JPH0815501A - 赤外域用反射防止膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射防止特性と耐久性に優れた赤外域用反射
防止膜を提供すること。 【構成】 赤外域用反射防止膜において、該反射防止膜
が基板側から順に、Ａｌ_２Ｏ_３層、Ｇｅ層、ＺｎＳ層、
金属フッ化物層の４層であることを特徴とする赤外域用
反射防止膜。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外域用反射防止膜に
関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、赤外線による光学機器の利用が盛
んになっており、たとえば夜間の監視や温度計測などに
活用されている。この応用の拡大に伴い、高性能な赤外
域用反射防止膜の開発が要望されている。ところで、赤
外域用反射防止膜の基板となるレンズ材料やウィンド材
料の屈折率は、かなり高い。これら屈折率の高い材料単
体では反射のロスが大きくそのままでは使い物にならな
い。とくに赤外域でのレンズ材料としてよく使われるの
は屈折率が４のＧｅ、屈折率が３．４のＳｉであるが、
光学機器の高性能化にともない、屈折率が５のＴｅ、屈
折率が３．３のＧａＡｓおよびＧｅ、Ｓｉ、Ａｓ、Ｓ
ｅ、Ｔｅなどを調合することによってえられる屈折率が
３以上のカルコゲナイドガラスなどもレンズやウィンド
の材料として適用されてきている。したがってこれら屈
折率の高い基板材料に対する反射防止膜のコーティング
をいかに行なうかが一層重要となってきている。

【０００３】従来、これらの反射防止膜の最も簡便な方
法としては、基板の屈折率をｎｓとしたとき、ｎｓ^1/2
の屈折率の膜を、透過させたい波長のおよそ１／４の光
学膜厚（＝屈折率×膜厚）で基板上にコーティングする
方法がある。ここで赤外線において透過させたい波長と
いうのは、水蒸気の吸収がなく遠方まで光線の透過がよ
い「大気の窓」と称される帯域で、２〜２．５μｍ、３
〜５μｍ、８〜１２μｍであり、その中心波長である
２．２５μｍ、４μｍ、１０μｍのうちのどれかのおよ
そ１／４にその光学膜厚が合わされるのが常である。た
だし、この単層膜（１層の膜）による反射防止膜は容易
に作製できる反面、帯域全体に渡った反射防止の効果は
期待できない。

【０００４】これらの解決策として、現在では多層の反
射防止膜によって帯域全体に渡る反射防止性を付与して
いる。たとえば、特開昭６４−１５７０３号公報、特開
平２−１３５４０１号公報、特公平２−１１１２１号公
報、特公平２−１３７６１号公報にあるように、基板側
から順に、ＺｎＳ層、Ｇｅ層、ＺｎＳ層、金属フッ化物
層の４層を形成するものや、一部これを改良したものが
知られている。特公平２−１１１２１号公報では、上記
構成の最外層である金属フッ化物の上にさらにＺｎＳを
積層しているが、これは耐久性に乏しい金属フッ化物を
保護するための改良を行なったものである。

【０００５】また、特開平４−２２１９０１号公報は、
基板に一番近い１層目にＳｉＯ_２を配し、順次Ｇｅ、Ｚ
ｎＳ、金属フッ化物の４層の膜を構成している。さらに
また、赤外域の反射防止膜の他の例として、特開平４−
１３６９０１号公報では、基板から順に金属フッ化物
層、ＳｉまたはＧｅ層、金属フッ化物層、ＭｇＦ_２また
はＣａＦ_２層の４層により構成されている反射防止膜が
示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特開昭６４−１５
７０３号公報などの技術のばあいは、特開平４−２２１
９０１号公報ですでに指摘されているとおり、たとえば
該技術のＺｎＳは基板との接着性がわるく、したがっで
該技術の膜構成は耐久性に難点がある。また、前記特開
平４−２２１９０１号公報の技術のばあいは、波長約２
〜３μｍでの赤外光に対するＳｉＯ_２層の吸収が問題で
ある。この吸収はＳｉＯ_２に含有されるＨ_２Ｏの吸収で
あり、通常使われる成膜法の電子ビーム蒸着法やスパッ
タ法ではこの吸収の発生は避けられず、この領域を含む
反射防止膜として高い特性は期待できない。さらに前記
特開平４−１３６９０１号公報の技術は、金属フッ化物
を多層化しているが、金属フッ化物を緻密な膜とするた
めには基板温度を高くして蒸着することが必要となる。
一般にこのばあい、膜の内部に発生する引っ張り応力は
高くなり、このように金属フッ化物を３層も積層すると
クラックが発生するなどの耐久性に欠ける問題がある。

【０００７】すなわち、本発明は、前記問題を解消する
ためになされたもので、反射防止特性と耐久性の優れた
反射防止膜を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の赤外域用反射防
止膜は、該反射防止膜が基板側から順に、Ａｌ_２Ｏ
_３層、Ｇｅ層、ＺｎＳ層、金属フッ化物層の４層が積層
されていることを特徴とする赤外域用反射防止膜であ
る。

【０００９】また、前記金属フッ化物は、ＭｇＦ_２、Ｃ
ｅＦ_３、ＹＦ_３、ＴｈＦ_４、ＣａＦ_２およびクライオラ
イトから選ばれた一種であることが好ましい。

【００１０】また、該反射防止膜がコーティングされて
いる基板は、Ｇｅ、Ｓｉ、ＧａＡｓおよびＴｅから選ば
れた一種であることが好ましい。

【００１１】また、該反射防止膜がコーティングされる
他の基板は、屈折率が３以上のカルコゲナイドガラスで
あることが好ましい。

【００１２】また、基板をＧｅとしたばあいには、各層
の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層については４５〜１
８０ｎｍ、Ｇｅ層については１８０〜５７０ｎｍ、Ｚｎ
Ｓ層については４００〜１３００ｎｍ、金属フッ化物層
については６４０〜１１６０ｎｍとした該反射防止膜が
好ましい。

