JP2000347002A - 反射防止膜 - Google Patents
反射防止膜Info
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- JP2000347002A JP2000347002A JP11161819A JP16181999A JP2000347002A JP 2000347002 A JP2000347002 A JP 2000347002A JP 11161819 A JP11161819 A JP 11161819A JP 16181999 A JP16181999 A JP 16181999A JP 2000347002 A JP2000347002 A JP 2000347002A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高屈折率の基板に反射防止膜を設ける。
【解決手段】 屈折率が例えば２．０を越える基板１０
上に、基板１０より屈折率の低い高屈折率層である第
１、第３、第５層２１，２３，２５と、中屈折率層ある
いは低屈折率層である第２、第４層２２，２４と、低屈
折率層である第６層２６からなる６層構成の交互多層膜
２０を積層し、各層の光学的膜厚を最適化する。基板１
０が高屈折率であっても、可視光域全域で反射率０．５
％以下の反射防止膜を実現できる。
上に、基板１０より屈折率の低い高屈折率層である第
１、第３、第５層２１，２３，２５と、中屈折率層ある
いは低屈折率層である第２、第４層２２，２４と、低屈
折率層である第６層２６からなる６層構成の交互多層膜
２０を積層し、各層の光学的膜厚を最適化する。基板１
０が高屈折率であっても、可視光域全域で反射率０．５
％以下の反射防止膜を実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学部品に施され
る反射防止膜であって、特に、波長４００〜７００ｎｍ
の可視域用の反射防止膜に関するものである。
る反射防止膜であって、特に、波長４００〜７００ｎｍ
の可視域用の反射防止膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光学用基板の表面と入射媒質の界面にお
ける入射角度が０〜１０°の入射光は、例えば、特開平
１０−２０１０２号公報で提案されているような一般的
な光学ガラス基板を用いた反射防止膜の場合は、３〜４
％程度の反射にとどまるが、基板の屈折率が例えば２．
０以上と高くなると、１５〜２０％程度も反射するとい
う現象が生じる。従って、この基板を光が透過すると、
表面側と裏面側で３０〜４０％の光量損失となり、しか
もその枚数が増加すると、光量損失は相乗的に増加す
る。
ける入射角度が０〜１０°の入射光は、例えば、特開平
１０−２０１０２号公報で提案されているような一般的
な光学ガラス基板を用いた反射防止膜の場合は、３〜４
％程度の反射にとどまるが、基板の屈折率が例えば２．
０以上と高くなると、１５〜２０％程度も反射するとい
う現象が生じる。従って、この基板を光が透過すると、
表面側と裏面側で３０〜４０％の光量損失となり、しか
もその枚数が増加すると、光量損失は相乗的に増加す
る。
【０００３】また、この現象は、光量損失だけでなく、
繰り返し反射によってフレアー、ゴースト、レーザ光の
干渉等の原因にもなる。そのため、現在の光学部品のほ
とんど全てに、基体と屈折率の異なる誘電体等からなる
単層、２層、３層等の膜構成で、膜厚は中心波長に対し
て、１／２λ，１／４λで組み合わせた反射防止膜を設
けたり、あるいは、光の干渉を利用した反射防止対策等
が施されている。
繰り返し反射によってフレアー、ゴースト、レーザ光の
干渉等の原因にもなる。そのため、現在の光学部品のほ
とんど全てに、基体と屈折率の異なる誘電体等からなる
単層、２層、３層等の膜構成で、膜厚は中心波長に対し
て、１／２λ，１／４λで組み合わせた反射防止膜を設
けたり、あるいは、光の干渉を利用した反射防止対策等
が施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学部
品に対する需要の多方面化に伴なって基板（基体）の種
類も増加し、従来に無かった高屈折率の基板を使わざる
をえない場合も発生している。そこで、このような高屈
折率の基板に対する広帯域な反射防止膜の開発が要求さ
れている。
品に対する需要の多方面化に伴なって基板（基体）の種
類も増加し、従来に無かった高屈折率の基板を使わざる
