JPH09251102A - 光学薄膜の製造方法及び光学薄膜 - Google Patents
光学薄膜の製造方法及び光学薄膜Info
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- JPH09251102A JPH09251102A JP8058706A JP5870696A JPH09251102A JP H09251102 A JPH09251102 A JP H09251102A JP 8058706 A JP8058706 A JP 8058706A JP 5870696 A JP5870696 A JP 5870696A JP H09251102 A JPH09251102 A JP H09251102A
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Landscapes
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- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好な光学特性を有する光学薄膜をスパッタ
リング法によって形成する。 【解決手段】 フッ化マグネシウムと、ＡｌＦ3 、Ｂａ
Ｆ2 、ＣａＦ2 、ＬｉＦ、Ｎａ3 ＡｌＦ6 、Ｎａ5 Ａｌ
3 Ｆ14等の他のフッ化物との混合物からなるターゲット
をスパッタリングすることにより成膜する。ＭｇＦ
2 と、その他のフッ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、フッ素の解離が抑制され、安
定して吸収が極めて少ない低屈折率膜とすることができ
る。
リング法によって形成する。 【解決手段】 フッ化マグネシウムと、ＡｌＦ3 、Ｂａ
Ｆ2 、ＣａＦ2 、ＬｉＦ、Ｎａ3 ＡｌＦ6 、Ｎａ5 Ａｌ
3 Ｆ14等の他のフッ化物との混合物からなるターゲット
をスパッタリングすることにより成膜する。ＭｇＦ
2 と、その他のフッ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、フッ素の解離が抑制され、安
定して吸収が極めて少ない低屈折率膜とすることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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を製造する
方法及びその光学薄膜に関する。
れる反射防止膜やハーフミラー等の光学薄膜を製造する
方法及びその光学薄膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板を加熱することなく優れた膜の密着
性を得られることや、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、このスパッタリングにおいて、真
空蒸着法で低屈折率材料として最も一般的に用いられて
いるＭｇＦ2 を使用した場合、スパッタリングによって
フッ素が解離し可視光の吸収が生じる。このためＭｇＦ
2 はスパッタリングに使用することができない問題を有
している。
性を得られることや、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、このスパッタリングにおいて、真
空蒸着法で低屈折率材料として最も一般的に用いられて
いるＭｇＦ2 を使用した場合、スパッタリングによって
フッ素が解離し可視光の吸収が生じる。このためＭｇＦ
2 はスパッタリングに使用することができない問題を有
している。
【０００３】そのため、ＳｉＯ2 あるいはＳｉＯ2 と他
の物質との混合物を使用することが検討されている。例
えば、特開平２−９６７０１号公報では、低屈折率材料
として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
屈折率材料としてＴｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＺｒＯ2 、Ｉ
ｎ2 Ｏ3 、ＳｎＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 もしくはＹｂ2 Ｏ3 ま
たはこれらの混合物を用いている。そしてこれらの高屈
折率材料と低屈折率材料を透明基板上にスパッタリング
により交互に積層することにより反射防止膜を得てい
る。
の物質との混合物を使用することが検討されている。例
えば、特開平２−９６７０１号公報では、低屈折率材料
