JPH0792304A - 光学薄膜およびその製造方法 - Google Patents
光学薄膜およびその製造方法Info
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- JPH0792304A JPH0792304A JP5261545A JP26154593A JPH0792304A JP H0792304 A JPH0792304 A JP H0792304A JP 5261545 A JP5261545 A JP 5261545A JP 26154593 A JP26154593 A JP 26154593A JP H0792304 A JPH0792304 A JP H0792304A
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Landscapes
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スパッタリング法により形成することがで
き、充分な光学特性を有する光学薄膜を得る。 【構成】 光学薄膜を製造するにあたり、フッ化アルミ
ニウムと酸化物との混合物によりターゲットを構成し、
このターゲットをスパッタリングすることにより光学薄
膜を形成する。AlF3 は、MgF2 よりも結合エネル
ギーが高く、かつフッ素が解離しにくいことから、スパ
ッタリング法により成膜しても成膜条件によっては比較
的可視光の吸収の少ない膜を得ることが可能である。ま
た、AlF3 に酸化物を混合したターゲットをスパッタ
リングすることにより、フッ素の解離がさらに抑制さ
れ、吸収の極めて少ない膜を容易に得ることが可能とな
る。
き、充分な光学特性を有する光学薄膜を得る。 【構成】 光学薄膜を製造するにあたり、フッ化アルミ
ニウムと酸化物との混合物によりターゲットを構成し、
このターゲットをスパッタリングすることにより光学薄
膜を形成する。AlF3 は、MgF2 よりも結合エネル
ギーが高く、かつフッ素が解離しにくいことから、スパ
ッタリング法により成膜しても成膜条件によっては比較
的可視光の吸収の少ない膜を得ることが可能である。ま
た、AlF3 に酸化物を混合したターゲットをスパッタ
リングすることにより、フッ素の解離がさらに抑制さ
れ、吸収の極めて少ない膜を容易に得ることが可能とな
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学部品に用いられる
反射防止膜やハーフミラー等の光学薄膜およびその製造
方法に関する。
反射防止膜やハーフミラー等の光学薄膜およびその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、基板を加熱することなく優れた膜
の密着性が得られることや、自動化の容易さといった利
点から、スパッタリング法による光学薄膜形成の技術が
検討されている。しかし、真空蒸着法の場合に低屈折率
材料として最も一般的に用いられているMgF2 は、ス
パッタリングを行うことによりフッ素が解離し、可視光
の吸収が生じるため、使用することができない。そのた
め、SiO2 あるいはSiO2 と他の物質との混合物が
検討されている。例えば、特開平2−96701号公報
には、低屈折率材料にSiO2 、SiO2 とアルミナ
(Al2 O3 )の混合物、またはSiO2 を主成分とす
る物質を用い、高屈折率材料にTiO2 、Ta2 O5 、
ZrO2 、In2 O3 、SnO2 、Nb2 O5 もしくは
Yb2 O3 またはこれらの混合物を用いて、透明基板上
に前記高屈折率材料と前記低屈折率材料をスパッタリン
グにより交互に積層し、反射防止膜を得る技術が開示さ
れている。
の密着性が得られることや、自動化の容易さといった利
点から、スパッタリング法による光学薄膜形成の技術が
検討されている。しかし、真空蒸着法の場合に低屈折率
材料として最も一般的に用いられているMgF2 は、ス
パッタリングを行うことによりフッ素が解離し、可視光
の吸収が生じるため、使用することができない。そのた
め、SiO2 あるいはSiO2 と他の物質との混合物が
検討されている。例えば、特開平2−96701号公報
には、低屈折率材料にSiO2 、SiO2 とアルミナ
(Al2 O3 )の混合物、またはSiO2 を主成分とす
る物質を用い、高屈折率材料にTiO2 、Ta2 O5 、
ZrO2 、In2 O3 、SnO2 、Nb2 O5 もしくは
Yb2 O3 またはこれらの混合物を用いて、透明基板上
に前記高屈折率材料と前記低屈折率材料をスパッタリン
グにより交互に積層し、反射防止膜を得る技術が開示さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、SiO2 の屈
折率は1.46程度であり、MgF2 と比較して高いた
め、反射防止膜に用いる場合、単層のみで充分な反射防
止膜を得られない。そのため、2層以上の膜構成としな
