JP2000338304A - 反射防止膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な膜強度（膜密着度）を有した反射防止
膜を製造し得る、反射防止膜の製造方法の提供が望まれ
ている。 【解決手段】 基体Ａ上に低屈折率材料からなる低屈折
率層と高屈折率材料からなる高屈折率層とが交互に積層
されてなり、高屈折率層のうち最も外側に位置する最外
高屈折率層の上に、低屈折率層でありかつ保護層として
機能する酸化ケイ素層１５が設けられてなる反射防止膜
Ｂの製造方法である。酸化ケイ素層１５をスパッタ法で
形成するにあたり、この酸化ケイ素層１５のうちの少な
くとも最外高屈折率層との界面側を形成する際、この酸
化ケイ素成膜用のターゲットを備えたスパッタカソード
に、単位電流あたり１９Ｖ〜４２Ｖの電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば陰極線管
（ＣＲＴ）のパネルガラス表面や、液晶ディスプレイの
表面に設けられる反射防止膜の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、陰極線管（ＣＲＴ）や液晶ディ
スプレイなどの表示装置では、画像が表示される面に反
射防止膜が設けられている。この反射防止膜は、外光の
写り込みを和らげて好ましい映像や文字情報を再現する
目的で設けられたもので、屈折率の異なる薄膜材料が交
互に積層されて形成されたものである。

【０００３】すなわち、この反射防止膜は、有機材料か
らなる透明フィルム状の基体上に、酸化ケイ素や窒化ケ
イ素、フッ化マグネシウムなどの低屈折率材料からなる
低屈折率層と、ＩＴＯ（酸化スズ含有の酸化インジウ
ム）や酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム等
の高屈折率材料からなる高屈折率層とが交互に積層され
ることによって構成されたものである。

【０００４】このような反射防止膜を製造するには、例
えば図１に示すような巻取式スパッタロールコータが用
いられている。この巻取式スパッタロールコータは、有
機基体Ａを巻回した巻出ローラ１と、この巻出ローラ１
から巻出された有機基体Ａをスパッタ室内にて周回させ
る第１の成膜ローラ２および第２の成膜ローラ３と、成
膜後の有機基体Ａを巻き取る巻取ロール４とを備えて構
成されたもので、有機基体Ａを多数のガイドロール７…
によってスパッタ室内に送り、さらに前記第１、第２の
成膜ローラ２、３によってこれを周回させることによ
り、その上に反射防止膜Ｂを形成するものである。

【０００５】第１の成膜ローラ２が設置された第１のス
パッタ室５内には、第１エリア５ａ、第２エリア５ｂ、
第３エリア５ｃ、第４エリア５ｄが形成されており、第
２の成膜ローラ３が設置された第２のスパッタ室６内に
は、第５エリア６ａ、第６エリア６ｂ、第７エリア６ｃ
が形成されている。これら各エリアにはそれぞれスパッ
タカソード（図示略）が配設されており、これらスパッ
タカソードにはそれぞれターゲット材８が設けられてい
る。

【０００６】ここで、本例においては形成する反射防止
膜Ｂを、図２に示すように有機基体Ａ上に酸化ケイ素
（ＳｉＯ_x ）層１１、ＩＴＯ層１２、酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏ₂ ）層１３、ＩＴＯ層１４、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）
層１５の順に積層して厚さ０．２μｍ程度に形成するも
のとする。なお、酸化ケイ素層１１は有機基体Ａとの密
着層として機能し、ＩＴＯ層１２は高屈折率層、酸化ケ
イ素層１３は低屈折率層としてそれぞれ機能し、さらに
ＩＴＯ層１４は高屈折率層かつ導電層として、また酸化
ケイ素層１５は低屈折率層かつ保護層としてそれぞれ機
能するようになっている。

【０００７】したがって、このような積層膜からなる反
射防止膜Ｂを形成するため、図１に示した巻取式スパッ
タロールコータにおいては、第１のスパッタ室５におけ
る第１エリア５ａのターゲット材８を多結晶シリコンと
し、さらに第２エリア５ｂのターゲット材８をＩＴＯ、
第３エリア５ｃのターゲット材８を多結晶シリコン、第
４エリア５ｄのターゲット材８をＩＴＯとしている。な
お、第１エリア５ａ、第３エリア５ｃでは共にターゲッ
ト材８を多結晶シリコンとしているものの、これらエリ
ア内に導入するガスとして酸素ガスを十分に供給するこ
とにより、それぞれ酸化ケイ素を成膜するようになって
いる。

【０００８】また、形成する反射防止膜Ｂにおける酸化
ケイ素１５については、前述したようにこれを保護層と
しても機能させるため、その層厚を０．１μｍ程度にし
ている。このため第２のスパッタ室６では、その第５エ
リア６ａ、第６エリア６ｂ、第７エリア６ｃのそれぞれ
のターゲット材８を酸化ケイ素とし、これら三つのエリ
アで連続して酸化ケイ素を成膜し、内膜、中膜、外膜を
それぞれ形成することにより、酸化ケイ素層１５を所望
する厚さに形成している。

