JPH10204638A - 誘電体膜 - Google Patents
誘電体膜Info
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- JPH10204638A JPH10204638A JP9006333A JP633397A JPH10204638A JP H10204638 A JPH10204638 A JP H10204638A JP 9006333 A JP9006333 A JP 9006333A JP 633397 A JP633397 A JP 633397A JP H10204638 A JPH10204638 A JP H10204638A
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- film
- forming surfaces
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 法線Ｖａ，Ｖｂの方向が互いに異なる２以上
の膜形成面２ａ，２ｂについて、屈折率の低下及び水の
侵入による経時変化という問題を生ずることなく、容易
に形成できる誘電体膜を提供する。 【解決手段】 金属分子を含む材料を膜形成面２ａ，２
ｂの法線Ｖａ，Ｖｂに対して傾斜して入射させて被着さ
せた後、アニール処理して形成されたものとする。
の膜形成面２ａ，２ｂについて、屈折率の低下及び水の
侵入による経時変化という問題を生ずることなく、容易
に形成できる誘電体膜を提供する。 【解決手段】 金属分子を含む材料を膜形成面２ａ，２
ｂの法線Ｖａ，Ｖｂに対して傾斜して入射させて被着さ
せた後、アニール処理して形成されたものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子の表面上
等に被着形成され、反射防止膜等として使用される誘電
体膜に関する技術分野に属する。
等に被着形成され、反射防止膜等として使用される誘電
体膜に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レンズやプリズム等の光学素子に
おいては、光束が入射または出射する表面部上に誘電体
材料からなる薄膜である反射防止膜を形成し、この表面
部における光束の反射率を低減させることが行われてい
る。このような反射防止膜は、誘電体材料を光学素子の
表面部上に蒸着により被着させることで形成される。
おいては、光束が入射または出射する表面部上に誘電体
材料からなる薄膜である反射防止膜を形成し、この表面
部における光束の反射率を低減させることが行われてい
る。このような反射防止膜は、誘電体材料を光学素子の
表面部上に蒸着により被着させることで形成される。
【０００３】一般的な蒸着法であるいわゆる「垂直蒸着
法」においては、膜材料となる誘電体材料は、膜形成面
に対して垂直に入射される。しかしながら、法線方向が
互いに異なる２面以上の膜形成面を有する多面の光学素
子において、膜形成工程の削減のため、それら各膜形成
面に同時に膜形成を行う場合には、図４に示すように、
誘電体材料の分子が、図４中矢印ａで示すように、光学
素子１０１の各膜形成面１０２ａ，１０２ｂの法線に対
して角度θ（≠０°）を有して斜めに入射される、いわ
ゆる「斜め蒸着」という手法がとられている。
法」においては、膜材料となる誘電体材料は、膜形成面
に対して垂直に入射される。しかしながら、法線方向が
互いに異なる２面以上の膜形成面を有する多面の光学素
子において、膜形成工程の削減のため、それら各膜形成
面に同時に膜形成を行う場合には、図４に示すように、
誘電体材料の分子が、図４中矢印ａで示すように、光学
素子１０１の各膜形成面１０２ａ，１０２ｂの法線に対
して角度θ（≠０°）を有して斜めに入射される、いわ
ゆる「斜め蒸着」という手法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な光学素子における誘電体膜においては、誘電体材料の
「斜め蒸着」が行われることで、膜内の分子の密度が低
下し、屈折率の低下及び水の侵入による経時変化が問題
になっている。
な光学素子における誘電体膜においては、誘電体材料の
「斜め蒸着」が行われることで、膜内の分子の密度が低
下し、屈折率の低下及び水の侵入による経時変化が問題
になっている。
【０００５】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、法線方向が互いに異なる２面以
上の膜形成面を有する多面の光学素子についても、屈折
率の低下及び水の侵入による経時変化という問題を生ず
ることなく、各膜形成面に対する形成が容易に行えるよ
うになされた誘電体膜の提供という課題を解決しようと
