WO2022118659A1 - 光学薄膜の製造方法及び光学薄膜 - Google Patents

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WO2022118659A1
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thin film
film
forming
cleaning
film portion
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PCT/JP2021/042278
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圭司 西本
知晶 井上
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東海光学株式会社
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    • GPHYSICS
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    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • GPHYSICS
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    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
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    • G02B1/115Multilayers
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    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters

Definitions

  • the present invention relates to an optical thin film formed on the surface of a base material and the like, and a method for manufacturing the optical thin film.
  • a camera module built into a mobile terminal such as a smartphone or an electronic device such as a digital camera includes an image pickup element for imaging a subject and a lens unit for forming an image of the subject in the shape of the image pickup element. ..
  • a particularly small lens unit may include a light-shielding member for forming an annular light-shielding portion. The light-shielding member allows light to enter inside the light-shielding part (transmissive part), and cuts a part or all of the light in the light-shielding part around it, thereby limiting the incident range of the incident light into the lens unit.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-140130 discloses a thin metal plate having a through hole formed in the center as such a light-shielding member. This thin metal plate is manufactured by forming a resist pattern on a metal base material and performing etching using the resist pattern as a mask.
  • the light-shielding member of Patent Document 1 Since the light-shielding member of Patent Document 1 is made of a thin metal plate, it is necessary to make the transmission portion a through hole. The formation of the through hole requires a resist pattern step and an etching step, which increases the manufacturing cost. Further, in the transmissive portion of the light-shielding member of Patent Document 1, an optical thin film or the like cannot be arranged as it is. In order to dispose the optical thin film or the like in the transmissive portion, another member in which the optical thin film is formed on a base material different from the light-shielding portion is adhered to the through-hole portion of the light-shielding member of Patent Document 1. Become. In this case, the configuration becomes complicated and the manufacturing cost increases.
  • a main object of the present invention is to provide a method for producing an optical thin film capable of inexpensively producing an optical thin film in which a first thin film portion and a second thin film portion are separated.
  • Another main object of the present invention is to provide an optical thin film in which a first thin film portion in a transmissive portion or the like and a second thin film portion in a light shielding portion or the like are separately formed in a simple configuration.
  • the invention according to claim 1 is an optical thin film having a first thin film portion and a second thin film portion having a different film structure from the first thin film portion, directly or via an interlayer film on the film formation surface of the base material.
  • a step of forming a cleaning removal film which is at least one of aluminum and an aluminum compound having at least one of the sword-shaped structures, and on a second thin film portion different from the first thin film portion on the thin film surface.
  • the step of forming the second thin film portion on the first thin film portion on which the first thin film portion and the cleaning removal film are formed, and the cleaning removal film and the first. 2 It is characterized by including a step of removing a thin film portion by cleaning.
  • the invention according to claim 2 is characterized in that, in the above invention, the second thin film portion has a ring shape or a frame shape.
  • the cleaning removal film is a cleaning removal base film formed by a physical vapor deposition method using at least one of aluminum and an aluminum compound as a material, and is immersed in warm water. It is characterized by being formed by.
  • the invention according to claim 4 is characterized in that, in the above invention, the removal film at the time of washing and the second thin film portion on the film are washed by at least one of running water and ultrasonic waves.
  • the invention according to claim 5 is characterized in that, in the above invention, the second thin film portion is a light-shielding film that blocks visible light.
  • the invention according to claim 6 is characterized in that, in the above invention, the first thin film portion is an antireflection film that suppresses the reflection of visible light.
  • the invention according to claim 7 is characterized in that, in the step of forming the first thin film portion, the first thin film portion is formed only on the first film-forming portion by a mask. It is a thing.
  • the invention according to claim 8 is the invention according to the above invention, wherein in the step of forming the first thin film portion, the film forming surface or the whole or a portion of the interlayer film including the first film forming portion is included. After forming the first thin film portion, the first thin film portion on the film forming surface or the intermediate film portion other than the first film forming portion is removed by a laser.
  • the invention according to claim 9 is an optical thin film having a first thin film portion and a second thin film portion having a different film structure from the first thin film portion, and the second thin film portion is the first thin film portion. It is surrounded by the first thin film portion, and is characterized in that no resist remains in the first thin film portion.
  • the invention according to claim 10 is characterized in that, in the above invention, the second thin film portion is a light-shielding film that blocks visible light.
  • the invention according to claim 11 is characterized in that, in the above invention, the first thin film portion is an antireflection film that suppresses the reflection of visible light.
  • a main effect of the present invention is to provide a method for producing an optical thin film capable of inexpensively producing an optical thin film in which a first thin film portion and a second thin film portion are separated. Further, another main effect of the present invention is to provide an optical thin film formed by separately forming a first thin film portion in a transmission portion or the like and a second thin film portion in a light shielding portion or the like in a simple configuration.
  • FIG. 17 is an enlarged view of a small black ring-shaped portion in FIG.
  • FIG. 19 is an enlarged view of the inner peripheral portion of the lower part of the ring in FIG. It is a graph of each reflectance distribution in the 1st thin film part (AR film) and the 2nd thin film part (light-shielding film) in the sample of FIG.
  • the optical thin film 1 according to the first embodiment of the present invention is formed on the film formation surface F of the base material 2 having a disk shape.
  • plastic is used, preferably a thermosetting resin is used, for example, polyurethane resin, thiourethane resin, episulfide resin, polycarbonate resin, polyester resin, acrylic resin, polyether sulfone.
  • a resin, a poly 4-methylpentene-1 resin, a diethylene glycol bisallyl carbonate resin, or a combination thereof is used.
  • the material of the base material 2 may be other than plastic such as glass.
  • the base material 2 with the optical thin film 1 is used as a light-shielding AR lens member L in the lens unit of the camera module.
  • the base material 2 with the optical thin film 1 may be used in addition to the lens unit.
  • the base material 2 is a base material on which the optical thin film 1 is formed, and is a substrate particularly in the case of a plate shape.
  • the base material 2 has translucency, and the transmittance of visible light, which is light having a wavelength in the visible region of the base material 2 (here, 400 nm (nanometers) or more and 750 nm or less), is approximately 100%. It has become.
  • the base material 2 has a flat plate-shaped base portion 2B and a lens portion 2L that bulges from the base portion 2B to form a convex lens at the center of the base portion 2B on the film formation surface F (back surface) side.
  • the base portion 2B has a disk shape having a diameter of about 8 mm (millimeters).
  • the outer shape of the lens portion 2L is a circle having a diameter of about 4 mm.
  • the surface of the lens portion 2L is mirror-finished.
  • the mirror surface processing may be omitted.
  • a textured and rear view ring-shaped rough surface portion 2R having fine irregularities for example, a convex body or a concave body having a height of about several ⁇ m (micrometer)
  • the rough surface portion 2R scatters the passing light. Due to such scattering, the rough surface portion 2R appears cloudy to the naked eye.
  • a peripheral flat portion 2S which is ring-shaped and flat in the rear view is formed.
  • the width of the rough surface portion 2R is about 1 mm.
  • the rough surface portion 2R may be formed by a mold having a shape corresponding to fine irregularities on the inner surface, or may be formed by applying particles and fixing them.
  • the rough surface portion 2R may not be textured or may be omitted.
  • the peripheral flat portion 2S may be omitted, and the rough surface portion 2R may be provided up to the peripheral edge of the film forming surface F of the base material.
  • the lens portion 2L may be a concave concave lens instead of a bulging convex lens, or may be provided in plurality. At least one of the size of the base material 2 and the size of the portion of the base material 2 and the position with respect to the whole may be changed from those described above.
  • the film-forming surface F with the optical thin film 1 and the lens portion 2L of the base material 2 are arranged so as to be inside the lens unit. Further, the surface of the base portion 2B facing the lens portion 2L (opposite to the film forming surface F) is flat and is arranged so as to be the outer surface of the lens unit.
  • the light-shielding AR lens member L may be arranged in another form in the lens unit. Further, one or more interlayer films may be arranged between the base material 2 and the optical thin film 1.
  • the optical thin film 1 (film-forming surface F) may be arranged on the surface opposite to the lens portion 2L in place of the surface on the lens portion 2L side or together with the surface on the lens portion 2L side.
  • the surface of the base portion 2B opposite to the film forming surface F may have a curved surface shape.
  • the optical thin film 1 has a first thin film portion 10 and a second thin film portion 12.
  • the first thin film portion 10 is arranged on the surface (first film formation portion) of the lens portion 2L.
  • the first thin film portion 10 is an optical multilayer film having an antireflection (AR) function. No resist or the like (materials other than the materials constituting the first thin film portion 10 and the second thin film portion 12) remains in the first thin film portion 10.
  • the first thin film portion 10 is not limited to the AR film.
  • the second thin film portion 12 has a ring shape in the rear view, and is arranged on the surface of the rough surface portion 2R and the surface of the peripheral flat portion 2S (second film forming portion).
  • the second thin film portion 12 is a light-shielding film having at least a light ray cutting function which is a function of cutting visible light. No resist or the like remains in the second thin film portion 12.
  • the second thin film portion 12 is not limited to the light-shielding film.
  • the light-shielding film may be a single-layer film or a multilayer film having a plurality of layers.
  • the light cuts are a complete cut with a transmittance of approximately 0% in the entire visible range, an incomplete cut with a transmittance of about 10% or less in the visible range, and a partial reduction in transmittance before and after transmission. Includes cuts.
  • the second thin film portion 12 has a second A thin film portion 12A on the rough surface portion 2R and a second B thin film portion 12B on the peripheral flat portion 2S.
  • the film composition is the same in the second A thin film portion 12A and the second B thin film portion 12B, and the difference between them depends on whether the film is mounted on the rough surface portion 2R or the peripheral flat portion 2S.
  • the arrangement of the first thin film portion 10 and the second thin film portion 12 is not limited to the arrangement of the ring-shaped second thin film portion 12 in contact with the outside of such a rear view disk-shaped first thin film portion 10. ..
  • the first thin film portion 10 and the second thin film portion 12 may be overlapped or separated from each other.
  • the second thin film portion 12 may not be arranged on a part or all of the peripheral flat portion 2S.
  • the optical thin film 51 according to the second embodiment of the present invention is formed in the shape of a rectangular plate on the film formation surface F (back surface) of the plastic base material 52.
  • the second form has the same modification as the first form as appropriate.
  • the base material 52 may be made of glass or the like.
  • the base material 52 with the optical thin film 51 is used as the infrared cut member R.
  • the base material 52 with the optical thin film 51 may be used in addition to the infrared cut member R.
  • the base material 52 has a central portion 52C and a rectangular frame-shaped peripheral portion 52R.
  • the film formation surface F side of the central portion 52C is mirror-finished.
  • the film formation surface F side of the peripheral edge portion 52R is a rough surface as in the rough surface portion 2R of the first form.
  • the optical thin film 51 has a first thin film portion 60 and a second thin film portion 62.
  • the first thin film portion 60 has a rectangular shape when viewed from the back, and is arranged on the back surface (first film formation portion) of the central portion 52C.
  • the first thin film portion 60 is an optical multilayer film having an infrared cut function. No resist or the like remains in the first thin film portion 60 except for substances such as water that may adhere to the air.
  • the first thin film portion 60 is not limited to the infrared cut film.
  • the second thin film portion 62 has a rectangular frame shape in the rear view, and is arranged on the back surface (second film formation portion) of the peripheral edge portion 52R.
  • the second thin film portion 62 has the same shape as the second thin film portion 12 of the first form except for the shape.
  • the radial inner boundary of the second thin film portion 62 is in contact with the boundary of the first thin film portion 60.
  • the arrangement of the first thin film portion 60 and the second thin film portion 62 is not limited to the arrangement of the frame-shaped second thin film portion 62 in contact with the outside of the first thin film portion 60 having a rectangular rear view.
  • the optical thin films 1, 51 of the first and second forms are manufactured by using the cleaning removal film W (see FIGS. 3 and 4) which is finally removed by cleaning.
  • the cleaning removal film W is a production intermediate that is formed during production and does not remain after production.
  • the cleaning removal film W is aluminum, an aluminum alloy, or a compound of aluminum.
  • the aluminum compound is preferably a compound containing aluminum as a main component.
  • the main component may be a component having a majority in weight ratio with respect to other components, or may be a component having a majority in volume ratio.
  • the removal film W during washing is, for example, aluminum (Al), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), and aluminum nitride (AlON).
  • the ratio of oxygen atom to nitrogen atom may be any, and in AlON, the oxygen atom may be a large number with respect to the nitrogen atom and may have a property close to Al 2 O 3 . However, the number of oxygen atoms may be smaller than that of the nitrogen atom and the property may be close to that of AlN, or the oxygen atom and the nitrogen atom may be contained to the same extent.
  • the cleaning removal film W is at least one of a fine fluffy structure, a pyramid group structure, and a sword-shaped structure (hereinafter, appropriately referred to as “fluffy structure, etc.”) as shown in FIG. 5 (AlN). Has.
  • the cleaning removal film W having a fluffy structure or the like has no fluffy structure or the like, but is suitable for direct film formation by a physical vapor deposition (PVD), vacuum deposition, sputtering, etc.). It is formed from the base film WB.
  • the cleaning removal film W is formed by, for example, subjecting the cleaning removal base film WB to at least one of an ultrasonic treatment of applying ultrasonic waves and a hot water immersion treatment of immersing in warm water.
  • the removal film W during cleaning may not be completely removed by cleaning, and may remain slightly after the formation of the optical thin film 1. Even in this case, the remaining substance is aluminum, an aluminum alloy, or a compound of aluminum, and does not substantially affect the optical properties of the optical thin film 1.
  • the present invention includes the case where a part of the removal film W remains at the time of washing.
