KR20050001425A

KR20050001425A - 고반사경

Info

Publication number: KR20050001425A
Application number: KR1020040047824A
Authority: KR
Inventors: 신나오꼬; 오야마다꾸지; 가도와끼가즈오
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2005-01-06
Also published as: CN1576902A; US20050008879A1; US7189460B2; CN100403067C

Abstract

(과제) 가시광역에서 높은 반사율을 가지고, 내습성이나 내염수성 등의 내구성이 우수하며, 또한 입사각 의존성이 작은 (빛의 입사각에 따라서 반사율이 쉽게 변동하지 않는) 고반사경의 제공.

(해결수단) 기판 위에, 은막, 저굴절률막, 고굴절률막이 이 순서대로 적층된 고반사경으로, 상기 은막의 기판과 반대측에는 밀착개선막이 형성되고, 상기 저굴절률막의 소쇠계수(消衰係數)가 0.01 이하이고, 상기 고굴절률막의 소쇠계수가 0.01 이하이고, 상기 밀착개선막이 산화물막이며, 또한 상기 밀착개선막의 소쇠계수가 0.1 이하인 것을 특징으로 하는 고반사경.

Description

고반사경 {HIGH REFLECTANCE MIRROR}

본 발명은, 주로 프로젝션 텔레비전이나 휴대전화 등의 소형 액정 디스플레이용 백라이트 모듈에 사용되는 고반사경에 관한 것이다.

종래, 플랫 패널 디스플레이 등의 전자기기에 사용되는 반사경으로서 메탈막을 반사에 이용한 거울이 널리 사용되고 있다. 전자기기의 휘도 향상 및 에너지 소비절약을 위해서는 반사경의 반사율을 높이는 것이 중요하다. 예를 들어, 휴대전화 등에 사용되는 액정 디스플레이에서는 백라이트를 반사시키는 거울이 사용되고 있지만, 이 거울은 경량화를 위해 기판으로서 필름이 사용되고, 반사율이높은 반사경이 요구된다. 또한, 프로젝션 텔레비전과 같은 대(大)화면 스크린에 화상을 비추기 위해서는 광학계에 있어서 복수개의 반사경이 필요하기 때문에, 반사 회수가 증가함에 따라서 광량은 저하된다. 그 결과, 최종적으로 얻어지는 광량이 작아져 화면의 휘도가 저하된다는 문제점이 있어, 종래보다도 더욱 반사율이 높은 반사경이 요구된다.

종래부터 메탈막의 재료로서 알루미늄이 사용되고 있다. 그러나, 메탈막의 재료로서 알루미늄을 사용한 경우에는 빛의 입사각에 따라서 반사율이 변화하여, 반사색에 편차가 생기는 문제가 발생한다.

상기 문제점을 해결하기 위해 알루미늄보다도 가시광역의 반사율이 높은 은을 메탈막의 재료로서 사용하는 것이 실시되고 있다. 그러나, 은은 알루미늄과 비교하여 가시광역에서의 반사율은 높지만, 내습성이나 내염수(鹽水)성 등의 내구성이 낮고, 또한 막의 강도가 약하고 기판과의 밀착성이 나쁘기 때문에 때문에 흠집이 생기기 쉽다는 문제점이 있었다.

메탈막으로서 Ag 막을 사용하고, 고반사율을 가지며 또한 내구성이 우수한 거울로서, 유리 기판 위에 Al₂O₃막, Ag 막, Al₂O₃막, TiO₂막의 순으로 적층된 고반사경이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 그러나, 이 고반사경은 Ag 막의 기판과 반대측의 Al₂O₃막을 제조하는 경우에 산소를 도입하기 때문에, 은이 산화되기 쉬워 반사율이 낮아진다는 문제가 있다.

또한, Ag 막과 기판의 밀착성을 개선하기 위해 Ag 에 Ce, Nd 와 같은 금속을혼합시킨 반사막도 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조). 그러나 이 반사막은 은의 단일막이기 때문에, Ag 막과 기판의 밀착성에 관해서 기재되어 있을 뿐으로, Ag 막과 다른 층과의 밀착성에 관해서는 전혀 평가되어 있지 않다.

또한, Ag 막 위에 Al₂O₃막, ZrO₂막, SiO₂막을 형성한 반사경이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 3 참조). 여기서, Al₂O₃막은 Ag 막의 내구성을 향상시키기 위한 보호막이고, ZrO₂막은 반사 효율의 향상을 위한 막이고, SiO₂막은 보호막이라는 내용이 기재되어 있다. 또한, 기판과 Ag 막의 밀착성을 향상시키기 위해 기재와 Ag 막의 사이에 산화크롬으로 이루어지는 막을 형성하는 것이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 4 참조). 또한, Ag 막 위에 Al₂O₃막을 형성하고, 그 위에 내구성을 향상시키기 위해서 산화지르코늄, 이산화규소, 산화티탄, 산화하프늄, 산화주석, 산화안티몬, 산화텅스텐 등의 층을 형성하는 것이 기재되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 5 참조). 또한, 내구성 향상을 위해 기판과 Ag 막의 사이에 산화규소로 이루어지는 하지막을 형성하는 것이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 6 참조). 그러나, 이들 반사막은 가시광역의 반사율이 낮다는 점에서 문제가 있다.

(특허문헌 1)

일본 공개특허공보 2003-4919호

(특허문헌 2)

일본 공개특허공보 2002-226927호

(특허문헌 3)

일본 공개특허공보 평5-127004호

(특허문헌 4)

일본 공개특허공보 2000-81505호

(특허문헌 5)

일본 공개특허공보 2000-241612호

(특허문헌 6)

일본 공개특허공보 2001-74922호

본 발명은, 가시광역에서 높은 반사율을 가지고, 내습성이나 내염수성 등의 내구성이 우수하며, 또한 입사각 의존성이 작은 (빛의 입사각에 따라서 반사율이 쉽게 변동하지 않는) 고반사경을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명의 고반사경의 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 기판 2: 하지막

3: 은막 4: 밀착개선막

5: 산화방지막 6: 저굴절률막

7: 고굴절률막 10: 고반사경

본 발명은 이하에 나타내는 구성을 제공한다.

