JP2001303246A - 撥水性膜の成膜方法およびその方法により得られる撥水性膜が成膜された物品 - Google Patents
撥水性膜の成膜方法およびその方法により得られる撥水性膜が成膜された物品Info
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- JP2001303246A JP2001303246A JP2000126917A JP2000126917A JP2001303246A JP 2001303246 A JP2001303246 A JP 2001303246A JP 2000126917 A JP2000126917 A JP 2000126917A JP 2000126917 A JP2000126917 A JP 2000126917A JP 2001303246 A JP2001303246 A JP 2001303246A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ガラス板表面にゾルゲル法などにより形成され
た撥水性の膜は、自動車用の窓ガラスのように外部に曝
される用途では、物理的力（摩擦など）に対して耐久性
が十分でないという課題があった。 【解決手段】珪素または二酸化珪素のターゲットを反応
性ガスとしての酸素および窒素とフッ素化合物ガスとを
含む減圧ガス雰囲気内でスパッタリングして基板上にフ
ッ素含有の撥水性膜を成膜する。このとき、ターゲット
成分の酸素と窒素との反応量を、厚み方向に組成勾配を
有するように成膜中に変化させることにより、反射防止
性でかつ撥水性の膜とすることができる。この膜の撥水
性は、膜表面が摩耗しても劣化しない。
た撥水性の膜は、自動車用の窓ガラスのように外部に曝
される用途では、物理的力（摩擦など）に対して耐久性
が十分でないという課題があった。 【解決手段】珪素または二酸化珪素のターゲットを反応
性ガスとしての酸素および窒素とフッ素化合物ガスとを
含む減圧ガス雰囲気内でスパッタリングして基板上にフ
ッ素含有の撥水性膜を成膜する。このとき、ターゲット
成分の酸素と窒素との反応量を、厚み方向に組成勾配を
有するように成膜中に変化させることにより、反射防止
性でかつ撥水性の膜とすることができる。この膜の撥水
性は、膜表面が摩耗しても劣化しない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板表面に撥水性
膜を成膜する方法およびその方法により得られる物品に
関する。
膜を成膜する方法およびその方法により得られる物品に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ガラス基板の表面に撥水性を
付与するために、フッ素化合物を含有したアルコール溶
液を塗布しそれを乾燥させて表面に撥水性を付与する方
法や、フッ素を含有する溶液を出発原料とする撥水液を
基板に塗布後加熱、焼成するいわゆるゾルゲル法が知ら
れている。このような方法によって、ガラス基板の表面
にフッ素化合物を付着させると、そのフッ素化合物が持
つ撥水性能によって基板表面は撥水性になる。撥水性を
有する基板は、防汚性能を有することが一般的に知られ
ている。
付与するために、フッ素化合物を含有したアルコール溶
液を塗布しそれを乾燥させて表面に撥水性を付与する方
法や、フッ素を含有する溶液を出発原料とする撥水液を
基板に塗布後加熱、焼成するいわゆるゾルゲル法が知ら
れている。このような方法によって、ガラス基板の表面
にフッ素化合物を付着させると、そのフッ素化合物が持
つ撥水性能によって基板表面は撥水性になる。撥水性を
有する基板は、防汚性能を有することが一般的に知られ
ている。
【０００３】また、ガラス基板表面に、光学的機能、特
に反射防止機能を付与するために、真空成膜法（蒸着法
やスパッタリング法）により反射防止膜を成膜すること
が行われている。
に反射防止機能を付与するために、真空成膜法（蒸着法