  • the first thin film portion 10 is formed on the lens portion 2L, the cleaning removal film W is formed on the first thin film portion 10, and the rough surface portion 2R is formed.
  • a light-shielding film of the second thin film portion 12 is formed on the peripheral flat portion 2S and the removal film W during cleaning, and the removal film W during cleaning is removed together with the light-shielding film formed on the light-shielding film W by subsequent cleaning.
  • the light-shielding film on the rough surface portion 2R and the peripheral flat portion 2S remains even after being washed and becomes the second thin film portion 12 in the shape of a back view ring.
  • the first thin film portion 60 is formed on the central portion of the film forming surface F2, and the cleaning removal film W is formed on the first thin film portion 60.
  • a light-shielding film of the second thin film portion 62 is formed on the entire surface of the first thin film portion 60 and the film-forming surface F2 with the removal film W during cleaning, and the removal film W during cleaning is formed on the light-shielding film by the subsequent cleaning.
  • the light-shielding film is removed together with the light-shielding film, and the light-shielding film on the peripheral edge of the film-forming surface F remains even after being washed to become the second thin film portion 62 having a rectangular frame shape in the rear view.
  • a light-shielding film may be formed on the central portion of the film-forming surface F, and an AR film may be formed on the peripheral portion.
  • a light-shielding film may be formed in the central portion of the film-forming surface F, and an infrared cut film may be formed in the peripheral portion.
  • the production of a film using the cleaning removal film W according to the present invention can be applied to the formation of different types of film portions on a plurality of portions on various film formation surfaces.
  • AR film portions having different layer structures may be formed on the central portion and the peripheral portion of the film forming surfaces F and F2, respectively.
  • mirror film portions having different layer structures may be formed at the central portion and the peripheral portion of the film forming surfaces F and F2, respectively.
  • the AR film portion may be formed in the central portion of the film forming surfaces F and F2, and the mirror film portion may be formed in the peripheral portion, or each film portion may be formed in the reverse arrangement.
  • the AR film portion may be formed in the central portion of the film forming surfaces F and F2, and the infrared cut film portion may be formed in the peripheral portion, or each film portion may be formed in the reverse arrangement.
  • An infrared cut film portion may be formed in the central portion of the film forming surfaces F and F2, and a mirror film portion may be formed in the peripheral portion, or each film portion may be formed in the reverse arrangement.
  • the arrangement of each film portion is not limited to the central portion and the peripheral portion.
  • the present invention may be applied to an optical thin film having three or more types of film portions.
  • optical thin film according to the third embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except for the manufacturing method. Members and parts similar to those in the first embodiment are appropriately designated with the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the first thin film portion 10 is formed on the rough surface portion 2R, the peripheral flat portion 2S, and the lens portion 2L (on the film formation surface F), and the first thin film portion is formed.
  • a cleaning removal film W is formed on the 10 and the first thin film portion 10 on the rough surface portion 2R and the peripheral flat portion 2S and the cleaning removal film W are removed by laser irradiation or the like.
  • the subsequent manufacturing method is the same as that of the first embodiment. That is, in the subsequent production, a light-shielding film of the second thin film portion 12 is formed on the rough surface portion 2R, the peripheral flat portion 2S, and the cleaning removal film W, and the cleaning removal film W is formed by the subsequent cleaning.
  • the third form has the same modification examples as the first form and the second form as appropriate.
  • the first embodiment corresponds to the above-mentioned first embodiment (light-shielding AR lens member L).
  • the first thin film portion 10 (AR film) of the optical thin film 1 is an optical multilayer film having all five layers as shown in Table 1 below, and is a low refractive index material formed of a low refractive index material. It is an alternating film of a refractive index layer and a high refractive index layer formed of a high refractive index material.
  • the first, third and fifth layers (odd-numbered layers) counted from the base material 2 side are low refractive index layers (SiO 2 layers) made of SiO 2 , and the second and fourth layers.
  • the mesh (even layer) is a high refractive index layer (TIO 2 layer) made of TiO 2 .
  • TIO 2 layer a high refractive index layer
  • Table 1 as the sixth layer, a cleaning base film WB (Al 2 O 3 ), which is not a component of the first thin film portion 10, is shown.
  • the second thin film portion 12 (light-shielding film) of the optical thin film 1 is an optical multilayer film having nine layers, and the low refractive index layer and the high refractive index layer alternate.
  • the first, third, fifth, seventh, and ninth layers are SiO 2 layers, counting from the base material 2, and the second layer (part of even-numbered layers).
  • the first, third, fifth, seventh, and ninth layers are SiO 2 layers, counting from the base material 2, and the second layer (part of even-numbered layers).
  • the fourth, sixth and eighth layers are made of niobium silicon alloy (Nb + Si).
  • Nb + Si layer is a high refractive index layer.
  • the Nb + Si layer is a light absorption layer that absorbs visible light, and exhibits the same behavior as the high refractive index layer due to its characteristics.
  • the low refractive index material may be a mixture of two or more of these, including calcium fluoride (CaF 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), or SiO 2 .
  • High refractive index materials include zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), hafnium oxide (HfO 2 ), selenium oxide (CeO 2 ), and aluminum oxide (CeO 2). It may be a mixture of two or more of these containing Al 2 O 3 ), yttrium oxide (YO 2 ) or TiO 2 . Since one type of high-refractive index material and one type of low-refractive index material are used in the optical multilayer film related to the first thin film portion 10, film design is easy and the film forming cost is low.
  • Example 1 ⁇ Manufacturing of optical thin films, etc. ⁇ Next, a method for producing Example 1 will be described.
  • the method for manufacturing the optical thin film 1 according to the present invention is not limited to the following forms including the manufacturing apparatus.
  • the first thin film portion 10 of the optical thin film 1, the base film WB removed during cleaning, and the second thin film portion 12 are all formed by DC sputtering in a DC sputtering film forming apparatus.
  • Al 2 O 3 is used as the cleaning base film WB.
  • Table 3 below shows the process conditions for various types of sputtering.
  • FIGS. 6 to 9 show optical constants (refractive index distribution and extinction coefficient in the visible region and adjacent regions) of various materials.
  • At least one of the first thin film portion 10, the base film WB removed during cleaning, and the second thin film portion 12 may be formed by another method such as thin film deposition.
  • an RF sputter film forming apparatus may be used instead of the DC sputter film forming apparatus.
  • the number of layers of various films and the film thickness of each layer can be appropriately changed.
  • the mask M is set above the film surface F.
  • the mask M has a plate-shaped base MB and a through hole MH formed in the center of the base MB in a shape corresponding to the shape of the first thin film portion 10.
  • the mask M is supported by the film forming holder via a support.
  • various arrangements, installation numbers, and the like are not limited to those described above.
  • the base material 2 and the mask M may be in a vertical posture.
  • a plurality of the base materials 2 may be arranged vertically and horizontally, and the mask M may have a plurality of corresponding through holes in the same arrangement.
  • the first thin film portion 10 and then the cleaning base film WB are formed.
  • the first thin film portion 10 and the cleaning base film WB may be manufactured by different devices from each other. That is, first, various targets are set and the film forming chamber is evacuated, and as shown in Table 3 as "pretreatment", O 2 gas is applied to a high frequency voltage from the radical source to become radical oxygen.
  • the substrate 2 and the mask M are cleaned by being supplied to the film forming chamber at a flow rate of 500 ccm in the state of being supplied to the film forming chamber for 30 seconds.
  • the SiO 2 layer of the first thin film portion 10 is sputtered under the above process conditions (Table 3).
  • the Si sputter source operates with the introduction of argon gas (Ar gas), and oxygen gas (O 2 gas) is introduced into the film forming chamber as a radical source.
  • Ar gas argon gas
  • O 2 gas oxygen gas
  • the second layer (TIO 2 layer) of the first thin film portion 10 is sputtered in the same manner.
  • the Ti spatter source operates and O 2 gas is introduced into the film forming chamber as a radical source.
  • the 3rd to 5th layers are sequentially sputtered in the same manner to form the first thin film portion 10.
  • Ar gas may be introduced in the radical source instead of the spatter source or together with the spatter source.
  • the Ar gas may be related to a rare gas other than Ar. Such changes relating to Ar gas may be appropriately made in other film formations.
  • the cleaning base film WB Al 2 O 3
  • Table 3 the cleaning base film WB
  • the sputter source of Al operates with the introduction of Ar gas, and the radical source operates with oxygen radicals.
  • the first thin film portion 10 and the base film WB removed during cleaning are formed on the lens portion 2L of the base material 2 by the through holes MH of the mask M.
  • the first thin film portion 10 and the base material 2 with the cleaning base film WB are once taken out from the sputtering film forming apparatus. Then, as shown in FIG. 3D, the first thin film portion 10 and the base material 2 with the cleaning base film WB are immersed in the hot water HW in the water tank T. Then, as shown in FIGS. 3 (E) and 4 (E), the cleaning-removing base film WB becomes a cleaning-removing film W having a fluff-like structure or the like. That is, the structure of Al 2 O 3 uniformly distributed in the base film WB removed during washing changes so as to exhibit a fluffy structure or the like while being dissolved in warm water HW.
  • the base film WB removed during washing grows a large number of fine fluffs, pyramids, cones, spicules, etc. in the film thickness direction while being partially dissolved in warm water HW, and gradually during washing. It changes to the removal film W.
  • the change from the cleaning-removed base film WB to the cleaning-removed film W can be regarded as etching because the strength of the film is reduced by the provision of a fluff-like structure or the like.
  • the hot water HW does not have an adverse effect such as deformation and short-term weakening on the first thin film portion 10.
  • the posture (orientation) of the base material 2 or the like at the time of immersion is not limited to the vertical posture as shown in FIG.
  • the etching can be similarly performed by irradiating ultrasonic waves together with the immersion in warm water.
  • the temperature of the hot water HW is 90 ° C., preferably 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably 80 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, from the viewpoint of obtaining a fluffy structure or the like in a short time. More preferably, it is 90 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. In order to reach 100 ° C. or higher, it is necessary to apply a special treatment such as pressurization to water or use something other than water, which is troublesome.
  • the immersion time in the warm water HW is preferably 2 seconds or more and 10 minutes or less, more preferably 5 seconds or more and 5 minutes or less, and further preferably 15 from the viewpoint of obtaining a fluffy structure or the like in as short a time as possible. More than 1 second and less than 3 minutes. If the soaking time is short, a fluffy structure or the like cannot be sufficiently obtained, and if the soaking time is long, the treatment time becomes long and the efficiency deteriorates accordingly.
  • the first thin film portion 10 and the base material 2 with the cleaning removal film W are taken out from the water tank T and returned to the sputter film forming apparatus, and are returned to the sputter film forming apparatus, FIG. 3 (G),
  • a light-shielding film related to the second thin film portion 12 is formed on the entire film-forming surface F.
  • the first thin film portion 10 and the like and the light-shielding film may be manufactured by different devices from each other. That is, first, without the mask M, the first layer (SiO 2 layer) of the second thin film portion 12 is sputtered in the same manner as the SiO 2 layer of the first thin film portion 10.
  • the second layer (Nb 2 O 5 layer) of the second thin film portion 12 is sputtered under the above process conditions (Table 3).
  • the sputter source of Nb operates with the introduction of Ar gas, and O 2 gas is introduced into the film forming chamber as a radical source.
  • the third layer (SiO 2 layer) of the second thin film portion 12 is similarly sputtered.
  • the fourth layer (Nb + Si layer) of the second thin film portion 12 is similarly sputtered.
  • the Nb + Si layer sputtering the Nb sputter source and the Si sputter source operate at the same time, and the radical source does not operate.
  • the 5th to 7th layers are similarly sputtered, and the light-shielding film related to the second thin film portion 12 is placed on the rough surface portion 2R and the peripheral flat portion 2S of the base material 2, and on the cleaning removal film W. A film is formed.
  • the light-shielding film, the cleaning removal film W, and the base material 2 with the first thin film portion 10 are again placed in the water tank T. It is put in and immersed in warm water HW. Then, as shown in FIGS. 3 (I) and 4 (G), the light-shielding film on the cleaning film W becomes a weakened second thin film portion 12E having a crack and a weakened structure.
  • the change from the second thin film portion 12 to the weakened second thin film portion 12E on the cleaning film W can be regarded as etching, and since it is the second etching, it can be regarded as re-etching.
  • the second thin film portion 12 and the first thin film portion 10 on the base material 2 are not adversely affected by weakening or the like, and the film formation surface F of the first thin film portion 10 and the second thin film portion 12 is not affected. There is no change in adhesion. Further, in the re-etching, the fluffy structure of the cleaning removal film W is further miniaturized, and a part of the cleaning removal film W is dissolved.
  • the water tank T related to the cleaning removal film W and the water tank T related to the second thin film portion 12 may be provided separately from each other. Further, in these water tanks T and T, at least one of the temperature and the immersion time of the hot water HW may be different from each other.
  • the re-etching may appropriately have a modified example relating to the first etching.
  • the ultrasonic treatment may be performed instead of the hot water immersion treatment or in combination with the hot water immersion treatment.
  • the fragile structure of the fragile second thin film portion 12E is not limited to cracks.
  • the base material 2 with the first thin film portion 10, the second thin film portion 12, the fragile second thin film portion 12E, and the cleaning removal film W is taken out from the water tank T and then as shown in FIG. 3 (J). , Washed with running water (see arrow A). It should be noted that cleaning may be performed by ultrasonic waves instead of running water or together with running water. Then, the weakened second thin film portion 12E and the cleaning removal film W are separated from the first thin film portion 10, and as shown in FIGS. 3 (K) and 4 (H), the first thin film portion 10 A base material 2 with an optical thin film 1 in which a second thin film portion 12 is arranged around a uniform film thickness, that is, a light-shielding AR lens member L is completed.
