JP7307420B1 - 反射防止膜 - Google Patents
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Abstract
Description
前記低屈折率層は、ケイ素、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化ケイ素を主成分とし、有機フッ素化合物を含む反射防止膜によって上記課題を解決する。
前記高屈折率層は、
ニオブ、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化ニオブを主成分とし、有機フッ素化合物を含むか、又は
セリウム、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化セリウムを主成分とし、有機フッ素化合物を含む反射防止膜によって上記課題を解決する。
前記基材と、最も基材側の前記高屈折率層との間に、さらに前記低屈折率層を有し、
前記低屈折率層は、ケイ素、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化ケイ素を主成分とし、有機フッ素化合物を含む反射防止膜によって上記課題を解決する。
前記基材と、最も基材側の前記高屈折率層との間に、さらに前記低屈折率層を有し、
前記高屈折率層は、
ニオブ、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化ニオブを主成分とし、有機フッ素化合物を含むか、又は
セリウム、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化セリウムを主成分とし、有機フッ素化合物を含む反射防止膜によって上記課題を解決する。
図1は、本発明に係る反射防止膜の第1実施形態を示す断面図である。本実施形態の反射防止膜2は、基材1の表面に形成された薄膜であって、基材1の屈折率n0より低い屈折率n1を呈する低屈折率層21である。本実施形態の低屈折率層21は、基材1の表面に直接形成され、かつ最外層として形成される。本実施形態の低屈折率層21の膜厚は、特に限定されない。なお、本明細書において、最外層とは、基材1から見て最も外側に形成された層であって、それ以上外側の面に薄膜が形成されない層を言うものとする。
図2は、本発明に係る反射防止膜の第2実施形態を示す断面図である。本実施形態の反射防止膜2は、基材1の表面に形成された薄膜であって、基材1の屈折率n0より低い屈折率n1を呈する低屈折率層21と、基材2の屈折率n0より高い屈折率n2を呈する高屈折率層22とが、低屈折率層21が最外層となるように一又は複数積層されてなる。ここで、低屈折率層21と高屈折率層22の対は一対の積層でもよいし、複数対の積層にしてもよい。本実施形態の低屈折率層21及び高屈折率層22の膜厚及び膜厚比は、特に限定されない。
図3は、本発明に係る反射防止膜の第3実施形態を示す断面図である。本実施形態の反射防止膜2は、基材1の表面に形成された薄膜であって、基材1の屈折率n0より低い屈折率n1を呈する低屈折率層21と、基材2の屈折率n0より高い屈折率n2を呈する高屈折率層22とが、低屈折率層21が最外層となるように一又は複数積層され、さらに基材1と、最も基材1側の高屈折率層22との間に、さらに低屈折率層21を有してなる。ここで、低屈折率層21と高屈折率層22の対は一対の積層でもよいし、複数対の積層にしてもよい。本実施形態の低屈折率層21及び高屈折率層22の膜厚及び膜厚比は、特に限定されない。
ポリカーボネート製の基材1(エスカーボシート社製デクノロイC000,厚さが125μm,波長550nmにおける屈折率n0=1.59)の一方の表面に、スパッタ装置(シンクロン社製RAS-1100C)を用い、ターゲットを、インジウムを含有する酸化ケイ素-ポリテトラフルオロエチレン(酸化ケイ素とポリテトラフルオロエチレンとの重量比が7:1,インジウムの含有量が1wt%)とし、ターゲットのパワー密度を1.7W/cm2とし、雰囲気ガスをアルゴンガス100%とし、真空チャンバの成膜圧力を0.7Paとしたうえで、図1に示す膜構成の反射防止膜2を成膜した。得られた反射防止膜2を構成する低屈折率層21の膜厚は291nm、低屈折率層21の波長550nmにおける屈折率n1=1.453であった。
