WO2010026853A1 - 黒色被覆膜とその製造方法、黒色遮光板、及び、それを用いた絞り、光量調整用絞り装置、シャッター、並びに耐熱遮光テープ - Google Patents

黒色被覆膜とその製造方法、黒色遮光板、及び、それを用いた絞り、光量調整用絞り装置、シャッター、並びに耐熱遮光テープ Download PDF

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shielding plate
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阿部 能之
勝史 小野
幸夫 塚越
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住友金属鉱山株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a black coating film and a method for manufacturing the same, a black light shielding plate, and a diaphragm using the same, a diaphragm device for adjusting light quantity, a shutter, and a heat-resistant light shielding tape.
  • a shutter opens and closes by rotating and moving a plurality of blades called shutter blades, but in order to increase the shutter speed, the shutter blades are lightened so that they can be stopped and operated in a very short time, and Requires high slidability.
  • the shutter blade has a role of blocking light by covering the front surface of a photosensitive material such as a film or an image pickup device such as a CCD or CMOS, and needs to be completely shielded from light.
  • the shutter blades have low light reflectance on the blade surfaces to prevent leakage light between the blades, that is, high blackness. desired.
  • monitors using video cameras such as back view monitors tend to be installed.
  • a fixed aperture is also used in the lens unit of this video camera monitor.
  • low reflection and blackness are required on the surface of the aperture to prevent stray light.
  • the lens unit of the on-vehicle video camera is required to have heat resistance so as not to impair the function even in a high temperature use environment such as under the hot summer sun, and the fixed diaphragm member is also required to have heat resistance.
  • liquid crystal projectors can be viewed as a large-screen home theater, and have recently begun to spread to ordinary households.
  • an aperture device for adjusting the amount of light (auto iris) that adjusts the amount of light from the lamp light source is used inside and on the side of the lens system.
  • a diaphragm device for adjusting the amount of light adjusts the area of an opening through which light passes through a plurality of diaphragm blades.
  • the diaphragm blades of such a light quantity adjusting diaphragm device are also required to have low surface reflection and weight reduction for the same reason as in the case of the shutter blades.
  • the diaphragm blades of the light quantity adjusting diaphragm device are heated by the irradiation of the lamp light, so that heat resistance is also required. That is, if the low reflectivity of the feather material is altered and deteriorated by light irradiation, stray light is generated and a clear image cannot be captured.
  • the light shielding plate used for the shutter blades As the light shielding plate used for the shutter blades, the fixed diaphragm material, and the diaphragm blades of the light amount adjusting diaphragm device, the following ones are generally used according to required characteristics.
  • a light shielding plate based on a metal thin plate such as SUS, SK material, Al, Ti, etc. is generally used.
  • a metal thin plate itself as a light shielding plate, it has a metallic luster, which is not preferable when it is desired to avoid the influence of stray light due to reflected light on the surface.
  • Patent Document 3 discloses a light shielding material in which a hard carbon film is formed on the surface of a metal blade material such as an aluminum alloy. However, even if a hard carbon film is formed on the surface, the low reflection characteristic of the light shielding material cannot be realized, and the generation of stray light due to reflected light is inevitable.
  • Patent Document 1 proposes a light shielding plate using a resin film matted to reduce reflection on the surface, and a film-shaped light shielding plate imparted with matteness by forming a large number of fine uneven surfaces.
  • Patent Document 2 proposes a light-shielding film in which a thermosetting resin containing a matte paint is coated on a resin film.
  • these only reduce the reflection of the surface by processing the resin film itself or adding a matting agent, and are not considered to prevent the influence of stray light due to reflection from the light shielding blade.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Patent Document 4 proposes coating a base material with a coating film containing acicular or granular fine material such as titanium oxide.
  • the PET material has a heat resistance lower than 150 ° C. and a mechanical strength such as a tensile elastic modulus is weak. Since it is inferior in heat resistance, it cannot be used as a diaphragm member for adjusting the amount of light of a projector that is irradiated with high output lamp light, or as a fixed diaphragm member or shutter member corresponding to the reflow process. Further, in the blade member of the high-speed shutter, it is necessary to reduce the film thickness as the shutter blade speed increases. However, in the case of a resin film obtained by impregnating black fine particles inside, the film thickness is thin, for example, 38 ⁇ m or less. In this case, sufficient light shielding properties cannot be exhibited and the shutter blades cannot be used.
  • Patent Document 5 a thin film made of a single metal, a mixture or a compound formed on a resin film by a sputtering method or the like, and a single element or a compound of a specific element satisfying the properties of conductivity, lubricity and scratch resistance, etc.
  • a light shielding blade material obtained by sequentially laminating thin films (protective films) is proposed.
  • the effect of the protective film only specifically shows the effect of carbon on the scratch resistance.
  • a SUS, SK material, Al, Ti, or other thin metal plate or a resin film with low reflectivity and blackness is used as the base material, and the drive motor that drives the blades is used. Torque and power consumption are not increased, shutter speed is increased, noise is not generated due to contact between blades, shutter blades that have sufficient light shielding and low reflectivity in the visible range, light weight, and conductivity, and fixed There has been a need for a diaphragm blade for a diaphragm and a light amount adjusting diaphragm device.
  • a flexible printed circuit board tends to be thinned.
  • light leaks from the back surface of the image sensor, and further the light passes through the FPC.
  • the transmitted light is reflected by components on the FPC side, passes through the FPC again, and enters from the back surface of the image sensor.
  • the FPC wiring circuit is reflected in the image pickup area, and the quality of the image pickup deteriorates.
  • a new black coating for optical components such as shutter blades and fixed diaphragms, diaphragm blades for adjusting light quantity, heat-resistant light-shielding tape, etc. that can maintain low reflectivity and blackness even in a high temperature environment of 300 ° C. in the atmosphere.
  • An object is to provide a membrane material. Furthermore, it aims at providing the black light-shielding board excellent in heat resistance and reduced in weight which uses the base film as a base film etc. which formed this black coating film on the surface.
  • the present inventors have mainly used Ti and O.
  • the amount of oxygen (O / Ti atom number ratio) is in a specific range
  • the longitudinal direction of the crystal has a texture of fine columnar crystals extending in the film thickness direction
  • the film thickness is 50 nm or more.
  • the above-mentioned performance can be achieved by forming a covering film on the substrate, or by forming a laminated black shielding film on the surface of the substrate before forming the black coating film.
  • the inventors have found that the characteristics are not impaired under the present circumstances, and have completed the present invention.
  • the black coating film formed on the substrate, or the metal light-shielding film and the black coating film formed on the substrate may be referred to as a light-shielding thin film.
  • a titanium oxide film containing titanium and oxygen as main components and having an oxygen content of 0.7 to 1.4 as the O / Ti atomic ratio is formed on the substrate.
  • the substrate is a metal thin plate such as stainless steel, SK (carbon steel), Al or Ti, a ceramic thin plate such as alumina, magnesia, silica or zirconia,
  • a black coating film characterized by being selected from a glass plate, a resin plate, or a resin film is provided.
  • the titanium oxide film further contains carbon, and the content thereof is a carbonized titanium oxide film having a C / Ti atom number ratio of 0.7 or more.
  • a black coating film is provided.
  • the crystallite diameter of the fine columnar crystal constituting the titanium oxide film or the titanium carbide oxide film is a diameter (width) of 10 to 40 nm.
  • a black coating film characterized by the above is provided.
  • a black coating film characterized in that the film thickness is 50 to 250 nm in the first or third aspect.
  • the center line average roughness (Ra) in the region of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m measured by an atomic force microscope is 1.8 nm or more.
  • a black coating film is provided.
  • the center line average roughness (Ra) in the region of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m, measured with an atomic force microscope, is 2.4 nm or more.
  • a black coating film is provided.
  • the average parallel light transmittance of the film itself at a wavelength of 380 to 780 nm is 13 to 35%.
  • a black coating film is provided.
  • any sintered body target selected from titanium oxide, titanium oxide and titanium carbide, or titanium carbide oxide is used.
  • a method for producing a black coating film characterized by forming a titanium oxide film or a titanium carbide oxide film on a substrate by sputtering at a deposition gas pressure of 1.5 Pa or more.
  • the film forming gas is an inert gas mainly composed of argon or helium, and the oxygen gas content is 0.8% by volume or less.
  • a method for producing a black coating film is provided.
  • an oxygen gas is used as a film forming gas during film formation using any sintered body target selected from titanium oxide, titanium oxide and titanium carbide, or titanium carbide oxide.
  • an inert gas mainly containing argon or helium is introduced to form a sputtering film, and oxygen contained in the sintered body and / or oxygen in the residual gas in the film forming chamber is taken into the film.
  • a method for producing a black coating film is provided.
  • the method for producing a black coating film according to the eleventh aspect wherein the film is formed at a film forming gas pressure of 1.5 Pa or more during sputtering. Is done.
  • the metal light-shielding film (B) is formed on the black coating film (A) selected from titanium oxide or a titanium carbide oxide film. And a black light-shielding thin film laminate in which the same black coating film (A) as described above is sequentially laminated.
  • the metal light-shielding film (B) is made of titanium, tantalum, tungsten, cobalt, nickel, niobium, iron, zinc, copper, aluminum, or silicon.
  • a black light-shielding thin film laminate which is a metal material containing as a main component one or more selected elements. Furthermore, according to the fifteenth aspect of the present invention, in the thirteenth or fourteenth aspect, the metal light-shielding film (B) is a titanium carbide film or a titanium carbide oxide film, and the carbon content in the film is C There is provided a black light-shielding thin film laminate having a / Ti atomic ratio of 0.6 or more and an oxygen amount in the film of O / Ti atomic ratio of 0.4 or less.
  • a resin film, a resin plate, a metal thin plate or a ceramic thin plate is used as a substrate, and a film is formed on at least one surface thereof.
  • a black light-shielding plate in which a metal light-shielding film (B) having a thickness of 40 nm or more is formed and a black coating film (A) is further laminated on the surface of the metal light-shielding film (B), and has an average at a wavelength of 380 to 780 nm
  • a black light shielding plate having an optical density of 4.0 or more and an average value of regular reflectance of the surface of the black coating film at a wavelength of 380 to 780 nm of 18% or less.
  • the black light shielding plate according to the sixteenth aspect wherein the resin film, the resin plate, the metal thin plate or the ceramic thin plate has surface irregularity.
  • the black light shielding plate according to the sixteenth or seventeenth aspect, wherein the resin film is a polyimide film.
  • the metal light-shielding film (B) is made of titanium, tantalum, tungsten, cobalt, nickel, niobium, iron, zinc, copper, aluminum, or silicon.
  • a black light shielding plate which is a metal material mainly composed of one or more selected elements.
  • the metal light-shielding film (B) is a titanium carbide film or a titanium carbide oxide film, and the carbon content in the film is C.
  • a black light-shielding plate characterized by having a / Ti atomic ratio of 0.6 or more and an oxygen amount in the film being O / Ti atomic ratio of 0.4 or less.
  • substantially the same film thickness and the same composition are formed on both sides of the substrate of the resin film, resin plate, metal thin plate or ceramic thin plate.
  • a black coating film (A) having substantially the same film thickness and the same composition is laminated on the surface of the metal light shielding film (B).
  • a black light shielding plate characterized by having a symmetrical structure is provided.
  • the surface roughness of the black coating film (A) formed on the surface of the metal light-shielding film (B) is 0.
  • a black shading plate characterized by having a taste (L *) of 25 to 45 is provided.
  • a black resin film is used as a substrate and a black coating film (A) is formed on at least one surface thereof.
  • the light shielding plate is characterized in that the thickness of the black coating film (A) is 20 nm or more and the average value of the regular light reflectance on the surface of the black light shielding plate at a wavelength of 380 to 780 nm is 1% or less.
  • a black shading plate is provided.
  • the black light shielding plate according to the twenty-fourth aspect wherein the colored resin film has surface unevenness.
  • the black coating film (A) has a thickness of 20 to 150 nm.
  • the color (L) of the black light shielding plate obtained by forming the black coating film (A) on the colored resin film *) Is 25 to 45, a black shading plate is provided.
  • the black light-shielding plate according to any one of the thirteenth to fifteenth aspects wherein the black light-shielding thin film laminate is formed on one side of the light-transmitting substrate.
  • the metal light-shielding film (B) has a film thickness of 100 nm or more, an average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm of 4.0 or more, and a surface of the thin film stack at wavelengths of 380 to 780 nm and a substrate surface where no film is formed.
  • a black light shielding plate is provided in which the average reflectance is 18% or less.
  • the translucent substrate is a resin film, a resin plate, a glass plate, a ceramic plate, or a single crystal plate of an inorganic compound.
  • a black shading plate is provided.
  • the black light shielding plate according to the twenty-ninth aspect wherein the translucent substrate is a polyimide film.
  • a black light shielding plate according to the twenty-eighth to thirty-third aspects wherein the translucent substrate has surface irregularity.
  • the black coating film (A) formed on the surface of the metal light-shielding film (B) of the black light-shielding thin film laminate in any of the twenty-eighth to thirty-first aspects, the black coating film (A) formed on the surface of the metal light-shielding film (B) of the black light-shielding thin film laminate.
  • a black light shielding plate is provided.
  • the surface roughness on the side of the light-transmitting substrate is 0.0001 to 0.7 ⁇ m (arithmetic average height), and the wavelength A black light shielding plate is provided in which the average value of the regular light reflectance of the surface of the black coating film (A) at 380 to 780 nm is 0.8% or less.
  • the color (L *) on the film surface side of the black light-shielding plate on which the black light-shielding thin film laminate is formed A black shading plate characterized by being 25 to 45 is provided. Furthermore, according to the thirty-fifth aspect of the present invention, in any one of the twenty-eighth to thirty-fourth aspects, the color (L *) of the black light-shielding plate on which the black light-shielding thin film laminate is formed on the light-transmitting substrate side Is a black light shielding plate characterized by being 25-45.
  • an aperture obtained by processing a black light shielding plate is provided.
  • a thirty-seventh aspect of the present invention in accordance with any of the sixteenth to thirty-fifth aspects, there is provided a light quantity adjusting diaphragm device using a blade material obtained by processing a black light shielding plate.
  • a shutter using a blade material obtained by processing a black light shielding plate.
  • the heat-resistant light-shielding tape according to any of the sixteenth to thirty-fifth aspects, wherein an adhesive layer is provided on one side or both sides of the black light-shielding plate.
  • the black coating film of the present invention is mainly composed of Ti and O, the amount of oxygen is O / Ti atomic ratio of 0.7 to 1.4, and the fine columnar shape in which the longitudinal direction of the crystal extends in the film thickness direction. It has a structure in which crystals are aggregated, has protrusions on the film surface, has a film thickness of 50 nm or more, has low reflectivity in the visible range (wavelength 380 to 780 nm), and has blackness. Useful for black coating of members.
  • the black coating film of the present invention further contains carbon, and its carbon content is 0.7 or more in terms of the C / Ti atom number ratio, so that its characteristics are not impaired even in a high temperature environment of 300 ° C. in the atmosphere.
  • the black light shielding board which formed the black coating film of this invention on the resin film uses a resin film for a base base material, it is excellent in the lightness compared with the light shielding board based on the conventional metal thin plate.
  • a heat-resistant resin film such as polyimide as a base substrate, a lightweight light-shielding plate having heat resistance can be realized even in a high-temperature environment of 300 ° C. in the atmosphere, and low reflectivity, blackness, and light-shielding properties are also achieved.
  • the black light-shielding plate of the present invention is also effective for shutter blades of a high-speed shutter because it does not impair sufficient light-shielding properties even if the thickness of the base film substrate is reduced to 38 ⁇ m or less for weight reduction. . Therefore, the drive motor can be reduced in size, and there are advantages such as reduction in the size of the light quantity adjusting diaphragm device and the mechanical shutter.
  • the heat-resistant light-shielding tape provided with an adhesive layer on one or both sides of the black light-shielding plate of the present invention is attached to the FPC to absorb light leaking from the back of an image sensor such as a CCD or CMOS and block its passage. can do. For this reason, it is possible to suppress the re-incidence of leaked light to the imaging element, and it is possible to contribute to stabilization of imaging quality.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a black light shielding plate of the present invention in which a light shielding thin film is formed on one side of a resin film.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of the black light-shielding plate of the present invention in which a light-shielding thin film is formed on both surfaces of the resin film.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a cross-section of the black light-shielding plate of the present invention in which a light-shielding thin film is formed on one side of a coloring base material.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a black light shielding plate of the present invention in which a light shielding thin film is formed on one side of a resin film.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of the black light-shielding plate of the present invention in which a light-shielding thin film is formed on both surfaces of the resin film.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 4 is a schematic view showing a cross section of the black light-shielding plate of the present invention in which a light-shielding thin film is formed on both surfaces of a coloring base material.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a cross-section of the black light-shielding plate of the present invention in which a light-shielding thin film is formed on one side of a translucent substrate.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a diaphragm mechanism of a diaphragm device for adjusting the amount of light, which is manufactured by punching the film-shaped light shielding plate of the present invention and is equipped with black light shielding blades.
  • FIG. 7 is a photograph showing a cross-sectional structure when the film of the black light shielding plate obtained in Comparative Example 1 is observed with a transmission electron microscope.
  • the left figure of FIG. 8 is a photograph showing a cross-sectional structure when the film of the black light shielding plate obtained in Comparative Example 4 and the right figure is observed with a transmission electron microscope.
  • FIG. 9 is a photograph of the film surface of the black light shielding plate obtained in Comparative Example 1 observed by AFM.
  • FIG. 10 is a photograph of the film surface of the black light shielding plate obtained in Example 2 observed by AFM.
  • FIG. 11 is a chart showing X-ray diffraction pattern measurement results of the black coating film obtained under the conditions of Comparative Example 1.
  • FIG. 12 is a chart showing X-ray diffraction pattern measurement results of the black coating film obtained in Example 2.
  • FIG. 13 is a chart showing the X-ray diffraction pattern measurement result of the black coating film obtained under the conditions of Comparative Example 10.
  • Black coating film (A) The black coating film of the present invention is mainly composed of Ti and O, the oxygen content is 0.7 to 1.4 in terms of the O / Ti atomic ratio, and the longitudinal direction of the crystal extends in the film thickness direction. It has a structure in which columnar crystals are aggregated, has protrusions on the film surface, and has a film thickness of 50 nm or more.
  • the black coating film of the present invention is mainly composed of Ti and O, and the oxygen content must be 0.7 to 1.4 in terms of the O / Ti atomic ratio.