  • the removal film W at the time of cleaning and the second thin film portion 12 on it are removed by cleaning, the first thin film portion 10 appears on the surface of the lens portion 2L, and the second thin film portion 12 is the entire film formation surface F. From the state of being arranged on the rough surface portion 2R surface and the state of being arranged only on the peripheral flat portion 2S surface.
  • Al 2 O 3 related to the removal film W during cleaning has a fine fluffy structure or the like, and the adhesion to the first thin film portion 10 under the thin film portion 10 is deteriorated. It was completely removed by washing with at least one of the above, and it does not remain.
  • the light-shielding film is selectively removed only from the portion above the lens portion 2L by the weakened second thin film portion 12E having cracks and the cleaning removing film W having a fluffy structure and the like. Since the adhesion of the first thin film portion 10 to the lens portion 2L surface and the adhesion of the second thin film portion 12 to the rough surface portion 2R surface and the peripheral flat portion 2S surface are both ensured, the first in each portion.
  • the thin film portion 10 and the second thin film portion 12 are not peeled off by washing at least one of running water and ultrasonic waves, and are not removed from the base material 2. As described above, even if a small amount of the film W removed during cleaning remains, it does not have a great influence on the optical thin film 1 and the like.
  • the removal film W during cleaning can be removed without using an organic solvent, and therefore, the influence of the organic solvent on the optical thin film 1, the base material 2, the intermediate film and the like is prevented.
  • most of the plastic base material 2 is weak against an organic solvent, and dissolution and cracks occur due to the action of the organic solvent.
  • the organic solvent is not used. Such dissolution and generation of cracks will be prevented. Therefore, the formation of the optical thin film 1 using the cleaning removal film W is particularly effective for the plastic base material 2.
  • the water temperature related to running water may be anything, and is preferably about room temperature (water temperature of tap water) from the viewpoint of ease of handling.
  • the flow rate of the running water may be any amount as long as the entire fragile second thin film portion 12E and the cleaning removal film W are separated.
  • the cleaning time which is the time for treating at least one of running water and ultrasonic waves, may be any time as long as the entire fragile second thin film portion 12E and the cleaning removal film W are separated. From the viewpoint of shortening the time while ensuring sufficient cleaning, it is preferably 30 seconds or more and 10 minutes or less, more preferably 1 minute or more and 5 minutes or less, and further preferably 2 minutes or more and 3 minutes or less.
  • FIG. 10 is a graph of the reflectance distribution in the visible region and the adjacent region on the surface (center point) of the lens portion 2L on which the first thin film portion 10 (AR film) of Example 1 is formed. According to this graph, it can be seen that low reflection with respect to visible light is realized in the lens unit 2L of the first embodiment. Since the surface of the lens portion 2L is mirror-processed to provide the first thin film portion 10 and the base material 2 has translucency, the lens portion 2L of Example 1 transmits most of visible light.
  • FIG. 11 shows the reflected light incident from the air and reflected by the second thin film portion 12 (second A thin film portion 12A) on the rough surface portion 2R surface on which the second thin film portion 12 (light-shielding film) of Example 1 is formed.
  • the reflectance is measured by the ratio of the test light emitted from the reflectance measuring device returned to the reflectance measuring device. Since the test light is scattered by the unevenness of the rough surface portion 2R, the light is shielded in Example 1.
  • FIG. 12 is a graph of the transmittance distribution related to the visible region and the adjacent region on the surface of the rough surface portion 2R on which the second thin film portion 12 (light-shielding film) of Example 1 is formed.
  • the rough surface portion 2R of the first embodiment extremely low transmittance is realized in the visible region and the adjacent region. Due to the rough surface portion 2R with the second thin film portion 12, the light-shielding AR lens member L of the first embodiment sufficiently suppresses the generation of stray light in the lens unit.
  • FIG. 13 (A) and 13 (B) are schematic views regarding the production of the ring-shaped light-shielding film in the comparative example
  • FIG. 13 (C) is a rear view of the light-shielding AR lens member LZ in the comparative example.
  • the comparative example after the AR film 10Z is formed in the center as in Example 1, the light-shielding film 12Z is formed around the AR film 10Z by the mask MZ with a bridge without forming the removal base film WB at the time of washing. ..
  • the mask MZ with a bridge is arranged concentrically with the base MZB, a circular through hole MZH having the same size as the light-shielding AR lens member LZ opened in the center thereof, and the through hole MZH, and is similar to the lens portion 2LZ. It has a central mask MZC that is a disk of size and a bridge MZR that extends inward in any of the four directions from the outer portion of the through hole MZH in the base MZB to support the central mask MZC. ..
  • the light-shielding film 12Z is formed in a ring shape by the through hole MZH excluding the central mask MZC portion in the bridged mask MZ.
  • the central mask MZC prevents the formation of a light-shielding film on the AR film 10Z.
  • the plurality (4) bridges MZR supporting the central mask MZC prevent the film material from reaching the base material 2Z, so that the light-shielding film 12Z in the comparative example corresponds to the bridge MZR. It will have the thinned portion 12ZT, and its film thickness will be uneven accordingly. In the thinned portion 12ZT, the film material of the light-shielding film 12Z may not exist at all (non-deposited portion).
  • the second thin film portion 12 of Example 1 is formed by the cleaning film W in a ring-like state with extremely high film thickness uniformity.
  • a mask for the AR film 10Z and a mask with a bridge MZ are required, whereas in the first embodiment, the mask for the first thin film portion 10 and the cleaning base film WB is used. Only one M is required, and Example 1 is easier to manufacture than Comparative Example.
  • Table 4 shows the manufacturing conditions and the like according to the modified example of the formation of the removal base film WB at the time of washing.
  • the uppermost manufacturing conditions and the like in Table 4 relate to the first embodiment.
  • "EB” in Table 4 is an electron beam.
  • the cleaning base film WB may be an Al film formed by vapor deposition. Further, as in the third manufacturing condition from the top in Table 4, the cleaning base film WB may be an Al 2 O 3 film formed by thin film deposition. Further, as in the fourth manufacturing condition from the top in Table 4, the cleaning base film WB may be an Al film formed by sputtering. Further, as in the fifth manufacturing condition from the top in Table 4, the cleaning base film WB may be an AlN film formed by sputtering. It is difficult to form AlN by ordinary vapor deposition. In addition, the cleaning base film WB may be an AlON film formed by sputtering, as in the first manufacturing condition from the bottom in Table 4.
  • the cleaning base film WB may be a combination thereof containing Al alone.
  • these cleaning-removing base films WB may be formed into a cleaning-removing film W by developing a fine fluff-like structure or the like by hot water immersion treatment. It is possible.
  • Example 2 ⁇ Structure of optical thin film, etc. ⁇
  • the second embodiment corresponds to the above-mentioned second embodiment (infrared cut member R).
  • the first thin film portion 60 (infrared cut film) of the optical thin film 51 is an optical multilayer film having a total of 45 layers, as shown in Table 5 below, and has a low refractive index layer (SiO 2 layer). , An odd layer) and a high refractive index layer (TiO 2 layer, even layer).
  • the second thin film portion 62 (light-shielding film) of the optical thin film 51 is the same as the second thin film portion 12 of the first embodiment.
  • Example 2 has the same modification as in Example 1 as appropriate, including its manufacture.
  • the method for manufacturing the optical thin film 51 according to the present invention is not limited to the following forms including the manufacturing apparatus.
  • the first thin film portion 60 of the optical thin film 51, the base film WB removed during cleaning, and the second thin film portion 62 all exclude the number of layers of the first thin film portion 60 and the shape of the mask M. , Formed by DC sputtering in the same manner as in Example 1.
  • the first thin film portion 60 of the optical thin film 51 may be formed by thin film deposition.
  • the process conditions in this case are shown in Table 6 below.
  • the first thin film portion 60 is formed by thin film deposition as described above, if the base film WB removed during cleaning is also formed by vapor deposition (see the second and third manufacturing conditions in Table 4 and the like), the first thin film portion 60 and the cleaning are performed.
  • the time-removal base film WB can be formed by the same apparatus, and the ease of manufacturing is ensured.
  • Example 2 The production by DC sputtering of Example 2 is carried out in the same manner as in Example 1 (see FIGS. 3 and 4).
  • FIGS. 3 (A) to 3 (B) are formed by a vapor deposition apparatus
  • FIGS. 3 (G) are formed by a sputtering apparatus.
  • Various conditions such as immersion time in at least one of etching (FIGS. 3 (D) to (E)) and re-etching (FIGS. 3 (H) to (I)) are set in the first thin film portion 60 (infrared cut film). It may be adjusted according to the characteristics of.
  • Example 2 14 and 15 show the visible region and the near infrared region (here, 750 nm or more and 1200 nm or less) and the central portion 52C surface (center point) on which the first thin film portion 60 (infrared cut film) of Example 2 was formed. It is a graph of the transmittance distribution and the reflectance distribution in the adjacent area. From this graph, it can be seen that in the central portion 52C of the second embodiment, the cut of the near infrared light is realized mainly by the reflection.
  • Properties such as the transmittance on the peripheral surface 52R surface on which the second thin film portion 62 (light-shielding film) of Example 2 is formed include the transmittance on the rough surface portion 2R surface on which the second thin film portion 12 of Example 1 is formed. It is the same as the property of (see FIGS. 11 and 12). Therefore, in the peripheral portion 52R of the second embodiment, extremely low transmittance is realized in the visible region and the adjacent region. Due to the peripheral edge portion 52R with the second thin film portion 12, the infrared cut member R of the second embodiment sufficiently suppresses the generation of stray light inside.
  • the optical thin films 1 and 51 having the first thin film portions 10 and 60 and the second thin film portions 12 and 62 having a different film configuration from the first thin film portions 10 and 60 are formed on the base materials 2 and 52. It is a method of manufacturing on the surfaces F and F2, in which a step of forming the first thin film portions 10 and 60 on the first film formation portion on the film formation surfaces F and F2 and a step on the first thin film portions 10 and 60.
  • a step of forming a thin film W to be removed during cleaning which is at least one of aluminum and a compound of aluminum having a fluffy structure, and a second film forming portion different from the first film forming portion on the film forming surfaces F and F2.
  • the step of forming the second thin film portions 12, 62 on the first film-forming portion on which the first thin film portions 10, 60 and the cleaning removal film W are formed, and the cleaning removal film W and above. Includes a step of removing the second thin film portions 12, 62 in the above by washing. Therefore, the optical thin film in which the first thin film portion and the second thin film portion are separated can be manufactured with high quality and at low cost without using a resist, a mask MZ with a bridge, and an organic solvent.
  • the matter "on" the film forming surface, the first film forming portion, and the second film forming portion includes the state of being in contact with the film forming surface, the first film forming portion, and the second film forming portion, and the film forming. It includes a state in which the surface, the first film-forming portion, and the second film-forming portion are not in contact with each other and are separated by an interlayer film, but are above them.
  • the second thin film portions 12 and 62 are ring-shaped and frame-shaped. Therefore, the ring-shaped or frame-shaped thin film portion, which has been difficult to manufacture at low cost and high quality in the past, can be manufactured at low cost and high quality.
  • the cleaning removal film W is obtained by immersing the cleaning removal base film WB formed by a physical vapor deposition method using at least one of aluminum and an aluminum compound as a material in warm water. It is formed by. Therefore, the cleaning removal film W having a fluffy structure or the like necessary for forming the second thin film portions 12, 62 separated from the first thin film portions 10, 60 is easily formed. Further, in the method for manufacturing Examples 1 and 2, the cleaning removal film W and the second thin film portions 12 and 62 on the film W are cleaned by at least one of running water and ultrasonic waves. Therefore, the cleaning process can be easily performed.
  • the second thin film portions 12 and 62 are light-shielding films that block visible light. Therefore, a ring-shaped or frame-shaped light-shielding film for preventing stray light in the lens unit is formed at low cost and with high quality. Furthermore, in the method of manufacturing Examples 1 and 2, the first thin film portions 10 and 60 are AR films that suppress the reflection of visible light. Therefore, the first thin film portions 10 and 60 are provided with a function of suppressing the reflection of visible light.
  • the optical thin films 1, 51 of Examples 1 and 2 have first thin film portions 10, 60 and second thin film portions 12, 62 having different film configurations from the first thin film portions 10, 60, and the second thin film portions 12, 62 surrounds the first thin film portions 10, 60, and no resist remains in the first thin film portions 10, 60. Therefore, in the optical thin films 1 and 51 of Examples 1 and 2, the resist does not remain as in the case of Patent Document 1, and the thinned portion 12ZT does not occur as in the comparative example.
  • An optical thin film 1, 51 is provided in which the thin film portions 10, 60 and the second thin film portions 12, 62 are simply separated in a high-quality state.
  • the second thin film portions 12 and 62 are light-shielding films that block visible light. Therefore, the optical thin films 1, 51 having a ring-shaped or frame-shaped light-shielding film for stray light countermeasures in the lens unit are of high quality.
  • the first thin film portions 10 and 60 are AR films that suppress the reflection of visible light. Therefore, the reflection of visible light is suppressed in the first thin film portions 10, 60 surrounded by the second thin film portions 12, 62.
  • the first formation is performed by the mask M.
  • the first thin film portions 10 and 60 are formed only on the film portion (the surface of the lens portion 2L). Therefore, the first thin film portions 10 and 60 are easily formed in a desired shape corresponding to the shape of the mask M.
  • Example 3 ⁇ Structure of optical thin film, etc. ⁇
  • Example 3 corresponds to the above-mentioned third embodiment (light-shielding AR lens member L).
  • the configuration of the first thin film portion 10 (AR film) and the second thin film portion 12 (light-shielding film) are both the same as in Example 1 described above.
