JPH02181701A

JPH02181701A - 反射防止膜の製造方法

Info

Publication number: JPH02181701A
Application number: JP1001765A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Owaki; 泰人大脇; Tsukasa Miyazaki; 司宮崎
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1989-01-07
Filing date: 1989-01-07
Publication date: 1990-07-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分舒〕この発明はプラスチック透明基材の表面に高屈折率薄膜
層と低屈折率薄膜層とを組み合わせて形成させた反射防
止膜の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

反射防止膜としては、従来より、プラスチック透明基材
を用いて、この基材の表面に基材の屈折率より大きい屈
折率を有する高屈折率薄膜層を第１層として形成し、さ
らにこの上に凸材の屈折率より小さい屈折率を有する低
屈折率薄膜層を第２層として形成した２層膜からなるも
のがすぐれた反射防止効果を示すものとして知られてい
る。

この２層膜において、第２層を構成する低屈折率材料と
しては、安定な無機質酸化物の中で最も低い屈折率を持
つＭ　ｇ　Ｆ　ｔが最適であるが、基材としてプラスチ
ックを用いる場合その耐熱性から低温で蒸着を行う必要
があるため、この場合硬度不足のＭｇＦｚｔ！膜しか得
られず、耐久性のある反射防止膜は得られない。

一方、この出願人は、耐久性のある５ｉＯｚｔＷ膜を最
外層として、上記従来の２層膜とほぼ同等の反射防止効
果が得られる３層膜からなる反射防止膜を提案し、特願
昭６３−８６４９７号として既に出願している。

この３層膜からなる先行発明に係る反射防止膜は、プラ
スチック透明基材として屈折率が１．５０〜１．８０の
範囲のものを用い、この基材の表面側から順次、屈折率
ｎ１が１．９５≦ｎ１≦２．１０の無機質酸化物薄膜か
らなる第１層と、屈折率ｎｔが２．００≦ｎ２≦２．２
０である無機質酸化物薄膜からなる第２層とを、上記第
１層と第２層との屈折率差が０．０５≦（ｎｔ　　ｎ１
）≦０．２０となるように設けて、この両層により高屈
折率薄膜層を構成させ、さらにこの第２層上に屈折率ｎ
、力月、４５≦ｎ、≦１．４７である無機質酸化物薄膜
からなる第３Ｎ、すなわち低屈折率薄膜層を形成して、
これらの屈折率ｎＩ＋　ｎ２＋　ｎ　２に対応する光学
的膜厚ｄ１、ｄ２、ｄ３を設計波長λｏが４８０　ｎｍ
≦λ、≦５６０ｎｍの範囲においてλｏ／４（±λｏ／
２０）となるようにしたものである。

ところが、この３層膜の構成において、第１層の屈折率
ｎ、が１．９５≦ｎ、≦２．１０、第２層の屈折率ｎ２
が２．００≦ｎ！≦２．２０で、その屈折率差が０．０
５≦（ｎｚ　−ｎ１）≦０．２０となるような第１層お
よび第２層の無機質酸化物材料の組み合わせは、それほ
ど多くはない。

このため、上記の先行発明では、蒸着材料に金属ターゲ
ットを用いて、酸素ガスを導入しながらの反応性スパッ
タリングにより無機質酸化物薄膜を形成するにあたり、
酸素ガスの導入量を変えることによって無機質酸化物薄
膜の酸化度を調整し、これによって屈折率の異なる前記
第１および第２の層を形成するという方法につき言及し
ている。

たとえば、Ｚｒターゲットを用い、酸素ガスを導入した
反応性スパッタリングにより、ＺｒＯ＊薄膜を形成する
に際し、その酸化度を変えることにより、第１層として
屈折率ｎ　Ｉ−２，ＯのＺｒＯ。

薄膜を、第２層として屈折率ｎｚ−２，１のＺｒ０１薄
膜を形成するといった方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、このような方法で第１および第２の層を形成
する場合、反応性スパッタリング時の酸素ガス導入量に
対する屈折率の変化があまりに敏感であるために、微量
の酸素ガス導入量の変動により、得られる屈折率が設定
値からかなりずれてしまい、目的とする所望の２種の屈
折率を安定して得にくいという難点があった。特に、無
機質酸化物ｆ！膜を連続して形成する場合には、酸素ガ
スの導入量を制御することは技術的に極めて困難なため
、所望の屈折率を安定して得ることはなかなかできなか
った。

この発明は、上記の先行発明の問題点に鑑み、３層膜に
おける高屈折率薄膜層を構成させるための第１および第
２の層を、同種の無機質酸化物材料を用いて、その屈折
率差が既述のとおりとなるように、前記した酸素ガス導
入量の調整法とは異なる特定の手法で形成することによ
り、品質の安定した反射防止膜を有利に得る方法を提供
することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討し
た結果、電子ビーム型真空蒸着装置を使い、無機質酸化
物材料を蒸発させるための電子ビームの投入パワーを変
えることにより、同種の無機質酸化物材料から異なる屈
折率の無機質酸化物薄膜が得られることを知り、この方
法を前記した第１および第２の層の形成に応用すること
によって所望の屈折率が安定して得られるものであるこ
とを見い出し、この発明を完成するに至った。

