JPH0643304A - 反射防止膜及び反射防止膜付き光学部品 - Google Patents
反射防止膜及び反射防止膜付き光学部品Info
- Publication number
- JPH0643304A JPH0643304A JP4198815A JP19881592A JPH0643304A JP H0643304 A JPH0643304 A JP H0643304A JP 4198815 A JP4198815 A JP 4198815A JP 19881592 A JP19881592 A JP 19881592A JP H0643304 A JPH0643304 A JP H0643304A
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- Japan
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- film
- mgsiof
- antireflection film
- mgf
- sputtering
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- Pending
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-
- 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
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
- G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
- G02B1/115—Multilayers
Abstract
(57)【要約】
【目的】 膜層数が少なくても、広帯域の反射防止特性
を有する反射防止膜及びこれを設けた光学部品を提供す
ることを目的とする。 【構成】 Ｍｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合物で
構成された膜とＺｉ，Ｓｉ及びＯからなる無機化合物で
構成された膜の少なくとも２個からなる反射防止膜。Ｍ
ｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合物で構成された膜
において、各元素の原子比の範囲が、 Ｆ／Ｍｇ＝（１．３／１）〜（３．２／１） Ｏ／Ｍｇ＝（０．４／１）〜（１．４／１） Ｓｉ／Ｍｇ＝（０．１／１）〜（０．６／１） である。
を有する反射防止膜及びこれを設けた光学部品を提供す
ることを目的とする。 【構成】 Ｍｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合物で
構成された膜とＺｉ，Ｓｉ及びＯからなる無機化合物で
構成された膜の少なくとも２個からなる反射防止膜。Ｍ
ｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合物で構成された膜
において、各元素の原子比の範囲が、 Ｆ／Ｍｇ＝（１．３／１）〜（３．２／１） Ｏ／Ｍｇ＝（０．４／１）〜（１．４／１） Ｓｉ／Ｍｇ＝（０．１／１）〜（０．６／１） である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、眼鏡レンズ、カメラ、
光通信、光情報処理、双眼鏡、ビデオスチールカメラ、
光磁気記録ディスク、テレビ等に用いられる光学部品の
反射防止膜に関する。
光通信、光情報処理、双眼鏡、ビデオスチールカメラ、
光磁気記録ディスク、テレビ等に用いられる光学部品の
反射防止膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学部品の反射防止膜としては、
屈折率が低く、可視域での吸収が少ないＭｇＦ2 膜が汎
用されている。このＭｇＦ2 膜は、ガラスから成る光学
部品の反射防止膜として真空蒸着法により実用化され、
今日までに至っている。しかし、真空蒸着法によりＭｇ
Ｆ2 膜を形成する場合、蒸着時及び蒸着後に高温（２０
０〜４００℃）で加熱しなければ、光学的及び機械的性
能を十分に満足させることはできない。従って、光学精
密部品を加工する場合、熱変形等の理由から、ＭｇＦ2
膜を形成することは非常に困難である。このため、現在
のところＭｇＦ2膜は、光学精密部品及びプラスチック
光学部品等には十分な性能を持つものは実用化されてい
ないのが実情である。また、ＭｇＦ2 の単層反射防止膜
では分光反射特性上の反射率を更に低くすることが非常
に困難であることから、３層以上の多層膜構成が一般的
に用いられている。
屈折率が低く、可視域での吸収が少ないＭｇＦ2 膜が汎
用されている。このＭｇＦ2 膜は、ガラスから成る光学
部品の反射防止膜として真空蒸着法により実用化され、
今日までに至っている。しかし、真空蒸着法によりＭｇ
Ｆ2 膜を形成する場合、蒸着時及び蒸着後に高温（２０
０〜４００℃）で加熱しなければ、光学的及び機械的性
能を十分に満足させることはできない。従って、光学精
密部品を加工する場合、熱変形等の理由から、ＭｇＦ2
膜を形成することは非常に困難である。このため、現在
のところＭｇＦ2膜は、光学精密部品及びプラスチック
光学部品等には十分な性能を持つものは実用化されてい
ないのが実情である。また、ＭｇＦ2 の単層反射防止膜
では分光反射特性上の反射率を更に低くすることが非常
に困難であることから、３層以上の多層膜構成が一般的
に用いられている。
【０００３】また、他にもＺｒとＳｉの複合酸化物など
を主成分とする反射防止膜、あるいは反射防止膜付レン
ズが提案されている（特開平３−１７３６３８号、特開
平３−１６２９４３号）。
を主成分とする反射防止膜、あるいは反射防止膜付レン
ズが提案されている（特開平３−１７３６３８号、特開
平３−１６２９４３号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、分光反射特性上の反射率を低くするためには、３層
以上の多層反射防止膜を形成する必要があるため、スパ
ッタリング法等で作成する場合、生産性の点から製造コ
ストが高くなるという問題が生じていた。
ば、分光反射特性上の反射率を低くするためには、３層
以上の多層反射防止膜を形成する必要があるため、スパ
ッタリング法等で作成する場合、生産性の点から製造コ
ストが高くなるという問題が生じていた。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、膜層数が少なく、広帯域の反射防止特性を持つ
優れた反射防止膜を提供することを目的とする。
あって、膜層数が少なく、広帯域の反射防止特性を持つ
優れた反射防止膜を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、先に、蒸着
