JP2002362943A - 光学デバイス用基板と光学デバイスおよび光学デバイスの製造方法 - Google Patents
光学デバイス用基板と光学デバイスおよび光学デバイスの製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
- C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/70—Properties of coatings
- C03C2217/77—Coatings having a rough surface
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- Surface Treatment Of Glass (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像装置において画像の曇りが生じない光学
デバイス用基板を提供する。 【解決手段】 本発明の光学デバイス用基板は、Ｒａが
０．９ｎｍ以下でかつＲｍｓが１．５ｎｍ以下の表面粗
さを有する。基板材料としては、視感度補正ガラス、色
ガラス、石英ガラス、水晶および透明板ガラスから選択
される材料が使用される。この基板の少なくとも一面
に、高屈折率の誘電体薄膜と低屈折率の誘電体薄膜とを
交互に積層した多層膜のような光学的機能膜が形成され
る。
デバイス用基板を提供する。 【解決手段】 本発明の光学デバイス用基板は、Ｒａが
０．９ｎｍ以下でかつＲｍｓが１．５ｎｍ以下の表面粗
さを有する。基板材料としては、視感度補正ガラス、色
ガラス、石英ガラス、水晶および透明板ガラスから選択
される材料が使用される。この基板の少なくとも一面
に、高屈折率の誘電体薄膜と低屈折率の誘電体薄膜とを
交互に積層した多層膜のような光学的機能膜が形成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ撮像装置や
プロジェクタ装置などの画像装置に用いられる光学フィ
ルタのような光学デバイスとその製造方法、および光学
デバイスに好適する基板に関する。
プロジェクタ装置などの画像装置に用いられる光学フィ
ルタのような光学デバイスとその製造方法、および光学
デバイスに好適する基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＣＣＤ撮像装置やプロジェクタ装
置などの画像装置において、解像度が著しく高められて
いる。従来から、ＣＣＤ撮像装置では、ＣＣＤ素子の感
度を人間の目と同じ感度にする目的で、光学系に視感度
補正ガラスが使用されているが、さらに視感度を自然に
近づけ色再現性を高める目的で、視感度補正ガラスに近
赤外線をカットする多層膜が設けられている。また、装
置の薄型化のため、視感度補正ガラスを用いず、水晶の
ローパスフィルターに近赤外線をカットする多層膜を設
けることも行われている。
置などの画像装置において、解像度が著しく高められて
いる。従来から、ＣＣＤ撮像装置では、ＣＣＤ素子の感
度を人間の目と同じ感度にする目的で、光学系に視感度
補正ガラスが使用されているが、さらに視感度を自然に
近づけ色再現性を高める目的で、視感度補正ガラスに近
赤外線をカットする多層膜が設けられている。また、装
置の薄型化のため、視感度補正ガラスを用いず、水晶の
ローパスフィルターに近赤外線をカットする多層膜を設
けることも行われている。
【０００３】プロジェクタ装置、特に液晶プロジェクタ
では、光学多層膜を使用したＲＧＢダイクロイックフィ
ルタやビームスピリッタ、あるいは液晶用防塵ガラスに
反射防止膜を有するものなど、種々の光学多層膜を有す
るデバイスが使用されている。さらに光通信の分野で
も、光アイソレータのような種々の光学多層膜を有する
デバイスが使用されている。
では、光学多層膜を使用したＲＧＢダイクロイックフィ
ルタやビームスピリッタ、あるいは液晶用防塵ガラスに
反射防止膜を有するものなど、種々の光学多層膜を有す
るデバイスが使用されている。さらに光通信の分野で
も、光アイソレータのような種々の光学多層膜を有する
デバイスが使用されている。
【０００４】従来から、光学多層膜を有する製品は、メ
ガネの反射防止膜、照明用のコールドミラー、ハロゲン
ランプ用のホットミラー、理化学用の干渉フィルタ等と
して幅広く使用されており、画像装置用の光学多層膜を
有するデバイスも、このような製品と同様に製造されて
いる。
ガネの反射防止膜、照明用のコールドミラー、ハロゲン
ランプ用のホットミラー、理化学用の干渉フィルタ等と
して幅広く使用されており、画像装置用の光学多層膜を
有するデバイスも、このような製品と同様に製造されて
いる。
【０００５】すなわち、画像装置用の光学多層膜を有す
るデバイスは、ガラス等の基板の表面を、酸化セリウム
を用いた研磨材で研磨し鏡面に仕上げた後、水洗いをし
て研磨材を除去し、次いで温風乾燥または蒸気乾燥した
後、基板表面に例えば真空蒸着により光学多層膜を成膜
することにより製造される。
るデバイスは、ガラス等の基板の表面を、酸化セリウム
を用いた研磨材で研磨し鏡面に仕上げた後、水洗いをし
て研磨材を除去し、次いで温風乾燥または蒸気乾燥した
後、基板表面に例えば真空蒸着により光学多層膜を成膜
することにより製造される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
て製造される光学多層膜を有するデバイスを画像装置の
光学系に使用するには、以下に示す問題があった。
て製造される光学多層膜を有するデバイスを画像装置の
光学系に使用するには、以下に示す問題があった。
