JP5604664B2 - ハーフミラー基板の製造方法およびハーフミラー基板 - Google Patents
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Description
原子状酸素の照射によって、請求項3に記載のハーフミラー基板の製造方法のように、酸化Sn層を主たる成分がSnO2であるように製造するとよい。金属Snの安定な酸化物としてはSnOとSnO2があり、結晶状態ではそれぞれの酸化物の緻密性に違いがある。SnO2は、SnOと比較して緻密でバリア性が高いことから、酸化Sn層の主たる成分がSnO2であることによって、耐湿性能を向上させることができる。
前記Sn膜に原子状酸素を含む化学種を照射するプロセスによって形成されたものとしてもよい。
なお、原子状酸素を含む化学種を照射するプロセスとは、例えば、請求項8に記載のように、酸素プラズマ照射、またはO2,O3,CO,NO,NO2,N2Oからなる群から選ばれる1種以上の気体雰囲気における真空紫外光照射を行うプロセスであってもよい。
請求項9に記載の発明は、請求項6から請求項8のいずれか1項に記載のハーフミラー基板において、前記SiO膜が、膜材料ガスとしてのTEOSガスに、希ガスを添加して、またはいずれのガスも添加しないでプラズマCVDにより前記SiO膜を形成したものであることを特徴とする。
<1.ハーフミラー基板の構成>
本実施例のハーフミラー基板の概略構成を示す側面断面図を図1に示す。ハーフミラー基板1は、ポリメチルメタクリレート(以降、PMMAと称する)からなるPMMA基板10と、PMMA基板10の表側面に形成される防汚膜(Anti−Fingerprint機能膜)20と、PMMA基板10の裏面に形成される反射膜層30と、からなる。
反射膜層30は、PMMA基板10表面に形成されてなる金属反射膜(Sn膜31)と、Sn膜31を覆うように形成される保護膜(SiO膜32)と、からなる。Sn膜31は光の透過性および反射性を有しており、それによってハーフミラーとしての機能を実現している。Sn膜31の表面には、SnO2を主たる成分とする酸化Sn層33が形成されている。また、SiO膜32は、低い水蒸気バリア性を有する。
以下の実施例では、反射膜層30の作製について説明する。防汚膜20の作製については後述する。
<2.反射膜層の作製>
[実施例1]
(1)第1工程:Sn膜の形成
PMMA基板に、真空蒸着によりSn膜を形成した。蒸発材料として金属スズワイヤーを用いた。また、蒸発電力は0.5KVAとし、蒸発時真空度は5×10-3Pa(3.75×10-5Torr)とした。
形成されたSn膜の膜厚は直接測定できていないが、反射率に基づいて20nm〜30nmと推定できる。この程度の膜厚において、Sn蒸着膜は、膜が粒子状構造を保ったまま成長(島状成長)する。粒子状金属の大きさは、SEM写真のスケールから判断すると100nm程度である。
(2)第2工程:酸化Sn層の形成
第1工程にて形成したSn膜の表面に、酸素プラズマ照射処理によって酸化膜(酸化Sn層)を形成した。処理条件は、酸素ガス圧力を5Pa(0.0375Torr)、RF出力を100W、酸素プラズマ照射時間を180秒とした。
(3)第3工程:保護膜の形成
保護膜の形成に用いる製膜装置50を図4に示す。
また、Arの分圧が低すぎると放電ができず、高すぎると放電が不安定になるため、Ar分圧は、0.4〜10Paの範囲とするとよい。
[実施例2]
第2工程における酸素プラズマの照射時間を60秒とした点以外は、実施例1と同様の工程により反射膜層を作製した。
[比較例1]
上記実施例1と同様の第1工程および第3工程により反射膜層を作製した。即ち、この比較例1の反射膜層には酸化Sn層が形成されていない。
[比較例2]
実施例1と同様の第1工程,第2工程を行い、その後、第3工程に変えて、保護膜としてカーテンフローコーターによりウレタン樹脂系透明塗料を、乾燥後膜厚が約15μmとなるように塗布し、70℃で1時間乾燥させた。
[比較例3]
第3工程において、チャンバ内にO2ガスを供給した点以外は実施例1と同様の手法により反射膜層を形成した。なお、チャンバ内の全圧は10Paとなるように調整した。内訳は、Ar分圧が3.4Pa、TEOS分圧が5.6Pa、O2分圧が1.0Paである。なお、このように構成されたSiO膜(TEOS膜)は、高い水蒸気バリア性を有するものとなる。
<3.反射膜層の評価>
実施例1,2にて反射膜層を作製したハーフミラー基板(防汚膜なし)に対し、以下の各評価試験を行った。
(1)耐湿性能評価試験
作製したハーフミラー基板を、60℃90%RH環境の恒温恒湿槽に48時間入れ、加湿前後の透過率変化率(波長550nmにおける加湿前後の透過率の変化量(%))を測定した。なお、変化率は10%を基準値として、10%以内のものを可、10%を超えるものを不可とした。