【００１３】また、基板をＧｅとした他のばあいは、各
層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層については３５〜
９０ｎｍ、Ｇｅ層については１３５〜３００ｎｍ、Ｚｎ
Ｓ層については３００〜８００ｎｍ、金属フッ化物層に
ついては３５０〜７００ｎｍとした該反射防止膜が好ま
しい。

【００１４】また、基板をＧｅとした他のばあいは、各
層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層については６０〜
１０５ｎｍ、Ｇｅ層については２７０〜３８０ｎｍ、Ｚ
ｎＳ層については７１０〜８２０ｎｍ、金属フッ化物層
については６３０〜８００ｎｍとした該反射防止膜が好
ましい。

【００１５】また、基板をＳｉとしたばあいは、各層の
光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層については５５〜２２
０ｎｍ、Ｇｅ層については１００〜４７０ｎｍ、ＺｎＳ
層については３８０〜１３８０ｎｍ、金属フッ化物層に
ついては６１５〜１１７０ｎｍとした該反射防止膜が好
ましい。

【００１６】また、基板をＳｉとした他のばあいは、各
層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層については４０〜
１３０ｎｍ、Ｇｅ層については９０〜２３０ｎｍ、Ｚｎ
Ｓ層については２００〜８７０ｎｍ、金属フッ化物層に
ついては３９０〜６８０ｎｍとした該反射防止膜が好ま
しい。

【００１７】また、基板をＳｉとした他のばあいは、各
層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層については８０〜
１２０ｎｍ、Ｇｅ層については２２０〜２８０ｎｍ、Ｚ
ｎＳ層については７６０〜８７０ｎｍ、金属フッ化物層
については７２０〜７９０ｎｍとした該反射防止膜が好
ましい。

【００１８】また、基板をＧａＡｓとしたばあいは、各
層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層については６５〜
２１０ｎｍ、Ｇｅ層については１１０〜４４０ｎｍ、Ｚ
ｎＳ層については４８０〜１３００ｎｍ、金属フッ化物
層については８１０〜１１３０ｎｍとした該反射防止膜
が好ましい。

【００１９】また、基板をＧａＡｓとした他のばあい
は、各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層については
４０〜１４０ｎｍ、Ｇｅ層については８０〜２３０ｎ
ｍ、ＺｎＳ層については１８０〜８４０ｎｍ、金属フッ
化物層については４００〜６７５ｎｍとした該反射防止
膜が好ましい。

【００２０】また、基板をＧａＡｓとした他のばあい
は、各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層については
８５〜１２５ｎｍ、Ｇｅ層については２１０〜２７０ｎ
ｍ、ＺｎＳ層については７７０〜８７５ｎｍ、金属フッ
化物層については７１０〜７８５ｎｍとした該反射防止
膜が好ましい。

【００２１】また、基板をＴｅとしたばあいは、各層の
光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層については２５〜１４
０ｎｍ、Ｇｅ層については３００〜９５０ｎｍ、ＺｎＳ
層については４７０〜１２００ｎｍ、金属フッ化物層に
ついては７５０〜１２００ｎｍとした該反射防止膜が好
ましい。

【００２２】

【作用】本発明の赤外域用反射防止膜は、該反射防止膜
が基板側から順にＡｌ_２Ｏ_３層、Ｇｅ層、ＺｎＳ層、金
属フッ化物層の４層を配したので、基板材料とＡｌ_２Ｏ
_３の強い接着力によって耐久性が向上するばかりでな
く、膜厚を適当に調整することにより、屈折率３以上の
基板については基板の屈折率によらず高い透過率を付与
することができる。

【００２３】また、ＭｇＦ_２、ＣｅＦ_３、ＹＦ_３、Ｔｈ
Ｆ_４、ＣａＦ_２およびクライオライト（Ｎａ_３Ａｌ
Ｆ_６）は屈折率が低く、耐久性に優れているので、前記
金属フッ化物を用いると屈折率の低い膜を多層膜の最外
層に配置でき、そのため高い透過率を有し、しかも耐久
性の高い赤外域用反射防止膜がえられる。

【００２４】また、Ｇｅ、Ｓｉ、ＧａＡｓおよびＴｅは
高い赤外光透過性を有しているので、それらを基板に用
いると高い透過率を有する光学部品がえられる。

【００２５】また、屈折率が３以上のカルコゲナイドガ
ラスは高い赤外光透過性を有しているので、それらを基
板に用いると高い透過率を有する光学部品がえられる。

【００２６】また、該反射防止膜において、基板をＧｅ
としたばあいに各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層
については４５〜１８０ｎｍ、Ｇｅ層については１８０
〜５７０ｎｍ、ＺｎＳ層については４００〜１３００ｎ
ｍ、金属フッ化物層については６４０〜１１６０ｎｍと
したので、該反射防止膜を該基板の両面に配したばあ
い、赤外域の３〜５μｍの範囲で９５％以上の平均透過
率を有することができる。

【００２７】また、該反射防止膜において、基板をＧｅ
としたばあいに各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層
については３５〜９０ｎｍ、Ｇｅ層については１３５〜
３００ｎｍ、ＺｎＳ層については３００〜８００ｎｍ、
金属フッ化物層については３５０〜７００ｎｍとしたの
で、該反射防止膜を該基板の両面に配したばあい、赤外
域の２〜２．５μｍの範囲で９７％以上の平均透過率を
有することができる。