  • the O / Ti atomic ratio is less than 0.7, the titanium oxide film has a metallic color and is inferior in low reflectivity and blackness.
  • the O / Ti atomic ratio exceeds 1.4, This is because the transmittance of the film is too high and the light absorption function is inferior, and the low reflectivity and blackness are impaired.
  • the black coating film of the present invention further contains carbon in the titanium oxide film, and the carbon content is 0.7 or more in terms of the C / Ti atom number ratio. It is because the heat resistance at 300 ° C.
  • the O / Ti atomic ratio and the C / Ti atomic ratio in the black coating film can be analyzed using, for example, XPS (X-ray photoelectron spectrometer). Since the outermost surface of the film is bonded with a large amount of oxygen, it is removed by sputtering to a depth of several tens of nanometers in a vacuum. The ratio can be quantified.
  • the low reflectivity and blackness of the film depend on the film thickness, and when the film thickness is 50 nm or more, the film sufficiently absorbs light, resulting in low reflectivity and blackness. Can demonstrate its sexuality.
  • the film thickness is 80 nm or more, preferably 100 nm or more, more preferably 150 nm or more, and most preferably 200 nm or more.
  • the black coating film of the present invention needs to have a structure in which fine columnar crystals whose longitudinal directions extend in the film thickness direction are formed, and surface irregularities are formed by protrusions on the film surface. The reflected light is scattered to ensure low reflectivity.
  • the crystallite diameter (width) of the fine columnar crystal is 10 to 40 nm, and preferably 15 to 35 nm. If the crystallite diameter (width) is less than 10 nm, it is difficult to form a gap between adjacent crystals, and if it exceeds 40 nm, the low reflectivity and blackness of the film are lowered, which is not preferable. Further, as long as the object of the present invention is not impaired, when the fine columnar crystals are gathered, a gap may be left between the fine columnar crystals, or the fine columnar crystals may be gathered and bound. .
  • the black coating film of the present invention has a structure in which fine columnar crystals in which the longitudinal direction of the crystals extends in the film thickness direction are aggregated, and has surface unevenness.
  • the arithmetic average height (Ra) in the region of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m of the black coating film surface measured by an atomic force microscope is 1.8 nm or more, preferably 2.4 nm or more. Thereby, reflected light is scattered, low reflectivity can be ensured, and it becomes useful as an optical member.
  • the black coating film of the present invention has the characteristics as described above, the average parallel light transmittance (Tp) of the film itself at a wavelength of 380 to 780 nm can be set to 13 to 35%.
  • the black coating film of the present invention may contain elements other than Ti, C, and O to such an extent that the above characteristics are not impaired.
  • a sintering aid is added in order to improve the sintering density of a sintered body as the material.
  • elements such as Fe, Ni, Co, Zn, Cu, Mn, In, Sn, Nb, and Ta are added to the sintered body target as a sintering aid, and the added element is a black coating. It will also be included in the coating. Thus, even if the black coating film contains the element, the characteristics of the black coating film may be impaired.
  • the black coating film of the present invention is made of a thin metal plate such as SUS, SK, Al, or Ti, a thin ceramic plate or glass plate, a resin plate, or a resin film mainly composed of a metal oxide such as alumina, magnesia, or silica. It is formed on the surface of the substrate and can be effectively used as a black coating film that can be made low in reflection and blackened.
  • a transparent substrate that is, a non-colored glass plate, resin film, resin plate or the like is used, it is useful as a surface coating film for an optical member.
  • a colored glass plate, resin film, resin plate or the like it is useful as a black light shielding film.
  • the surface of the base material on which the black coating film is formed is made uneven, the surface unevenness of the black coating film can be further increased, and a matte effect can be obtained.
  • the base material is a thin metal plate, ceramic thin plate or glass plate mainly composed of metal oxides such as alumina, magnesia, and silica
  • the specified surface irregularities can be obtained by etching, nanoimprinting, or mat processing using shot material. Can be formed. In the case of mat processing, mat processing using sand as a shot material is common, but the shot material is not limited to this.
  • a resin film or a resin plate is used as a base material, it is effective to make the base material surface uneven by the above method.
  • the black coating film of the present invention has a structure in which a titanium oxide film or a titanium carbide oxide film having a thickness of 50 nm or more is formed on one side or both sides of the substrate.
  • the method for forming the black coating film of the present invention is not particularly limited, and is a vacuum deposition method, an ion beam assisted deposition method, a gas cluster ion beam assisted deposition method, an ion plating method, an ion beam sputtering.
  • Methods, magnetron sputtering methods, bias sputtering methods, ECR (Electron Cyclotron Resonance) sputtering methods, radio frequency (RF) sputtering methods, thermal CVD (Chemical Vapor Deposition) methods, plasma CVD methods, photo CVD methods, etc. are appropriately employed. can do.
  • a black coating film having high adhesion can be formed on the substrate.
  • the production apparatus by the sputtering method is not particularly limited.
  • a roll-shaped resin film substrate is set on the unwinding roll, and after evacuating the vacuum chamber of the film forming chamber with a vacuum pump such as a turbo molecular pump, the winding is performed.
  • a take-up type sputtering apparatus may be used in which the film unloaded from the take-out roll passes through the surface of the cooling can roll and is taken up by the take-up roll.
  • a magnetron cathode is installed on the opposite side of the surface of the cooling can roll, and a target that is a raw material for the film is attached to this cathode.
  • the film conveyance part comprised with an unwinding roll, a cooling can roll, a winding roll, etc. is isolated from the magnetron cathode by the partition.
  • the black coating film of the present invention is formed by sputtering using a titanium oxide, a mixture of titanium oxide and titanium carbide, or a sintered carbon target of titanium carbide oxide at a high sputtering gas pressure of 1.5 Pa or more.
  • FIG. 8 (right figure) protrusions are formed on the surface, and a high-quality titanium oxide film or a titanium carbide oxide film having the above composition and structure is obtained.
  • the main component is Ti and O, and the oxygen amount is 0. It is 7 to 1.4, and a black coating film having a structure in which fine columnar crystals with the longitudinal direction of the crystals extending in the film thickness direction gathered and having protrusions on the film surface can be obtained.
  • a sintered body target made of titanium oxide and titanium carbide or a sintered body target made of titanium carbide oxide, or a sintered body target made of titanium oxide, titanium carbide, or titanium carbide oxide
  • sputtering film formation is similarly performed.
  • the oxygen content is 0.7 to 1.4 in terms of the O / Ti atomic ratio
  • carbon is further contained
  • the content is 0.00 in terms of the C / Ti atomic ratio.
  • the black coating film which has the structure
  • the film can be formed by mixing O 2 gas with Ar gas at the time of film formation, and can also be formed by introducing a larger amount of oxygen into the film.
  • a sintering aid is often added to improve the sintered density of a sintered body of a sputtering target used as a raw material for sputtering film formation.
  • the sintered body target used when forming the black coating film of the present invention contains elements such as Fe, Ni, Co, Zn, Cu, Mn, In, Sn, Nb, and Ta with the black coating of the present invention. As long as the characteristics of the coating film are not impaired, it can be added as a sintering aid.
  • the film forming gas is preferably an inert gas mainly containing argon or helium, and the oxygen gas content is preferably 0.8% by volume or less. When the oxygen gas content exceeds 0.8% by volume, the blackening property of the film may be lowered.
  • the oxygen contained in the sintered compact target and the oxygen in the residual gas in the sputtering film forming chamber are very small.
  • a film forming method that uses oxygen contained in the sintered compact target and oxygen in the residual gas in the sputtering film forming chamber is an extremely effective method for forming a uniform color over a large area.
  • the film formation method that uses oxygen contained in the sintered compact target and oxygen in the residual gas in the sputtering film formation chamber has oxygen uniformly on the film formation surface. Uneven taste is less likely to occur.
  • the film-forming temperature differs depending on the type of substrate and is difficult to specify. However, if it is a metal thin plate, a ceramic thin plate or glass plate mainly composed of a metal oxide such as alumina, magnesia, or silica, it is 400 ° C. or less, for example For example, if it is a resin film, it can be 300 degrees C or less.
  • Black light shielding plate The structure of the black light shielding plate of the present invention is shown in FIGS.
  • a metal light-shielding film 3 having a film thickness of 40 nm or more and the black coating film 2 are sequentially formed on one or both sides of a base material 1 selected from a resin film, a resin plate, a metal thin plate, or a ceramic thin plate.
  • a base material 1 selected from a resin film, a resin plate, a metal thin plate, or a ceramic thin plate.
  • this is referred to as a first black light shielding plate.
  • the black coating film 2 with a film thickness of 20 nm or more was formed in the one or both surfaces of the coloring base material 1 is contained in the black light-shielding plate of this invention.
  • the structure is shown in FIGS. Hereinafter, this is referred to as a second black light shielding plate.
  • the black coating film 2, the metal light-shielding film 3 having a thickness of 100 nm or more, and the black coating film 2 are sequentially formed on one surface of the translucent substrate 1.
  • FIG. Hereinafter, this is referred to as a third black light shielding plate.
  • the average optical density in the visible region that is, in the wavelength range of 380 to 780 nm is 4.0 or more, and the regular reflectance of the surface of the black coating film in the wavelength range of 380 to 780 nm is 18% or less.
  • An optical member can be realized.
  • the average optical density is 4.0 or more, the transmittance is almost zero, indicating complete light shielding properties.
  • the optical density (OD) is a function of transmittance (T (%)) represented by the following equation.
  • the first, second, and third black light-shielding plates of the present invention have other thin films (for example, fluorine-containing organic films and carbon films) having lubricity and low friction on the surface of the black coating film. Even if a diamond-like carbon film or the like is used as a thin film, the characteristics of the present invention are not impaired. Since the carbon film and the diamond-like carbon film can be formed by sputtering, the metal light-shielding film, the black coating film, the carbon film, or the diamond-like carbon film of the present invention can be obtained by mounting the carbon target on the sputtering apparatus. It can be formed continuously and is useful.
  • the first black light shielding plate, the second black light shielding plate, and the third black light shielding plate will be described in detail.
  • (1) 1st black shading board in the 1st black shading board of this invention, as a resin film used as a board
  • the film thickness of the black coating film formed on such a substrate is 50 nm or more. 80 nm or more, 100 nm or more is preferable, and 150 nm or more is more preferable.
  • the film thickness of the black coating film is less than 50 nm, the average value of the regular reflectance on the surface of the black coating film at a wavelength of 380 to 780 nm exceeds 18% and the optical density is less than 4, and complete light shielding properties cannot be obtained.
  • the film thickness exceeds 200 nm a completely light-shielding black coating film can be obtained, but there arises a problem that the sputtering time becomes long and the cost becomes high.
  • the color of the black light-shielding plate having the black coating film formed on the surface of the metal light-shielding film (hereinafter referred to as L *) is preferably 25 to 45, more preferably 40 or less.
  • the L * value represents the lightness (monochrome degree) represented by the CIE color system of the color, and is obtained from the spectral reflectance in the visible light range. The smaller the L * value, the higher the blackness. To do. In order to make the L * value of the black light shielding plate less than 25, the film thickness of the black light shielding plate must be relatively increased.
  • the film thickness of the black coating film exceeds 200 nm, the blackness becomes higher and the reflection can be reduced, so that complete light-shielding properties can be obtained, but the sputtering time becomes longer and the cost is increased. Problems arise. On the other hand, if the L * value exceeds 45, the situation is the reverse of the above, which is not preferable because the blackness is insufficient and the regular reflectance on the surface of the black coating film increases.
  • a heat-resistant laminated plate resin film As a base material, it is preferable to use a heat-resistant laminated plate resin film as a base material.
  • PI polyimide
  • PA polyphenylene sulfide
  • PES polyether sulfone
  • a film made of a conductive material is preferable.
  • a polyimide film is a particularly preferable film because it has the highest heat-resistant temperature of 300 ° C. or higher.
  • the thickness of the resin film is preferably in the range of 5 to 200 ⁇ m, more preferably 10 to 150 ⁇ m, and most preferably 20 to 125 ⁇ m.
  • a resin film thinner than 5 ⁇ m is not preferable because it is difficult to handle due to poor handling properties and surface defects such as scratches and creases are easily attached to the film. If the resin film is thicker than 200 ⁇ m, a plurality of light-shielding blades cannot be mounted on a diaphragm device or a light amount adjusting device that is becoming smaller in size, which is inappropriate for some applications.
  • the resin film has surface unevenness and unevenness is generated on the surface of the black coating film, the regular reflectance of light can be reduced, that is, a matte effect can be brought about, which is preferable as an optical member. It will be a thing.
  • the surface roughness (arithmetic average height) of the black coating film is 0.05 to 0.7 ⁇ m, the specular reflectance of the surface of the black coating film at a wavelength of 380 to 780 nm is 0.8% or less. It is preferable because a black light-shielding plate with low reflection can be realized.
  • the arithmetic average height is also called arithmetic average roughness
  • the reference length is extracted from the roughness curve in the direction of the average line, and the absolute value of the deviation from the average line of the extracted portion to the measurement curve is summed.
  • the irregularities on the surface of the base material can be formed as predetermined irregularities by nanoimprinting or mat processing using a shot material. In the case of mat processing, mat processing using sand as a shot material is common, but the shot material is not limited to this.
  • the resin film when a resin film is used as the substrate, the resin film is soft, so that it is easily deformed under the influence of the stress of the film formed on the surface. In order to avoid this, it is effective to form a film having the same configuration and the same film thickness on both surfaces of the resin film symmetrically.
  • black is obtained by forming a metal light-shielding film having the same composition and the same film thickness on both surfaces of the resin film and then forming the black coating film having the same composition and the same film thickness on both surfaces (on the metal light-shielding film).
  • the light shielding plate is preferable because it is less deformed.
  • a metal thin plate such as SUS, SK, Al, Ti, a ceramic thin plate mainly composed of a metal oxide such as alumina, magnesia, or silica, a glass plate, a resin plate, or the like can be used.
  • the second black light shielding plate of the present invention has a structure in which a colored resin film is used as a base material 1 and a black coating film 2 having a thickness of 20 nm or more is formed on one side or both sides thereof. ing.
  • the colored resin film is preferably colored black, brown or black brown.
  • the colored resin film include polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), aramid (PA), polyphenylene sulfide (PPS), and polyether sulfone (PES).
  • a film having a transmittance reduced by impregnating black fine particles such as carbon black and titanium black inside with a film made of one or more materials selected from the above can be used. Further, when the surface of the colored resin film is made uneven, the surface unevenness of the black coating film is further increased, and a matte effect can be obtained.
  • the thickness of the resin film is preferably in the range of 5 to 200 ⁇ m, more preferably 10 to 150 ⁇ m, and most preferably 20 to 125 ⁇ m. A resin film thinner than 5 ⁇ m is not preferable because it is difficult to handle due to poor handling properties and surface defects such as scratches and creases are easily attached to the film.
  • the resin film is thicker than 200 ⁇ m, it is not preferable because a plurality of light shielding blades cannot be mounted on a diaphragm device or a light amount adjusting device that is becoming smaller in size, and it becomes unsuitable depending on the application. Furthermore, since the colored resin film is not transparent, the light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm, which is a visible light region, is lower than that of a highly transparent transparent resin plate or transparent resin film, and the light shielding property is increased. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the black coating film formed on the substrate.
  • the colored resin film preferably has a light transmittance of 1% or less at a wavelength of 380 to 780 nm, more preferably 0.1% or less.
  • the film thickness of the black coating film formed on such a substrate is preferably in the range of 20 to 200 nm, more preferably 30 to 150 nm.
  • the thickness of the black coating film is 20 nm or less, even if a colored resin film having a light transmittance of 380 to 780 nm and a light transmittance of 0.1% or less is used, the optical density is less than 4 at the wavelength of 380 to 780 nm, and the complete light-shielding property is obtained. I can't get it.
  • the film thickness exceeds 200 nm a completely light-shielding black coating film can be obtained, but there arises a problem that the sputtering time becomes long and the cost becomes high.
  • the L * value of a black light-shielding plate formed by forming a black coating film on a colored resin film is preferably 25 to 45, more preferably 25 to 40. If the L * value of the black light-shielding plate is less than 25, the blackness becomes higher and the reflection is reduced and complete light-shielding properties are obtained, but the film thickness of the black coating film exceeds 200 nm. Therefore, there arises a problem that the sputtering time becomes long and the cost becomes high. On the other hand, when the L * value exceeds 45, the blackness is insufficient, and the problem that the regular reflectance on the surface of the black coating film increases is not preferable.
  • the third black light-shielding plate has the black coating film (A), the metal light-shielding film (B) having a film thickness of 100 nm or more on the one surface of a translucent substrate such as a resin film, a resin plate, or a glass plate.
  • a translucent substrate such as a resin film, a resin plate, or a glass plate.
  • the same structure as that described above is used to form a thin film laminate in which the black light-shielding films (A) are sequentially laminated.
  • the reason why the thickness of the metal light-shielding film (B) is defined as 100 nm or more is that when the thickness is less than 100 nm, complete light-shielding property with an optical density of 4 or more is not exhibited.
  • the first black light shielding plate includes a structure in which a film is formed on one side. When the substrate is translucent, the color of the non-film-formed surface on the substrate side is the color of the metal light shielding film (B). Therefore, the reflectivity is high and the blackness is low.
  • the third black light shielding plate even if it is a translucent base material, the color of the first black coating film from the substrate side reflects, so the substrate on the non-film-formed surface Blackness and low reflectivity can also be increased on the side. That is, the third black light-shielding plate has the same performance as the black light-shielding plate having blackness and low reflectivity on both sides even in the single-side film formation that is easy to manufacture.
  • PI polyimide
  • PA polyphenylene sulfide
  • PES polyethersulfone
  • PES polyethersulfone
  • a base it is preferable to use one or more kinds of materials as a base.
  • a film made of one or more materials selected from polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), and polyethylene naphthalate (PEN) may be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PC polycarbonate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • the translucent substrate may be colored in black, brown, yellow brown, black brown, etc. in addition to a transparent color.
  • the colored resin film and the colored resin plate those obtained by impregnating the above-mentioned film with colorants such as organic pigments and fine particles of various colors can be used. Further, when the surface of the substrate is made uneven, the surface gloss is reduced and a matte effect can be obtained.
  • the thickness of the resin film is preferably in the range of 5 to 200 ⁇ m, more preferably 10 to 150 ⁇ m, and most preferably 20 to 125 ⁇ m.