기판 위에, 은막, 저굴절률막, 고굴절률막이 이 순서대로 적층된 고반사경으로서, 상기 은막의 기판과 반대측에는 밀착개선막이 형성되고, 상기 저굴절률막의 소쇠계수(Extincion Coefficient)가 0.01 이하이고, 상기 고굴절률막의 소쇠계수가 0.01 이하이고, 상기 밀착개선막이 산화물막이며, 또한 상기 밀착개선막의 소쇠계수가 0.1 이하인 것을 특징으로 하는 고반사경.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 고반사경에 있어서 기판의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 1) 소다라임 유리 등의 유리, 2) PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 등의 필름 등을 들 수 있다. 유리를 사용하는 것이 대면적이라도 휨이나 구부러짐이 생기기 어렵다는 점에서 바람직하고, 필름을 사용하는 것이 경량화가 가능하다는 점에서 바람직하다. 기판의 두께는, 기판이 유리인 경우는 0.5∼8.0㎜ 인 것이 고반사경의 강도나 사용의 편리함이란 점에서 바람직하다. 기판이 필름인 경우는 30∼500㎛ 인 것이 경량화할 수 있다는 점에서 바람직하다. 기판의 형상은, 평면경, 오목면경, 볼록면경, 사다리꼴형 거울 등과 같이 각종 반사용 광학부재의 기체로서 요구되는 형상이면 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 고반사경을 스퍼터링법으로 형성하는 경우, 스퍼터링법에 의해 형성된 막은 증착법 등에 의해 형성된 막보다도 막의 균일성이 우수하기 때문에 커다란 기판에 막을 형성하는 것이 가능하다. 예를 들어, 기판의 면적이 0.1∼5m²와 같이 큰 면적을 갖는 기판이라도 막을 형성하는 것이 가능하기 때문에, 특히 대면적의 리어 프로젝션 텔레비전용 광학부품으로서 유용하다.

빛을 유효하게 반사시키는 은막은 은을 주성분으로 하는 막으로서, 은을 90at% 이상 함유하는 것이 가시광역의 반사율 면에서 바람직하다. 은막을 사용함으로써 가시광역의 반사율을 높이고, 입사각에 의한 반사율의 의존성을 저감시킬 수 있다. 은막은 구리 등의 불순물을 함유하고 있어도 되지만, 그 함유량은 10at% 이하인 것이 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서 「가시광역」이란400∼800㎚ 의 파장역을 의미한다.

또한, 은막은 은과 그 밖의 금속의 합금막일 수도 있다. 그 밖의 금속으로는, 구체적으로는 Au 를 들 수 있다. Au 와의 합금막으로 함으로써 은막의 내구성이 향상되기 때문에 바람직하다. 합금막 중의 그 밖의 금속의 함유량은 0.5∼10at% 인 것이 내구성 향상이란 점에서 바람직하다. 또한, 합금막 중에서의 은의 함유량은 90at% 이상인 것이 가시광역의 반사율 면에서 바람직하다.

은막의 기하학적 막두께 (이하, 간단히 막두께라고 한다) 는 60∼200㎚, 특히 80∼120㎚ 인 것이 바람직하다. 60㎚ 미만에서는 가시광역의 반사율이 저하되고, 200㎚ 를 초과하면 표면의 요철에 의해 광흡수가 발생하여 결과적으로 가시광역의 반사율이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 저굴절률막은, 파장 550㎚ 에서의 굴절률이 1.35∼1.75 인 것이 바람직하다. 또한, 저굴절률막은 반사율 면에서 투명한 막일 필요가 있고, 구체적으로는 가시광역의 소쇠계수 (이하, 간단하게 소쇠계수라고 한다) 가 0.01 이하이고, 0.008 이하, 특히 0.005 이하인 것이 바람직하다. 저굴절률막의 재료는 구체적으로는, 산화규소 등의 산화물인 것이 광학적 특성의 변동이 적다는 점에서 바람직하다. 저굴절률막의 막두께는 25∼60㎚, 특히 28∼45㎚ 인 것이 최적의 반사율을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다. 또한, 저굴절률막이 산화규소막일 때 산화규소막의 규소의 함유량은, 산화규소막 중의 전체 금속 및 반도체 원소에 대하여 90질량% 이상인 것이 원하는 굴절률을 갖는 막을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다. 산화규소막 중에 알루미늄 등의 다른 금속이 함유되어 있을 수도 있다. 또, 굴절률이란 복소굴절률의 실수부를 의미하고, 소쇠계수란 가시광역에서의 복소굴절률의 허수부를 의미하며, 각각 분광 엘립소미터 (예를 들어, VASE : J.A.Woollam 사 제조) 에 의해 측정할 수 있다.

상기 저굴절률막은 단층일 수도 있고, 복수층으로 이루어져 있을 수도 있다. 복수층으로 이루어지는 경우는, 모든 층이 파장 550㎚ 에서의 굴절률이 1.35∼1.75 인 것이 바람직하다. 저굴절률막은 복수층이라도 각각 투명할 필요가 있고, 모든 층의 소쇠계수는 0.01 이하이며, 0.008 이하, 특히 0.005 이하인 것이 바람직하다. 또한, 복수층의 막두께의 합계가 25∼60㎚, 특히 28∼45㎚ 인 것이 최적의 반사율을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다.

본 발명의 고굴절률막은, 파장 550㎚ 에서의 굴절률이 1.8∼2.8 인 것이 바람직하다. 또한, 고굴절률막은, 반사율 면에서 투명한 막인 필요가 있고, 구체적으로는 소쇠계수가 0.01 이하이며, 0.008 이하, 특히 0.005 이하인 것이 바람직하다. 고굴절률막의 재료는, 구체적으로는 산화니오브, 산화지르코늄, 산화탄탈, 산화하프늄, 산화티탄 및 산화주석으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 것이 반사율 면에서 바람직하다. 특히, 산화니오브인 것이 굴절률이 높고, 흡수율이 낮으며, 또한 막형성 속도가 빠르다는 점에서 바람직하다. 또한, 고굴절률막의 재료는 복합 산화물일 수도 있다. 고굴절률막의 막두께는, 30∼65㎚, 특히 40∼65㎚ 인 것이 최적의 반사율을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다. 고굴절률막이 산화니오브막일 때 산화니오브막 중의 니오브의 함유량은, 산화니오브막 중의 전체 금속 원소에 대하여 90질량% 이상인 것이 원하는 굴절률막을 얻을수 있다는 점에서 바람직하다.

