KR100690478B1 - 반사 방지막 및 음극선관 - Google Patents

반사 방지막 및 음극선관 Download PDF

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Abstract

우수한 반사 방지 특성을 갖고 실용에 적합한 반사 방지막이 쉽고 간편하게 높은 생산성과 저렴한 제조 비용으로 제조된다. 이를 위하여, 접착층(4), 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 및 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막(5), 및 1.35 내지 1.7의 굴절률을 가진 제2 광학 박막이 연속 적층된다. 접착층(4)은 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시된다. 제1 광학 박막(5)이 주로 티타늄 질화물을 함유하는 경우, 제1 광학 박막(5)은 바람직하게 도전체이다. 제2 광학 박막(6)은 바람직하게는 SiO2로 형성된다. 음극선관은, 각 층들을 구비한 수지 기판(3)을 표시부의 전면판 측에 상기 반사 방지막의 나머지 구성을 구비하여 배치함으로써 제공될 수 있다.
반사 방지막, 접착층, 광학 박막, 수지 기판, 하드 코팅층

Description

반사 방지막 및 음극선관{ANTI-REFLECTION FILM AND CATHODE RAY TUBE}
도 1은 종래의 반사 방지막의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 반사 방지막의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 음극선관의 필수 부분의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 막형성 장치의 필수 부분의 구조를 나타내는 개략도.
도 5는 파장과 반사율간의 일반적인 관계를 나타내는 그래프.
도 6은 파장과 반사율간의 또 다른 일반적인 관계를 나타내는 그래프.
도 7은 파장과 투과율간의 관계를 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 박막 기판
2 : 하드 코팅층
3 : 수지 기판
4 : 접착층
5 : 제1 광학 박막
6 : 제2 광학 박막
11 : 음극선관
11a : 전면판
본 발명은 반사 방지막 및 음극선관에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 기판에 대한 광학 박막의 접착성을 향상시킬 수 있고 넓은 파장 범위에 대해 반사 방지 효과를 얻을 수 있는 반사 방지막, 및 이러한 반사 방지막을 이용한 음극선관에 관한 것이다.
지금까지 공기와 유리간의 광학 계면상의 굴절률을 감소시키는 것이 바람직하거나 필요한 광학 및 전기 광학 분야에서 반사 방지막이 사용되어 왔다. 특히, 반사 방지막의 이용 분야는 카메라 렌즈, 복사기용 플래튼, 기기용 커버 유리, 음극선관(CDT)용 패널 및 다른 표시 장치를 포함해 광범위하다.
이러한 반사 방지막은 도 1의 구성을 가진 막으로 예시될 수 있다. 이 막은 수지 기판(101)을 포함하는데, 이 기판의 주면(101a)상에는 10 nm의 두께를 가진 SiOx(x<2)의 제1 층(102), 20 nm의 두께를 가진 ITO의 제2 층(103), 25 nm의 두께를 가진 SiO2의 제3 층(104), 60 nm의 두께를 가진 ITO의 제4 층(105), 및 100 nm의 두께를 가진 SiO2의 제5 층(106)이 연속적으로 형성되어 있다.
그러나, 이 반사 방지막은 5층씩이나 되는 다층 구조를 갖고 있으며 총 215 nm의 막 두께를 갖고 있기 때문에, 제조하기 어렵고 생산성이 저하되며 제조 비용이 증가한다.
따라서, 더 적은 층수를 가진 반사 방지막이 요구되고 있다. 층수가 적으면, 적층 단계 수가 감소하여 생산이 용이하게 되고, 제조 비용이 감소함은 물론 생산성이 향상된다.
이러한 요구를 충족시키기 위하여, 일본 공개 특허 공보 H9-156964, H9-165231 또는 H9-73001에 개시된 바와 같이 기판 상에 주로 TiN으로 구성된 박막, 및 제2 광학 막으로서의 저 굴절률의 SiO2 박막을 구비한 이중 구조의 반사 방지막이 제안되었다.
그러나, 이러한 반사 방지막은 만족할 만한 반사 방지 특성을 갖는 반면에 기판과 주로 TiN으로 구성된 박막간의 접착성이 좋지 않아 막이 박리되어 실제 사용이 곤란하다.
따라서, 본 발명의 목적은 층수가 적고 생산성이 좋으며 제조가 쉽고 간단하며 제조 비용이 적고 반사 방지 특성이 우수한 실용적인 반사 방지막을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 반사 방지 시트 및 전술한 반사 방지막을 이용한 음극선관을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 수지 기판의 주표면 상에 접착층이 형성되고, 접착층 상에 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 또는 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막이 형성되며, 제1 광학 박막 상에 1.35 내지 1.7의 굴절률을 가진 제2 광학 박막이 형성된 반사 방지막이 제공된다.
