JP2003277922A - Diamondlike hard carbon film and antireflection film - Google Patents
Diamondlike hard carbon film and antireflection filmInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンド状硬
質炭素膜およびこれを保護膜として用いた反射防止フィ
ルムに関し、特に、液晶表示板(LCD)、テレビやコ
ンピュータの表示画面用ブラウン管(CRT)、プラズ
マディスプレイパネル(PDP)や、その他の表示画面
に装着され、耐擦傷性、耐久性および反射防止性能に優
れた反射防止フィルムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diamond-like hard carbon film and an antireflection film using the same as a protective film, and more particularly to a liquid crystal display (LCD), a cathode ray tube (CRT) for a display screen of a television or a computer, The present invention relates to an antireflection film that is attached to a plasma display panel (PDP) or other display screen and has excellent scratch resistance, durability and antireflection performance.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶ディスプレイやブラウン管等の表示
画面を見る場合、窓からの光や室内照明の光(背後光
源)が、表示画面上で反射して、表示が見難くなり、デ
ィスプレイ作業における疲労の原因ともなっている。こ
の対策の一つとして、表示画面の表面に反射防止膜を設
けることにより、表示画質を向上させている。2. Description of the Related Art When viewing a display screen such as a liquid crystal display or a cathode ray tube, light from a window or light from interior lighting (back light source) is reflected on the display screen, which makes it difficult to see the display, resulting in fatigue during display work. Is also the cause of. As one of the countermeasures, the display image quality is improved by providing an antireflection film on the surface of the display screen.
【0003】一般的には、液晶表示板(LCD)、テレ
ビやコンピュータの表示画面用ブラウン管(CRT)な
どの表示画面は、ガラスであることが多く、従来は、ガ
ラス面に反射防止能を、直接、付与する反射防止加工を
施すことで、背後光源の反射による視覚的障害を避けて
きた。Generally, a display screen such as a liquid crystal display (LCD), a cathode ray tube (CRT) for a display screen of a television or a computer is often made of glass, and conventionally, a glass surface has an antireflection function. By directly applying anti-reflection processing, we have avoided the visual obstacle due to the reflection of the back light source.
【0004】このような反射防止加工としては、通常、
高真空中で、金属酸化物や誘電体からなる多層膜を蒸着
させるが、被処理材がCRTのように数十cm四方の大
きさであったり、曲面を持つようであれば、大掛かりな
生産設備を必要とし、経済性の面で問題があった。As such an antireflection treatment, usually,
Multilayer film consisting of metal oxides and dielectrics is vapor-deposited in high vacuum, but if the material to be processed has a size of several tens of centimeters square such as CRT or has a curved surface, large-scale production is performed. There was a problem in terms of economy because it required equipment.
【0005】従って、あらかじめ反射防止能を付与した
PETやPCなどの樹脂フィルムを用意して、これをガ
ラス面に接着するようになった。すなわち、反射防止能
を有するプラスチックフィルムまたはシート状の基材
を、粘接着材、加熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤
等を用いて、ガラス面に貼り合わせ、時間の経過ととも
に、あるいは加熱や紫外線の照射等により、強固に固定
する。Therefore, it has become possible to prepare a resin film such as PET or PC which is provided with an antireflection function in advance and adhere it to the glass surface. That is, a plastic film or sheet-like base material having antireflection ability is attached to a glass surface using an adhesive, a heat-curable adhesive, an ultraviolet-curable adhesive, or the like, or with the passage of time, or It is firmly fixed by heating or irradiation with ultraviolet rays.
【0006】しかし、このような樹脂フィルムなどは、
それ自体が柔らかいため、傷に対して弱く、耐摩耗性お
よび耐久性の面で実用的ではなかった。この問題を克服
するために、樹脂フィルムの表面にアクリル系のハード
コート膜を設け、その上に反射防止膜を形成して、耐摩
耗性を向上させる方法が検討されてきた。However, such a resin film is
Since it itself is soft, it is weak against scratches and impractical in terms of wear resistance and durability. In order to overcome this problem, a method has been studied in which an acrylic hard coat film is provided on the surface of a resin film and an antireflection film is formed thereon to improve wear resistance.
【0007】また、該反射防止膜を、汚れ、埃、傷など
から保護するために、反射防止膜の上には保護膜が形成
される。従来、この保護膜としては、フッ素系樹脂膜が
よく用いられ、このフッ素系樹脂膜は、汚れの防止に効
果的であり、機能面から防汚膜と呼ばれる。このような
防汚膜は、表面に指紋などの汚れが付着し難く、いった
ん付着した汚れも、乾拭きなどで容易に除去できる。フ
ッ素系樹脂からなる防汚膜は、パーフルオロ基を含有し
たシリコン系材料を溶質とする溶液に、パーフルオロ基
を含有した燐酸エステルを触媒として加えることにより
得られるコーティング剤を、前記反射防止膜の上に塗布
し、さらに乾燥することによって形成される。Further, in order to protect the antireflection film from dirt, dust, scratches, etc., a protective film is formed on the antireflection film. Conventionally, a fluorine-based resin film is often used as the protective film, and the fluorine-based resin film is effective in preventing stains and is called an antifouling film from the viewpoint of function. Such an antifouling film is less likely to have stains such as fingerprints on its surface, and stains once adhered can be easily removed by dry wiping or the like. The antifouling film made of a fluorine-based resin is a coating agent obtained by adding a perfluoro group-containing phosphate ester as a catalyst to a solution containing a perfluoro group-containing silicon-based material as a solute. It is formed by applying it on and further drying.