【０００７】ＣＣＤ撮像装置を例に採ると、画素が１０
μｍ程度と極めて小さいため、直径が１０μｍ以上の異
物があると、画像に欠陥を生じる。
μｍ程度と極めて小さいため、直径が１０μｍ以上の異
物があると、画像に欠陥を生じる。
【０００８】そのような大きさの異物である研磨機から
の金属片や研磨キズの除去を目的として、研磨装置内の
掃除の頻度を上げたり、洗浄工程でスクラブ洗浄した
後、洗剤洗浄→市水リンス→純水リンス→ＩＰＡ（イソ
プロピルアルコール）等による蒸気洗浄を行うなどの対
策が行われてきた。また、洗浄出口以降を全てクリーン
ルームとしたり、静電気によるゴミ付着を防止する目的
で徐電装置を用いたりと、各種の対策が試みられてき
た。
の金属片や研磨キズの除去を目的として、研磨装置内の
掃除の頻度を上げたり、洗浄工程でスクラブ洗浄した
後、洗剤洗浄→市水リンス→純水リンス→ＩＰＡ（イソ
プロピルアルコール）等による蒸気洗浄を行うなどの対
策が行われてきた。また、洗浄出口以降を全てクリーン
ルームとしたり、静電気によるゴミ付着を防止する目的
で徐電装置を用いたりと、各種の対策が試みられてき
た。
【０００９】しかしながら、ＣＣＤ素子の解像度が高ま
るにつれて、画像のコントラスト低下やムラ（以下、総
称して曇りと称する。）が生じ、これが製品の歩留まり
を著しく低下させていた。
るにつれて、画像のコントラスト低下やムラ（以下、総
称して曇りと称する。）が生じ、これが製品の歩留まり
を著しく低下させていた。
【００１０】上記原因としては、まず以下の２点が推測
された。すなわち、光学多層膜を真空蒸着により成膜す
る前のガラス等の基板の表面に、洗浄不足による研磨
材等の汚れが残っていること、洗浄の際の乾燥ジミが
あること、の２点が原因として考えられた。
された。すなわち、光学多層膜を真空蒸着により成膜す
る前のガラス等の基板の表面に、洗浄不足による研磨
材等の汚れが残っていること、洗浄の際の乾燥ジミが
あること、の２点が原因として考えられた。
【００１１】に対する対策として、研磨工程および
洗浄工程に高純度の水（超純水）を使用するとともに、
乾燥工程でも不純物の少ないＩＰＡを使用することによ
り、２０万ルクスの照明下でも、研磨材等の汚れや乾燥
ジミが観察されないガラス等の基板を得た。そして、得
られた基板の表面に、真空蒸着により酸化チタン／酸化
ケイ素の多層膜を成膜した後、ＣＣＤ撮像装置内に組込
み評価を行った。評価結果は、必ずしも一定せず、画像
に曇りが生じるものがあるかと思うと全くクリアなもの
も見られた。したがって、前記した研磨材等の汚れの
残留や乾燥ジミが、画像の曇りの原因とは考えられな
い。
洗浄工程に高純度の水（超純水）を使用するとともに、
乾燥工程でも不純物の少ないＩＰＡを使用することによ
り、２０万ルクスの照明下でも、研磨材等の汚れや乾燥
ジミが観察されないガラス等の基板を得た。そして、得
られた基板の表面に、真空蒸着により酸化チタン／酸化
ケイ素の多層膜を成膜した後、ＣＣＤ撮像装置内に組込
み評価を行った。評価結果は、必ずしも一定せず、画像
に曇りが生じるものがあるかと思うと全くクリアなもの
も見られた。したがって、前記した研磨材等の汚れの
残留や乾燥ジミが、画像の曇りの原因とは考えられな
い。
【００１２】次に、真空蒸着前のガラス基板の表面を原
子間力顕微鏡（以下、ＡＦＭと記す。）で観察すると、
極微小の突起や細かなキズが観察された。そして、その
ような微小突起等を有するガラス基板の表面に、真空蒸
着などにより光学多層膜を成膜すると、突起部より膜が
成長して大きな突起となり、その結果画像の曇りが生じ
ると推測される。
子間力顕微鏡（以下、ＡＦＭと記す。）で観察すると、
極微小の突起や細かなキズが観察された。そして、その
ような微小突起等を有するガラス基板の表面に、真空蒸
着などにより光学多層膜を成膜すると、突起部より膜が
成長して大きな突起となり、その結果画像の曇りが生じ
ると推測される。
【００１３】また、光学的薄膜は、数ｎｍの単位で干渉
しかつ角度特性を有するため、基板表面に極微小の突起
があると、薄膜を重ねるごとに干渉の歪みが増加してい
くことが推測される。
しかつ角度特性を有するため、基板表面に極微小の突起
があると、薄膜を重ねるごとに干渉の歪みが増加してい
くことが推測される。
【００１４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、基板の表面状態に着目し、研磨加工により基板の
表面粗さを一定の値以下にすることで、画像装置におい
て画像の曇りが生じない光学デバイスを提供することを
目的とする。
ので、基板の表面状態に着目し、研磨加工により基板の
表面粗さを一定の値以下にすることで、画像装置におい
て画像の曇りが生じない光学デバイスを提供することを
目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の光学デバイス用
基板は、請求項１に記載するように、表面に誘電体の多
層膜が形成されて光学デバイスとして画像装置に使用さ
れる基板であり、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．９ｎｍ以
下でかつ二乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が１．５ｎｍ以下であ
る表面粗さを有することを特徴とする。
基板は、請求項１に記載するように、表面に誘電体の多
層膜が形成されて光学デバイスとして画像装置に使用さ
れる基板であり、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．９ｎｍ以
