JP2566634B2 - 多層反射防止膜 - Google Patents
多層反射防止膜Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は透明基板の表面での光の反射を減少させるた
めに、この透明基板上に形成される多層反射防止膜に関
するものであって、特にカメラ等の光学機器に使用され
るレンズ等に適用するものである。
めに、この透明基板上に形成される多層反射防止膜に関
するものであって、特にカメラ等の光学機器に使用され
るレンズ等に適用するものである。
従来より光学機器に使用されている反射防止膜は、単
層,2層,3層のものである。単層として最も一般的なもの
はフッ化マグネシウム（MgF2屈折率ｎ＝1.38）を形成す
る方法である。２層反射防止膜は高屈折率膜と低屈折率
膜の構成により反射防止帯域をやや拡げることができ
る。３層反射防止膜は可視域で用いられる最も一般的な
反射防止膜であり、２層反射防止膜に比較してさらに反
射防止帯域を拡げることもできる。
層,2層,3層のものである。単層として最も一般的なもの
はフッ化マグネシウム（MgF2屈折率ｎ＝1.38）を形成す
る方法である。２層反射防止膜は高屈折率膜と低屈折率
膜の構成により反射防止帯域をやや拡げることができ
る。３層反射防止膜は可視域で用いられる最も一般的な
反射防止膜であり、２層反射防止膜に比較してさらに反
射防止帯域を拡げることもできる。
ところで可視光の波長領域（400〜700nm）に対する反
射防止効果は３層構造のものではカメラ等のレンズ用に
対しては十分得ることができない。ガラス基板の屈折率
が種々異なるものに可視光の波長領域で十分な反射防止
効果を得るためには、３層構造の中屈折率膜を高屈折率
膜と低屈折率膜で置換し、更に高屈折率膜を高屈折率
膜，低屈折率膜，高屈折率膜に置換した６層構造のもの
が開発されている。このような６層構造にすることによ
り可視光全域に渡ってほぼ良好な反射防止効果を得るこ
とができる。
射防止効果は３層構造のものではカメラ等のレンズ用に
対しては十分得ることができない。ガラス基板の屈折率
が種々異なるものに可視光の波長領域で十分な反射防止
効果を得るためには、３層構造の中屈折率膜を高屈折率
膜と低屈折率膜で置換し、更に高屈折率膜を高屈折率
膜，低屈折率膜，高屈折率膜に置換した６層構造のもの
が開発されている。このような６層構造にすることによ
り可視光全域に渡ってほぼ良好な反射防止効果を得るこ
とができる。
次に第４図，第５図により従来の６層反射防止膜の構
成及び分光反射特性について説明する。
成及び分光反射特性について説明する。
まず第４図は従来の６層反射防止膜を示すものであっ
てこの場合低屈折率膜材料としてはMgF2（ｎ＝1.38）お
よびAl2O3（ｎ＝1.63）が用いられている。図中１はガ
ラス基板（ｎ＝1.62）、２は膜厚120ÅのZrO2からなる
第１の高屈折率膜、２は膜厚370ÅのAl2O3からなる第１
の低屈折率膜、４は膜厚650ÅのZrO2からなる第２の高
屈折率膜、５は膜厚120ÅのAl2O3からなる第２の低屈折
率膜、６は膜厚320ÅのZrO2からなる第３の高屈折率
膜、７は膜厚960ÅのMgF2からなる第３の低屈折率膜で
ある。
てこの場合低屈折率膜材料としてはMgF2（ｎ＝1.38）お
よびAl2O3（ｎ＝1.63）が用いられている。図中１はガ
ラス基板（ｎ＝1.62）、２は膜厚120ÅのZrO2からなる
第１の高屈折率膜、２は膜厚370ÅのAl2O3からなる第１
の低屈折率膜、４は膜厚650ÅのZrO2からなる第２の高
屈折率膜、５は膜厚120ÅのAl2O3からなる第２の低屈折
率膜、６は膜厚320ÅのZrO2からなる第３の高屈折率
膜、７は膜厚960ÅのMgF2からなる第３の低屈折率膜で
ある。
第５図は上記の如く構成された従来例の分光反射特性
を示したものである。これらからわかるように従来例の
場合可視光のほぼ全域に渡って優れた特徴を有してい
る。
を示したものである。これらからわかるように従来例の
場合可視光のほぼ全域に渡って優れた特徴を有してい
る。
このように従来の真空蒸着法による多層反射防止の技
術は光学特性上ほぼ完成されたものであると考えてよ
い。
術は光学特性上ほぼ完成されたものであると考えてよ
い。
ところで最近の生産形態の多様化にともなって、真空
蒸着法による多層反射防止膜形成から他の成膜方法、特
にスパッタリングによる多層反射防止膜形成の技術が検
討されている。スパッタ法による多層反射防止膜の技術
的メリットとして、 自動化への対応がしやすい 膜特性の向上が計れる（膜硬度、密着性向上） 基板温度を上げなくても屈折率の高い膜が得られる。
蒸着法による多層反射防止膜形成から他の成膜方法、特
にスパッタリングによる多層反射防止膜形成の技術が検
討されている。スパッタ法による多層反射防止膜の技術
