光学的素子及び光学装置、並びに光学的素子の製造方法
【課題】密着力、耐久性に優れた光学的素子又は装置、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】光学膜６と基体５との間に配置された密着層４を有し、密着層４がＮｂＯx（０＜ｘ＜２．５）からなり、基体５と光学膜６とが密着層４によって一体化された光学的素子又は装置である。光学膜６が、異なる屈折率をもった複数の層１、２、３が積層された反射防止層であり、基体５と最下層３とが密着層４によって一体化され、最下層３がＳｎＯ2層であり、最下層３より大きな屈折率をもつ高屈折率層２が最下層３上に形成され、最下層３より小さな屈折率をもつ低屈折率層１が高屈折率層２上に形成されている。この光学的素子の製造方法は、ＮｂＯx層（０＜ｘ＜２．５）を形成するように、酸化性雰囲気中で基体５上にＮｂＯx層を密着層４として形成する工程と、この密着層４上に光学膜６を形成する工程とを有する。
【解決手段】光学膜６と基体５との間に配置された密着層４を有し、密着層４がＮｂＯx（０＜ｘ＜２．５）からなり、基体５と光学膜６とが密着層４によって一体化された光学的素子又は装置である。光学膜６が、異なる屈折率をもった複数の層１、２、３が積層された反射防止層であり、基体５と最下層３とが密着層４によって一体化され、最下層３がＳｎＯ2層であり、最下層３より大きな屈折率をもつ高屈折率層２が最下層３上に形成され、最下層３より小さな屈折率をもつ低屈折率層１が高屈折率層２上に形成されている。この光学的素子の製造方法は、ＮｂＯx層（０＜ｘ＜２．５）を形成するように、酸化性雰囲気中で基体５上にＮｂＯx層を密着層４として形成する工程と、この密着層４上に光学膜６を形成する工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的素子及び光学装置、並びに光学的素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子等の光学的素子、光学装置の需要が著しく伸びてきている。これらの光学的素子、光学装置において、光の透過率の向上、光の反射の防止、表示素子表面の保護等の目的で、プラスチック等の基体上に酸化ケイ素及び酸化スズ等からなる光学膜を設け、この光学膜の付いたプラスチック等の基体を表示素子上に貼り付けることが行われている。
【０００３】
この光学膜は、主に外光の反射防止を目的として、光学的素子、光学装置の基体上に屈折率の異なる複数の層として設けられている。しかし、上記の光学的素子、光学装置に使用する基体、特にプラスチック基板と光学膜との間には、接着性、耐久性等の問題があった。そこで、液晶表示素子等の光学的素子、光学装置において、無機物である光学膜と有機物であるプラスチック基板との間の密着性を向上させるために、例えば、チタンやクロム等の薄膜を設けたり、一酸化珪素（ＳｉＯ）や二酸化珪素（ＳｉＯ2）等の酸化物の薄層を設けたりしていた。光学膜とプラスチック基板との間に設けられる薄膜は、接着層、密着層、中間層等と呼ばれている。
【０００４】
「反射防止フィルム」と題する後記の特許文献１には、以下の記載がある。
【０００５】
図８（Ａ）は、特許文献１に記載の図１であり、密着層をもつ反射防止フィルムの構成例を示す図である。
【０００６】
図８（Ａ）は、特許文献１の一実施の形態の反射防止フィルムの積層構成を示すもので、基体４１上に、密着性を向上させるための密着層４３を介して、中屈折率層となる合金酸化物層４５と、高屈折率層４７と、低屈折率層４９とからなる反射防止層４０が形成され、その上に防汚層４３が形成されている。
【０００７】
上記構成において、基体４１としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の脂環式ポリオレフィン樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の可視光域で透明性の高いフィルムが用いられる。ただし基体４１は有機物に限らず、無機物であってもよい。
【０００８】
密着層４３としては、Ｓｉ、ＳｉＯx（但し、ｘ＝１〜２）、ＳｉＮ、ＳｉＯxＮy（但し、ｘ＝１〜２、ｙ＝０．２〜０．６）、ＣｒＯx（但し、ｘ＝０．２〜１．５）およびＺｒＯx（但し、ｘ＝１〜２）から選択された少なくとも一種の材料が用いられ、例えばＡＣスパッタリング法によって成膜される。この層は、膜厚が約３〜５ｎｍと光の波長に対し十分に薄く、光学特性には影響を与えない。
【０００９】
基体４１上に密着層４３を介して形成される反射防止層４０は反応性スパッタリング法により順次成膜される。最初に中屈折率層として成膜される合金酸化物層４５としては、Ｓｉと、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｂ、ＩｎまたはＮｂと、それらの酸化物を形成する酸素とからなる合金酸化物材料が用いられる。この合金酸化物層４５の屈折率は、合金中の成分比により調整可能で、基体４１の屈折率に応じて最適化される。
【００１０】
合金酸化物層４５の上に形成される高屈折率層７としては、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ５、ＳｉＮ、Ｔａ2Ｏ５、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ、ＡＺＯ等の材料が使用される。また、高屈折率層４７の上に形成される低屈折率層４９としては、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2等の材料が使用される。
【００１１】
さらに、低屈折率層４９の上に形成される防汚層４３としては、例えばパーフルオロポリエーテル基を持つアルコキシシラン化合物が用いられ、湿式で成膜される。
【００１２】
上記構成とすることにより、中屈折率層の屈折率を基体４１の屈折率に応じて容易に最適化することができ、反射防止性能に優れた３層構成のＡＲ（Anti-Reflection）フィルムを容易に製造することができるとともに、耐久性及び防汚性に優れたＡＲフィルムを得ることができる。
【００１３】
「反射防止膜とその関連方法」と題する後記の特許文献２には、以下の記載がある。
【００１４】
図８（Ｂ）は、特許文献２に記載の図１であり、密着層をもたない反射防止フィルムの構成例を示す図である。
【００１５】
図８（Ｂ）は、特許文献＊の実施形態にもとづく、基礎を成す５３上に成膜されている。この基板５３は、ガラスまたはプラスチックである。この薄膜５１は、第一層５５、第二層５７、および第三層５９を有する。第一層５５は、基板５３に隣接して成膜され、第二層５７は、第一層５５の上に成膜され、そして第三層５９は、第二層５７の上に成膜されている。この成膜は、スパッタ法、加熱蒸発法、またはその他の従来技術の方法で行われる。第一層５５は、約１．７から約２．１までの屈折率のような、中位の屈折率を有する。第二層５７は、約２．２から約２．６までの屈折率のような、高い屈折率を有する。第三層５９は、約１．４６から約１．５２までの屈折率のような、低い屈折率を有する。
【００１６】
第一層５５は、窒化ケイ素、酸化亜鉛、インジウム酸化第一錫（ＩＴＯ）、酸化ビスマス、酸化第二錫、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化アンチモン、または酸化ガドリニウムなどの誘電体である。第二層５７は、酸化チタン、酸化ニオブ、または酸化タンタルである。酸化チタンは約２．４以上の屈折率を有し酸化ニオブは、約２．２８の屈折率を有し、酸化タンタルは、約２．２の屈折率を有する。第三層５９は、酸化ケイ素またはフッ化マグネシウムである。
【００１７】
薄膜の成膜のための装置については、例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５に報告されている。
【００１８】
反応スパッタリングにおける金属（メタル）モード、酸化物モードについては、例えば、特許文献６に報告されている。
「薄膜密着評価方法」と題する後記の特許文献７には、以下の記載がある。
【００１９】
特許文献７の発明は、プラスチック基板上に成膜された薄膜と基材との密着性を定量的に評価する薄膜密着性評価方法であって、ダイヤモンド圧子を薄膜にある荷重をかけながら押し込んで、押し込み深さ−荷重曲線特性を測定し、得られた押し込み深さ−荷重曲線特性における膜が弾性変形から塑性変形に変わる変位点を剥離点とすることを特徴とする。また、上記剥離点までの押し込み深さと荷重をかけ合わせたものを仕事量とし、剥離点までの積分値を薄膜と基板との密着強さの指標とする。
【００２０】
また、特許文献７の発明に係る薄膜密着性評価方法では、具体的には、トライボインデンター装置を用いて、曲率半径の短い、先端の鋭い３角錐型のダイヤモンド圧子を薄膜に押し込むことにより、押し込み深さ−荷重曲線特性を測定する。
【００２１】
さらに、特許文献７の発明に係る薄膜密着性評価方法では、プラスチック基板上に無機材料により成膜された薄膜と基材との密着性を定量的に評価する。特許文献７の発明では、垂直インデントを用いることにより、ｎｍオーダー、例えば、膜厚が数１０ｎｍ程度の極薄膜における基板と膜の密着力を定量的に再現性良く測定することができ、ｎｍオーダーレベルの膜厚である薄膜の密着力を定量的に再現性良く評価することができる。
【００２２】
【特許文献１】特開２００３−９４５４８号公報：図１、段落００１４〜００１５、段落００１７〜００１９
【特許文献２】特表２００５−５０２０７７号公報（図１、段落００１０〜００１６）
【特許文献３】特開２００３−１１４３０２号公報（図２、段落００２２〜００２４）
【特許文献４】特開２００１−１１６９２１号公報（図２、段落００１５〜００２３）
【特許文献５】特開平１０−４８４０２号公報（図３〜図６、段落００３１〜００４８）
【特許文献６】特開平１０−３０１７７号公報（図１、段落０００９〜００１３）
【特許文献７】特開２００６−２８４４５３号公報（図１、図２、段落０００９〜００１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
従来技術では、プラスチックフィルム等の基体（支持体）と反射防止層との間に密着層が設けられていた。しかし、可撓性のあるプラスチックフィルム等の基体の上に反射防止層を形成すると、反射防止層と基体との間に剥離を生じ易いという問題があった。例えば、基体としてＰＥＴフィルムを用い、この上にＳｉ０x（１＜ｘ＜２）を密着層として形成し、密着層の上に反射防止膜の最下層としてＳｎＯ2薄膜を成膜した反射防止フィルムでは、各種の試験後にクラックが発生してしまうという問題があった。
【００２４】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、光学膜が密着層を介して基体に被着され、密着力、耐久性に優れた光学的素子及び光学装置、並びに光学的素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明者は、上述した目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、液晶表示素子等の光学的素子、光学装置の基体上に光学膜が積層されている構造において、基体に接する層（密着層）に特定の材質からなる層を用いることによって、密着性、耐久性に優れた光学的素子、光学装置が得られることを見い出し、本発明に到達した。
【００２６】
即ち、本発明は、光学膜と、基体と、前記光学膜と前記基体との間に配置された密着層とを有し、前記密着層がＮｂＯx（但し、０＜ｘ＜２．５）からなる光学的素子に係るものである。また、本発明は、前記光学的素子を有する光学装置に係るものである。
【００２７】
また、本発明は、光学膜と、基体と、前記光学膜と前記基体との間に配置された密着層とを有する光学的素子の製造方法であって、前記密着層として、ＮｂＯx層（但し、０＜ｘ＜２．５）を形成するように、酸化性雰囲気中で前記基体上に前記ＮｂＯx層を形成する工程と、前記密着層上に前記光学膜を形成する工程とを有する光学的素子の製造方法に係るものである。
【００２８】
ここで、上記の「光学的素子置」、「光学装置」とは、光ビームの透過又は吸収、出射又は入射等が可能であり、光ビームによる情報を伝達、出力又は入力できる素子、装置を意味し、例えば、液晶表示素子、光学レンズ、光学プリズムを始めとする種々の素子、装置を包含するものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の光学的素子及び光学装置によれば、前記密着層をＮｂＯx（但し、０＜ｘ＜２．５）層とするので、前記密着層により前記光学膜と前記基体との接着性が強まり、密着力、耐久性に優れた光学的素子及び光学装置を提供することができる。
【００３０】
また、本発明の光学的素子の製造方法によれば、前記密着層として、ＮｂＯx層（但し、０＜ｘ＜２．５）を形成するように、酸化性雰囲気中で前記基体上に前記ＮｂＯx層を形成する工程と、前記密着層上に前記光学膜を形成する工程を有するので、密着層により光学膜と基体との接着性が強まり、密着力、耐久性に優れた光学的素子を再現性良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の光学的素子では、前記密着層の対向面が前記光学膜と前記基体とに接触して、前記基体と前記光学膜とが前記密着層によって一体化されている構成とするのがよい。前記密着層の一方の面が前記光学膜に、前記密着層の他方の面が前記基体にそれぞれ密着して、前記基体と前記光学膜とが前記密着層によって密着して一体化されているので、密着力、耐久性に優れた光学的素子を実現することができる。