【0008】しかし、フッ素系樹脂からなる防汚膜は、
撥水性が主な機能であり、汚れ防止や汚れ除去には効果
的であるが、傷に対する耐性が弱い。また、フッ素系樹
脂からなる防汚膜は、湿式プロセスで成膜され、フッ素
系の溶媒を使用していることから、将来、環境上の問題
で使用が困難になることが考えられる。However, the antifouling film made of fluorine resin is
Water repellency is its main function, and it is effective in preventing stains and removing stains, but it has poor resistance to scratches. Further, since the antifouling film made of a fluorine-based resin is formed by a wet process and uses a fluorine-based solvent, it may be difficult to use due to environmental problems in the future.
【0009】さらに、最近では、特開2001−141
903号公報には、炭素元素のみで構成されるダイヤモ
ンド状硬質炭素膜を反射防止膜の上に保護膜として用い
る技術が記載されている。該ダイヤモンド状硬質炭素膜
は、硬質膜であり摩耗係数も小さいため、保護膜に用い
ることで耐久性が向上する。Further, recently, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-141
Japanese Patent No. 903 describes a technique in which a diamond-like hard carbon film composed only of carbon element is used as a protective film on an antireflection film. Since the diamond-like hard carbon film is a hard film and has a small wear coefficient, its durability is improved by using it as a protective film.
【0010】しかし、炭素元素のみで構成されるダイヤ
モンド状硬質炭素膜を保護膜として反射防止膜上に直接
形成する場合、ダイヤモンド状硬質炭素膜と反射防止膜
との密着性が良くなければならない。しかし、ダイヤモ
ンド状硬質炭素膜は、炭素の共有結合性材料であるのに
対し、反射防止膜は金属酸化物であって、イオン結合性
材料であるため、両材料の間の密着性は、実用水準以上
ではなく、さらに、ダイヤモンド状硬質炭素膜は、フッ
素系樹脂からなる防汚膜と比べて、撥水性が実用上充分
でなく、汚れ防止や汚れ除去に対して有効ではない。However, when the diamond-like hard carbon film composed only of carbon element is directly formed on the antireflection film as a protective film, the adhesion between the diamond-like hard carbon film and the antireflection film must be good. However, while the diamond-like hard carbon film is a carbon covalent bond material, the antireflection film is a metal oxide and an ionic bond material. In addition, the diamond-like hard carbon film is not practically sufficient in water repellency as compared with an antifouling film made of a fluororesin, and is not effective in preventing stains and removing stains.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
実情に鑑みてなされ、撥水性に優れ、金属酸化物膜との
密着性が極めて良好なダイヤモンド状硬質炭素膜、該ダ
イヤモンド状硬質炭素膜を製造することが可能なターゲ
ット、および該ダイヤモンド状硬質炭素膜を保護膜とし
て有する反射防止フィルムを提供することを目的とす
る。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a diamond-like hard carbon film having excellent water repellency and excellent adhesion to a metal oxide film, and the diamond-like hard carbon film. An object is to provide a target capable of producing a film, and an antireflection film having the diamond-like hard carbon film as a protective film.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明のスパッタリング
ターゲットは、炭素を主成分として、金属フッ化物の粒
子を分散して含有する。前記金属フッ化物は、フッ化ア
ルミニウム、フッ化マグネシウム、フッ化イットリウ
ム、フッ化ガドリニウム、フッ化セリウムおよびフッ化
カルシウムからなる群より選ばれた一種以上である。該
スパッタリングターゲットの作製は、成膜中のF/Cが
原子比で0.3以下になるように炭素と前記化合物を配
合し、ホットプレス法で焼結して得た。The sputtering target of the present invention contains carbon as a main component and metal fluoride particles dispersed therein. The metal fluoride is one or more selected from the group consisting of aluminum fluoride, magnesium fluoride, yttrium fluoride, gadolinium fluoride, cerium fluoride and calcium fluoride. The sputtering target was prepared by mixing carbon and the above compound such that F / C during film formation was 0.3 or less in atomic ratio, and sintering the mixture by hot pressing.
【0013】本発明のダイヤモンド状硬質炭素膜は、フ
ッ素および金属を含有する。前記金属は、アルミニウ
ム、マグネシウム、イットリウム、ガドリニウム、セリ
ウムおよびカルシウムからなる群より選ばれた一種以上
である。該ダイヤモンド状硬質炭素膜は、前記ターゲッ
トを用いて、スパッタリング法で製造される。フッ素及
び金属の含有量は、F/Cが0.18、M/Cが0.0
6であった。The diamond-like hard carbon film of the present invention contains fluorine and a metal. The metal is one or more selected from the group consisting of aluminum, magnesium, yttrium, gadolinium, cerium and calcium. The diamond-like hard carbon film is manufactured by the sputtering method using the target. The content of fluorine and metal is 0.18 for F / C and 0.0 for M / C.
It was 6.
【0014】本発明の反射防止フィルムは、透明な基体
と、該基体の上に形成される反射防止膜と、該反射防止
膜の上に形成される前記保護膜とからなる。The antireflection film of the present invention comprises a transparent substrate, an antireflection film formed on the substrate, and the protective film formed on the antireflection film.