ければ実用的な反射防止膜を得られず、さらに、得られ
た反射防止効果も充分とは言えない。また、偏光ビーム
スプリッターやエッヂフィルター等を構成する場合に
は、高屈折率材料と低屈折率材料との屈折率差が大きい
方が望ましいが、低屈折率材料としてSiO2 を使うと
充分な特性を得られなかったり、層数が増えてコストア
ップにつながる等の問題が生じる。
折率は1.46程度であり、MgF2 と比較して高いた
め、反射防止膜に用いる場合、単層のみで充分な反射防
止膜を得られない。そのため、2層以上の膜構成としな
ければ実用的な反射防止膜を得られず、さらに、得られ
た反射防止効果も充分とは言えない。また、偏光ビーム
スプリッターやエッヂフィルター等を構成する場合に
は、高屈折率材料と低屈折率材料との屈折率差が大きい
方が望ましいが、低屈折率材料としてSiO2 を使うと
充分な特性を得られなかったり、層数が増えてコストア
ップにつながる等の問題が生じる。
【0004】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、スパッタリング法により形成することが
でき、充分な光学特性を有する光学薄膜およびその製造
方法を提供することを目的とする。
されたもので、スパッタリング法により形成することが
でき、充分な光学特性を有する光学薄膜およびその製造
方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、光学薄膜を製造するにあたり、フッ化ア
ルミニウムと酸化物との混合物によりターゲットを構成
し、このターゲットをスパッタリングすることにより光
学薄膜を形成することとした。また、上記記載の製造方
法により成膜した層を、少なくとも1層含んで光学薄膜
を構成した。
に、本発明は、光学薄膜を製造するにあたり、フッ化ア
ルミニウムと酸化物との混合物によりターゲットを構成
し、このターゲットをスパッタリングすることにより光
学薄膜を形成することとした。また、上記記載の製造方
法により成膜した層を、少なくとも1層含んで光学薄膜
を構成した。
【0006】
【作用】AlF3 は、MgF2 よりも結合エネルギーが
高く、かつフッ素が解離しにくいことから、スパッタリ
ング法により成膜しても成膜条件によっては比較的可視
光の吸収の少ない膜を得ることが可能である。また、A
lF3 に酸化物を混合したターゲットをスパッタリング
することにより、フッ素の解離がさらに抑制され、吸収
の極めて少ない膜を容易に得ることが可能となる。
高く、かつフッ素が解離しにくいことから、スパッタリ
ング法により成膜しても成膜条件によっては比較的可視
光の吸収の少ない膜を得ることが可能である。また、A
lF3 に酸化物を混合したターゲットをスパッタリング
することにより、フッ素の解離がさらに抑制され、吸収
の極めて少ない膜を容易に得ることが可能となる。
【0007】前記酸化物としては、P2 O5 、Hf
O2 、MoO3 、MgO、TiO2 、ZrO2 、Ta2
O5 、WO3 、CeO2 、Y2 O3 、SnO2 等、特に
制限はないが、屈折率の点からはSiO2 、Al
2 O3 、In2 O3 、B2 O3 等が好ましい。また、混
合物の割合は、1重量%以上あれば著しい効果が認めら
れるが、特に制限するものではない。一方、酸化物を加
えることにより一般的に屈折率は上昇してしまうため、
必要以上に混合するのは光学特性の点からあまり望まし
いことではない。なお、ターゲット中の混合物がAlや
Fと化学的に結合した状態となっていても良いし、単な
る混合状態でも良い。
O2 、MoO3 、MgO、TiO2 、ZrO2 、Ta2
O5 、WO3 、CeO2 、Y2 O3 、SnO2 等、特に
制限はないが、屈折率の点からはSiO2 、Al
2 O3 、In2 O3 、B2 O3 等が好ましい。また、混
合物の割合は、1重量%以上あれば著しい効果が認めら
れるが、特に制限するものではない。一方、酸化物を加
えることにより一般的に屈折率は上昇してしまうため、
必要以上に混合するのは光学特性の点からあまり望まし
いことではない。なお、ターゲット中の混合物がAlや
Fと化学的に結合した状態となっていても良いし、単な
る混合状態でも良い。
【0008】以上のような方法により形成した光学薄膜
の屈折率は、混合物の添加量や成膜条件にもよるが、お
およそ1.36から1.43程度と比較的低い。したが
って、単層のみでも充分な反射防止膜を得ることがで
き、また偏光ビームスプリッターやエッヂフィルター等
を構成する場合にも少ない層数で充分な特性を得ること
ができる。
の屈折率は、混合物の添加量や成膜条件にもよるが、お
およそ1.36から1.43程度と比較的低い。したが
って、単層のみでも充分な反射防止膜を得ることがで
き、また偏光ビームスプリッターやエッヂフィルター等
を構成する場合にも少ない層数で充分な特性を得ること
ができる。
【0009】
【実施例1】アクリル樹脂基板(PMMA)を真空槽に
セットし、7×10-3Paまで排気した後、分圧が1.