するものである。
案されるものであって、法線方向が互いに異なる２面以
上の膜形成面を有する多面の光学素子についても、屈折
率の低下及び水の侵入による経時変化という問題を生ず
ることなく、各膜形成面に対する形成が容易に行えるよ
うになされた誘電体膜の提供という課題を解決しようと
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る誘電体膜は、金属分子を含む材料が被
着される膜形成面の法線に対して傾斜して入射された
後、アニール処理されて形成されたものである。
め、本発明に係る誘電体膜は、金属分子を含む材料が被
着される膜形成面の法線に対して傾斜して入射された
後、アニール処理されて形成されたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【０００８】本発明に係る誘電体膜は、図１に示すよう
に、法線Ｖａ，Ｖｂの方向が互いに異なる２面以上の膜
形成面２ａ，２ｂを有する多面の光学素子１の各膜形成
面２ａ，２ｂについて、複数の光学素子１に対して同時
に形成することができるものである。すなわち、各光学
素子１は、少なくとも一部が、互いに同一面上にない２
面以上の膜形成面２ａ，２ｂとなされて構成されてい
る。そして、本発明に係る誘電体膜は、例えば隣り合う
光学面である膜形成面２ａ，２ｂ上に、同時に形成され
る。
に、法線Ｖａ，Ｖｂの方向が互いに異なる２面以上の膜
形成面２ａ，２ｂを有する多面の光学素子１の各膜形成
面２ａ，２ｂについて、複数の光学素子１に対して同時
に形成することができるものである。すなわち、各光学
素子１は、少なくとも一部が、互いに同一面上にない２
面以上の膜形成面２ａ，２ｂとなされて構成されてい
る。そして、本発明に係る誘電体膜は、例えば隣り合う
光学面である膜形成面２ａ，２ｂ上に、同時に形成され
る。
【０００９】この誘電体膜は、図示しない真空蒸着装置
内に設置された基台３上に配列された複数の光学素子１
の各膜形成面２ａ，２ｂ上に、蒸着により形成される。
基台３上において、各光学素子１は、各膜形成面２ａ，
２ｂをそれぞれ斜めに蒸着源側（図１中斜め上方側）に
向けて配列されている。そして、誘電体膜の材料となる
蒸着材料は、図１中矢印Ａで示すように、各光学素子１
に向けて、蒸着源より蒸発して飛来する。このとき、蒸
着材料の各光学素子１の膜形成面２ａ，２ｂへの入射角
（膜形成面２ａ，２ｂの法線Ｖａ，Ｖｂに対してなす角
度）は、互いに略々等しい角度θ（例えば、３０°乃至
６０°程度）となっている。そして、蒸着源となる材料
は、少なくと一部が金属材料となっている。
内に設置された基台３上に配列された複数の光学素子１
の各膜形成面２ａ，２ｂ上に、蒸着により形成される。
基台３上において、各光学素子１は、各膜形成面２ａ，
２ｂをそれぞれ斜めに蒸着源側（図１中斜め上方側）に
向けて配列されている。そして、誘電体膜の材料となる
蒸着材料は、図１中矢印Ａで示すように、各光学素子１
に向けて、蒸着源より蒸発して飛来する。このとき、蒸
着材料の各光学素子１の膜形成面２ａ，２ｂへの入射角
（膜形成面２ａ，２ｂの法線Ｖａ，Ｖｂに対してなす角
度）は、互いに略々等しい角度θ（例えば、３０°乃至
６０°程度）となっている。そして、蒸着源となる材料
は、少なくと一部が金属材料となっている。
【００１０】したがって、蒸着が完了して、図２に示す
ように、各膜形成面２ａ，２ｂ上に形成された薄膜４
ａ，４ｂは、一部、あるいは、全部が金属から構成され
ている。金属膜は、膜成長する基板（すなわち、膜形成
面２ａ，２ｂ）に対して斜めに成長させることにより、
いわゆる核成長が行われることにより、垂直に成長させ
る場合と比較して、高い密度で成長する。なお、誘電体
を蒸着材料として基板に対して斜めに成長させた場合に
は、いわゆる単層成長が行われるため、垂直に成長させ
る場合と比較して、低い密度で成長する。
ように、各膜形成面２ａ，２ｂ上に形成された薄膜４
ａ，４ｂは、一部、あるいは、全部が金属から構成され
ている。金属膜は、膜成長する基板（すなわち、膜形成
面２ａ，２ｂ）に対して斜めに成長させることにより、
いわゆる核成長が行われることにより、垂直に成長させ
る場合と比較して、高い密度で成長する。なお、誘電体
を蒸着材料として基板に対して斜めに成長させた場合に
は、いわゆる単層成長が行われるため、垂直に成長させ
る場合と比較して、低い密度で成長する。
【００１１】そして、誘電体膜は、蒸着により形成され
た薄膜４ａ，４ｂがプラズマ処理や熱アニール処理など
の後処理を施されてこの薄膜中の金属分子が酸化される
ことにより形成される。このとき、この誘電体膜は、酸
化される前の金属分子を含んだ薄膜と同様の密度のまま
で形成される。
