JPH09230135A - ダイクロイックミラー - Google Patents
ダイクロイックミラーInfo
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- JPH09230135A JPH09230135A JP8060137A JP6013796A JPH09230135A JP H09230135 A JPH09230135 A JP H09230135A JP 8060137 A JP8060137 A JP 8060137A JP 6013796 A JP6013796 A JP 6013796A JP H09230135 A JPH09230135 A JP H09230135A
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- Japan
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- weight
- dichroic mirror
- glass substrate
- film
- refractive index
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ガラス基板の厚さが十分に薄い場合でも環境
変化に伴うソリの変化の少ない投射型カラー液晶表示装
置の色分解・合成用ダイクロイックミラーを提供する。 【解決手段】 誘電体からなる低屈折率膜と高屈折率膜
を交互に積層した光学多層膜を、熱膨張率が３０〜５０
×１０-7／℃のガラス基枚上に設け低屈折率膜はＡｌ2
０3及びＳｉＯ2のうちいずれか１種の単体膜又はこれら
の混合膜であり、高屈折率膜はＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｈｆ
Ｏ2及びＴａ2Ｏ5のうちいずれか１種の単体膜又はこれ
らの混合膜であることが好ましい。
変化に伴うソリの変化の少ない投射型カラー液晶表示装
置の色分解・合成用ダイクロイックミラーを提供する。 【解決手段】 誘電体からなる低屈折率膜と高屈折率膜
を交互に積層した光学多層膜を、熱膨張率が３０〜５０
×１０-7／℃のガラス基枚上に設け低屈折率膜はＡｌ2
０3及びＳｉＯ2のうちいずれか１種の単体膜又はこれら
の混合膜であり、高屈折率膜はＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｈｆ
Ｏ2及びＴａ2Ｏ5のうちいずれか１種の単体膜又はこれ
らの混合膜であることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、波長選択光学素
子に関するものであり、特にガラス基板上に光学多層膜
を設けてなるダイクロイックミラーに関するものであ
る。最近、バックライトをカラー液晶表示素子に照射し
透過した光をスクリーンに拡大投射する投射型カラー液
晶表示装置の色分解・合成方法としてダイクロイックミ
ラーを使用する方法が採用されるようになった。本発明
は特にこの投射型ガラー液晶表示装置に用いられている
ダイクロイックミラーに関するものであるが、さらに、
ガラス基板上に複数の光学多層膜を設けてなる波長選択
光学素子に広く適用できるものである。
子に関するものであり、特にガラス基板上に光学多層膜
を設けてなるダイクロイックミラーに関するものであ
る。最近、バックライトをカラー液晶表示素子に照射し
透過した光をスクリーンに拡大投射する投射型カラー液
晶表示装置の色分解・合成方法としてダイクロイックミ
ラーを使用する方法が採用されるようになった。本発明
は特にこの投射型ガラー液晶表示装置に用いられている
ダイクロイックミラーに関するものであるが、さらに、
ガラス基板上に複数の光学多層膜を設けてなる波長選択
光学素子に広く適用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、バックライトをカラー液晶表
示素子に照射し透過した光をスクリーンに拡大投射する
投射型カラー液晶表示装置の色分解・合成に使用するダ
イクロイックミラーのガラス基板としては一般に窓ガラ
ス等の材料であるソーダライムガラスが使用されてい
た。このソーダライムガラスの膨張率は９０〜１００×
１０-7／℃である。また、基板ガラスの厚さは１．１ｍ
ｍ程度が普通であった。液晶表示装置のコンパクト化又
は高精細化が進むにつれて、画素の細かさが要求される
ようになってくると、ダイクロイックミラーの基板のガ
ラスの厚みによて生ずる光の収差のために生ずる色ズレ
が問題となってきた。この収差は基板の厚みが厚いほど
大きくなることから、画素の細かくなるほど薄いガラス
基板を使用したグイクロイックミラーが要求されるよう
になってきた。
示素子に照射し透過した光をスクリーンに拡大投射する
投射型カラー液晶表示装置の色分解・合成に使用するダ
イクロイックミラーのガラス基板としては一般に窓ガラ
ス等の材料であるソーダライムガラスが使用されてい
た。このソーダライムガラスの膨張率は９０〜１００×
１０-7／℃である。また、基板ガラスの厚さは１．１ｍ
ｍ程度が普通であった。液晶表示装置のコンパクト化又
は高精細化が進むにつれて、画素の細かさが要求される
ようになってくると、ダイクロイックミラーの基板のガ
ラスの厚みによて生ずる光の収差のために生ずる色ズレ
