JPH01114802A - 光干渉膜 - Google Patents
光干渉膜Info
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- JPH01114802A JPH01114802A JP62270350A JP27035087A JPH01114802A JP H01114802 A JPH01114802 A JP H01114802A JP 62270350 A JP62270350 A JP 62270350A JP 27035087 A JP27035087 A JP 27035087A JP H01114802 A JPH01114802 A JP H01114802A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
- G02B5/282—Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection
-
- G02B1/105—
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は耐熱性および耐候性を向上して長寿命にした光
干渉膜に関する。
干渉膜に関する。
(従来の技術)
従来、可視光透過赤外線反射膜(以下赤皮膜と略称する
。)や可視光反射赤外線透過膜(以下赤道膜と略称する
。)などの光干渉膜は一般に誘電体層と金属層とを交互
重層したもので、たとえば誘電体層としては酸化チタン
(TiOz)、硫化亜鉛(ZnS)などの高屈折率物質
の薄層を用い、金属としては銀などが良く使用される(
特開昭53−146482号公報参照)、そうして、こ
のような光干渉膜においては、層の厚さを調整すること
によって、光の干渉により、所望波長域の光を反射し他
の波長域の光を透過させることができる。
。)や可視光反射赤外線透過膜(以下赤道膜と略称する
。)などの光干渉膜は一般に誘電体層と金属層とを交互
重層したもので、たとえば誘電体層としては酸化チタン
(TiOz)、硫化亜鉛(ZnS)などの高屈折率物質
の薄層を用い、金属としては銀などが良く使用される(
特開昭53−146482号公報参照)、そうして、こ
のような光干渉膜においては、層の厚さを調整すること
によって、光の干渉により、所望波長域の光を反射し他
の波長域の光を透過させることができる。
(発明が解決しようとする問題点)
このような従来の光干渉膜は耐熱性と耐候性に劣り、た
とえば、200℃以上の温度で長時間使用すると光学特
性が劣化する。この理由は誘電体層の酸素原子を介して
銀が結晶化したり、あるいは酸化したりするためと考え
られる。また、誘電体層に硫化亜鉛を用いた場合には膜
の強度が弱い欠点がある。
とえば、200℃以上の温度で長時間使用すると光学特
性が劣化する。この理由は誘電体層の酸素原子を介して
銀が結晶化したり、あるいは酸化したりするためと考え
られる。また、誘電体層に硫化亜鉛を用いた場合には膜
の強度が弱い欠点がある。
(問題点を解決するための手段)
本発明は光干渉膜において、透光性基体表面に金属窒化
物層および金属層を交互重層するとともに最外層を金属
窒化物で構成して耐熱性と耐候性を向上したものである
。
物層および金属層を交互重層するとともに最外層を金属
窒化物で構成して耐熱性と耐候性を向上したものである
。
(作 用)
金属窒化物は一般にち密で耐熱性と耐候性に富み、酸素
や水素などの活性ガスを浸透させず、かつ金属と化学反
応を生ぜず、さらに透明で屈折率も高いので、金属層と
重層すれば、優れた光学特性を有し、しかも金属層が窒
化物層によって保護されるので、金属層が酸化、還元、
結晶化など劣化のおそれがない。
や水素などの活性ガスを浸透させず、かつ金属と化学反
応を生ぜず、さらに透明で屈折率も高いので、金属層と
重層すれば、優れた光学特性を有し、しかも金属層が窒
化物層によって保護されるので、金属層が酸化、還元、
結晶化など劣化のおそれがない。
(実施例)
本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第1図は赤反膜の一例を示し、図中、(1)は石英ガラ
スなどからなる透光性板状基体、(2)はこの基体(1
)の表面に形成された光干渉膜である。この光干渉膜(
2)は基体(1)表面に厚さ約200人の窒化アルミニ
ウム(AIN)からなる金属窒化物層(21)を高周波
スパッタリング法で形成し、ついでこの金属窒化物層(
