JPH0727907A - 光学多層膜及びその成膜方法 - Google Patents
光学多層膜及びその成膜方法Info
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- JPH0727907A JPH0727907A JP5170119A JP17011993A JPH0727907A JP H0727907 A JPH0727907 A JP H0727907A JP 5170119 A JP5170119 A JP 5170119A JP 17011993 A JP17011993 A JP 17011993A JP H0727907 A JPH0727907 A JP H0727907A
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- optical multilayer
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- multilayer film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 分光特性の入射角依存性を従来に比べて大幅
に低減可能な光学多層膜を提供する。 【構成】 基板１０上に、屈折率が約２.５以上の高屈
折率の薄膜１１(TiO2膜)と、高屈折率の薄膜11よりも屈
折率が約０.３小さい低屈折率の薄膜12(Ta2O5膜)を交互
に積層して光学多層膜を構成する。 【効果】 入射角が変動しても、分光特性のシフトが従
来に比べて大幅に低減され、例えばビデオカメラの色分
解プリズムとして用いると、シェーディング特性を大幅
に改善できる。
に低減可能な光学多層膜を提供する。 【構成】 基板１０上に、屈折率が約２.５以上の高屈
折率の薄膜１１(TiO2膜)と、高屈折率の薄膜11よりも屈
折率が約０.３小さい低屈折率の薄膜12(Ta2O5膜)を交互
に積層して光学多層膜を構成する。 【効果】 入射角が変動しても、分光特性のシフトが従
来に比べて大幅に低減され、例えばビデオカメラの色分
解プリズムとして用いると、シェーディング特性を大幅
に改善できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、入射した光を
青色、赤色、緑色に色成分別に分解する３色分解プリズ
ム等に用いる光学多層膜及びその成膜方法に関するもの
である。
青色、赤色、緑色に色成分別に分解する３色分解プリズ
ム等に用いる光学多層膜及びその成膜方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】３板カメラ用３色分解プリズムには、色
分離を行う光学多層膜が使用されている。例えば青反射
膜、赤反射膜、緑反射膜等がこれにあたる。
分離を行う光学多層膜が使用されている。例えば青反射
膜、赤反射膜、緑反射膜等がこれにあたる。
【０００３】従来より、これら光学多層膜は、主に高屈
折率の薄膜として屈折率が約２．３のＴｉＯ2膜を用
い、低屈折率の薄膜として屈折率が約１．４６のＳｉＯ
2膜を用い、これらを交互に１０数層から数１０層積層
することで作成してきた。
折率の薄膜として屈折率が約２．３のＴｉＯ2膜を用
い、低屈折率の薄膜として屈折率が約１．４６のＳｉＯ
2膜を用い、これらを交互に１０数層から数１０層積層
することで作成してきた。
【０００４】従来の光学多層膜の一例として緑反射膜を
取り上げ、その成膜方法を図５を用いて説明する。
取り上げ、その成膜方法を図５を用いて説明する。
【０００５】排気ポンプ５０によって高真空状態に保た
れた真空室５１内のＥＢ銃５２により、蒸着材料（Ｔｉ
Ｏ2）５３を加熱溶融し、蒸発させる。この時、酸素導
入口５４から、酸素ガスが導入され真空室内の圧力を約
１〜２×１０-4ｔｏｒｒに設定する。蒸発した蒸発粒子
５５は基板ホルダー５６上に設置した基板５７に到達し
屈折率が約２．３程度の高屈折率の薄膜が形成される。
れた真空室５１内のＥＢ銃５２により、蒸着材料（Ｔｉ
Ｏ2）５３を加熱溶融し、蒸発させる。この時、酸素導
入口５４から、酸素ガスが導入され真空室内の圧力を約
１〜２×１０-4ｔｏｒｒに設定する。蒸発した蒸発粒子
５５は基板ホルダー５６上に設置した基板５７に到達し
屈折率が約２．３程度の高屈折率の薄膜が形成される。
【０００６】また基板ホルダーの穴部５８を通過した蒸
発粒子は光学的膜厚モニタ基板５９に到達し薄膜を形成
する。
発粒子は光学的膜厚モニタ基板５９に到達し薄膜を形成
する。
【０００７】光源６０を出射した特定波長の光束は光学
的膜厚モニタ基板５９上に形成された薄膜に到達し、そ
して反射された光束を検出器６１で検出する。光学的膜
厚モニタ基板５９上に形成される膜厚によって、反射光
量が変化するため、所定の光量になった時にシャッター
６２を回転させることにより閉じて蒸着を終了させ１層
目の成膜を完了する。
