JP3472169B2 - 中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料および該蒸着材料を用いた光学薄膜 - Google Patents
中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料および該蒸着材料を用いた光学薄膜Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学薄膜を形成す
るための蒸着材料および該蒸着材料を用いて蒸着形成す
る光学薄膜に関し、特に、樹脂およびガラスよりなるレ
ンズ、ディスク、もしくはガラス基板と樹脂層からなる
光学素子上に中間屈折率の光学薄膜や該光学薄膜を含む
多層薄膜を形成するのに適した蒸着材料および該蒸着材
料を用いて蒸着形成する光学薄膜に関するものである。
るための蒸着材料および該蒸着材料を用いて蒸着形成す
る光学薄膜に関し、特に、樹脂およびガラスよりなるレ
ンズ、ディスク、もしくはガラス基板と樹脂層からなる
光学素子上に中間屈折率の光学薄膜や該光学薄膜を含む
多層薄膜を形成するのに適した蒸着材料および該蒸着材
料を用いて蒸着形成する光学薄膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、カメラやビデオ、あるいはその他
の光学機器において、樹脂およびガラスよりなるレン
ズ、ディスク、もしくはガラス基板と樹脂層からなる光
学素子に、光学的な機能付加をするために、例えば、光
の反射を増加あるいは低減させるべく、また、特定波長
を吸収あるいは透過させるために、各種の光学多層薄膜
が施されている。これらの光学多層薄膜の設計におい
て、各種の屈折率をもつ光学薄膜用材料が使用されてお
り、屈折率が約１．６５である酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）と屈折率が約２．０であるジルコニア（ＺｒＯ
2 ）の間の中間屈折率をだせる物質や混合物としては、
一酸化珪素（ＳｉＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、
フッ化鉛（ＰｂＦ2 ）、あるいは、米国特許第３９３４
９６１号公報に開示された酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ
3 ）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）の混合物、特開平
６−１８４７３０号公報に開示された酸化ランタン（Ｌ
ａ2 Ｏ3）と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）の混合物
などが利用されている。
の光学機器において、樹脂およびガラスよりなるレン
ズ、ディスク、もしくはガラス基板と樹脂層からなる光
学素子に、光学的な機能付加をするために、例えば、光
の反射を増加あるいは低減させるべく、また、特定波長
を吸収あるいは透過させるために、各種の光学多層薄膜
が施されている。これらの光学多層薄膜の設計におい
て、各種の屈折率をもつ光学薄膜用材料が使用されてお
り、屈折率が約１．６５である酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）と屈折率が約２．０であるジルコニア（ＺｒＯ
2 ）の間の中間屈折率をだせる物質や混合物としては、
一酸化珪素（ＳｉＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、
フッ化鉛（ＰｂＦ2 ）、あるいは、米国特許第３９３４
９６１号公報に開示された酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ
3 ）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）の混合物、特開平
６−１８４７３０号公報に開示された酸化ランタン（Ｌ
ａ2 Ｏ3）と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）の混合物
などが利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た中間屈折率（約１．６〜１．９）をだせるとして利用
されている物質や混合物は、光学薄膜としてはそれぞれ
以下にあげるような問題点を有しており、中間屈折率を
有する光学薄膜として適切な物質や混合物は実質的にな
いに等しかった。
た中間屈折率（約１．６〜１．９）をだせるとして利用
されている物質や混合物は、光学薄膜としてはそれぞれ
以下にあげるような問題点を有しており、中間屈折率を
有する光学薄膜として適切な物質や混合物は実質的にな
いに等しかった。
【０００４】すなわち、一酸化珪素（ＳｉＯ）は、薄膜
に吸収が発生して透過率が落ちてしまうという問題点が
あり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、空気中の水や二