바람직하게는, 접착층은 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시된다. 접착층은 SiNx(x<4/3)의 화학식에 의해, 또는 SiOxNy(x<2 및 y<4/3)의 화학식에 의해 표시되는 화합물로 형성될 수 있다.
SiOx(x<2)의 화학식을 가진 화합물로 접착제가 형성되는 경우, 수지 기판과 제1 광학 박막간에 충분한 접착 강도를 유지할 수 없다. x의 값이 너무 작으면, 실리콘이 금속화되어 바람직하지 못하게 광학 흡수 특성이 증가하며, 이에 따라 반사 방지 특성이 저하된다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 접착층은 주로 Ti로 구성될 수 있다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 접착층의 물리적 막 두께는 바람직하게는 10 nm 이하이며, 더 바람직하게는 1 내지 7 nm이다. 접착층의 물리적 막 두께가 10 nm 이상인 경우, 접착층의 광학 흡수 특성은 과다하게 되어 바람직하지 못하게 반사 방지 특성이 저하된다. 물리적 막 두께가 1 nm 이하인 경우, 바람직하지 못하게 수지 기판과 제1 광학 박막간의 충분한 접착 강도가 유지될 수 없다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제1 광학 박막의 물리적 막 두께는 바람직하게는 5 내지 25 nm이다. 물리적 막 두께가 이 범위 밖에 있으면, 충분한 반사 방지 특성을 얻을 수 없다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제1 광학 박막은 주로 티타늄 질화물을 함유하고 티타늄 질화물은 금속이 첨가된 것이 바람직하다. 이 금속은 예컨대 텅스 텐 및 금일 수 있다.
제1 광학 박막이 주로 티타늄 질화물을 함유한 경우, 제1 광학 박막은 바람직하게도 도전체가 된다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제1 광학 박막은 바람직하게는 SiO2로 구성되고, 제2 광학 박막의 물리적 막 두께는 바람직하게는 60 내지 110 nm이다. SiO2로 구성된 제2 광학 박막이 상기 범위를 벗어난 경우, 충분한 반사 방지 특성을 얻을 수 없다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 바람직하게는 접착층에 대향한 수지 기판의 표면 상에는 하드 코팅층이 형성되고, 하드 코팅층 상에는 접착층이 형성된다.
전술한 본 발명의 반사 방지막은 음극선관을 구성하도록 표시부의 전면판 표면 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 음극선관에 있어서, 반사 방지막의 제1 광학 박막은 주로 티타늄 질화물을 함유하고, 제1 광학 박막은 전도체이고 접지되는 것이 바람직하다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 수지 기판의 주표면 상에 접착층이 형성되기 때문에 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 및 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유한 제1 광학 박막이 접착층 상에 형성되고, 1.35 내지 1.7의 굴절률을 가진 제2 광학 박막이 제1 광학 박막 상에 형성되며, 제조 공정을 쉽고 단순화하여 비용을 줄이기 위해 층수가 적다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 수지 기판과 티타늄 질화물, 하프늄 질화 물 및 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막 사이에 접착층이 삽입되어 있기 때문에, 제1 광학 박막은 수지 기판으로부터 분리되기가 어려워 양호한 실용적인 반사 방지 특성이 보장된다.
따라서, 본 발명의 반사 방지막이 표시부의 전면판의 표면 상에 배치된 본 발명의 음극선관에 있어서, 반사 방지 특성은 마찬가지로 양호하여 실용적이다.
또한, 본 발명의 반사 방지막에 있어서, 접착층이 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시되는 화합물로 형성되는 경우, 제1 광학 박막은 수지 기판으로부터 분리되기 어렵다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제1 광학 박막이 티타늄 질화물로 형성되고, 제1 광학 박막이 도전체인 경우, 종래의 반사 방지막에서 도전막으로 사용되는 ITO층 대신에 제1 광학 박막이 도전체로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제1 광학 박막이 강한 흡수성을 가진 티타늄 질화물로 형성되고, 반사 방지막이 음극선관의 전면판 표면 상에 배치되는 경우, 음극선관에 표시되는 화상은 콘트라스트가 개선될 수 있다.
수지 기판의 주표면 상에 접착층이 형성되고, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 또는 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막이 접착층 상에 형성되며, 1.35 내지 1.7의 굴절률을 가진 제2 광학 박막이 제1 광학 박막 상에 형성된 본 발명의 반사 방지막에 있어서, 층수가 적어 제조가 용이하고 단순화되어 제조 비용이 줄고 생산성이 향상된다.