【0015】本発明は、湿式プロセスを用いずに形成し
たダイヤモンド状硬質炭素膜である。The present invention is a diamond-like hard carbon film formed without using a wet process.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明者は、前記目的を達成しよ
うと鋭意研究の結果、保護膜として使用されるダイヤモ
ンド状硬質炭素膜を形成する際に、炭素元素を主成分と
して、金属フッ化物粒子を分散させたスパッタリングタ
ーゲットを用いて、スパッタリング法で成膜を試みた。
この成膜により、金属およびフッ素を含むダイヤモンド
状硬質炭素膜が形成され、炭素のみで構成された従来の
ダイヤモンド状硬質炭素膜と比べて撥水性に優れるた
め、防汚性能に優れ、かつ、反射防止膜上に形成したと
きに、反射防止膜との密着性が極めて優れることを見出
して、本発明を完成するに至った。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a result of earnest research aimed at achieving the above-mentioned object, the present inventor has found that when forming a diamond-like hard carbon film used as a protective film, a carbon fluoride is used as a main component and a metal fluoride is used as a main component. An attempt was made to form a film by a sputtering method using a sputtering target in which particles were dispersed.
By this film formation, a diamond-like hard carbon film containing metal and fluorine is formed, which is excellent in water repellency as compared with the conventional diamond-like hard carbon film composed of only carbon, and thus has excellent antifouling performance and reflection. The inventors have found that when they are formed on an antireflection film, they have extremely excellent adhesion to the antireflection film, and have completed the present invention.
【0017】本発明の反射防止フィルムは、フィルム基
材からなる透明基体上に、反射防止膜として形成される
金属酸化物を積層し、炭素を主成分として金属フッ化物
の粒子が分散して含有するターゲットを用いて、保護膜
として硬質炭素膜が設けられる。The antireflection film of the present invention comprises a metal oxide formed as an antireflection film laminated on a transparent substrate composed of a film substrate, and contains metal fluoride particles having carbon as a main component dispersed therein. A hard carbon film is provided as a protective film using the target.
【0018】反射防止膜は、真空薄膜形成技術により低
屈折率の金属酸化物薄膜もしくは金属窒化物薄膜が積層
した構造を有することにより、各層の界面で反射された
位相の異なる光が、干渉により反射光を軽減させて、高
い反射防止能を備えることが可能となった。The antireflection film has a structure in which a metal oxide thin film or a metal nitride thin film having a low refractive index is laminated by a vacuum thin film forming technique, so that light having different phases reflected at the interface of each layer is caused by interference. It becomes possible to reduce the reflected light and to have a high antireflection ability.
【0019】具体的には、低屈折率の金属酸化物薄膜材
料として、SiO2やMgF2などが挙げられ、高屈折率
の金属酸化物薄膜材料として、TiO2、ZrO2、Hf
O2、Ta2O5、Nb2O5、In2O3、ITOが挙げら
れ、高屈折率の金属窒化物薄膜材料として、TiN、Z
rNなどが挙げられる。Specifically, examples of the metal oxide thin film material having a low refractive index include SiO 2 and MgF 2, and examples of the metal oxide thin film material having a high refractive index include TiO 2 , ZrO 2 , and Hf.
O 2, Ta 2 O 5, Nb 2 O 5, In 2 O 3, ITO , and examples of the high refractive index metal nitride thin film material, TiN, Z
rN etc. are mentioned.
【0020】これらの薄膜を形成する手段としては、微
量の酸素ガスを導入した真空中で、前述の金属酸化物薄
膜材料を加熱、蒸発させ、基体上に被着せしめる真空蒸
着法や、材料の蒸発を、放電中で行うイオンプレーティ
ング法、前述のスパッタリング法等がいずれも使用可能
である。As means for forming these thin films, a vacuum vapor deposition method for heating and evaporating the above-mentioned metal oxide thin film material in a vacuum in which a slight amount of oxygen gas is introduced, and depositing it on a substrate, and a method for forming the material Any of the ion plating method in which evaporation is performed in a discharge, the above-mentioned sputtering method, or the like can be used.
【0021】反射防止膜を形成した上に、保護膜として
フッ素および金属を含むダイヤモンド状硬質炭素膜を形
成する。After forming the antireflection film, a diamond-like hard carbon film containing fluorine and a metal is formed as a protective film.
【0022】この硬質炭素膜は、炭素のラマン分光スペ
クトルで、ダイヤモンド構造(sp3結合)に由来する
ピークと、グラファイト構造(sp2結合)に由来する
ピークが観測される。このように、ダイヤモンド構造と
グラファイト構造に由来するピークが観測される硬質炭
素膜は、通常、ダイヤモンドライク炭素膜と呼ばれる。In this Raman spectroscopic spectrum of carbon, a peak derived from a diamond structure (sp3 bond) and a peak derived from a graphite structure (sp2 bond) are observed in this hard carbon film. Thus, the hard carbon film in which peaks derived from the diamond structure and the graphite structure are observed is usually called a diamond-like carbon film.
【0023】本発明の硬質炭素膜を形成する方法として
は、マグネトロンスパッタリング法がある。この方法
は、蒸気圧の低い材料の成膜や精密な膜厚制御を必要と
する際に有効な手法であり、操作が非常に簡便であるた
め、工業的に広範に利用される。As a method for forming the hard carbon film of the present invention, there is a magnetron sputtering method. This method is an effective method when film formation of a material having a low vapor pressure or precise film thickness control is required, and the operation is very simple, and is therefore widely used industrially.
