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公開番号2025061436
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2025006791,2022505600
出願日2025-01-17,2020-07-15
発明の名称原子層堆積によってフッ化マグネシウムで被覆された基体を備えた光学素子
出願人コーニングインコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人
主分類C03C 17/34 20060101AFI20250403BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】表面曲率を均一に被覆した光学素子を、より簡素な過程かつ低コストで製造する。
【解決手段】光学基体をフッ化マグネシウムで被覆するための原子層堆積方法が2つの主要過程を含む。第1の過程は、基体の表面上に酸化マグネシウム層を形成する工程を含む。第2の過程は、この酸化マグネシウム層をフッ化マグネシウム層に転化させる工程を含む。これら2つの主要過程は、フッ化マグネシウム膜を構成する多数のフッ化マグネシウム層を作るために、複数回繰り返されることがある。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光学素子において、
０．５から１．０の範囲の峻度値を有する第一面および該第一面と反対にある第二面を有する光学的に透明なレンズであって、該峻度値が、該光学的に透明なレンズの有効開口で割った該第一面の曲率半径と等しい、前記光学的に透明なレンズ、および
前記第一面および前記第二面の少なくとも一方を覆って配置された光学膜であって、
５５０ナノメートルの波長を有する光について、第１の屈折率を有する第１の屈折率層と、
前記第１の屈折率層を覆って配置され、フッ化マグネシウム膜および低屈折率層を含む第２の屈折率層であって、該第２の屈折率層は、５５０ナノメートルの波長を有する光について、第２の屈折率を有し、該第２の屈折率は前記第１の屈折率よりも小さい、第２の屈折率層と、
を含む光学膜、
を備えた光学素子。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記光学膜は、複数の前記第１の屈折率層と複数の前記第２の屈折率層とを含む、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記第１の屈折率層は、前記光学的に透明なレンズと接する前記光学膜の最内層にあり、前記低屈折率層は、前記光学膜の最外層にあることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第１の屈折率は、５５０ナノメートルの波長を有する光について、約１．６以上である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第２の屈折率は、５５０ナノメートルの波長を有する光について、約１．３８以下である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項６】
第１の屈折率が、５５０ナノメートルの波長を有する光について、約１．６から約２．０の範囲にあり、第２の屈折率が、５５０ナノメートルの波長を有する光について、約１．２から約１．３８の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項７】
前記フッ化マグネシウム膜が、２６６ナノメートルの波長を有する光について、約１．４２から約１．３８の範囲の屈折率を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記第１の屈折率層が、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、フッ化ガドリニウム、フッ化ランタン、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項９】
前記第１の屈折率層が、約２５０ナノメートルから約１００ナノメートルの範囲の厚さを有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記低屈折率層が、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【優先権】
【０００１】
本出願は、ここに全て引用される、２０１９年７月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／８８０２５０号からの米国法典第３５編第１１９条（ｅ）の下での優先権の恩恵を主張するものである。また、本出願は、２０２０年７月１５日に出願された特願２０２２－５０５６００号の分割出願である。
続きを表示（約 1,800 文字）【技術分野】
【０００２】
本開示は、フッ化マグネシウムを含む反射防止コーティングの原子層堆積に関する。具体的には、本開示は、光学基体（例えば、光学レンズ）を１つ以上のフッ化マグネシウム膜で被覆するための原子層堆積方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
物体の表面からの望ましくない光の反射を防ぐ上で、反射防止（ＡＲ）コーティングが有用である。一般に、光が大きい入射角で物体の表面に当たると、光は、その表面から反射する可能性が高い。表面曲率がきつい表面を有する物体は、その物体に向けられた光を反射する可能性が高い。何故ならば、光の少なくともいくらかは、比較的大きい入射角でその表面に当たるからである。
【０００４】
ＡＲコーティングの現在の物理的気相成長（ＰＶＤ）過程は、これらの過程は、堆積源から堆積目標への粒子の略線状堆積に依存するので、きつい表面曲率を均一に被覆することができない。この均一性の課題に対処するために、この過程に、複雑な運動とスクリーニングを組み込む必要がある。これにより、過程の複雑さ、過程の費用、および過程を完了するのに要する時間が増してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、反射防止コーティングを堆積させる新規の方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、フッ化マグネシウム膜の原子層堆積の方法に関する。このフッ化マグネシウム膜は、光学レンズなどの光学基体のための反射防止コーティング層としての機能を果たすことがある。この方法は、２つの主要工程段階を含む。第１の工程段階は、基体の表面を覆って酸化マグネシウム層を形成する工程を含む。この第１の工程段階は、マグネシウムを含む前駆体ガスにその基体を曝して、前駆体層を形成し、続いて、その前駆体層を酸素含有ガスに曝し、結果として、酸化マグネシウム層を形成することによって行われる。第２の工程段階は、酸化マグネシウム層をフッ化マグネシウム層に転化させる工程を含む。の第２の工程段階は、フッ素を含む供給源ガスに酸化マグネシウム層を曝して、中間体層を形成し、続いて、その中間体層を酸素含有ガスに曝し、結果として、フッ化マグネシウム層を形成することによって、行われる。これら２つの主要工程段階は、フッ化マグネシウム膜を構成する多数のフッ化マグネシウム層を作るために、連続して、複数回、繰り返されることがある。少なくとも温度および使用される酸素含有ガスの種類を制御することによって、そのフッ化マグネシウム膜の元素組成を調整して、所望の光学的性質を有する膜を製造することができる。
【０００７】
本出願の第１の態様（１）は、光学レンズをフッ化マグネシウム層で被覆するための原子層堆積方法であって、（ｉ）マグネシウムを含む前駆体ガスに光学レンズを曝し、それによって、レンズの表面を覆ってマグネシウム含有前駆体層を形成する工程、（ｉｉ）そのマグネシウム含有前駆体層を第１の酸素含有ガスに曝し、それによって、酸化マグネシウム層を形成する工程、（ｉｉｉ）フッ素を含む供給源ガスに酸化マグネシウム層を曝し、それによって、マグネシウムとフッ素を含む中間体層を形成する工程、および（ｉｖ）その中間体層を第２の酸素含有ガスに曝し、それによって、フッ化マグネシウム層を形成する工程を有してなる方法に関する。
【０００８】
第２の態様（２）において、マグネシウム含有前駆体層を第１の酸素含有ガスに曝す工程が、１００℃から３００℃の範囲の温度で行われる、第１の態様（１）による原子層堆積方法が提供される。
【０００９】
第３の態様（３）において、マグネシウム含有前駆体層を第１の酸素含有ガスに曝す工程が、２４０℃から２６０℃の範囲の温度で行われる、第１の態様（１）による原子層堆積方法が提供される。
【００１０】
第４の態様（４）において、第１の酸素含有ガスが、水、オゾン、過酸化水素、メタノール、エタノール、酸素によるプラズマ、および酸素含有化学物質によるプラズマの群から選択されるガスを含む、態様（１）～（３）のいずれかによる原子層堆積方法が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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