수지 기판과, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 또는 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막 사이에 접착층이 삽입된 본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제1 광학 박막은 수지 기판으로부터 분리되기 어려워 양호하고 실용적인 반사 방지 특성을 보장한다.
본 발명의 반사 방지막이 음극선관의 전면판 표면측에 배치된 음극선관에 있어서도 반사 방지 특성이 양호하고 실용적이다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 접착층이 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시되는 화합물로 형성되는 경우, 제1 광학 박막이 수지 기판으로부터 분리되는 것을 더욱 억제할 수 있다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제1 광학 박막이 주로 티타늄 질화물로 구성되어 제1 광학 박막이 도전체인 경우, 제1 광학 박막은 종래의 반사 방지막에서 도전막으로 사용되는 ITO막 대신에 도전막으로 사용되어 도전막을 제공할 필요가 없어 생산성이 향상된다.
또한, 본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제1 광학 박막이 강한 흡수성을 가진 티타늄 질화물로 형성되고, 본 발명에서와 같이 반사 방지막이 음극선관의 전면판 측에 제공되는 경우, 음극선관 상에 표시되는 화상은 콘트라스트가 개선될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 반사 방지막은 도 2에 예로 도시된 바와 같이 구성되어 있다. 즉, 아크릴 수지와 같은 수지로 된 하드 코팅층(2)이 주표면에 형성된 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 수지로 된 박막 기판(1)으로 구성된 수지 기판(3)의 주표면(3a) 상에 접착층(4), 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 및 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막(5), 및 1.35 내지 1.7의 굴절률을 가진 제2 광학 박막(6)이 연속 적층되어 있다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 접착층(4)은 바람직하게는 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시되는 화합물로 구성된다. 접착층(4)은 SiNx(x<4/3)의 화학식으로 표시되는 화합물로 구성되거나, SiOxNy(x<2, y<4/3)의 화학식으로 표시되는 화합물로 구성될 수도 있다.
화학식 SiOx(x<2)로 표시되는 접착층(4)에서 x가 2보다 작지 않은 경우, 수지 기판(3)과 제1 광학 박막(5) 사이에 충분한 접착 강도가 발생할 수 없게 되며, 반면에 x가 너무 작으면, 실리콘이 금속화되어 바람직하지 않게 더 강한 광학 흡수성을 나타내어 반사 방지 특성이 저하된다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 접착층(4)은 주로 Ti로 구성될 수 있다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 접착층(4)의 물리적 막 두께는 바람직하게는 10 nm 이하이며, 더 바람직하게는 1 내지 7 nm 이다. 접착층(4)의 물리적 막 두께가 10 nm 이상인 경우, 접착층(4)은 바람직하게 않게 강한 광학 흡수성을 갖게 되어 반사 방지 특성이 저하된다. 물리적 막 두께가 1 nm 이하이면, 수지 기판(3) 과 제1 광학 박막(5)간의 충분한 접착 강도가 유지될 수 없다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 접착층(4)의 물리적 막 두께는 바람직하게는 5 내지 25 nm이다. 물리적 막 두께가 이 범위를 벗어나는 경우, 충분한 반사 방지 특성을 보장하기 어렵다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제1 광학 박막은 주로 티타늄 질화물로 구성되고, 티타늄 질화물은 금속이 첨가되는 것이 바람직하다. 금속은 예컨대 텅스텐 및 금일 수 있다.
제1 광학 박막(5)이 주로 티타늄 질화물로 구성되는 경우, 제1 광학 박막(5)은 바람직하게 도전체가 된다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제2 광학 박막(6)은 바람직하게는 SiO2로 구성된다. 이 경우, SiO2로 구성된 제2 광학 박막(6)의 물리적 막 두께는 바람직하게는 60 내지 110 nm이다. SiO2로 구성된 제2 광학 박막(6)이 이 범위를 벗어나면, 충분한 반사 방지 특성을 얻기 어렵다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 제2 광학 박막(6)은 MgF2 또는 Al2O3로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 반사 방지막의 특정 예로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성된 기판이 박막 기판(1)으로 사용된다. 기판(1) 상에 하드 코팅층(2)이 제공되어 수지 기판(3)을 제공한다. 접착층(4)은 SiOx(x<2)의 화학식을 가진 5 nm 두께 의 박막으로 형성되며, 제1 광학 박막(5)은 TiN으로 구성된 13.6 nm 두께의 박막으로 형성되고, 제2 광학 박막(6)은 SiO2로 구성된 88 nm 두께의 박막으로 형성된다.