的メリットとして、 自動化への対応がしやすい 膜特性の向上が計れる（膜硬度、密着性向上） 基板温度を上げなくても屈折率の高い膜が得られる。
等があげられる。
従来スパッタリングによる反射防止膜の提案として特
開昭63−131101がある。この提案の目的はブラウン管等
への反射防止膜への適用であり、カメラ等のレンズ用は
基板の屈折率が多様なため、この提案では対応できず十
分な反射防止特性が得られない。
開昭63−131101がある。この提案の目的はブラウン管等
への反射防止膜への適用であり、カメラ等のレンズ用は
基板の屈折率が多様なため、この提案では対応できず十
分な反射防止特性が得られない。
上述したように真空蒸着法による従来の多層反射防止
膜はその反射特性はほぼ完成されたところまできてい
る。ところが従来の反射防止膜の構成にはスパッタリン
グ法を適用することはできない。
膜はその反射特性はほぼ完成されたところまできてい
る。ところが従来の反射防止膜の構成にはスパッタリン
グ法を適用することはできない。
その理由は、低屈折率膜の材料として使用されるMgF2
はその結合エネルギーが低く、スパッタリングしようと
しても解離してしまうため、スパッタリングによりMgF2
の膜を形成するのが不可能であることである。
はその結合エネルギーが低く、スパッタリングしようと
しても解離してしまうため、スパッタリングによりMgF2
の膜を形成するのが不可能であることである。
すなわち真空蒸着法による多層反射防止膜に匹敵する
特性を持つ反射防止膜をスパタリングによって得る技術
はこれまで実現されていなかった。
特性を持つ反射防止膜をスパタリングによって得る技術
はこれまで実現されていなかった。
本発明は透明基板上にこの透明基板から遠ざかる方向
に向って、第１の高屈折率膜，第１の低屈折率膜，第２
の高屈折率膜，第２の低屈折率膜，第３の高屈折率膜，
第３の低屈折率膜がこの順に積層された６層構造の多層
反射防止膜において、第1,第２及び第３の高屈折率膜が
すべて反応性スパッタリングにより形成されたことを特
徴とする多層反射防止膜である。
に向って、第１の高屈折率膜，第１の低屈折率膜，第２
の高屈折率膜，第２の低屈折率膜，第３の高屈折率膜，
第３の低屈折率膜がこの順に積層された６層構造の多層
反射防止膜において、第1,第２及び第３の高屈折率膜が
すべて反応性スパッタリングにより形成されたことを特
徴とする多層反射防止膜である。
MgF2に代わる低屈折率膜材料であってスパッタリング
法も適用できる材料としてSiO2,Al2O3が好適である。こ
れらの材料は低屈折率といってもMgF2より屈折率が高
く、SiO2では1.46〜1.50、Al2O3では1.50〜1.63であ
る。SiO2とAl2O3を混合して用いることもできる。この
場合はSiO2とAl2O3の中間の屈折率になる。またこの他
の材料であっても屈折率がSiO2やAl2O3と同程度であれ
ば本発明の反射防止膜に適用できる。
法も適用できる材料としてSiO2,Al2O3が好適である。こ
れらの材料は低屈折率といってもMgF2より屈折率が高
く、SiO2では1.46〜1.50、Al2O3では1.50〜1.63であ
る。SiO2とAl2O3を混合して用いることもできる。この
場合はSiO2とAl2O3の中間の屈折率になる。またこの他
の材料であっても屈折率がSiO2やAl2O3と同程度であれ
ば本発明の反射防止膜に適用できる。
低屈折率材料としてはMgF2よりは高屈折の材料を使わ
ざるを得ないため、これと組み合わせて用いる高屈折率
材料として従来の高屈折率材料（例えばZrO2,n＝2.0〜
2.3）より高い屈折率を持つTiO2（ｎ＝2.3〜2.5）を用
いることが必要となる。
ざるを得ないため、これと組み合わせて用いる高屈折率
材料として従来の高屈折率材料（例えばZrO2,n＝2.0〜
2.3）より高い屈折率を持つTiO2（ｎ＝2.3〜2.5）を用
いることが必要となる。
ところが高屈折率膜の材料として使用されるTiO2には
問題点がある。TiO2は高屈折率膜材料としては屈折率が
最も高いものの１つであるが、TiO2をスパッタした場
合、蒸着膜と比較して400nm前後での屈折率が急激に高
くなっていることが実験で確かめられた。その結果スパ
ッタリングで多層反射防止膜を形成しようとした場合、
高屈折率膜としてTiO2のみを使用すると分光特性のバン
ド巾が狭くなることがわかった。さらにTiO2は400〜450
nmでの吸収がやや多い、スパッタリングレートが低いと
いう、特性上，生産上の問題点を持っている。
問題点がある。TiO2は高屈折率膜材料としては屈折率が
最も高いものの１つであるが、TiO2をスパッタした場
合、蒸着膜と比較して400nm前後での屈折率が急激に高
くなっていることが実験で確かめられた。その結果スパ
ッタリングで多層反射防止膜を形成しようとした場合、
高屈折率膜としてTiO2のみを使用すると分光特性のバン