が問題となってきた。この収差は基板の厚みが厚いほど
大きくなることから、画素の細かくなるほど薄いガラス
基板を使用したグイクロイックミラーが要求されるよう
になってきた。
【０００３】ところでガラス基板表面に蒸着する光学多
層膜とガラス基板とは膨張率に差異があるため、上記の
要求に従ってガラス基板の厚さを薄くしてゆくと、光学
多層膜を蒸着した場合に基板にソリが生じてしまうとい
う問題が出てきた。このソリは、ダイクロイックミラー
を投射型カラー液晶表示装置の色分解・合成に使用した
場合にその投影像の色、像ともに悪影響を与えるため、
最も避けねばならない現象である。このように好ましく
ないソリを予め相殺するように環境条件に応じた設計を
することも可能であるが、ガラス基板の厚さが薄くなる
と環境変化にともなうソリの変化も大きな問題となる。
例えば、室温で色ズレのないように構成された投射型液
晶表示装置であっても、投影を継続することによってダ
イクロイックミラー部分の温度が上昇するとソリの量が
変化して色ズレが生ずることになる。また、ダイクロイ
ックミラーを液晶表示装置に組み込む時に、往々にして
外部応力が加わりソリを発生させる。
層膜とガラス基板とは膨張率に差異があるため、上記の
要求に従ってガラス基板の厚さを薄くしてゆくと、光学
多層膜を蒸着した場合に基板にソリが生じてしまうとい
う問題が出てきた。このソリは、ダイクロイックミラー
を投射型カラー液晶表示装置の色分解・合成に使用した
場合にその投影像の色、像ともに悪影響を与えるため、
最も避けねばならない現象である。このように好ましく
ないソリを予め相殺するように環境条件に応じた設計を
することも可能であるが、ガラス基板の厚さが薄くなる
と環境変化にともなうソリの変化も大きな問題となる。
例えば、室温で色ズレのないように構成された投射型液
晶表示装置であっても、投影を継続することによってダ
イクロイックミラー部分の温度が上昇するとソリの量が
変化して色ズレが生ずることになる。また、ダイクロイ
ックミラーを液晶表示装置に組み込む時に、往々にして
外部応力が加わりソリを発生させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、第一にバックライトをカラー液晶
表示素子に照射し透過した光をスクリーンに拡大投射す
る投射型カラー液晶表示装置における色分解・合成に使
用するダイクロイックミラーにおいて、液晶表示装置の
コンパクト化又は高精細化に対応してガラス基板の厚さ
が十分に薄い場合でもソリを生じないダイクロイックミ
ラーを提供することにある。そして、第二に環境変化に
伴うソリの変化の無いダイクロイックミラーを提供する
ことにある。
しようとする課題は、第一にバックライトをカラー液晶
表示素子に照射し透過した光をスクリーンに拡大投射す
る投射型カラー液晶表示装置における色分解・合成に使
用するダイクロイックミラーにおいて、液晶表示装置の
コンパクト化又は高精細化に対応してガラス基板の厚さ
が十分に薄い場合でもソリを生じないダイクロイックミ
ラーを提供することにある。そして、第二に環境変化に
伴うソリの変化の無いダイクロイックミラーを提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ため、本発明のダイクロイックミラーは、低屈折率膜と
高屈折率膜を交互に積層した光学多層膜をガラス基枚上
に設けてなるダイクロイックミラーにおいて、ガラス基
板材料の熱膨張率が３０〜５０×１０-7／℃であること
を特徴とする。さらに、低屈折率膜がＡｌ2０3及びＳｉ
Ｏ2のうちいずれか１種の単体膜又はこれらの混合膜で
あり、高屈折率膜がＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2及びＴ
ａ2Ｏ5のうちいずれか１種の単体膜又はこれらの混合膜
であることが好ましい。
ため、本発明のダイクロイックミラーは、低屈折率膜と
高屈折率膜を交互に積層した光学多層膜をガラス基枚上
に設けてなるダイクロイックミラーにおいて、ガラス基
板材料の熱膨張率が３０〜５０×１０-7／℃であること
を特徴とする。さらに、低屈折率膜がＡｌ2０3及びＳｉ
Ｏ2のうちいずれか１種の単体膜又はこれらの混合膜で
あり、高屈折率膜がＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2及びＴ
ａ2Ｏ5のうちいずれか１種の単体膜又はこれらの混合膜
であることが好ましい。
【０００６】また、ガラス基板材料の組成の少なくとも
９０重量％がＳｉＯ2４５〜８５重量％、Ａｌ2Ｏ3１〜
２２重量％、Ｂ2Ｏ3０〜２５重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲは
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋのうち少なくともいずれか１種を示す）
０〜１０重量％、ＸＯ（但しＸはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ｚｎのうち少なくともいずれか１種を示す）０〜２
７重量％を含むものからなることが好ましい。特に、ガ
ラス基板材料の組成の少なくとも９５重量％がＳｉＯ2
５０〜６０重量％、Ａｌ2Ｏ3１０〜１６重量％、Ｂ2Ｏ3
