JP2595162B2 - 光学反射膜の形成方法 - Google Patents
光学反射膜の形成方法Info
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Description
学機器等における光学反射膜およびその形成方法に関す
る。
ディスクは、たとえばアクリル樹脂やポリカーボネート
樹脂等のプラスチックス基板の面上に情報ピットを形成
し、その上にアルミニウムまたはアルミニウム合金の光
学反射膜を設けてなるものである。中でも光学式ビデオ
ディスクにおいては、基板用材料として光学特性やコス
ト等の点からアクリル樹脂、すなわちPMMA(ポリメ
チルメタクリレート樹脂)を使用することが一般的であ
り、また光学反射膜用材料として反射率や耐久性及びコ
ストなどの点から高純度のアルミニウムを用いることが
一般的となっている。
ウム反射膜を形成する方法としては真空蒸着法やスバッ
タリング法などの真空成膜法が挙げられるが、PMMA
基板とアルミニウム反射膜との密着性の面から真空蒸着
法を利用して成膜する方法が採用されることが多い。し
かし密着性が真空蒸着法よりも劣るとされているスパッ
タリング法は成膜速度を大きく取ることができるところ
から、スパッタリング法を用いて成膜したアルミニウム
反射膜の密着性を改善する方法が提案されており、例え
ば第1工程でアルゴンガス雰囲気中でごく僅かにアルミ
ニウム薄膜を形成させ、続く第2工程でヘリウムガス雰
囲気中で予定する反射膜の厚さの約半分までのアルミニ
ウム膜を成膜し、更に第3工程で再びアルゴンガス雰囲
気として残りの厚さ分のアルミニウム膜を成膜する方法
がある(ドイツ特許出願第4004116.6号)。
ば確かにPMMA基板に対するアルミニウム反射膜の密
着性の改善は認められるものの、第1工程で形成される
アルミニウム薄膜の厚さを制御することは単にスパッタ
リング操作条件を厳密に制御するだけでは困難であっ
て、このアルミニウム薄膜の厚さの変動によって最終的
に形成される反射膜の密着力がばらつくことが防止でき
なかった。
ミニウム反射膜を大きな成膜速度で形成することができ
るスパッタリング成膜法を改良して、PMMA基板の面
に対するアルミニウム反射膜の密着力を高くかつ一定に
制御する手段を提供しようとするものであり、更にその
手段を利用して品質の優れたアルミニウム反射膜を再現
性よく形成する方法を提供することを目的としたもので
ある。
的は、真空中でプラスチックス基板に対向する電極に電
力を供給してグロー放電させた時の電圧または電流の変
化を信号として取り出し、該信号の変化が一定値以下に
なった時点で電力供給を停止することにより該基板の表
面を改質する第1工程と、ヘリウムを含有しない不活性
ガス雰囲気中で該基板の表面に対してアルミニウム又は
アルミニウム合金膜をスパッタリング成膜する第2工程
と、ヘリウム含有不活性ガス雰囲気中で該基板の表面に
対してアルミニウム又はアルミニウム合金膜をスパッタ
リング成膜する第3工程と、ヘリウムを含有しない不活
性ガス雰囲気中で該基板の表面に対してアルミニウム又
はアルミニウム合金膜をスパッタリング成膜する第4工
程とを同一の処理室内で順次連続して実施することを特
徴とする光学反射膜の形成方法によって達成することが
できる。
基板は特に限定されるものではないが、光学式ディスク
の光学反射膜として利用する場合にはPMMAやポリカ
ーボネート樹脂(PC)が好ましく、特にPMMAであ
るときは極めて優れた効果が発揮される。
用の材料であるアルミニウムまたはアルミニウム合金と
しては、反射率の点からは高純度のアルミニウムである
ことが好ましいが、耐食性や密着性などの改善するため
にアルミニウム合金を適宜選択して使用することもでき
る。
律表第0族のガスであって、アルゴンが好ましく用いら
れるが、ネオン、クリプトン、キセノン等とアルゴンと
の混合ガスであってもよい。またヘリウム含有不活性ガ
スはヘリウムを単独で含むガスであってもよいが、ヘリ
ウムと上記の不活性ガスとの混合ガスであってもよい。
前記のようなプラスチックス基板を真空室内に取り付
け、基板に対向する電極に高電圧を印加してグロー放電
させるが、この放電によって発生するプラズマの作用に
よってプラスチックス基板の表面が改質される。しかし
こうした表面改質時間は一般にプラスチックス基板の品
質や経歴のみならず保管環境条件等によっても変化し一
定とはならないのが普通である。そして、グロー放電時
の電圧は徐々に上昇して安定したレベルに到達すると同
時に、放電電流も放電開始時には一時的に高くなるが徐
々に低下して安定したレベルに落ち着くものである。
改質においては、グロー放電時の電圧または電流が安定
したレベルに到達したときにグロー放電を停止すること
により、プラスチックス基板の表面を傷つけることなく
充分な改質効果を挙げることができることがわかった。
