JP2979327B2 - 低融点基体上蒸着反射防止膜 - Google Patents
低融点基体上蒸着反射防止膜Info
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- JP2979327B2 JP2979327B2 JP2004026A JP402690A JP2979327B2 JP 2979327 B2 JP2979327 B2 JP 2979327B2 JP 2004026 A JP2004026 A JP 2004026A JP 402690 A JP402690 A JP 402690A JP 2979327 B2 JP2979327 B2 JP 2979327B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学系に用いられる反射防止膜に係る。
（発明の背景） 光学部材の光屈折率，吸収率更に反射率は、光学系の
性能を左右する重要因子であり、その制御，調整は光学
部材の表面に各種素材の薄膜を蒸着することによって行
われる。
性能を左右する重要因子であり、その制御，調整は光学
部材の表面に各種素材の薄膜を蒸着することによって行
われる。
これら蒸着膜の特性は蒸着素材の種類、膜厚或は蒸着
条件によって大きく変動することが知られている。
条件によって大きく変動することが知られている。
更に蒸着条件の１つとして基体の温度も蒸着膜の性能
に大きく影響し、一般に高温であることが好ましいが、
基体材料の性質上恣ままに蒸着に最適な基体温度とする
ことは許されない。
に大きく影響し、一般に高温であることが好ましいが、
基体材料の性質上恣ままに蒸着に最適な基体温度とする
ことは許されない。
近時、光学機器に大いに適用される傾向にあるプラス
チック、低融点ガラス或は結晶性ガラス等の低融点の基
体に光学的蒸着膜、例えば反射防止材を蒸着する場合、
基体加熱が不可能のために接着性の強いまた耐候性のよ
い蒸着膜を作ることは困難とされている。
チック、低融点ガラス或は結晶性ガラス等の低融点の基
体に光学的蒸着膜、例えば反射防止材を蒸着する場合、
基体加熱が不可能のために接着性の強いまた耐候性のよ
い蒸着膜を作ることは困難とされている。
この難を避けるために、例えばMgF2/ZrO2/プラスチッ
ク基体の構成において、MgF2膜上にSiO2を1/2λ以下の
膜厚に蒸着し密着性、機械強度を上げる（特開昭57−13
9701号）提案や、最上層のMgF2蒸着に先立ってAl2O3を
極く薄く設け膜の耐久性を上げる（特開昭60−42442
号）ことが提案されている。
ク基体の構成において、MgF2膜上にSiO2を1/2λ以下の
膜厚に蒸着し密着性、機械強度を上げる（特開昭57−13
9701号）提案や、最上層のMgF2蒸着に先立ってAl2O3を
極く薄く設け膜の耐久性を上げる（特開昭60−42442
号）ことが提案されている。
しかし、SiO2保護層、Al2O3中間層を設けて膜強度、
耐候性を充分に向上させるには、その膜厚を厚くする必
要があり、MgF2がもつ低屈折率（ｎ）1.38から導かれる
利点が抹殺され、良好な反射率特性が失われ、広い波長
域に亙る低反射率性を保つことができない。
耐候性を充分に向上させるには、その膜厚を厚くする必
要があり、MgF2がもつ低屈折率（ｎ）1.38から導かれる
利点が抹殺され、良好な反射率特性が失われ、広い波長
域に亙る低反射率性を保つことができない。
（発明の目的） 蒸着技術が、将来に向けて基体の物理的な融点、化学
的な耐熱性に拘束されることは蒸着技術発展の障りにも
なることであるので、それを打破する緒口として、低融
点物質、特に近時素材として急速に特性改善、用途拡大
の進んでいるプラスチックを用いるプラスチック光学部
材への蒸着反射防止膜形成において、 本発明の目的は； （１）低温基体上に蒸着された密着性の強い、更に耐候
性の良好な反射防止膜、 （２）蒸着表面層に弗化マグネシウムを用いた２層構成
の良好な反射防止特性を有する反射防止膜、更に （３）補助層のない量産性に富み、かつ良好な膜質の反
射防止膜 の提供にある。
的な耐熱性に拘束されることは蒸着技術発展の障りにも
なることであるので、それを打破する緒口として、低融
点物質、特に近時素材として急速に特性改善、用途拡大
の進んでいるプラスチックを用いるプラスチック光学部
材への蒸着反射防止膜形成において、 本発明の目的は； （１）低温基体上に蒸着された密着性の強い、更に耐候
性の良好な反射防止膜、 （２）蒸着表面層に弗化マグネシウムを用いた２層構成