０〜１４重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのう
ち少なくともいずれか１種を示す）０〜１重量％、ＸＯ
（但しＸはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎのうち少なく
ともいずれか１種を示す）５〜２７重量％含むものから
なることが好ましい。
９０重量％がＳｉＯ2４５〜８５重量％、Ａｌ2Ｏ3１〜
２２重量％、Ｂ2Ｏ3０〜２５重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲは
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋのうち少なくともいずれか１種を示す）
０〜１０重量％、ＸＯ（但しＸはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ｚｎのうち少なくともいずれか１種を示す）０〜２
７重量％を含むものからなることが好ましい。特に、ガ
ラス基板材料の組成の少なくとも９５重量％がＳｉＯ2
５０〜６０重量％、Ａｌ2Ｏ3１０〜１６重量％、Ｂ2Ｏ3
０〜１４重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのう
ち少なくともいずれか１種を示す）０〜１重量％、ＸＯ
（但しＸはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎのうち少なく
ともいずれか１種を示す）５〜２７重量％含むものから
なることが好ましい。
【０００７】さらに、本発明のガラス基板上に光学多層
膜を設けてなるダイクロイックミラーは、ガラス基板が
９０００Ｋｇ／ｍｍ2以上のヤング率を有するガラスか
らなることを特徴とする。特に、ガラス基板材料の組成
の少なくとも９５重量％がＳｉＯ2５４〜５６重量％、
Ａｌ2Ｏ3１３〜１５重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲはＬｉ、Ｎ
ａ、Ｋのうち少なくともいずれか１種を示す）０〜０．
１重量％、ＭｇＯ５〜７重量％、ＣａＯ９〜ｌ０重量
％、ＺｎＯ１０〜１１重量％を含むものとすることが好
ましい。
膜を設けてなるダイクロイックミラーは、ガラス基板が
９０００Ｋｇ／ｍｍ2以上のヤング率を有するガラスか
らなることを特徴とする。特に、ガラス基板材料の組成
の少なくとも９５重量％がＳｉＯ2５４〜５６重量％、
Ａｌ2Ｏ3１３〜１５重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲはＬｉ、Ｎ
ａ、Ｋのうち少なくともいずれか１種を示す）０〜０．
１重量％、ＭｇＯ５〜７重量％、ＣａＯ９〜ｌ０重量
％、ＺｎＯ１０〜１１重量％を含むものとすることが好
ましい。
【０００８】本発明のダイクロイックミラーは、光学多
層膜が誘電体物質の低屈折率膜と高屈折率膜の交互多層
膜であり、ガラス基板のの熱膨張率が３０〜５０×１０
−７／℃であることから、ガラス基板に光学多層膜を高
温で蒸着したのち室温に冷却しても、ガラス基板と多層
膜の間に大きな熱収縮の差が無くなるため、ほとんどソ
りのないダイクロイックミラーを得ることが可能とな
る。さらに、基板と多層膜の間の大きな収縮の差から生
ずる残留歪みが少なくなるため、環境の変化に伴うソリ
の変化の少ないダイクロイックミラーを得ることが可能
となる。なお、特に、Ａｌ2０3及びＳｉＯ2のうちいず
れか１種の単体膜又はこれらの混合膜からなる屈折率
１．３〜１．７の低屈折率膜と、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｈ
ｆＯ2及びＴａ2Ｏ5のうちいずれか１種の単体膜又はこ
れらの混合膜からなる屈折率１．８〜２．５の高屈折率
膜を交互に多層重ねて光学多層膜としたダイクロイック
ミラーは高温処理に適し優秀な波長選択性を有する。
層膜が誘電体物質の低屈折率膜と高屈折率膜の交互多層
膜であり、ガラス基板のの熱膨張率が３０〜５０×１０
−７／℃であることから、ガラス基板に光学多層膜を高
温で蒸着したのち室温に冷却しても、ガラス基板と多層
膜の間に大きな熱収縮の差が無くなるため、ほとんどソ
りのないダイクロイックミラーを得ることが可能とな
る。さらに、基板と多層膜の間の大きな収縮の差から生
ずる残留歪みが少なくなるため、環境の変化に伴うソリ
の変化の少ないダイクロイックミラーを得ることが可能
となる。なお、特に、Ａｌ2０3及びＳｉＯ2のうちいず
れか１種の単体膜又はこれらの混合膜からなる屈折率
１．３〜１．７の低屈折率膜と、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｈ
ｆＯ2及びＴａ2Ｏ5のうちいずれか１種の単体膜又はこ
れらの混合膜からなる屈折率１．８〜２．５の高屈折率
膜を交互に多層重ねて光学多層膜としたダイクロイック
ミラーは高温処理に適し優秀な波長選択性を有する。
【０００９】さらに、ガラス基板材料の組成の少なくと
も９０重量％がＳｉＯ2４５〜８５重量％、Ａｌ2Ｏ3１
〜２２重量％、Ｂ2Ｏ3０〜２５重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲ
はＬｉ、Ｎａ、Ｋのうち少なくともいずれか１種を示