的膜厚モニタ基板５９上に形成された薄膜に到達し、そ
して反射された光束を検出器６１で検出する。光学的膜
厚モニタ基板５９上に形成される膜厚によって、反射光
量が変化するため、所定の光量になった時にシャッター
６２を回転させることにより閉じて蒸着を終了させ１層
目の成膜を完了する。
【０００８】次に、蒸着材料をＳｉＯ2材料に交換し、
光学的膜厚モニタ基板も新しい基板に交換する。第１層
のＴｉＯ2膜と同様にＥＢ銃により加熱溶融することで
ＳｉＯ2材料を蒸発させ、基板上に２層目を形成する。
これにより、屈折率が約１．４６の低屈折率の薄膜が形
成される。
光学的膜厚モニタ基板も新しい基板に交換する。第１層
のＴｉＯ2膜と同様にＥＢ銃により加熱溶融することで
ＳｉＯ2材料を蒸発させ、基板上に２層目を形成する。
これにより、屈折率が約１．４６の低屈折率の薄膜が形
成される。
【０００９】このような操作を多数回繰り返し、ＴｉＯ
2の膜厚を約５０ｎｍ、ＳｉＯ2の膜厚を約３３０ｎｍと
して交互に１２層程度積層して緑多層膜を形成してい
た。
2の膜厚を約５０ｎｍ、ＳｉＯ2の膜厚を約３３０ｎｍと
して交互に１２層程度積層して緑多層膜を形成してい
た。
【００１０】このようにして作成した緑反射膜の分光特
性を図６において曲線６５で示す。図６では、横軸が波
長（単位：ｎｍ）であり、縦軸が反射率（％）である。
ここで、基板の屈折率が約１．６、入射角度が約２６度
であり、分光特性は、Ｓ偏向の反射率とＰ偏向の反射率
の平均値を用いて分光特性を示している。以降分光特性
はこのような平均特性で説明する。
性を図６において曲線６５で示す。図６では、横軸が波
長（単位：ｎｍ）であり、縦軸が反射率（％）である。
ここで、基板の屈折率が約１．６、入射角度が約２６度
であり、分光特性は、Ｓ偏向の反射率とＰ偏向の反射率
の平均値を用いて分光特性を示している。以降分光特性
はこのような平均特性で説明する。
【００１１】このように波長４９０ｎｍ〜５６０ｎｍの
緑色の波長領域で、反射率が著しく高められた、緑反射
膜が作成できていることが判る。
緑色の波長領域で、反射率が著しく高められた、緑反射
膜が作成できていることが判る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光学多層膜を３色分解プリズム等の色分解を行う光
学デバイスに用いた際に問題となる点を説明する。
うな光学多層膜を３色分解プリズム等の色分解を行う光
学デバイスに用いた際に問題となる点を説明する。
【００１３】すなわち、３色分解プリズム等の光学デバ
イスに入射してくる光の角度は一定ではなく、図７の模
式図に示す様に変化することがある。すなわち、被写体
７０から出射した光７１は、緑反射膜７２によって反射
し、ＣＣＤ７３に到達して画像信号が得られるわけであ
るが、出射した光７１は撮影条件等によって、ある程度
傾くことが知られている。
イスに入射してくる光の角度は一定ではなく、図７の模
式図に示す様に変化することがある。すなわち、被写体
７０から出射した光７１は、緑反射膜７２によって反射
し、ＣＣＤ７３に到達して画像信号が得られるわけであ
るが、出射した光７１は撮影条件等によって、ある程度
傾くことが知られている。
【００１４】この傾き角度をθとすると、当然緑反射膜
７２に入射する光の角度が変化するわけであるから、緑
反射膜７２の分光特性は入射角度に応じて変化するわけ
である。例えば、入射角度がθ＝±１．３度変化した場
合を例にとり、この時の分光特性を図６の曲線６６、６
７で示す。これより、分光特性は著しく変化し、θ＝２
７．３度と入射角度が大きくなっている場合は曲線６７
で示すように短波長側にシフトし、θ＝２４．７度と入
射角度が小さくなる場合は曲線６６で示すように長波長
側にシフトするのが判る。
７２に入射する光の角度が変化するわけであるから、緑
反射膜７２の分光特性は入射角度に応じて変化するわけ
である。例えば、入射角度がθ＝±１．３度変化した場
合を例にとり、この時の分光特性を図６の曲線６６、６
７で示す。これより、分光特性は著しく変化し、θ＝２
７．３度と入射角度が大きくなっている場合は曲線６７
で示すように短波長側にシフトし、θ＝２４．７度と入
射角度が小さくなる場合は曲線６６で示すように長波長
側にシフトするのが判る。
【００１５】今そのシフト量を最大反射率の半分の反射
率の値を有する波長、すなわち半値波長量でシフト量を
評価すると、長波長側で約１３ｎｍ、短波長側で約９ｎ
ｍもシフトしていることがわかる。
率の値を有する波長、すなわち半値波長量でシフト量を
評価すると、長波長側で約１３ｎｍ、短波長側で約９ｎ
ｍもシフトしていることがわかる。
【００１６】このような、角度変化による半値波長のシ
フトは、例えばビデオカメラのような場合、撮影画面の
上下方向すなわち垂直方向に、シェーディングと呼ばれ
る色や輝度のむらが発生し、画質を劣化してしまうとい
う課題を有していた。
フトは、例えばビデオカメラのような場合、撮影画面の