として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
屈折率材料としてＴｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＺｒＯ2 、Ｉ
ｎ2 Ｏ3 、ＳｎＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 もしくはＹｂ2 Ｏ3 ま
たはこれらの混合物を用いている。そしてこれらの高屈
折率材料と低屈折率材料を透明基板上にスパッタリング
により交互に積層することにより反射防止膜を得てい
る。
【０００４】
【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、屈折率１．５程度の基板に対して単層のみの反射防
止膜を形成しても充分な反射防止効果を得られない。そ
のため、これらの基板では２層以上の膜構成としなけれ
ば実用的な反射防止効果を得られないばかりか、得られ
た反射防止膜自体の反射防止効果も充分とはなっていな
い。また、ビームスプリッターやエッジフィルター等を
構成する場合には高屈折率物質と低屈折率物質との屈折
率の差が大きいほうが望ましいが、低屈折率物質として
ＳｉＯ2 を用いた場合、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となる等の問題が生じ
る。
折率は１．４６程度であり、ＭｇＦ2 と比較して高いた
め、屈折率１．５程度の基板に対して単層のみの反射防
止膜を形成しても充分な反射防止効果を得られない。そ
のため、これらの基板では２層以上の膜構成としなけれ
ば実用的な反射防止効果を得られないばかりか、得られ
た反射防止膜自体の反射防止効果も充分とはなっていな
い。また、ビームスプリッターやエッジフィルター等を
構成する場合には高屈折率物質と低屈折率物質との屈折
率の差が大きいほうが望ましいが、低屈折率物質として
ＳｉＯ2 を用いた場合、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となる等の問題が生じ
る。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、スパッタリング法により安定
して形成でき、少ない層数で良好な光学特性を有する光
学薄膜を提供することを目的とする。また、本発明はこ
の光学薄膜を形成するのに適した製造方法を提供するこ
とを目的とする。
してなされたものであり、スパッタリング法により安定
して形成でき、少ない層数で良好な光学特性を有する光
学薄膜を提供することを目的とする。また、本発明はこ
の光学薄膜を形成するのに適した製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光学薄膜の製造
方法は、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）とその他のフ
ッ化物との混合物からなるターゲットをスパッタリング
することにより成膜することを特徴とする。この場合に
おいて、その他のフッ化物は、ＡｌＦ3 、ＢａＦ2 、Ｃ
ａＦ2 、ＬｉＦ、Ｎａ3 ＡｌＦ6 、Ｎａ5 Ａｌ3 Ｆ14の
内の１種又は２種以上を使用することができる。
方法は、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）とその他のフ
ッ化物との混合物からなるターゲットをスパッタリング
することにより成膜することを特徴とする。この場合に
おいて、その他のフッ化物は、ＡｌＦ3 、ＢａＦ2 、Ｃ
ａＦ2 、ＬｉＦ、Ｎａ3 ＡｌＦ6 、Ｎａ5 Ａｌ3 Ｆ14の
内の１種又は２種以上を使用することができる。
【０００７】本発明の光学薄膜は、このようにして成膜
された層を１層以上有することを特徴としている。
された層を１層以上有することを特徴としている。
【０００８】ＭｇＦ2 と、その他のフッ化物を混合した
ターゲットをスパッタリングすることにより、フッ素の
解離が抑制され、安定して吸収が極めて少ない低屈折率
膜を得ることができることが本発明者の研究の結果、判
明した。こうして得られる屈折率、吸収の面で優れた低
屈折率膜を単層、あるいは高屈折率材料と組み合わせた
複数層とすることにより、従来よりも優れた光学特性を
得ることが可能となる。かかるその他のフッ化物として
は、ＡｌＦ3 、ＢａＦ2 、ＣａＦ2 、ＣｅＦ3、ＧａＦ
2 、ＬａＦ3 、ＬｉＦ、Ｎａ3 ＡｌＦ6 、Ｎａ5 Ａｌ3
Ｆ14、ＮｄＦ3、ＮａＦ、ＩｎＦ3 、ＰｂＦ2 、ＳｒＦ