やスパッタリング法）により反射防止膜を成膜すること
が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術によ
り得られる撥水性膜は、自動車用の窓ガラスのように外
部に曝される用途に用いるには、物理的力（摩擦など）
に対して耐久性が十分でないという問題点があった。耐
摩耗性を改善することが撥水性膜を施した物品を実用的
に用いるための克服すべき課題であった。
り得られる撥水性膜は、自動車用の窓ガラスのように外
部に曝される用途に用いるには、物理的力（摩擦など）
に対して耐久性が十分でないという問題点があった。耐
摩耗性を改善することが撥水性膜を施した物品を実用的
に用いるための克服すべき課題であった。
【０００５】真空成膜法で反射防止機能を持つ薄膜を成
膜するためには、高屈折率材料の膜と低屈折率材料の膜
を多層に積層しなければならず、しかもそれらの膜の厚
みを精密に制御する必要がある。そのため高価な膜厚制
御機構を装備した真空成膜装置を必要とし、経済性の観
点からその方法は不利であると考えられている。一方、
ゾルゲル法などの化学的な成膜方法では、所定の厚みの
膜を精密に制御するのが難しく、再現性よく基板表面の
反射率を低減することに問題点があった。
膜するためには、高屈折率材料の膜と低屈折率材料の膜
を多層に積層しなければならず、しかもそれらの膜の厚
みを精密に制御する必要がある。そのため高価な膜厚制
御機構を装備した真空成膜装置を必要とし、経済性の観
点からその方法は不利であると考えられている。一方、
ゾルゲル法などの化学的な成膜方法では、所定の厚みの
膜を精密に制御するのが難しく、再現性よく基板表面の
反射率を低減することに問題点があった。
【０００６】防汚性能を有し、かつ反射防止機能を有す
る物品は、自動車用窓ガラスやショーウィンドウなどに
好適に用いることができるが、上記の従来の技術では、
これらの用途に要求される高耐久性で低反射特性を兼ね
備えた撥水性膜を、比較的安価な加工コストで得ること
が困難であった。本発明の目的は、単層構成で撥水性と
低反射性を兼ね備えた撥水性膜を被膜する方法およびそ
れにより有られる物品を提供することである。
る物品は、自動車用窓ガラスやショーウィンドウなどに
好適に用いることができるが、上記の従来の技術では、
これらの用途に要求される高耐久性で低反射特性を兼ね
備えた撥水性膜を、比較的安価な加工コストで得ること
が困難であった。本発明の目的は、単層構成で撥水性と
低反射性を兼ね備えた撥水性膜を被膜する方法およびそ
れにより有られる物品を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の撥水性膜の成膜
方法は、珪素または二酸化珪素のターゲットを、反応性
ガスとしての酸素および窒素とフッ素化合物ガスとを含
む減圧雰囲気内でスパッタリングして、基板上にフッ素
含有の撥水性膜を成膜する方法であって、前記ターゲッ
ト成分の前記２種の反応性ガスとの反応量を、撥水性膜
の厚み方向に組成勾配を有するように成膜中に変化させ
ることを特徴とする。
方法は、珪素または二酸化珪素のターゲットを、反応性
ガスとしての酸素および窒素とフッ素化合物ガスとを含
む減圧雰囲気内でスパッタリングして、基板上にフッ素
含有の撥水性膜を成膜する方法であって、前記ターゲッ
ト成分の前記２種の反応性ガスとの反応量を、撥水性膜
の厚み方向に組成勾配を有するように成膜中に変化させ
ることを特徴とする。
【０００８】本発明において、減圧雰囲気内のフッ素化
合物ガスとしては、膜中に効率よくフッ素（成分）を導
入できること、常温で気体であること、さらに毒性がな
いことから、四フッ化メタン、四フッ化エチレン、六フ
ッ化プロピレン、八フッ化ブチレンの群から選ばれた少
なくとも一種とするのが好ましい。これらのフッ素化合
物ガスのフッ素は、膜のなかに取り込まれて撥水性が付
与される。
合物ガスとしては、膜中に効率よくフッ素（成分）を導
