KR20010031039A

KR20010031039A - 전기전도성을 갖는 방사방지 다층코팅

Info

Publication number: KR20010031039A
Application number: KR1020007003856A
Authority: KR
Inventors: 폴 리펜즈; 피터 퍼순
Original assignee: 레오 리케보어; 이노베이티브 스퍼터링 테크놀로지
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2001-04-16
Also published as: AU1337799A; EP1027620B1; EP0913712A1; DE69823539T2; US6975453B1; ATE265693T1; DE69823539D1; JP4255617B2; EP1027620A1; KR100533348B1; CN1131440C; CN1280676A; WO1999022253A1; AU745365B2; JP2001521201A

Abstract

본 발명은 가요성 기층에 사용되며, 사전결정된 광특성을 갖는 무기질 반사방지 다층코팅에 관한 것이다. 코팅은 다섯개의 물질층으로 구성된 스택을 포함하며, 이때 셋째층은 코팅의 광특성에 영향을 주지않고 25 - 2000 Ω/sq 범위에서 조절가능한 판저항을 코팅에 제공하는 전도성 물질, 바람직하게는 인듐-주석산화물로 구성된 더미층이다. 반사방지코팅은 단일 또는 이중처리 진공마그네트론 스퍼터링 작업에 의해 가요성 기층(에를들면 중합체 막)에 도포될 수 있다.

Description

전기전도성을 갖는 방사방지 다층코팅 {MULTILAYER ELECTRICALLY CONDUCTIVE ANTI-REFLECTIVE COATING}

본 발명은 가요성 기층(substrate)에 적용되는 반사방지 다층코팅에 관한 것이다.

공지기술

반사방지 다층코팅의 성능은 이 코팅의 어드미턴스 도표(admittance diagram)와 반사율도표로부터 평가될 수 있다. 어드미턴스 도시(plot)에서, 반사방지 코팅을 구성하는 스택(stack)의 광학적 복소 어드미턴스의 궤적이 기층에서 시작하며 스택의 전면에서 끝나는 복소평면에, 마치 스택의 어드미턴스가 증착의 전공정동안 도시되는 것처럼, 도시된다. 스택의 일부가 되는 각 유전체 층에 있어서, 이 궤적은 실수축에 중심을 가지며 시계방향으로 이동하는 원호이다. 전 코팅스텍의 최적 반사방지 특성은 어드미턴스 도시의 종료가 입구매질인 공기의 광학적 어드미턴스에 해당하는 점(1, 0) 근방인 경우에 얻어진다. 반사율 도표에서 입사광선의 반사백분율(이후 반사율이라 칭함)이 파장의 함수로 도시된다. 반사율은 대략 400 - 700 nm 의 가시파장범위에 대해서 가능한한 낮아야 한다.

제 1 도에 도시된 것처럼, 소위 광폭(broadened) V-코팅, 평탄(flattened) V-코팅 또는 버뮬렌 코팅(Vermeulen coat)이 일반적으로 공지된 반사방지 코팅이다. 이 코팅(6)은 네개의 물질층으로 구성된 스텍을 포함한다. 기층으로부터 가장멀리 위치해 있는 제 1 층(1)은 사분의 일 파장, 즉 이는 약 λ_o/4 두께를 갖는 것을 의미하며, λ_o는 교호평균 가시광 길이(reciprocal mean visual wave-length)인 약 510 nm 의 설계파장이다. 제 2 층(2)은 약 λ_o/2 두께를 갖는 반파장층이다. 기층에 가장 가까운 제 3, 4 층(3, 4)은 가장 얇은 물질층으로, 통상 약 λ_o/12 와 λ_o/16 의 두께를 갖는다. 이러한 코팅의 예가 US 5450 238 호에 기술되어 있다.