法によるＭｇＦ2 膜と同等以上の光学特性及び機械特性
を有し、高温処理が不要で、プラスチックレンズ等にも
支障なく用いることのできる光学部品用薄膜として、Ｍ
ｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合物で構成された薄
膜を提案している（特願平２−４１４５２３号）。
法によるＭｇＦ2 膜と同等以上の光学特性及び機械特性
を有し、高温処理が不要で、プラスチックレンズ等にも
支障なく用いることのできる光学部品用薄膜として、Ｍ
ｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合物で構成された薄
膜を提案している（特願平２−４１４５２３号）。
【０００７】本発明者がさらに研究を重ねた結果、上記
Ｍｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合物で構成された
薄膜に、Ｚｒ，Ｓｉ及びＯからなる無機化合物で構成さ
れた膜を組み合わせることによって、２層であっても、
従来の３層以上の多層反射防止膜と同等の広範囲にわた
って低反射率特性を有する反射防止膜が得られることを
見出し、本発明に到達したものである。
Ｍｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合物で構成された
薄膜に、Ｚｒ，Ｓｉ及びＯからなる無機化合物で構成さ
れた膜を組み合わせることによって、２層であっても、
従来の３層以上の多層反射防止膜と同等の広範囲にわた
って低反射率特性を有する反射防止膜が得られることを
見出し、本発明に到達したものである。
【０００８】すなわち、本発明は、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｏ及び
Ｆからなる無機化合物で構成された膜とＺｉ，Ｓｉ及び
Ｏからなる無機化合物で構成された膜の少なくとも２層
からなる反射防止膜、並びに透明な光学部品の表面側に
Ｚｉ，Ｓｉ及びＯからなる無機化合物で構成された膜を
形成し、空気側最外層にＭｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる
無機化合物で構成された膜を形成してなる光学部品に関
する。
Ｆからなる無機化合物で構成された膜とＺｉ，Ｓｉ及び
Ｏからなる無機化合物で構成された膜の少なくとも２層
からなる反射防止膜、並びに透明な光学部品の表面側に
Ｚｉ，Ｓｉ及びＯからなる無機化合物で構成された膜を
形成し、空気側最外層にＭｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる
無機化合物で構成された膜を形成してなる光学部品に関
する。
【０００９】上記のＭｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機
化合物で構成された膜の光学特性の経時的安定性を向上
させるためには、無機化合物中のＳｉ濃度を３〜２０ｗ
ｔ％とすることが望ましい。各元素の原子比の範囲は、 Ｆ／Ｍｇ＝（１．３／１）〜（３．２／１） Ｏ／Ｍｇ＝（０．４／１）〜（１．４／１） Ｓｉ／Ｍｇ＝（０．１／１）〜（０．６／１） であることが望ましい。
化合物で構成された膜の光学特性の経時的安定性を向上
させるためには、無機化合物中のＳｉ濃度を３〜２０ｗ
ｔ％とすることが望ましい。各元素の原子比の範囲は、 Ｆ／Ｍｇ＝（１．３／１）〜（３．２／１） Ｏ／Ｍｇ＝（０．４／１）〜（１．４／１） Ｓｉ／Ｍｇ＝（０．１／１）〜（０．６／１） であることが望ましい。
【００１０】また、上記のＺｒ，Ｓｉ及びＯからなる無
機化合物で構成された膜において、各元素の原子比の範
囲は、 Ｓｉ／Ｚｒ＝（０．５／１）〜（１５／１） Ｏ／Ｚｒ＝（１．６／１）〜（３１．６／１） であることが望ましい。
機化合物で構成された膜において、各元素の原子比の範
囲は、 Ｓｉ／Ｚｒ＝（０．５／１）〜（１５／１） Ｏ／Ｚｒ＝（１．６／１）〜（３１．６／１） であることが望ましい。
【００１１】ＺｒＳｉＯの原子比については、Ｓｉの含
有量を５〜１５ｗｔ％とすることにより、作成された薄
膜の屈折率が約１．８０〜２．００に変化することが実
験で確認された。これらのＳｉ含有量とＺｒＳｉＯ膜の
屈折率の変化を表したものを図１５に示す。また、この
薄膜については、既に公知の文献“ＭｉｃｈａｅｌＡ．
Ｒｕｓｓａｋ ａｎｄ Ｃｈｒｉｓｔｐｈｅｒ Ｖ．Ｊ
ａｈｎｅｓ，ｊｏｕｒｎａｌ．Ｖａｃｕｕｍ．Ｓｃｉｅ
ｎｔｉｃ．Ｔｅｃｎｏｌｏｇｙ．Ａ７（３）、Ｍａｙ／
Ｊｕｎ１９８９”でＳｉＯ2 が１０ａｔ．％含まれるこ
とにより、アモルファス構造を呈することを述べてお
り、純ジルコニア薄膜よりも熱的及び機械的特性が優れ
ていることを言っている。これらの理由により、光学的
に安定な高屈折率、特に、ここでは１．８８〜１．９６
ぐらいが生産的に簡単に制御できることが予想できる。
つまり、薄膜がアモルファス状構造のため、結晶構造か
ら考えて安定していることは薄膜に携わるものであれば
推測できるものである。また、現在、光学薄膜としてよ
く使われる物質（材料）を検討した場合、非常にこの範
囲の屈折率（１．８８〜１．９６）で使う場合、屈折率
がバラツキ、薄膜の制御性を考えた場合、非常に扱いず
らい物質（この範囲の屈折率では）である。以上によ
り、この薄膜を選定することにより、これらの問題が解
決できるため、本発明の多層膜の一部として使用した理
由である。
有量を５〜１５ｗｔ％とすることにより、作成された薄
膜の屈折率が約１．８０〜２．００に変化することが実
験で確認された。これらのＳｉ含有量とＺｒＳｉＯ膜の
屈折率の変化を表したものを図１５に示す。また、この
薄膜については、既に公知の文献“ＭｉｃｈａｅｌＡ．
Ｒｕｓｓａｋ ａｎｄ Ｃｈｒｉｓｔｐｈｅｒ Ｖ．Ｊ
ａｈｎｅｓ，ｊｏｕｒｎａｌ．Ｖａｃｕｕｍ．Ｓｃｉｅ
ｎｔｉｃ．Ｔｅｃｎｏｌｏｇｙ．Ａ７（３）、Ｍａｙ／
Ｊｕｎ１９８９”でＳｉＯ2 が１０ａｔ．％含まれるこ
とにより、アモルファス構造を呈することを述べてお
り、純ジルコニア薄膜よりも熱的及び機械的特性が優れ
ていることを言っている。これらの理由により、光学的
に安定な高屈折率、特に、ここでは１．８８〜１．９６
ぐらいが生産的に簡単に制御できることが予想できる。
つまり、薄膜がアモルファス状構造のため、結晶構造か
ら考えて安定していることは薄膜に携わるものであれば
推測できるものである。また、現在、光学薄膜としてよ
く使われる物質（材料）を検討した場合、非常にこの範
囲の屈折率（１．８８〜１．９６）で使う場合、屈折率
がバラツキ、薄膜の制御性を考えた場合、非常に扱いず
らい物質（この範囲の屈折率では）である。以上によ
り、この薄膜を選定することにより、これらの問題が解
決できるため、本発明の多層膜の一部として使用した理
由である。