上下方向すなわち垂直方向に、シェーディングと呼ばれ
る色や輝度のむらが発生し、画質を劣化してしまうとい
う課題を有していた。
【００１７】本発明はこのような点に鑑みて、垂直方向
のシェーディングの抑制された光学多層膜を提供するこ
とを目的とする。
のシェーディングの抑制された光学多層膜を提供するこ
とを目的とする。
【００１８】なお、今後半値波長シフト量は長波長側の
シフト量を代表させて説明する。
シフト量を代表させて説明する。
【００１９】
【課題を解決するための手段】基板上に、屈折率が２．
５以上の高屈折率の薄膜と、前記高屈折率の薄膜よりも
屈折率が０．３以上小さい低屈折率の薄膜を主たる薄膜
物質として交互に積層した光学多層膜を用いることであ
る。
５以上の高屈折率の薄膜と、前記高屈折率の薄膜よりも
屈折率が０．３以上小さい低屈折率の薄膜を主たる薄膜
物質として交互に積層した光学多層膜を用いることであ
る。
【００２０】又、基板上に、屈折率が２．４〜２．５の
高屈折率の薄膜と、屈折率が約１．６５以上であるとと
もに、前記高屈折率の薄膜よりも屈折率が０．３以上小
さい低屈折率の薄膜を主たる構成物質として交互に積層
した光学多層膜を用いることである。
高屈折率の薄膜と、屈折率が約１．６５以上であるとと
もに、前記高屈折率の薄膜よりも屈折率が０．３以上小
さい低屈折率の薄膜を主たる構成物質として交互に積層
した光学多層膜を用いることである。
【００２１】
【作用】本発明は上記した屈折率の薄膜を交互に積層し
た光学多層膜を用いることによって、入射角度の変化に
対する波長シフト量を著しく抑制できた結果、垂直方向
のシェーディングを抑制することが可能となる。
た光学多層膜を用いることによって、入射角度の変化に
対する波長シフト量を著しく抑制できた結果、垂直方向
のシェーディングを抑制することが可能となる。
【００２２】
（第１実施例）本願発明の第１実施例の光学多層膜につ
いて説明する。図１に、本実施例の光学多層膜の構成を
示す。
いて説明する。図１に、本実施例の光学多層膜の構成を
示す。
【００２３】すなわち、高屈折率の薄膜として屈折率が
約２．６のＴｉＯ2膜１１を用い、低屈折率の薄膜とし
て、屈折率が約２．１のＴａ2Ｏ5１２を用いて、基板１
０上に交互に１９層積層した構成である。ここで、膜厚
はＴｉＯ2は約５３ｎｍでありＴａ2Ｏ5は約６５ｎｍで
ある。
約２．６のＴｉＯ2膜１１を用い、低屈折率の薄膜とし
て、屈折率が約２．１のＴａ2Ｏ5１２を用いて、基板１
０上に交互に１９層積層した構成である。ここで、膜厚
はＴｉＯ2は約５３ｎｍでありＴａ2Ｏ5は約６５ｎｍで
ある。
【００２４】図５を用いて、このような光学多層膜を作
成する方法について説明する。真空室５１内を排気ポン
プ５０によって高真空状態に保持する。ＥＢ銃５２によ
ってルツボ内の蒸着材料５３を加熱溶融させる。蒸着材
料は、酸化チタンを用いる。この時、真空層には酸素導
入口５４によって酸素ガスが導入し、真空室内の圧力を
例えば約５×１０-5ｔｏｒｒに設定する。
成する方法について説明する。真空室５１内を排気ポン
プ５０によって高真空状態に保持する。ＥＢ銃５２によ
ってルツボ内の蒸着材料５３を加熱溶融させる。蒸着材
料は、酸化チタンを用いる。この時、真空層には酸素導
入口５４によって酸素ガスが導入し、真空室内の圧力を
例えば約５×１０-5ｔｏｒｒに設定する。
【００２５】溶融した酸化チタンは蒸発し、蒸発粒子５
５となって基板ホルダー５６上に設置された基板５７上
に到達し、薄膜を形成する。この間蒸発粒子は真空室内
に導入された酸素と反応し、非常に透明で安定な屈折率
が約２．６のＴｉＯ2膜が実現できる。
５となって基板ホルダー５６上に設置された基板５７上
に到達し、薄膜を形成する。この間蒸発粒子は真空室内
に導入された酸素と反応し、非常に透明で安定な屈折率
が約２．６のＴｉＯ2膜が実現できる。
【００２６】このように、従来とは違い酸素ガス分圧を
さらに高真空領域に特定化することで屈折率が約２．６
の高屈折率なＴｉＯ2膜が実現できる。
さらに高真空領域に特定化することで屈折率が約２．６
の高屈折率なＴｉＯ2膜が実現できる。
【００２７】透明性、付着性、信頼性等を評価した結
果、従来膜と同様に良好であったことは言うまでもな
い。なお、基板としては例えば、ＢＫ、ＳＫ等の光学ガ
ラスを用いる。
果、従来膜と同様に良好であったことは言うまでもな
い。なお、基板としては例えば、ＢＫ、ＳＫ等の光学ガ
ラスを用いる。
【００２８】このとき、基板ホルダーの穴部５８を通過
した蒸発粒子は、光学的膜厚モニタ基板５９に到達し、
薄膜を形成する。この光学的膜厚モニタ基板５９には光
源６０から出射した特定波長の光束が照射されており、
反射光となって検出器６１に到達する。このときの反射
光量は、モニタ基板に成膜される薄膜の屈折率や膜厚に
よって変化し、反射光量が所定の値になったときにシャ
ッター６２を閉じて、膜厚が約５３ｎｍの第１層目のＴ
