JPS5870201A - 反射防止膜を施した強化ガラス - Google Patents

反射防止膜を施した強化ガラス

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JPS5870201A
JPS5870201A JP56169384A JP16938481A JPS5870201A JP S5870201 A JPS5870201 A JP S5870201A JP 56169384 A JP56169384 A JP 56169384A JP 16938481 A JP16938481 A JP 16938481A JP S5870201 A JPS5870201 A JP S5870201A
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JP
Japan
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film
stress
internal stress
tempered glass
film material
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Pending
Application number
JP56169384A
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English (en)
Inventor
Koji Sato
孝二 佐藤
Yoshio Saito
斉藤 芳男
Tetsuo Kuwabara
鉄夫 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Optical Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Optical Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings
    • G02B1/113Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G02B1/115Multilayers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

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】 本発明は強化ガラス、特に良好な反射防止効果を示し、
かつ反射防止膜全体としての内部応力が圧縮応力もしく
は極く小さな引張り応力を示すように構成された反射防
止膜を施した強化ガラスに関する。
一般に1強化ガラスとは加熱急冷処理や化学的処理時に
より、その表面に圧縮応力を、かつその内部に引張り応
力を残留させ1曲げ強さ、衝撃強さ等の点で改良された
ガラスを意味する。
このように残留応力を有するが2スは1表面反射防止効
果、装飾的効果勢を付与する目的で金属もしくは非金属
の薄膜で被覆される。しかしながら、ガラス基板を加熱
し良状態で被橿物質を蒸着すると、冷却の際に、ガラス
よシも膨張係数の小さな物質の場合には、該蒸着膜が強
化ガラス表面の残留圧縮応力を打消すような引張シ応力
を生じ、これによってガラスの強化効果が失われてしま
う。
特公昭j3−/♂337号公報に開示された発明では、
前記の如を欠点を改善するために、基板(強化ガラス)
温度70℃にて第1層を蒸着し。
次いで同温度ljO″CKて第2層を蒸着している。
しかしながら、この方法は基板温度を、蒸着物質(ここ
ではMIF、 )の付着力の許容限界に迄引下げたもの
に他ならず1通常の蒸着方法でA4F2膜を蒸着する場
合には本方法における如く70〜/!O”Cflji度
の基板温度では十分に高い耐久性を有する蒸着膜を得る
ことができない。
また、前記公報には多層膜による広帯域反射防止膜につ
いては何時記載されていないが、このような点において
も改善された、更に高性能の強化ガラスに対する要求が
ある。
一般的に知られている多層反射防止膜は図1に示すよう
な膜構成〔図中の参照番号 1〜5は夫々A4F膜(n
d=/、2jnffl)sZro、1膜(,2j”0n
In)。
A4F2膜(37WM′n) 、 ZrO2膜(27n
ffl ’)およびガラス基板を示す〕を有し、 Id
lF、膜の使用によりガラス基板の反射防止特性を改善
しようとするものである。
しかしながら、 MijF、膜は大きな引張り応力を有
