JPH03245104A

JPH03245104A - 多層干渉膜

Info

Publication number: JPH03245104A
Application number: JP4343490A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Kobayashi; 文明小林; Osamu Kuramitsu; 修倉光; Akihide Kudo; 章英工藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1990-02-23
Publication date: 1991-10-31

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〕この発明は、特定の波長の光に対して選択的に透過また
は反射などの効果を有する光学多層干渉膜に関する。

〔従来の技術〕

多層干渉膜を応用した製品は、コールドミラーやダイク
ロイックフィルタなどとして広く実用に供されており、
たとえば、照明器具スポットライトにおいて、ランプか
ら発する光のうち可視光線だけを前方に反射し、熱戦を
カットするミラーとして、また、太陽光線のうち紫外線
をカットするレンズなどとして応用されている。

多層干渉膜は、通常、ガラスなどの透明基材上に高屈折
率物質と低屈折率物質との薄膜をある特定の波長λの光
に対してλ／２またはλ／４の膜厚で、交互に積層して
いくことにより光の干渉作用に基づいて、波長λの光を
選択的に透過または反射する効果を有するものである。

薄膜として使用される材料は、高屈折率物質では二酸化
チタンＴｉｅ、や硫化亜鉛ＺｎＳなどが、低屈折率物質
ではフン化マグネシウムＭ　ｇ　Ｆ　ｔや二酸化ケイ素
５ｉＯｚなどがあり、いずれも無機系の酸化物や化合物
である。これらの材料を薄膜にする工法は、真空蒸着、
スパフタリング、イオンブレーティングなどの物理的な
蒸着による薄膜形成か、化学的気相成長法（ＣＶＤ）　
、ゾル−ゲル法などの化学的な反応を利用した薄膜形成
法がある。

（発明が解決しようとする課題〕物理的な薄膜形成法は、真空槽中、通常は真空圧が１０
′□’　ｔｏｒｒ以下でｖｌ＃膜材料を抵抗加熱あるい
は電子ビーム加熱などの方法で融点以上に加熱して蒸発
させ、さらに電気的なエネルギーを加えて加速させるな
どして基材上に材料の粒子を堆積させて薄膜を形成させ
る。一方、化学的なＷｉ膜形形成では、たとえば、ＣＶ
Ｄ法は真空槽中に薄膜の原料となるガスを導入し、この
ガスをプラズマなどの状態に励起し、反応させて基材上
に薄膜を形成させる。また、ゾル−ゲル法では、薄膜材
料であるアルコキシド溶液を基材上に塗布し、加熱して
分解または酸化反応をさせて薄膜を形成させる、しかし
、いずれの方法においても真空槽などの設備が必要であ
ること、膜形底の過程で基材を高温に加熱しなければな
らないといったことから、基材の形状、大きさ、材質な
どが制約を受けるという問題点を有していた。

このような事情に鑑み、この発明は、特定の波長の光を
選択的に反射または透過することができるとともに、製
造するにあたり、高温加熱および大掛かりな設備を必要
とせずに製造することができる光学多層干渉膜を提供す
ることを課題とする〔課題を解決するための手段〕前記課題を解決するため、この発明にかかる多層干渉膜
は、複数の薄膜がお互いに屈折率の異なるもの同士が接
するように積層された多層干渉膜において、前記ＷＩＩ
［ｉが有機物を主成分とする材料からなることを特徴と
するものである。

この発明で多層干渉膜として積層される有機物としては
、特に限定されないが、たとえば、高分子化合物または
樹脂を主成分とする塗料、インキ等が用いられる。一般
に樹脂などの屈折率は、およそ１．３から１．７位まで
の範囲のものが各種あるのであるが、多層干渉膜を形成
するために、これらの材料の中から比較的屈折率の高い
ものと比較的屈折率の低いものとを適当に選んで使用す
る。

具体的には、たとえば、屈折率の高いものではポリスチ
レン（屈折率１．５９〜１．６０）、ポリ塩化ビニリデ
ン（屈折率１．６０〜１．６３）等が挙げられる。一方
、屈折率の低いものでは四フフ化エチレン（Ｈｌｌ、３
５）　、ＦＥＰフルオロカーボン（屈折率１．３３８）
、三フッ化塩化エチレン（屈折率１．４３）等が挙げら
れる。しかし、もちろんそれらに限定するものではない
。また、樹脂単体では充分な屈折率が得られない場合に
は、チタン、硫化亜鉛、あるいは、シリカ、フッ化マグ
ネシウムなどの微粒子を適量添加して、屈折率を調製す
るようにしてもよい。なお、なるべく高屈折率材料と低
屈折率材料の屈折率の数値的な差が大きい方が光学的特
性を得る上で層数を少なくできるため好ましい。

多層干渉膜を形成する方法としては、特に限定されるも
のではないが、たとえば、下記■、■のような方法があ
る。

■　溶媒キャスト法、水面展開法、ＬＢ模膜法どにより
、高分子化合物の溶液からキャスト膜を作り、これを基
材上に積層する。

■　基材上に異種の塗膜を積層する。

これらの方法をさらに具体的に説明すれば、まず、■の
高分子化合物の溶液からｉｎｓを形成する場合、たとえ
ば、水面上に高分子化合物溶液を滴下する。その際、水
の表面張力の作用で高分子化合物溶液は水面上に広がり
、薄膜を形成する。その膜の厚さは、溶質の濃度、溶媒
の組成などにより変化するが、通常１ｎ以下である。そ
こで、この膜をガラスなどの基材上にすくいとって膜を
付着させ、充分に乾燥すれば基材上に高分子膜が形成さ
れる。この操作を繰り返すことで、多層干渉膜を形成す
ることができる。

