JPH02239201A - 導電性多層反射防止膜 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学部品上に透明な導電性薄膜を少なくとも一
層含む多層薄膜を形成してなる反射防止膜に関する。

（従来の技術） カメラ、複写機、電送機器等に用いられるレンズなどの
光学部品の表面は、急激な温度変化や湿度変化によって
結露現象が生じて曇り、光学部品としての機能を損なう
ことがしばしば起きた。このため、光学部品に透明導電
層を有する反射防止膜を設け、その透明導電層に電流を
供給して発熱させることにより光学部品の表面への結露
を除去し、曇り現象を防止し、同時に反射も防止すると
？う対策がとられている。

従来、酸化インジウム（　Ｉｎ２０ａ　）や酸化スズ（
Ｓｎｏｗ）　、あるいはそれ等を混合してなる酸化イン
ジウム・スズ（　Ｉｒ＋，０，：Ｓｎ０２、略称ＩＴＯ
）等を主物質として得られる透明且つ導電性を持つ薄膜
を光学多層膜の構成要素の一つとみなし、用途に応じた
組成と光学的膜厚で光学多層膜の構成に加えた公知例が
幾つかある。例えば多層反射防止膜に於いては、「真空
蒸着法によるＩｎ２０３透明導電膜」　（応用物理第４
９巻第１号（１９８０）Ｐ２〜Ｐ１６）で述べられてい
るように、酸化インジウム（　Ｉｒｌ２０３９を用い反
射防止の中心波長λ。に対しその光学的膜厚をλｃ　／
　２とした、 １．基板ガラＸ　−　ｉｎ，０３膜（λｃ　／　２　）
　−　ＭｇＦ２ｆｆｉ（λｃ／４） ２．基板ガラスーＣｅＦｓ又は＾１■０３膜（λｃ／４
）−　Ｉｎ，０．膜（λｃ／　２　）　−　Ｍｇｈ膜（
λｃ／４）なる層構成が例示されている。また実開昭５
６−１．１７７０１では多層反射防止膜の実施例として
透明導電膜とし・て酸化インジウム（Ｉｎ２０３　）を
６４ｎｍ厚とする、 基板ガラス−ＡＩ２０．　（８０ｎｍ）−１ｔ＋２０．
　（６４ｎｍ）　−ＭｇＦ，　　（９１ロＩＩ１） なる層構成が示されている。尚、ここで示されているＩ
ｎ，０，膜の光学的膜厚は、全文の内容及び掲示されて
いるＩｎ２０３の屈折率ｎ＝２．０がら判断して反射防
止の中心波長λ，Ｃに対しλｃ／４に相当している。

その他、透明導電膜を光学多層膜の構成要素の一つとし
てみなした従来例としては、実公昭４９−１２６１４、
特公昭５３−２８２１４、特開昭５３−４６６９７があ
る。こａｔ等に掲示されている透明導電膜は、いずれも
、先に記述したＩ口２０３を主物質としており、光学的
膜厚は、いずれも設計波長λＣの整数分の一のλＣ／４
からλｃ　／　２としている。光学多層膜に於いて透明
導電膜の光学的膜厚が設計波長λ６の整数分のーでない
公知例としては、特開昭５９−９０８１がある。この公
知例に於いて透明導電膜は、一般に多層反射防止膜の最
終層として用いられる低屈折率材料からなるフッ化マグ
ネシウム（Ｍｇｈ）の上に、ＩＴＯ、ＣａＳｎＣｌ、ｓ
ｂｏなる物質を、高屈折率な透明導電膜を形成しても全
体の光学的性能を該透明導電膜を使用しないときに得ら
れる光学的性能と比べ著しく劣化させないような１．０
〜３０．Ｏｒ＋ｍの範囲の光学的膜厚で形成するとして
いる。尚、該低屈折率材料からなる光学的厚さは該透明
導電膜の光学的厚さを補充するように減少された光学的
厚さを有している。

（発明が解決しようとしている課題） しかしながら、上記従来例で光学多層膜、とりわけ、多
層反射防止膜に於いて、構成要素の一つとみなす透明導
電膜の光学的膜厚が設計波長λＣの整数分のーであるλ
ｃ／４あるいはλｃ　／　２では機械的膜厚が厚いので
、透明導電膜の性質上、吸収による透過率の損失量が増
える為、反射防止特性がいくら良くても、透明導電膜を
使わずに誘電体物質のみで構成した反射防止膜より著し
く透過率が低くなり、本来の反射防止特性の機能を阻害
するという欠点があった。