상기 고굴절률막은 단층일 수도 있고, 복수층으로 이루어져 있을 수도 있다. 복수층으로 이루어지는 경우는, 모든 층이 파장 550㎚ 에서의 굴절률이 1.8∼2.8 인 것이 바람직하다. 고굴절률막은 복수층이라도 각각 투명한 필요가 있고, 모든 층의 소쇠계수는 0.01 이하이며, 0.008 이하, 특히 0.005 이하인 것이 바람직하다. 또한, 복수층의 막두께의 합계가 30∼65㎚, 특히 40∼65㎚ 인 것이 최적의 반사율을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다.

본 발명에서는, 저굴절률막과 고굴절률막을 이 순서대로 1 회 적층한 예를 설명하였지만, 1 회만이 아니라 저굴절률막과 고굴절률막을 이 순서대로 복수회 적층할 수도 있다. 복수회 적층함으로써 더욱 반사율을 향상시킨 고반사경을 형성할 수 있다. 또한 기판으로부터 가장 떨어진 층으로서 내구성을 향상시키기 위한 층을 형성시키는 것도 가능하다.

본 발명의 고반사경은, 은막의 기판측에 하지막을 형성하는 것이 바람직하다. 하지막을 형성함으로써 은막과 기판의 밀착성을 향상시키는 것이 가능해져, 내구성이 우수한 고반사경을 얻을 수 있다. 하지막의 재료는, 기판과 은막의 밀착성 면에서, 산화물, 산질화물 및 질화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 것이 바람직하고, 구체적으로는 산화아연, 산화주석, 산화인듐, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화니오브 및 산화크롬으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 산화규소는 은과의 밀착성이 떨어지기 때문에, 산화규소막과 은막이 접촉하지 않는 구성이라면 하지막으로서 사용하는 것이 가능하다. 또한, 하지막의 재료는 복합산화물일 수도 있다. 하지막의 막두께는, 1∼20㎚, 특히 2∼10㎚, 또한 3∼7㎚ 인 것이 바람직하다. 1㎚ 미만에서는 밀착성 향상의 효과가 나타나기 어렵고, 20㎚ 를 초과하면 표면의 요철이 커져 반사율이 낮아지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 상기 하지막은 단층일 수도 있고, 복수층으로 이루어져 있을 수도 있다. 복수층인 경우는 막두께의 합계가 상기 범위인 것이 바람직하다.

하지막이 산화아연막인 경우 산화아연막 중의 아연의 함유량은, 산화아연막 중의 전체 금속 원소에 대하여 90질량% 이상인 것이 바람직하다. 산화아연막 중에 다른 금속을 함유하고 있을 수도 있다. 다른 금속을 함유함으로써 더욱 기판과 은막의 밀착성을 개선할 수 있다. 다른 금속으로는 알루미늄, 갈륨, 주석, 티탄, 규소 등을 들 수 있고, 그 함유량은 산화물 환산으로 2∼10질량% 인 것이 기판과 은막의 밀착성을 개선할 수 있다는 점에서 바람직하다.

본 발명의 고반사경은 은막의 기판과 반대측에 밀착개선막을 형성한다. 밀착개선막에 의해 은막의 산화를 방지하여 고반사경의 내습성 향상에 기여하는 동시에, 저굴절률막과 은막의 밀착성도 향상시킬 수 있다. 밀착개선막은, 반사율 면에서 투명한 막일 필요가 있고, 구체적으로는 소쇠계수가 0.1 이하, 바람직하게는 0.05 이하, 특히 바람직하게는 0.02 이하이다. 밀착개선막의 재료는, 기판과 은막의 밀착성 면에서 소쇠계수가 0.1 이하인 산화물이고, 구체적으로는, 산화아연, 산화주석, 산화인듐, 산화알루미늄 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 산화규소는 은과의 밀착성이 떨어지기 때문에, 산화규소막과 은막이 접촉하지 않는 구성이라면 밀착개선막으로서 사용하는 것이 가능하다. 또한, 밀착개선막의 재료는 복합산화물일 수도 있다. 밀착개선막의 막두께는, 3∼14㎚, 특히 4∼12㎚, 또한 4∼6㎚ 인 것이 바람직하다. 3㎚ 미만에서는 밀착성 향상 및 산화 방지의 효과가 나타나기 어렵고, 14㎚ 를 초과하면 표면의 요철이 커져 반사율이 낮아지기 때문에 바람직하지 않다. 상기 밀착개선막은 단층일 수도 있고, 복수층으로 이루어져 있을 수도 있다. 복수층인 경우는 막두께의 합계가 상기 범위인 것이 바람직하다.

밀착개선막이 산화아연막인 경우, 산화아연막 중의 아연의 함유량은 산화아연막 중의 전체 금속 원소에 대하여 90질량% 이상인 것이 바람직하다. 산화아연막 중에 다른 금속을 함유하고 있을 수도 있다. 다른 금속을 함유함으로써 더욱 기판과 은막의 밀착성을 개선할 수 있다. 다른 금속으로는, 구체적으로는, 갈륨, 주석, 규소 및 티탄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 들 수 있고, 다른 금속의 함유량은, 산화아연막 중의 전체 금속 원소에 대하여 산화물 환산으로 합계 3∼10질량% 인 것이 응력 완화란 점에서 바람직하다. 또, 다른 금속으로서 알루미늄은 가시광역에서의 흡수가 있다는 점에서 바람직하지 않다.

밀착개선막이 갈륨, 주석, 규소 및 티탄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 산화아연막 (이하, GSTZO 막이라고 한다) 인 경우, 추가로 규소를 함유하고 있을 수도 있다. 규소를 함유시킴으로써 막이 환원되기 어려워져, 안정적인 광학 특성을 갖는 막을 형성할 수 있다. GSTZO 막 중의 규소의 함유량은, GSTZO 막 중의 전체 금속 원소에 대하여 0.1∼1질량% 인 것이 바람직하다.