저반사율 및 큰 밴드 폭 같은 최적 광학특성을 얻기위해, 네개층의 스택은 매우 낮은 반사지수와 매우 높은 반사지수를 갖는 물질로 결합되어야 한다. 실제로, SiO₂가 매우 낮은 반사지수(약 1.46)를 갖는 물질로 사용되고, TiO₂가 매우 높은 반사지수(약 2.35)를 갖는 물질로 사용된다. 이와같은 (네층의 버뮬렌 반사방지 유리코팅의 어드미턴스 도시가 제 2 도에 있는바, 스택은 기층으로부터 가장멀리 있는, 0.25λ_o의 광학적 두께의 SiO₂층, 그 뒤에 0.52λ_o두께의 TiO₂층, 0.09λ_o두께의 SiO₂층 및 끝으로 기층에 가장 근접한 0.06λ_o두께의 TiO₂층으로 구성되며, λ_o는 약 510 nm 이다. 이에따른 반사율 도표는 제 7 도에 A 로 도시되어 있다. 이들 도표로부터 볼수 있는 것처럼, 이 버뮬렌 코팅의 광특성은 매우 양호하다 : 가시광선범위에서의 낮은 반사율 및 고밴드폭 ; 백드폭은 1 % 반사율에서의 단파장 λ_S에 대한 장파장 λ_L의 비로 정의된다.

그러나, 이런 코팅의 중요단점은, 음극선관(CRT)용 코팅같은, 대전방지(anti-static) 또는 EMI(Electro-Magnetic Interference ; 전자기 간섭)차폐분야에 사용을 부적당하게 만드는 고전기저항(통상 20000Ω/sq 이상)을 갖는것이다.

코팅의 전기전도도를 향상시키기위해, 예를들면 In 또는 Al 도핑된 아연 산화물, Sb 또는 F 도핑된 주석 산화물, Sn 도핑된 카드뮴 산화물 또는 인듐-주석 산화물층 같은 전도성 물질층으로 TiO₂층을 대치하는 것이 보통이다. 그러나 이렇게 개질된 버뮬렌코팅의 광특성은 전술한 버뮬렌 코팅보다 나쁜데 이는 개질된 코팅이 TiO₂보다 낮은 반사지수 (통상 2.0 - 2.1)를 갖는 전도성 물질을 SiO₂와 결합시키는 스택을 포함하기 때문이다. 따라서 입사광의 반사율은 더 높아지며 밴드폭은 낮아진다. 이것은 제 7 도의 반사율도시 B 로부터 볼 수 있는바, 이는 기층으로부터 가장멀리있는 광학적 두께 0.24λ_o의 SiO₂층, 그뒤에 0.39λ_o두께의 인듐-주석 산화물층, 0.06λ_o두께의 SiO₂층 및 기층에 제일 가까운 0.07λ_o두께의 인듐-주석 산화물층으로 구성된 스택을 포함하는 개질 버뮬렌 유리코팅에 관한 것이다. 이에대한 어드미턴스도시는 제 3 도에 예시되어 있다. 미국특허 5270858 호에 반사방지 다층코팅이 기술되어 있는바, 여기서 버뮬렌 코팅의 TiO₂중간층은 도핑된 아연 산화물 또는 인듐-주석 산화물층같은 전기전도성 물질에 의해 부분적으로 대치되어서 다섯개의 층을 갖는 스택을 포함하는 코팅이 된다. 이 코팅은 다소 전기전도성을 갖는 장점이 있으나, 여전히 중대한 단점들을 갖는다. TiO₂의 일부가 전도성물질(낮은 반사지수를 갖음)로 대치되었기 때문에, 코팅의 광특성은 전술한 버뮬렌코팅보다 나쁘다. 이것은 제 7 도의 반사율도시로부터 알 수 있는바, 이는 기층으로부터 가장멀리 있는 0.28λ_o광학적 두께의 SiO₂층, 그 뒤에 0.13λ_o두께의 TiO₂층, 0.37λ_o두께의 아연 산화물층, 0.12λ_o두께의 SiO₂층 및 끝으로 기층에 가장가까운 0.03λ_o두께의 TiO₂층으로 구성되는 스택을 포함하는 유리코팅에 관한 것이다. 더욱이 스택을 구성하는 전도성 물질의 두께는 매우 중요하며, 코팅의 광특성에 직접적인 영향을 주므로 설계사양에 정확히 맞아야 한다. 따라서 코팅의 전기전도도는 전혀 조절할 수 없으며 통상 EMI 차폐분야의 사용에 적합한 코팅이 되기에는 충분히 높지않다.

