具備防反射膜的光學部件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在表面具備防反射膜的光學部件。
【背景技術】
[0002]以往，在利用玻璃、塑料等透光性部件的透鏡(透明基材)中，為了降低因表面反射引起的透射光的損失，在光入射面設置有防反射結構體(防反射膜)。
[0003]例如，作為相對于可見光的防反射結構體，已知有電介質多層膜、比可見光的波長更短的間距(Pitch)的微細凹凸結構體(所謂的蛾眼結構)等(專利文獻1?3等)。
[0004]專利文獻1中，公開有基材上經由透明薄膜層形成有細微的凹凸膜的結構。凹凸膜為以氧化鋁為主要成分的膜，透明薄膜層是含有氧化鋯、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋅中的至少一種的層。
[0005]專利文獻2中公開有如下結構，S卩，其為在基材上經由中間層形成有凹凸結構層的結構，中間層為不同于凹凸結構層的材料，中間層中與凹凸結構層相鄰的層具有與凹凸結構層的折射率大致相等的折射率。
[0006]通常，構成微細凹凸結構體的材料與透明基材的折射率不同。因此，用于透明基材的防反射時，需避免在防反射結構體與透明基材之間產生折射率高低差。具體而言，已知有如專利文獻1那樣在透明薄膜層中混合高折射率的化合物的方法，如專利文獻2那樣設置具有薄膜層與基材的中間的折射率的中間層的方法，或者如專利文獻3所示，設置折射率從微細凹凸結構體向基材沿膜厚方向階段性地發生變化的折射率傾斜薄膜層的方法。
以往技術文獻專利文獻
[0007]專利文獻1:日本專利公開2005-275372號公報專利文獻2:日本專利公開2010-66704號公報
專利文獻3:日本專利公開2013-33241號公報
【發明內容】
發明要解決的技術課題
[0008]并且，具備微細凹凸結構體作為防反射結構時，存在若微細凹凸的高度(深度)變大則結構上耐久性變差的問題，尤其在通過以勃姆石等氧化鋁作為主要成分的凹凸膜構成微細凹凸結構體時，不易增大微細凹凸的高度(深度)。
[0009]本發明人等進一步發現，在微細凹凸結構體中，若折射率的變化率變得陡峭，則反射光暫留，無法獲得充分的防反射性能。
[0010]如已述，為了基板的防反射而設置由具有不同于基板的折射率的材料構成的防反射結構體(防反射膜)時，以往例中，在基板與防反射結構體之間，為了減少兩者的折射率差，利用具有兩者之間的折射率的中間層或使折射率階段性地發生變化的折射率傾斜薄膜，但為了獲得充分的性能，需要使這些中間層或折射率傾斜薄膜層的膜厚相當大。厚膜化會導致制造時間、制造成本的上升，因此存在制造適用性較差的問題。并且，通過本發明人等的研究，發現僅通過在基板與防反射結構體之間具備用于縮小兩者之間的折射率差的中間層等，無法說在微細凹凸結構體中存在折射率的變化率陡峭的部分時產生的反射光的抑制效果充分。
[0011]本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種具備生產適用性良好且具有充分的光學特性的防反射膜的光學部件。
用于解決技術課題的手段
[0012]本發明的光學部件，其為具備透明基材及形成于透明基材表面的防反射膜的光學部件，其中，
防反射膜具備:折射率向厚度方向的透明基材側逐漸變大的折射率傾斜結構層、及配置于折射率傾斜結構層與透明基材之間并用于通過干涉作用抑制反射光的干涉層，
透明基材的折射率與折射率傾斜結構層的最靠透明基材側的折射率不同，
干涉層的折射率沿厚度方向發生變化，在與折射率傾斜結構層的邊界及與透明基材的邊界具有與兩者的折射率不連續的值，且折射率傾斜結構層側與透明基材側的值互不相同。
[0013]S卩，本發明的光學部件中，在厚度方向上，將折射率傾斜結構層與干涉層的邊界位置設為Zl，將干涉層與透明基材的邊界位置設為22時，將位置z i中的折射率傾斜結構層的折射率設為ni(Zl)、干涉層的折射率設為叫(21)，將位置z2中的干涉層的折射率設為n2(z2)、透明基材的折射率設為n3時，為n Jz!)乒n^njz!)乒n2(z!)、n2(z2)乒n^njz!)乒n2(z2)。
[0014]尤其，優選透明基材的折射率大于折射率傾斜結構層的最靠透明基材側的折射率(ni (Zl) < n3)，干涉層中，與所述折射率傾斜結構層的邊界位置處的折射率大于與所述透明基材的邊界位置處的折射率(112(21) >n2(z2))。
