JPS6222121B2 - - Google Patents

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JPS6222121B2
JPS6222121B2 JP57105097A JP10509782A JPS6222121B2 JP S6222121 B2 JPS6222121 B2 JP S6222121B2 JP 57105097 A JP57105097 A JP 57105097A JP 10509782 A JP10509782 A JP 10509782A JP S6222121 B2 JPS6222121 B2 JP S6222121B2
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JP
Japan
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film
layer
refractive index
layers
antireflection
Prior art date
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JP57105097A
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English (en)
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JPS58221811A (ja
Inventor
Junichi Kimoto
Kunio Kurobe
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Optical Co Ltd filed Critical Fuji Photo Optical Co Ltd
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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

Landscapes

  • 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)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は反射防止膜、特に耐熱性に優れた多層
構成の反射防止膜に関するものである。 レンズやプリズムその他の光学部品表面からの
有害反射光を抑えるために、これらの部品表面に
反射防止膜を被着形成することが行なわれる。こ
のような反射防止膜は波長オーダーの透明薄膜に
よりその光干渉現象に基き反射を低減させるもの
であるが、なかでも3層以上の膜構成をもつ多層
反射防止膜は反射防止帯域幅も広く、例えば
400nmから700nmに至る所謂可視光領域全体での
反射を激減させ得ることから、かつての単層反射
防止膜に代わり一般写真レンズその他に種々の形
態で利用されてきている。このような多層反射防
止膜では、基準設計波長λ(通常、目的とする
反射防止帯域のほぼ中心付近に設定されることが
多い。)に対し、光学的膜厚でλ/4の整数倍
(多くの場合λ/4,λ/2,3λ/4な
ど)の膜厚の層を積層して構成することを基本と
するが、この各膜層に要求される屈折率は下地基
板のもつ屈折率に応じて決定される。すなわち、
この各層の屈折率は反射防止膜の基本的膜構成と
基板の屈折率が決められれば、数値的に算出する
ことが可能である。しかしながら現実にはこうし
て算出された屈折率の膜層を得るための適当な蒸
着物質が見出し得ないことも少なくない。また蒸
着膜自体に物理的、化学的な耐性が必要である
と、利用できる蒸着物質はさらに限定され、多層
膜のそれぞれの膜層に応じて多種の蒸着物質を用
意することは極めて困難となつてくる。 このような難点を克服する手法として等価膜が
利用される。等価膜によれば安定した2種の蒸着
物質による膜層を適厚で組み合わせることでその
両者の屈折率の中間の屈折率を実現させることが
可能となり、有益な手法として用いられつつあ
る。例えば特公昭53−10861号、特公昭53−14227
号などは等価膜を利用した反射防止膜として公知
であり、これらによれば単に2種の膜層のみを積
層させて多層反射防止膜を得るもので、蒸着作業
も単純化されると共に安定かつ良好な反射防止膜
が実現できる。ところでこのような等価膜構成を
もつ反射防止膜であれ、基本的膜構成の反射防止
膜であれ、その低屈折率膜層を形成する蒸着物質
にはフツ化マグネシウム(MgF2)が多用されて
いる。なかには低屈折率物質として酸化硅素
(SiO2)やフツ化リチウム(LiF)を例示的に挙げ
て使用可能とする示唆は見受けられるが、実際に
はほとんど全てMgF2が使用されている。これ
は、これまでの一般の使用形態にあつてはMgF2
は物理的、化学的に極めて安定したものとして認
識され、しかもできるだけ屈折率の低い膜層が要
求される反射防止膜においては、1.39という低屈
折率を与えるMgF2の使用は当然とも言えるもの
である。また等価膜構成をもつ反射防止膜におい
ても、その最上層には上述の理由からMgF2膜を
用い、しかも等価膜部分における等価屈折率の任
意幅に自由度をもたせる意味も含め等価膜におけ
る低屈折率物質としてMgF2が用いられてきてい