入できること、常温で気体であること、さらに毒性がな
いことから、四フッ化メタン、四フッ化エチレン、六フ
ッ化プロピレン、八フッ化ブチレンの群から選ばれた少
なくとも一種とするのが好ましい。これらのフッ素化合
物ガスのフッ素は、膜のなかに取り込まれて撥水性が付
与される。
【０００９】また、上記の方法で得られる撥水性膜は、
膜の厚み方向に基板から遠ざかるに従い、珪素と窒素と
の反応生成物である窒化珪素成分を少なくなるようにす
ることにより、シリケートガラス表面を撥水性にすると
ともに、その表面反射率を低くすることができる。
膜の厚み方向に基板から遠ざかるに従い、珪素と窒素と
の反応生成物である窒化珪素成分を少なくなるようにす
ることにより、シリケートガラス表面を撥水性にすると
ともに、その表面反射率を低くすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例の撥水
性膜が成膜された物品１の断面図である。物品１は、ガ
ラス板３の上に撥水性膜２が成膜されている。撥水性膜
２は厚み方向に組成勾配に基づく屈折率傾斜を有してい
る。本発明に用いられる基板は、シリケート系のガラス
や有機樹脂などの基板が用いられる。シリケート系のガ
ラスはガラス成分によって屈折率が１．５０〜１．５３
であるものが多い。たとえば、ソーダライムシリケート
組成のガラスや液晶表示素子用の無アルカリあるいは低
アルカリガラスはほぼ１．５２である。また、有機樹脂
の屈折率は１．５０〜１．７５であるものが多い。たと
えばポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂は、上記の範
囲内の屈折率を有する。
性膜が成膜された物品１の断面図である。物品１は、ガ
ラス板３の上に撥水性膜２が成膜されている。撥水性膜
２は厚み方向に組成勾配に基づく屈折率傾斜を有してい
る。本発明に用いられる基板は、シリケート系のガラス
や有機樹脂などの基板が用いられる。シリケート系のガ
ラスはガラス成分によって屈折率が１．５０〜１．５３
であるものが多い。たとえば、ソーダライムシリケート
組成のガラスや液晶表示素子用の無アルカリあるいは低
アルカリガラスはほぼ１．５２である。また、有機樹脂
の屈折率は１．５０〜１．７５であるものが多い。たと
えばポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂は、上記の範
囲内の屈折率を有する。
【００１１】二酸化珪素である石英ガラスをターゲット
に用いて、撥水性膜のガラス板界面近傍を珪素の酸窒化
物（屈折率が約１．７）とし、表面近傍を二酸化珪素
（屈折率が約１．５０）となるように厚み方向に組成勾
配をつければ、すなわち膜表面に近づくに従い窒素を少
なく含み、ガラス板に近づくに従い窒素を多く含むよう
にすれば、膜厚み方向に屈折率傾斜を有するようにな
り、これによりガラス板の表面反射率を低減させること
ができる。膜の厚み方向中央部では、窒化珪素と二酸化
珪素の中間的な組成である珪素の酸窒化物になっている
と考えられる。
に用いて、撥水性膜のガラス板界面近傍を珪素の酸窒化
物（屈折率が約１．７）とし、表面近傍を二酸化珪素
（屈折率が約１．５０）となるように厚み方向に組成勾
配をつければ、すなわち膜表面に近づくに従い窒素を少
なく含み、ガラス板に近づくに従い窒素を多く含むよう
にすれば、膜厚み方向に屈折率傾斜を有するようにな
り、これによりガラス板の表面反射率を低減させること
ができる。膜の厚み方向中央部では、窒化珪素と二酸化
珪素の中間的な組成である珪素の酸窒化物になっている
と考えられる。
【００１２】珪素をターゲットに用いて、撥水性膜のガ
ラス板界面近傍を窒化珪素（屈折率が約２．１）とし、
膜表面近傍を二酸化珪素（屈折率が約１．５０）となる
ように厚み方向に組成勾配をつければ、すなわち膜表面
に近づくに従い窒素を少なく含み、ガラス板に近づくに
従い窒素を多く含むようにすれば、膜厚み方向に屈折率