すなわち、この発明は、電子ビーム型真空蒸着装置にお
いて、屈折率が１．５０〜１．８０のプラスチック透明
基材の表面に、この基材の表面側から順次、蒸着材料の
加熱源となる電子ビームの投入パワーを変えることによ
って、同種の無機質酸化物材料により、第１層と第２層
との屈折率差（ｎｇ−ｎ１）が０．０５≦（ｎｇ−ｎ１
）≦０．２０（ただし、ｎｚ　＞ｎ、）となるように、
屈折率ｎ１が１゜９５≦ｎ、≦２．ｌＯの第１層と屈折
率ｎｔが２．００≦ｎ８≦２．２０の第２層とからなる
高屈折率薄膜層を形成し、さらにその上に上記の２１と
は別種の無機質酸化物材料により屈折率ｎ３が１．４５
≦ｎ３≦１．４７の第３層からなる低屈折率薄膜層を形
成することにより、上記第１層、第２層および第３層の
屈折率ｎ　ｌ＋　ｎ　！＋　１３に対応する光学的膜厚
ｄ１、ｄ２、ｄ３がｎ、ｄｌ　！ｎ＊　ａｔ謔ｆｉ、ｄ
、−λｏ／４（±λ・／２０）（ただし、λ０は設計波
長で、４８０ｎｍ≦λｏ≦５６０ｎｍ）である反射防止
膜を得ることを特徴とする反射防止膜の製造方法に係る
ものである。

〔発明の構成・作用〕

以下、この発明の反射防止膜の製造方法を図面に基づき
説明する。

第１図は、この発明の製造方法に用いる電子ビーム型真
空蒸着装置の概略構成を示すもので、１は真空槽、２は
蒸着材料、３は投入パワーのコントロールが可能に構成
された上記材料２の加熱源となる電子ビーム銃、４は巻
き出しプラスチックフィルムロール、５は巻き取りプラ
スチックフィルムロール、６は蒸着用ロール、７〜１０
はピンチロールである。

この装置において、ロール４．５間に架設されて蒸着用
ロール６上を一定速度で走行するプラスチック透明基材
１１の表面に、電子ビーム銃３を用いて蒸着材料２を蒸
着させる。蒸着の手順としては、最初に蒸着材料２とし
て高屈折率酸化物材料を選択し、これをまず低パワーの
電子ビームで蒸着して第１の層を連続形成し、ついで走
行方向を反転したうえで高パワーの電子ビームで蒸着し
て第２の層を連続形成する。その後、蒸着材料２を低屈
折率酸化物材料に変え、走行方向を再び反転したうえで
、所定パワーの電子ビームで蒸着して第３の層を連続形
成する。

この方法により、第２図に示すように、屈折率カ月、５
０〜１．８０のプラスチック透明基材１１の表面に、屈
折率ｎ、力月、９５≦ｎ１≦２．１０の無機質酸化物薄
膜からなる第１層１２とこれと同種の材料からなる屈折
率ｎ２が２．００≦ｎｔ≦２．２０の第２層１３とで構
成されて、かつこれら両層の屈折率の差が０．０５≦（
ｎｍ−ｎ１）≦０．２０となる高屈折率薄膜層が形成さ
れ、さらにこの上に低屈折率薄膜層として屈折率ｎ３が
１．４５≦ｎ３≦１．４７の第３層１４が形成されたこ
の発明に係る反射防止膜が連続的に製造される。

この反射防止膜は、各層の屈折率ｎ＋＋ｎｚ＋ｎｓに対
応する光学的膜厚ｄ、、ｄｌ１、ｄ、が、設計波長λｏ
が４８０　ｎｍ≦λｏ≦５６０ｎｍの範囲において、λ
ｏ／４（±λｏ／２０）として設定されたものであって
、上記第１および第２の層が電子ビームの投入パワーの
違いによって上述したとおりの所望の屈折率差に正確に
設定されていることにより、３層膜として期待されるす
ぐれた反射防止効果を発揮する。

この発明の上記方法において、用いるプラスチック透明
基材１１としては、ポリメチルメタクリレート、ポリカ
ーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエチレンテレフタレー）　（ＰＥＴ）などの厚
みが一般に１０〜２００μｍ程度のプラスチックフィル
ムが挙げられる。

この基材１１の表面に形成される上記第１層１２および
第２層１３からなる高屈折率薄膜層を構成する酸化物材
料としては、化学的、物理的な耐久性などにすぐれる酸
化ジルコニウム（ＺｒＯ□）が最適であるが、他に酸化
チタン（Ｔ　ｉ　Ｏ□）、酸化イツトリウム（Ｙ！　０
３　）　、酸化ハフニウム（ＨｆＯりなども用いられる
。また、この上に形成される第３層１４からなる低屈折
率薄膜層を構成する酸化物材料としては、耐摩擦性や耐
久性にすぐれる酸化ケイ素（ＳｉＯりが最適である。