2 等、特に制限がないが、屈折率の点からはＡｌＦ3 、
ＢａＦ2 、ＣａＦ2 、ＬｉＦ、Ｎａ3 ＡｌＦ6 、Ｎａ5
Ａｌ3 Ｆ 14の内の１出力１種又は２種を使用することが
より好ましい。また、混合物の割合は、１重量％以上あ
れは著しい効果が認められるが、特に制限するものでは
ない。
ターゲットをスパッタリングすることにより、フッ素の
解離が抑制され、安定して吸収が極めて少ない低屈折率
膜を得ることができることが本発明者の研究の結果、判
明した。こうして得られる屈折率、吸収の面で優れた低
屈折率膜を単層、あるいは高屈折率材料と組み合わせた
複数層とすることにより、従来よりも優れた光学特性を
得ることが可能となる。かかるその他のフッ化物として
は、ＡｌＦ3 、ＢａＦ2 、ＣａＦ2 、ＣｅＦ3、ＧａＦ
2 、ＬａＦ3 、ＬｉＦ、Ｎａ3 ＡｌＦ6 、Ｎａ5 Ａｌ3
Ｆ14、ＮｄＦ3、ＮａＦ、ＩｎＦ3 、ＰｂＦ2 、ＳｒＦ
2 等、特に制限がないが、屈折率の点からはＡｌＦ3 、
ＢａＦ2 、ＣａＦ2 、ＬｉＦ、Ｎａ3 ＡｌＦ6 、Ｎａ5
Ａｌ3 Ｆ 14の内の１出力１種又は２種を使用することが
より好ましい。また、混合物の割合は、１重量％以上あ
れは著しい効果が認められるが、特に制限するものでは
ない。
【０００９】
（実施の形態１）ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）基板を
真空槽にセットし、３×１０-4Ｐａの真空度まで排気し
た後、分圧が１．０ＰａのＡｒガスを真空槽に導入し
た。屈折率１．３８のＭｇＦ2 と屈折率１．４０のＣａ
Ｆ2 をそれぞれ粉砕した後、重量比１：１の割合で混合
し、屈折率１．３９のターゲットとして使用した。高周
波スパッタリング法を用い、投入電力１ｋＷとして表１
の膜厚で成膜を行い、単層の反射防止膜を得た。
真空槽にセットし、３×１０-4Ｐａの真空度まで排気し
た後、分圧が１．０ＰａのＡｒガスを真空槽に導入し
た。屈折率１．３８のＭｇＦ2 と屈折率１．４０のＣａ
Ｆ2 をそれぞれ粉砕した後、重量比１：１の割合で混合
し、屈折率１．３９のターゲットとして使用した。高周
波スパッタリング法を用い、投入電力１ｋＷとして表１
の膜厚で成膜を行い、単層の反射防止膜を得た。
【００１０】この実施の形態の反射防止膜の分光特性を
図１に示す。この反射防止膜は単層であるにも関わら
ず、可視光の領域での反射率が２％以下の反射防止効果
が得られ、可視域（４００〜７００ｎｍ）での吸収は
０．１％以下であった。本実施の形態によれば、ターゲ
ットとしてＭｇＦ2 とＣａＦ2 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、吸収のない膜
が得られた。なお、ＣａＦ 2 に代えてＮａ3 ＡｌＦ6 又
はＮａ5 Ａｌ3 Ｆ14としても同様の効果が得られた。
図１に示す。この反射防止膜は単層であるにも関わら
ず、可視光の領域での反射率が２％以下の反射防止効果
が得られ、可視域（４００〜７００ｎｍ）での吸収は
０．１％以下であった。本実施の形態によれば、ターゲ
ットとしてＭｇＦ2 とＣａＦ2 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、吸収のない膜
が得られた。なお、ＣａＦ 2 に代えてＮａ3 ＡｌＦ6 又
はＮａ5 Ａｌ3 Ｆ14としても同様の効果が得られた。
【００１１】
【表１】
【００１２】（実施の形態２）ＬａＫ８を硝種とする光
学ガラス基板を真空槽にセットし、６×１０-3Ｐａの真
空度まで排気した後、分圧が０．３ＰａのＫｒガスを真
空槽に導入した。基板加熱は行わなかった。ＭｇＦ2 と
ＢａＦ2 をそれぞれ粉砕した後、重量比３：１の割合で
混合して屈折率１．３６の材料をつくり、低屈折率材料
のターゲットとして用いた。中間屈折率材料としてＡｌ
2 Ｏ3 を用いた。高屈折率材料としてはＴｉＯ2 を使用
した。それぞれ投入電力１ｋＷの高周波スパッタリング
法により表２の膜厚で成膜を行い、反射防止膜を得た。
学ガラス基板を真空槽にセットし、６×１０-3Ｐａの真
空度まで排気した後、分圧が０．３ＰａのＫｒガスを真
空槽に導入した。基板加熱は行わなかった。ＭｇＦ2 と
ＢａＦ2 をそれぞれ粉砕した後、重量比３：１の割合で
混合して屈折率１．３６の材料をつくり、低屈折率材料
のターゲットとして用いた。中間屈折率材料としてＡｌ
2 Ｏ3 を用いた。高屈折率材料としてはＴｉＯ2 を使用
した。それぞれ投入電力１ｋＷの高周波スパッタリング
法により表２の膜厚で成膜を行い、反射防止膜を得た。
【００１３】図２はこの実施の形態の分光特性を示す。