즉, 본 발명에 따른 반사 방지막은 수지 기판(3)의 주표면(3a) 상헤 형성된 접착층(4)을 구비하고 있다. 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 및 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막(5)이 접착층(4) 상에 형성되며, 1.35 내지 1.7의 굴절률을 가진 제2 광학 박막(6)이 형성된다. 따라서, 층수가 작아지면, 제조가 쉽고 단순화되어 제조 비용이 감소되고 생산성이 향상된다.
본 발명의 반사 방지막에 있어서, 접착층(4)이 수지 기판(3)과 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 및 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막(5) 사이에 삽입되기 때문에, 제1 광학 박막(5)은 수지 기판(3)으로부터 분리되기 어려워 반사 방지 특성이 향상된다.
본 발명에 따른 반사 방지막에 있어서, 접착층(4)이 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시되는 화합물로 형성되는 경우, 제1 광학 박막(5)은 수지 기판(3)으로부터 분리되기가 더 어렵다.
본 발명에 따른 반사 방지막에 있어서, 제1 광학 박막(5)이 주로 티타늄 질화물로 구성되고, 제1 광학 박막(5)이 도전체인 경우, 제1 광학 박막(5)은 종래의 반사 방지막에서 도전막으로 사용되는 ITO층 대신에 도전막으로 사용될 수 있다.
전술한 본 발명의 반사 방지막은 또한 음극선관의 표시부의 전면판 표면측에 제공될 수 있다.
즉, 박막 기판과 하드 코팅층으로 구성된 수지 기판(13), 접착층, 제1 광학 박막 및 제2 광학 박막으로 구성되어 수지 기판(13) 상에 적층된 반사 방지층(14)으로 이루어진 본 발명의 반사 방지막(15)이 도 3에 도시된 바와 같이 음극선관(11)의 전면판(11a) 상에 배치된다. 또한, 건조 방지층(16)이 반사 방지층(15) 상에 제공된다.
이 경우, 바람직하게는 반사 방지막(15)의 제1 광학 박막은 주로 티타늄 질화물로 구성되며, 제1 광학 박막은 도전체이며 접지된다. 즉, 도 3에서 반사 방지막(14)은 접지된다.
본 발명의 반사 방지막이 표시부의 전면판 표면측에 제공되어 있는 본 발명의 음극선관에 있어서, 본 발명의 반사 방지막의 경우에서와 같이 반사 방지 특성이 최적화될 수 있다.
반사 방지막(15)의 광학 박막이 티타늄 질화물로 구성되는 경우, 음극선관 상의 표시 화상은 티타늄에 의한 강한 흡수성으로 인해 바람직하게 콘트라스트가 개선된다.
전술한 음극선관(11)에 있어서, 화살표 A1로 표시된 입사광은 화살표 A2로 표시된 바와 같이 화살표 A1으로 표시된 입사광의 광량보다 적은 광량의 반사광으로 반사된다.
바람직하게는 음극선관(11)의 반사 방지막(14)은 전자파 차단 기능을 갖는다. 즉, 음극선관(11)에서 화살표 B1으로 표시된 전자파는 화살표 B2로 표시된 방 향으로 음극선관(11) 내에서의 전자파의 양보다 적은 양의 전자파로서 출사된다.
전술한 본 발명의 반사 방지막의 제조 방법이 이하 설명된다. 먼저, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 수지로 구성된 박막 기판(1)의 주표면(1a) 상에 하드 코팅층(3)이 형성되어 수지 기판(3)을 구성한다. 이 하드 코팅층(2)은 이러한 종류의 반사 방지막에 일반적으로 사용되는 아크릴 수지를 코팅함으로써 형성될 수 있다.
그 다음, 수지 기판(3)의 주표면(3a)상에 접착층(4)이 형성된다. 이 접착층(4)이 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시되는 화합물로 형성되는 경우, 실리콘을 타겟으로 사용하는 DC 또는 AC 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다. 실리콘은 유량 제어기(MFC)에 의해 유입되는(introduced) 미량의 산소, 잔류 백그라운드 산소 또는 수분을 사용하여 산화될 수 있다. 산화도는 산소의 분압에 의해 결정된다. 산소의 분압이 낮으면, 조성은 단지 금속화된 실리콘이며, 따라서 광학 흡수성을 강화시켜 반사 방지 특성을 저하시킨다. 따라서, 산소 분압이 과다하게 낮은 것은 피하는 것이 바람직하다.
그 다음, 제1 광학 박막(5) 및 제2 광학 박막(6)이 형성된다. 제1 광학 박막(5)이 TiN으로 구성된 박막인 경우, 예컨대 티타늄을 타겟으로 사용하는 DC 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다. 제2 광학 박막이 SiO2로 이루어진 박막인 경우, 예컨대 실리콘을 타겟으로 사용하는 AC 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 막형성 장치가 사용되는 경우, 바람직하게 생산성이 향상된 다. 이 막형성 장치는 스퍼터링에 의해 박막을 형성하도록 구성되어 있다.