또, 밀착개선막의 기판과 반대측에 산화방지막을 형성할 수도 있다. 산화방지막을 형성함으로써 은막의 산화를 보다 효과적으로 방지할 수 있어, 반사율을 더욱 높이는 것이 가능해진다. 산화방지막은, 반사율 및 밀착성 면에서 소쇠계수가 0.01 이하이고, 특히 0.001 이하인 것이 바람직하다. 또한, 산화가 표면에서 발생하여 내부까지 산소가 확산되지 않는 것이 바람직하다. 또한, 반사율이 저하되지 않는다는 점에서 산화 후의 굴절률이 1.8 보다도 작은 것이 바람직하다. 상기 점을 고려하면, 산화방지막의 재료는 산화알루미늄, 질화알루미늄 및 질화규소으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 것이 바람직하다. 상기 산화방지막은 단층일 수도 있고, 복수층으로 이루어져 있을 수도 있다. 또한, 알루미늄에 Mg, Si, Zr 등의 금속을 도핑시킬 수도 있다.

특히 밀착개선막을 약간의 흡수가 존재하는 막 (예를 들어, GSTZO 막) 으로 한 경우, 은막과의 밀착성은 충분해지지만, 밀착개선막의 흡수에 의해 고반사경의 반사율이 적게나마 저하된다. 따라서, 밀착개선막을 얇은 막두께 (예를 들어 1∼3 ㎚) 로 형성하고, 또 그 위에 흡수가 거의 없는 산화방지막을 형성하면 더욱 반사율의 향상이 가능해지기 때문에 바람직하다.

산화방지막이 산화알루미늄막인 경우, 산화알루미늄막을 형성하는 방법으로서, 알루미늄막을 우선 형성하고, 그 후, 상층의 막을 형성할 때에 조(槽) 내에 존재하는 산소에 의해 알루미늄막을 산화시켜 산화알루미늄막으로 하는 방법을 예시할 수 있다. 상기 방법은, 산소가 존재하지 않는 분위기에서 알루미늄막을 형성할 수 있어, 은막의 산화를 방지할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 산화된 후에도 밀착성이 양호하다는 점은 유지되기 때문에 바람직하다. 산화알루미늄막의 막두께는 0.5∼6㎚ 인 것이 바람직하다.

또한, 산화방지층이 질화알루미늄막인 경우, 질화알루미늄막을 형성하는 방법으로서, 조 안에 질소를 함유시키면서 알루미늄을 막형성시키는 것에 의해 질화알루미늄막으로 하는 방법을 예시할 수 있다. 질화알루미늄막의 막두께는 0.5∼10㎚ 인 것이 바람직하다.

특히 밀착개선막을 GSTZO 막으로 하고, 산화방지막을 산화알루미늄막으로 함으로써, 내구성 향상 및 반사율 향상이라는 양쪽의 효과를 얻을 수 있기 때문에 특히 바람직하다.

본 발명의 고반사경은, 전술한 바와 같이, 기판의 한 면에 은막, 저굴절률막, 고굴절률막의 구성을 포함하는 다층막을 형성하고 있지만, 이들 다층막을 기판의 양면에 형성할 수도 있다. 또한, 양면에 형성되는 다층막의 구성은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.

본 발명의 고반사경은, 고반사경의 공기에 접하는 층으로의 막면의 입사광에 대한 반사율 (이하, 막면 반사율이라고 한다) 의 가시광역 전역에 있어서의 최저값이, 입사각이 0∼75도의 범위에서 85% 이상, 특히 88% 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 막면 반사율의 가시광역 전역에 있어서의 최저값이, 입사각이 15도, 45도, 75도에 있어서 모두 85% 이상, 특히 88% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 막면 반사율의 가시광역 전역에 있어서의 최고값이, 입사각이 0∼75도의 범위에서95% 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 막면 반사율의 가시광역 전역에 있어서의 최고값이, 입사각이 15도, 45도, 75도에 있어서 각각 95.5% 이상, 95.5% 이상, 95% 이상인 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 96.5% 이상, 96.5% 이상, 96% 이상이다. 본 발명의 고반사경은, 입사각에 의존하는 일 없이 막면 반사율이 상기한 바와 같이 높은 값으로 되기 때문에, 프로젝션 텔리비전이나 액정 디스플레이와 같은 전자기기에 있어서 반사를 반복하여도 휘도가 낮아지는 일이 없이 화상을 비추는 것이 가능해진다. 또, 입사각이란 막면에 대하여 수직인 선에 대한 각도를 의미한다.

본 발명의 고반사경은, 금속 타겟 및 금속 산화물 타겟을 사용하여 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다. 고반사경이, 기판으로부터 순서대로 하지막, 은막, 밀착개선막, 저굴절률막, 고굴절률막과 같은 구성을 갖는 경우의 고반사경의 제조방법을 하기에 설명한다. 우선, 기판 위에, 1) 하지막을 금속 타겟을 사용하여 반응성 스퍼터링법에 의해 형성하고, 2) 이 하지막 위에 은막을 은 또는 은합금의 타겟을 사용하여 스퍼터링법에 의해 형성하고, 3) 이 은막 위에 밀착개선막을 금속 산화물 타겟을 사용하여 스퍼터링법에 의해 형성하고, 4) 이 밀착개선막 위에 저굴절률막을 금속 타겟을 사용하여 반응성 스퍼터링법에 의해 형성하며, 5) 이 저굴절률막 위에 고굴절률막을 금속 타겟을 사용하여 반응성 스퍼터링법에 의해 형성하다. 3) 의 밀착개선막을 형성하는 경우, 은의 산화를 방지하기 위해 산소 등의 산화성 가스가 존재하지 않는 분위기에서 밀착개선막을 형성하는 것이 바람직하다. 밀착개선막을 형성하는 경우, 스퍼터링 가스 중의 산화성 가스의 함유량은 10체적%이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 고반사경 (10) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 (1) 으로부터 순서대로, 하지막 (2), 은막 (3), 밀착개선막 (4), 산화방지막 (5), 저굴절률막 (6), 고굴절률막 (7) 과 같은 구성을 갖는다.

스퍼터링법으로는, 교류 (AC) 또는 직류 (DC) 스퍼터링법을 사용할 수 있다. DC 스퍼터링법에는, 펄스 DC 스퍼터링법을 포함한다. AC 스퍼터링법 또는 펄스 DC 스퍼터링법은 이상 방전을 방지한다는 점에서 유효하다. 또한, 치밀한 막을 형성할 수 있다는 점에서는 AC 또는 DC 반응성 스퍼터링법이 유효하다. 또한, 증착법과 비교하여, 스퍼터링법은 대면적의 기판에 막을 형성할 수 있고, 또 막두께의 막면 분포 편차가 작다는 점에서 우수하다.