す）０〜１０重量％、ＸＯ（但しＸはＭｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｚｎのうち少なくともいずれか１種を示す）
０〜２７重量％を含むものからなるものは、ガラス基板
材料の熱膨張率を３０〜５０×１０−７／℃の範囲にす
ることが可能となる。この組成の範囲内で、上記の範囲
の熱膨張率のガラスが得られることが確認されている。
この組成範囲外のガラスでは、耐熱性、熱的安定性にお
いて実用上十分なものが得られない。また、ガラス基板
材料組成の少なくとも９５重量％がＳｉＯ2５０〜６０
重量％、Ａｌ2Ｏ3１０〜１６重量％、Ｂ2Ｏ3０〜１４重
量％、Ｒ2Ｏ（但しＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのうち少なくと
もいずれか１種を示す）０〜１重量％、ＸＯ（但しＸは
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎのうち少なくともいずれ
か１種を示す）５〜２７重量％含むものからなるものが
特に好ましい。
も９０重量％がＳｉＯ2４５〜８５重量％、Ａｌ2Ｏ3１
〜２２重量％、Ｂ2Ｏ3０〜２５重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲ
はＬｉ、Ｎａ、Ｋのうち少なくともいずれか１種を示
す）０〜１０重量％、ＸＯ（但しＸはＭｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｚｎのうち少なくともいずれか１種を示す）
０〜２７重量％を含むものからなるものは、ガラス基板
材料の熱膨張率を３０〜５０×１０−７／℃の範囲にす
ることが可能となる。この組成の範囲内で、上記の範囲
の熱膨張率のガラスが得られることが確認されている。
この組成範囲外のガラスでは、耐熱性、熱的安定性にお
いて実用上十分なものが得られない。また、ガラス基板
材料組成の少なくとも９５重量％がＳｉＯ2５０〜６０
重量％、Ａｌ2Ｏ3１０〜１６重量％、Ｂ2Ｏ3０〜１４重
量％、Ｒ2Ｏ（但しＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのうち少なくと
もいずれか１種を示す）０〜１重量％、ＸＯ（但しＸは
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎのうち少なくともいずれ
か１種を示す）５〜２７重量％含むものからなるものが
特に好ましい。
【００１０】本発明のダイクロイックミラーは、基板と
なるガラスのヤング率が少なくとも９０００Ｋｇ／ｍｍ
2となっているため、環境変化を受けても変形しにく
く、また、ソリが生じたとしても環境変化によるソリの
変化が少ない。ガラス材料組成の少なくとも９５重量％
がＳｉＯ2５４〜５６重量％、Ａｌ2Ｏ3１３〜１５重量
％、Ｒ2Ｏ（但しＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのうち少なくとも
いずれか１種を示す）０〜０．１重量％、ＭｇＯ５〜７
重量％、ＣａＯ９〜ｌ０重量％、ＺｎＯ１０〜１１重量
％を含むものとすると、基板ガラスのヤング率を９００
０Ｋｇ／ｍｍ2と以上とすることができる。
なるガラスのヤング率が少なくとも９０００Ｋｇ／ｍｍ
2となっているため、環境変化を受けても変形しにく
く、また、ソリが生じたとしても環境変化によるソリの
変化が少ない。ガラス材料組成の少なくとも９５重量％
がＳｉＯ2５４〜５６重量％、Ａｌ2Ｏ3１３〜１５重量
％、Ｒ2Ｏ（但しＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのうち少なくとも
いずれか１種を示す）０〜０．１重量％、ＭｇＯ５〜７
重量％、ＣａＯ９〜ｌ０重量％、ＺｎＯ１０〜１１重量
％を含むものとすると、基板ガラスのヤング率を９００
０Ｋｇ／ｍｍ2と以上とすることができる。
【００１１】このように、本発明の課題であるソリの無
いダイクロイックミラーを得る手段として、ガラス基板
材料の熱膨張率を３０〜５０×１０-7／℃の範囲にする
以外に、基板となるガラスのヤング率が少なくとも９０
００Ｋｇ／ｍｍ2とすることによっても発明の目的を達
成することが可能であり、また、これら手段を複合させ
ることにより、より高い効果を得ることが可能である。
いダイクロイックミラーを得る手段として、ガラス基板
材料の熱膨張率を３０〜５０×１０-7／℃の範囲にする
以外に、基板となるガラスのヤング率が少なくとも９０
００Ｋｇ／ｍｍ2とすることによっても発明の目的を達
成することが可能であり、また、これら手段を複合させ
ることにより、より高い効果を得ることが可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明を実施例およびそれと対比
する比較例に基づいて、さらに詳細に説明する。
する比較例に基づいて、さらに詳細に説明する。
【００１３】
【実施例１】表１は、本発明第１の実施例におけるダイ
クロイックミラーに使用した基板ガラスの組成を表す。
また、表２は、ガラス基板上に形成するＴｉＯ2とＳｉ
Ｏ2からなる光学多層膜の膜構成（以下、膜構成（Ａ）
という）を表す。
クロイックミラーに使用した基板ガラスの組成を表す。