  • a resin film thinner than 5 ⁇ m is not preferable because it is difficult to handle due to poor handling properties and surface defects such as scratches and creases are easily attached to the film.
  • the resin film is thicker than 200 ⁇ m, it is not preferable because a plurality of light shielding blades cannot be mounted on a diaphragm device or a light amount adjusting device that is becoming smaller in size, and it becomes unsuitable depending on the application.
  • the thickness of the black coating film is preferably in the range of 20 to 200 nm, more preferably 30 to 150 nm.
  • the film thickness of the black coating film is less than 20 nm, the film thickness is thin, so that the influence of the color viewed from the back surface of the substrate remains strong.
  • the film thickness exceeds 200 nm, the color seen from the back surface of the base material is black.
  • the film thickness is very thick, there is a problem that the sputtering time becomes long and the manufacturing cost becomes high.
  • the color (L *) on the film surface side of the black light shielding plate on which the black light shielding thin film laminate is formed is 25 to 45, and the light transmission of the black light shielding plate on which the black light shielding thin film laminate is formed.
  • the color (L *) on the surface of the conductive substrate is 25 to 45.
  • the color (L *) is preferably 40 or less.
  • Black light-shielding thin film laminate In the third black light-shielding plate of the present invention, a black coating film (A), a metal light-shielding film (B) having a film thickness of 100 nm or more, and a black light-shielding film (A) similar to the above are used. A black light-shielding thin film laminate that is sequentially laminated is used.
  • This black light-shielding thin film laminate can have a low-reflective light-shielding function by being directly formed on the surface of a transparent optical member such as an optical lens.
  • a transparent optical member such as an optical lens
  • it is effective to use this thin film laminate.
  • a photoresist technique it can be precisely formed in an arbitrary shape on the surface of the optical member.
  • the black light-shielding film (A) has an O / Ti atomic ratio of 0.7 to 1.
  • a titanium carbide oxide film having a C / Ti atomic ratio of 0.7 or more is preferable, and the metal light-shielding film (B) has a C / Ti atomic ratio of 0.6 or more and an O / Ti atomic ratio of 0. It is preferably a titanium carbide or titanium carbide oxide film having a thickness of 4 or less. By setting it as such a composition, the heat resistance in 300 degreeC can be exhibited.
  • Metal light shielding film is formed on the base material of the first black light shielding plate, or on the base material plate of the third black light shielding plate, on the black coating film of the black light shielding thin film laminate. It is formed and a metal material mainly composed of one or more elements selected from titanium, tantalum, tungsten, cobalt, nickel, niobium, iron, zinc, copper, aluminum, or silicon can be used. . Among these, metal materials such as Ti, Ni, Cu, Al, or NiTi alloy are preferable.
  • nitrides, carbides, carbonitrides, carbide oxides, nitride oxides, and carbonitrides of these metals can be used.
  • metal carbide materials such as titanium carbide, tungsten carbide, and molybdenum carbide are preferable because they have excellent oxidation resistance in a high temperature environment and good heat resistance.
  • titanium carbide is particularly preferable because the surface has a relatively high degree of blackness, is excellent in low reflectivity, and increases the effect of blackening.
  • the titanium carbide oxide film can be used as a metal light shielding film having excellent heat resistance.
  • the carbon content in the film is preferably 0.6 or more in terms of the C / Ti atom number ratio.
  • the oxygen content in the film is 0.4 or less in terms of the O / Ti atom number ratio.
  • Such a film has the same carbon content and oxygen content as the black coating film (A).
  • the difference from the black coating film (A) is that the tip is pointed in the thickness direction It is not a fine columnar crystal but has a relatively flat columnar crystal texture. Note that the surface of the formed metal light-shielding film is about the same as the unevenness of the substrate.
  • the bonding of atoms constituting the film affects the metal bonding ratio, and the ion bonding ratio affects the adhesion to the resin film. If the O / Ti atomic ratio of the metal light-shielding film is 0.4 or less, the ratio of ionic bonding to the bonding of the constituent atoms of the film becomes strong, so that ionic bonding with the film substrate occurs, resulting in adhesion. It is preferable because it strengthens.
  • the metal light-shielding film used in the present invention is formed by laminating titanium carbide films having different compositions of carbon content and / or oxygen content, or the carbon content and / or oxygen content is continuous in the film thickness direction. Even if the titanium carbide oxide film is changed to the above, the average composition of the entire film may be within the composition range defined in the present invention.
  • the bond between an organic resin film and an inorganic metal film is weak.
  • the light-shielding thin film of the present invention is formed on the surface of the resin film.
  • it is effective to increase the film surface temperature during film formation.
  • the temperature is low, for example, 100 ° C. or lower.
  • a titanium carbide oxide film having an O / Ti atomic ratio in the film set to 0.4 or less is used. It is essential to use a membrane.
  • the light-shielding thin film according to the present invention pays attention to the optical characteristics of the film.
  • the oxygen content is less than 0.2 in terms of the O / Ti atomic ratio
  • the titanium carbide film exhibits a metallic color, and has low reflectivity or blackness. Since it is inferior in property, it is not preferable.
  • the O / Ti atomic ratio exceeds 0.4, the transmittance of the film is too high, the light absorption function is inferior, and the low reflectivity and light shielding properties are impaired.
  • the C / Ti atomic ratio and the O / Ti atomic ratio in the light-shielding thin film can be analyzed by XPS, for example.
  • the metal light-shielding film in the present invention has a total thickness of 40 nm or more. However, if the film thickness is greater than 250 nm, it takes a long time to form a light-shielding thin film, resulting in an increase in manufacturing cost and an increase in necessary film forming materials, resulting in an increase in material cost.
  • the metal light-shielding film can be produced by sputtering film formation as in the case of the black coating film.
  • the substrate is a plate-like body such as a resin plate, a metal thin plate, or a ceramic thin plate
  • the manufacturing apparatus uses a substrate-fixing type sputtering device, and in the case of a resin film, uses the above-described winding type sputtering device.
  • the gas pressure varies depending on the type of apparatus and the like, and thus cannot be defined unconditionally, but it must be lower than in the case of the black coating film.
  • a method may be employed in which Ar gas or Ar gas mixed with 0.05% or less of O 2 is used as the sputtering gas at a sputtering gas pressure of 1 Pa or less, preferably 0.2 to 0.8 Pa.
  • a sputtering gas pressure 1 Pa or less, preferably 0.2 to 0.8 Pa.
  • the gas pressure at the time of film formation is less than 0.2 Pa, since the gas pressure is low, the argon plasma in the sputtering method becomes unstable and the film quality deteriorates.
  • pure Ar gas or Ar gas mixed with a small amount of O 2 (for example, within 0.05%) can be used as a sputtering gas to stably form a metal light-shielding film having excellent crystallinity. If 0.1% or more of O 2 is mixed, the crystallinity of the thin film may deteriorate, which is not preferable.
  • the resin film surface temperature during film formation affects the crystallinity of the metal film.
  • the higher the film surface temperature during film formation the easier the crystal alignment of the sputtered particles occurs and the better the crystallinity.
  • the heating temperature of the resin film is also limited, and the surface temperature of the polyimide film having the most excellent heat resistance needs to be 400 ° C. or lower.
  • the glass transition point or decomposition temperature may be exceeded.
  • the film surface temperature during film formation is as low as possible, for example, 100 ° C. The following is desirable.
  • the film surface temperature during film formation is preferably 90 ° C. or lower, and more preferably 85 ° C. or lower.
  • the resin film substrate is naturally heated from plasma during film formation.
  • the surface temperature of the resin film substrate during film formation is adjusted to a predetermined temperature by adjusting the gas pressure, the input power to the target, and the film transport speed, by thermionic electrons entering the substrate from the target and thermal radiation from the plasma. Can be easily maintained. The lower the gas pressure, the higher the input power, and the slower the film transport speed, the higher the heating effect by natural heating from the plasma.
  • the temperature of the film surface is much higher than the cooling can temperature due to the effect of natural heating.
  • the film is conveyed while being cooled by the cooling can.
  • the temperature of the film surface due to natural heating greatly depends on the temperature of the can. Therefore, if the effect of natural heating at the time of film formation is utilized, the temperature of the cooling can can be increased as much as possible to reduce the conveyance speed. It is effective.
  • the film thickness of the metal film is controlled by the film conveyance speed at the time of film formation and the input power to the target, and becomes thicker as the conveyance speed is slower and the input power to the target is larger.
  • the metal film is formed as the metal light shielding film has been described.
  • the same conditions can be adopted when the metal carbide film is formed.
  • black coating film or black light shielding plate The black coating film of the present invention can be applied as a surface coating film of an optical member, and the black light shielding plate is stamped into a specific shape so that end face cracks do not occur.
  • the black coating film of the present invention is formed on the substrate, and the black light-shielding plate is punched into a specific shape as it is, and a plurality of apertures of aperture blades of a light quantity adjusting aperture device (auto iris)
  • the present invention is applied to a mechanism that can be used as blades, move the diaphragm blades, change the aperture diameter of the diaphragm, and adjust the amount of light.
  • FIG. 6 shows a diaphragm mechanism of a light quantity adjusting diaphragm device equipped with black light shielding blades manufactured by punching the black light shielding plate of the present invention.
  • the black light-shielding blade produced using the black light-shielding plate of the present invention is provided with a hole for attaching to a substrate provided with a guide hole, a guide pin that engages with the drive motor, and a pin that controls the operating position of the light-shielding blade.
  • the light shielding blade can have various shapes depending on the structure of the diaphragm device.
  • a black light shielding plate using a resin film as a base substrate can be reduced in weight, and the drive member for driving the light shielding blade can be reduced in size and power consumption can be reduced.
  • a light quantity adjusting device equipped with diaphragm blades excellent in heat resistance and light shielding performance manufactured by processing the black light shielding plate of the present invention is useful.
  • a fixed aperture or a mechanical shutter is assembled in the reflow process to manufacture the lens unit, if the fixed aperture or shutter blade obtained by processing the black light shielding plate of the present invention is used, This is very useful because the characteristics do not change even in a heated environment.
  • the fixed aperture in the lens unit of the in-vehicle video camera monitor is remarkably heated by sunlight in summer, and for the same reason, it is useful to apply the fixed aperture manufactured from the black light shielding plate of the present invention.
  • the black light-shielding plate of this invention can be set as a heat-resistant light-shielding tape or sheet
  • the pressure-sensitive adhesive for forming the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited, and a pressure-sensitive adhesive suitable for the use environment such as temperature and humidity can be selected from those conventionally used for pressure-sensitive adhesive sheets.
  • an acrylic adhesive, a rubber adhesive, a polyurethane adhesive, a polyester adhesive, a silicone adhesive, or the like can be used.
  • an acrylic adhesive or silicone adhesive having high heat resistance is preferable.
  • a method for forming the adhesive layer on the black light shielding plate for example, a conventionally known method such as a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, an air doctor coating method or a doctor blade coating method can be used.
  • the thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but is preferably 2 to 60 ⁇ m.
  • the heat-resistant light-shielding tape provided with the adhesive layer on one side or both sides of the black light-shielding plate of the present invention can be attached to the peripheral portion on the back side of the imaging device such as CCD or CMOS by the adhesive layer, CCD, COMS, etc. This is useful for shielding light incident on the back surface of the image sensor.
  • the titanium oxide target was produced from a mixture of titanium oxide and metal titanium powder by a hot press sintering method.
  • the O / Ti atomic ratio of the sintered compact target was controlled according to the blending ratio of titanium oxide and metal titanium.
  • the titanium carbide oxide target was produced by hot pressing from a mixture of titanium oxide, titanium carbide, and metal titanium powder.
  • the titanium carbide target having the above-mentioned C / Ti atomic ratio and O / Ti atomic ratio was produced by changing the blending ratio of each raw material.
  • composition of the produced sintered body was quantitatively analyzed by XPS (ESCALAB220i-XL, manufactured by VG Scientific) after the surface of the fracture surface of the sintered body was scraped in a vacuum by a sputtering method. Furthermore, metallic targets such as a NiTi target (containing 3 wt% Ti), a Cu target, an Al target, and a Ti target were also used.
  • Titanium carbide oxide or titanium oxide sintered compact target (6 inches ⁇ ⁇ 5 mmt) having different compositions having a C / Ti atomic ratio of 0.34 to 0.99 and an O / Ti atomic ratio of 0.05 to 0.81 , Purity 4N) (see Table 1), a titanium oxide film or a titanium carbide oxide film was formed by the following procedure by a sputtering method.
  • the sputtering target was attached to a nonmagnetic target cathode of a DC magnetron sputtering apparatus (SPF503K manufactured by Tokki), and a substrate was attached so as to face the target.
  • SPPF503K DC magnetron sputtering apparatus
  • the distance between the target and the substrate is set to 60 mm, and when the degree of vacuum in the chamber reaches 2 ⁇ 10 ⁇ 5 to 4 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa, Ar gas having a purity of 99.9999 mass% is added.
  • the gas was introduced into the chamber to a gas pressure of 0.3 to 4.0 Pa, DC power of 300 W was input between the target and the substrate, and DC plasma was generated.
  • a film having a predetermined thickness was formed on the substrate without heating the substrate.
  • O 2 gas was mixed with Ar gas at the time of film formation, and film formation was performed by introducing a large amount of oxygen into the film.
  • the regular reflectance of light of the black coating film refers to the reflectance of light reflected from the surface at an angle equal to the incident angle of incident light according to the law of reflection. The incident angle was measured at 5 °.
  • the parallel light transmittance means a parallel component of light rays that pass through the black coating film, and is expressed by the following equation.
  • T (%) (I / I 0 ) ⁇ 100 (Where T is the parallel light transmittance expressed as a percentage, I 0 is the intensity of the parallel light incident on the sample, I is the transmitted light intensity of the component parallel to the irradiation light among the light transmitted through the sample. is there.)
  • composition of black coating film, crystallinity, surface irregularities, surface resistance, heat resistance The composition (O / Ti atomic ratio, C / Ti atomic ratio) of the obtained black coating film was quantitatively analyzed by XPS (ESCALAB220i-XL manufactured by VG Scientific). In the quantitative analysis, the surface of the obtained black coating film was sputter etched about 20 nm, and then the composition analysis inside the film was performed. The crystallinity of the black coating film was examined by X-ray diffraction measurement using CuK ⁇ rays. The cross-sectional structure of the film was observed using a high-resolution transmission electron microscope (sometimes referred to as TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the crystallite diameter (width) of the fine columnar crystal was calculated by the Scherrer method using the half width of the TiC (111) peak and the peak diffraction angle (2 ⁇ deg.) In X-ray diffraction measurement.
  • the surface unevenness of the black coating film was measured using an atomic force microscope (sometimes referred to as AFM).
  • the surface resistance of the black coating film was measured by a four-end needle method.
  • heat treatment was performed at 200 ° C. for 1 hour or 270 ° C. for 1 hour in an atmospheric oven, and the presence or absence of a change in the color of the film was checked.
  • L * value of black shading plate The L * value of the obtained black light shielding plate was measured with a color meter (trade name Spectroguide manufactured by BYK-Gardner GmbH) at a light source D65 and a viewing angle of 10 °.
  • Examples 1 to 4 Comparative Examples 1 to 4
  • sputtering film formation is performed at various film formation gas pressures on a glass substrate (Corning 7059) having a thickness of 1.1 mm. did.
  • the measurement results of the characteristics of the produced film are shown in Table 1.
  • films were formed at a film forming gas pressure of 0.3 to 1.0 Pa and an oxygen mixing amount of 0.05% or less introduced into Ar gas.
  • the composition of the film was C / Ti atomic ratio. 0.98 to 1.01 and the O / Ti atomic ratio was 0.67 or less, and a metal-colored film having a high light reflectance was obtained.
  • Such a film can be used as a metal light-shielding film for a black light-shielding plate described later because of its low transmittance, but it is difficult to use as a surface coating film for an optical member because of its high reflectance.
  • films were formed by sputtering film formation at a high gas pressure of 1.5 to 4.0 Pa. Compared to the films of Comparative Examples 1 to 4 formed at a gas pressure of 1.0 Pa or less, the amount of oxygen taken into the film is larger, and the content ratio (O / Ti) is higher as the Ar gas is higher.
  • the films of Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 to 4 were all crystalline (the X-ray diffraction pattern of Comparative Example 1 is shown in FIG. 12 shows the X-ray diffraction pattern of Example 2).
  • the formed titanium carbide oxide films each had a crystallite diameter (width) of fine columnar crystals of 15 to 35 nm.
  • the structure of the cross section of the film observed with a transmission electron microscope was different between Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 to 4.
  • the films of Comparative Examples 1 to 4 have a structure with a dense film and no protrusions on the film surface, but the films of Examples 1 to 4 have a structure in which fine columnar crystals extending in the film thickness direction are assembled. And having protrusions on the surface of the film, and gaps were observed between adjacent crystal grains (FIG. 7 shows a cross-sectional structure photograph of Comparative Example 1, FIG. 8 (right figure)).
  • a cross-sectional structure photograph of Example 2 is shown in FIG.
  • the arithmetic average height (Ra) of the film surface measured by AFM is also different, and the film surfaces of Examples 1 to 4 are different from those of Comparative Examples 1 to 4.
  • the unevenness was large in comparison (FIG. 7 shows a cross-sectional structure photograph of Comparative Example 1 and FIG. 8 shows a cross-sectional structure photograph of Example 2).
  • FIG. 7 shows a cross-sectional structure photograph of Comparative Example 1
  • FIG. 8 shows a cross-sectional structure photograph of Example 2.
  • the films of Examples 1 to 4 were subjected to a heating test at 200 ° C. or 270 ° C.
  • Table 1 shows the composition and production conditions of the sintered compact target used for the production of the black coating film, the obtained film composition, the color of the film, the average value of the regular reflectance at wavelengths of 380 to 780 nm, and the wavelengths of 380 to 780 nm.
  • the average value of the regular reflectance, the average transmittance of the film itself, the crystallinity of the film, the structure of the film, the arithmetic average height (Ra) of the film, and the color change upon heating in the atmosphere are summarized.
  • the surface roughness of the film is the arithmetic average height (Ra) (hereinafter, the same applies to Tables 2 to 6).
  • Examples 5 to 6, Comparative Example 5 A black coating film was formed by sputtering in the same manner as in Examples 1 to 4 except that the oxygen content in the titanium carbide oxide sintered compact target was changed.
  • the cross-sectional structure of the obtained film had a structure in which fine columnar crystals extending in the film thickness direction were gathered, and was performed at a high gas pressure (2.0 Pa) at which a surface uneven film was easily obtained.