ポリエチレンテレフタレート製の基材1(東レ社製ルミラーT60,厚さが100μm,波長550nmにおける屈折率n0=1.66の一方の表面に、スパッタ装置(シンクロン社製RAS-1100C)を用い、低屈折率層21を成膜する場合には、ターゲットを、インジウムを含有する酸化ケイ素-ポリテトラフルオロエチレン(酸化ケイ素とポリテトラフルオロエチレンとの重量比が7:1,インジウムの含有量が1wt%)とし、ターゲットのパワー密度を1.7W/cm2とし、雰囲気ガスをアルゴンガス100%とし、真空チャンバの成膜圧力を0.7Paとし、高屈折率層22を成膜する場合には、ターゲットを、インジウムを含有する酸化セリウム-ポリテトラフルオロエチレン(酸化セリウムとポリテトラフルオロエチレンとの重量比が7:1,インジウムの含有量が1wt%)とし、ターゲットのパワー密度を4.4W/cm2とし、雰囲気ガスをアルゴンガス100%とし、真空チャンバの成膜圧力を1.0Paとしたうえで、図2に示す膜構成の反射防止膜2を、低屈折率層21と高屈折率層22との対は2対として成膜した。得られた反射防止膜2を構成する低屈折率層21と高屈折率層22の膜厚は、基材側から順に、13nm,32nm,113.9nm,81.3nm、低屈折率層21の波長550nmにおける屈折率n1=1.453、高屈折率層22の波長550nmにおける屈折率n2=2.136であった。
ポリカーボネート製の基材1(エスカーボシート社製デクノロイC000,厚さが125μm,波長550nmにおける屈折率n0=1.59)の一方の表面に、スパッタ装置(シンクロン社製RAS-1100C)を用い、低屈折率層21を成膜する場合には、ターゲットを、インジウムを含有する酸化ケイ素-ポリテトラフルオロエチレン(酸化ケイ素とポリテトラフルオロエチレンとの重量比が7:1,インジウムの含有量が1wt%)とし、ターゲットのパワー密度を1.7W/cm2とし、雰囲気ガスをアルゴンガス100%とし、真空チャンバの成膜圧力を0.7Paとし、高屈折率層22を成膜する場合には、ターゲットを金属ニオブとし、ターゲットのパワー密度を5.2W/cm2とし、雰囲気ガスを酸素ガス/アルゴンガスの比が30%のガスとし、真空チャンバの成膜圧力を0.3Paとしたうえで、図3に示す膜構成の反射防止膜2を、低屈折率層21と高屈折率層22との対は2対として成膜した。得られた反射防止膜2を構成する低屈折率層21と高屈折率層22の膜厚は、基材側から順に、40.4nm,13.9nm,42.1nm,113.9nm,81.3nm、低屈折率層21の550nmにおける屈折率n1=1.453、高屈折率層22の550nmにおける屈折率n2=2.356であった。
ポリカーボネート製の基材1(エスカーボシート社製デクノロイC000,厚さが125μm,波長550nmにおける屈折率n0=1.59)の一方の表面に、スパッタ装置(シンクロン社製RAS-1100C)を用い、低屈折率層21を成膜する場合には、ターゲットを金属シリコンとし、ターゲットのパワー密度を3.4W/cm2とし、雰囲気ガスを酸素ガス/アルゴンガスの比が11%のガスとし、真空チャンバの成膜圧力を0.4Paとし、高屈折率層22を成膜する場合には、ターゲットを金属ニオブとし、ターゲットのパワー密度を5.2W/cm2とし、雰囲気ガスを酸素ガス/アルゴンガスの比が30%のガスとし、真空チャンバの成膜圧力を0.3Paとしたうえで、図3に示す膜構成の反射防止膜2を、低屈折率層21と高屈折率層22との対は2対として成膜した。得られた反射防止膜2を構成する低屈折率層21と高屈折率層22の膜厚は、基材側から順に、40.4nm,13.9nm,42.1nm,113.9nm,81.3nm、低屈折率層21の波長550nmにおける屈折率n1=1.469、高屈折率層22の波長550nmにおける屈折率n2=2.356であった。