下でかつ二乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が１．５ｎｍ以下であ
る表面粗さを有することを特徴とする。
【００１６】本発明においては、請求項２に記載するよ
うに、視感度補正ガラス、色ガラス、石英ガラス、水晶
および透明板ガラスから選択される材料から成る基板を
使用することができる。
うに、視感度補正ガラス、色ガラス、石英ガラス、水晶
および透明板ガラスから選択される材料から成る基板を
使用することができる。
【００１７】本発明の光学デバイスは、請求項３に記載
するように、請求項１または２に記載する光学デバイス
用基板の少なくとも一面に、高い屈折率を有する誘電体
の薄膜と低い屈折率を有する誘電体の薄膜とを交互に積
層した多層膜が形成されていることを特徴とする。
するように、請求項１または２に記載する光学デバイス
用基板の少なくとも一面に、高い屈折率を有する誘電体
の薄膜と低い屈折率を有する誘電体の薄膜とを交互に積
層した多層膜が形成されていることを特徴とする。
【００１８】また、本発明の光学デバイスは、請求項４
に記載するように、請求項１または２記載の光学デバイ
ス用基板の少なくとも一面に、光学的機能を有する膜が
形成されていることを特徴とする。
に記載するように、請求項１または２記載の光学デバイ
ス用基板の少なくとも一面に、光学的機能を有する膜が
形成されていることを特徴とする。
【００１９】この光学デバイスにおいては、請求項５に
記載するように、光学的機能を有する膜を、反射防止膜
または選択波長透過膜またはこれらを組み合わせた膜と
することができる。ここで、選択波長透過膜としては、
赤外線カット膜、赤外線透過膜、紫外線カット膜、紫外
線透過膜、可視光透過膜、可視光反射膜、あるいはＲＧ
Ｂフィルタ膜などを用いることができる。
記載するように、光学的機能を有する膜を、反射防止膜
または選択波長透過膜またはこれらを組み合わせた膜と
することができる。ここで、選択波長透過膜としては、
赤外線カット膜、赤外線透過膜、紫外線カット膜、紫外
線透過膜、可視光透過膜、可視光反射膜、あるいはＲＧ
Ｂフィルタ膜などを用いることができる。
【００２０】また、本発明の光学デバイスにおいては、
請求項６に記載するように、光学的機能を有する膜を、
酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｏ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化イットリウ
ム、ニ酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａ
ｌ２Ｏ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ランタ
ン、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化ストロン
チウム（ＳｒＦ２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）およびこれら
の物質のうちの２種以上からなる混合物からなる群、か
ら選択される２種以上の薄膜が積層された膜とすること
ができる。
請求項６に記載するように、光学的機能を有する膜を、
酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｏ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化イットリウ
ム、ニ酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａ
ｌ２Ｏ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ランタ
ン、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化ストロン
チウム（ＳｒＦ２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）およびこれら
の物質のうちの２種以上からなる混合物からなる群、か
ら選択される２種以上の薄膜が積層された膜とすること
ができる。
【００２１】本発明の光学デバイスの製造方法は、請求
項７に記載するように、ガラス素材をガラス基板に成形
する成形工程と、前記ガラス基板の表面を研磨する研磨
工程と、前記ガラス基板の研磨された面上に、誘電体の
多層膜を形成する工程とを有し、前記研磨工程におい
て、単位面積当たりの荷重を３０〜１５０ｇ／ｃｍ２と
しかつ定盤回転数を３０〜９０ｒｐｍとして研磨加工を
行い、前記ガラス基板の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を
０．９ｎｍ以下とし、かつ二乗平均粗さ（Ｒｍｓ）を
１．５ｎｍ以下とすることを特徴とする。
項７に記載するように、ガラス素材をガラス基板に成形
する成形工程と、前記ガラス基板の表面を研磨する研磨
工程と、前記ガラス基板の研磨された面上に、誘電体の
多層膜を形成する工程とを有し、前記研磨工程におい
て、単位面積当たりの荷重を３０〜１５０ｇ／ｃｍ２と
しかつ定盤回転数を３０〜９０ｒｐｍとして研磨加工を
行い、前記ガラス基板の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を
０．９ｎｍ以下とし、かつ二乗平均粗さ（Ｒｍｓ）を
１．５ｎｍ以下とすることを特徴とする。
【００２２】本発明の光学デバイスにおいては、視感度