ｉＯ2膜の成膜を完了する。
した蒸発粒子は、光学的膜厚モニタ基板５９に到達し、
薄膜を形成する。この光学的膜厚モニタ基板５９には光
源６０から出射した特定波長の光束が照射されており、
反射光となって検出器６１に到達する。このときの反射
光量は、モニタ基板に成膜される薄膜の屈折率や膜厚に
よって変化し、反射光量が所定の値になったときにシャ
ッター６２を閉じて、膜厚が約５３ｎｍの第１層目のＴ
ｉＯ2膜の成膜を完了する。
【００２９】第１層目の成膜が完了すると、次にルツボ
内の蒸着材料５３をＴａ2Ｏ5に交換すると共に、新しい
光学的膜厚モニタ基板を設定する。そして、Ｔａ2Ｏ5５
３がＥＢ銃５２によって加熱溶融され蒸発粒子５５とな
って飛翔し、基板５７上に第２層目の薄膜が成膜され
る。
内の蒸着材料５３をＴａ2Ｏ5に交換すると共に、新しい
光学的膜厚モニタ基板を設定する。そして、Ｔａ2Ｏ5５
３がＥＢ銃５２によって加熱溶融され蒸発粒子５５とな
って飛翔し、基板５７上に第２層目の薄膜が成膜され
る。
【００３０】この薄膜は、交換された光学的膜厚モニタ
基板５９にも成膜され、反射光を測定することによっ
て、膜厚が約６５ｎｍになった時点で終了する。
基板５９にも成膜され、反射光を測定することによっ
て、膜厚が約６５ｎｍになった時点で終了する。
【００３１】以下に、本実施例の光学多層膜の分光特性
について説明する。図２に、上記の方法で形成された本
実施例の光学多層膜の分光特性を示すが、曲線２１は入
射角度が２６度の場合である。従来と比べて薄膜の構成
物質並びに屈折率を変更したにも関わらず、従来の緑反
射膜と同様に、波長４９０ｎｍ〜５６０ｎｍの緑色の波
長領域の反射率が高められた良好な多層膜が実現できて
いることがわかる。
について説明する。図２に、上記の方法で形成された本
実施例の光学多層膜の分光特性を示すが、曲線２１は入
射角度が２６度の場合である。従来と比べて薄膜の構成
物質並びに屈折率を変更したにも関わらず、従来の緑反
射膜と同様に、波長４９０ｎｍ〜５６０ｎｍの緑色の波
長領域の反射率が高められた良好な多層膜が実現できて
いることがわかる。
【００３２】次に、この緑反射膜の角度依存性について
説明する。この緑反射膜の入射角度を２６度から±１．
３度変化させて、角度に対する分光特性変化を調べてみ
ると、同図にも示している様に、θ＝２４．７度の場合
は曲線２２で示すように長波長側にシフトし、θ＝２
７．３度の場合には曲線２３で示すように短波長側にシ
フトしていることがわかる。
説明する。この緑反射膜の入射角度を２６度から±１．
３度変化させて、角度に対する分光特性変化を調べてみ
ると、同図にも示している様に、θ＝２４．７度の場合
は曲線２２で示すように長波長側にシフトし、θ＝２
７．３度の場合には曲線２３で示すように短波長側にシ
フトしていることがわかる。
【００３３】今このシフト幅を評価してみると約５．３
ｎｍであり、従来構成の約１３ｎｍに比べ著しく抑制さ
れていることがわかる。
ｎｍであり、従来構成の約１３ｎｍに比べ著しく抑制さ
れていることがわかる。
【００３４】従って、本発明の光学多層膜は、従来の光
学多層膜と分光特性がほとんど同じ特性を保持しなが
ら、入射角度にたいする依存性能を従来に比べ半分以下
に抑制できるため極めて有用な光学多層膜と言える。
学多層膜と分光特性がほとんど同じ特性を保持しなが
ら、入射角度にたいする依存性能を従来に比べ半分以下
に抑制できるため極めて有用な光学多層膜と言える。
【００３５】ここで、実施例では屈折率が２．６のＴｉ
Ｏ2膜と屈折率が２．１のＴａ2Ｏ5膜を一例に示した
が、検討の結果、従来例とは違って、下記の条件を満足
しておれば非常に角度依存性が得られることを見いだし
た。
Ｏ2膜と屈折率が２．１のＴａ2Ｏ5膜を一例に示した
が、検討の結果、従来例とは違って、下記の条件を満足
しておれば非常に角度依存性が得られることを見いだし
た。
【００３６】すなわち、屈折率が２．５以上の高屈折率
の薄膜と、高屈折率の薄膜よりも屈折率が０．３以上小
さい低屈折率の薄膜を主たる構成物質として交互に積層
するか、高屈折率の薄膜の屈折率が２．４〜２．５の場
合には、屈折率が約１．６５以上でかつ、高屈折率の薄
膜よりも屈折率が０．３以上小さい低屈折率の薄膜を主
たる構成物質として交互に積層すれば、波長シフト量が
７ｎｍ以下のきわめて良好な光学多層膜が得られること
が判明した。
の薄膜と、高屈折率の薄膜よりも屈折率が０．３以上小
さい低屈折率の薄膜を主たる構成物質として交互に積層
するか、高屈折率の薄膜の屈折率が２．４〜２．５の場
合には、屈折率が約１．６５以上でかつ、高屈折率の薄
膜よりも屈折率が０．３以上小さい低屈折率の薄膜を主
たる構成物質として交互に積層すれば、波長シフト量が
７ｎｍ以下のきわめて良好な光学多層膜が得られること
が判明した。
【００３７】実験の結果、高屈折率薄膜をＴｉＯ2とし
て、低屈折率の薄膜をＴａ2Ｏ5、ＺｒＴｉＯ4、Ｚｎ