【００２８】また、該反射防止膜において、基板をＧｅ
としたばあいに各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層
については６０〜１０５ｎｍ、Ｇｅ層については２７０
〜３８０ｎｍ、ＺｎＳ層については７１０〜８２０ｎ
ｍ、金属フッ化物層については６３０〜８００ｎｍとし
たので、該反射防止膜を該基板の両面に配したばあい、
赤外域の２〜５μｍの範囲で９３％以上の平均透過率を
有することができる。

【００２９】また、該反射防止膜において、基板をＳｉ
としたばあいに各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層
については５５〜２２０ｎｍ、Ｇｅ層については１００
〜４７０ｎｍ、ＺｎＳ層については３８０〜１３８０ｎ
ｍ、金属フッ化物層については６１５〜１１７０ｎｍと
したので、該反射防止膜を該基板の両面に配したばあ
い、赤外域の３〜５μｍの範囲で９５％以上の平均透過
率を有することができる。

【００３０】また、該反射防止膜において、基板をＳｉ
としたばあいに各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層
については４０〜１３０ｎｍ、Ｇｅ層については９０〜
２３０ｎｍ、ＺｎＳ層については２００〜８７０ｎｍ、
金属フッ化物層については３９０〜６８０ｎｍとしたの
で、該反射防止膜を該基板の両面に配したばあい、赤外
域の２〜２．５μｍの範囲で９５％以上の平均透過率を
有することができる。

【００３１】また、該反射防止膜において、基板をＳｉ
としたばあいに各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層
については８０〜１２０ｎｍ、Ｇｅ層については２２０
〜２８０ｎｍ、ＺｎＳ層については７６０〜８７０ｎ
ｍ、金属フッ化物層については７２０〜７９０ｎｍとし
たので、該反射防止膜を該基板の両面に配したばあい、
赤外域の２〜５μｍの範囲で９３％以上の平均透過率を
有することができる。

【００３２】また、該反射防止膜において、基板をＧａ
Ａｓとしたばあいに各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ
_３層については６５〜２１０ｎｍ、Ｇｅ層については１
１０〜４４０ｎｍ、ＺｎＳ層については４８０〜１３０
０ｎｍ、金属フッ化物層については８１０〜１１３０ｎ
ｍとしたので、該反射防止膜を該基板の両面に配したば
あい、赤外域の３〜５μｍの範囲で９５％以上の平均透
過率を有することができる。

【００３３】また、該反射防止膜において、基板をＧａ
Ａｓとしたばあいに各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ
_３層については４０〜１４０ｎｍ、Ｇｅ層については８
０〜２３０ｎｍ、ＺｎＳ層については１８０〜８４０ｎ
ｍ、金属フッ化物層については４００〜６７５ｎｍとし
たので、該反射防止膜を該基板の両面に配したばあい、
赤外域の２〜２．５μｍの範囲で９７％以上の平均透過
率を有することができる。

【００３４】また、該反射防止膜において、基板をＧａ
Ａｓとしたばあいに各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ
_３層については８５〜１２５ｎｍ、Ｇｅ層については２
１０〜２７０ｎｍ、ＺｎＳ層については７７０〜８７５
ｎｍ、金属フッ化物層については７１０〜７８５ｎｍと
したので、該反射防止膜を該基板の両面に配したばあ
い、赤外域の２〜５μｍの範囲で９３％以上の平均透過
率を有することができる。

【００３５】また、該反射防止膜において、基板をＴｅ
としたばあいに各層の光学膜厚の範囲を、Ａｌ_２Ｏ_３層
については２５〜１４０ｎｍ、Ｇｅ層については３００
〜９５０ｎｍ、ＺｎＳ層については４７０〜１２００ｎ
ｍ、金属フッ化物層については７５０〜１２００ｎｍと
したので、該反射防止膜を該基板の両面に配したばあ
い、赤外域の３〜５μｍの範囲で９５％以上の平均透過
率を有することができる。

【００３６】

【実施例】以下に本発明の反射防止膜について詳細に説
明する。図１は、本発明の反射防止膜の一実施例の構造
を示す断面説明図である。

【００３７】本発明の赤外域用の反射防止膜は、たとえ
ば図１に示されるように、レンズやウィンドを基板１と
して、順番にＡｌ_２Ｏ_３層２、Ｇｅ層３、ＺｎＳ層４、
金属フッ化物層５を配したことに特徴がある。なお、本
発明における赤外域とは２〜５μｍの範囲を意味し、ば
あいによっては大気の窓の２〜２．５μｍと３〜５μｍ
の２つの範囲に分けて取り扱う。

【００３８】基板からの１層目にＡｌ_２Ｏ_３を配したの
は、反射防止特性を向上させ、また基板材料とＡｌ_２Ｏ
_３の強い接着力によって反射防止膜の耐久性を向上させ
るためである。

【００３９】４層目の金属フッ化物としては、Ｍｇ
Ｆ_２、ＣｅＦ_３、ＹＦ_３、ＴｈＦ_４、ＣａＦ_２、クライ
オライト（Ｎａ_３ＡｌＦ_６）、ＡｌＦ_３、ＬｉＦ_２、Ｂ
ａＦ_２、ＬａＦ_３、ＮａＦなどの金属フッ化物があげら
れるが、４層目としては屈折率が小さいことが望まし
く、また最外層としての耐久性を考慮すれば、Ｍｇ
Ｆ_２、ＣｅＦ_３、ＹＦ_３、ＴｈＦ_４、ＣａＦ_２、クライ
オライトから選ばれた１種であることが好ましい。

