JP3013099B2 - 導電性反射防止コートを有する光学部品 - Google Patents

導電性反射防止コートを有する光学部品

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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、レーザプリンタ、ファクシミリ、光ディス
クや光磁気ディスクの記録再生装置等におけるレンズ、
ミラー、プリズムあるいは光電変換素子等の光学部品と
して特に好適に用いられる導電性反射防止コートを有す
る光学部品に関する。
〔従来の技術〕
従来、光学部品の透明基体上の第1層が設計波長をλ
として層厚と屈折率の積で表わされる光学的膜厚がλ
0/4の酸化インジューム(In2O3)層、その上の第2層が
同様の光学的膜厚の弗化マグネシウム(MgF2)層の2層
から成る導電性反射防止コートを有する光学部品が、40
0〜700nmの範囲にある波長λの入射光の反射および帯
電による埃やトナー等(以下、単に埃と言う)の付着が
少ない光学部品として、実公昭49−12614号公報により
知られており、また同じく第1層が光学的膜厚λ0/4の
酸化アルミニウム(Al2O3)または弗化セリウム(Ce
F3)層、その上の第2層が適当な光学的膜厚の酸化シリ
コン(SiO2乃至SiO)層、その上の第3層が光学的膜厚
λ0/2のインジューム乃至酸化インジューム層、その上
の第4層が第2層と同様の酸化シリコン層、その上の第
5層が光学的膜厚λ0/4の弗化マグネシウム層、の5層
から成る導電性反射防止コートを有する光学部品が、同
様の効果を有する光学部品として、特公昭53−28214号
公報により知られている。
しかし、実公昭49−12614号公報に記載の導電性反射
防止コートは、光学部品の透明基体がアクリル系樹脂、
ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂等の高分
子物質から成る場合、基体の耐熱性が低いことから、第
1層や第2層を蒸着する際の基体温度を200℃以下にし
なくてはならず、そのために耐環境性特に、耐湿性に優
れたMgF2層を形成することが困難であり、導電性反射防
止コートの耐湿性が低いと言う問題がある。また、特公
昭53−28214号公報に記載の導電性反射防止コートは、
上述の問題のほか、構成層数が多くて生産性が低いと言
う問題、および第3層がインジューム層の場合、吸収成
分が生じるために、その成分波長の光を入射する光学部
品は光学特性が劣ったものになると言う問題もある。
なお、設計波長λは、その波長で反射防止コートの
反射率を極小にする波長を意味する。また以下、光学的
膜厚を単に膜厚とも言う。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、上述のような導電性反射防止コートの問題
を解消するためになされたものであり、導電性反射防止
コートの構成層数が少なくて、生産性が高く、しかも光
学部品の透明基体が高分子物質から成るものであっても
耐湿性に優れて、剥がれが生じ難く、吸収成分の生じる
ことがなくて、少なくとも400〜800nmの範囲にある任意
の波長を設計入射光波長λに設定することができて、
λの波長の入射光に対し安定して高い透光性すなわち
反射防止効果を与え、帯電による埃の付着も効果的に防
止する導電性反射防止コートを有する光学部品の提供を
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、基体温度が低くても蒸着により容易に耐湿
性に優れて剥がれにくい安定した薄膜を形成し得る反
面、比抵抗が1012Ω・cm程度と言ったように高い酸化シ
リコンでも、これを導電性と透光性の高い適当な膜厚の
酸化インジュームと酸化錫(SnO2乃至SnO)の混合物
(以下、ITOと言う)層又は屈折率が2.0〜1.9であるITO
層と略等しい酸化錫と酸化アンチモン(Sb2O5乃至Sb
2O3)の混合物層又は酸化インジューム層又は酸化錫層
上に適当な膜厚の表層として形成すれば、表層を弗化マ
グネシウム層にした場合に優るとも劣らない、帯電によ
る埃付着の防止効果と高い透光性を与えて、耐湿性に優
れ剥がれにくい導電性反射防止コートが得られること、
さらにその導電性反射防止コートと透明基体の間に適当
な膜厚の酸化セリウム(CeO2)層を形成すれば導電性反
射防止コートの反射防止効果すなわち透光性が一層向上
することを本発明者らが見出した結果なされたものであ
り、本発明の導電性反射防止コートを有する光学部品
は、導電性反射防止コートが、光学部品の基体上に、該
基体側から順に、酸化セリウムからなる第1層、酸化イ
ンジウムと酸化錫のいずれか一方もしくは混合物、又は
酸化錫と酸化アンチモンの混合物からなる第2層、及び
酸化シリコンからなる第3層を積層してなり、設計波長
λに対して、前記第1層の光学的膜厚は0.19λ〜0.