발명의 목적

본 발명의 목적은 가요성 기층에 사용하기 적당하며 가시파장범위내에서 입사광의 낮은 반사율 및 고밴드폭 같은 최적광학특성을 갖는 반사방지코팅을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 전도성이며, 대전방지 및 EMI 차폐에 사용하기 적당한 반사방지코팅을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 코팅의 광특성과 독립적으로 조절가능한 전도성을 갖는 반사방지코팅을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은, 코팅공정이 산업상 이용하기에 적당하도록, 반사방지코팅을 갖는 기층을 적절한 속도로 코팅하는 방법을 제공하는 것이다.

발명의 요약

본 발명은 가요성 기층에 사용하기위해 사전결정된 광특성을 갖는 무기질 반사방지 다층코팅을 포함한다. 이 코팅은 다섯개의 물질층으로 구성되는 스택을 포함하는바, 제 3 층은 광특성에 영향을 줌이 없이 25 - 2000 Ω/sq 의 조절가능한 면적저항(즉 코팅/스퀘어의 저항)을 갖는 코팅을 제공하는 인듐-주석 산화물이 바람직한, 전도성물질로 구성되는 더미층(dummy layer)이다. 더미층은 코팅의 광특성에 전연 또는 거의 영향을 주지않는 두께의 층으로 정의된다. 기층으로부터 제일먼 제 1 층은 기층의 반사지수보다 낮은 반사지수와 0.2 ~ 0.3λ_o- 이는 약 0.25λ_o(사분의일파)를 의미 - 범위의 광학적 두께를 갖는다. 제 2 층은 약 2.2 보다큰 반사지수와 0.4 ~ 0.6λ_o, 즉 약 0.5λ_o(반파)의 광학두께를 갖는다. 제 4 층은 제 1 층의 반사지수와 같은 반사지수 및 약 0.1λ_o보다작은, 즉 어떤경우에도 0.15λ_o보다 작은 광학적 두께를 갖는다. 제 5 층은 제 2 층의 반사지와 같은 반사지수 및 0.025 ~ 0.1λ_o, 즉 약 0.04λ_o의 광학적 두께를 갖는다. 이때 λ_o는 480 - 560 nm, 즉 약 510 nm 의 설계파장이다.

본 발명에 따른 반사방지 코팅은 단일 또는 이중처리 진공 마그네트론 스퍼터링 작업수단에 의해 가요성 기층(예를들면 중합체 막)에 가해질 수 있으며, 상기, 작업은

(1) 가요성 기층의 비권취 및 재권취부

(2) 코팅을 구성하는 물질층들이 기층에 스퍼터링되는 증착부

(3) 기층을 표면에 위치시켜 증착부를 통과케하는 중앙의 냉각드럼으로 구성되는 진공챔버에서 행해질수 있다. 단일처리작업시, 최소 5 개의 증착부가 요구되며, 이중처리 작업시는 최소 3 개만의 증착부가 요구된다.

본 발명이 첨부도면을 참조로하여 보다 상세히 기술될 것이다.

제 1 도는 네개층의 버뮬렌코팅(공지기술)의 구성을 보여주는 개략도,

제 2 도는 네개층의 버뮬렌코팅(공지기술)의 어드미턴스 도시도

제 3 도는 개질된 네개층의 버뮬렌코팅(공지기술)의 어드미턴스 도시도

제 4 도는 전도성 다섯개층 코팅(공지기술)의 어드미턴스 도시도

제 5 도는 본 발명에 따른 다섯개층으로된 반사방지코팅의 구성을 보여주는 개략도,

제 6 도는 본 발명에 따른 다섯개층으로된 반사방지코팅의 어드미턴스 도시도,

제 7 도는 공지기술인 네개층 버뮬렌 코팅(A), 개질된 네개층 버뮬렌 코팅(B)과 다섯층 전도성 코팅(C), 및 본 발명에 따른 다섯층 코팅(D)의 반사율 도시도,

제 8 도는 각각 25 nm(E), 30 nm(F), 35 nm(G) 및 40 nm(H) 두께를 갖는 인듐-주석산화물 더미층을 포함하는, 본 발명에 따른 네개의 다섯층 전도성 코팅들(기층은 투명 PET 막)의 반사율 도시도,

제 9 도는 본 발명에 따른 반사방지코팅을 가요성 기층에 코팅하는 단일처리 스퍼터링공정의 개략도,

제 10 도는 광웨브 피복기(wide web coater) 또는 롤 피복기로 만들어진 본 발명의 반사방지 코팅을 가요성 기층에 코팅하는 이중처리 스퍼터링공정의 개략도,

제 11 도는 약 25 nm 의 두께를 갖는 인듐-주석산화물 더미층이 사용되었으며 경질코팅된 PET-기층에 증착된 본 발명에 따른 다섯층 전도성 코팅, 이 코팅은 다섯개의 증착실을 갖는 광웨브 피복기 또는 롤피복기(기층폭 1200 mm) 로 만들어 졌음, 의 반사능 도시도.

