JPH0291603A - 光学多層膜 - 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、薄膜による光の干渉を利用する光学多層膜に
関する。

［従来の技術１ 従来、反射したい光の中心波長がλ０のとき、ガラス基
板上に高屈折率物質よりなりλｏ／４の光学膜厚をもつ
高屈折薄膜及び低屈折率物質よりなりλｏ／４の光学膜
厚をｂつ低屈折簿膜がこの順序ｒ交互に奇数回積層され
た光学多層膜が知られている。ここに、光学膜厚とはく
簿膜の屈折率；ｎ）×（薄膜の膜厚：ｄ）をいう。この
光学多層膜のうち、反射したい光を赤外Ｆｉｔ（波長＝
７８０〜１００００００　［ｎｍｌ　）（１）特定波ｆ
％、！：Ｌ、１ｌｉｌ造したものは熱線反射膜と呼ばれ
ている。

ところで、上記熱線反射膜を自動車の窓ガラス等に使用
する場合、可視光線（波長：３８０〜７８０　［ｎｍｌ
　）をより透過させるため可視光線の反射を低減させる
必要がある。この目的の下、透過させたい可視光線の波
長がλ１のとき、上記熱線反射膜の最上層に低屈折率物
質よりなりλＩ／４の光学膜厚をもつ最上低屈折薄膜が
積層された光学多層膜が開発されつつあるく例えば、待
聞昭６３−２７６２４５号公報）。

［発明が解決しようとづる課題］ ところが、上記最」こ低屈折薄膜が積層された従来の光
学多層膜は、第５図に拡大模式断面図を示すように、最
−ト低屈折簿膜１００の表面に数［ｎｍ］程度の凹凸を
有し、表面の平滑麿が十分ではない。従って、この表面
に指紋等の油汚れが付着した場合には、油汚れが四部へ
入り込んでしまい、容易に油汚れを除去することができ
ない。

本発明は、上記従来の不具合に着目してなされたもので
あり、反射したい光を有効に反射しつつ透過させたい光
を１１効に透過させるとともに、付着する指紋等の油汚
れを容易に除去できる光学多層膜の提供を技術課題とづ
るものである。

［課題を解決でるための手段］ 本発明の光学多層膜は、反射しｌこい光の中心波長が２
０．透過さＶたい光の中心波長がλ１のとき、 透明基板上に高屈折率物質よりなりλｏ／４の光学膜厚
をもつ高屈折薄膜及び低屈折率物質よりなりλｏ／４の
光学膜厚をもつ低屈折薄膜がこの順序で交Ｕに奇数回積
層され、最上層に低屈折率物質よりなりλ嘗／４の光学
膜厚をもつ最ト低屈折ＳＳが積層された光学多層膜であ
って、前記最上低屈折薄膜の少なくとも一部がシリコン
皮膜で構成されていることを特徴とするものである。

透明基板としては、透明ガラスや透明プラスチックが用
いられる。

高屈折率物質としては二酸化チタン（ＴｉＯｚ）、酸化
ジルコニウム（ＺｒＯ２）等が用いられる。

低屈折率物質としては二酸化珪素（ＳｉＯｚ）、弗化マ
グネシウム（ＭｇＦｚ）等が用いられる。

高屈折簿膜、低屈折薄膜及び最上低屈折薄膜は、スパッ
タリング法、蒸着法、イオンブレーティング払等のＰＶ
Ｄ成膜法や光学気相成長法、プラズマＣＶＤ法等のＣＶ
Ｄ法により成膜することができる。高屈折薄膜及び低屈
折薄膜はｎｄ−λ０／４の関係式より求める膜厚に、最
上低屈折薄膜はｎｄ−λＩ／４の関係式より求めるＩＪ
厚を越えない膜厚に成膜される。

シリコーン皮膜の原料としては、成膜侵の屈折率が低い
ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーン
オイル等を用いることができる。

シリコーン皮膜の原料をヘキサン等の低沸点溶剤で希釈
して用いてらよい。

シリ：】−ン皮膜は、シリコーン皮膜と前記最上低屈折
薄膜との合計の光学膜厚がλ書／４であれば、最上低屈
折薄膜の上面の一部として形成してもよいし、最上低屈
折Ｒ膜全体をシリ」−ン皮膜としてもよい。最上低屈折
薄膜の上面の一部としてシリコ−ン皮膜を形成する場合
には、シリコン皮膜の屈折率が最１低屈折Ｒ１膜の屈折
率とほぼ等しい（±０．０２の範囲内）ことを要する。

例えば、最上低屈折薄膜に３　ｉ　０２を用いた場合に
はシリコン皮膜の屈折率が１．４３〜１．４７であれば
よい。このシリコーン皮膜は、塗布、焼き付けにより成
１１（１することができる。なお、シリ」−ン皮膜は、
最上低屈折薄膜の表面の凹凸を埋める程度に成膜するこ
ともできる。

