JP2016528516A - Anti-reflective coating - Google Patents

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Abstract

本発明は、光学コーティングに関し、光通信および情報処理のためのディスプレイまたは他のデバイスの外表面からの可視光の反射を大幅に低減するために使用され得る。様々な実施形態における反射防止コーティングは、2層または3層からなり、これらの層は、様々な実施形態において2〜12ナノメートルに及ぶ厚さの1つの金属層と、ある特定の範囲内の屈折率および厚さを有する1つまたは2つの非金属層とを含み、金属層は、非金属層と基板との間、または非金属層間のいずれかに配置される。【選択図】図1The present invention relates to optical coatings and can be used to significantly reduce the reflection of visible light from the outer surface of a display or other device for optical communication and information processing. The anti-reflective coating in various embodiments consists of two or three layers, which in various embodiments have one metal layer ranging in thickness from 2 to 12 nanometers and within a certain range. Including one or two non-metallic layers having a refractive index and thickness, the metal layer being disposed either between the non-metallic layer and the substrate or between the non-metallic layers. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、光学コーティングに関し、特に、光通信および情報処理のためのディスプレイおよびデバイスから周囲光の反射を回避、もしくは、大幅に低減することができる反射防止光学コーティングに関する。   The present invention relates to optical coatings, and more particularly to anti-reflection optical coatings that can avoid or significantly reduce the reflection of ambient light from displays and devices for optical communication and information processing.

例えば、2004年にSPIE,Washington,USAによって発行されたP.W.Baumeisterの「Optical Coating Technology」頁1〜3、図1〜7、および頁4〜11、項4.3.2に記載された基板上の周知の反射防止コーティングは、基板屈折率未満の屈折率を有し、かつ四分の一波長の光学的厚さ(層の光学的厚さは、層の物理的厚さに層の屈折率を乗じた厚さである)の1つの非金属層を含む。この既知の反射防止コーティングは、周囲光残留反射をベア基板の4〜5%から1.5〜2%にまで減少させる。この1層反射防止コーティングの欠点は、残留反射が比較的高いことである。   For example, P.I., published in 2004 by SPIE, Washington, USA. W. The well-known anti-reflective coating on substrates described in Baumeister's “Optical Coating Technology” pages 1-3, FIGS. 1-7, and pages 4-11, section 4.3.2, has a refractive index less than the substrate refractive index. And one quarter-wave optical thickness (the optical thickness of the layer is the physical thickness of the layer multiplied by the refractive index of the layer) Including. This known anti-reflective coating reduces the ambient light residual reflection from 4-5% to 1.5-2% of the bare substrate. The disadvantage of this one-layer antireflection coating is that the residual reflection is relatively high.

例えば、2004年にSPIE,Washington,USAによって発行されたP.W.Baumeisterの「Optical Coating Technology」頁4〜12、項4.3.3.1に記載された基板上の別の周知の反射防止コーティングは、基板屈折率を超える屈折率を有する第1の非金属層と、第1の非金属層の屈折率未満の屈折率を有する第2の非金属層とを含み、第1の非金属層は、第2の非金属層と基板との間に配置される。この既知の反射防止コーティングは、周囲光残留反射をベア基板の4〜5%から0.5〜1%にまで減少させる。この2層反射防止コーティングの欠点は、必要とされる中間色調ではなく反射光の鮮やかな色にある。   For example, P.I., published in 2004 by SPIE, Washington, USA. W. Another known anti-reflective coating on a substrate, as described in Baumeister's “Optical Coating Technology” pages 4-12, Section 4.3.3.1, is a first non-metal having a refractive index greater than the substrate refractive index. And a second non-metallic layer having a refractive index less than that of the first non-metallic layer, wherein the first non-metallic layer is disposed between the second non-metallic layer and the substrate. The This known anti-reflection coating reduces the ambient light residual reflection from 4-5% of the bare substrate to 0.5-1%. The disadvantage of this two-layer anti-reflective coating lies in the bright color of the reflected light, not the required halftone.