5PaのArガスと、分圧が1PaのO2 ガスを真空槽
に導入した。基板加熱は行わず、ターゲットは、AlF
3 とAl2 O3 をそれぞれ粉砕した後、8:2(重量%
比)の割合で混合し焼結したものを低屈折率材料として
使用し、高屈折率材料としてWO3 を使用した。それぞ
れ100Wの高周波マグネトロンスパッタリング法にて
表1の膜厚で成膜を行い、本実施例の反射防止膜を得
た。
セットし、7×10-3Paまで排気した後、分圧が1.
5PaのArガスと、分圧が1PaのO2 ガスを真空槽
に導入した。基板加熱は行わず、ターゲットは、AlF
3 とAl2 O3 をそれぞれ粉砕した後、8:2(重量%
比)の割合で混合し焼結したものを低屈折率材料として
使用し、高屈折率材料としてWO3 を使用した。それぞ
れ100Wの高周波マグネトロンスパッタリング法にて
表1の膜厚で成膜を行い、本実施例の反射防止膜を得
た。
【0010】
【表1】
【0011】本実施例による反射防止膜の分光特性を図
1に示す。本実施例の反射防止膜は可視域(400〜7
00nm)で優れた反射防止効果が得られ、また可視光
の吸収は全く見られなかった。本実施例によれば、ター
ゲットとしてAlF3 とAl2 O3 を混合したものを用
いたため、フッ素の解離を抑えることができ、フッ素ガ
スを混合しなくとも吸収のない膜を容易に得ることがで
きた。なお、AlF3 と混合する酸化物として、HfO
2 、MoO3 、MgO、TiO2 、ZrO2 、Ta2 O
5 、WO3 、CeO2 、Y2 O3 、SnO2 等を用いて
も同様の効果が得られた。
1に示す。本実施例の反射防止膜は可視域(400〜7
00nm)で優れた反射防止効果が得られ、また可視光
の吸収は全く見られなかった。本実施例によれば、ター
ゲットとしてAlF3 とAl2 O3 を混合したものを用
いたため、フッ素の解離を抑えることができ、フッ素ガ
スを混合しなくとも吸収のない膜を容易に得ることがで
きた。なお、AlF3 と混合する酸化物として、HfO
2 、MoO3 、MgO、TiO2 、ZrO2 、Ta2 O
5 、WO3 、CeO2 、Y2 O3 、SnO2 等を用いて
も同様の効果が得られた。
【0012】
【実施例2】ポリカーボネイト樹脂基板(PC)を真空
槽にセットし、5×10-3Paまで排気した後、分圧が
0.2PaのNeガスを真空槽に導入した。ターゲット
は、AlF3 とSiO2 をそれぞれ粉砕した後、9:1
(重量%比)の割合で混合し焼結したものを低屈折率材
料として使用し、高屈折率材料としてZrO2 を使用し
た。それぞれ100Wの高周波スパッタリング法にて表
2の膜厚で成膜を行い、本実施例の反射防止膜を得た。
槽にセットし、5×10-3Paまで排気した後、分圧が
0.2PaのNeガスを真空槽に導入した。ターゲット
は、AlF3 とSiO2 をそれぞれ粉砕した後、9:1
(重量%比)の割合で混合し焼結したものを低屈折率材
料として使用し、高屈折率材料としてZrO2 を使用し
た。それぞれ100Wの高周波スパッタリング法にて表
2の膜厚で成膜を行い、本実施例の反射防止膜を得た。
【0013】
【表2】
【0014】本実施例により、図2に示すような充分な
分光特性を有する反射防止膜を得ることができた。本実
施例によれば、ターゲットとしてAlF3 とSiO2 と
を混合したものを用いたため、実施例1と同様に吸収の
ない膜を容易に得ることができた。また、混合物の屈折
率が実施例1よりも低いため、わずかながらより低い屈
折率を得ることができた。
分光特性を有する反射防止膜を得ることができた。本実
施例によれば、ターゲットとしてAlF3 とSiO2 と
を混合したものを用いたため、実施例1と同様に吸収の
ない膜を容易に得ることができた。また、混合物の屈折
率が実施例1よりも低いため、わずかながらより低い屈
折率を得ることができた。
【0015】[比較例1]ポリカーボネイト樹脂基板
(PC)上に低屈折率材料にはSiO2 、高屈折率材料
にはZrO2 のターゲットを用いてそれぞれ100Wの
高周波スパッタリング法にて表3の膜厚で成膜を行い、
本比較例の反射防止膜を得た。
(PC)上に低屈折率材料にはSiO2 、高屈折率材料
にはZrO2 のターゲットを用いてそれぞれ100Wの
高周波スパッタリング法にて表3の膜厚で成膜を行い、
本比較例の反射防止膜を得た。
【0016】
【表3】
【0017】本比較例による反射防止膜の分光特性を図
3に示す。本比較例においては、上記実施例と同様に可
視域での吸収は見られないものの、反射率が高めであ
り、充分な反射防止効果が得られているとは言い難い。
3に示す。本比較例においては、上記実施例と同様に可
視域での吸収は見られないものの、反射率が高めであ
り、充分な反射防止効果が得られているとは言い難い。
【0018】
【実施例3】SF系ガラス基板を真空槽にセットし、2
×10-3Paまで排気した後、分圧が0.4PaのAr
ガスと、0.3PaのO2 ガス、0.1PaのCF4 ガ
スを真空槽に導入した。基板加熱は行わず、ターゲット
は、AlF3 とIn2 O3 をそれぞれ粉砕した後、9