酸化炭素と反応して水酸化マグネシウムや炭酸マグネシ
ウムに変化して白濁（いわゆるヤケ）を起こすという問
題点があり、フッ化鉛（ＰｂＦ2 ）は、鉛による環境汚
染の問題がある。
に吸収が発生して透過率が落ちてしまうという問題点が
あり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、空気中の水や二
酸化炭素と反応して水酸化マグネシウムや炭酸マグネシ
ウムに変化して白濁（いわゆるヤケ）を起こすという問
題点があり、フッ化鉛（ＰｂＦ2 ）は、鉛による環境汚
染の問題がある。
【０００５】また、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）と
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）の混合物は、屈折率の再
現性は良いものの、蒸気圧の違いから、材料中の組成ず
れを起こし、コスト的に有利な材料継ぎ足しによる連続
蒸着が行なえないという問題点があり、酸化ランタン
（Ｌａ2 Ｏ3 ）と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）の混
合物は、混合物中の酸化ランタンが空気中の水と反応し
て水酸化ランタンとなって膨張を起して成形体が崩れて
しまうという問題があり、崩れて粉状になってしまうこ
とにより薬品の溶解時の飛散による微細な粒状物が発生
してしまい、さらに、蒸着中に膜物質中の組成ずれを起
こすという問題点がある。
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）の混合物は、屈折率の再
現性は良いものの、蒸気圧の違いから、材料中の組成ず
れを起こし、コスト的に有利な材料継ぎ足しによる連続
蒸着が行なえないという問題点があり、酸化ランタン
（Ｌａ2 Ｏ3 ）と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）の混
合物は、混合物中の酸化ランタンが空気中の水と反応し
て水酸化ランタンとなって膨張を起して成形体が崩れて
しまうという問題があり、崩れて粉状になってしまうこ
とにより薬品の溶解時の飛散による微細な粒状物が発生
してしまい、さらに、蒸着中に膜物質中の組成ずれを起
こすという問題点がある。
【０００６】このように、アルミナ（約１．６５）とジ
ルコニア（約２．０）の間の中程度の屈折率をだせる物
質や混合物として従来から種々の蒸着材料が利用されて
いるとはいえ、蒸着中の組成ずれや吸収の発生など、蒸
着材料として好ましくない特性を持っていた。
ルコニア（約２．０）の間の中程度の屈折率をだせる物
質や混合物として従来から種々の蒸着材料が利用されて
いるとはいえ、蒸着中の組成ずれや吸収の発生など、蒸
着材料として好ましくない特性を持っていた。
【０００７】そこで、本発明は、前述した従来の中間屈
折率の光学薄膜および蒸着材料における数々の問題点に
鑑みてなされたものであって、中間屈折率を有し、組成
ずれを起こすことがなく連続蒸着を可能とし、かつ品質
の良好な光学薄膜用の蒸着材料を提供するとともに、該
蒸着材料を用いて蒸着形成する品質の良好な光学薄膜お
よび多層薄膜、ならびにこれらの光学薄膜を利用した光
学素子を提供することを目的とするものである。
折率の光学薄膜および蒸着材料における数々の問題点に
鑑みてなされたものであって、中間屈折率を有し、組成
ずれを起こすことがなく連続蒸着を可能とし、かつ品質
の良好な光学薄膜用の蒸着材料を提供するとともに、該
蒸着材料を用いて蒸着形成する品質の良好な光学薄膜お
よび多層薄膜、ならびにこれらの光学薄膜を利用した光
学素子を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、屈折率が
約１．６５である酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）と屈
折率が約２．０であるジルコニア（ＺｒＯ2 ）の間の中
間屈折率（約１．６〜１．９）の光学薄膜およびその蒸
着材料について、前述した数々の問題点を解決すべく各
種材料につき鋭意検討した結果、サマリウム―アルミニ
ウム系において、酸化サマリウム（Ｓｍ2 Ｏ3 ）は、従
来利用されてきた酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3 ）や酸化プ
ラセオジム（Ｐｒ2 Ｏ3 ）に比べて塩基性が弱いために
水酸化物になり難く、また、酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3 ）と固溶した場合に水酸化物化がほとんど起こらな
いとの知見に基づき、酸化サマリウム（Ｓｍ2 Ｏ3 ）と
酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）からなる蒸着材料を用
いて光学薄膜を成膜することにより、その組成比を変化
させることで光学薄膜の屈折率を１．６５〜１．９の範
囲で選択的に設定可能であり、そして、薄膜中の組成比