の良好な反射防止特性を有する反射防止膜、更に （３）補助層のない量産性に富み、かつ良好な膜質の反
射防止膜 の提供にある。
（発明の構成及び作用効果） 前記した本発明の目的は； 低融点基体上に昇華性蒸着材料として酸化セリウムを
蒸着した第１層を設け、更に該第１層上に弗化マグネシ
ウムを含有する第２層を積層し、かつ前記第１層の光学
的膜厚（nd）が波長（λ）に関し、 0.12λ≧nd＞0.02λ であり、前記第２層の光学的膜厚（nd）が波長（λ）に
関し、 0.35λ≧nd＞0.25λ であることを特徴とする低融点基体蒸着反射防止膜によ
って達成される。
蒸着した第１層を設け、更に該第１層上に弗化マグネシ
ウムを含有する第２層を積層し、かつ前記第１層の光学
的膜厚（nd）が波長（λ）に関し、 0.12λ≧nd＞0.02λ であり、前記第２層の光学的膜厚（nd）が波長（λ）に
関し、 0.35λ≧nd＞0.25λ であることを特徴とする低融点基体蒸着反射防止膜によ
って達成される。
更に前記第１層の光学的膜厚（nd）を、少なくとも波
長（λ）500〜600nmにおいて、定比弗化マグネシウム
（MgF2）単層膜より低い反射率（Ｒ）となる屈折率
（ｎ）及び幾何学的膜厚（ｄ）を与えて構成することが
好ましい。
長（λ）500〜600nmにおいて、定比弗化マグネシウム
（MgF2）単層膜より低い反射率（Ｒ）となる屈折率
（ｎ）及び幾何学的膜厚（ｄ）を与えて構成することが
好ましい。
又前記第２層の蒸着を弗素系ガス雰囲気中で行うこと
が好ましい。
が好ましい。
次に本発明について詳しく説明する。
本発明に係る蒸着には通常用いられる蒸着装置を用い
ることができる。清浄にした基体を真空槽内に設置し、
まず10-5Torr程度に真空にし、次いで10-4mbarのオーダ
に酸素ガス（O2）を導入し、昇華性蒸着材料の前記酸化
物に電子ビームを照射し、熔融することなく昇華により
蒸着させ第１層を形成する。該層の酸化物は一般に不定
比酸化物であるがその時の光学的膜厚をnOdOとし、昇華
性酸化物蒸着層をnOdO層と表すと、２層構成で波長
（λ）500〜600nmで有用な反射防止特性を与えるにはnO
dO層の膜厚nOdOには特定された条件を与える必要があ
る。
ることができる。清浄にした基体を真空槽内に設置し、
まず10-5Torr程度に真空にし、次いで10-4mbarのオーダ
に酸素ガス（O2）を導入し、昇華性蒸着材料の前記酸化
物に電子ビームを照射し、熔融することなく昇華により
蒸着させ第１層を形成する。該層の酸化物は一般に不定
比酸化物であるがその時の光学的膜厚をnOdOとし、昇華
性酸化物蒸着層をnOdO層と表すと、２層構成で波長
（λ）500〜600nmで有用な反射防止特性を与えるにはnO
dO層の膜厚nOdOには特定された条件を与える必要があ
る。
nOdO層を酸化セリウム（CeOx）で形成し、この上に光
学的膜厚nFdF＝0.3λに積層蒸着した弗化マグネシウム
蒸着層（nFdF層と表す）を設け、２層構成の反射防止膜
を表１のように作成した。第１図にこれらの分光反射率
性曲線（曲線２〜６）を示し、反射率最小値Rmin、定比
MgF2単層膜（曲線１）より反射率Ｒの小さい改良波長範
囲Λ（nm）を表１に掲げた。更にテープ剥離テストによ
る膜密着性評価結果も併記した。尚該テストにより剥離
のないものを○、10％までの剥離面積に止るもの△、剥
離30％以上に及ぶものを×とした。
学的膜厚nFdF＝0.3λに積層蒸着した弗化マグネシウム
蒸着層（nFdF層と表す）を設け、２層構成の反射防止膜
を表１のように作成した。第１図にこれらの分光反射率
性曲線（曲線２〜６）を示し、反射率最小値Rmin、定比
MgF2単層膜（曲線１）より反射率Ｒの小さい改良波長範
囲Λ（nm）を表１に掲げた。更にテープ剥離テストによ
る膜密着性評価結果も併記した。尚該テストにより剥離
のないものを○、10％までの剥離面積に止るもの△、剥
離30％以上に及ぶものを×とした。
表１及び第１図から明らかなように、CeOxを昇華蒸着
したnOdO層にMgFyを蒸着したnFdF層を積層した２層構成
にすることによって定比MgF2単層の場合よりRminを低く
することができるが、nOdOが0.12λより小さい試料２〜
５では視感度の高い波長領域500〜650nmを含んでMgF2単
層よりRminが低く、nOdO＝0.04λとすると410〜700nm亙
り、良好な反射防止性能を示す。しかしそれを過ぎると
Λ幅が狭くなり、nOdOが0.15λの試料６ではΛ幅は540
〜620nmに縮減する。
したnOdO層にMgFyを蒸着したnFdF層を積層した２層構成