  • the method for manufacturing the optical thin film 1 according to the present invention is not limited to the following forms including the manufacturing apparatus.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing the first half of the manufacturing method of Example 3.
  • the base material 2 before film formation is placed in the vacuum-drawn film forming chamber of the sputtering film forming apparatus in a horizontal state with the film forming surface F (back surface) facing upward. Can be put in.
  • the mask M is not used.
  • the first thin film portion 10 and then the cleaning base film WB are formed in the same manner as in Example 1 except that the mask M is not present.
  • the first thin film portion 10 and the base film WB removed during cleaning are formed on the film forming surface F of the base material 2.
  • the first thin film portion 10 and the base material 2 with the base film WB removed during cleaning are once taken out from the sputtering film forming apparatus, and are on the rough surface portion 2R and the peripheral flat portion.
  • Laser LA is irradiated to each first thin film portion 10 on 2S and each cleaning base film WB.
  • each first thin film portion 10 on the rough surface portion 2R and the peripheral flat portion 2S and each cleaning base film WB are removed.
  • the first thin film portion 10 and the cleaning base film WB are arranged only on the lens portion 2L.
  • the output of the laser LA is set to a size such that the first thin film portion 10 and the base film WB removed during cleaning are removed, and the rough surface portion 2R and the peripheral flat portion 2S are not affected by a shape change exceeding a predetermined degree. ..
  • the output of the laser LA can be adjusted in various ways. For example, the output of the laser LA may be lower than the output that is completely removed if at least one of the first thin film portion 10 and the cleaning base film WB is allowed to remain in a predetermined amount or less.
  • the power of the laser LA may be greater than the minimum power at which the first thin film portion 10 and the cleaning removal base film WB are removed.
  • the output of the laser LA is made higher than the minimum output in this way, the first thin film portion 10 and the cleaning base film WB are more reliably removed.
  • the laser LA traces on the rough surface portion 2R and on the peripheral flat portion 2S according to the size of the spot diameter.
  • the laser LA is irradiated in a state of scanning the rough surface portion 2R and the peripheral flat portion 2S with a scanning width equal to or slightly smaller than the spot diameter (diameter).
  • the laser LA By such irradiation of the laser LA, the removed portion of the first thin film portion 10 and the cleaning base film WB is patterned, and as a result, the remaining portion of the first thin film portion 10 and the cleaning removal base film WB is patterned. (FIG. 16 (D)).
  • the base material 2 having the patterned first thin film portion 10 and the cleaning base film WB is the same as in FIG. 3 (C) of Example 1, and is subjected to the same treatments as in FIGS. 3 (D) and thereafter. Will be done.
  • Example 3 a sample in which an optical thin film was formed on the base material 2 of a parallel flat plate was prepared by the same manufacturing method as in Example 3.
  • the base material 2 of the sample is made of polycarbonate, and its size is 50 mm in length, 50 mm in width, and 1.0 mm in thickness.
  • the manufacturing method of Example 3 has the same modified examples as the manufacturing method of Example 1 as appropriate.
  • FIG. 17 is a photograph of the sample.
  • the black portion is the second thin film portion 12 (light-shielding film) and the base material 2 under it, and the other parts are the first thin film portion 10 (AR film) and the base material 2 under it. As shown in FIG.
  • the thin film 1 is formed.
  • the method for producing the optical thin film 1 according to the present invention is not limited to the form of producing the sample. Further, the method for producing the sample appropriately has the same modification as the other production methods described above.
  • the first thin film portion 10 is vapor-deposited on the entire surface of the base material 2 of the parallel flat plate under the conditions shown in Table 6 of Example 1 (corresponding to FIGS. 16A to 16B).
  • the first thin film portion 10 (AR film) has a total of seven layers, and is an alternating film of a SiO 2 layer (odd layer) and a TiO 2 layer (even layer).
  • the film configuration of the first thin film portion 10 (AR film) is shown in Table 7 below.
  • an Al layer as a cleaning base film WB is formed on the entire surface of the base material 2 with the first thin film portion 10 (AR film) by DC sputtering under the conditions of the fourth row in Table 4 (FIG. Corresponds to 16 (B)).
  • the laser LA is emitted by MD-X1520 manufactured by Keyence Co., Ltd.
  • the wavelength of the laser LA is 1.06 ⁇ m
  • the frequency is 40 kHz (kilohertz)
  • the spot diameter is 80 ⁇ m
  • the scanning speed was performed at 2000 mm / sec.
  • Laser LA is by YAG.
  • the scanning is mainly driven by the galvano mirror.
  • the patterning is performed by scanning the shape corresponding to the second thin film portion 12 (light-shielding film, black portion) with a laser.
  • At least one of the type and various settings of the laser LA and the shape of the patterning may be changed from the above.
  • the magnitude of the output of the laser LA may be such that the first thin film portion 10 (AR film) and the cleaning base film WB can be removed (with a predetermined residual amount appropriately allowed).
  • the magnitude of the output of the laser LA may be such that the removal base film WB at the time of cleaning can be removed. ..
  • the output of the laser LA is allowed.
  • the size of the above may be any as long as it can be removed (partially removed) in a state where the base film WB removed at the time of washing remains in a specific amount or less.
  • the base film WB removed during cleaning is made into a film W removed during cleaning having a fluffy structure or the like by immersion in warm water HW.
  • the second thin film portion 12 is formed on the entire one surface of the first thin film portion 10 (AR film) and the base material 2 with the cleaning removal film W.
  • the film configuration of the second thin film portion 12 (light-shielding film) here is the same as the film configuration shown in Table 2 above according to Example 1. Then, as shown in FIGS.
  • the first thin film portion 10 (AR film) and the second thin film portion 10 (AR film) and the second thin film portion 10 (AR film) and the second thin film portion 10 (AR film) are obtained by immersion in warm water HW and washing with running water, as shown in FIG. 3 (K).
  • a sample having a thin film portion 12 (light-shielding film) is formed.
  • FIG. 18 is an enlarged view of the lower right portion of the black thick cross and the upper right portion of the white thick cross in FIG.
  • FIG. 19 is an enlarged view of a small black ring-shaped portion in FIG.
  • FIG. 20 is an enlarged view (bright-field image of a microscope) of the inner peripheral portion of the lower part of the ring in FIG. 19, the upper part of FIG. 20 is the first thin film portion 10 (AR film), and the lower part of FIG. 20 is the second thin film portion. 12 (light-shielding film).