傾斜を有するようになり、ガラス板の表面反射率を低減
させることができる。膜の厚み方向中央部では、窒化珪
素と二酸化珪素の中間的な組成である珪素の酸窒化物と
なっていると考えられる。この場合屈折率傾斜が上記の
場合より大きくなり、反射率低減効果が大きい。
ラス板界面近傍を窒化珪素（屈折率が約２．１）とし、
膜表面近傍を二酸化珪素（屈折率が約１．５０）となる
ように厚み方向に組成勾配をつければ、すなわち膜表面
に近づくに従い窒素を少なく含み、ガラス板に近づくに
従い窒素を多く含むようにすれば、膜厚み方向に屈折率
傾斜を有するようになり、ガラス板の表面反射率を低減
させることができる。膜の厚み方向中央部では、窒化珪
素と二酸化珪素の中間的な組成である珪素の酸窒化物と
なっていると考えられる。この場合屈折率傾斜が上記の
場合より大きくなり、反射率低減効果が大きい。
【００１３】図２は、本発明の物品を製造するために用
いた真空成膜装置の一実施例の概略断面図である。真空
成膜装置１０は、真空排気手段（図示されない）につな
がる真空排気口１６とガス導入手段（図示されない）に
つながるガス導入パイプ１３および１４を備えた成膜室
１７を有している。ガス導入パイプ１３から制御された
アルゴン、酸素、窒素が成膜室１７に導入され、一方真
空排気口１６から導入ガスの一部が排気され、成膜室１
７にはスパッタリングに適した減圧雰囲気がつくられ
る。成膜室１７の底部には、直流電源１８あるいは高周
波電源１９により電力が印加できるスパッタリングカソ
ード１１が設けられ、スパッタリングカソード１１には
ターゲット１２が貼りつけられている。ターゲットの導
電性に応じて直流電源あるいは高周波電源を用いてター
ゲットをスパッタリングする。スパッタされたターゲッ
ト成分は、酸素又は窒素あるいは両者と反応して、その
反応生成物が基板１５の表面に成膜される。本発明の方
法では、ガス導入パイプから導入する酸素量と窒素量の
比率を成膜中に変化させて、厚み方向に屈折率傾斜をつ
くる。図２では、カソードを１基セットした真空成膜装
置を用いたが、二つのカソードを並べて配置し、それら
のカソードに１〜１００ＫＨｚ程度の周波数で極性が交
互反転するように電圧を印加する公知のスパッタリング
法を用いてもよい。
いた真空成膜装置の一実施例の概略断面図である。真空
成膜装置１０は、真空排気手段（図示されない）につな
がる真空排気口１６とガス導入手段（図示されない）に
つながるガス導入パイプ１３および１４を備えた成膜室
１７を有している。ガス導入パイプ１３から制御された
アルゴン、酸素、窒素が成膜室１７に導入され、一方真
空排気口１６から導入ガスの一部が排気され、成膜室１
７にはスパッタリングに適した減圧雰囲気がつくられ
る。成膜室１７の底部には、直流電源１８あるいは高周
波電源１９により電力が印加できるスパッタリングカソ
ード１１が設けられ、スパッタリングカソード１１には
ターゲット１２が貼りつけられている。ターゲットの導
電性に応じて直流電源あるいは高周波電源を用いてター
ゲットをスパッタリングする。スパッタされたターゲッ
ト成分は、酸素又は窒素あるいは両者と反応して、その
反応生成物が基板１５の表面に成膜される。本発明の方
法では、ガス導入パイプから導入する酸素量と窒素量の
比率を成膜中に変化させて、厚み方向に屈折率傾斜をつ
くる。図２では、カソードを１基セットした真空成膜装
置を用いたが、二つのカソードを並べて配置し、それら
のカソードに１〜１００ＫＨｚ程度の周波数で極性が交
互反転するように電圧を印加する公知のスパッタリング
法を用いてもよい。
【００１４】成膜中に導入するフッ素化合物の比率は、
導入するアルゴンと酸素とフッ素化合物ガスの総流量に
対して１％以上１０％以下とするのが好ましい。１％未
満であると、膜のなかに取り込まれるフッ素量は、撥水
性能を付与するには少なく、十分な撥水性能が得にく
い。また１０％を超えると、撥水性膜の緻密性が劣化し
て、膜の耐磨耗性が悪化する。以上から成膜室１７内に
