JP3353931B2 - 光学薄膜とこの光学薄膜を形成した光学部品及び反射防止膜とこの反射防止膜を形成したプラスチック製光学部品 - Google Patents
光学薄膜とこの光学薄膜を形成した光学部品及び反射防止膜とこの反射防止膜を形成したプラスチック製光学部品Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学薄膜とこの光学薄
膜を形成した光学部品及び反射防止膜とこの反射防止膜
を形成したプラスチック製光学部品に関する。
膜を形成した光学部品及び反射防止膜とこの反射防止膜
を形成したプラスチック製光学部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、レンズ、ミラー、プリズム等の光
学部品の素材として、無機ガラスに代えてプラスチック
が多く用いられるようになってきている。その主な理由
は、軽量かつ低コストにて製作でき、しかも形状の自由
度が大きいという利点があるからである。また、かかる
利点を有することから、最近では光学部品以外の各種部
品にも幅広く利用されつつある。
学部品の素材として、無機ガラスに代えてプラスチック
が多く用いられるようになってきている。その主な理由
は、軽量かつ低コストにて製作でき、しかも形状の自由
度が大きいという利点があるからである。また、かかる
利点を有することから、最近では光学部品以外の各種部
品にも幅広く利用されつつある。
【０００３】ところが、これらプラスチックにて構成し
た部品は、ガラスや金属製の部品に比して耐磨耗性，耐
擦傷性が劣るために、何らかの表面処理を施さなければ
実用上問題が多い。特にプラスチックを光学部品として
使用する場合には、光学ガラスの場合と同様に光学薄膜
を形成する必要がある。
た部品は、ガラスや金属製の部品に比して耐磨耗性，耐
擦傷性が劣るために、何らかの表面処理を施さなければ
実用上問題が多い。特にプラスチックを光学部品として
使用する場合には、光学ガラスの場合と同様に光学薄膜
を形成する必要がある。
【０００４】プラスチック製光学部品の光学薄膜となる
光学多層膜としては、主に反射防止膜に関するものが多
く提案されており、従来、例えば特開昭６２−１９１８
０１号公報に開示されているような反射防止膜が知られ
ている。これは、空気側からプラスチック製基板側へ順
に、ＳｉＯ２，ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，ＳｉＯ
又はＳｉＯ２という４層構成からなるものである。
光学多層膜としては、主に反射防止膜に関するものが多
く提案されており、従来、例えば特開昭６２−１９１８
０１号公報に開示されているような反射防止膜が知られ
ている。これは、空気側からプラスチック製基板側へ順
に、ＳｉＯ２，ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，ＳｉＯ
又はＳｉＯ２という４層構成からなるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】広い波長域にわたって
十分な反射防止効果を得るための光学薄膜にするために
は、低屈折率物質と高屈折率物質とを組み合わせた構成
とする必要があり、高屈折率物質としては、前記従来技
術に見られるＺｒＯ２やＴｉＯ２が用いられる場合が多
い。しかしながら、ＺｒＯ２やＴｉＯ２等は融点が高
く、通常のガラス基板上に反射防止膜を形成する場合と
同じ装置のセッティング方法では、蒸発源からの輻射熱
の影響で、プラスチック基板が加熱され、基板の表面が
ダメージを受けて膜の密着性が劣化したり、あるいは光
学部品にとって最も重要である面精度を劣化させるおそ
れがある。これは、特に、熱に弱いアクリル樹脂（ＰＭ
ＭＡ）を基板に用いた場合に顕著である。その対策とし
ては、蒸発源から基板までの距離を長くしたり、蒸発源
と基板との間に遮蔽板を設けて、蒸発源からの輻射熱の
影響を少なくする方法が考えられる。
十分な反射防止効果を得るための光学薄膜にするために
は、低屈折率物質と高屈折率物質とを組み合わせた構成
とする必要があり、高屈折率物質としては、前記従来技
術に見られるＺｒＯ２やＴｉＯ２が用いられる場合が多
い。しかしながら、ＺｒＯ２やＴｉＯ２等は融点が高
く、通常のガラス基板上に反射防止膜を形成する場合と
同じ装置のセッティング方法では、蒸発源からの輻射熱
の影響で、プラスチック基板が加熱され、基板の表面が
ダメージを受けて膜の密着性が劣化したり、あるいは光
学部品にとって最も重要である面精度を劣化させるおそ
れがある。これは、特に、熱に弱いアクリル樹脂（ＰＭ
ＭＡ）を基板に用いた場合に顕著である。その対策とし
ては、蒸発源から基板までの距離を長くしたり、蒸発源
と基板との間に遮蔽板を設けて、蒸発源からの輻射熱の
影響を少なくする方法が考えられる。
【０００６】しかし、上記方法は、いずれもハード上の
大幅な改善が必要となるため、従来のガラス基板上への
反射防止膜を形成するための装置をそのまま使用するこ
