ依存性を示す参考図成膜角度φを説明するための図曲面において周辺部での膜厚減少を示す成膜角度φ毎の反射率の波長依存性を示す図実施例１の光学部材について成膜角度φ毎の反射率の波長依存性を示す図実施例２の光学部材について成膜角度φ毎の反射率の波長依存性を示す図比較例１において、反射率総和のＳｉＯ_２膜厚依存性を示す図比較例１の光学部材のうち、ＳｉＯ_２膜厚１００ｎｍの場合の反射率の波長依存性を示す図

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

　図１は、本発明の第１の実施の形態の光学部材１の構成を示す断面模式図である。
　第１の実施の形態の光学部材１は、透明基材１０の表面に、透明薄膜層１５、アルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸層１８をこの順に備えてなる反射防止膜１９を備えた光学部材である。ここで、透明薄膜層１５は、窒化物層１１、酸窒化物層１２、１３およびアルミナの水和物を主成分とする透明な平坦層１４を備えている。透明薄膜層１５は、透明基材１０の屈折率と微細凹凸層１２との屈折率との間の屈折率を有するものであり、透明基材１０の屈折率ｎ_０、窒化物層１１の屈折率ｎ_１、酸窒化物層１２の屈折率ｎ_２、酸窒化物層１３の屈折率ｎ_３、平坦層１４の屈折率ｎ_４、凹凸層の屈折率ｎ_５の関係は、ｎ_０＞ｎ_１＞ｎ_２＞ｎ_３＞ｎ_４＞ｎ_５であり、透明薄膜層は、レンズ等の透明基材から空気に向かって徐々に屈折率が低くなる構造となっている。上記式における凹凸層の屈折率ｎ_５は、凹凸層全体の平均屈折率とする。

　窒化物層１１、酸窒化物層１２、１３が同種材料の窒化物および酸窒化物からなるものである場合には、透明基材１０側ほど窒素含有量を大きくすることにより、透明基材側ほど大きな屈折率を有するものとすることができる。

　透明薄膜層１５は、本実施形態では４層構成であるが、単層であってもよいし、２層以上の何層であってもよく、複数層の場合には、基材側ほど屈折率が大きくなるように配置すればよい。透明薄膜層１５の合計膜厚ｔ_２が１５０ｎｍ以上であることが好ましい。

　透明薄膜層１５は、図２に示す設計変更例の光学部材２のように、１層の窒化物層あるいは酸窒化物層１６およびアルミナの水和物を主成分とする平坦層１４との２層構造であってもよいし、図３に示す他の設計変更例の光学部材３のように、窒化物層あるいは酸窒化物層からなる単層であってもよい。

　窒化物としては、具体的には、Ｓｉ、ＡｌまたはＳｉＡｌの窒化物、すなわちＳｉＮ、ＡｌＮまたはＳｉＡｌＮが挙げられる。
　酸窒化物としては、具体的には、Ｓｉ、ＡｌまたはＳｉＡｌの酸窒化物、すなわち、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、またはＳｉＡｌＯＮが挙げられる。
　ここで、各物質の窒化物および酸窒化物は、その窒素含有量が大きいほど、屈折率が大きくなる。

　同一種の窒化物層および／または酸窒化物層とは、例えば、Ｓｉ、ＡｌまたはＳｉＡｌの窒化物層および／または酸窒化物層である。ここで、Ｓｉの窒化物層および／または酸窒化物層とは、ＳｉＮのみ、ＳｉＯＮのみ、あるいはＳｉＮおよびＳｉＯＮの層であるが、ＳｉＮのみであっても、窒素の含有量を変化させた複数層を備えればよい。同一種の窒化物、および酸窒化物であれば、窒素の含有量を変化させるのみで屈折率を変化させることができる。

　アルミナの水和物とは、アルミナ１水和物であるベーマイト（Ａｌ₂Ｏ₃・Ｈ₂ＯあるいはＡｌＯＯＨと表記される。）、アルミナ３水和物（水酸化アルミニウム）であるバイヤーライト（Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｈ₂ＯあるいはＡl(ＯＨ)₃と表記される。）などである。