본 발명의 고반사경은, 플랫 패널 디스플레이, 프로젝션 텔레비전, 휴대전화 등에 사용되는 표시 디스플레이 등의 광원의 반사부재로서 유효하다.

(실시예)

이하에, 본 발명의 고반사경의 실시예 (예 1∼5, 10∼12, 14∼16), 비교예 (예 6∼8, 13, 17), 필름의 실시예 (예 9) 에 대해서 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다.

(예 1)

진공조 안에, 기판으로서 청정화시킨 소다라임 유리판 (100㎜×100mm×2㎜ 두께) 을 설치하고, 타겟으로서 알루미늄을 첨가한 산화아연 타겟 (산화알루미늄의 함유율 3질량%, 산화아연의 함유율 97질량%), Au 를 첨가한 은합금 타겟 (Au 함유율 2at%, 은의 함유율 98at%), 갈륨을 첨가한 산화아연 타겟 (산화갈륨의 함유율 5.7질량%, 산화아연의 함유율 94.3질량%), 금속 규소 타겟 (보론이 도핑된 다결정 타겟, 규소의 함유율 99.999질량%), 금속 니오브 타겟 (니오브의 함유율 99.9질량%) 을 각각 캐소드 상부의 기판의 대향 위치에 설치한 후, 진공조 안을 2×10^-3Pa 까지 배기시켰다. 타겟 표면의 사이즈는 각각 177.8㎜×381㎜ 였다. 그리고, 하기의 A)∼E) 의 막을 순서대로 형성함으로써 고반사경을 얻었다.

A) …(하지막 (산화아연막) 의 형성)

스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 300sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 1kW 의 조건에서 알루미늄을 첨가한 산화아연 타겟을 사용하여, 유리 기판 위에 알루미늄 도핑 산화아연막을 5㎚ 의 막두께로 형성하였다. 알루미늄 도핑 산화아연막의 성분은 타겟과 동등하였다.

B) …(은합금막의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 300sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 1kW 의 조건에서 Au 를 첨가한 은합금 타겟을 사용하여, 하지막 위에 은합금막을 100㎚ 의 막두께로 형성하였다. 은합금막의 성분은 타겟과 동등하였다.

C) …(밀착개선막 (산화아연막) 의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 300sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 1kW 의 조건에서 갈륨을 첨가한 산화아연 타겟을 사용하여, 은합금막 위에 갈륨 도핑 산화아연막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.99, 소쇠계수: 0.017) 을 10㎚ 의 막두께로 형성하였다. 갈륨 도핑 산화아연막의 성분은 타겟과 동등하였다.

D) …(저굴절률막 (산화규소막) 의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 규소 타겟을 사용하여, 밀착개선막 위에 산화규소막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.46, 소쇠계수: 0) 을 30㎚ 의 막두께로 형성하였다.

E) …(고굴절률막 (산화니오브막) 의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 니오브 타겟을 사용하여, 저굴절률막 위에 산화니오브막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 2.30, 소쇠계수: 0) 을 43㎚ 의 막두께로 형성하였다.

형성된 고반사경의 내구성을 하기 방법으로 평가하여, (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(1) 고온 내습 시험

형성된 고반사경을 50㎜ 각으로 잘라내어 샘플로 사용하였다. 온도 50℃, 상대습도 95% 의 분위기 중에 샘플을 24 시간 방치하여, 방치 후의 막 박리나 부식의 유무를 확인하였다. Ｏ: 막의 박리도 없고, 부식도 검출되지 않았다. ×: 막에 박리나 부식이 검출되었다.

(2) 염수 시험

형성된 고반사경을 50㎜ 각으로 잘라내어 샘플로 사용하였다. 염화나트륨을 5질량% 함유한 염수 중에 샘플을 24 시간 침지시켜, 침지 후의 막 박리나 부식의 유무를 확인하였다. Ｏ: 막의 박리도 없고, 부식도 검출되지 않았다. ×: 막에 박리나 부식이 검출되었다.

(3) 테이프 박리 시험

형성한 고반사경의 막면에 접착 테이프 No.610 (스미토모 3M 사 제조) 를 손의 힘으로 강하게 접착시킨 다음, 단번에 벗긴 후의 막 박리의 유무를 확인하였다. Ｏ: 막의 박리가 없었다. ×: 막의 박리가 보였다.

(4) 가제 러빙 시험

형성한 고반사경의 막면에 가제Ⅰ (일본약국방 제조) 를 손의 힘으로 강하게 20 회 문지르고, 문지른 후의 막 박리나 흠집의 유무를 확인하였다. Ｏ: 막의 박리도 없고, 흠집도 검출되지 않았다. ×: 막에 박리나 흠집이 검출되었다.

(5) 막면 반사율

형성된 고반사경의 막면 반사율을 입사각 15도, 45도, 75도의 각 각도에서 분광광도계 ART-25 GT (JASCO 제조) 를 사용하여 측정하여, 가시광역 전역에서의 최저값 및 최고값을 산출하였다. 또, 입사각이란 막면에 수직인 선에 대한 각도를 의미한다.

(예 2)

예 1 에서, 고굴절률막으로서 산화니오브를 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 지르코늄 타겟 (지르코늄의 함유율 99.9질량%) 을 사용하여 고굴절률막으로서 산화지르코늄막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 2.11, 소쇠계수: 0) 을 47㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성한다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가한다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 3)

예 1 에 있어서, 고굴절률막으로서 산화니오브를 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 탄탈 타겟 (탄탈의 함유율 99.99질량%) 을 사용하여 고굴절률막으로서 산화탄탈막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 2.03, 소쇠계수: 0) 을 49㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 와 동일하게 처리하여 고반사경을 형성한다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가한다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 4)

예 1 에서, 고굴절률막으로서 산화니오브를 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 티탄 타겟 (티탄의 함유율 99.99질량%) 을 사용하여 고굴절률막으로서 산화티탄막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 2.4, 소쇠계수: 0.003) 을 33㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 과 동일하게 처리하여고반사경을 형성한다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가한다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 5)