導入するフッ素化合物の容量比は、導入総ガス量の１〜
１０％とするのが好ましい。
導入するアルゴンと酸素とフッ素化合物ガスの総流量に
対して１％以上１０％以下とするのが好ましい。１％未
満であると、膜のなかに取り込まれるフッ素量は、撥水
性能を付与するには少なく、十分な撥水性能が得にく
い。また１０％を超えると、撥水性膜の緻密性が劣化し
て、膜の耐磨耗性が悪化する。以上から成膜室１７内に
導入するフッ素化合物の容量比は、導入総ガス量の１〜
１０％とするのが好ましい。
【００１５】フッ素化合物は膜の厚み方向全てに亘って
均一に含有されている必要はなく、膜の表面近傍のみに
含有されていれば撥水性が得られる。これにより、高価
なフッ素化合物の使用量を減らすことができる。また、
フッ素化合物が厚み方向に広がって含有していると、膜
表面だけではなく膜内部についても撥水性を有するよう
になるので、撥水性膜の表面が摩耗によってすり減って
も、なお撥水性能が維持されるという利点がある。
均一に含有されている必要はなく、膜の表面近傍のみに
含有されていれば撥水性が得られる。これにより、高価
なフッ素化合物の使用量を減らすことができる。また、
フッ素化合物が厚み方向に広がって含有していると、膜
表面だけではなく膜内部についても撥水性を有するよう
になるので、撥水性膜の表面が摩耗によってすり減って
も、なお撥水性能が維持されるという利点がある。
【００１６】また、撥水性膜の成膜中に導入する酸素量
と窒素量の比率は、光学式透過率モニターまたは光学式
反射率モニターを用いて膜の光学特性を測定しながら、
その光学特性とあらかじめ作製された導入ガス量との関
係をプログラミングしたコンピュータ演算装置を用いて
制御する方法を採用するのがよい。
と窒素量の比率は、光学式透過率モニターまたは光学式
反射率モニターを用いて膜の光学特性を測定しながら、
その光学特性とあらかじめ作製された導入ガス量との関
係をプログラミングしたコンピュータ演算装置を用いて
制御する方法を採用するのがよい。
【００１７】以下に、本発明を図２の成膜装置を用いて
行った実施例と比較例により詳述する。用いた基板は、
いずれの実施例、比較例もソーダライムシリケート透明
ガラス板を用いた。この透明ガラス板単体での透過率は
約９２％、表面反射率は約４％であった。
行った実施例と比較例により詳述する。用いた基板は、
いずれの実施例、比較例もソーダライムシリケート透明
ガラス板を用いた。この透明ガラス板単体での透過率は
約９２％、表面反射率は約４％であった。
【００１８】実施例１ ターゲットに石英ガラス（ＳｉＯ2）を用いた。成膜室
に導入する反応ガスとして、成膜の最初はアルゴン５０
ｓｃｃｍと窒素５０ｓｃｃｍとし、成膜の最終段階はア
ルゴン５０ｓｃｃｍと酸素５０ｓｃｃｍとした。成膜中
の酸素と窒素の比率を変化させて、被膜の成分を珪素の
酸窒化物ＳｉＯｘＮｙ（０＜Ｘ≦２、Ｙ≦１．３）から
二酸化珪素（ＳｉＯ2）へ変化するようにした。同時に
フッ素化合物ガスとして導入する四フッ化エチレンは、
導入ガス総量の５容量％となるようにし、高周波反応性
マグネトロンスパッタ法によりガラス板に撥水性膜を成
膜した。得られたサンプルの波長５５０ｎｍの膜面入射
光の反射率は０．３％であり、ガラス面の反射率の約１
３分の１にすることができた。また４５０ｎｍ、６５０
ｎｍにおいてもほぼ同じ反射率であって、広い波長域で
の反射防止機能が付与されたことを確認した。撥水性膜
の純水を用いる液適法により、水の接触角を測定したと
ころ９２゜であり、撥水性を有することが確認された。
すなわち成膜された撥水性膜は、反射防止機能を併せ有
することが確認された。この撥水性膜を、ＪＩＳ−Ｒ３
２２１に定められる耐磨耗性試験と同等のテーバー磨耗
試験（荷重２５０ｇｆ、回転数１００回とする）を行っ
た後に磨耗面での接触角を測定したところ、約８９゜と
著しい接触角の低下は見られなかった。
に導入する反応ガスとして、成膜の最初はアルゴン５０