　アルミナの水和物を主成分とする微細凹凸層１８は、透明であり、かつ図１等に示すように、大きさ（頂角の大きさ）や向きはさまざまであるが概ね鋸歯状の断面を有している。この微細凹凸層１８の周期（平均ピッチ）は入射する光の波長域である使用波長域のうち最も短い波長より十分に小さい。微細凹凸層１８において、ピッチは凹部を隔てた最隣接凸部の頂点同士の距離であり、深さは凸部頂点から隣接する凹部の底部までの距離である。
　微細凹凸の周期は数１０ｎｍ～数１００ｎｍオーダーである。
　また、本実施形態において、凸部頂点から隣接する凹部の底部までの平均深さ（凹凸層の膜厚）ｔ１は１５０ｎｍ以下である。

　微細凹凸層１８は、基材から離れるほど疎になる（凹部に相当する空隙の幅が大きくなり、凸部の幅が小さくなる）構造を有しており、基材から離れるほど屈折率は小さくなる。

　凹凸の平均的なピッチは、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で微細凹凸構造の表面画像を撮影し、画像処理をして２値化し、統計的処理によって求めるものとする。同様に、凹凸層の膜厚は、微細凹凸層の断面画像を撮影し、画像を処理することによって求めるものとする。

　微細凹凸層は、アルミナもしくはアルミニウムを成膜後、温水処理を行うことにより形成することができ、アルミナ、アルミニウムの成膜には、バッチ処理が可能であり生産性を向上させることができるため、蒸着法あるいはスパッタ法などの気相成長法を用いることが好ましい。本発明者らの検討によれば、蒸着あるいはスパッタ法を用いた場合、所定厚みアルミニウムを成膜後、温水処理を行うことにより形成できるが、成膜するアルミニウムの厚みを変化させても、微細凹凸層の厚みは１５０ｎｍ程度までしかできず、これより厚くはならず、微細凹凸層の下層にはアルミナの水和物を主成分とする、厚み方向に屈折率がほぼ一定の層（平坦層）が形成された。

　ここで、微細凹凸層について検討した内容を説明する。
　ガラス基板（コーニング社　イーグル2000）にＡｌをスパッタ法で成膜した後に温水処理として沸騰水に５分間浸漬させて表面にアルミナの水和物を主成分とする微細凹凸層を形成した。

　図４は、作製した微細凹凸層の平面視のＳＥＭ画像であり、図５は、断面視のＳＥＭ画像である。
　図４に示す通り、表面には微細凹凸層が形成され、基板と凹凸層との間に平坦層が形成されている。

　成膜するＡｌの厚みを変化させ、同様の温水処理を行った場合について、微細凹凸層の厚みおよび平坦層と、浸漬前のＡｌの厚みとの関係を調べた結果を図６に示す。

　図６に示す通り、成膜するＡｌの厚みを厚くしても微細凹凸層の厚みは１５０ｎｍ以下であることがわかった。図６には、Ａｌを成膜して温水処理してベーマイト化した場合を示したが、Ａｌの代わりにＡｌ₂Ｏ₃を温水処理してベーマイト化した場合も同様のデータが得られた。また、スパッタ法にかえて蒸着法によりＡｌを成膜した場合にも同様のデータが得られた。

　またＳｉ上に成膜した３０ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃を成膜後に温水処理して得られたベーマイト層（微細凹凸層と平坦層）の屈折率を分光エリプソ装置で屈折率を測定した結果、図７の結果が得られた。図７において、厚み０は基板表面位置であり、屈折率１となっている２３０ｎｍが凹凸構造層の表面位置に相当する。

　図７に示す通り、平坦層の屈折率ｎｄは１．２６の一定の値をとり略８０ｎｍの厚みとなる。また凹凸層は基板から離れる方向に有効屈折率が小さくなっていて厚みが１５０ｎｍとなっており、合計の膜厚は２３０ｎｍである。

　図８Ａ，図８Ｂは、第１２３回微小光学研究会　MICROOPTICS　NEWS　Vol.30　No.1　P49に記載の図であり、屈折率の微細凹凸構造高さ依存性を示す参考図である。図８Ｂに示される通り、屈折率１．５の基材を用いた場合、四角錐の構造（図８Ａに模式図を示す。）を仮定すると十分低い反射率が得られる高さとしてはｈ＝３００ｎｍ以上が必要であり、屈折率が１．５より高い基材を使用した場合はさらに四角錐の高さを高くする必要がある。