【0024】スパッタリング法は、真空槽に膜の原料で
あるターゲットを配置して陰極(カソード)とし、その
対向側に基板を配置して陽極として、約10Pa以下の
ガス圧のもとで、両極間にグロー放電を起こしてアルゴ
ンプラズマを発生させ、プラズマ中のアルゴン陽イオン
を陰極上のターゲットに衝突させ、この衝突によっては
じきとばされるターゲット成分の粒子を基板上の透明基
体に堆積させることにより、膜を形成するというもので
ある。アルゴンプラズマの発生方法は、高周波プラズマ
を用いる方法と、直流プラズマを用いる方法とがある。In the sputtering method, a target, which is a raw material of the film, is placed in a vacuum chamber to serve as a cathode, and a substrate is placed on the opposite side of the target to serve as an anode. A glow discharge is generated between them to generate argon plasma, the argon cations in the plasma are made to collide with the target on the cathode, and the particles of the target component that are repelled by this collision are deposited on the transparent substrate on the substrate. It is to form a film. As a method of generating argon plasma, there are a method using high frequency plasma and a method using direct current plasma.
【0025】マグネトロンスパッタリング法は、陰極
(カソード)の裏側に磁石を設置して、ターゲットと基
板との間の空間に磁界を持たせて、プラズマの発生効率
を上げて行うスパッタリング法である。The magnetron sputtering method is a sputtering method in which a magnet is installed on the back side of a cathode and a magnetic field is applied to the space between the target and the substrate to increase the plasma generation efficiency.
【0026】このマグネトロンスパッタリング法で、炭
素ターゲットから得られる膜は硬質炭素膜であり、ダイ
ヤモンド構造とグラファイト構造の混合した膜(ダイヤ
モンドライク炭素膜)であるが、それらの割合は製造条
件によって異なる。また、アルゴンガスに水素ガスや窒
素ガスを混合して得た混合ガスによるプラズマを用いた
場合には、アモルファス状態の割合が多い硬質炭素膜を
得やすい。また、該硬質炭素膜をダイヤモンドライク炭
素膜とするには、陰極(カソード)裏面に配置した磁石
による磁場のバランスを非平衡にして、プラズマの一部
が透明基体面の近傍まで広がった状態で、スパッタリン
グを行っても得られやすい。In this magnetron sputtering method, the film obtained from the carbon target is a hard carbon film, which is a film having a mixture of a diamond structure and a graphite structure (diamond-like carbon film), but the ratio thereof varies depending on the manufacturing conditions. Further, when plasma formed from a mixed gas obtained by mixing argon gas with hydrogen gas or nitrogen gas is used, it is easy to obtain a hard carbon film having a large proportion of amorphous state. Further, in order to use the hard carbon film as a diamond-like carbon film, the balance of the magnetic field by the magnet arranged on the back surface of the cathode (cathode) is made unbalanced, and a part of the plasma is spread to the vicinity of the transparent substrate surface. It is easy to obtain even by sputtering.
【0027】本発明のダイヤモンド状硬質炭素膜は、フ
ッ素を含むため、従来の硬質炭素膜と比べて撥水性に優
れ、防汚機能に優れる。また、本発明のダイヤモンド状
硬質炭素膜を、保護膜として用いた反射防止フィルムで
は、ダイヤモンド状硬質炭素膜中の金属イオンが、反射
防止膜の表面の酸化物とイオン結合を形成し、反射防止
膜との密着性が極めて良好となった。Since the diamond-like hard carbon film of the present invention contains fluorine, it is excellent in water repellency and antifouling function as compared with the conventional hard carbon film. Further, in the antireflection film using the diamond-like hard carbon film of the present invention as a protective film, the metal ions in the diamond-like hard carbon film form an ionic bond with the oxide on the surface of the antireflection film to prevent reflection. The adhesion to the film was extremely good.
【0028】従って、フッ素および金属を含む本発明の
ダイヤモンド状硬質炭素膜は、撥水性に優れ、摩擦係数
が非常に低く、また硬度も非常に高いため、膜自体の強
度が向上し、実用上、十分な耐久性を確保することがで
きる。また、金属を含んでいるため、反射防止膜との界
面でイオン結合が形成され、保護膜と反射防止膜との間
の密着性が実用上、十分となる。Therefore, the diamond-like hard carbon film of the present invention containing fluorine and metal is excellent in water repellency, has a very low coefficient of friction, and has a very high hardness, so that the strength of the film itself is improved and it is practically used. It is possible to secure sufficient durability. Further, since it contains a metal, an ionic bond is formed at the interface with the antireflection film, and the adhesiveness between the protective film and the antireflection film is practically sufficient.
【0029】以下に、本発明を、具体的な実施例により
説明するが、本発明が、これらの実施例に限定されるも
のではないことは言うまでもない。The present invention will be described below with reference to specific examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.
【0030】[0030]
【実施例】図1に、本発明の反射防止フィルムの基本的
な構造を、模式的な断面図として示したように、本実施
例の反射防止フィルムは、透明基体と、その上に形成さ
れた反射防止膜と、該反射防止膜の上に形成された保護
膜とからなる。該反射防止フィルムは、例えば粘着剤を
介してCRTやLCDの画面に貼り付けられる。EXAMPLE As shown in FIG. 1 as a schematic sectional view showing the basic structure of the antireflection film of the present invention, the antireflection film of this example is formed on a transparent substrate and a transparent substrate formed thereon. The antireflection film and the protective film formed on the antireflection film. The antireflection film is attached to the screen of a CRT or LCD via an adhesive, for example.
