JP2013019929A - Anti-reflection coating and anti-reflection coating deposition method - Google Patents
Anti-reflection coating and anti-reflection coating deposition method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013019929A JP2013019929A JP2011150603A JP2011150603A JP2013019929A JP 2013019929 A JP2013019929 A JP 2013019929A JP 2011150603 A JP2011150603 A JP 2011150603A JP 2011150603 A JP2011150603 A JP 2011150603A JP 2013019929 A JP2013019929 A JP 2013019929A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- film
- mgf
- sio
- sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、反射防止膜及び反射防止膜の成膜方法に関するものである。 The present invention relates to an antireflection film and a method for forming an antireflection film.
従来、反射防止膜やハーフミラー、エッジフィルター等の光学薄膜を作製する場合、手法の容易さや成膜速度等の点から、真空蒸着法が主に用いられてきた。これに対し、スパッタリング法は自動化、省力化、大面積基板への適用性、基板への高密着性など多くの利点があり、近年のコーティング分野において広く適用されてきている。 Conventionally, when an optical thin film such as an antireflection film, a half mirror, or an edge filter is manufactured, a vacuum deposition method has been mainly used from the viewpoints of easiness of the method and film formation speed. On the other hand, the sputtering method has many advantages such as automation, labor saving, applicability to a large area substrate, and high adhesion to the substrate, and has been widely applied in the recent coating field.
ここで、光学薄膜として代表的な低屈折率材料として、MgF2等のフッ化物が挙げられる。MgF2をスパッタリング法で成膜すると、Mg等とFとに解離してしまい、膜中ではFが不足するために、可視光の吸収が生じてしまうという欠点があり、スパッタリング法を光学薄膜に適用する上での大きな障害となっていた。 Here, as a typical low refractive index material for the optical thin film, a fluoride such as MgF 2 can be cited. When MgF 2 is formed by sputtering, it is dissociated into Mg and the like and F, and since F is insufficient in the film, there is a disadvantage that absorption of visible light occurs. It was a major obstacle to application.
これに対して、特許文献1では、光吸収のないフッ化物膜をスパッタリング法により形成する、薄膜の形成方法が記載されている。この形成方法で作製したフッ化物薄膜は、光吸収の点では実用上問題ない。
On the other hand,
しかしながら、特許文献1に記載の形成方法で作製したフッ化物薄膜は、作製したMgF2膜の膜厚が50nm程度と薄い場合は耐擦傷性が高いが、多層反射防止膜の最表層に必要な100nm程度の膜厚になると耐擦傷性が低下し、キズが入りやすくなる問題があった。
However, the fluoride thin film produced by the forming method described in
一方、特許文献2には、耐擦傷性を高めるためにMgF2層の上層に、SiO2又はAl2O3を表面保護層として形成する方法が記載されている。しかしながら、より過酷な使用、例えば、加重500gf/cm2の条件下の使用において表面保護層として効果を発揮するためには、表面保護層の膜厚が30nm以上必要であり、この膜厚にすると反射防止膜としての反射率特性は悪化してしまう。
また、表面保護層として使用しているSiO2及びAl2O3は、MgF2に比べて撥水性が低いため、湿気によるくもりの発生や反射特性のシフトなどが生じやすい。
On the other hand,
In addition, since SiO 2 and Al 2 O 3 used as the surface protective layer have a low water repellency compared to MgF 2 , cloudiness due to moisture and a shift in reflection characteristics are likely to occur.
本発明は、上述したような事情に檻みてなされたものであって、スパッタリング法によってMgF2薄膜を形成するとともに、実用上問題のない反射率特性を維持しつつ、耐擦傷性の高い反射防止膜を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and forms an MgF 2 thin film by a sputtering method, and maintains a reflectance characteristic that has no practical problem, and has high scratch resistance and antireflection. The object is to provide a membrane.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る反射防止膜は、波長500nmにおける屈折率が1.34〜1.44のポーラスSiO2層と、ポーラスSiO2層の基板から遠い面に隣接するように形成された、膜厚5〜50nmのMgF2層と、を有することを特徴している。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the antireflection film according to the present invention includes a porous SiO 2 layer having a refractive index of 1.34 to 1.44 at a wavelength of 500 nm, and a porous SiO 2 layer substrate. And an MgF 2 layer having a thickness of 5 to 50 nm formed so as to be adjacent to a distant surface.
