JPS635723B2 - - Google Patents

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JPS635723B2
JPS635723B2 JP58029078A JP2907883A JPS635723B2 JP S635723 B2 JPS635723 B2 JP S635723B2 JP 58029078 A JP58029078 A JP 58029078A JP 2907883 A JP2907883 A JP 2907883A JP S635723 B2 JPS635723 B2 JP S635723B2
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JP
Japan
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film
zirconium oxide
tantalum oxide
optical thin
optical
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Mitsuharu Sawamura
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Canon Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08Oxides
    • C23C14/083Oxides of refractory metals or yttrium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
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  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学薄膜およびその製法に関するも
ので、詳しくは光−磁気デイスクや光デイスクの
反射防止膜に適した高屈折率を有する光学薄膜お
よびその製法に関するものである。
従来、光学薄膜を得る方法として、例えば米国
特許第3934961号公報に開示された酸化アルミニ
ウム(Al2O3)と酸化ジルコニウム(ZrO2)を混
合焼結して得たものを蒸着用薬品として用いる
か、又は特開昭50−35211号公報に開示された酸
化ジルコニウム(ZrO2)と酸化チタン(TiO2
を混合焼結して得たものを蒸着用薬品として用い
るか、あるいは酸化チタン単独を蒸着用薬品とし
て用いて、被蒸着体(ガラスやプラスチツク)に
真空下で蒸着する方法が知られている。
しかし、前述のAl2O3−ZrO2焼結物やZrO2
TiO2焼結物を用いて被蒸着体を室温(約20℃)
下の温度〜80℃の温度にして蒸着成膜された光学
薄膜は、十分に高い屈折率を示すことがなく、
ZrO2膜とほぼ同程度の屈折率である。一方、被
蒸着体を300℃以上の温度に加熱し、そこに前述
の如き光学薄膜を成膜することによつて高屈折率
なものとすることができる。しかし、光−磁気デ
イスクや光デイスクを製造する工程中で、記録層
や基体の上に設けたメタクリル樹脂、硬質塩ビ樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ユリア樹脂、ポリエ
チレン樹脂などからなる断熱層が300℃以上の温
度に加熱されることは、好ましいことでなく、特
にこれらの断熱層の上に光学薄膜を形成する際、
断熱層が300℃以上に加熱されていると、その表
面が酸化され、“くもり”発生の原因となつてい
る。又、記録層が加熱されると、レーザに対する
感応性がなくなることがある。
又、被蒸着体を室温下の温度にした蒸着法によ
り成膜した光学薄膜のうち、酸化ジルコニウム
(ZrO2)膜は屈折率が約1.9と高屈折率を示し、又
酸化タンタル(Ta2O5)膜と五酸化ニオブ
(Nb2O5)膜がそれぞれ約2.0と約2.1の高屈折率を
示している。しかし、これらの光学薄膜は、酸化
ジルコニウム、酸化タンタルや五酸化ニオブの焼
結物を蒸着用薬品として用いて、真空下に電子銃
を照射することによつて被蒸着体の上に成膜する
ことができるが、蒸着時に蒸着用薬品が飛散し、
それが膜の上に微細な粒状物となつて付着し、製
造時の高い不良率の原因となつている。
本発明の目的は、高屈折率を有する光学薄膜を
室温程度の温度に設定されている被蒸着体に蒸着
法で成膜することができる光学薄膜の製法を提供
することにある。
本発明の他の目的は、蒸着時に生じる蒸着用薬