例えば、2004年にSPIE,Washington,USAによって発行されたP.W.Baumeisterの「Optical Coating Technology」頁1〜14、項1.3.1.3に記載された基板上の更に別の周知の反射防止コーティングは、高反射率の層と低反射率の層を交互に積層した一組の層(4層以上)を含む。この既知の反射防止コーティングは、周囲光残留反射をベア基板の4〜5%から0.1〜0.5%にまで減少させる。この多層反射防止コーティングの欠点は、調整困難な多くの蒸着層に起因する比較的高い製造コストにある。   For example, P.I., published in 2004 by SPIE, Washington, USA. W. Further known anti-reflective coatings on substrates described in Baumeister's “Optical Coating Technology” pages 1-14, Section 1.3.1.3, alternate high and low reflectivity layers. A set of layers (4 layers or more) laminated to each other. This known anti-reflective coating reduces ambient light residual reflection from 4-5% of the bare substrate to 0.1-0.5%. The disadvantage of this multilayer anti-reflective coating lies in the relatively high production costs due to many deposited layers that are difficult to adjust.

高透過性だが可視域パネル内の反射熱(赤外域)が米国特許第4,327,967号に開示されている。このパネルは、ガラス基板上に蒸着した2以上の屈折率を有する1つの非金属層と、この非金属層上に蒸着した金層と、反射色の中性のために金層を被覆する他の金属の薄層とを含む。このパネルの欠点は、可視域での比較的高い反射(>8%)である。   Reflective heat (infrared region) in the visible panel, which is highly transmissive, is disclosed in US Pat. No. 4,327,967. This panel is composed of one non-metallic layer having a refractive index of 2 or more deposited on a glass substrate, a gold layer deposited on the non-metallic layer, and a gold layer coated for neutrality of the reflected color. A thin layer of metal. The disadvantage of this panel is the relatively high reflection (> 8%) in the visible range.

本発明の目的は、基板上への反射防止コーティングが、必要とされる中間色調で0.1〜0.5%まで低い可視光の周囲光残留反射を提供することである。   It is an object of the present invention that an anti-reflective coating on the substrate provides ambient light residual reflection of visible light as low as 0.1-0.5% at the required midtones.

本発明の他の目的は、必要とされる中間色調での低い周囲光残留反射を提供しながら、反射防止コーティングの複数層(3層以下)の量を最小限にすることであり、したがって、これは低コストを確保する。   Another object of the present invention is to minimize the amount of multiple layers (3 layers or less) of the anti-reflective coating while providing low ambient light residual reflection at the required midtones, thus This ensures a low cost.

本発明の第1の実施形態によれば、可視光に対するこれらの目的は、2〜5ナノメートルの厚さの1つの金属層と、1.3〜1.6の反射率および40〜80ナノメートルの厚さを有する1つの非金属層とを含む基板上の反射防止コーティングであって、金属層が非金属層と基板との間に配置される反射防止コーティングで実現される。   According to the first embodiment of the invention, these objectives for visible light are one metal layer with a thickness of 2-5 nanometers, a reflectivity of 1.3-1.6 and 40-80 nanometers. An anti-reflective coating on a substrate comprising one non-metallic layer having a thickness of meters, wherein the metal layer is implemented with an anti-reflective coating disposed between the non-metallic layer and the substrate.

本発明の第2の実施形態によれば、可視光に対するこれらの目的は、2〜12ナノメートルの厚さの1つ金属層と、1.7以下の屈折率および30〜100ナノメートルの厚さを有する第1の非金属層と、1.7を超える屈折率および10〜50ナノメートルの厚さを有する第2の非金属層とを含む基板上の反射防止コーティングであって、第2および第1の非金属層の屈折率の差が0.3以上で、第2の非金属層が基板上に配置され、金属層が第2の非金属層上に配置され、第1の非金属層が金属層上に配置される反射防止コーティングで実現される。   According to the second embodiment of the present invention, these objects for visible light include one metal layer with a thickness of 2-12 nanometers, a refractive index of 1.7 or less and a thickness of 30-100 nanometers. An anti-reflective coating on a substrate comprising a first non-metallic layer having a thickness and a second non-metallic layer having a refractive index greater than 1.7 and a thickness of 10 to 50 nanometers, And the first non-metallic layer has a refractive index difference of 0.3 or more, the second non-metallic layer is disposed on the substrate, the metallic layer is disposed on the second non-metallic layer, Realized with an anti-reflective coating in which the metal layer is disposed on the metal layer.

本発明は、提示された技術的解決の全ての権利範囲に完全に網羅されることなく、かつそれらを限定されることなく、反射防止コーティングのいくつか実施形態を示す図面によって明確にされる。   The present invention is clarified by the drawings showing some embodiments of the anti-reflective coating, without being completely covered by the full scope of the proposed technical solution and without being limited thereto.

