(57)【要約】【課題】広い反射抑制波長域を有する反射抑制膜を提供する。【解決手段】反射抑制膜１１は、相対的に高い屈折率を有する高屈折率層１２Ｈと、相対的に低い屈折率を有する低屈折率層１２Ｌとを備える。高屈折率層１２Ｈと低屈折率層１２Ｌとが、最外層が低屈折率層１２Ｌ１となるように交互に積層されている。反射抑制膜１１は、中間屈折率層１２Ｍをさらに備える。中間屈折率層１２Ｍは、最外層を構成している低屈折率層１２Ｌ１と、次に位置する高屈折率層１２Ｈ１との間に配されている。中間屈折率層１２Ｍは、最外層を構成している低屈折率層１２Ｌ１の屈折率よりも高く、次に位置する高屈折率層１２Ｈ１の屈折率よりも低い屈折率を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の上に形成された反射抑制膜であって、
相対的に高い屈折率を有する高屈折率層と、
相対的に低い屈折率を有する低屈折率層と、
を備え、
前記高屈折率層と前記低屈折率層とが、最外層が前記低屈折率層となるように交互に積層されており、
前記最外層を構成している低屈折率層と、次に位置する前記高屈折率層との間に配されており、前記最外層を構成している低屈折率層の屈折率よりも高く、前記次に位置する高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する中間屈折率層をさらに備える、反射抑制膜。
【請求項２】
前記中間屈折率層は、屈折率が前記低屈折率層側から前記高屈折率層側に向けて漸増している屈折率傾斜層である、請求項１に記載の反射抑制膜。
【請求項３】
前記中間屈折率層は、前記最外層を構成している低屈折率層と、次に位置する前記高屈折率層との間にのみ配されている、請求項１又は２に記載の反射抑制膜。
【請求項４】
前記中間屈折率層は、隣接する前記高屈折率層に含まれる金属と、隣接する前記低屈折率層に含まれる金属との両方を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の反射抑制膜。
【請求項５】
前記中間屈折率層の厚みが、前記最外層を構成している低屈折率層の厚み以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の反射抑制膜。
【請求項６】
前記中間屈折率層は、隣接する前記低屈折率層の屈折率の１．１１倍以上であって、隣接する前記高屈折率層の屈折率の０．９６倍以下の屈折率を有する部分を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の反射抑制膜。
【請求項７】
層数が７以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の反射抑制膜。
【請求項８】
基材と、
前記基材の上に設けられた反射抑制膜と、
を備える反射抑制部材であって、
前記反射抑制膜は、
相対的に高い屈折率を有する高屈折率層と、
相対的に低い屈折率を有する低屈折率層と、
を備え、
前記高屈折率層と前記低屈折率層とが、前記反射抑制膜の最外層が前記低屈折率層となるように交互に積層されており、
前記反射抑制膜は、前記最外層を構成している低屈折率層と、次に位置する前記高屈折率層との間に配されており、前記最外層を構成している低屈折率層の屈折率よりも高く、前記次に位置する高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する中間屈折率層をさらに備える、反射抑制部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射抑制膜及び反射抑制部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面反射を抑制する反射抑制膜が種々の光学部材に設けられている。例えば、広い波長域において反射を抑制し得る反射抑制膜として、相対的に屈折率が高い高屈折率層と、相対的に屈折率が低い低屈折率層とを交互に積層した誘電体多層膜が知られている。このような誘電体多層膜において、反射が抑制される波長域（反射抑制波長域）を広くするためには、積層数を多くする必要がある。しかしながら、膜応力の問題で、積層数を多くするには限界がある。また、積層数が多いと、膜設計が困難になるばかりか、成膜に要する時間、コスト等も高くなるという問題も生じる。従って、積層数を多くすることなく反射が抑制される波長域を広げる手段が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された多層膜であって、そのうちの１層を中間屈折率層とした多層膜において、中間屈折率層の物質として、ＹＢＦ３，ＤＹＦ３，ＨｏＦ３，ＥｕＦ３，ＥｒＦ３のいずれかを使用した反射抑制膜が提案されている。具体的には、特許文献１には、基板側から、高屈折率層、低屈折率層、高屈折率層、低屈折率層、中間屈折率層、低屈折率層、高屈折率層がこの順番で積層されてなる反射抑制膜が記載されている。特許文献１には、このような反射抑制膜では、反射抑制帯域を８０ｎｍ以上確保できる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４４２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
反射抑制膜の反射抑制波長域をより広くしたいという要望がある。
【０００６】