［作用］ 本発明の光学多層膜では、最上低屈折簿膜の上面の一部
として形成されたシリコーン皮膜が最上低屈折薄膜の屈
折率とほぼ等しい屈折率を有するため、最上低屈折簿膜
との境界で屈折率のちがいから生じる反射を生じない。

シリコーン皮膜が最上低屈折薄膜全体とされた場合には
、シリコーン皮膜の屈折率が低いため、シリコーン皮膜
自身が光線透過の作用を行う。従って、反射したい光を
有効に反射させたり、透過させたい光を有夕１に透過さ
せるという効果に支障がない。

また、本発明の光学多層膜では、最上低屈折薄膜の少な
くとも一部を構成するシリコーン皮膜の表面が平滑で、
かつ撥水性を有するため、表面を指等で触れた場合に付
着でる指紋等の油汚れが四部に入り込むことなく、Ｊ３
らやすい。

なお、シリコーン皮膜は、最上低屈折薄膜を形成する低
屈折率物質より１Ｉｉ４摩耗性や硬度等の力学的性能に
劣ることが知られているが、シリコーン被膜を最上低屈
折薄膜の表面の凹凸を埋める程度に構成した光学多層膜
では、低屈折率物質の力学的性能を損なうことな（維持
することができる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した実施例を説明する。

（第一実施例） 本実施例では、反射したい光（赤外線）の段８ｆ波長：
λｏ−１０５０［ｎｍ］、透過させたい光（可視光線）
の設計波長：λ＋−５２５［ｎｍ］どして熱線反射膜を
製造した。

この熱線反ＩＩ膜は、第１図に拡大部分断面図を示すよ
うに、ガラス基板１の表面から順に、高屈折率物質から
なる第一高屈折薄膜２１、低屈折率物質からなる第−低
屈折薄膜３１、高屈折率物質からなる第二高屈折薄膜２
２、低屈折率物質からなる最上低屈折薄膜３２及びシリ
コーン皮膜４が積層されて構成されている。

第一高屈折薄膜２１及び第二高屈折薄膜２２は、ともに
イオンブレーティング法により、以下に示１゛成膜条件
で成膜した。

高屈折率物質・・・Ｔｉ０ｚ （屈折率：　ｎｓ−２，５０） 膜厚ｄ＋　　　−（１／ｎＨ）Ｘ　（λ０／４）＝１０
５［ｎｒｎ］ Ｒ′Ａ分圧　　−４，０Ｘ１０−２　［Ｐａ］＾周波電
力　・・・３００　［Ｗ］ 直流電圧　　・・・５００　［Ｖ］ 成膜速度　　・・・０．２［ｎｍ／秒］第一低屈折薄膜
３１もイオンブレーティング法により以下に示す成膜条
件で成膜した。なお、他の成膜条ｆ１は第一高屈折薄膜
２１及び第一高屈折薄膜２１２２と同じである。

低屈折率物質・・・５ｉ０２ （屈折率：ｎｗ＝１．４５） 膜厚ｄＬ　　　−（１／ｎＬ）Ｘ　（λ０／４）−１８
０［ｎｍ］ 最上低屈折薄膜３２もイオンブレーティング法により第
一低屈折＠膜３１と同様の成膜条件で成膜した。ただし
、膜厚ｄＬ″ｒは、（１／ｎＬ）ｘ（λ＋　／　４　）
　＝　９０　［ｎ　１７１　］のうち、後ｉｊｉ　−ｔ
　ルシリコーン皮膜４を成膜するため、８０［ｎｍｌと
した。

シリコーン皮Ｐｉ！４は、低沸点溶剤へキリンで約１％
に希釈し、たジメチルシリコーンオイルを最上低屈折＠
躾３２上にロールコータを用いて塗布し、６０〜７０℃
で０．５時間乾燥後、３００℃の温度で０．５［１５間
焼き付けることにより成膜した。

このシリコーン皮膜４の膜厚ｄＳ　は、ｄＬＴ＋−ｄ！
１＝９０［ｎｍ］とするため、１０［ｎｍ］とした。

成膜されたシリコーン皮膜の屈折率：ｎδ　は１゜４５
であり、最上低屈折薄ＢＩＡ３２の屈折率：ｎＬとＩＦ
ｊｌじであった。従って、シリコーン皮膜４と最上低屈
折薄膜３２との境界で屈１バ率の違いから生ずる反射を
生じなかった。なお、最上低屈折薄膜３２とシリコーン
皮膜４の様子をより拡大して第２図に示す。

こうして、本実施例の熱線反射膜を得た。この熱線反射
膜は、赤外線を有効に反射しつつ可視光線を有効に透過
させる従来の性能を損なうことがなかった。そして、シ
リコーン皮膜４の表面が極めて平滑で出水性を有するた
め、付着した指紋等の油汚れを容易にふき取ることがで
きるという特有の効果を有していた。