が安定しており材料継ぎ足しによる連続蒸着が可能とな
り、さらに、吸収や白濁による透過率の低下が見られな
いことを見出だして、本発明を完成するに至ったもので
ある。
約１．６５である酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）と屈
折率が約２．０であるジルコニア（ＺｒＯ2 ）の間の中
間屈折率（約１．６〜１．９）の光学薄膜およびその蒸
着材料について、前述した数々の問題点を解決すべく各
種材料につき鋭意検討した結果、サマリウム―アルミニ
ウム系において、酸化サマリウム（Ｓｍ2 Ｏ3 ）は、従
来利用されてきた酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3 ）や酸化プ
ラセオジム（Ｐｒ2 Ｏ3 ）に比べて塩基性が弱いために
水酸化物になり難く、また、酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3 ）と固溶した場合に水酸化物化がほとんど起こらな
いとの知見に基づき、酸化サマリウム（Ｓｍ2 Ｏ3 ）と
酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）からなる蒸着材料を用
いて光学薄膜を成膜することにより、その組成比を変化
させることで光学薄膜の屈折率を１．６５〜１．９の範
囲で選択的に設定可能であり、そして、薄膜中の組成比
が安定しており材料継ぎ足しによる連続蒸着が可能とな
り、さらに、吸収や白濁による透過率の低下が見られな
いことを見出だして、本発明を完成するに至ったもので
ある。
【０００９】すなわち、本発明の中間屈折率の光学薄膜
用蒸着材料は、組成が化学式Ｓｍ1-x Ａｌ1+x Ｏ3 （こ
こで、−１＜ｘ＜１）の化合物で表せることを特徴と
し、酸化サマリウムと酸化アルミニウムを任意のモル比
で混合した混合物を真空中または大気中で融点以下の温
度で焼結することにより形成することができ、さらに好
ましくは、酸化サマリウムと酸化アルミニウムをモル比
（Ｓｍ／Ａｌ）が０．３以上となるように混合した混合
物を真空中または大気中で融点以下の温度で焼結するこ
とにより形成することができる。
用蒸着材料は、組成が化学式Ｓｍ1-x Ａｌ1+x Ｏ3 （こ
こで、−１＜ｘ＜１）の化合物で表せることを特徴と
し、酸化サマリウムと酸化アルミニウムを任意のモル比
で混合した混合物を真空中または大気中で融点以下の温
度で焼結することにより形成することができ、さらに好
ましくは、酸化サマリウムと酸化アルミニウムをモル比
（Ｓｍ／Ａｌ）が０．３以上となるように混合した混合
物を真空中または大気中で融点以下の温度で焼結するこ
とにより形成することができる。
【００１０】そして、本発明の中間屈折率の光学薄膜
は、組成が化学式Ｓｍ1-x Ａｌ1+x Ｏ3 （ここで、−１
＜ｘ＜１）の化合物で表せることを特徴とし、請求項１
ないし３のいずれか１項に記載の光学薄膜用蒸着材料を
用い、基材上に真空中で蒸着により形成することができ
る。
は、組成が化学式Ｓｍ1-x Ａｌ1+x Ｏ3 （ここで、−１
＜ｘ＜１）の化合物で表せることを特徴とし、請求項１
ないし３のいずれか１項に記載の光学薄膜用蒸着材料を
用い、基材上に真空中で蒸着により形成することができ
る。
【００１１】また、本発明の多層薄膜は、請求項４また
は５記載の光学薄膜を少なくとも一層含むことを特徴と
し、さらに、本発明の光学素子は、請求項４または５記
載の光学薄膜、あるいは請求項６記載の多層薄膜を有す
ることを特徴とする。
は５記載の光学薄膜を少なくとも一層含むことを特徴と
し、さらに、本発明の光学素子は、請求項４または５記
載の光学薄膜、あるいは請求項６記載の多層薄膜を有す
ることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に係る１．６５〜１．９の
中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料は、金属元素としてサ
マリウム（Ｓｍ）およびアルミニウム（Ａｌ）を含む金
属酸化物であり、酸化サマリウム（Ｓｍ2 Ｏ3 ）と酸化
アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を任意の組成比で、より好
ましくは、膜組成が安定しているという意味で酸化サマ
リウムが酸化アルミニウムに対してモル比で０．３以上
の割合で含むように混合し、焼結あるいは溶融固化して
形成する。この蒸着材料の組成は、化学式Ｓｍ1-x Ａｌ
1+x Ｏ3 （ここで、−１＜ｘ＜１）で表される。
中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料は、金属元素としてサ
マリウム（Ｓｍ）およびアルミニウム（Ａｌ）を含む金
属酸化物であり、酸化サマリウム（Ｓｍ2 Ｏ3 ）と酸化
アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を任意の組成比で、より好
ましくは、膜組成が安定しているという意味で酸化サマ