また、表２は、ガラス基板上に形成するＴｉＯ2とＳｉ
Ｏ2からなる光学多層膜の膜構成（以下、膜構成（Ａ）
という）を表す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】本実施例では、表１に示す組成を持ち厚さ
０．７ｍｍ、一辺が６０ｍｍの正方形の基板ガラスの上
に、蒸着温度３００℃で表２に示す膜構成（Ａ）の光学
多層膜を蒸着してダイクロイックミラーを形成した。こ
のとき、０℃から３００℃の温度範囲で測定した基板ガ
ラスの熱膨張率は４１×１０-7／℃であった。こうして
作成したダイクロイックミラーの室温（２０℃）でのソ
リの程度を波長６３３ｎｍのレーザ光を用いたニュート
ンリング法で測定したところ、直径６０ｍｍの領域内で
ニュートンリング＋５本（λ＝６３３ｎｍ、６０ｍｍ
Φ）以下であり、ソリはほとんど生じていないことを確
認した。また、温度を変化させ、８０℃でのソリを同様
にして測定したが、ニュートンリング＋６本（λ＝６３
３ｎｍ、６０ｍｍΦ）以下であり、両温度間でソリの変
化はほとんど観察されなかった。ここで、ニュートンリ
ング数における＋は膜面が凹の場合を意味し、−は膜面
が凸の場合を意味している。
０．７ｍｍ、一辺が６０ｍｍの正方形の基板ガラスの上
に、蒸着温度３００℃で表２に示す膜構成（Ａ）の光学
多層膜を蒸着してダイクロイックミラーを形成した。こ
のとき、０℃から３００℃の温度範囲で測定した基板ガ
ラスの熱膨張率は４１×１０-7／℃であった。こうして
作成したダイクロイックミラーの室温（２０℃）でのソ
リの程度を波長６３３ｎｍのレーザ光を用いたニュート
ンリング法で測定したところ、直径６０ｍｍの領域内で
ニュートンリング＋５本（λ＝６３３ｎｍ、６０ｍｍ
Φ）以下であり、ソリはほとんど生じていないことを確
認した。また、温度を変化させ、８０℃でのソリを同様
にして測定したが、ニュートンリング＋６本（λ＝６３
３ｎｍ、６０ｍｍΦ）以下であり、両温度間でソリの変
化はほとんど観察されなかった。ここで、ニュートンリ
ング数における＋は膜面が凹の場合を意味し、−は膜面
が凸の場合を意味している。
【００１７】
【比較例１】実施例１と対比するため、実施例１と同じ
厚さ０．７ｍｍで一辺が６０ｍｍの正方形をした石英ガ
ラスに、実施例１と同様に、蒸着温度３００℃で表２に
示す膜構成（Ａ）の光学多層膜を蒸着した。このとき、
基板ガラスの熱膨張率は極めて小さく５．６×１０-7／
℃であった。こうして作成したダイクロイックミラーの
室温（２０℃）でのソリの程度を測定したところ、ニュ
ートンリング−２５本（λ＝６３３ｎｍ、６０ｍｍΦ）
となり、投射型カラー液晶表示装置の色分解・合成に使
用するダイクロイックミラーとしてはほとんど使用に耐
えない程度のソリを生じた。また、８０℃でのソリの程
度を測定した結果、ニュートンリング−３２本（λ＝６
３３ｎｍ、６０ｍｍΦ）となり、室温でのソリの程度か
ら変化していることが観察された。
厚さ０．７ｍｍで一辺が６０ｍｍの正方形をした石英ガ
ラスに、実施例１と同様に、蒸着温度３００℃で表２に
示す膜構成（Ａ）の光学多層膜を蒸着した。このとき、
基板ガラスの熱膨張率は極めて小さく５．６×１０-7／
℃であった。こうして作成したダイクロイックミラーの
室温（２０℃）でのソリの程度を測定したところ、ニュ
ートンリング−２５本（λ＝６３３ｎｍ、６０ｍｍΦ）
となり、投射型カラー液晶表示装置の色分解・合成に使
用するダイクロイックミラーとしてはほとんど使用に耐
えない程度のソリを生じた。また、８０℃でのソリの程
度を測定した結果、ニュートンリング−３２本（λ＝６
３３ｎｍ、６０ｍｍΦ）となり、室温でのソリの程度か
ら変化していることが観察された。
【００１８】
【実施例２】表３は、本発明第２の実施例におけるダイ
クロイックミラーに使用した基板ガラスの組成を表す。
また、表４は、ガラス基板上に形成するＺｒＯ2とＳｉ
Ｏ2からなる光学多層膜の膜構成（以下、膜構成（Ｂ）
という）を表す。
クロイックミラーに使用した基板ガラスの組成を表す。
また、表４は、ガラス基板上に形成するＺｒＯ2とＳｉ
Ｏ2からなる光学多層膜の膜構成（以下、膜構成（Ｂ）
という）を表す。
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】表３の組成を持つ基板ガラスを用いて、表
４に示す膜構成（Ｂ）の光学多層膜を蒸着した。基板ガ
ラスの形状は、実施例１と同じく厚さ０．７ｍｍ、一辺
が６０ｍｍの正方形とした。蒸着温度は２５０℃であっ
た。このとき、基板ガラスの熱膨張率は３８．０×１０
-7／℃であった。こうして形成されたダイクロイックミ
ラーの室温（２０℃）でのソリの程度を測定したとこ
ろ、ニュートンリング−１０本（λ＝６３３ｎｍ、６０
ｍｍΦ）以下であり、ソリはほとんど生じていないこと
を確認した。また、温度を変化させ、８０℃でのソリを
測定したがソリの程度はニュートンリング−４本（λ＝
６３３ｎｍ、６０ｍｍΦ）であり、ソリの程度は小さく
性能は変わらなかった。
４に示す膜構成（Ｂ）の光学多層膜を蒸着した。基板ガ
ラスの形状は、実施例１と同じく厚さ０．７ｍｍ、一辺
が６０ｍｍの正方形とした。蒸着温度は２５０℃であっ
た。このとき、基板ガラスの熱膨張率は３８．０×１０
-7／℃であった。こうして形成されたダイクロイックミ
ラーの室温（２０℃）でのソリの程度を測定したとこ