ｓｃｃｍと窒素５０ｓｃｃｍとし、成膜の最終段階はア
ルゴン５０ｓｃｃｍと酸素５０ｓｃｃｍとした。成膜中
の酸素と窒素の比率を変化させて、被膜の成分を珪素の
酸窒化物ＳｉＯｘＮｙ（０＜Ｘ≦２、Ｙ≦１．３）から
二酸化珪素（ＳｉＯ2）へ変化するようにした。同時に
フッ素化合物ガスとして導入する四フッ化エチレンは、
導入ガス総量の５容量％となるようにし、高周波反応性
マグネトロンスパッタ法によりガラス板に撥水性膜を成
膜した。得られたサンプルの波長５５０ｎｍの膜面入射
光の反射率は０．３％であり、ガラス面の反射率の約１
３分の１にすることができた。また４５０ｎｍ、６５０
ｎｍにおいてもほぼ同じ反射率であって、広い波長域で
の反射防止機能が付与されたことを確認した。撥水性膜
の純水を用いる液適法により、水の接触角を測定したと
ころ９２゜であり、撥水性を有することが確認された。
すなわち成膜された撥水性膜は、反射防止機能を併せ有
することが確認された。この撥水性膜を、ＪＩＳ−Ｒ３
２２１に定められる耐磨耗性試験と同等のテーバー磨耗
試験（荷重２５０ｇｆ、回転数１００回とする）を行っ
た後に磨耗面での接触角を測定したところ、約８９゜と
著しい接触角の低下は見られなかった。
【００１９】実施例２ ターゲットにシリコン（Ｓｉ：ターゲットに通電性をも
たせるために不純物レベルのボロンを含有させ）を用
い、成膜の最初はアルゴン５０ｓｃｃｍと窒素５０ｓｃ
ｃｍとし、成膜の最終段階はアルゴン５０ｓｃｃｍと酸
素５０ｓｃｃｍとした。成膜中の酸素と窒素の比率を変
化させて、撥水性膜がＳｉｘＮｙ（０＜ｘ≦３ 、０≦
ｙ≦４）から二酸化珪素に変化するようにした。また同
時にフッ素化合物ガスとして導入する四フッ化メタン
は、導入総ガス量の５容量％となるようにし、直流反応
性マグネトロンスパッタ法により、ガラス板に撥水性膜
を成膜した。得られたサンプルは、波長５５０ｎｍの膜
面入射光の反射率が０．２％になり、反射率を２０分の
１にすることができた。また４５０ｎｍ、６５０ｎｍに
おいてもほぼ同じ反射率となり、広い波長域での反射防
止機能が付与されたことを確認した。撥水性膜の純水を
用いた液滴法による接触角を測定したところ９２゜であ
って、撥水性を有することが確認された。このサンプル
に対して、ＪＩＳ−Ｒ３２２１に定められる耐磨耗性試
験と同等のテーバー磨耗試験（荷重２５０ｇｆ、回転数
１００回とする）を行った後に磨耗面での接触角を測定
したところ約８９゜であった。著しい接触角の低下は見
られなかった。
たせるために不純物レベルのボロンを含有させ）を用
い、成膜の最初はアルゴン５０ｓｃｃｍと窒素５０ｓｃ
ｃｍとし、成膜の最終段階はアルゴン５０ｓｃｃｍと酸
素５０ｓｃｃｍとした。成膜中の酸素と窒素の比率を変
化させて、撥水性膜がＳｉｘＮｙ（０＜ｘ≦３ 、０≦
ｙ≦４）から二酸化珪素に変化するようにした。また同
時にフッ素化合物ガスとして導入する四フッ化メタン
は、導入総ガス量の５容量％となるようにし、直流反応
性マグネトロンスパッタ法により、ガラス板に撥水性膜
を成膜した。得られたサンプルは、波長５５０ｎｍの膜
面入射光の反射率が０．２％になり、反射率を２０分の
１にすることができた。また４５０ｎｍ、６５０ｎｍに
おいてもほぼ同じ反射率となり、広い波長域での反射防
止機能が付与されたことを確認した。撥水性膜の純水を
用いた液滴法による接触角を測定したところ９２゜であ
って、撥水性を有することが確認された。このサンプル
に対して、ＪＩＳ−Ｒ３２２１に定められる耐磨耗性試
験と同等のテーバー磨耗試験（荷重２５０ｇｆ、回転数
１００回とする）を行った後に磨耗面での接触角を測定
したところ約８９゜であった。著しい接触角の低下は見
られなかった。
【００２０】実施例３〜実施例５ 導入するフッ素化合物の種類および量を表１に示すとお
りに変化させた。波長５５０ｎｍでの反射率と実施例１
と同様のテーバー磨耗試験前後での接触角を表１に示
す。表１から明らかなように、テーバー磨耗試験前後で
も接触角は殆ど変化しなかった。