【００１２】上記各膜の形成は、各元素あるいは各元素
を含む化合物をプラズマ中で反応させる方法、具体的に
はスパッタリング等によって作成することができる。ス
パッタリングの条件は、求める光学的特性等に応じて適
宜設定されるものであるが、例えば、スパッタリングの
ターゲットとして、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機
化合物で構成された膜（以下、原子比にかかわらず「Ｍ
ｇＳｉＯＦ膜」と記載する）についてはＭｇＦ2 とＳｉ
を用いることができ、Ｚｒ，Ｓｉ及びＯからなる無機化
合物で構成された膜（以下、原子比にかかわらず「Ｚｒ
ＳｉＯ膜」と記載する）については、ＺｒＯ2 とＳｉと
を用いることができる。スパッタリングガスとしてＡｒ
とＯ2 を用いて、バックグランド圧力を１．１×１０-3
Ｐａ程度、スパッタリングガス圧６×１０-1Ｐａ程度と
すると良い。
を含む化合物をプラズマ中で反応させる方法、具体的に
はスパッタリング等によって作成することができる。ス
パッタリングの条件は、求める光学的特性等に応じて適
宜設定されるものであるが、例えば、スパッタリングの
ターゲットとして、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機
化合物で構成された膜（以下、原子比にかかわらず「Ｍ
ｇＳｉＯＦ膜」と記載する）についてはＭｇＦ2 とＳｉ
を用いることができ、Ｚｒ，Ｓｉ及びＯからなる無機化
合物で構成された膜（以下、原子比にかかわらず「Ｚｒ
ＳｉＯ膜」と記載する）については、ＺｒＯ2 とＳｉと
を用いることができる。スパッタリングガスとしてＡｒ
とＯ2 を用いて、バックグランド圧力を１．１×１０-3
Ｐａ程度、スパッタリングガス圧６×１０-1Ｐａ程度と
すると良い。
【００１３】本発明の反射防止膜は、眼鏡、カメラなど
のガラスレンズ、プラスチックレンズなどの透明な光学
部品を基体として、その基体の表面側にＺｒＳｉＯ膜を
形成し、その上に空気側最外層としてＭｇＳｉＯＦ膜を
形成する。これら少なくとも２層の膜によって、広帯域
の反射防止膜が得られるが、２層以上形成することを妨
げない。また、基体は、予め有機系のハードコートを設
けておいてもよい。
のガラスレンズ、プラスチックレンズなどの透明な光学
部品を基体として、その基体の表面側にＺｒＳｉＯ膜を
形成し、その上に空気側最外層としてＭｇＳｉＯＦ膜を
形成する。これら少なくとも２層の膜によって、広帯域
の反射防止膜が得られるが、２層以上形成することを妨
げない。また、基体は、予め有機系のハードコートを設
けておいてもよい。
【００１４】
【作用】本発明において、ＭｇＳｉＯＦ膜の屈折率が低
くなる理由としては、薄膜を構成する無機化合物の分子
屈折の変化が考えられる。
くなる理由としては、薄膜を構成する無機化合物の分子
屈折の変化が考えられる。
【００１５】つまり、Ｓｉ4+の陽イオンは一定のイオン
屈折をもっているが、Ｏ2-のイオン屈折だけは、その結
合状態によって変化する。この意味はＳｉ4+はイオン半
径が小さいため、隣接するＯ2-を分極させる作用が大き
いということである。
屈折をもっているが、Ｏ2-のイオン屈折だけは、その結
合状態によって変化する。この意味はＳｉ4+はイオン半
径が小さいため、隣接するＯ2-を分極させる作用が大き
いということである。
【００１６】また、ＳｉとＦとのプラズマ中での反応を
考えると、化学式（１）のＳｉとラジカルＦ原子との間
に電荷移動相互作用による安定化（ラジカルＦ原子は電
気陰性度が大きいから、電子を受入れることによって安
定化する）が起こるため、化学式（２）の生成物が生ず
るものと考えられる。その結果、Ｓｉ−Ｓｉ結合がＦ原
子により分極されて曲げられ、Ｓｉ−Ｓｉ間距離が変化
する。これに伴って、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの結合角も変化
し、それによって分子屈折が変化するものと考えられ
る。
考えると、化学式（１）のＳｉとラジカルＦ原子との間
に電荷移動相互作用による安定化（ラジカルＦ原子は電
気陰性度が大きいから、電子を受入れることによって安
定化する）が起こるため、化学式（２）の生成物が生ず
るものと考えられる。その結果、Ｓｉ−Ｓｉ結合がＦ原
子により分極されて曲げられ、Ｓｉ−Ｓｉ間距離が変化
する。これに伴って、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの結合角も変化
し、それによって分子屈折が変化するものと考えられ
る。
【００１７】
【化１】
【００１８】
【化２】
【００１９】ここで実際にＳｉ−Ｓｉ間距離を求めてみ
た。Ｓｉ−Ｓｉ間距離を求める式は次のように表わされ
る。
た。Ｓｉ−Ｓｉ間距離を求める式は次のように表わされ
る。
【００２０】 ｄSi-Si ＝２ｒ0 ｓｉｎ（θ／２） …（１） ｒ0 ：Ｓｉ−Ｏ結合距離（１．６０Å） θ：Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合角 また、θは（２）式によって求められる。
【００２１】
【数１】
【００２２】ここで、ωｓを図１（後述）より１０６６
ｃｍ-1としてθを求めるとθ＝１３７．６°が求まる。
これを（１）式に代入してやるとｄSi-Si ＝２．９８が
求められる。
ｃｍ-1としてθを求めるとθ＝１３７．６°が求まる。
これを（１）式に代入してやるとｄSi-Si ＝２．９８が
求められる。
【００２３】以上から求められた値を、Ｓｉをターゲッ
トとし、ＡｒとＯ2 の混合ガスを用いてスパッタリング
でＳｉＯX 薄膜を形成した場合（ｄSi-Si ＝３．０４
Å、θ＝１４４°）と比較すると、Ｓｉ−Ｓｉ間距離は
短くなっていて、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合角も小さくなって
いる。
トとし、ＡｒとＯ2 の混合ガスを用いてスパッタリング
でＳｉＯX 薄膜を形成した場合（ｄSi-Si ＝３．０４
Å、θ＝１４４°）と比較すると、Ｓｉ−Ｓｉ間距離は
短くなっていて、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合角も小さくなって
いる。
【００２４】これらのことは、Ｆ原子による分極作用に
よるものと考えられる。また、上述のＳｉＯX 薄膜（タ
ーゲット：Ｓｉ、スパッタリングガス：（Ａｒ＋Ｏ2 ）
赤外吸収スペクトルから、波数１０６８ｃｍ-1における
ＳｉＯX のＸの値は１．７２と測定されている。ＳｉＯ
1.72の屈折率は約１．５であることから、本発明による
ＭｇＳｉＯＦ膜の屈折率が低くなっている原因としてＳ
ｉ−Ｆ結合によるＳｉ−Ｓｉ，Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合への
分極作用が関連性が深いものと考えられる。