ド巾が狭くなることがわかった。さらにTiO2は400〜450
nmでの吸収がやや多い、スパッタリングレートが低いと
いう、特性上，生産上の問題点を持っている。
第２の高屈折率膜として屈折率が2.0〜2.3の材料を用
い、第１および第３の高屈折率膜材料として屈折率2.3
〜2.5であるTiO2を用いることは本発明の特徴である。
ただし2.0〜2.3以上の屈折率を持つ材料であればTiO2以
外の物質でも良好な特性をもつ多層反射防止膜を実現す
ることは可能である。
い、第１および第３の高屈折率膜材料として屈折率2.3
〜2.5であるTiO2を用いることは本発明の特徴である。
ただし2.0〜2.3以上の屈折率を持つ材料であればTiO2以
外の物質でも良好な特性をもつ多層反射防止膜を実現す
ることは可能である。
この特徴により第1,第２及び第３の高屈折率膜を屈折
率をすべて2.3〜2.5とした場合に比べ良好な反射特性が
得られ、特にバンド巾が拡がることがわかった。
率をすべて2.3〜2.5とした場合に比べ良好な反射特性が
得られ、特にバンド巾が拡がることがわかった。
さらに６層反射防止膜の光学設計から、膜厚は第２の
高屈折率膜が最も厚くなるが、ここで第２の高屈折率膜
としてスパッタリングレートの低いTiO2を使用しないた
め生産の効率化が計れる。そして高屈折率膜すべてをメ
タルターゲットを反応性スパッタリングして形成する方
法により、酸化物ターゲットを使用する際に発生するタ
ーゲットの割れの問題を回避することが可能になり、製
造上有利になる。
高屈折率膜が最も厚くなるが、ここで第２の高屈折率膜
としてスパッタリングレートの低いTiO2を使用しないた
め生産の効率化が計れる。そして高屈折率膜すべてをメ
タルターゲットを反応性スパッタリングして形成する方
法により、酸化物ターゲットを使用する際に発生するタ
ーゲットの割れの問題を回避することが可能になり、製
造上有利になる。
また本発明では６層構成による多層防止膜としたた
め、ガラス基板の屈折率が種々変ってもそれに対応して
可視域で優れた分光反射特性を得ることができる。特に
ガラス基板の屈折率が高い（ｎ＝1.8）場合には特に有
効である。
め、ガラス基板の屈折率が種々変ってもそれに対応して
可視域で優れた分光反射特性を得ることができる。特に
ガラス基板の屈折率が高い（ｎ＝1.8）場合には特に有
効である。
第1,第３の高屈折率膜としてTiO2の他に屈折率が2.3
〜2.5の他の透明材料を用いることができる。またその
膜厚は選択される材料により適宜設定することができ
る。
〜2.5の他の透明材料を用いることができる。またその
膜厚は選択される材料により適宜設定することができ
る。
又第２の高屈折率膜としてはZrO2の他、Ta2O5,InO3,S
nO2,Nb2O5もしくはYb2O3又はこれらの混合物でその屈折
率が2.0〜2.3にある透明材料を用いることができる。膜
厚は、選択される材料により適宜設定することができ
る。
nO2,Nb2O5もしくはYb2O3又はこれらの混合物でその屈折
率が2.0〜2.3にある透明材料を用いることができる。膜
厚は、選択される材料により適宜設定することができ
る。
更に第１の屈折率膜としては上記SiO2の他Al2O3また
はこれら両者の混合物またはこれらの一方もしくは両方
を主成分とする透明材料で屈折率が1.46〜1.63のものが
用いることができる。
はこれら両者の混合物またはこれらの一方もしくは両方
を主成分とする透明材料で屈折率が1.46〜1.63のものが
用いることができる。
又第2,第３の低屈折率膜としては、SiO2の他SiO2とAl
2O3との混合物、あるいはSiO2を主成分とする透明材料
でその屈折率が1.46〜1.50のものを適宜選択して用いる
ことができる。
2O3との混合物、あるいはSiO2を主成分とする透明材料
でその屈折率が1.46〜1.50のものを適宜選択して用いる
ことができる。
以下第１図及び第２図によって本発明の一実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図において１はガラス基板（ｎ＝1.52）からなる
透明基板、2,3は膜厚80ÅのTiO2（ｎ＝2.5）からなる第
１の高屈折率膜及び膜厚350ÅのSiO2（ｎ＝1.47）から
なる第１の低屈折率膜である。4,5は膜厚1100ÅのZrO2
（ｎ＝2.1）からなる第２の高屈折率膜及び膜厚15ÅのS
iO2からなる第２の低屈折率膜である。そして6,7は膜厚
100ÅのTiO2からなる第３の高屈折率膜及び膜厚890Åの
SiO2からなる第３の低屈折率膜である。
透明基板、2,3は膜厚80ÅのTiO2（ｎ＝2.5）からなる第
１の高屈折率膜及び膜厚350ÅのSiO2（ｎ＝1.47）から
なる第１の低屈折率膜である。4,5は膜厚1100ÅのZrO2
（ｎ＝2.1）からなる第２の高屈折率膜及び膜厚15ÅのS