ろ、ニュートンリング−１０本（λ＝６３３ｎｍ、６０
ｍｍΦ）以下であり、ソリはほとんど生じていないこと
を確認した。また、温度を変化させ、８０℃でのソリを
測定したがソリの程度はニュートンリング−４本（λ＝
６３３ｎｍ、６０ｍｍΦ）であり、ソリの程度は小さく
性能は変わらなかった。
【００２２】
【比較例２】表５は、比較例２で使用したダイクロイッ
クミラーの基板ガラスの組成を表す。
クミラーの基板ガラスの組成を表す。
【００２３】
【表５】
【００２４】比較例２は実施例２と対比するため、表５
に示した組成のガラスを実施例２と同様厚さ０．７ｍｍ
で一辺が６０ｍｍの正方形に整形した基板上に、表４に
示す膜構成（Ｂ）の光学多層膜を蒸着した。このとき、
基板ガラスの熱膨張率は通常のダイクロイックミラーに
多用されているソーダライムガラスと同じく１００×１
０-7／℃であった。また蒸着温度は２５０℃であった。
こうして作成したダイクロイックミラーのソリの程度を
測定したところ、ニュートンリグ＋３３本（λ＝６３３
ｎｍ、６０ｍｍΦ）となり、比較例１と同様、投射型カ
ラー液晶表示装置の色分解・合成に使用する目的にはほ
とんど耐えられない程度のソリを生じた。また、８０℃
でのソリの程度を測定した結果ニュートンリング＋５６
本（λ＝６３３ｎｍ、６０ｍｍΦ）となり、室温におけ
るものと大幅に変化していることが観察された。
に示した組成のガラスを実施例２と同様厚さ０．７ｍｍ
で一辺が６０ｍｍの正方形に整形した基板上に、表４に
示す膜構成（Ｂ）の光学多層膜を蒸着した。このとき、
基板ガラスの熱膨張率は通常のダイクロイックミラーに
多用されているソーダライムガラスと同じく１００×１
０-7／℃であった。また蒸着温度は２５０℃であった。
こうして作成したダイクロイックミラーのソリの程度を
測定したところ、ニュートンリグ＋３３本（λ＝６３３
ｎｍ、６０ｍｍΦ）となり、比較例１と同様、投射型カ
ラー液晶表示装置の色分解・合成に使用する目的にはほ
とんど耐えられない程度のソリを生じた。また、８０℃
でのソリの程度を測定した結果ニュートンリング＋５６
本（λ＝６３３ｎｍ、６０ｍｍΦ）となり、室温におけ
るものと大幅に変化していることが観察された。
【００２５】
【実施例３〜１１】表６は、実施例３〜１１のおのおの
におけるガラス基板の組成と、ガラス基板の熱膨張率、
ヤング率および試験に用いた基板の厚さを表した表であ
る。表７は実施例で用いた第３の光学多層膜の構成（以
下、膜構成（Ｃ）という）、表８は各実施例で組み合わ
せた光学多層膜の膜構成、蒸着温度、および、作成した
ダイクロイックミラーの２０℃と８０℃におけるソリの
程度をニュートンリング数で表したものである。ここ
で、基板の形状、大きさは実施例１及び２と同一とし
た。
におけるガラス基板の組成と、ガラス基板の熱膨張率、
ヤング率および試験に用いた基板の厚さを表した表であ
る。表７は実施例で用いた第３の光学多層膜の構成（以
下、膜構成（Ｃ）という）、表８は各実施例で組み合わ
せた光学多層膜の膜構成、蒸着温度、および、作成した
ダイクロイックミラーの２０℃と８０℃におけるソリの
程度をニュートンリング数で表したものである。ここ
で、基板の形状、大きさは実施例１及び２と同一とし
た。
【００２６】
【表６】
【００２７】
【表７】
【００２８】
【表８】
【００２９】以上、実施例１から１１の測定結果におい
て、いずれもニュートンリングが１５本以下であり２０
℃と８０℃の間における変動も少ないことから明らかな
ように、本発明によるガラス基板を使用した場合には、
ガラス基板の厚さを薄くしても、ソリは生ずること無
く、また温度の変化によるソリの変化もほとんど認めら
れず、投射型カラー液晶表示装置の色分解・合成に使用
するダイクロイックミラーとして使用可能なものが得ら
れることが確認された。
て、いずれもニュートンリングが１５本以下であり２０
℃と８０℃の間における変動も少ないことから明らかな
ように、本発明によるガラス基板を使用した場合には、
ガラス基板の厚さを薄くしても、ソリは生ずること無
く、また温度の変化によるソリの変化もほとんど認めら
れず、投射型カラー液晶表示装置の色分解・合成に使用
するダイクロイックミラーとして使用可能なものが得ら
れることが確認された。
【００３０】以上のように、本発明のダイクロイックミ
ラーは、光学多層膜を設けるガラス基板の熱膨張率を３
０〜５０×１０-7／℃とすることにより、ガラス基板に
光学多層膜を高温で蒸着し冷却しても、ガラス基板と多
層膜の間の収縮差が小さくなるため、実用上ソリがほと
んど無視できるようになる。さらに、大きな収縮差から
生ずる残留歪みが小さくなるため、環境が変化してもソ
リの変化が少ない。
ラーは、光学多層膜を設けるガラス基板の熱膨張率を３
０〜５０×１０-7／℃とすることにより、ガラス基板に
光学多層膜を高温で蒸着し冷却しても、ガラス基板と多
層膜の間の収縮差が小さくなるため、実用上ソリがほと
んど無視できるようになる。さらに、大きな収縮差から
生ずる残留歪みが小さくなるため、環境が変化してもソ
リの変化が少ない。
【００３１】上記実施例では、低屈折率膜を形成する誘
電体物質としてＡｌ2０3とＳｉＯ2、高屈折率膜を形成
する誘電体物質としてＴｉＯ2とＺｒＯ2を取り上げた
が、他の誘電体物質を使用することも可能である。例え
ば高屈折率膜を形成する誘電体物質として同様の特性を
