JPH10186103A - 反射防止膜 - Google Patents

反射防止膜

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JPH10186103A
JPH10186103A JP8347893A JP34789396A JPH10186103A JP H10186103 A JPH10186103 A JP H10186103A JP 8347893 A JP8347893 A JP 8347893A JP 34789396 A JP34789396 A JP 34789396A JP H10186103 A JPH10186103 A JP H10186103A
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JP
Japan
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film
reflection
titanium nitride
antireflection
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP8347893A
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English (en)
Inventor
Yoshinari Sasaki
良成 佐々木
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外光の映り込みを大幅に低減しつつ低コスト
で作成できる反射防止膜を提供する。 【解決手段】 反射防止膜を構成する3層膜には、光学
干渉膜としての絶縁膜である酸化シリコン(Si
2 )、誘電体膜である窒化シリコン(Si3 4 )、
および帯電防止膜(導電膜)と透過率制御膜(吸収膜)
とを兼ねる窒化チタン(TiNx)の薄膜材料が使用さ
れる。そして、ガラス基板の上に窒化チタン膜(TiN
x)、窒化シリコン膜(Si3 4 )、酸化シリコン膜
(SiO2 )の順で積層することにより反射防止膜が作
成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ画面
などに入射する光の反射を低減する反射防止膜に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年のオフィスオートメーション(O
A)化の進展によりコンピュータやワードプロセッサな
どに搭載された発光ディスプレイを使用する業務が増大
している。これらの発光ディスプレイには単色ディスプ
レイだけでなく、画像を印象的にすると共に多くの情報
を表示するカラーディスプレイが用いられる。単色ディ
スプレイおよびカラーディスプレイのいずれも、発光デ
ィスプレイには視認性を高める目的で画像のコントラス
ト、つまり輝度と暗部の明るさの差を大きくしたものが
多い。
【0003】発光ディスプレイに画像のにじみ、ボケ、
ちらつきがあると、観察者の眼に負担がかかる。眼の負
担を軽減する手段してフィルタをディスプレイ表面に装
着することが従来有効とされているが、照明などの外光
がフィルタの表面で反射して画面を見にくくするいわゆ
る「映り込み」が問題となる。
【0004】映り込みの解決策として従来では、フィル
タの観察者側の面につや消し処理を施す方法や反射防止
膜を形成する方法がある。また、ディスプレイ画面その
ものの処理としてつや消し処理により表示画面に散乱性
を持たせる(ダイレクトエッチングまたはシリカコーテ
ィング)方法がある。さらに、ディスプレイ画面そのも
のに反射防止膜として光学的な多層膜(1/4波長膜)
コーティングを形成することにより反射そのものを減ら
す方法がある。
【0005】フィルタは、高輝度物体の映り込みや高照
度環境化で文字と背景のコントラストを上げる効果があ
るが、文字品質が劣化する場合があり、また、コントラ
ストが上がり過ぎると、眼の疲労に繋がるおそれがあ
る。特に、つや消し処理をした平面状のフィルタは中央
と周辺とで文字品質に違いが出るので、好ましくない。
【0006】つや消し処理は、表示面の散乱性により鏡
面反射成分を変えるものであり、反射光の総量は変わら
ないが、一方向への反射量が少なくなり反射像そのもの
が不鮮明になるので、反射像が気にならなくなる。但
し、外光が明る過ぎると、画面全域が光ってしまい、文
字の識別が難しくなったり、部分的な微小プリズム効果
やレンズ効果によりちらつきが現れるなど、画像の解像
度が低下する。
【0007】光学的多層膜(1/4波長膜)コーティン
グは、光の反射光が打ち消し合う干渉効果により外側に
出る反射光を1%以下にするものであり、文字品質は殆
ど劣化せず、他の方法と比べて最高の解像度を有する画
像が期待できる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の反射防止膜としての光学的多層膜コーティングは、
多層膜(4〜9層膜)を真空蒸着法やスパッタリング法
などのPVD法によるコーティング(真空成膜技術)に
より作成するので、他の方法に比べて納期がかかりコス
トが高くなってしまう。また、従来の方法では単層では
1波長の近傍しか反射を低下させることができなかった
ので、多層化により可視光線の波長全域を低減させる方
法をとっていた。さらに、単層膜による反射防止膜では
その限られた膜構成(限定された光学膜材料や層数)の