iO2からなる第２の低屈折率膜である。そして6,7は膜厚
100ÅのTiO2からなる第３の高屈折率膜及び膜厚890Åの
SiO2からなる第３の低屈折率膜である。
この６層反射防止膜において、上記膜2,3,4,5,6,7を
構成する材料は、可視光の波長領域で反射率を０もしく
は極めて小さくする為に、反射光の位相条件及び振幅条
件を所望する如く満たすよう材料選択されると共に膜厚
が各々設定されている。
構成する材料は、可視光の波長領域で反射率を０もしく
は極めて小さくする為に、反射光の位相条件及び振幅条
件を所望する如く満たすよう材料選択されると共に膜厚
が各々設定されている。
また主なスパッタリング条件としては反応性マグネト
ロンスパッタリング法を用いて次のようである。
ロンスパッタリング法を用いて次のようである。
O2分圧： 20〜30％ スパッタ圧力： 0.3〜0.8pa 次にこの６層反射防止膜の分光反射特性を第２図に示
す。同図から明らかなように本実施例における６層反射
防止膜は可視光のほぼ全域（400〜700nm）に割り優れた
特性を有している。
す。同図から明らかなように本実施例における６層反射
防止膜は可視光のほぼ全域（400〜700nm）に割り優れた
特性を有している。
比較例として第２の高屈折率膜をTiO2で構成した場合
の分光反射特性を第３図に示す。第３図の分光反射特性
と本発明による層構成の分光反射特性とを比較すると明
らかにTiO2−SiO2系のバンド巾が狭いことがわかる。
の分光反射特性を第３図に示す。第３図の分光反射特性
と本発明による層構成の分光反射特性とを比較すると明
らかにTiO2−SiO2系のバンド巾が狭いことがわかる。
このように、本実施例によれば、スパッタリングレー
トの遅いTiO2を最も膜厚の厚い第２の高屈折率膜に使用
しないことにより製造上有利でありかつ分光反射特性も
優れたものが得られる。
トの遅いTiO2を最も膜厚の厚い第２の高屈折率膜に使用
しないことにより製造上有利でありかつ分光反射特性も
優れたものが得られる。
以上説明したように、本発明によれば、分光反射特性
に優れた多層反射防止膜をスパッタリング法により高効
率に作成できるため低コストで提供でき実用的である。
に優れた多層反射防止膜をスパッタリング法により高効
率に作成できるため低コストで提供でき実用的である。
第１図は本発明の一実施例における多層反射防止膜を示
す断面図、第２図は第１図に示す多層反射防止膜の分光
反射特性図、第３図はTiO2/SiO2系の６層反射防止膜の
分光反射特性図、第４図は従来の６層反射防止膜を示す
断面図、第５図は第４図に示す多層反射防止膜の分光反
射特性図である。 １……ガラス基板 ２……第１の高屈折率膜 ３……第１の低屈折率膜 ４……第２の高屈折率膜 ５……第２の低屈折率膜 ６……第３の高屈折率膜 ７……第３の低屈折率膜
す断面図、第２図は第１図に示す多層反射防止膜の分光
反射特性図、第３図はTiO2/SiO2系の６層反射防止膜の
分光反射特性図、第４図は従来の６層反射防止膜を示す
断面図、第５図は第４図に示す多層反射防止膜の分光反
射特性図である。 １……ガラス基板 ２……第１の高屈折率膜 ３……第１の低屈折率膜 ４……第２の高屈折率膜 ５……第２の低屈折率膜 ６……第３の高屈折率膜 ７……第３の低屈折率膜
Claims (6)
- 【請求項１】透明基板上にこの透明膜から通ざかる方向
に向かって、第１の高屈折率膜、第１の低屈折率膜、第
２の高屈折率膜、第２の低屈折率膜、第３の高屈折率
膜、第３の低屈折率膜がこの順に積層された６層構造の
多層反射防止膜において、第１、第２及び第３の高屈折
率膜がすべて反応性スパッタリングによい形成され、第
１及び第３の高屈折率膜が屈折率2.3〜2.5のTiO2であっ
て、第２の高屈折率膜の屈折率が2.0〜2.3である多層反
射防止膜。 - 【請求項２】第１の低屈折率膜の屈折率が1.46〜1.63で
あり上記第２及び第３の低屈折率膜の屈折率が1.46〜1.
50である請求項１に記載の多層反射防止膜。 - 【請求項３】第１、第２及び第３の低屈折率膜の屈折率
がいずれも1.46〜1.50である請求項２記載の多層反射防
止膜。 - 【請求項４】第２の高屈折率膜がTa2O5,ZrO2,In2O3,SnO
2,Nb2O5もしくはYb2O3又はこれらの混合物からなること
を特徴とする請求項１、２または３に記載の多層反射防
止膜。 - 【請求項５】第１の低屈折率膜がSiO2,Al2O3のいずれか
もしくはこれらの混合物、またはこれらの一方もしくは
両方を主成分とする物質からなることを特徴とする請求
項１に記載の多層反射防止膜。 - 【請求項６】第２および第３の低屈率膜がSiO2,SiO2とA
l2O3との混合物、またはSiO2を主成分とする物質からな