【００４０】１層目〜４層目の材料の形態や特性につい
ては、屈折率が所望の値に近いことのほかには、とくに
限定はされない。ただし、屈折率は膜の製造法や密度に
よってかわるため、１層目のＡｌ_２Ｏ_３については屈折
率が１．５３〜１．６２、２層目のＧｅについては３．
８〜４．１、３層目のＺｎＳについては２．１５〜２．
２５となることが好ましい。また、４層目の金属フッ化
物については、ＭｇＦ_２が１．３２〜１．３７、ＣｅＦ
_３とＹＦ_３が１．５３〜１．６、ＴｈＦ_４が１．４２〜
１．５４、ＣａＦ_２とクライオライトが１．３７〜１．
４２の範囲にあることが好ましい。純度についてはすべ
ての材料に対して９９％以上、望ましくは９９．９％以
上が好ましい。

【００４１】基板１は、赤外用の光学部品として使うも
ので、平面板に限らず、曲率を有する板、レンズ、プリ
ズム、その他所定の形状をしていてもよい。

【００４２】基板１の厚さとしては、とくに限定はされ
ないが０．１ｍｍ程度の赤外線ウィンドから、厚さ数ｃ
ｍの肉厚レンズやプリズムがあり、これら基板に対し同
様の反射防止の効果が付与できる。

【００４３】基板１の材料としては、赤外光をよく透過
するもので、屈折率が３以上のものであればとくに限定
はないが、たとえばＧｅ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ｔｅ、カル
コゲナイドガラスは透過率の高い良質の材料が比較的安
価で容易に入手することができる点から好ましい。また
カルコゲナイドガラスは、Ｇｅ_１０Ａｓ_２０Ｔｅ_７０が
屈折率３．５５、Ｓｉ_１５Ｇｅ_１０Ａｓ_２５Ｔｅ_５０が
屈折率３．１、Ｇｅ_３０Ａｓ_１７Ｔｅ_３０Ｓｅ_２３が屈
折率３．０というように、屈折率３以上の材料が比較的
容易に入手できる点から好ましい。

【００４４】これらの基板は、プリズムなど単体の部品
として用いられたり、また赤外線カメラでは、レンズと
してこれらの２〜３種類の異なった材料を使うことによ
り色消し（基板の屈折率分散による収差の補正）を行っ
ている。

【００４５】なお、基板の材料としては、赤外光学用に
使用できるものであればとくに限定されない。

【００４６】各層の光学膜厚については、所望する波長
帯の透過率を上げるように決められればとくに限定はな
いが、Ａｌ_２Ｏ_３層が２５〜２１０ｎｍ、Ｇｅ層が２０
〜９５０ｎｍ、ＺｎＳ層が１８０〜１３８０ｎｍ、金属
フッ化物層が３５０〜１２００ｎｍの範囲にあることが
好ましい。該反射防止膜を基板の両面に配したばあい、
赤外域の３〜５μｍ、２〜２．５μｍ、２〜５μｍそれ
ぞれの波長帯で平均９０％以上の透過率を有することが
できる。なお、本発明においては基板の厚さが０．１ｍ
ｍ程度から数ｃｍまでの範囲では、透過率の値は基板の
厚さによらない。

【００４７】赤外線の光学機器において最も利用される
大気の窓の２〜２．５μｍ、３〜５μｍ、およびその両
方をまたぐ２〜５μｍの波長範囲に対して高い透過率を
付与したいばあい、下記の膜厚であることがさらに好ま
しい。

【００４８】基板をＧｅとしたばあい、各層の光学膜厚
の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については４５〜１８０ｎｍさ
らには６０〜１８０ｎｍ、Ｇｅ層については１８０〜５
７０ｎｍさらには１８０〜３９０ｎｍ、ＺｎＳ層につい
ては４００〜１３００ｎｍさらには４００〜８６０ｎ
ｍ、金属フッ化物層については６４０〜１１６０ｎｍさ
らには７３５〜８８０ｎｍであることが赤外域の３〜５
μｍでの透過率が高いという点から好ましく、該反射防
止膜を該基板の両面に配したばあい、赤外域の３〜５μ
ｍの範囲での平均透過率が９５％好ましくは９７％以上
となる。

【００４９】同じく基板をＧｅとしたばあい、各層の光
学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については３５〜９０ｎ
ｍ、Ｇｅ層については１３５〜３００ｎｍ、ＺｎＳ層に
ついては３００〜８００ｎｍ、金属フッ化物層について
は３５０〜７００ｎｍであることが赤外域の２〜２．５
μｍでの透過率が高いという点から好ましく、該反射防
止膜を該基板の両面に配したばあい、赤外域の２〜２．
５μｍの範囲での平均透過率が９７％以上となる。

【００５０】同じく基板をＧｅとしたばあい、各層の光
学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については６０〜１０５
ｎｍ、Ｇｅ層については２７０〜３８０ｎｍ、ＺｎＳ層
については７１０〜８２０ｎｍ、金属フッ化物層につい
ては６３０〜８００ｎｍであることが赤外域の２〜５μ
ｍでの透過率が高いという点から好ましく、該反射防止
膜を該基板の両面に配したばあい、赤外域の２〜５μｍ
の範囲での平均透過率が９３％以上となる。

【００５１】また、基板をＳｉとしたばあい、各層の光
学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については５５〜２２０
ｎｍさらには５５〜２１０ｎｍ、Ｇｅ層については１０
０〜４７０ｎｍさらには１００〜２５７ｎｍ、ＺｎＳ層
については３８０〜１３８０ｎｍさらには３８０〜９２
０ｎｍ、金属フッ化物層については６１５〜１１７０ｎ
ｍさらには８４０〜９２３ｎｍであることが赤外域の３
〜５μｍでの透過率が高いという点から好ましく、該反
射防止膜を該基板の両面に配したばあい、赤外域の３〜
５μｍの範囲での平均透過率が９５％好ましくは９７％
以上となる。

