[發(fā)明專利]光學(xué)薄膜和光學(xué)元件的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810340346.4
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108732659A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 松本誠謙;圷收;星野和弘
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G02B5/04;G02B1/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 劉強

本發(fā)明提供光學(xué)薄膜和光學(xué)元件的制造方法。設(shè)置在基底基材上的光學(xué)薄膜包括主成分為氧化鐿的層和主成分為氟化鎂的層。主成分為氟化鎂的層布置在所述主成分為氧化鐿的層上。主成分為氟化鎂的層相對于主成分為氧化鐿的層與基底基材相對配置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用作減反射膜的光學(xué)薄膜。光學(xué)薄膜可以適用于諸如透鏡和棱鏡的光學(xué)元件。

背景技術(shù)

迄今為止，已知一種多層膜，在該多層膜中，高折射率層和低折射率層交替層疊，作為用于諸如透鏡的光學(xué)元件的減反射膜。應(yīng)當(dāng)指出，在下面的描述中將該多層膜稱為光學(xué)薄膜。

已知氟化鎂(MgF₂)作為沉積在構(gòu)成光學(xué)薄膜的層中的空氣側(cè)上的低折射率層的材料。作為形成氟化鎂膜的方法，濺射工藝引人注目。雖然濺射工藝是通過利用諸如等離子體的帶電粒子通過霧化和飛散材料來形成膜的方法，但與真空沉積方法相比，該工藝在膜厚的重復(fù)性和可控性高且成膜溫度低方面優(yōu)異。

雖然濺射工藝具有上述優(yōu)點，但是難以控制在形成氟化物膜時濺射材料和襯底材料與氟的反應(yīng)，且難以控制由帶電粒子引起的損壞。特別是，當(dāng)要在玻璃基材或氧化物膜上形成由氟化物組成的減反射膜的情況下，由于玻璃基材或氧化物膜被入射到與基底的界面周圍的具有強氧化性質(zhì)的氟原子還原，所以存在形成具有電子缺陷的變質(zhì)層(alteratedlayer)的情況。因此，存在光學(xué)吸收發(fā)生在比與原始帶隙對應(yīng)的波長更長的波長側(cè)的情況，并且光學(xué)特性變得不適宜作為減反射膜。

日本專利申請公開2015-114599號公開了一種光學(xué)薄膜，其中在由高折射率材料組成的氧化物膜和作為低折射率材料的氟化鎂膜之間形成氟氧化鎂膜，以抑制在氧化物膜和氟化鎂膜之間的界面周圍發(fā)生的光吸收。

雖然在氧化物膜和氟化鎂膜之間形成氧氟化鎂膜的光學(xué)薄膜的情況下，可以抑制在界面處引起的光吸收，但是氟化鎂有可能在高溫高濕環(huán)境下剝離。特別是，在氟氧化鎂膜內(nèi)的氧比率增加的情況下，其物理性質(zhì)變得較接近于水溶性氧化鎂，使得氟化鎂膜在高濕環(huán)境下傾向于剝離。

因此，要求實現(xiàn)一種光學(xué)薄膜，該光學(xué)薄膜可以抑制與基底的高折射率材料的界面周圍的光吸收，并且在使用氟化鎂(即低折射率材料)時在高溫高濕環(huán)境下具有高耐久性。

發(fā)明概述

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，設(shè)置在基底基材(base substrate)上的光學(xué)薄膜包括主成分為氧化鐿的層，和布置在主成分為氧化鐿的層上的主成分為氟化鎂的層。主成分為氟化鎂的層相對于主成分為氧化鐿的層與基底基材相對配置。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在基底基材上設(shè)置了多層膜的光學(xué)元件的制造方法包括通過濺射工藝形成主成分為氧化鐿的層，且通過濺射工藝在主成分為氧化鐿的層上形成主成分為氟化鎂的層。

從以下參照附圖對示例性實施方案的描述中，本發(fā)明的其他特征將變得明顯。

附圖簡要說明

圖1是說明實施方案的光學(xué)薄膜的構(gòu)造的示意性剖視圖。

圖2是說明用于制造實施方案的光學(xué)薄膜的成膜裝置的構(gòu)造的示意圖。

圖3是說明與氧比率相關(guān)的成膜條件的變化的圖。

圖4是說明第一實施方案的光學(xué)薄膜的構(gòu)造的示意性剖視圖。

圖5是表示第一實施方案的光學(xué)薄膜在高溫高濕測試之前和之后的光吸收率和波長之間的關(guān)系的圖。

圖6是表示第一實施方案的光學(xué)薄膜和第二實施方案的光學(xué)薄膜的光吸收率和波長之間的關(guān)系的圖。

圖7A是表示第一實施方案的光學(xué)薄膜和在氧化區(qū)域中形成的單層膜的X射線衍射測量結(jié)果的圖。

圖7B是表示第二實施方案的光學(xué)薄膜和在過渡區(qū)域中形成的單層膜的X射線衍射測量結(jié)果的圖。