  • AR film first thin film portion 10
  • 12 light-shielding film
  • FIG. 21 is a graph of the reflectance distributions in the visible region and the adjacent region in the first thin film portion 10 (AR film) and the second thin film portion 12 (light-shielding film) of the sample. According to this graph, it can be seen that low reflection with respect to visible light is realized in the first thin film portion 10 (AR film) having transparency in the visible region. Further, it can be seen that the second thin film portion 12 (light-shielding film) having a light-shielding function by light absorption also has an antireflection function in the visible region and the adjacent region.
  • Example 3 is a method for producing an optical thin film 1 having a first thin film portion 10 and a second thin film portion 12 having a different film configuration from the first thin film portion 10 on the film forming surface F of the base material 2. Therefore, at least the step of forming the first thin film portion 10 on the first thin film portion on the film forming surface F and the aluminum having a fluffy structure or the like on the first thin film portion 10 and the compound of aluminum. On the other hand, a step of forming the removal film W during cleaning, a second thin film portion different from the first film formation portion on the film formation surface F, and the first thin film portion 10 and the removal film W during cleaning are formed.
  • the optical thin film in which the first thin film portion and the second thin film portion are separated can be manufactured with high quality and at low cost without using a resist, a mask MZ with a bridge, and an organic solvent.
  • the matter "on" the film forming surface, the first film forming portion, and the second film forming portion includes the state of being in contact with the film forming surface, the first film forming portion, and the second film forming portion, and the film forming. It includes a state in which the surface, the first film-forming portion, and the second film-forming portion are not in contact with each other and are separated by an interlayer film, but are above them.
  • the first thin film portion 10 is formed on the entire film formation surface F including the first film formation portion as a part (FIG. 16 (A). )-(B)), the first thin film portion 10 on the portion of the film formation surface F (second film formation portion) other than the first film formation portion is removed by laser LA (FIG. 16 (C)). ⁇ (D)). Therefore, the first thin film portion 10 (second thin film portion 12) can be patterned in any shape.
  • the second thin film portion 12 is a light-shielding film
  • damage to the second film-forming portion or the like due to removal by laser LA for example, cloudiness, surface roughness, surface dissolution, first thin film portion 10 and cleaning. If at least one of the time-removal base film WB remains, etc.), it becomes easier to set the laser LA for removal, and the optical thin film 1 is manufactured more efficiently.

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Abstract

【課題】第1薄膜部と第2薄膜部とが分かれた光学薄膜を低廉に製造可能な光学薄膜の製造方法を提供する。 【解決手段】第1薄膜部10、及びこれと膜構成が異なる第2薄膜部12を有する光学薄膜1を、基材2の成膜面Fにおいて製造する方法であって、成膜面Fにおける第1成膜部分の上に第1薄膜部10を形成する工程と、第1薄膜部10の上に、毛羽状構造、ピラミッド群状構造、及び剣山状構造の少なくとも何れかを有するアルミニウム及びアルミニウムの化合物の少なくとも一方である洗浄時除去膜Wを形成する工程と、成膜面Fにおける第1成膜部分と異なる第2成膜部分の上、及び第1薄膜部10と洗浄時除去膜Wとが形成された第1成膜部分の上に、第2薄膜部12を形成する工程と、洗浄時除去膜W及びその上における第2薄膜部12を洗浄により除去する工程と、を含んでいる。

Description

光学薄膜の製造方法及び光学薄膜
 本発明は、基材の面等に形成される光学薄膜、及びその光学薄膜の製造方法に関する。
 スマートフォン等の携帯端末、及びデジタルカメラ等の電子機器等に内蔵されるカメラモジュールは、被写体を撮像する撮像素子、及びこの撮像素子状に被写体の画像を結像するためのレンズユニットを備えている。
 そして、特に小型のレンズユニットは、環状の遮光部を形成するための遮光部材を含んでいることがある。遮光部材は、遮光部より内側において光の入射を許容し(透過部)、その周りの遮光部において光の一部又は全部をカットすることで、レンズユニット内への入射光の入射範囲を制限し、レンズユニット内における迷光の発生を抑制して、ハレーション、レンズフレア、ゴースト等の発生を防止し、画質の向上に寄与する。
 特許文献1(特開2020-140130号公報)には、かような遮光部材として、中央に貫通孔部が形成された金属薄板が開示されている。この金属薄板は、金属基材にレジストパターンを形成し、これをマスクとしたエッチングを行うことで製造される。
特開2020-140130号公報
 特許文献1の遮光部材は、金属薄板製であるため、透過部を貫通孔とする必要がある。貫通孔の形成には、レジストパターン工程及びエッチング工程が必要であり、製造コストが嵩む。又、特許文献1の遮光部材の透過部において、そのままでは光学薄膜等は配置され得ない。透過部に光学薄膜等が配置されるためには、光学薄膜が遮光部とは別の基材に形成された別の部材が、特許文献1の遮光部材の貫通孔部内に接着されることになる。この場合、構成が複雑になって、製造等のコストが嵩む。
 そこで、本発明の主な目的は、第1薄膜部と第2薄膜部とが分かれた光学薄膜を低廉に製造可能な光学薄膜の製造方法を提供することである。
 又、本発明の他の主な目的は、透過部等における第1薄膜部と遮光部等における第2薄膜部とがシンプルな構成において分かれて形成された光学薄膜を提供することである。
 請求項1に記載の発明は、第1薄膜部、及び前記第1薄膜部と膜構成が異なる第2薄膜部を有する光学薄膜を、基材の成膜面において、直接又は中間膜を介して製造する方法であって、前記成膜面における第1成膜部分の上に、前記第1薄膜部を形成する工程と、前記第1薄膜部の上に、毛羽状構造、ピラミッド群状構造、及び剣山状構造の少なくとも何れかを有するアルミニウム及びアルミニウムの化合物の少なくとも一方である洗浄時除去膜を形成する工程と、前記成膜面における前記第1成膜部分と異なる第2成膜部分の上、及び前記第1薄膜部と前記洗浄時除去膜とが形成された前記第1成膜部分の上に、前記第2薄膜部を形成する工程と、前記洗浄時除去膜及びその上における前記第2薄膜部を洗浄により除去する工程と、を含むことを特徴とするものである。
 請求項2に記載の発明は、上記発明において、前記第2薄膜部は、リング状又は枠状であることを特徴とするものである。
 請求項3に記載の発明は、上記発明において、前記洗浄時除去膜は、アルミニウム及びアルミニウムの化合物の少なくとも一方を材料とした物理蒸着法により形成した洗浄時除去ベース膜を、温水へ浸漬することにより形成されることを特徴とするものである。
 請求項4に記載の発明は、上記発明において、前記洗浄時除去膜及びその上における前記第2薄膜部は、流水及び超音波の少なくとも一方により洗浄されることを特徴とするものである。
 請求項5に記載の発明は、上記発明において、前記第2薄膜部は、可視光をカットする遮光膜であることを特徴とするものである。
 請求項6に記載の発明は、上記発明において、前記第1薄膜部は、可視光の反射を抑制する反射防止膜であることを特徴とするものである。
 請求項7に記載の発明は、上記発明において、前記第1薄膜部を形成する工程において、マスクにより、前記第1成膜部分の上のみに前記第1薄膜部を形成することを特徴とするものである。
 請求項8に記載の発明は、上記発明において、前記第1薄膜部を形成する工程において、前記第1成膜部分を一部に含む、前記成膜面又は前記中間膜の全体又は部分に前記第1薄膜部を形成した後、前記第1成膜部分以外の前記成膜面又は前記中間膜の部分の上における前記第1薄膜部を、レーザーにより除却することを特徴とするものである。
 請求項9に記載の発明は、第1薄膜部、及び前記第1薄膜部と膜構成が異なる第2薄膜部を有する光学薄膜であって、前記第2薄膜部は、前記第1薄膜部を囲んでおり、前記第1薄膜部に、レジストが残存していないことを特徴とするものである。
 請求項10に記載の発明は、上記発明において、前記第2薄膜部は、可視光をカットする遮光膜であることを特徴とするものである。
 請求項11に記載の発明は、上記発明において、前記第1薄膜部は、可視光の反射を抑制する反射防止膜であることを特徴とするものである。
 本発明の主な効果は、第1薄膜部と第2薄膜部とが分かれた光学薄膜を低廉に製造可能な光学薄膜の製造方法を提供することである。
 又、本発明の他の主な効果は、透過部等における第1薄膜部と遮光部等における第2薄膜部とがシンプルな構成において分かれて形成された光学薄膜を提供することである。
本発明の第1形態に係る光学薄膜が基材に形成されて成る遮光ARレンズ部材の(A)背面図,(B)側面図である。 本発明の第2形態に係る光学薄膜が基材に形成されて成る赤外線カット部材の(A)背面図,(B)側面図である。 (A)~(K)は、本発明の第1形態に対応する実施例1の製造方法を主に遮光ARレンズ部材の側面側から示す模式図である。 (A)~(H)は、実施例1の製造方法を主に遮光ARレンズ部材の背面側から示す模式図である。 本発明に係る洗浄時除去膜の構造例を示す顕微鏡写真である。 SiOの光学定数に係るグラフである。 TiOの光学定数に係るグラフである。 Nbの光学定数に係るグラフである。 Nb+Si(スパッタリングにおけるNb,Siのスパッタ源投入電力が順に6kW,8.5kW)の光学定数に係るグラフである。 実施例1の第1薄膜部(AR膜)における反射率分布のグラフである。 実施例1の第2薄膜部(遮光膜)における反射率分布のグラフである。 実施例1の第2薄膜部(遮光膜)における透過率分布のグラフである。 (A),(B)は、本発明に属さない比較例におけるリング状の遮光膜の製造に関する模式図であり、(C)は、比較例における遮光ARレンズ部材LZの背面図である。 実施例2の第1薄膜部(赤外線カット膜)における透過率分布のグラフである。 実施例2の第1薄膜部(赤外線カット膜)における反射率分布のグラフである。 (A)~(D)は、本発明の第3形態に対応する実施例3の製造方法の前半を主に遮光ARレンズ部材の側面側から示す模式図である。 実施例3と同様の製造方法で製造されたサンプルを示す写真である。 図17における黒太十字形の右下部、及び白抜き太十字形の右上部の拡大図である。 図17における黒小リング形部分の拡大図である。 図19におけるリング下部内周部分の拡大図である。 図17のサンプルにおける第1薄膜部(AR膜)及び第2薄膜部(遮光膜)における各反射率分布のグラフである。
 以下、本発明に係る実施の形態の例が、適宜図面を用いて説明される。
 尚、本発明は、以下の例に限定されない。
[第1形態]
 図1に示されるように、本発明の第1形態に係る光学薄膜1は、円板状である基材2の成膜面F上に形成されている。
 基材2の材料(材質)として、プラスチックが用いられ、好ましくは、熱硬化性樹脂が用いられ、例えばポリウレタン樹脂、チオウレタン樹脂、エピスルフィド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリ4-メチルペンテン-1樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂、あるいはこれらの組合せが用いられる。尚、基材2の材料は、ガラス等、プラスチック以外であっても良い。
 光学薄膜1付きの基材2は、カメラモジュールのレンズユニットにおける遮光ARレンズ部材Lとして用いられる。尚、光学薄膜1付きの基材2は、レンズユニット以外に用いられても良い。
 基材2は、光学薄膜1が形成される基材であり、特に板状の場合、基板である。基材2は、透光性を有しており、基材2の可視域(ここでは400nm(ナノメートル)以上750nm以下)の波長を有する光である可視光の透過率は、ほぼ100%となっている。基材2は、平板状のベース部2Bと、ベース部2Bにおける成膜面F(背面)側の中央において、ベース部2Bから膨出して凸レンズとなるレンズ部2Lと、を有している。
 ベース部2Bは、直径8mm(ミリメートル)程度の円板形状を呈している。