21)の表面に厚さ約200人の銀(Ag)からなる金
属層(22)を同方法で形成し、さらに、この金属層(
22)の表面に厚さ200人の窒化アルミニウムからな
る金属窒化物層(21)を形成して3層構造にしたもの
である。
スなどからなる透光性板状基体、(2)はこの基体(1
)の表面に形成された光干渉膜である。この光干渉膜(
2)は基体(1)表面に厚さ約200人の窒化アルミニ
ウム(AIN)からなる金属窒化物層(21)を高周波
スパッタリング法で形成し、ついでこの金属窒化物層(
21)の表面に厚さ約200人の銀(Ag)からなる金
属層(22)を同方法で形成し、さらに、この金属層(
22)の表面に厚さ200人の窒化アルミニウムからな
る金属窒化物層(21)を形成して3層構造にしたもの
である。
上記窒化アルミニウムは大気圧における昇華温度が約2
300℃で極めて高く、しかも高温においても安定で分
解や変質あるいは銀との化学反応のおそれがなく、熱伝
導度が大きく、かつ電気絶縁性に優れ、さらにその膜は
ち密で機械的強度が高く、酸素や水素などのガスを透過
させず、さらに、光学的にも透明で屈折率も2.2前後
と大きく、好ましい特性を有する。
300℃で極めて高く、しかも高温においても安定で分
解や変質あるいは銀との化学反応のおそれがなく、熱伝
導度が大きく、かつ電気絶縁性に優れ、さらにその膜は
ち密で機械的強度が高く、酸素や水素などのガスを透過
させず、さらに、光学的にも透明で屈折率も2.2前後
と大きく、好ましい特性を有する。
そうして、上述の実施例光干渉膜(2)は上述のとおり
金属窒化物層(21)が透明で高屈折率であり。
金属窒化物層(21)が透明で高屈折率であり。
また金属層(22)が実質的に透明で低屈折率であるの
で、光の干渉により、可視光を良く透過し、赤外線を良
く反射する性質を有する。
で、光の干渉により、可視光を良く透過し、赤外線を良
く反射する性質を有する。
しかして1本実施例光干渉膜(2)は金属層(22)が
天金属窒化物層(21)、 (21)間に介在して保護
されているので、空気中において長期高温に加熱されて
も金属層(22)が酸化したり、結晶化したりすること
がないので、光学特性が低下せず、また。
天金属窒化物層(21)、 (21)間に介在して保護
されているので、空気中において長期高温に加熱されて
も金属層(22)が酸化したり、結晶化したりすること
がないので、光学特性が低下せず、また。
反覆加熱しても膜(2)が剥離やき裂を生じることがな
く、さらに膜に傷がつきにくいので、微細な擦り傷や掻
傷による外観や光学特性の低下もない。
く、さらに膜に傷がつきにくいので、微細な擦り傷や掻
傷による外観や光学特性の低下もない。
ちなみに、ハロゲン電球表面に形成された本実施例赤反
膜の場合は、電球が寿命に至るまで、赤反膜に剥離やき
裂が認められず、光学特性もほとんど低下しなかった。
膜の場合は、電球が寿命に至るまで、赤反膜に剥離やき
裂が認められず、光学特性もほとんど低下しなかった。
しかして、本実施例赤反膜の層(21)、 (22)の
厚さを上述の200人よりもっと薄くすると1反射波長
域が短波長側に移行して可視光反射赤外線透過膜になる
こと前述の説明のとおりである。
厚さを上述の200人よりもっと薄くすると1反射波長
域が短波長側に移行して可視光反射赤外線透過膜になる
こと前述の説明のとおりである。
つぎに、他の実施例を第2図に示す、このものは基体(
1)の表面に基体(1)側から順に銀からなる金属層(
22) 、窒化アルミニウムからなる金属窒化物層(2
1)、同様な金属層(22)および同様な金属窒化物層
(21)の4層構造からなる光干渉膜(2)を形成した
もので1層(21)、 (22)の厚さによって所望の
波長域の光を透過または反射するものである。
1)の表面に基体(1)側から順に銀からなる金属層(
22) 、窒化アルミニウムからなる金属窒化物層(2
1)、同様な金属層(22)および同様な金属窒化物層
(21)の4層構造からなる光干渉膜(2)を形成した
もので1層(21)、 (22)の厚さによって所望の
波長域の光を透過または反射するものである。
そうして、この光干渉膜(2)においても、金属層(2
2)が金属窒化物層(21)で覆われて保護されている
ので、長期高温で使用してもき裂、剥離、外観低下や光
学特性の低下などがほとんどない。
2)が金属窒化物層(21)で覆われて保護されている
ので、長期高温で使用してもき裂、剥離、外観低下や光
