JP2003306770A

JP2003306770A - プラズマｃｖｄ法による薄膜形成方法及び反射防止積層体

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Publication number: JP2003306770A
Application number: JP2002117540A
Authority: JP
Inventors: Tatsuji Nakajima; 達司中嶋
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】基材上に、反射防止薄膜を形成する場合、薄
膜の膜厚や、薄膜の表面の制御ができ、薄膜形成の生産
性が高く、生産コストを抑えることができ、プラズマＣ
ＶＤ法による薄膜形成方法とそれによる反射防止積層体
を提供する。【解決手段】反応室内に所定ガスを導入し、成膜ドラ
ム上の基材と、対向電極を設置し、反応性ガスをプラズ
マ化して、基材上に薄膜を形成する方法で、基材をロー
ルからロールに連続で巻き上げる方式で、基材上に酸化
物薄膜の下地層として、原料ガス、活性ガス、不活性ガ
スを反応室に導入し、活性ガスと不活性ガスが基材をエ
ッチングし、同時に基材上に酸化物薄膜を形成し、その
酸化物薄膜の膜厚方向の炭素含有量が基材側から連続的
に減少し、その酸化物薄膜の上に、凹凸層として、原料
ガス、活性ガスを反応室に導入し、反応室における圧力
を増加させ、気相中で原料分子を粒状に成長させ、基材
表面に付着させて凹凸層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマＣＶＤ法
による薄膜形成方法に関するもので、特にプラスティッ
クフィルム等の基材上に、反射防止薄膜を形成する場合
において、薄膜の膜厚や、薄膜の表面及び内部形状の制
御ができ、薄膜形成の生産性が高く、生産コストを抑え
ることが可能である、プラズマＣＶＤ法による薄膜形成
方法とそれによる反射防止積層体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ、プラズマディスプレ
イ、ＣＲＴなどのコンピューター、ワープロ、テレビ、
表示板に使用される各種ディスプレイや、計器等の表示
体、バックミラー、ゴーグル、窓ガラスなどには、ガラ
スやプラスチックなどの透明な基板が使用されている。
そして、それらの透明な基材を通して、文字や図形その
他の情報を読み取るため、透明な基材の表面で光が反射
すると、それらの情報が読み取り難くなるという欠点が
ある。

【０００３】そこで、基材に反射防止機能を付与するこ
とが行なわれる。反射防止機能を付与するための方法と
しては、例えば、透明基材に直接、各種方法により酸化
ケイ素（以下、「シリカ」とする場合がある。）、酸化
ジルコニウム、酸化チタン、フッ化マグネシウムなどの
無機化合物からなる反射防止膜を形成する方法がある。
また、反射防止膜として、２層以上の透明薄膜を積層さ
せた多層膜が用いられている。この複数層を基材上に積
層させる場合、真空蒸着法やスパッタリング法、熱ＣＶ
Ｄ法、あるいは、ゾルゲル法等によるウェットコーティ
ング等の手段によって、予め最適に設計された各層の屈
折率と膜厚との関係に従い、その膜厚を高精度に制御し
た膜形成を複数回行なう必要があり、非常に高コストな
ものであり、かつ、大量生産適性に乏しいものであっ
た。

【０００４】例えば真空蒸着法では、基材上に形成する
薄膜と基材との密着性が悪く、また、スパッタリング法
では、生成膜の生成速度がきわめて遅い等の問題を生じ
る。熱ＣＶＤにおいては、基材の熱エネルギーによって
原料ガスを酸化・分解して薄膜を形成する方法のため、
基材を高温度にしなければならず、基材温度は３００〜
５００℃程度が必要となり、プラスティックフィルム基
材に加えると、プラスティック（高分子化合物）の分解
・酸化が生じるため、プラスティックフィルム上に熱Ｃ
ＶＤ法で、薄膜を形成することは困難である。また、ゾ
ルゲル法等によるウェットコーティングにより、基材上
に薄膜を形成する場合は、コーティング膜の薄膜化、膜
質の均一化、膜厚制御が困難となる。また、透明基材上
に微細な表面凹凸を有する層を形成して、光拡散効果に
より反射防止機能をもたせることが行なわれている。し
かし、その微細な表面凹凸形状を設計通りに正確に制御
することが困難であるという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
実情のもとなされたものであって、プラスティックフィ
ルム基材上に、反射防止薄膜を形成する場合において、
薄膜の膜厚や、薄膜の表面及び内部形状の制御ができ、
薄膜形成の生産性が高く、生産コストを抑えることが可
能である、プラズマＣＶＤ法による薄膜形成方法とそれ
による反射防止積層体を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１として、本発明のプラズマＣＶＤ法によ
る薄膜形成方法は、反応室内に所定のガスを導入し、成
膜ドラム上の基材と、対向電極を設置して、反応性ガス
をプラズマ化して、基材上に薄膜を形成する方法におい
て、基材をロールからロールに連続で巻き上げる方式
で、基材上に酸化物薄膜の下地層として、原料ガス、活
性ガス、不活性ガスを反応室に導入し、活性ガスと不活
性ガスが基材をエッチングし、同時に基材上に酸化物薄
膜を形成し、その酸化物薄膜の膜厚方向の炭素含有量が
基材側から連続的に減少していて、その酸化物薄膜の上
に、凹凸層として、原料ガス、活性ガスを反応室に導入
し、反応室における圧力を増加させて、気相中で原料分
子を粒状に成長させ、基材表面に付着させて表面の凹凸
した層を形成することを特徴とする。