【００３２】
また、前記光学膜が、異なる屈折率をもった複数の層が積層されて構成された反射防止層であり、前記密着層の対向面が前記反射防止層の最下層と前記基体とに接触して、前記基体と前記最下層とが前記密着層によって一体化されている構成とするのがよい。異なる屈折率をもった複数の層を積層して構成された前記光学膜を反射防止層とし、前記密着層の一方の面が前記反射防止層の最下層と、前記密着層の他方の面が前記基体にそれぞれ密着して、前記基体と前記反射防止層とが前記密着層によって密着して一体化されているので、密着力、耐久性に優れた光学的素子を実現することができる。
【００３３】
また、前記最下層がＳｎＯ2層である構成とするのがよい。前記最下層をＳｎＯ2層とするので、前記最下層と前記密着層との密着力が優れたものとなる。
【００３４】
また、前記最下層より大きな屈折率をもつ高屈折率層が前記最下層上に形成され、前記最下層より小さな屈折率をもつ低屈折率層が前記高屈折率層上に形成された構成とするのがよい。このような構成によって、優れた性能をもった反射防止層を有する反射防止フィルムを実現することができる。
【００３５】
また、前記低屈折率層が、ＳｉＯ2層、ＭｇＦ2層、ＡｌＦ3層、ＣａＦ2層からなる群から選ばれ、前記高屈折率層が、Ｎｂ2Ｏ5層、ＴｉＯ2層、ＺｒＯ2層、ＺｎＯ層、Ｔａ2Ｏ5層、ＣｅＯ2層、Ｙ2Ｏ3層、Ｌａ2Ｏ3層、ＨｆＯ2層、ＭｏＯ2層、ＷＯ3層からなる群から選ばれた構成とするのがよい。このような構成によって、各種の用途に好適に使用することができる反射防止層を有する反射防止フィルムを実現することができる。
【００３６】
本発明の光学的素子の製造方法では、ターゲットとしてＮｂを使用して、反応性ガスとしてＣＯ2を流した状態で、前記密着層を反応性スパッタリングにより形成する構成とするのがよい。Ｎｂをターゲットとし、ＣＯ2を反応性ガスとして流した状態で、前記密着層を反応性スパッタリングにより形成するので、密着力、耐久性に優れた前記密着層を形成することができる。
【００３７】
また、前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域において、前記密着層を形成する構成とするのがよい。前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域において、前記密着層を形成するので、Ｎｂ2Ｏ5の生成が抑制された状態で、０＜ｘ＜２．５の所望の組成をもったＮｂＯxを形成することができ、密着力が強くクラックの発生を防ぐことができる前記密着層を形成することができる。
【００３８】
また、前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が０＜Ｖ≦５の状態で、前記密着層を形成する構成とするのがよい。前記反応性ガスの流量比が０＜Ｖ≦５の状態とするので、前記反応性ガスの流量比の制御によって、Ｎｂ2Ｏ5の生成が抑制された状態で、０＜ｘ＜２．５の所望の組成をもったＮｂＯxを形成することができる。
【００３９】
また、前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域と、前記ターゲットが酸化物の面を有する酸化物モードの領域との間の領域であって前記ターゲット面が前記金属モードと前記酸化物モードとの間を遷移する遷移モードの領域において、前記密着層を形成する構成とするのがよい。遷移モードの領域において前記密着層を形成するので、前記反応性ガスの流量比の制御によって、Ｎｂ2Ｏ5の生成が抑制された状態で、０＜ｘ＜２．５の所望の組成をもったＮｂＯxを形成することができる。
【００４０】
また、前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦３０の状態で、前記密着層を形成する構成とするのがよい。前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦３０の状態で、前記密着層を形成するので、前記反応性ガスの流量比の制御によって、Ｎｂ2Ｏ5の生成が抑制された状態で、０＜ｘ＜２．５の所望の組成をもったＮｂＯxを形成することができる。
【００４１】
また、前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦２０の状態で、前記密着層を形成する構成とするのがよい。前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦２０の状態で、前記密着層を形成するので、前記反応性ガスの流量比の制御によって、Ｎｂ2Ｏ5の生成が抑制された状態で、Ｎｂ2Ｏ5を生成することなく、０＜ｘ＜２．５の所望の組成をもったＮｂＯxを形成することができる。
【００４２】
また、前記光学膜を形成する工程において、前記光学膜を、異なる屈折率をもった複数の層が積層されて構成された反射防止層として形成し、前記密着層の対向面を前記反射防止層の最下層と前記基体とに接触させ、前記基体と前記最下層とを前記密着層によって一体化する構成とするのがよい。前記光学膜が、異なる屈折率をもった複数の層を積層して構成された反射防止層として形成され、前記密着層の一方の面が前記反射防止層の最下層と、前記密着層の他方の面が前記基体にそれぞれ密着して一体化され、前記基体と前記反射防止層とが前記密着層によって密着して一体化されているので、密着力、耐久性に優れた光学的素子を実現することができる。
【００４３】
また、前記最下層をＳｎＯ2層によって形成する構成とするのがよい。前記最下層としてＳｎＯ2層を形成するので、前記最下層と前記密着層との密着力が優れたものとなる。
【００４４】
また、ターゲットとしてＳｎを使用して、反応性ガスとしてＣＯ2を流した状態で、前記最下層を反応性スパッタリングにより形成する構成とするのがよい。Ｓｎをターゲットとし、ＣＯ2を反応性ガスとして流した状態で、前記最下層を反応性スパッタリングにより形成するので、前記密着層に密着したＳｎＯ2層を形成することができる。
【００４５】
また、前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が０＜Ｖ≦１００の状態で、前記最下層を形成する構成とするのがよい。前記反応性ガスの流量比を０＜Ｖ≦１００の状態とするので、前記反応性ガスを任意の流量比の状態で、ＳｎＯ2層を形成することができる。好ましくは、前記反応性ガスの流量比が３０≦Ｖ≦１００の状態で、前記最下層を形成する構成とするのがよい。前記反応性ガスの流量比を３０≦Ｖ≦１００の状態とするので、成膜速度が低下するが、ＳｎＯx（０＜ｘ＜２）を生成することなく確実にＳｎＯ2層を形成することができる。
【００４６】
また、前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域、前記ターゲットが酸化物の面を有する酸化物モードの領域、前記金属モードの領域と前記酸化物モードとの間の領域であって前記ターゲット面が前記金属モードと前記酸化物モードとの間を遷移する遷移モードの領域の何れかのモードの領域において、前記最下層を形成するのがよい。このような構成によって、任意のモードの領域で、ＳｎＯ2層を形成することができる。好ましくは、前記酸化物モードの間の領域において、前記最下層が形成される構成とするのがよい。前記最下層を前記酸化物モードの間の領域において形成するので、成膜速度が低下するが、ＳｎＯx（０＜ｘ＜２）を生成することなく確実にＳｎＯ2層を形成することができる。
【００４７】
前記最下層より大きな屈折率をもつ高屈折率層を前記最下層上に形成する工程と、前記最下層より小さな屈折率をもつ低屈折率層を前記高屈折率層上に形成する工程とを有する構成とするのがよい。このような構成によって、優れた性能をもった反射防止層を有する反射防止フィルムを製造することができる。
【００４８】
また、前記低屈折率層を、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＡｌＦ3、ＣａＦ2からなる群から選ばれた材料によって形成し、前記高屈折率層を、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＣｅＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＭｏＯ2、ＷＯ3からなる群から選ばれた材料によって形成する構成とするのがよい。このような構成によって、各種の用途に好適に使用することができる反射防止層を有する反射防止フィルムを製造することができる。
【００４９】
以下、図面を参照しながら本発明による実施の形態について詳細に説明する。
【００５０】
実施の形態
本発明の実施の形態に係る光学的素子、光学装置における反射防止フィルムは、中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層の順に積層されて形成された反射防止層が、密着層（中間層、下地層）を介し基体（支持体）に被着されて構成されている。この反射防止フィルムは、液晶表示装置等の光学的素子、光学装置における光の反射防止、表面の保護等に好適に使用される。
【００５１】
図１は、本発明の実施の形態において、光学的素子、光学装置における反射防止フィルムの構成例を説明する断面図である。
【００５２】
図１に示すように、反射防止層(光学膜)６は、低屈折率層であるＳｉＯ2層（屈折率（以下ではｎで示す。）＝１．４６）１、高屈折率層であるＮｂ2Ｏ5層（ｎ＝２．２）２、中屈折率層であるＳｎＯ2層（ｎ＝１．９）３の３層によって構成され、密着層であるＮｂＯx層（ｎ＝２．３）４を介して大きな密着力で基体５に被着されている。
【００５３】
図１に示すＳｉＯ2層１、Ｎｂ2Ｏ5層２、ＳｎＯ2層３（以上が反射防止層６を構成する膜である。）、密着層４の各層は、反応ガスとしてＯ2又はＣＯ2を使用して、反応性スパッタリングによって形成することがきる。反応ガスの流量比を制御することによって、密着層であるＮｂＯx層４における組成ｘを制御することができる。
【００５４】
反射防止層６の各層、ＮｂＯx層４は、図示しないスパッタ装置のスパッタ室内を、所定の圧力まで真空排気した後、Ａｒガスと、Ｏ2又はＣＯ2ガス等のガスを導入し、スパッタリング時のガス圧を所定の圧力として、Ｏ2又はＣＯ2ガスを所定の値の体積％含むＡｒ雰囲気中でスパッタリングすることにより、成膜される。スパッタ室内でターゲットを載置したカソード表面にＯ2又はＣＯ2ガスの雰囲気を形成し、カソードに電圧を印加することにより、ターゲットに応じたスパッタ膜が、ターゲットに対向して配置された基体５上に順次、密着層（ＮｂＯx層）４、中屈折率層（ＳｎＯ2層）３、高屈折率層（Ｎｂ2Ｏ5層）２、低屈折率層（ＳｉＯ2層）１が成膜される。
【００５５】
反射防止層６の各層、ＮｂＯx層４の厚さは、例えば、ＳｉＯ2層１は８０ｎｍ〜１００ｎｍ、Ｎｂ2Ｏ5層２は３５ｎｍ〜５５ｎｍ、ＳｎＯ2層は６０ｎｍ〜８０ｎｍ、ＮｂＯx層４は２ｎｍ〜１０ｎｍである。反射防止層６の各層、ＮｂＯx層４の膜厚はそれぞれ、透過率モニターによって、予め設計された透過率特性を満たしているか否かをモニターすることによって、或いは、水晶膜厚計によって膜圧をモニターすることによって、制御される。
【００５６】
なお、反射防止層６の各層、ＮｂＯx層４はそれぞれ、蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ(化学的気相成長法)等によっても形成することができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を具体的な実施例について説明するが、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。
＜スパッタリングにより密着層を形成する際の条件＞
図２は、本発明の実施の形態において、反応性スパッタリングにより反射防止フィルムの密着層４を形成する際の反応性ガスに対するターゲット電圧を示す図である。
【００５８】
図２は、ターゲットをＮｂ（金属）とし、反応ガスをＯ2、ＣＯ2として、一定電力下でターゲット電圧（Ｖ）を反応性ガスの流量比（％）に対してプロットして得られたヒステレシス曲線である。
【００５９】
反応ガスをＣＯ2とする場合、ＣＯ2の流量比を増加していくと、ターゲット電圧は、ＣＯ2の流量比が０％から約５％までの間において略変化せず一定であり、約５％から約１５％までの間において急激に増大し、流量比が約１５％から３０％までの間において緩やかに増大していき、流量比が３０％から１００％の間において線形的に緩やかに増大して変化していき、図２中の矢印Ａ、Ｂで示される曲線ＡＢを示し、ＣＯ2の流量比を１００％から減少させていくと、曲線ＡＢを逆に辿るようにこの曲線にほぼ類似してターゲット電圧が減少していく曲線、即ち、矢印Ｂ’Ａ’で示される曲線Ｂ’Ａ’によって示されるヒステレシス曲線を描く。ＣＯ2の流量比を増加、減少していく場合、ターゲット電圧が急激に増加、減少する点のＣＯ2の流量比は略一致し、ヒステレシスは顕著ではない。
【００６０】
ＣＯ2の流量比が０％から約５％までの領域は、ターゲットが金属面を有する状態にあり金属がスッパタされ基体に金属が堆積され基体上で酸素と反応して酸化物が形成されていく金属モードにあり、流量比が３０％から１００％の領域は、ターゲットが酸化物の面を有する状態にあり酸化物がスパッタされ基体に酸化物が堆積されていく酸化物モードにあり、流量比が５％から３０％の領域は、金属モードの領域と酸化物モードの領域と間にある遷移モードの領域である。