5:5(重量%比)の割合で混合し焼結したものを使用
した。100Wの直流スパッタリング法にて表4の膜厚
で成膜を行い、本実施例の反射防止膜を得た。
×10-3Paまで排気した後、分圧が0.4PaのAr
ガスと、0.3PaのO2 ガス、0.1PaのCF4 ガ
スを真空槽に導入した。基板加熱は行わず、ターゲット
は、AlF3 とIn2 O3 をそれぞれ粉砕した後、9
5:5(重量%比)の割合で混合し焼結したものを使用
した。100Wの直流スパッタリング法にて表4の膜厚
で成膜を行い、本実施例の反射防止膜を得た。
【0019】
【表4】
【0020】本実施例による反射防止膜の分光特性を図
4に示す。本実施例の反射防止膜も単層で充分な反射防
止効果が得られた。また、吸収は全く見られなかった。
また、本実施例では、ターゲットとしてAlF3 に導電
性のあるIn2 O3 を混合したものを用いたため、膜に
帯電防止機能を付加することができた。
4に示す。本実施例の反射防止膜も単層で充分な反射防
止効果が得られた。また、吸収は全く見られなかった。
また、本実施例では、ターゲットとしてAlF3 に導電
性のあるIn2 O3 を混合したものを用いたため、膜に
帯電防止機能を付加することができた。
【0021】
【実施例4】アモルファスポリオレフィン樹脂製の三角
形プリズムを真空槽にセットし、1×10-3Paまで排
気した後、分圧が0.5PaのArガスを真空槽に導入
した。低屈折率層は、AlF3 にB2 O3 を2重量%添
加したものをターゲットとして高周波マグネトロンスパ
ッタリング法により形成した。また、高屈折率層は、T
iO2 をターゲットとして同じく高周波マグネトロンス
パッタリング法により形成した。これをもう1つのアモ
ルファスポリオレフィン樹脂製の三角形プリズムとUV
硬化型接着剤により接合し、キューブ型の偏光ビームス
プリッターを製作した。
形プリズムを真空槽にセットし、1×10-3Paまで排
気した後、分圧が0.5PaのArガスを真空槽に導入
した。低屈折率層は、AlF3 にB2 O3 を2重量%添
加したものをターゲットとして高周波マグネトロンスパ
ッタリング法により形成した。また、高屈折率層は、T
iO2 をターゲットとして同じく高周波マグネトロンス
パッタリング法により形成した。これをもう1つのアモ
ルファスポリオレフィン樹脂製の三角形プリズムとUV
硬化型接着剤により接合し、キューブ型の偏光ビームス
プリッターを製作した。
【0022】本実施例による偏光比が9:1のビームス
プリッターの膜構成を表5に、分光特性を図5に示す。
プリッターの膜構成を表5に、分光特性を図5に示す。
【0023】
【表5】
【0024】本実施例では、わずか11層で図5に示す
ように充分な分光特性を有する偏光ビームスプリッター
を得ることができた。
ように充分な分光特性を有する偏光ビームスプリッター
を得ることができた。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明の光学薄膜および
その製造方法によれば、基板を加熱せずに充分な密着性
を確保することができ、自動化が容易であるなどの利点
を持つスパッタリング法により、可視光の吸収の少ない
低屈折率の光学薄膜を容易に得ることができる。
その製造方法によれば、基板を加熱せずに充分な密着性
を確保することができ、自動化が容易であるなどの利点
を持つスパッタリング法により、可視光の吸収の少ない
低屈折率の光学薄膜を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の反射防止膜の分光特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図2】本発明の実施例2の反射防止膜の分光特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図3】比較例1の反射防止膜の分光特性を示すグラフ
である。
である。
【図4】本発明の実施例3の反射防止膜の分光特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図5】本発明の実施例4の光学薄膜の分光特性を示す
グラフである。
グラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年12月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【作用】A1F3は、MgF2よりも結合エネルギーが
高く、かつフッ素が解離しにくいことから、スパッタリ
ング法により成膜しても成膜条件によっては比較的可視
光の吸収の少ない膜を得ることが可能である。特に、A
1F3に酸化物を混合したターゲットをスパッタリング
することにより、フッ素の解離がさらに抑制され、吸収
の極めて少ない膜を容易に得ることが可能となる。
高く、かつフッ素が解離しにくいことから、スパッタリ
ング法により成膜しても成膜条件によっては比較的可視
光の吸収の少ない膜を得ることが可能である。特に、A