【０００９】ところで、このような巻取式スパッタロー
ルコータで形成した反射防止膜Ｂについては、その膜強
度（膜密着度）をスチールウール摩擦テストによって調
べている。このスチールウール摩擦テストでは、まず、
図３に示すように有機基体Ａ上に反射防止膜Ｂを形成し
てなる試料を、その反射防止膜Ｂを上にしてガラス板２
０上に載置する。

【００１０】次に、反射防止膜Ｂの上面、すなわち反射
防止膜Ｂの最外層となる酸化ケイ素層１５上で逆さにし
た分銅２１を数十回程度往復させ、これにより分銅２１
の先端部（取っ手部）２１ａで酸化ケイ素層１５表面を
擦って膜の破壊や剥離などが起こるのを検査し、これに
よって反射防止膜Ｂの膜強度（膜密着度）を調べる。な
お、分銅２１の先端部２１ａには＃００００番のスチー
ルウール（図示略）を巻き付けておき、これで擦った際
の摩擦を強くしている。また、往復の回数や分銅２１の
重さについては反射防止膜Ｂの強度（密着度）に応じて
適宜変更している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかして、このような
スチールウール摩擦テストによると、前述した巻取式ス
パッタロールコータで得られた反射防止膜Ｂでは、十分
な膜強度が得られないことがあった。本発明は前記事情
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、十
分な膜強度（膜密着度）を有した反射防止膜を製造し得
る、反射防止膜の製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の十分
な膜強度でないものについて調べたところ、特に膜の破
壊の発生は、ＩＴＯ層１２、１４のうち外側に位置する
ＩＴＯ層１４と、これの上に形成された酸化ケイ素層１
５との界面で起こることを究明した。そして、この界面
で起こる破壊についてさらに調べたところ、ＩＴＯ層１
４の上に形成する酸化ケイ素層１５のＩＴＯ層１４との
膜密着度が不十分であることから、この酸化ケイ素層１
５に破壊が起こるとの見解に至り、このような知見に基
づき、本発明者は本発明を完成させた。

【００１３】すなわち、本発明では、基体上に低屈折率
材料からなる低屈折率層と高屈折率材料からなる高屈折
率層とが交互に積層されてなり、高屈折率層のうち最も
外側に位置する最外高屈折率層の上に、低屈折率層であ
りかつ保護層として機能する酸化ケイ素層が設けられて
なる反射防止膜の製造方法において、前記酸化ケイ素層
をスパッタ法で形成するにあたり、該酸化ケイ素層のう
ちの少なくとも前記最外高屈折率層との界面側を形成す
る際、この酸化ケイ素成膜用のターゲットを備えたスパ
ッタカソードに、単位電流あたり１９Ｖ〜４２Ｖの電圧
を印加することを前記課題の解決手段とした。

【００１４】本発明者は、前述したように酸化ケイ素層
１５のＩＴＯ層１４に対する膜密着度が不十分であるこ
とについてさらに調べたところ、特に図１に示した巻取
式スパッタロールコータの第５エリア６ａで形成する酸
化ケイ素層１５の内膜の成膜条件に問題があり、これを
前述したように改善することにより、良好な膜密着度を
有する酸化ケイ素層を形成することができることを確認
した。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の反射防止膜の製造方法で
は、その一例として、図１に示した巻取式スパッタロー
ルコータを用い、図２に示したように有機基体Ａ上に反
射防止膜Ｂを製造する。

【００１６】すなわち、本例では、巻出ローラ１より巻
き出した有機基体Ａをガイドロール７…で案内して、こ
れを第１のスパッタ室５の第１の成膜ローラ２に送る。
すると、有機基体Ａはこの第１の成膜ローラ２によって
第１のスパッタ室５内を周回し、その際、第１エリア５
ａで酸化ケイ素が成膜されて酸化ケイ素層１１が形成さ
れ、以下、第２エリア５ｂでＩＴＯ層１２が、第３エリ
ア５ｃで酸化ケイ素層１３が、第４エリア５ｄでＩＴＯ
層１４がそれぞれ形成される。

【００１７】そして、このようにして酸化ケイ素層１
１、ＩＴＯ層１２、酸化ケイ素層１３、ＩＴＯ層１４が
形成された有機基体Ａを、第１の成膜ローラ２からガイ
ドロール７…に送り、さらにガイドロール７…で案内し
て第２のスパッタ室６に送り、第２の成膜ローラ３によ
ってこの第２のスパッタ室６内を周回させる。その際、
第５エリア６ａで酸化ケイ素が成膜されて酸化ケイ素層
１５の内膜が形成され、同様に第６エリア６ｂで酸化ケ
イ素層１５の中膜が形成され、第７エリア６ｃで酸化ケ
イ素層１５の外膜が形成される。その後、酸化ケイ素層
１５が形成されたことによって反射防止膜Ｂが形成され
た有機基体Ａを、第２の成膜ローラ３からガイドロール
７…に送り、さらにガイドロール７…で案内して巻取ロ
ール４に巻き取る。