そこで本発明においてはグロー放電時の電圧または電流
の変化を信号として取り出し、該信号の変化が一定値以
下になった時点で表面処理を終了することとしたもので
あり、例えば図1に示すような装置を利用することによ
って確実に表面改質の終了時点をとらえることができ
る。
り、図示しない真空ポンプと不活性ガス供給装置とが接
続されていて、真空室1内の圧力を一定とするために不
活性ガスの導入量と真空ポンプの吸引量とが釣り合うよ
うに制御されている。2は真空室1内に設けられた電極
であり、3は同じく真空室1内に電極2と対向して取り
付けられたプラスチック基板である。4は電極2に電力
を供給する電源回路、5は電源回路4から電極2に供給
される電力の電圧あるいは電流を検出する検出回路、6
は検出回路5で検出された電圧あるいは電流信号をクロ
ックパルス毎に掃引すると共に掃引毎の信号を比較し
て、その差が一定値以下になった時に電源装置4に停止
信号を送出する制御回路である。なお、このような第1
工程を実施する際に対向する電極としてターゲット材を
用いれば、ターゲットの表面も同時に清浄化されるとい
う利点もある。
内にヘリウムを含有しない例えばアルゴンのような不活
性ガスを導入して基板の表面に対してアルミニウム又は
アルミニウム合金膜をスパッタリング成膜する第2工程
を実施する。この第2工程においては、改質済の基板表
面に対してアルミニウムのスパッタリング成膜をおこな
うが、例えば10〜10-1Pa程度の圧力の不活性ガスを
雰囲気ガスとして導入した真空容器内で通常の条件に従
って実施することができ、その膜厚は通常5〜15nmで
あることが好ましい。
ム含有不活性ガスを導入して基板の表面に対してアルミ
ニウム又はアルミニウム合金膜をスパッタリング成膜す
る第3工程を実施する。この工程においては第2工程で
成膜したアルミニウム薄膜の上に更にアルミニウムのス
パッタリング成膜をおこなうが、例えば10〜10-1Pa
程度の圧力のヘリウム含有不活性ガスを雰囲気ガスとし
て導入した真空容器内で、通常の条件に従って実施する
ことができる。
リング成膜を実施するが、その際には雰囲気ガスとして
例えば10〜10-1Pa程度の圧力のヘリウムを含まない
不活性ガスを導入するほかは第3工程と同様な条件に従
って実施することができる。また第3工程と第4工程と
で成膜されるそれぞれのアルミニウム膜の厚さはこれら
の工程全体で形成される膜の厚さの約半分ずつとなるよ
うにするのが好ましく、また全体の厚さが60〜150
nmとなるようにするのがよい。この反射膜厚がこれより
小さ過ぎるときは耐久性や欠陥発生の点で信頼性が劣
り、またこれより厚過ぎても特に反射率の改良は望めな
いうえに経済的でない。
ス基板の表面上にアルミニウム又はアルミニウム合金を
スパッタリングすることにより形成された薄膜は、プラ
スチックス基板の材料の品質、保管環境、保管時間など
のばらつきによる影響を受けることなく、ばらつきが少
なくて良好な密着性と高い光反射率を有しているばかり
でなく、厚さの揃った均質な反射膜となる。
射出成形した後、温度23℃、湿度50%RHの無塵室内
にそれぞれ所定時間保管し、これをDCスパッタ装置の
中に取り付け、装置内を一旦10-3Paまで排気したの
ち、アルゴンで置換して装置内の圧力を1Pa程度に維持
し、グロー電極として用いるアルミニウムのターゲット
に高電圧を印加してグロー放電を開始させてPMMA基
板の面をプラズマ処理した(第1工程)。こうして改質
処理が終了すると同時に印加電力10kWでアルミニウム
のスパッタリング成膜を0.3秒間行ない、厚さ10nm
のアルミニウム薄膜を形成した(第2工程)。
ヘリウムに変更し、装置内の圧力を1Pa程度に維持しな
がら、基板の面上に更に厚さが35nmのアルミニウム膜
が形成されるように6.0秒間のスパッタリング成膜を
行なった(第3工程)。その後、装置内に導入するガス
をヘリウムとアルゴンとの混合ガスからアルゴンに変更
し、装置内の圧力を1Pa程度に維持しながら、基板面上
のアルミニウム膜の上に更に厚さが35nmのアルミニウ
ム膜が形成されるように1.1秒間のスパッタリング成
膜を行なって(第4工程)、合計の膜厚が80nmのアル
ミニウム光学反射膜を有する光学ディスクを形成した。
ルミニウム薄膜の形成とを行う代わりに、装置内の圧力
がアルゴンで1Pa程度となった後に初めから印加電力1
0kWでアルミニウムのスパッタリング成膜を1.0秒間
行なってアルミニウム薄膜を形成し、その後上記の第3
工程及び第4工程と全く同様の方法でスパッタリング成
膜して膜厚が70〜85nmのアルミニウム光学反射膜を
有する光学ディスクを形成した。
の表面改質処理を行った後にスパッタリング成膜を実施
した光学ディスクと、従来の方法に従って初めからスパ
ッタリング成膜を実施した光学ディスクとについて、そ