　しかしながら、上述の通りスパッタ法にて成膜後、温水処理により得られる微細凹凸層は１５０ｎｍ以下であるため、これだけでは十分な反射防止効果が得られない。そこで、凹凸微細構造と基材との間に両者の屈折率の間となる屈折率を有する透明薄膜層を備えることとした。

　このとき、上述したＡｌ、Ｓｉの窒化物層または酸窒化物層を含む透明薄膜層を反応性スパッタ法もしくは蒸着法等の気相法を用いて成膜すれば、バッチ処理可能であり、またスパッタターゲットの数、もしくは蒸着ハース数を非常に抑制することができる。
　特に、反応性スパッタ法を用いて作製すれば、Ｓｉ、Ａｌの２種のターゲットを用い、反応ガスとして、Ｎ_２とＯ_２の流量比を調整するだけで、種々の屈折率の層を成膜することが非常に容易にできる。

　図９は、本発明の第２の実施形態に係る光学部材４の構成を示す断面模式図である。図９に示すように、光学部材４は、透明基材２０として表面が曲面を有するメニスカスレンズを備え、その凹面に透明薄膜層２５、アルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸層２８をこの順に備えてなる反射防止膜２９を備えている。ここで、透明薄膜層２５は、基材２０側から窒化物層あるいは酸窒化物層２６およびアルミナの水和物を主成分とする平坦層２４を順に備えてなる。

　なお、透明薄膜層２５は、酸化物層あるいは酸窒化物層を複数層含んでいてもよく、その場合についての詳細は、第１の実施形態の場合に準ずる。

　透明基材２０の曲面は、レンズの有効光学面としての曲面を切り出した時の曲面の両端の法線がなす角度θが９０°を超えるものであることが特に好ましい。

　本実施形態のように反射防止膜２９が形成される面が曲面であるとき、蒸着法あるいはスパッタ法で成膜すると、曲面の中心部では膜厚が最も厚くなり、周辺部にいくほど膜厚が薄くなる。図１０は、凹面メニスカスレンズの曲面に薄膜層を成膜する際の、成膜角度φを説明するための図である。成膜時に蒸着源あるいはスパッタターゲットをレンズの中心Ｏに対する法線Ａ上にレンズに対向するように配置するものとする。ここで、蒸着源、スパッタターゲットは点源と仮定している。法線Ａとレンズ表面の各位置Ｐにおける法線とのなす角度を成膜角度φと定義する。この定義によるとレンズの表面中心位置Ｏの成膜角度φは０°であり、曲面の終端位置の成膜角度φが最大成膜角度φ_Maxである。なお、最大成膜角度φ_Maxの２倍がθである。蒸着あるいはスパッタ時の成膜角度φに対し、各表面位置への入射粒子数はｃｏｓφに比例する。すなわち、レンズの中心位置に比較して周囲部分は膜厚が小さくなる。

　本発明者らの検討によれば、透明基材の表面が、法線のなす角度θが９０°を超える曲面であるとき、透明基材の中心における透明薄膜層の厚みが、２７４ｎｍ以上であることが十分な反射防止効果を得るために好ましい。

　レンズ（オハラS-LAH58）に対し、蒸着源をレンズ表面中心の法線の角度を０°にセットし、レンズ表面にＡｌ_２Ｏ_３を１００ｎｍ、ＳｉＯ_２を４０ｎｍ、Ａｌ_２Ｏ_３を３０ｎｍを順次蒸着法にて成膜し、温水処理によって最上層のＡｌ_２Ｏ_３層をベーマイト平坦層８０ｎｍ、凹凸ベーマイト層１５０ｎｍとした場合の角度に対する反射率のデータを図１１に示す。φ＝４５°の角度から反射率が急速に増大する。これはφ＝0°において総膜厚が２９０ｎｍであるとしても、φが大きくなるにつれ、膜厚が減少してしまい、特に４５°を超えるとその影響が大きくなるためと考えられる。この実験から曲面への成膜時に成膜角度φが大きくなるほど成膜膜厚が小さくなってしまうことが明らかである。

