JPS6151283B2 - - Google Patents
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- JPS6151283B2 JPS6151283B2 JP58234362A JP23436283A JPS6151283B2 JP S6151283 B2 JPS6151283 B2 JP S6151283B2 JP 58234362 A JP58234362 A JP 58234362A JP 23436283 A JP23436283 A JP 23436283A JP S6151283 B2 JPS6151283 B2 JP S6151283B2
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Description
この発明は光学部品の多層反射防止膜に関し、
特に製造条件が多少変動しても反射特性に大きな
影響を受けることのない多層反射防止膜に係るも
のである。 光学部品の反射防止膜には、単層反射防止膜の
欠点、つまり低反射波長域が狭く、残留反射率が
大きいという欠点を改良した多層反射防止膜が多
く使われている。そしてこのような多層反射防止
膜の基本形の一つに、その膜厚構成を光学部品た
るガラス基板側から、光学膜厚λ０／４（λ０＝
設計波長）の第１層膜、λ０／２の第２層膜、お
よびλ０／４の第３層膜とした３層反射防止膜が
ある。各層の物質としては、第１層膜が中間屈折
率物質であるCeF3、LaF3、Al2O3、SiO等、第２
層膜が高屈折率物質であるZrO2、TiO2、
Ta2O5、ZnS等、および第３層膜が低屈折率物質
であるMgF2、SiO2等が用いられる。 そしてこのような従来の３層反射防止膜として
例えばその構成物質をCeF3（λ０／４）−ZrO2
（λ０／２）−MgF2（λ０／４）としたものがあ
る。しかしながらこの従来のものは膜強度が小さ
いという欠点があつた。これに対しCeF3に代え
てAl2O3を使用すると膜強度が大きくなつて、こ
の欠点が改善されることが知られている。しかし
Al2O3のような酸化物上にZrO2を蒸着する場合、
強度を増す目的で下地温度をある温度に加熱する
工程を伴なうので、ZrO2の厚さが増すに従つて
屈折率が次第に小さくなるという、いわゆる厚み
方向の不均質膜となり、そのため３層反射防止膜
の設計波長λ０におけるピーク反射値が大きくな
つてしまうという欠点があつた。この欠点の解決
法として既に開示されている特公昭52−31204号
では、ZrO2の中間に極薄の低屈折率のMgF2層を
数層介在させている。また特公昭51−33750号、
同51−33751号ではMgF2 CeO2を含む複数層で均
質なZrO2層（λ０／２）と等価な等価膜を作つ
ている。しかしこれらの従来のものは、いずれも
構成物質の屈折率がZrO2の屈折率と大きく異な
つているために（ZrO2：2.05 MgF2：1.39
CeO2：2.15）介在層のわずかな膜厚変動および
介在位置のわずかな違い等があると、これによつ
ても蒸着後の製品の反射動性に大きく影響し、安
定した高歩留りを得ることが難しいという問題点
があつた。 この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、ZrO2よりもわずかに屈折率
の高い物質であるTiO2と、ZrO2との混合物質層
を第２層のZrO2層中に介在させることにより、
その介在物質層の膜厚が多少変動しても蒸着後の
製品の反射特性に大きなばらつきが生じないとい
う、云い換えれば製造条件に多少の変動があつて
もこれに殆んど影響を受けることのない多層反射
膜を提供することを目的としている。 即ちこの発明は、ガラス基板側からの膜厚構成
を第１層膜（λ０／４）、第２層膜、（λ０／２）
および第３層膜（λ０／４）とした３層基本形の
多層反射防止膜において、第１層膜の物質を
Al2O3とし、第２層膜をその第１層膜側からλ
０／４のZrO2、λ０／８のZrO2とTiO2の混合物
質、およびλ０／８のZrO2の物質からなる積層
体とし、第３層膜の物質をMgF2としたことを特
徴としている。ZrO2とTiO2の混合物質の混合比
は、重量比で（TiO2／ZrO2）＝0.07〜0.13の範囲
とする。なおこの混合物質が、ZrOやTiO等の低
級酸化物を含む場合には、それぞれZrO2および
TiO2に重量変換して、前記と同様の混合比とな
るようにする。 ガラス基板側の第１層の膜物質をAl2O3とした
ことで膜強度の増大が図られる。ZrO2単味のも
のに代えて、ZrO2とTiO2とを混合し、これを焼
結したものを蒸着物質として使用すればその膜層
の不均質性が改善されることは知られている。し
かしこの発明においてZrO2とTiO2の混合比は、
重量比で（TiO2／ZrO2）＝0.07〜0.13とする。混
合比を0.07以上とすると不均質改良効果が十分に
得られる。しかし0.13以上とすると屈折率が大と
なつて低反射領域が狭くなる。また混合物質の厚
さおよびその介在位置については、この混合物質
は第２層ZrO2膜の中間位置に介在させるのでは
なく、ZrO2を膜厚λ０／４蒸着したのちに、こ
の混合物質層をλ０／８の厚さで蒸着し、さらに
この上にλ０／８のZrO2を積層した３層構造と
する。このような積層構造とすることにより、膜
厚λ０／２の第２層膜は、厚み方向に屈折率勾配
が均一なZrO2単味の膜と等価な反射特性を有す