又、上記従来例における透明導電膜の光学的膜厚が整数
分の一でない！，０〜３０．Ｏｎｍでは、吸収量は設計
波長の整数分の一の場合より少ないが、機械的膜厚が薄
すぎて、電気抵抗が増える為、電気的な導電性が充分に
得られないという欠点があった。

このような問題点を解決し、光学的な吸収量が少く、か
つ充分な導電性をもつような導電膜を含んだ多層反射防
止膜を提供するために、本出願人と同じ出願人による提
案がなされた（特願昭６３−０１６２０１）。その提案
による膜構成は、Ａ．設計波長λ。＝　５５０ｎｍに対
し、Ｂ．設計波長λ。＝　４７６ｎｍに対し、Ｚｒ０２
　（１！１４ｎｍ） Ｃ．設計波長λ。

−　ＭｇＦ２（１　１９ｎｍ） ＝　５４０ｎｍに対し、 ？ｔ２０３（２０ｎｍ）　　−Ｚｒ０２（１５９ｎｍ）
　　−ＡＩ，０．．（２３ｎｎ＋）−　ＺｒＯ■（６６
ｒ＋ＩＩｌｌ）　−　Ｍｇｈ　（１３５ｎｍ）（ただし
、カツコ内は屈折率ｎまたは光学的膜厚を示す。） となっている。この構成による反射防止膜は良好な反射
防止特性を示した。

本発明はこの提案の更なる改良であり、本発明の目的は
、光学的な吸収を抑え、充分な導電性をもち、かつ広帯
域において良好な反射防止特性を示す反射防止膜を提供
することである。

（課題を解決するための手段） 本発明は光学部品の表面上に設けられた透明導電膜を少
なくとも一層含む６層からなる多層反射防止膜において
、各層を構成する主物質と光学的膜厚：ｎＸｄ，，（ｎ
：屈折率、ｄ：機械的膜厚、Ｘ：層番号）が設計主波長
：λ０（５３０ｎａ＋≦λ。≦ＢＯＯｎａｒ　）に対し
て、前記光学部品の表面から大気の如き媒質に向って数
えて第１層が二酸化ケイ素（Ｓｉロ２）からなり０．０
２λ。≦ｎ，ｄ，≦０．２４λ。の膜厚を有し、第２層
が酸化アルミニウム（Ａｌ２０３）からなり０．ｌ６λ
０≦ｎ２ｄ．≦０，３２λ０の膜厚を有し、第３層が透
明且つ導電性を持つ酸化インジウム・スズ（　Ｉｎ２０
３：ＳｎＯ，）からなり０．１４λ。≦ｎ，，ｄ，，≦
０．１８λ。の膜厚を有し、第４層が酸化アルミニウム
（Ａｌ２Ｏ３　）からなり０．０４λ。≦ｎ，ｄ，≦０
．０９λ。

の膜厚を有し、第５層が酸化ジルコニウム（Ｚｒ０２）
からなり０，０９λ０≦ｎｓｄ６≦０．１４λ。の膜厚
を有し、第６層がフッ化マグネシウム（Ｍｇｈ）からな
り０．２３λ。≦ｎｏｄ．，≦０，２７λ０の膜厚を有
する層構成をもつことを特徴とする導電性多層反射防止
膜である。

本発明によれば、光学的な吸収量が少なく、且つ電気的
な導電性が充分に得られるある範囲に限定された機械的
膜厚を有する、すなわち、光学的膜厚が反射防止の設計
主波長λ０（　５：ｌＯｎｓ≦λ。

≦６００ｎｍ　）の整数分の一でない透明導電膜を、光
学部品の表面上に設ける６層からなる多層反射防止膜の
光学部品側から数えて第３層目に設け、各層を構成する
主物質と光学的膜厚ｎ，ｄＸ（ｎ　：屈折率、ｄ：機械
的膜厚、Ｘ：層番号）が，上記のような層構成を設ける
ことにより、屈折率がｎ＝１，４９〜１．７５の範囲を
有する光学部品に対し、広帯域な反射防止効果を持たせ
たものである。