【0031】先ず、ダイヤモンド状硬質炭素膜形成用タ
ーゲットを、炭素粉末とフッ化アルミニウム粉末を所定
の割合で、具体的には成膜中のF/Cが0.3以下にな
るように混合し、真空ホットプレス法で焼結させて製造
した。First, a diamond-like hard carbon film forming target is mixed with carbon powder and aluminum fluoride powder at a predetermined ratio, specifically, so that F / C during film formation is 0.3 or less. Manufactured by sintering by a vacuum hot press method.
【0032】透明基体には、例えば50〜200μmの
厚みのポリエチレンテレフタレート(PET)のフィル
ム上に、アクリル系の硬化樹脂(ハードコート)を1〜
20μmほど塗布した有機基材を用いた。For the transparent substrate, for example, a cured acrylic resin (hard coat) is coated on a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 50 to 200 μm.
An organic base material having a thickness of about 20 μm was used.
【0033】次に、反射防止膜を、以下のような手順で
形成した。Next, an antireflection film was formed by the following procedure.
【0034】前記透明基体のハードコート層の上に、T
iO2膜、SiO2膜、TiO2膜、SiO2膜の順に4層
すべてを、巻き取り式スパッタリング装置を用いて、各
層の膜厚を光学膜厚(n×d)として、オンラインで計
測制御しながら、順次形成させた。TiO2膜は、Ti
ターゲットと酸素ガスを用いた反応性DCスパッタリン
グ法で形成した。また、SiO2膜は、Siターゲット
と酸素ガスを用いた反応性DCスパッタ法で形成した。On the hard coat layer of the transparent substrate, T
All four layers of the io 2 film, the sio 2 film, the TiO 2 film, and the sio 2 film are sequentially measured and controlled online by using a roll-up type sputtering device with the film thickness of each layer as the optical film thickness (n × d). However, they were sequentially formed. The TiO 2 film is Ti
It was formed by a reactive DC sputtering method using a target and oxygen gas. The SiO 2 film was formed by a reactive DC sputtering method using a Si target and oxygen gas.
【0035】以下に、本発明の反射防止フィルムを作製
する際、保護膜の形成工程において使用したマグネトロ
ンスパッタリング装置の構成について、図2を参照して
説明する。The structure of the magnetron sputtering apparatus used in the step of forming the protective film when producing the antireflection film of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0036】このマグネトロンスパッタリング装置は、
内部が所定の真空度に保たれた真空槽内において、反射
防止膜が形成された透明基体(被処理体)が、定速回転
する送りロールから、定速回転する巻き取りロールに向
かって、順次走行するように構成される。送りロール側
から、巻き取りロール側にわたって、透明基体が走行す
る中途部には、反射防止膜を引き出すように、各ロール
の径よりも大径の回転支持体が低速回転するように設け
られる。さらに、反射防止膜が外側(回転支持体側と逆
側)に向くように、被処理体が回転支持体上に搬送され
る。また、送りロールと回転支持体の間、および回転支
持体と巻き取りロールの間には、ガイドロールがそれぞ
れ配設されており、送りロールと回転支持体の間、およ
び回転支持体と巻き取りロールの間を走行する被処理体
が、適当なテンションを与えられつつ、円滑な走行が可
能なように構成される。This magnetron sputtering device is
In a vacuum chamber whose inside is kept at a predetermined degree of vacuum, a transparent substrate (object to be processed) on which an antireflection film is formed is moved from a constant-speed rotating feed roll to a constant-speed winding roll, It is configured to run sequentially. A rotary support having a diameter larger than the diameter of each roll is provided at a low speed so as to pull out the antireflection film in the middle of the transparent substrate running from the feed roll side to the take-up roll side. Further, the object to be processed is conveyed onto the rotary support so that the antireflection film faces the outside (the side opposite to the rotary support side). Guide rolls are provided between the feed roll and the rotary support, and between the rotary support and the take-up roll, respectively.The guide rolls are provided between the feed roll and the rotary support and between the rotary support and the take-up roll. The object to be processed that travels between the rolls is configured to be able to travel smoothly while being given an appropriate tension.
【0037】なお、送りロール、巻き取りロールおよび
回転支持体は、それぞれ被処理体の幅とほぼ同じ高さか
らなる円筒状である。従って、このマグネトロンスパッ
タリング装置においては、被処理体が、送りロールから
順次送り出され、回転支持体の外周面に沿って通過し、
さらに巻き取りロールに巻き取られる。The feed roll, the take-up roll and the rotary support are each in the shape of a cylinder having a height substantially the same as the width of the object to be processed. Therefore, in this magnetron sputtering apparatus, the object to be processed is sequentially sent out from the feed roll and passes along the outer peripheral surface of the rotary support,
Further, it is wound up on a winding roll.
【0038】一方、真空槽内には、回転支持体の下方に
平衡マグネトロンカソードが設けられ、この平衡マグネ
トロンカソード上に、フッ化アルミニウム粒子を含む炭
素ターゲットが装着される。表面に反射防止膜を有する
被処理体が、回転支持体とターゲットの間を通過する際
に、保護膜が形成される。On the other hand, in the vacuum chamber, a balanced magnetron cathode is provided below the rotary support, and a carbon target containing aluminum fluoride particles is mounted on the balanced magnetron cathode. A protective film is formed when an object to be processed having an antireflection film on its surface passes between the rotary support and the target.