【００６１】
反応ガスをＯ2とする場合、Ｏ2の流量比を増加していくと、ターゲット電圧は、Ｏ2の流量比が０％から約２０％までの間において緩やかに増大していき、約２０％から約３０％までの間において急激に増大し、流量比が約３０％から１００％の間において線形的に緩やかに減少して変化していき、図２中の矢印Ｃ、Ｄで示される曲線ＣＤを示し、Ｏ2の流量比を１００％から減少させていくと、１００％から約２０％までの間において緩やかに線形的に緩やかに増加して変化していき、約２０％から約１５％までの間において急激に減少し、約１５％から０％までの間において緩やかに減少していき、矢印Ｄ’Ｃ’で示される曲線Ｄ’Ｃ’によって示されるヒステレシス曲線を描く。Ｏ2の流量比を増加、減少していく場合、ターゲット電圧が急激に増加、減少する点のＯ2の流量比は有意に異なり、ヒステレシスは顕著となる。
【００６２】
Ｏ2の流量比を０％から増大させていく場合、０％から約２０％までの領域は金属モードにあり、流量比が約３０％から１００％の領域は酸化物モードにあり、流量比が約２０％から約３０％の領域は遷移モードにある。また、Ｏ2の流量比を１００％から減少させていく場合、０％から約１５％までの領域は金属モードにあり、流量比が約２０％から１００％の領域は酸化物モードにあり、流量比が約１５％から約２０％の領域は遷移モードにある。
【００６３】
反応ガスとして、ＣＯ2又はＯ2を使用する場合、酸化物モードでは、密着層４として安定なＮｂ2Ｏ5が形成されるが、密着層４と基体５との良好な密着力は得られない。
【００６４】
反応ガスとして、ＣＯ2又はＯ2を使用する場合、金属モード又は遷移モードでは、密着層４として非晶質のＮｂＯx（０＜ｘ＜２．５）が形成され、所望の光透過性を有し、密着層４と基体５との密着力は良好となる。ＮｂＯx（０＜ｘ＜２．５）中の酸素原子の割合が安定な組成（Ｎｂ2Ｏ5 ）に比べて少ないために、酸素原子の欠乏したＮｂＯxが活性化して反応性が高くなり、プラスチック等の基体に対する接着性が著しく向上するものと考えられる。ｘ＝０であるとＮｂＯxはＮｂとなり、光学的特性がＮｂＯxと異なったものとなってしまう。但し、スパッタ装置のスパッタ室内にＨ2Ｏ又はＯ2が残留ガスとして存在する場合、スパッタ室内に流すＣＯ2又はＯ2の流量比をゼロとしても、ｘ＝０であるＮｂは生成されず、ｘが小さなＮｂＯx が生成されることになる。
【００６５】
密着層４としてのＮｂＯx（０＜ｘ＜２．５）を、ターゲットとしてＮｂ（金属）を用いて、中性ガスとしてＡｒガス、及び、反応性ガスとしてＣＯ2又はＯ2を流して、金属モード又は遷移モードの領域で、反応性スパッタリングによって形成することができ、密着層４と基体５との密着性を優れたものとすることができる。
【００６６】
なお、図１に示すＳｎＯ2層３、Ｎｂ2Ｏ5層２、ＳｉＯ2層１の成膜についても、上述した密着層４としてのＮｂＯx層の成膜と同様にして、中性ガスとしてＡｒガス、及び、反応性ガスとしてＣＯ2又はＯ2を流して、金属モード又は遷移モードの領域で、反応性スパッタリングによって形成することができる。ＳｎＯ2層３、Ｎｂ2Ｏ5層２、ＳｉＯ2層１は、酸化物モードの領域でも形成することもできるが、成膜速度が低くなる。
【００６７】
＜薄膜の密着力の評価＞
図３は、本発明の実施の形態において、フィルム１４上に形成されたＩＴＯ膜（スズドープの酸化インジウム薄膜）１２を例にとって、薄膜の密着力評価時における圧子の薄膜への圧入（押し込み）状態を説明する断面図である。
【００６８】
図３（Ａ）に示すように、ＩＴＯ膜１２とフィルム１４との密着力の評価は、フィルム１４上に形成されたＩＴＯ膜１２にダイヤモンド圧子１０に圧入荷重（押し込み荷重）を、所定の最大荷重まで一定荷重ずつ増加させながら印加して、垂直に所定の一定の速度で圧入（押し込み）を行うことによって可能である。ダイヤモンド圧子１０をＩＴＯ膜１２に圧入して行くと、ＩＴＯ膜１２とフィルム１４との密着力が良好でない場合には、ある圧入荷重で、図３（Ｂ）に示すように、仕事量（Ｆ）１１によってＩＴＯ膜１２に膜割れ１６が生じ、更に、圧入深さを増加させていくと、図３（Ｃ）に示すように、膜剥れ１８を生じる。なお、仕事量（Ｆ）１１は、圧入深さと圧入荷重との積によって定義される。
【００６９】
圧入荷重の増加に伴うダイヤモンド圧子１０の圧入深さ（押し込み深さ）を計測することによって、薄膜の密着力評価のための、圧入深さと圧入荷重の関係を示す荷重−変位曲線を得ることができる。
【００７０】
図４は、本発明の実施の形態において、薄膜の密着力評価のための、圧入深さと圧入荷重の関係を示す、荷重−変位曲線を説明する図である。この荷重−変位曲線は、次に説明するように、負荷曲線と除荷曲線によって示される。
【００７１】
図４は、圧子に圧入荷重を所定の最大荷重まで一定荷重ずつ増加させながら印加して、垂直に所定の一定の速度で圧入させ圧入深さを測定して得られる、圧入荷重＝０から最大荷重が印加された最大荷重点までの負荷曲線と、圧入荷重を最大荷重点で印加された最大荷重から圧入荷重＝０まで圧入荷重を減少させながら得られる除荷曲線とを、Ａ：薄膜の各層が理想的に密着して積層された理想的な高密着膜、Ｂ：薄膜の各層が理想的に密着されず積層された密着の悪い膜について、示している。
【００７２】
図４に示すように、理想的な高密着膜Ａで測定される負荷曲線では、密着の悪い膜Ｂで測定される負荷曲線に見られる、圧入荷重が略一定で圧入深さが増加していく略直線の領域（Ｈ1−Ｅ1、Ｈ2−Ｅ2）点Ｅ1見られない。この略直線の領域では、この領域の開始点で膜割れが生じるためその時点で印加されている圧入荷重のままで圧子が圧入されていき、膜の剥離が進行している膜剥離領域である。負荷曲線の点Ｈ1までは膜の剥離はなく密着領域であり、点Ｈ1は密着点である。点Ｈ1を過ぎた直後の点から点Ｅ1までの領域では、膜の剥離が進行している膜剥離領域である。点Ｅ1を過ぎた直後の点から点Ｈ2までは膜の剥離はなく密着領域であり、点Ｈ2は密着点である。点Ｈ2を過ぎた直後の点から点Ｅ2までの領域では、膜の剥離が進行している膜剥離領域である。点Ｅ2を過ぎた直後の点から最大荷重点までは膜の剥離はない密着領域である。
【００７３】
ここでは、薄膜の密着力を、上述した密着領域の全てについての、圧入荷重と圧入深さの積の和によって、定義する。即ち、薄膜の密着力を、図３で説明した仕事量（Ｆ）１１を用いて定義する。このような定義によれば、膜の持っている密着強さと圧子の圧入に対する粘り（抵抗）の双方を含んで、薄膜の密着力を総合的に評価することができる。
【００７４】
＜密着層の構成、成膜プロセスと密着力の評価＞
図５は、本発明の実施の形態において、反射防止層６を構成するＳｎＯ2層３、密着層４の形成条件（スパッタリング条件）を説明する図である。
【００７５】
ＳｎＯ2層３の成膜プロセス条件では、ターゲットをＳｎ（金属）として、雰囲気ガスとして、混合ガス（Ａｒ＋ＣＯ2）（条件Ａ）、混合ガス（Ａｒ＋Ｏ2）（条件Ｂ）を用い、図５中（１）〜（９）にそれぞれ示す、ターゲット電圧、流量比（％）、膜厚、スパッタリングにおける電力密度（Ｗ／ｃｍ2）とした。
【００７６】
密着層４の成膜プロセス条件では、ターゲットをＳｉ（金属）、Ｓｎ（金属）、Ｎｂ（金属）として、雰囲気ガスとして、混合ガス（Ａｒ＋ＣＯ2）（条件Ａ：図５中の（２）、（５）、（８））、混合ガス（Ａｒ＋Ｏ2）（条件Ｂ：図５中の（３）、（６）、（９））、Ａｒガス（条件Ｃ：図５中の（１）、（４）、（７））を用い、図５に示す、ターゲット電圧、流量比（％）、膜厚、スパッタリングにおける電力密度（Ｗ／ｃｍ2）とした。
【００７７】
以上の条件下で、基体（厚さ１２５μｍのＰＥＴを使用した。）５上へＮｂＯx層４を形成し、この上にＳｎＯ2層３を形成した。図５に明示されていない、反射防止フィルムを構成する、Ｎｂ2Ｏ5層２は４５ｎｍ、ＳｉＯ2層１は９０ｎｍである。Ｎｂ2Ｏ5層２、ＳｉＯ2層１はそれぞれ、反応性スパッタリングにより形成した。Ｎｂ2Ｏ5層２の成膜プロセスの主な条件は、ターゲットはＮｂ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積４０％含むＡｒガス、ターゲット電圧は５８０Ｖ、電力密度は３．９Ｗ／ｃｍ2である。ＳｉＯ2層１の成膜プロセスの主な条件は、ターゲットはＳｉ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積２５％含むＡｒガス、ターゲット電圧は３００Ｖ、電力密度は３．９Ｗ／ｃｍ2である。
【００７８】
以上のようにして、密着層４としてＮｂＯx層４、ＳｉＯx層、ＳｎＯx層を有する反射防止フィルムを、それぞれ作製した。
【００７９】
図６は、本発明の実施の形態において、密着層４の構成、成膜プロセスと密着力の評価結果を説明する図である。密着層４としてＳｉＯx層、ＳｎＯx層、ＮｂＯx層を有する反射防止フィルムに対して、上述の方法を適用し密着力の評価を行った。図６は得られた密着力の評価結果を示す。
【００８０】
図６に示す（１）〜（９）は、図５に示す（１）〜（９）に対応しており、ＳｎＯ2層３の成膜プロセスにおける反応性ガス、密着層４の成膜プロセスにおけるターゲット、反応性ガスによって、密着層４と基体５との間における密着力（仕事量Ｆ（ｎｍ・μｍ）によって表す。）が種々変化していることを示している。なお、図６に示す（１）〜（９）の結果は、同じ最大荷重に対して得られた密着力を示す。
【００８１】
図６中に示す点線は、反応ガスとしてＯ2を使用して、ＳｎＯ2層３と密着層（ＳｉＯx層）４を形成した場合（図６中の（３）に示す。）の密着力のレベルを示し、これは密着層をＳｉＯx層（１＜ｘ＜２）とする従来技術のレベルに相当する。
【００８２】
図６に示す結果から、密着層をＳｉＯx層（１＜ｘ＜２）又はＮｂＯx層（０＜ｘ＜２．５）とする場合には、反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した方が、反応性ガスとしてＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合よりも、密着力は大きくなっている。
【００８３】
密着層をＳｉＯx層（１＜ｘ＜２）とする場合には、反応性ガスとしてＯ2又はＣＯ2を使用して密着層を形成し、反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合、より密着力は大きくなっている。
【００８４】
密着層をＳｎＯx層（１＜ｘ＜２）とする場合には、反応性ガスとしてＯ2を使用して密着層を形成し，反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合、より密着力は大きくなっている。
【００８５】
図６中の（１）〜（３）と（４）〜（６）の比較から、密着層をＳｎＯx層（１＜ｘ＜２）とする場合の密着力と、密着層をＳｉＯx層（１＜ｘ＜２）とする場合の密着力との間に顕著な差は認められない。
【００８６】
反応性ガスとしてＯ2を使用して密着層としてＮｂＯx層（０＜ｘ＜２．５）を形成し、反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合、密着力は最も大きくなっている。反応性ガスとしてＯ2を使用して密着層としてＮｂＯx層（０＜ｘ＜２．５）を形成し、反応性ガスとしてＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合、密着力は次に大きくなっている。
【００８７】
なお、図６中の（１）、（４）、（７）において、反応性ガスを使用しないでＡｒガスを用いて密着層４を形成した場合、反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した方が、反応性ガスとしてＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合よりも、密着力は大きくなっている。これは、スパッタ装置内の残留不純物（Ｈ2Ｏ、Ｏ2、ＣＯ2等）の影響によるものと考えられる。
【００８８】
以上の結果から、密着層４と基体５との間における密着力は、ＮｂＯx層（０＜ｘ＜２．５）を密着層として、これを反応性ガスとしてＯ2を使用して形成し、この密着層４の上に、反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成すれば、より大きな密着力が得られることが、明らかとなった。
【００８９】
＜反射防止フィルムの保存試験＞
図７は、本発明の実施の形態において、反射防止フィルムの保存試験の結果を説明する図である。
【００９０】
先ず、試験対象とした反射防止フィルムの層構成、及び、成膜条件について説明する。
反射防止フィルムの層構成は以下の通りである。
【００９１】
ＳｉＯ2層１／Ｎｂ2Ｏ5層２／ＳｎＯ2層３／密着層４：ＮｂＯx／基体５
ＳｉＯ2層１／Ｎｂ2Ｏ5層２／ＳｎＯ2層３／密着層４：ＳｉＯx／基体５
ＳｉＯ2層１／Ｎｂ2Ｏ5層２／ＳｎＯ2層３／密着層４：なし／基体５
反射防止フィルムを構成する各層の膜厚は以下の通りである。
【００９２】
基体（ＰＥＴ）５：１２５μｍ
ＮｂＯx：５ｎｍ
ＳｉＯx：５ｎｍ
ＳｎＯ2層３：５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍ、１５０ｎｍ
Ｎｂ2Ｏ5層２：４５ｎｍ