구체적으로, 진공 챔버(21)는 예컨대 초당 1000 리터의 배기 능력을 가진 터보 분자 펌프(22)에 의해 배기되는 출입 챔버(payout/take-up chamber)(23)와, 예컨대 초당 1500 리터의 배기 능력을 가진 터보 분자 펌프(24)에 의해 배기되는 막형성 챔버(25)로 분할되어 있다. 출입 챔버(23) 안에는 화살표 m1으로 표시된 바와 같이 반시계 방향으로 회전하는 원통형 권출 롤(payout roll)(26)과, 화살표 m3로 표시된 바와 같이 반시계 방향으로 회전하는 원통형 권취 롤(take-up roll)(27)이 제공되어 있다. 막형성 챔버(25) 안에는 화살표 m2로 표시된 반시계 방향으로 회전하는 냉각 캔(28)이 배치되어 있다. 막형성 챔버(25) 안에는 약 -120℃까지 표면을 냉각하기 위한 수분 냉각 펌프(도시되지 않음)가 배치되어 있다. 이 냉각 펌프는 예컨대 폴리콜드사에서 제조된 워터 펌프(등록 상표)일 수 있다.
화살표 M으로 표시된 바와 같이 출입 챔버(23) 안의 권출 롤(26)로부터 풀려 나온 수지 기판(29)은 막형성 챔버(25)의 원주면을 따라 이동하여 출입 챔버(23) 내의 권취 롤(27) 상에 감긴다. 미리 설정된 장력 하에 수지 기판(29)의 부드러운 이동을 위하여 반시계 방향으로 회전하는 원통형 안내 롤(30a, 30b) 및 반시계 방향으로 회전하는 원통형 안내 롤(31b)이 권출 롤(26)과 냉각 캔(28) 사이에 출입 챔버 내에 제공된다. 또한, 시계 방향으로 회전하는 원통형 안내 롤(31a)과 반시계 방향으로 회전하는 원통형 안내 롤(31b)이 출입 챔버(23) 내에 냉각 캔(28)과 권취 롤(27) 사이에 제공된다. 수지 기판(29)으로서, 예컨대 188 μm의 두께, 300 nm의 폭 및 150 mm의 길이를 가진 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 수지 기판 상에 제공된 3 내지 6 μm 두께의 하드 코팅층으로 이루어진 수지 기판이 예시될 수 있다. 물론, 권출 롤(26), 냉각 캔(28), 권취 롤(27), 안내 롤(30a 내지 30c) 및 안내 롤(31a, 31b)은 폭 방향으로 수지 기판(29)을 지지할 수 있는 크기를 갖는다.
한편, 막형성 장치에 있어서, 권출 롤(26), 냉각 캔(28), 권취 롤(27), 안내 롤(30a, 30b, 31b)은 화살표로 도시된 반시계 방향은 물론 시계 방향으로 회전할 수 있으며, 안내 롤(30c, 31a)은 시계 방향은 물론 반시계 방향으로 회전할 수 있어, 권취 롤(27)상에 감긴 수지 기판(29)은 다시 권출 롤(26)상에 감길 수 있다.
고주파 에칭 장치(32)가 권출 롤(26)과 냉각 캔(28) 사이에, 더 정확하게는 막형성 챔버(25) 내의 안내 롤들(30a, 30b) 사이의 영역에 수지 기판(29)과 대향하게 제공된다.
티타늄 타겟(33)이 권출 롤(26)과 냉각 캔(28) 사이에, 더 정확하게는 막형성 챔버(25) 내의 냉각 캔(28)의 원주면과 정렬된 영역에 DC 스퍼터링을 위한 단일 캐소드로서 제공된다. 실리콘 타겟(34)이 또한 냉각 캔(28)과 권취 롤(27) 사이에, 더 정확하게는 막형성 챔버(25) 내의 냉각 캔(28)의 원주면과 정렬된 위치에 AC 스퍼터링을 위한 이중 캐소드로서 제공된다. 티타늄 타겟(33)은 600 nm의 수지 기판(29)의 폭을 따르는 길이와 화살표 M으로 표시된 150 mm의 수지 기판(29)의 이동 방향을 따른 길이를 가질 수 있다. 실리콘 타겟(34)은 평행 배치된 2개의 실리콘 타겟일 수 있는데, 각각의 실리콘 타겟은 600 nm의 수지 기판(29)의 폭을 따른 길이와 화살표 M으로 표시된 75 mm의 수지 기판(29)의 이동 방향을 따른 길이를 가질 수 있다.
