JPH0296701A

JPH0296701A - 多層反射防止膜

Info

Publication number: JPH0296701A
Application number: JP63250162A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 博幸鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1990-04-09
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JP2566634B2

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】〔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ｊｌｉ器に使用さ
れるレンズ等に適用するものである。

（従来の技術〕従来より光学機器に使用されている反射防ｌに膜は、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（ＭｇＦ　２屈折率ｎ−１，
３１３）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Ｉ摸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ができる。

ところで可視光の波長領域（４００〜７００ｎａｉ）に
対する反射防止効果は３層構造のもの〒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Ｈ臭、低屈折率膜、高屈折率ｎＩ２に置換した６
層構造のものが開発さねでいる。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。

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（ｒｒｌ、：
１８）およびＡｌ２Ｏ３（ｎ−１，６：ｌ）が用いられ
ている。図中１はガラス基板（口・１．６２）、２は８
９１７１２０人の２ｒ０２かうなる第１の高屈折率膜、
３は膜Ｊ！＄３７ＯＡのＡｌ２Ｏ，からなる第１の低屈
折率１１党、４はＢ厚６５０人の７．ｒ０２からなる第
２の高屈折率ｎｕ　。

５は膜５１２０人のＡ１□０３かうなる第２の低屈折率
８、　６ハ［Ｊｖ３２０人（ｆ）Ｚｒ（ｈｌ）’うｒｔ
ル’１Ｃ３（ＤＫ！ｉＪ：折率膜、７は１膜厚９６０人
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。これらかられ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１１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、Ｌは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、■自動化への対応がじやすい ■膜特性の向トが計わる（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８３−１３１１０１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。

（発明が解決しようとする課題）ト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
を通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ハるＭｇＦ
２はその結合エネルギーが低く、スパッタリングしよう
としても解芝してしまうため、スパッタリングによりＭ
ｇＦ２の股を形成するのが不１丁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ッ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。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は透明Ｘ：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に代わる低屈折率材料であってスパッタリング
法も通用できる材料としてＳｉｎ、、　Ａｌ２Ｏ，が好
適である。これらの材料は低屈折率といってもＭＸＦ、
より屈折率が高く、５ｉｎ２では１．４６〜１，５０、
Ａｌ２Ｏ３では１．５０〜１．６３である。Ｓｉｎ、と
Ａｌ２Ｏ３を混合して用いることもできる。この場合は
Ｓｉｎ、とＡｌｚＯｌ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Ｓｉｎ、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Ｔ１０２（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Ｔｉｅ２に
は問題点がある。ＴｉＯ□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、Ｔｉｅ２をスパッ
タした場合、蒸着膜と比較して４０００ｍｍ後での屈折
率が急激に高くなり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Ｔｉｅ、は４００〜４５０ｎａ＋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
が２．０〜２．３または２．３〜２．５の材料を用い、
少なくとも１方に、好ましくは両方に屈折率２．３〜２
．５であるＴｉｅ２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わ
ばＴｊ０２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の高屈折率膜の屈折
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。

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Ｔｉｅ２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」−＋ｆ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。

第１．第３の高屈折率膜としてＴｉＯ□の他に屈折率が
２．３〜２゜５の他の透明材料あるいは、Ｔａ、０．　
。

ＺｒＯ，、Ｉｎｋ、、、　５ｎ０２．　Ｎｂ２Ｏ５もし
くはＹｂ２Ｏ３またはこ九らの混合物で屈折率が２．０
〜２．３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。

ただし第１．第３少なくとも一方は屈折率が２．３〜２
．５でなければならない。

又第２の高屈折率膜としてはＺｒＯ□の他、　Ｔａ２Ｏ
，。

Ｉｎｋ、、、　ＳｎＯ，、Ｎｂ２Ｏ，もしくはｙｂ２ｏ
、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の低屈折率膜としては上記５ｉｎ２の他Ａｌ２
Ｏ３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。

又第２．第３の低屈折率膜としては、５４０．の他Ｓｉ
ｎ、とＡ１□０３との混合物、あるいは５ｉｎ２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。

〔実施例〕

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。

第１図において工はガラス基板（ロー１．５２）からな
る透明基板、２，３は膜厚８０人のＴｉＯ２（ｎ・２．
５）からなる第１の高屈折率膜及び膜厚３５０人の５ｉ
ｎ２（ｎ・１．４７）からなる第１の低屈折率膜である
。

４．５は膜厚１１００ＡのＺｒ０２（ｎ−２，１）から
なる第２の高屈折率膜及び膜厚１５人のＳｉＯ２からな
る第２の低屈折率膜である。モして６，７は膜厚１００
人の丁１０２からなる１１ｃ３の高屈折率膜及び膜厚８
９０人のＳｉｎ、かうなる第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。

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。

０２分圧：２０〜３０％スパッタ圧カニ０．３〜０．８　ｐａ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（４００〜７００ｎｗ）に渡り
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Ｔｉｎ２−５ｉｎ２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Ｔｉｎ２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。

（発明の効果〕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。

【図面の簡単な説明】

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Ｔｉｎ。／　Ｓ　ｉ　０２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の低屈折率膜第　１　図第２図第３図特許出願人　　キャノン株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、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、第１及び第３の高屈折率
膜の屈折率が２．０〜２．３または２．３〜２．５であ
って、少なくとも１方の膜の屈折率が２．３〜２．５で
あり、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。２、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１記載の多層反射防
止膜。３、第１の低屈折率膜の屈折率が１．５０〜１．６３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。４、第１、第２及び第３の高屈折率膜のうち屈折率が２
．３〜２．５のものがＴｉＯ＿２であり屈折率が２．０
〜２．３のものがＴａ＿２Ｏ＿５、ＺｒＯ＿２、Ｉｎ＿
２Ｏ＿３、ＳｎＯ＿２、Ｎｂ＿２Ｏ＿５もしくはＹｂ＿
２Ｏ＿３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。５、第１の低屈折率膜がＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３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。６、第２および第３の低屈折率膜がＳｉＯ＿２、ＳｉＯ
＿２とＡｌ＿２Ｏ＿３との混合物、またはＳｉＯ＿２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。