후술될 상세한 설명에서, "광특성" 은 특히 반사율, 즉 입사광의 반사백분율, 및 밴드폭 BW, 즉 제 7 도의 반사능 도시 D 에 나타낸 것처럼 1 % 의 반사율 레벨에서의 단파장 λ_S에 대한 장파장 λ_L의 비(BW = λ_L/λ_S)를 포함한다.

본 발명에 따라서, 제 5 도에 도시된 것처럼, 다섯개의 물질층으로 구성되는 스택을 포함하는, 가요성 기층에 대한 반사방지 다층코팅(7)이 제안된다. 기층으로부터 가장멀리 위치되는 제 1 층(8)은 기층보다 낮은 반사지수를 갖는 물질로 구성되며, 0.2 - 0.3λ_o, 통상 약 0.25λ_o(사분의 일파)의 광학적 두께를 갖는다. 두께는 가시광선영역을 한정하는 경계파장, 즉 400 - 700 nm 의 교호평균(reciprocal mean)인 약 510 nm 값을 갖는 λ_o의 분수로 표시된다. 코팅을 구성하는 제 2 층(9)은 약 2.2 보다 큰 반사지수를 갖는 물질로 구성되며 0.4 ~ 0.6λ_o, 통상 약 0.5λ_o(반파)의 광학적 두께를 갖는다. 제 3 층(10)은 전도성물질로 구성되며 상세히 후술될 것이다. 제 4 층(11)은 제 1 층(8)의 반사지수와 같은 반사지수 물질로 구성되며 0.05 - 0.15λ_o, 통상 약 0.1λ_o보다 작은 광학적 두께를 갖는다. 기층(13)에 가장가까운 제 5 층(12)은 제 2 층(9)의 반사지수와 같은 반사지수물질로 구성되며 0.025 ~ 0.1λ_o, 통상 약 0.05λ_o의 광학적 두께를 갖는다.

택은, 전술한 네층 버뮬렌코팅에 견줄수 있는 양호한 광특성을 코팅에 부여하도록 각각 매우 높고 낮은 반사지수 물질로서 TiO₂와 SiO₂를 결합시키는 것이 바람직하다. 이것은 후술될 실시예 2 에서와 같이 본 발명에 따른 코팅인 제 7 도의 반사율 도시(D)로부터 볼 수 있다.

기층(13)에 제일 근접한 제 5 층(12)에 TiO₂의 사용은 수분이 외부로부터 기층과 제 5 층(12)간 계면을 관통하는 것을 방지하며 따라서 크랙형성같은 코팅스택열화를 방지하는 수분장벽특성을 상기 층에 부여하는 부가적인 장점을 갖는다.