とができないという不具合があった。また、上記方法で
は、必然的に蒸着時間が長くなり、生産性の点でも好ま
しくなかった。さらに、前記従来の反射防止膜は、ヒー
トサイクルに弱く、クラックが発生し易いという欠点も
あった。
大幅な改善が必要となるため、従来のガラス基板上への
反射防止膜を形成するための装置をそのまま使用するこ
とができないという不具合があった。また、上記方法で
は、必然的に蒸着時間が長くなり、生産性の点でも好ま
しくなかった。さらに、前記従来の反射防止膜は、ヒー
トサイクルに弱く、クラックが発生し易いという欠点も
あった。
【０００７】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、従来の装置を用いて容易に生産性良く形
成でき、しかも十分な密着性が得られ、基板の面精度の
劣化もなく、耐久性、特に耐ヒートサイクル性に優れた
光学薄膜と、この光学薄膜を形成した光学部品、特にプ
ラスチック製光学部品の反射防止膜とこの反射防止膜を
形成したプラスチック製光学部品を提供することを目的
とする。
されたもので、従来の装置を用いて容易に生産性良く形
成でき、しかも十分な密着性が得られ、基板の面精度の
劣化もなく、耐久性、特に耐ヒートサイクル性に優れた
光学薄膜と、この光学薄膜を形成した光学部品、特にプ
ラスチック製光学部品の反射防止膜とこの反射防止膜を
形成したプラスチック製光学部品を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するために、蒸発源からの輻射熱の低い材料を用いる
ことができれば、前述の装置改造の必要性、生産性の悪
さ、密着性および面精度の劣化等の問題点を解決するこ
とができる。このような材料として、ＭｏＯ３，Ｗ
Ｏ３，ＣｅＯ２の３つを挙げることができる。Ｍｏ
Ｏ３，ＷＯ３は、従来、光学薄膜用材料としてはほとん
ど注目されていなかった材料であるが、完全に酸化した
状態であれば光の吸収の問題も無く、屈折率は１．８５
〜２．１程度（蒸着条件によって変化する）であること
を見い出した。したがって、ＭｏＯ３，ＷＯ３を高屈折
率物質として使用し、広帯域の反射防止膜を光学薄膜と
して形成することが可能である。
決するために、蒸発源からの輻射熱の低い材料を用いる
ことができれば、前述の装置改造の必要性、生産性の悪
さ、密着性および面精度の劣化等の問題点を解決するこ
とができる。このような材料として、ＭｏＯ３，Ｗ
Ｏ３，ＣｅＯ２の３つを挙げることができる。Ｍｏ
Ｏ３，ＷＯ３は、従来、光学薄膜用材料としてはほとん
ど注目されていなかった材料であるが、完全に酸化した
状態であれば光の吸収の問題も無く、屈折率は１．８５
〜２．１程度（蒸着条件によって変化する）であること
を見い出した。したがって、ＭｏＯ３，ＷＯ３を高屈折
率物質として使用し、広帯域の反射防止膜を光学薄膜と
して形成することが可能である。
【０００９】一方、ＣｅＯ2 は可視域の短波長側に吸収
があるため、反射防止膜としての使用はあまり好ましく
ない。特に、撮像系レンズへの適用は不適である。
があるため、反射防止膜としての使用はあまり好ましく
ない。特に、撮像系レンズへの適用は不適である。
【００１０】そこで、第１の発明に係る光学薄膜は、光
学部品の基板上に形成されるＳｉの酸化物層と、前記Ｓ
ｉの酸化物層上に形成されたＭｏＯ３およびＷＯ３の少
なくとも一方を含む層と、を有するものである。また、
第２の発明に係る光学部品は、基板上に光学薄膜を形成
した光学部品において、前記基板上に形成されたＳｉの
酸化物層と、前記Ｓｉの酸化物層上に形成されたＭｏＯ
３およびＷＯ３の少なくとも一方を含む層と、を有する
ものである。さらに、第３の発明に係る反射防止膜は、
プラスチック製光学部品の基板上に形成される２ｎｍ以
上のＳｉの酸化物層と、前記Ｓｉの酸化物層上に形成さ
れたＭｏＯ３およびＷＯ３の少なくとも一方を含む層
と、を有するものである。第４の発明に係るプラスチッ
ク製光学部品は、基板上に反射防止膜を形成したプラス
チック製光学部品において、前記基板上に形成された２
ｎｍ以上のＳｉの酸化物層と、前記Ｓｉの酸化物層上に
形成されたＭｏＯ３およびＷＯ３の少なくとも一方を含
む層と、を有するものである。
学部品の基板上に形成されるＳｉの酸化物層と、前記Ｓ
ｉの酸化物層上に形成されたＭｏＯ３およびＷＯ３の少
なくとも一方を含む層と、を有するものである。また、
第２の発明に係る光学部品は、基板上に光学薄膜を形成
した光学部品において、前記基板上に形成されたＳｉの
酸化物層と、前記Ｓｉの酸化物層上に形成されたＭｏＯ
３およびＷＯ３の少なくとも一方を含む層と、を有する
ものである。さらに、第３の発明に係る反射防止膜は、
プラスチック製光学部品の基板上に形成される２ｎｍ以
上のＳｉの酸化物層と、前記Ｓｉの酸化物層上に形成さ
れたＭｏＯ３およびＷＯ３の少なくとも一方を含む層
と、を有するものである。第４の発明に係るプラスチッ
ク製光学部品は、基板上に反射防止膜を形成したプラス