Ｓ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2等
によって、効果が発現することが判明した。
て、低屈折率の薄膜をＴａ2Ｏ5、ＺｒＴｉＯ4、Ｚｎ
Ｓ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2等
によって、効果が発現することが判明した。
【００３８】特にこの中でも、低屈折率の薄膜としてＴ
ａ2Ｏ5、ＺｒＴｉＯ4、ＺｎＳ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、を
用いた場合には、特に良好で、波長シフト量が約５ｎｍ
以下ときわめて良好な光学多層膜が実現できた。
ａ2Ｏ5、ＺｒＴｉＯ4、ＺｎＳ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、を
用いた場合には、特に良好で、波長シフト量が約５ｎｍ
以下ときわめて良好な光学多層膜が実現できた。
【００３９】（第２実施例）次に本発明の第２実施例に
ついて説明する。図３にその構成図を示す。すなわち、
基板３０上に、１層から１９層まで同じ材料であるＴｉ
Ｏ2膜が形成されている。しかし、各層の屈折率は変化
させていて奇数層が屈折率が約２．６のＴｉＯ2膜３１
であり、偶数層が屈折率が約２．２のＴｉＯ2膜３２で
ある。ここで、奇数層のＴｉＯ2膜の膜厚は約５３ｎｍ
であり偶数層のＴｉＯ2膜は約６３ｎｍである。
ついて説明する。図３にその構成図を示す。すなわち、
基板３０上に、１層から１９層まで同じ材料であるＴｉ
Ｏ2膜が形成されている。しかし、各層の屈折率は変化
させていて奇数層が屈折率が約２．６のＴｉＯ2膜３１
であり、偶数層が屈折率が約２．２のＴｉＯ2膜３２で
ある。ここで、奇数層のＴｉＯ2膜の膜厚は約５３ｎｍ
であり偶数層のＴｉＯ2膜は約６３ｎｍである。
【００４０】図５を用いて、このような光学多層膜を作
成する方法について説明する。真空室５１内を排気ポン
プ５０によって高真空状態に保持する。ＥＢ銃５２によ
って蒸着材料５３を加熱溶融させる。蒸着材料は、酸化
チタンを用いる。この時、真空層には酸素導入口５４に
よって酸素ガスが導入し、真空室内の圧力を例えば約５
×１０-5ｔｏｒｒに設定する。
成する方法について説明する。真空室５１内を排気ポン
プ５０によって高真空状態に保持する。ＥＢ銃５２によ
って蒸着材料５３を加熱溶融させる。蒸着材料は、酸化
チタンを用いる。この時、真空層には酸素導入口５４に
よって酸素ガスが導入し、真空室内の圧力を例えば約５
×１０-5ｔｏｒｒに設定する。
【００４１】溶融した酸化チタンは蒸発し、蒸発粒子５
５となって基板ホルダー５６上に設置された基板５７上
に到達し、薄膜を形成する。この間蒸発粒子は真空室内
に導入された酸素と反応し、非常に透明で安定な屈折率
が約２．６のＴｉＯ2膜が実現できる。
５となって基板ホルダー５６上に設置された基板５７上
に到達し、薄膜を形成する。この間蒸発粒子は真空室内
に導入された酸素と反応し、非常に透明で安定な屈折率
が約２．６のＴｉＯ2膜が実現できる。
【００４２】このとき、基板ホルダーの穴部５８を通過
した蒸発粒子は、光学的膜厚モニタ基板５９に到達し、
薄膜を形成する。この光学的膜厚モニタ基板５９には光
源６０から出射した特定波長の光束が照射されており、
反射光となって検出器６１に到達する。このときの反射
光量は、モニタ基板に成膜される薄膜の屈折率や膜厚に
よって変化し、反射光量が所定の値になったときにシャ
ッター６２を閉じて、膜厚が約５３ｎｍの第１層目のＴ
ｉＯ2膜の成膜を完了する。
した蒸発粒子は、光学的膜厚モニタ基板５９に到達し、
薄膜を形成する。この光学的膜厚モニタ基板５９には光
源６０から出射した特定波長の光束が照射されており、
反射光となって検出器６１に到達する。このときの反射
光量は、モニタ基板に成膜される薄膜の屈折率や膜厚に
よって変化し、反射光量が所定の値になったときにシャ
ッター６２を閉じて、膜厚が約５３ｎｍの第１層目のＴ
ｉＯ2膜の成膜を完了する。
【００４３】第１層目の成膜が完了すると、新しい光学
的膜厚モニタ基板を設定する。そして、酸素導入５４よ
り導入される酸素ガス量を増大させ、真空室内の圧力を
約１×１０-4ｔｏｒｒに設定する。そして、シャッター
６２を開けて第２層目のＴｉＯ2膜を成膜する。
的膜厚モニタ基板を設定する。そして、酸素導入５４よ
り導入される酸素ガス量を増大させ、真空室内の圧力を
約１×１０-4ｔｏｒｒに設定する。そして、シャッター
６２を開けて第２層目のＴｉＯ2膜を成膜する。
【００４４】酸素分圧を第１層目と変更し、特定の圧力
にすることで屈折率２．２のＴｉＯ 2膜を作成する。こ
の薄膜は、第１層目と同様に光学的膜厚モニタ基板５９
にも成膜され、反射光を測定することによって、膜厚が
約６３ｎｍになった時点で終了する。
にすることで屈折率２．２のＴｉＯ 2膜を作成する。こ
の薄膜は、第１層目と同様に光学的膜厚モニタ基板５９