1.6以下の屈折率を有する1つの非金属層、および非金属層と基板との間に配置された2〜5ナノメートルの厚さの1つの金属層からなる反射防止コーティングの第1の実施形態を示す図である。The first of the anti-reflective coating consisting of one non-metallic layer having a refractive index of 1.6 or less and one metallic layer 2-5 nanometers thick disposed between the non-metallic layer and the substrate It is a figure which shows embodiment. 図1による反射防止コーティングの周囲可視光反射スペクトルを示す図である。FIG. 2 shows the ambient visible light reflection spectrum of the antireflection coating according to FIG. 1. 1.7以下の屈折率を有する第1の非金属層、1.7を超える屈折率を有する第2の非金属層、および1つの金属層からなる反射防止コーティングであって、第2の非金属層が基板上に配置され、金属層が第2の非金属層上に配置され、第1の非金属層が金属層上に配置される、反射防止コーティングの第2の実施形態を示す図である。An anti-reflective coating comprising a first non-metallic layer having a refractive index of 1.7 or less, a second non-metallic layer having a refractive index greater than 1.7, and a single metallic layer, wherein the second non-metallic layer comprises: FIG. 4 illustrates a second embodiment of an anti-reflective coating in which a metal layer is disposed on a substrate, a metal layer is disposed on a second non-metal layer, and a first non-metal layer is disposed on the metal layer. It is. 図3による反射防止コーティングの周囲可視光反射スペクトルを示す図である。FIG. 4 shows the ambient visible light reflection spectrum of the antireflection coating according to FIG. 3.

図1では、2〜5ナノメートルの厚さの1つの金属層1と、1.3〜1.6の反射率および40〜80ナノメートルの厚さを有する1つの非金属層2とを含む可視光に対する基板3への反射防止コーティングであって、金属層1が非金属層2と基板3との間に配置される反射防止コーティングの第1の実施形態が示される。   1 includes one metal layer 1 having a thickness of 2 to 5 nanometers and one non-metal layer 2 having a reflectivity of 1.3 to 1.6 and a thickness of 40 to 80 nanometers. A first embodiment of an anti-reflective coating on the substrate 3 for visible light, in which the metal layer 1 is arranged between the non-metal layer 2 and the substrate 3, is shown.

反射防止コーティングは、次のように機能する。周囲白色光4は、反射防止コーティングに入り、「空気と非金属層2との界面」、「非金属層2と金属層1との界面」、「金属層1と基板3との界面」の各界面から反射される。反射光の弱め合う干渉の結果として、反射光5の全強度は、ある特定かつ適切に選択された非金属層1の厚さおよび屈折率、ならびに金属の光学特性およびその厚さにおいて非常に低くなる。   The anti-reflective coating functions as follows. Ambient white light 4 enters the antireflection coating, and includes “the interface between air and nonmetal layer 2”, “the interface between nonmetal layer 2 and metal layer 1”, and “the interface between metal layer 1 and substrate 3”. Reflected from each interface. As a result of the destructive interference of the reflected light, the total intensity of the reflected light 5 is very low in the thickness and refractive index of certain specific and appropriately selected non-metallic layers 1 and the optical properties of the metal and its thickness. Become.

好ましくは、金属層は、金Au、銀Ag、アルミニウムAl、銅Cu、クロムCr、チタンTi、ニッケルNi、マンガンMn、モリブデンMo、ビスマスBi、スズSn、ロジウムRh、白金Pt、アンチモンSb、およびこれらの物質の任意の合金または固溶体を含む群から選択される金属から作製される。基板3および先述の非金属層2とより良好に付着するために、金属層1は、1ナノメートル以下の厚さを有し、かつクロムCr、チタンTi、ニッケルNi、バナジウムV、ジルコニウムZr、ハフニウムHf、ニオブNb、モリブデンMo、およびこれらの物質の任意の混合物、合金、または固溶体を含む群から選択される材料から作製された副層をさらに含むことができる。   Preferably, the metal layer comprises gold Au, silver Ag, aluminum Al, copper Cu, chromium Cr, titanium Ti, nickel Ni, manganese Mn, molybdenum Mo, bismuth Bi, tin Sn, rhodium Rh, platinum Pt, antimony Sb, and Made from a metal selected from the group comprising any alloy or solid solution of these materials. In order to better adhere to the substrate 3 and the non-metal layer 2 described above, the metal layer 1 has a thickness of 1 nanometer or less, and chromium Cr, titanium Ti, nickel Ni, vanadium V, zirconium Zr, It may further include a sub-layer made from a material selected from the group comprising hafnium Hf, niobium Nb, molybdenum Mo, and any mixture, alloy, or solid solution of these materials.