　レンズの周辺部においても透明薄膜層と微細凹凸層の合計厚みとして３００ｎｍ以上を確保するための条件を検討した。
　表１は、各成膜角度φにおいて３００ｎｍを確保するために、成膜角度０°の箇所で必要とされる合計厚み（Total φ＝０　ｔ[ｎｍ]））および透明薄膜層の厚み（Total φ＝０、ｔ－１５０[ｎｍ]）を示す。

　表１に示すように、φ４５°において３００ｎｍの層厚みを確保するためには、φ０°において合計厚みを４２４ｎｍとする必要があり、微細凹凸層が１５０ｎｍ以下であるので、透明薄膜層は２７４ｎｍ以上を要することとなる。またφ８５°において３００ｎｍの層厚みを確保するためには、φ０°において合計厚みを３４４２ｎｍとする必要があり、微細凹凸層が１５０ｎｍ以下であるので、透明薄膜層は３２９２ｎｍ以上を要することとなる。

　なお、透明膜厚は厚すぎると膜応力による薄膜の破壊が生じやすい、また成膜時間がかかりコストアップにつながるので好ましくない。したがって透明薄膜層厚は、所望のθを有する曲面のレンズに対し、最大成膜角度φ_Max（＝θ／２）の表面位置において、３００ｎｍの層厚みを確保できる最少の厚みとなるように、φ０°における厚みを制御することが望ましい。

[実施例１]
　ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）スパッタ装置にて最大成膜角度φ_Max＝６２．５°曲率半径３６．４ｍｍの硝材オハラＳ－ＬＡＨ５８（屈折率ｎｄ＝１．８８３００)のレンズ曲面に第１のＳｉＯＮ／第２のＳｉＯＮ／ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３を順次成膜した。このとき、ＳｉおよびＡｌをターゲットとしてＥＣＲスパッタにてＮ_２よびＯ_２流量比を調整し各層を成膜した。

　第１のＳｉＯＮ（ｎｄ＝１．７５）：膜厚８０ｎｍ、第２のＳｉＯＮ（ｎｄ＝１．６１）：膜厚８０ｎｍ、ＳｉＯ_２（ｎｄ＝１．４８）：膜厚８０ｎｍ、Ａｌ_２Ｏ_３：膜厚３０ｎｍを成膜した。なお、ここで膜厚は、最も膜厚の厚いレンズ中心部での膜厚である。
　最上層のＡｌ_２Ｏ_３を成膜後に沸騰水に５分間浸漬し温水処理を行った。温水処理後に最上層のＡｌ_２Ｏ_３は、膜厚８０ｎｍ、屈折率ｎｄ＝１．２６のベーマイト層（平坦層）と膜厚１５０ｎｍの凹凸ベーマイト層（微細凹凸層）となった。

　レンズの反射率の測定を大塚電子製の分光測定装置ＦＥ－３０００で行った。結果を図１２に示す。図１２に示すように、本実施例の光学部材では、４００～８００ｎｍの波長にわたって最大でも０．５％程度の低い反射率が実現できている。

[実施例２]
　ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）スパッタ装置にて最大φ＝６２．５°、曲率半径３６．４ｍｍの硝材オハラＳ－ＬＡＨ５８（ｎｄ＝１．８８３００)のレンズ曲面にＡｌＮ／ＡｌＯＮ／ＳｉＮ／第１のＳｉＯＮ／第２のＳｉＯＮ／ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３を順次成膜した。このとき、ＳｉおよびＡｌをターゲットとしてＥＣＲスパッタにてＮ_２およびＯ₂の流量比を調整し各層を成膜した。