にも成膜され、反射光を測定することによって、膜厚が
約６３ｎｍになった時点で終了する。
【００４５】このように、２種類の蒸発物質を用いなく
ても、ＴｉＯ2膜を形成するさいの酸素導入圧を変更す
るだけで高い屈折率と低い屈折率を実現できるわけであ
る。
ても、ＴｉＯ2膜を形成するさいの酸素導入圧を変更す
るだけで高い屈折率と低い屈折率を実現できるわけであ
る。
【００４６】これは、真空装置内で材料を変更するため
の複雑な機構を用いなくてもよいという効果や、又、１
種類の材料しか使わないために、２種類の材料が混合し
て屈折率が変化してしまうという問題がなくなるし、
又、材料を変更する毎に行っていた加熱溶融時間がなく
なるという成膜時間の短縮をももたらし、装置上、実用
上きわめて有用であるといえる。
の複雑な機構を用いなくてもよいという効果や、又、１
種類の材料しか使わないために、２種類の材料が混合し
て屈折率が変化してしまうという問題がなくなるし、
又、材料を変更する毎に行っていた加熱溶融時間がなく
なるという成膜時間の短縮をももたらし、装置上、実用
上きわめて有用であるといえる。
【００４７】図４において、本実施例の光学多層膜の分
光特性を曲線４１で示す。ここで、入射角度は一例とし
て２６度としている。
光特性を曲線４１で示す。ここで、入射角度は一例とし
て２６度としている。
【００４８】上記のように、１種類の材料から形成した
にも関わらず、従来の緑反射膜と同様に、波長４９０ｎ
ｍ〜５６０ｎｍの緑色の波長領域の反射率が高められた
良好な多層膜が実現できていることがわかる。
にも関わらず、従来の緑反射膜と同様に、波長４９０ｎ
ｍ〜５６０ｎｍの緑色の波長領域の反射率が高められた
良好な多層膜が実現できていることがわかる。
【００４９】次に、この緑反射膜の角度依存性について
説明する。この緑反射膜の入射角度を２６度から±１．
３度変化させて、角度に対する分光特性変化を調べてみ
ると、図４にも示している様に、θ＝２４．７度の場合
には曲線４２で示すように長波長側にシフトし、θ＝２
７．３度の場合には曲線４３で示すように短波長側にシ
フトしていることがわかる。今そのシフト幅を評価して
みると約５．２ｎｍであり、実施例の１と同様に、従来
構成の約１３ｎｍに比べ著しく抑制されていることがわ
かる。
説明する。この緑反射膜の入射角度を２６度から±１．
３度変化させて、角度に対する分光特性変化を調べてみ
ると、図４にも示している様に、θ＝２４．７度の場合
には曲線４２で示すように長波長側にシフトし、θ＝２
７．３度の場合には曲線４３で示すように短波長側にシ
フトしていることがわかる。今そのシフト幅を評価して
みると約５．２ｎｍであり、実施例の１と同様に、従来
構成の約１３ｎｍに比べ著しく抑制されていることがわ
かる。
【００５０】従って、本実施例の光学多層膜も、従来の
光学多層膜と分光特性がほとんど同じ特性を保持しなが
ら、入射角度にたいする依存性能を従来に比べ半分以下
に抑制できるため極めて有用な光学多層膜と言える。
光学多層膜と分光特性がほとんど同じ特性を保持しなが
ら、入射角度にたいする依存性能を従来に比べ半分以下
に抑制できるため極めて有用な光学多層膜と言える。
【００５１】又、前述したように、ＴｉＯ2という１種
類の材料により形成するために、真空装置内で材料を変
更するための複雑な機構を用いなくてもよいという効果
や、又、２種類の材料が混合して屈折率が変化してしま
うという問題がなくなるとともに、材料を変更する毎に
行なう加熱溶融時間がなくなるという成膜時間の短縮を
ももたらし、装置上、実用上きわめて有用であるといえ
る。
類の材料により形成するために、真空装置内で材料を変
更するための複雑な機構を用いなくてもよいという効果
や、又、２種類の材料が混合して屈折率が変化してしま
うという問題がなくなるとともに、材料を変更する毎に
行なう加熱溶融時間がなくなるという成膜時間の短縮を
ももたらし、装置上、実用上きわめて有用であるといえ
る。
【００５２】なお、本発明は、緑反射膜について説明し
たが、赤反射膜、青反射膜等についても有用であること
はいうまでもない。
たが、赤反射膜、青反射膜等についても有用であること
はいうまでもない。
【００５３】また、層数も１９層構成で説明したが、本
発明は層数を何等限定するものではなく、１２層もしく
は数１０層の光学多層膜でも有用なことはいうまでもな
い。
発明は層数を何等限定するものではなく、１２層もしく
は数１０層の光学多層膜でも有用なことはいうまでもな
い。
【００５４】また、２種類もしくは１種類の材料を用い
て実施例を説明したが、特定角度での所望の光学特性を
得るために、第３の屈折率の薄膜を数層挿入しても問題
ないこともいうまでもない。
て実施例を説明したが、特定角度での所望の光学特性を
得るために、第３の屈折率の薄膜を数層挿入しても問題
ないこともいうまでもない。
【００５５】また、薄膜層自体も一つの材料である必要