本発明に係る成膜方法は、成膜圧力を0.5〜10Paに設定してSiO2をスパッタリング成膜する第1工程と、第1工程で成膜したSiO2上に、粒径0.1〜10mmの顆粒状MgF2をターゲットとし、O2ガス雰囲気でMgF2をスパッタリング成膜する第2工程と、を有することを特徴としている。
The film forming method according to the present invention includes a first step of the SiO 2 deposited by sputtering by setting the film formation pressure to 0.5~10Pa, on the SiO 2 was deposited in the first step, the
本発明に係る反射防止膜及び反射防止膜の成膜方法は、スパッタリング法によってMgF2薄膜を形成するとともに、実用上問題のない反射率特性を維持しつつ、耐擦傷性の高い反射防止膜を提供することができる、という効果を奏する。 An antireflection film and an antireflection film forming method according to the present invention include forming an MgF 2 thin film by a sputtering method and maintaining an antireflection film having high scratch resistance while maintaining a reflectance characteristic that is not problematic in practice. There is an effect that it can be provided.
以下に、本発明に係る反射防止膜及び反射防止膜の成膜方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
まず、本発明による作用・効果について説明する。
Embodiments of an antireflection film and a method for forming an antireflection film according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment.
First, the operation and effect of the present invention will be described.
本発明の反射防止膜においては、MgF2に次いで屈折率が低いSiO2をポーラス構造にし、MgF2と同程度の屈折率に調整したポーラスSiO2層と、膜厚50nm以下のMgF2層と、を用いている。MgF2層は、ポーラスSiO2層の基板から遠い面に隣接するように形成している。これにより、実用上問題のない反射率特性を維持しつつ、高い耐擦傷性を実現している。 In the antireflection film of the present invention, the SiO 2 has a lower refractive index Following MgF 2 in the porous structure, and the porous SiO 2 layer was adjusted to a refractive index substantially equal to that of MgF 2, and the film thickness 50nm following MgF 2 layers , Is used. The MgF 2 layer is formed so as to be adjacent to a surface far from the substrate of the porous SiO 2 layer. As a result, high scratch resistance is achieved while maintaining reflectance characteristics that are practically acceptable.
ポーラスSiO2層を用いることにより、MgF2層の膜厚を従来の半分以下にしても同等の反射率特性が得られるため、耐擦傷性を高めることができる。また、ポーラスSiO2の上層にMgF2を成膜することにより、反射防止膜としての撥水性を確保することができるため、湿気によるくもりの発生や反射特性のシフトが生じない。 By using a porous SiO 2 layer, the same reflectance characteristics can be obtained even if the film thickness of the MgF 2 layer is less than half that of the conventional one, so that the scratch resistance can be improved. Further, by forming MgF 2 as an upper layer of porous SiO 2 , water repellency as an antireflection film can be ensured, so that no clouding occurs due to moisture and reflection characteristics do not shift.
SiO2は、成膜中の圧力を調整することによって膜密度を変化させることができる。具体的には、成膜圧力を高くすることにより、SiO2の膜密度を低くすることができ、これにより屈折率が1.34〜1.44のポーラス構造のSiO2を作製することができる。 The film density of SiO 2 can be changed by adjusting the pressure during film formation. Specifically, by increasing the film forming pressure, the film density of SiO 2 can be lowered, and thereby a porous SiO 2 having a refractive index of 1.34 to 1.44 can be produced. .
MgF2については、顆粒状MgF2を膜原料としたスパッタリングによって成膜することができる。より具体的には、ターゲットとしてのMgF2表面の温度を650℃〜1100℃の間に保持するとともに、酸素及び窒素の少なくとも一方を含むガスを導入しながらスパッタリングすることにより、MgF2の少なくとも一部を分子状態で跳びださせ、この分子状態のMgF2で膜を形成する。 MgF 2 can be formed by sputtering using granular MgF 2 as a film raw material. More specifically, while maintaining the temperature of the MgF 2 surface as a target between 650 ° C. and 1100 ° C. and performing sputtering while introducing a gas containing at least one of oxygen and nitrogen, at least one of MgF 2 is obtained. The part is jumped out in a molecular state, and a film is formed with MgF 2 in this molecular state.
以下、実施例について説明する。まず、多層反射防止膜としての実施例1及び比較例1〜3について説明する。
(実施例1)
図1は、実施例1に係る多層反射防止膜の層構造を示す断面図である。図1に示すように、実施例1の多層反射防止膜は、基板10上に中間層20、最終層30の順に積層した層構造を備える。
基板10はS−LAH58(OHARA社製)を使用する。
中間層20は、基板側から、SiO2層21、Nb2O5層22、SiO2層23、Nb2O5層24の順に積層されている。中間層のSiO2層21、23は、例えば、Siターゲットを用いてArとO2の混合ガス中で反応性スパッタリングを行う方法、Siターゲットを用いてスパッタリングによって成膜したSi膜をプラズマ酸化する方法、SiO2ターゲットを高周波スパッタリングして酸化物膜を成膜する方法、SiO2を真空蒸着法により成膜する方法、又は、加熱した基板上に反応ガスの分解によって成膜する方法によって形成する。
また、Nb2O5層22、24は、例えば、Nbターゲットを用いてArとO2の混合ガス中で反応性スパッタリングを行う方法、Nbターゲットを用いてスパッタリングによって成膜したNb膜をプラズマ酸化する方法、Nb2O5ターゲットを高周波スパッタリングして酸化物膜を成膜する方法、又はNb2O5を真空蒸着法により成膜する方法によって形成する。
なお、中間層のSiO2層21、23は、ポーラスSiO2であっても通常のSiO2であってもよく、反射防止膜全体としての反射率特性が良好となる任意の膜厚とする。
Examples will be described below. First, Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 as a multilayer antireflection film will be described.
Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a layer structure of a multilayer antireflection film according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the multilayer antireflection film of Example 1 has a layer structure in which an
As the
The
The Nb 2 O 5 layers 22 and 24 may be formed by, for example, a method of performing reactive sputtering in a mixed gas of Ar and O 2 using an Nb target, or plasma oxidizing an Nb film formed by sputtering using an Nb target. And a method of forming an oxide film by high-frequency sputtering of a Nb 2 O 5 target, or a method of forming Nb 2 O 5 by a vacuum evaporation method.
The intermediate SiO 2 layers 21 and 23 may be either porous SiO 2 or normal SiO 2 , and have any film thickness that provides good reflectivity characteristics as the entire antireflection film.
多層反射防止膜の最表層となる最終層30は、波長500nmにおける屈折率が1.34〜1.44のポーラスSiO2層31と、このポーラスSiO2層の基板から遠い面に隣接するように形成された、膜厚5〜50nmのMgF2層32と、を備える。
また、この最終層30は、成膜圧力を0.5〜10Paに設定してSiO2をスパッタリング成膜する第1工程と、第1工程で成膜したSiO2上に、粒径0.1〜10mmの顆粒状MgF2をターゲットとし、O2ガス雰囲気でMgF2をスパッタリング成膜する第2工程と、によって形成する。
The final layer 30 which is the outermost layer of the multilayer antireflection film is adjacent to a porous SiO 2 layer 31 having a refractive index of 1.34 to 1.44 at a wavelength of 500 nm and a surface far from the substrate of the porous SiO 2 layer. And a formed MgF 2 layer 32 having a film thickness of 5 to 50 nm.
Also, the final layer 30 includes a first step of the SiO 2 deposited by sputtering by setting the film formation pressure to 0.5~10Pa, on the SiO 2 was deposited in the first step, the particle size 0.1 The second step of forming a MgF 2 film by sputtering in an O 2 gas atmosphere using a granular MgF 2 of 10 mm as a target.
実施例1における最終層30のポーラスSiO2層31は、第1工程として、Siをターゲットとして、Arガスの流量、O2ガスの流量、及び、スパッタリングを行うチャンバからの排気速度を調整した状態で、成膜圧力10Paの状態で反応性スパッタリングすることにより、SiO2層を75nm成膜する。 The porous SiO 2 layer 31 of the final layer 30 in Example 1 is a state in which the flow rate of Ar gas, the flow rate of O 2 gas, and the exhaust rate from the chamber in which sputtering is performed are adjusted using Si as a target in the first step. Thus, reactive sputtering is performed at a film forming pressure of 10 Pa to form a SiO 2 layer having a thickness of 75 nm.
ここで、ポーラスSiO2層31の屈折率を1.34とするための条件として、Arガスの流量を40sccm、O2流量を20sccmとするとともに、メインバルブの開閉度合いを調整して排気速度を調整し、これにより成膜圧力を10Paとする。さらに、DC出力を800Wとして反応性スパッタリングによって成膜する。ここで、「sccm」は、standard cc/minの略であり、一定温度下、1気圧における1分あたりの流量を示す。
なお、ポーラスSiO2層31の屈折率は、メインバルブの開閉度合いを調整し成膜圧力を0.5〜10Paにすることによって、1.34〜1.44の範囲で調整することができる。
Here, as conditions for setting the refractive index of the porous SiO 2 layer 31 to 1.34, the flow rate of Ar gas is 40 sccm, the flow rate of O 2 is 20 sccm, and the exhaust rate is adjusted by adjusting the degree of opening and closing of the main valve. This adjusts the film forming pressure to 10 Pa. Further, a film is formed by reactive sputtering with a DC output of 800 W. Here, “sccm” is an abbreviation for standard cc / min, and indicates a flow rate per minute at 1 atmosphere under a constant temperature.
The refractive index of the porous SiO 2 layer 31 can be adjusted in the range of 1.34 to 1.44 by adjusting the degree of opening and closing of the main valve and setting the film forming pressure to 0.5 to 10 Pa.