【００１８】ここで、従来では酸化ケイ素層１５の形成
条件として、その内膜、中膜、外膜のいずれについても
同条件で行っている。特に、ターゲットを備えたスパッ
タカソードへの電力の供給については同一の電力を供給
するようにしており、また、使用ガスについてもアルゴ
ンガスと酸素ガスとの混合ガスを用いるようにしてい
る。特に、第５エリア６ａで形成する酸化ケイ素層１５
の内膜の成膜条件については、供給電力を約１２．０
〔ｋＷ〕とし、その際の印加電圧を８６０〜６６７
〔Ｖ〕、電流を１４〜１６．５〔Ａ〕としており、単位
電流あたり（１Ａあたり）の印加電圧を約４４〜６１
〔Ｖ〕としている。

【００１９】しかして、このような条件で得られた酸化
ケイ素層１５の内膜は、前述したようにＩＴＯ層１４に
対する膜密着度が不十分であった。そこで、本発明者は
これを改善すべく種々条件を変えて実験を重ねた結果、
供給する電力を同じ（本例では１２．０〔ｋＷ〕）にし
たままで、その単位電流あたりの印加電圧を１９〔Ｖ〕
以上、４２〔Ｖ〕以下とすることにより、酸化ケイ素層
１５のＩＴＯ層１４に対する膜密着度を格段に向上でき
ることを見い出したのである。

【００２０】すなわち、本例では、前述の従来例と同様
に供給電力は１２．０〔ｋＷ〕とするものの、その際の
印加電圧を７１０〜４８０〔Ｖ〕、電流を１７〜２５
〔Ａ〕とし、単位電流あたり（１Ａあたり）の印加電圧
を１９〔Ｖ〕以上、４２〔Ｖ〕以下とすることにより、
従来のものに比べ膜密着度が格段に向上した反射防止膜
Ｂを形成することができたのである。ここで、このよう
な電圧および電流の調整については種々の方法が採用可
能であり、例えばアルゴンガスの供給量を一定にした状
態で酸素ガスの供給量を変化させる、などの方法が好適
に採用される。

【００２１】なお、酸化ケイ素層１５の中膜、外膜につ
いては、前記の内膜と同じ条件で成膜してもよいが、こ
れらの膜については特に膜密着度に影響がないため、従
来と同じ条件で成膜するのが好ましい。

【００２２】このようにして得られた反射防止膜Ｂにつ
いて、図３に示したスチールウール摩擦テストを行った
ところ、分銅２１の重さを４００ｇにして１００往復以
上させてもキズがはいらず、得られた反射防止膜Ｂは特
にその酸化ケイ素層１５とＩＴＯ層１４との界面におい
ても十分に強い膜密着度を有していることが確認され
た。一方、従来の反射防止膜Ｂでは、分銅２１の重さを
２００ｇにして５０往復程度させることにより、破壊等
によるキズが生じていた。

【００２３】なお、前記例では、低屈折率層の形成材料
として酸化ケイ素を、高屈折率層の形成材料としてＩＴ
Ｏを用いたが、本発明はこれらに限定されることなく、
最外層に酸化ケイ素層を配置すれば、低屈折率層の形成
材料として窒化ケイ素を用いたり、高屈折率層の形成材
料として窒化チタンや酸化チタンを用いるようにしても
よい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の反射防止膜
の製造方法は、酸化ケイ素層をスパッタ法で形成するに
あたり、該酸化ケイ素層のうちの少なくとも最外高屈折
率層との界面側を形成する際、この酸化ケイ素成膜用の
ターゲットを備えたスパッタカソードに、単位電流あた
り１９Ｖ〜４２Ｖの電圧を印加するようにしたので、従
来に比べ良好な膜密着度を有する酸化ケイ素層を形成す
ることができ、これにより反射防止膜の品質向上および
その歩留りの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る巻取式スパッタロールコータの一
例を示す概略構成図である。

【図２】反射防止膜の要部側断面図である。

【図３】スチールウール摩擦テストを説明するための図
である。

【符号の説明】

Ａ…有機基体、Ｂ…反射防止膜、１１…酸化ケイ素層、
１２…ＩＴＯ層、１３…酸化ケイ素層、１４…ＩＴＯ
層、１５…酸化ケイ素層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体上に低屈折率材料からなる低屈折率
   層と高屈折率材料からなる高屈折率層とが交互に積層さ
   れてなり、高屈折率層のうち最も外側に位置する最外高
   屈折率層の上に、低屈折率層でありかつ保護層として機
   能する酸化ケイ素層が設けられてなる反射防止膜の製造
   方法において、 前記酸化ケイ素層をスパッタ法で形成するにあたり、該
   酸化ケイ素層のうちの少なくとも前記最外高屈折率層と
   の界面側を形成する際、この酸化ケイ素成膜用のターゲ
   ットを備えたスパッタカソードに、単位電流あたり１９
   Ｖ〜４２Ｖの電圧を印加することを特徴とする反射防止
   膜の製造方法。