有するＨｆＯ2やＴａ2Ｏ5が利用できる。なお、低屈折
率膜としてＳｉＯ2 また高屈折率膜としてＴｉＯ2ある
いはＺｒＯ2を採用したものが特に好ましい。これら組
成を有するものは、物質の硬度が高いこと、物質の透過
率が広い波長範囲で高いこと、膜同士および膜と基板間
の付着力が強いこと、またＳｉＯ2が膨張しＴｉＯ2ある
いはＺｒＯ2をが縮小する方向に応力を発生するため膜
全体としてこれらを相殺して内部応力が小さくなるこ
と、さらに、いずれの材料も比較的容易に入手できるこ
となど、利点が多いからである。
電体物質としてＡｌ2０3とＳｉＯ2、高屈折率膜を形成
する誘電体物質としてＴｉＯ2とＺｒＯ2を取り上げた
が、他の誘電体物質を使用することも可能である。例え
ば高屈折率膜を形成する誘電体物質として同様の特性を
有するＨｆＯ2やＴａ2Ｏ5が利用できる。なお、低屈折
率膜としてＳｉＯ2 また高屈折率膜としてＴｉＯ2ある
いはＺｒＯ2を採用したものが特に好ましい。これら組
成を有するものは、物質の硬度が高いこと、物質の透過
率が広い波長範囲で高いこと、膜同士および膜と基板間
の付着力が強いこと、またＳｉＯ2が膨張しＴｉＯ2ある
いはＺｒＯ2をが縮小する方向に応力を発生するため膜
全体としてこれらを相殺して内部応力が小さくなるこ
と、さらに、いずれの材料も比較的容易に入手できるこ
となど、利点が多いからである。
【００３２】
【発明の効果】本発明のダイクロイックミラーは、ガラ
ス基板上に形成される複数の光学多層膜と基板ガラスの
熱膨張率の差異が小さくなり、基板の厚さが薄くなって
も処理温度と使用温度の差異や室温と継続使用時の温度
の変化により生じるダイクロイックミラーのソリが実用
上無視できる程度に収まるようになったため、近時コン
パクト化・高精細化の要求が強まった投射型カラー液晶
表示装置の色分解・合成に使用することができる。ま
た、本発明のダイクロイックミラーは投射型液晶表示装
置以外に用いる波長選択光学素子にも広く適用すること
ができる。
ス基板上に形成される複数の光学多層膜と基板ガラスの
熱膨張率の差異が小さくなり、基板の厚さが薄くなって
も処理温度と使用温度の差異や室温と継続使用時の温度
の変化により生じるダイクロイックミラーのソリが実用
上無視できる程度に収まるようになったため、近時コン
パクト化・高精細化の要求が強まった投射型カラー液晶
表示装置の色分解・合成に使用することができる。ま
た、本発明のダイクロイックミラーは投射型液晶表示装
置以外に用いる波長選択光学素子にも広く適用すること
ができる。
Claims (6)
- 【請求項１】 ガラス基枚上に光学多層膜を設けてなる
ダイクロイックミラーにおいて光学多層膜が誘電体物質
からなる低屈折率膜と高屈折率膜を交互に積層した多層
膜であり、ガラス基板材料の熱膨張率が３０〜５０×１
０-7／℃であることを特徴としたダイクロイックミラ
ー。 - 【請求項２】 前記低屈折率膜がＡｌ2０3及びＳｉＯ2
のうちいずれか１種の単体膜又はこれらの混合膜であ
り、前記高屈折率膜がＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2及び
Ｔａ2Ｏ5のうちいずれか１種の単体膜又はこれらの混合
膜であることを特徴とする請求項１記載のダイクロイッ
クミラー。 - 【請求項３】 前記ガラス基板材料の組成の少なくとも
９０重量％がＳｉＯ2４５〜８５重量％、Ａｌ2Ｏ3１〜
２２重量％、Ｂ2Ｏ3０〜２５重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲは
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋのうち少なくともいずれか１種を示す）
０〜１０重量％、ＸＯ（但しＸはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ｚｎのうち少なくともいずれか１種を示す）０〜２
７重量％を含むものからなることを特徴とした請求項１
または２に記載のダイクロイックミラー。 - 【請求項４】 前記ガラス基板材料の組成の少なくとも
９５重量％がＳｉＯ2５０〜６０重量％、Ａｌ2Ｏ3１０
〜１６重量％、Ｂ2Ｏ3０〜１４重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲ
はＬｉ、Ｎａ、Ｋのうち少なくともいずれか１種を示
す）０〜１重量％、ＸＯ（但しＸはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
Ｂａ、Ｚｎのうち少なくともいずれか１種を示す）５〜
２７重量％含むものからなることを特徴とした請求項１
ないし３のいずれかに記載のダイクロイックミラー。 - 【請求項５】 ガラス基板上に光学多層膜を設けてなる
ダイクロイックミラーにおいて、前記ガラス基板が９０
００Ｋｇ／ｍｍ2以上のヤング率を有するガラスからな
ることを特徴とするダイクロイックミラー。 - 【請求項６】 前記ガラス基板材料の組成の少なくとも
９５重量％がＳｉＯ2５４〜５６重量％、Ａｌ2Ｏ3１３
〜１５重量％、Ｒ2Ｏ（但しＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのうち
少なくともいずれか１種を示す）０〜０．１重量％、Ｍ