もなく、屈折率が本発明の条件を満足していれば効果あ
ることはいうまでもない。
もなく、屈折率が本発明の条件を満足していれば効果あ
ることはいうまでもない。
【００５６】また、基板の屈折率も約１．６について説
明したが、約１．５のＢＫ７等でも有用であった。
明したが、約１．５のＢＫ７等でも有用であった。
【００５７】また、角度についても約２６度について説
明したが、他の入射角度でも有用であることはいうまで
もない。
明したが、他の入射角度でも有用であることはいうまで
もない。
【００５８】また、材料を示すさいに、ＴｉＯ2等の化
学式を用いたが、必ずしも化学式に示されるようなＴｉ
とＯの比が精密に１：２である必要はない。屈折率が本
発明の条件を満足していればよい。
学式を用いたが、必ずしも化学式に示されるようなＴｉ
とＯの比が精密に１：２である必要はない。屈折率が本
発明の条件を満足していればよい。
【００５９】
【発明の効果】本発明の成膜装置もしくは成膜方法を用
いることで、従来よりも入射角度にたいする依存性能を
著しく抑制できた光学多層膜が実現できる。
いることで、従来よりも入射角度にたいする依存性能を
著しく抑制できた光学多層膜が実現できる。
【００６０】これは、これまで課題であった、ビデオカ
メラ等で問題であったシェーディングを著しく抑制でき
るためきわめて有用であるといえる。
メラ等で問題であったシェーディングを著しく抑制でき
るためきわめて有用であるといえる。
【００６１】又、ＴｉＯ2という１種類の材料により形
成する形成方法を用いることで、真空装置内で材料を変
更するための複雑な機構を用いなくてもよいし、又、２
種類の材料が混合して屈折率が変化してしまうという問
題がなくなるとともに、材料を変更する毎に行なう加熱
溶融時間がなくなるという成膜時間の短縮をももたら
し、装置上、実用上きわめて有用であるといえる。
成する形成方法を用いることで、真空装置内で材料を変
更するための複雑な機構を用いなくてもよいし、又、２
種類の材料が混合して屈折率が変化してしまうという問
題がなくなるとともに、材料を変更する毎に行なう加熱
溶融時間がなくなるという成膜時間の短縮をももたら
し、装置上、実用上きわめて有用であるといえる。
【図１】本発明の第１の実施例の光学多層膜の構成図
【図２】本発明の第１の実施例の光学多層膜の光学特性
図
図
【図３】本発明の第２の実施例の光学多層膜の構成図
【図４】本発明の第２の実施例の光学多層膜の光学特性
図
図
【図５】光学多層膜の成膜する成膜装置の構成図
【図６】従来の光学多層膜の光学特性図
【図７】分光特性の入射角依存性の説明図
１０、３０ 基板 １１ ＴｉＯ2膜 １２ Ｔａ2Ｏ5膜 ３０ ＴｉＯ2膜（ｎ＝２．６） ３２ ＴｉＯ2膜（ｎ＝２．２） ５０ 排気ポンプ ５１ 真空室 ５２ ＥＢ銃 ５３ 蒸着材料 ５４ 酸素導入口 ５５ 蒸発粒子 ５６ 基板ホルダー ５７ 基板 ５８ 穴部 ５９ 光学的膜厚モニタ基板 ６０ 光源 ６１ 検出器 ６２ シャッター ７０ 被写体 ７１ 光 ７２ 緑反射膜 ７３ ＣＣＤ
Claims (3)
- 【請求項１】基板上に、屈折率が２．５以上の高屈折率
の薄膜と、前記高屈折率の薄膜よりも屈折率が０．３以
上小さい低屈折率の薄膜を主たる構成薄膜として交互に
積層した光学多層膜、もしくは、基板上に、屈折率が
２．４〜２．５の高屈折率の薄膜と、屈折率が１．６５
以上であるとともに、前記高屈折率の薄膜よりも屈折率
が０．３以上小さい低屈折率の薄膜を主たる構成薄膜と
して交互に積層した光学多層膜。 - 【請求項２】高屈折率の薄膜がＴｉＯ2膜であり、低屈
折率の物質がＴａ2Ｏ5、ＺｒＴｉＯ4、ＺｎＳ、Ｚｒ
Ｏ2、ＴｉＯ2を主成分とした請求項１記載の光学多層
膜。 - 【請求項３】蒸着装置内に反応ガスとして酸素を導入
し、酸素量を変化することによって、高い屈折率のＴｉ
Ｏ2膜と低い屈折率のＴｉＯ2膜を蒸着により作成する光
学多層膜の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5170119A JPH0727907A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 光学多層膜及びその成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5170119A JPH0727907A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 光学多層膜及びその成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727907A true JPH0727907A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15899000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5170119A