つづいて、第2工程として、第1工程で成膜したポーラスSiO2層31上に、粒径1〜3mmの顆粒状MgF2をターゲットとし、O2ガスを導入してスパッタリング成膜により、MgF2層32を20nm成膜する。より具体的には、7×10−5Paまでチャンバから排気した後に、O2ガスを4×10−1Paまで導入した状態で、プラズマを発生させ、このプラズマによってMgF2を加熱してスパッタリングを行う。
なお、ポーラスSiO2層31の屈折率を1.44にした場合、その膜厚は45nm、SiO2層31上に形成するMgF2層32の膜厚は50nmとすることが望ましい。
また、この場合の中間層30の膜厚は光学特性(反射率特性)が最良になるようにそれぞれ調整している。
Subsequently, as a second step, MgF 2 having a particle diameter of 1 to 3 mm is used as a target on the porous SiO 2 layer 31 formed in the first step, and O 2 gas is introduced to form a MgF film by sputtering. Two
When the refractive index of the porous SiO 2 layer 31 is 1.44, the film thickness is preferably 45 nm, and the film thickness of the MgF 2 layer 32 formed on the SiO 2 layer 31 is preferably 50 nm.
In this case, the thickness of the intermediate layer 30 is adjusted so that the optical characteristics (reflectance characteristics) are the best.
(比較例1)
比較例1の反射防止膜においては、最終層として、中間層上に膜厚55nmのMgF2層を形成し、このMgF2層の基板から遠い面に、屈折率1.46のSiO2を表面保護層として30nm形成している。MgF2及びSiO2はスパッタリングにより形成している。また、基板及び中間層は実施例1と同様の構成である。なお、この中間層の膜厚は、光学特性(反射率特性)が最良になるようにそれぞれ調整している。
(Comparative Example 1)
In the antireflection film of Comparative Example 1, an MgF 2 layer having a thickness of 55 nm is formed on the intermediate layer as the final layer, and SiO 2 having a refractive index of 1.46 is provided on the surface far from the substrate of the MgF 2 layer. The protective layer has a thickness of 30 nm. MgF 2 and SiO 2 are formed by sputtering. The substrate and the intermediate layer have the same configuration as in the first embodiment. The film thickness of the intermediate layer is adjusted so that the optical characteristics (reflectance characteristics) are the best.
(比較例2)
比較例2の反射防止膜においては、最終層として、中間層上に膜厚95nmのMgF2のみを形成している。MgF2はスパッタリングにより形成している。また、基板及び中間層は実施例1と同様の構成である。なお、この中間層の膜厚は光学特性(反射率特性)が最良になるようにそれぞれ調整している。
(Comparative Example 2)
In the antireflection film of Comparative Example 2, only MgF 2 having a thickness of 95 nm is formed on the intermediate layer as the final layer. MgF 2 is formed by sputtering. The substrate and the intermediate layer have the same configuration as in the first embodiment. The film thickness of the intermediate layer is adjusted so that the optical characteristics (reflectance characteristics) are the best.
(比較例3)
比較例3の反射防止膜においては、最終層として、中間層上に屈折率1.46のSiO2を45nmの膜厚で形成し、このSiO2上にMgF2を50nmの膜厚で成膜している。ここで、屈折率1.46のSiO2は実施例1の最終層のSiO2とは異なって、ポーラス状でない。MgF2及びSiO2はスパッタリングにより形成している。また、基板及び中間層は実施例1と同様の構成である。なお、この中間層の膜厚は光学特性(反射率特性)が最良になるようにそれぞれ調整している。
(Comparative Example 3)
In the antireflection film of Comparative Example 3, as the final layer, SiO 2 having a refractive index of 1.46 is formed with a film thickness of 45 nm on the intermediate layer, and MgF 2 is formed with a film thickness of 50 nm on this SiO 2. doing. Here, SiO 2 with a refractive index of 1.46 is not porous, unlike the SiO 2 of the final layer of Example 1. MgF 2 and SiO 2 are formed by sputtering. The substrate and the intermediate layer have the same configuration as in the first embodiment. The film thickness of the intermediate layer is adjusted so that the optical characteristics (reflectance characteristics) are the best.
つづいて、実施例1及び比較例1〜3の特性・効果を比較する。
図2は、実施例1及び比較例1〜3の反射防止膜の光学特性を示すグラフである。図2は、可視領域における反射防止膜としての反射率を示しており、横軸は照射光の波長(単位nm)、縦軸は反射率(単位%)である。
図2に示すように、実施例1の多層反射防止膜は、最終層をMgF2層のみで作製した比較例2と同等の高い光学特性が得られた。これは、SiO2をポーラス状としたことにより、その屈折率を1.34〜1.44の範囲に調整することができ、これにより、MgF2を耐擦傷性の高い50nm以下の薄い膜厚にしても、比較例2の反射防止膜と同様の高い光学特性を得ることができることを示している。
Next, the characteristics and effects of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 are compared.
FIG. 2 is a graph showing optical characteristics of the antireflection films of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. FIG. 2 shows the reflectance as an antireflection film in the visible region, where the horizontal axis represents the wavelength of irradiation light (unit: nm) and the vertical axis represents the reflectance (unit:%).