〔実施例〕 第１図は本発明の特徴を最もよく表わす図面であり、同
図に於いて、１は光学部品であるところの屈折率１．４
９のレンズ、２は屈折率１．４９のＳｉｎ２を主物質と
した蒸着用ガラス膜、３は屈折率１．６２の＾１２０３
膜、４は屈折率１．８７のＩ−Ｔ・０膜、５は屈折率１
．６２７７）Ａｌ２０３膜、６は屈折率２　．０２ノ７
．ｒ０２膜、７は屈折率１４３８のＭｇＦ，膜であり、
各層の光学的膜厚ロ。ｄ，（ｎ：屈折率、ｄ：機械的膜
厚、Ｘ：層番号）は設計主波長λ。＝　５８０ｎｍに対
して、光学部品１の側からｎ，ｄ，　＝　０．２２λｏ
　、ｎ２ｄｚ＝０．１８λ。、ｎ３ｄｓ＝　０．１６λ
ｏ　，　ｎ．ｄ４＝０．０７λ。，　ｎ，，ｄ６＝　０
．１１え．　．　ｎａｄ，＝０．２５λｏ　テＪ）　６
。

本発明による多層反射防止膜の作製は通常の真空蒸着装
置で可能である。本実施例では、まず、真空蒸着装置の
膜形成部に基板となる光学レンズを配置し、前記真空蒸
着装置の内部をＩ　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒに到る迄真空
ボンブにて排気し、ついで３００℃までに加熱してある
前記基板に順次、前記膜物質となる蒸着物質を電子ビー
ムにて加熱し蒸着を行う。尚、蒸着中、必要に応じて酸
素ガスを適圧になるまで導入し、膜厚制御は光学式モニ
ターにより行う。

上記の蒸着手順にて作製された前記膜構成からなる多層
反射防止膜の反射防止特性を第２図に示す。前記特願昭
６３−０１６２０１の膜構成例Ａ，ＢおよびＣの反射防
止特性をそれぞれ第３図、第４図および第６図に示す。

本実施例と前記出願の発明の膜構成に於いては基材の屈
折率がわずかに違うが、多層反射防止膜の吸収量と電気
的特性を決めるＩＴＯ膜の機械的膜厚が本実施例ではｄ
＝４９ｎ＋ａ、前記発明の膜構成例Ｂではｄ　＝　４７
ｎｍとほとんど同じなので、反射防止特性のみで反射防
止効果を比較できる。第２図と第４図の反射防止特性を
比べれば明らかで、本実施例の膜構成に於いて反射防止
帯域が広域化しており、波長４００〜７００ｎｍで反射
率が約０．５％以下と優れた反射防止効果を示している
。

尚、前記発明の膜構成例Ａに於いてはＩＴＯ膜の機械的
膜厚がｄ　＝　１００ｎｍと本実施例より厚い為電導性
は若干良くなる、例えば面抵抗でみると、本実施例では
６０Ω／ｓｑなのに対し２０Ω／ｓｑと低くなっている
ものの、吸収量は波長４００ｎｍだと本実施例の２．０
％に対し２．７５％と増えてしまい、透過率は本実施例
９７．１５％に対し９４．９５％で、光学的機能を重視
する光学部品への適応としては、本実施例がより優れて
いることがわかる。

実施例２ 実施例１の如く真空蒸着により第１図の如き膜構成を蒸
着する。ただし、実施例２に於いては基材に屈折率１．
７５の光学レンズを用い、各層の光学的膜厚ｎ。ｄＸを
設計主波長λ。＝５７２ｎｍに対し、ｎ，ｄ，＝　０．
０４λｏ　，　ｎ２ｄ２＝０．３０λ。、ｎ３ｄ３＝ｏ
．１６λｏ　，　ｎ４ｄ４＝０．０７λ。、ｎＢｄ５＝
０．１２λＯ　、ｎ６’ｌＢ”０．２５λ。とする。

実施例２において作製した導電性多層反射防止膜の反射
防止特性を第５図に示す。実施例２に用いた基材の屈折
率は前記膜構成例Ｃで示した屈折率１．７と近く、更に
、ＩＴＯ膜の機械的膜厚が等しいので、反射防止膜によ
る吸収量と導電性が等しくなる為、反射防止特性にて比
較しやすい。

第５図と第６図で、反射率は、どちらも０．５％近傍で
あるが、その特性を見ると実施例２の第５図では波長４
５０ｎｍと６４０ｎｍに於いて反射率がほぼ０％になっ
ており、実際の光学撮影系に於いて色特性がより好まし
くなる反射防止効果を有している。

実施例３ 実施例１の如く真空蒸着により第１図の如き膜構成を蒸
着する。ただし実施例３に於いては基材に屈折率１．６
４の光学レンズを用い，各層の光学的膜厚ｎ，ｄｘを設
計主波長λ。＝　５６４ｎａ＋に対し、ｎ，ｄ，＝０．
ｆｌλｏ　　，　　ｎ２ｄ２＝ｏ．２２λ。，　　ｎ，
ｄ３：＝　０．１６λＯ　−　ｎ４（Ｌ＝０．０６７λ
。、ｎｓｄｓ＝０．１２λＯ　＊　ｎａｄａ＝　０．２
５λ。とする。