Pending JPH0727907A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 光学多層膜及びその成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727907A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6055471A (en) * | 1998-07-06 | 2000-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sprung mass estimating apparatus |
| EP1879058A2 (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-16 | Murakami Corporation | Dielectric Multilayer Filter |
| JP2010250339A (ja) * | 1999-02-04 | 2010-11-04 | Oerlikon Trading Ag Truebbach | スペクトル選択性の光スプリッタおよび再結合装置ならびにこれを製造するための方法 |
| KR20170134190A (ko) * | 2016-05-27 | 2017-12-06 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치, 광원 장치 및 광원 장치의 제조 방법 |
| CN107577006A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-01-12 | 无锡奥芬光电科技有限公司 | 一种低入射角度依赖性红外截止滤光片 |
| US10073202B2 (en) | 2012-08-29 | 2018-09-11 | Asahi Glass Company, Limited | Near-infrared cut filter |
| WO2020137195A1 (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | コニカミノルタ株式会社 | 誘電体多層膜、その製造方法及びそれを具備した画像表示装置 |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP5170119A patent/JPH0727907A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6055471A (en) * | 1998-07-06 | 2000-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sprung mass estimating apparatus |
| JP2010250339A (ja) * | 1999-02-04 | 2010-11-04 | Oerlikon Trading Ag Truebbach | スペクトル選択性の光スプリッタおよび再結合装置ならびにこれを製造するための方法 |
| EP1879058A2 (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-16 | Murakami Corporation | Dielectric Multilayer Filter |
| EP1879058A3 (en) * | 2006-07-11 | 2008-10-22 | Murakami Corporation | Dielectric Multilayer Filter |
| US10073202B2 (en) | 2012-08-29 | 2018-09-11 | Asahi Glass Company, Limited | Near-infrared cut filter |
| KR20170134190A (ko) * | 2016-05-27 | 2017-12-06 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치, 광원 장치 및 광원 장치의 제조 방법 |
| CN107577006A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-01-12 | 无锡奥芬光电科技有限公司 | 一种低入射角度依赖性红外截止滤光片 |
| WO2020137195A1 (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | コニカミノルタ株式会社 | 誘電体多層膜、その製造方法及びそれを具備した画像表示装置 |
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