또한, 냉각 캔(28)과 권취 롤(27) 사이에, 더 정확하게는 막형성 챔버(25) 내의 안내 롤들(31a, 31b)과 정렬된 위치에 두께 방향을 따라 수지 기판(29)을 사이에 두도록 배치된 조명부(35a)와 수광부(36b), 및 진공 챔버(21)의 외측에 배치되어 조명부(35a)에 의해 조명된 광이 수광부(36b)에 의해 얼마나 많이 수광되는가를 측정하기 위한 측정부(35c)를 구비한 광 투과도 측정 장치(36)가 제공된다.
전술한 막형성 장치에 의해 본 발명에 따른 반사 방지막을 제조하기 위하여 다음의 방법이 사용된다.
먼저, 권출 롤(26), 냉각 캔(28), 권취 롤(27), 안내 롤(30a, 30b) 및 안내 롤(31b)이 반시계 방향으로 회전되고, 동시에 안내 롤(30c, 31a)이 시계 방향으로 회전되어, 화살표 M으로 표시된 방향으로 권출 롤(26)로부터 수지 기판(29)이 풀려 나와 고주파 에칭 장치(32)에 의해 먼저 수지 기판(29)이 에칭되도록 기판 표면이 상승된다. 그 다음, 수지 기판(29)은 냉각 캔(28)의 원주를 따라 이동하여 권취 롤(27)상에 감긴다.
권출 롤(26), 냉각 캔(28), 권취 롤(27), 안내 롤(30a, 30b) 및 안내 롤(31b)은 시계 방향으로 회전하고, 동시에 안내 롤(30c, 31a)은 반시계 방향으로 회전하여 권취 롤(27) 상에 한번 감겼던 수지 기판(29)이 다시 권출 롤(26) 상에 감긴다.
그 다음, 권출 롤(26), 냉각 캔(28), 권취 롤(27), 안내 롤(30a, 30b) 및 안내 롤(31b)은 반시계 방향으로 회전하고, 동시에 안내 롤(30c, 31a)은 시계 방향으로 회전하여, 화살표 M으로 표시된 방향으로 권출 롤(26)로부터 수지 기판(29)이 풀려 나와 냉각 캔(28)의 원주면상에서 이동하도록 하여, 플라즈마 방출 모니터를 이용하는 반응성 AC 스퍼터링에 의해 이중 캐소드로 실리콘 타겟(34)을 사용하여 SiOx(x<2)의 화학식을 가진 화합물의 접착층을 형성한다.
그 다음, 수지 기판(29)은 광 투과도 측정 장치(36)의 조명부(35a)와 수광부(35b) 사이로 이동하여 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시되는 화합물로 형성된 접착층(4)의 두께를 측정한다. 이 과정은 측정 결과에 기초한 허용도로서 판정되며, 이에 따라 후속 제조 조건이 조정된다. 그 다음, 이제 접착층을 구비한 수지 기판(29)이 권취 롤(27) 상에 감긴다.
고주파 에칭 장치(32)에 의한 에칭에 의한 수지 기판(29)의 표면의 세정 및 접착층의 형성은 연속적으로 실시될 수 있다.
권출 롤(26), 냉각 캔(28), 권취 롤(27), 안내 롤(30a, 30b) 및 안내 롤(31b)은 시계 방향으로 회전하고, 동시에 안내 롤(30c, 31a)은 반시계 방향으로 회전하여, 권취 롤(27)에 한번 감겼던 수지 기판(29)이 다시 권출 롤(26)에 감긴다.
그 다음, 권출 롤(26), 냉각 캔(28), 권취 롤(27), 안내 롤(30a, 30b) 및 안내 롤(30c, 31a)은 반시계 방향으로 회전하고, 동시에 안내 롤(30c, 31a)은 시계 방향으로 회전하여, 화살표 M으로 표시된 방향으로 권출 롤(26)로부터 수지 기판(29)이 풀려 나와 수지 기판(29)이 냉각 캔(28)의 원주면 상에서 이동하여 플라즈마 방출 모니터를 이용하는 반응성 DC 스퍼터링에 의해 단일 캐소드로 티타늄 타겟(33)을 사용하여 티타늄 질화물의 제1 광학 박막을 형성한다.
권출 롤(26), 냉각 캔(28), 권취 롤(27), 안내 롤(30a, 30b) 및 안내 롤(31b)은 시계 방향으로 회전하고, 동싱에 안내 롤(30c, 31a)은 반시계 방향으로 회전하여, 권취 롤(27)에 한번 감겼던 수지 기판(29)이 다시 권출 롤(26)에 감긴다.