  • Table 1 when the amount of oxygen in the target increases, the amount of oxygen in the obtained film also tends to increase.
  • the O / Ti atomic ratio of the film satisfies the range of 0.7 to 1.4, but the film is black, and the average reflectance of the film itself at a wavelength of 380 to 780 nm. Was also low. In addition, it has a needle-like structure, large surface irregularities, and heat resistance at 270 ° C., and exhibits excellent characteristics useful as a coating film for optical members as in Examples 2 to 4. It was. However, in Comparative Example 5, reflecting the large amount of oxygen in the target, the obtained film contains an oxygen content of up to 1.53 in terms of the O / Ti atom number ratio, so the color of the film Had a clear gray color.
  • the average reflectance of the film at wavelengths of 380 to 780 nm was very high as compared with the films of Examples 1 to 4. Thus, it is difficult to apply a film having a high average reflectance as a surface coating film of an optical member.
  • the formed carbonized titanium oxide films all had a crystallite diameter (width) of fine columnar crystals of 20 to 40 nm.
  • Titanium oxide films having various oxygen contents were prepared in the same manner as in Examples 1 to 4, except that a titanium oxide sintered body target containing no oxygen and various contents of oxygen was used.
  • the film was formed by sputtering at a high gas pressure (2.0 Pa) in which the cross-sectional structure of the film had a structure in which fine columnar crystals extending in the film thickness direction were assembled, and a surface uneven film was easily obtained.
  • the amount of oxygen in the target increased, the amount of oxygen in the obtained film tended to increase.
  • the amount of oxygen in the film is in the range of 0.7 to 1.4 in terms of the number ratio of O / Ti atoms, but it is black and the average of the films themselves at wavelengths of 380 to 780 nm.
  • the reflectivity was also low. Further, it had a needle-like structure and large surface irregularities, and showed excellent properties useful as a coating film for optical members, as in Examples 2 to 4.
  • Table 1 also shows the heat resistance characteristics of the films of Examples 7-8. Although heat resistance was shown in a test of heating at 200 ° C. for 30 minutes in the atmosphere, the heat resistance when heated at 270 ° C.
  • the oxygen content O / Ti atomic ratio in the film was as small as 0.55, the film had a metallic color, and the average reflectance of the film at wavelengths of 380 to 780 nm was as in Examples 1 to 8. It was higher than In Comparative Example 7, the amount of oxygen in the target was reflected, and the obtained film had an oxygen content of 1.56 in terms of O / Ti atomic ratio. The color of the film had a clear gray color because of excessive oxygen. Further, the average reflectance of the film at a wavelength of 380 to 780 nm was very high as compared with the films of Examples 1 to 8. Thus, it is difficult to apply a film having a high average reflectance as a surface coating film of an optical member. In Examples 7 to 8, the formed titanium carbide oxide films had crystallite diameters (widths) of fine columnar crystals of 18 to 38 nm.
  • Example 9 to 10 Comparative Example 8
  • the characteristics of the film produced by changing the film forming gas pressure were measured.
  • Examples 9 and 10 are films obtained by sputtering film formation under film formation gas pressures of 1.5 Pa and 3.5 Pa. As shown in Table 1, the same characteristics as Example 7 were exhibited. Therefore, it is useful as a surface coating film for optical members.
  • the film of Comparative Example 8 produced at a film forming gas pressure of 1.0 Pa is because the amount of oxygen taken into the film is small. As inappropriate.
  • Example 11 to 13 Three types of titanium carbide oxide films having substantially the same oxygen content (O / Ti atom number ratio) as in Examples 1 to 4 but different carbon contents (C / Ti atom number ratio) were formed.
  • This titanium carbide oxide film is produced using a titanium carbide oxide sintered body target having a different carbon content and the same film forming gas pressure of 2.0 Pa.
  • the carbon content in the obtained film tended to decrease as it decreased.
  • the films of Examples 11 to 13 are all black and formed at a high gas pressure, so that the cross-sectional structure of the film has a structure in which fine columnar crystals extending in the film thickness direction are gathered. The unevenness was also large. Therefore, the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm was low.
  • Example 11 to 13 the formed titanium carbide oxide films had crystallite diameters (widths) of fine columnar crystals of 25 to 35 nm.
  • Table 1 also shows the heat resistance test results of the films of Examples 11 to 13. Although the film of Example 11 having a C / Ti atomic ratio of 0.71 did not show changes in structure or optical properties even when heated at 270 ° C. for 30 minutes, the C / Ti atomic ratio was not changed. The film of Example 12 in which the ratio was 0.56 and the film of Example 13 in which the C / Ti atomic ratio was 0.32 were significantly discolored in the heating test at 270 ° C.
  • the film of Example 11 is useful as a surface coating film for optical members that are required to have heat resistance at 270 ° C.
  • the films of Examples 12 to 13 are optical elements that are required to have heat resistance at 270 ° C. It is not suitable as a surface coating film for members.
  • the films of Examples 12 to 13 in the atmospheric heating test at 200 ° C. for 30 minutes, changes in the structure and optical characteristics were not observed, and the surface coverage of the optical member required to have heat resistance at 200 ° C. or less. It can be used as a covering film.
  • Comparative Examples 9 to 13 Using a carbonized titanium oxide sintered compact target having a C / Ti atomic ratio of 0.99 and an O / Ti atomic ratio of 0.05, film-forming Ar gas at a low gas pressure of 0.3 Pa The film was formed by changing the amount of oxygen mixed therein to 1 to 4%. Since all the films were formed by a reactive sputtering method in which oxygen was mixed at a low deposition gas pressure, they were all amorphous films and had a columnar structure with no irregularities on the surface (FIG. 13). Shows the X-ray diffraction pattern of Comparative Example 10). The film of Comparative Example 9 is a film obtained when the amount of oxygen mixed with Ar gas is 1%.
  • the film of Comparative Example 10 is a film having a C / Ti atomic ratio of 0.61 and an O / Ti atomic ratio of 0.73, and the film of Comparative Example 11 has a C / Ti atomic ratio.
  • the film of Comparative Example 12 is a film having a C / Ti atomic ratio of 0.42 and an O / Ti atomic ratio of 1.52, and the film of Comparative Example 13 has a C / Ti atomic ratio of 0.2. 37, and the O / Ti atomic ratio is 1.75.
  • the O / Ti atomic ratio in the film exceeds 1.4, the average reflectance of the film at a wavelength of 380 to 780 nm is very high, and it is difficult to use as a surface coating film of an optical member.
  • Comparative Examples 14 to 18 Using a titanium oxide sintered compact target having an O / Ti atomic ratio of 0.41, the amount of oxygen mixed into the deposited Ar gas is 0.50 to 3.00% at a low gas pressure of 0.3 Pa. The film was formed by changing within the range. In all cases, the films were formed by a reactive sputtering method in which the amount of oxygen was mixed at a low gas pressure. The film of Comparative Example 14 was obtained by forming a film with an oxygen mixture amount of 0.5% in Ar gas, and the film composition had a O / Ti atomic ratio of 0.65, but exhibited a metallic color.
  • the average reflectance of the film at a wavelength of 380 to 780 nm is high and is not suitable as a surface coating film for an optical member.
  • the film of Comparative Example 15 has an O / Ti atom number ratio of 0.71 in the film composition
  • the film of Comparative Example 16 has an O / Ti atom number ratio in the film composition of 0.87.
  • all the films were black, they were produced by forming at a low gas pressure, and thus had an amorphous film structure with a flat columnar structure with no irregularities on the film surface. Because of this, the average reflectance at wavelengths of 380 to 780 nm is higher than that of the films of Examples 1 to 13, and thus is difficult to use as a surface coating film for optical members.
  • the film of Comparative Example 17 has an O / Ti atomic ratio of 1.45 in the film composition
  • the film of Comparative Example 18 has an O / Ti atomic ratio of 1.77 in the film composition.
  • the O / Ti atomic ratio in the film exceeds 1.4
  • the average reflectance of the film at a wavelength of 380 to 780 nm is very high, and it is difficult to use as a surface coating film of an optical member.
  • Titanium carbide oxide films of Examples 14 to 17 were produced under the same conditions except that the film thickness of the titanium carbide oxide film (film thickness of 201 nm) of Example 5 was changed.
  • the film of Example 14 is 152 nm thick
  • the film of Example 15 is 102 nm thick
  • the film of Example 16 is 82 nm thick
  • the film of Comparative Example 17 is 52 nm thick
  • the film of Comparative Example 19 is 31 nm thick. It was.
  • the film thickness decreased the surface roughness of the film decreased.
  • the amount of light absorption in the film decreased and the average transmittance increased.
  • the films of Examples 14 to 17 having a film thickness of 50 nm or more are black and exhibit low reflection characteristics, and can be used as a surface coating film of an optical member.
  • the film of Comparative Example 19 having a film thickness of 31 nm was a gray transparent film because the surface unevenness was small and the reflectance was high and the amount of light absorption in the film was small. Such a film cannot be used as a surface coating film of an optical member.
  • titanium oxide films of Examples 18 to 21 were produced under the same conditions except that the film thickness of the titanium oxide film (film thickness of 203 nm) of Example 7 was changed.
  • the film of Example 18 is 150 nm thick, the film of Example 19 is 110 nm thick, the film of Example 20 is 85 nm thick, the film of Example 21 is 55 nm thick, and the film of Comparative Example 20 is 29 nm thick. is there.
  • the film thickness decreased the surface roughness of the film decreased.
  • the films of Examples 18 to 21 having a film thickness of 50 nm or more are black and exhibit low reflection characteristics, and can be used as a surface coating film of an optical member.
  • the film of Comparative Example 20 having a film thickness of 29 nm was a gray transparent film because the surface unevenness was small and the reflectance was high and the amount of light absorption in the film was small.
  • Such a film cannot be used as a surface coating film for an optical member.
  • Such a tendency is the same in the films of Examples 1 to 4, Example 6, and Examples 8 to 13.
  • the film thickness is 50 nm or more, the surface unevenness is large and the reflectivity is low. It can be used as a surface coating film.
  • the formed titanium carbide oxide films each had a crystallite diameter (width) of fine columnar crystals of 13 to 35 nm.
  • the type of the substrate is replaced with a SUS substrate having a thickness of 75 ⁇ m and an arithmetic average height (Ra) of 0.12 ⁇ m.
  • the characteristics when the film of Example 16, the film of Example 15, and the film of Example 5 were formed were shown.
  • the film of Comparative Example 19 was formed (1) did not exhibit black color, but when the film of Example 16, the film of Example 15, and the film of Example 5 were formed (2) to (4), The surface was black and exhibited low reflection characteristics, and an excellent optical member could be obtained. It can be used as an optical member that is not discolored in a heating test at 270 ° C. in the atmosphere and requires heat resistance at 270 ° C.
  • Tables (5) to (8) show that the type of the substrate is replaced with a Ti substrate having a thickness of 200 ⁇ m and an arithmetic average height (Ra) of 0.23 ⁇ m, and the film of Comparative Example 19 is formed on the surface thereof.
  • the characteristics when the film of Example 16, the film of Example 15, and the film of Example 5 were formed were shown. The results are the same as in (1) to (4).
  • (5) did not exhibit black, but the film of Example 5, the film of Example 15, and the film of Example 16
  • a black optical member having low reflectivity as shown in (6) to (8) could be obtained. It can be used as an optical member that is not discolored in a heating test at 270 ° C.
  • the film of Comparative Example 20 the film of Example 20 is formed on the surface of a Ti substrate having a thickness of 200 ⁇ m and an arithmetic average height (Ra) of 0.23 ⁇ m.
  • Ra arithmetic average height
  • the characteristics when the film of Example 19 and the film of Example 7 were formed were shown.
  • (9) did not exhibit a black color, but when the film of Example 20, the film of Example 19, and the film of Example 7 were formed (10) to (12)
  • the surface was black and exhibited low reflection characteristics, and an excellent optical member could be obtained. Discoloration was observed in the heating test at 270 ° C.
  • (17) to (19) in Table 2 show that the type of the substrate is replaced with a black polyimide film substrate having a thickness of 25 ⁇ m, 75 ⁇ m and an arithmetic average height (Ra) of 0.5 ⁇ m.
  • the characteristics when the film of Example 15 was formed were shown.
  • the light transmittance of the black polyimide film at a wavelength of 380 to 780 nm was 1% at the maximum at 25 ⁇ m and 0.1% at the maximum at 75 ⁇ m.
  • the film formation conditions are the same as in Example 15 except that the film thickness was changed.
  • (17) and (18) use a black PI film having a light transmittance of 1% or less, and even if the film thickness of Example 15 to be coated is 20 nm, the surface exhibits a black color, exhibits lower reflection characteristics, and is excellent. It was possible to obtain an optical member. It does not change color in a heating test at 270 ° C. in the atmosphere, and can be used as an optical member or a black light shielding plate that requires heat resistance at 270 ° C.
  • (19) in Table 2 was the same as (17) in Table 2 except that the thickness of the coating film was changed to 18 nm, and the type of the black polyimide film and the coating film components.
  • Example 22 to 26 Comparative Examples 21 to 25
  • the following light shielding film 1 titanium carbide oxide film (film thickness: 100 nm) was formed as a metal light shielding film.
  • the film of Example 1 is formed by 105 nm (Example 22), or the film of Example 3 is formed by 100 nm (Example 23).
  • the film of Example 5 is formed only by 105 nm (Example 24), the film of Example 6 is formed by 95 nm (Example 25), or the film of Example 8 is formed by 105 nm (Example 26).
  • a light shielding plate was produced. In both cases, a film-shaped light-shielding plate without warpage is produced by forming a first-layer film of the same film thickness and a second-layer film of the same type and the same film thickness on both sides of the polyimide film. did.
  • the following light shielding film 1 titanium carbide oxide film (film thickness: 100 nm) is formed as the metal light shielding film, and the film of Comparative Example 4 is only 100 nm as the second film on the surface of the light shielding film.
  • Comparative Example 21 Formation (Comparative Example 21), or forming a film of Comparative Example 5 by 110 nm (Comparative Example 22), forming a film of Comparative Example 6 by 110 nm (Comparative Example 23), or forming a film of Comparative Example 7 by 110 nm Only the film of Comparative Example 24 was formed, or the film of Comparative Example 1 was formed by 110 nm (Comparative Example 25).
  • Light-shielding film 1 The conditions shown in Comparative Example 1, that is, using a titanium carbide oxide target (C / Ti atomic ratio: 0.99, O / Ti atomic ratio: 0.05), and a film forming gas pressure of 0. It was formed at 3 Pa without introducing oxygen into Ar gas.
  • the composition of the film is 0.99 by C / Ti atomic ratio and 0.05 by O / Ti atomic ratio. All of the obtained light-shielding plates exhibited a complete light-shielding property because the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was larger than 4.0. However, the average reflectance at wavelengths of 380 to 780 nm was different between Examples 22 to 26 and Comparative Examples 21 to 25, and the light shielding plates of Examples 22 to 26 were blacker and more reflective. Similarly, the L * value was different between Examples 22 to 26 and Comparative Examples 21 to 25, and the light shielding plates of Examples 22 to 26 were 40 to 44 smaller. The heat resistance test was conducted with the black film-shaped light shielding plates of Examples 22 to 26.
  • These light-shielding plates did not change in color or reflectance in a heating test at 270 ° C. for 30 minutes in the atmosphere. Therefore, it can be used as a light shielding plate that requires heat resistance of 270 ° C. or lower.
  • the discoloration was seen by the heat test at 270 degreeC in the light-shielding plate of Example 26, the discoloration was not seen in the heat test at 200 degreeC, and the low reflection characteristic was maintained in the state which exhibited black. . Therefore, the light shielding plate of Example 24 can be used as an application that requires heat resistance of 200 ° C. or less.
  • the surface resistance of the film was 250 to 400 ⁇ / ⁇ (read as ohm-per-square) in the examples, and 200 to 500 ⁇ / ⁇ in the comparative examples.
  • Example 27 Comparative Examples 26 and 27
  • a black light shielding plate was produced in the same manner as in Examples 22 to 26.
  • the arithmetic average height of the film was formed by mat processing by sandblasting.
  • the following light-shielding film 2 titanium carbide oxide film having a film thickness of 105 nm was formed as the first metal light-shielding film.
  • a titanium carbide oxide film of Example 5 having a thickness of 105 nm is formed on the surface of the light shielding film (Example 27), or a titanium carbide oxide film of Comparative Example 12 having a thickness of 105 nm is formed (Comparative Example 26).
  • a titanium carbide oxide film (Comparative Example 27) of Comparative Example 1 having a thickness of 105 nm was formed.
  • a film-shaped light-shielding plate having no warpage was produced by symmetrically forming a first-layer film having the same film thickness and a second-layer film having the same film thickness on both surfaces of the film. .
  • the oxygen mixture amount introduced into Ar gas was 0.0%.
  • the composition of the film is 0.99 by C / Ti atomic ratio and 0.05 by O / Ti atomic ratio.
  • Light-shielding film 2 The conditions shown in Comparative Example 2, that is, using the above-mentioned titanium carbide oxide target (C / Ti atomic ratio: 0.99, O / Ti atomic ratio: 0.05), and the film forming gas pressure is 0 At 3 Pa, the oxygen mixture introduced into Ar gas was formed at 0.05%.
  • the composition of the film is 1.01 at the C / Ti atomic ratio and 0.21 at the O / Ti atomic ratio. All of the average optical densities at wavelengths of 380 to 780 nm were 4.0 or more, and sufficient light shielding properties were exhibited.
  • Example 27 did not discolor in the heating test at 270 ° C. and had excellent heat resistance.
  • Example 27 had an L * value of 40 and was black, but Comparative Examples 26 and 27 had larger L * values than 48 and 49 and Example 27, respectively, and were less black. It was more blue.
  • the average reflectance in the wavelength range of 380 to 780 nm was lower in Example 27. Therefore, Example 27 is useful as an optical application that requires a black light-shielding plate.
  • the surface resistance of the film was 400 ⁇ / ⁇ in Example 27 and 200 to 400 ⁇ / ⁇ in Comparative Examples 26 and 27.
  • Example 28 Comparative Examples 28 and 29
  • a black light-shielding plate was produced in the same manner as in Examples 22 to 26 using a transparent polyimide film having an arithmetic average height (Ra) of 0.40 ⁇ m on the film surface and a thickness of 38 ⁇ m.
  • the surface roughness of the film was formed by mat processing by sandblasting.
  • the light shielding film 2 titanium carbide oxide film having a film thickness of 105 nm was formed on the surface of the film as the first metal light shielding film.