 レンズ部2Lの外形は、直径4mm程度の円形である。レンズ部2Lの表面には、鏡面加工が施されている。尚、鏡面加工は、省略されても良い。
 基材2におけるレンズ部2Lの周囲には、微細な凹凸(例えば数μm(マイクロメートル)程度の高さを有する凸体又は凹体)を有するシボ状で背面視リング状の粗面部2Rが形成されている。粗面部2Rは、通過する光を散乱させる。かような散乱により、粗面部2Rは、肉眼では曇って見える。更に、粗面部2Rの径方向外側には、背面視リング状であり平坦である周縁平坦部2Sが形成されている。粗面部2Rの幅は1mm程度である。
 尚、粗面部2Rは、微細な凹凸に対応する形状を内面に付与した金型により成形されても良いし、粒子を塗布して固着させて形成されても良い。粗面部2Rは、シボ状でなくても良いし、省略されても良い。あるいは、周縁平坦部2Sが省略され、基材の成膜面Fの周縁まで粗面部2Rとされても良い。レンズ部2Lは、膨出した凸レンズではなく、窪んだ凹レンズであっても良いし、複数設けられても良い。基材2の大きさ並びに基材2の部分の大きさ及び全体に対する位置の少なくとも何れかは、上述のものから変更されても良い。
 基材2における光学薄膜1付きの成膜面F及びレンズ部2Lは、レンズユニットの内部となるように配置される。又、ベース部2Bにおけるレンズ部2Lに対向する(成膜面Fと逆側の)面は、平坦であり、レンズユニットの外面となるように配置される。
 尚、遮光ARレンズ部材Lは、レンズユニットにおいて、他の形態で配置されても良い。又、基材2と光学薄膜1との間に、1つ以上の中間膜が配置されても良い。光学薄膜1(成膜面F)は、レンズ部2L側の面に代えて、あるいはレンズ部2L側の面と共に、レンズ部2Lと逆側の面に配置されても良い。ベース部2Bにおける成膜面Fと逆側の面は、曲面形状であっても良い。
 光学薄膜1は、第1薄膜部10と、第2薄膜部12と、を有している。
 第1薄膜部10は、レンズ部2Lの表面(第1成膜部分)に配置されている。第1薄膜部10は、反射防止(Anti Reflection,AR)機能を有する光学多層膜である。第1薄膜部10には、レジスト等(第1薄膜部10及び第2薄膜部12を構成する材料以外の材料)は、残存していない。尚、第1薄膜部10は、AR膜に限られない。
 第2薄膜部12は、背面視リング状であり、粗面部2Rの表面及び周縁平坦部2Sの表面(第2成膜部分)に配置されている。第2薄膜部12は、少なくとも可視光をカットする機能である光線カット機能を有する遮光膜である。第2薄膜部12には、レジスト等は、残存していない。尚、第2薄膜部12は、遮光膜に限られない。遮光膜は、単層の膜であっても良いし、複数の層を有する多層膜であっても良い。光線のカットは、透過率を可視域全域で略0%とする完全なカット、及び透過率を可視域内で10%程度以下とする不完全なカット、及び透過率を透過前後で低減する部分的なカットを含む。
 第2薄膜部12は、粗面部2R上の第2A薄膜部12Aと、周縁平坦部2S上の第2B薄膜部12Bと、を有する。第2A薄膜部12Aと第2B薄膜部12Bとにおいて、膜構成は同じであり、これらの相違は、粗面部2Rに載るかあるいは周縁平坦部2Sに載るかによる。尚、第1薄膜部10及び第2薄膜部12の配置は、かような背面視円板形の第1薄膜部10の外側にリング状の第2薄膜部12が接触するものに限られない。例えば、粗面部2Rにおいて、第1薄膜部10と第2薄膜部12とが重畳しあるいは離隔していても良い。又、周縁平坦部2Sの一部又は全部に、第2薄膜部12が配置されなくても良い。
[第2形態]
 図2に例示されるように、本発明の第2形態に係る光学薄膜51は、矩形板状でプラスチック製の基材52の成膜面F(背面)上に形成されている。尚、第2形態は、適宜第1形態と同様の変更例を有する。例えば、基材52は、ガラス製等であっても良い。
 光学薄膜51付きの基材52は、赤外線カット部材Rとして用いられる。尚、光学薄膜51付きの基材52は、赤外線カット部材R以外に用いられても良い。
 基材52は、中央部52Cと、矩形枠状の周縁部52Rと、を有する。中央部52Cの成膜面F側には、鏡面加工が施されている。又、周縁部52Rの成膜面F側は、第1形態の粗面部2Rと同様に、粗面とされている。
 光学薄膜51は、第1薄膜部60と、第2薄膜部62と、を有している。
 第1薄膜部60は、背面視矩形状であり、中央部52Cの背面(第1成膜部分)に配置されている。第1薄膜部60は、赤外線カット機能を有する光学多層膜である。第1薄膜部60には、レジスト等は、空気中で付着し得る水等の物質を除き、残存していない。尚、第1薄膜部60は、赤外線カット膜に限られない。
 第2薄膜部62は、背面視矩形枠状であり、周縁部52Rの背面(第2成膜部分)に配置されている。第2薄膜部62は、第1形態の第2薄膜部12と、形状を除き、同様に成る。
 第2薄膜部62における径方向内側の境界は、第1薄膜部60の境界と接触している。尚、第1薄膜部60及び第2薄膜部62の配置は、かような背面視矩形の第1薄膜部60の外側に枠状の第2薄膜部62が接触するものに限られない。
[製造方法等]
 第1,第2形態の光学薄膜1,51は、最終的に洗浄により除去される洗浄時除去膜W(図3,図4参照)を用いて製造される。洗浄時除去膜Wは、製造中形成され製造後残存しない製造中間体である。
 洗浄時除去膜Wは、アルミニウム、アルミニウム合金、又はアルミニウムの化合物である。アルミニウムの化合物は、好適には、アルミニウムを主成分とした化合物である。主成分は、他の成分に対して、重量比率で過半数となる成分であっても良いし、体積比率で過半数となる成分であっても良い。
 洗浄時除去膜Wは、例えば、アルミニウム(Al)、酸化アルミニウム(Al)、窒化アルミニウム(AlN)、酸窒化アルミニウム(AlON)である。AlONでは、酸素原子と窒素原子の比率は、どのようなものであっても良く、AlONは、酸素原子が窒素原子に対して多数となりAlに近い性質を有するものであっても良いし、酸素原子が窒素原子に対して少数となりAlNに近い性質を有するものであっても良いし、酸素原子と窒素原子とが同程度含まれたものであっても良い。
 洗浄時除去膜Wは、例えば図5(AlN)に示されるような、微細な毛羽状構造、ピラミッド群状構造、及び剣山状構造の少なくとも何れか(以下適宜「毛羽状構造等」と呼ばれる)を有する。かような毛羽状構造等により、遮光膜等のその上への成膜が可能であり、且つ流水及び超音波の少なくとも一方等を用いた洗浄により剥離等の除去が可能である性質が、洗浄時除去膜Wに付与される。
 毛羽状構造等を有する洗浄時除去膜Wは、毛羽状構造等を有さないものの物理蒸着法(Physical Vapor Deposition(PVD),真空蒸着及びスパッタリング等)による直接の成膜に適した洗浄時除去ベース膜WBから形成される。洗浄時除去膜Wは、例えば、洗浄時除去ベース膜WBに対し、超音波を当てる超音波処理、及び温水に浸す温水浸漬処理の少なくとも一方を施して形成される。
 尚、洗浄時除去膜Wは、厳密には洗浄により完全に離脱せず、光学薄膜1の形成後において僅かに残存する場合がある。この場合であっても、残存する物質は、アルミニウム、アルミニウム合金、又はアルミニウムの化合物であり、光学薄膜1の光学特性に実質的な影響を及ぼさない。本発明は、かように洗浄時除去膜Wの一部が残存する場合を含んでいる。
 第1形態の光学薄膜1の製造は、例えば、レンズ部2L上に第1薄膜部10が成膜され、第1薄膜部10の上に洗浄時除去膜Wが成膜され、粗面部2R上及び周縁平坦部2S上並びに洗浄時除去膜W上に第2薄膜部12の遮光膜が成膜され、その後の洗浄により、洗浄時除去膜Wがその上に成膜された遮光膜と共に除去され、粗面部2R上及び周縁平坦部2S上の遮光膜は洗浄を受けても残存して背面視リング状の第2薄膜部12となることで行われる。
 第2形態の光学薄膜51の製造は、例えば、成膜面F2の中央部上に第1薄膜部60が成膜され、第1薄膜部60の上に洗浄時除去膜Wが成膜され、第1薄膜部60及び洗浄時除去膜W付きの成膜面F2の全面に第2薄膜部62の遮光膜が成膜され、その後の洗浄により、洗浄時除去膜Wがその上に成膜された遮光膜と共に除去され、成膜面F周縁部上の遮光膜は洗浄を受けても残存して背面視矩形枠状の第2薄膜部62となることで行われる。
[変更例等]
 上記の形態又は変更例を変更した更なる変更例が、以下説明される。
 第1形態において、成膜面Fの中央部に遮光膜が成膜され、周縁部にAR膜が成膜されても良い。
 第2形態において、成膜面Fの中央部に遮光膜が成膜され、周縁部に赤外線カット膜が成膜されても良い。
 上記の形態及び変更例に限らず、本発明に係る洗浄時除去膜Wを用いた膜の製造は、様々な成膜面における複数部分に対する互いに異なる種類の膜部分の形成に適用可能である。例えば、成膜面F,F2の中央部と周縁部とで、互いに層構造が異なるAR膜部分が、それぞれ形成されても良い。又、成膜面F,F2の中央部と周縁部とで、互いに層構造が異なるミラー膜部分が、それぞれ形成されても良い。成膜面F,F2の中央部にAR膜部分が形成され、周縁部にミラー膜部分が形成されても良いし、その逆の配置で各膜部分が形成されても良い。成膜面F,F2の中央部にAR膜部分が形成され、周縁部に赤外線カット膜部分が形成されても良いし、その逆の配置で各膜部分が形成されても良い。成膜面F,F2の中央部に赤外線カット膜部分が形成され、周縁部にミラー膜部分が形成されても良いし、その逆の配置で各膜部分が形成されても良い。各膜部分の配置は、中央部及び周縁部に限られない。本発明は、3種以上の膜部分を有する光学薄膜に適用されても良い。
[第3形態]
 本発明の第3形態に係る光学薄膜は、製造方法以外、第1形態と同様に成る。第1形態と同様に成る部材や部分等は、適宜、同じ符号が付され、説明が省略される。
 第3形態の光学薄膜1の製造は、例えば、粗面部2R上及び周縁平坦部2S上並びにレンズ部2L上(成膜面F上)に第1薄膜部10が成膜され、第1薄膜部10の上に洗浄時除去膜Wが成膜され、粗面部2R上及び周縁平坦部2S上の第1薄膜部10及び洗浄時除去膜Wがレーザー照射等により除却される。
 そして、以後の製造方法は、第1形態と同様である。即ち、以後の製造は、粗面部2R上及び周縁平坦部2S上並びに洗浄時除去膜W上に第2薄膜部12の遮光膜が成膜され、その後の洗浄により、洗浄時除去膜Wがその上に成膜された遮光膜と共に除去され、粗面部2R上及び周縁平坦部2S上の遮光膜は洗浄を受けても残存して背面視リング状の第2薄膜部12となることで行われる。
 尚、第3形態は、第1形態及び第2形態と同様の変更例を、適宜有する。
 次いで、本発明の好適な実施例、及び本発明に属さない比較例が説明される。
 尚、本発明は、以下の実施例に限定されない。又、本発明の捉え方により、下記の実施例が実質的には比較例となったり、下記の比較例が実質的には実施例となったりすることがある。
[実施例1]
≪光学薄膜の構成等≫
 実施例1は、上述の第1形態(遮光ARレンズ部材L)に対応する。
 実施例1において、光学薄膜1の第1薄膜部10(AR膜)は、次の表1に示されるように、全5層の光学多層膜であって、低屈折率材料により形成された低屈折率層と高屈折率材料により形成された高屈折率層との交互膜となっている。より詳しくは、第1薄膜部10は、基材2側から数えて1,3,5層目(奇数層)がSiO製の低屈折率層(SiO層)であり、2,4層目(偶数層)がTiO製の高屈折率層(TiO層)である。尚、表1には、6層目として、第1薄膜部10の構成要素ではない洗浄時除去ベース膜WB(Al)が記載されている。
 又、光学薄膜1の第2薄膜部12(遮光膜)は、次の表2に示されるように、全9層の光学多層膜であって、低屈折率層と高屈折率層との交互膜となっている。より詳しくは、第1薄膜部10は、基材2側から数えて1,3,5,7,9層目(奇数層)がSiO層であり、2層目(偶数層の一部)が酸化ニオブ(Nb)製の高屈折率層(Nb層)であり、4,6,8層目(偶数層の他の一部)がニオブシリコン合金(Nb+Si)製の高屈折率層(Nb+Si層)である。Nb+Si層は、可視光を吸収する光吸収層であり、又その特性から高屈折率層と同様な挙動を呈するものである。
 尚、低屈折率材料は、フッ化カルシウム(CaF)、フッ化マグネシウム(MgF)、あるいはSiOを含むこれらの二種以上の混合物であっても良い。又、高屈折率材料は、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化タンタル(Ta)、酸化ニオブ(Nb)、酸化ハフニウム(HfO)、酸化セレン(CeO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化イットリウム(YO)あるいはTiOを含むこれらの二種以上の混合物であっても良い。第1薄膜部10に係る光学多層膜では、高屈折率材料及び低屈折率材料が1種ずつ用いられるため、膜設計が容易であり、成膜コストが低廉である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
≪光学薄膜の製造等≫
 次いで、実施例1を製造する方法が、説明される。
 尚、本発明に係る光学薄膜1の製造方法は、製造装置を含め、以下の形態に限定されない。
 実施例1の製造において、光学薄膜1の第1薄膜部10、洗浄時除去ベース膜WB、及び第2薄膜部12は、何れもDCスパッタ成膜装置でのDCスパッタにより形成される。実施例1の製造では、洗浄時除去ベース膜WBとして、Alが用いられる。
 次の表3に、各種のスパッタリングにおけるプロセス条件が示される。
 又、図6~図9に、各種材料の光学定数(可視域及び隣接域における屈折率分布及び消衰退係数)が示される。
 尚、第1薄膜部10、洗浄時除去ベース膜WB、及び第2薄膜部12の少なくとも何れかは、蒸着等、他の方法により成膜されても良い。又、DCスパッタ成膜装置に代えて、RFスパッタ成膜装置が用いられても良い。更に、各種の膜の層数及び各層の膜厚は、それぞれ適宜変更可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 図4(A)に示される、成膜面F(背面)を上方に向けた水平な状態でスパッタ成膜装置の真空引きされた成膜室に入れられた成膜前の基材2における成膜面F上方に、図3(A),図4(B)に示されるように、マスクMがセットされる。マスクMは、板状のベースMBと、ベースMBの中央において、第1薄膜部10の形状に対応した形状で開けられた貫通孔MHと、を有する。マスクMは、成膜ホルダーに、支持体を介して支持される。
 尚、光学薄膜1の製造方法において、各種の配置、設置数等は、上述のものに限定されない。例えば、基材2及びマスクMは、鉛直姿勢とされても良い。基材2は複数縦横に並べられ、マスクMはその並びに対応する複数の貫通孔を有しても良い。
 次に、図3(B),図4(C)に示されるように、第1薄膜部10、次いで洗浄時除去ベース膜WBが成膜される。尚、第1薄膜部10と洗浄時除去ベース膜WBとは、互いに別の装置で製造されても良い。
 即ち、まず、各種のターゲットがセットされて成膜室が真空引きされ、更に表3で「前処理」として示される通り、ラジカル源から、Oガスが、高周波電圧が印加されラジカル酸素となった状態で500ccmの流量で30秒間成膜室に供給されることで、基材2及びマスクMのクリーニングが行われる。より詳しくは、かようなラジカル酸素の照射により、基材2及びマスクMに有機物等が付着していたとしても、有機物等はラジカル酸素及びプラズマで発生する紫外線によって分解剥離される。かようなクリーニングにより、後に形成する膜の密着性が向上する。
 そして、第1薄膜部10の1層目(SiO層)が、上述のプロセス条件(表3)でスパッタされる。ここでは、Siのスパッタ源がアルゴンガス(Arガス)の導入と共に作動し、ラジカル源として酸素ガス(Oガス)が成膜室に導入される。マスクMは、基材2とスパッタ源との間に配置されている。次いで、第1薄膜部10の2層目(TiO層)が、同様にスパッタされる。ここでは、Tiのスパッタ源が作動し、ラジカル源としてOガスが成膜室に導入される。続いて、順次、3~5層目が同様にスパッタされ、第1薄膜部10が成膜される。尚、スパッタ源に代えて、あるいはスパッタ源と共に、ラジカル源においてArガスが導入されても良い。Arガスは、Ar外の希ガスに係るものとされても良い。かようなArガスに係る変更は、他の成膜においても適宜行われても良い。
 次に、洗浄時除去ベース膜WB(Al)が、上述のプロセス条件(表3)で、第1薄膜部10の上にスパッタされる。ここでは、Alのスパッタ源がArガスの導入と共に作動し、ラジカル源は酸素ラジカルにおいて作動する。
 第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBは、マスクMの貫通孔MHにより、基材2のレンズ部2L上に成膜される。
 続いて、図3(C),図4(D)に示されるように、第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WB付きの基材2が、スパッタ成膜装置から一旦取り出される。