し、かつ多層反射防止膜全体としての内部応力もやは゛
り大きな引張り応力であるために1強化ガラスにこのよ
うな多層反射防止膜を施した場合には。
強化ガラスの強化効果は著しく低減されてしまう。
参考のために、、4F2膜の示す引張り応力の基板温度
依存性を図2に示す。図−の結果から明白なように、M
IF、腺は基板温度300℃にシいて3.4 kmF/
鵬3と極めて大きな引張シ応力を与える。一方。
強化ガラスの圧縮応力は≠3kl/−程度である。
従って、基板温度を300℃11度にしてA41F2膜
を適用すると1強化ガラスの圧縮応力はA41F2膜の
高い引張り応力によって相殺されてしまい強化効果が失
われると共に耐久性も劣ることKなる。そこで、強化ガ
ラスの強化効果を低下させることなく。
かつ耐久性の良い反射防止膜に対する要求が生ずる。
本発明によれば、上記の賭久点は強化がラス基板上に、
II自身の内部応力が圧縮応力を示す@l膜材と、膜自
身の内部応力が小さな第2膜社と。
同じく内部応力が引張り応力を示す@3膜材とから構成
される多層膜であって、層全体の内部応力が圧縮応力も
しくは極〈小さな引張り応力である反射防止膜を適用す
ることにより改善することができる。   ゛ 一方、このような蒸着膜が示す内部応力は基板温度等の
蒸着条件並びに下地の材質郷によって変化し、一般的に
はガラス基板上に基板を加熱した状態の下で蒸着膜を形
成する場合、その膜は引張り応力を示すことが多い。例
を挙げると下表の如くである。
多層膜構成を有する反射防止膜における内部応力を1本
発明で意図するように圧縮応力または極〈小さな引張夛
応力とするためには圧縮応力を示す膜を多用する必要が
あるが%5IO2およびZnSのうち後者は吸湿性で強
度が弱いので、実際に使用し得る圧縮応力を示す層物質
としては5Io2  のみである。
更に、多層反射防止膜の一般的構成は:(1)  反射
防止効果を有する。膜厚が基準波長λ0の%程度である
低屈折率物質の層; (Ill  反射防止膜の幅を拡張するための、λo/
、2程度の膜厚の高屈折率物質の層1および(転)基板
の屈折率によって変化する。7層ま九は数層からなる中
間屈折率物質の層。
からなっている。従って、*の内部応力を考慮すると低
屈折率物質としては3102  を使用せざるを得ない
また、膜の耐久性を考慮して、高屈折物質としてT10
.もしくはZrO□ を使用し、一方中間屈折率物質と
して内部応力の小さな町03を使用し九場合には、a全
体としての内部応力は引張p応力となるであろうことが
予想される。
以上のような観点から1本発明によれば、例えば基板側
にλ0/弘もしくはそれ以上の膜厚の510□層を挿入
し、その他の点については以下の表に示すような構成と
することにょシ、前記諸欠点をう壕〈改善することがで
きる。
尚、多層膜系の内部応力は^nthony E−Enn
OI+〔^ppHed 0ptlcs、j、−/、j層
−4/C/り66)〕の論文r 5tresses D
@veloped In 0Ptlcal FllmC
oatlngsJに記載の方法に従って計算でき、この
方法によれば多層jlCnケの層よりなる)全体の内部
応力Sは次式(1): 九だし、Sl:第1番目OSの内部応力t1:第1番目
り膜の膜厚 によって与えられる。また、基板i1度300℃にて光
学膜厚(nd)/jj■程度に蒸着し死場合の各物質の
内部応力(kP/Illり  は:TlO3引張り応力
  31 z「0.    引張り応力  2.240    引
張り応力   3  3 S102   圧縮応力 26 となる、従って、上記表の膜構成を有する多層膜の応力
を式(1)によって計算すると圧縮応力となるはずであ
るが、実測値は小さな引張り応力となる。
このことは、各層の内部応力を測定する場合には、ガラ
ス基板上に膜が直接付着しているのに対し、多層膜系で
は各層が積層状態にあるので、多少内部応力が変化する
ことによるものと思われる。
いずれにしても多層膜系の内部応力を圧縮応力とするた
めには5102  の膜厚を厚くする必要があり、更に
反射防止特性を考慮すれば基板側の510□膜を厚< 
L−420,aの膜厚を幾分小さくすることが望ましい
かくして1本発明によれば強化ガラスの強化効果を損う
ことなく、かつ付着力並びに耐久性に優れ九反射防止膜
を有する強化ガラスを提供することができる。
以下、非限定的実施例に従って本発明を更に具体的に説
明する。
実施例/ 反射防止膜の内部応力を圧縮応力あるいは極く小さな引
張り応力とするためKは、大きな引張り応力を与えるA
4F、を使用せずに、内部応力として圧縮応力を与える