  • a titanium carbide oxide film of Example 5 having a film thickness of 105 nm is formed on the surface of the light-shielding film (Example 28), or the light-shielding film 2: titanium carbide oxide film having a film thickness of 105 nm as the first metal light-shielding film. Then, a titanium carbide oxide film of Comparative Example 11 having a thickness of 105 nm was formed (Comparative Example 28), or a titanium carbide oxide film of Comparative Example 1 having a thickness of 105 nm was formed (Comparative Example 29).
  • a film-shaped light-shielding plate having no warpage was produced by symmetrically forming a first-layer film having the same film thickness and a second-layer film having the same film thickness on both surfaces of the film. .
  • All of the average optical densities at wavelengths of 380 to 780 nm were 4.0 or more, and sufficient light shielding properties were exhibited.
  • the light-shielding plate of Example 28 did not discolor in the heating test at 270 ° C. and had excellent heat resistance.
  • Example 28 had an L * value of 44 and black, but Comparative Examples 28 and 29 had an L * value of 50 and 49, respectively, and the blackness was small and further blue. It was.
  • Example 26 is useful as an optical application as a black light shielding plate.
  • the surface resistance of the film was 200 ⁇ / ⁇ in Example 28 and 200 to 500 ⁇ / ⁇ in Comparative Examples 28 and 29.
  • Example 29 Comparative Examples 30 and 31
  • a black light shielding plate was produced in the same manner as in Examples 20-24.
  • the surface roughness of the film was formed by mat processing by sandblasting.
  • the light shielding film 2 titanium carbide oxide film having a film thickness of 105 nm was formed on the surface of the film as the first metal light shielding film.
  • a titanium carbide oxide film of Example 5 having a film thickness of 105 nm is formed on the surface of the light-shielding film (Example 29), or the light-shielding film 2: titanium carbide oxide film having a film thickness of 105 nm as the first metal light-shielding film. Then, a titanium carbide oxide film of Comparative Example 12 having a thickness of 105 nm was formed (Comparative Example 30), or a titanium carbide oxide film of Comparative Example 1 having a thickness of 105 nm was formed (Comparative Example 31).
  • a film-shaped light-shielding plate having no warpage was produced by symmetrically forming a first-layer film having the same film thickness and a second-layer film having the same film thickness on both surfaces of the film. .
  • All of the average optical densities at wavelengths of 380 to 780 nm were 4.0 or more, and sufficient light shielding properties were exhibited.
  • the light-shielding plate of Example 29 did not discolor in the heating test at 270 ° C. and had excellent heat resistance. However, regarding the color tone, Example 29 had an L * value of 40 and exhibited black color, but Comparative Examples 30 and 31 had 47 and 49, respectively, with low blackness and blue color.
  • Example 29 is useful as an optical application as a black light shielding plate.
  • the surface resistance of the film was 500 ⁇ / ⁇ in Example 29 and 400 to 600 ⁇ / ⁇ in Comparative Examples 30 and 31.
  • Example 30 In the black light-shielding plate of Example 29, an attempt was made to produce a light-shielding plate by changing only the film thickness of the first layer formed on each surface of the film.
  • the thickness of the first light-shielding film 2 was changed to 40 nm, and in Example 31, the thickness of the first layer was changed to 250 nm.
  • the reflectance, optical density, and L * value are the same as those in Example 29, and can be used as a black coating film.
  • Comparative Example 32 was prepared by changing the film thickness of the first layer to 28 nm, and the average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm is 3.85, and it has a sufficient light shielding property. Absent. Therefore, it cannot be used as a light shielding plate.
  • the surface resistances of the films were 400 to 600 ⁇ / ⁇ in Examples 30 and 31, and 500 ⁇ / ⁇ in Comparative Example 32.
  • Example 25 production of a light shielding plate was attempted by changing only the thickness of the film formed as the second layer on each side of the film.
  • the second film was 53 nm
  • the second film was 110 nm
  • the second film was 250 nm.
  • the L * value is equivalent to that in Example 29 and can be used as a black light shielding plate.
  • the film thickness of the second layer is 42 nm, but the light-shielding property is sufficient, but the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm is higher than those in Examples 32 to 34.
  • the L * value was as high as 53, indicating that it was not suitable as a light shielding plate.
  • the surface resistance of the film was 90 to 200 ⁇ / ⁇ in Examples 32-34 and 200 ⁇ / ⁇ or less in Comparative Example 33.
  • Examples 35 to 36 Comparative Examples 34 to 36
  • a black light-shielding plate was produced in the same manner as in Examples 22 to 26 using a transparent polyimide film having an arithmetic average height (Ra) of 0.07 ⁇ m on the film surface and a thickness of 75 ⁇ m.
  • the first film the following light-shielding film 3 (film thickness 100 nm) was formed.
  • the film of Example 7 is formed only by 106 nm (Example 35), or the film of Example 8 is formed only by 101 nm (Example 36), or a comparison is made.
  • the film of Example 17 was formed by 100 nm (Comparative Example 34), the film of Comparative Example 18 was formed by 105 nm (Comparative Example 35), or the film of Comparative Example 14 was formed by 105 nm (Comparative Example 36).
  • Light-shielding film 3 oxygen mixture amount introduced into Ar gas under the conditions shown in Comparative Example 14, that is, using a titanium oxide target (O / Ti atomic ratio: 0.41) at a deposition gas pressure of 0.3 Pa was 0.50%, a titanium oxide film (first film, film thickness 100 nm) was formed.
  • the composition of the film is 0.00 at the C / Ti atomic ratio and 0.65 at the O / Ti atomic ratio.
  • a film-shaped light-shielding plate having no warpage was produced by symmetrically forming a first-layer film having the same film thickness and a second-layer film having the same film thickness on both surfaces of the film.
  • the surface resistance of the films was 100 to 300 ⁇ / ⁇ in Examples 35 and 36, and 200 to 300 ⁇ / ⁇ or less in Comparative Examples 34 to 36. All of these light-shielding plates had a perfect light-shielding property because the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was larger than 4.0.
  • Examples 35 to 36 the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm is different between Examples 35 to 36 and Comparative Examples 34 to 36, and the light shielding plates of Examples 35 to 36 have lower reflection, and the L * value is 39 to 40. It became black.
  • the black film-shaped light shielding plate obtained in Examples 35 to 36 was subjected to a heat resistance test.
  • changes in color and reflectance were observed in a heating test at 270 ° C. for 30 minutes in the atmosphere.
  • the heating test at 200 ° C. for 30 minutes in the atmosphere there was no change in color and reflectance. Therefore, Examples 35 to 36 can be used as black light shielding plates that require heat resistance of 200 ° C. or lower.
  • Example 37 Comparative Examples 37 and 38
  • a black light shielding plate was produced in the same manner as in Examples 22 to 26.
  • the light shielding film 3 titanium oxide film (first layer, film thickness 105 nm) was formed as a metal light shielding film.
  • a titanium oxide film of Example 10 having a thickness of 105 nm is formed as a second layer on the surface of the light shielding film (Example 37), or a film of Comparative Example 16 having a thickness of 105 nm is formed on the light shielding film 3.
  • Example 37 Formation (Comparative Example 37) or the film of Comparative Example 9 was formed to a thickness of 105 nm (Comparative Example 38).
  • a film-shaped light-shielding plate having no warpage was produced by symmetrically forming a first-layer film having the same film thickness and a second-layer film having the same film thickness on both surfaces of the film.
  • the light shielding plates of Example 37 and Comparative Examples 37 and 38 all had an average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm, which was larger than 4.0, and exhibited complete light shielding properties.
  • Example 37 can be used as a black light shielding plate that requires heat resistance of 200 ° C. or less.
  • the surface resistance of the film was 200 ⁇ / ⁇ .
  • Example 38 Comparative Examples 39 and 40
  • a black light shielding plate was produced in the same manner as in Examples 22 to 26.
  • the following light shielding film 4 titanium oxide film (first film, film thickness 45 nm) was formed as a metal light shielding film.
  • a titanium oxide film of Example 9 having a thickness of 105 nm is formed as a second layer on the surface of the light shielding film (Example 38), or a titanium oxide film of Comparative Example 16 having a thickness of 105 nm (Comparative Example 34).
  • the titanium oxide film of Comparative Example 14 was formed by 105 nm (Comparative Example 40).
  • a film-shaped light-shielding plate having no warpage was produced by symmetrically forming a first-layer film having the same film thickness and a second-layer film having the same film thickness on both surfaces of the film.
  • All of the light shielding plates had an average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm of greater than 4.0, and exhibited complete light shielding properties. However, the average reflectances at wavelengths of 380 to 780 nm were different, and the light shielding plate of Example 38 had lower reflection, and the L * value was 38, indicating black.
  • Example 38 The black film-shaped light shielding plate obtained in Example 38 was subjected to a heat resistance test.
  • changes in color and reflectance were observed in a heating test at 270 ° C. in the air for 30 minutes.
  • the heating test at 200 ° C. for 30 minutes in the atmosphere, there was no change in color and reflectance. Therefore, Example 38 can be used as a black light shielding plate that requires heat resistance of 200 ° C. or lower.
  • the surface resistance of the film was 400 ⁇ / ⁇ in Example 36 and 300 to 600 ⁇ / ⁇ in Comparative Examples 39 and 40.
  • Light-shielding film 4 The conditions shown in Comparative Example 6, that is, using a titanium oxide sintered body target that does not contain carbon and contains various oxygen contents, was performed at a high gas pressure (2.0 Pa). The oxygen content O / Ti atomic ratio in the film is as low as 0.55.
  • Example 39 On the surface of a transparent polyimide film having a surface roughness (Ra) of 0.07 ⁇ m and a thickness of 25 ⁇ m, a light-shielding film made of various metal materials was formed only by 110 nm, and in the same manner as in Examples 22 to 26, A black shading plate was produced.
  • a NiTi film Ti content 2.98 wt%) of 110 nm was formed using a NiTi target (containing 3 wt% Ti).
  • Example 40 a 110 nm Cu film was formed using a Cu target.
  • Example 41 an Al film of 110 nm was formed using an Al target.
  • Example 42 to 43 a Ti film of 110 nm was formed using a Ti target. These light shielding films were formed by the direct current sputtering method under the sputtering film formation conditions (deposition gas pressure, mixed oxygen amount in the film formation Ar gas) shown in Comparative Example 1.
  • the titanium carbide oxide film of Example 5 was formed to a thickness of about 105 nm.
  • the titanium oxide film of Example 7 was formed to a thickness of about 105 nm as the second layer film.
  • a film-shaped light-shielding plate having no warpage was produced by symmetrically forming a first-layer film having the same film thickness and a second-layer film having the same film thickness on both surfaces of the film.
  • All of the light shielding plates had an average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm of greater than 4.0, and exhibited complete light shielding properties. Further, the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm was very low reflection, and it was black.
  • the heat resistance test of the obtained black film-shaped light-shielding board was done. In any case, changes in color and reflectance were observed in a heating test at 270 ° C. for 30 minutes in the atmosphere.
  • Example 39, Example 42, and Example 43 can be used as a black light shielding plate that requires heat resistance of 200 ° C. or less.
  • the light shielding plates of Examples 40 to 41 showed no discoloration in the heating test at 150 ° C. for 30 minutes. Therefore, it can be used as a light shielding plate that requires heat resistance of 150 ° C. or lower.
  • cross-sectional TEM observation was performed on samples discolored in the heat resistance test. It was found that all the discolored samples had the first layer film oxidized or reacted with the second layer film. It can be inferred that discoloration was observed.
  • the surface resistance of the film was 500 ⁇ / ⁇ or less.
  • a light-shielding film made of various metal materials was first formed to a thickness of 110 nm, as in Examples 22 to 26.
  • a 110 nm NiTi film (Ti content 2.98 wt%) was formed using a NiTi target (containing 3 wt% Ti).
  • a 110 nm Cu film was formed using a Cu target.
  • a 110 nm Al film was formed using an Al target.
  • Comparative Example 44 a 110 nm Ti film was formed using a Ti target. These light-shielding films were formed by the direct current sputtering method under the sputtering film formation conditions (deposition gas pressure, amount of oxygen mixed into the film formation Ar gas) shown in Comparative Example 1.
  • the titanium carbide oxide film of Comparative Example 1 was formed to have a thickness of about 105 nm. In both cases, a film-shaped black shading plate without warping is produced by symmetrically forming a first layer film of the same thickness and a second layer film of the same type and thickness on both sides of the film. did.
  • All of the light shielding plates had an average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm of greater than 4.0, and exhibited complete light shielding properties. Further, the average reflectance at wavelengths of 380 to 780 nm was very high as compared with Examples 39 to 43, and the L * value was 50 to 52, indicating a color with a small blackness.
  • Example 44 to 47 Examples 39- In the same manner as in No. 43, a black light shielding plate was produced. As shown in Table 4, in Examples 44 to 45, a Ti film was formed as a first film using a Ti target. In Example 46, an Al film was formed as a first film using an Al target. In Example 47, a NiTi film (Ti content 2.98 wt%) was formed using a NiTi target (containing 3 wt% Ti). These light shielding films were formed by the direct current sputtering method under the sputtering film formation conditions (deposition gas pressure, amount of oxygen mixed into the film formation Ar gas) shown in Comparative Example 1.
  • Example 44 and Example 47 the titanium carbide oxide film of Example 5 was formed to a thickness of about 105 nm as the second layer film.
  • the titanium oxide film of Example 7 was formed to a thickness of about 105 nm as the second layer film.
  • a film-shaped light-shielding plate having no warpage was produced by symmetrically forming a first-layer film having the same film thickness and a second-layer film having the same film thickness on both surfaces of the film. .
  • All of the light shielding plates of Examples 44 to 47 had an average optical density of greater than 4.0 at wavelengths of 380 to 780 nm, and exhibited complete light shielding properties. Further, the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm is very low reflection, and the L * value is 34 to 36, which is black and is useful for optical applications.
  • the surface resistance of the film was 200 to 400 ⁇ / ⁇ .
  • Comparative Examples 45 to 47 Examples 39- In the same manner as in No. 43, a black light shielding plate was produced. As shown in Table 4, in Comparative Example 45, a Ti film was formed as a first film using a Ti target. In Comparative Example 46, an Al film was formed as the first film using an Al target. In Comparative Example 47, a NiTi film (Ti content 2.98 wt%) was formed using a NiTi target (containing 3 wt% Ti). These light shielding films were formed by the direct current sputtering method under the sputtering film formation conditions (deposition gas pressure, amount of oxygen mixed into the film formation Ar gas) shown in Comparative Example 1.
  • a titanium carbide oxide film of Comparative Example 1 was formed to a thickness of about 105 nm as the second layer film.
  • All of the light shielding plates had an average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm of greater than 4.0, and exhibited complete light shielding properties. Further, the average reflectance at wavelengths of 380 to 780 nm was very high as compared with Examples 44 to 47, and the L * value was 48 to 50, indicating a color with a small blackness.
  • Example 48 to 51 By changing the type of film, a light-shielding film of various metal materials was formed to a thickness of 110 nm on the surface of a transparent PEN film having a surface roughness (Ra) of 0.95 ⁇ m and a thickness of 100 ⁇ m. In the same manner as in No. 43, a black light shielding plate was produced. As shown in Table 4, in Examples 48 to 49, a Ti film was formed as a first film using a Ti target. In Example 50, an Al film was formed as a first film using an Al target. In Example 51, a NiTi film (Ti content 2.98 wt%) was formed using a NiTi target (containing 3 wt% Ti).
  • Example 48 and Example 51 the film of Example 5 was formed to a thickness of about 105 nm as the second layer film.
  • the film of Example 7 was formed to a thickness of about 105 nm as the second layer film.
  • a film-shaped light-shielding plate having no warpage was produced by symmetrically forming a first-layer film having the same film thickness and a second-layer film having the same film thickness on both surfaces of the film. .
  • All of the light shielding plates of Examples 48 to 51 had an average optical density greater than 4.0 at wavelengths of 380 to 780 nm, and exhibited complete light shielding properties. Further, the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm is very low reflection, the L * value is 28 to 32, and it is black, which is useful for optical applications.
  • the surface resistance of the film was 300 to 400 ⁇ / ⁇ .
  • Comparative Examples 48-50 By changing the type of film, a light-shielding film of various metal materials was formed to a thickness of 110 nm on the surface of a transparent PEN film having a surface roughness (Ra) of 0.95 ⁇ m and a thickness of 100 ⁇ m. In the same manner as in No. 43, a black light shielding plate was produced. As shown in Table 4, in Comparative Example 48, a Ti film was formed as a first film using a Ti target. In Comparative Example 49, an Al film was formed as a first layer film using an Al target. In Comparative Example 50, a NiTi film (Ti content 2.98 wt%) was formed using a NiTi target (containing 3 wt% Ti).
  • These light shielding films were formed by the direct current sputtering method under the sputtering film formation conditions (deposition gas pressure, amount of oxygen mixed into the film formation Ar gas) shown in Comparative Example 1.
  • a titanium carbide oxide film of Comparative Example 1 was formed to a thickness of about 105 nm as the second layer film.
  • All of the light-shielding plates exhibited a complete light-shielding property because the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was larger than 4.0. Further, the average reflectance at wavelengths of 380 to 780 nm was very high as compared with Examples 48 to 51, and the L * value was 46 to 47, indicating a color with a small blackness.
  • Example 52 Comparative Example 51
  • the following light-shielding film 1 is formed to a thickness of 110 nm as a first layer film on the surface of a SUS foil having a surface roughness (Ra) of 0.12 ⁇ m and a thickness of 70 ⁇ m by changing the type of substrate. did.
  • the manufacturing conditions for the first layer film were a film formation gas pressure of 0.3 to 1.0 Pa and an oxygen mixing amount introduced into Ar gas of 0.05% or less.
  • the film of Example 5 was formed to about 105 nm (Example 52), or the film of Comparative Example 1 was formed to about 105 nm (Comparative Example 51).
  • the manufacturing conditions for the second layer film are the same as the sputtering conditions (target composition, gas pressure, amount of oxygen mixed into the deposited Ar gas) shown in Example 5 except that the film thickness was changed in Example 52. It formed by the direct current
  • the composition of the film is 0.99 by C / Ti atomic ratio and 0.05 by O / Ti atomic ratio.
  • the first layer film having the same film thickness and the second layer film having the same film thickness were formed symmetrically on both surfaces of the SUS foil, thereby producing a light-shielding plate without warping.