ＳｉＯ2層１：９０ｎｍ
反射防止フィルムを構成する各層は反応性スパッタリングで成膜したが、成膜の主な条件は、以下の通りである。
【００９３】
ＮｂＯx：ターゲットはＮｂ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積１０％含むＡｒガス、ターゲット電圧は３３０Ｖ、電力密度は０．３９Ｗ／ｃｍ2である。
【００９４】
ＳｉＯx：ターゲットはＳｉ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積１５％含むＡｒガス）、ターゲット電圧は３１５Ｖ、電力密度は０．３９Ｗ／ｃｍ2ある。
【００９５】
ＳｎＯ2層３：ターゲットはＳｎ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積８０％含むＡｒガス、ターゲット電圧は４５０Ｖ、電力密度は３．９Ｗ／ｃｍ2である。
【００９６】
Ｎｂ2Ｏ5層２：ターゲットはＮｂ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積２０％含むＡｒガス、ターゲット電圧は５８０Ｖ、電力密度は３．９Ｗ／ｃｍ2である。
【００９７】
ＳｉＯ2層１：ターゲットはＳｉ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積２５％含むＡｒガス、ターゲット電圧は３００Ｖ、電力密度は３．９Ｗ／ｃｍ2である。
【００９８】
次に、試験方法の概要と試験の結果について説明する。
【００９９】
図７（Ａ）には、９０℃に保持された恒温槽内に反射防止フィルムを１００時間保存した後における、反射防止フィルムの状態を示している。図７（Ｂ）には、純水中で５分間、反射防止フィルムを煮沸した後における、反射防止フィルムの状態を示している。図７（Ａ）、図７（Ｂ）では、試験結果を、反射防止フィルムに外観異常が認められなかった場合を丸印、反射防止フィルムの端部（周辺部）にクラックが外観的に認められた場合を△印、反射防止フィルムの端部（周辺部）に加えて中央部にもクラックが外観的に認められた場合を×印に、よって示している。
【０１００】
図７（Ａ）に示す試験結果から、ＳｎＯ2層３が１２０ｎｍ以下である場合には、密着層が、ＮｂＯxの場合、ＳｉＯxの場合、ない場合の何れでも異常は認められない。図７（Ｂに示す試験結果から、ＳｎＯ2層３が５０ｎｍを超える場合には、密着層が、ＮｂＯxの場合、ＳｉＯxの場合、ない場合の何れでも異常は認められ、ＳｎＯ2層３が５０ｎｍの場合には、密着層がない場合に異常が認められるが、密着層が、ＮｂＯxの場合、ＳｉＯxの場合には、異常が認められない。
【０１０１】
以上の結果、反射防止層６の最下層であるＳｎＯ2層３が、５０ｎｍ以下であれば、上記した２つの試験に対して、密着層が、ＮｂＯxの場合、ＳｉＯxの場合には、異常が認められないものと考えられる。しかし、密着層をＮｂＯx層とする場合、ＣＯ2を反応ガスとする反応スパッタリングによってＮｂＯx層を形成することによって、図６に示すように、密着層をＳｉＯx層とする場合よりも大きな密着力をもたせることができるので、ＮｂＯx層はＳｉＯx層よりも優れた性能を有する密着層として使用できることは、明らかである。
【０１０２】
以上説明したように、最下層としてＳｎＯ2層３を有する反射防止層を、密着層４を介してＰＥＴフィルム上に形成した反射防止フィルムにおいて、ＳｉＯx層を密着層とする従来の反射防止フィルムでは、図６（Ｂ）に示すように、ＳｎＯ2層３の厚さが大きくなると、保存試験後にクラックが発生してしまうが、ＣＯ2を反応ガスとする反応スパッタリングによってＮｂＯx層を密着層として形成することによって、密着力が強く反射防止フィルムのクラックの発生を防ぐことができる。
【０１０３】
以上、本発明を実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、反射防止層を構成する薄膜その数、各層の材質、厚さ等は、反射防止フィルムの使用用途に合致するように、その性能を満たすように必要に応じて任意に適切に設定することができる。
【０１０４】
例えば、低屈折率層であるＳｉＯ2層１に代えて、ＭｇＦ2（ｎ＝１．３８〜１．４）、ＡｌＦ3（ｎ＝１．３８）、ＣａＦ2（ｎ＝１．２３〜１．６３）等を使用することができる。また、高屈折率層であるＮｂ2Ｏ5層２に代えて、ＴｉＯ2（ｎ＝２．３３〜２．５５）、ＺｒＯ2（ｎ＝２．０５）、ＺｎＯ（ｎ＝２．１）、Ｔａ2Ｏ5（ｎ＝２．１６）、ＩＴＯ（ｎ＝２．０）、ＣｅＯ2（ｎ＝２．２）、Ｙ2Ｏ3（ｎ＝１．８７）、Ｌａ2Ｏ3（ｎ＝１．９５）、ＨｆＯ2（ｎ＝１．９５）、ＭｏＯ2（ｎ＝約２．０）、ＷＯ3（ｎ＝１．８５〜２．１）等を使用することができる。更に、中屈折率層であるＳｎＯ2層３に代えて、Ａｌ2Ｏ3（ｎ＝１．６３）、Ｓｂ2Ｏ5（１．７１）、ＭｇＯ（ｎ＝１．７４）、ＣｅＦ3（ｎ＝１．６３）、ＣｅＦ3（ｎ＝１．６３）、ＮｄＦ3（ｎ＝１．６１）等を使用することができる。
【０１０５】
また、基体（支持体）５として、ＰＥＴに代えて、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ＰＥＮ（ポリエチレンテナフタレート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリエステルフィルム、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＰ（ポロプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）等のプラスチックフィルム、シート、基板を使用することができる。
【０１０６】
また、反射防止層を２層以上の薄膜層によって形成することもできる。更に、反射防止フィルムを、基体上に形成された有機物層からなるハードコート層上に密着層を形成し、この密着層上に２層以上から構成される反射防止層を形成する構成とすることもできる。所定の大きさ以上の硬度をもち透明でありクラックを発生し難い材料として、反応性硬化樹脂、熱硬化型樹脂、放射線硬化型樹脂の少なくとも何れかを用い、例えば、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等によって、ハードコート層を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上説明したように、本発明によれば、液晶表示装置等の光学的素子、光学装置における光の反射防止、表面の保護等に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の形態において、反射防止フィルムの構成例を説明する断面図である。
【図２】同上、反応性スパッタリングにより反射防止フィルムの密着層を形成する際の反応性ガスに対するターゲット電圧を示す図である。
【図３】同上、薄膜の密着力評価時における圧子の薄膜への圧入状態を説明する断面図である。
【図４】同上、薄膜の密着力評価のための、荷重−変位曲線を説明する図である。
【図５】同上、反射防止層を構成するＳｎＯ2層、密着層の形成条件を説明する図である。
【図６】同上、密着層の構成、成膜プロセスと密着力の評価結果を説明する図である。
【図７】反射防止フィルムの保存試験の結果を説明する図である。
【図８】従来技術における、反射防止フィルムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１…ＳｉＯ2層、２…Ｎｂ2Ｏ5層、３…ＳｎＯ2層、４…ＮｂＯx層、
５…基体(支持体)、６讃嘆反射防止層、１０…ダイヤモンド圧子、１１…仕事量（Ｆ）、１２…ＩＴＯ膜、１４…フィルム、１６膜割れ、１８…膜剥れ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的素子及び光学装置、並びに光学的素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子等の光学的素子、光学装置の需要が著しく伸びてきている。これらの光学的素子、光学装置において、光の透過率の向上、光の反射の防止、表示素子表面の保護等の目的で、プラスチック等の基体上に酸化ケイ素及び酸化スズ等からなる光学膜を設け、この光学膜の付いたプラスチック等の基体を表示素子上に貼り付けることが行われている。
【０００３】
この光学膜は、主に外光の反射防止を目的として、光学的素子、光学装置の基体上に屈折率の異なる複数の層として設けられている。しかし、上記の光学的素子、光学装置に使用する基体、特にプラスチック基板と光学膜との間には、接着性、耐久性等の問題があった。そこで、液晶表示素子等の光学的素子、光学装置において、無機物である光学膜と有機物であるプラスチック基板との間の密着性を向上させるために、例えば、チタンやクロム等の薄膜を設けたり、一酸化珪素（ＳｉＯ）や二酸化珪素（ＳｉＯ2）等の酸化物の薄層を設けたりしていた。光学膜とプラスチック基板との間に設けられる薄膜は、接着層、密着層、中間層等と呼ばれている。
【０００４】
「反射防止フィルム」と題する後記の特許文献１には、以下の記載がある。
【０００５】
図８（Ａ）は、特許文献１に記載の図１であり、密着層をもつ反射防止フィルムの構成例を示す図である。
【０００６】
図８（Ａ）は、特許文献１の一実施の形態の反射防止フィルムの積層構成を示すもので、基体４１上に、密着性を向上させるための密着層４３を介して、中屈折率層となる合金酸化物層４５と、高屈折率層４７と、低屈折率層４９とからなる反射防止層４０が形成され、その上に防汚層４３が形成されている。
【０００７】
上記構成において、基体４１としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の脂環式ポリオレフィン樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の可視光域で透明性の高いフィルムが用いられる。ただし基体４１は有機物に限らず、無機物であってもよい。
【０００８】
密着層４３としては、Ｓｉ、ＳｉＯx（但し、ｘ＝１〜２）、ＳｉＮ、ＳｉＯxＮy（但し、ｘ＝１〜２、ｙ＝０．２〜０．６）、ＣｒＯx（但し、ｘ＝０．２〜１．５）およびＺｒＯx（但し、ｘ＝１〜２）から選択された少なくとも一種の材料が用いられ、例えばＡＣスパッタリング法によって成膜される。この層は、膜厚が約３〜５ｎｍと光の波長に対し十分に薄く、光学特性には影響を与えない。
【０００９】
基体４１上に密着層４３を介して形成される反射防止層４０は反応性スパッタリング法により順次成膜される。最初に中屈折率層として成膜される合金酸化物層４５としては、Ｓｉと、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｂ、ＩｎまたはＮｂと、それらの酸化物を形成する酸素とからなる合金酸化物材料が用いられる。この合金酸化物層４５の屈折率は、合金中の成分比により調整可能で、基体４１の屈折率に応じて最適化される。
【００１０】
合金酸化物層４５の上に形成される高屈折率層７としては、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ５、ＳｉＮ、Ｔａ2Ｏ５、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ、ＡＺＯ等の材料が使用される。また、高屈折率層４７の上に形成される低屈折率層４９としては、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2等の材料が使用される。
【００１１】
さらに、低屈折率層４９の上に形成される防汚層４３としては、例えばパーフルオロポリエーテル基を持つアルコキシシラン化合物が用いられ、湿式で成膜される。
【００１２】
上記構成とすることにより、中屈折率層の屈折率を基体４１の屈折率に応じて容易に最適化することができ、反射防止性能に優れた３層構成のＡＲ（Anti-Reflection）フィルムを容易に製造することができるとともに、耐久性及び防汚性に優れたＡＲフィルムを得ることができる。
【００１３】
「反射防止膜とその関連方法」と題する後記の特許文献２には、以下の記載がある。
【００１４】
図８（Ｂ）は、特許文献２に記載の図１であり、密着層をもたない反射防止フィルムの構成例を示す図である。
【００１５】
図８（Ｂ）は、特許文献＊の実施形態にもとづく、基礎を成す５３上に成膜されている。この基板５３は、ガラスまたはプラスチックである。この薄膜５１は、第一層５５、第二層５７、および第三層５９を有する。第一層５５は、基板５３に隣接して成膜され、第二層５７は、第一層５５の上に成膜され、そして第三層５９は、第二層５７の上に成膜されている。この成膜は、スパッタ法、加熱蒸発法、またはその他の従来技術の方法で行われる。第一層５５は、約１．７から約２．１までの屈折率のような、中位の屈折率を有する。第二層５７は、約２．２から約２．６までの屈折率のような、高い屈折率を有する。第三層５９は、約１．４６から約１．５２までの屈折率のような、低い屈折率を有する。
【００１６】
第一層５５は、窒化ケイ素、酸化亜鉛、インジウム酸化第一錫（ＩＴＯ）、酸化ビスマス、酸化第二錫、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化アンチモン、または酸化ガドリニウムなどの誘電体である。第二層５７は、酸化チタン、酸化ニオブ、または酸化タンタルである。酸化チタンは約２．４以上の屈折率を有し酸化ニオブは、約２．２８の屈折率を有し、酸化タンタルは、約２．２の屈折率を有する。第三層５９は、酸化ケイ素またはフッ化マグネシウムである。