リウムが酸化アルミニウムに対してモル比で０．３以上
の割合で含むように混合し、焼結あるいは溶融固化して
形成する。この蒸着材料の組成は、化学式Ｓｍ1-x Ａｌ
1+x Ｏ3 （ここで、−１＜ｘ＜１）で表される。
【００１３】この焼結体等の作製は、酸化サマリウムの
粉末と酸化アルミニウムの粉末を上記のような任意の構
成比率で混合してプレス成形した後、真空中あるいは大
気中で融点以下の約１５００℃で焼結することによって
得られる。焼結後粉砕して１〜３ｍｍの粒状蒸着材料を
作製する。
粉末と酸化アルミニウムの粉末を上記のような任意の構
成比率で混合してプレス成形した後、真空中あるいは大
気中で融点以下の約１５００℃で焼結することによって
得られる。焼結後粉砕して１〜３ｍｍの粒状蒸着材料を
作製する。
【００１４】これらの蒸着材料の焼結体等は、主として
電子銃によって溶融・蒸発され、目的とする基板上に光
学薄膜として形成される。なお、焼結体は主として電子
銃によって溶かされるが、抵抗加熱法や高周波法などを
用いることもできる。
電子銃によって溶融・蒸発され、目的とする基板上に光
学薄膜として形成される。なお、焼結体は主として電子
銃によって溶かされるが、抵抗加熱法や高周波法などを
用いることもできる。
【００１５】また、本発明の光学薄膜用蒸着材料におい
ては、酸化サマリウムと酸化アルミニウムの組成比を変
化させることによって、該蒸着材料により形成される光
学薄膜を任意の中間屈折率に設定することができ、屈折
率は１．６５〜１．９の範囲で選択的に設定可能であ
る。さらに、光学薄膜中の組成比が安定しており、材料
継ぎ足しによる連続蒸着が可能となり、また、顕著な吸
収や白濁が見られず、薬品の飛散による微細な粒状物の
発生が無い光学薄膜を得ることができ、さらに、加工お
よび使用が容易となる。
ては、酸化サマリウムと酸化アルミニウムの組成比を変
化させることによって、該蒸着材料により形成される光
学薄膜を任意の中間屈折率に設定することができ、屈折
率は１．６５〜１．９の範囲で選択的に設定可能であ
る。さらに、光学薄膜中の組成比が安定しており、材料
継ぎ足しによる連続蒸着が可能となり、また、顕著な吸
収や白濁が見られず、薬品の飛散による微細な粒状物の
発生が無い光学薄膜を得ることができ、さらに、加工お
よび使用が容易となる。
【００１６】また、本発明において、光学薄膜を形成す
る基材としては、特に限定されるものではないが、プリ
ズム、フィルターなどの基材となる光学ガラスのほか、
ディスプレイのブラウン管、眼鏡、カメラなどがあげら
れる。
る基材としては、特に限定されるものではないが、プリ
ズム、フィルターなどの基材となる光学ガラスのほか、
ディスプレイのブラウン管、眼鏡、カメラなどがあげら
れる。
【００１７】さらに、本発明に基づく中間屈折率の光学
薄膜を他の各種の屈折率をもつ光学薄膜と組み合わせ積
層して光学多層薄膜を構成することにより、各種の光学
特性に優れた多層薄膜を得ることができることはいうま
でもない。
薄膜を他の各種の屈折率をもつ光学薄膜と組み合わせ積
層して光学多層薄膜を構成することにより、各種の光学
特性に優れた多層薄膜を得ることができることはいうま
でもない。
【００１８】
【実施例】以下、本発明について実施例をもってさらに
詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
【００１９】（実施例１）酸化サマリウム（Ｓｍ2 Ｏ
3 ）粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末とを、
ＳｍとＡｌのモル比（Ｓｍ／Ａｌ）が１となるように混
合し、プレス成形した後、１×１０-4Torr以下の真空中
で約４時間、融点以下である１５００℃で焼結を行な
い、その後粉砕して１〜３ｍｍの粒状蒸着材料を作製し
た。
3 ）粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末とを、
ＳｍとＡｌのモル比（Ｓｍ／Ａｌ）が１となるように混
合し、プレス成形した後、１×１０-4Torr以下の真空中
で約４時間、融点以下である１５００℃で焼結を行な
い、その後粉砕して１〜３ｍｍの粒状蒸着材料を作製し
た。
【００２０】次に、真空蒸着機（シンクロン製 ＢＭＣ
８５０）中に配置された電子ビーム蒸着用ハースに前記
蒸着材料を充填し、装置内を１×１０-5Torrの圧力まで
排気した後、酸素ガスを１×１０-4Torr装置内に導入
し、加速電圧８ＫＶ、エミッション電流４００ｍＡの電
子ビームによって前記蒸着材料を加熱し、溶解した後、
装置内にあらかじめセッティングし約３００℃の温度に
加熱したガラスからなる被蒸着体に、光学膜厚がλ／４
（λ＝４８０ｎｍ）の光学薄膜を約１０Å／秒の蒸着速
度で蒸着する。この蒸着を異なる基材に対して連続して
１０回行なった。そして、それぞれの光学薄膜の分光特
性のピーク値より算出した屈折率および蛍光Ｘ線分析に
よる膜中のサマリウム濃度（酸化物換算、ｗｔ％）を図
１に示す。また、蒸着１回目と１０回目の吸収率の波長
分散については、図２の（ａ）および（ｂ）にそれぞれ