  • All of the light shielding plates of Example 52 had an average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm larger than 4.0 and exhibited complete light shielding properties.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm is 0.30%
  • the L * value is 34, which is very low reflection compared to Comparative Example 51, and exhibits a high blackness color, which is useful for optical applications. It is.
  • the surface resistance of the film was 300 ⁇ / ⁇ .
  • the titanium carbide oxide film of Comparative Example 2 is formed as a metal light-shielding film by 150 nm on the surface of a transparent polyimide film having a thickness of 38 ⁇ m with the arithmetic average height (Ra) of the film surface being 0.40 ⁇ m by matting by sandblasting. did.
  • the manufacturing conditions of the metal light-shielding film were the same as in Comparative Example 2. Films having the same film thickness were formed symmetrically on both sides of the film to produce a film-shaped light shielding plate without warping.
  • the average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm was 4.0 or more, and sufficient light shielding properties were exhibited.
  • the gray light shielding plate of Comparative Example 52 which has a high L * value and a high reflectance, is not suitable particularly in the field where black is required in optical applications.
  • Example 53 The kind of film, the arithmetic average height (Ra) of the film surface, and the thickness of the film were the same as in Example 28, and the titanium carbide oxide film of Comparative Example 2 was used as the first-layer metal light-shielding film only on one side of the film. A film thickness of 130 nm was formed.
  • the manufacturing conditions of the metal light-shielding film were the same as the sputtering conditions shown in Comparative Example 2 (target composition, gas pressure, amount of oxygen mixed in the film-forming Ar gas), and were formed by a direct current sputtering method.
  • a 105 nm thick titanium carbide oxide film of Example 5 was formed as a second layer film on the surface of the metal light shielding film to form a black light shielding plate.
  • the manufacturing conditions for the second layer film are the same as the sputtering conditions (target composition, gas pressure, and oxygen mixing amount in the deposited Ar gas) shown in Example 5.
  • the average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm was 4.0 or more, and sufficient light shielding properties were exhibited. Moreover, it did not discolor in the heating test at 270 ° C. and had excellent heat resistance.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm was 0.30%. As for the color, the L * value was 30, and black color was exhibited.
  • the surface resistance of the film was 200 ⁇ / ⁇ .
  • a highly heat-resistant acrylic silicone adhesive product name: 9079, manufactured by Sumitomo 3M Limited
  • an adhesive layer having a thickness of 50 ⁇ m is formed to produce a heat-resistant light-shielding tape did. Therefore, the light-shielding plate of Example 53 has a complete light-shielding property with an average optical density of 4.0 or more, an average reflectance of 0.3% and a low reflectance, and has adhesive layers on both sides. Therefore, since it can be affixed to the back side peripheral portion of an image sensor such as a CCD or CMOS, it is useful as a black light shielding plate for blocking leaked light incident on the back surface of the image sensor.
  • Example 54 The kind of base material was changed and the black light-shielding thin film laminated body was formed in the single side
  • the first black coating film of the black light-shielding thin film laminate the titanium carbide oxide film of Example 5 is formed on the glass plate surface with a thickness of 70 nm, and the second layer metal light-shielding film is carbonized in Comparative Example 1.
  • a titanium oxide film was formed to a thickness of 190 nm, and the titanium carbide oxide film of Example 5 was sequentially formed to a thickness of 70 nm as a third layer black coating film, thereby producing a black light shielding plate.
  • the manufacturing conditions of the first and third layers were formed by the same direct current sputtering method as the sputtering conditions (target composition, film forming gas pressure, film forming Ar gas mixed amount) shown in Example 5. did.
  • the production conditions of the second layer film were formed by the same DC sputtering method as the sputtering conditions shown in Comparative Example 1 (target composition, film forming gas pressure, oxygen mixed amount in film forming Ar gas).
  • the light shielding plate of Example 54 had an average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm larger than 4.0 and exhibited complete light shielding properties.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film surface side was 13.0%, and the L * value of the film surface was 39.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light is incident from the glass substrate surface side where no film is attached is 10.0%, and the L * value of the glass substrate surface is 25.
  • the film surface and the glass substrate surface In both cases, the L * value was small, and the color was a high black color. Further, in the heating test at 270 ° C., the average optical density, the average reflectance and the L * value did not change and had excellent heat resistance.
  • the surface resistance of the film was 200 ⁇ / ⁇ .
  • the light-shielding plate of Example 54 has a complete light-shielding property with an average optical density of 4.0 or more, an average reflectance of the film surface and the glass plate surface is 18% or less, and has a low blackness. Because it exhibits high color, it is useful as an optical application.
  • the black light-shielding thin film laminate of Example 54 is directly fixed to the surface of a projector optical lens that requires heat resistance or a lens used in the reflow process. Since it can be formed as a drawing material, it is useful.
  • Examples 55 and 56 Except for changing the film thickness of the second titanium carbide oxide film in the black light-shielding thin film laminate of Example 54 to 100 nm (Example 55) and 240 nm (Example 56), the first, second and second The sputtering film forming conditions (target composition, film forming gas pressure, amount of oxygen mixed into the film forming Ar gas), the film thickness of the first and third layers, and the type of substrate are the same as in Example 54. Then, a black light-shielding thin film laminate was formed on one side of the glass substrate to produce a black light-shielding plate.
  • the light shielding plate of Example 55 had an average reflectance of 13.8% when the light was incident from the film surface side at a wavelength of 380 to 780 nm, and the L * value of the film surface was 42.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the glass substrate surface side was 11.0%, and the L * value of the glass substrate surface was 30.
  • Both the film surface and the glass substrate surface had a high black color, and the average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm was 4.0 or more and had a complete light-shielding property.
  • the light shielding plate of Example 56 has an average optical density of 4.0 or more, an average reflectance on the film surface side of 15.0%, and an average on the glass substrate surface side as in Example 54.
  • the reflectance was 12.4%.
  • the L * value of the film surface was 37, and the L * value of the glass substrate surface was 33, which exhibited a color with high blackness as in Example 54.
  • the average optical density, the average reflectance, and the L * value did not change and had excellent heat resistance.
  • the surface resistance of the film was 300 ⁇ / ⁇ in Example 55 and 200 ⁇ / ⁇ in Example 56.
  • the light-shielding plates of Examples 55 and 56 have complete light-shielding properties with an average optical density of 4.0 or more, the average reflectance of the film surface and the glass plate surface is as low as 18% or less, and black It is useful as an optical application because it exhibits a high degree of color.
  • the black light-shielding thin film laminates of Examples 55 and 56 are useful because they can be directly formed on a surface of a projector optical lens that requires heat resistance, a lens used in a reflow process, or the like. It is.
  • Examples 57 to 59 Except for changing the film thickness of the first black coating film in the black light-shielding thin film laminate of Example 54 to 30 nm (Example 57), 50 nm (Example 58), and 100 nm (Example 59), Sputtering deposition conditions (target composition, deposition gas pressure, oxygen mixing amount in deposition Ar gas) of the first, second, and third layer films, film thicknesses of the second and third layer films, The type of substrate was the same as in Example 54, and a black light-shielding thin film laminate was formed on one side of a glass substrate to produce a black light-shielding plate.
  • Sputtering deposition conditions target composition, deposition gas pressure, oxygen mixing amount in deposition Ar gas
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light is incident from the film surface side is 13.5% in Example 57, 14.4% in Example 58, and 15.5 in Example 59. 7%.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the glass substrate surface was 10.5% in Example 57, 11.4% in Example 58, and 12.7% in Example 59.
  • the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more in all Examples 57 to 59, indicating complete light shielding properties.
  • the L * value on the film surface was 41 in Example 57, 40 in Example 58, and 38 in Example 59, and the L * value on the glass substrate surface was 31 in Example 57, 33 in Example 58, and Example 59. It was 34.
  • the heating test at 270 ° C. in Examples 57 to 59, as in Example 54, the average optical density, the average reflectance, and the L * value did not change and had excellent heat resistance.
  • the surface resistance in Examples 57 to 59 was 100 to 400 ⁇ / ⁇ .
  • the light-shielding plates of Examples 57 to 59 have complete light-shielding properties with an average optical density of 4.0 or more, low reflectance with an average reflectance of 18% or less on the film surface and the glass plate surface, and black It is useful as an optical application because of its high degree of color. Further, the black light-shielding thin film laminates of Examples 57 to 59 are useful because they can be directly formed as a fixed diaphragm on the surface of a projector optical lens that requires heat resistance or a lens used in a reflow process. It is.
  • Examples 60 to 62 Except for changing the film thickness of the black coating film of the third layer in the black light-shielding thin film laminate of Example 54 to 30 nm (Example 60), 50 nm (Example 61), and 100 nm (Example 62), Sputtering deposition conditions (target composition, deposition gas pressure, oxygen mixing amount in deposition Ar gas) of the first, second, and third layer films, film thicknesses of the first and second layer films, and The type of substrate was the same as in Example 54, and a black light-shielding thin film laminate was formed on one side of a glass substrate to produce a black light-shielding plate.
  • Sputtering deposition conditions target composition, deposition gas pressure, oxygen mixing amount in deposition Ar gas
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light is incident from the film surface side is 17.0% in Example 60, 16.1% in Example 61, and 13.2 in Example 62. 4%.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the glass substrate surface was 14.6% in Example 60, 13.2% in Example 61, and 10.3% in Example 62. .
  • the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more in all Examples 60 to 62, indicating complete light shielding properties.
  • the L * value of the film surface was 42 in Example 60, 40 in Example 61, and 38 in Example 62, and the L * value on the glass substrate surface was 37 in Example 60, 33 in Example 61, and Example. 62 was 32.
  • the surface resistance was 200 ⁇ / ⁇ in Examples 60 to 62.
  • the average optical density, the average reflectance, and the L * value did not change and had excellent heat resistance.
  • the light-shielding plates of Examples 60 to 62 have complete light-shielding properties with an average optical density of 4.0 or more, low reflectance with an average reflectance of 18% or less on the film surface and the glass plate surface, and black It is useful as an optical application because of its high degree of color.
  • the black light-shielding thin film laminates of Examples 60 to 62 are useful because they can be formed directly on the surface of a projector optical lens that requires heat resistance or a lens used in a reflow process, as a fixed diaphragm. It is.
  • Comparative Example 53 Except for changing the film thickness of the second black coating film in the black light-shielding thin film laminate of Example 54 to 90 nm, the sputtering film forming conditions (targets) of the first, second, and third layer films
  • the composition, film forming gas pressure, amount of oxygen mixed in the film forming Ar gas), the film thickness of the first and third layers, and the type of the substrate were the same as in Example 54.
  • the body was formed and the black light-shielding board was produced.
  • the light shielding plate of Comparative Example 53 had an average reflectance of 13.5% when the light was incident from the film surface side at a wavelength of 380 to 780 nm, and the L * value of the film surface was 38.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the glass substrate surface side was 12.0%, and the L * value of the glass substrate surface was 34. Both the film surface and the glass substrate surface had a high blackness. However, the average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm was 3.7, and it did not have complete light shielding properties. In the heating test at 270 ° C., as in Example 54, the average optical density, average reflectance, and L * value did not change and had excellent heat resistance. The surface resistance of the film was 200 ⁇ / ⁇ . Therefore, the light-shielding plate of Comparative Example 53 has a high blackness, low reflection, and excellent heat resistance. However, since the average optical density is less than 4.0, complete light-shielding properties among optical members. Is not suitable for applications that require.
  • Comparative Example 54 On one side of a glass substrate (Corning 7059), the film of Comparative Example 1 as a first layer film is 190 nm thick, and the film of Example 5 is formed as a second layer film on the first layer film. A film having a thickness of about 70 nm was formed to form a black light shielding plate.
  • the sputtering film formation conditions (target composition, film formation gas pressure, and amount of oxygen mixed into the film formation Ar gas) of the first and second layer films are the same as those in Comparative Example 1 and Example 5. This film configuration is the case where the film of Example 5 of the first layer shown in Example 54 is not formed.
  • the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more, indicating complete light shielding properties.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film surface side was 13.5%, which was the same as in Example 54, but the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the glass substrate surface.
  • the L * value of the film surface was 42 and the same as that of Example 54, but the L * value of the glass substrate surface was very high as 60 and exhibited a color with low blackness.
  • the surface resistance was 200 ⁇ / ⁇ .
  • the average optical density, average reflectance, and L * value did not change and had excellent heat resistance. Therefore, although the light shielding plate of Comparative Example 54 has a complete light shielding property with an average optical density of 4.0 or more and an average reflectance of the film surface is as low as 18% or less, the average reflection on the glass substrate surface side is low. Since it has a high color rate and a low blackness, it cannot be directly formed on the surface of a projector optical lens that requires heat resistance, a lens used in a reflow process, or the like.
  • Example 63 Except for the composition of the second layer film of Example 54 being a Ti film (Example 63), NiTi film (Example 64), and Al film (Example 65), the first layer and the third layer Sputtering film forming conditions (target composition, film forming gas pressure, amount of oxygen mixed into film forming Ar gas), film thickness and substrate type were formed in the same manner as in Example 54, and a black light shielding plate was produced.
  • target composition target composition, film forming gas pressure, amount of oxygen mixed into film forming Ar gas
  • film thickness and substrate type were formed in the same manner as in Example 54, and a black light shielding plate was produced.
  • a Ti film of 190 nm was formed using a Ti target.
  • Example 64 a 190 nm NiTi film (Ti content 2.98 wt%) was formed using a NiTi target (containing 3 wt% Ti).
  • Example 65 an Al film having a thickness of 190 nm was formed using an Al target.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light is incident from the film surface side is 15.3% in Example 63, 15.7% in Example 64, and 16.5 in Example 65. 2%.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the glass substrate surface was 12.3% in Example 63, 11.4% in Example 64, and 13.7% in Example 65.
  • the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more in all Examples 60 to 62, indicating complete light shielding properties.
  • the L * value of the film surface is 43 in Example 63, 42 in Example 64, and 44 in Example 65.
  • the L * value of the glass substrate surface is 31 in Example 63, 30 in Example 64, and Example. It was 33 at 65.
  • the surface resistance was 200 to 300 ⁇ / ⁇ in Examples 63 to 65.
  • changes in color and reflectance were observed in Examples 63 to 65.
  • discoloration was observed in Example 65, but in Examples 63 and 64, there was no change in color or discoloration. Therefore, Examples 63 and 64 can be used as a black light shielding plate that requires heat resistance of 200 ° C. or less.
  • the shading plate of Example 65 showed no discoloration in the heating test at 150 ° C.
  • the light-shielding plates of Examples 63 to 65 have complete light-shielding properties with an average optical density of 4.0 or more, low reflectance of 18% or less on the film surface and glass plate surface, and black It is useful as an optical application because it exhibits a high degree of color.
  • a Ti film (Comparative Example 55), a NiTi film (Comparative Example 56), and an Al film (Comparative Example 57) are formed as a first layer film on one side of a glass substrate (Corning 7059).
  • the film of Example 5 was formed as a second layer film to produce a black light shielding plate.
  • the first layer sputtering film formation conditions target composition, film formation gas pressure, and amount of oxygen mixed in the film formation Ar gas
  • the Ti film was formed to 190 nm
  • Comparative Example 56 the NiTi film was formed to 190 nm
  • Comparative Example 57 the Al film was formed to 190 nm.
  • the sputtering deposition conditions for the second layer were the same as those for the first and third layers in Example 54. It was. As shown in Table 5, the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more, indicating complete light shielding properties. The average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film surface side was 13.3% in Comparative Example 55, 12.9% in Comparative Example 56, and 14.4% in Comparative Example 57.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the glass substrate surface was 29.7% in Comparative Example 55, 29.5% in Comparative Example 56, and 33.4% in Comparative Example 57. Higher than Examples 63-65.
  • the L * value on the film surface was 43 in Comparative Example 55, 42 in Comparative Example 56, and 43 in Comparative Example 57, but the L * value on the glass substrate surface was 55 to 61 in Comparative Examples 55 to 57. It was larger than Examples 63 to 65 and exhibited a color with a small blackness.
  • the surface resistance was 200 to 400 ⁇ / ⁇ . In the heating test at 270 ° C. in the atmosphere, changes in color and reflectance were observed as in Examples 63 to 65.
  • the light shielding plates of Comparative Examples 55 to 57 have complete light shielding properties with an average optical density of 4.0 or higher, the average reflectance on the substrate surface side is as high as 18% or higher and the blackness is small. Since it has a taste, it cannot be directly formed as a fixed diaphragm on the surface of an optical lens of a projector that requires heat resistance or a lens used in a reflow process.
  • Example 66 A polyimide film having an arithmetic average height (Ra) of 0.4 ⁇ m and a thickness of 25 ⁇ m was used as a substrate, and a black light-shielding thin film laminate was formed on one side of the polyimide film to produce a black light-shielding plate.
  • the film of Example 5 is used as the first black coating film on one side of the polyimide film
  • the film of Comparative Example 1 is used as the second metal light-shielding film
  • the third layer The film of Example 5 was sequentially formed as a black coating film.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light is incident from the film surface side is 0.31%, and the average reflectance when incident from the substrate surface without the film is 0. It was 24%.
  • the color of the film surface was 41 by L * value, and the L * value of film surface was 38.
  • the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more, and it was found that the film had a complete light shielding property.
  • the average optical density, average reflectance, and L * value did not change and had excellent heat resistance.
  • the light-shielding plate of Example 66 has a complete light-shielding property with an average optical density of 4.0 or higher, a low average reflectance of 0.8% or less on the film surface and the film substrate surface, and a high blackness color. Since it has a taste, it is useful as an optical application.
  • Example 67 and 68 Except for changing the film thickness of the second layer in the black light-shielding thin film laminate of Example 66 to 100 nm (Example 67) and 240 nm (Example 68), the films of the first, second, and third layers
  • the film formation conditions target composition, film formation gas pressure, amount of oxygen mixed into the film formation Ar gas
  • the film thicknesses of the first and third layers, and the substrate type were the same as in Example 66, and the polyimide film substrate A black light-shielding thin film laminate was formed on one side of the film to prepare a black light-shielding plate.
  • the light shielding plate of Example 67 had an average reflectance of 0.27% when light was incident from the film surface side at a wavelength of 380 to 780 nm, and the L * value of the film surface was 40.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film substrate surface side was 0.22%, and the L * value of the film substrate surface was 37. Both the film surface and the film substrate surface had a high blackness.
  • the average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm was 4.0 or more and had a complete light shielding property.
  • the light shielding plate of Example 68 has an average optical density of 4.0 or more, an average reflectance on the film surface side of 0.26%, and an average on the film substrate surface side as in Example 66.