【００１７】
薄膜の成膜のための装置については、例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５に報告されている。
【００１８】
反応スパッタリングにおける金属（メタル）モード、酸化物モードについては、例えば、特許文献６に報告されている。
「薄膜密着評価方法」と題する後記の特許文献７には、以下の記載がある。
【００１９】
特許文献７の発明は、プラスチック基板上に成膜された薄膜と基材との密着性を定量的に評価する薄膜密着性評価方法であって、ダイヤモンド圧子を薄膜にある荷重をかけながら押し込んで、押し込み深さ−荷重曲線特性を測定し、得られた押し込み深さ−荷重曲線特性における膜が弾性変形から塑性変形に変わる変位点を剥離点とすることを特徴とする。また、上記剥離点までの押し込み深さと荷重をかけ合わせたものを仕事量とし、剥離点までの積分値を薄膜と基板との密着強さの指標とする。
【００２０】
また、特許文献７の発明に係る薄膜密着性評価方法では、具体的には、トライボインデンター装置を用いて、曲率半径の短い、先端の鋭い３角錐型のダイヤモンド圧子を薄膜に押し込むことにより、押し込み深さ−荷重曲線特性を測定する。
【００２１】
さらに、特許文献７の発明に係る薄膜密着性評価方法では、プラスチック基板上に無機材料により成膜された薄膜と基材との密着性を定量的に評価する。特許文献７の発明では、垂直インデントを用いることにより、ｎｍオーダー、例えば、膜厚が数１０ｎｍ程度の極薄膜における基板と膜の密着力を定量的に再現性良く測定することができ、ｎｍオーダーレベルの膜厚である薄膜の密着力を定量的に再現性良く評価することができる。
【００２２】
【特許文献１】特開２００３−９４５４８号公報：図１、段落００１４〜００１５、段落００１７〜００１９
【特許文献２】特表２００５−５０２０７７号公報（図１、段落００１０〜００１６）
【特許文献３】特開２００３−１１４３０２号公報（図２、段落００２２〜００２４）
【特許文献４】特開２００１−１１６９２１号公報（図２、段落００１５〜００２３）
【特許文献５】特開平１０−４８４０２号公報（図３〜図６、段落００３１〜００４８）
【特許文献６】特開平１０−３０１７７号公報（図１、段落０００９〜００１３）
【特許文献７】特開２００６−２８４４５３号公報（図１、図２、段落０００９〜００１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
従来技術では、プラスチックフィルム等の基体（支持体）と反射防止層との間に密着層が設けられていた。しかし、可撓性のあるプラスチックフィルム等の基体の上に反射防止層を形成すると、反射防止層と基体との間に剥離を生じ易いという問題があった。例えば、基体としてＰＥＴフィルムを用い、この上にＳｉ０x（１＜ｘ＜２）を密着層として形成し、密着層の上に反射防止膜の最下層としてＳｎＯ2薄膜を成膜した反射防止フィルムでは、各種の試験後にクラックが発生してしまうという問題があった。
【００２４】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、光学膜が密着層を介して基体に被着され、密着力、耐久性に優れた光学的素子及び光学装置、並びに光学的素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明者は、上述した目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、液晶表示素子等の光学的素子、光学装置の基体上に光学膜が積層されている構造において、基体に接する層（密着層）に特定の材質からなる層を用いることによって、密着性、耐久性に優れた光学的素子、光学装置が得られることを見い出し、本発明に到達した。
【００２６】
即ち、本発明は、光学膜と、基体と、前記光学膜と前記基体との間に配置された密着層とを有し、前記密着層がＮｂＯx（但し、０＜ｘ＜２．５）からなる光学的素子に係るものである。また、本発明は、前記光学的素子を有する光学装置に係るものである。
【００２７】
また、本発明は、光学膜と、基体と、前記光学膜と前記基体との間に配置された密着層とを有する光学的素子の製造方法であって、前記密着層として、ＮｂＯx層（但し、０＜ｘ＜２．５）を形成するように、酸化性雰囲気中で前記基体上に前記ＮｂＯx層を形成する工程と、前記密着層上に前記光学膜を形成する工程とを有する光学的素子の製造方法に係るものである。
【００２８】
ここで、上記の「光学的素子置」、「光学装置」とは、光ビームの透過又は吸収、出射又は入射等が可能であり、光ビームによる情報を伝達、出力又は入力できる素子、装置を意味し、例えば、液晶表示素子、光学レンズ、光学プリズムを始めとする種々の素子、装置を包含するものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の光学的素子及び光学装置によれば、前記密着層をＮｂＯx（但し、０＜ｘ＜２．５）層とするので、前記密着層により前記光学膜と前記基体との接着性が強まり、密着力、耐久性に優れた光学的素子及び光学装置を提供することができる。
【００３０】
また、本発明の光学的素子の製造方法によれば、前記密着層として、ＮｂＯx層（但し、０＜ｘ＜２．５）を形成するように、酸化性雰囲気中で前記基体上に前記ＮｂＯx層を形成する工程と、前記密着層上に前記光学膜を形成する工程を有するので、密着層により光学膜と基体との接着性が強まり、密着力、耐久性に優れた光学的素子を再現性良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の光学的素子では、前記密着層の対向面が前記光学膜と前記基体とに接触して、前記基体と前記光学膜とが前記密着層によって一体化されている構成とするのがよい。前記密着層の一方の面が前記光学膜に、前記密着層の他方の面が前記基体にそれぞれ密着して、前記基体と前記光学膜とが前記密着層によって密着して一体化されているので、密着力、耐久性に優れた光学的素子を実現することができる。
【００３２】
また、前記光学膜が、異なる屈折率をもった複数の層が積層されて構成された反射防止層であり、前記密着層の対向面が前記反射防止層の最下層と前記基体とに接触して、前記基体と前記最下層とが前記密着層によって一体化されている構成とするのがよい。異なる屈折率をもった複数の層を積層して構成された前記光学膜を反射防止層とし、前記密着層の一方の面が前記反射防止層の最下層と、前記密着層の他方の面が前記基体にそれぞれ密着して、前記基体と前記反射防止層とが前記密着層によって密着して一体化されているので、密着力、耐久性に優れた光学的素子を実現することができる。
【００３３】
また、前記最下層がＳｎＯ2層である構成とするのがよい。前記最下層をＳｎＯ2層とするので、前記最下層と前記密着層との密着力が優れたものとなる。
【００３４】
また、前記最下層より大きな屈折率をもつ高屈折率層が前記最下層上に形成され、前記最下層より小さな屈折率をもつ低屈折率層が前記高屈折率層上に形成された構成とするのがよい。このような構成によって、優れた性能をもった反射防止層を有する反射防止フィルムを実現することができる。
【００３５】
また、前記低屈折率層が、ＳｉＯ2層、ＭｇＦ2層、ＡｌＦ3層、ＣａＦ2層からなる群から選ばれ、前記高屈折率層が、Ｎｂ2Ｏ5層、ＴｉＯ2層、ＺｒＯ2層、ＺｎＯ層、Ｔａ2Ｏ5層、ＣｅＯ2層、Ｙ2Ｏ3層、Ｌａ2Ｏ3層、ＨｆＯ2層、ＭｏＯ2層、ＷＯ3層からなる群から選ばれた構成とするのがよい。このような構成によって、各種の用途に好適に使用することができる反射防止層を有する反射防止フィルムを実現することができる。
【００３６】
本発明の光学的素子の製造方法では、ターゲットとしてＮｂを使用して、反応性ガスとしてＣＯ2を流した状態で、前記密着層を反応性スパッタリングにより形成する構成とするのがよい。Ｎｂをターゲットとし、ＣＯ2を反応性ガスとして流した状態で、前記密着層を反応性スパッタリングにより形成するので、密着力、耐久性に優れた前記密着層を形成することができる。
【００３７】
また、前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域において、前記密着層を形成する構成とするのがよい。前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域において、前記密着層を形成するので、Ｎｂ2Ｏ5の生成が抑制された状態で、０＜ｘ＜２．５の所望の組成をもったＮｂＯxを形成することができ、密着力が強くクラックの発生を防ぐことができる前記密着層を形成することができる。
【００３８】
また、前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が０＜Ｖ≦５の状態で、前記密着層を形成する構成とするのがよい。前記反応性ガスの流量比が０＜Ｖ≦５の状態とするので、前記反応性ガスの流量比の制御によって、Ｎｂ2Ｏ5の生成が抑制された状態で、０＜ｘ＜２．５の所望の組成をもったＮｂＯxを形成することができる。
【００３９】
また、前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域と、前記ターゲットが酸化物の面を有する酸化物モードの領域との間の領域であって前記ターゲット面が前記金属モードと前記酸化物モードとの間を遷移する遷移モードの領域において、前記密着層を形成する構成とするのがよい。遷移モードの領域において前記密着層を形成するので、前記反応性ガスの流量比の制御によって、Ｎｂ2Ｏ5の生成が抑制された状態で、０＜ｘ＜２．５の所望の組成をもったＮｂＯxを形成することができる。
【００４０】
また、前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦３０の状態で、前記密着層を形成する構成とするのがよい。前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦３０の状態で、前記密着層を形成するので、前記反応性ガスの流量比の制御によって、Ｎｂ2Ｏ5の生成が抑制された状態で、０＜ｘ＜２．５の所望の組成をもったＮｂＯxを形成することができる。
【００４１】
また、前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦２０の状態で、前記密着層を形成する構成とするのがよい。前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦２０の状態で、前記密着層を形成するので、前記反応性ガスの流量比の制御によって、Ｎｂ2Ｏ5の生成が抑制された状態で、Ｎｂ2Ｏ5を生成することなく、０＜ｘ＜２．５の所望の組成をもったＮｂＯxを形成することができる。
【００４２】
また、前記光学膜を形成する工程において、前記光学膜を、異なる屈折率をもった複数の層が積層されて構成された反射防止層として形成し、前記密着層の対向面を前記反射防止層の最下層と前記基体とに接触させ、前記基体と前記最下層とを前記密着層によって一体化する構成とするのがよい。前記光学膜が、異なる屈折率をもった複数の層を積層して構成された反射防止層として形成され、前記密着層の一方の面が前記反射防止層の最下層と、前記密着層の他方の面が前記基体にそれぞれ密着して一体化され、前記基体と前記反射防止層とが前記密着層によって密着して一体化されているので、密着力、耐久性に優れた光学的素子を実現することができる。
【００４３】
また、前記最下層をＳｎＯ2層によって形成する構成とするのがよい。前記最下層としてＳｎＯ2層を形成するので、前記最下層と前記密着層との密着力が優れたものとなる。
【００４４】
また、ターゲットとしてＳｎを使用して、反応性ガスとしてＣＯ2を流した状態で、前記最下層を反応性スパッタリングにより形成する構成とするのがよい。Ｓｎをターゲットとし、ＣＯ2を反応性ガスとして流した状態で、前記最下層を反応性スパッタリングにより形成するので、前記密着層に密着したＳｎＯ2層を形成することができる。
【００４５】
また、前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が０＜Ｖ≦１００の状態で、前記最下層を形成する構成とするのがよい。前記反応性ガスの流量比を０＜Ｖ≦１００の状態とするので、前記反応性ガスを任意の流量比の状態で、ＳｎＯ2層を形成することができる。好ましくは、前記反応性ガスの流量比が３０≦Ｖ≦１００の状態で、前記最下層を形成する構成とするのがよい。前記反応性ガスの流量比を３０≦Ｖ≦１００の状態とするので、成膜速度が低下するが、ＳｎＯx（０＜ｘ＜２）を生成することなく確実にＳｎＯ2層を形成することができる。
【００４６】
また、前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域、前記ターゲットが酸化物の面を有する酸化物モードの領域、前記金属モードの領域と前記酸化物モードとの間の領域であって前記ターゲット面が前記金属モードと前記酸化物モードとの間を遷移する遷移モードの領域の何れかのモードの領域において、前記最下層を形成するのがよい。このような構成によって、任意のモードの領域で、ＳｎＯ2層を形成することができる。好ましくは、前記酸化物モードの間の領域において、前記最下層が形成される構成とするのがよい。前記最下層を前記酸化物モードの間の領域において形成するので、成膜速度が低下するが、ＳｎＯx（０＜ｘ＜２）を生成することなく確実にＳｎＯ2層を形成することができる。