21λの範囲内であり、前記第2層の光学的膜厚は0.02
λ〜0.04λの範囲内であり、前記第3層の光学的膜
厚は0.25λ〜0.27λの範囲内であることを特徴と
し、この特徴によって前記目的を達成する。
〔作用〕
すなわち本発明の導電性反射防止コートを有する光学
部品は、導電性反射防止コートが3層構成であるから生
産性が高く、酸化シリコンを主成分とする薄層を表層と
し、ITO、酸化錫と酸化アンチモンの混合物、酸化イン
ジウム、酸化錫のいずれかを主成分とする薄層を中層と
し、酸化セリウムを主成分とする薄層を中層と透明基体
の間の下層としているから、透明基体に高分子物質を用
いたために各層を設ける際の基体温度が200℃以下に制
限されたとしても、耐湿性に優れて剥がれにくく、帯電
による埃付着の防止効果と反射防止効果も優れると言う
性能を示す。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例によって説明する。
第1図は本発明の光学部品の例を示す模式的断面図で
あり、0はアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
ポリスチレン系樹脂、ポリスルフォン系樹脂、アモルフ
ァスポリオレフィン系樹脂等の高分子物質、あるいはSi
O2ガラやBK−7ガラス等の各種ガラス、SiやGeの半導体
材料、LiF,CeF,LiN6F3等の弗化物と言った無機物質から
成るレンズ、プリズム、ミラーあるいは光電変換素子等
の光学部品の反射防止コートが設けられる表面を形成し
ている透明な基体、1は導電性反射防止コートの酸化セ
リウムを主成分とした薄層の第1層、同じく2は好まし
くはITOか酸化錫と酸化アンチモンの混合物又は酸化イ
ンジュームか酸化錫を主成分とした薄層からなる第2
層、3は酸化シリコン主成分とした薄層からなる表層の
第3層である。
第1層は、酸化セリウムペレットを蒸着材料として、
電子銃加熱の真空蒸着法により、基体0の材質に応じ基
体温度を20〜300℃の範囲の適当な温度に保って、酸素
圧2〜3×10-4Torrの酸素雰囲気で基体0上に蒸着材料
を蒸着して形成される。ITOを主成分とする第2層2
は、例えば錫含有量5〜15重量%の酸化インジウム錫化
合物ペレットを蒸着材料として、電子銃加熱の真空蒸着
法または高周波イオンプレーティング法(例えば、特公
昭56−40447号に記載の方法)により、基体温度を前述
と同様の温度に保って、酸素圧1〜4×10-4Torrの酸素
雰囲気で第1層1上に蒸着材料を蒸着して形成される。
また酸化錫と酸化アンチモンの混合物を主成分とする第
2層2は、例えばアンチモン含有量が5重量%の酸化錫
酸化アンチモン化合物を蒸着材料として、電子銃加熱の
真空蒸着法または高周波イオンプレーティング法によ
り、基対温度は前述と同様に保って、酸素圧2〜4×10
-4Torrの酸素雰囲気で第1層1上に蒸着材料を蒸着して
形成される。酸化インジューム又は酸化錫を主成分とす
る第2層2も、蒸着材料が酸化インジウム又は酸化錫に
変わる以外は同様の方法で形成される。第3層3は、Si
O2又はそれにSiOを含む酸化シリコンのペレットまたは
粒状物を蒸着材料として、電子銃加熱の高周波イオンプ