【0039】マグネトロンカソードとは、カソード内部
に永久磁石が配置されているカソードであり、これを用
いると、電圧を印加してグロー放電を起こした場合に、
密度の高いプラズマをターゲット上に発生させることが
できる。このマグネトロンカソードには、上記真空槽の
外部に配設された高周波電源(RF電源)が接続されて
おり、該高周波電源により基板電位よりも低い電圧が供
給されるため、アルゴンイオンによるスパッタリングが
生じ、被処理体への成膜が可能となる。The magnetron cathode is a cathode in which a permanent magnet is arranged inside the cathode. When this is used, when voltage is applied to cause glow discharge,
A dense plasma can be generated on the target. A high frequency power source (RF power source) arranged outside the vacuum chamber is connected to the magnetron cathode, and since a voltage lower than the substrate potential is supplied by the high frequency power source, sputtering by argon ions occurs. It is possible to form a film on the object to be processed.
【0040】以上のように、送りロールより送り出さ
れ、回転支持体の外周面に沿って走行する被処理体が、
回転支持体上と反応室内を通過する時点で、被処理体上
の反射防止膜の上に、フッ素および金属を含むダイヤモ
ンド状硬質炭素膜からなる保護膜を形成する。該保護膜
により優れた撥水性を示し、防汚効果は高まり、潤滑性
が得られるとともに、摩擦係数の低減が図れるため、良
好な耐久性を確保することができる。また、フッ素およ
び金属を含むダイヤモンド状硬質炭素膜は、反射防止膜
との界面にイオン結合が生じるため、密着性に優れ、耐
久性が極めて向上する。As described above, the object to be processed fed from the feed roll and traveling along the outer peripheral surface of the rotary support is
A protective film made of a diamond-like hard carbon film containing fluorine and a metal is formed on the antireflection film on the object to be processed at the time of passing through the rotary support and the reaction chamber. The protective film exhibits excellent water repellency, the antifouling effect is enhanced, the lubricity is obtained, and the friction coefficient can be reduced, so that good durability can be secured. Further, the diamond-like hard carbon film containing fluorine and metal has excellent adhesiveness and extremely improved durability because ionic bonds occur at the interface with the antireflection film.
【0041】本実施例では、フッ素および金属源として
フッ化アルミニウムを用いた場合について説明するが、
同様の方法でフッ化マグネシウム、フッ化イットリウ
ム、フッ化ガドリニウム、フッ化セリウムおよびフッ化
カルシウムのいずれかを含むダイヤモンド状硬質炭素膜
形成用ターゲットを製造して、前述と同様に反射防止フ
ィルムを作製したところ、同様の効果を得ることができ
た。In this embodiment, the case where aluminum fluoride is used as the fluorine and metal source will be described.
In the same manner, a diamond-like hard carbon film forming target containing any of magnesium fluoride, yttrium fluoride, gadolinium fluoride, cerium fluoride and calcium fluoride is produced, and an antireflection film is produced in the same manner as described above. As a result, the same effect could be obtained.
【0042】(実施例1)ダイヤモンド状硬質炭素膜形
成用ターゲットは、炭素粉末とフッ化アルミニウム粉末
を表1の実施例1に示した割合で混合し、真空ホットプ
レス法で焼結させて製造した。Example 1 A diamond-like hard carbon film-forming target is produced by mixing carbon powder and aluminum fluoride powder in the proportions shown in Example 1 of Table 1 and sintering them by a vacuum hot pressing method. did.
【0043】透明基体は、188μmの厚みのポリエチ
レンテレフタレート(PET)のフィルム上に、アクリ
ル系の硬化樹脂(ハードコート)を6μmほど塗布した
有機基材を用いた。As the transparent substrate, an organic substrate was used in which a 188 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film was coated with an acrylic curable resin (hard coat) to a thickness of about 6 μm.
【0044】該透明基体のハードコート層の上に、Ti
O2膜(13nm)、SiO2膜(30nm)、TiO2
膜(116nm)、SiO2膜(87nm)の順に4層
すべてを、前述の巻き取り式スパッタリング装置を用い
て、各層の膜厚を光学膜厚(n×d)として、オンライ
ンで計測制御しながら、順次形成させた。TiO2膜
は、Tiターゲットと酸素ガスを用いた反応性DCスパ
ッタリング法で形成した。また、SiO2膜は、Siタ
ーゲットと酸素ガスを用いた反応性DCスパッタ法で形
成した。On the hard coat layer of the transparent substrate, Ti
O 2 film (13 nm), SiO 2 film (30 nm), TiO 2
The film (116 nm) and the SiO 2 film (87 nm) are all arranged in this order, and the film thickness of each layer is set as the optical film thickness (n × d) by using the above-mentioned winding type sputtering device while controlling the measurement online. , Sequentially formed. The TiO 2 film was formed by a reactive DC sputtering method using a Ti target and oxygen gas. The SiO 2 film was formed by a reactive DC sputtering method using a Si target and oxygen gas.