【００５２】同じく基板をＳｉとしたばあい、各層の光
学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については４０〜１３０
ｎｍ、Ｇｅ層については９０〜２３０ｎｍ、ＺｎＳ層に
ついては２００〜８７０ｎｍ、金属フッ化物層について
は３９０〜６８０ｎｍであることが赤外域の２〜２．５
μｍでの透過率が高いという点から好ましく、該反射防
止膜を該基板の両面に配したばあい、赤外域の２〜２．
５μｍの範囲での平均透過率が９５％以上となる。

【００５３】同じく基板をＳｉとしたばあい、各層の光
学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については８０〜１２０
ｎｍ、Ｇｅ層については２２０〜２８０ｎｍ、ＺｎＳ層
については７６０〜８７０ｎｍ、金属フッ化物層につい
ては７２０〜７９０ｎｍであることが赤外域の２〜５μ
ｍでの透過率が高いという点から好ましく、該反射防止
膜を該基板の両面に配したばあい、赤外域の２〜５μｍ
の範囲での平均透過率が９３％以上となる。

【００５４】さらに、基板をＧａＡｓとしたばあい、各
層の光学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については６５〜
２１０ｎｍ、Ｇｅ層については１１０〜４４０ｎｍ、Ｚ
ｎＳ層については４８０〜１３００ｎｍ、金属フッ化物
層については８１０〜１１３０ｎｍであることが赤外域
の３〜５μｍでの透過率が高いという点から好ましく、
該反射防止膜を該基板の両面に配したばあい、赤外域の
３〜５μｍの範囲での平均透過率が９５％以上となる。

【００５５】また、基板をＧａＡｓとしたばあい、各層
の光学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については４０〜１
４０ｎｍ、Ｇｅ層については８０〜２３０ｎｍ、ＺｎＳ
層については１８０〜８４０ｎｍ、金属フッ化物層につ
いては４００〜６７５ｎｍであることが赤外域の２〜
２．５μｍでの透過率が高いという点から好ましく、該
反射防止膜を該基板の両面に配したばあい、赤外域の２
〜２．５μｍの範囲での平均透過率が９７％以上とな
る。

【００５６】また、基板をＧａＡｓとしたばあい、各層
の光学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については８５〜１
２５ｎｍ、Ｇｅ層については２１０〜２７０ｎｍ、Ｚｎ
Ｓ層については７７０〜８７５ｎｍ、金属フッ化物層に
ついては７１０〜７８５ｎｍであることが赤外域の２〜
５μｍでの透過率が高いという点から好ましく、該反射
防止膜を該基板の両面に配したばあい、赤外域の２〜５
μｍの範囲での平均透過率が９３％以上となる。

【００５７】さらに、基板をＴｅとしたばあい、各層の
光学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については２５〜１４
０ｎｍ、Ｇｅ層については３００〜９５０ｎｍ、ＺｎＳ
層については４７０〜１２００ｎｍ、金属フッ化物層に
ついては７５０〜１２００ｎｍであることが赤外域の３
〜５μｍでの透過率が高いという点から好ましく、該反
射防止膜を該基板の両面に配したばあい、赤外域の３〜
５μｍの範囲での平均透過率が９５％以上となる。

【００５８】また、基板を屈折率３．４〜３．５５のカ
ルコゲナイドガラスとしたばあい、各層の光学膜厚の範
囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については５５〜２２０ｎｍ、Ｇｅ
層については１００〜４７０ｎｍ、ＺｎＳ層については
３８０〜１３８０ｎｍ、金属フッ化物層については６１
５〜１１７０ｎｍであることが赤外域の３〜５μｍでの
透過率が高いという点から好ましく、該反射防止膜を該
基板の両面に配したばあい、赤外域の３〜５μｍの範囲
での平均透過率が９５％以上となる。

【００５９】同じく基板を屈折率３．４〜３．５５のカ
ルコゲナイドガラスとしたばあい、各層の光学膜厚の範
囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については４０〜１３０ｎｍ、Ｇｅ
層については９０〜２３０ｎｍ、ＺｎＳ層については２
００〜８７０ｎｍ、金属フッ化物層については３９０〜
６８０ｎｍであることが赤外域の２〜２．５μｍでの透
過率が高いという点から好ましく、該反射防止膜を該基
板の両面に配したばあい、赤外域の２〜２．５μｍの範
囲での平均透過率が９５％以上となる。

【００６０】同じく基板を屈折率３．４〜３．５５のカ
ルコゲナイドガラスとしたばあい、各層の光学膜厚の範
囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については８０〜１２０ｎｍ、Ｇｅ
層については２２０〜２８０ｎｍ、ＺｎＳ層については
７６０〜８７０ｎｍ、金属フッ化物層については７２０
〜７９０ｎｍであることが赤外域の２〜５μｍでの透過
率が高いという点から好ましく、該反射防止膜を該基板
の両面に配したばあい、赤外域の２〜５μｍの範囲での
平均透過率が９３％以上となる。

【００６１】さらに、基板を屈折率３．３のカルコゲナ
イドガラスとしたばあい、各層の光学膜厚の範囲が、Ａ
ｌ_２Ｏ_３層については６５〜２１０ｎｍ、Ｇｅ層につい
ては１１０〜４４０ｎｍ、ＺｎＳ層については４８０〜
１３００ｎｍ、金属フッ化物層については８１０〜１１
３０ｎｍであることが赤外域の３〜５μｍでの透過率が
高いという点から好ましく、該反射防止膜を該基板の両
面に配したばあい、赤外域の３〜５μｍの範囲での平均
透過率が９５％以上となる。

【００６２】また、基板を３．３のカルコゲナイドガラ
スとしたばあい、各層の光学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３
層については４０〜１４０ｎｍ、Ｇｅ層については８０
〜２３０ｎｍ、ＺｎＳ層については１８０〜８４０ｎ
ｍ、金属フッ化物層については４００〜６７５ｎｍであ
ることが赤外域の２〜２．５μｍでの透過率が高いとい
う点から好ましく、該反射防止膜を該基板の両面に配し
たばあい、赤外域の２〜２．５μｍの範囲での平均透過
率が９７％以上となる。