補正ガラス、色ガラス、石英ガラス、水晶あるいは透明
板ガラスから構成され、表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が
０．９ｎｍ以下でかつ二乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が１．５
ｎｍ以下である基板が用いられる。なお、表面に積層数
が少ない（１〜５層）反射防止膜が設けられる基板で
は、Ｒａが１．１ｎｍ以下でかつＲｍｓが１．８ｎｍ以
下としても良い。さらに、赤外カット多層膜やコールド
ミラー等のダイクロイック膜を被覆・形成する基板で
は、Ｒａが０．６ｎｍ以下でかつＲｍｓが０．８ｎｍ以
下とすることが好ましく、さらにＲａが０．４ｎｍ以下
でＲｍｓが０．６ｎｍ以下とすることがより好ましい。
補正ガラス、色ガラス、石英ガラス、水晶あるいは透明
板ガラスから構成され、表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が
０．９ｎｍ以下でかつ二乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が１．５
ｎｍ以下である基板が用いられる。なお、表面に積層数
が少ない（１〜５層）反射防止膜が設けられる基板で
は、Ｒａが１．１ｎｍ以下でかつＲｍｓが１．８ｎｍ以
下としても良い。さらに、赤外カット多層膜やコールド
ミラー等のダイクロイック膜を被覆・形成する基板で
は、Ｒａが０．６ｎｍ以下でかつＲｍｓが０．８ｎｍ以
下とすることが好ましく、さらにＲａが０．４ｎｍ以下
でＲｍｓが０．６ｎｍ以下とすることがより好ましい。
【００２３】前記した表面粗さを有する基板は、ＡＦＭ
による観察でも、表面に微小の突起やキズが存在せず、
極めて優れた表面平滑性と平面性を有している。そし
て、このような表面平滑性と平面性が極めて高い基板の
少なくとも一面に、高屈折率の誘電体薄膜と低屈折率の
誘電体薄膜とを交互に積層した多層膜のような、光学的
機能膜が形成されているので、画像に曇りが生じること
がなく、クリアな画像を得ることができる。
による観察でも、表面に微小の突起やキズが存在せず、
極めて優れた表面平滑性と平面性を有している。そし
て、このような表面平滑性と平面性が極めて高い基板の
少なくとも一面に、高屈折率の誘電体薄膜と低屈折率の
誘電体薄膜とを交互に積層した多層膜のような、光学的
機能膜が形成されているので、画像に曇りが生じること
がなく、クリアな画像を得ることができる。
【００２４】ここで、算術平均表面粗さ（Ｒａ）は、Ｊ
ＩＳ Ｂ０６０１に定義されている。また二乗平均粗さ
（Ｒｍｓ）は、表面曲線と平均線との差の二乗の平均値
の平方根として規定される。算術平均表面粗さ（Ｒａ）
による限定だけでは、基板の表面（光学面）に異常突起
があっても、Ｒａの値がかえって小さくなる場合がある
が、Ｒａの他にＲｍｓの値を算定し、両方の値で限定す
ることにより、異常突起の存在を見逃すことなく、優れ
た表面平滑性と平面性を有する基板を規定することがで
きる。
ＩＳ Ｂ０６０１に定義されている。また二乗平均粗さ
（Ｒｍｓ）は、表面曲線と平均線との差の二乗の平均値
の平方根として規定される。算術平均表面粗さ（Ｒａ）
による限定だけでは、基板の表面（光学面）に異常突起
があっても、Ｒａの値がかえって小さくなる場合がある
が、Ｒａの他にＲｍｓの値を算定し、両方の値で限定す
ることにより、異常突起の存在を見逃すことなく、優れ
た表面平滑性と平面性を有する基板を規定することがで
きる。
【００２５】そして、本発明においては、ガラス基板の
表面を研磨加工する研磨工程において、単位面積当たり
の荷重を３０〜１５０ｇ／ｃｍ２とし、かつ定盤回転数
を３０〜９０ｒｐｍとして研磨加工を行うことにより、
ガラス基板表面のＲａを０．９ｎｍ以下とし、かつＲｍ
ｓを１．５ｎｍ以下とすることができる。
表面を研磨加工する研磨工程において、単位面積当たり
の荷重を３０〜１５０ｇ／ｃｍ２とし、かつ定盤回転数
を３０〜９０ｒｐｍとして研磨加工を行うことにより、
ガラス基板表面のＲａを０．９ｎｍ以下とし、かつＲｍ
ｓを１．５ｎｍ以下とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。
明する。
【００２７】実施例１ 視感度補正ガラスであるフツリン酸塩系ガラスを母材と
して用い、直径７４ｍｍ、厚さ１．４ｍｍに加工した素
材を、まず両面研磨機を用いて＃４００のアルミナ砥粒
で表裏面のラッピング加工を行った後、側面に所定の面
取り加工を行った。
して用い、直径７４ｍｍ、厚さ１．４ｍｍに加工した素
材を、まず両面研磨機を用いて＃４００のアルミナ砥粒
で表裏面のラッピング加工を行った後、側面に所定の面
取り加工を行った。
【００２８】次いで、両面研磨機を使用し、＃１０００
のアルミナ砥粒を用いて表面と裏面のラッピング処理を
行った。引き続いて、上下定盤にポリッシャ用のポリウ
レタンパッド（ロデールニッタ社製ＭＨＣ１５Ａ）を用
い、研磨材として酸化セリウムを用いて１次ポリッシュ
を行った。さらに表面の平滑度を得るため、研磨材とし
て粒径１．２μｍの酸化セリウムを用い、ポリッシャに
スウェードウレタンパッド（ロデールニッタ社製ポリテ
ックス）を使用して最終ポリッシュを行った。
のアルミナ砥粒を用いて表面と裏面のラッピング処理を
行った。引き続いて、上下定盤にポリッシャ用のポリウ
レタンパッド（ロデールニッタ社製ＭＨＣ１５Ａ）を用
い、研磨材として酸化セリウムを用いて１次ポリッシュ
を行った。さらに表面の平滑度を得るため、研磨材とし
て粒径１．２μｍの酸化セリウムを用い、ポリッシャに