るものである。 ところで反射防止膜の利用範囲も拡大しつつあ
る現在、これを例えばブラウン管フエースプレー
トに適用したいという要請がある。このブラウン
管前面での反射防止は画像観察の際、非常に効果
があり従来より行なわれてきているが、そのほと
んどはブラウン管製造後、反射防止膜を施して別
途用意した前板を、ブラウン管前面に接着すると
いうもので、ブラウン管そのものの前面とその前
板との間に空気層、接着剤層等が介在し、根本的
な反射防止とは言えず、反射防止効果としても不
充分で、また製造上の不利益も少なくない。これ
を解決すべくブラウン管そのものの前面に反射防
止膜を施すことが提案されているが、このために
は反射防止膜自体に450℃〜500℃の温度に耐え得
る程度の耐熱性が要求される。これはブラウン管
のフエースプレートをブラウン管基部に融着する
際の温度であり、この融着工程後に反射防止膜を
被着するのであれば反射防止膜自体にそれなどの
耐熱性は不要となるが、その場合にはブラウン管
として完成した後に蒸着作業を行なわなければな
らなくなり、ブラウン管の独特の形状からくる制
約のため蒸着作業が極めて非能率的となり量産が
困難にならざるを得ない。従つてやはり上述した
程度の耐熱性を満足する反射防止膜が望まれるこ
とになる。 このような要請に対し、これまで種々用いられ
てきた反射防止膜では不充分である。特にこれま
で反射防止膜を構成する上で最も多用されてきた
MgF2膜においても450℃〜500℃の耐熱性に欠け
るものである。実験によればMgF2単層膜はもと
より、ZrO2とMgF2とを組み合わせた多層膜のほ
か、ZrO2とSiO2、あるいはZrO2とAl2O3、TiO2
とMgF2などの組み合わせによる多層反射防止膜
では350℃〜400℃程度の耐熱テストの結果、いず
れも膜弱、膜剥がれとなり到底使用に耐えないこ
とが判明した。 このような膜弱現象の原因としては、蒸着物質
自体の耐熱性あるいは多層膜を構成する各膜層間
もしくは膜層と基板との間の熱膨脹率の相違など
の外、膜層に発生している内部応力が影響してい
る。この内部応力の強さ、方向(一般に圧縮方向
と引張方向とがある。)は、蒸着物質によつて異
なるのはもとより、蒸着条件(例えば基板温度、
真空度、蒸着速度、膜厚など)さらには隣接層あ
るいは基板との関係などに依存している。従つて
特に多層膜構成になるものにおいては、各膜層に
発生している内部応力が積算されてゆくので、そ
の方向が偏つていると膜弱現象が生じやすくな
る。しかも前述したような比較的高い耐熱性が要
求される場合では、この内部応力の要因に加え各
膜層の熱膨張も無視できない要因ともなり、多層
膜を構成する各膜層のもつ物性を充分考慮してお
く必要がある。 本発明は以上のような背景に鑑み、少なくとも
450℃〜500℃の高温に耐え得ると共に反射防止効
果としても優れた特性をもつ反射防止膜を提供す
るものである。かかる目的を達成するために本発
明反射防止膜においては内部応力の方向が異な
り、しかも相互に適合性のよい2物質の交互層か
ら成る多層膜構成とし、膜弱現象の一大要因であ
る内部応力を各膜層間で吸収できるようにしたの
で例え高温状態となつて各膜層がそれぞれの熱膨
張をしたとしても充分これに耐え得るものであ
る。しかも本発明によれば多層膜を構成する2種
の膜層がTiO2膜層とSiO2膜層といういずれも多
用されているものを利用するので作業性、コスト
面での不利もない。また反射防止特性としても、
MgF2の1.39という低屈折率層を使用しないにも
かかわらず、良好なものを得るためにその基本的
膜構成を外気側最上層より基板側最下層に向けて
λ/4−λ/2−λ/4−λ/4とし、
さらに第3層と第4層とを等価膜構成とするもの
である。以下、本発明のいくつかの実施例につき
図面を参照しつつ詳述する。 第1図は本発明反射防止膜を5層膜で構成した
膜構成を示す。第1図においてSはガラス等の基
板で、その屈折率をNSで示す。反射防止膜は空
気に接する最上層第1層から基板Sに接する最下
層第5層までのL1〜L5の各層から成る。すでに
述べたようにこの反射防止膜は低屈折率膜層とし
てのSiO2膜層、高屈折率膜層としてのTiO2膜層
の交互層から成り、第1図においてL1,L3,L5
の各層が低屈折率NL,L2,L4の各層が高屈折率
Hとされる。これらの膜層の形成にあたつて
は、抵抗加熱でもよいが、不純物混入を防ぎ屈折
率を安定化させ、また高真空の維持などの点から
電子ビーム蒸着が望ましい。また各膜層の屈折率
安定化のために残留ガスをできるだけ排除する意
味からも到達真空度の高い真空ポンプ例えばクラ
イオポンプなどの使用が好ましい。さらにこれら
の膜層はいずれも酸化物による膜層のため、酸素
雰囲気中での蒸着が必要であるが、TiO2膜層、
SiO2膜層いずれもその蒸着手法は慣用されてい
るので詳述は省く。 第1図に示した膜構成をさらに具体化した実施
例1を、第1表に示す。第1表は第1図のL1
L5の膜層の光学的膜厚を表したもので、基板の
屈折率NSが1.52,1.57,1.70それぞれの場合の最
適膜厚を示す。また高屈折率NHを与えるTiO2
層の屈折率を2.33低屈折率NLを与えるSiO2膜層
の屈折率を1.47としてある。
【表】 この第1実施例による5層反射防止膜の分光反
射特性は基準設計波長λを500nmとして第2図
のとおりである。第2図において実線で示したの