示す。さらに、成膜した光学薄膜に対し、恒温恒湿槽内
での耐候性試験（６０℃、湿度９５％、１００時間）を
行ない、目視により白濁、ヤケが発生しているかどうか
確認した。
８５０）中に配置された電子ビーム蒸着用ハースに前記
蒸着材料を充填し、装置内を１×１０-5Torrの圧力まで
排気した後、酸素ガスを１×１０-4Torr装置内に導入
し、加速電圧８ＫＶ、エミッション電流４００ｍＡの電
子ビームによって前記蒸着材料を加熱し、溶解した後、
装置内にあらかじめセッティングし約３００℃の温度に
加熱したガラスからなる被蒸着体に、光学膜厚がλ／４
（λ＝４８０ｎｍ）の光学薄膜を約１０Å／秒の蒸着速
度で蒸着する。この蒸着を異なる基材に対して連続して
１０回行なった。そして、それぞれの光学薄膜の分光特
性のピーク値より算出した屈折率および蛍光Ｘ線分析に
よる膜中のサマリウム濃度（酸化物換算、ｗｔ％）を図
１に示す。また、蒸着１回目と１０回目の吸収率の波長
分散については、図２の（ａ）および（ｂ）にそれぞれ
示す。さらに、成膜した光学薄膜に対し、恒温恒湿槽内
での耐候性試験（６０℃、湿度９５％、１００時間）を
行ない、目視により白濁、ヤケが発生しているかどうか
確認した。
【００２１】この結果、屈折率および膜中のサマリウム
濃度は、図１に示すように、安定しており、さらに、図
２に示すように吸収もみられない。そして、耐候性試験
後も吸収や白濁がみられなかった。
濃度は、図１に示すように、安定しており、さらに、図
２に示すように吸収もみられない。そして、耐候性試験
後も吸収や白濁がみられなかった。
【００２２】（実施例２）酸化サマリウム（Ｓｍ2 Ｏ
3 ）粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末とを、
ＳｍとＡｌのモル比（Ｓｍ／Ａｌ）が０．５となるよう
に混合し、プレス成形した後、１×１０-4Torr以下の真
空中で約４時間、融点以下である１５００℃で焼結を行
ない、その後粉砕して１〜３ｍｍの粒状蒸着材料を作製
した。
3 ）粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末とを、
ＳｍとＡｌのモル比（Ｓｍ／Ａｌ）が０．５となるよう
に混合し、プレス成形した後、１×１０-4Torr以下の真
空中で約４時間、融点以下である１５００℃で焼結を行
ない、その後粉砕して１〜３ｍｍの粒状蒸着材料を作製
した。
【００２３】次いで、実施例１と同様の手順で光学薄膜
を異なる基材に対して１０回連続蒸着し、それぞれの光
学薄膜の分光特性のピーク値より算出した屈折率と、吸
収率の波長分散について測定した。その結果を図３およ
び図４に示す。さらに、成膜した光学薄膜に対し、恒温
恒湿槽内での耐候性試験（６０℃、湿度９５％、１００
時間）を行い、目視により白濁、ヤケが発生しているか
どうか確認した。
を異なる基材に対して１０回連続蒸着し、それぞれの光
学薄膜の分光特性のピーク値より算出した屈折率と、吸
収率の波長分散について測定した。その結果を図３およ
び図４に示す。さらに、成膜した光学薄膜に対し、恒温
恒湿槽内での耐候性試験（６０℃、湿度９５％、１００
時間）を行い、目視により白濁、ヤケが発生しているか
どうか確認した。
【００２４】この結果、本実施例においても、屈折率は
図３に示すように安定しており、吸収も図４に示すよう
にみられない。そして、耐候性試験後も吸収や白濁がみ
られなかった。
図３に示すように安定しており、吸収も図４に示すよう
にみられない。そして、耐候性試験後も吸収や白濁がみ
られなかった。
【００２５】（実施例３）酸化サマリウム（Ｓｍ2 Ｏ
3 ）粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末とを、
ＳｍとＡｌのモル比（Ｓｍ／Ａｌ）が０．３３となるよ
うに混合し、プレス成形した後、１×１０-4Torr以下の
真空中で約４時間、融点以下である１５００℃で焼結を
行ない、その後粉砕して１〜３ｍｍの粒状蒸着材料を作
製した。
3 ）粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末とを、
ＳｍとＡｌのモル比（Ｓｍ／Ａｌ）が０．３３となるよ
うに混合し、プレス成形した後、１×１０-4Torr以下の
真空中で約４時間、融点以下である１５００℃で焼結を
行ない、その後粉砕して１〜３ｍｍの粒状蒸着材料を作
製した。
【００２６】次いで、実施例１と同様の手順で光学薄膜
を異なる基材に対して１０回連続蒸着し、それぞれの光
学薄膜の分光特性のピーク値より算出した屈折率と、吸
収率の波長分散について測定した。その結果を図３およ
び図５に示す。さらに成膜した光学薄膜に対し、恒温恒
湿槽内での耐候性試験（６０℃、湿度９５％、１００時
間）を行ない、目視により白濁、ヤケが発生しているか
どうか確認した。
を異なる基材に対して１０回連続蒸着し、それぞれの光
学薄膜の分光特性のピーク値より算出した屈折率と、吸
収率の波長分散について測定した。その結果を図３およ
び図５に示す。さらに成膜した光学薄膜に対し、恒温恒