1F3に酸化物を混合したターゲットをスパッタリング
することにより、フッ素の解離がさらに抑制され、吸収
の極めて少ない膜を容易に得ることが可能となる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】
【実施例4】アモルファスポリオレフィン樹脂製の三角
形プリズムを真空槽にセットし、1×10−3Paまで
排気した後、分圧が0.5PaのArガスを真空槽に導
入した。低屈折率層は、A1F3にY2O3 を2重量%
添加したものをターゲットとして高周波マグネトロンス
パッタリング法により形成した。また、高屈折率層は、
TiO2をターゲットとして同じく高周波マグネトロン
スパッタリング法により形成した。これをもう1つのア
モルファスポリオレフィン樹脂製の三角形プリズムとU
V硬化型接着剤により接合し、キューブ型の偏光ビーム
スプリッターを製作した。
形プリズムを真空槽にセットし、1×10−3Paまで
排気した後、分圧が0.5PaのArガスを真空槽に導
入した。低屈折率層は、A1F3にY2O3 を2重量%
添加したものをターゲットとして高周波マグネトロンス
パッタリング法により形成した。また、高屈折率層は、
TiO2をターゲットとして同じく高周波マグネトロン
スパッタリング法により形成した。これをもう1つのア
モルファスポリオレフィン樹脂製の三角形プリズムとU
V硬化型接着剤により接合し、キューブ型の偏光ビーム
スプリッターを製作した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川俣 健 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 新田 佳樹 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 秋元 文二 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 徳田 一成 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 生水 利明 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 フッ化アルミニウムと酸化物との混合物
によりターゲットを構成し、このターゲットをスパッタ
リングすることにより光学薄膜を形成することを特徴と
する光学薄膜の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の製造方法により成膜した
層を、少なくとも1層含むことを特徴とする光学薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5261545A JPH0792304A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 光学薄膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5261545A JPH0792304A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 光学薄膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792304A true JPH0792304A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17363391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5261545A Withdrawn JPH0792304A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 光学薄膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792304A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115181944A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-10-14 | 北京航空航天大学 | 金属掺杂含氟氧化铝基靶材、透明高亲水薄膜及制备方法 |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP5261545A patent/JPH0792304A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115181944A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-10-14 | 北京航空航天大学 | 金属掺杂含氟氧化铝基靶材、透明高亲水薄膜及制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001128 |