ため、静電気や電磁波を遮蔽する機能を有する帯電防止
膜(導電膜)を使用することができなかった。
【0009】そこで、本発明は外光の映り込みを大幅に
低減しつつ低コストで作成できる反射防止膜を提供する
ことを目的とする。
【0010】また、本発明は静電気や電磁波を遮断する
と共に解像度を劣化させることなく高コントラストで鮮
明な画像が得られる反射防止膜を提供することを他の目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1に記載の反射防止膜は、基板に形
成され、該基板に向かって入射する光の反射を低減する
反射防止膜において、光学干渉膜と透過率制御膜(導電
膜)で作成されたことを特徴とする。
【0012】前記透過率制御膜は、可視光領域の波長に
対して減衰係数kと屈折率nとの比k/nが値0.1〜
値1の範囲にある窒化チタン膜であることが好ましい。
また、前記窒化チタン膜に窒化シリコン膜および酸化シ
リコン膜が積層された3層膜で作成されることが好まし
い。また、膜内で発生した静電気を集める集電部が前記
窒化チタン膜に形成され、該集電部を通じて前記静電気
が除電されることが好ましい。
【0013】さらに、前記窒化チタン膜は、光の透過率
が50〜90%の範囲に相当する膜厚に作成されること
が好ましい。また、反射率が1%以下であることが好ま
しい。さらに、前記基板はディスプレイ画面を構成する
ガラス基板であることが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の反射防止膜の実施の形態
について説明する。本実施の形態における反射防止膜は
CRTなどのディスプレイ画面上に形成される。この反
射防止膜は後述するように3層膜からなり、その光学的
性質(屈折、吸収、散乱)と厚みとの組み合わせにより
最適な光学特性が得られるように設計される。
【0015】3層膜には、光学干渉膜としての絶縁膜で
ある酸化シリコン(SiO2 )、誘電体膜である窒化シ
リコン(Si3 4 )、および帯電防止膜(導電膜)と
透過率制御膜(吸収膜)とを兼ねる窒化チタン(TiN
x)の薄膜材料が使用される。そして、ガラス基板の上
に窒化チタン膜(TiNx)、窒化シリコン膜(Si3
4 )、酸化シリコン膜(SiO2 )の順で積層するこ
とにより反射防止膜が作成される。
【0016】つぎに、反射防止膜の作成条件(A)につ
いて説明する。単層の反射防止膜では、基板の屈折率n
s、薄膜の屈折率をn1、膜厚をd1、入射光の波長を
λ、光が入射する側の媒質の屈折率をnoとすると、空
気中から光が入射する場合、つまりno=1、n1<n
sの場合、数式(1)の関係が成り立つように屈折率n
1、膜厚d1を決定すると、反射率が最も小さくなるこ
とが知られている。 n1・d1=1/4 n1=√ns ……(1) ここで、波長λは人間の眼の視感度が最も高い550n
mである。
【0017】薄膜の屈折率n1が基板の屈折率nsの平
方根になるような光学薄膜材料を選び、その厚さが波長
の1/4になるような膜を作成する場合、その波長の光
は反射されずに100%透過することになる。また、薄
膜を2層以上の多層膜にする場合、2つ以上の特定波長
に対して反射率を値0にすることができ、広い波長範囲
で反射光を低減することができる。
【0018】つづいて、透過率制御膜(吸収膜)および
帯電防止膜(導電膜)の作成条件(B)について説明す
る。光の透過率は透明膜では制御できず、金属のような
不透明膜に光を吸収(減衰)させることにより可能であ
る。一般に、光学定数である減衰係数kと屈折率nとの
比k/nの値が小さい程、反射防止と透過率制御との両
方の機能を満たすことができる。すなわち、この比k/
nの値が大きいと金属的輝きが強く反射が大きくなり、
逆にこの比k/nの値が小さいと吸収が大きく反射を防
止できる。
【0019】図2は可視光領域での波長に対して種々の
薄膜金属材料の比k/nを示すグラフである。透過率制
御膜(吸収膜)としての窒化チタン(TiNx)は屈折
率nと減衰係数kの大きさがほぼ同じ(比k/n≒1)
という他の金属に無い性質を有する。また、可視光領域
で波長の依存性がほとんど無く(0.1≦k/n≦
1)、しかも導電性を有する金属材料は、上記薄膜金属
材料の中で窒化チタンしか存在しない。尚、窒化チタン
膜を真空成膜により作成する場合、極めて薄い連続膜構
造をとるので、電気伝導性が確保され帯電防止膜として
の働きがある。
【0020】上記作成条件(A)、(B)にしたがって
反射防止膜を作成する場合、一般に光学薄膜材料はPV
D(物理的気相成長法)である真空蒸着やスパッタリン
グによって作成される。特に、スパッタリングでは光学
干渉膜としての絶縁膜、誘電体膜、金属化合膜(吸収
膜)の代表的な作成方法として、高周波スパッタリング
法や直流スパッタリング法が用いられる。
【0021】高周波スパッタリング法では必要とする化
合物ターゲット材料はスパッタガスであるアルゴンガス
だけを用いて作成され、直流スパッタリング法ではスパ
ッタガスであるアルゴンガスに反応ガスである酸素また
は窒素を混合させて用いるこにより酸化シリコン(Si
2 )、窒化シリコン(Si3 4 )および窒化チタン
(TiNx)膜が作成される。スパッタリング法にはこ
れらの他に複数の変則スパッタ方式があるが、特に限定
されるものではない。
【0022】図1は作成された反射防止膜の積層状態を
示す断面図である。まず、ディスプレイ画面を構成する