湿槽内での耐候性試験（６０℃、湿度９５％、１００時
間）を行ない、目視により白濁、ヤケが発生しているか
どうか確認した。
【００２７】この結果、本実施例においても、屈折率は
図３に示すように安定しており、吸収も図５に示すよう
にみられない。そして、耐候性試験後も吸収や白濁がみ
られなかった。
図３に示すように安定しており、吸収も図５に示すよう
にみられない。そして、耐候性試験後も吸収や白濁がみ
られなかった。
【００２８】（実施例４）酸化サマリウム（Ｓｍ2 Ｏ
3 ）粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末とを、
ＳｍとＡｌのモル比（Ｓｍ／Ａｌ）が１となるように混
合し、プレス成形した後、１×１０-4Torr以下の真空中
で約４時間１５００℃で焼結を行ない、その後粉砕して
１〜３ｍｍとした粒状蒸着材料とした。
3 ）粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末とを、
ＳｍとＡｌのモル比（Ｓｍ／Ａｌ）が１となるように混
合し、プレス成形した後、１×１０-4Torr以下の真空中
で約４時間１５００℃で焼結を行ない、その後粉砕して
１〜３ｍｍとした粒状蒸着材料とした。
【００２９】この蒸着材料を用い、実施例１と同様の手
順で、５回の連続蒸着を行い、その後電子ビーム蒸着用
ハースに前記蒸着材料を継ぎ足し、再度５回の連続蒸着
を行なった。成膜された光学薄膜について、分光特性の
ピーク値より算出した屈折率と蛍光Ｘ線分析による膜中
のサマリウム濃度（酸化物換算、ｗｔ％）を測定した。
順で、５回の連続蒸着を行い、その後電子ビーム蒸着用
ハースに前記蒸着材料を継ぎ足し、再度５回の連続蒸着
を行なった。成膜された光学薄膜について、分光特性の
ピーク値より算出した屈折率と蛍光Ｘ線分析による膜中
のサマリウム濃度（酸化物換算、ｗｔ％）を測定した。
【００３０】この結果、本実施例においても、蒸着材料
の継ぎ足し前と後における屈折率は安定しており、膜中
のサマリウム濃度も安定していた。
の継ぎ足し前と後における屈折率は安定しており、膜中
のサマリウム濃度も安定していた。
【００３１】（比較例１）酸化ランタン（Ｌａ2 Ｏ3 ）
粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末とを、Ｌａ
とＡｌとのモル比（Ｌａ／Ａｌ）が１となるように混合
し、プレス成形した後、１×１０-4Torr以下の真空中で
約４時間１５００℃で焼結を行ない、その後粉砕して１
〜３ｍｍの粒状蒸着材料を作製した。
粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末とを、Ｌａ
とＡｌとのモル比（Ｌａ／Ａｌ）が１となるように混合
し、プレス成形した後、１×１０-4Torr以下の真空中で
約４時間１５００℃で焼結を行ない、その後粉砕して１
〜３ｍｍの粒状蒸着材料を作製した。
【００３２】次に、真空蒸着機中に配置された電子ビー
ム蒸着用ハースに前記蒸着材料を充填し、装置内を１×
１０-5Torrの圧力まで排気した後、酸素ガスを１×１０
-4Torr装置内に導入し、加速電圧８ＫＶ、エミッション
電流４００ｍＡの電子ビームによって前記蒸着材料を加
熱し、溶解した後、装置内にあらかじめセッティングし
約３００℃の温度に加熱したガラスからなる被蒸着体
に、光学膜厚がλ／４（λ＝４８０ｎｍ）の光学薄膜を
約１０Å／秒の蒸着速度で、異なる基材に連続して１０
回蒸着した。そして、それぞれの光学薄膜の分光特性の
ピーク値より算出した屈折率および蛍光Ｘ線分析による
膜中のランタン濃度（酸化物換算、ｗｔ％）を図１に示
す。
ム蒸着用ハースに前記蒸着材料を充填し、装置内を１×
１０-5Torrの圧力まで排気した後、酸素ガスを１×１０
-4Torr装置内に導入し、加速電圧８ＫＶ、エミッション
電流４００ｍＡの電子ビームによって前記蒸着材料を加
熱し、溶解した後、装置内にあらかじめセッティングし
約３００℃の温度に加熱したガラスからなる被蒸着体
に、光学膜厚がλ／４（λ＝４８０ｎｍ）の光学薄膜を
約１０Å／秒の蒸着速度で、異なる基材に連続して１０
回蒸着した。そして、それぞれの光学薄膜の分光特性の
ピーク値より算出した屈折率および蛍光Ｘ線分析による
膜中のランタン濃度（酸化物換算、ｗｔ％）を図１に示
す。
【００３３】本比較例においては、図１に示すように蒸
着回数毎の屈折率が安定しておらず、膜中のランタン濃
度は減少の傾向があり、安定した屈折率を持つ光学薄膜
を形成するのには適さない結果となった。
着回数毎の屈折率が安定しておらず、膜中のランタン濃
度は減少の傾向があり、安定した屈折率を持つ光学薄膜
を形成するのには適さない結果となった。
【００３４】（比較例２）酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
をプレス成形した後、大気中で１５００℃で約４時間焼
結を行ない、その後粉砕して１〜３ｍｍの粒状蒸着材料
を作製した。そして、実施例１と同様の手順で光学薄膜
を蒸着した。その後、恒温恒湿槽内での耐候性試験（６