スウェードウレタンパッド（ロデールニッタ社製ポリテ
ックス）を使用して最終ポリッシュを行った。
【００２９】ここで、最終ポリッシュは、定盤の回転数
を１０〜９０ｒｐｍ、単位面積当たりの荷重を３０〜２
００ｇ／ｃｍ２、研磨時間を１０〜２０分間として実施
した。また、研磨材の温度が２２〜２３℃に保たれるよ
うに、冷却しながら研磨を行った。その後、中性洗剤、
純水、純水、純水、純水、ＩＰＡ、ＩＰＡ、ＩＰＡ（蒸
気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。
を１０〜９０ｒｐｍ、単位面積当たりの荷重を３０〜２
００ｇ／ｃｍ２、研磨時間を１０〜２０分間として実施
した。また、研磨材の温度が２２〜２３℃に保たれるよ
うに、冷却しながら研磨を行った。その後、中性洗剤、
純水、純水、純水、純水、ＩＰＡ、ＩＰＡ、ＩＰＡ（蒸
気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。
【００３０】次いで、こうして得られたガラス基板の表
面粗さ（ＲａおよびＲｍｓ）を、それぞれＡＦＭ（デジ
タルインスツルメンツ（株）社製；商品名ＮａｎｏＳｃ
ｏｐｅ）により測定した。測定結果を、最終ポリッシュ
における定盤回転数および単位面積当たりの荷重と関連
させ、図１および図２にそれぞれ示す。
面粗さ（ＲａおよびＲｍｓ）を、それぞれＡＦＭ（デジ
タルインスツルメンツ（株）社製；商品名ＮａｎｏＳｃ
ｏｐｅ）により測定した。測定結果を、最終ポリッシュ
における定盤回転数および単位面積当たりの荷重と関連
させ、図１および図２にそれぞれ示す。
【００３１】これらのグラフから、最終ポリッシュで単
位面積当たりの荷重が低いほどかつ定盤回転数が高いほ
ど、ＲａおよびＲｍｓの値が小さく（低く）なり、表面
粗さが良くなることがわかる。
位面積当たりの荷重が低いほどかつ定盤回転数が高いほ
ど、ＲａおよびＲｍｓの値が小さく（低く）なり、表面
粗さが良くなることがわかる。
【００３２】次に、最終ポリッシュ後一連の洗浄工程を
経て得られたガラス基板の片面に、真空蒸着法により酸
化チタンの薄膜と酸化ケイ素の薄膜とを交互に計１５層
積層し、近赤外カット多層膜を形成した。
経て得られたガラス基板の片面に、真空蒸着法により酸
化チタンの薄膜と酸化ケイ素の薄膜とを交互に計１５層
積層し、近赤外カット多層膜を形成した。
【００３３】真空蒸着は、到達真空度を１×１０−５Ｔ
ｏｒｒ（１．３３×１０−３Ｐａ）とし、基板加熱温度
３００℃として実施した。また、酸化チタンと酸化ケイ
素は電子ビーム加熱により蒸着し、膜厚制御は水晶振動
を用いて行った。
ｏｒｒ（１．３３×１０−３Ｐａ）とし、基板加熱温度
３００℃として実施した。また、酸化チタンと酸化ケイ
素は電子ビーム加熱により蒸着し、膜厚制御は水晶振動
を用いて行った。
【００３４】次いで、こうして得られた近赤外カット多
層膜付きガラス基板を、ＣＣＤ撮像装置（カザマエンジ
ニアリング社製ＫＤＸ−９２０Ｐ）内に組込み、基板面
に周囲８箇所から光ファイバ投光器により強い光を当
て、ＣＣＤカメラで画像の曇りの数を調べた。評価結果
を、研磨条件およびガラス基板の表面粗さの測定結果と
ともに、表１に示す。
層膜付きガラス基板を、ＣＣＤ撮像装置（カザマエンジ
ニアリング社製ＫＤＸ−９２０Ｐ）内に組込み、基板面
に周囲８箇所から光ファイバ投光器により強い光を当
て、ＣＣＤカメラで画像の曇りの数を調べた。評価結果
を、研磨条件およびガラス基板の表面粗さの測定結果と
ともに、表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１から、Ｒａが０．９ｎｍを越え、かつ
Ｒｍｓが１．５ｎｍを越えるガラス基板を使用したもの
は、ほぼ全数が画像に曇りが生じたのに対して、Ｒａが
０．９ｎｍ以下でＲｍｓが１．５ｎｍ以下のガラス基板
を使用したものは、全数曇りがなく画像がクリアである
ことがわかる。
Ｒｍｓが１．５ｎｍを越えるガラス基板を使用したもの
は、ほぼ全数が画像に曇りが生じたのに対して、Ｒａが
０．９ｎｍ以下でＲｍｓが１．５ｎｍ以下のガラス基板
を使用したものは、全数曇りがなく画像がクリアである
ことがわかる。
【００３７】実施例２ 石英ガラス基板を用い、最終ポリッシュの単位面積当た
りの荷重および定盤回転数を、３０〜１５０ｇ／ｃｍ２
および３０〜９０ｒｐｍの範囲でそれぞれ変化させ、実
施例１と同様にして研磨を実施した。その後、中性洗
剤、純水、純水、純水、純水、ＩＰＡ、ＩＰＡ、ＩＰＡ
（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄し、石英ガ
ラス基板を得た。
りの荷重および定盤回転数を、３０〜１５０ｇ／ｃｍ２
および３０〜９０ｒｐｍの範囲でそれぞれ変化させ、実
施例１と同様にして研磨を実施した。その後、中性洗
剤、純水、純水、純水、純水、ＩＰＡ、ＩＰＡ、ＩＰＡ
（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄し、石英ガ
ラス基板を得た。
【００３８】得られた基板の表面粗さを実施例１と同様
にして測定したところ、Ｒａ≦０．９ｎｍかつＲｍｓ≦
１．５ｎｍであった。
にして測定したところ、Ｒａ≦０．９ｎｍかつＲｍｓ≦
１．５ｎｍであった。
【００３９】次に、こうして得られた石英ガラス基板の
表裏面に、真空蒸着法により酸化アルミニウム／（酸化
ランタン＋酸化チタン）／フッ化マグネシウムの３層を
積層した多層膜（反射防止膜）を形成した。次いで、得
られた反射防止膜付き石英ガラス基板を、ＬＣＤ（液晶
表示装置）に組込み、画像の曇りを調べたところ、全数