예 1 에서, 고굴절률막으로서 산화니오브를 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 하프늄 타겟 (하프늄의 함유율 98질량%) 을 사용하여 고굴절률막으로서 산화하프늄막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 2.07, 소쇠계수: 0) 을 50㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성한다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가한다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 6) (비교예)

예 1 에 있어서, 밀착개선막으로서 갈륨 도핑 산화아연막을 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 210sccm, 질소를 90sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, 투입 전력 2kW 의 조건에서 AC 반응성 스퍼터링법에 의해 금속 규소 타겟 (규소의 함유율 99.999질량%) 을 사용하여 밀착개선막으로서 질화규소막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 2.03, 소쇠계수: 0) 을 5㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성하였다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가하였다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 7) (비교예)

예 1 에서, 밀착개선막으로서 갈륨 도핑 산화아연막을 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 300sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 1kW 의 조건에서 알루미늄을 첨가한 산화아연 타겟 (산화알루미늄 함유율 3질량%, 산화아연의 함유율 97질량%) 을 사용하여 밀착개선막으로서 알루미늄 도핑 산화아연막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 2.02, 소쇠계수: 0.2) 을 5㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성하였다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가하였다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 8) (비교예: Al 반사경)

스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 300sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 1kW 의 조건에서 알루미늄 타겟 (순도 99.9999질량%) 을 사용하여 유리 기판 위에 알루미늄막을 80㎚ 의 막두께로 형성하였다.

이어서, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안으로 도입하고, AC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 규소 타겟 (보론 도핑된 다결정 타겟, 규소의 함유율 99.999질량%) 을 사용하여, 알루미늄막 위에 산화규소막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.46, 소쇠계수: 0) 을 80㎚ 의 막두께로 형성하였다.

이어서, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 니오브 타겟 (니오브의 함유율 99.9질량%) 을 사용하여, 유리 기판 위에 산화니오브막 (파장550㎚ 에서의 굴절률: 2.30, 소쇠계수: 0) 을 57㎚ 의 막두께로 형성하여 고반사경을 얻었다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가하였다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 9 - 필름)

진공조 안에, 기판으로서 PET 기판 (100㎜×30m×50㎛ 두께의 롤) 을 설치하고, 막형성 전에 아르곤 80sccm 및 산소 20sccm 을 도입하고 투입 전력 0.3kW 에서 방전시켜, PET 기판을 청정화하였다. 타겟으로서 갈륨을 첨가한 산화아연 타겟 (산화갈륨의 함유율 5.7질량%, 산화아연의 함유율 94.3질량%), Au 를 첨가한 은합금 타겟 (Au 함유율 2at%, 은의 함유율 98at%), 금속 규소 타겟 (보론 도핑된 다결정 타겟, 규소의 함유율 99.999질량%), 산화니오브 타겟을 각각 캐소드 상부의 기판의 대향 위치에 설치하고, 진공조 안을 2×10^-3Pa 까지 배기시켰다. 타겟 표면의 사이즈는 각각 177.8㎜×381㎜ 였다. 그리고, 하기의 A)∼E) 의 막을 순서대로 형성함으로써 고반사경을 얻었다.

A) …(하지막 (산화아연막) 의 형성)

스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 300sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 0.3kW 의 조건에서 갈륨을 첨가한 산화아연 타겟을 사용하여, PET 기판 위에 갈륨 도핑 산화아연막을 5㎚ 의 막두께로 형성하였다. 갈륨 도핑 산화아연막의 성분은 타겟과 동등하였다.

B) …(은합금막의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 80sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 0.3kW 의 조건에서 Au 를 첨가한 은합금 타겟을 사용하여, 하지막 위에 은합금막을 100㎚의 막두께로 형성하였다. 은합금막의 성분은 타겟과 동등하였다.

C) …(밀착개선막 (산화아연막) 의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 80sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 0.3kW 의 조건에서 갈륨을 첨가한 산화아연 타겟을 사용하여, 은합금막 위에 갈륨 도핑 산화아연막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.99, 소쇠계수: 0.017) 을 10㎚ 의 막두께로 형성하였다. 갈륨 도핑 산화아연막의 성분은 타겟과 동등하였다.

D) …(저굴절률막 (산화규소막) 의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 50sccm, 아르곤 가스를 50sccm 진공조 안에 도입하고, AC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 0.5kW 의 조건에서 금속 규소 타겟을 사용하여, 밀착개선막 위에 산화규소막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.46, 소쇠계수: 0) 을 30㎚ 의 막두께로 형성하였다. 산화규소막의 성분은 타겟과 동등하였다.

E) …(고굴절률막 (산화니오브막) 의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 3sccm, 아르곤 가스를 97sccm 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 0.5kW 의 조건에서 금속 니오브 타겟을 사용하여, 저굴절률막 위에 산화니오브막 (파장 550㎚에서의 굴절률: 2.30, 소쇠계수: 0) 을 43㎚ 의 막두께로 형성하였다.

형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가하였다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 10)

예 1 에 있어서, 하지막으로서 알루미늄 도핑 산화아연을 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 니오브 타겟 (니오브의 함유율 99.9질량%) 을 사용하여 하지막으로서 산화니오브막을 5㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성한다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가한다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 11)

예 1 에 있어서, 하지막으로서 알루미늄 도핑 산화아연을 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 티탄 타겟 (티탄의 함유율 99.99질량%) 을 사용하여 하지막으로서 산화티탄막을 5㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성한다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가한다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 12)

예 1 에 있어서, 하지막으로서 알루미늄 도핑 산화아연을 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 1kW 의 조건에서 금속 주석 타겟 (주석의 함유율 99.9질량%) 을 사용하여 하지막으로서 산화주석막을 5㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성한다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가한다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 13) (비교예)

예 1 에 있어서, 하지막으로서 알루미늄 도핑 산화아연을 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 규소 타겟 (규소의 함유율 99.99질량%) 을 사용하여 하지막으로서 산화규소막을 5㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성한다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가한다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 14)

예 1 에 있어서, 밀착개선막으로서 갈륨 도핑 산화아연막을 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 300sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, 투입 전력 1kW 의 조건에서 DC 반응성 스퍼터링법에 의해, 갈륨 및 규소가 도핑된 산화아연 타겟을 사용하여 밀착개선막으로서 갈륨 및 규소이 도핑된 산화아연막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.99, 소쇠계수: 0.017) 을 5㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성한다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가한다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 15)