본 발명에따른 반사방지코팅은 투명 PET 막에 적용시 0.15 %, 예를들면 고도로 교차결합된 UV 경화 아크릴레이트로 구성된 경질코팅(hardcoat)을 갖는 기층에 적용시 0.25 % 를 넣지않는 광반사율(photopic reflectance)을 나타낸다. 광반사율은 눈의 민감도와 반사율도시가 연관된 것으로, 1931년 Commision Internationale de I'Eclairage 에 의해 정의한 2°관찰자와 표준광원 D65 를 사용하여 380 - 780 nm 파장범위에서 측정된다. 더욱이, 코팅은 가요성 기층에 사용하는 종래 대개의 코팅의 밴드폭보다 큰, 약 1.60 이상의(상기 정의된 것 같은) 밴드폭을 갖는다. 그러나, 실제로 층두께 또는 굴절률(층조성의 작은변화의 결과)의 소 및/또는 국부적 변화는 광반사율값의 증가로 이어질 수 있다. 이 값은 가요성 및 투명기층에 적용시 약 0.60 %, 경질코팅된 가요성기층에 적용시 약 0.70 % 까지 증가될 수 있다. 바람직한 것은 이 값이 각 0.60 %, 0.70 %, 가장 바람직한 것은 각 0.45 %, 0.55 % 를 넘지 않아야 한다. 본 발명에따른 코팅스택의 제 3 층(10)은 반사방지 코팅에 원하는 전도율을 주도록 전도성 물질로 구성된다. 이층은 소위 "더미층" 으로, 이는 그 두께가 코팅의 광특성에 전연 또는 거의 영향을 주지 않는 것을 의미한다. 이 더미층의 두께를 변화시킴으로써, 코팅의 전도도가 코팅의 광특성에 영향을 주지 않고 넓은 범위에서 조절될 수 있다. 스택의 광학적 복소어드미턴스(Y)가 실수값을 취하며, 삽입층의 굴절률이 상기 실수값과 같다면 어느층이라도 더미층으로 작용한다. 기층에 스택의 제 4,5 층(11, 12)을 증착한후, 초기스택은 제 6 도의 어드미턴스 도표에서 볼 수 있는 것처럼 약 2 의 실수어드미턴스를 갖는다. 이 지점에 약 2 의 굴절률을 갖는 물질층이 삽입되면, 어드미턴스 도표는 극히작은 반경의 원(또는 이상적으로 일점)으로서 연속되며, 이는 코팅의 광특성이 실제로 변하지 않았음을 의미한다. 인듐-주석산화물(ITO)은 약 2 의 굴절률을 가지므로 상기목적에 적합하다. 따라서 본 발명에 따른 반사방지코팅을 구성하는 스택에 제 3 층으로 삽입된 ITO 층이 더미층으로 작용한다. ITO 더미층은 전도성이며 코팅에 조절가능한 전도도를 제공한다. ITO 더미층 두께를 5 - 50 nm, 바람직하게는 20 - 40 nm 범위에서 변경시킴으로써, 코팅의 판저항은 코팅의 광특성에 영향없이 25 - 2000 Ω/sq 로 조절될 수 있다. 예를들면, 음극선관에 적용하는 경우 25 - 500 Ω/sq 의 매우낮은 코팅의 판저항이 바람직하다. 판저항은 1 스퀘어(길이 = 폭)의 표면적을 갖는 도체의 저항으로 정의되며, 이는 도체층의 저항과 전도성 코팅층의 두께비로서 계산될 수 있다.

색이 조절가능하고 재생가능하다는 것이 본 발명에 따른 코팅의 부가적인 장점이다. 제시된 코팅의 광특성은 구성스택층에 두께 및/또는 물질의 화학량론의 약간의 변화에 크게 민감하지 않으므로, 색의 미세조율이 가능하다.

발명의 실시예

본 발명에 따른 방사방지코팅의 몇개 실시예들이 후술된다.

실시예 1

표 1 에 주어진 조성의 스택을 포함하는 반사방지 코팅은 1.75 의 밴드폭을 가지며, 기층으로(투명) 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)막에 적용될 때 0.094 % 의 (앞에서 정의된 바와 같은)광반사를, 기층으로 경질코팅된 PET 막에 적용시 0.175 % 의 광반사를 갖는다. 경질코팅은 고도로 교차결합된 UV 경화 아크릴레이트로 구성되며, 약 3.5 ㎛ 의 두께를 갖는다. 이 코팅에 대한 반사율도시는 제 8 도에 도시 E 로 나타내었다. 코팅은 증착된 ITO 물질의 조성에 의존하며, 약 250 Ω/sq 보다작은 판저항을 갖는다.

실시예 2

표 2 에 주어진 조성의 스택을 포함하는 반사방지코팅은 1.65 의 밴드폭을 가지며, 기층으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)막에 적용시 약 0.094 의(앞에서 정의된 바와같은) 광반사를, 기층으로 경질코팅된 PET 막에 적용시 약 0.172 % 의 광반사를 갖는다. 경질코팅은 고도로 교차결합된 UV 경화 아크릴레이트로 구성되며, 약 3.5 ㎛ 의 두께를 갖는다. 이 코팅에 대한 반사율도시는 제 7 도에 도시 D 또는 제 8 도에 도시 F 로 나타내었다. 코팅은 증착된 ITO 물질의 조성에 의존하며, 약 200 Ω/sq 보다 작은 판저항을 갖는다.