【０００７】請求項２として、請求項１に記載するプラ
ズマＣＶＤ法による薄膜形成方法で形成された基材上に
酸化物薄膜、凹凸層を順次形成した反射防止積層体にお
いて、基材がエッチングされ、同時に酸化物薄膜の膜厚
方向の炭素含有量が基材側から連続的に減少しており、
凹凸層の表面粗さが５〜１００ｎｍであり、かつ表面凹
凸の最大高さが１μｍ以下であることを特徴とする。ま
た、請求項３として、請求項２に記載する凹凸層が有機
物または炭素を含む酸化シリコンを主成分とすることを
特徴とする。請求項４として、請求項２または３に記載
する反射防止積層体の視感反射率が０．１〜２．５％で
あることを特徴とする。

【０００８】本発明のプラズマＣＶＤ法による薄膜形成
方法は、反応室内に所定のガスを導入し、成膜ドラム上
の基材と、対向電極を設置して、反応性ガスをプラズマ
化して、基材上に薄膜を形成する方法において、基材を
ロールからロールに連続で巻き上げる方式で、基材上に
酸化物薄膜の下地層として、原料ガス、活性ガス、不活
性ガスを反応室に導入し、不活性ガスが原料ガスと活性
ガスとの反応における混合ガスの均一性を向上させ、結
果として基材に対する物理的衝撃が高まり、活性ガスと
不活性ガスが基材をエッチング処理し、同時に基材上に
プラズマにより基材表面に堆積して、薄膜が形成され、
酸化物薄膜を形成し、その形成された酸化物薄膜は膜厚
方向で炭素含有量が基材側から連続的に減少している。
また、その酸化物薄膜の上に、凹凸層として、原料ガ
ス、活性ガスを反応室に導入し、反応室における圧力を
増加させて、気相中で原料分子を粒状に成長させ、基材
表面に付着させて、表面の凹凸した層を形成することが
できる。

【０００９】つまり、酸化物薄膜の膜厚方向で、薄膜の
組成が緩やかに変化した構造となり、基材と酸化物薄膜
との界面での屈折率変化も緩やかになり、基材と酸化物
薄膜との間における光反射を低減することができる。上
記の酸化物薄膜の形成は、基材表面のエッチングと薄膜
形成を同時に進行させることができるため、薄膜形成の
生産性が高く、生産コストを抑えることが可能となる。
また、前記の酸化物薄膜の上に、凹凸層を形成するに
は、反応室における成膜圧力を増加させて、原料分子同
士が気相中で反応して、ある程度の粒子まで成長し、そ
の粒子が基材表面に付着することにより、表面の凹凸し
た層が形成される。この高圧力条件のみで薄膜を形成す
ると、膜がもろくなってしまうが、最表面のみに上記条
件で薄膜の凹凸層を形成することで、機械的強度、低反
射性（反射防止性）の双方に優れたものが得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプラズマＣＶＤ法
による薄膜形成方法の実施形態を図面に基づいて説明す
る。本発明のプラズマＣＶＤ法による薄膜形成方法を実
施させるプラズマＣＶＤ装置の一構成例の概略図を図１
に示す。プラズマＣＶＤ装置は、連続したウエッブ状の
プラスティックフィルム基材１が基材巻き出し部２より
巻き出されて、真空容器３中のプラズマＣＶＤの反応室
４に導入される。この真空容器３の全体は、真空ポンプ
５により排気される。また、同時に反応室４に、ガス導
入口６より規定流量の原料ガスと、酸素、窒素、水素、
二酸化炭素、一酸化炭素等の活性なキャリヤガスと、ヘ
リウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラ
ドン等の不活性なキャリヤガスが供給され、反応室４の
内部は、常に一定圧力のこれらのガスで満たされてい
る。上記の活性ガス、不活性ガスは、原料ガスとの反応
における活性、不活性のことである。