【0045】前述のマグネトロンスパッタリング装置
(回転支持体の直径は70cm、ターゲットは30×1
0cmの直方体のものを用いた。)を使用し、反射防止
膜が形成された透明基体を送りロールに装着した後、ア
ルゴンガスを真空槽に挿入して、ガス圧0.6Paと
し、500Wの高周波電力を給電して、ターゲットと回
転支持体の間にグロー放電を発生させ、被処理体を搬送
させながら該被処理体上に膜厚2nmの保護膜を形成し
た。The magnetron sputtering device described above (the diameter of the rotary support is 70 cm, the target is 30 × 1).
A 0 cm rectangular parallelepiped was used. ) Is used, a transparent substrate having an antireflection film formed thereon is mounted on a feed roll, and then argon gas is inserted into the vacuum chamber to a gas pressure of 0.6 Pa, and high-frequency power of 500 W is supplied to the target. Glow discharge was generated between the rotating supports, and a 2 nm-thick protective film was formed on the object to be processed while conveying the object.
【0046】このようにして製造された保護膜につい
て、ラマン分光スペクトルを測定したところ、ダイヤモ
ンド構造とグラファイト構造に起因するピークが観測さ
れたため、ダイヤモンド状硬質炭素膜が形成されている
ことを確認した。また、同一条件で、膜厚を厚く(70
0nm)作製したダイヤモンド状硬質炭素膜を用い、E
PMAとXRFにて組成分析を行ったところ、炭素だけ
でなく、フッ素とアルミニウムがF/Cモル比で0.0
3、Al/Cモル比で0.01だけ含有されていること
が分かった。Raman spectroscopic spectra of the protective film thus produced were measured. As a result, peaks due to the diamond structure and the graphite structure were observed. Therefore, it was confirmed that a diamond-like hard carbon film was formed. . Under the same conditions, the film thickness is increased (70
0 nm) using the prepared diamond-like hard carbon film,
A composition analysis by PMA and XRF revealed that not only carbon but also fluorine and aluminum had an F / C molar ratio of 0.0.
3. It was found that the Al / C molar ratio was 0.01.
【0047】また、本実施例1のダイヤモンド状硬質炭
素膜の密着性および耐久性を評価するために、以下のよ
うな実験を行った。Further, in order to evaluate the adhesiveness and durability of the diamond-like hard carbon film of Example 1, the following experiment was conducted.
【0048】70℃で6時間と、−40℃で6時間とを
1サイクルとして、5サイクル繰り返す熱衝撃を与えた
後の保護膜の表面に、2kgの負荷を掛けた球状のヘッ
ドを、エチルアルコールを湿らせたガーゼを介して押し
つけて、10cmの直線距離を30往復、擦った。フッ
素およびアルミニウムを含むダイヤモンド状硬質炭素膜
を保護膜として用いた本実施例1の反射防止フィルム
は、このような試験でも膜が剥離しなかった。A spherical head in which a load of 2 kg was applied to the surface of the protective film after thermal shock was repeated 5 cycles, with one cycle consisting of 6 hours at 70 ° C. and 6 hours at −40 ° C. It was pressed through a gauze moistened with alcohol and rubbed back and forth 30 times in a linear distance of 10 cm. The antireflection film of Example 1 in which the diamond-like hard carbon film containing fluorine and aluminum was used as the protective film did not peel off even in such a test.
【0049】摩擦係数を測定した結果を表1に示す。The results of measuring the friction coefficient are shown in Table 1.
【0050】図3に、本実施例1の反射特性をグラフで
示す。FIG. 3 is a graph showing the reflection characteristics of the first embodiment.
【0051】(比較例1)ターゲットの材料として炭素
のみを用いた以外は、実施例1と同様にして、反射防止
フィルムを作製した。Comparative Example 1 An antireflection film was produced in the same manner as in Example 1 except that only carbon was used as the target material.
【0052】さらに、実施例1と同様の密着性および耐
久性試験を行ったところ、保護膜と反射防止膜の界面で
剥離がみられ、密着性が充分でないことが分かった。Further, when the same adhesion and durability test as in Example 1 was conducted, it was found that peeling was observed at the interface between the protective film and the antireflection film, and the adhesion was not sufficient.
【0053】摩擦係数を測定した結果を表1に示す。The results of measuring the friction coefficient are shown in Table 1.
【0054】(実施例2〜4)ターゲット作製時のフッ
化アルミニウムの混合量を、表1の実施例2〜4となる
ように変えた以外は、実施例1と同様にして、反射防止
フィルムを作製した。(Examples 2 to 4) An antireflection film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of aluminum fluoride mixed during the preparation of the target was changed so as to be Examples 2 to 4 in Table 1. Was produced.
【0055】摩擦係数を測定した結果を表1に示す。The results of measuring the friction coefficient are shown in Table 1.
【0056】[0056]
【表1】 [Table 1]
【0057】本発明の反射防止フィルム(実施例1〜
4)は、表面の摩擦係数が0.10以下であり、フッ素
および金属を含まない従来(比較例1)と比べて、非常
に小さな摩擦係数である。The antireflection film of the present invention (Examples 1 to 1)
In 4), the coefficient of friction of the surface is 0.10 or less, which is a very small coefficient of friction as compared with the conventional case (Comparative Example 1) containing no fluorine and metal.
【0058】また、JIS規格に基づく鉛筆硬度試験を
行ったところ、本発明による反射防止フィルムは硬度4
Hの高硬度を有することがわかった。Further, a pencil hardness test based on the JIS standard was carried out. As a result, the antireflection film of the present invention had a hardness of 4
It was found to have a high hardness of H.