【００６３】また、基板を３．３のカルコゲナイドガラ
スとしたばあい、各層の光学膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３
層については８５〜１２５ｎｍ、Ｇｅ層については２１
０〜２７０ｎｍ、ＺｎＳ層については７７０〜８７５ｎ
ｍ、金属フッ化物層については７１０〜７８５ｎｍであ
ることが赤外域の２〜５μｍでの透過率が高いという点
から好ましく、該反射防止膜を該基板の両面に配したば
あい、赤外域の２〜５μｍの範囲での平均透過率が９３
％以上となる。

【００６４】前記反射防止膜は、プリズムや赤外線カメ
ラのレンズなどの用途に好ましく用いられる。

【００６５】反射防止膜の形成法については、とくに限
定されないが、たとえば真空蒸着法、イオンプレーティ
ング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などがあげられ
る。なかでも光学多層膜の形成を目的とした真空蒸着法
が膜厚のコントロールと膜厚の均一性の点から好まし
い。下記に該方法および該方法を実施するばあいの真空
蒸着装置について図にもとづいて説明する。図２はその
蒸着装置の一例の断面説明図を示す。図２において６は
高真空をうるための真空容器、７は蒸着すべき基板１を
取付けるための基板取付けドームで、蒸着中は膜の均一
性を向上させるために回転される。８は蒸着物質を入れ
るるつぼで、るつぼ回転ステージ９によって、蒸着され
るべき物質の入ったるつぼ８が電子銃１０から放出され
る電子ビームの当たる位置に移動される。電子ビームに
よって加熱され、蒸発した物質は基板１の表面に蒸着さ
れ、膜となる。この蒸着膜の厚さは、真空容器６の上方
に取り付けられた反射式光学膜厚計１１により、モニタ
ー用ガラス基板１２の膜厚を計測することによって測定
され、所望の厚さになったときシャッター１３が閉じ
る。以下、同様にして順次異なる層の蒸着膜を所定の厚
さだけ形成することによって、本発明の反射防止膜がえ
られる。

【００６６】なお、後述する各実施例における電子ビー
ム蒸着法は、前記方法により行なった。

【００６７】また、蒸着物質の加熱には、電子ビーム法
だけでなく、金属製のるつぼに電流を流して加熱する抵
抗加熱法も用いることができる。また、光学式膜厚計と
しても、反射式だけでなく、真空容器の下部に光源を設
けた透過式光学膜厚計も用いることができる。

【００６８】つぎに、具体的な実施例により、本発明の
赤外域用反射防止膜についてさらに詳細に説明する。

【００６９】［実施例１〜２３および比較例１〜２］直
径３０ｍｍφ、厚さ１ｍｍの両面を研磨した表１、２記
載の材料からなる円板状の基板を蒸着装置の基板取付け
ドームに取付け、真空度１×１０^-4ｔｏｒｒ以下で、電
子ビーム蒸着法によって基板から順に表１、２記載の材
料と光学膜厚を有する第１層、第２層、第３層、第４層
を積層して赤外域用反射防止膜を形成した。

【００７０】基板の反対の面についても同じ手順により
蒸着を行ない、赤外域反射防止膜を両面に形成した基板
をそれぞれえた。

【００７１】なお、カルコゲナイドガラスは、Ｇｅ_３０
Ａｓ_１７Ｔｅ_３０Ｓｅ_２３（屈折率３．０）を用いた。

【００７２】えられた基板の耐久性試験としてテープ剥
離試験および耐湿試験さらに赤外線透過率試験を下記方
法により実施した。結果を表１、２および図３〜１５に
示す。 （テープ剥離試験）米国軍規格ＭＩＬ−Ｃ−４８４９７
Ａに準じて、セロハンテープ（ニチバン（株）製、幅１
２ｍｍ）を基板の膜面に約１０ｍｍの長さで貼付け、垂
直に素早く引き剥がす操作を１回行ない、膜の剥離状態
を観察した。 （耐湿試験）温度５０℃、相対湿度９５〜１００％の恒
温・恒湿槽に基板を２４時間放置し、基板の膜面を目視
にて観察し、しみ、曇り、剥離などの有無を調べた。 （赤外線透過率試験）赤外分光光度計（日本分光（株）
製、ＩＲ−８１０）により分光透過率曲線を測定した。

【００７３】

【表１】

【００７４】

【表２】 図３〜図１５に示す透過率の測定結果から、本発明の実
施例のばあいには、所望する透過帯域（３〜５μｍ：実
施例１〜１２、２０〜２３、２〜２．５μｍ：実施例１
３〜１６、２〜５μｍ：実施例１７〜１９など）におい
て高い透過率がえられていることがわかる。また比較例
２では波長３μｍの近傍において、吸収があり、透過率
が低いことがわかる。

【００７５】また表１、２に示す耐久性試験の結果か
ら、実施例１〜２３では全く異常が認められなかった
が、比較例１ではテープ剥離試験により一部剥離が発生
した。

【００７６】

【発明の効果】本発明による赤外域用反射防止膜によれ
ば、基板から順にＡｌ_２Ｏ_３層、Ｇｅ層、ＺｎＳ層、金
属フッ化物層の４層によって反射防止膜を形成したの
で、反射防止特性と耐久性に優れている。

【００７７】また、前記金属フッ化物がＭｇＦ_２、Ｃｅ
Ｆ_３、ＹＦ_３、ＴｈＦ_４、ＣａＦ_２およびクライオライ
ト（Ｎａ_３ＡｌＦ_６）から選ばれた一種であるばあい、
高い透過率を有し、しかも耐久性の高い赤外域用反射防
止膜がえられる。