【００１１】基材巻き出し部２より巻き出され、反応室
４に導入されたプラスティックフィルム基材１は、反転
ロール７を経て、成膜ドラム８に巻き付き、成膜ドラム
８の回転と同期しながら反転ロール７’の方向に送られ
て、連続して巻き上げられていく。この時、成膜ドラム
８は、温度コントロールが可能であり、この時、プラス
ティックフィルム基材１の表面温度と成膜ドラム８の表
面温度はほぼ等しい。したがって、プラズマＣＶＤ時に
原料ガスが堆積するプラスティックフィルム基材１の表
面温度、すなわちプラズマＣＶＤの成膜温度を任意にコ
ントロールできる。この例においては、プラズマＣＶＤ
装置により薄膜１２をプラスティックフィルム基材１上
に成膜する場合の成膜温度を、その時の成膜ドラム８の
表面温度により表示する。

【００１２】成膜ドラム８と、プラスティックフィルム
基材１を介して、対向する位置に、対向電極９を設置
し、その対向電極９と成膜ドラム８との間には、プラズ
マ電源１０によりＲＦ電圧が印加される。電極９と成膜
ドラム８の間にＲＦ電圧を印加することにより、この両
電極の周辺にプラズマ１１が発生する。図１では、対向
電極側にプラズマ電源を供給したが、これに限らず、成
膜ドラムのみにプラズマ電源を供給したり、あるいは成
膜ドラムと対向電極の両方にプラズマ電源を供給させる
ことも可能である。

【００１３】プラズマ１１中で原料ガスと活性ガスが反
応し、原子または分子ラジカル種が生成されて、成膜ド
ラム８に巻き付いたプラスティックフィルム１上に堆積
して、薄膜１２が形成される。その後、その薄膜１２が
表面に形成されたプラスティックフィルム１は、反転ロ
ール７’を経て、基材巻き取り部２’で連続的に巻き取
られる。また、反応室４内における活性ガスと不活性ガ
スが、基材に対して、エッチング処理を施し、酸化物薄
膜の膜厚方向で、薄膜の組成が緩やかに変化した構造と
なり、つまり酸化物薄膜の膜厚方向の炭素含有量が基材
側から連続的に減少している。これにより、基材と酸化
物薄膜との界面での屈折率変化も緩やかになり、基材と
酸化物薄膜との間における光反射を低減させることがで
きる。

【００１４】上記のように、本発明においては、プラズ
マ１１により原料ガスと活性ガスが化学反応して生成し
た原子または分子ラジカル種が、成膜ドラム８により適
切な温度に冷却されたプラスティックフィルム１上に堆
積して、薄膜を形成するので、プラスティックフィルム
１が高温にさらされ、伸び、変形、カール等することな
く、薄膜１２の形成が可能である。さらに、本発明のプ
ラズマＣＶＤ法においては、材料ガス流量・圧力、放電
条件、プラスティックフィルム１の送りスピートのコン
トロールにより、形成される薄膜１２の膜厚や、屈折率
等を広範囲でコントロールしうるため、材料を変更する
ことなく、所望の光学特性の膜を得ることができる。

【００１５】上記の酸化物薄膜である下地層は、その厚
みは５ｎｍ〜１０μｍ程度であり、厚みが少なすぎる
と、低屈折率層としての機能が発揮できず、また基材へ
のエッチングを十分に行なうことが出来なくなってく
る。また、下地層の厚みが多すぎると、膜にクラック等
が入りやすくなり、膜が基材から剥離しやすくなる等の
問題が生じる。

【００１６】本発明においては、成膜ドラムは、温度コ
ントロールが可能なので、プラズマＣＶＤ時に薄膜を形
成するプラスティックフィルムの表面温度、すなわちプ
ラズマＣＶＤの成膜温度を任意にコントロールできる。
この成膜温度は、−３０〜１５０℃程度の温度で行な
う。この温度が−３０℃より低くなると、形成される薄
膜の均一性が低下するので好ましくない。また、成膜温
度が１５０℃を超えると、本発明で使用可能な基材のプ
ラスティックフィルムの熱変形温度より高くなってしま
い、成膜時の伸び、変形、カール等の問題を生じ好まし
くない。