金属層1の厚さは、どの金属が使用されるかということ、ならびに非金属層2の厚さおよび屈折率に依存し、2〜5ナノメートルの範囲となる。2ナノメートル未満の金属厚は、可視反射対非金属層のみに大きな影響を与えない。5ナノメートルを超える金属厚は、「青色」および「赤色」波長域での可視反射、およびそれ故の可視白色光の全反射を増加させ、望ましくない鮮やかな色の反射光も発生させる。   The thickness of the metal layer 1 is in the range of 2-5 nanometers depending on which metal is used and the thickness and refractive index of the non-metal layer 2. A metal thickness of less than 2 nanometers does not have a significant effect only on the visible reflection versus non-metal layer. Metal thicknesses greater than 5 nanometers increase visible reflection in the “blue” and “red” wavelength ranges, and hence total reflection of visible white light, and also produce undesirable brightly colored reflected light.

熱蒸着、電子ビーム蒸着、粉砕、イオンビーム、陰極粉砕、プラズマ気相化学成長による成膜など、良く知られた方法が基板3への金属層1の成膜に使用されうる。   Well-known methods such as thermal evaporation, electron beam evaporation, pulverization, ion beam, cathode pulverization, and film formation by plasma vapor chemical growth can be used to form the metal layer 1 on the substrate 3.

非金属層2は、マグネシウム、カルシウム、バリウム、アルミニウム、フッ化ランタン、MgF、CaF、AlF、LaF、SiО、および先述の物質の任意の混合物、合金、または固溶体を含む群から選択される物質から作製される。アクリレートポリマーおよびフルオロポリマーからなる有機ポリマー基も使用される。ここには記載されていない1.6以下の屈折率を有する他の材料が使用可能である。 Non-metallic layer 2 is magnesium, calcium, barium, aluminum, lanthanum fluoride, MgF 2, CaF 2, AlF 3, LaF 3, SiО 2, and any mixture of the foregoing materials, from the group comprising alloys or solid solutions, Made from selected material. Organic polymer groups consisting of acrylate polymers and fluoropolymers are also used. Other materials having a refractive index of 1.6 or less not described here can be used.

非金属層2の厚さは、非金属物質の種類、主にその屈折率、ならびに金属層1の厚さおよび種類に依存し、その範囲は40〜80ナノメートルである。熱蒸着、電子ビーム蒸着、粉砕蒸着、イオンビーム、陰極粉砕、プラズマ気相化学成長による成膜など、良く知られている方法が、非金属層2の成膜に使用されうる。湿式塗布方法も使用できる。   The thickness of the non-metallic layer 2 depends on the type of non-metallic material, mainly its refractive index, and the thickness and type of the metallic layer 1, and its range is 40-80 nanometers. Well-known methods such as thermal vapor deposition, electron beam vapor deposition, pulverized vapor deposition, ion beam, cathodic pulverization, and plasma vapor chemical growth can be used for the formation of the nonmetallic layer 2. A wet coating method can also be used.

基板3(ディスプレイまたは他のデバイスの外表面)は、誘電材料、例えば、ガラスまたはポリマーから作製される。   The substrate 3 (the outer surface of the display or other device) is made from a dielectric material, for example glass or polymer.

図2では、図1による反射防止コーティングの周囲可視光反射スペクトルが示される。白色光の残留反射が0.35%以下であり、ほぼ中間色調を有する(可視スペクトル領域内の均一反射に起因する)ことが明確に見える。   In FIG. 2, the ambient visible light reflection spectrum of the antireflection coating according to FIG. 1 is shown. It can clearly be seen that the residual reflection of white light is 0.35% or less and has a nearly neutral tone (due to the uniform reflection in the visible spectral region).