次に、■の塗膜を積層する方法について説明する。これ
は、たとえば、基材表面に、２種類の互いに屈折率の異
なる塗料を交互に塗布していくことで実現できる。塗料
は、焼き付は硬化型、紫外線硬化型、常温硬化型などの
いずれでもよく、耐久性や作業性などの点から選択すれ
ばよい。また、上記塗料を塗布する方法は限定するもの
ではないが、通常用いられているスプレー法、ディッピ
ング法、バーコーター法などで構わない。なお、薄膜の
作製をさらに効率良く行うためには、溶剤などで塗料の
粘度を下げるようにすることも有効である。

この発明の方法で用いられる基材としては、通常、透明
のものが使用されるが、特に限定されるわけではなく、
たとえば、ガラス、プラスチックの成形品等が挙げられ
る。ガラスの材質としては、ソーダガラスやホウケイ酸
ガラス等が挙げられる。また、プラスチックの材質とし
ては、熱可塑性のものではポリ塩化ビニル樹脂、メタク
リル樹脂などが、熱硬化性のものではエポキシ樹脂など
がある。

〔作　　　用〕

複数の薄膜がお互いに屈折率の異なるもの同士が接する
ように積層されていると、特定の波長の光を選択的に反
射または透過することができるものとなる。また、同多
層干渉膜において、それを構成する前記薄膜が、容易に
膜を形成できる有機物を主成分とする材料からなってい
ると、製造するにあたり、高温加熱および大掛かりな設
備を必要とせずに製造することができるものとなる。

〔実　施　例〕

以下に、この発明を実施例に基づいて詳しく説明するが
、この発明は以下の実施例に限定されない。

第１図（ａ、ｌは一実施例を表す。図にみるように、こ
の多層干渉膜１は、基材２表面に、高屈折率有機物から
なるｌ！膜１１ａ、ｌｌｂ、Ｉｌｃおよび低屈折率有機
物からなる１１１１１１２　ａ、１２ｂを、一定の膜厚
で順次交互に合計５層積層して形成されたものである。

この多層干＃膜１は、特定の波長の光を選択的に反射ま
たは透過することができる。たとえば、多層干渉Ｉｌｌ
を構成する各＊ｒｆ！の膜厚がλ／２（λ＝５５０ｎ＊
）の場合、多層干渉ｉ＊ｉの分光反射率を測定すると、
第１［ｆｆ１（ｂ）にみるような結果が得られる０図に
みるように、分光反射率曲線３がλ−５５ｏｎ−で極大
になっており、多層干渉膜１が波長λ＝５５０ｎｓの光
を選択的に反射していることがわかる。

次に、この発明のさらに具体的な実施例を説明する。な
お、下記実施例において、多層干渉膜の各ｉｍの膜厚は
、同多層干渉膜が波長５５０ｎｍの光に対して選択的に
反射するように設定した。

一実施例１− 透明のソーダガラス基材上に、それぞれポリ塩化ビニリ
デン、三フッ化塩化エチレンからなる２１ｍ類の薄膜を
交互に合計１５Ｊｉｉ積層して、多層干渉膜を作製した
。その際、各薄膜の形成は水面展開法で行った。

実施例２− 透明のソーダガラス基材上に、それぞれポリ塩化ビニリ
デン、酢酸ビニルからなる２種類の薄膜を交互に合計１
５５層積して、多層干渉膜を作製した。その際、各薄膜
の形成はそれぞれの材料のエマルジョン塗料を用いて、
塗布、乾燥を交互にすることにより行った。また、塗布
はスプレーを用い、乾燥は１００℃で充分に水を除去し
ながら行った。

一実施例３− 高屈折率薄膜材料として酸化チタン顔料（平均粒径０．
Ｉｎ＞を２０−ｔ％添加したアルキド系塗料を、また、
低屈折率薄膜材料として含水酸基フッ素系塗料をそれぞ
れ用いて、ソーダガラス基材上に合計１５層のａ膜を積
層して、多層干渉膜を作製した。

実施例４一実施例１において、基材としてソーダガラスの代わりに
エポキシ樹脂を使用するようにした以外は実施例１と同
様にして、多層干渉膜を作製した一実施例５一実施例２において、基材としてソーダガラスの代わりに
エポキシ樹脂を使用するようにした以外は実施例２と同
様にして、多層干渉膜を作製した実施例１〜５で得られ
た多層干Ｉｌｌ！について、分光反射率を測定した。そ
の結果を第１表に示した。

第１表にみるように、実施例ｉ〜５で得られた多層干渉
膜はいずれも所望の性能を有することがわかる。

〔発明の効果〕

この発明にかかる多層干＃膜は、特定の波長の光を反射
またはｊ３通することができる。また、同多層干渉膜は
、有機物を主成分とする薄膜から構成されており、製造
するにあたり、塗膜、キャスト膜等の形態で各薄膜を容
易に形成することができるため、高温加熱および大掛か
りな設備を必要とすることなく製造することができると
ともに、形状、サイズ、基材の材質等の制約が少ないも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、この発明の一実施例を表す側断面図、
同図（ｂｌは、同実施例の多層干渉膜の分光反射率を測
定した結果を表すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

１　複数の薄膜がお互いに屈折率の異なるもの同士が接
するように積層された多層干渉膜において、前記薄膜が
有機物を主成分とする材料からなることを特徴とする多
層干渉膜。