よるものと考えられる。また、上述のＳｉＯX 薄膜（タ
ーゲット：Ｓｉ、スパッタリングガス：（Ａｒ＋Ｏ2 ）
赤外吸収スペクトルから、波数１０６８ｃｍ-1における
ＳｉＯX のＸの値は１．７２と測定されている。ＳｉＯ
1.72の屈折率は約１．５であることから、本発明による
ＭｇＳｉＯＦ膜の屈折率が低くなっている原因としてＳ
ｉ−Ｆ結合によるＳｉ−Ｓｉ，Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合への
分極作用が関連性が深いものと考えられる。
【００２５】以上説明してきたように本発明では、屈折
率を低くする方法として、分子屈折を変化させるため
（結合角を小さくする）、スパッタリング中の酸素イオ
ンによる分子容の変化を抑制でき、ＩＡＤ法による膜の
ように屈折率が高くならず（酸素イオンが取り込まれて
分子容が大きくなると屈折率が高くなる）、ＭｇＦ2 蒸
着膜と同等の屈折率を得ることができる。
率を低くする方法として、分子屈折を変化させるため
（結合角を小さくする）、スパッタリング中の酸素イオ
ンによる分子容の変化を抑制でき、ＩＡＤ法による膜の
ように屈折率が高くならず（酸素イオンが取り込まれて
分子容が大きくなると屈折率が高くなる）、ＭｇＦ2 蒸
着膜と同等の屈折率を得ることができる。
【００２６】次に、本発明のＭｇＳｉＯＦ膜の光学特性
の経時安定性について述べる。ＭｇＳｉＯＦ膜を反射防
止膜等として用いるにあたって、屈折率を低い一定の値
に保つ必要がある場合、薄膜中のＳｉ濃度を調整するこ
とで屈折率の経時変化を抑えることができる。
の経時安定性について述べる。ＭｇＳｉＯＦ膜を反射防
止膜等として用いるにあたって、屈折率を低い一定の値
に保つ必要がある場合、薄膜中のＳｉ濃度を調整するこ
とで屈折率の経時変化を抑えることができる。
【００２７】本発明者らの検討結果によれば（具体的な
データは実施例で説明）、薄膜中のＳｉ濃度が低い場
合、Ｓｉ濃度が高すぎる場合に比べてＳｉＯX の割合が
低下してＳｉ−Ｆ2 結合の割合が高くなる。具体的に
は、Ｓｉ濃度を３〜１０ｗｔ％程度とすることで、屈折
率の経時安定性が向上する。この理由は、Ｓｉ濃度が低
い場合、より結合エネルギーの高いＳｉ−Ｆの結合が促
進されることと推測される。
データは実施例で説明）、薄膜中のＳｉ濃度が低い場
合、Ｓｉ濃度が高すぎる場合に比べてＳｉＯX の割合が
低下してＳｉ−Ｆ2 結合の割合が高くなる。具体的に
は、Ｓｉ濃度を３〜１０ｗｔ％程度とすることで、屈折
率の経時安定性が向上する。この理由は、Ｓｉ濃度が低
い場合、より結合エネルギーの高いＳｉ−Ｆの結合が促
進されることと推測される。
【００２８】また、本発明者らの実験によれば、Ｓｉ濃
度が１０ｗｔ％を超える範囲であっても、ＭｇＳｉＯＦ
薄膜の屈折率が、Ｓｉの含有量に対して、１５ｗｔ％ま
ではゆるやかに増加し、１５ｗｔ％〜２０ｗｔ％までほ
とんど変化せずに推移していくことが確認された。これ
を図１３に示す。
度が１０ｗｔ％を超える範囲であっても、ＭｇＳｉＯＦ
薄膜の屈折率が、Ｓｉの含有量に対して、１５ｗｔ％ま
ではゆるやかに増加し、１５ｗｔ％〜２０ｗｔ％までほ
とんど変化せずに推移していくことが確認された。これ
を図１３に示す。
【００２９】さらに、本発明者らは、Ｓｉ濃度が５ｗｔ
％のＭｇＳｉＯＦ薄膜とＳｉ濃度が２０ｗｔ％のＭｇＳ
ｉＯＦ薄膜とについて、屈折率・経時変化を調べた。そ
の結果を図１４に示す。同図において、白丸印がＳｉ濃
度２０ｗｔ％を示し、黒丸印がＳｉ濃度５ｗｔ％を示
す。いずれも、経時変化が小さいことが分かる。
％のＭｇＳｉＯＦ薄膜とＳｉ濃度が２０ｗｔ％のＭｇＳ
ｉＯＦ薄膜とについて、屈折率・経時変化を調べた。そ
の結果を図１４に示す。同図において、白丸印がＳｉ濃
度２０ｗｔ％を示し、黒丸印がＳｉ濃度５ｗｔ％を示
す。いずれも、経時変化が小さいことが分かる。
【００３０】以上の実験結果から、Ｓｉ濃度５〜２０ｗ
ｔ％のＭｇＳｉＯＦ薄膜が反射防止膜を構成する膜とし
て用いることに適していることが判断できる。
ｔ％のＭｇＳｉＯＦ薄膜が反射防止膜を構成する膜とし
て用いることに適していることが判断できる。
【００３１】上記低屈折率を有するＭｇＳｉＯＦ膜を空
気側最外層としてその下地側すなわち基体である光学部
品の表面に接する側に、ＺｒＳｉＯ膜を設けることによ
り、２層膜構成の広帯域の反射防止膜を得ることができ
る。
気側最外層としてその下地側すなわち基体である光学部
品の表面に接する側に、ＺｒＳｉＯ膜を設けることによ
り、２層膜構成の広帯域の反射防止膜を得ることができ
る。
【００３２】
【実施例】本発明に係る反射防止膜の実施例を示すに先
立ち、ＭｇＳｉＯＦ膜についての性能を検討した実験例
を以下に示す。
立ち、ＭｇＳｉＯＦ膜についての性能を検討した実験例
を以下に示す。
【００３３】実験例 図１は、ＭｇＳｉＯＦ膜を形成するスパッタ装置（日電
アネルバ株式会社製ＳＰＦ−５３０Ｈ）の構成を示す概
略図である。
アネルバ株式会社製ＳＰＦ−５３０Ｈ）の構成を示す概
略図である。
【００３４】この装置では、ＭｇＦ2 ターゲット（６ｉ
ｎｃｈ）１上にＳｉウエハ（３ｉｎｃｈ）２を１枚設置
し、真空室３にアルゴン４及び酸素５を４０ＳＣＣＭと
２０ＳＣＣＭそれぞれ導入し真空室内の圧力を６×１０
-1Ｐａになるようバリアブルオリフィス６にてクライオ
ポンプ７の排気速度を調整した。またガス導入前のバッ
クグランドの圧力は、１．１×１０-3Ｐａとした。Ｍｇ
Ｆ2 ターゲット１にはパワー５００ＷのＲＦ（高周波）
をかけ、基板８にＭｇＳｉＯＦ膜を付着させた。スパッ
タリング中は基板８の加熱は行わなかった。
ｎｃｈ）１上にＳｉウエハ（３ｉｎｃｈ）２を１枚設置
し、真空室３にアルゴン４及び酸素５を４０ＳＣＣＭと
２０ＳＣＣＭそれぞれ導入し真空室内の圧力を６×１０
-1Ｐａになるようバリアブルオリフィス６にてクライオ
ポンプ７の排気速度を調整した。またガス導入前のバッ
クグランドの圧力は、１．１×１０-3Ｐａとした。Ｍｇ
Ｆ2 ターゲット１にはパワー５００ＷのＲＦ（高周波）
をかけ、基板８にＭｇＳｉＯＦ膜を付着させた。スパッ
タリング中は基板８の加熱は行わなかった。
【００３５】上記のようにして、得られたＭｇＳｉＯＦ
膜の屈折率はｎ＝１．４０〜１．４１、吸収係数はα＝
２〜３×１０5 （ｍ-1）（波長λ＝４００ｎｍ）であ
り、光学部品用薄膜として十分な光学特性を有するもの
であった。
膜の屈折率はｎ＝１．４０〜１．４１、吸収係数はα＝
２〜３×１０5 （ｍ-1）（波長λ＝４００ｎｍ）であ
り、光学部品用薄膜として十分な光学特性を有するもの
であった。
【００３６】図２は上記装置の応用例を示すスパッタ装
置の概略図である。本実施例では、ＭｇＦ2 ターゲット
１とＳｉテーゲット２を別々のホルダーに載置し、Ｍｇ
Ｆ2ターゲット１にはＲＦ電源を接続し、Ｓｉターゲッ
ト２にはＤＣ電源を接続した。図２のようなスパッタ装