As shown in FIG. 2, the multilayer antireflection film of Example 1 obtained high optical characteristics equivalent to those of Comparative Example 2 in which the final layer was made of only the MgF 2 layer. This is because the refractive index can be adjusted in the range of 1.34 to 1.44 by making the SiO 2 porous, so that the MgF 2 has a thin film thickness of 50 nm or less with high scratch resistance. Even so, it is shown that high optical characteristics similar to those of the antireflection film of Comparative Example 2 can be obtained.
一方、比較例1及び比較例3の反射防止膜は、実施例1及び比較例2の反射防止膜に対して好ましくない光学特性を示している(図2)。具体的には、約430nm〜650nmの波長範囲では、比較例1及び比較例3の反射防止膜は、実施例1及び比較例2の反射防止膜よりも反射率が高くなっている。 On the other hand, the antireflection films of Comparative Example 1 and Comparative Example 3 show undesirable optical characteristics compared to the antireflection films of Example 1 and Comparative Example 2 (FIG. 2). Specifically, in the wavelength range of about 430 nm to 650 nm, the antireflection films of Comparative Example 1 and Comparative Example 3 have a higher reflectance than the antireflection films of Example 1 and Comparative Example 2.
図3は、実施例1及び比較例1〜3の反射防止膜の特性を比較した表である。
(1)「くもり」は耐環境性試験実施後のくもりの発生状況を評価した結果である。
耐環境性試験は、温度70度・湿度40%の環境下と、温度40度・湿度90%の環境下に、対象の反射防止膜を24時間ごとに、合計7日間ずつ置く試験である。
「くもり」は、波長450nm〜650nmの各波長において、環境性試験前後での透過率変化量が0.3%未満を○、0.3%以上を×として評価している。
FIG. 3 is a table comparing the characteristics of the antireflection films of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3.
(1) “Cloudy” is the result of evaluating the occurrence of cloudy after the environmental resistance test.
The environmental resistance test is a test in which a target antireflection film is placed every 24 hours for a total of 7 days in an environment of a temperature of 70 degrees and a humidity of 40% and an environment of a temperature of 40 degrees and a humidity of 90%.
“Cloudy” is evaluated with ○ indicating that the change in transmittance before and after the environmental test is less than 0.3% at each wavelength of 450 nm to 650 nm, and x indicating 0.3% or more.
(2)「特性シフト」については、波長450nm〜650nmの各波長において、上述の環境性試験前後での反射率変化量が0.1%未満を○、0.1%以上を×として評価している。 (2) “Characteristic shift” was evaluated with a reflectance change amount of less than 0.1% before and after the environmental test described above as ○, and 0.1% or more as × at each wavelength of 450 nm to 650 nm. ing.
(3)「耐擦傷性」については、#0000のスチールウールを加重500gf/cm2で100往復擦り付ける方法で評価しており、100往復した後に、傷や磨耗がない場合を○、傷や磨耗があった場合を×としている。 (3) “Scratch resistance” is evaluated by a method in which # 0000 steel wool is rubbed 100 times with a load of 500 gf / cm 2. When there is, it is set as x.
図3に示すように、比較例1はくもりと特性シフトに×がついており、比較例2は耐擦傷性に×がついているのに対して、実施例1及び比較例3においては、くもり、特性シフト、及び耐擦傷性のいずれについても○の評価となっている。 As shown in FIG. 3, Comparative Example 1 has a cloudiness and characteristic shift with “x”, and Comparative Example 2 has a scratch resistance with “x”, whereas Example 1 and Comparative Example 3 have a cloudiness. Both the characteristic shift and the scratch resistance are evaluated as “Good”.
図2及び図3によれば、実施例1及び比較例1〜3のうち、高い光学特性を発揮しつつ、くもり、特性シフト、及び耐擦傷性のいずれにおいても実用上問題がないレベルにあるのは実施例1のみである。また、この結果は、最終層を、波長500nmにおける屈折率が1.34〜1.44のポーラスSiO2層と、このポーラスSiO2層の基板から遠い面に隣接するように形成された、膜厚5〜50nmのMgF2層と、で構成した場合も同様である。 According to FIG.2 and FIG.3, in Example 1 and Comparative Examples 1-3, it is a level which does not have a practical problem in all of cloudiness, a characteristic shift, and scratch resistance, exhibiting a high optical characteristic. This is only Example 1. In addition, this result shows that the final layer is formed so as to be adjacent to a porous SiO 2 layer having a refractive index of 1.34 to 1.44 at a wavelength of 500 nm and a surface far from the substrate of the porous SiO 2 layer. The same applies to the case of being composed of a MgF 2 layer having a thickness of 5 to 50 nm.
次に、単層反射防止膜としての実施例2及び比較例4〜6について説明する。
(実施例2)
実施例2の単層反射防止膜は、基板上に最終層を形成した層構造を備える。
基板は、実施例1と同じS−LAH58(OHARA社製)を使用する。
Next, Example 2 and Comparative Examples 4 to 6 as single-layer antireflection films will be described.