  • the reflectance was 0.20%.
  • the L * value on the film surface was 38, and the L * value on the film substrate surface was 31.
  • the film had a high blackness.
  • the average optical density, the average reflectance, and the L * value did not change and had excellent heat resistance.
  • the surface resistance of the film was 200 ⁇ / ⁇ in Examples 67 and 68.
  • the light-shielding plates of Examples 67 and 68 have a color with high blackness, have an optical density of 4.0 or more and complete light-shielding properties, and the average reflectance of the film surface and the film substrate surface is 0.00. Since it is as low as 8% or less, it is useful for optical applications.
  • Example 69 to 71 Except for changing the film thickness of the first layer in the black light-shielding thin film laminate of Example 66 to 30 nm (Example 69), 50 nm (Example 70), and 100 nm (Example 71), the first and second The sputtering film forming conditions (target composition, film forming gas pressure, amount of oxygen mixed in the film forming Ar gas) of the third layer film, the film thickness of the second and third layer films, and the type of the substrate are as follows: In the same manner as in Example 66, a black light-shielding thin film laminate was formed on one surface of a polyimide film substrate to produce a black light-shielding plate.
  • target composition, film forming gas pressure, amount of oxygen mixed in the film forming Ar gas target composition, film forming gas pressure, amount of oxygen mixed in the film forming Ar gas
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light is incident from the film surface side is 0.26% in Example 69, 0.27% in Example 70, and 0.25% in Example 71.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film substrate surface was 0.25% in Example 69, 0.23% in Example 70, and 0.21% in Example 71.
  • the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more in Examples 69 to 71, indicating complete light shielding properties.
  • the L * value on the film surface was 42 in Example 69, 41 in Example 70, and 38 in Example 71, and the L * value on the film substrate surface was 34 in Example 69, 32 in Example 70, and Example 71. 27.
  • the average optical density, the average reflectance, and the L * value did not change and had excellent heat resistance.
  • the surface resistance was 200 to 300 ⁇ / ⁇ in Examples 69 to 71. Therefore, the light-shielding plates of Examples 69 to 71 have a complete light-shielding property with an average optical density of 4.0 or more, a low average reflectance on the film surface and the film plate surface, and a color with high blackness. Therefore, it is useful as an optical application.
  • Example 72 Except for changing the film thickness of the third layer in the black light-shielding thin film laminate of Example 66 to 30 nm (Example 72), 50 nm (Example 73), and 100 nm (Example 74), the first and second The manufacturing conditions of the third layer film (target composition, film forming gas pressure, oxygen mixing amount in the film forming Ar gas), the film thicknesses of the first and second layer films, and the types of base materials are as follows. In the same manner as in Example 66, a black light-shielding thin film laminate was formed on one side of a polyimide film substrate to produce a black light-shielding plate.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light is incident from the film surface side is 0.32% in Example 72, 0.30% in Example 73, and 0.27% in Example 74.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film substrate surface was 0.24% in Example 72, 0.23% in Example 73, and 0.22% in Example 74.
  • the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more in Examples 72 to 74, indicating complete light shielding properties.
  • the L * value on the film surface was 42 in Example 72, 41 in Example 73, and 38 in Example 74, and the L * value on the film substrate surface was 28 in Example 72, 28 in Example 73, and Example. It was 27 at 74.
  • the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more in Examples 72 to 74.
  • the surface resistance was 200 to 400 ⁇ / ⁇ in Examples 72 to 74. In the heating test at 270 ° C., in Examples 72 to 74, as in Example 66, the average optical density, the average reflectance, and the L * value did not change and had excellent heat resistance.
  • the light-shielding plates of Examples 72 to 74 have a complete light-shielding property with an average optical density of 4.0 or higher, a low average reflectance on the film surface and the film substrate surface, and a color with high blackness. Therefore, it is useful as an optical application.
  • Example 58 Except for changing the film thickness of the second layer in the black light-shielding thin film laminate of Example 66 to 90 nm, the sputtering film formation conditions (target composition, composition of the first, second, and third layers) were changed.
  • the film gas pressure, the amount of oxygen mixed in the film-forming Ar gas), the film thickness of the first and third layers, and the type of the substrate were the same as in Example 66, and the black light-shielding thin film was laminated on one side of the polyimide film substrate. A body was formed and a black shading plate was produced.
  • the light shielding plate of Comparative Example 58 had an average reflectance of 0.30% when the light was incident from the film surface side at a wavelength of 380 to 780 nm, and the L * value of the film surface was 39.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film substrate surface side was 0.24%, and the L * value of the film substrate surface was 29.
  • Both the film surface and the film substrate surface exhibited a color with high blackness, and the average optical density at a wavelength of 380 to 780 nm was 3.8, which did not have complete light shielding properties.
  • the average optical density, the average reflectance, and the L * value did not change and had excellent heat resistance.
  • the surface resistance of the film was 300 ⁇ / ⁇ . Therefore, the light-shielding plate of Comparative Example 55 exhibits a color with high blackness, low reflection, and excellent heat resistance.
  • the average optical density is less than 4.0, complete light-shielding properties among optical members. Is not suitable for applications that require.
  • the arithmetic average height (Ra) is 0.4 ⁇ m
  • the film of Comparative Example 1 is 190 nm in thickness as the first film
  • the first film on the first film was formed to a film thickness of about 70 nm as the second layer film to form a black light shielding plate.
  • the sputtering film formation conditions for the first layer are the same as in Comparative Example 1.
  • the sputtering film formation conditions (target composition, film formation gas pressure, and amount of oxygen mixed into the film formation Ar gas) of the second layer film are the same as in Example 5.
  • This film configuration is the case where the film of Example 5 of the first layer shown in Example 66 is not formed.
  • the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more, indicating complete light shielding properties.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film surface side was 0.32%, which was the same as in Example 66, but the average reflection at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film substrate surface.
  • the rate was 1.13%, which was higher than that in Example 66.
  • the L * value on the film surface was 42, which was the same as that in Example 66, but the L * value on the film substrate surface was as high as 50 and exhibited a color with low blackness.
  • the surface resistance was 200 ⁇ / ⁇ .
  • the average optical density, the average reflectance, and the L * value did not change and had excellent heat resistance. Therefore, although the light shielding plate of Comparative Example 59 has a complete light shielding property with an average optical density of 4.0 or more and the average reflectance of the film surface is as low as 0.8% or less, the average reflectance on the film substrate surface side is low. Is as high as 1.13% and has a low blackness, it is not suitable for an optical member.
  • Example 75 The same production conditions (target composition, deposition gas pressure, composition) as in Examples 63 to 65, except that the substrate type was changed to a polyimide film having an arithmetic average height (Ra) of 0.4 ⁇ m and a thickness of 25 ⁇ m. A black light-shielding plate was produced with the amount of oxygen mixed in the film Ar gas) and the film thickness.
  • the composition of the second layer was Ti film (Example 75), NiTi film (Example 76), and Al film (Example 77).
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light is incident from the film surface side is 0.31% in Example 75, 0.28% in Example 76, and 0.27% in Example 77.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film substrate surface was 0.24% in Example 75, 0.24% in Example 76, and 0.23% in Example 77.
  • the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more in Examples 75 to 77, indicating complete light shielding properties.
  • the L * value on the film surface was 43 in Example 75, 40 in Example 76, and 42 in Example 77, and the L * value on the film substrate surface was 34 in Example 75, 30 in Example 76, and Example. It was 36 in 77.
  • the surface resistance was 200 to 300 ⁇ / ⁇ in Examples 75 to 77.
  • In the heating test at 270 ° C. in Examples 75 to 77, changes in color and reflectance were observed.
  • discoloration was observed in Example 77, but in Examples 75 and 76, there was no change in color or reflectance. Therefore, Examples 75 and 76 can be used as a black light shielding plate that requires heat resistance of 200 ° C. or less.
  • the light shielding plate of Example 77 no discoloration was observed in the heating test at 150 ° C. Therefore, it can be used as a light shielding plate that requires heat resistance of 150 ° C. or lower.
  • the light shielding plates of Examples 75 to 77 cross-sectional TEM observation was performed on samples discolored in the heat resistance test. It was found that the discolored samples were oxidized in the second layer film. It can be inferred that discoloration was observed. Therefore, the light-shielding plates of Examples 75 to 77 have a complete light-shielding property with an average optical density of 4.0 or more, a low average reflectance on the film surface and the film substrate surface, and a color with high blackness. Therefore, it is useful as an optical application.
  • a Ti film (Comparative Example 60), a NiTi film (Comparative Example 61), and an Al film (Comparative Example 62) are formed as a first layer film on one surface of the polyimide film, and a second layer is formed on each film.
  • the film of Example 5 was formed as a film to produce a black light shielding plate.
  • the first layer sputtering film formation conditions target composition, film formation gas pressure, and amount of oxygen mixed into the film formation Ar gas) were the same as in Examples 75-77.
  • the Ti film was 190 nm
  • Comparative Example 61 the NiTi film was 190 nm
  • Comparative Example 62 the Al film was 190 nm.
  • the sputtering deposition conditions for the second layer are the sputtering deposition conditions for the first and third layers in Examples 75 to 77. And went the same. As shown in Table 6, the average optical density at wavelengths of 380 to 780 nm was 4.0 or more, indicating complete light shielding properties. The average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film surface side was 0.33% in Comparative Example 60, 0.29% in Comparative Example 61, and 0.37% in Comparative Example 62.
  • the average reflectance at a wavelength of 380 to 780 nm when light was incident from the film substrate surface was 1.27% in Comparative Example 60, 1.35% in Comparative Example 61, and 1.47% in Comparative Example 62. Higher than 75-77.
  • the L * value on the film surface was 42 in Comparative Example 60, 39 in Comparative Example 61, and 41 in Comparative Example 62.
  • the L * value on the glass substrate surface was 49 to 52 in Comparative Examples 60 to 62. It was higher than Examples 75 to 77 and exhibited a color with low blackness.
  • the surface resistance was 200 to 300 ⁇ / ⁇ . In the heating test at 270 ° C. in the atmosphere, changes in color and reflectance were observed as in Examples 75 to 77. Therefore, although the light shielding plates of Comparative Examples 60 to 62 have complete light shielding properties with an average optical density of 4.0 or more, they exhibit a color with high average reflectance on the substrate surface side and low blackness. Therefore, it is not suitable for optical use.