耐熱クラック性について、実施例1及び実施例3の反射膜は、比較例1に対して耐熱クラック性に優れている。なお、実施例2の反射膜は、基材1(PET製)の耐熱温度が試験温度より低く、加熱時に基材1が変形したため、評価不能となった。ナノインデンターによる硬さ評価について、実施例1~3及び比較例1のいずれも、4GPa以上という結果となり、十分な硬さを有する。特に実施例2の反射角の硬さが一番高い結果となった。これはCeO2の膜硬度がSiO2やNb2O5より高いため、反射防止膜を形成したときにCeO2膜の性能が顕在化したものと推察される。引張クラック性について、実施例1~3の反射膜は、いずれもクラックが発生しなかったのに対し、比較例1の反射膜は2%引張後にクラックが発生した。
2…反射防止膜
21…低屈折率層
22…高屈折率層
3…スパッタ装置
31…真空チャンバ
32…基板ホルダ
33,34…スパッタ源
331,341…交流電源
332,342…成膜プロセス領域
333,343…仕切壁
35…プラズマ源
351…ケース体
352…誘電体モジュール
353…高周波電源
354…反応プロセス領域
355…仕切壁
356…反応処理用ガス供給系
Claims (9)
- 基材の表面に、最外層として、前記基材の屈折率より低い屈折率の低屈折率層を有し、
前記低屈折率層は、ケイ素、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化ケイ素を主成分とし、有機フッ素化合物を含む反射防止膜。 - 前記基材と前記最外層としての低屈折率層との間に、前記基材の屈折率より高い屈折率の高屈折率層を有し、
前記高屈折率層は、
ニオブ、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有するか、又は
セリウム、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有する請求項1に記載の反射防止膜。 - 前記基材と前記高屈折率層との間に、さらに前記低屈折率層を有する請求項2に記載の反射防止膜。
- 基材の表面に、前記基材の屈折率より低い屈折率の低屈折率層と、前記基材の屈折率より高い屈折率の高屈折率層とが、前記低屈折率層が最外層となるように一又は複数積層され、
前記高屈折率層は、
ニオブ、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化ニオブを主成分とし、有機フッ素化合物を含むか、又は
セリウム、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化セリウムを主成分とし、有機フッ素化合物を含む反射防止膜。 - 前記基材と、最も基材側の前記高屈折率層との間に、さらに前記低屈折率層を有する請求項4に記載の反射防止膜。
- 前記低屈折率層は、ケイ素、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有する請求項4に記載の反射防止膜。
- 基材の表面に、前記基材の屈折率より低い屈折率の低屈折率層と、前記基材の屈折率より高い屈折率の高屈折率層とが、前記低屈折率層が最外層となるように一又は複数積層され、
前記基材と、最も基材側の前記高屈折率層との間に、さらに前記低屈折率層を有し、
前記低屈折率層は、ケイ素、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化ケイ素を主成分とし、有機フッ素化合物を含む反射防止膜。 - 基材の表面に、前記基材の屈折率より低い屈折率の低屈折率層と、前記基材の屈折率より高い屈折率の高屈折率層とが、前記低屈折率層が最外層となるように一又は複数積層され、
前記基材と、最も基材側の前記高屈折率層との間に、さらに前記低屈折率層を有し、
前記高屈折率層は、
ニオブ、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化ニオブを主成分とし、有機フッ素化合物を含むか、又は
セリウム、炭素、フッ素及び酸素を必須成分として含有し、さらにインジウム、錫又はビスマスの少なくともいずれかを必須成分として含有し、酸化セリウムを主成分とし、有機フッ素化合物を含む反射防止膜。 - 前記基材は、ガラス材又はプラスチック材からなる請求項1~8のいずれか一項に記載の反射防止膜。
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