8102  を使用する必要がある。
本奥施例ではj層からなる多層反射防止膜を施した強化
ガラスを作成する。このものの構成を模式的に図3に示
す1強化ガラス基板6上に入射側から第1層として51
02  膜111E、2/ifとしてTJO2膜2,9
3層としてZr0sa  [1!3 、 ji j層と
り、テ4.0.膜4 および第5層としてS10.膜5
を。
蒸着により形成した。各層の光学的膜厚はいずれも/、
2層wxsとした。
使用した膜材のうちTIo、1. ZrO,、および4
t20゜はいずれも引張り応力を示し、一方810□ 
は圧縮応力を示すので6本実施例の構成を有する反射防
止膜は全体として極く小さな引張り応力を示した。
、尚、本実施例で使用した強化ガラスは、従来法に従っ
てR,O(九だしRtiLl、Na勢のアルカリ金属)
 −4,O,−510,系ガラス成形体表面部のアルカ
リイオンをイオン径のよシ大きなに“ イオンで置換し
、該成形体表面に圧縮応力を付与することKよ〕強化し
良ものである。
前述のように、特公昭!3−/133/号発明の方法で
は蒸着膜形成の際の基板温度が低いので。
十分に高い耐久性を有する製品を得ること社できない、
ま九、従来の4F、を用い九多層反射防止膜は、大きな
引張り応力を示すので1強化がラスの強化効果が着しく
低減されてしまう。
図1に示した多層反射防止膜の内部応力は、基板温度3
00℃において26kp/閤2程度の引張り応力である
。これに対し1図3に示し九本発明の多層反射防止膜の
内部応力は、基板温度300℃にてμkyl■2@度の
引張り応力であシ、これは十分に小さな内部応力である
ことがわが為。
尚1本実施例において基板側の5I02  膜の膜厚を
更に大きくすることKより、多層反射防止膜全体として
の内部応力を圧縮応力にすることが可能である。
本実施例の反射防止膜の分光特性(反射率)は図弘に示
すように極めて良好である。
まえ、ll!物質蒸着の際のガラス基板温度が300℃
であるので、耐久性において電極めて良好である。
実施例λ 本実施例では図jに示すような膜構成を有する多層反射
防止膜を施した強化ガラスを作成する。
強化ガラス5上に、入射側から181層として引o2膜
(nd=/、2jnm)1.第2層として丁10.  
膜(Jjonm)2. 鮪j層として一03膜c ia
znm)!および第弘層として810.  膜(lλj
 nm)4を施した。
本実施例の多層反射防止膜の内部応力は弘kp/閣2 
であり、またかくして得られた多層反射防止膜の分光特
性(図6参照)も実施例IC)製品同様に良好であった
【図面の簡単な説明】
図1は従来の多層反射防止膜の膜構成を示す模式図であ
り。 図2はA4F、s膜の内部応力と基板温度との関係を表
す図であり、 図3および図よけ夫々本発明の多層反射防止膜の膜構成
を宍す模式図であり。 図≠および図6は夫々図3および図jに示した膜構成を
有する製品の反射率と波長との関係を示す図である。 馬1図 馬2図 基板温度(°C)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)残留応力を有する強化eラス基板に、膜自身の内
    部応力が圧縮応力を示す第1膜材と、膜自身の内部応力
    が小さな第λ膜材と、膜自身の内部応力が引張り応力を
    示す第3膜材とから多層膜構成され、膜全体の内部応力
    が圧縮応力あるいは極く小さな引張り応力を示す反射防
    止膜を施す仁とを特徴とする強化がラス。
  2. (2)前記第1膜材がslo、であり、前記第2膜材が
    M2O3、CeO2の少なくとも7種てあり、前記第3
    膜材がTlO2、ZrO2%CeF3  tD少なくと
    も1種であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)
    項記載の強化がラス。
  3. (3)前記多層膜の内、ガラス基板側の第1層目と、空
    気側の最終層目とが5102  膜であり、かつその光
    学的膜厚が基準波長λ。のKもしくはそれ以上であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の強化が
    ラス。
  4. (4)  前記第11の膜厚が’V、以上であり、前記
    第2層の膜厚が2%以下である、特許請求の範囲第(3
    )項記載の強化がラス。
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