りに変化させた。波長５５０ｎｍでの反射率と実施例１
と同様のテーバー磨耗試験前後での接触角を表１に示
す。表１から明らかなように、テーバー磨耗試験前後で
も接触角は殆ど変化しなかった。
【００２１】比較例 成膜中にフッ素化合物ガスを導入しない以外は、実施例
１と同様の方法によりサンプルを作製した。得られた膜
表面に市販のフッ素系撥水処理剤（商品名：ガラコ）を
塗布して撥水性を付与させた。得られたサンプルの波長
５５０ｎｍの膜面入射光の反射率は、実施例１と同じ約
０．３％であったが、実施例１と同等のテーバー磨耗試
験前後での接触角は、試験前の１００°に対して試験後
では２３°まで低下し、耐久性が劣る撥水性能であっ
た。
１と同様の方法によりサンプルを作製した。得られた膜
表面に市販のフッ素系撥水処理剤（商品名：ガラコ）を
塗布して撥水性を付与させた。得られたサンプルの波長
５５０ｎｍの膜面入射光の反射率は、実施例１と同じ約
０．３％であったが、実施例１と同等のテーバー磨耗試
験前後での接触角は、試験前の１００°に対して試験後
では２３°まで低下し、耐久性が劣る撥水性能であっ
た。
【００２２】
【表１】 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 例 フッ素化合物ガス 膜面反射率 水の接触角（°） 種類 比率（容量％） （％） 試験前 試験後 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− （実施例） １ 四フッ化エチレン ５ ０．３ ９２ ８９ ２ 四フッ化メタン １０ ０．２ ８８ ８８ ３ 四フッ化エチレン １ ０．３ ９４ ９１ ４ 六フッ化フ゜ロヒ゜レン ５ ０．４ ９６ ９２ ５ 八フッ化フ゛チレン ５ ０．４ ９７ ９１ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− （比較例） 1 導入せず ０．３ １００ ２３ ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 注）比率は、導入ガス総量に対する比率。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、珪素または二酸化珪素
のターゲットを、反応性ガスとしての酸素および窒素と
フッ素化合物ガスとを含む減圧ガス雰囲気内でスパッタ
リングして、基板上にフッ素含有の撥水性膜を成膜する
ときに、ターゲット成分の酸素および窒素との反応量
を、厚み方向に組成勾配を有するよう成膜中に変化させ
たので、反射防止機能と撥水機能とを併せ有する撥水性
膜を単一の被覆工程で成膜することができる。また、撥
水性膜を単一のカソードを有する真空成膜装置を用いて
被覆することができるので、大規模な成膜装置は必要と
せず被覆コストの低減することができる。
のターゲットを、反応性ガスとしての酸素および窒素と
フッ素化合物ガスとを含む減圧ガス雰囲気内でスパッタ
リングして、基板上にフッ素含有の撥水性膜を成膜する
ときに、ターゲット成分の酸素および窒素との反応量
を、厚み方向に組成勾配を有するよう成膜中に変化させ
たので、反射防止機能と撥水機能とを併せ有する撥水性
膜を単一の被覆工程で成膜することができる。また、撥
水性膜を単一のカソードを有する真空成膜装置を用いて
被覆することができるので、大規模な成膜装置は必要と
せず被覆コストの低減することができる。
【００２４】本発明の物品の撥水性膜の撥水性能に寄与
するフッ素成分は、膜表面のみでなくその内部にも含有
させることができるので、膜表面が摩耗劣化しても撥水
性能が劣化しない。
するフッ素成分は、膜表面のみでなくその内部にも含有
させることができるので、膜表面が摩耗劣化しても撥水
性能が劣化しない。
【図１】本発明の一実施例の物品の断面図である。
【図２】本発明の実施に用いた真空成膜装置の概略断面
図である。
図である。