本発明の主な目的は、広い反射抑制波長域を有する反射抑制膜を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る反射抑制膜は、基材の上に形成された反射抑制膜である。本発明に係る反射抑制膜は、相対的に高い屈折率を有する高屈折率層と、相対的に低い屈折率を有する低屈折率層とを備える。高屈折率層と低屈折率層とが、最外層が低屈折率層となるように交互に積層されている。本発明に係る反射抑制膜は、中間屈折率層をさらに備える。中間屈折率層は、最外層を構成している低屈折率層と、次に位置する高屈折率層との間に配されている。中間屈折率層は、最外層を構成している低屈折率層の屈折率よりも高く、次に位置する高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する。
【０００８】
中間屈折率層は、屈折率が低屈折率層側から高屈折率層側に向けて漸増している屈折率傾斜層であってもよい。
【０００９】
中間屈折率層は、最外層を構成している低屈折率層と、次に位置する高屈折率層との間にのみ配されていることが好ましい。
【００１０】
中間屈折率層は、隣接する高屈折率層に含まれる金属と、隣接する低屈折率層に含まれる金属との両方を含むことが好ましい。
【００１１】
中間屈折率層の厚みが、最外層を構成している低屈折率層の厚み以下であることが好ましい。
【００１２】
中間屈折率層は、隣接する低屈折率層の屈折率の１．１１倍以上であって、隣接する高屈折率層の屈折率の０．９６倍以下の屈折率を有する部分を含むことが好ましい。
【００１３】
本発明に係る反射抑制膜の層数が７以下であることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る反射抑制部材は、基材と、基材の上に設けられた反射抑制膜とを備えている。反射抑制膜は、相対的に高い屈折率を有する高屈折率層と、相対的に低い屈折率を有する低屈折率層とを備える。高屈折率層と低屈折率層とが、最外層が低屈折率層となるように交互に積層されている。反射抑制膜は、中間屈折率層をさらに備える。中間屈折率層は、最外層を構成している低屈折率層と、次に位置する高屈折率層との間に配されている。中間屈折率層は、最外層を構成している低屈折率層の屈折率よりも高く、次に位置する高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、広い反射抑制波長域を有する反射抑制膜を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る反射抑制部材の模式的断面図である。
【図２】実施例１に係る反射抑制膜の反射率と、比較例１に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。
【図３】比較例１に係る反射抑制膜の反射率と、比較例２に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。
【図４】比較例１に係る反射抑制膜の反射率と、比較例３に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。
【図５】実施例１に係る反射抑制膜の反射率と、実施例２に係る反射抑制膜の反射率と、実施例３に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。
【図６】実施例４に係る反射抑制膜の反射率と、実施例５に係る反射抑制膜の反射率と、実施例６に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。
【図７】実施例７に係る反射抑制膜の反射率と、実施例８に係る反射抑制膜の反射率と、実施例９に係る反射抑制膜の反射率と、実施例１０に係る反射抑制膜の反射率と、実施例１１に係る反射抑制膜の反射率と、実施例１２に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る反射抑制部材１の模式的断面図である。反射抑制部材１は、例えば、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）などの撮像素子の前方に配され、撮像素子への光の到達率を向上させるものであってもよい。また、反射抑制部材１は、例えば、レンズ、プリズム、フィルター等の、光の反射を抑制する以外の光学特性を有する光学部品であってもよい。
【００１９】
反射抑制部材１は、基材１０を備える。基材１０は、特に限定されない。基材１０は、反射抑制部材１に要求される特性等に応じて適宜選択することができる。基材１０は、例えば、ガラス材、樹脂材、セラミック材等であってもよい。基材１０は、透光性を有していてもよいし、透光性を有していなくてもよい。基材１０の形状も特に限定されない。基材１０は、例えば、板状、プリズム状、レンズ状、立方体状、角柱状、円柱状等であってもよい。
【００２０】
基材１０の上には、反射抑制膜１１が設けられている。反射抑制膜１１は、基材１０の表面における光の反射率を低減させる。反射抑制膜１１が基材１０の表面における光の反射率をゼロにするものである必要は必ずしもない。
【００２１】
反射抑制膜１１は、複数の層の積層体により構成されている。反射抑制膜１１の層数は、特に限定されないが、例えば、４〜７であることが好ましく、４〜６であることがより好ましく、４〜５であることがさらに好ましい。
【００２２】
反射抑制膜１１は、相対的に屈折率が高い高屈折率層１２Ｈと、相対的に屈折率が低い低屈折率層１２Ｌとを有する。反射抑制膜１１においては、高屈折率層１２Ｈと低屈折率層１２Ｌとが交互に積層されている。反射抑制膜１１の最外層、すなわち、基材１０から最も離れた位置に位置している層は、低屈折率層１２Ｌ１により構成されている。
【００２３】