 そして、図3(D)に示されるように、第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WB付きの基材2は、水槽T中の温水HWに浸漬される。すると、図3(E),図4(E)に示されるように、洗浄時除去ベース膜WBは、毛羽状構造等を有する洗浄時除去膜Wとなる。即ち、洗浄時除去ベース膜WBにおける均一に分布したAlの構造が、温水HWへの溶解を伴いつつ、毛羽状構造等を呈するように変化する。換言すれば、洗浄時除去ベース膜WBは、温水HW中において、適宜一部溶解しつつ、多数の微細な毛羽、角錐、円錐、針状体等を膜厚方向に成長させ、徐々に洗浄時除去膜Wに変化する。洗浄時除去ベース膜WBから洗浄時除去膜Wへの変化は、膜の強度が毛羽状構造等の具備により低下することから、エッチングと捉え得る。他方、温水HWは、第1薄膜部10に変形及び短期的脆弱化等の悪影響を及ぼさない。尚、浸漬時の基材2等の姿勢(向き)は、図3で示されるような鉛直姿勢に限られない。又、温水への浸漬に加え、温水への浸漬と共に、超音波を当てることによっても、同様にエッチングが可能である。
 温水HWの温度は、毛羽状構造等をなるべく短時間で得る観点から、ここでは90℃であって、好ましくは60℃以上100℃以下であり、より好ましくは80℃以上100℃以下であり、更に好ましくは90℃以上100℃以下である。100℃以上とするには、加圧等の特殊な処理を水に施すか、水以外を用いるかしなければならず、手間がかかる。
 又、温水HWへの浸漬時間は、毛羽状構造等をなるべく短時間で得る観点から、好ましくは2秒間以上10分間以下であり、より好ましくは5秒間以上5分間以下であり、更に好ましくは15秒間以上3分間以下である。浸漬時間が短いと、毛羽状構造等が十分に得られず、浸漬時間が長いと、処理時間が長くなり効率がその分悪くなる。
 その後、図3(F)に示されるように、第1薄膜部10及び洗浄時除去膜W付きの基材2が水槽Tから取り出されてスパッタ成膜装置に戻され、図3(G),図4(F)に示されるように、成膜面Fの全体に第2薄膜部12に係る遮光膜が成膜される。尚、第1薄膜部10等と遮光膜とは、互いに別の装置で製造されても良い。
 即ち、まず、マスクM無しで、第2薄膜部12の1層目(SiO層)が、第1薄膜部10のSiO層と同様にスパッタされる。次いで、第2薄膜部12の2層目(Nb層)が、上述のプロセス条件(表3)でスパッタされる。ここでは、Nbのスパッタ源がArガスの導入と共に作動し、ラジカル源としてOガスが成膜室に導入される。続いて、第2薄膜部12の3層目(SiO層)が、同様にスパッタされる。次いで、第2薄膜部12の4層目(Nb+Si層)が、同様にスパッタされる。Nb+Si層のスパッタでは、Nbのスパッタ源とSiのスパッタ源とが同時に作動し、ラジカル源は作動しない。続いて、順次、5~7層目が同様にスパッタされ、第2薄膜部12に係る遮光膜が、基材2の粗面部2R上及び周縁平坦部2S上、並びに洗浄時除去膜W上に成膜される。
 かような遮光膜の全面的な成膜の後、図3(H)に示されるように、遮光膜、洗浄時除去膜W及び第1薄膜部10付きの基材2が、再び水槽Tに入れられて、温水HWに浸漬される。
 すると、図3(I),図4(G)に示されるように、洗浄時除去膜W上の遮光膜は、クラックを有して脆弱化構造を有する脆弱化第2薄膜部12Eとなる。洗浄時除去膜W上における第2薄膜部12から脆弱化第2薄膜部12Eへの変化は、エッチングと捉え得、2度目のエッチングであるから再エッチングと捉え得る。再エッチングにおいて、基材2上の第2薄膜部12、及び第1薄膜部10には、脆弱化等の悪影響は及ばず、第1薄膜部10及び第2薄膜部12の成膜面Fに対する密着性に変化は生じない。
 又、再エッチングにおいて、洗浄時除去膜Wの毛羽状構造等の更なる微細化、及び洗浄時除去膜Wの一部の溶解が進行する。
 尚、洗浄時除去膜Wに係る水槽Tと、第2薄膜部12に係る水槽Tとは、互いに別に設けられても良い。又、これらの水槽T,Tにおいて、温水HWの温度及び浸漬時間の少なくとも一方が互いに異なるものとされても良い。更に、再エッチングは、1回目のエッチングに係る変更例を適宜有し得る。例えば、再エッチングにおいて、温水浸漬処理に代えて、あるいは温水浸漬処理と共に、超音波処理が行われても良い。加えて、脆弱化第2薄膜部12Eの脆弱化構造は、クラックに限られない。
 第1薄膜部10、第2薄膜部12、脆弱化第2薄膜部12E及び洗浄時除去膜W付きの基材2は、水槽Tから取り出された後、図3(J)に示されるように、流水で洗浄される(矢印A参照)。尚、流水に代えて、あるいは流水と共に、超音波により洗浄が行われても良い。
 すると、脆弱化第2薄膜部12E及び洗浄時除去膜Wが、第1薄膜部10上から分離され、図3(K),図4(H)に示されるように、第1薄膜部10の周りに第2薄膜部12が均一な膜厚で配置された光学薄膜1付きの基材2、即ち遮光ARレンズ部材Lが完成する。即ち、洗浄時除去膜W及びその上における第2薄膜部12が洗浄により除去され、第1薄膜部10がレンズ部2L表面の上で出現し、第2薄膜部12が、成膜面F全体に配置される状態から、粗面部2R表面及び周縁平坦部2S表面の上のみに配置される状態となる。
 かような光学薄膜1において、洗浄時除去膜Wに係るAlは、微細な毛羽状構造等によりその下の第1薄膜部10に対する密着性が低下しているため、流水及び超音波の少なくとも一方による洗浄で完全に除去され、残存していない。又、クラックを有する脆弱化第2薄膜部12E及び毛羽状構造等を有する洗浄時除去膜Wにより、遮光膜は、レンズ部2L上方の部分のみ選択的に除去される。第1薄膜部10のレンズ部2L表面に対する密着性、及び第2薄膜部12の粗面部2R表面及び周縁平坦部2S表面に対する密着性は、何れも確保されているため、当該各部分における第1薄膜部10及び第2薄膜部12は、流水及び超音波の少なくとも一方での洗浄により剥離せず、基材2から除去されない。尚、上述の通り、洗浄時除去膜Wは、僅かに残存したとしても、光学薄膜1等に多大な影響を及ぼさない。
 又、洗浄時除去膜Wは、有機溶剤を用いることなく除去可能であり、従って、光学薄膜1及び基材2並びに中間膜等における有機溶剤の影響の発生が防止される。特に、プラスチック製の基材2の多くは、有機溶剤に対して弱く、有機溶剤の作用により溶解及びクラックが発生してしまうところ、洗浄時除去膜Wの除去では、有機溶剤の不使用により、かような溶解及びクラックの発生が防止されることとなる。よって、洗浄時除去膜Wを用いた光学薄膜1の形成は、プラスチック製の基材2に対して特に有効である。
 流水に係る水温は、どのようなものであっても良く、取扱容易性の観点から、室温(水道の水温)程度であることが好ましい。
 流水の流量は、脆弱化第2薄膜部12E及び洗浄時除去膜Wの全体が分離される量であればどのようなものであっても良い。超音波の出力に関しても、同様である。
 流水及び超音波の少なくとも一方で処理する時間である洗浄時間は、脆弱化第2薄膜部12E及び洗浄時除去膜Wの全体が分離される時間であればどのようなものであっても良く、十分な洗浄を確保しつつ時間を短縮する観点から、好ましくは30秒間以上10分間以下であり、より好ましくは1分間以上5分間以下であり、更に好ましくは2分間以上3分間以下である。
≪実施例1の特性等≫
 図10は、実施例1の第1薄膜部10(AR膜)が形成されたレンズ部2L表面(中央点)における、可視域及び隣接域における反射率分布のグラフである。
 このグラフによれば、実施例1のレンズ部2Lにおいて、可視光に対する低反射が実現していることが分かる。
 レンズ部2Lの表面は鏡面加工されて第1薄膜部10が付与されており、基材2は透光性を有するから、実施例1のレンズ部2Lは、可視光の大部分を透過する。
 図11は、実施例1の第2薄膜部12(遮光膜)が形成された粗面部2R表面に対する、空気中から入射して第2薄膜部12(第2A薄膜部12A)で反射する反射光の反射率(遮光膜上の反射率)、及び基材2側から入射して粗面部2R表面で反射する反射光の反射率(界面の反射率)に関する、可視域及び隣接域における反射率分布のグラフである。
 反射率は、反射率測定器から出た試験光が反射率測定器にどの割合で返ってくるかで測定されるところ、試験光は粗面部2Rの凹凸により散乱するから、実施例1における遮光膜上の反射率及び界面の反射率は、共に可視域全域で0.5%以下と、十分に低くなっている。
 図12は、実施例1の第2薄膜部12(遮光膜)が形成された粗面部2R表面における、可視域及び隣接域に係る透過率分布のグラフである。
 実施例1の粗面部2Rでは、可視域及び隣接域において、極めて低い透過率が実現される。かような第2薄膜部12付きの粗面部2Rにより、実施例1の遮光ARレンズ部材Lは、レンズユニット内における迷光の発生を十分に抑制するものとなる。
 以下、実施例1の第2薄膜部12における膜厚の均一性が、比較例を挙げて説明される。
 図13(A),(B)は、比較例におけるリング状の遮光膜の製造に関する模式図であり、図13(C)は、比較例における遮光ARレンズ部材LZの背面図である。
 比較例では、実施例1と同様にAR膜10Zを中央に形成した後、洗浄時除去ベース膜WBを形成せず、ブリッジ付きマスクMZにより、AR膜10Zの周りに遮光膜12Zを成膜する。
 ブリッジ付きマスクMZは、ベースMZBと、その中央において開けられた遮光ARレンズ部材LZと同様の大きさの円形の貫通孔MZHと、貫通孔MZHと同心で配置されておりレンズ部2LZと同様の大きさの円板である中央マスクMZCと、中央マスクMZCを支持するためにベースMZBにおける貫通孔MZH外側部分から四方の何れかの内方に延びて中央マスクMZCに達するブリッジMZRと、を有する。
 ブリッジ付きマスクMZにおける中央マスクMZC部分を除いた貫通孔MZHにより、遮光膜12Zがリング状に形成される。中央マスクMZCにより、AR膜10Z上の遮光膜の形成が阻止される。
 しかし、遮光膜12Zの形成時、中央マスクMZCを支持する複数(4本)のブリッジMZRが、膜材料の基材2Zへの到達を妨げるため、比較例の遮光膜12Zは、ブリッジMZRに対応した薄化部12ZTを有することとなり、その膜厚はその分不均一となる。薄化部12ZTでは、全く遮光膜12Zの膜材料が存在しないこともある(未成膜部)。かような薄化部12ZTは、中央マスクMZCを支持可能な状態でブリッジMZRを限界まで小さくしたとしても生じてしまう。
 これに対し、実施例1の第2薄膜部12は、洗浄時除去膜Wにより、リング状でありながら、膜厚の均一性が極めて高い状態で形成される。
 尚、比較例では、AR膜10Z用のマスク及びブリッジ付きマスクMZの2種類のマスクが必要であるのに対し、実施例1では、第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WB用のマスクM1つのみが必要であり、比較例に比べて実施例1は製造し易い。
≪洗浄時除去ベース膜の形成の変更例等≫
 次の表4に、洗浄時除去ベース膜WBの形成の変更例に係る製造条件等が示される。
 尚、表4における最も上の製造条件等は、実施例1に係るものである。又、表4における「EB」は、電子ビームである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 即ち、表4における上から2番目の製造条件等のように、洗浄時除去ベース膜WBは、蒸着により形成されたAl膜であっても良い。
 又、表4における上から3番目の製造条件等のように、洗浄時除去ベース膜WBは、蒸着により形成されたAl膜であっても良い。
 更に、表4における上から4番目の製造条件等のように、洗浄時除去ベース膜WBは、スパッタにより形成されたAl膜であっても良い。
 又更に、表4における上から5番目の製造条件等のように、洗浄時除去ベース膜WBは、スパッタにより形成されたAlN膜であっても良い。尚、通常の蒸着では、AlNの成膜は困難である。
 加えて、表4における下から1番目の製造条件等のように、洗浄時除去ベース膜WBは、スパッタにより形成されたAlON膜であっても良い。尚、通常の蒸着では、AlONの成膜は困難である。
 あるいは、洗浄時除去ベース膜WBは、Al単体を含むこれらの組合せであっても良い。
 これらの洗浄時除去ベース膜WBは、実施例1の洗浄時除去ベース膜WBのように、それぞれ、温水浸漬処理によって、微細な毛羽状構造等を発現させ、洗浄時除去膜Wとすることが可能である。
[実施例2]
≪光学薄膜の構成等≫
 実施例2は、上述の第2形態(赤外線カット部材R)に対応する。
 実施例2において、光学薄膜51の第1薄膜部60(赤外線カット膜)は、次の表5に示されるように、全45層の光学多層膜であって、低屈折率層(SiO層,奇数層)と高屈折率層(TiO層,偶数層)との交互膜となっている。
 又、光学薄膜51の第2薄膜部62(遮光膜)は、実施例1の第2薄膜部12と同様に成る。
 尚、実施例2は、その製造を含め、実施例1と同様の変更例を適宜有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
≪光学薄膜の製造等≫
 次いで、実施例2を製造する方法が、説明される。
 尚、本発明に係る光学薄膜51の製造方法は、製造装置を含め、以下の形態に限定されない。
 実施例2の製造において、光学薄膜51の第1薄膜部60、洗浄時除去ベース膜WB、及び第2薄膜部62は、何れも、第1薄膜部60の層数及びマスクMの形状を除き、実施例1と同様にDCスパッタにより形成される。
 あるいは、光学薄膜51の第1薄膜部60は、蒸着により形成されても良い。この場合のプロセス条件が、次の表6に示される。
 かように第1薄膜部60が蒸着により形成される場合、洗浄時除去ベース膜WBも蒸着により形成すれば(表4における2,3番目の製造条件等参照)、第1薄膜部60と洗浄時除去ベース膜WBとが同じ装置で形成可能であり、製造の容易さが確保される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 実施例2のDCスパッタによる製造は、実施例1と同様に行われる(図3,図4参照)。
 第1薄膜部60及び洗浄時除去ベース膜WBが蒸着により形成される場合、図3(A)~(B)が蒸着装置により、図3(G)がスパッタ装置によることになる。
 尚、エッチング(図3(D)~(E))及び再エッチング(図3(H)~(I))の少なくとも一方における浸漬時間等の各種条件は、第1薄膜部60(赤外線カット膜)の特性に応じて調節されても良い。
≪実施例2の特性等≫
 図14,図15は、実施例2の第1薄膜部60(赤外線カット膜)が形成された中央部52C表面(中央点)における、可視域及び近赤外域(ここでは750nm以上1200nm以下)並びに隣接域における透過率分布,反射率分布のグラフである。
 このグラフによれば、実施例2の中央部52Cにおいて、近赤外光のカットが、主に反射により実現していることが分かる。
 実施例2の第2薄膜部62(遮光膜)が形成された周縁部52R表面における透過率等の性質は、実施例1の第2薄膜部12が形成された粗面部2R表面における透過率等の性質と同様である(図11,図12参照)。
 よって、実施例2の周縁部52Rでは、可視域及び隣接域において、極めて低い透過率が実現される。かような第2薄膜部12付きの周縁部52Rにより、実施例2の赤外線カット部材Rは、内部における迷光の発生を十分に抑制するものとなる。
≪まとめ等≫
 実施例1,2を製造する方法は、第1薄膜部10,60、及びこれと膜構成が異なる第2薄膜部12,62を有する光学薄膜1,51を、基材2,52の成膜面F,F2において製造する方法であって、成膜面F,F2における第1成膜部分の上に、第1薄膜部10,60を形成する工程と、第1薄膜部10,60の上に、毛羽状構造等を有するアルミニウム及びアルミニウムの化合物の少なくとも一方である洗浄時除去膜Wを形成する工程と、成膜面F,F2における第1成膜部分と異なる第2成膜部分の上、及び第1薄膜部10,60と洗浄時除去膜Wとが形成された第1成膜部分の上に、第2薄膜部12,62を形成する工程と、洗浄時除去膜W及びその上における第2薄膜部12,62を洗浄により除去する工程と、を含んでいる。
 よって、第1薄膜部と第2薄膜部とが分かれた光学薄膜が、レジスト、ブリッジ付きマスクMZ及び有機溶剤を用いることなく、高品質で低廉に製造される。
 尚、成膜面,第1成膜部分,第2成膜部分の「上」にという事項は、成膜面,第1成膜部分,第2成膜部分に接している状態と、成膜面,第1成膜部分,第2成膜部分に接しておらず、中間膜により離れているものの、それらの上方に有る状態と、を含むものである。
 又、実施例1,2を製造する方法において、第2薄膜部12,62は、リング状,枠状である。よって、従来低コスト且つ高品位に製造することが困難であったリング状又は枠状の薄膜部が、低コスト且つ高品位に製造される。