る膜となる。ZrO2とTiO2との混合物質は、その
屈折率が2.13程度で、ZrO2の屈折率2.05に対して
僅かに大であり、かつZrO2を母体とした混合物
なので、ZrO2単味の層との界面が蒸着条件に余
り左右されることなく連続的となり、その界面で
の反射が非常に少なくなり、上述のような良好な
反射特性を有する膜になるものと解される。因み
に第２層膜を膜厚λ０／４以上のZrO2膜と膜厚
λ０／４以下の混合物質膜からなる合計λ０／２
の膜厚よりなる２層構造の膜とした場合にも反射
特性等の良好な改善効果は得られない。また混合
物質の膜厚はλ０／８と述べたが、これをさらに
具体的に述べると、一例として（TiO2／ZrO2）＝
0.11の重量比のとき0.09〜0.14×λ０の厚さの範
囲とする。0.09×λ０以下ではピーク反射率を低
下させる効果がなく、0.14×λ０以上では低反射
領域が狭くなる。 次に実施例を従来例と比較しながら述べる。次
頁の表は、膜の構成を示すもので、表中(a)、(b)は
従来例（比較例）、(c)はこの発明の実施例を示し
ている。また第１図および第２図は、この表の各
構成膜の波長と反射率の関係を示すもので、第１
図は屈折率ｎg＝1.52のガラス基板に堆積させた
場合、第２図は同ｎg＝1.59のガラス基板に堆積
させた場合をそれぞれ示している。 まず従来例について述べると、第１図、第２図
ともに、(b)の方が(a)よりも、ピク反射率（530ｍ
μ付近の反射率）が小さい。これはAl2O3の屈折
特に製造条件が多少変動しても反射特性に大きな
影響を受けることのない多層反射防止膜に係るも
のである。 光学部品の反射防止膜には、単層反射防止膜の
欠点、つまり低反射波長域が狭く、残留反射率が
大きいという欠点を改良した多層反射防止膜が多
く使われている。そしてこのような多層反射防止
膜の基本形の一つに、その膜厚構成を光学部品た
るガラス基板側から、光学膜厚λ０／４（λ０＝
設計波長）の第１層膜、λ０／２の第２層膜、お
よびλ０／４の第３層膜とした３層反射防止膜が
ある。各層の物質としては、第１層膜が中間屈折
率物質であるCeF3、LaF3、Al2O3、SiO等、第２
層膜が高屈折率物質であるZrO2、TiO2、
Ta2O5、ZnS等、および第３層膜が低屈折率物質
であるMgF2、SiO2等が用いられる。 そしてこのような従来の３層反射防止膜として
例えばその構成物質をCeF3（λ０／４）−ZrO2
（λ０／２）−MgF2（λ０／４）としたものがあ
る。しかしながらこの従来のものは膜強度が小さ
いという欠点があつた。これに対しCeF3に代え
てAl2O3を使用すると膜強度が大きくなつて、こ
の欠点が改善されることが知られている。しかし
Al2O3のような酸化物上にZrO2を蒸着する場合、
強度を増す目的で下地温度をある温度に加熱する
工程を伴なうので、ZrO2の厚さが増すに従つて
屈折率が次第に小さくなるという、いわゆる厚み
方向の不均質膜となり、そのため３層反射防止膜
の設計波長λ０におけるピーク反射値が大きくな
つてしまうという欠点があつた。この欠点の解決
法として既に開示されている特公昭52−31204号
では、ZrO2の中間に極薄の低屈折率のMgF2層を
数層介在させている。また特公昭51−33750号、
同51−33751号ではMgF2 CeO2を含む複数層で均
質なZrO2層（λ０／２）と等価な等価膜を作つ
ている。しかしこれらの従来のものは、いずれも
構成物質の屈折率がZrO2の屈折率と大きく異な
つているために（ZrO2：2.05 MgF2：1.39
CeO2：2.15）介在層のわずかな膜厚変動および
介在位置のわずかな違い等があると、これによつ
ても蒸着後の製品の反射動性に大きく影響し、安
定した高歩留りを得ることが難しいという問題点
があつた。 この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、ZrO2よりもわずかに屈折率
の高い物質であるTiO2と、ZrO2との混合物質層
を第２層のZrO2層中に介在させることにより、
その介在物質層の膜厚が多少変動しても蒸着後の
製品の反射特性に大きなばらつきが生じないとい
う、云い換えれば製造条件に多少の変動があつて
もこれに殆んど影響を受けることのない多層反射
膜を提供することを目的としている。 即ちこの発明は、ガラス基板側からの膜厚構成
を第１層膜（λ０／４）、第２層膜、（λ０／２）
および第３層膜（λ０／４）とした３層基本形の
多層反射防止膜において、第１層膜の物質を
Al2O3とし、第２層膜をその第１層膜側からλ
０／４のZrO2、λ０／８のZrO2とTiO2の混合物
質、およびλ０／８のZrO2の物質からなる積層
体とし、第３層膜の物質をMgF2としたことを特
徴としている。ZrO2とTiO2の混合物質の混合比
は、重量比で（TiO2／ZrO2）＝0.07〜0.13の範囲
とする。なおこの混合物質が、ZrOやTiO等の低
級酸化物を含む場合には、それぞれZrO2および
TiO2に重量変換して、前記と同様の混合比とな
るようにする。 ガラス基板側の第１層の膜物質をAl2O3とした
ことで膜強度の増大が図られる。ZrO2単味のも
のに代えて、ZrO2とTiO2とを混合し、これを焼
結したものを蒸着物質として使用すればその膜層
の不均質性が改善されることは知られている。し
かしこの発明においてZrO2とTiO2の混合比は、
重量比で（TiO2／ZrO2）＝0.07〜0.13とする。混
合比を0.07以上とすると不均質改良効果が十分に