図２に示すように４８０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域
で、反射率１％以下である分光特性を有する反射防止膜
を得ることができた。この実施の形態によれば、ターゲ
ットとしてＭｇＦ2 とＢａＦ2とを混合したものを用い
たため、実施の形態１と同様に吸収のない膜とすること
ができた。
図２に示すように４８０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域
で、反射率１％以下である分光特性を有する反射防止膜
を得ることができた。この実施の形態によれば、ターゲ
ットとしてＭｇＦ2 とＢａＦ2とを混合したものを用い
たため、実施の形態１と同様に吸収のない膜とすること
ができた。
【００１４】
【表２】
【００１５】（実施の形態３）アモルファスポリオレフ
ィン基板を真空槽にセットし、７×１０-3Ｐａの真空度
まで排気した後、分圧が０．５ＰａのＨｅガスと、０．
１ＰａのＣＦ4 ガスを真空槽に導入した。屈折率１．３
８のＭｇＦ2 と屈折率１．３６のＡｌＦ3 をそれぞれ粉
砕した後、重量比９：１の割合で混合し、屈折率１．３
８の低屈折率材料としてのターゲットを作製した。高屈
折率材料としてＺｒＯ2 を使用した。それぞれ投入電力
１００Ｗの高周波マグネトロンスパッタリング法によっ
て表３の膜厚で成膜を行い、反射防止膜を得た。
ィン基板を真空槽にセットし、７×１０-3Ｐａの真空度
まで排気した後、分圧が０．５ＰａのＨｅガスと、０．
１ＰａのＣＦ4 ガスを真空槽に導入した。屈折率１．３
８のＭｇＦ2 と屈折率１．３６のＡｌＦ3 をそれぞれ粉
砕した後、重量比９：１の割合で混合し、屈折率１．３
８の低屈折率材料としてのターゲットを作製した。高屈
折率材料としてＺｒＯ2 を使用した。それぞれ投入電力
１００Ｗの高周波マグネトロンスパッタリング法によっ
て表３の膜厚で成膜を行い、反射防止膜を得た。
【００１６】図３はこの実施の形態の分光特性を示す。
図３に示すように４３０ｎｍ〜７００ｎｍでの可視領域
で、反射率１％以下である反射防止効果が得られ、また
吸収もなかった。なお、ＣＦ4 ガスの導入により吸収を
より減少させることかできるが、ＣＦ4 に代えてＣＨＦ
3 、ＳＦ6 、ＮＦ3 等を用いても同様に効果を得ること
ができた。
図３に示すように４３０ｎｍ〜７００ｎｍでの可視領域
で、反射率１％以下である反射防止効果が得られ、また
吸収もなかった。なお、ＣＦ4 ガスの導入により吸収を
より減少させることかできるが、ＣＦ4 に代えてＣＨＦ
3 、ＳＦ6 、ＮＦ3 等を用いても同様に効果を得ること
ができた。
【００１７】
【表３】
【００１８】（実施の形態４）ＦＫ０１を硝種とする光
学ガラス製の三角プリズムを真空槽にセットし、４×１
０-3Ｐａの真空度まで排気した後、分圧が１ＰａのＡｒ
ガスと、分圧０．５ＰａのＯ2 ガスを真空槽に導入し
た。基板加熱は行わなかった。屈折率１．３８のＭｇＦ
2 と屈折率１．３６のＬｉＦをそれぞれ粉砕した後、重
量比４：６の割合で混合し、屈折率１．３７の材料を作
製し、低屈折率材料のターゲットとして用いた。高屈折
率材料にはＴｉＯ2 を使用した。それぞれ投入電力５０
０Ｗの高周波スパッタリング法によって表４に示す膜厚
で成膜を行った。これをもう一つのガラスプリズムにＵ
Ｖ硬化型接着剤を用いて接合し、キューブ型のビームス
プリッターを作製した。
学ガラス製の三角プリズムを真空槽にセットし、４×１
０-3Ｐａの真空度まで排気した後、分圧が１ＰａのＡｒ
ガスと、分圧０．５ＰａのＯ2 ガスを真空槽に導入し
た。基板加熱は行わなかった。屈折率１．３８のＭｇＦ
2 と屈折率１．３６のＬｉＦをそれぞれ粉砕した後、重
量比４：６の割合で混合し、屈折率１．３７の材料を作
製し、低屈折率材料のターゲットとして用いた。高屈折
率材料にはＴｉＯ2 を使用した。それぞれ投入電力５０
０Ｗの高周波スパッタリング法によって表４に示す膜厚
で成膜を行った。これをもう一つのガラスプリズムにＵ
Ｖ硬化型接着剤を用いて接合し、キューブ型のビームス
プリッターを作製した。
【００１９】図４はこの実施の形態における入射角４５
°での分光特性であり、特性曲線ＡはＳ偏光を、特性曲
線ＢはＰ偏光を示す。この実施の形態では、層数が１０
層で偏光比が９：１の偏光ビームスプリッターを作製す
ることができた。
°での分光特性であり、特性曲線ＡはＳ偏光を、特性曲
線ＢはＰ偏光を示す。この実施の形態では、層数が１０
層で偏光比が９：１の偏光ビームスプリッターを作製す
ることができた。
【００２０】