ガラス基板10の上に1層目として窒化チタン膜(Ti
2)11を15〜70nm形成し、次に2層目として
窒化シリコン膜(Si3 4)12を20〜40nm形
成し、最後に3層目として酸化シリコン膜(SiO2
13を40〜80nm形成して3層からなる反射防止膜
を作成する。
【0023】各層の膜厚は必要とされる透過率(吸収
率)に応じて上記数値範囲内で変更可能であり、透過率
60〜80%(吸収率20〜40%)の反射防止膜を得
ることができる。例えば、ガラス基板の上に窒化チタン
膜(TiN2 )を25.33nm、窒化シリコン膜(S
3 4 )を30.20nm、酸化シリコン膜(SiO
2 )を68.23nm形成することにより、図3のグラ
フの様に平均反射率=0.27%、最大反射率=0.3
7%、透過率=65%(吸収率35%)、測定波長43
0〜650nmの帯電防止膜付き反射防止膜を得ること
ができる。このときの各膜における数値は作成条件
(A)、(B)に基づきスパッタリングの成膜条件(ス
パッタリングプロセス条件であるパワー、成膜時の真空
度、スパッタガス・反応ガス混合比、ターゲット−サブ
ストレート(T−S)間距離)から個々に求められる。
尚、透過率50〜90%の範囲に窒化チタン膜を形成す
ることも可能である。
【0024】また、窒化チタン膜(TiN2 )がコーテ
ィングされたディスプレイ画面の周囲にはアース取出端
子が設けられた集電部(図示せず)が形成されており、
膜内で発生した静電気はアース取出端子を通じてアース
に流れる。これにより、帯電防止が可能となる。
【0025】
【発明の効果】本発明の請求項1に記載の反射防止膜に
よれば、基板に形成され、該基板に向かって入射する光
の反射を低減する反射防止膜は透過率制御膜で作成され
たので、従来の多層膜と同等またはそれ以上のワイドバ
ンドな波長領域で外光の映り込みを大幅に低減し、画像
のにじみ、ぼけなどによって解像度を劣化させず、低反
射膜を得ることが可能である。
【0026】また、膜内で発生した静電気を集める集電
部が前記窒化チタン膜に形成され、該集電部を通じて前
記静電気が除電されるので、静電気や電磁波を遮蔽する
と共に透過率制御膜の採用により高コントラストが可能
となり、鮮明な画像が得られる。
【0027】さらに、前記窒化チタン膜に窒化シリコン
膜および酸化シリコン膜が積層された3層膜で作成され
るので、従来の多層膜と比べて製造時のインデックスタ
イムを大幅に短縮でき、製造コストを下げることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】作成された反射防止膜の積層状態を示す断面図
である。
【図2】可視光領域での波長に対して種々の薄膜金属材
料の比k/nを示すグラフである。
【図3】本発明により形成された3層AR膜の波長対反
射率グラフである。
【符号の説明】
10……ガラス基板、11……窒化チタン膜(Ti
2 )、12……窒化シリコン膜(Si3 4 )、13
……酸化シリコン膜(SiO2

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板に形成され、該基板に向かって入射
    する光の反射を低減する反射防止膜において、 光学干渉膜と透過率制御膜(導電膜)で作成されたこと
    を特徴とする反射防止膜。
  2. 【請求項2】 前記透過率制御膜は、可視光領域の波長
    に対して減衰係数kと屈折率nとの比k/nが値0.1
    〜値1の範囲にある窒化チタン膜であることを特徴する
    請求項1記載の反射防止膜。
  3. 【請求項3】 前記窒化チタン膜に窒化シリコン膜およ
    び酸化シリコン膜が積層された3層膜で作成されたこと
    を特徴とする請求項2記載の反射防止膜。
  4. 【請求項4】 膜内で発生した静電気を集める集電部が
    前記窒化チタン膜に形成され、該集電部を通じて前記静
    電気が除電されることを特徴とする請求項2記載の反射
    防止膜。
  5. 【請求項5】 前記窒化チタン膜は、光の透過率が50
    〜90%の範囲に相当する膜厚に作成されたことを特徴
    とする請求項2記載の反射防止膜。
  6. 【請求項6】 反射率が1%以下であることを特徴とす
    る請求項3記載の反射防止膜。
  7. 【請求項7】 前記基板はディスプレイ画面を構成する
    ガラス基板であることを特徴とする請求項1記載の反射
    防止膜。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999044080A1 (fr) * 1998-02-24 1999-09-02 Asahi Glass Company Ltd. Corps antireflecteur d'absorption de lumiere et procede de production de celui-ci
WO2001070493A1 (fr) * 2000-03-22 2001-09-27 Asahi Glass Company, Limited Film stratifie fonctionnel, son procede de production et ecran cathodique sur lequel est colle ledit film

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