【００１７】本発明のプラズマＣＶＤ法による薄膜形成
方法により、形成する酸化物薄膜としては、酸化シリコ
ン層、酸フッ化ケイ素層等の、可視光域で透明性を有
し、波長λ＝５５０ｎｍにおける屈折率が１．４〜１．
８程度となるような酸化物薄膜が挙げられる。特に、酸
化シリコン層を用いることが好ましい。酸化シリコン層
は、その屈折率を１．４〜１．８とすることが比較的容
易であり、プラズマＣＶＤ法による条件で、耐湿性、耐
熱性に優れ、屈折率の安定した薄膜を生産性良く、形成
できるからである。酸化シリコン層の組成は、単純にＳ
ｉＯｘである必要はなく、炭素を含有する酸化シリコン
層（ＳｉＯｘＣｙ）であっても良い。このように、酸化
シリコン層に炭素を含有させることにより、屈折率を所
望の範囲に調整することがさらに容易にできる。

【００１８】酸化シリコン層を形成する場合、原料ガス
としては有機シリコーンを用いることが好ましく、具体
的には、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、テ
トラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、メチルトリメ
トキシシラン（ＭＴＭＯＳ）、メチルシラン、ジメチル
シラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピル
シラン、フェニルシラン、テトラメトキシシラン、オク
タメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロ
テトラシロキサン、テトラエトキシシラン等を用いるこ
とができる。

【００１９】図１において、上記の基材上に下地層を作
製した条件から、今度は凹凸層を形成するための条件に
するために、基材巻き出し部２には下地層の形成された
基材の巻き形態を取り付け、反応室におけるガス導入口
６より、凹凸層の原料ガス、活性ガスを導入することに
より、プラスティックフィルム基材１が成膜用ドラム８
を経て基材巻き取り部２’へ巻き取られるまでに、当該
プラスティックフィルム基材１上の下地層の上に、凹凸
層が形成された反射防止フィルムを形成することが可能
となる。

【００２０】上記の場合において反応室４に導入された
ガスは、反応室における圧力を増加されて、気相中で原
料分子が粒状に成長し、基材表面に付着して表面の凹凸
した層が形成される。反応室４に導入されるガスは、凹
凸層の原料ガスと活性ガスであり、その活性ガスは前記
に説明したような原料ガスとの反応における活性なキャ
リアガスで、酸素、窒素、水素、二酸化炭素、一酸化炭
素等が挙げられる。また、凹凸層の原料ガスとして、有
機シリコーンを用いることが好ましく、具体的には、ヘ
キサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、テトラメチル
ジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、メチルトリメトキシシラ
ン（ＭＴＭＯＳ）、メチルシラン、ジメチルシラン、ト
リメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フ
ェニルシラン、テトラメトキシシラン、オクタメチルシ
クロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロ
キサン、テトラエトキシシラン等を用いることができ
る。

【００２１】凹凸層としては、酸化シリコン層、酸フッ
化ケイ素層等の、可視光域で透明性を有し、反応室にお
ける原料分子同士が気相中で反応して、ある程度の粒子
まで成長し、その粒子が基材表面に付着して、表面の凹
凸した層が形成されるものである。光の照射される凹凸
層の最表面では、波長λ＝５５０ｎｍにおける屈折率が
１．０〜１．４となるような非常に低い屈折率を有した
反射防止機能に優れたものとなる。

【００２２】凹凸層の成分は、炭素を含む酸化シリコ
ン、あるいは有機物を主成分とすることができる。炭素
を含有する酸化シリコンとしては、ＳｉＯｘＣｙで示さ
れ、その他、無機物として、酸フッ化ケイ素や酸化アル
ミニウム等を主成分として構成することができる。ま
た、凹凸層を構成する有機物として、フッ素原子の導入
されたポリマー等の有機物がその屈折率が低い点から好
ましい。具体的には、溶剤が使用できる樹脂としてその
取扱いが容易であることからポリフッ化ビニリデンが使
用でき、このポリフッ化ビニリデンを用いた場合に、さ
らに屈折率を低くするためにトリフルオロエチルアクリ
レートを添加してもよい。なお、このトリフルオロエチ
ルアクリレートは単官能型であり、そのため凹凸層の膜
強度が十分ではないので、さらに多官能アクリレート、
例えば、電離放射線硬化型樹脂であるジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレート（略号：ＤＰＨＡ，４官能
型）を添加することが望ましい。