チック製光学部品において、前記基板上に形成された２
ｎｍ以上のＳｉの酸化物層と、前記Ｓｉの酸化物層上に
形成されたＭｏＯ３およびＷＯ３の少なくとも一方を含
む層と、を有するものである。
【００１１】ここで、ＭｏＯ３，ＷＯ３を用いた光学薄
膜、特に反射防止膜を光学部品、特にプラスチック基板
上に形成するが、プラスチック基板から見て第１層目に
ＭｏＯ３，ＷＯ３を用いるとまだヒートサイクルに弱
く、クラックが発生しやすい点があった。そこで、本発
明は、プラスチック製光学部品の基板上に形成した多層
反射防止膜において、基板側の第１層を光学的膜厚ｎｄ
が２ｎｍ以上のＳｉの酸化物層とし、第２層以降に、Ｍ
ｏＯ３またはＷＯ３の少なくともいずれか一方の物質を
含む層を少なくとも１層含むように構成した。
膜、特に反射防止膜を光学部品、特にプラスチック基板
上に形成するが、プラスチック基板から見て第１層目に
ＭｏＯ３，ＷＯ３を用いるとまだヒートサイクルに弱
く、クラックが発生しやすい点があった。そこで、本発
明は、プラスチック製光学部品の基板上に形成した多層
反射防止膜において、基板側の第１層を光学的膜厚ｎｄ
が２ｎｍ以上のＳｉの酸化物層とし、第２層以降に、Ｍ
ｏＯ３またはＷＯ３の少なくともいずれか一方の物質を
含む層を少なくとも１層含むように構成した。
【００１２】ＭｏＯ３，ＷＯ３は光学薄膜となる反射防
止膜を構成する高屈折率物質として使用できるものであ
り、基板を加熱せずに成膜した場合の屈折率はそれぞれ
約２．０，１．８５である。また、従来の高屈折率物質
であるＺｒＯ２やＴｉＯ２等と比較して低融点であり、
さらに、非常に蒸気圧の高い物質であるため、蒸発源に
て加えるエネルギーを極めて低く設定することができ
る。その結果、ハード上の改造を何ら加えることなく、
蒸発源からの輻射熱を低く抑えることができ、プラスチ
ック基板であっても基板の表面ダメージによる膜の密着
性劣化や、面精度の劣化が生じることもない。
止膜を構成する高屈折率物質として使用できるものであ
り、基板を加熱せずに成膜した場合の屈折率はそれぞれ
約２．０，１．８５である。また、従来の高屈折率物質
であるＺｒＯ２やＴｉＯ２等と比較して低融点であり、
さらに、非常に蒸気圧の高い物質であるため、蒸発源に
て加えるエネルギーを極めて低く設定することができ
る。その結果、ハード上の改造を何ら加えることなく、
蒸発源からの輻射熱を低く抑えることができ、プラスチ
ック基板であっても基板の表面ダメージによる膜の密着
性劣化や、面精度の劣化が生じることもない。
【００１３】前述のように、ＭｏＯ３，ＷＯ３はいずれ
も光学薄膜用材料としては従来ほとんど注目されていな
かった材料であるが、完全に酸化した状態であれば、波
長４２０ｎｍ以上の光の吸収は全く無く、４００ｎｍで
の吸収も２％弱であって、光学特性から見ても実用上、
何ら問題は無い。
も光学薄膜用材料としては従来ほとんど注目されていな
かった材料であるが、完全に酸化した状態であれば、波
長４２０ｎｍ以上の光の吸収は全く無く、４００ｎｍで
の吸収も２％弱であって、光学特性から見ても実用上、
何ら問題は無い。
【００１４】なお、ＭｏＯ3 ，ＷＯ3 を用いて反射防止
用多層膜を構成する場合、他の誘電体との混合物にして
使用しても良いのはもちろんである。ＭｏＯ3 とＷＯ3
との混合物でも良いし、ＭｏＯ3 と他の誘電体、ＷＯ3
と他の誘電体、あるいはＭｏＯ3 とＷＯ3 と他の誘電体
という混合物も用いることが可能である。この場合、特
にＳｉＯ2 との混合により、耐ヒートサイクル性や機械
的強度が向上することが確認されている。
用多層膜を構成する場合、他の誘電体との混合物にして
使用しても良いのはもちろんである。ＭｏＯ3 とＷＯ3
との混合物でも良いし、ＭｏＯ3 と他の誘電体、ＷＯ3
と他の誘電体、あるいはＭｏＯ3 とＷＯ3 と他の誘電体
という混合物も用いることが可能である。この場合、特
にＳｉＯ2 との混合により、耐ヒートサイクル性や機械
的強度が向上することが確認されている。
【００１５】また、ＭｏＯ3 ，ＷＯ3 を蒸着材料として
電子ビーム法により蒸着を行なおうとした場合、電子ビ
ームが反射してしまって、蒸着材料を加熱することが難
しい。しかし、ＭｏＯ3 ，ＷＯ3 に他の誘電体を少量混
合することにより、電子ビームの反射を抑制することが
できる。この場合の混合物としては、前述のＳｉＯ2の
他に、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 等
を用いることができる。これらの高融点物質との混合物
を蒸着材料とした場合には、蒸気圧が大幅に異なること
から、蒸着膜中にはＭｏＯ3 ，ＷＯ3 のみしか存在しな
いことになる。混合物の添加量としては１重量％以上あ
れば十分である。なお、この光学膜用蒸着材料について
は、プラスチック基板上への反射防止膜に限らず、広範
囲に利用できることはもちろんである。
電子ビーム法により蒸着を行なおうとした場合、電子ビ
ームが反射してしまって、蒸着材料を加熱することが難