０℃、湿度９５％、１００時間）を行ない、目視により
白濁、ヤケが発生しているかどうか確認した。この結
果、本比較例における光学薄膜は、白濁してしまい、光
学用途に適さないものであった。
をプレス成形した後、大気中で１５００℃で約４時間焼
結を行ない、その後粉砕して１〜３ｍｍの粒状蒸着材料
を作製した。そして、実施例１と同様の手順で光学薄膜
を蒸着した。その後、恒温恒湿槽内での耐候性試験（６
０℃、湿度９５％、１００時間）を行ない、目視により
白濁、ヤケが発生しているかどうか確認した。この結
果、本比較例における光学薄膜は、白濁してしまい、光
学用途に適さないものであった。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、発明によれば、酸
化サマリウムと酸化アルミニウムの混合物により、１．
６５〜１．９の範囲の中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料
を得ることができ、さらに、成膜される光学薄膜におい
て、その屈折率は、酸化サマリウムと酸化アルミニウム
の組成比を変化させることによって、１．６５〜１．９
の範囲で適宜選択的に設定可能であり、また、光学薄膜
中の組成比が安定していることから、材料継ぎ足しによ
る連続蒸着が可能となり、また、成膜される光学薄膜に
顕著な吸収や白濁が見られず、薬品の飛散による微細な
粒状物の発生が無く、加工および使用が容易となる。
化サマリウムと酸化アルミニウムの混合物により、１．
６５〜１．９の範囲の中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料
を得ることができ、さらに、成膜される光学薄膜におい
て、その屈折率は、酸化サマリウムと酸化アルミニウム
の組成比を変化させることによって、１．６５〜１．９
の範囲で適宜選択的に設定可能であり、また、光学薄膜
中の組成比が安定していることから、材料継ぎ足しによ
る連続蒸着が可能となり、また、成膜される光学薄膜に
顕著な吸収や白濁が見られず、薬品の飛散による微細な
粒状物の発生が無く、加工および使用が容易となる。
【００３６】このように、本発明の光学薄膜用蒸着材料
は、従来１．６５〜１．９の範囲の屈折率の光学薄膜を
形成するのに使用されてきた材料とは異なり、吸収や白
濁による透過率の低下がおこらず、環境汚染への影響も
ない。
は、従来１．６５〜１．９の範囲の屈折率の光学薄膜を
形成するのに使用されてきた材料とは異なり、吸収や白
濁による透過率の低下がおこらず、環境汚染への影響も
ない。
【図１】本発明に基づく酸化サマリウムと酸化アルミニ
ウムの蒸着膜、および比較例としての酸化ランタンと酸
化アルミニウムの蒸着膜の連続蒸着時における屈折率と
膜組成比の変化をそれぞれ示す図である。
ウムの蒸着膜、および比較例としての酸化ランタンと酸
化アルミニウムの蒸着膜の連続蒸着時における屈折率と
膜組成比の変化をそれぞれ示す図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明に基づく酸化サ
マリウムと酸化アルミニウムの蒸着膜における蒸着１回
目と１０回目の吸収率の波長分散を示す図である。
マリウムと酸化アルミニウムの蒸着膜における蒸着１回
目と１０回目の吸収率の波長分散を示す図である。
【図３】本発明に基づく酸化サマリウムと酸化アルミニ
ウムの蒸着膜の連続蒸着時において、サマリウムとアル
ミニウムのモル比（Ｓｍ／Ａｌ）を０．５および０．３
３にした場合の屈折率の変化をそれぞれ示す図である。
ウムの蒸着膜の連続蒸着時において、サマリウムとアル
ミニウムのモル比（Ｓｍ／Ａｌ）を０．５および０．３
３にした場合の屈折率の変化をそれぞれ示す図である。
【図４】本発明に基づく酸化サマリウムと酸化アルミニ
ウムの蒸着膜において、サマリウムとアルミニウムのモ
ル比（Ｓｍ／Ａｌ）を０．５とした場合の吸収率の波長
分散を示す図である。
ウムの蒸着膜において、サマリウムとアルミニウムのモ
ル比（Ｓｍ／Ａｌ）を０．５とした場合の吸収率の波長
分散を示す図である。
【図５】本発明に基づく酸化サマリウムと酸化アルミニ
ウムの蒸着膜において、サマリウムとアルミニウムのモ
ル比（Ｓｍ／Ａｌ）を０．３３とした場合の吸収率の波
長分散を示す図である。
ウムの蒸着膜において、サマリウムとアルミニウムのモ
ル比（Ｓｍ／Ａｌ）を０．３３とした場合の吸収率の波
長分散を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 1/11
Claims (7)
- 【請求項１】 組成が化学式Ｓｍ1-x Ａｌ1+x Ｏ3 （こ
こで、−１＜ｘ＜１）の化合物で表せることを特徴とす
る中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料。 - 【請求項２】 酸化サマリウムと酸化アルミニウムを任
意のモル比で混合し、その混合物を真空中または大気中
で融点以下の温度で焼結して形成されていることを特徴
とする請求項１記載の中間屈折率の光学薄膜用蒸着材