진공조 안에, 기판으로서 청정화시킨 소다라임 유리판 (100㎜×100㎜×2㎜ 두께) 을 설치하고, 타겟으로서 알루미늄을 첨가한 산화아연 타겟 (산화알루미늄의 함유율 3질량%, 산화아연의 함유율 97질량%), Au 를 첨가한 은합금 타겟 (Au 함유율 2at%, 은의 함유율 98at%), 갈륨 및 규소를 첨가한 산화아연 타겟 (산화갈륨의 함유율 5.7질량%, 산화규소의 함유율 0.1%, 산화아연의 함유율 94.2질량%), 금속 규소 타겟 (보론 도핑된 다결정 타겟, 규소의 함유율 99.999질량%), 금속 니오브 타겟 (니오브의 함유율 99.9질량%), 알루미늄합금 타겟 (알루미늄의 함유율 99.99질량%) 을 각각 캐소드 상부의 기판의 대향위치에 설치하고, 진공조 안을 2×10^-3Pa 까지 배기시켰다. 타겟 표면의 사이즈는 각각 177.8㎜×381㎜ 였다. 그리고, 하기의 A)∼E) 의 막을 순서대로 형성함으로써 고반사경을 얻었다.

A) …(하지막 (산화아연막) 의 형성)

B) …(은합금막의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 300sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 1kW 의 조건에서 금을 첨가한 은합금 타겟을 사용하여, 하지막 위에 은합금막을 100㎚의 막두께로 형성하였다. 은합금막의 성분은 타겟과 동등하였다.

C) …(밀착개선막 (산화아연막) 의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 300sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 1kW 의 조건에서 갈륨 및 규소을 첨가한 산화아연 타겟을 사용하여, 은합금막 위에 갈륨 도핑 산화아연막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.99, 소쇠계수: 0.017) 을 13.5㎚ 의 막두께로 형성하였다. 갈륨 도핑 산화아연막의 성분은 타겟과 동등하였다.

D) …(산화방지막 (알루미늄합금막) 의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 300sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, DC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 0.3kW 의 조건에서 알루미늄합금 타겟을 사용하여, 밀착개선막 위에 알루미늄합금막을 1㎚ 의 막두께로 형성하였다. 알루미늄합금막의 성분은 타겟과 동등하였다.

E) …(저굴절률막 (산화규소막) 의 형성)

잔존 가스를 배기시킨 후, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 규소 타겟을 사용하여, 산화방지막 위에 산화규소막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.46, 소쇠계수: 0) 을 30㎚ 의 막두께로 형성하였다.

F) …(고굴절률막 (산화니오브막) 의 형성)

또, D) 에서 형성한 알루미늄막은, E) 에서 형성한 산화규소막의 형성시에 산화되어 산화알루미늄막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.77, 소쇠계수: 0) 으로 되어 있음이 확인되었다.

(예 16)

예 15 에 있어서, 산화방지막으로서 알루미늄막을 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 아르곤 가스를 200sccm 및 질소 가스를 200sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 0.5kW 의 조건에서 알루미늄합금 타겟을 사용하여 밀착개선막으로서 질화알루미늄막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.93, 소쇠계수: 0) 을 1㎚ 의 막두께로 형성한 것 외에는, 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성하였다. 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가하였다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

(예 17) (비교예)

예 1 에 있어서, 저굴절률막으로서 산화규소막을 형성하는 대신에, 스퍼터링가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 알루미늄 타겟 (알루미늄의 함유율 99.99질량%) 을 사용하여 저굴절률막으로서 산화알루미늄막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.7, 소쇠계수: 0) 을 69㎚ 의 막두께로 형성한다.

고굴절률막으로서 산화니오브막을 형성하는 대신에, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 반응성 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 지르코늄 타겟 (지르코늄의 함유율 99.99질량%) 을 사용하여 고굴절률막으로서 산화지르코늄막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 2.11, 소쇠계수: 0) 을 57㎚ 의 막두께로 형성한다.

또한 보호막으로서, 스퍼터링 가스로서 산소 가스를 450sccm 유량으로 진공조 안에 도입하고, AC 스퍼터링법에 의해 투입 전력 2kW 의 조건에서 금속 규소 타겟을 사용하여, 고굴절률막 위에 산화규소막 (파장 550㎚ 에서의 굴절률: 1.46, 소쇠계수: 0) 을 20㎚ 의 막두께로 형성하는 것 외에는, 예 1 과 동일하게 처리하여 고반사경을 형성하고, 형성된 고반사경을 예 1 과 동일한 방법으로 평가한다. (1)∼(4) 의 결과를 표 1 에, (5) 의 결과를 표 2 에 나타낸다.

또한, 각각의 예의 막구성을 표 3 에 나타낸다.

예 1∼5 까지의 고반사경은, 반사막의 재료로서 은을 사용하고 저굴절률막 및 고굴절률막을 적층하고 있기 때문에, 가시광역 전역에 있어서 막면 반사율의 최저값이 85% 이상으로 높고, 최고값이 96% 이상으로 높으며, 또한 최고값의 입사각 의존성이 2% 이하, 특히 1% 이하로 작다. 또한, 하지막 및 밀착개선막의 형성에 의해 내습성 등의 내구성이 우수하다.

이에 대하여, 예 6 에서는, 밀착개선막으로서 산화물막이 아닌 질화규소막을 사용하고 있기 때문에 밀착성이 충분하지 않아 은막의 박리 등이 보이고, 예 7 에서는, 밀착개선막으로서 소쇠계수가 0.2 로 큰 산화아연막을 사용하고 있기 때문에 막면 반사율의 최고값이 92% 정도까지 저하되어 바람직하지 않다. 예 8 에서는, 메탈막으로서 알루미늄막을 사용하고 있기 때문에 막면 반사율의 최저값이 81% 정도까지 저하되어 바람직하지 않다.

그리고, 기판으로서 필름을 사용한 예 9 에서는, 필름 기판을 사용하고 있기 때문에 가제 러빙 시험의 결과는 바람직하지 않지만, 다른 내구성의 결과가 우수하여 소형의 액정 디스플레이용 백라이트 모듈로는 충분한 내구성을 가지고 있다. 또한, 가시광역 전역에 있어서 막면 반사율의 최저값이 85% 이상으로 높고, 최고값이 96% 이상으로 높으며, 또한 최고값의 입사각 의존성이 1% 이하로 작다.