をえない場合も発生している。そこで、このような高屈
折率の基板に対する広帯域な反射防止膜の開発が要求さ
れている。
【０００５】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、高屈折率の基板に対
応できる可視域用広帯域の反射防止膜を提供することを
目的とするものである。
課題に鑑みてなされたものであり、高屈折率の基板に対
応できる可視域用広帯域の反射防止膜を提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の反射防止膜は、高屈折率の基板に積層され
た６層の薄膜からなる交互多層膜を有し、該交互多層膜
の前記基板側から第１層と第３層と第５層が前記基板よ
り屈折率の低い高屈折率層であり、第２層および第４層
がそれぞれ中屈折率層または低屈折率層であり、第６層
が低屈折率層であることを特徴とする。
め、本発明の反射防止膜は、高屈折率の基板に積層され
た６層の薄膜からなる交互多層膜を有し、該交互多層膜
の前記基板側から第１層と第３層と第５層が前記基板よ
り屈折率の低い高屈折率層であり、第２層および第４層
がそれぞれ中屈折率層または低屈折率層であり、第６層
が低屈折率層であることを特徴とする。
【０００７】第１層と第３層と第５層の高屈折率層の屈
折率が１．８５以上であり、第２層および第４層の屈折
率が１．３５〜１．８９であり、第６層の低屈折率層の
屈折率が１．４０以下であるとよい。
折率が１．８５以上であり、第２層および第４層の屈折
率が１．３５〜１．８９であり、第６層の低屈折率層の
屈折率が１．４０以下であるとよい。
【０００８】また、第１ないし第６層のそれぞれの光学
的膜厚ｎｄ1 、ｎｄ2 、ｎｄ3 、ｎｄ4 、ｎｄ5 、ｎｄ
6 が以下の式で表わされる範囲であるとよい。 ０．２９λ0 ≦ｎｄ1 ≦０．３３λ0 ０．０１λ0 ≦ｎｄ2 ≦０．０６λ0 ０．４０λ0 ≦ｎｄ3 ≦０．４５λ0 ０．０１５λ0 ≦ｎｄ4 ≦０．０５λ0 ０．０４λ0 ≦ｎｄ5 ≦０．１３λ0 ０．２２λ0 ≦ｎｄ6 ≦０．２５λ0 ここで、λ0 ＝５５０ｎｍ
的膜厚ｎｄ1 、ｎｄ2 、ｎｄ3 、ｎｄ4 、ｎｄ5 、ｎｄ
6 が以下の式で表わされる範囲であるとよい。 ０．２９λ0 ≦ｎｄ1 ≦０．３３λ0 ０．０１λ0 ≦ｎｄ2 ≦０．０６λ0 ０．４０λ0 ≦ｎｄ3 ≦０．４５λ0 ０．０１５λ0 ≦ｎｄ4 ≦０．０５λ0 ０．０４λ0 ≦ｎｄ5 ≦０．１３λ0 ０．２２λ0 ≦ｎｄ6 ≦０．２５λ0 ここで、λ0 ＝５５０ｎｍ
【０００９】
【作用】高屈折率の基板であっても、該基板より屈折率
の低い成膜材料を用いて上記の膜構成にすることによ
り、可視域全域の波長４００〜７００ｎｍにおける反射
率０．５％以下の反射防止膜を実現できる。
の低い成膜材料を用いて上記の膜構成にすることによ
り、可視域全域の波長４００〜７００ｎｍにおける反射
率０．５％以下の反射防止膜を実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１１】図１は、一実施の形態による反射防止膜の
膜構成を断面で示す。これは、ＬｉＮｂＯ3 等の例えば
屈折率１．９０以上の高屈折率基板である基板１０と、
その上に積層された交互多層膜２０からなる。該交互多
層膜２０は基板１０の表面に積層された６層の薄膜２１
〜２６によって構成され、基板１０側から第１層２１と
第３層２３と第５層２５が高屈折率の基板１０より屈折
率の低い高屈折率層で、例えばＺｒＯ2 ：ＴｉＯ2 ＝
６：１の混合物膜、第２層２２と第４層２４がそれぞれ
中屈折率層または低屈折率層で、例えばＡｌ2 Ｏ3 膜、
第６層２６は低屈折率層で、例えばＭｇＦ2 膜である。
膜構成を断面で示す。これは、ＬｉＮｂＯ3 等の例えば
屈折率１．９０以上の高屈折率基板である基板１０と、
その上に積層された交互多層膜２０からなる。該交互多
層膜２０は基板１０の表面に積層された６層の薄膜２１
〜２６によって構成され、基板１０側から第１層２１と
第３層２３と第５層２５が高屈折率の基板１０より屈折
率の低い高屈折率層で、例えばＺｒＯ2 ：ＴｉＯ2 ＝
６：１の混合物膜、第２層２２と第４層２４がそれぞれ
中屈折率層または低屈折率層で、例えばＡｌ2 Ｏ3 膜、
第６層２６は低屈折率層で、例えばＭｇＦ2 膜である。
【００１２】このような膜構成で各層の膜厚を最適化す
ることで、屈折率１．８５以上の基板に対して可視光領