にすることによって定比MgF2単層の場合よりRminを低く
することができるが、nOdOが0.12λより小さい試料２〜
５では視感度の高い波長領域500〜650nmを含んでMgF2単
層よりRminが低く、nOdO＝0.04λとすると410〜700nm亙
り、良好な反射防止性能を示す。しかしそれを過ぎると
Λ幅が狭くなり、nOdOが0.15λの試料６ではΛ幅は540
〜620nmに縮減する。
従ってΛ幅500〜650nm領域でMgF2単層より反射率を低
くするためには、 nOdO≦0.12λ に収める必要がある。
くするためには、 nOdO≦0.12λ に収める必要がある。
また表１に示す密着性をみると、nOdO＞0.02λである
ことが必要である。
ことが必要である。
従ってCeOx,MgFy層を用いた実用性ある２層構成反射
防止膜としては、 0.12λ≧nOdO＞0.02λ とすることによって、反射率特性のよい且つ密着性のよ
い２層構成の反射防止膜がえられる。
防止膜としては、 0.12λ≧nOdO＞0.02λ とすることによって、反射率特性のよい且つ密着性のよ
い２層構成の反射防止膜がえられる。
また昇華蒸着したCeOxのnOdO層は、熔融蒸着したZrO
x,TiOxのnOdO層よりもプラスチック基体との密着性が良
好となる。前記のテープ剥離テストの結果を表２に示
す。
x,TiOxのnOdO層よりもプラスチック基体との密着性が良
好となる。前記のテープ剥離テストの結果を表２に示
す。
nOdO層の昇華蒸着後、真空槽の雰囲気を弗素系ガス例
えばCF4ガスの10-4mbarオーダに切換え、不定比弗化物M
gFyを電子ビームで加熱、熔融し蒸着を行いnFdF層を形
成する。
えばCF4ガスの10-4mbarオーダに切換え、不定比弗化物M
gFyを電子ビームで加熱、熔融し蒸着を行いnFdF層を形
成する。
前記CF4ガスを導入することによって、反射防止膜の
耐湿性、耐候性が大幅に改良される。
耐湿性、耐候性が大幅に改良される。
nFdF層上にCeOx,SiOxの保護層を設け、60℃,90％RH,1
00時間の曇り発生等の表面劣化に着目した耐湿性テスト
結果を表３に掲げる。
00時間の曇り発生等の表面劣化に着目した耐湿性テスト
結果を表３に掲げる。
○は表面劣化のないもの、△は表面劣化により実用が
危まれるもの、×は表面劣化が著しく、実用不可のもの
である。
危まれるもの、×は表面劣化が著しく、実用不可のもの
である。
尚nOdO層、nFdF層のいづれの蒸着時にも基体は加熱さ
れることはない。
れることはない。
又本発明においては、0.35λ≧nFdF≧0.25λであるこ
とを必要とする。尚上記nFdFを規制するλはΛ幅内の波
長である。
とを必要とする。尚上記nFdFを規制するλはΛ幅内の波
長である。
また本発明に係る低融点基体としてはプラスチックが
好ましく、例えばポリメチルメタクリレート系樹脂（PM
MA）、ポリカーボネート系樹脂等の光透過性のよい樹脂
素材が選ばれる。
好ましく、例えばポリメチルメタクリレート系樹脂（PM
MA）、ポリカーボネート系樹脂等の光透過性のよい樹脂
素材が選ばれる。
（実施例） 次に具体的に実施例、これに対する比較例を挙げ、本
発明の効果を示す。
発明の効果を示す。
表４に一括して掲げた実施例１及び比較例（１），
（２）及び（３）に用いた基体はいづれもPMMAであり、
またいづれにおいても基体の加熱は行っていない。
（２）及び（３）に用いた基体はいづれもPMMAであり、
またいづれにおいても基体の加熱は行っていない。
また屈折率ｎ、光学的膜厚ndは、入射媒体に空気をと
り、λ;560nmに対する値である。
り、λ;560nmに対する値である。
尚CeOxは昇華蒸着材料,ZrOx,TiOx及びMgFyは熔融蒸着
材料である。
材料である。
第２図に分光反射率特性曲線を示した。基準としてMg
F2単層膜の曲線を示した。
F2単層膜の曲線を示した。
第２図に明かなように、本発明の試料１は定比MgF2単
層膜よりも、波長450〜700nm以上に亙り反射率が低く、
また接着性も良好である。尚耐湿性も良好である。一方
比較試料はΛ幅も狭く、反射防止性能、接着性不良で、
かつ耐湿性にも乏しかった。
層膜よりも、波長450〜700nm以上に亙り反射率が低く、
また接着性も良好である。尚耐湿性も良好である。一方
比較試料はΛ幅も狭く、反射防止性能、接着性不良で、
かつ耐湿性にも乏しかった。
（発明の効果） 本発明の構成を採ることによって低反射率で密着性、
耐湿性の優れた反射防止膜がえられる。
耐湿性の優れた反射防止膜がえられる。