【００２３】上記のプラズマＣＶＤ法による薄膜形成方
法で形成された凹凸層は、その表面粗さが５〜１００ｎ
ｍであり、かつ表面凹凸の最大高さが１μｍ以下である
ことが望ましい。上記の形成された凹凸層の表面粗さ
は、対象物の表面（以下、対象面という）の「粗さ曲
線」を基にして得られる物性であり、「粗さ曲線」と
は、対象面に直角な平面で対称面を切断したときにその
切り口に現れる輪郭から、表面のうねり成分を除去した
曲線のことをいう。本発明で規定する表面粗さは、ＪＩ
ＳＢ０６０１に規定した方法に準じて、Ｒａとして算
術平均粗さを意味する。また、凹凸層における表面凹凸
の最大高さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定した方法に
準じて、表面粗さの最大高さＲｔのことを意味する。

【００２４】凹凸層の表面粗さは５〜１００ｎｍであ
り、かつ表面凹凸の最大高さは１μｍ以下とすることに
より、波長λ＝５５０ｎｍにおける屈折率が１．０〜
１．４となるような非常に低い屈折率を有した反射防止
膜を形成できる。上記の表面粗さが小さすぎると、低反
射効果が十分に発揮できず、また一方で、表面粗さが大
きすぎるとヘイズが増加し、可視光における透過性が低
下してくる。また、表面凹凸の最大高さは上限が１μｍ
であり、これを越えると、表面粗さが大きすぎるとヘイ
ズが増加し、可視光における透過性が低下してくる。表
面凹凸の最大高さの下限としては、５〜１０ｎｍ程度
で、これより低いと、低反射効果が十分に発揮できな
い。上記の凹凸層の形成される厚みは、５ｎｍ〜１μｍ
程度である。その付着量が少なすぎると、光拡散効果が
十分に発揮できない。また、一方で、付着量が多すぎる
と、凹凸層の膜強度が低下し、また可視光を散乱するよ
うになるので、ヘイズが増加し、透過率が低下する。

【００２５】次に、図２に示すようなプラズマＣＶＤ装
置を用いることにより、反射防止の薄膜を形成すること
も可能である。当該プラズマＣＶＤ装置は容量結合型の
プラズマＣＶＤ装置であり、その基本的構造及び原理は
図１の装置と同様である。したがって、当該装置におい
てもウエッブ状のプラスティックフィルム２１は基材巻
き出し部２２より巻き出されて、真空容器２３中の反応
室（ａ，ｂ）に導入される。そして、当該反応室内の成
膜用ドラム２４上で所定の膜が形成され、基材巻き取り
部２６により巻き取られる。

【００２６】図２に示す装置と図１に示す装置との差
は、図１に示す装置においては、フィルム上に薄膜を形
成するための反応室は一つしか設置されていないが、図
２に示すプラズマＣＶＤ装置は、複数（２つ）の反応室
を有している点にある。夫々の反応室（ａ，ｂ）は隔離
壁２５で隔離されることで形成されている。ここで、以
下の説明の便宜上、当該２つの反応室を右側から反応室
ａ、反応室ｂとする。そして、各反応室には、夫々電極
版ａ１、ｂ１及びガス導入口ａ２、ｂ２が設置されてい
る。

【００２７】各反応室（ａ，ｂ）は、成膜用ドラム２４
の外周に沿って設置されている。これは、積層膜が形成
されるプラスティックフィルムは、図１に示す例で説明
したように成膜用ドラム２４と同期しながら反応室内に
挿入され、かつ成膜用ドラム上において積層膜を形成す
るものであることから、このように配置することにより
連続して各膜を積層することができるからである。な
お、図２に示す装置では反応室の数を２室としたが、本
発明の薄膜形成方法に用いるプラズマＣＶＤ装置として
はこれに限定されるものではなく、必要に応じて変更す
ることができる。

【００２８】上述したようなプラズマＣＶＤ装置によれ
ば、各反応室へ導入する原料ガスを変えることにより、
夫々の反応室内で独立して膜を形成することが可能であ
ることから、基材上に酸化物薄膜の下地層と凹凸層を順
次形成した構成の反射防止積層体を１台のプラズマＣＶ
Ｄ装置により形成できる。すなわち、下地層の原料ガ
ス、活性ガス、不活性ガスを反応室ａに導入し、反応室
ｂには凹凸層の原料ガス、活性ガスを導入することによ
り、プラスティックフィルム２１が成膜用ドラム２４を
経て基材巻き取り部２６へ巻き取られるまでに、当該プ
ラスティックフィルム２１上に下地層の酸化物薄膜と凹
凸層とが形成された反射防止フィルムを形成することが
可能となる。上記の場合において反応室ｂに導入された
ガスは、反応室ｂにおける圧力を増加されて、気相中で
原料分子が粒状に成長し、基材表面に付着して表面の凹
凸した層が形成される。反応室ｂに導入されるガスは、
凹凸層の原料ガスと活性ガスである。