域において充分な反射防止効果を得ることができる。
ることで、屈折率１．８５以上の基板に対して可視光領
域において充分な反射防止効果を得ることができる。
【００１３】高屈折率層の成膜材料としては、酸化ジリ
コニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化
タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）、
酸化ハフニウム（ＨｆＯ2 ）、酸化セリウム（ＣｅＯ
2 ）等が挙げられる。
コニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化
タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）、
酸化ハフニウム（ＨｆＯ2 ）、酸化セリウム（ＣｅＯ
2 ）等が挙げられる。
【００１４】中屈折率層の成膜材料としては、酸化アル
ミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ
2 ）、酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）等が挙げられる。
ミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ
2 ）、酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）等が挙げられる。
【００１５】低屈折率層の成膜材料としては、酸化シリ
コン（ＳｉＯ2 ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）、
フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3 ）等の他、これらの混合
物が挙げられる。
コン（ＳｉＯ2 ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）、
フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3 ）等の他、これらの混合
物が挙げられる。
【００１６】ただし、各層の成膜材料はいずれも、基板
の屈折率よりも低い屈折率の材料を選択する必要があ
る。
の屈折率よりも低い屈折率の材料を選択する必要があ
る。
【００１７】このような条件を満たしつつ、第１層２１
から第６層２６のそれぞれの光学的膜厚ｎｄ1 〜ｎｄ6
について、λ0 を５５０ｎｍとした場合、０．２９λ0
≦ｎｄ1 ≦０．３３λ0 、０．０１λ0 ≦ｎｄ2 ≦０．
０６λ0 、０．４０λ0 ≦ｎｄ3 ≦０．４５λ0 、０．
０１５λ0 ≦ｎｄ4 ≦０．０５λ0 、０．０４λ0 ≦ｎ
ｄ5 ≦０．１３λ0 、０．２２λ0 ≦ｎｄ6 ≦０．２５
λ0 の範囲内で最適化する。
から第６層２６のそれぞれの光学的膜厚ｎｄ1 〜ｎｄ6
について、λ0 を５５０ｎｍとした場合、０．２９λ0
≦ｎｄ1 ≦０．３３λ0 、０．０１λ0 ≦ｎｄ2 ≦０．
０６λ0 、０．４０λ0 ≦ｎｄ3 ≦０．４５λ0 、０．
０１５λ0 ≦ｎｄ4 ≦０．０５λ0 、０．０４λ0 ≦ｎ
ｄ5 ≦０．１３λ0 、０．２２λ0 ≦ｎｄ6 ≦０．２５
λ0 の範囲内で最適化する。
【００１８】次に、実施例について説明する。
【００１９】（実施例１）表１に本実施例の膜構成を示
す。この実施例では、基板に屈折率２．３（λ0＝５５
０ｎｍ）の結晶材料ＬｉＮｂＯ3 、第１、３、５層の高
屈折率材料としてはＺｒＯ2 とＴｉＯ2 の混合物を、第
２、４層の中屈折率材料としてはＡｌ2 Ｏ 3 を、第６層
の低屈折率材料としてはＭｇＦ2 をそれぞれ用いて、光
学的膜厚を最適化し、図２に示すように、可視光領域の
波長４００〜７００ｎｍにおいて反射率が０．５％以下
のすぐれた反射防止特性を有する反射防止膜を得ること
ができた。
す。この実施例では、基板に屈折率２．３（λ0＝５５
０ｎｍ）の結晶材料ＬｉＮｂＯ3 、第１、３、５層の高
屈折率材料としてはＺｒＯ2 とＴｉＯ2 の混合物を、第
２、４層の中屈折率材料としてはＡｌ2 Ｏ 3 を、第６層
の低屈折率材料としてはＭｇＦ2 をそれぞれ用いて、光
学的膜厚を最適化し、図２に示すように、可視光領域の
波長４００〜７００ｎｍにおいて反射率が０．５％以下
のすぐれた反射防止特性を有する反射防止膜を得ること
ができた。
【００２０】