しい。しかし、ＭｏＯ3 ，ＷＯ3 に他の誘電体を少量混
合することにより、電子ビームの反射を抑制することが
できる。この場合の混合物としては、前述のＳｉＯ2の
他に、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 等
を用いることができる。これらの高融点物質との混合物
を蒸着材料とした場合には、蒸気圧が大幅に異なること
から、蒸着膜中にはＭｏＯ3 ，ＷＯ3 のみしか存在しな
いことになる。混合物の添加量としては１重量％以上あ
れば十分である。なお、この光学膜用蒸着材料について
は、プラスチック基板上への反射防止膜に限らず、広範
囲に利用できることはもちろんである。
【００１６】本発明におけるプラスチックとは、特に制
限は無く、アクリル、ポリカーボネート、ＣＲ−３９、
エネルギー硬化型樹脂等を含む。また、Ｓｉの酸化物層
とは、ＳｉＯx （ｘ＝１〜２）の組成のもののいずれで
も良い。この第１層目の光学的膜厚ｎｄを２ｎｍ以上と
したのは、２ｎｍ未満では、ヒートサイクル試験により
クラックが発生するからである。この点については、実
施例にて詳細に説明する。また、第２層目以降の高屈折
率層は、ＭｏＯ3 またはＷＯ3 のみにて構成しても良い
し、他の誘電体との混合物層としても良い。
限は無く、アクリル、ポリカーボネート、ＣＲ−３９、
エネルギー硬化型樹脂等を含む。また、Ｓｉの酸化物層
とは、ＳｉＯx （ｘ＝１〜２）の組成のもののいずれで
も良い。この第１層目の光学的膜厚ｎｄを２ｎｍ以上と
したのは、２ｎｍ未満では、ヒートサイクル試験により
クラックが発生するからである。この点については、実
施例にて詳細に説明する。また、第２層目以降の高屈折
率層は、ＭｏＯ3 またはＷＯ3 のみにて構成しても良い
し、他の誘電体との混合物層としても良い。
【００１７】
【実施例１】表１に示すような構成で反射防止膜を構成
した。すなわち、屈折率ｎ＝1.４９のアクリル樹脂（Ｐ
ＭＭＡ）からなるプラスチック基板の表面に、ＭｏＯ3
とＳｉＯ2 とを交互に積層したものである。
した。すなわち、屈折率ｎ＝1.４９のアクリル樹脂（Ｐ
ＭＭＡ）からなるプラスチック基板の表面に、ＭｏＯ3
とＳｉＯ2 とを交互に積層したものである。
【００１８】
【表１】
【００１９】上記構成の反射防止膜は、図１に示す真空
蒸着装置を用いて形成した。１０は真空チャンバで、真
空チャンバ１０内の下方位置には、抵抗加熱蒸発源１１
および電子銃蒸発源１２がそれぞれ配列されている。１
３は抵抗加熱蒸発源１１に取り付けた抵抗加熱用溶融ボ
ートで、１４は電子銃蒸発源のハースライナである。真
空チャンバ１０内の上方位置には、基板１を取付け可能
にし、軸中心に回転自在の回転ドーム１５が配設されて
いる。１６は図示を省略した真空ポンプに接続された真
空排気管である。蒸発源から基板１までの距離は、５２
０ｍｍである。上記の説明からわかるように、本装置
は、従来のガラス基板上に反射防止膜を形成する装置と
何ら異なる点は無い。
蒸着装置を用いて形成した。１０は真空チャンバで、真
空チャンバ１０内の下方位置には、抵抗加熱蒸発源１１
および電子銃蒸発源１２がそれぞれ配列されている。１
３は抵抗加熱蒸発源１１に取り付けた抵抗加熱用溶融ボ
ートで、１４は電子銃蒸発源のハースライナである。真
空チャンバ１０内の上方位置には、基板１を取付け可能
にし、軸中心に回転自在の回転ドーム１５が配設されて
いる。１６は図示を省略した真空ポンプに接続された真
空排気管である。蒸発源から基板１までの距離は、５２
０ｍｍである。上記の説明からわかるように、本装置
は、従来のガラス基板上に反射防止膜を形成する装置と
何ら異なる点は無い。
【００２０】図１の装置を用いて表１の構成の反射防止
膜を形成する方法を以下に示す。ＭｏＯ3 層は、ＭｏＯ
3 を顆粒状にしたものをＭｏ製のボート１３に入れて、
酸素ガスを全圧が２×１０-4Torrになるまで導入しなが
ら抵抗加熱法により形成した。また、ＳｉＯ2 層は、Ｓ
ｉＯ2 を顆粒状にしたものをハースライナ１４に入れ
て、電子ビーム法により形成した。
膜を形成する方法を以下に示す。ＭｏＯ3 層は、ＭｏＯ
3 を顆粒状にしたものをＭｏ製のボート１３に入れて、
酸素ガスを全圧が２×１０-4Torrになるまで導入しなが
ら抵抗加熱法により形成した。また、ＳｉＯ2 層は、Ｓ
ｉＯ2 を顆粒状にしたものをハースライナ１４に入れ
て、電子ビーム法により形成した。
【００２１】上記のようにして形成した反射防止膜の分
光反射率を測定したところ、図２のようになっており、
プラスチック基板への反射防止膜として十分な特性を有
していた。また、セロハンテープを用いた剥離試験によ
る密着性評価試験の結果も良好であった。基板の面精度
の変化もなかった。
光反射率を測定したところ、図２のようになっており、
プラスチック基板への反射防止膜として十分な特性を有
していた。また、セロハンテープを用いた剥離試験によ
る密着性評価試験の結果も良好であった。基板の面精度