실시예 3

표 3 에 주어진 조성의 스택을 포함하는 반사방지 코팅은 1.64 의 밴드폭을 가지며, 기층으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)막에 적용될 때 0.087 % 의 (앞에서 정의된 바와같은) 광반사를, 기층으로 경질코팅된 PET 막에 적용시 0.166 % 의 광반사를 갖는다. 경질코팅은 고도로 교차결합된 UV 경화 아크릴데이트로 구성되며, 약 3.5 ㎛ 의 두께를 갖는다. 이 코팅에 대한 반사율도시는 제 8 도에 도시 G 로 나타내었다. 코팅은 증착된 ITO 물질의 조성에 의존하며, 175 Ω/sq 의 판저항을 갖는다.

실시예 4

표 4 에 주어진 조성의 스택을 포함하는 반사방지 코팅은 1.6 의 밴드폭을 가지며, 기층으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)막에 적용될 때 0.081 % (앞에서 정의된 바와같은)광반사를, 기층으로 경질코팅된 PET 막에 적용시 0.161 % 의 광반사를 갖는다. 경질코팅은 고도로 교차결합된 UV 경화 아크릴레이트로 구성되며, 약 3.5 ㎛ 의 두께를 갖는다. 이 코팅에 대한 반사율도시는 제 8 도에 도시 H 로 나타내었다. 코팅은 증착된 ITO 물질의 조성에 의존하며, 150 Ω/sq 의 판저항을 갖는다.

표 1 - 4 에 언급된 실시예의 코팅스택은 ITO 더미층 두께가 서로 다르다 ; 제안된 코팅은 각각 25, 30, 35 및 40 nm 의 두께를 갖는 ITO 층을 포함한다. 이들 네코팅의 반사율을 보여주는 제 8 도는 ITO 층의 두께가 코팅의 반사율특성에 거의 영향을 주지않음을 보여줌으로써 ITO 층이 더미층이라는 주장을 확인시켜준다. 한편, ITO 층의 두께는 코팅의 판저항에 직접적인 영향을 준다 ; 40 nm 두께의 ITO 층을 갖는 코팅의 판저항은 0.25 nm 두께의 ITO 층을 갖는 코팅보다 약 1.6 배 낮다.

실시예 5

표 5 에 주어진 조성의 스택을 포함하는 반사방지 코팅은 세개의 증착실을 갖는 대형 웨브피복기 또는 롤 피복기에서 이중처리공정으로 피복되었다. 코팅스택은 약 1000 mm 의 폭에 걸쳐 균일하였으며 다음과같은 특성을 갖는다 :

·450 - 650 nm 범위에서의 평균 분광반사도 : 0.30 - 0.36 %

·450 - 650 nm 파장범위에서의 최대 반사도 : 0.51 - 1.62 %

·밴드-폭 : 1.55 - 1.58

·광반사도 : 0.33 %

·이코팅의 판저항은 약 500 Ω/sq 이었다.

본 발명에 따라서, 가요성 기층에 반사방지코팅을 코팅하는 방법이 또한 제안되는 바, 코팅은 진공웨브피복기에서 단일 또는 이중 진공 마그네트론 스퍼터링작업에 의해 기층에 도표된다. 이 스퍼터링 작업은

(1) 가요성 기층의 비권취 및 재권취부(30)

(3) 기층을 표면에 위치시켜 증착부를 통과케하는 중앙의 냉각드럼(24)으로 구성되는 진공챔버(20)에서 행해질 수 있다. 진공웨브피복기는, 예를들면 셋 또는 다섯개의 증착부를 갖는 대형 웨브 피복기 또는 롤 피복기일 수 있다.

본 발명에 따른 코팅을 얻기위해 다른 스퍼터링 마그네트론이 사용될 수 있다. 예를들면, Si, Ti 및 In/Sn 합금(90/10, wt%)타겟을 사용하는 회전형 또는 평면형 마그네트론이 Ar/O₂분위기에서 반응스퍼터링을 위해 사용될 수 있다.