그 다음, 권출 롤(26), 냉각 캔(28), 권취 롤(27), 안내 롤(30a, 30b) 및 안내 롤(31b)은 반시계 방향으로 회전하고, 동시에 안내 롤(30c, 31a)은 시계 방향으로 회전하여, 화살표 M으로 표시된 방향으로 권출 롤(26)로부터 수지 기판(29)이 풀려 나와 냉각팬(28)의 원주면 상에서 이동하여, 플라즈마 방출 모니터를 이용하는 반응성 DC 스퍼터링에 의해 이중 캐소드로 실리콘 타겟(34)을 사용하여 SiO2의 제2 광학 박막을 형성한다.
이것은 수지 기판(29) 상에 연속 형성된 접착층, 제1 광학 박막 및 제2 광학 박막으로 구성된 반사 방지막을 완성한다. 완성된 막은 권취 롤(27)에 감긴다.
전술한 바와 같이 3층 구조의 반사 방지막이 형성되는 경우, 제조 공정은 종래의 5층 반사 방지막에 비해 크게 단순화되며, 제조 공정이 간단한 방식으로 관리되어 제조 및 관리가 용이해진다.
또한, 전술한 본 발명의 반사 방지막의 특정 실시예에 있어서, 접착층(4)과 제1 및 제2 광학 박막의 총 두께는 106.6 nm인데, 이것은 전술한 종래의 215 nm의 반사 방지막 두께에 비해 크게 작다. 결과적으로, 제조 장치로서 스퍼터링이 연속적으로 실시될 수 있는 막형성 장치가 사용될 수 있다면, 기판 이동 속도가 종래의 장치에 비해 향상될 수 있어 생산성이 크게 향상될 수 있다.
더욱이, 전술한 본 발명의 반사 방지막에 있어서, 종래의 반사 방지막에서 도전막으로 사용되는 ITO막 대신에 제1 광학 박막(5)을 도전막으로 사용하기 위하여 도전성을 가진 티타늄의 제1 광학 박막(5)을 제공할 수 있다. 종래의 반사 방지막에서 도전막으로 사용되는 ITO 박막이 스퍼터링에 의해 형성되는 경우, 타겟 표면에 인듐과 주석의 화합물인 소위 노듈(nodules)이 형성된다. 따라서, 진공 챔버는 타겟 표면을 세정하기 위하여 약 1000 nm 정도 기판을 스퍼터링한 후 개방할 필요가 있다. 이것은 연속적인 막 형성을 어렵게 만들어 상당한 시간이 경과한 후에나 스퍼터링이 재개될 수 있어 생산성이 저하된다. 그러나, 본 발명의 반사 방지막을 제조하기 위한 상기 방법이 사용되는 경우에는 ITO막의 경우보다 티타늄 타겟(33)의 표면 상에 극히 소량의 노듈(nodules)이 생기기 때문에 연속적인 막형성이 용이하여 생산성이 크게 향상된다.
<실시예>
본 발명의 효과를 확인하기 위하여 다음과 같은 실험이 실시되었다.
먼저, 도 2에 도시된 반사 방지막에서 접착층(4)이 화학식 SiOx(x<2)으로 표시되는 화합물로 구성된 5 nm 두께의 박막이고, 제1 광학 박막(5)이 티타늄 질화물로 구성된 13.6 nm 두께의 박막이며, 제2 광학 박막(6)이 88 nm 두께의 SiO2 박막인 경우에 대한 시뮬레이션에 의해 반사율 곡선이 준비되었으며, 이들 막은 표 1에 도시된 바와 같은 굴절률 및 흡광 계수를 갖고 있다. 수지 기판(3)의 박막 기판(1)의 굴절률은 1.43으로 설정되었고, 하드 코팅층(2)의 굴절률은 1.49로 설정되었다. 가로축과 셀로축이 각각 파장과 반사율을 나타내는 도 5에 그 결과가 도시되어 있다.
파장(nm) 380 450 550 650 780
SiOx(접착층) 굴절률(n) 소광계수(k) 2.47 0.51 2.42 0.24 2.31 0.089 - - 2.16 0.057
TiN(제1광학 박막) 굴절률(n) 소광계수(k) - - 1.8377 0.7676 1.6033 0.9001 1.5576 0.9901 - -
SiO2(제2광학 박막 굴절률(n) 소광계수(k) 1.46 0 1.48 0 1.44 0 1.44 0 1.45 0
전술한 바와 같이 구성된 반사 방지막이 실제로 제조되었고, 그 반사율 곡선이 측정되었다. 가로축과 세로축이 각각 파장과 반사율을 나타내는 도 6에 결과가 도시되어 있다.
도 5 및 6의 비교로부터 알 수 있듯이, 시뮬레이션 결과는 측정 결과와 만족스럽게 일치한다. 따라서, 본 발명의 반사 방지막의 반사율 특성은 시뮬레이션을 통해 도출될 수 있다는 것이 명백하다.