【００２９】図２における反応室ｂ内の条件で、反応室
における圧力を増加させて、気相中で原料分子を粒状に
成長させ、基材表面に付着させて表面の凹凸した層を形
成できる。また、反応室ｂ内における、その他の条件
で、ガスの流量、放電条件等を変化させることにより、
反応室ｂで形成される凹凸層の特性を変化させることも
可能である。また、必ずしも夫々の反応室に異なる原料
ガスを導入する必要もなく、例えば図２に示す反応室
ａ，ｂ全てに下地層の原料ガス、活性ガス、不活性ガス
を導入することで下地層を２層で形成し、その後に一旦
反応室ａ，ｂに導入されたガスを全て抜き、改めて凹凸
層の原料ガスと活性ガスを反応室ａまたはｂに導入して
上記下地層の上に凹凸層を形成することも可能である。

【００３０】本発明においては、上述した図１に示すよ
うな装置で複数回プラスティックフィルム基材を処理す
ることにより、プラスティックフィルム基材上に下地層
と凹凸層とが形成された積層フィルムを形成するように
してもよいし、上述したように図２に示す装置を用いて
一回でプラスティックフィルム基材を処理することによ
り、プラスティックフィルム上に下地層と凹凸層とが形
成された反射防止フィルムを形成するようにしてもよ
い。但し、図２のような装置によれば、一回でプラステ
ィックフィルム基材を処理することにより、プラスティ
ックフィルム上に下地層と凹凸層とが形成された反射防
止フィルムを形成でき、生産性が高く好ましい。

【００３１】本発明の反射防止積層体は、基材上に膜厚
方向の炭素含有量が基材側から連続的に減少している酸
化物薄膜と、表面粗さが５〜１００ｎｍであり、かつ表
面凹凸の最大高さが１μｍ以下である凹凸層を順次形成
した構成である。基材上に、酸化物薄膜、凹凸層を順次
形成した反射防止積層体は、積層体全体における可視光
域における反射率を非常に低下させることができる。そ
の反射防止積層体は、視感反射率で０．１〜２．５％の
範囲になり、様々な用途に利用することができる。

【００３２】本発明の反射防止積層体を構成する基材
は、プラスチックフィルムが用いられ、透明性が必要で
あるが、ある程度の耐熱性と強度を有していれば良く、
例えば、トリアセチルセルロースフィルム、ジアセチル
セルロースフィルム、アセテートブチレートセルロース
フィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリ
ル系フィルム、ポリウレタン系フィルム、ポリエステル
フィルム、ポリカーボネイトフィルム、ポリスルホンフ
ィルム、ポリエーテルフィルム、トリメチルペンテンフ
ィルム、ポリエーテルケトンフィルム、アクリロニトリ
ルフィルム、メタクリロニトリルフィルム等が挙げられ
る。さらには、無色透明のフィルムがより好ましく使用
できる。中でも、一軸または二軸延伸ポリエステルフィ
ルムが透明性、耐熱性に優れ、好適に用いられ、光学異
方性のない点でトリアセチルセルロースも好適に用いら
れる。プラスチックフィルムの厚みは、通常は６μm〜
３００μmの範囲、好ましくは１２μｍ〜１８８μｍの
範囲から適宜選択できる。

【００３３】

【実施例】本発明を実施例により更に詳細に説明する。（実施例１）基材のプラスティックフィルムである厚さ
７５μmのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ
（株）製ルミラーＴ６０）上に、以下の条件で、プラ
ズマＣＶＤ法を用いて、下地層を約１００ｎｍの膜厚で
形成した。＜下地層成膜条件＞原料ガス（ＨＭＤＳＯガス）流量；１ｓｌｍ活性ガス（酸素ガス）流量；０．２ｓｌｍ不活性ガス（Ｈｅガス）流量；１ｓｌｍ成膜圧力４Ｐａ

【００３４】次に、上記の得られた下地層の上に、以下
の条件で、プラズマＣＶＤ法を用いて、凹凸層を約１０
０ｎｍの膜厚で形成した。この凹凸層の膜厚は、平均膜
厚である。＜凹凸層成膜条件＞原料ガス（ＨＭＤＳＯガス）流量；１ｓｌｍ活性ガス（酸素ガス）流量；３ｓｌｍ成膜圧力１５Ｐａ