(Example 2)
The single-layer antireflection film of Example 2 has a layer structure in which a final layer is formed on a substrate.
The same S-LAH58 (manufactured by OHARA) as in Example 1 is used as the substrate.
単層反射防止膜の最表層となる最終層は、波長500nmにおける屈折率が1.34〜1.44のポーラスSiO2層と、このポーラスSiO2層の基板から遠い面に隣接するように形成された、膜厚5〜50nmのMgF2層と、を備える。
また、この最終層は、成膜圧力を0.5〜10Paに設定してSiO2をスパッタリング成膜する第1工程と、第1工程で成膜したSiO2上に、粒径0.1〜10mmの顆粒状MgF2をターゲットとし、O2ガス雰囲気でMgF2をスパッタリング成膜する第2工程と、によって形成する。
The final layer which is the outermost layer of the single-layer antireflection film is formed so as to be adjacent to a porous SiO 2 layer having a refractive index of 1.34 to 1.44 at a wavelength of 500 nm and a surface far from the substrate of the porous SiO 2 layer. And a MgF 2 layer having a film thickness of 5 to 50 nm.
Also, the final layer, a first step of the SiO 2 deposited by sputtering by setting the film formation pressure to 0.5~10Pa, on the SiO 2 was deposited in the first step, the particle size 0.1 The second step of forming a MgF 2 film by sputtering in an O 2 gas atmosphere using 10 mm granular MgF 2 as a target.
実施例2における最終層のポーラスSiO2層は、第1工程として、Siをターゲットとして、Arガスの流量、O2ガスの流量、及び、スパッタリングを行うチャンバからの排気速度を調整した状態で、成膜圧力10Paの状態で反応性スパッタリングすることにより、SiO2層を80nm成膜する。ここで、ポーラスSiO2層の屈折率を1.34とするための条件は、実施例1の場合と同様である。また、ポーラスSiO2層の屈折率は、メインバルブの開閉度合いを調整し成膜圧力を0.5〜10Paにすることによって、1.34〜1.44の範囲で調整することができる。 The porous SiO 2 layer as the final layer in Example 2 was prepared by adjusting the flow rate of Ar gas, the flow rate of O 2 gas, and the exhaust rate from the chamber in which sputtering is performed using Si as a target in the first step. Reactive sputtering is performed at a film forming pressure of 10 Pa to form a SiO 2 layer having a thickness of 80 nm. Here, the conditions for setting the refractive index of the porous SiO 2 layer to 1.34 are the same as those in the first embodiment. Further, the refractive index of the porous SiO 2 layer can be adjusted in the range of 1.34 to 1.44 by adjusting the degree of opening and closing of the main valve and setting the film forming pressure to 0.5 to 10 Pa.
つづいて、実施例1と同様に、第2工程として、第1工程で成膜したポーラスSiO2上に、粒径1〜3mmの顆粒状MgF2をターゲットとし、O2ガスを導入してスパッタリング成膜により、MgF2層を20nm成膜する。
なお、ポーラスSiO2層の屈折率を1.44にした場合、その膜厚は50nm、SiO2層上に形成するMgF2層の膜厚は50nmとすることが好ましい。
Subsequently, as in Example 1, as a second step, sputtering is performed by introducing O 2 gas onto a porous SiO 2 film formed in the first step, targeting granular MgF 2 having a particle diameter of 1 to 3 mm as a target. An MgF 2 layer is formed to a thickness of 20 nm by film formation.
When the refractive index of the porous SiO 2 layer is 1.44, the film thickness is preferably 50 nm, and the MgF 2 layer formed on the SiO 2 layer is preferably 50 nm.
(比較例4)
比較例4の反射防止膜においては、最終層として、基板上に膜厚60nmのMgF2層を形成し、このMgF2層の基板から遠い面に、屈折率1.46のSiO2を表面保護層として30nm形成している。MgF2及びSiO2はスパッタリングにより形成している。また、基板は実施例2と同じ構成である。
(Comparative Example 4)
In the antireflection film of Comparative Example 4, an MgF 2 layer having a film thickness of 60 nm is formed on the substrate as the final layer, and SiO 2 having a refractive index of 1.46 is surface-protected on the surface of the MgF 2 layer far from the substrate. A layer of 30 nm is formed. MgF 2 and SiO 2 are formed by sputtering. The substrate has the same configuration as in the second embodiment.
(比較例5)
比較例5の反射防止膜においては、最終層として、基板上に膜厚101nmのMgF2のみを形成している。MgF2はスパッタリングにより形成している。また、基板は実施例2と同じ構成である。
(Comparative Example 5)
In the antireflection film of Comparative Example 5, only MgF 2 having a film thickness of 101 nm is formed on the substrate as the final layer. MgF 2 is formed by sputtering. The substrate has the same configuration as in the second embodiment.