図3では、本発明の第2の実施形態が示され、可視光に対する基板3上への反射防止コーティングは、2〜12ナノメートルの厚さの1つ金属層1と、1.7以下の屈折率および30〜100ナノメートルの厚さを有する第1の非金属層2と、1.7を超える屈折率および10〜50ナノメートルの厚さを有する第2の非金属層6とを含み、0.3以上の第2および第1の非金属層関の屈折率の差を有し、第2の非金属層6が基板3上に配置され、金属層1が第2の非金属層6上に配置され、第1の非金属層2が金属層1上に配置される。   In FIG. 3, a second embodiment of the present invention is shown, wherein the anti-reflective coating on the substrate 3 for visible light comprises one metal layer 1 with a thickness of 2 to 12 nanometers and 1.7 or less. A first non-metallic layer 2 having a refractive index and a thickness of 30 to 100 nanometers, and a second non-metallic layer 6 having a refractive index greater than 1.7 and a thickness of 10 to 50 nanometers. , Having a difference in refractive index between the second and first non-metallic layers of 0.3 or more, the second non-metallic layer 6 is disposed on the substrate 3, and the metallic layer 1 is the second non-metallic layer. The first non-metallic layer 2 is disposed on the metal layer 1.

反射防止コーティングは、次のように機能する。周囲白色光4は、反射防止コーティングに入り、「空気と非金属層2との界面」、「非金属層2と金属層1との界面」、「金属層1と第2の非金属層6との界面」、「第2の非金属層6と基板3との界面」の各界面から反射される。反射光の弱め合う干渉の結果として、反射光5の全強度は、金属および非金属材料の適切な選択、非金属層2および6のそれらの厚さおよび屈折率に対して非常に低くなる。   The anti-reflective coating functions as follows. Ambient white light 4 enters the antireflection coating, “the interface between air and nonmetallic layer 2”, “the interface between nonmetallic layer 2 and metal layer 1”, “metal layer 1 and second nonmetallic layer 6. And the “interface between the second non-metallic layer 6 and the substrate 3”. As a result of the destructive interference of the reflected light, the total intensity of the reflected light 5 is very low for the proper choice of metallic and non-metallic materials, their thickness and refractive index of the non-metallic layers 2 and 6.

好ましくは、金属層は、金Au、銀Ag、アルミニウムAl、銅Cu、クロムCr、チタンTi、ニッケルNi、マンガンMn、モリブデンMo、ビスマスBi、スズSn、ロジウムRh、白金Pt、アンチモンSb、および先述の物質の任意の混合物、合金、固溶体、または金属間化合物を含む群から選択される金属から作製される。先述の非金属層6および先述の非金属層2へ良港に付着させるために、金属層1は、1ナノメートル以下の厚さを有し、かつクロムCr、チタンTi、ニッケルNi、バナジウムV、ジルコニウムZr、ハフニウムHf、ニオブNb、モリブデンMo、および先述の物質の任意の混合物、合金、固溶体、または金属間化合物を含む群から選択される材料から作製された副層をさらに含むことができる。   Preferably, the metal layer comprises gold Au, silver Ag, aluminum Al, copper Cu, chromium Cr, titanium Ti, nickel Ni, manganese Mn, molybdenum Mo, bismuth Bi, tin Sn, rhodium Rh, platinum Pt, antimony Sb, and Made from a metal selected from the group comprising any mixture, alloy, solid solution, or intermetallic compound of the foregoing materials. In order to adhere the non-metallic layer 6 and the non-metallic layer 2 to the good port, the metal layer 1 has a thickness of 1 nanometer or less, and chromium Cr, titanium Ti, nickel Ni, vanadium V, It can further include a sub-layer made from a material selected from the group comprising zirconium Zr, hafnium Hf, niobium Nb, molybdenum Mo, and any mixture, alloy, solid solution, or intermetallic compound of the foregoing substances.

金属層1の厚さは、金属の種類、ならびに非金属層2および6の厚さおよび屈折率に依存し、2〜12ナノメートルである。2ナノメートル未満の金属厚は、可視反射と非金属層に大きな影響を与えない。12ナノメートルを超える金属厚は、「青色」および「赤色」波長域での可視反射、およびそれによって可視白色光の全反射を増加させ、望ましくない反射光の鮮やかな色も発生させる。   The thickness of the metal layer 1 is 2-12 nanometers, depending on the type of metal and the thickness and refractive index of the non-metal layers 2 and 6. Metal thicknesses less than 2 nanometers do not significantly affect visible reflections and non-metallic layers. Metal thicknesses greater than 12 nanometers increase visible reflection in the “blue” and “red” wavelength ranges, and thereby total reflection of visible white light, and also produce a bright color of undesirable reflected light.