【表１】
【００２１】（実施例２）表２に本実施例の膜構成を示
す。これは、基板に屈折率２．３（λ0 ＝５５０ｎｍ）
の結晶材料ＬｉＮｂＯ3 、第１、３、５層の高屈折率材
料としてはＺｒＯ 2 とＴｉＯ2 の混合物を、第２、４、
６層は低屈折率材料であるＳｉＯ2 、ＭｇＦ2 を用い
て、合計３種類の成膜材料による高屈折率と低屈折率の
交互層を構成して、光学的膜厚を最適化した。得られた
反射防止膜の反射防止特性は図２に示すグラフと同様で
あった。
す。これは、基板に屈折率２．３（λ0 ＝５５０ｎｍ）
の結晶材料ＬｉＮｂＯ3 、第１、３、５層の高屈折率材
料としてはＺｒＯ 2 とＴｉＯ2 の混合物を、第２、４、
６層は低屈折率材料であるＳｉＯ2 、ＭｇＦ2 を用い
て、合計３種類の成膜材料による高屈折率と低屈折率の
交互層を構成して、光学的膜厚を最適化した。得られた
反射防止膜の反射防止特性は図２に示すグラフと同様で
あった。
【００２２】
【表２】
【００２３】（実施例３）表３に本実施例の膜構成を示
す。これは、基板に屈折率２．３（λ0 ＝５５０ｎｍ）
の結晶材料ＬｉＮｂＯ3 、第１、３、５層の高屈折率材
料としてはＺｒＯ 2 とＴｉＯ2 の混合物を、第２層は中
屈折率材料であるＡｌ2 Ｏ3 を、第４層は低屈折率材料
であるＳｉＯ2 を、第６層は低屈折率材料であるＭｇＦ
2 を用いて、合計４種類の成膜材料による交互層を構成
し、光学的膜厚を最適化した。得られた反射防止膜の反
射防止特性は図２のグラフと同様であった。
す。これは、基板に屈折率２．３（λ0 ＝５５０ｎｍ）
の結晶材料ＬｉＮｂＯ3 、第１、３、５層の高屈折率材
料としてはＺｒＯ 2 とＴｉＯ2 の混合物を、第２層は中
屈折率材料であるＡｌ2 Ｏ3 を、第４層は低屈折率材料
であるＳｉＯ2 を、第６層は低屈折率材料であるＭｇＦ
2 を用いて、合計４種類の成膜材料による交互層を構成
し、光学的膜厚を最適化した。得られた反射防止膜の反
射防止特性は図２のグラフと同様であった。
【００２４】
【表３】
【００２５】（実施例４）表４に本実施例の膜構成を示
す。これは、基板に屈折率２．３（λ0 ＝５５０ｎｍ）
の結晶材料ＬｉＮｂＯ3 、第１、３、５層の高屈折率材
料としてはＺｒＯ 2 とＴｉＯ2 の混合物を、第２、４、
６層は低屈折率材料であるＭｇＦ2 を用いて、２種類の
成膜材料による交互層を構成し、光学的膜厚を最適化し
た。得られた反射防止膜の反射防止特性は図２に示すグ
ラフと同様であった。
す。これは、基板に屈折率２．３（λ0 ＝５５０ｎｍ）
の結晶材料ＬｉＮｂＯ3 、第１、３、５層の高屈折率材
料としてはＺｒＯ 2 とＴｉＯ2 の混合物を、第２、４、
６層は低屈折率材料であるＭｇＦ2 を用いて、２種類の
成膜材料による交互層を構成し、光学的膜厚を最適化し
た。得られた反射防止膜の反射防止特性は図２に示すグ
ラフと同様であった。
【００２６】
【表４】
【００２７】（実施例５）表５に本実施例の膜構成を示
す。これは、交互層の第２、４、６層については実施例
３と同様に、第２層は中屈折率材料であるＡｌ2 Ｏ3
を、第４層は低屈折率材料であるＳｉＯ2 を、そして、
第６層は低屈折率材料であるＭｇＦ2 を用いているが、
基板は屈折率１．９８（λ0 ＝５５０ｎｍ）のガラス材
料であるＦＤＳ１Ｏを使用し、第１、３、５層の高屈折
率材料としては基板の屈折率よりも低いＺｒＯ2 を用い
ており、合計４種類の成膜材料による交互層の光学的膜
厚を最適化したものである。得られた反射防止膜の反射
防止特性は図２に示すグラフと同様であった。
す。これは、交互層の第２、４、６層については実施例
３と同様に、第２層は中屈折率材料であるＡｌ2 Ｏ3
を、第４層は低屈折率材料であるＳｉＯ2 を、そして、
第６層は低屈折率材料であるＭｇＦ2 を用いているが、
基板は屈折率１．９８（λ0 ＝５５０ｎｍ）のガラス材
料であるＦＤＳ１Ｏを使用し、第１、３、５層の高屈折
率材料としては基板の屈折率よりも低いＺｒＯ2 を用い
ており、合計４種類の成膜材料による交互層の光学的膜
厚を最適化したものである。得られた反射防止膜の反射
防止特性は図２に示すグラフと同様であった。
【００２８】
【表５】
【００２９】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
で、以下に記載するような効果を奏する。
【００３０】高屈折率の基板上に可視域全域で充分な反
射防止効果を有する反射防止膜を形成することができ