(比較例6)
比較例6の反射防止膜においては、最終層として、基板上に屈折率1.46のSiO2を50nmの膜厚で形成し、このSiO2上にMgF2を50nmの膜厚で成膜している。ここで、屈折率1.46のSiO2は実施例2の最終層のSiO2とは異なって、ポーラス状でない。MgF2及びSiO2はスパッタリングにより形成している。また、基板は実施例2と同じ構成である。
(Comparative Example 6)
In the antireflection film of Comparative Example 6, as a final layer, the SiO 2 having a refractive index of 1.46 was formed with a thickness of 50nm on the substrate, the MgF 2 was deposited thereon to a thickness of 50nm on the SiO 2 ing. Here, SiO 2 with a refractive index of 1.46 is not porous, unlike the SiO 2 of the final layer of Example 2. MgF 2 and SiO 2 are formed by sputtering. The substrate has the same configuration as in the second embodiment.
つづいて、実施例2及び比較例4〜6の特性・効果を比較する。
図4は、実施例2及び比較例4〜6の反射防止膜の光学特性を示すグラフである。図4は、図2と同様に、可視領域における反射防止膜としての反射率を示しており、横軸は照射光の波長(単位nm)、縦軸は反射率(単位%)である。
図4に示すように、実施例2の多層反射防止膜は、最終層をMgF2層のみで作製した比較例5と同等の高い光学特性が得られた。これは、SiO2をポーラス状としたことにより、その屈折率を1.34〜1.44の範囲に調整することができ、これにより、MgF2を耐擦傷性の高い50nm以下の薄い膜厚にしても、比較例5の反射防止膜と同様の高い光学特性を得ることができることを示している。
Next, the characteristics and effects of Example 2 and Comparative Examples 4 to 6 are compared.
FIG. 4 is a graph showing optical characteristics of the antireflection films of Example 2 and Comparative Examples 4 to 6. FIG. 4 shows the reflectance as an antireflection film in the visible region, as in FIG. 2, where the horizontal axis represents the wavelength of irradiation light (unit: nm) and the vertical axis represents the reflectance (unit:%).
As shown in FIG. 4, the multilayer antireflection film of Example 2 obtained high optical characteristics equivalent to those of Comparative Example 5 in which the final layer was made of only the MgF 2 layer. This is because the refractive index can be adjusted in the range of 1.34 to 1.44 by making the SiO 2 porous, so that the MgF 2 has a thin film thickness of 50 nm or less with high scratch resistance. Even so, it is shown that high optical characteristics similar to those of the antireflection film of Comparative Example 5 can be obtained.
一方、比較例4及び比較例6の反射防止膜は、実施例2及び比較例5の反射防止膜に対して好ましくない光学特性を示している(図4)。具体的には、約430nm〜650nmの波長範囲では、比較例4及び比較例6の反射防止膜は、実施例2及び比較例5の反射防止膜よりも反射率が高くなっている。 On the other hand, the antireflection films of Comparative Example 4 and Comparative Example 6 show undesirable optical characteristics compared to the antireflection films of Example 2 and Comparative Example 5 (FIG. 4). Specifically, in the wavelength range of about 430 nm to 650 nm, the antireflection films of Comparative Example 4 and Comparative Example 6 have a higher reflectance than the antireflection films of Example 2 and Comparative Example 5.
図5は、実施例2及び比較例4〜6の反射防止膜の特性を比較した表である。
実施例2及び比較例4〜6についても、実施例1及び比較例1〜3と同様に、「くもり」、「特性シフト」、及び「耐擦傷性」について評価を行った。
図5に示すように、比較例4は、比較例1と同様に、くもりと特性シフトが×の評価であり、比較例5は、比較例2と同様に、耐擦傷性が×であった。実施例2及び比較例6については、実施例1及び比較例3と同様に、くもり、特性シフト、及び耐擦傷性のいずれについても○の評価となっている。
FIG. 5 is a table comparing the characteristics of the antireflection films of Example 2 and Comparative Examples 4 to 6.
For Example 2 and Comparative Examples 4 to 6, as in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, “cloudiness”, “characteristic shift”, and “scratch resistance” were evaluated.
As shown in FIG. 5, Comparative Example 4 was evaluated with a cloudiness and a characteristic shift of “x” as in Comparative Example 1, and Comparative Example 5 was scratched with a rating of “x” as in Comparative Example 2. . As for Example 2 and Comparative Example 6, as in Example 1 and Comparative Example 3, all of cloudiness, characteristic shift, and scratch resistance are evaluated as “Good”.