レーティング法により、基体温度を前述と同様に保っ
て、酸素圧1〜4×10-4Torrの酸素雰囲気で第2層2上
に蒸着材料を蒸着して形成される。
各層1〜3は、第1層1の膜厚d1が(0.20±0.01)λ
の範囲、第2層2の膜厚d2が(0.03±0.01)λの範
囲、第3層3の膜厚d3が(0.26±0.01)λの範囲にあ
るように形成するのが好ましい。各層の膜厚d1〜d3が上
述の範囲から外れると反射率が増加するようになり、ま
た、第2層2の膜厚d2が薄い方に外れた場合はさらに、
帯電防止効果も低下するようになる。この膜厚d1〜d3
影響を以下の作製例の結果で示す。
作製例1 基体0をアクリル系樹脂板とし、基体温度を25〜30℃
に保って、あとは前述の各層形成条件により、設計波長
λを632.8nmとして、d1=(0.20±0.01)λ=126±
6nmの第1層1、d2=(0.03±0.01)λ=19±6nmのIT
Oからなる第2層2、d3=(0.26±0.01)λ=164±6n
mの第3層を形成した。これによって得られた光学部品
は第2図の分光反射率グラフに曲線1で示した優れた反
射防止性能を有する。また、第3層3の表面は、東亜電
機製表面電気抵抗測定器SM−10Eを用いて中央電極と周
囲電極間に1000Vの電圧を印加する条件で測定した表面
電機抵抗が1010Ω/□以下となり、帯電による埃付着の
防止効果が十分であった。さらに、得られた光学部品を
70℃90%RHの環境に1週間放置して膜剥れ並びに光学特
性の劣化を調べたがその兆候は全く見られなかった。
作製例2 第2層2を酸化錫と酸化アンチモンの混合物の蒸着条
件で形成した以外は作製例1と同様に各層1〜3を形成
して得られた光学部品は、作成例1と略同等の優れた反
射防止性能を有し、帯電防止効果と耐環境性も作製例1
の光学部品と同様であった。
作製例3 第2層2を酸化インジウムの蒸着条件で形成した以外
は作製例1と同様に各層1〜3を形成して得られた光学
部品は、作製例1と略同等の優れた反射防止性能を有
し、帯電防止効果と耐環境性も作製例1や2の光学部品
と同様であった。
作製例4 第2層2を酸化錫の蒸着条件で形成した以外は作製例
1と同様に各層1〜3を形成して得られた光学部品は、
作製例1と略同等の優れた反射防止性能を有し、帯電防
止効果と耐環境性も作製例1〜3の光学部品と同様であ
った。
作製例5 第1層1の膜厚d1=0.3λ=189.8nmとした以外は作
製例1と同じ条件で各層1〜3を形成して得られた光学
部品は、帯電防止効果や耐環境性は作製例1〜4のもの
と殆んど変らないが、反射防止性能は第2図の曲線5で
示したように作製例1〜4のものに比較して不十分であ
った。
作製例6 第1層1の膜厚d1=0.1λ=63.4nmとした以外は作
製例1と同じ条件で各層1〜3を形成して得られた光学
部品は、帯電防止効果や耐環境性は作製例1〜5のもの
と殆んど変らないが、反射防止性能は最低の反射率すな
わちλの反射率が作製例5のものと略同等であり不十
分であった。
作製例7 第2層2の膜厚d2=0.08λ=50.6nmとした以外は作
製例1と同じ条件で各層1〜3を形成して得られた光学
部品は、帯電防止効果や耐環境性は作製例1〜6のもの
と殆んど変らないが、反射防止性能はλの反射率が0.