た薄膜４ａ，４ｂがプラズマ処理や熱アニール処理など
の後処理を施されてこの薄膜中の金属分子が酸化される
ことにより形成される。このとき、この誘電体膜は、酸
化される前の金属分子を含んだ薄膜と同様の密度のまま
で形成される。
【００１２】このようにして、「斜め蒸着」を用いて高
密度な誘電体膜を形成することができる。また、このよ
うな誘電体膜を多層に重ねて形成すれば、誘電体多層膜
を形成することができる。
密度な誘電体膜を形成することができる。また、このよ
うな誘電体膜を多層に重ねて形成すれば、誘電体多層膜
を形成することができる。
【００１３】また、本発明に係る誘電体膜は、図３に示
すように、平板状の光学素子５のような、多面を有しな
い光学素子についても適用することができる。
すように、平板状の光学素子５のような、多面を有しな
い光学素子についても適用することができる。
【００１４】すなわち、平板状の光学素子５の膜形成面
６の法線Ｖｃと坩堝７内の蒸着源８から飛来する蒸着材
料の図３中矢印Ａで示す飛来方向とのなす角度θが０°
とならないように光学素子５及び坩堝７を配置し、蒸着
による薄膜が斜めに成長するようにし、その後、プラズ
マ処理や熱アニール処理などの後処理を施せば、上述し
たと同様の誘電体膜が得られる。
６の法線Ｖｃと坩堝７内の蒸着源８から飛来する蒸着材
料の図３中矢印Ａで示す飛来方向とのなす角度θが０°
とならないように光学素子５及び坩堝７を配置し、蒸着
による薄膜が斜めに成長するようにし、その後、プラズ
マ処理や熱アニール処理などの後処理を施せば、上述し
たと同様の誘電体膜が得られる。
【００１５】
【実施例】次に、具体的な試料の作成方法について説明
する。
する。
【００１６】光学素子１，６として、ＢＫ７（光学硝子
名：ｎd（ｄ線の屈折率）＝１．５２）からなるものを
用い、所望の形状に冷間加工する。所望の形状に加工さ
れたＢＫ７基板（光学素子１，６）に対して、蒸着前処
理として必要な洗浄を行う。このとき、洗浄液として有
機溶剤を用いる場合には、ジクロロメタンなどで、研削
液、あるいは、試料固定用のワックスなどをＢＫ７基板
より分離させた後、中性洗剤でジクロロメタンを除去
し、純水でリンスする。乾燥には、イソプロピルアルコ
ールなどを用いる。洗浄液として有機溶剤を用いない場
合には、ガラス洗浄に適したアルカリ性洗浄液で汚れを
除去し、純水でリンスした後、温純水で乾燥させる。そ
して、洗浄を行ったＢＫ７基板に所望の多層膜を真空蒸
着により形成する。蒸着による薄膜は、ＴｉＯ2-X（酸
化チタン）、ＳｉＯ2-X（酸化シリコン）により多層膜
として形成される。なお、この薄膜は、単層膜として形
成してもよい。
名：ｎd（ｄ線の屈折率）＝１．５２）からなるものを
用い、所望の形状に冷間加工する。所望の形状に加工さ
れたＢＫ７基板（光学素子１，６）に対して、蒸着前処
理として必要な洗浄を行う。このとき、洗浄液として有
機溶剤を用いる場合には、ジクロロメタンなどで、研削
液、あるいは、試料固定用のワックスなどをＢＫ７基板
より分離させた後、中性洗剤でジクロロメタンを除去
し、純水でリンスする。乾燥には、イソプロピルアルコ
ールなどを用いる。洗浄液として有機溶剤を用いない場
合には、ガラス洗浄に適したアルカリ性洗浄液で汚れを
除去し、純水でリンスした後、温純水で乾燥させる。そ
して、洗浄を行ったＢＫ７基板に所望の多層膜を真空蒸
着により形成する。蒸着による薄膜は、ＴｉＯ2-X（酸
化チタン）、ＳｉＯ2-X（酸化シリコン）により多層膜
として形成される。なお、この薄膜は、単層膜として形
成してもよい。
【００１７】ＢＫ７基板を適当な冶具によって保持し、
真空蒸着装置（成膜装置）内に固定する。そして、真空
蒸着装置内の真空度を上げながら、ＢＫ７基板を３００
°Ｃまで加熱し、５×１０-6ｈｐａ程度の開始真空度ま
で真空排気する。
真空蒸着装置（成膜装置）内に固定する。そして、真空
蒸着装置内の真空度を上げながら、ＢＫ７基板を３００
°Ｃまで加熱し、５×１０-6ｈｐａ程度の開始真空度ま
で真空排気する。
【００１８】真空ポンプとしては、低真空排気用とし
て、ロータリーポンプ、メカニカルブースターポンプを
用いることができ、高真空排気用として、油拡散ポン
プ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプを用いることが
できる。
て、ロータリーポンプ、メカニカルブースターポンプを
用いることができ、高真空排気用として、油拡散ポン
プ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプを用いることが
できる。
【００１９】開始真空度に到達した後、蒸着法を用い
て、始めにＴｉＯ2-Xをλ／４（λは、反射防止を図る