得られる。しかし0.13以上とすると屈折率が大と
なつて低反射領域が狭くなる。また混合物質の厚
さおよびその介在位置については、この混合物質
は第２層ZrO2膜の中間位置に介在させるのでは
なく、ZrO2を膜厚λ０／４蒸着したのちに、こ
の混合物質層をλ０／８の厚さで蒸着し、さらに
この上にλ０／８のZrO2を積層した３層構造と
する。このような積層構造とすることにより、膜
厚λ０／２の第２層膜は、厚み方向に屈折率勾配
が均一なZrO2単味の膜と等価な反射特性を有す
る膜となる。ZrO2とTiO2との混合物質は、その
屈折率が2.13程度で、ZrO2の屈折率2.05に対して
僅かに大であり、かつZrO2を母体とした混合物
なので、ZrO2単味の層との界面が蒸着条件に余
り左右されることなく連続的となり、その界面で
の反射が非常に少なくなり、上述のような良好な
反射特性を有する膜になるものと解される。因み
に第２層膜を膜厚λ０／４以上のZrO2膜と膜厚
λ０／４以下の混合物質膜からなる合計λ０／２
の膜厚よりなる２層構造の膜とした場合にも反射
特性等の良好な改善効果は得られない。また混合
物質の膜厚はλ０／８と述べたが、これをさらに
具体的に述べると、一例として（TiO2／ZrO2）＝
0.11の重量比のとき0.09〜0.14×λ０の厚さの範
囲とする。0.09×λ０以下ではピーク反射率を低
下させる効果がなく、0.14×λ０以上では低反射
領域が狭くなる。 次に実施例を従来例と比較しながら述べる。次
頁の表は、膜の構成を示すもので、表中(a)、(b)は
従来例（比較例）、(c)はこの発明の実施例を示し
ている。また第１図および第２図は、この表の各
構成膜の波長と反射率の関係を示すもので、第１
図は屈折率ｎg＝1.52のガラス基板に堆積させた
場合、第２図は同ｎg＝1.59のガラス基板に堆積
させた場合をそれぞれ示している。 まず従来例について述べると、第１図、第２図
ともに、(b)の方が(a)よりも、ピク反射率（530ｍ
μ付近の反射率）が小さい。これはAl2O3の屈折
【表】
率がCeF3のそれよりも大きなためである。しか
し第２層の混合物質の屈折率がZrO2より大きい
ために低反射領域が狭くなつている。即ち(b)のも
のはλ０／２層における混合物の屈折率が高すぎ
るための悪い影響が見られる。この(b)のものは、
TiO2の混合比率を低下させると屈折率は小とな
る反面、不均質改良効果も低下して相反する結果
となる。蒸着工程における基板温度の低下、酸素
の導入等により屈折率の変化を図ることもできる
が、蒸着速度の低下、膜強度の不安定性、さらに
は生産工程の条件制御に精密さが要求され有利の
方法とはいえない。 これに対し、この発明に係る(c)のものは、上記
(a)(b)のものに対して、ピーク反射率が低くなると
同時に低反射領域が広く、(a)(b)それぞれの長所を
かね備えた特性となつている。 以上詳述したようにこの発明によれば第１層膜
（λ０／４）をAl2O3とし、第２層膜（λ０／
２）をその第１層膜側からλ０／４のZrO2、λ
０／８のZrO2とTiO2の混合物質、およびλ０／
８のZrO2の各物質からなる積層体とし、第３層
膜（λ０／４）をMgF2としたから、反射特性に
関してはピーク反射率が低くなると同時に低反射
領域も広くなるという優れた効果が得られる。ま
たこれとともに膜強度の増大を図ることができ
る。さらにZrO2層にMgF2を多数層介在させた従
来の多層膜より製造工程が煩雑でなく、その上膜
厚制御等の精密さを簡易にし、生産コストの低減
を図ることができるという効果が得られる。
し第２層の混合物質の屈折率がZrO2より大きい
ために低反射領域が狭くなつている。即ち(b)のも
のはλ０／２層における混合物の屈折率が高すぎ
るための悪い影響が見られる。この(b)のものは、
TiO2の混合比率を低下させると屈折率は小とな
る反面、不均質改良効果も低下して相反する結果
となる。蒸着工程における基板温度の低下、酸素
の導入等により屈折率の変化を図ることもできる
が、蒸着速度の低下、膜強度の不安定性、さらに
は生産工程の条件制御に精密さが要求され有利の
方法とはいえない。 これに対し、この発明に係る(c)のものは、上記
(a)(b)のものに対して、ピーク反射率が低くなると
同時に低反射領域が広く、(a)(b)それぞれの長所を
かね備えた特性となつている。 以上詳述したようにこの発明によれば第１層膜
（λ０／４）をAl2O3とし、第２層膜（λ０／
２）をその第１層膜側からλ０／４のZrO2、λ
０／８のZrO2とTiO2の混合物質、およびλ０／
８のZrO2の各物質からなる積層体とし、第３層
膜（λ０／４）をMgF2としたから、反射特性に
関してはピーク反射率が低くなると同時に低反射
領域も広くなるという優れた効果が得られる。ま
たこれとともに膜強度の増大を図ることができ
る。さらにZrO2層にMgF2を多数層介在させた従
来の多層膜より製造工程が煩雑でなく、その上膜
厚制御等の精密さを簡易にし、生産コストの低減
を図ることができるという効果が得られる。
第１図および第２図はこの発明に係る多層反射
防止膜の実施例と比較例の波長と反射率との関係
を示す特性図で、第１図はガラス基板として屈折
率1.52のものを用いた場合、第２図は同屈折率
1.59のものを用いた場合をそれぞれ示す。
防止膜の実施例と比較例の波長と反射率との関係
を示す特性図で、第１図はガラス基板として屈折
率1.52のものを用いた場合、第２図は同屈折率