非金属層6上への金属層1の成膜に使用される方法は、マグネトロンスパッタリング、熱蒸着、電子ビーム、粉砕、イオンビーム、陰極粉砕、(プラズマ成長)化学気相成長による蒸着などが知られている。   Known methods for forming the metal layer 1 on the non-metal layer 6 include magnetron sputtering, thermal evaporation, electron beam, pulverization, ion beam, cathode pulverization, (plasma growth) vapor deposition by chemical vapor deposition, and the like. It has been.

非金属層2および6の成膜に使用される方法は、マグネトロンスパッタリング、熱蒸着、電子ビーム蒸着、ゾルゲル、(プラズマ成長)化学気相成長などが知られている。   Known methods for forming the nonmetallic layers 2 and 6 include magnetron sputtering, thermal evaporation, electron beam evaporation, sol-gel, (plasma growth) chemical vapor deposition, and the like.

1.7以下の屈折率を有する非金属層2は、マグネシウム、カルシウム、バリウム、アルミニウム、フッ化ランタン、MgF、CaF、BaF、AlF、LaF、二酸化ケイ素SiО、および先述の物質の任意の混合物、合金、または固溶体、ならびにアクリレートポリマーおよびフルオロポリマーからなる有機ポリマー基を含む群から選択される材料から作製される。アクリレートポリマーおよびフルオロポリマーからなる有機ポリマー基も使用される。ここには記載されない1.7以下の屈折率を有する他の材料も使用可能である。 The non-metallic layer 2 having a refractive index of 1.7 or less includes magnesium, calcium, barium, aluminum, lanthanum fluoride, MgF 2 , CaF 2 , BaF 2 , AlF 3 , LaF 3 , silicon dioxide SiO 2 , and the aforementioned Made from a material selected from the group comprising any mixture, alloy or solid solution of substances, and organic polymer groups consisting of acrylate polymers and fluoropolymers. Organic polymer groups consisting of acrylate polymers and fluoropolymers are also used. Other materials having a refractive index of 1.7 or less not described here can also be used.

非金属層2の厚さは、非金属材料の種類、主にその屈折率および厚さ、ならびに金属層1の種類に依存し、30〜100ナノメートルである。1.7を超える屈折率を有する第2の非金属層6は、サファイアAl、二酸化チタンTiO、硫化亜鉛ZnS、五酸化タンタルТаО、セレン化亜鉛ZnSe、ガリウムリンGaP、窒化ガリウムGaN、インジウムスズ酸化物ITO、五酸化ニオブNb、モリブデン酸鉛PbMoO、窒化ホウ素BN、窒化ケイ素Si、窒化アルミニウムAlN、ケイ素Si、ゲルマニウムGe、セレンSe、半導体A型、半導体A型、半導体A型(ヒ素、アンチモン、およびビスマスカルコゲニド)、ならびに先述の物質の任意の混合物または固溶体を含む群から選択される材料から作製される。 The thickness of the nonmetallic layer 2 depends on the type of the nonmetallic material, mainly its refractive index and thickness, and the type of the metallic layer 1, and is 30 to 100 nanometers. The second non-metallic layer 6 having a refractive index greater than 1.7 includes sapphire Al 2 O 3 , titanium dioxide TiO 2 , zinc sulfide ZnS, tantalum pentoxide Та 2 O 5 , zinc selenide ZnSe, gallium phosphide GaP, Gallium nitride GaN, indium tin oxide ITO, niobium pentoxide Nb 2 O 5 , lead molybdate PbMoO 4 , boron nitride BN, silicon nitride Si 3 N 4 , aluminum nitride AlN, silicon Si, germanium Ge, selenium Se, semiconductor A Made from a material selected from the group comprising 3 B 5 type, semiconductor A 2 B 6 type, semiconductor A 5 B 6 type (arsenic, antimony, and bismuth chalcogenide), and any mixture or solid solution of the aforementioned substances .

非金属層6の厚さは、層2および6の両方の非金属材料の種類、主にその反射率、ならびに金属層1の厚さおよび種類に依存し、10〜50ナノメートルとなる。   The thickness of the non-metallic layer 6 depends on the type of non-metallic material of both the layers 2 and 6, mainly its reflectivity, and the thickness and type of the metallic layer 1 and is 10-50 nanometers.

第2および第1の非金属層の屈折率間の差は、0.3以上である。0.3より小さい差は、「青色」および「赤色」波長域での可視反射、および可視白色光の全反射を増加させ、望ましくない鮮やかな色の反射光をも発生させる。   The difference between the refractive indices of the second and first non-metallic layers is 0.3 or greater. Differences less than 0.3 increase the visible reflection in the “blue” and “red” wavelength regions, and the total reflection of visible white light, and also produce undesirable brightly colored reflected light.