　ＡｌＮ（ｎｄ＝２．０１）：膜厚４０ｎｍ、ＡｌＯＮ（屈折率ｎｄ＝１．９５）：膜厚４０ｎｍ、ＳｉＮ（ｎｄ＝１．９１）：膜厚４０ｎｍ、第１のＳｉＯＮ（ｎｄ＝１．６４）：膜厚４０ｎｍ、第２のＳｉＯＮ（ｎｄ＝１．５５）：膜厚４０ｎｍ、ＳｉＯ_２（ｎｄ＝１．４６）：膜厚４０ｎｍ、Ａｌ_２Ｏ_３：膜厚３０ｎｍを成膜した。
　最上層のＡｌ_２Ｏ_３を成膜後に沸騰水に５分間浸漬し温水処理を行った。温水処理後に最上層のＡｌ_２Ｏ_３は、膜厚８０ｎｍ、ｎｄ＝１．２６のベーマイト層（平坦層）と膜厚１５０ｎｍの凹凸ベーマイト層（微細凹凸層）となった。
　このレンズの反射率の測定を大塚電子製の分光測定装置ＦＥ－３０００で行った。結果を図１３に示す。図１３に示すように、本実施例の光学部材では４００～８００ｎｍの波長にわたって１％以下の低い反射率が実現できている。

[比較例１]
　ＥＢ（電子ビーム）蒸着装置にて最大φ＝６２．５°曲率半径３６．４ｍｍの硝材オハラＳ－ＬＡＨ５８（ｎｄ＝１．８８３００）のレンズ曲面にＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３を順次成膜した。
　Ａｌ_２Ｏ_３の膜厚は３０ｎｍとし、成膜後に沸騰水に５分間浸漬し温水処理を行った。温水処理後に最上層のＡｌ_２Ｏ_３は、膜厚８０ｎｍ、屈折率ｎｄ＝１．２６のベーマイト層（平坦層）と膜厚１５０ｎｍの凹凸ベーマイト層（微細凹凸層）となった。

　ＳｉＯ_２（ｎｄ＝１．４６）を膜厚０～１６０ｎｍで１０ｎｍずつ変化させて作製したサンプルについて、４５０～７００ｎｍの１０ｎｍごとの入射光の反射率の総和を調べた。レンズの反射率の測定は、大塚電子製の分光測定装置ＦＥ－３０００で行った。

　結果を図１４に示す。図１４に示すようにＳｉＯ_２の膜厚が１００ｎｍ近傍で反射率の総和が小さかった。しかし、図１５に、ＳｉＯ_２の膜厚を１００ｎｍとしたときの分光スペクトルを示すように、本構成の光学部材では、５２０－７８０ｎｍ波長域の光に対する反射率が１．０％を超えた。

Claims

　透明基材の表面に、透明薄膜層、アルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸層をこの順に備えてなる反射防止膜を備えた光学部材であって、
　前記透明薄膜層が、前記透明基材の屈折率と、前記微細凹凸層の屈折率との間の屈折率を有するものであり、
　前記透明薄膜層が、少なくとも窒化物層または酸窒化物層を含むことを特徴とする光学部材。
　前記透明薄膜層が、同一種の窒化物層および／または酸窒化物層を複数層備え、該複数層のうちの前記透明基材側の層の窒素含有量が前記微細凹凸層側の層の窒素含有量よりも多いことを特徴とする請求項１記載の光学部材。
　前記窒化物層が、ＳｉＮ、ＡｌＮまたはＳｉＡｌＮからなり、
　前記酸窒化物層が、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮまたはＳｉＡｌＯＮからなることを特徴とする請求項１または２記載の光学部材。
　前記透明薄膜層が、最も前記微細凹凸層側にアルミナの水和物を主成分とする平坦層を備えていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の光学部材。
　前記微細凹凸層の厚みが１５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の光学部材。
　前記透明基材の表面が、法線のなす角度が９０°を超える曲面であり、
　前記透明薄膜層の厚みが、２７４ｎｍ以上であることを特徴とする請求項５記載の光学部材。
　前記透明薄膜層が、反応性スパッタ法で成膜されたものであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の光学部材。
　透明基材の表面に、透明薄膜層、アルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸層をこの順に備えてなる反射防止膜を備えた光学部材の製造方法であって、
　前記透明基材上に、窒化物層および酸窒化物層の少なくともいずれか一層、およびアルミナ層を順次反応性スパッタ法により成膜し、
　前記窒化物層または酸窒化物層の少なくともいずれか一層、および前記アルミナ層が形成された前記透明基材を温水処理することを特徴とする光学部材の製造方法。