【００３５】以上の条件により、ポリエチレンテレフタ
レートフィルム基材上に下地層、凹凸層を順次形成した
実施例１の反射防止積層体の視感反射率、表面粗さの測
定結果を以下に示す。視感反射率；１．０％尚、視感反射率は、物体から反射する光束φｒと物体に
入射する光束φｉとの比であり、φｒ／φｉ×１００
（％）で表わされる。この実施例１における反射防止積
層体の各波長に対する反射率の変化を示すグラフを図３
に示す。表面粗さ；７６ｎｍ実施例１の反射防止積層体における凹凸層の表面粗さの
測定結果である。可視光域における反射率が非常に低
く、反射防止性に優れた透明積層体が得られた。

【００３６】＜視感反射率測定に使用した装置＞島津製作所製ＵＶ３１００ＰＣ＜表面粗さ測定に使用した装置＞セイコーインスツルメント製ナノピクス

【００３７】（比較例１）基材のプラスティックフィル
ムである厚さ７５μmのポリエチレンテレフタレートフ
ィルム（東レ（株）製ルミラーＴ６０）上に、以下の
条件で、プラズマＣＶＤ法を用いて、下地層を約１００
ｎｍの膜厚で形成し、比較例１の反射防止積層体を作製
した。＜下地層成膜条件＞原料ガス（ＨＭＤＳＯガス）流量；１ｓｌｍ活性ガス（酸素ガス）流量；０．２ｓｌｍ不活性ガス（Ｈｅガス）流量；１ｓｌｍ成膜圧力４Ｐａ

【００３８】比較例１の反射防止積層体の視感反射率、
表面粗さの測定結果を以下に示す。測定方法は、上記の
実施例１と同様である。視感反射率；３．９％この比較例１における反射防止積層体の各波長に対する
反射率の変化を示すグラフを図４に示す。また、実施例
と比較例で使用したプラスティックフィルム基材は同一
種類のものであるが、参考として、基材のみの各波長に
対する反射率の変化を示すグラフを図５に示す。表面粗さ；４．３ｎｍ比較例１の透明積層体は、可視光域における反射率が高
くなってしまい、実用性に乏しいものであった。

【００３９】（比較例２）基材のプラスティックフィル
ムである厚さ７５μmのポリエチレンテレフタレートフ
ィルム（東レ（株）製ルミラーＴ６０）上に、以下の
条件で、プラズマＣＶＤ法を用いて、下地層を約１００
ｎｍの膜厚で形成した。＜下地層成膜条件＞原料ガス（ＨＭＤＳＯガス）流量；１ｓｌｍ活性ガス（酸素ガス）流量；０．２ｓｌｍ不活性ガス（Ｈｅガス）流量；１ｓｌｍ成膜圧力４Ｐａ

【００４０】次に、上記の得られた下地層の上に、以下
の条件で、プラズマＣＶＤ法を用いて、凹凸層を約１０
０ｎｍの膜厚で形成した。この凹凸層の膜厚は、平均膜
厚である。＜凹凸層成膜条件＞原料ガス（ＨＭＤＳＯガス）流量；１ｓｌｍ活性ガス（酸素ガス）流量；３ｓｌｍ成膜圧力２５Ｐａ

【００４１】以上の条件により、ポリエチレンテレフタ
レートフィルム基材上に下地層、凹凸層を順次形成した
比較例２の反射防止積層体の視感反射率、表面粗さの測
定結果を以下に示す。測定方法は、上記の実施例１と同
様である。視感反射率；０．８０％表面粗さ；８８ｎｍ比較例２の透明積層体は、可視光域における反射率が非
常に低いが、薄膜（凹凸層）の透明度（透過性）が低下
した。光学顕微鏡で観察したところ、凹凸層の表面に１
μｍ以上の比較的大きな粒子が形成され、つまり表面凹
凸の最大高さが１μｍ以上となっていた。

【００４２】

【発明の効果】本発明のプラズマＣＶＤ法による薄膜形
成方法は、反応室内に所定のガスを導入し、成膜ドラム
上の基材と、対向電極を設置して、反応性ガスをプラズ
マ化して、基材上に薄膜を形成する方法において、基材
をロールからロールに連続で巻き上げる方式で、基材上
に酸化物薄膜の下地層として、原料ガス、活性ガス、不
活性ガスを反応室に導入し、不活性ガスが原料ガスと活
性ガスとの反応における混合ガスの均一性を向上させ、
結果として基材に対する物理的衝撃が高まり、活性ガス
と不活性ガスが基材をエッチング処理し、同時に基材上
にプラズマにより基材表面に堆積して、薄膜が形成さ
れ、酸化物薄膜を形成し、その形成された酸化物薄膜は
膜厚方向で炭素含有量が基材側から連続的に減少してい
る。また、その酸化物薄膜の上に、凹凸層として、原料
ガス、活性ガスを反応室に導入し、反応室における圧力
を増加させて、気相中で原料分子を粒状に成長させ、基
材表面に付着させて、表面の凹凸した層を形成すること
ができる。