品の飛散を防止し、被蒸着体あるいは蒸着膜に形
成される微細な粒状物の発生を防止した光学薄膜
の製法を提供することにある。
本発明により製造される光学薄膜は、酸化タン
タル(Ta2O5)と酸化ジルコニウム(ZrO2)を
有し、特に酸化タンタルが酸化ジルコニウムに対
して1モル以上の比率で含有すると1.9以上の高
屈折率を示すことができる。又、酸化タンタルと
酸化ジルコニウムの分子量、密度、蒸気圧と混合
モル比から、成膜された光学薄膜の屈折率を予測
することができる。例えば、酸化タンタルと酸化
ジルコニウムのモル混合比をa:1、その分子量
の比をc:1、その密度の比をd:1、その蒸気
圧の比をb:1、酸化タンタル膜の屈折率をnT
さらに酸化ジルコニウム膜の屈折率をnZとする
と、ある蒸発温度T〓で成膜された光学薄膜の屈
折率nTZは、次の式(1)で表わすことができる。
前記式(1)によれば、酸化タンタルと酸化ジルコ
ニウムの間ではbは約1、cは約3.6、dは約1.6
となり、混合比a=1とした時には、nTZは約
1.97となり、又a=3とした時にはnTZは約2.0と
なる。
本発明の光学薄膜の製法によれば、混合した酸
化タンタル粉末と酸化ジルコニウム粉末を高圧プ
レスによつて成型した後、これを約10-2Torrの
真空炉中でホツトプレス処理して焼結パレツト
(焼結物)を作成し、約10-5Torrの真空度および
被蒸着体温度を室温(20℃)下の温度〜80℃の温
度に設定し、前述の焼結パレツトを蒸着用薬品と
して電子銃加熱することによつて、微細な粒状物
を付着させることなく光学薄膜を被蒸着体の上に
成膜することができる。
この光学薄膜は、好ましい具体例では光デイス
クや光−磁気デイスク技術の分野で用いられてい
る反射防止膜として有効なものである。例えば、
基体(ガラス板、金属やプラスチツク板)の上に
設けた断熱層(この断熱層は、メタクリル樹脂、
硬質塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ユ
リア樹脂、ポリエチレンなどの樹脂によつて形成
されている)と光−磁気記録層の間あるいは光−
磁気記録層の上に前述の光学薄膜を反射防止膜と
して配置することができる。この際、被蒸着体の
蒸着される側の断熱層、即ち、樹脂層は高温に加
熱されることがないため加熱により生じる表面酸
化に帰因する“くもり”現象の発生を防止するこ
とができ、又反射防止層を光−磁気記録層の上に
設ける際には被蒸着体としての光−磁気記録層を
高温に加熱することがないために光−磁気記録材
としての選択範囲を拡大でき、より好ましい記録
材の選択を容易になすことができる。特に、平坦
なデイスク状基体の上にTeやBiなどの低融点金
属を被膜形成した光デイスク記録媒体や書き換え
可能なTbFe、GdFe、GdCo、MnBiやGdTbFe
などの金属を被膜形成した光−磁気デイスク記録
媒体の反射防止膜として有効である。
本発明により製造される光学薄膜は、その光学
膜厚をλ/4あるいはλ/2(λ:波長)とする
ことができ、特に約2000Åの膜厚で形成すること
によつて反射防止膜とすることができる。又、酸
化タンタル/酸化ジルコニウム≧1となるモル比
で成型した焼結パレツトを蒸着用薬品として用い
て成膜した薄膜は、その屈折率を1.9以上とする
ことができ、特に本発明で好ましいものである。
又、この光学薄膜は、前述の光デイスクや光−磁
気デイスク技術分野で用いる反射防止膜に限ぎら
ず、他の技術分野、例えばレンズ光学系を用いた
光学機器における反射防止膜あるいは干渉薄膜な
どにも用いることができる。
又、本発明の光学薄膜は、単数の層として形成
することができる他に、別の薄膜、例えば酸化チ
タン(TiO2)膜、酸化ジルコニウム(ZrO2)膜
や五酸化ニオブ(Nb2O5)膜などを組合せた複数
の層としても形成することができる。
以下、本発明を実施例に従つて説明する。
実施例 1 モル比1:1の酸化タンタル粉末と酸化ジルコ
ニウム粉末を加圧プレスにて成型した後、これを
10-2Torrの真空度および1000℃の温度下でホツ
トプレス処理して焼結生成したパレツトを作成し
た。
次に、表面が光学的精度で研摩された直径20cm
および厚さ5mmのガラス基板に熱伝導率5×
10-4cal/cm・sec・℃のポリメチルメタクリレー
ト樹脂をスピンナー塗布して断熱層を形成した。
次いで、真空度10-5Torr下で、室温下の温度と
なつている焼結パレツトを電子銃で加熱すること
によつて断熱層の上に酸化タンタル−酸化ジルコ
ニウム膜を反射防止膜として2000Åの膜厚で形成
した。この際、この膜は屈折率1.96を示し、しか