の変化もなかった。
【００２２】本実施例においては、ＭｏＯ3 が解離して
酸素欠乏状態になり、可視光を吸収するようになるのを
防止するために、成膜中にＯ2 ガスを導入したが、その
代わりに酸素プラズマを用いたり、あるいは酸素イオン
ビームを用いたりしても同様の結果が得られた。
酸素欠乏状態になり、可視光を吸収するようになるのを
防止するために、成膜中にＯ2 ガスを導入したが、その
代わりに酸素プラズマを用いたり、あるいは酸素イオン
ビームを用いたりしても同様の結果が得られた。
【００２３】
【実施例２】表２に示す構成の反射防止膜を、図１に示
す装置を用いて、ＷＯ3 を原料としてＷ製のボートを用
いる以外は実施例１と全く同様にして形成した。分光反
射率は図３のように十分な特性を有しており、密着性も
良好であった。
す装置を用いて、ＷＯ3 を原料としてＷ製のボートを用
いる以外は実施例１と全く同様にして形成した。分光反
射率は図３のように十分な特性を有しており、密着性も
良好であった。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【実施例３】表３に示す構成の反射防止膜を図１に示す
装置を用いて形成した。第２層及び第４層は、ＭｏＯ3
及びＷＯ3 粉末を重量比で２：１となるように混合した
顆粒をＭｏ製ボート１３に入れて、酸素ガスを全圧が８
×１０-5Torrになるまで導入しながら、抵抗加熱法によ
り形成した。
装置を用いて形成した。第２層及び第４層は、ＭｏＯ3
及びＷＯ3 粉末を重量比で２：１となるように混合した
顆粒をＭｏ製ボート１３に入れて、酸素ガスを全圧が８
×１０-5Torrになるまで導入しながら、抵抗加熱法によ
り形成した。
【００２６】
【表３】
【００２７】分光反射率は、図４のように十分な特性を
有しており、密着性も良好であった。ＭｏＯ3 とＷＯ3
との混合比を変化させることで屈折率を調節することが
可能である。
有しており、密着性も良好であった。ＭｏＯ3 とＷＯ3
との混合比を変化させることで屈折率を調節することが
可能である。
【００２８】
【実施例４】表４に示す構成の反射防止膜を図１に示す
装置を用いて形成した。第１層のＳｉＯ層は、ＳｉＯ原
料をＭｏ製のボート１３に入れて、酸素ガスを導入しな
がら抵抗加熱法により形成した。第２層のＭｏＯ３層
は、ＭｏＯ３粉末９７〜９８重量％とＡｌ２Ｏ３粉末２
〜３重量％とを混合してペレット状に固めたものを原料
としてハースライナ１４に載置し、電子ビーム法により
形成した。第３層のＳｉＯ２層は、ＳｉＯ２顆粒をハー
スライナ１４に載置し、電子ビーム法により形成した。
装置を用いて形成した。第１層のＳｉＯ層は、ＳｉＯ原
料をＭｏ製のボート１３に入れて、酸素ガスを導入しな
がら抵抗加熱法により形成した。第２層のＭｏＯ３層
は、ＭｏＯ３粉末９７〜９８重量％とＡｌ２Ｏ３粉末２
〜３重量％とを混合してペレット状に固めたものを原料
としてハースライナ１４に載置し、電子ビーム法により
形成した。第３層のＳｉＯ２層は、ＳｉＯ２顆粒をハー
スライナ１４に載置し、電子ビーム法により形成した。
【００２９】
【表４】
【００３０】上記のようにして形成した反射防止膜の分
光反射率は図５のように十分な特性を有しており、密着
性も良好であった。
光反射率は図５のように十分な特性を有しており、密着
性も良好であった。
【００３１】本実施例においては、ＭｏＯ3 にＡｌ2 Ｏ
3 を少量添加したものを蒸着材料として用いたために、
電子ビームが反射することなく、蒸着材料を電子銃にて
容易に加熱することができた。なお、Ａｌ2 Ｏ3 の代わ
りにＺｒＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 を混合しても、同
様の効果が得られた。他の多くの高融点酸化物でも同様
の効果が得られる。
3 を少量添加したものを蒸着材料として用いたために、
電子ビームが反射することなく、蒸着材料を電子銃にて
容易に加熱することができた。なお、Ａｌ2 Ｏ3 の代わ
りにＺｒＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 を混合しても、同
様の効果が得られた。他の多くの高融点酸化物でも同様
の効果が得られる。
【００３２】
【実施例５】表５に示す構成で反射防止膜を構成した。
すなわち、屈折率ｎ＝1.５８のポリカーボネート樹脂
（ＰＣ）からなるプラスチック基板の表面にＳｉＯ
2 と、ＭｏＯ3 とＳｉＯ2 との混合物とを交互に積層し
たものである。
すなわち、屈折率ｎ＝1.５８のポリカーボネート樹脂
（ＰＣ）からなるプラスチック基板の表面にＳｉＯ
2 と、ＭｏＯ3 とＳｉＯ2 との混合物とを交互に積層し
たものである。
【００３３】ＭｏＯ3 とＳｉＯ2 との混合物層は、以下
のようにして形成した。ＭｏＯ3 顆粒とＳｉＯ2 顆粒と
を重量比で４：１となるように混合したものを蒸着材料
とした。これをハースライナ１４に入れて、酸素ガスを
１×１０-4Torr導入しながら、電子ビーム法により蒸着