１：撥水性膜が成膜された物品 ２：撥水性膜 ３：ガラス基板 １０真空成膜装置 １１：スパッタリングカソード １２：ターゲット １３、１４：ガス導入パイプ １５：基板 １６：真空排気口 １７：成膜室 １８：直流電源 １９：高周波電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 真記 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 4G059 AA01 AC04 AC16 AC22 EA05 EA09 EA12 EA16 EB04 4K029 AA09 BA32 BB01 BC00 BC08 CA06 DC05 EA05
Claims (3)
- 【請求項１】珪素または二酸化珪素のターゲットを、反
応性ガスとしての酸素および窒素とフッ素化合物ガスと
を含む減圧雰囲気内でスパッタリングして、基板上にフ
ッ素含有の撥水性膜を成膜する方法であって、前記ター
ゲット成分の前記２種の反応性ガスとの反応量を、前記
撥水性膜の厚み方向に組成勾配を有するように成膜中に
変化させることを特徴とする撥水性膜の成膜方法。 - 【請求項２】前記フッ素化合物ガスは、四フッ化メタ
ン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、八フッ化
ブチレンの群から選ばれた少なくとも一種を含むことを
特徴とする請求項１に記載の撥水性膜の成膜方法 - 【請求項３】請求項１または２に記載の成膜方法によ
り、基板としてのガラス板にフッ素含有の撥水性膜が成
膜された物品であって、前記撥水性膜は酸化珪素と窒化
珪素を含み、かつ、これらの成分が膜の厚み方向にガラ
ス板表面の反射率が減じるように組成勾配を有すること
を特徴とする物品。
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|---|---|---|---|
| JP2000126917A JP2001303246A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 撥水性膜の成膜方法およびその方法により得られる撥水性膜が成膜された物品 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000126917A JP2001303246A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 撥水性膜の成膜方法およびその方法により得られる撥水性膜が成膜された物品 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001303246A true JP2001303246A (ja) | 2001-10-31 |
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ID=18636603
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| JP (1) | JP2001303246A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006059964A (ja) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Shimadzu Corp | 波長変換レーザ用疑似位相整合型波長変換素子及びその製造方法 |
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-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000126917A patent/JP2001303246A/ja active Pending
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