第１１１２および第２層１３の形成に際し、電子ビーム
銃３の投入パワーを具体的にどの程度にするかは、蒸着
材料や蒸着速度、真空度などの蒸着条件により相違する
から、−概には決められない。−例として、蒸着材料と
して酸化ジルコニウムを用いる場合、電子ビームの投入
パワーをたとえば第１層１２の形成時で２５０〜３２０
ｍＡ。

１０ｋＶ、第２層１３の形成時で３３０〜４００ｍＡ、
１０ｋＶとなるようにするのがよい。このときの真空度
はＩ　Ｘ　１０−”９　Ｘ　１０−’Ｔｏ　ｒ　ｒ。

蒸着速度は０．５〜２ｍ／分程度である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の方法では、蒸着材料の加熱源
となる電子ビームの投入パワーを変えるだけで、同種の
無機質酸化物材料から屈折率の異なる第１および第２の
層よりなる高屈折率薄膜層を形成でき、この方法には前
記した酸素ガス導入量の調整による屈折率制御というよ
うな不安定な要因が全くなく、所望屈折率の無機質酸化
物薄膜を長時間にわたり安定して形成できることから、
反射防止効果と生産性との大幅な改善を図りうる反射防
止膜の製造方法を提供できるものである。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。

実施例１プラスチック透明基材として屈折率ｎ＝１．６９、厚み
１００μｍのＰＥＴフィルムを用いて、その−面が蒸着
面となるように、巻き取り式電子ビーム型真空蒸着装置
内にフィルムロールをセットし、この装置内が８Ｘ１０
−’Ｔｏｒｒになるように排気したのち、Ｚｒ０Ｚペレ
ツトをターゲットとして、電子ビーム投入パワー３００
ｍＡ、１０ｋＶの真空蒸着により、上記ＰＥＴフィルム
上に第１層として屈折率ｎ　ｌ＝　２．　Ｏ１光学的膜
膜厚１＝６６ｎｍのｚｒ９ｔ＊膜を形成した。

つぎに、この第１層の上に、電子ビーム投入パワーを３
４０ｍＡ、１０ｋＶとした真空蒸着により、屈折率ｎ、
　ｘ　２．　１、光学的膜厚ｄｚ＝６３ｎｍのＺｒＯ！
薄膜からなる第２層を形成した。

さらに、この第２層の上に、Ｓｉｎ、をターゲットとし
て、電子ビーム投入パワー３００ｍＡ、１０ｋＶの真空
蒸着により、屈折率ｎ３＝Ｌ４Ｅｉ、光学的濃度ｄ、−
９Ｑｎｍのｓｔｏｗ薄膜を第３層として形成した。

このようにして作製したＰＥＴフィルムを基材とする３
層反射防止膜につき、各波長に対応する分光反射率特性
を調べたところ、第３図に示されるとおりであった。こ
の図から、上記の方法により反射防止効果にすぐれた反
射防止膜を安定して製造しうるものであることがわかる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法に用いる電子ビーム型真空蒸着
装置の一例を示す概略図、第２図はこの発明の方法によ
り得られる反射防止膜の構成例を示す断面図、第３図は
実施例１の反射防止膜の分光反射特性を示す特性図であ
る。１〜１０・・・電子ビーム型真空蒸着装置、２・・・蒸
着材料、３・・・電子ビーム銃、１１・・・プラスチッ
ク透明基材、１２・・・第１層、１３・・・第２層、１
４・・・第３層第１図特許出願人　　日東電工株式会社１３：請２局１４１葛３層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子ビーム型真空蒸着装置において、屈折率が１
．５０〜１．８０のプラスチック透明基材の表面に、こ
の基材の表面側から順次、蒸着材料の加熱源となる電子
ビームの投入パワーを変えることによつて、同種の無機
質酸化物材料により、第１層と第２層との屈折率差（ｎ
＿２−ｎ＿１）が０．０５≦（ｎ＿２−ｎ＿１）≦０．
２０〔ただし、ｎ＿２＞ｎ＿１〕となるように、屈折率
ｎ＿１が１．９５≦ｎ＿１≦２．１０の第１層と屈折率
ｎ＿２が２．００≦ｎ＿２≦２．２０の第２層とからな
る高屈折率薄膜層を形成し、さらにその上に上記の２層
とは別種の無機質酸化物材料により屈折率ｎ＿３が１．
４５≦ｎ＿３≦１．４７の第３層からなる低屈折率薄膜
層を形成することにより、上記第１層、第２層および第
３層の屈折率ｎ＿１、ｎ＿２、ｎ＿３に対応する光学的
膜厚ｄ＿１、ｄ＿２、ｄ＿３がｎ＿１ｄ＿１＝ｎ＿２ｄ
＿２＝ｎ＿３ｄ＿３＝λ＿ｏ／４（±λ＿ｏ／２０）〔
ただし、λ＿ｏは設計波長で、４８０ｎｍ≦λ＿ｏ≦５
６０ｎｍ〕である反射防止膜を得ることを特徴とする反
射防止膜の製造方法。