【００７８】また、基板がＧｅ、Ｓｉ、ＧａＡｓおよび
Ｔｅから選ばれた一種であるので、高い透過率を有する
赤外域用反射防止膜がえられる。

【００７９】また、基板が屈折率３以上のカルコゲナイ
ドガラスであるばあい、高い透過率を有する赤外域用反
射防止膜がえられる。

【００８０】また、基板がＧｅであり、各層の光学膜厚
の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については４５〜１８０ｎｍ、
Ｇｅ層については１８０〜５７０ｎｍ、ＺｎＳ層につい
ては４００〜１３００ｎｍ、金属フッ化物層については
６４０〜１１６０ｎｍとしたばあい、該反射防止膜を該
基板の両面に配すると、該基板は赤外域の３〜５μｍの
範囲で９５％以上の平均透過率を有する。

【００８１】また、基板がＧｅであり、各層の光学膜厚
の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については３５〜９０ｎｍ、Ｇ
ｅ層については１３５〜３００ｎｍ、ＺｎＳ層について
は３００〜８００ｎｍ、金属フッ化物層については３５
０〜７００ｎｍとしたばあい、該反射防止膜を該基板の
両面に配すると、該基板は赤外域の２〜２．５μｍの範
囲で９７％以上の平均透過率を有する。

【００８２】また、基板がＧｅであり、各層の光学膜厚
の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については６０〜１０５ｎｍ、
Ｇｅ層については２７０〜３８０ｎｍ、ＺｎＳ層につい
ては７１０〜８２０ｎｍ、金属フッ化物層については６
３０〜８００ｎｍとしたばあい、該反射防止膜を該基板
の両面に配すると、該基板は赤外域の２〜５μｍの範囲
で９３％以上の平均透過率を有する。

【００８３】また、基板がＳｉであり、各層の光学膜厚
の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については５５〜２２０ｎｍ、
Ｇｅ層については１００〜４７０ｎｍ、ＺｎＳ層につい
ては３８０〜１３８０ｎｍ、金属フッ化物層については
６１５〜１１７０ｎｍとしたばあい、該反射防止膜を該
基板の両面に配すると、該基板は赤外域の３〜５μｍの
範囲で９５％以上の平均透過率を有する。

【００８４】また、基板がＳｉであり、各層の光学膜厚
の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については４０〜１３０ｎｍ、
Ｇｅ層については９０〜２３０ｎｍ、ＺｎＳ層について
は２００〜８７０ｎｍ、金属フッ化物層については３９
０〜６８０ｎｍとしたばあい、該反射防止膜を該基板の
両面に配すると、該基板は赤外域の２〜２．５μｍの範
囲で９５％以上の平均透過率を有する。

【００８５】また、基板がＳｉであり、各層の光学膜厚
の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については８０〜１２０ｎｍ、
Ｇｅ層については２２０〜２８０ｎｍ、ＺｎＳ層につい
ては７６０〜８７０ｎｍ、金属フッ化物層については７
２０〜７９０ｎｍとしたばあい、該反射防止膜を該基板
の両面に配すると、該基板は赤外域の２〜５μｍの範囲
で９３％以上の平均透過率を有する。

【００８６】また、基板がＧａＡｓであり、各層の光学
膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については６５〜２１０ｎ
ｍ、Ｇｅ層については１１０〜４４０ｎｍ、ＺｎＳ層に
ついては４８０〜１３００ｎｍ、金属フッ化物層につい
ては８１０〜１１３０ｎｍとしたばあい、該反射防止膜
を該基板の両面に配すると、該基板は赤外域の３〜５μ
ｍの範囲で９５％以上の平均透過率を有する。

【００８７】また、基板がＧａＡｓであり、各層の光学
膜厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については４０〜１４０ｎ
ｍ、Ｇｅ層については８０〜２３０ｎｍ、ＺｎＳ層につ
いては１８０〜８４０ｎｍ、金属フッ化物層については
４００〜６７５ｎｍとしたばあい、該反射防止膜を該基
板の両面に配すると、該基板は赤外域の２〜２．５μｍ
の範囲で９７％以上の平均透過率を有する。

【００８８】また、基板がＧａＡｓであり、各層の光学
膜厚の範囲が、Ａｌ₂Ｏ₃層については８５〜１２５ｎ
ｍ、Ｇｅ層については２１０〜２７０ｎｍ、ＺｎＳ層に
ついては７７０〜８７５ｎｍ、金属フッ化物層について
は７１０〜７８５ｎｍとしたばあい、該反射防止膜を該
基板の両面に配すると、該基板は赤外域の２〜５μｍの
範囲で９３％以上の平均透過率を有する。

【００８９】また、基板がＴｅであり、各層の光学膜厚
の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については２５〜１４０ｎｍ、
Ｇｅ層については３００〜９５０ｎｍ、ＺｎＳ層につい
ては４７０〜１２００ｎｍ、金属フッ化物層については
７５０〜１２００ｎｍとしたばあい、該反射防止膜を該
基板の両面に配すると、該基板は赤外域の３〜５μｍの
範囲で９５％以上の平均透過率を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の赤外域用反射防止膜の一実施例の構
造を示す断面説明図である。

【図２】 本発明の赤外域用反射防止膜の製造に用いら
れる蒸着装置の一例の断面説明図である。

【図３】 本発明の実施例１、２でえられた赤外域用反
射防止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す図であ
る。

【図４】 本発明の実施例３でえられた赤外域用反射防
止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す図である。

【図５】 本発明の実施例４でえられた赤外域用反射防
止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す図である。

【図６】 本発明の実施例５、６でえられた赤外域用反
射防止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す図であ
る。

【図７】 本発明の実施例７、８でえられた赤外域用反
射防止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す図であ
る。