実施例３に於いて作製した導電性多層反射防止膜を第７
図示す。

実施例３に於いては、実施例１と２で用いた基材の屈折
率に対し中間の屈折率を有する光学部品上にも同等の反
射防止特性と同等の導電性を同じ層構成にて容易に作製
出来ることを示している。

更に、通常の導電性を有しない訓電体膜のみで構成され
た多層反射防止膜にその光学的機能を損なわずして充分
な導電性を付与出来た為、従来通り電気的作用を持たせ
ることが出来る。

本実施例３の層構成を有する導電性多層反射防止膜を本
実施例３に適応する屈折率を有する直径１６８ｍｍの光
学レンズの片面に蒸着し、光学部品かう３層目のＮＴｏ
ｌｌｉに安定化電源より電流を０．４Ａ供給すると、膜
の表面温度が約３５℃に加熱され、２５℃の温度雰囲気
で湿度が過飽和状態になっても該光学レンズに曇りは発
生せず、満足な広帯域反射防止機能を維持した。

〔発明の効果〕

本発明により、 ｌ．低吸収量且つ低抵抗で反射防止帯域の広い導電性多
層反射防止膜が得られる、２．色特性の良好な反射防止
特性を有する導電性多層反射防止膜が得られる、 ３．同じ層構成で屈折率の違う各種光学部品に光学的、
電気的に同特性を有する導電性多層反射防止膜を設ける
ことが可能である、 ４．各種光学部品に設けられていた防曇膜の利用範囲が
広がる、 という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した６層からなる多層反射防止膜
を光学部品上に蒸着した一部の拡大断面図、 第２図は屈折率１．４９を有する光学レンズに本発明を
実施した導電性反射防止膜の反射防止特性図、 第３、第４、第６図は本発明との比較される特願昭６３
−０１６２０１による反射防止膜の特性図、第５図は屈
折率１．７５を有する光学レンズに本発明を実施した導
電性反射防止膜の反射防止特性図， ？７図は屈折率１．６４を有する光学レンズに本発明を
実施した導電性反射防止膜の反射防止特性図である。 １：光学部品　　　　　２：蒸着用ガラス膜３　：　Ａ
ｌ２０３膜　　　　４：ＩＴＯ膜５：＾１２０３膜　　
　　　６：ＺｒＯ■膜７　　：　　ＭｇＦＪ 特許出願人　　キヤノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光学部品の表面上に設けられた透明導電膜を少なく
   とも一層含む６層からなる多層反射防止膜において、各
   層を構成する主物質と光学的膜厚：ｎ＿ｘｄ＿ｘ（ｎ：
   屈折率、ｄ：機械的膜厚、ｘ：層番号）が設計主波長：
   λ＿０（５３０ｎｍ≦λ＿０≦６００ｎｍ）に対して、
   前記光学部品の表面から大気の如き媒質に向って第１層
   が二酸化ケイ素（ＳｉＯ＿２）からなり０．０２λ＿０
   ≦ｎ＿１ｄ＿１≦０．２４λ＿０の膜厚を有し、第２層
   が酸化アルミニウム（Ａｌ＿２Ｏ＿３）からなり０．１
   ６λ＿０≦ｎ＿２ｄ＿２≦０．３２λ＿０の膜厚を有し
   、第３層が透明且つ導電性を持つ酸化インジウム・スズ
   （Ｉｎ＿２Ｏ＿３：ＳｎＯ＿２）からなり０．１４λ＿
   ０≦ｎ＿３ｄ＿３≦０．１８λ＿０の膜厚を有し、第４
   層が酸化アルミニウム（Ａｌ＿２Ｏ＿３）からなり０．
   ０４λ＿０≦ｎ＿４ｄ＿４≦０．０９λ＿０の膜厚を有
   し、第５層が酸化ジルコニウム（ＺｒＯ＿２）からなり
   ０．０９λ＿０≦ｎ＿５ｄ＿５≦０．１４λ＿０の膜厚
   を有し、第６層がフッ化マグネシウム（ＭｇＦ＿２）か
   らなり０．２３λ＿０≦ｎ＿６ｄ＿５≦０．２７λ＿０
   の膜厚を有する層構成をもつことを特徴とする導電性多
   層反射防止膜。