が基板の屈折率NS=1.52のもの、破線がNS
1.57のもの、一点鎖線がNS=1.70のものであ
り、いずれも残留反射の少ない良好な反射防止特
性をもつている。 本発明の反射防止膜は第3図のように7層膜で
構成することもできる。7層膜で構成する場合の
具体的実施例2を第1表の要領に従つて第2表に
示し、またその分光反射特性を第4図に示してあ
る。
【表】 以上の実施例1,2の膜構成によれば、本発明
反射防止膜は基本的には第1層がほぼλ/4の
膜厚のSiO2膜層、第2層がほぼλ/2の膜厚
のTiO2膜層そして第3層以降最下層までがその
合計膜厚がλ/2より若干厚くなるような等価
膜で構成されている。そしてこの等価膜部分をみ
るといずれの実施例においても最下層部がほぼ
0.45λと厚く、それより上層は極めて薄い膜層
となつている。また第1層、第2層もこの等価膜
部分に応じて若干膜厚をλ/4あるいはλ
2からはずしてやることで、反射防止効果を向上
させるものである。なお、これまでの実施例にお
いては、TiO2膜層の屈折率を2.33、SiO2膜層の
屈折率を1.47としてきたが、これらの両膜層はい
ずれも蒸着時の導入酸素量あるいは蒸着速度等を
制御することにより、TiO2膜層で2.0〜2.38、
SiO2膜層で1.45〜1.48程度の範囲内の屈折率に設
定することが可能であることはよく知られるとこ
ろである。従つて本発明反射防止膜を形成するう
えで、こうして設定された屈折率のものを使用す
ることももちろん可能である。また変形実施例と
して中間の薄い等価膜層に酸化アルミニウム
(Al2O3)膜層を補助的に用いることも可能である
ことが確かめられている。 以上に詳述のとおり、本発明による反射防止膜
は少なくとも450℃〜500℃程度に耐え得る耐熱性
をもち、しかも反射防止効果としても従来の多層
反射防止膜と同程度のものが得られ、例えばブラ
ウン管や固体撮像素子板のフエースプレートなど
その製造工程時に高熱となる部分や、その他使用
状態において高熱に曝される部分などに用いる反
射防止膜として好適であると共にもちろん通常の
一般光学部品用反射防止膜としても用いることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を5層膜で構成する場合の膜構
成図である。第2図は本発明の一実施例における
分光反射特性を示す。第3図は本発明を7層膜で
構成する場合の膜構成図である。第4図は本発明
の他の実施例における分光反射特性を示す。 S……基板、NS……基板の屈折率、NL……低
屈折率膜層の屈折率、NH……高屈折率膜層の屈
折率。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 基準設計波長をλ、外気側最上層から基板
    側最下層に向かつて第1層、第2層……第N層と
    する時、第1層及び第2層をそれぞれほぼ0.25λ
    、0.5λの光学的膜厚とし、第3層から第N
    層までについてその合計の光学的膜厚を0.5λ
    以上0.6λ以下とすると共に第N層の光学的膜
    厚がほぼ0.45λとなるような奇数個の層で構成
    し、第1層から第N層までを第1層をSiO2層と
    する、SiO2層とTiO2層との交互層としたことを
    特徴とする耐熱反射防止膜。
JP57105097A 1982-06-17 1982-06-17 耐熱反射防止膜 Granted JPS58221811A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57105097A JPS58221811A (ja) 1982-06-17 1982-06-17 耐熱反射防止膜

Applications Claiming Priority (1)

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JP57105097A JPS58221811A (ja) 1982-06-17 1982-06-17 耐熱反射防止膜

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Publication Number Publication Date
JPS58221811A JPS58221811A (ja) 1983-12-23
JPS6222121B2 true JPS6222121B2 (ja) 1987-05-15

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ID=14398394

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JP57105097A Granted JPS58221811A (ja) 1982-06-17 1982-06-17 耐熱反射防止膜

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Families Citing this family (8)

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JPS58221811A (ja) 1983-12-23

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