【００４７】
前記最下層より大きな屈折率をもつ高屈折率層を前記最下層上に形成する工程と、前記最下層より小さな屈折率をもつ低屈折率層を前記高屈折率層上に形成する工程とを有する構成とするのがよい。このような構成によって、優れた性能をもった反射防止層を有する反射防止フィルムを製造することができる。
【００４８】
また、前記低屈折率層を、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＡｌＦ3、ＣａＦ2からなる群から選ばれた材料によって形成し、前記高屈折率層を、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＣｅＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＭｏＯ2、ＷＯ3からなる群から選ばれた材料によって形成する構成とするのがよい。このような構成によって、各種の用途に好適に使用することができる反射防止層を有する反射防止フィルムを製造することができる。
【００４９】
以下、図面を参照しながら本発明による実施の形態について詳細に説明する。
【００５０】
実施の形態
本発明の実施の形態に係る光学的素子、光学装置における反射防止フィルムは、中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層の順に積層されて形成された反射防止層が、密着層（中間層、下地層）を介し基体（支持体）に被着されて構成されている。この反射防止フィルムは、液晶表示装置等の光学的素子、光学装置における光の反射防止、表面の保護等に好適に使用される。
【００５１】
図１は、本発明の実施の形態において、光学的素子、光学装置における反射防止フィルムの構成例を説明する断面図である。
【００５２】
図１に示すように、反射防止層(光学膜)６は、低屈折率層であるＳｉＯ2層（屈折率（以下ではｎで示す。）＝１．４６）１、高屈折率層であるＮｂ2Ｏ5層（ｎ＝２．２）２、中屈折率層であるＳｎＯ2層（ｎ＝１．９）３の３層によって構成され、密着層であるＮｂＯx層（ｎ＝２．３）４を介して大きな密着力で基体５に被着されている。
【００５３】
図１に示すＳｉＯ2層１、Ｎｂ2Ｏ5層２、ＳｎＯ2層３（以上が反射防止層６を構成する膜である。）、密着層４の各層は、反応ガスとしてＯ2又はＣＯ2を使用して、反応性スパッタリングによって形成することがきる。反応ガスの流量比を制御することによって、密着層であるＮｂＯx層４における組成ｘを制御することができる。
【００５４】
反射防止層６の各層、ＮｂＯx層４は、図示しないスパッタ装置のスパッタ室内を、所定の圧力まで真空排気した後、Ａｒガスと、Ｏ2又はＣＯ2ガス等のガスを導入し、スパッタリング時のガス圧を所定の圧力として、Ｏ2又はＣＯ2ガスを所定の値の体積％含むＡｒ雰囲気中でスパッタリングすることにより、成膜される。スパッタ室内でターゲットを載置したカソード表面にＯ2又はＣＯ2ガスの雰囲気を形成し、カソードに電圧を印加することにより、ターゲットに応じたスパッタ膜が、ターゲットに対向して配置された基体５上に順次、密着層（ＮｂＯx層）４、中屈折率層（ＳｎＯ2層）３、高屈折率層（Ｎｂ2Ｏ5層）２、低屈折率層（ＳｉＯ2層）１が成膜される。
【００５５】
反射防止層６の各層、ＮｂＯx層４の厚さは、例えば、ＳｉＯ2層１は８０ｎｍ〜１００ｎｍ、Ｎｂ2Ｏ5層２は３５ｎｍ〜５５ｎｍ、ＳｎＯ2層は６０ｎｍ〜８０ｎｍ、ＮｂＯx層４は２ｎｍ〜１０ｎｍである。反射防止層６の各層、ＮｂＯx層４の膜厚はそれぞれ、透過率モニターによって、予め設計された透過率特性を満たしているか否かをモニターすることによって、或いは、水晶膜厚計によって膜圧をモニターすることによって、制御される。
【００５６】
なお、反射防止層６の各層、ＮｂＯx層４はそれぞれ、蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ(化学的気相成長法)等によっても形成することができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を具体的な実施例について説明するが、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。
＜スパッタリングにより密着層を形成する際の条件＞
図２は、本発明の実施の形態において、反応性スパッタリングにより反射防止フィルムの密着層４を形成する際の反応性ガスに対するターゲット電圧を示す図である。
【００５８】
図２は、ターゲットをＮｂ（金属）とし、反応ガスをＯ2、ＣＯ2として、一定電力下でターゲット電圧（Ｖ）を反応性ガスの流量比（％）に対してプロットして得られたヒステレシス曲線である。
【００５９】
反応ガスをＣＯ2とする場合、ＣＯ2の流量比を増加していくと、ターゲット電圧は、ＣＯ2の流量比が０％から約５％までの間において略変化せず一定であり、約５％から約１５％までの間において急激に増大し、流量比が約１５％から３０％までの間において緩やかに増大していき、流量比が３０％から１００％の間において線形的に緩やかに増大して変化していき、図２中の矢印Ａ、Ｂで示される曲線ＡＢを示し、ＣＯ2の流量比を１００％から減少させていくと、曲線ＡＢを逆に辿るようにこの曲線にほぼ類似してターゲット電圧が減少していく曲線、即ち、矢印Ｂ’Ａ’で示される曲線Ｂ’Ａ’によって示されるヒステレシス曲線を描く。ＣＯ2の流量比を増加、減少していく場合、ターゲット電圧が急激に増加、減少する点のＣＯ2の流量比は略一致し、ヒステレシスは顕著ではない。
【００６０】
ＣＯ2の流量比が０％から約５％までの領域は、ターゲットが金属面を有する状態にあり金属がスッパタされ基体に金属が堆積され基体上で酸素と反応して酸化物が形成されていく金属モードにあり、流量比が３０％から１００％の領域は、ターゲットが酸化物の面を有する状態にあり酸化物がスパッタされ基体に酸化物が堆積されていく酸化物モードにあり、流量比が５％から３０％の領域は、金属モードの領域と酸化物モードの領域と間にある遷移モードの領域である。
【００６１】
反応ガスをＯ2とする場合、Ｏ2の流量比を増加していくと、ターゲット電圧は、Ｏ2の流量比が０％から約２０％までの間において緩やかに増大していき、約２０％から約３０％までの間において急激に増大し、流量比が約３０％から１００％の間において線形的に緩やかに減少して変化していき、図２中の矢印Ｃ、Ｄで示される曲線ＣＤを示し、Ｏ2の流量比を１００％から減少させていくと、１００％から約２０％までの間において緩やかに線形的に緩やかに増加して変化していき、約２０％から約１５％までの間において急激に減少し、約１５％から０％までの間において緩やかに減少していき、矢印Ｄ’Ｃ’で示される曲線Ｄ’Ｃ’によって示されるヒステレシス曲線を描く。Ｏ2の流量比を増加、減少していく場合、ターゲット電圧が急激に増加、減少する点のＯ2の流量比は有意に異なり、ヒステレシスは顕著となる。
【００６２】
Ｏ2の流量比を０％から増大させていく場合、０％から約２０％までの領域は金属モードにあり、流量比が約３０％から１００％の領域は酸化物モードにあり、流量比が約２０％から約３０％の領域は遷移モードにある。また、Ｏ2の流量比を１００％から減少させていく場合、０％から約１５％までの領域は金属モードにあり、流量比が約２０％から１００％の領域は酸化物モードにあり、流量比が約１５％から約２０％の領域は遷移モードにある。
【００６３】
反応ガスとして、ＣＯ2又はＯ2を使用する場合、酸化物モードでは、密着層４として安定なＮｂ2Ｏ5が形成されるが、密着層４と基体５との良好な密着力は得られない。
【００６４】
反応ガスとして、ＣＯ2又はＯ2を使用する場合、金属モード又は遷移モードでは、密着層４として非晶質のＮｂＯx（０＜ｘ＜２．５）が形成され、所望の光透過性を有し、密着層４と基体５との密着力は良好となる。ＮｂＯx（０＜ｘ＜２．５）中の酸素原子の割合が安定な組成（Ｎｂ2Ｏ5 ）に比べて少ないために、酸素原子の欠乏したＮｂＯxが活性化して反応性が高くなり、プラスチック等の基体に対する接着性が著しく向上するものと考えられる。ｘ＝０であるとＮｂＯxはＮｂとなり、光学的特性がＮｂＯxと異なったものとなってしまう。但し、スパッタ装置のスパッタ室内にＨ2Ｏ又はＯ2が残留ガスとして存在する場合、スパッタ室内に流すＣＯ2又はＯ2の流量比をゼロとしても、ｘ＝０であるＮｂは生成されず、ｘが小さなＮｂＯx が生成されることになる。
【００６５】
密着層４としてのＮｂＯx（０＜ｘ＜２．５）を、ターゲットとしてＮｂ（金属）を用いて、中性ガスとしてＡｒガス、及び、反応性ガスとしてＣＯ2又はＯ2を流して、金属モード又は遷移モードの領域で、反応性スパッタリングによって形成することができ、密着層４と基体５との密着性を優れたものとすることができる。
【００６６】
なお、図１に示すＳｎＯ2層３、Ｎｂ2Ｏ5層２、ＳｉＯ2層１の成膜についても、上述した密着層４としてのＮｂＯx層の成膜と同様にして、中性ガスとしてＡｒガス、及び、反応性ガスとしてＣＯ2又はＯ2を流して、金属モード又は遷移モードの領域で、反応性スパッタリングによって形成することができる。ＳｎＯ2層３、Ｎｂ2Ｏ5層２、ＳｉＯ2層１は、酸化物モードの領域でも形成することもできるが、成膜速度が低くなる。
【００６７】
＜薄膜の密着力の評価＞
図３は、本発明の実施の形態において、フィルム１４上に形成されたＩＴＯ膜（スズドープの酸化インジウム薄膜）１２を例にとって、薄膜の密着力評価時における圧子の薄膜への圧入（押し込み）状態を説明する断面図である。
【００６８】
図３（Ａ）に示すように、ＩＴＯ膜１２とフィルム１４との密着力の評価は、フィルム１４上に形成されたＩＴＯ膜１２にダイヤモンド圧子１０に圧入荷重（押し込み荷重）を、所定の最大荷重まで一定荷重ずつ増加させながら印加して、垂直に所定の一定の速度で圧入（押し込み）を行うことによって可能である。ダイヤモンド圧子１０をＩＴＯ膜１２に圧入して行くと、ＩＴＯ膜１２とフィルム１４との密着力が良好でない場合には、ある圧入荷重で、図３（Ｂ）に示すように、仕事量（Ｆ）１１によってＩＴＯ膜１２に膜割れ１６が生じ、更に、圧入深さを増加させていくと、図３（Ｃ）に示すように、膜剥れ１８を生じる。なお、仕事量（Ｆ）１１は、圧入深さと圧入荷重との積によって定義される。
【００６９】
圧入荷重の増加に伴うダイヤモンド圧子１０の圧入深さ（押し込み深さ）を計測することによって、薄膜の密着力評価のための、圧入深さと圧入荷重の関係を示す荷重−変位曲線を得ることができる。
【００７０】
図４は、本発明の実施の形態において、薄膜の密着力評価のための、圧入深さと圧入荷重の関係を示す、荷重−変位曲線を説明する図である。この荷重−変位曲線は、次に説明するように、負荷曲線と除荷曲線によって示される。
【００７１】
図４は、圧子に圧入荷重を所定の最大荷重まで一定荷重ずつ増加させながら印加して、垂直に所定の一定の速度で圧入させ圧入深さを測定して得られる、圧入荷重＝０から最大荷重が印加された最大荷重点までの負荷曲線と、圧入荷重を最大荷重点で印加された最大荷重から圧入荷重＝０まで圧入荷重を減少させながら得られる除荷曲線とを、Ａ：薄膜の各層が理想的に密着して積層された理想的な高密着膜、Ｂ：薄膜の各層が理想的に密着されず積層された密着の悪い膜について、示している。
【００７２】
図４に示すように、理想的な高密着膜Ａで測定される負荷曲線では、密着の悪い膜Ｂで測定される負荷曲線に見られる、圧入荷重が略一定で圧入深さが増加していく略直線の領域（Ｈ1−Ｅ1、Ｈ2−Ｅ2）点Ｅ1見られない。この略直線の領域では、この領域の開始点で膜割れが生じるためその時点で印加されている圧入荷重のままで圧子が圧入されていき、膜の剥離が進行している膜剥離領域である。負荷曲線の点Ｈ1までは膜の剥離はなく密着領域であり、点Ｈ1は密着点である。点Ｈ1を過ぎた直後の点から点Ｅ1までの領域では、膜の剥離が進行している膜剥離領域である。点Ｅ1を過ぎた直後の点から点Ｈ2までは膜の剥離はなく密着領域であり、点Ｈ2は密着点である。点Ｈ2を過ぎた直後の点から点Ｅ2までの領域では、膜の剥離が進行している膜剥離領域である。点Ｅ2を過ぎた直後の点から最大荷重点までは膜の剥離はない密着領域である。
【００７３】
ここでは、薄膜の密着力を、上述した密着領域の全てについての、圧入荷重と圧入深さの積の和によって、定義する。即ち、薄膜の密着力を、図３で説明した仕事量（Ｆ）１１を用いて定義する。このような定義によれば、膜の持っている密着強さと圧子の圧入に対する粘り（抵抗）の双方を含んで、薄膜の密着力を総合的に評価することができる。
【００７４】
＜密着層の構成、成膜プロセスと密着力の評価＞
図５は、本発明の実施の形態において、反射防止層６を構成するＳｎＯ2層３、密着層４の形成条件（スパッタリング条件）を説明する図である。
【００７５】
ＳｎＯ2層３の成膜プロセス条件では、ターゲットをＳｎ（金属）として、雰囲気ガスとして、混合ガス（Ａｒ＋ＣＯ2）（条件Ａ）、混合ガス（Ａｒ＋Ｏ2）（条件Ｂ）を用い、図５中（１）〜（９）にそれぞれ示す、ターゲット電圧、流量比（％）、膜厚、スパッタリングにおける電力密度（Ｗ／ｃｍ2）とした。
【００７６】
密着層４の成膜プロセス条件では、ターゲットをＳｉ（金属）、Ｓｎ（金属）、Ｎｂ（金属）として、雰囲気ガスとして、混合ガス（Ａｒ＋ＣＯ2）（条件Ａ：図５中の（２）、（５）、（８））、混合ガス（Ａｒ＋Ｏ2）（条件Ｂ：図５中の（３）、（６）、（９））、Ａｒガス（条件Ｃ：図５中の（１）、（４）、（７））を用い、図５に示す、ターゲット電圧、流量比（％）、膜厚、スパッタリングにおける電力密度（Ｗ／ｃｍ2）とした。