反射抑制膜１１の最外層を構成している低屈折率層１２Ｌ１と、低屈折率層１２Ｌ１の次に位置する高屈折率層１２Ｈ１との間には、中間屈折率層１２Ｍが配されている。中間屈折率層１２Ｍの屈折率は、低屈折率層１２Ｌ１の屈折率よりも高く、高屈折率層１２Ｈ１の屈折率よりも低い。このような中間屈折率層１２Ｍを設けることにより、反射抑制膜１１の層数をそれほど多くすることなく、反射抑制膜１１の反射を抑制できる波長域（反射抑制波長域）を広くすることができる。
【００２４】
なお、中間屈折率層１２Ｍは、厚み方向において屈折率が実質的に変化しない層であってもよいし、厚み方向において屈折率が変化する層であってもよい。例えば、中間屈折率層１２Ｍは、屈折率が低屈折率層１２Ｌ１側から高屈折率層１２Ｈ側に向けて漸増している屈折率傾斜層であってもよい。
【００２５】
高屈折率層１２Ｈは、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化タングステン、酸化タンタル等のうちの少なくとも一種により構成することができる。
【００２６】
低屈折率層１２Ｌは、例えば、酸化ケイ素、酸化ガリウム、フッ化マグネシウム、フッ化ナトリウム、フッ化アルミニウム、フッ化リチウム、フッ化カルシウム等のうちの少なくとも一種により構成することができる。
【００２７】
中間屈折率層１２Ｍは、例えば、高屈折率層１２Ｈ１に含まれる金属と、低屈折率層１２Ｌ１に含まれる金属との両方を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
【００２８】
中間屈折率層１２Ｍの厚みは、低屈折率層１２Ｌ１の厚み以下であることが好ましく、低屈折率層１２Ｌ１の厚みの０．４５倍以下であることがより好ましく、０．３５倍以下であることがさらに好ましい。中間屈折率層１２Ｍの厚みは、１０ｎｍ〜３０ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜２５ｎｍであることがより好ましく、１５ｎｍ〜２５ｎｍであることがさらに好ましい。
【００２９】
中間屈折率層１２Ｍの屈折率が厚み方向に実質的に均一である場合は、中間屈折率層１２Ｍの屈折率は、低屈折率層１２Ｌ１の屈折率の１．１１倍〜高屈折率層１２Ｈ１の０．９６倍であることが好ましく、低屈折率層１２Ｌ１の屈折率の１．１７倍〜高屈折率層１２Ｈ１の０．９２倍であることがより好ましく、低屈折率層１２Ｌ１の屈折率の１．２３倍〜高屈折率層１２Ｈ１の０．８８倍であることがさらに好ましい。
【００３０】
以下、低屈折率層からなる第１層（最外層）と、高屈折率層からなる第３層との間に、中間屈折率層からなる第２層を設けることにより反射抑制波長域を広げることができることについて具体例に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
図２に、実施例１に係る反射抑制膜の反射率と、比較例１に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。
【００３２】
実施例１に係る反射抑制膜の膜構成と、比較例１に係る反射抑制膜の膜構成とは、下記の表１及び表２に示す通りである。表１に示される通り、実施例１では、低屈折率層からなる第１層（最外層）と、高屈折率層からなる第３層との間に、中間屈折率層からなる第２層が設けられている。一方、比較例１では、表２に示される通り、低屈折率層からなる第１層（最外層）の次に、中間屈折率層が設けられておらず、高屈折率層からなる第２層が設けられている。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
【表２】
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【００３５】
図２に示すグラフから、低屈折率層からなる第１層（最外層）と、高屈折率層からなる第３層との間に、中間屈折率層からなる第２層を設けることにより、反射抑制波長域を広くできることが分かる。例えば、反射率が０．４％
以下の波長域の広さは、比較例１では、２６５．３ｎｍであったのに対して、実施例１では、２８０．１ｎｍであった。
【００３６】
また、図２に示される結果から、中間屈折率層を設けた実施例１の方が、比較例１よりも反射抑制波長域における反射率の変動を小さくすることができる。よって、中間屈折率層を設けることにより、反射抑制膜の製造が容易になるというメリットも得られる。
【００３７】
図２に示すように、中間屈折率層を設けない比較例１の方が、中間屈折率層を設けた実施例１よりも最低反射率は低い。このため、従来は、最外層を構成している低屈折率層と、次の高屈折率層との間に中間屈折率層を設けることにより、光学特性を向上させるという発想は当業者にはなかった。本発明者は、鋭意研究した結果、最外層を構成している低屈折率層と、次の高屈折率層との間に中間屈折率層を設けることにより、最低反射率が高くなる場合があるものの、反射抑制波長域を拡大できることを初めて見出した。その結果、本発明者らは、最外層を構成している低屈折率層と、次の高屈折率層との間に中間屈折率層を設ける構成に想到した。
【００３８】
図３は、比較例１に係る反射抑制膜の反射率と、比較例２に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。図４は、比較例１に係る反射抑制膜の反射率と、比較例３に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。
【００３９】
表３に比較例２に係る反射抑制膜の膜構成を示す。表４に比較例３に係る反射抑制膜の膜構成を示す。
【００４０】
【表３】
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【００４１】
【表４】