光束の波長で、例えば、７８０ｎｍ）の厚みで形成す
る。このとき、真空蒸着法の他に、スパッタリング法な
どを用いることとしてもよい。
て、始めにＴｉＯ2-Xをλ／４（λは、反射防止を図る
光束の波長で、例えば、７８０ｎｍ）の厚みで形成す
る。このとき、真空蒸着法の他に、スパッタリング法な
どを用いることとしてもよい。
【００２０】坩堝内に入れた粉末状、あるいは、ペレッ
ト状、顆粒状のＴｉ（チタン）の低級酸化物をを電子ビ
ーム法により加熱し、真空蒸着装置内のシャッタを閉じ
たままエミッションを増加させる。電子線の加速電圧
は、６ｋＶ、エミッション電流は、０．１Ａ乃至０．５
Ａである。
ト状、顆粒状のＴｉ（チタン）の低級酸化物をを電子ビ
ーム法により加熱し、真空蒸着装置内のシャッタを閉じ
たままエミッションを増加させる。電子線の加速電圧
は、６ｋＶ、エミッション電流は、０．１Ａ乃至０．５
Ａである。
【００２１】材料が十分に熔融されたところで、シャッ
タを開き、成膜を開始する。蒸着によって、一定の膜厚
レートが維持される。このとき、蒸着材料は、膜形成面
に対して、この膜形成面の法線に対して０°でない所定
の角度をなす軌跡上を飛んで到達する。
タを開き、成膜を開始する。蒸着によって、一定の膜厚
レートが維持される。このとき、蒸着材料は、膜形成面
に対して、この膜形成面の法線に対して０°でない所定
の角度をなす軌跡上を飛んで到達する。
【００２２】ＴｉＯ2-Xの薄膜が所定の膜厚になったと
ころで、蒸着を終了する。次に、ＳｉＯ2-Xについても
同様に成膜を行う。
ころで、蒸着を終了する。次に、ＳｉＯ2-Xについても
同様に成膜を行う。
【００２３】成膜が完了した後、真空漕を大気開放して
サンプルを取り出す。この時点で低級酸化物である薄膜
が形成されている。
サンプルを取り出す。この時点で低級酸化物である薄膜
が形成されている。
【００２４】その後、薄膜を酸化させるため、大気雰囲
気中で２５０°Ｃ、２時間の加熱処理を行う。この処理
により、薄膜は、安定した酸化物（誘電体）となる。
気中で２５０°Ｃ、２時間の加熱処理を行う。この処理
により、薄膜は、安定した酸化物（誘電体）となる。
【００２５】このようにして誘電体膜を形成された光学
素子の光学特性を、初期特性と、６０°Ｃ、９０％相対
湿度中に５００時間投入した後とで比較したころ、反射
及び透過特性（例えば、反射率を２０％とした場合）に
おいて、変化量が０．１％以下という良好な結果が得ら
れた。
素子の光学特性を、初期特性と、６０°Ｃ、９０％相対
湿度中に５００時間投入した後とで比較したころ、反射
及び透過特性（例えば、反射率を２０％とした場合）に
おいて、変化量が０．１％以下という良好な結果が得ら
れた。
【００２６】なお、誘電体材料を蒸着することにより同
様の光学特性を有するように形成した誘電体多層膜は、
同様の条件下において、光学特性の変化量が２％乃至３
％となっている。
様の光学特性を有するように形成した誘電体多層膜は、
同様の条件下において、光学特性の変化量が２％乃至３
％となっている。
【００２７】このように、本発明に係る誘電体膜は、金
属分子を含む材料が被着される膜形成面の法線に対して
傾斜して入射された後、アニール処理（酸化）されて形
成されている。このようにして形成される本発明に係る
誘電体膜は、法線方向が互いに異なる２面以上の膜形成
面に対して、１回の処理によって形成されることができ
る。そして、金属分子は、膜形成面の法線に対して傾斜
して入射される方が膜形成面に垂直に入射されるよりも
高密度の膜を形成し、アニール処理されることにより誘
電体膜となる。
属分子を含む材料が被着される膜形成面の法線に対して
傾斜して入射された後、アニール処理（酸化）されて形
成されている。このようにして形成される本発明に係る
誘電体膜は、法線方向が互いに異なる２面以上の膜形成
面に対して、１回の処理によって形成されることができ
る。そして、金属分子は、膜形成面の法線に対して傾斜
して入射される方が膜形成面に垂直に入射されるよりも
高密度の膜を形成し、アニール処理されることにより誘
電体膜となる。
【００２８】したがって、本発明に係る誘電体膜は、法
線方向が互いに異なる２面以上の膜形成面を有する多面
の光学素子についても、屈折率の低下及び水の侵入によ
る経時変化という問題を生ずることなく、各膜形成面に
対する形成が同時に容易に行える。
線方向が互いに異なる２面以上の膜形成面を有する多面
の光学素子についても、屈折率の低下及び水の侵入によ
る経時変化という問題を生ずることなく、各膜形成面に
対する形成が同時に容易に行える。
【００２９】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る誘電体膜