예 10∼12 까지의 고반사경은, 하지막으로서 산화니오브, 산화티탄 및 산화주석을 형성하고 있기 때문에 은막과의 밀착성을 향상시키고, 내습성 등의 내구성이 우수하다.

이에 대하여, 예 13 에서는, 하지막으로서 유리 기판과 조성이 가까운 산화규소막을 사용하고 있기 때문에, 밀착성이 충분하지 않아 은막의 박리 등이 보여 바람직하지 않다. 예 14 에서는, 밀착개선막으로서 갈륨 및 규소가 도핑된 산화아연막을 형성함으로써 은막과의 밀착성을 향상시킬 수 있고, 내습성 등의 내구성이 우수하며, 또 반사율도 높은 고반사경을 제작할 수 있다.

예 15 및 16 의 고반사경은, 약간 흡수를 갖는 밀착개선막을 얇게 형성하고, 또한 흡수를 거의 갖지 않는 산화방지막을 적층하기 때문에 더욱 광학 특성이 우수하며, 하지막 및 밀착개선막의 형성에 의해 내습성 등의 내구성이 우수하다. 또한, 가시광역 전역에 있어서 막면 반사율의 최저값이 91.9% 이상으로 높고, 최고값이 97% 이상으로 높으며, 또한 최고가의 입사각 의존성이 0.5% 이하로 작다.

또한, 예 17 의 고반사경은, 가시광역 전역에 있어서 막면 반사율의 최저값이 73.8% 로 낮아 바람직하지 않다.

본 발명의 고반사경은, 프로젝션 텔레비전이나 휴대전화 등과 같은 소형의 액정 디스플레이용 백라이트 모듈에 사용되는 고반사경으로서 유용하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 고반사경은, 메탈막의 재료로서 은을 사용하고 있기 때문에 가시광역의 반사율을 높일 수 있고, 또한 내구성도 우수하기 때문에 디스플레이용 광학부품으로서 유용하고, 디스플레이의 휘도 향상 및 광학 설계의 용이화에도 기여한다. 또한, 입사각 의존성이 작기 때문에 특히 반사회수가 많은 프로젝션 텔레비전용의 광학부품으로서 유용하다. 또한, 빛의 입사각도에 상관없이 고반사율을 갖기 때문에 특히 액정 디스플레이용의 백라이트 모듈로서 유용하다.

Claims

기판 위에, 은막, 저굴절률막, 고굴절률막이 이 순서대로 적층된 고반사경으로서, 상기 은막의 기판과 반대측에는 밀착개선막이 형성되고, 상기 저굴절률막의 소쇠계수가 0.01 이하이고, 상기 고굴절률막의 소쇠계수가 0.01 이하이고, 상기 밀착개선막이 산화물막이며, 또한 상기 밀착개선막의 소쇠계수가 0.1 이하인 것을 특징으로 하는 고반사경.
제 1 항에 있어서,

상기 은막의 기하학적 막두께가 60∼200㎚ 이고, 상기 저굴절률막의 기하학적 막두께가 25∼60㎚ 이고, 상기 고굴절률막의 기하학적 막두께가 30∼65㎚ 이고, 상기 밀착개선막의 기하학적 막두께가 3∼14㎚ 인 고반사경.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 은막이 은과 금의 합금막인 고반사경.
제 3 항에 있어서,

상기 은막 중의 금의 함유율이 0.5∼10at% 인 고반사경.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 저굴절률막의 재료가 산화규소인 고반사경.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고굴절률막의 재료가 산화니오브, 산화지르코늄, 산화탄탈, 산화하프늄, 산화티탄 및 산화주석으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 고반사경.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고굴절률막의 재료가 산화니오브인 고반사경.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밀착개선막의 재료가 산화아연, 산화주석, 산화인듐, 산화알루미늄 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 고반사경.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밀착개선막이 산화아연막이고, 상기 산화아연막은 다른 금속을 함유하고, 또한 상기 다른 금속은 갈륨, 주석, 규소 및 티탄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 고반사경.
제 9 항에 있어서,

상기 갈륨, 주석, 규소 및 티탄의 함유량은, 산화아연막 중의 전체 금속 원소에 대하여 합계로 3∼10질량% 인 고반사경.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밀착개선막의 기판과 반대측에 산화방지막이 형성되고, 또한 상기 산화방지막의 소쇠계수가 0.01 이하인 고반사경.
제 11 항에 있어서,

상기 산화방지막의 재료는, 산화알루미늄, 질화알루미늄 및 질화규소로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 고반사경.
제 11 항에 있어서,

상기 밀착개선막의 막두께가 1∼3㎚ 이고, 상기 산화방지막의 재료가 산화알루미늄이고, 또한 상기 산화방지막의 막두께가 0.5∼6㎚ 인 고반사경.
제 11 항에 있어서,

상기 밀착개선막의 막두께가 1∼3㎚ 이고, 상기 산화방지막의 재료가 질화알루미늄이고, 또한 상기 산화방지막의 막두께가 0.5∼10㎚ 인 고반사경.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 은막의 기판측에는 하지막 (下地膜) 이 형성되고, 상기 하지막의 기하학적 막두께가 1∼20㎚ 이고, 상기 하지막의 재료가 산화아연, 산화주석, 산화인듐, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화니오브 및 산화크롬으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상인 고반사경.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고반사경의 공기에 접하는 층으로의 막면의 입사광에 대한 반사율의 가시광역 전역에 있어서의 최저값이, 입사각이 0∼75도의 범위에서 85% 이상인 고반사경.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고반사경의 공기에 접하는 층으로의 막면의 입사광에 대한 반사율의 가시광역 전역에 있어서의 최저값이, 입사각이 0∼75도의 범위에서 95% 이상인 고반사경.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 은막, 상기 저굴절률막, 상기 고굴절률막, 상기 밀착개선막 및 상기 하지막이 스퍼터링법에 의해 형성되는 고반사경.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밀착개선막이 산화성 가스가 존재하지 않는 분위기에서 스퍼터링법에의해 형성되는 고반사경.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 기재된 고반사경이, 표시 디스플레이의 광원의 반사부재로서 사용되는 표시 디스플레이.