1.59のものを用いた場合をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガラス基板側からの膜厚構成をλ０／４の第
１層膜、λ０／２の第２層膜、およびλ０／４の
第３層膜とした多層反射防止膜において、 前記第１層膜の物質をAl2O3とし、前記第２層
膜を当該第１層膜側からλ０／４のZrO2、λ
０／８のZrO2とTiO2の混合物質、およびλ０／
８のZrO2の各物質からなる積層体とし、前記第
３層膜の物質をMgF2としたことを特徴とする多
層反射防止膜。 ２ ZrO2とTiO2の混合物質の混合比が、重量比
で（TiO2／ZrO2）＝0.07〜0.13である特許請求の
範囲第１項記載の多層反射防止膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58234362A JPS60126601A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 多層反射防止膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58234362A JPS60126601A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 多層反射防止膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60126601A JPS60126601A (ja) | 1985-07-06 |
| JPS6151283B2 true JPS6151283B2 (ja) | 1986-11-08 |
Family
ID=16969812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58234362A Granted JPS60126601A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 多層反射防止膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60126601A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8437083B2 (en) | 2009-05-21 | 2013-05-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element, optical system including the optical element, and optical apparatus including the optical system |
| US10908319B2 (en) | 2016-05-02 | 2021-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Antireflection film, and optical member and optical apparatus each using the antireflection film |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0402075B1 (en) * | 1989-06-06 | 1994-04-20 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Heat ray screening glass |
| EP0619504A1 (de) * | 1993-04-08 | 1994-10-12 | Optische Werke G. Rodenstock | Antireflex-Belag |
| CN108349228B (zh) * | 2015-11-13 | 2019-03-26 | 东洋纺株式会社 | 层叠聚酯薄膜 |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP58234362A patent/JPS60126601A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8437083B2 (en) | 2009-05-21 | 2013-05-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element, optical system including the optical element, and optical apparatus including the optical system |
| US10908319B2 (en) | 2016-05-02 | 2021-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Antireflection film, and optical member and optical apparatus each using the antireflection film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60126601A (ja) | 1985-07-06 |
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