学特性の低下などがほとんどない。
つぎに、上述の第1図に示した赤反膜を大気中において
300℃で1時間加熱し、加熱前後の光学特性を比較し
この結果を第3図に示した。また。
300℃で1時間加熱し、加熱前後の光学特性を比較し
この結果を第3図に示した。また。
比較のため、従来の1石英ガラス基体に酸化チタン−銀
−酸化チタンの各層厚200人の3層構造の赤反膜を形
成した比較例について同様な試験を行ない、この結果を
第4図に示した。これら第3図および第4図はいずれも
、横軸に波長をnmの単位でとり、縦軸に透過率と反射
率をそれぞれ%の単位でとったもので、実線(□)は熱
処理前の透過率、1点鎖線(−・−)は熱処理後の透過
率、破線(−−−)は熱処理前の反射率、2点鎖線(−
・・−)は熱処理後の反射率をそれぞれ示す。
−酸化チタンの各層厚200人の3層構造の赤反膜を形
成した比較例について同様な試験を行ない、この結果を
第4図に示した。これら第3図および第4図はいずれも
、横軸に波長をnmの単位でとり、縦軸に透過率と反射
率をそれぞれ%の単位でとったもので、実線(□)は熱
処理前の透過率、1点鎖線(−・−)は熱処理後の透過
率、破線(−−−)は熱処理前の反射率、2点鎖線(−
・・−)は熱処理後の反射率をそれぞれ示す。
これらの図から明らかなとおり、本実施例赤反膜は熱処
理の前後において光学特性がほとんど変化しなか、った
のに対し、従来の赤反膜は熱処理によって光学特性が大
幅に低゛下した。これらの図からも本発明の効果が明ら
かである。
理の前後において光学特性がほとんど変化しなか、った
のに対し、従来の赤反膜は熱処理によって光学特性が大
幅に低゛下した。これらの図からも本発明の効果が明ら
かである。
なお、上述の各実施例において、金属層が光を吸収して
選択的に熱せられる傾向があるが、銀および窒化アルミ
ニウムは熱伝導率が高いので放熱効果が高く、光干渉膜
の温度を引下げる付帯効果がある。
選択的に熱せられる傾向があるが、銀および窒化アルミ
ニウムは熱伝導率が高いので放熱効果が高く、光干渉膜
の温度を引下げる付帯効果がある。
なお、上述の実施例において金属層を構成したが、本発
明はこれに限らずたとえば金(Au) 、白金(pt)
などでもよく、また、金属窒化物層は上述の窒化アルミ
ニウム以外にも窒化けい素(SiN4)や窒化はう素(
BN)などでも同様な効果があった。また、層の形成方
法に限定はない。さらに、金属によっては水素や一酸化
炭素に侵蝕されるものがあるが、この場合は金属窒化物
層に窒素アルミニウムなど、これらのガスを遮断する性
質を有する窒化物を用いればよい、さらに、基体は硬質
ガラス、軟質ガラス、結晶化ガラスなど、透光性であれ
ばなんでもよい、さらに、本光干渉膜の他の光学膜を重
層してもよい。さらに、本発明においては金属窒化物層
および金属層をそれぞれ1層ずつ設けても本発明の効果
がある。
明はこれに限らずたとえば金(Au) 、白金(pt)
などでもよく、また、金属窒化物層は上述の窒化アルミ
ニウム以外にも窒化けい素(SiN4)や窒化はう素(
BN)などでも同様な効果があった。また、層の形成方
法に限定はない。さらに、金属によっては水素や一酸化
炭素に侵蝕されるものがあるが、この場合は金属窒化物
層に窒素アルミニウムなど、これらのガスを遮断する性
質を有する窒化物を用いればよい、さらに、基体は硬質
ガラス、軟質ガラス、結晶化ガラスなど、透光性であれ
ばなんでもよい、さらに、本光干渉膜の他の光学膜を重
層してもよい。さらに、本発明においては金属窒化物層
および金属層をそれぞれ1層ずつ設けても本発明の効果
がある。
このように、本発明の光干渉膜は透光性基体表面に、金
属窒化物層および金属層を交互重層するとともに最外層
を金属窒化物層で構成したので、所要の光干渉特性を有
し、耐熱性と耐候性に富み、活性ガス中で長期反覆加熱
しても金属層の酸化、還元、結晶化などによる劣化がな
く、長期にわたり良好な光学特性を維持できる。
属窒化物層および金属層を交互重層するとともに最外層
を金属窒化物層で構成したので、所要の光干渉特性を有
し、耐熱性と耐候性に富み、活性ガス中で長期反覆加熱
しても金属層の酸化、還元、結晶化などによる劣化がな
く、長期にわたり良好な光学特性を維持できる。
第1図は本発明の光干渉膜の一実施例の模型的拡大断面
図、第2図は他の実施例の模型的拡大断面図、第3図と
第4図とは本発明の効果を従来例のそれと比較してその
優位を示すグラフである。
図、第2図は他の実施例の模型的拡大断面図、第3図と