【００７７】
以上の条件下で、基体（厚さ１２５μｍのＰＥＴを使用した。）５上へＮｂＯx層４を形成し、この上にＳｎＯ2層３を形成した。図５に明示されていない、反射防止フィルムを構成する、Ｎｂ2Ｏ5層２は４５ｎｍ、ＳｉＯ2層１は９０ｎｍである。Ｎｂ2Ｏ5層２、ＳｉＯ2層１はそれぞれ、反応性スパッタリングにより形成した。Ｎｂ2Ｏ5層２の成膜プロセスの主な条件は、ターゲットはＮｂ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積４０％含むＡｒガス、ターゲット電圧は５８０Ｖ、電力密度は３．９Ｗ／ｃｍ2である。ＳｉＯ2層１の成膜プロセスの主な条件は、ターゲットはＳｉ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積２５％含むＡｒガス、ターゲット電圧は３００Ｖ、電力密度は３．９Ｗ／ｃｍ2である。
【００７８】
以上のようにして、密着層４としてＮｂＯx層４、ＳｉＯx層、ＳｎＯx層を有する反射防止フィルムを、それぞれ作製した。
【００７９】
図６は、本発明の実施の形態において、密着層４の構成、成膜プロセスと密着力の評価結果を説明する図である。密着層４としてＳｉＯx層、ＳｎＯx層、ＮｂＯx層を有する反射防止フィルムに対して、上述の方法を適用し密着力の評価を行った。図６は得られた密着力の評価結果を示す。
【００８０】
図６に示す（１）〜（９）は、図５に示す（１）〜（９）に対応しており、ＳｎＯ2層３の成膜プロセスにおける反応性ガス、密着層４の成膜プロセスにおけるターゲット、反応性ガスによって、密着層４と基体５との間における密着力（仕事量Ｆ（ｎｍ・μｍ）によって表す。）が種々変化していることを示している。なお、図６に示す（１）〜（９）の結果は、同じ最大荷重に対して得られた密着力を示す。
【００８１】
図６中に示す点線は、反応ガスとしてＯ2を使用して、ＳｎＯ2層３と密着層（ＳｉＯx層）４を形成した場合（図６中の（３）に示す。）の密着力のレベルを示し、これは密着層をＳｉＯx層（１＜ｘ＜２）とする従来技術のレベルに相当する。
【００８２】
図６に示す結果から、密着層をＳｉＯx層（１＜ｘ＜２）又はＮｂＯx層（０＜ｘ＜２．５）とする場合には、反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した方が、反応性ガスとしてＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合よりも、密着力は大きくなっている。
【００８３】
密着層をＳｉＯx層（１＜ｘ＜２）とする場合には、反応性ガスとしてＯ2又はＣＯ2を使用して密着層を形成し、反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合、より密着力は大きくなっている。
【００８４】
密着層をＳｎＯx層（１＜ｘ＜２）とする場合には、反応性ガスとしてＯ2を使用して密着層を形成し，反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合、より密着力は大きくなっている。
【００８５】
図６中の（１）〜（３）と（４）〜（６）の比較から、密着層をＳｎＯx層（１＜ｘ＜２）とする場合の密着力と、密着層をＳｉＯx層（１＜ｘ＜２）とする場合の密着力との間に顕著な差は認められない。
【００８６】
反応性ガスとしてＯ2を使用して密着層としてＮｂＯx層（０＜ｘ＜２．５）を形成し、反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合、密着力は最も大きくなっている。反応性ガスとしてＯ2を使用して密着層としてＮｂＯx層（０＜ｘ＜２．５）を形成し、反応性ガスとしてＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合、密着力は次に大きくなっている。
【００８７】
なお、図６中の（１）、（４）、（７）において、反応性ガスを使用しないでＡｒガスを用いて密着層４を形成した場合、反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した方が、反応性ガスとしてＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成した場合よりも、密着力は大きくなっている。これは、スパッタ装置内の残留不純物（Ｈ2Ｏ、Ｏ2、ＣＯ2等）の影響によるものと考えられる。
【００８８】
以上の結果から、密着層４と基体５との間における密着力は、ＮｂＯx層（０＜ｘ＜２．５）を密着層として、これを反応性ガスとしてＯ2を使用して形成し、この密着層４の上に、反応性ガスとしてＣＯ2を使用してＳｎＯ2層３を形成すれば、より大きな密着力が得られることが、明らかとなった。
【００８９】
＜反射防止フィルムの保存試験＞
図７は、本発明の実施の形態において、反射防止フィルムの保存試験の結果を説明する図である。
【００９０】
先ず、試験対象とした反射防止フィルムの層構成、及び、成膜条件について説明する。
反射防止フィルムの層構成は以下の通りである。
【００９１】
ＳｉＯ2層１／Ｎｂ2Ｏ5層２／ＳｎＯ2層３／密着層４：ＮｂＯx／基体５
ＳｉＯ2層１／Ｎｂ2Ｏ5層２／ＳｎＯ2層３／密着層４：ＳｉＯx／基体５
ＳｉＯ2層１／Ｎｂ2Ｏ5層２／ＳｎＯ2層３／密着層４：なし／基体５
反射防止フィルムを構成する各層の膜厚は以下の通りである。
【００９２】
基体（ＰＥＴ）５：１２５μｍ
ＮｂＯx：５ｎｍ
ＳｉＯx：５ｎｍ
ＳｎＯ2層３：５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍ、１５０ｎｍ
Ｎｂ2Ｏ5層２：４５ｎｍ
ＳｉＯ2層１：９０ｎｍ
反射防止フィルムを構成する各層は反応性スパッタリングで成膜したが、成膜の主な条件は、以下の通りである。
【００９３】
ＮｂＯx：ターゲットはＮｂ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積１０％含むＡｒガス、ターゲット電圧は３３０Ｖ、電力密度は０．３９Ｗ／ｃｍ2である。
【００９４】
ＳｉＯx：ターゲットはＳｉ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積１５％含むＡｒガス）、ターゲット電圧は３１５Ｖ、電力密度は０．３９Ｗ／ｃｍ2ある。
【００９５】
ＳｎＯ2層３：ターゲットはＳｎ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積８０％含むＡｒガス、ターゲット電圧は４５０Ｖ、電力密度は３．９Ｗ／ｃｍ2である。
【００９６】
Ｎｂ2Ｏ5層２：ターゲットはＮｂ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積２０％含むＡｒガス、ターゲット電圧は５８０Ｖ、電力密度は３．９Ｗ／ｃｍ2である。
【００９７】
ＳｉＯ2層１：ターゲットはＳｉ（金属）、雰囲気ガスはＣＯ2を体積２５％含むＡｒガス、ターゲット電圧は３００Ｖ、電力密度は３．９Ｗ／ｃｍ2である。
【００９８】
次に、試験方法の概要と試験の結果について説明する。
【００９９】
図７（Ａ）には、９０℃に保持された恒温槽内に反射防止フィルムを１００時間保存した後における、反射防止フィルムの状態を示している。図７（Ｂ）には、純水中で５分間、反射防止フィルムを煮沸した後における、反射防止フィルムの状態を示している。図７（Ａ）、図７（Ｂ）では、試験結果を、反射防止フィルムに外観異常が認められなかった場合を丸印、反射防止フィルムの端部（周辺部）にクラックが外観的に認められた場合を△印、反射防止フィルムの端部（周辺部）に加えて中央部にもクラックが外観的に認められた場合を×印に、よって示している。
【０１００】
図７（Ａ）に示す試験結果から、ＳｎＯ2層３が１２０ｎｍ以下である場合には、密着層が、ＮｂＯxの場合、ＳｉＯxの場合、ない場合の何れでも異常は認められない。図７（Ｂに示す試験結果から、ＳｎＯ2層３が５０ｎｍを超える場合には、密着層が、ＮｂＯxの場合、ＳｉＯxの場合、ない場合の何れでも異常は認められ、ＳｎＯ2層３が５０ｎｍの場合には、密着層がない場合に異常が認められるが、密着層が、ＮｂＯxの場合、ＳｉＯxの場合には、異常が認められない。
【０１０１】
以上の結果、反射防止層６の最下層であるＳｎＯ2層３が、５０ｎｍ以下であれば、上記した２つの試験に対して、密着層が、ＮｂＯxの場合、ＳｉＯxの場合には、異常が認められないものと考えられる。しかし、密着層をＮｂＯx層とする場合、ＣＯ2を反応ガスとする反応スパッタリングによってＮｂＯx層を形成することによって、図６に示すように、密着層をＳｉＯx層とする場合よりも大きな密着力をもたせることができるので、ＮｂＯx層はＳｉＯx層よりも優れた性能を有する密着層として使用できることは、明らかである。
【０１０２】
以上説明したように、最下層としてＳｎＯ2層３を有する反射防止層を、密着層４を介してＰＥＴフィルム上に形成した反射防止フィルムにおいて、ＳｉＯx層を密着層とする従来の反射防止フィルムでは、図６（Ｂ）に示すように、ＳｎＯ2層３の厚さが大きくなると、保存試験後にクラックが発生してしまうが、ＣＯ2を反応ガスとする反応スパッタリングによってＮｂＯx層を密着層として形成することによって、密着力が強く反射防止フィルムのクラックの発生を防ぐことができる。
【０１０３】
以上、本発明を実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、反射防止層を構成する薄膜その数、各層の材質、厚さ等は、反射防止フィルムの使用用途に合致するように、その性能を満たすように必要に応じて任意に適切に設定することができる。
【０１０４】
例えば、低屈折率層であるＳｉＯ2層１に代えて、ＭｇＦ2（ｎ＝１．３８〜１．４）、ＡｌＦ3（ｎ＝１．３８）、ＣａＦ2（ｎ＝１．２３〜１．６３）等を使用することができる。また、高屈折率層であるＮｂ2Ｏ5層２に代えて、ＴｉＯ2（ｎ＝２．３３〜２．５５）、ＺｒＯ2（ｎ＝２．０５）、ＺｎＯ（ｎ＝２．１）、Ｔａ2Ｏ5（ｎ＝２．１６）、ＩＴＯ（ｎ＝２．０）、ＣｅＯ2（ｎ＝２．２）、Ｙ2Ｏ3（ｎ＝１．８７）、Ｌａ2Ｏ3（ｎ＝１．９５）、ＨｆＯ2（ｎ＝１．９５）、ＭｏＯ2（ｎ＝約２．０）、ＷＯ3（ｎ＝１．８５〜２．１）等を使用することができる。更に、中屈折率層であるＳｎＯ2層３に代えて、Ａｌ2Ｏ3（ｎ＝１．６３）、Ｓｂ2Ｏ5（１．７１）、ＭｇＯ（ｎ＝１．７４）、ＣｅＦ3（ｎ＝１．６３）、ＣｅＦ3（ｎ＝１．６３）、ＮｄＦ3（ｎ＝１．６１）等を使用することができる。
【０１０５】
また、基体（支持体）５として、ＰＥＴに代えて、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ＰＥＮ（ポリエチレンテナフタレート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリエステルフィルム、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＰ（ポロプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）等のプラスチックフィルム、シート、基板を使用することができる。
【０１０６】
また、反射防止層を２層以上の薄膜層によって形成することもできる。更に、反射防止フィルムを、基体上に形成された有機物層からなるハードコート層上に密着層を形成し、この密着層上に２層以上から構成される反射防止層を形成する構成とすることもできる。所定の大きさ以上の硬度をもち透明でありクラックを発生し難い材料として、反応性硬化樹脂、熱硬化型樹脂、放射線硬化型樹脂の少なくとも何れかを用い、例えば、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等によって、ハードコート層を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上説明したように、本発明によれば、液晶表示装置等の光学的素子、光学装置における光の反射防止、表面の保護等に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の形態において、反射防止フィルムの構成例を説明する断面図である。
【図２】同上、反応性スパッタリングにより反射防止フィルムの密着層を形成する際の反応性ガスに対するターゲット電圧を示す図である。
【図３】同上、薄膜の密着力評価時における圧子の薄膜への圧入状態を説明する断面図である。
【図４】同上、薄膜の密着力評価のための、荷重−変位曲線を説明する図である。
【図５】同上、反射防止層を構成するＳｎＯ2層、密着層の形成条件を説明する図である。
【図６】同上、密着層の構成、成膜プロセスと密着力の評価結果を説明する図である。
【図７】反射防止フィルムの保存試験の結果を説明する図である。
【図８】従来技術における、反射防止フィルムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１…ＳｉＯ2層、２…Ｎｂ2Ｏ5層、３…ＳｎＯ2層、４…ＮｂＯx層、