曇りがなくクリアであった。
表裏面に、真空蒸着法により酸化アルミニウム／（酸化
ランタン＋酸化チタン）／フッ化マグネシウムの３層を
積層した多層膜（反射防止膜）を形成した。次いで、得
られた反射防止膜付き石英ガラス基板を、ＬＣＤ（液晶
表示装置）に組込み、画像の曇りを調べたところ、全数
曇りがなくクリアであった。
【００４０】なお、実施例の反射防止膜を成膜した基板
に関しては、ガラス基板のＲａ１．１ｎｍ、Ｒｍｓ１．
８ｎｍでも曇りは確認されなかった。この傾向は、基板
の材質にかかわらず見られ、形成される光学薄膜の積層
数が少ないために、基板の突起に起因する干渉の歪めの
程度が小さいためと考えられる。
に関しては、ガラス基板のＲａ１．１ｎｍ、Ｒｍｓ１．
８ｎｍでも曇りは確認されなかった。この傾向は、基板
の材質にかかわらず見られ、形成される光学薄膜の積層
数が少ないために、基板の突起に起因する干渉の歪めの
程度が小さいためと考えられる。
【００４１】実施例３ ＢＫ−７ガラス基板を用い、最終ポリッシュの単位面積
当たりの荷重を５０ｇ／ｃｍ２、定盤回転数を３０ｒｐ
ｍとして、実施例１と同様にして研磨し次いで洗浄を行
った。得られたガラス基板の表面粗さを実施例１と同様
にして測定したところ、Ｒａが０．７４ｎｍでありかつ
Ｒｍｓが１．０７ｎｍであった。
当たりの荷重を５０ｇ／ｃｍ２、定盤回転数を３０ｒｐ
ｍとして、実施例１と同様にして研磨し次いで洗浄を行
った。得られたガラス基板の表面粗さを実施例１と同様
にして測定したところ、Ｒａが０．７４ｎｍでありかつ
Ｒｍｓが１．０７ｎｍであった。
【００４２】次に、こうして得られたガラス基板の表裏
面に、真空蒸着法により酸化チタンの薄膜と酸化ケイ素
の薄膜とを交互に計３８層積層し、３波長タイプの近赤
外カット多層膜を形成した。
面に、真空蒸着法により酸化チタンの薄膜と酸化ケイ素
の薄膜とを交互に計３８層積層し、３波長タイプの近赤
外カット多層膜を形成した。
【００４３】次いで、得られた近赤外カット多層膜付き
ガラス基板を、実施例１と同様にＣＣＤ撮像装置内に組
込み、画像の曇りを調べたところ、全数曇りがなくクリ
アな画像が得られた。
ガラス基板を、実施例１と同様にＣＣＤ撮像装置内に組
込み、画像の曇りを調べたところ、全数曇りがなくクリ
アな画像が得られた。
【００４４】実施例４ 赤色ガラスであるＲ６２ガラス（波長５９０ｎｍ以下の
光を吸収）の基板を用い、最終ポリッシュの単位面積当
たりの荷重を５０ｇ／ｃｍ２、定盤回転数を３０ｒｐｍ
として実施例１と同様にして研磨した後、洗浄を行っ
た。得られたガラス基板の表面粗さを実施例１と同様に
して測定したところ、Ｒａ≦０．９ｎｍかつＲｍｓ≦
１．５ｎｍであった。
光を吸収）の基板を用い、最終ポリッシュの単位面積当
たりの荷重を５０ｇ／ｃｍ２、定盤回転数を３０ｒｐｍ
として実施例１と同様にして研磨した後、洗浄を行っ
た。得られたガラス基板の表面粗さを実施例１と同様に
して測定したところ、Ｒａ≦０．９ｎｍかつＲｍｓ≦
１．５ｎｍであった。
【００４５】次に、こうして得られたガラス基板の表裏
面に、真空蒸着法により酸化チタンの薄膜と酸化ケイ素
の薄膜とを交互に計２２層積層し、赤外カット多層膜を
形成した。こうして、波長６２０ｎｍを透過のピークと
するバンドパスフィルタが得られた。
面に、真空蒸着法により酸化チタンの薄膜と酸化ケイ素
の薄膜とを交互に計２２層積層し、赤外カット多層膜を
形成した。こうして、波長６２０ｎｍを透過のピークと
するバンドパスフィルタが得られた。
【００４６】次いで、得られたバンドパスフィルタを、
実施例１と同様にＣＣＤ撮像装置内に組込み、画像の曇
りを調べたところ、全数曇りがなくクリアな画像が得ら
れた。
実施例１と同様にＣＣＤ撮像装置内に組込み、画像の曇
りを調べたところ、全数曇りがなくクリアな画像が得ら
れた。
【００４７】実施例５ 水晶基板を用い、最終ポリッシュの単位面積当たりの荷
重を１００ｇ／ｃｍ２、定盤回転数を６０ｒｐｍとして
実施例１と同様にして研磨した後、洗浄を行った。得ら
れた基板の表面粗さを実施例１と同様にして測定したと
ころ、Ｒａ≦０．９ｎｍかつＲｍｓ≦１．５ｎｍであっ
た。
重を１００ｇ／ｃｍ２、定盤回転数を６０ｒｐｍとして
実施例１と同様にして研磨した後、洗浄を行った。得ら
れた基板の表面粗さを実施例１と同様にして測定したと
ころ、Ｒａ≦０．９ｎｍかつＲｍｓ≦１．５ｎｍであっ
た。
【００４８】次に、こうして得られた水晶基板の表裏面
に、真空蒸着法により酸化チタンの薄膜と酸化ケイ素の
薄膜とを交互に計４２層積層し、赤外カット多層膜を形
成した。
に、真空蒸着法により酸化チタンの薄膜と酸化ケイ素の
薄膜とを交互に計４２層積層し、赤外カット多層膜を形
成した。
【００４９】次いで、得られた赤外カット多層膜付き水
晶基板を、実施例１と同様にＣＣＤ撮像装置内に組込
み、画像の曇りを調べたところ、全数曇りがなくクリア
な画像が得られた。
晶基板を、実施例１と同様にＣＣＤ撮像装置内に組込
み、画像の曇りを調べたところ、全数曇りがなくクリア
な画像が得られた。
【００５０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光デバイス用基板は、ＡＦＭによる観察でも表面に極
微小の突起やキズが存在せず、極めて優れた平滑性と平
面性を有している。そして、このような表面平滑性と平
面性が極めて高い基板の少なくとも一面に、光学的機能
膜を形成することにより、画像装置に用いる光学多層膜
付き光デバイスの品質を著しく向上させることができ、
曇りのないクリアな画像を得ることができる。
の光デバイス用基板は、ＡＦＭによる観察でも表面に極