した。
のようにして形成した。ＭｏＯ3 顆粒とＳｉＯ2 顆粒と
を重量比で４：１となるように混合したものを蒸着材料
とした。これをハースライナ１４に入れて、酸素ガスを
１×１０-4Torr導入しながら、電子ビーム法により蒸着
した。
【００３４】
【表５】
【００３５】上記のようにして形成した反射防止膜の分
光反射率は、図６のように十分な特性を有しており、密
着性も良好であった。本実施例の反射防止膜は、ＭｏＯ
3 にＳｉＯ2 を混合しているために、特にヒートサイク
ルに強く、「２０℃１時間→−４０℃１時間→２０℃１
時間→７０℃１時間保持」を１サイクルとして２０サイ
クルを繰り返した後も、密着性の劣化やクラックの発生
等の問題は一切生じなかった。
光反射率は、図６のように十分な特性を有しており、密
着性も良好であった。本実施例の反射防止膜は、ＭｏＯ
3 にＳｉＯ2 を混合しているために、特にヒートサイク
ルに強く、「２０℃１時間→−４０℃１時間→２０℃１
時間→７０℃１時間保持」を１サイクルとして２０サイ
クルを繰り返した後も、密着性の劣化やクラックの発生
等の問題は一切生じなかった。
【００３６】ＳｉＯ2 の混合量は、１０重量％以上で、
上記と同様の効果が得られる。混合量を変化させること
で、屈折率を変化させることも可能である。また、ＷＯ
3 とＳｉＯ2 との混合膜でも、同様に耐ヒートサイクル
性等の耐久性に優れていることを確認した。
上記と同様の効果が得られる。混合量を変化させること
で、屈折率を変化させることも可能である。また、ＷＯ
3 とＳｉＯ2 との混合膜でも、同様に耐ヒートサイクル
性等の耐久性に優れていることを確認した。
【００３７】
【実施例６】表６に示す構成で反射防止膜を構成した。
すなわち、屈折率ｎ＝１．４９のアクリル樹脂（ＰＭＭ
Ａ）からなるプラスチック基板の表面に、ＷＯ3 とＳｉ
Ｏ2 とを交互に積層したものである。
すなわち、屈折率ｎ＝１．４９のアクリル樹脂（ＰＭＭ
Ａ）からなるプラスチック基板の表面に、ＷＯ3 とＳｉ
Ｏ2 とを交互に積層したものである。
【００３８】図１に示す装置を用いて表６に示す構成の
反射防止膜を形成した。ＷＯ3 層は、ペレット状にした
ものを電子銃により加熱して形成した。また、ＳｉＯ2
層はＳｉＯ2 を顆粒状にしたものをハースライナ１４に
入れて、電子銃により加熱して形成した。
反射防止膜を形成した。ＷＯ3 層は、ペレット状にした
ものを電子銃により加熱して形成した。また、ＳｉＯ2
層はＳｉＯ2 を顆粒状にしたものをハースライナ１４に
入れて、電子銃により加熱して形成した。
【００３９】
【表６】
【００４０】上記のようにして形成した反射防止膜の分
光反射率を測定したところ、図７に示すようになってお
り、プラスチック基板への反射防止膜として十分な特性
を有していた。また、セロハンテープを用いた剥離試験
による密着性評価試験の結果も良好であった。基板の面
精度の変化もなかった。
光反射率を測定したところ、図７に示すようになってお
り、プラスチック基板への反射防止膜として十分な特性
を有していた。また、セロハンテープを用いた剥離試験
による密着性評価試験の結果も良好であった。基板の面
精度の変化もなかった。
【００４１】さらに、上記のようにして形成した反射防
止膜のヒートサイクル試験を行った。「２０℃１時間→
−４０℃１時間→２０℃１時間→７０℃１時間保持」を
１サイクルとして、２０サイクル繰り返した後も、密着
性の劣化やクラックの発生等の問題は一切生じなかっ
た。
止膜のヒートサイクル試験を行った。「２０℃１時間→
−４０℃１時間→２０℃１時間→７０℃１時間保持」を
１サイクルとして、２０サイクル繰り返した後も、密着
性の劣化やクラックの発生等の問題は一切生じなかっ
た。
【００４２】
【実施例７】表６の第１〜５層目は実施例６と全く同じ
で、第１層目を無くしたもの、及び第１層目の膜厚を変
えた時の密着性、耐ヒートサイクル性についての評価結
果を表７にまとめて示す。第１層目のＳｉＯ2 層が無い
場合は、目視ではっきりとわかるクラックが全面に発生
するため、不良であるが、ＳｉＯ2 層の光学的膜厚が５
ｎｍ以上あれば、クラックは全く発生しなくなる。Ｓｉ
Ｏ2 層の光学的膜厚が２ｎｍの場合、クラックの発生は
目視ではわからないが、光学顕微鏡（５０倍）で見ると
クラックの発生が確認された。しかし、これは光学特性
上は問題ないレベルのものであった。このように、第１
層目のＳｉＯ2 層の光学的膜厚は、少なくとも２ｎｍ以
上、好ましくは５ｎｍ以上であることが望ましい。これ
は、本実施例に限らず、他の膜構成、他のプラスチック
基板の場合も同様であった。
で、第１層目を無くしたもの、及び第１層目の膜厚を変
えた時の密着性、耐ヒートサイクル性についての評価結
果を表７にまとめて示す。第１層目のＳｉＯ2 層が無い
場合は、目視ではっきりとわかるクラックが全面に発生
するため、不良であるが、ＳｉＯ2 層の光学的膜厚が５
ｎｍ以上あれば、クラックは全く発生しなくなる。Ｓｉ