図4及び図5によれば、実施例2及び比較例4〜6のうち、高い光学特性を発揮しつつ、くもり、特性シフト、及び耐擦傷性のいずれにおいても実用上問題がないレベルにあるのは実施例2のみである。この結果は、最終層を、波長500nmにおける屈折率が1.34〜1.44のポーラスSiO2層と、このポーラスSiO2層の基板から遠い面に隣接するように形成された、膜厚5〜50nmのMgF2層と、で構成した場合も同様である。 According to FIG. 4 and FIG. 5, among Example 2 and Comparative Examples 4 to 6, while exhibiting high optical characteristics, there is no practical problem in any of cloudiness, characteristic shift, and scratch resistance. This is only Example 2. As a result, the final layer was formed so as to be adjacent to a porous SiO 2 layer having a refractive index of 1.34 to 1.44 at a wavelength of 500 nm and a surface far from the substrate of the porous SiO 2 layer. The same applies to the case of being composed of a MgF 2 layer of ˜50 nm.
以上のように、本発明に係る反射防止膜及び反射防止膜の成膜方法は、反射率特性を維持しつつ高い耐擦傷性を実現する場合に有用である。 As described above, the antireflection film and the method for forming the antireflection film according to the present invention are useful for realizing high scratch resistance while maintaining reflectance characteristics.
Claims (2)
前記ポーラスSiO2層の基板から遠い面に隣接するように形成された、膜厚5〜50nmのMgF2層と、
を有することを特徴とする反射防止膜。 A porous SiO 2 layer having a refractive index of 1.34 to 1.44 at a wavelength of 500 nm;
An MgF 2 layer having a film thickness of 5 to 50 nm formed so as to be adjacent to a surface far from the substrate of the porous SiO 2 layer;
An antireflective film characterized by comprising:
前記第1工程で成膜したSiO2上に、粒径0.1〜10mmの顆粒状MgF2をターゲットとし、O2ガス雰囲気でMgF2をスパッタリング成膜する第2工程と、
を有することを特徴とする反射防止膜の成膜方法。 A first step in which the film forming pressure is set to 0.5 to 10 Pa and SiO 2 is formed by sputtering;
A second step of sputtering MgF 2 in an O 2 gas atmosphere using a granular MgF 2 having a particle size of 0.1 to 10 mm as a target on the SiO 2 formed in the first step;
A method for forming an antireflection film, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011150603A JP2013019929A (en) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Anti-reflection coating and anti-reflection coating deposition method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011150603A JP2013019929A (en) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Anti-reflection coating and anti-reflection coating deposition method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013019929A true JP2013019929A (en) | 2013-01-31 |
Family
ID=47691464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011150603A Withdrawn JP2013019929A (en) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Anti-reflection coating and anti-reflection coating deposition method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013019929A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017167303A (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 株式会社タムロン | Optical element and method for forming optical thin film |
-
2011
- 2011-07-07 JP JP2011150603A patent/JP2013019929A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017167303A (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 株式会社タムロン | Optical element and method for forming optical thin film |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2286440C (en) | Transparent substrate stacked with thin layers | |
JP2012128135A (en) | Optical article and method for manufacturing the same | |
JP2006267561A (en) | Optical element and manufacturing method thereof | |
EP0857700A1 (en) | Transparent substrate with at least one thin silicon nitride or oxynitride based layer and process for obtaining the same | |
EP0791562A1 (en) | Multilayered thin film-coated transparent substrate | |
BE1019881A3 (en) | INSULATING GLAZING. | |
JP2017523949A (en) | Glass coating with improved scratch / abrasion resistance and oil repellency | |
WO2021253549A1 (en) | Film-coated glass and manufacturing method therefor | |
WO2012014664A1 (en) | Reflective laminated film and method for producing same | |
CN101493534B (en) | Dereflection screen of display and method for making same | |
CN103407232A (en) | Offline antireflection coated glass and manufacturing method thereof | |
BE1019690A3 (en) | INSULATING GLAZING. | |
JP2007310335A (en) | Front surface mirror | |
JP2006126233A (en) | Spectacle lens with antireflection film | |
JP2013019929A (en) | Anti-reflection coating and anti-reflection coating deposition method | |
JP4351678B2 (en) | Silver mirror and manufacturing method thereof | |
TWI460078B (en) | A multilayer film with hydrophilic, anti-reflection and anti-fog and the method of manufacturing the multilayer film | |
JP2021026163A (en) | Optical member with antireflection film and method for manufacturing the same | |
CN201000491Y (en) | Window glasses lens having anti-dirt antireflective film | |
JP2013182091A (en) | Antireflection film and method for forming the same | |
CN113703078B (en) | Broadband antireflection film for visible light region and preparation method thereof | |
CN111101096B (en) | Method for manufacturing silicon dioxide film and silicon dioxide-containing film element | |
CN112666646A (en) | Anti-static ultraviolet reflecting film and preparation method thereof | |
CN110357452B (en) | Preparation method of antireflection glass and antireflection glass | |
JP7216471B2 (en) | Plastic lens for in-vehicle lens and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141007 |