置を用い、ＭｇＦ2 ターゲット１とＳｉターゲット２に
それぞれＲＦ，ＤＣ電圧を印加して、上記と同様の条件
でＭｇＳｉＯＦ膜を作成した。
置の概略図である。本実施例では、ＭｇＦ2 ターゲット
１とＳｉテーゲット２を別々のホルダーに載置し、Ｍｇ
Ｆ2ターゲット１にはＲＦ電源を接続し、Ｓｉターゲッ
ト２にはＤＣ電源を接続した。図２のようなスパッタ装
置を用い、ＭｇＦ2 ターゲット１とＳｉターゲット２に
それぞれＲＦ，ＤＣ電圧を印加して、上記と同様の条件
でＭｇＳｉＯＦ膜を作成した。
【００３７】このようにして得られたＭｇＳｉＯＦ膜の
屈折率はｎ＝１．４０〜１．４１、吸収係数はα＝２〜
３×１０5 （ｍ-1）（波長λ＝４００ｎｍ）であり、光
学部品用薄膜として十分な光学特性を有するものであっ
た。
屈折率はｎ＝１．４０〜１．４１、吸収係数はα＝２〜
３×１０5 （ｍ-1）（波長λ＝４００ｎｍ）であり、光
学部品用薄膜として十分な光学特性を有するものであっ
た。
【００３８】図１で説明した同様なスパッタ装置を用
い、ＭｇＦ2 とＳｉ（２０ｗｔ％）の混合物ターゲット
を設置して、スパッタリングガスとして、ＡｒとＯ2 と
を各々導入し背板基板にスパッタリング条件を変動させ
て薄膜を形成した。但し、基板とターゲット間距離は１
１６ｍｍと一定にした。その時のスパッタリング条件及
び得られた各薄膜の光学特性を表１に示す。
い、ＭｇＦ2 とＳｉ（２０ｗｔ％）の混合物ターゲット
を設置して、スパッタリングガスとして、ＡｒとＯ2 と
を各々導入し背板基板にスパッタリング条件を変動させ
て薄膜を形成した。但し、基板とターゲット間距離は１
１６ｍｍと一定にした。その時のスパッタリング条件及
び得られた各薄膜の光学特性を表１に示す。
【００３９】Ａｒ＋Ｏ2 の場合、Ｏ2 流量を４０ＳＣＣ
Ｍと一定にして、スパッタガス圧力変化させた場合、膜
の屈折率とスパッタガス圧力及びＲＦパワーの関係を図
３に示した。この時Ａｒガスの流量も同時に変化させた
が、Ａｒガスの流量による膜の屈折率への影響は小さか
ったが、Ａｒガス流量を４０ＳＣＣＭと一定にしてＯ2
流量を変化させた場合、Ｏ2 ／Ａｒの流量比が１／１６
の時、最も低い屈折率ｎ＝１．４０近くのものが得られ
た。
Ｍと一定にして、スパッタガス圧力変化させた場合、膜
の屈折率とスパッタガス圧力及びＲＦパワーの関係を図
３に示した。この時Ａｒガスの流量も同時に変化させた
が、Ａｒガスの流量による膜の屈折率への影響は小さか
ったが、Ａｒガス流量を４０ＳＣＣＭと一定にしてＯ2
流量を変化させた場合、Ｏ2 ／Ａｒの流量比が１／１６
の時、最も低い屈折率ｎ＝１．４０近くのものが得られ
た。
【００４０】
【表１】
【００４１】続いて、ＭｇＳｉＯＦ膜の赤外吸収スペク
トルの分析結果について説明する。図３に示されるよう
に、本発明のＭｇＳｉＯＦ膜について波数９２０ｃｍ-1
および８３２ｃｍ-1のＳｉ−Ｆ2 、及び８５０ｃｍ-1
Ｓｉ−Ｆの存在が確認され、本発明のＭｇＳｉＯＦ膜は
Ｓｉ−Ｆ2 、Ｓｉ−Ｆなる結合を有していることがわか
る。
トルの分析結果について説明する。図３に示されるよう
に、本発明のＭｇＳｉＯＦ膜について波数９２０ｃｍ-1
および８３２ｃｍ-1のＳｉ−Ｆ2 、及び８５０ｃｍ-1
Ｓｉ−Ｆの存在が確認され、本発明のＭｇＳｉＯＦ膜は
Ｓｉ−Ｆ2 、Ｓｉ−Ｆなる結合を有していることがわか
る。
【００４２】図３の赤外線吸収スペクトルの結果から、
ＭｇＳｉＯＦ膜は結合エネルギーの高いＳｉ−Ｆの結合
が生じていることは明確であり、これからもＭｇＳｉＯ
Ｆ膜が化合物膜であることが明らかである。
ＭｇＳｉＯＦ膜は結合エネルギーの高いＳｉ−Ｆの結合
が生じていることは明確であり、これからもＭｇＳｉＯ
Ｆ膜が化合物膜であることが明らかである。
【００４３】ＭｇＳｉＯＦ膜の機械的性能を検討した結
果を以下に示す。試料としては、基板は全て青板ガラス
を用い、基板を２７０℃にして蒸着法でＭｇＦ2 膜を形
成したもの、常温でＭｇＦ2 蒸着膜を形成したもの、ス
パッタリングにより本発明のＭｇＳｉＯＦ膜を形成した
ものを用意した。密着性については、４〜５ｋｇ／ｃｍ
2 でのセロハンテープテストによる引き剥がしテストを
行ない、耐溶剤性については、薄膜表面をシンボル紙に
アセトンをしみこませて十数回強く拭いた。また、耐擦
傷性については、＃００００のスチールウールを使って
荷重８００ｇをかけ、往復５０回／３０秒こすることを
行なった。これらの試験の結果は表２のようになった。
果を以下に示す。試料としては、基板は全て青板ガラス
を用い、基板を２７０℃にして蒸着法でＭｇＦ2 膜を形
成したもの、常温でＭｇＦ2 蒸着膜を形成したもの、ス
パッタリングにより本発明のＭｇＳｉＯＦ膜を形成した
ものを用意した。密着性については、４〜５ｋｇ／ｃｍ
2 でのセロハンテープテストによる引き剥がしテストを
行ない、耐溶剤性については、薄膜表面をシンボル紙に
アセトンをしみこませて十数回強く拭いた。また、耐擦
傷性については、＃００００のスチールウールを使って
荷重８００ｇをかけ、往復５０回／３０秒こすることを
行なった。これらの試験の結果は表２のようになった。
【００４４】
【表２】
【００４５】また、スパッタリングＭｇＳｉＯＦ膜（常
温作成）と蒸着ＭｇＦ2 膜（２７０℃加熱）とのヌーブ
硬度を比較した結果を図４に示す。ヌーブ硬度の測定
は、明石製作所製のマイクロビッカース硬度計ＭＶＫ−
Ｇ３５００ＡＴを用いて行ない、負荷を１０ｇ，１５
ｇ，２５ｇとした。基板は両者共ホウケイ酸ガラス（青
板）を使用した。その他の比較例として青板単体と溶融
石英板の測定結果も併せて記載した。図４から、本発明
によるＭｇＳｉＯＦ膜は、蒸着ＭｇＦ2 膜（２７０℃加
熱）よりもヌーブ硬度が高く、溶融石英とほぼ同程度の
硬度を持つことがわかる。
温作成）と蒸着ＭｇＦ2 膜（２７０℃加熱）とのヌーブ
硬度を比較した結果を図４に示す。ヌーブ硬度の測定
は、明石製作所製のマイクロビッカース硬度計ＭＶＫ−
Ｇ３５００ＡＴを用いて行ない、負荷を１０ｇ，１５
ｇ，２５ｇとした。基板は両者共ホウケイ酸ガラス（青
板）を使用した。その他の比較例として青板単体と溶融
石英板の測定結果も併せて記載した。図４から、本発明
によるＭｇＳｉＯＦ膜は、蒸着ＭｇＦ2 膜（２７０℃加
熱）よりもヌーブ硬度が高く、溶融石英とほぼ同程度の
硬度を持つことがわかる。
【００４６】更に、スパッタリングＭｇＳｉＯＦ膜（常
温作成）と蒸着ＭｇＦ2 膜（２７０℃加熱）の基板に対
する付着強度を調べた結果を図６（ＭｇＳｉＯＦ膜）、
図５（ＭｇＦ2 膜）に示す。基板は両者共ホウケイ酸ガ
ラス（青板）を使用し、付着強度の測定は、スクラッチ
チスタＳＳＴ−１０１（島津製作所製）を用いて行なっ
た。測定条件は、スクラッチ速度：１０μｍ／ｓｅｃ、
カートリッジ振幅：１００μｍ、最大負荷：５０ｇｆ、
負荷速度：２μｍ／ｓｅｃとした。
温作成）と蒸着ＭｇＦ2 膜（２７０℃加熱）の基板に対