Ｏ2 層の光学的膜厚が２ｎｍの場合、クラックの発生は
目視ではわからないが、光学顕微鏡（５０倍）で見ると
クラックの発生が確認された。しかし、これは光学特性
上は問題ないレベルのものであった。このように、第１
層目のＳｉＯ2 層の光学的膜厚は、少なくとも２ｎｍ以
上、好ましくは５ｎｍ以上であることが望ましい。これ
は、本実施例に限らず、他の膜構成、他のプラスチック
基板の場合も同様であった。
【００４３】
【表７】
【００４４】上記のように、ヒートサイクル試験により
クラックが発生するのは、試験中にプラスチック基板が
膨張、収縮を繰り返すのに対して、ＭｏＯ3 ，ＷＯ3 は
これに追随できずに応力が大きくなり、遂には破壊して
しまうからである。第１層目のＳｉの酸化物層は、この
応力を緩和する働きを持つので、クラックの発生を防止
することができると考えることができる。
クラックが発生するのは、試験中にプラスチック基板が
膨張、収縮を繰り返すのに対して、ＭｏＯ3 ，ＷＯ3 は
これに追随できずに応力が大きくなり、遂には破壊して
しまうからである。第１層目のＳｉの酸化物層は、この
応力を緩和する働きを持つので、クラックの発生を防止
することができると考えることができる。
【００４５】
【実施例８】表８に示す構成の反射防止膜を図１に示す
装置を用いて形成した。第１層目のＳｉＯ層は、ＳｉＯ
原料をＭｏ製のボート１３に入れて、抵抗加熱法により
形成した。第２，４層目のＷＯ３層、第３，５層目のＳ
ｉＯ２層は、実施例６と同様に電子銃による加熱により
形成した。また、第１〜５層目の成膜中には、酸素を２
×１０−４Ｔｏｒｒ導入した。
装置を用いて形成した。第１層目のＳｉＯ層は、ＳｉＯ
原料をＭｏ製のボート１３に入れて、抵抗加熱法により
形成した。第２，４層目のＷＯ３層、第３，５層目のＳ
ｉＯ２層は、実施例６と同様に電子銃による加熱により
形成した。また、第１〜５層目の成膜中には、酸素を２
×１０−４Ｔｏｒｒ導入した。
【００４６】
【表８】
【００４７】このようにして形成した反射防止膜の分光
反射率は図８に示すように充分な特性を有しており、密
着性も良好であった。また、ヒートサイクルによるクラ
ックの発生、密着性の劣化もなかった。
反射率は図８に示すように充分な特性を有しており、密
着性も良好であった。また、ヒートサイクルによるクラ
ックの発生、密着性の劣化もなかった。
【００４８】
【実施例９】実施例８のＷＯ3 をＭｏＯ3 に置き換え
て、同様の実験を行った。その結果、密着性に優れてお
り、ヒートサイクルによるクラックの発生もなかった。
て、同様の実験を行った。その結果、密着性に優れてお
り、ヒートサイクルによるクラックの発生もなかった。
【００４９】
【実施例１０〜１３】上記実施例はアクリル樹脂基板上
への反射膜の例であったが、表９には、他の基板を用い
た例を示す。いずれも密着性が良く、ヒートサイクルに
よるクラックの発生もない。
への反射膜の例であったが、表９には、他の基板を用い
た例を示す。いずれも密着性が良く、ヒートサイクルに
よるクラックの発生もない。
【００５０】
【表９】
【００５１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高屈折
率層としてＭｏＯ３，ＷＯ３を含む層を用いたことによ
り、従来の蒸着装置に何ら改造を加えることなく蒸発源
からの輻射熱を低く抑えることができ、プラスチック基
板であってもその表面ダメージによる膜の密着性劣化や
面精度の劣化が生じることがない。また、第１層目にＳ
ｉ酸化物層を２ｎｍ以上の光学的膜厚で設ければ、耐久
性、特に耐ヒートサイクル性が高くなる。
率層としてＭｏＯ３，ＷＯ３を含む層を用いたことによ
り、従来の蒸着装置に何ら改造を加えることなく蒸発源
からの輻射熱を低く抑えることができ、プラスチック基
板であってもその表面ダメージによる膜の密着性劣化や
面精度の劣化が生じることがない。また、第１層目にＳ
ｉ酸化物層を２ｎｍ以上の光学的膜厚で設ければ、耐久
性、特に耐ヒートサイクル性が高くなる。
【図１】本発明の実施例で用いた真空蒸着装置を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】本発明の実施例１の反射防止膜の分光反射率特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例２の反射防止膜の分光反射率特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例３の反射防止膜の分光反射率特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例４の反射防止膜の分光反射率特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例５の反射防止膜の分光反射率特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例６の反射防止膜の分光反射率特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例８の反射防止膜の分光反射率特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