基板(ディスプレイまたは他のデバイスの外表面)は、誘電材料、例えば、ガラスまたはポリマーから作製される。   The substrate (the outer surface of the display or other device) is made from a dielectric material such as glass or polymer.

図4では、図3による反射防止コーティングの周囲光反射スペクトルが示される。白色光の残留反射が0.2%以下であり、中間色調を有する(可視スペクトル領域内の均一反射に起因する)ことが明確に見える。   In FIG. 4, the ambient light reflection spectrum of the antireflection coating according to FIG. 3 is shown. It can clearly be seen that the residual reflection of white light is less than 0.2% and has an intermediate tone (due to uniform reflection in the visible spectral region).

本明細書で記載される反射防止コーティングの集約属性によって確保された技術的結果は、周囲光残留反射を必要とされる中間色調で0.1〜0.5%まで低下することができる。同様に、反射防止コーティングは3層以下となり、低コストを確保する。   The technical results ensured by the aggregated attributes of the anti-reflective coating described herein can be reduced to 0.1-0.5% in intermediate tones where ambient light residual reflection is required. Similarly, the anti-reflective coating has three layers or less to ensure low cost.

この結果は、非金属層の厚さ、それらの屈折率、および金属層の厚さの最適なバランスによって実現される。   This result is achieved by an optimal balance of non-metallic layer thicknesses, their refractive index, and metallic layer thickness.

Claims (9)