그러나 원통지지부에 고정된 (산소결핍) TiOx (x〈2) 회전형 세라믹 타겟으로부터 TiO₂층을 도포하는 것이 바람직하다. 공지기술에서, TiO₂타겟으로부터 도포되는 것은 피하여 왔는데, 이는 공지의 평면형 TiO₂타겟으로부터의 도포속도가 매우 낮으며 또한 타겟에 인가되는 전력을 낮게 유지시켜야 하므로 이 공정을 산업상 이용하는 것이 적당하지 않기 때문이다. DC 모드에서, 타겟의 전력밀도(power density)는 TiO₂타겟의 낮은 전도도때문에 아크발생을 방지하기위해 낮아야만 했다. RF 모드에서 타겟의 전력밀도는 웨브 피복기둘레의 전자기 간섭을 피하기 위한 차폐이유로 인해 낮게 유지되어야만 한다. 그러나 높은 굴절률로 인해 TiO₂는 다른물질보다 양호한 광특성을 가지므로, 다른 대체물질보다 TiO₂를 사용하는 것이 바람직하다. 이론상으로, TiO₂는 평면형 또는 회전형 Ti 타겟으로부터 산소부화 플라즈마에서 DC(또는 RF) 반응스퍼터링에 의해 증착될 수 있으나, 이러한 작업방식은 고산소유동속도(이는 아크발생 및 저증착속도로 이어질 수 있음)에서도 화학양론적인 TiO₂물질을 얻는 것이 어려운 것으로 밝혀져 있다. 비화학양론적인(understoichiometric) 회전형 TiOx (x〈2) 타겟의 사용시 증착속도는 증가되며, 플라즈마에 약간의 산소첨가로 화학양론적인 TiO₂가 얻어진다. 더욱이, 비화학양론적인 타겟물질 사용시, TiO₂는 아나타제(anatase) 보다는 루타일(lutile)로 증착되며, 루타일의 굴절률이 아나타제보다 다소 높으므로 보다 양호한 광특성을 나타낸다.

단일공정 사용시, 스택(기층으로 부터 먼쪽으로 부터 TiO₂-SiO₂-ITO-TiO₂-SiO₂)을 구성하는 다섯개의 층(8 - 12)이 별도이나 인접해있는 다섯개의 증착부에서 기층에 순차적으로 도포된다. 제 9 도에 가능한 단일공정이 예시되어 있다. 진공펌프는 가요성 기층(23)의 비권취롤(21)과 재권취롤(22), 스퍼터링 소스 또는 타겟(25 - 29), 및 냉각드럼(24)으로 구성된 챔버(20)에 진공을 생성시킨다. 가요성 기층(23)은 비권취롤(21)로부터 권취가 풀리며, 증착부들을 가로질러 냉각드럼(24) 표면으로 이동되며, 마지막으로 재권치롤(22)에서 재권취된다. 기층에 가장가까운 물질층, 제 5 층은 회전형 TiOx 타겟(25)으로부터 먼저 증착되며, 다음 증착부에서 스택의 제 4, 3, 2 및 1 층이 각각 회전형 실리콘타겟(26), 평면형 인듐/주석 즉 ITO 타겟(27), 회전형 TiOx 타겟(28), 및 회전형 실리콘타겟(29)으로부터 순차적으로 증착된다.

이중처리 공정시, 기층에 가장가까운 두 물질층(TiO₂-SiO₂)이 증착부를 지나는 기층의 첫번째 통과시 증착되며, 나머지 물질층(ITO-TiO₂-SiO₂)이 두번째 통과시 증착된다. 이것은 이중처리 공정이 세개의 증착부만 필요로함을 의미한다. 제 10 도는 가능한 이중처리 공정을 예시한다. 코팅을 구성하는 제 5, 4 층은, 가요성 기층(23)이 증착부를 첫번째로 통과할 때, 각각 회전형 TiOx 타겟(32)과 회전형 실리콘타겟(33)으로부터 증착된다. 두번째 통과시, 평면형 인듐/주석 즉 ITO 타겟(31), 회전형 TiOx 타겟(32) 및 회전형 실리콘 타겟(33)으로부터 순차적으로 기층(23)에 증착된다.