【表４】
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、スパッタ
リング法を用い、少ない層数で光吸収のない低屈折率の
光学薄膜を製造することができる。
リング法を用い、少ない層数で光吸収のない低屈折率の
光学薄膜を製造することができる。
【図１】実施の形態１の分光特性図である。
【図２】実施の形態２の分光特性図である。
【図３】実施の形態３の分光特性図である。
【図４】実施の形態４の分光特性図である。
フロントページの続き (72)発明者 池田 浩 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 豊原 延好 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 (3)
- 【請求項１】 フッ化マグネシウムとその他のフッ化物
との混合物からなるターゲットをスパッタリングするこ
とにより成膜することを特徴とする光学薄膜の製造方
法。 - 【請求項２】 前記その他のフッ化物は、ＡｌＦ3 、Ｂ
ａＦ2 、ＣａＦ2 、ＬｉＦ、Ｎａ3 ＡｌＦ6 、Ｎａ5 Ａ
ｌ3 Ｆ14の内の１種又は２種以上であることを特徴とす
る請求項１記載の光学薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の方法により成膜し
た層を１層以上有することを特徴とする光学薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8058706A JPH09251102A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 光学薄膜の製造方法及び光学薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8058706A JPH09251102A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 光学薄膜の製造方法及び光学薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09251102A true JPH09251102A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13091958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8058706A Withdrawn JPH09251102A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 光学薄膜の製造方法及び光学薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09251102A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005221988A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Konica Minolta Opto Inc | 光学素子及び光ピックアップ装置 |
| WO2011162399A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical film, optical element, manufacturing method thereof, and photographic optical system |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8058706A patent/JPH09251102A/ja not_active Withdrawn
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| CN103097917A (zh) * | 2010-06-24 | 2013-05-08 | 佳能株式会社 | 光学膜、光学元件、其制造方法和摄像光学系统 |
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| CN103097917B (zh) * | 2010-06-24 | 2016-03-09 | 佳能株式会社 | 光学膜、光学元件、其制造方法和摄像光学系统 |
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