可視光に対する基板上の反射防止コーティングであって、
2〜5ナノメートルの1つ金属層と、
1.3〜1.6の反射率および40〜80ナノメートルの厚さを有する1つの非金属層と、を含み、
前記金属層が前記非金属と基板との間に配置される、反射防止コーティング。
An anti-reflective coating on a substrate for visible light,
One metal layer of 2-5 nanometers,
One non-metallic layer having a reflectivity of 1.3 to 1.6 and a thickness of 40 to 80 nanometers,
An anti-reflective coating, wherein the metal layer is disposed between the non-metal and the substrate.
前記金属層は、金Au、銀Ag、アルミニウムAl、クロムCr、チタンTi、ニッケルNi、マンガンMn、モリブデンMo、ビスマスBi、スズSn、および先述の物質の任意の混合物、合金、固溶体、または金属間化合物を含む群から選択される材料から作製される、請求項1に記載の反射防止コーティング。   The metal layer may be gold Au, silver Ag, aluminum Al, chromium Cr, titanium Ti, nickel Ni, manganese Mn, molybdenum Mo, bismuth Bi, tin Sn, and any mixture, alloy, solid solution, or metal of the aforementioned substances. The antireflective coating of claim 1 made from a material selected from the group comprising an intercalation compound. 前記金属層は、1ナノメートル以下の総厚であり、かつクロムCr、チタンTi、ニッケルNi、バナジウムV、ジルコニウムZr、ハフニウムHf、ニオブNb、モリブデンMo、および先述の物質の任意の混合物、合金、または固溶体を含む群から選択される金属から作製された副層をさらに含む、請求項2に記載の反射防止コーティング。   The metal layer has a total thickness of 1 nanometer or less, and chromium Cr, titanium Ti, nickel Ni, vanadium V, zirconium Zr, hafnium Hf, niobium Nb, molybdenum Mo, and any mixture, alloy of the foregoing substances The antireflective coating of claim 2 further comprising a sublayer made from a metal selected from the group comprising: or a solid solution. 前記先述の非金属層は、MgF、CaF、BaF、SiО、AlF、LaF、および先述の物質の任意の混合物または固溶体、ならびにアクリレートポリマーおよびフルオロポリマーを含む有機ポリマー基を含む群から選択される材料から作製される、請求項1に記載の反射防止コーティング。 Said non-metallic layer comprises MgF 2 , CaF 2 , BaF 2 , SiO 2 , AlF 2 , LaF 3 , and any mixture or solid solution of the aforementioned substances, and organic polymer groups including acrylate polymers and fluoropolymers. The antireflective coating of claim 1 made from a material selected from the group. 可視光に対する基板上の反射防止コーティングであって、
2〜12ナノメートルの厚さの1つ金属層と、
1.7以下の屈折率および30〜100ナノメートルの厚さを有する第1の非金属層と、
1.7を超える屈折率および10〜50ナノメートルの厚さを有する第2の非金属層と、を含み、
0.3以上の第2および第1の非金属層の屈折率間の差を有し、
第2の非金属層が基板上に配置され、前記金属層が第2の非金属層上に配置され、第1の非金属層が前記金属層上に配置される、反射防止コーティング。
An anti-reflective coating on a substrate for visible light,
One metal layer with a thickness of 2-12 nanometers;
A first non-metallic layer having a refractive index of 1.7 or less and a thickness of 30 to 100 nanometers;
A second non-metallic layer having a refractive index greater than 1.7 and a thickness of 10 to 50 nanometers,
Having a difference between the refractive indices of the second and first non-metallic layers of 0.3 or more;
An antireflective coating, wherein a second non-metallic layer is disposed on the substrate, the metallic layer is disposed on the second non-metallic layer, and the first non-metallic layer is disposed on the metallic layer.
前記金属層は、金Au、銀Ag、アルミニウムAl、クロムCr、チタンTi、ニッケルNi、マンガンMn、モリブデンMo、ビスマスBi、スズSn、および先述の物質の任意の混合物、合金、固溶体、または金属間化合物を含む群から選択される材料から作製される、請求項5に記載の反射防止コーティング。   The metal layer may be gold Au, silver Ag, aluminum Al, chromium Cr, titanium Ti, nickel Ni, manganese Mn, molybdenum Mo, bismuth Bi, tin Sn, and any mixture, alloy, solid solution, or metal of the aforementioned substances. 6. The anti-reflective coating of claim 5 made from a material selected from the group comprising intermetallic compounds. 前記金属層は、1ナノメートル以下の総厚であり、かつクロムCr、チタンTi、ニッケルNi、バナジウムV、ジルコニウムZr、ハフニウムHf、ニオブNb、モリブデンMo、および先述の物質の任意の混合物、合金、または固溶体を含む群から選択される金属から作製された副層をさらに含む、請求項6に記載の反射防止コーティング。   The metal layer has a total thickness of 1 nanometer or less, and chromium Cr, titanium Ti, nickel Ni, vanadium V, zirconium Zr, hafnium Hf, niobium Nb, molybdenum Mo, and any mixture, alloy of the foregoing substances The antireflective coating of claim 6 further comprising a sublayer made of a metal selected from the group comprising: or a solid solution. 前記第1の非金属層は、MgF、CaF、BaF、SiО、AlF、LaF、および先述の物質の任意の混合物または固溶体、ならびにアクリレートポリマーおよびフルオロポリマーからなる有機ポリマー基を含む群から選択される材料から作製される、請求項5に記載の反射防止コーティング。 The first non-metallic layer comprises MgF 2 , CaF 2 , BaF 2 , SiO 2 , AlF 3 , LaF 3 , and any mixture or solid solution of the aforementioned substances, and an organic polymer group consisting of an acrylate polymer and a fluoropolymer. 6. The antireflective coating of claim 5 made from a material selected from the group comprising. 前記先述の第2の非金属層は、二酸化チタンTiO、硫化亜鉛ZnS、五酸化タンタルТаО、セレン化亜鉛ZnSe、ガリウムリンGaP、インジウムスズ酸化物ITO、窒化ガリウムGaN、五酸化ニオブNb、モリブデン酸鉛PbMoO、窒化ホウ素BN、窒化ケイ素Si、窒化アルミニウムAlN、ケイ素Si、ゲルマニウムGe、セレンSe、半導体A型、半導体A型、半導体A型(ヒ素、アンチモン、およびビスマスカルコゲニド)、ならびに先述の物質の任意の混合物または固溶体からなる群から選択される材料から作製される、請求項5に記載の反射防止コーティング。 Said second non-metal layer of the foregoing, the titanium dioxide TiO 2, zinc sulfide ZnS, tantalum pentoxide Та 2 О 5, zinc selenide ZnSe, gallium phosphide GaP, indium tin oxide ITO, gallium nitride GaN, niobium pentoxide Nb 2 O 5 , lead molybdate PbMoO 4 , boron nitride BN, silicon nitride Si 3 N 4 , aluminum nitride AlN, silicon Si, germanium Ge, selenium Se, semiconductor A 3 B 5 type, semiconductor A 2 B 6 type, semiconductor a 5 B 6 type (arsenic, antimony, and bismuth chalcogenide), and is fabricated from a material selected from the group consisting of any mixture or solid solution of the foregoing material, anti-reflective coating according to claim 5.
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