する付着強度を調べた結果を図６（ＭｇＳｉＯＦ膜）、
図５（ＭｇＦ2 膜）に示す。基板は両者共ホウケイ酸ガ
ラス（青板）を使用し、付着強度の測定は、スクラッチ
チスタＳＳＴ−１０１（島津製作所製）を用いて行なっ
た。測定条件は、スクラッチ速度：１０μｍ／ｓｅｃ、
カートリッジ振幅：１００μｍ、最大負荷：５０ｇｆ、
負荷速度：２μｍ／ｓｅｃとした。
【００４７】図６に示されるように、ＭｇＳｉＯＦ膜
は、４０ｇｆまで荷重を増加させても膜は剥離しなかっ
た。しかし、ＭｇＦ2 膜については、図５からわかるよ
うに、１０ｇｆから膜が破砕し始め、２４ｇｆで完全に
剥離した。
は、４０ｇｆまで荷重を増加させても膜は剥離しなかっ
た。しかし、ＭｇＦ2 膜については、図５からわかるよ
うに、１０ｇｆから膜が破砕し始め、２４ｇｆで完全に
剥離した。
【００４８】以上の結果から、ＭｇＳｉＯＦ膜は、従来
のＭｇＦ2 膜よりも格段に機械的強度が優れていると言
える。
のＭｇＦ2 膜よりも格段に機械的強度が優れていると言
える。
【００４９】スパッタリングＭｇＳｉＯＦ膜（常温作
成）と蒸着ＭｇＦ2 膜（２７０℃加熱）について、片面
に膜を付けた場合の分光透過率を検討した結果を図７に
示す。基板は両者共ホウケイ酸ガラス（青板）を使用し
た。図７から、ＭｇＳｉＯＦ膜は従来から反射防止膜と
して使用されているＭｇＦ2 膜と同等の光学性能を有
し、可視域ではほぼ９４％の透過率であることがわか
る。
成）と蒸着ＭｇＦ2 膜（２７０℃加熱）について、片面
に膜を付けた場合の分光透過率を検討した結果を図７に
示す。基板は両者共ホウケイ酸ガラス（青板）を使用し
た。図７から、ＭｇＳｉＯＦ膜は従来から反射防止膜と
して使用されているＭｇＦ2 膜と同等の光学性能を有
し、可視域ではほぼ９４％の透過率であることがわか
る。
【００５０】なお、上記に説明した実験例では、スパッ
タリングによって、ＭｇＳｉＯＦ膜を作成しているが、
スパッタリングに限らず、イオンプレーティング等の他
のプラズマを利用した成膜方法によってもＭｇＳｉＯＦ
膜を作成できる。また、上記の例ではターゲットとして
Ｓｉの細片をＭｇＦ2 中に混在させたものを用いている
が、ＭｇＦ2 とＳｉの別々のターゲットを同時に反応性
スパッタとして用いても良い。
タリングによって、ＭｇＳｉＯＦ膜を作成しているが、
スパッタリングに限らず、イオンプレーティング等の他
のプラズマを利用した成膜方法によってもＭｇＳｉＯＦ
膜を作成できる。また、上記の例ではターゲットとして
Ｓｉの細片をＭｇＦ2 中に混在させたものを用いている
が、ＭｇＦ2 とＳｉの別々のターゲットを同時に反応性
スパッタとして用いても良い。
【００５１】実施例１ 図８にインラインコーター式スパッタリング装置（日電
アネルバ製ＩＬＣ−３１２３）を示す。図８におけるス
パッタリングルーム１１の中にＺｎＯ2 とＳｉ１５ｗｔ
％の混合物ターゲット１２を設置し、且つＭｇＦ2 とＳ
ｉ２０ｗｔ％の混合物ターゲット１３を設置し、スパッ
タリングによる３層膜を作成した。基板にはプラスチッ
クレンズ（ウレタン系合成樹脂高屈折レンズ、ｎ＝１．
６０）１８に有機系ハードコート２１を設けたものを使
用した 。
アネルバ製ＩＬＣ−３１２３）を示す。図８におけるス
パッタリングルーム１１の中にＺｎＯ2 とＳｉ１５ｗｔ
％の混合物ターゲット１２を設置し、且つＭｇＦ2 とＳ
ｉ２０ｗｔ％の混合物ターゲット１３を設置し、スパッ
タリングによる３層膜を作成した。基板にはプラスチッ
クレンズ（ウレタン系合成樹脂高屈折レンズ、ｎ＝１．
６０）１８に有機系ハードコート２１を設けたものを使
用した 。
【００５２】スパッタリング前の表面処理としては、７
槽式超音波洗浄機にてプラスチックレンズ１８を洗浄し
た後、プラスチックレンズ１８の凸面側を下にして基板
ホルダー１５にセットしてスパッタリング装置のロード
ロック室１４へ入れて行なった。次にスパッタリングル
ーム１１の部屋へプラスチックレンズ１８を送り、バッ
クグランド圧力が１．１×１０-3Ｐａまで排気した後、
Ａｒ及び酸素の流量を各々４０ＳＣＣＭと２０ＳＣＣＭ
ずつ、マスフローコントローラー１６，１７により制御
し、スパッタルーム１１の圧力が６．０×１０-1Ｐａに
なるように導入した。その後、ＲＦ Ｐｏｗｅｒを７０
０Ｗ投入してＺｒＯ2 とＳｉ１５ｗｔ％の混合物ターゲ
ット１３をスパッタリングし幾何的膜厚５８９ÅのＺｒ
ＳｉＯ膜２２（ｎｄ＝λ／４，λ＝４５０ｎｍ，ｎ＝
１．９１）を作成した。その後、酸素流量のみ２．５Ｓ
ＣＣＭに変更し、ＡｒとＯ2 のスパッタ時の圧力を６．
０×１０-1Ｐａとし、ＲＦ Ｐｏｗｅｒも前記と同様に
７００Ｗにして、２層目を幾何的膜厚５７４ÅのＺｒＳ
ｉＯ膜２３（ｎｄ＝λ／４，λ＝４５０ｎｍ，ｎ＝１．
９６）を作成した。次にＡｒとＯ2 のスパッタリング時
の圧力のみを、バリアブルオリフィス１９を使って、ク
ライオポンプ２０の排気速度を絞り１．１Ｐａにした。
他のスパッタリング条件は、２層目の作成条件と同一で
ＭｇＳｉＯＦ膜２４、３層目として幾何的膜厚７９２Å
（ｎｄ＝λ／４，λ＝４５０ｎｍ，ｎ＝１．４２）に作
成した。以上によりプラスチックレンズ１８の凸面側の
多層反射防止膜が完了する。同時にプラスチックレンズ
１８はロードロック室１４に送られ、ロードロック室１
４から取り出され、今度は基板ホルダー１５にプラスチ
ックレンズ１８の凹面側を下にしてセットした後、再び
ロードロック室１４へ導入される。この後の工程は凸面
側に膜を形成させたものと同様に行なう。以上により、
プラスチックレンズの両面に多層反射防止膜が形成され
る。形成された多層反射防止膜の構成を図９に示す。ま
たこの多層反射防止膜の反射率分光特性を図１０に示
す。このようにして得られたスパッタリング多層反射防
止膜の機械的性能の評価結果を表３に示す。評価条件は
次の条件で行なった。
槽式超音波洗浄機にてプラスチックレンズ１８を洗浄し
た後、プラスチックレンズ１８の凸面側を下にして基板
ホルダー１５にセットしてスパッタリング装置のロード
ロック室１４へ入れて行なった。次にスパッタリングル
ーム１１の部屋へプラスチックレンズ１８を送り、バッ
クグランド圧力が１．１×１０-3Ｐａまで排気した後、
Ａｒ及び酸素の流量を各々４０ＳＣＣＭと２０ＳＣＣＭ
ずつ、マスフローコントローラー１６，１７により制御
し、スパッタルーム１１の圧力が６．０×１０-1Ｐａに
なるように導入した。その後、ＲＦ Ｐｏｗｅｒを７０
０Ｗ投入してＺｒＯ2 とＳｉ１５ｗｔ％の混合物ターゲ
ット１３をスパッタリングし幾何的膜厚５８９ÅのＺｒ
ＳｉＯ膜２２（ｎｄ＝λ／４，λ＝４５０ｎｍ，ｎ＝
１．９１）を作成した。その後、酸素流量のみ２．５Ｓ
ＣＣＭに変更し、ＡｒとＯ2 のスパッタ時の圧力を６．
０×１０-1Ｐａとし、ＲＦ Ｐｏｗｅｒも前記と同様に
７００Ｗにして、２層目を幾何的膜厚５７４ÅのＺｒＳ
ｉＯ膜２３（ｎｄ＝λ／４，λ＝４５０ｎｍ，ｎ＝１．