料。 - 【請求項３】 酸化サマリウムと酸化アルミニウムをモ
ル比（Ｓｍ／Ａｌ）が０．３以上となるように混合し、
その混合物を真空中または大気中で融点以下の温度で焼
結して形成されていることを特徴とする請求項１記載の
中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料。 - 【請求項４】 組成が化学式Ｓｍ1-x Ａｌ1+x Ｏ3 （こ
こで、−１＜ｘ＜１）の化合物で表せることを特徴とす
る中間屈折率の光学薄膜。 - 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれか１項に記載
の光学薄膜用蒸着材料を用い、基材上に真空中で蒸着に
より形成されることを特徴とする中間屈折率の光学薄
膜。 - 【請求項６】 請求項４または５記載の光学薄膜を少な
くとも一層含むことを特徴とする多層薄膜。 - 【請求項７】 請求項４または５記載の光学薄膜、ある
いは請求項６記載の多層薄膜を有することを特徴とする
光学素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36849898A JP3472169B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料および該蒸着材料を用いた光学薄膜 |
| US09/456,949 US6327087B1 (en) | 1998-12-09 | 1999-12-07 | Optical-thin-film material, process for its production, and optical device making use of the optical-thin-film material |
| DE69923924T DE69923924T2 (de) | 1998-12-09 | 1999-12-08 | Optischer Dünnfilm, Herstellungsverfahren und optische Vorrichtung die diesen Film verwendet |
| EP99124470A EP1008868B1 (en) | 1998-12-09 | 1999-12-08 | Optical-thin-film material, process for its production, and optical device making use of the optical-thin-film material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36849898A JP3472169B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料および該蒸着材料を用いた光学薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000171609A JP2000171609A (ja) | 2000-06-23 |
| JP3472169B2 true JP3472169B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=18491983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36849898A Expired - Fee Related JP3472169B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 中間屈折率の光学薄膜用蒸着材料および該蒸着材料を用いた光学薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472169B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10307096A1 (de) * | 2003-02-19 | 2004-09-02 | Merck Patent Gmbh | Aufdampfmaterial zur Herstellung mittelbrechender optischer Schichten |
| JPWO2008001675A1 (ja) | 2006-06-27 | 2009-11-26 | 株式会社ニコン | 光学多層薄膜、光学素子、及び光学多層薄膜の製造方法 |
| JP7418098B2 (ja) * | 2019-04-26 | 2024-01-19 | キヤノン株式会社 | 光学多層膜の成膜方法および光学素子の製造方法 |
-
1998
- 1998-12-09 JP JP36849898A patent/JP3472169B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000171609A (ja) | 2000-06-23 |
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