【図８】 本発明の実施例９でえられた赤外域用反射防
止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す図である。

【図９】 本発明の実施例１０〜１２でえられた赤外域
用反射防止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す図
である。

【図１０】 本発明の実施例１３、１４でえられた赤外
域用反射防止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す
図である。

【図１１】 本発明の実施例１５、１６でえられた赤外
域用反射防止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す
図である。

【図１２】 本発明の実施例１７〜１９でえられた赤外
域用反射防止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す
図である。

【図１３】 本発明の実施例２０、２１でえられた赤外
域用反射防止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す
図である。

【図１４】 本発明の実施例２２、２３でえられた赤外
域用反射防止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す
図である。

【図１５】 本発明の比較例１、２でえられた赤外域用
反射防止膜を有する基板の赤外線分光透過率を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 基板（レンズまたはウィンド）、２ Ａｌ_２Ｏ
_３層、３ Ｇｅ層、４ ＺｎＳ層、５ 金属フッ化物
層。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外域用反射防止膜において、該反射防
   止膜が基板側から順に、Ａｌ_２Ｏ_３層、Ｇｅ層、ＺｎＳ
   層、金属フッ化物層の４層であることを特徴とする赤外
   域用反射防止膜。
2. 【請求項２】 金属フッ化物がＭｇＦ_２、ＣｅＦ_３、Ｙ
   Ｆ_３、ＴｈＦ_４、ＣａＦ_２およびクライオライト（Ｎａ
   _３ＡｌＦ_６）から選ばれた一種である請求項１記載の赤
   外域用反射防止膜。
3. 【請求項３】 基板がＧｅ、Ｓｉ、ＧａＡｓおよびＴｅ
   から選ばれた一種である請求項１記載の赤外域用反射防
   止膜。
4. 【請求項４】 基板が屈折率３以上のカルコゲナイドガ
   ラスである請求項１記載の赤外域用反射防止膜。
5. 【請求項５】 基板がＧｅであり、各層の光学膜厚の範
   囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については４５〜１８０ｎｍ、Ｇｅ
   層については１８０〜５７０ｎｍ、ＺｎＳ層については
   ４００〜１３００ｎｍ、金属フッ化物層については６４
   ０〜１１６０ｎｍである請求項１記載の赤外域用反射防
   止膜。
6. 【請求項６】 基板がＧｅであり、各層の光学膜厚の範
   囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については３５〜９０ｎｍ、Ｇｅ層
   については１３５〜３００ｎｍ、ＺｎＳ層については３
   ００〜８００ｎｍ、金属フッ化物層については３５０〜
   ７００ｎｍである請求項１記載の赤外域用反射防止膜。
7. 【請求項７】 基板がＧｅであり、各層の光学膜厚の範
   囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については６０〜１０５ｎｍ、Ｇｅ
   層については２７０〜３８０ｎｍ、ＺｎＳ層については
   ７１０〜８２０ｎｍ、金属フッ化物層については６３０
   〜８００ｎｍである請求項１記載の赤外域用反射防止
   膜。
8. 【請求項８】 基板がＳｉであり、各層の光学膜厚の範
   囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については５５〜２２０ｎｍ、Ｇｅ
   層については１００〜４７０ｎｍ、ＺｎＳ層については
   ３８０〜１３８０ｎｍ、金属フッ化物層については６１
   ５〜１１７０ｎｍである請求項１記載の赤外域用反射防
   止膜。
9. 【請求項９】 基板がＳｉであり、各層の光学膜厚の範
   囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については４０〜１３０ｎｍ、Ｇｅ
   層については９０〜２３０ｎｍ、ＺｎＳ層については２
   ００〜８７０ｎｍ、金属フッ化物層については３９０〜
   ６８０ｎｍである請求項１記載の赤外域用反射防止膜。
10. 【請求項１０】 基板がＳｉであり、各層の光学膜厚の
    範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については８０〜１２０ｎｍ、Ｇ
    ｅ層については２２０〜２８０ｎｍ、ＺｎＳ層について
    は７６０〜８７０ｎｍ、金属フッ化物層については７２
    ０〜７９０ｎｍである請求項１記載の赤外域用反射防止
    膜。
11. 【請求項１１】 基板がＧａＡｓであり、各層の光学膜
    厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については６５〜２１０ｎ
    ｍ、Ｇｅ層については１１０〜４４０ｎｍ、ＺｎＳ層に
    ついては４８０〜１３００ｎｍ、金属フッ化物層につい
    ては８１０〜１１３０ｎｍである請求項１記載の赤外域
    用反射防止膜。
12. 【請求項１２】 基板がＧａＡｓであり、各層の光学膜
    厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については４０〜１４０ｎ
    ｍ、Ｇｅ層については８０〜２３０ｎｍ、ＺｎＳ層につ
    いては１８０〜８４０ｎｍ、金属フッ化物層については
    ４００〜６７５ｎｍである請求項１記載の赤外域用反射
    防止膜。
13. 【請求項１３】 基板がＧａＡｓであり、各層の光学膜
    厚の範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については８５〜１２５ｎ
    ｍ、Ｇｅ層については２１０〜２７０ｎｍ、ＺｎＳ層に
    ついては７７０〜８７５ｎｍ、金属フッ化物層について
    は７１０〜７８５ｎｍである請求項１記載の赤外域用反
    射防止膜。
14. 【請求項１４】 基板がＴｅであり、各層の光学膜厚の
    範囲が、Ａｌ_２Ｏ_３層については２５〜１４０ｎｍ、Ｇ
    ｅ層については３００〜９５０ｎｍ、ＺｎＳ層について
    は４７０〜１２００ｎｍ、金属フッ化物層については７
    ５０〜１２００ｎｍである請求項１記載の赤外域用反射
    防止膜。