波長550nmにおいて、加湿前の透過率は10.85%、加湿後の透過率は11.26%であったので、変化率は(11.26−10.85)/10.85=3.8%となり、10%を下回ることができた。
(2)基板の反りの耐性評価試験
まず、作製したハーフミラー基板(50mm×50mm)を、60℃90%RH環境の恒温恒湿槽に48時間入れ、その後、室内(室温20℃、湿度40%)にて24時間放置し、基板の端面の浮き上がりを測定した。なお、0.2mmを基準値として、0.2mm以下のものを可、0.2mmを超えるものを不可とした。浮き上がりの測定は、加湿乾燥後のハーフミラー基板をガラス板の上に置き、0.2mm厚のシックネスゲージと端面の隙間を比較することで測定した。
<4.防汚膜の作製>
PMMA基板における上述した反射膜層を作製した面の反対側の面に、Anti-Fingerprint機能膜(防汚膜)を、プラズマCVDによるフッ化炭素膜,または、FASによる自己組織化単分子膜(SAM)によって形成した。
<5.発明の効果>
本実施例のハーフミラー基板では、Sn膜を酸素プラズマ照射によって酸化し、低バリア性(水蒸気透過率が基板の水蒸気透過率以上)のSiO膜にてSn膜を覆ってなる反射膜層を有することにより、Sn膜の酸化による反射率の低下を起こすことなく、ハーフミラー基板の反りの発生を抑制することができた。
<6.変形例>
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
Claims (10)
- ポリメチルメタクリレートまたはポリカーボネートからなるベース基板表面に島状成長してなるSn膜を形成する第1工程と、
前記第1工程において形成された前記Sn膜の表面に、原子状酸素を含む化学種を照射することにより酸化Sn層を形成する第2工程と、
前記酸化Sn層を覆うように、水蒸気透過率が前記ベース基板の水蒸気透過率以上であるSiO膜を形成する第3工程と、を備える
ことを特徴とするハーフミラー基板の製造方法。 - 前記第2工程は、前記Sn膜の表面に、酸素プラズマ照射、またはO2,O3,CO,NO,NO2,N2Oからなる群から選ばれる1種以上の気体雰囲気における真空紫外光照射を行う工程である
ことを特徴とする請求項1に記載のハーフミラー基板の製造方法。 - 前記酸化Sn層は、主たる成分がSnO2である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のハーフミラー基板の製造方法。 - 前記第3工程は、膜材料ガスとしてのTEOSガスに、希ガスを添加して、またはいずれのガスも添加しないでプラズマCVDにより前記SiO膜を形成する工程である
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のハーフミラー基板の製造方法。 - 前記第1工程は、真空蒸着により前記ベース基板に前記Sn膜を形成する工程である
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のハーフミラー基板の製造方法。 - ポリメチルメタクリレートまたはポリカーボネートからなるベース基板と、
前記ベース基板表面に形成される島状成長してなるSn膜と、
前記Sn膜を覆うように形成される、水蒸気透過率が前記ベース基板の水蒸気透過率以上であるSiO膜と、
前記Sn膜と前記SiO膜との界面に形成される主たる成分がSnO2である酸化Sn層と、を有する
ことを特徴とするハーフミラー基板。 - 前記酸化Sn層は、前記Sn膜に原子状酸素を含む化学種を照射するプロセスによって形成されたものである
ことを特徴とする請求項6に記載のハーフミラー基板。 - 前記原子状酸素を含む化学種を照射するプロセスとは、酸素プラズマ照射、またはO2,O3,CO,NO,NO2,N2Oからなる群から選ばれる1種以上の気体雰囲気におけ
る真空紫外光照射を行うプロセスである
ことを特徴とする請求項7に記載のハーフミラー基板。 - 前記SiO膜は、膜材料ガスとしてのTEOSガスに、希ガスを添加して、またはいずれのガスも添加しないでプラズマCVDにより前記SiO膜を形成したものである
ことを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載のハーフミラー基板。 - 前記Sn膜は、真空蒸着により形成されたものである
ことを特徴とする請求項6から請求項9のいずれか1項に記載のハーフミラー基板。
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