微小の突起やキズが存在せず、極めて優れた平滑性と平
面性を有している。そして、このような表面平滑性と平
面性が極めて高い基板の少なくとも一面に、光学的機能
膜を形成することにより、画像装置に用いる光学多層膜
付き光デバイスの品質を著しく向上させることができ、
曇りのないクリアな画像を得ることができる。
【図１】実施例１において、得られるガラス基板のＲａ
の測定結果を示すグラフ。
の測定結果を示すグラフ。
【図２】実施例１において、得られるガラス基板のＲｍ
ｓの測定結果を示すグラフ。
ｓの測定結果を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 1/11 Ｇ０２Ｂ 5/28 5/28 1/10 Ａ Ｆターム(参考） 2H048 GA01 GA04 GA09 GA14 GA19 GA33 GA60 GA61 2K009 BB02 BB04 CC02 CC03 CC06 DD08 DD16 FF00 4G059 AA01 AA11 AA18 AA20 AB03 AC04 AC07 EA01 EA04 EA05 EA09 EA10 EB03 GA01 GA02 GA04 GA12 4K029 AA09 BA42 BA43 BA44 BA48 BA51 BB02 BC07 CA01 FA03
Claims (7)
- 【請求項１】 表面に誘電体の多層膜が形成されて光学
デバイスとして画像装置に使用される基板であり、算術
平均粗さ（Ｒａ）が０．９ｎｍ以下でかつ二乗平均粗さ
（Ｒｍｓ）が１．５ｎｍ以下である表面粗さを有するこ
とを特徴とする光学デバイス用基板。 - 【請求項２】 前記基板が、視感度補正ガラス、色ガラ
ス、石英ガラス、水晶および透明板ガラスから選択され
る材料から成る基板であることを特徴とする請求項１記
載の光学デバイス用ガラス基板。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の光学デバイス用
基板の少なくとも一面に、高い屈折率を有する誘電体の
薄膜と低い屈折率を有する誘電体の薄膜とを交互に積層
した多層膜が形成されていることを特徴とする光学デバ
イス。 - 【請求項４】 請求項１または２記載の光学デバイス用
基板の少なくとも一面に、光学的機能を有する膜が形成
されていることを特徴とする光学デバイス。 - 【請求項５】 前記光学的機能を有する膜が、反射防止
膜または選択波長透過膜またはこれらを組み合わせた膜
であることを特徴とする請求項４記載の光学デバイス。 - 【請求項６】 前記光学的機能膜を有する膜が、酸化チ
タン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸
化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ
３）、ニ酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム
（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ラン
タン（Ｌａ２Ｏ３）、フッ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ２）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、硫化亜鉛
（ＺｎＳ）およびこれらの物質のうちの２種以上からな
る混合物、からなる群から選択される２種以上の薄膜が
積層された膜であることを特徴とする請求項４記載の光
学デバイス。 - 【請求項７】 ガラス素材をガラス基板に成形する成形
工程と、前記ガラス基板の表面を研磨する研磨工程と、
前記ガラス基板の研磨された面上に、誘電体の多層膜を
形成する工程とを有し、前記研磨工程において、単位面
積当たりの荷重を３０〜１５０ｇ／ｃｍ２としかつ定盤
回転数を３０〜９０ｒｐｍとして研磨加工を行い、前記
ガラス基板の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．９ｎｍ
以下とし、かつ二乗平均粗さ（Ｒｍｓ）を１．５ｎｍ以
下とすることを特徴とする光学デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173569A JP4421142B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 光学デバイスおよび光学デバイスの製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173569A JP4421142B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 光学デバイスおよび光学デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002362943A true JP2002362943A (ja) | 2002-12-18 |
| JP4421142B2 JP4421142B2 (ja) | 2010-02-24 |
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ID=19015010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001173569A Expired - Lifetime JP4421142B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 光学デバイスおよび光学デバイスの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009167098A (ja) * | 2009-03-30 | 2009-07-30 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス基板 |