각 회전형 마그네트론은 평면형 마그네트론으로 대치되거나 그 역도 가능함을 상기 설명으로부터 명백할 것이다. 본 발명에 따른 반사방지코팅은 음극선관(텔레비젼 또는 컴퓨터 모니터 양자에 사용) 또는 액정 디스플레이의 전방표면을 구성하는 중합체막을 위한 코팅으로 성공적으로 사용될 수 있다.

Claims

코팅이 기층으로부터 가장 먼 층으로부터 각각 제 1, 2, 3, 4 및 5 층으로 명명되는 다섯개의 물질층으로 구성되는 스택을 포함하되, 제 1 층(8)은 기층보다 작은 굴절률과 약 사분의 일파(λ_o/4) 의 광학적 두께를 가지며, 제 2 층(9)은 약 2.2 보다 큰 굴절률과 약 반파(λ_o/2)의 광학적 두께를 가지며, 제 4 층(11)은 제 1 층과 같은 굴절률과 약 0.1λ_o보다 작은 광학적 두께를 가지며, 제 5 층(12)은 제 2 층과 같은 굴절률과 약 0.04λ_o, 이때 λ_o는 약 510 nm, 의 광학적 두께를 갖는 가요성 기층(13)에 사용되도록 사전결정된 광특성을 갖는 무기질 반사방지 다층코팅(7)에 있어서, 제 3 층(10)은 코팅의 광특성에 영향을 주지않고 코팅에 25 - 2000 Ω/sq 의 조절가능한 판저항을 제공하는 전도성 물질로 구성되는 더미층임을 특징으로 하는 반사방지 다층 코팅.
제 1 항에 있어서, 더미층이 25 - 500 Ω/sq 의 판저항을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅.
제 1 항에 있어서, 더미층이 인듐-주석산화물로 구성됨을 특징으로 하는 코팅.
제 1 항에 있어서, 더미층 두께가 5 - 50 nm 임을 특징으로 하는 코팅.
제 4 항에 있어서, 더미층 두께가 20 - 40 nm 임을 특징으로 하는 코팅.
제 1 항에 있어서, 제 1 및 4 층이 SiO₂로 구성되고, 제 2 및 5 층이 TiO₂로 구성됨을 특징으로 하는 코팅.
제 1 항에 있어서, 가요성 기층에 적용시 380 - 780 nm 파장영역에서 0.60 % 를 넘지않는 입사광의 광반사율을 나타냄을 특징으로 하는 코팅.
제 1 항에 있어서, 경질코팅된 가요성 기층에 적용시 380 - 780 nm 파장영역에서 0.70 % 를 넘지않는 입사광의 광반사율을 나타냄을 특징으로 하는 코팅.
제 1 항에 있어서, 약 1.50 보다 큰 밴드폭을 가짐을 특징으로 하는 코팅.
제 1 항에 있어서, 제 5 층이 수분장벽특성을 가짐을 특징으로 하는 코팅.
코팅의 색이 조절가능하며 재생가능함을 특징으로 하는 코팅.
(1) 가요성 기층(23)의 비권취 및 재권치부(30) ;

(2) 코팅을 구성하는 물질층이 기층에 순차적으로 도포되는 다섯개의 증착부 ;

(3) 기층(23)을 표면에 위치시켜 증착부를 통과케하는 중앙냉각드럼 (24)으로 구성되는 진공챔버(20)에서 단일처리 진공마그네트론 스퍼터링작업으로 코팅됨을 특징으로 하는, 제 1 항에 따른 반사방지코팅을 가요성 기층에 코팅하는 방법.
(1) 가요성 기층의 비권취 및 재권치부(30) ;

(2) 코팅을 구성하는 물질층이 기층에 순차적으로 도포되는 세개의 증착부 ;

(3) 기층(23)을 표면에 위치시켜 증착부를 통과케하는 중앙냉각드럼 (24)으로 구성되는 진공챔버(20)에서 이중처리 진공마그네트론 스퍼터링작업으로 코팅됨을 특징으로하는, 제 1 항에 따른 반사방지코팅을 가요성 기층에 코팅하는 방법.
제 12 또는 13 항에 있어서, 회전형 또는 평면형 TiO_X타겟이 사용됨을 특징으로 하는 방법.
음극선관(CRT)의 전방표면을 구성하는 중합체막에 사용되는 코팅으로서의 제 1 항에 따른 방사방지코팅의 용도.