（第二実施例） 本実施例の熱線反射膜は、第一実施例と同一の設計波長
の下、第三図に拡大部分断面図を示すように、ガラス基
板５の表面から順に、高屈折率物質からなる第一高屈折
薄膜６１、低屈折率物質からなる第一低屈折薄膜７１、
高屈折率物質からなる第二高屈折薄膜６２及びシリコー
ン皮膜８が積層されて構成されている。

第一高屈折薄膜６１、第一低屈折薄膜７１及び第二高屈
折簿膜６２は、第一実施例と同一の成膜条件で成膜した
。

シリコーン皮膜８は、第二高屈折簿膜６２の上面に直接
、つまり、最上低屈折薄膜仝休をシリコーン皮膜８とし
て、第一実施例と同一の成膜条件で９０［ｎｍｌ成膜し
た。

この場合にはシリコーン皮膜８の屈折率：ｎｓが１，４
５と低く、第−低屈折薄膜７１の屈折率：ｎＬと同じで
あるため、シリコーン皮膜８自身が可視光線の反射率を
低減させる作用を行う。

この熱線反射ｖＡｂ第一実施例の熱線反射膜と同の効果
を１９にとができた。

（第三実施例） 本実施例の熱線反射膜は、第一実施例にお番プる熱線反
ｏ４膜と基本的に同一であり、最上層のみ異なる。つま
り、この熱線反射膜は、最上低屈折簿ｌＵ３５の膜厚を
９０　［ｎｍｌとし、この最上低屈折薄膜３５の表面の
凹凸を埋める桿度にシリコーン皮ｎ＠　９が成膜されて
構成されている。この熱線反射膜は、低沸点溶剤へキリ
ンで約１％に希釈したジメヂルシリコーンオイルを９０
［ｎｍｌの膜厚をもつ最上低屈折薄膜３５の上面にロー
ルコータを用いて塗布した後、へキサンあるいは希塩酸
を用いて１分ふき取り、６０〜７０℃で０，５時間乾燥
し、３００℃で０．５時間、焼き付けることにより１ｑ
られた。１りられた熱線反射膜の最上低屈折薄膜３５と
シリコーン皮膜９の様子を拡大して第４図に示す。

この熱線反射膜は、第一実施例の熱線反射膜と同様の作
用により、赤外線反射、可視光線透過及び油汚れ除去の
容易という効果を有するとともに、耐摩耗性と硬度の点
において優れるという効果を有していた。

このように、実施例の設計波長では、０くｄｓ≦９０［
ｎｍｌの範囲であれば、本発明の効果を１ｑることがで
きる。

なお、実施例ではλｏ　−１０５０［ｎｍｌ　、λ＝５
２５　［ｎｍｌで設計波長を設定したため、丁度、（赤
外線の波長）Ｘ１／２＝　（可視光線の波長）となり、
最上低屈折薄膜及びシリコーン皮膜の合計の光学膜厚が
２＋／４＝λｏ／８となっている。

［発明の効果］ 本発明の光学多層膜では、最上低屈折簿膜の少なくとも
一部をシリコーン皮膜で構成したため、反射したい光を
有効に反射しつつ透過させたい光を有効に透過させると
ともに、付着する指紋等の油汚れを掻めて容易に除去す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の実施例に係り、第１図は第一実施
例における熱線反射膜を示ず拡大部分断面図、第２図は
第１図をより拡大して示す拡大部分断面図、第３図は第
二実施例における熱線反射膜を示す部分断面図、第４図
は第三実施例における熱線反射膜の一部を拡大して示す
拡大部分断面図である。第５図は従来の熱線反射膜の一
部を拡大して示す拡大部分断面図である。 １．５・・・ガラス基板 ２１．２２．６１．６２・・・高屈折薄膜３１．７１・
・・低屈折薄膜 ３２．３５・・・最−ト低屈折薄膜 ４．８．９・・・シリコーン皮膜 第１図 第２図 第３図 第４図 特許出願人　　トヨタ自初巾株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）反射したい光の波長がλ＿０、透過させたい光の
   波長がλ＿１のとき、 透明基板上に高屈折率物質よりなりλ＿０／４の光学膜
   厚をもつ高屈折薄膜及び低屈折率物質よりなりλ＿０／
   ４の光学膜厚をもつ低屈折薄膜がこの順序で交互に奇数
   回積層され、最上層に低屈折率物質よりなりλ＿１／４
   の光学膜厚をもつ最上低屈折薄膜が積層された光学多層
   膜であつて、 前記最上低屈折薄膜の少なくとも一部がシリコーン皮膜
   で構成されていることを特徴とする光学多層膜。