９６）を作成した。次にＡｒとＯ2 のスパッタリング時
の圧力のみを、バリアブルオリフィス１９を使って、ク
ライオポンプ２０の排気速度を絞り１．１Ｐａにした。
他のスパッタリング条件は、２層目の作成条件と同一で
ＭｇＳｉＯＦ膜２４、３層目として幾何的膜厚７９２Å
（ｎｄ＝λ／４，λ＝４５０ｎｍ，ｎ＝１．４２）に作
成した。以上によりプラスチックレンズ１８の凸面側の
多層反射防止膜が完了する。同時にプラスチックレンズ
１８はロードロック室１４に送られ、ロードロック室１
４から取り出され、今度は基板ホルダー１５にプラスチ
ックレンズ１８の凹面側を下にしてセットした後、再び
ロードロック室１４へ導入される。この後の工程は凸面
側に膜を形成させたものと同様に行なう。以上により、
プラスチックレンズの両面に多層反射防止膜が形成され
る。形成された多層反射防止膜の構成を図９に示す。ま
たこの多層反射防止膜の反射率分光特性を図１０に示
す。このようにして得られたスパッタリング多層反射防
止膜の機械的性能の評価結果を表３に示す。評価条件は
次の条件で行なった。
【００５３】耐擦傷性 #００００のスチールウールを
使い荷８００ｇをかけ往復５０回／３０秒こする。
使い荷８００ｇをかけ往復５０回／３０秒こする。
【００５４】密着性 ４〜５ｋｇ／ｃｍ2 の力でセロ
ハンテープを引き剥がす。
ハンテープを引き剥がす。
【００５５】耐熱性 １００℃２分間放置。
【００５６】
【表３】
【００５７】実施例２ 図１１は本発明による反射防止膜が形成された光学部品
の１構成例を示す図であって、眼鏡用硝子（フリントガ
ラスｎd １．６０）２５を超音波洗浄後、基板治具にセ
ットしたものを図８で示したＲＦスパッタリング装置の
チャンバー室内に入れ、無加熱でチャンバー室内を１×
１０-3Ｐａの圧力まで排気した後、アルゴン及び酸素を
それぞれ４０及び２０ＳＣＣＭの流量でチャンバー室に
導入し、チャンバー室の圧力を６．０×１０-1Ｐａにし
てＺｒＯ2 とＳｉの混合物ターゲットを用いてスパッタ
し、第１層目の反射防止層として、ＺｒＳｉＯ膜２６を
光学的膜厚０．５０λ（λ＝５１０ｎｍ，ｎ＝１．９
２）に形成する。次に、アルゴン及び酸素をそれぞれ４
０及び２．５ＳＣＣＭの流量でチャンバー室に導入し、
チャンバー室の圧力を１．１ＰａにしてＭｇＦ2 とＳｉ
の混合物ターゲットを用いてスパッタし、第２層目の反
射防止層としてＭｇＳｉＯＦ膜２７を光学的膜厚０．２
５λ（λ＝５１０ｎｍ，ｎ＝１．４１）に形成する。こ
のようにして形成された反射防止膜の分光反射率特性を
図１２に示す。この図１２から明らかなように、本実施
例における多層反射防止膜では従来から使われている３
層以上の多層反射防止膜と同等の広帯域に渡って低反射
率特性を持つ反射防止膜が得られる。
の１構成例を示す図であって、眼鏡用硝子（フリントガ
ラスｎd １．６０）２５を超音波洗浄後、基板治具にセ
ットしたものを図８で示したＲＦスパッタリング装置の
チャンバー室内に入れ、無加熱でチャンバー室内を１×
１０-3Ｐａの圧力まで排気した後、アルゴン及び酸素を
それぞれ４０及び２０ＳＣＣＭの流量でチャンバー室に
導入し、チャンバー室の圧力を６．０×１０-1Ｐａにし
てＺｒＯ2 とＳｉの混合物ターゲットを用いてスパッタ
し、第１層目の反射防止層として、ＺｒＳｉＯ膜２６を
光学的膜厚０．５０λ（λ＝５１０ｎｍ，ｎ＝１．９
２）に形成する。次に、アルゴン及び酸素をそれぞれ４
０及び２．５ＳＣＣＭの流量でチャンバー室に導入し、
チャンバー室の圧力を１．１ＰａにしてＭｇＦ2 とＳｉ
の混合物ターゲットを用いてスパッタし、第２層目の反
射防止層としてＭｇＳｉＯＦ膜２７を光学的膜厚０．２
５λ（λ＝５１０ｎｍ，ｎ＝１．４１）に形成する。こ
のようにして形成された反射防止膜の分光反射率特性を
図１２に示す。この図１２から明らかなように、本実施
例における多層反射防止膜では従来から使われている３
層以上の多層反射防止膜と同等の広帯域に渡って低反射
率特性を持つ反射防止膜が得られる。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、ＭｇＳｉＯＦ膜とＺｒ
ＳｉＯ膜の組合せにより、従来２層では得られなかった
広帯域の反射防止膜を得ることができるので、生産性が
良く、低コストで実用的な反射防止膜及びこれを設けた
光学部品を製造できる。
ＳｉＯ膜の組合せにより、従来２層では得られなかった
広帯域の反射防止膜を得ることができるので、生産性が
良く、低コストで実用的な反射防止膜及びこれを設けた
光学部品を製造できる。
【００５９】更に、空気側最外層となるＭｇＳｉＯＦ膜
は、結晶構造が緻密であり、機械的強度が従来の光学部
品用薄膜に比べて向上しているので、耐久性、耐衝撃性
に優れる。また、水アカ等が付着しても簡単に取り除け
るため、現在メガネのプラスチックレンズ等で行われて
いるような発水性を持つ有機系コート膜を施す必要性も
ないという利点がある。
は、結晶構造が緻密であり、機械的強度が従来の光学部
品用薄膜に比べて向上しているので、耐久性、耐衝撃性
に優れる。また、水アカ等が付着しても簡単に取り除け
るため、現在メガネのプラスチックレンズ等で行われて
いるような発水性を持つ有機系コート膜を施す必要性も
ないという利点がある。
【図１】ＭｇＳｉＯＦ膜の形成に使用したスパッタリン
グ装置の概略図である。
グ装置の概略図である。
【図２】ＭｇＳｉＯＦ膜の形成に使用したスパッタリン
グ装置の変形例を示す概略図である。
グ装置の変形例を示す概略図である。
【図３】ＭｇＳｉＯＦ膜の赤外線吸収スペクトルを示す
線図である。
線図である。
【図４】ＭｇＳｉＯＦ膜及びＭｇＦ2 蒸着膜のヌーブ硬
度の測定結果を示すグラフである。
度の測定結果を示すグラフである。
【図５】ＭｇＦ2 蒸着膜の付着強度の測定結果を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】ＭｇＳｉＯＦ膜の付着強度の測定結果を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図７】ＭｇＳｉＯＦ膜及びＭｇＦ2 の蒸着膜の分光透
過率を示すグラフである。
過率を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例で使用したスパッタリング装置
の概略図である。
の概略図である。
【図９】本発明の実施例１で形成された反射防止膜の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１で形成された反射防止膜の
反射率分光特性を示すグラフである。
反射率分光特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例２で形成された反射防止膜の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施例２で形成された反射防止膜の