５…基体(支持体)、６讃嘆反射防止層、１０…ダイヤモンド圧子、１１…仕事量（Ｆ）、１２…ＩＴＯ膜、１４…フィルム、１６膜割れ、１８…膜剥れ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学膜と、
基体と、
前記光学膜と前記基体との間に配置された密着層と
を有し、前記密着層がＮｂＯx（但し、０＜ｘ＜２．５）からなる光学的素子。
【請求項２】
前記密着層の対向面が前記光学膜と前記基体とに接触して、前記基体と前記光学膜とが前記密着層によって一体化されている、請求項１に記載の光学的素子。
【請求項３】
前記光学膜が、異なる屈折率をもった複数の層が積層されて構成された反射防止層であり、前記密着層の対向面が前記反射防止層の最下層と前記基体とに接触して、前記基体と前記最下層とが前記密着層によって一体化されている、請求項１に記載の光学的素子。
【請求項４】
前記最下層がＳｎＯ2層である、請求項３に記載の光学的素子。
【請求項５】
前記最下層より大きな屈折率をもつ高屈折率層が前記最下層上に形成され、前記最下層より小さな屈折率をもつ低屈折率層が前記高屈折率層上に形成された、請求項４に記載の光学的素子。
【請求項６】
前記低屈折率層が、ＳｉＯ2層、ＭｇＦ2層、ＡｌＦ3層、ＣａＦ2層からなる群から選ばれ、前記高屈折率層が、Ｎｂ2Ｏ5層、ＴｉＯ2層、ＺｒＯ2層、ＺｎＯ層、Ｔａ2Ｏ5層、ＣｅＯ2層、Ｙ2Ｏ3層、Ｌａ2Ｏ3層、ＨｆＯ2層、ＭｏＯ2層、ＷＯ3層からなる群から選ばれた、請求項５に記載の光学的素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の光学的素子を有する光学装置。
【請求項８】
光学膜と、基体と、前記光学膜と前記基体との間に配置された密着層とを有する光学的素子の製造方法であって、
前記密着層として、ＮｂＯx層（但し、０＜ｘ＜２．５）を形成するように、酸化性 雰囲気中で前記基体上に前記ＮｂＯx層を形成する工程と、
前記密着層上に前記光学膜を形成する工程と
を有する光学的素子の製造方法。
【請求項９】
ターゲットとしてＮｂを使用して、反応性ガスとしてＣＯ2を流した状態で、前記密着層を反応性スパッタリングにより形成する、請求項８に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１０】
前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域において、前記密着層を形成する、請求項９に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１１】
前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が０＜Ｖ≦５の状態で、前記密着層を形成する、請求項１０に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１２】
前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域と、前記ターゲットが酸化物の面を有する酸化物モードの領域との間の領域であって前記ターゲット面が前記金属モードと前記酸化物モードとの間を遷移する遷移モードの領域において、前記密着層を形成する、請求項９に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１３】
前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦３０の状態で、前記密着層を形成する、請求項１２に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１４】
前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦２０の状態で、前記密着層を形成する、請求項１２に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１５】
前記光学膜を形成する工程において、前記光学膜を、異なる屈折率をもった複数の層が積層されて構成された反射防止層として形成し、前記密着層の対向面を前記反射防止層の最下層と前記基体とに接触させて、前記基体と前記最下層とを前記密着層によって一体化する、請求項８に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１６】
前記最下層をＳｎＯ2層によって形成する、請求項１５に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１７】
ターゲットとしてＳｎを使用して、反応性ガスとしてＣＯ2を流した状態で、前記最下層を反応性スパッタリングにより形成する、請求項１６に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１８】
前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が０＜Ｖ≦１００の状態で、前記最下層を形成する、請求項１７に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１９】
前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域、前記ターゲットが酸化物の面を有する酸化物モードの領域、前記金属モードの領域と前記酸化物モードとの間の領域であって前記ターゲット面が前記金属モードと前記酸化物モードとの間を遷移する遷移モードの領域の何れかのモードの領域において、前記最下層を形成する、請求項１７に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項２０】
前記最下層より大きな屈折率をもつ高屈折率層を前記最下層上に形成する工程と、前記最下層より小さな屈折率をもつ低屈折率層を前記高屈折率層上に形成する工程とを有する、請求項１６に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項２１】
前記低屈折率層を、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＡｌＦ3、ＣａＦ2からなる群から選ばれた材料によって形成し、前記高屈折率層を、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＣｅＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＭｏＯ2、ＷＯ3からなる群から選ばれた材料によって形成する、請求項２０に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１】
光学膜と、
基体と、
前記光学膜と前記基体との間に配置された密着層と
を有し、前記密着層がＮｂＯx（但し、０＜ｘ＜２．５）からなる光学的素子。
【請求項２】
前記密着層の対向面が前記光学膜と前記基体とに接触して、前記基体と前記光学膜とが前記密着層によって一体化されている、請求項１に記載の光学的素子。
【請求項３】
前記光学膜が、異なる屈折率をもった複数の層が積層されて構成された反射防止層であり、前記密着層の対向面が前記反射防止層の最下層と前記基体とに接触して、前記基体と前記最下層とが前記密着層によって一体化されている、請求項１に記載の光学的素子。
【請求項４】
前記最下層がＳｎＯ2層である、請求項３に記載の光学的素子。
【請求項５】
前記最下層より大きな屈折率をもつ高屈折率層が前記最下層上に形成され、前記最下層より小さな屈折率をもつ低屈折率層が前記高屈折率層上に形成された、請求項４に記載の光学的素子。
【請求項６】
前記低屈折率層が、ＳｉＯ2層、ＭｇＦ2層、ＡｌＦ3層、ＣａＦ2層からなる群から選ばれ、前記高屈折率層が、Ｎｂ2Ｏ5層、ＴｉＯ2層、ＺｒＯ2層、ＺｎＯ層、Ｔａ2Ｏ5層、ＣｅＯ2層、Ｙ2Ｏ3層、Ｌａ2Ｏ3層、ＨｆＯ2層、ＭｏＯ2層、ＷＯ3層からなる群から選ばれた、請求項５に記載の光学的素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の光学的素子を有する光学装置。
【請求項８】
光学膜と、基体と、前記光学膜と前記基体との間に配置された密着層とを有する光学的素子の製造方法であって、
前記密着層として、ＮｂＯx層（但し、０＜ｘ＜２．５）を形成するように、酸化性 雰囲気中で前記基体上に前記ＮｂＯx層を形成する工程と、
前記密着層上に前記光学膜を形成する工程と
を有する光学的素子の製造方法。
【請求項９】
ターゲットとしてＮｂを使用して、反応性ガスとしてＣＯ2を流した状態で、前記密着層を反応性スパッタリングにより形成する、請求項８に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１０】
前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域において、前記密着層を形成する、請求項９に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１１】
前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が０＜Ｖ≦５の状態で、前記密着層を形成する、請求項１０に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１２】
前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域と、前記ターゲットが酸化物の面を有する酸化物モードの領域との間の領域であって前記ターゲット面が前記金属モードと前記酸化物モードとの間を遷移する遷移モードの領域において、前記密着層を形成する、請求項９に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１３】
前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦３０の状態で、前記密着層を形成する、請求項１２に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１４】
前記反応性ガスの流量比が５＜Ｖ≦２０の状態で、前記密着層を形成する、請求項１２に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１５】
前記光学膜を形成する工程において、前記光学膜を、異なる屈折率をもった複数の層が積層されて構成された反射防止層として形成し、前記密着層の対向面を前記反射防止層の最下層と前記基体とに接触させて、前記基体と前記最下層とを前記密着層によって一体化する、請求項８に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１６】
前記最下層をＳｎＯ2層によって形成する、請求項１５に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１７】
ターゲットとしてＳｎを使用して、反応性ガスとしてＣＯ2を流した状態で、前記最下層を反応性スパッタリングにより形成する、請求項１６に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１８】
前記反応性ガスをＡｒガスとともに流し、前記反応性ガスの流量比（％）をＶとする時、前記反応性ガスの流量比が０＜Ｖ≦１００の状態で、前記最下層を形成する、請求項１７に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項１９】
前記ターゲットが金属面を有する金属モードの領域、前記ターゲットが酸化物の面を有する酸化物モードの領域、前記金属モードの領域と前記酸化物モードとの間の領域であって前記ターゲット面が前記金属モードと前記酸化物モードとの間を遷移する遷移モードの領域の何れかのモードの領域において、前記最下層を形成する、請求項１７に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項２０】
前記最下層より大きな屈折率をもつ高屈折率層を前記最下層上に形成する工程と、前記最下層より小さな屈折率をもつ低屈折率層を前記高屈折率層上に形成する工程とを有する、請求項１６に記載の光学的素子の製造方法。
【請求項２１】
前記低屈折率層を、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＡｌＦ3、ＣａＦ2からなる群から選ばれた材料によって形成し、前記高屈折率層を、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＣｅＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＭｏＯ2、ＷＯ3からなる群から選ばれた材料によって形成する、請求項２０に記載の光学的素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１６４６６０（Ｐ２００８−１６４６６０Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５０８９１（Ｐ２００６−３５０８９１）
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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