 更に、実施例1,2を製造する方法において、洗浄時除去膜Wは、アルミニウム及びアルミニウムの化合物の少なくとも一方を材料とした物理蒸着法により形成した洗浄時除去ベース膜WBを、温水へ浸漬することにより形成される。よって、第1薄膜部10,60と分かれた第2薄膜部12,62の形成に必要な毛羽状構造等を有する洗浄時除去膜Wが、容易に形成される。
 又、実施例1,2を製造する方法において、洗浄時除去膜W及びその上における第2薄膜部12,62は、流水及び超音波の少なくとも一方により洗浄される。よって、洗浄工程が簡単に行える。
 更に、実施例1,2を製造する方法において、第2薄膜部12,62は、可視光をカットする遮光膜である。よって、レンズユニットにおける迷光対策用等のリング状又は枠状の遮光膜が、低コスト且つ高品位に形成されることとなる。
 又更に、実施例1,2を製造する方法において、第1薄膜部10,60は、可視光の反射を抑制するAR膜である。よって、第1薄膜部10,60に対し、可視光の反射を抑制する機能が付与される。
 加えて、実施例1,2の光学薄膜1,51は、第1薄膜部10,60、及びこれと膜構成が異なる第2薄膜部12,62を有しており、第2薄膜部12,62は、第1薄膜部10,60を囲んでおり、第1薄膜部10,60に、レジストが残存していない。
 よって、実施例1,2の光学薄膜1,51では、上記特許文献1のもののようにレジストが残存することがなく、又上記比較例のように薄化部12ZTが生じることがなく、第1薄膜部10,60と第2薄膜部12,62とが高品位な状態でシンプルに分かれた光学薄膜1,51が提供される。
 又、実施例1,2の光学薄膜1,51において、第2薄膜部12,62は、可視光をカットする遮光膜である。よって、レンズユニットにおける迷光対策用等のリング状又は枠状の遮光膜を有する光学薄膜1,51が、高品位なものとなる。
 更に、実施例1,2の光学薄膜1,51において、第1薄膜部10,60は、可視光の反射を抑制するAR膜である。よって、第2薄膜部12,62に囲まれる第1薄膜部10,60において、可視光の反射が抑制されることとなる。
 加えて、実施例1,2の第1薄膜部10,60を形成する工程(図3(A)~(B),図4(A)~(D))において、マスクMにより、第1成膜部分(レンズ部2Lの表面)の上のみに第1薄膜部10,60を形成する。よって、第1薄膜部10,60が、マスクMの形状に対応した所望の形状で、容易に形成される。
[実施例3]
≪光学薄膜の構成等≫
 実施例3は、上述の第3形態(遮光ARレンズ部材L)に対応する。
 実施例3において、第1薄膜部10(AR膜)の構成、及び第2薄膜部12(遮光膜)は、何れも上述の実施例1と同様である。
≪光学薄膜の製造等≫
 次いで、実施例3を製造する方法が、説明される。
 尚、本発明に係る光学薄膜1の製造方法は、製造装置を含め、以下の形態に限定されない。
 実施例3の製造方法は、その前半を除き、実施例1と同様に成る。図16は、実施例3の製造方法の前半を示す模式図である。
 図16(A)に示されるように、成膜前の基材2が、成膜面F(背面)を上方に向けた水平な状態で、スパッタ成膜装置の真空引きされた成膜室に入れられる。実施例3の製造方法では、実施例1の製造方法と異なり、マスクMは用いられない。
 次に、図16(B)に示されるように、第1薄膜部10、次いで洗浄時除去ベース膜WBが、マスクMがないことを除き、実施例1と同様に成膜される。
 第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBは、基材2の成膜面F上に成膜される。
 続いて、図16(C)に示されるように、第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WB付きの基材2が、スパッタ成膜装置から一旦取り出され、粗面部2R上及び周縁平坦部2S上の各第1薄膜部10及び各洗浄時除去ベース膜WBにレーザーLAが照射される。
 レーザーLAの照射により、粗面部2R上及び周縁平坦部2S上の各第1薄膜部10及び各洗浄時除去ベース膜WBが除却される。第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBは、レンズ部2L上のみに配置される。
 レーザーLAの出力は、第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBが除却され、且つ粗面部2R及び周縁平坦部2Sに所定程度を超える形状変更等の影響を及ぼさない大きさに設定される。レーザーLAの出力は、様々な態様で調整され得る。例えば、レーザーLAの出力は、第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBの少なくとも一方の所定量以下の残存が許容される場合、完全に除却される出力より低くされても良い。又、粗面部2R上及び周縁平坦部2S上に遮光膜が形成される場合のように、所定程度以下の形状変更(微細な傷の発生等)が、遮光機能を阻害しない(場合により遮光機能を高める)ために許容されるとき、レーザーLAの出力は、第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBが除却される最小限の出力より大きくされても良い。かようにレーザーLAの出力が最小限の出力より大きくされれば、第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBがより確実に除却される。
 レーザーLAは、スポット径の大きさに応じ、粗面部2R上及び周縁平坦部2S上をトレースする。例えば、レーザーLAは、スポット径(直径)と同じかあるいは僅かに小さい走査幅により、粗面部2R及び周縁平坦部2Sを走査する状態で照射される。かようなレーザーLAの照射により、第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBの除却部分がパターニングされ、結果的に第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBの残存部分がパターニングされる(図16(D))。
 そして、パターニングされた第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBを有する基材2は、実施例1の図3(C)と同様に成り、図3(D)以降と同じ各処理を施される。
≪実施例3の特性等≫
 実施例3の特性をより多様且つよりシンプルに調べるため、光学薄膜を、実施例3と同様の製造方法で、平行平板の基材2に形成したサンプルが作成された。サンプルの基材2は、ポリカーボネート製であり、そのサイズは、縦50mm、横50mm、厚さ1.0mmである。又、実施例3の製造方法は、実施例1の製造方法と同様の変更例を適宜有する。
 図17は、当該サンプルの写真である。黒い部分は、第2薄膜部12(遮光膜)及びその下の基材2であり、その他の部分は、第1薄膜部10(AR膜)及びその下の基材2である。図17に示されるように、黒丸形、黒十字形、白抜き十字形、黒太十字形、白抜き太十字形、黒小リング形、黒大リング形といった、様々な形状にパターニングされた光学薄膜1が形成されている。
 尚、本発明に係る光学薄膜1の製造方法は、当該サンプルの製造の形態に限定されない。又、当該サンプルの製造方法は、上述の他の各製造方法と同様の変更例を適宜有する。
 サンプルの製造が、更に説明される。
 平行平板の基材2の片面全体に、実施例1の上記表6の条件で、第1薄膜部10(AR膜)が蒸着される(図16(A)~(B)に対応)。第1薄膜部10(AR膜)は、全7層であり、SiO層(奇数層)とTiO層(偶数層)との交互膜である。第1薄膜部10(AR膜)の膜構成が、次の表7に示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 更に、第1薄膜部10(AR膜)付き基材2の片面全体に、洗浄時除去ベース膜WBとしてのAl層が、表4の4行目の条件で、DCスパッタにより形成される(図16(B)に対応)。
 そして、レーザーLAの照射により、パターニングが行われる(図16(C)~(D)に対応)。ここでは、レーザーLAの発出は、株式会社キーエンス製MD-X1520により、レーザーLAの波長が1.06μmであり、周波数が40kHz(キロヘルツ)であり、スポット径(直径)が80μmであり、走査速度が2000mm/秒である状態で行われた。レーザーLAは、YAGによる。走査は、主にガルバノミラーの駆動による。
 パターニングは、第2薄膜部12(遮光膜,黒い部分)に対応する形状がレーザーにより走査されることで行われる。
 尚、レーザーLAの種類及び各種の設定、並びにパターニングの形状の少なくとも何れかは、上述のものから変更されても良い。特に、レーザーLAの出力の大きさは、第1薄膜部10(AR膜)及び洗浄時除去ベース膜WBが、(所定の残存量を適宜許容した状態で)除却できるものであれば良い。第1薄膜部10(AR膜)及び第2薄膜部12(遮光膜)の重なりが許容される場合、レーザーLAの出力の大きさは、洗浄時除去ベース膜WBが除却できるものであれば良い。加えて、第1薄膜部10(AR膜)及び第2薄膜部12(遮光膜)の重なりが許容され、更に洗浄時除去膜Wの特定量以下の残存が許容される場合、レーザーLAの出力の大きさは、洗浄時除去ベース膜WBが特定量以下で残存する状態で除却(一部除却)できるものであれば良い。
 その後、図3(D)~(F)に示されるように、温水HWへの浸漬により、洗浄時除去ベース膜WBが、毛羽状構造等を有する洗浄時除去膜Wとされる。
 又、図3(G)に示されるように、第1薄膜部10(AR膜)及び洗浄時除去膜W付きの基材2の片面全体に、第2薄膜部12(遮光膜)が形成される。ここでの第2薄膜部12(遮光膜)の膜構成は、実施例1に係る上記表2で示される膜構成と同一である。
 そして、図3(H)~(J)に示されるように、温水HWへの浸漬及び流水洗浄により、図3(K)に示されるように、第1薄膜部10(AR膜)及び第2薄膜部12(遮光膜)を有するサンプルが形成される。
 図18は、図17における黒太十字形の右下部、及び白抜き太十字形の右上部の拡大図である。図19は、図17における黒小リング形部分の拡大図である。図20は、図19におけるリング下部内周部分の拡大図(顕微鏡の明視野像)であり、図20の上部は第1薄膜部10(AR膜)で、図20の下部は第2薄膜部12(遮光膜)である。
 これらの図(写真)では、パターニングが一定程度以上の質で行われていることが示されている。又、パターニングの質は、レーザーLAのスポット径の小径化、及び走査速度の低速化の少なくとも一方等により、更に向上可能である。
 図21は、当該サンプルの第1薄膜部10(AR膜)及び第2薄膜部12(遮光膜)における、可視域及び隣接域での各反射率分布のグラフである。
 このグラフによれば、可視域で透明性を有する第1薄膜部10(AR膜)において、可視光に対する低反射が実現していることが分かる。又、光吸収による遮光機能を有する第2薄膜部12(遮光膜)において、可視域及び隣接域で反射防止機能も具備することが分かる。
≪まとめ等≫
 実施例3(サンプル)を製造する方法は、第1薄膜部10、及びこれと膜構成が異なる第2薄膜部12を有する光学薄膜1を、基材2の成膜面Fにおいて製造する方法であって、成膜面Fにおける第1成膜部分の上に、第1薄膜部10を形成する工程と、第1薄膜部10の上に、毛羽状構造等を有するアルミニウム及びアルミニウムの化合物の少なくとも一方である洗浄時除去膜Wを形成する工程と、成膜面Fにおける第1成膜部分と異なる第2成膜部分の上、及び第1薄膜部10と洗浄時除去膜Wとが形成された第1成膜部分の上に、第2薄膜部12を形成する工程と、洗浄時除去膜W及びその上における第2薄膜部12を洗浄により除去する工程と、を含んでいる。
 よって、第1薄膜部と第2薄膜部とが分かれた光学薄膜が、レジスト、ブリッジ付きマスクMZ及び有機溶剤を用いることなく、高品質で低廉に製造される。
 尚、成膜面,第1成膜部分,第2成膜部分の「上」にという事項は、成膜面,第1成膜部分,第2成膜部分に接している状態と、成膜面,第1成膜部分,第2成膜部分に接しておらず、中間膜により離れているものの、それらの上方に有る状態と、を含むものである。
 加えて、実施例3(サンプル)の第1薄膜部10を形成する工程において、第1成膜部分を一部に含む成膜面Fの全体に第1薄膜部10を形成(図16(A)~(B))した後、第1成膜部分以外の成膜面Fの部分(第2成膜部分)の上における第1薄膜部10を、レーザーLAにより除却する(図16(C)~(D))。
 よって、第1薄膜部10(第2薄膜部12)が、任意の形状においてパターニング可能である。又、第2薄膜部12が遮光膜であるときのように、レーザーLAでの除却による第2成膜部分等の損傷(例えば白濁、表面の荒れ、表面の溶解、第1薄膜部10及び洗浄時除去ベース膜WBの少なくとも一方の残存等)が許容される場合、除却のためのレーザーLAの設定がより容易になり、光学薄膜1がより効率良く製造される。
 1,51・・光学薄膜、2,52・・基材、10,60・・第1薄膜部、12,62・・第2薄膜部、F,F2・・成膜面、W・・洗浄時除去膜、WB・・洗浄時除去ベース膜。

Claims (11)

  1.  第1薄膜部、及び前記第1薄膜部と膜構成が異なる第2薄膜部を有する光学薄膜を、基材の成膜面において、直接又は中間膜を介して製造する方法であって、
     前記成膜面における第1成膜部分の上に、前記第1薄膜部を形成する工程と、
     前記第1薄膜部の上に、毛羽状構造、ピラミッド群状構造、及び剣山状構造の少なくとも何れかを有するアルミニウム及びアルミニウムの化合物の少なくとも一方である洗浄時除去膜を形成する工程と、
     前記成膜面における前記第1成膜部分と異なる第2成膜部分の上、及び前記第1薄膜部と前記洗浄時除去膜とが形成された前記第1成膜部分の上に、前記第2薄膜部を形成する工程と、
     前記洗浄時除去膜及びその上における前記第2薄膜部を洗浄により除去する工程と、
    を含む
    ことを特徴とする光学薄膜の製造方法。
  2.  前記第2薄膜部は、リング状又は枠状である
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学薄膜の製造方法。
  3.  前記洗浄時除去膜は、アルミニウム及びアルミニウムの化合物の少なくとも一方を材料とした物理蒸着法により形成した洗浄時除去ベース膜を、温水へ浸漬することにより形成される
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学薄膜の製造方法。
  4.  前記洗浄時除去膜及びその上における前記第2薄膜部は、流水及び超音波の少なくとも一方により洗浄される
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れかに記載の光学薄膜の製造方法。
  5.  前記第2薄膜部は、可視光をカットする遮光膜である
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れかに記載の光学薄膜の製造方法。
  6.  前記第1薄膜部は、可視光の反射を抑制する反射防止膜である
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れかに記載の光学薄膜の製造方法。
  7.  前記第1薄膜部を形成する工程において、マスクにより、前記第1成膜部分の上のみに前記第1薄膜部を形成する
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れかに記載の光学薄膜の製造方法。
  8.  前記第1薄膜部を形成する工程において、前記第1成膜部分を一部に含む、前記成膜面又は前記中間膜の全体又は部分に前記第1薄膜部を形成した後、前記第1成膜部分以外の前記成膜面又は前記中間膜の部分の上における前記第1薄膜部を、レーザーにより除却する
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れかに記載の光学薄膜の製造方法。
  9.  第1薄膜部、及び前記第1薄膜部と膜構成が異なる第2薄膜部を有する光学薄膜であって、
     前記第2薄膜部は、前記第1薄膜部を囲んでおり、
     前記第1薄膜部に、レジストが残存していない
    ことを特徴とする光学薄膜。
  10.  前記第2薄膜部は、可視光をカットする遮光膜である
    ことを特徴とする請求項9に記載の光学薄膜。
  11.  前記第1薄膜部は、可視光の反射を抑制する反射防止膜である
    ことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の光学薄膜。
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