１ 基板
Claims (4)
- 【請求項１】 光学部品の基板上に形成されるＳｉの酸
化物層と、 前記Ｓｉの酸化物層上に形成されたＭｏＯ３およびＷＯ
３の少なくとも一方を含む層と、 を有することを特徴とする光学薄膜。 - 【請求項２】 基板上に光学薄膜を形成した光学部品に
おいて、 前記基板上に形成されたＳｉの酸化物層と、 前記Ｓｉの酸化物層上に形成されたＭｏＯ３およびＷＯ
３の少なくとも一方を含む層と、 を有することを特徴とする光学部品。 - 【請求項３】 プラスチック製光学部品の基板上に形成
される２ｎｍ以上のＳｉの酸化物層と、 前記Ｓｉの酸化物層上に形成されたＭｏＯ３およびＷＯ
３の少なくとも一方を含む層と、 を有することを特徴とするプラスチック製光学部品の反
射防止膜。 - 【請求項４】 基板上に反射防止膜を形成したプラスチ
ック製光学部品において、 前記基板上に形成された２ｎｍ以上のＳｉの酸化物層
と、 前記Ｓｉの酸化物層上に形成されたＭｏＯ３およびＷＯ
３の少なくとも一方を含む層と、 を有することを特徴とするプラスチック製光学部品。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03418393A JP3353931B2 (ja) | 1992-11-27 | 1993-01-29 | 光学薄膜とこの光学薄膜を形成した光学部品及び反射防止膜とこの反射防止膜を形成したプラスチック製光学部品 |
| US08/831,064 US5825549A (en) | 1993-01-29 | 1997-04-01 | Optical thin film for optical element |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34147492 | 1992-11-27 | ||
| JP4-341474 | 1992-11-27 | ||
| JP03418393A JP3353931B2 (ja) | 1992-11-27 | 1993-01-29 | 光学薄膜とこの光学薄膜を形成した光学部品及び反射防止膜とこの反射防止膜を形成したプラスチック製光学部品 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000020664A Division JP3404346B2 (ja) | 1992-11-27 | 2000-01-28 | 光学薄膜の製造方法及び光学薄膜を有する基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06214101A JPH06214101A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3353931B2 true JP3353931B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=26372973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03418393A Expired - Lifetime JP3353931B2 (ja) | 1992-11-27 | 1993-01-29 | 光学薄膜とこの光学薄膜を形成した光学部品及び反射防止膜とこの反射防止膜を形成したプラスチック製光学部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3353931B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU756842B2 (en) * | 2000-08-29 | 2003-01-23 | Hoya Corporation | Optical element having antireflection film |
| CN111474607A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-31 | Tcl华星光电技术有限公司 | 一种用于降低反射率的涂层、显示面板及显示装置 |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP03418393A patent/JP3353931B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06214101A (ja) | 1994-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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