反射率分光特性を示すグラフである。
反射率分光特性を示すグラフである。
１ ＭｇＦ2 ターゲット ２ Ｓｉウエハ ３ 真空室 ４ アルゴンガス ５ 酸素ガス ６ バリアブルオリフィス ７ クライオポンプ ８ 基板 ９ マスフローコントロール １１ スパッタリングルーム １２ ＺｒＯ2 ／Ｓｉターゲット １３ ＭｇＦ2 ／Ｓｉターゲット １４ ロードロック室 １５ 基板ホルダー １６ マスフローコントローラ １７ マスフローコントローラ １８ プラスチックレンズ １９ バリアブルオリフィス ２０ クライオポンプ ２１ 有機系ハードコート ２２ ＺｒＳｉＯ膜 ２３ ＺｒＳｉＯ膜 ２４ ＭｇＳｉＯＦ膜 ２５ 眼鏡用硝子 ２６ ＺｒＳｉＯ膜 ２７ ＭｇＳｉＯＦ膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年２月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭｇＳｉＯＦ膜の形成に使用したスパッタリン
グ装置の概略図である。
グ装置の概略図である。
【図２】ＭｇＳｉＯＦ膜の形成に使用したスパッタリン
グ装置の変形例を示す概略図である。
グ装置の変形例を示す概略図である。
【図３】ＭｇＳｉＯＦ膜の赤外線吸収スペクトルを示す
線図である。
線図である。
【図４】ＭｇＳｉＯＦ膜及びＭｇＦ2蒸着膜のヌーブ硬
度の測定結果を示すグラフである。
度の測定結果を示すグラフである。
【図５】ＭｇＦ2蒸着膜の付着強度の測定結果を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】ＭｇＳｉＯＦ膜の付着強度の測定結果を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図７】ＭｇＳｉＯＦ膜及びＭｇＦ2の蒸着膜の分光透
過率を示すグラフである。
過率を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例で使用したスパッタリング装置
の概略図である。
の概略図である。
【図９】本発明の実施例１で形成された反射防止膜の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１で形成された反射防止膜の
反射率分光特性を示すグラフである。
反射率分光特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例２で形成された反射防止膜の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施例２で形成された反射防止膜の
反射率分光特性を示すグラフである。
反射率分光特性を示すグラフである。
【図１３】ＭｇＳｉＯＦ薄膜におけるＳｉ含有量に対す
る屈折率変化を示すグラフである。
る屈折率変化を示すグラフである。
【図１４】ＭｇＳｉＯＦ薄膜の屈折率経時変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図１５】ＺｒＳｉＯ膜のＳｉ含有量に対する屈折率の
変化を示すグラフである。
変化を示すグラフである。
【符号の説明】 １ ＭｇＦ2ターゲット ２ Ｓｉウェハ ３ 真空室 ４ アルゴンガス ５ 酸素ガス ６ バリアブルオリフィス ７ クライオポンプ ８ 基板 ９ マスフローコントロール １１ スパッタリングルーム １２ ＺｒＯ2／Ｓｉターゲット １３ ＭｇＦ2／Ｓｉターゲット １４ ロードロック室 １５ 基板ホルダー １６ マスフローコントローラ １７ マスフローコントローラ １８ プラスチックレンズ １９ バリアブルオリフィス ２０ クライオポンプ ２１ 有機系ハードコート ２２ ＺｒＳｉＯ膜 ２３ ＺｒＳｉＯ膜 ２４ ＭｇＳｉＯＦ膜 ２５ 眼鏡用硝子 ２６ ＺｒＳｉＯ膜 ２７ ＭｇＳｉＯＦ膜
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｍｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合
物で構成された膜と、Ｚｉ，Ｓｉ及びＯからなる無機化
合物で構成された膜の少なくとも２層からなる反射防止
膜。 - 【請求項２】 Ｍｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合
物で構成された膜の各元素の原子比の範囲が、 Ｆ／Ｍｇ＝（１．３／１）〜（３．２／１） Ｏ／Ｍｇ＝（０．４／１）〜（１．４／１） Ｓｉ／Ｍｇ＝（０．１／１）〜（０．６／１） である請求項１記載の反射防止膜。 - 【請求項３】 Ｚｒ，Ｓｉ及びＯからなる無機化合物で
構成された膜の各元素の原子比の範囲が、 Ｓｉ／Ｚｒ＝（０．５／１）〜（１５／１） Ｏ／Ｚｒ＝（１．６／１）〜（３１．６／１） である請求項１記載の反射防止膜。 - 【請求項４】 透明な光学部品の表面側にＺｉ，Ｓｉ及
びＯからなる無機化合物で構成された膜を形成し、空気
側最外層にＭｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合物で
構成された膜を形成してなる光学部品。 - 【請求項５】 Ｍｇ，Ｓｉ，Ｏ及びＦからなる無機化合
物で構成された膜の各元素の原子比の範囲が、 Ｆ／Ｍｇ＝（１．３／１）〜（３．２／１） Ｏ／Ｍｇ＝（０．４／１）〜（１．４／１） Ｓｉ／Ｍｇ＝（０．１／１）〜（０．６／１） である請求項４記載の光学部品。 - 【請求項６】 Ｚｒ，Ｓｉ及びＯからなる無機化合物で
構成された膜の各元素の原子比の範囲が、 Ｓｉ／Ｚｒ＝（０．５／１）〜（１５／１） Ｏ／Ｚｒ＝（１．６／１）〜（３１．６／１） である請求項４記載の光学部品。
Priority Applications (4)
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| JP4198815A JPH0643304A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 反射防止膜及び反射防止膜付き光学部品 |
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|---|---|---|---|
| JP4198815A JPH0643304A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 反射防止膜及び反射防止膜付き光学部品 |
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| JPH0643304A true JPH0643304A (ja) | 1994-02-18 |
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