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【００４２】
表３及び表４に示す通り、比較例２，３に係る反射抑制膜も、実施例１に係る反射抑制膜と同様に、中間屈折率層を有する。しかしながら、比較例２，３では、中間屈折率層が、低屈折率層からなる第１層（最外層）と、高屈折率層からなる第３層との間に設けられていない。図３及び図４に示すように、このような比較例２，３係る反射抑制膜は、中間屈折率層を有さない比較例１に係る反射抑制膜と、反射抑制波長域が実質的に等しい。この結果から、反射抑制波長域を広げるためには、少なくとも、中間屈折率層を低屈折率層からなる第１層（最外層）と、高屈折率層からなる第３層との間に設ける必要があることが分かる。反射抑制膜１１の層数の増大を抑制しつつ、反射抑制波長域を広げる観点からは、中間屈折率層１２Ｍを、最外層を構成している低屈折率層１２Ｌ１と、次に位置する高屈折率層１２Ｈ１との間のみに配することが好ましい。もっとも、本発明においては、他の場所に、さらなる中間屈折率層が設けられていてもよい。
【００４３】
図５は、実施例１に係る反射抑制膜の反射率と、実施例２に係る反射抑制膜の反射率と、実施例３に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。図６は、実施例４に係る反射抑制膜の反射率と、実施例５に係る反射抑制膜の反射率と、実施例６に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。
【００４４】
表５に実施例２に係る反射抑制膜の膜構成を示す。表６に実施例３に係る反射抑制膜の膜構成を示す。表７に実施例４に係る反射抑制膜の膜構成を示す。表８に実施例５に係る反射抑制膜の膜構成を示す。表９に実施例６に係る反射抑制膜の膜構成を示す。
【００４５】
【表５】
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【００４６】
【表６】
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【００４７】
【表７】
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【００４８】
【表８】
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【００４９】
【表９】
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【００５０】
実施例１〜３に係る反射抑制膜は、第２層のみに中間屈折率層を有する点において共通しており、その中間屈折率層の厚みが相互に異なる。実施例４〜６に係る反射抑制膜は、第２，第４，第６層に中間屈折率層を有する点において共通しており、その中間屈折率層の厚みが相互に異なる。
【００５１】
図６に示す結果から、第２，第４，第６層に中間屈折率層を設けた場合は、中間屈折率層の厚みが１ｎｍずれただけでも大きく反射抑制特性が変化する。それに対して、第２層にのみ中間屈折率層を設けた場合は、中間屈折率層の厚みが変化しても反射抑制特性が変化しにくい。従って、第２層にのみ中間屈折率層を設けることにより、反射抑制膜を安定した反射抑制特性で製造することが容易になる。
【００５２】
図７は、実施例７に係る反射抑制膜の反射率と、実施例８に係る反射抑制膜の反射率と、実施例９に係る反射抑制膜の反射率と、実施例１０に係る反射抑制膜の反射率と、実施例１１に係る反射抑制膜の反射率と、実施例１２に係る反射抑制膜の反射率とを表すグラフである。表１０に実施例７に係る反射抑制膜の膜構成を示す。表１１に実施例８に係る反射抑制膜の膜構成を示す。表１２に実施例９に係る反射抑制膜の膜構成を示す。表１３に実施例１０に係る反射抑制膜の膜構成を示す。表１４に実施例１１に係る反射抑制膜の膜構成を示す。表１５に実施例１２に係る反射抑制膜の膜構成を示す。
【００５３】
【表１０】
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【００５４】
【表１１】
2015064419.tif 000013
【００５５】
【表１２】
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【００５６】
【表１３】
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【００５７】
【表１４】
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【００５８】
【表１５】
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【００５９】
実施例７〜１２に係る反射抑制膜は、第２層に中間屈折率層を有する点において共通している。実施例７〜１２では、中間屈折率層の厚みが相互に異なる。他の層の厚みは、反射率が最低となるように微調整しているため、実施例７〜１２において異なる場合がある。
【００６０】
図７に示す結果から、第２層を構成している中間屈折率層の厚みが大きくなるほど反射抑制波長域が広くなるものの、最低反射率は高くなる傾向にあることが分かる。
【符号の説明】
【００６１】
１：反射抑制部材
１０：基材
１１：反射抑制膜
１２Ｈ：高屈折率層
１２Ｌ：低屈折率層
１２Ｍ：中間屈折率層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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