[0015]或者，優選透明基材的折射率小于折射率傾斜結構層最靠透明基材側的折射率(ni(Zl) >n3)，干涉層中，與折射率傾斜結構層的邊界位置處的折射率小于與透明基材的邊界位置處的折射率(n2(Zl) <n2(z2))0
[0016]折射率傾斜結構層中，具有厚度方向上的折射率的變化率△ η/ △ d與防反射對象光的波長λ之間的關系成為λ X Δη/Ad > 1.5的部分時，本發明尤其有效。
[0017]防反射對象光是指在本發明的光學部件中需要防反射的光，根據用途而不同，例如為可見光、紅外光等。
[0018]另外，優選干涉層由3種以上的元素構成，其組成比沿厚度方向發生變化，從而折射率沿厚度方向發生變化。
[0019]具體而言能夠如下，即，干涉層由硅氧氮化物構成，氧與氮的組成比沿厚度方向發生變化，從而折射率沿厚度方向發生變化。
[0020]或者能夠如下，即，干涉層為硅氧化物與鈦氧化物的混合層，硅氧化物與鈦氧化物的含有比例沿厚度方向發生變化，從而折射率沿厚度方向發生變化。
[0021 ] 折射率傾斜結構層可由透明的微細凹凸結構體構成，所述透明的微細凹凸結構體具有間距比防反射對象光的波長更短的微細凹凸。
[0022]折射率傾斜結構層可由透明的微細凹凸結構體構成，所述透明的微細凹凸結構體具有周期比防反射對象光的波長更短的微細凹凸。
[0023]折射率傾斜結構層可由折射率從遠離透明基材的一側向靠近透明基材的一側單調增加的折射率傾斜薄膜構成。
[0024]折射率傾斜結構層可由尺寸比防反射對象光的波長更小的透明微粒無規則地配置而成的微粒層構成。
發明效果
[0025]本發明的光學部件中，在折射率傾斜結構層與干涉層的邊界、干涉層與基材的邊界中，由于具有折射率不連續的折射率廓線，從而通過具有這2個折射率不連續的邊界，能夠干擾防反射對象光的因折射率傾斜結構層的最靠基材側的折射率與基材的折射率之間的折射率差而產生的反射光和在折射率傾斜結構層中存在陡峭的折射率變化時產生的反射光等，從而能夠使從折射率傾斜結構層的表面側入射的防反射對象光向光學部件外部的反射光非常小。
【附圖說明】
[0026]圖1是表示本發明的光學部件的結構的剖面示意圖。
圖2是表示本發明的光學部件的折射率廓線的第1例的圖。
圖3是表示本發明的光學部件的折射率廓線的第1例的設計變更例的圖。
圖4是表示本發明的光學部件的折射率廓線的第2例的圖。
圖5是表示本發明的光學部件的折射率廓線的第2例的設計變更例的圖。
圖6是表示本發明的光學部件的折射率廓線的第3例的圖。
圖7是表示本發明的光學部件的折射率廓線的第4例的圖。
圖8是表示光學部件的第1實施方式的剖面示意圖。
圖9是表示光學部件的第2實施方式的剖面示意圖。
圖10是表示光學部件的第3實施方式的剖面示意圖。
圖11是表示光學部件的第4實施方式的剖面示意圖。
圖12是表示折射率廓線與反射率的模擬結果的圖。
圖13是表示比較例1的光學部件的折射率廓線的圖。
圖14是表示在比較例1的光學部件中，相對于波長540nm的光的反射率與傾斜膜厚的光學模擬結果的圖。
圖15是表示實施例1的光學部件的折射率廓線的圖。
圖16是表示實施例2的光學部件的折射率廓線的圖。
圖17是表示比較例2的光學部件的折射率廓線的圖。
圖18是表示實施例1、實施例2及比較例2的反射率的模擬結果的圖。
圖19是表示實施例3的光學部件的折射率廓線的圖。
圖20是表示比較例3的光學部件的折射率廓線的圖。
圖21是表示實施例3及比較例3的反射率的模擬結果的圖。
【具體實施方式】
[0027]以下，對本發明的實施方式進行說明。
[0028]圖1是表示本發明的光學部件1的結構的剖面示意圖。如圖1所示，光學部件1由透明基材30及形成于透明基材30表面的防反射膜40構成。防反射膜40由折射率從表面側向基材30側逐漸變大的折射率傾斜結構層10及設置于該折射率傾斜結構層10與透明基材30之間且用于通過干擾來抑制反射光的干涉層20構成。
[0029]光學部件1中，透明基材30的折射率與折射率傾斜結構層10的最靠透明基材30側的折射率不同，干涉層20的折射率沿厚度方向發生變化，在與折射率傾斜結構層10的邊界及與透明基材30的邊界具有與兩者的折射率不連續的值，且折射率傾斜結構層10側與透明基材30側的值互不相同。
[0030]S卩，光學部件1中，在厚度方向上，將折射率傾斜結構層10與干涉層20的邊界位置設為Zl，將干涉層20與透明基材30的邊界位置設為22時，將位置z i中的折射率傾斜結構層10的折射率(折射率傾斜結