も蒸着時に見られていた酸化タンタル特有の飛散
現象による微細粒子の付着発生は見られなかつ
た。
しかる後に、記録層としてGdTbFe膜を0.1μm
の膜厚となる様にスパツタ法で形成した後、保護
層としてSiO膜を1μmの膜厚となる様に蒸着法で
形成して、記録媒体を作成した。この記録媒体を
波長0.83μmの半導体レーザで記録した後、再生
したところ良好なS/N比が得られた。
また、前述の反射防止膜は透明性、密着性およ
び耐候性の点で優れていることが判明した。
比較例 1 前記実施例1の焼結パレツトを作成した際に用
いた酸化タンタルと酸化ジルコニウムの混合粉末
に代えて酸化タンタル粉末単独とした他は、実施
例1と同様の方法で焼結パレツトを作成し、以下
実施例1と同様の方法で2000Åの膜厚で反射防止
膜を作成したところ、膜上に蒸着用薬品の飛散現
象が要因となつて発生した微細な粒状物の付着が
見られた。
又、酸化ジルコニウム粉末および五酸化ニオブ
粉末についても、それぞれ前述の比較例と同様の
方法で焼結パレツトを作成してから、2000Åの膜
厚を有する反射防止膜を作成したが、前述の比較
例と同様の結果が得られた。
実施例 2 酸化タンタル/酸化ジルコニウム=3/1のモ
ル比を有する混合粉末を加圧プレスにて成型した
後、実施例1と同様の方法でホツトプレス処理す
ることによつて焼結パレツトを作成した。
次に、表面が光学的精度で研摩された直径20cm
および厚さ5mmのガラス基板に熱伝導率4.6×
10-4cal/cm・sec・℃のポリカーボネート樹脂を
スピンナー塗布して断熱層を形成した。次いで、
真空度10-5Torr下で、室温下の温度になつてい
る焼結パレツトを電子銃で加熱することによつて
断熱層の上に酸化タンタル−酸化ジルコニウム膜
を反射防止膜として2000Åの膜厚で形成した。こ
の際、この膜は屈折率1.99(約)を示し、しかも
蒸着時に見られていた酸化タンタル特有の飛散現
象による微細粒子の付着発生は見られなかつた。
次いで、実施例1の記録媒体を作成した時に用
いた記録層を設け、同様のテストを繰り返したと
ころ、同様の結果が得られた。
実施例 3 表面が光学的精度で研摩された直径20cmおよび
厚さ5mmのガラス基板に熱伝導率5×10-4cal/
cm・sec・℃のポリメチルメタクリレート樹脂を
スピンナー塗布して断熱層を形成した後、反射層
としてアルミニウム蒸着膜を形成した。
この基体の上に実施例1で用いた記録層と同様
の記録層を形成し、次いで実施例1で用いた酸化
タンタル−酸化ジルコニウム焼結パレツトを真空
度10-5Torrおよび室温下で電子銃加熱し、前述
の記録層の上に2000Åの酸化タンタル−酸化ジル
コニウム膜を蒸着させた。この様にして形成した
膜には酸化タンタル特有の飛散現象による微細粒
子の付着は全くなく、しかも記録層に実施例1と
同様の方法でレーザ書き込みおよび再生を行なつ
たところ、良好なS/N比が得られた。
各実施例から明らかな様に、酸化タンタルと酸
化ジルコニウムの混合系を用いることにより、蒸
着時に見られる酸化タンタルの飛散現象を防止す
ることができ、良好な光学薄膜を得ることができ
る。しかも、本発明では蒸着時の温度条件を低温
付近(室温〜80℃)に設定できるため、被蒸着体
の選択範囲を拡大することができ、特に光デイス
クや光−磁気デイスクの様な高熱を嫌う技術分野
における反射防止膜の作成に極めて適合したもの
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 酸化タンタル(Ta2O5)と酸化ジルコニウム
    (ZrO2)を含む焼結パレツトを蒸着用薬品として
    使用し、蒸着される側に樹脂層がある被蒸着体の
    温度を室温下の温度〜80℃とした被蒸着体に酸化
    タンタル(Ta2O5)と酸化ジルコニウム(ZrO2
    を含む蒸着膜を形成することを特徴とする屈折率
    1.9以上の光学薄膜の製法。 2 前記被蒸着体温度を室温下の温度とした特許
    請求の範囲第1項記載の光学薄膜の製法。 3 前記焼結パレツトがモル比で酸化タンタル
    (Ta2O5)/酸化ジルコニウム(ZrO2)≧1とな
    る割合で酸化タンタル(Ta2O5)と酸化ジルコニ
    ウム(ZrO2)を含む特許請求の範囲第1項およ
    び第2項記載の光学薄膜の製法。
JP58029078A 1983-02-23 1983-02-23 光学薄膜の製法 Granted JPS59154402A (ja)

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