3%であり良好と言えなかった。
作製例8 第2層2の膜厚d2=0.01λ=6nmとした以外は作製
例1と同じ条件で各層1〜3を形成して得られた光学部
品は、耐環境性は作製例1〜7のものと殆んど変らず、
反射防止性能は第2図の曲線8で示したように作製例1
のものと同程度で満足し得るものであったが、帯電防止
効果は第3層の表面電気抵抗が1桁以上高くなって帯電
による埃付着の防止には不十分であった。
作製例9 第3層3の膜厚d3=0.30λ=189.8nmとした以外は
作製例1と同じ条件で各層1〜3を形成して得られた光
学部品は、帯電防止効果と耐環境性は作製例1〜7のも
のと殆んど変らないが、反射防止性能は作製例6のもの
と同程度で不十分であった。
作製例10 第3層3の膜厚d3=0.22λ=139nmとした以外は作
製例1と同じ条件で各層1〜3を形成して得られた光学
部品は、性能が作製例9のものと殆んど変らなかった。
作製例11 第2層2の膜厚d2=0.1λ=63.3nmとした以外は作
製例2と同じ条件で各層1〜3を形成して得られた光学
部品は、帯電防止効果や耐環境性は作製例1〜7や9,10
のものと殆んど変らないが、反射防止性能が第2図の曲
線11で示したように不十分であった。
以上の作製例1〜11の光学部品のλの反射率、耐環
境性、帯電防止効果および総合判定結果を第1表に纏め
て示した。
第1表の反射率判定は波長632.8mmにおける反射率が
0.2%以下を○、0.2%を越え1.0%未満を△、1.0%以上
を×、耐環境性は70℃,90%RH環境に1週間放置した後
に膜剥れや光学特性劣化の認められないものを○、帯電
防止効果は表面抵抗1010Ω/□オーダを○、1011Ω/□
以上のオーダを×とした。
λを400〜800nmの範囲で変えて作製例1〜11と同様
に光学部品を作成しても第1表と同様の結果が得られ
る。したがって、これらの結果から、d1=(0.20±0.0
1)λ0,d2=(0.03±0.01)λ0,d3=(0.26±0.01)λ
とすることが好ましいことが分かる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、導電性反射防止コートの構成層数が
少なくて、生産性が高く、しかも光学部品の透明基体が
高分子物質から成るものであっても耐湿性に優れて、剥
がれが生じ難く、吸収成分の生じることがなくて、少な
くとも400〜800nmの範囲にある任意の波長を設計波長λ
に設定することができて、λの波長の入射光に対し
安定して高い透光性すなわち反射防止効果を与え、帯電
による埃の付着も効果的に防止する導電性反射防止コー
トを有する光学部品が提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光学部品の模式的断面図、第2図は本
発明の光学部品の分光反射率グラフである。0……基
体、1……第1層、2……第2層、3……第3層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−172201(JP,A) 特開 昭63−81402(JP,A) 特開 昭61−133901(JP,A) 特開 昭60−168102(JP,A) 特開 昭61−168899(JP,A) 実開 昭56−117701(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 1/10 - 1/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性反射防止コートを有する光学部品に
    おいて、 光学部品の基体上に、該基体側から順に、酸化セリウム
    からなる第1層、酸化インジウムと酸化錫のいずれか一
    方もしくは混合物、又は酸化錫と酸化アンチモンの混合
    物からなる第2層、及び酸化シリコンからなる第3層を
    積層してなり、 設計波長λに対して、前記第1層の光学的膜厚は0.19
    λ〜0.21λの範囲内であり、前記第2層の光学的膜
    厚は0.02λ〜0.04λの範囲内であり、前記第3層の
    光学的膜厚は0.25λ〜0.27λの範囲内であることを
    特徴とする導電性反射防止コートを有する光学部品。
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WO2024053124A1 (ja) * 2022-09-09 2024-03-14 キヤノンオプトロン株式会社 多層膜、光学部材、眼鏡および多層膜の製造方法

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