る。特に、屈折率が２．０を越える高屈折率の基板に対
して、一般的な成膜材料のみを用いて、可視域全域にお
よぶ広帯域な波長の光に対応できる反射防止膜を実現で
きる。
射防止効果を有する反射防止膜を形成することができ
る。特に、屈折率が２．０を越える高屈折率の基板に対
して、一般的な成膜材料のみを用いて、可視域全域にお
よぶ広帯域な波長の光に対応できる反射防止膜を実現で
きる。
【図１】一実施の形態による反射防止膜の膜構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】実施例１による反射防止膜の分光反射率特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
１０ 基板 ２０ 交互多層膜 ２１ 第１層 ２２ 第２層 ２３ 第３層 ２４ 第４層 ２５ 第５層 ２６ 第６層
Claims (4)
- 【請求項１】 高屈折率の基板に積層された６層の薄膜
からなる交互多層膜を有し、該交互多層膜の前記基板側
から第１層と第３層と第５層が前記基板より屈折率の低
い高屈折率層であり、第２層および第４層がそれぞれ中
屈折率層または低屈折率層であり、第６層が低屈折率層
であることを特徴とする反射防止膜。 - 【請求項２】 第１層と第３層と第５層の高屈折率層の
屈折率が１．８５以上であり、第２層および第４層の屈
折率が１．３５〜１．８９であり、第６層の低屈折率層
の屈折率が１．４０以下であることを特徴とする請求項
１記載の反射防止膜。 - 【請求項３】 第１ないし第６層のそれぞれの光学的膜
厚ｎｄ1 、ｎｄ2 、ｎｄ3 、ｎｄ4 、ｎｄ5 、ｎｄ6 が
以下の式で表わされる範囲であることを特徴とする請求
項２記載の反射防止膜。 ０．２９λ0 ≦ｎｄ1 ≦０．３３λ0 ０．０１λ0 ≦ｎｄ2 ≦０．０６λ0 ０．４０λ0 ≦ｎｄ3 ≦０．４５λ0 ０．０１５λ0 ≦ｎｄ4 ≦０．０５λ0 ０．０４λ0 ≦ｎｄ5 ≦０．１３λ0 ０．２２λ0 ≦ｎｄ6 ≦０．２５λ0 ここで、λ0 ＝５５０ｎｍ - 【請求項４】 入射角度０〜１０°における分光反射率
が、測定波長４００〜７００ｎｍの範囲内において、
０．５％以下であることを特徴とする請求項３記載の反
射防止膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11161819A JP2000347002A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | 反射防止膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11161819A JP2000347002A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | 反射防止膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000347002A true JP2000347002A (ja) | 2000-12-15 |
| JP2000347002A5 JP2000347002A5 (ja) | 2004-11-11 |
Family
ID=15742521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11161819A Pending JP2000347002A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | 反射防止膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000347002A (ja) |
Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008233622A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Fujinon Corp | 反射防止膜、光学素子および光学系 |
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-
1999
- 1999-06-09 JP JP11161819A patent/JP2000347002A/ja active Pending
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