【0059】さらに、水を用いた接触角による撥水性試
験でも、フッ素を含むことによって撥水性が改善されて
いることが分かった。Further, in a water repellency test using a contact angle with water, it was found that the water repellency was improved by containing fluorine.
【0060】以上のことから、従来のように環境問題な
どで懸念されるフッ素溶媒を用いなくても、本発明で
は、耐久性が良好で密着性に優れ、さらに、撥水性に優
れた反射防止フィルムおよびその保護膜、そして保護膜
を簡便に形成するためのターゲットを提供することが可
能となる。From the above, according to the present invention, anti-reflection having excellent durability, excellent adhesion, and excellent water repellency, even without using a fluorine solvent which is concerned about environmental problems as in the prior art. It becomes possible to provide a film and its protective film, and a target for easily forming the protective film.
【0061】[0061]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
により、従来よりも撥水性、耐久性に優れたダイヤモン
ド状硬質炭素膜を製造することができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to produce a diamond-like hard carbon film which is more excellent in water repellency and durability than ever before.
【0062】また、本発明のダイヤモンド状硬質炭素膜
を保護膜として使用した反射防止フィルムは、防汚機能
に優れ、かつ、密着性、耐久性に優れており、各種ディ
スプレイ用表示画面の視認度向上に極めて有用である。Further, the antireflection film using the diamond-like hard carbon film of the present invention as a protective film is excellent in antifouling function, adhesiveness and durability, and the visibility of the display screen for various displays. Very useful for improvement.
【図1】 本発明の反射防止フィルムの基本的な構造を
示す模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the basic structure of an antireflection film of the present invention.
【図2】 実施例で使用したスパッタリング装置の構成
を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a sputtering apparatus used in Examples.
【図3】 図1に示した反射防止フィルムの反射特性を
示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the reflection characteristics of the antireflection film shown in FIG.
フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AA20 AA21 AA31C AA37C AB01C AB09C AB10C AK25 AK42 AR00B AR00C AT00A BA03 BA07 BA10A BA10C DE01C EH66C EJ08 EJ17 EJ24 GB41 GB48 JK09 JK12C JN01A JN06B 4G046 CB08 CC06 4K029 AA11 AA25 BA01 BA03 BA34 BA42 BA46 BA48 BA64 BB02 BC07 BD00 CA05 DC05 Continued front page F-term (reference) 4F100 AA20 AA21 AA31C AA37C AB01C AB09C AB10C AK25 AK42 AR00B AR00C AT00A BA03 BA07 BA10A BA10C DE01C EH66C EJ08 EJ17 EJ24 GB41 GB48 JK09 JK12C JN01A JN06B 4G046 CB08 CC06 4K029 AA11 AA25 BA01 BA03 BA34 BA42 BA46 BA48 BA64 BB02 BC07 BD00 CA05 DC05
Claims (6)
子を分散して含有することを特徴とするスパッタリング
ターゲット。1. A sputtering target comprising carbon as a main component and metal fluoride particles dispersed therein.
ム、フッ化マグネシウム、フッ化イットリウム、フッ化
ガドリニウム、フッ化セリウムおよびフッ化カルシウム
からなる群より選ばれた一種以上であることを特徴とす
る請求項1に記載のターゲット。2. The metal fluoride is one or more selected from the group consisting of aluminum fluoride, magnesium fluoride, yttrium fluoride, gadolinium fluoride, cerium fluoride and calcium fluoride. The target according to claim 1.
ド状硬質炭素膜。3. A diamond-like hard carbon film containing fluorine and a metal.
ム、イットリウム、ガドリニウム、セリウムおよびカル
シウムからなる群より選ばれた一種以上であることを特
徴とする請求項3に記載のダイヤモンド状硬質炭素膜。4. The diamond-like hard carbon film according to claim 3, wherein the metal is one or more selected from the group consisting of aluminum, magnesium, yttrium, gadolinium, cerium and calcium.
用いて、スパッタリング法で製造されることを特徴とす
るダイヤモンド状硬質炭素膜。5. A diamond-like hard carbon film produced by a sputtering method using the target according to claim 1.
反射防止膜と、該反射防止膜の上に形成される保護膜と
からなる反射防止フィルムであり、前記保護膜が、請求
項3から5のいずれかに記載のダイヤモンド状硬質炭素
膜であることを特徴とする反射防止フィルム。6. An antireflection film comprising a transparent substrate, an antireflection film formed on the substrate, and a protective film formed on the antireflection film, wherein the protective film comprises: Item 6. An antireflection film, which is the diamond-like hard carbon film according to any one of Items 3 to 5.
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JP2005156807A (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Chi Mei Electronics Corp | Liquid crystal display |
JP2012025632A (en) * | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Toyo Tanso Kk | Metal-carbon composite material |
JP2015024638A (en) * | 2013-07-24 | 2015-02-05 | ビジョン開発株式会社 | Hard coat film including diamond fine particle containing silicon and/or fluorine and being excellent in water and oil repellency |
CN106746721A (en) * | 2016-12-09 | 2017-05-31 | 北京航玻新材料技术有限公司 | Hard composite membrane, touch panel and preparation method thereof |
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JP2012025632A (en) * | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Toyo Tanso Kk | Metal-carbon composite material |
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