第１図は昇華蒸着層の光学的膜厚と分光反射率の関係を
示す図、第２図は実施例の反射防止膜の分光反射率を示
す図である。
示す図、第２図は実施例の反射防止膜の分光反射率を示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−42001（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−81402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−81403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−81404（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−283501（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−117503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−186203（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−133901（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−22101（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−183360（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 1/10 - 1/12
Claims (2)
- 【請求項１】低融点基体上に昇華性蒸着材料として酸化
セリウムを蒸着した第１層を設け、更に該第１層上に弗
化マグネシウムを含有する第２層を積層し、かつ前記第
１層の光学的膜厚（nd）が波長（λ）に関し、 0.12λ≧nd＞0.02λ であり、前記第２層の光学膜厚（nd）が波長（λ）に関
し、 0.35λ≧nd＞0.25λ であることを特徴とする低融点基体上蒸着反射防止膜。 - 【請求項２】前記第２層の蒸着を弗素系ガス雰囲気中で
行うことを特徴とする請求項１記載の低融点基体上蒸着
反射防止膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004026A JP2979327B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 低融点基体上蒸着反射防止膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004026A JP2979327B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 低融点基体上蒸着反射防止膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03209201A JPH03209201A (ja) | 1991-09-12 |
| JP2979327B2 true JP2979327B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=11573451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004026A Expired - Lifetime JP2979327B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 低融点基体上蒸着反射防止膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2979327B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024053125A1 (ja) * | 2022-09-09 | 2024-03-14 | キヤノンオプトロン株式会社 | 多層膜、多層膜を有する光学部材、および多層膜の製造方法 |
-
1990
- 1990-01-11 JP JP2004026A patent/JP2979327B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03209201A (ja) | 1991-09-12 |
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