접착층(4)이 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시되고 5 nm의 막 두께를 가지며, 제1 광학 박막(5)이 티타늄 질화물로 구성된 박막이고, 제2 광학 박막(6)이 88 nm의 막 두께를 가진 SiO2의 박막으로 이루어져 막 형성 조건이 다소 바뀌어 반사 방지 특성도 조절된 반사 방지막이 준비되었다. 이 반사 방지막의 반사율 곡선이 측정되었다. 가로축과 세로축이 각각 파장과 반사율을 나타내는 도 7에 결과가 도시되어 있다.
도 7의 결과로부터 알 수 있듯이, 제1 광학 박막(5)의 특성을 조절함으로써 넓은 파장 범위에서 낮은 투과율, 즉 최적의 반사 특성이 얻어질 수 있다. 다른 층들의 특성들이 조절되는 경우, 넓은 파장 범위에서 낮은 투과율, 즉 최적의 반사 특성이 얻어질 수 있다고 생각할 수 있다.
본 발명에 따르면 각 층의 막 두께, 굴절률 또는 소광 계수를 최적화함으로써 넓은 파장 범위에서 투과율이 낮은, 즉 반사 특성이 우수한 반사 방지막이 얻어질 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 반사 방지막의 면저항은 400 내지 2000 Ωcm 정도이다.

Claims (17)

  1. 반사 방지막에 있어서,
    수지 기판;
    상기 수지 기판의 주표면 상에 형성된 접착층;
    상기 접착층 상에 형성되고, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 또는 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막; 및
    상기 제1 광학 박막 상에 형성되고, 1.35 내지 1.7의 굴절률을 가진 제2 광학 박막
    을 포함하고,
    상기 접착층은 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시되는 반사 방지막.
  2. 삭제
  3. 반사 방지막에 있어서,
    수지 기판;
    상기 수지 기판의 주표면 상에 형성된 접착층;
    상기 접착층 상에 형성되고, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 또는 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막; 및
    상기 제1 광학 박막 상에 형성되고, 1.35 내지 1.7의 굴절률을 가진 제2 광학 박막
    을 포함하고,
    상기 접착층은 SiNx(x<4/3)의 화학식으로 표시되거나, SiOxNy(x<2, y<4/3)의 화학식으로 표시되는 반사 방지막.
  4. 제1항에 있어서, 상기 접착층은 주로 Ti로 구성된 반사 방지막.
  5. 제1항에 있어서, 상기 접착층은 10 nm이하의 물리적 막 두께를 갖는 반사 방지막.
  6. 제5항에 있어서, 상기 접착층은 1 내지 7 nm의 물리적 막 두께를 갖는 반사 방지막.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 박막은 5 내지 25 nm의 물리적 막 두께를 갖는 반사 방지막.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 박막은 주로 티타늄 질화물을 함유하며, 상기 티타늄 질화물에는 금속이 첨가되어 있는 반사 방지막.
  9. 제8항에 있어서, 상기 금속은 텅스텐인 반사 방지막.
  10. 제8항에 있어서, 상기 금속은 금인 반사 방지막.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 박막은 주로 티타늄 질화물을 함유하고 상기 제1 광학 박막은 도전체인 반사 방지막.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제2 광학 박막은 SiO2로 이루어진 반사 방지막.
  13. 제12항에 있어서, SiO2로 이루어진 상기 제2 광학 박막의 물리적 막 두께는 60 내지 110 nm인 반사 방지막.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제2 광학 박막은 MgF2 또는 Al2O3로 이루어진 반사 방지막.
  15. 제1항에 있어서, 상기 접착층에 대향한 상기 수지 기판의 표면 상에 하드 코팅층이 형성되고 상기 하드 코팅층 상에 접착층이 형성된 반사 방지막.
  16. 음극선관에 있어서,
    표시부의 전면판 표면측에,
    수지 기판; 상기 수지 기판의 주표면 상에 형성된 접착층; 상기 접착층 상에 형성되고, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물 또는 지르코늄 질화물 중 한 가지 이상을 함유하는 제1 광학 박막; 및 상기 제1 광학 박막 상에 형성되고, 1.35 내지 1.7의 굴절률을 가진 제2 광학 박막을 포함하는 반사 방지막이 형성되고,
    상기 반사 방지막은 상기 수지 기판에 대향 배치되고,
    상기 접착층은 SiOx(x<2)의 화학식으로 표시되는 음극선관.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 광학 박막은 주로 티타늄 질화물을 함유하고, 상기 제1 광학 박막은 도전체이고 접지된 음극선관.
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