は、金属分子を含む材料が被着される膜形成面の法線に
対して傾斜して入射された後、アニール処理（酸化）さ
れて形成されている。したがって、この誘電体膜は、法
線方向が互いに異なる２面以上の膜形成面に対して、１
回の処理によって形成されることができる。そして、金
属分子は、膜形成面の法線に対して傾斜して入射される
方が膜形成面に垂直に入射されるよりも高密度の膜を形
成し、アニール処理されることにより誘電体膜となる。
は、金属分子を含む材料が被着される膜形成面の法線に
対して傾斜して入射された後、アニール処理（酸化）さ
れて形成されている。したがって、この誘電体膜は、法
線方向が互いに異なる２面以上の膜形成面に対して、１
回の処理によって形成されることができる。そして、金
属分子は、膜形成面の法線に対して傾斜して入射される
方が膜形成面に垂直に入射されるよりも高密度の膜を形
成し、アニール処理されることにより誘電体膜となる。
【００３０】すなわち、本発明は、法線方向が互いに異
なる２面以上の膜形成面を有する多面の光学素子につい
ても、屈折率の低下及び水の侵入による経時変化という
問題を生ずることなく、各膜形成面に対する形成が容易
に行えるようになされた誘電体膜を提供することができ
るものである。
なる２面以上の膜形成面を有する多面の光学素子につい
ても、屈折率の低下及び水の侵入による経時変化という
問題を生ずることなく、各膜形成面に対する形成が容易
に行えるようになされた誘電体膜を提供することができ
るものである。
【図１】本発明に係る誘電体膜を形成している状態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】上記誘電体膜が形成された状態を示す斜視図で
ある。
ある。
【図３】上記誘電体膜を形成している状態の他の形態を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図４】従来の誘電体膜を形成している状態を示す側面
図である。
図である。
１，６ 光学素子、２ａ，２ｂ，２ｃ 膜形成面、８
蒸着材料、
蒸着材料、
Claims (1)
- 【請求項１】 金属分子を含む材料が被着される膜形成
面の法線に対して傾斜して入射された後、アニール処理
されて形成された誘電体膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9006333A JPH10204638A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 誘電体膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9006333A JPH10204638A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 誘電体膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10204638A true JPH10204638A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=11635448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9006333A Withdrawn JPH10204638A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 誘電体膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10204638A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006220773A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Konica Minolta Opto Inc | 光学素子の製造方法 |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP9006333A patent/JPH10204638A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006220773A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Konica Minolta Opto Inc | 光学素子の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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