ることを特徴とする請求項１に記載の多層反射防止膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63250162A JP2566634B2 (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | 多層反射防止膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63250162A JP2566634B2 (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | 多層反射防止膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0296701A JPH0296701A (ja) | 1990-04-09 |
| JP2566634B2 true JP2566634B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=17203745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63250162A Expired - Fee Related JP2566634B2 (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | 多層反射防止膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566634B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170094416A (ko) | 2015-02-27 | 2017-08-17 | 제이엑스금속주식회사 | 산화물 소결체, 산화물 스퍼터링 타깃 및 산화물 박막 |
| WO2018194348A1 (ko) * | 2017-04-17 | 2018-10-25 | 주식회사 케이씨씨 | 적층 시스템 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2730990B1 (fr) * | 1995-02-23 | 1997-04-04 | Saint Gobain Vitrage | Substrat transparent a revetement anti-reflets |
| JP4701528B2 (ja) * | 2001-04-17 | 2011-06-15 | ソニー株式会社 | 反射防止フィルム |
| JP5170009B2 (ja) * | 2009-06-24 | 2013-03-27 | 住友金属鉱山株式会社 | 酸化インジウム系スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| JP5614214B2 (ja) * | 2010-10-01 | 2014-10-29 | リコーイメージング株式会社 | 反射防止膜及び反射防止膜を有する光学部材 |
| JP6995491B2 (ja) * | 2017-04-21 | 2022-01-14 | キヤノン株式会社 | 光学薄膜、光学素子、光学素子の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58221811A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-23 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 耐熱反射防止膜 |
| JPS6381405A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Minolta Camera Co Ltd | 光学素子の製造方法 |
| JPH07111482B2 (ja) * | 1986-11-21 | 1995-11-29 | 日本板硝子株式会社 | 多層反射防止膜 |
-
1988
- 1988-10-04 JP JP63250162A patent/JP2566634B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170094416A (ko) | 2015-02-27 | 2017-08-17 | 제이엑스금속주식회사 | 산화물 소결체, 산화물 스퍼터링 타깃 및 산화물 박막 |
| WO2018194348A1 (ko) * | 2017-04-17 | 2018-10-25 | 주식회사 케이씨씨 | 적층 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0296701A (ja) | 1990-04-09 |
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