| JP2011008076A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Asahi Glass Co Ltd | 光学素子及びその製造方法 |
| JP2016062014A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 日本碍子株式会社 | 光学部品 |
| JP2017090687A (ja) * | 2015-11-10 | 2017-05-25 | 旭硝子株式会社 | 近赤外線吸収型ガラスウェハおよび半導体ウェハ積層体 |
| WO2018110499A1 (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 日本電気硝子株式会社 | 誘電体多層膜付きガラス板及びその製造方法 |
| WO2022195171A1 (en) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | Beneq Oy | Method and use related to a film and a film |
| WO2022234383A1 (ja) * | 2021-05-07 | 2022-11-10 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電子機器 |
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| US9335444B2 (en) | 2014-05-12 | 2016-05-10 | Corning Incorporated | Durable and scratch-resistant anti-reflective articles |
| US9790593B2 (en) | 2014-08-01 | 2017-10-17 | Corning Incorporated | Scratch-resistant materials and articles including the same |
| TWI744249B (zh) | 2015-09-14 | 2021-11-01 | 美商康寧公司 | 高光穿透與抗刮抗反射物件 |
| CN114085038A (zh) | 2018-08-17 | 2022-02-25 | 康宁股份有限公司 | 具有薄的耐久性减反射结构的无机氧化物制品 |
-
2001
- 2001-06-08 JP JP2001173569A patent/JP4421142B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2011008076A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Asahi Glass Co Ltd | 光学素子及びその製造方法 |
| US8652614B2 (en) | 2009-06-26 | 2014-02-18 | Asahi Glass Company, Limited | Optical element and method for producing the same |
| JP2016062014A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 日本碍子株式会社 | 光学部品 |
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| WO2018110499A1 (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 日本電気硝子株式会社 | 誘電体多層膜付きガラス板及びその製造方法 |
| CN110088057A (zh) * | 2016-12-15 | 2019-08-02 | 日本电气硝子株式会社 | 附有介电质多层膜的玻璃板及其制造方法 |
| JPWO2018110499A1 (ja) * | 2016-12-15 | 2019-10-31 | 日本電気硝子株式会社 | 誘電体多層膜付きガラス板及びその製造方法 |
| JP7052730B2 (ja) | 2016-12-15 | 2022-04-12 | 日本電気硝子株式会社 | 誘電体多層膜付きガラス板及びその製造方法 |
| US11307336B2 (en) | 2016-12-15 | 2022-04-19 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Glass plate with dielectric multilayer film and manufacturing method thereof |
| WO2022195171A1 (en) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | Beneq Oy | Method and use related to a film and a film |
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