れぞれ信号対ノイズ比(CNR)を測定し、試料3個の
平均値とその標準偏差とを算出して保管時間との関係を
調べた。その結果を表1に示した。
方法によって、プラスチック基板の表面性状の微妙なば
らつきに影響されることなく高品質で性能の均一なアル
ミニウム反射膜が得られることがわかる。
品質の均一性に問題があったスパッタリング成膜法によ
って、密着力が良いうえに高品質で性能の均一な光学反
射膜をプラスチック基板の表面上に高い生産性で形成す
ることができ、特にビデオディスクの反射膜として利用
するときには再生信号の忠実度が高くかつばらつきの少
ない製品を安定して提供できる利点がある。
の例を示す構成図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 真空中でプラスチックス基板に対向する
電極に電力を供給してグロー放電させた時の電圧または
電流の変化を信号として取り出し、該信号の変化が一定
値以下になった時点で電力供給を停止することにより該
基板の表面を改質する第1工程と、ヘリウムを含有しな
い不活性ガス雰囲気中で該基板の表面に対してアルミニ
ウム又はアルミニウム合金膜をスパッタリング成膜する
第2工程と、ヘリウム含有不活性ガス雰囲気中で該基板
の表面に対してアルミニウム又はアルミニウム合金膜を
スパッタリング成膜する第3工程と、ヘリウムを含有し
ない不活性ガス雰囲気中で該基板の表面に対してアルミ
ニウム又はアルミニウム合金膜をスパッタリング成膜す
る第4工程とを同一の処理室内で順次連続して実施する
ことを特徴とする光学反射膜の形成方法。 - 【請求項2】 プラスチックス基板がアクリル樹脂から
形成されたものである請求項1に記載の光学反射膜の形
成方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP4077421A JP2595162B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 光学反射膜の形成方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4077421A JP2595162B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 光学反射膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05281406A JPH05281406A (ja) | 1993-10-29 |
JP2595162B2 true JP2595162B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=13633503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4077421A Expired - Fee Related JP2595162B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 光学反射膜の形成方法 |
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US11131018B2 (en) * | 2018-08-14 | 2021-09-28 | Viavi Solutions Inc. | Coating material sputtered in presence of argon-helium based coating |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5068021A (en) | 1990-02-10 | 1991-11-26 | Leybold Aktiengesellschaft | Device for coating a polymethylmethacrylate substrate with aluminum |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62172817U (ja) * | 1986-04-22 | 1987-11-02 | ||
JPH045524Y2 (ja) * | 1986-11-25 | 1992-02-17 | ||
JPH02101113U (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-13 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4077421A patent/JP2595162B2/ja not_active Expired - Fee Related
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