【００４３】つまり、酸化物薄膜の膜厚方向で、薄膜の
組成が緩やかに変化した構造となり、基材と酸化物薄膜
との界面での屈折率変化も緩やかになり、基材と酸化物
薄膜との間における光反射を低減することができる。上
記の酸化物薄膜の形成は、基材表面のエッチングと薄膜
形成を同時に進行させることができるため、薄膜形成の
生産性が高く、生産コストを抑えることが可能となる。
また、前記の酸化物薄膜の上に、凹凸層を形成するに
は、反応室における成膜圧力を増加させて、原料分子同
士が気相中で反応して、ある程度の粒子まで成長し、そ
の粒子が基材表面に付着することにより、表面の凹凸し
た層が形成される。この高圧力条件のみで薄膜を形成す
ると、膜がもろくなってしまうが、最表面のみに上記条
件で薄膜の凹凸層を形成することで、機械的強度、低反
射性（反射防止性）の双方に優れたものが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマＣＶＤ法による薄膜形成方法
を実施させるプラズマＣＶＤ装置の一構成例の概略図で
ある。

【図２】本発明のプラズマＣＶＤ法による薄膜形成方法
を実施させるプラズマＣＶＤ装置の他の構成例の概略図
である。

【図３】実施例１における反射防止積層体の各波長に対
する反射率の変化を示すグラフである。

【図４】比較例１における反射防止積層体の各波長に対
する反射率の変化を示すグラフである。

【図５】プラスティックフィルム基材のみの各波長に対
する反射率の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１、２１基材２、２２基材巻き出し部２’、２６基材巻き取り部３、２３真空容器４反応室５、２７真空ポンプ６、ａ２、ｂ２ガス導入口７反転ロール７’ 反転ロール８、２４成膜ドラム９、ａ１、ｂ１対向電極１０プラズマ電源１１プラズマ１２薄膜２５隔離壁

フロントページの続きＦターム(参考） 2K009 AA10 AA12 AA15 BB11 CC03 DD04 4F100 AA20B AA20C AH06C AK42 AT00A BA03 BA07 BA10A BA10C DD01C DD07C EH66B EH662 EJ152 EJ602 GB41 JK01 JL02 JM02B JN01 JN06 4K030 AA06 AA09 AA14 AA16 BB13 CA06 CA07 CA17 HA01 LA01 LA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応室内に所定のガスを導入し、成膜ド
ラム上の基材と、対向電極を設置して、反応性ガスをプ
ラズマ化して、基材上に薄膜を形成する方法において、
基材をロールからロールに連続で巻き上げる方式で、基
材上に酸化物薄膜の下地層として、原料ガス、活性ガ
ス、不活性ガスを反応室に導入し、活性ガスと不活性ガ
スが基材をエッチングし、同時に基材上に酸化物薄膜を
形成し、その酸化物薄膜の膜厚方向の炭素含有量が基材
側から連続的に減少していて、その酸化物薄膜の上に、
凹凸層として、原料ガス、活性ガスを反応室に導入し、
反応室における圧力を増加させて、気相中で原料分子を
粒状に成長させ、基材表面に付着させて表面の凹凸した
層を形成することを特徴とするプラズマＣＶＤ法による
薄膜形成方法。
【請求項２】請求項１に記載するプラズマＣＶＤ法に
よる薄膜形成方法で形成された基材上に酸化物薄膜、凹
凸層を順次形成した反射防止積層体において、基材がエ
ッチングされ、同時に酸化物薄膜の膜厚方向の炭素含有
量が基材側から連続的に減少しており、凹凸層の表面粗
さが５〜１００ｎｍであり、かつ表面凹凸の最大高さが
１μｍ以下であることを特徴とする反射防止積層体。
【請求項３】請求項２に記載する凹凸層が有機物また
は炭素を含む酸化シリコンを主成分とすることを特徴と
する反射防止積層体。
【請求項４】基材上に酸化物薄膜、凹凸層を順次形成
した反射防止積層体の視感反射率が０．１〜２．５％で
あることを特徴とする請求項２または３に記載する反射
防止積層体。