第4図とは本発明の効果を従来例のそれと比較してその
優位を示すグラフである。
Claims (2)
- (1)透光性基体表面に金属窒化物層および金属層を交
互重層するとともに最外層を金属窒化物層で構成したこ
とを特徴とする光干渉膜。 - (2)金属窒化物層は窒化アルミニウムからなることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光干渉膜。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62270350A JPH01114802A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 光干渉膜 |
EP88309970A EP0314413A3 (en) | 1987-10-28 | 1988-10-24 | Scratch resistant optical interference film |
US07/261,938 US5000528A (en) | 1987-10-28 | 1988-10-25 | Scratch resistant optical interference film |
CA000581460A CA1311148C (en) | 1987-10-28 | 1988-10-27 | Scratch resistant optical interference film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62270350A JPH01114802A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 光干渉膜 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01114802A true JPH01114802A (ja) | 1989-05-08 |
Family
ID=17485037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62270350A Pending JPH01114802A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 光干渉膜 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5000528A (ja) |
EP (1) | EP0314413A3 (ja) |
JP (1) | JPH01114802A (ja) |
CA (1) | CA1311148C (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04229805A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-08-19 | Boc Group Inc:The | 耐久性のある低放射率薄膜干渉フィルタ |
JPH063523A (ja) * | 1992-03-04 | 1994-01-14 | Boc Group Inc:The | 耐久性のある低放射率日射制御薄膜コーティング |
US6034820A (en) * | 1997-03-27 | 2000-03-07 | Alps Electric Co., Ltd. | Dielectric optical filter with absorptive metal layer |
WO2006057167A1 (ja) | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Tokai Carbon Co., Ltd. | カーボンブラック水分散体およびその製造方法 |
JP2008089821A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Univ Of Tokyo | 光学多層反射膜 |
JP2013506160A (ja) * | 2009-09-28 | 2013-02-21 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 干渉反射体を備えた干渉表示装置 |
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