ｇＯ５〜７重量％、ＣａＯ９〜ｌ０重量％、ＺｎＯ１０
〜１１重量％含むものであることを特徴とした請求項５
記載のダイクロイックミラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060137A JPH09230135A (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | ダイクロイックミラー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060137A JPH09230135A (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | ダイクロイックミラー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09230135A true JPH09230135A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=13133461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8060137A Pending JPH09230135A (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | ダイクロイックミラー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09230135A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001318222A (ja) * | 2001-04-26 | 2001-11-16 | Ohara Inc | 光フィルター用ガラスセラミックスおよび光フイルター |
| US6410466B1 (en) | 1999-08-10 | 2002-06-25 | Kabushiki Kaisha Ohara | Glass-ceramics for a light filter |
| JP2006030944A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-02-02 | Jsr Corp | 近赤外線カットフィルター |
| WO2020026313A1 (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社島津製作所 | 分光装置 |
| CN112063974A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-11 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于类三明治结构界面和复合材料的二向色镜及其制备方法 |
-
1996
- 1996-02-22 JP JP8060137A patent/JPH09230135A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6410466B1 (en) | 1999-08-10 | 2002-06-25 | Kabushiki Kaisha Ohara | Glass-ceramics for a light filter |
| JP2001318222A (ja) * | 2001-04-26 | 2001-11-16 | Ohara Inc | 光フィルター用ガラスセラミックスおよび光フイルター |
| JP2006030944A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-02-02 | Jsr Corp | 近赤外線カットフィルター |
| WO2020026313A1 (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社島津製作所 | 分光装置 |
| CN112063974A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-11 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于类三明治结构界面和复合材料的二向色镜及其制备方法 |
| CN112063974B (zh) * | 2020-08-27 | 2021-05-04 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于类三明治结构界面和复合材料的二向色镜及其制备方法 |
| WO2022042250A1 (zh) * | 2020-08-27 | 2022-03-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于类三明治结构界面和复合材料的二向色镜及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050119 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050201 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050621 |