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Abstract

 光学部材の表面を低反射性、黒色性にしうる耐熱性のある黒色被覆膜と、これを用いた樹脂フィルムをベース基材とする黒色遮光板、及び、それを用いた絞り、光量調整用絞り装置、並びにシャッターを提供。  チタン及び酸素を主成分とし、酸素の含有量がO/Ti原子数比として0.7~1.4である酸化チタン膜が、不透明基板又は半透明基板上に形成された黒色被覆膜(A)であって、前記酸化チタン膜は、結晶の長手方向が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織となり、該膜表面に突起を有し、かつ膜厚が50nm以上であることを特徴とする黒色被覆膜;基板の少なくとも一方の面に、膜厚40nm以上の金属遮光膜(B)が形成され、更に金属遮光膜(B)の表面上に黒色被覆膜(A)が積層形成された黒色遮光板などにより提供。

Description

黒色被覆膜とその製造方法、黒色遮光板、及び、それを用いた絞り、光量調整用絞り装置、シャッター、並びに耐熱遮光テープ
 本発明は、黒色被覆膜とその製造方法、黒色遮光板、及び、それを用いた絞り、光量調整用絞り装置、シャッター、並びに耐熱遮光テープに関し、より詳しくは、光学部材の表面を低反射性、黒色性にしうる耐熱性のある黒色被覆膜と、これを用いた樹脂フィルムなどをベース基材とする黒色遮光板、及び、それを用いた絞り、光量調整用絞り装置、シャッター、並びに耐熱遮光テープに関する。
 近年、デジタルカメラの高速(機械式)シャッターの開発が活発に行われている。これは、シャッタースピードを高速にすれば、超高速の被写体をブレ無く撮影でき鮮明な画像が得られるためである。一般にシャッターは、シャッター羽根と呼ばれる複数の羽根が回転、移動することで開閉するが、シャッタースピードを高速化するためには、シャッター羽根が極めて短時間に動作と停止するように、軽量化し、かつ高摺動性を必要とする。更に、シャッター羽根は、シャッターが閉の状態では、フィルムなどの感光材やCCD、CMOSなどの撮像素子の前面を覆って光を遮る役割を有しており、完全な遮光性を必要とする。それだけでなく、シャッター羽根は、シャッター羽根の複数枚が互いに重なり合って動作する際に、各羽根間の漏れ光の発生を防ぐために羽根表面の光反射率が低いこと、すなわち黒色度が高いことが望まれる。
 デジタルカメラのレンズユニット内に挿入され、一定の光量に絞って光を撮像素子に送る役割の固定絞りについても、絞りの表面の光反射が生じると迷光となり鮮明な撮像を損なうため、表面の低反射性、すなわち黒色性が高いことが要求される。
 撮影機能を有した携帯電話、すなわちカメラ付携帯電話でも、近年、高画素で高画質の撮影が行えるよう、小型の機械式シャッターがレンズユニットに搭載され始めている。また携帯電話のレンズユニット内には固定絞りが挿入されている。上記の携帯電話に組み込まれる機械式シャッターは、一般のデジタルカメラよりも、省電力による作動が要求される。そのためシャッター羽根の軽量化が特に強く要求される。更に、最近携帯電話のレンズユニットの製造では、製造コストを低減する目的で、レンズ、固定絞り、シャッターなどの各パーツがリフロー工程で組み立てられることが要望されている。そのため、これに用いられるシャッター羽根や固定絞りには、表面の低反射性・黒色性の他に耐熱性が要求されている。
 また、最近の自動車搭載機器の動向をみると、バックビューモニターなどのビデオカメラを用いたモニターが搭載される傾向にある。このビデオカメラモニターのレンズユニット内にも、固定絞りが使われているが、同様に迷光防止のため絞りの表面に低反射性・黒色性が要求されている。そして、車載用のビデオカメラのレンズユニットは、真夏の炎天下など高温の使用環境下でも機能を損なわないよう、耐熱性が要求されており、固定絞り部材にも耐熱性が要求されている。
 一方、液晶プロジェクターは、大画面のホームシアターとして鑑賞できるため、最近、一般家庭に普及し始めている。リビングルームといった明るい環境下でも鮮やかなハイコントラスト映像が楽しめるような高画質化が強く要望され、ランプ光源を高出力化して画質の高輝度化が進んでいる。プロジェクターの光学系には、ランプ光源からの光量を調整する光量調整用絞り装置(オートアイリス)がレンズ系の内部や側面に用いられている。光量調整用絞り装置は、シャッターと同様に、絞り羽根が複数枚互いに重なって、光を通す開口部の面積を調整する。このような光量調整用絞り装置の絞り羽根も、シャッター羽根の場合と同様の理由から、表面の低反射性と軽量化が要求されている。それと同時に、光量調整用絞り装置の絞り羽根では、ランプ光の照射によって加熱されるので耐熱性も必要となる。すなわち、光照射によって羽材の低反射性が変質し劣化してしまうと、迷光が生じて鮮明な映像を写せなくなるからである。
 上述のシャッター羽根や固定絞り材、光量調整用絞り装置の絞り羽根に用いる遮光板には、要求特性に応じて下記のものが一般に用いられている。
 耐熱性を要求される場合は、SUS、SK材、Al、Ti等の金属薄板を基材とした遮光板が一般的である。金属薄板自体を遮光板としたものもあるが、金属光沢を有するため、表面の反射光による迷光の影響を回避したい場合には好ましくない。これに対して、金属薄板上に黒色潤滑塗装した遮光板は、低反射性・黒色性を有するが、塗装部が耐熱性に劣るため、高温環境下では一般に使えないという課題がある。特許文献3には、アルミニウム合金などの金属製羽根材料の表面に硬質炭素膜を形成した遮光材が開示されている。しかし、表面に硬質炭素膜を形成しても遮光材の低反射特性は実現できず、反射光による迷光の発生は避けられない。上記金属薄板を基材に用いた遮光板の場合、シャッター羽根や絞り羽根として使用すると、いずれも重量が大きいため、羽根を駆動する駆動モーターのトルクが大きくなり、消費電力が大きくなる、シャッタースピードが上げられない、羽根同士の接触による騒音が発生するなどの問題が有る。
 これに対して、樹脂フィルムを基材として用いた遮光板も提案されている。特許文献1により、表面の反射を低減するためにマット加工した樹脂フィルムを使用した遮光板や、微細な多数の凹凸面を形成することで艶消し性を付与したフィルム状の遮光板が提案され、また、特許文献2により、樹脂フィルム上に、艶消し塗料を含有した熱硬化性樹脂を塗膜した遮光フィルムが提案されている。しかし、これらは、樹脂フィルム自体の加工や艶消し剤の添加により表面の反射を低減させているに過ぎず、遮光羽根からの反射による迷光の影響を防止することは考慮されていない。
 樹脂フィルムを基材として用いた遮光板については、比重の軽さ、安価さ、可とう性からポリエチレンテレフタレート(PET)を基材として用いる場合が多い。また、カーボンブラックやチタンブラックなどの黒色微粒子を内部に含浸させて、透過率を低減したPETフィルムが広範に用いられている。例えば、特許文献4では、酸化チタンなどの針状又は粒状微細材料を含む塗膜を基材にコーティングすることが提案されている。
 しかし、PET材は、耐熱性が150℃より低く、引張弾性率などの機械的強度が弱い。耐熱性に劣るため、高出力のランプ光が照射されるプロジェクターの光量調整用絞り部材やリフロー工程に対応した固定絞り部材やシャッター用部材としては利用することができない。また、高速シャッターの羽根部材では、シャッター羽根の高速化に応じてフィルム厚みの低減が必要となるが、黒色微粒子を内部に含浸させて得た樹脂フィルムの場合は、フィルム厚が薄く例えば38μm以下になると、十分な遮光性を発揮することができず、シャッター羽根には使用できない。
 特許文献5では、樹脂フィルム上にスパッタリング法等により成膜された金属単体、混合物又は化合物からなる薄膜と、導電性、潤滑性及び耐擦傷性の特性を満たした特定元素の単体又は化合物などからなる薄膜(保護膜)を順次積層して得られる遮光羽根材料が提案されている。ここでは、最近の遮光羽根に要求される特性の低反射性、黒色性については言及されていない。また保護膜の効果は、耐擦傷性に関するカーボンの効果しか具体的に示されていない。
 上記のように、シャッター羽根や固定絞り、光量調整用絞り装置の絞り羽根などの光学部品の表面を低反射率化、黒色化するための被覆膜材料はあるが、耐熱性に優れたものは見出されていなかった。
 このような状況下、基材として、SUS、SK材、Al、Ti等の重量が比較的小さい金属薄板、あるいは低反射性、黒色性をもたせた樹脂フィルムを用い、羽根を駆動する駆動モーターのトルクや消費電力が大きくならず、シャッタースピードが上げられ、羽根同士の接触による騒音が発生しない遮光板、可視域における十分な遮光性と低反射性、軽量性、導電性を併せ持つシャッター羽根や固定絞り、光量調整用絞り装置の絞り羽根が必要とされていた。
 上述のようにデジタルカメラ、カメラ付携帯電話の小型化、薄肉化が進み、搭載される構成部品も小型化、薄肉化が求められ、CCD、CMOSなどの撮像素子や、撮像素子が搭載されたフレキシブルプリント基板(FPC)が薄肉化される傾向がある。その場合、撮像素子の背面から光が漏れ、さらにはFPCをも光は通過する。その透過光はFPCの側の部品に反射して、再び、FPCを通過して撮像素子の背面から入射する。この撮像素子裏面への漏れ光が多くなると、FPCの配線回路が撮像域に写り込み、撮像の品質が劣化してしまう。そのため、撮像素子の背後から透過した光が再び戻ってこないよう、光を吸収して遮断する機能を持った軽量の遮光フィルムをFPCに貼り付けることが有効とされる。カメラユニットがリフロー対応であれば、遮光フィルムも耐熱性が必要とされる。
 これまで、そのような用途に有用な耐熱遮光テープはなく、その開発が必要とされていた。
特開平1-120503号公報 特開平4-9802号公報 特開平2-116837号公報 特開2002-40512号公報 特開2006-138974号公報
 本発明では、大気中300℃の高温環境下でも低反射性、黒色性を維持できるシャッター羽根や固定絞り、光量調整用絞り装置の絞り羽根、耐熱遮光テープなどの光部品用の新しい黒色被覆膜材料を提供することを目的とする。さらに、該黒色被覆膜を表面に形成した樹脂フィルムなどをベース基材とする、耐熱性に優れて軽量化された黒色遮光板を提供することを目的とする。
 本発明者等は、シャッター羽根や固定絞り、光量調整用絞り装置の絞り羽根などの光学部品の表面を低反射率化、黒色化可能な被覆膜材料を探索した結果、Ti、Oを主成分とし、酸素量(O/Ti原子数比)が特定の範囲にあり、結晶の長手方向が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶の集合組織を有し、膜厚が50nm以上である黒色被覆膜を基板上に形成すること、あるいは黒色被覆膜を形成する前に、更に金属遮光膜を基板表面上に形成し積層した黒色遮光板とすることで、上記性能を達成でき、高温環境下でもその特徴を損なわないことを見出し、本発明を完成するに至った。なお、以下、基板に形成された黒色被覆膜、または基板に形成された金属遮光膜及び黒色被覆膜を遮光性薄膜ということがある。
 すなわち、本発明の第1の発明によれば、チタン及び酸素を主成分とし、酸素の含有量がO/Ti原子数比として0.7~1.4である酸化チタン膜が、基板上に形成された黒色被覆膜(A)であって、前記酸化チタン膜は、結晶の長手方向が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織となり、該膜表面に突起を有し、かつ膜厚が50nm以上であることを特徴とする黒色被覆膜が提供される。
 また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、基板が、ステンレス、SK(炭素鋼)、Al、Tiなどの金属薄板、アルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコニアなどのセラミックス薄板、ガラス板、樹脂板、又は樹脂フィルムから選ばれることを特徴とする黒色被覆膜が提供される。
 また、本発明の第3の発明によれば、第1の発明において、酸化チタン膜が、さらに炭素を含有し、その含有量がC/Ti原子数比として0.7以上の炭化酸化チタン膜であることを特徴とする黒色被覆膜が提供される。
 また、本発明の第4の発明によれば、第1又は3の発明において、酸化チタン膜又は炭化酸化チタン膜を構成する微細柱状結晶の結晶子径が、直径(幅)10~40nmであることを特徴とする黒色被覆膜が提供される。
 また、本発明の第5の発明によれば、第1又は3の発明において、膜厚が50~250nmであることを特徴とする黒色被覆膜が提供される。
 また、本発明の第6の発明によれば、第1又は3の発明において、原子間力顕微鏡で測定した、1μm×1μmの領域における中心線平均粗さ(Ra)が、1.8nm以上であることを特徴とする黒色被覆膜が提供される。
 また、本発明の第7の発明によれば、第6の発明において、原子間力顕微鏡で測定した、1μm×1μmの領域における中心線平均粗さ(Ra)が、2.4nm以上であることを特徴とする黒色被覆膜が提供される。
 さらに、本発明の第8の発明によれば、第1~7のいずれかの発明において、波長380~780nmにおける膜自体の平行光線透過率の平均が、13~35%であることを特徴とする黒色被覆膜が提供される。
 一方、本発明の第9の発明によれば、第1~8のいずれかの発明に係り、酸化チタン、酸化チタン及び炭化チタン、もしくは炭化酸化チタンから選ばれるいずれかの焼結体ターゲットを用いて、1.5Pa以上の成膜ガス圧にてスパッタリングして、基板上に酸化チタン膜又は炭化酸化チタン膜を形成することを特徴とする黒色被覆膜の製造方法が提供される。
 また、本発明の第10の発明によれば、第9の発明において、成膜ガスが、アルゴン、又はヘリウムを主とする不活性ガスであり、酸素ガスの含有量が0.8容積%以下であることを特徴とする黒色被覆膜の製造方法が提供される。
 また、本発明の第11の発明によれば、酸化チタン、酸化チタン及び炭化チタン、もしくは炭化酸化チタンから選ばれるいずれかの焼結体ターゲットを用いて、成膜中に成膜ガスとして酸素ガスを導入せず、アルゴン、又はヘリウムを主とする不活性ガスを導入してスパッタリング成膜し、焼結体に含有する酸素及び/又は成膜室内の残留ガス中の酸素を膜中に取り込むことを特徴とする黒色被覆膜の製造方法が提供される。
 さらに、本発明の第12の発明によれば、第11の発明において、スパッタリング時に、1.5Pa以上の成膜ガス圧にて成膜することを特徴とする黒色被覆膜の製造方法が提供される。
 一方、本発明の第13の発明によれば、第1~8のいずれかの発明に係り、酸化チタン又は炭化酸化チタン膜から選ばれる黒色被覆膜(A)上に、金属遮光膜(B)と、前記と同様の黒色被覆膜(A)が順次積層された黒色遮光性薄膜積層体が提供される。
 また、本発明の第14の発明によれば、第13の発明において、金属遮光膜(B)が、チタン、タンタル、タングステン、コバルト、ニッケル、ニオブ、鉄、亜鉛、銅、アルミニウム、又は珪素より選ばれた1種類以上の元素を主成分とする金属材料であることを特徴とする黒色遮光性薄膜積層体が提供される。
 さらに、本発明の第15の発明によれば、第13又は14の発明において、金属遮光膜(B)が、炭化チタン膜、又は炭化酸化チタン膜であり、該膜中の含有炭素量がC/Ti原子数比として0.6以上、かつ膜中の酸素量がO/Ti原子数比として0.4以下であることを特徴とする黒色遮光性薄膜積層体が提供される。
 一方、本発明の第16の発明によれば、第1~8のいずれかの発明に係り、基板として、樹脂フィルム、樹脂板、金属薄板又はセラミックス薄板を用い、その少なくとも一方の面に、膜厚40nm以上の金属遮光膜(B)が形成され、更に金属遮光膜(B)の表面上に黒色被覆膜(A)が積層形成された黒色遮光板であって、波長380~780nmにおける平均光学濃度が4.0以上、かつ波長380~780nmにおける黒色被覆膜表面の正反射率の平均値が18%以下であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第17の発明によれば、第16の発明において、樹脂フィルム、樹脂板、金属薄板又はセラミックス薄板が、表面凹凸性を有していることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第18の発明によれば、第16又は17の発明において、樹脂フィルムがポリイミドフィルムであることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第19の発明によれば、第16の発明において、金属遮光膜(B)が、チタン、タンタル、タングステン、コバルト、ニッケル、ニオブ、鉄、亜鉛、銅、アルミニウム、又は珪素から選ばれた1種類以上の元素を主成分とする金属材料であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第20の発明によれば、第16又は19の発明において、金属遮光膜(B)が、炭化チタン膜、または炭化酸化チタン膜であり、該膜中の含有炭素量がC/Ti原子数比で0.6以上であり、かつ膜中の酸素量がO/Ti原子数比で0.4以下であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第21の発明によれば、第16~20のいずれかの発明において、樹脂フィルム、樹脂板、金属薄板又はセラミックス薄板の基板両面に、実質的に同じ膜厚、かつ同じ組成の金属遮光膜(B)が形成され、さらに金属遮光膜(B)の表面上に、実質的に同じ膜厚で同じ組成の黒色被覆膜(A)が積層形成されており、基板に対して対称構造であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 さらに、本発明の第22の発明によれば、第16~21のいずれかの発明において、金属遮光膜(B)の表面上に形成された黒色被覆膜(A)の表面粗さが0.05~0.7μm(算術平均高さ)、かつ波長380~780nmにおける黒色被覆膜(A)表面の正光反射率の平均値が0.8%以下であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 さらに、本発明の第23の発明によれば、第16~22のいずれかの発明において、金属遮光膜(B)の表面上に黒色被覆膜(A)が形成された黒色遮光板の色味(L*)が、25~45であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 一方、本発明の第24の発明によれば、第1~8のいずれかの発明において、着色樹脂フィルムを基板として用い、その少なくとも一方の面に黒色被覆膜(A)が形成された黒色遮光板であって、黒色被覆膜(A)の膜厚が20nm以上であり、かつ波長380~780nmにおける黒色遮光板表面の正光反射率の平均値が1%以下であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第25の発明によれば、第24の発明において、着色樹脂フィルムが、表面凹凸性を有していることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第26の発明によれば、第24の発明において、黒色被覆膜(A)の膜厚が、20~150nmであることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 さらに、本発明の第27の発明によれば、第24~26のいずれかの発明において、着色樹脂フィルム上に黒色被覆膜(A)を形成して得られる黒色遮光板の色味(L*)が25~45であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 一方、本発明の第28の発明によれば、第13~15のいずれかの発明に係り、透光性基板の片面側に、黒色遮光性薄膜積層体が形成された黒色遮光板であり、金属遮光膜(B)は膜厚100nm以上であり、波長380~780nmにおける平均光学濃度が4.0以上、かつ波長380~780nmにおける薄膜積層体の表面および膜の形成されていない基板面の正反射率の平均値が18%以下であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第29の発明によれば、第28の発明において、透光性基板が樹脂フィルム、樹脂板、ガラス板、セラミックス板、又は無機化合物の単結晶板であることを特徴とした黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第30の発明によれば、第29の発明において、透光性基板がポリイミドフィルムであることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第31の発明によれば、第28~30の発明において、透光性基板が、表面凹凸性を有していることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第32の発明によれば、第28~31のいずれかの発明において、黒色遮光性薄膜積層体の金属遮光膜(B)の表面上に形成された黒色被覆膜(A)の表面粗さが0.05~0.7μm(算術平均高さ)、かつ波長380~780nmにおける黒色被覆膜(A)表面の正光反射率の平均値が0.8%以下であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第33の発明によれば、第28~32のいずれかの発明において、透光性基板側の表面粗さが0.0001~0.7μm(算術平均高さ)、かつ波長380~780nmにおける黒色被覆膜(A)表面の正光反射率の平均値が0.8%以下であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 また、本発明の第34の発明によれば、第28~33のいずれかの発明において、黒色遮光性薄膜積層体が形成された黒色遮光板の膜面側の色味(L*)が、25~45であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 さらに、本発明の第35の発明によれば、第28~34のいずれかの発明において、黒色遮光性薄膜積層体が形成された黒色遮光板の透光性基板側の色味(L*)が、25~45であることを特徴とする黒色遮光板が提供される。
 一方、本発明の第36の発明によれば、第16~35のいずれかの発明に係り、黒色遮光板を加工して得られる絞りが提供される。
 また、本発明の第37の発明によれば、第16~35のいずれかの発明に係り、黒色遮光板を加工して得られる羽根材を用いた光量調整用絞り装置が提供される。
 また、本発明の第38の発明によれば、第16~35のいずれかの発明に係り、黒色遮光板を加工して得られる羽根材を用いたシャッターが提供される。
 さらに、本発明の第39の発明によれば、第16~35のいずれかの発明に係り、黒色遮光板の片面、または両面に粘着層を設けてなる耐熱遮光テープが提供される。
 本発明の黒色被覆膜は、Ti、Oを主成分とし、酸素量がO/Ti原子数比で0.7~1.4であり、結晶の長手方向が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織を有し、該膜表面に突起を有し、膜厚が50nm以上であり、可視域(波長380~780nm)における低反射性、黒色性を有しているため様々な光学部材の黒色被覆に有用である。本発明の黒色被覆膜は、さらに炭素を含有し、その炭素量がC/Ti原子数比で0.7以上であるため大気中300℃の高温環境下でもその特徴を損なわない。そのため、プロジェクターのランプ光周りの耐熱性を有する様々な光学部品の表面被覆材としても極めて有用である。
 また、本発明の黒色被覆膜を樹脂フィルム上に形成した黒色遮光板は、樹脂フィルムをベース基材に用いるため、従来の金属薄板をベースにした遮光板と比べて軽量性に優れる。また、ポリイミドなどの耐熱性の樹脂フィルムをベース基材に用いることで、大気中300℃の高温環境下でも耐熱性を有する軽量な遮光板が実現でき、低反射性、黒色性、遮光性も損なわないことから、液晶プロジェクターの光量調整用絞り装置の絞り羽根材や、リフロー工程による組み立てに対応できる固定絞り材、シャッター羽根材として利用することができるため、工業的価値が極めて高い。
 また、本発明の黒色遮光板は、軽量化のため、ベースフィルム基板の厚みを38μm以下に薄くしても、十分な遮光性を損なうことがないため、高速シャッターのシャッター羽根にも有効である。よって駆動モーターの小型化が可能となり、光量調整用絞り装置や機械式シャッターの小型化が実現するなどのメリットがある。
 さらに、本発明の黒色遮光板の片面または両面に粘着層を設けた耐熱遮光テープは、FPCに貼り付けることで、CCD、CMOSなどの撮像素子の背面から漏れた光を吸収して通過を阻止することができる。そのため、漏れ光の撮像素子への再入射を抑制でき、撮像の品質を安定化に寄与できる。
図1は、樹脂フィルムの片面に遮光性薄膜を形成した、本発明の黒色遮光板の断面を示す概略図である。 図2は、樹脂フィルムの両面に遮光性薄膜を形成した、本発明の黒色遮光板の断面を示す概略図である。 図3は、着色性の基材の片面に遮光性薄膜を形成した、本発明の黒色遮光板の断面を示す概略図である。 図4は、着色性の基材の両面に遮光性薄膜を形成した、本発明の黒色遮光板の断面を示す概略図である。 図5は、透光性の基材の片面に遮光性薄膜を形成した、本発明の黒色遮光板の断面を示す概略図である。 図6は、本発明のフィルム状遮光板を打ち抜き加工して製造された、黒色遮光羽根を搭載した光量調整用絞り装置の絞り機構を示す模式図である。 図7は、比較例1で得られた黒色遮光板の膜を透過型電子顕微鏡で観察したときの断面組織を示す写真である。 図8の左図は、比較例4、右図は実施例2で得られた黒色遮光板の膜を透過型電子顕微鏡で観察したときの断面組織を示す写真である。 図9は、比較例1で得られた黒色遮光板の膜表面をAFMで観察した写真である。 図10は、実施例2で得られた黒色遮光板の膜表面をAFMで観察した写真である。 図11は、比較例1の条件で得られた、黒色被覆膜のX線回折パターン測定結果を示すチャートである。 図12は、実施例2で得られた、黒色被覆膜のX線回折パターン測定結果を示すチャートである。 図13は、比較例10の条件で得られた、黒色被覆膜のX線回折パターン測定結果を示すチャートである。
 以下、本発明の黒色被覆膜、黒色遮光板、及びその用途について図面を用いて説明する。
1.黒色被覆膜(A)
 本発明の黒色被覆膜は、Ti、Oを主成分とし、含有酸素量がO/Ti原子数比で0.7~1.4であり、結晶の長手方向が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織となり、該膜表面に突起を有し、かつ膜厚が50nm以上であることを特徴としている。
 本発明の黒色被覆膜は、Ti、Oを主成分とし、含有酸素量がO/Ti原子数比で0.7~1.4でなければならない。O/Ti原子数比で0.7未満の場合は、酸化チタン膜は金属色を呈し、低反射性や黒色性に劣ってしまい、O/Ti原子数比で1.4を超える場合は、膜の透過率が高すぎて光吸収機能に劣り、低反射性や黒色性を損なってしまうためである。
 また、本発明の黒色被覆膜は、上記酸化チタン膜に、さらに、炭素を含有し、その含有炭素量がC/Ti原子数比で0.7以上であることが好ましい。含有炭素量がC/Ti原子数比で0.7以上であると、300℃での耐熱性に優れるからである。含有炭素量がC/Ti原子数比で0.7未満では、大気中で270℃に加熱されると、膜が変色してしまい黒色性が低下してしまうため好ましくない。
 上記黒色被覆膜中のO/Ti原子数比やC/Ti原子数比は、例えばXPS(X線光電子分光装置)を用いて分析できる。膜の最表面は、酸素量が多く結合されているため、真空中で数十nmの深さまでスパッタリングで除去し、その後に測定すれば膜中のO/Ti原子数比やC/Ti原子数比を定量化することができる。
 上記のような膜組成であっても、膜の低反射性や黒色性は、膜厚に依存し、膜厚が50nm以上のときに膜による光吸収が充分に行われ、低反射性と黒色性を発揮することができる。膜厚は80nm以上、好ましくは100nm以上であり、より好ましくは150nm以上、最も好ましくは200nm以上である。
 さらに、本発明の黒色被覆膜は、結晶の長手方向が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織を有していることが必要であり、膜表面の突起で表面凹凸が形成され反射光を散乱して、低反射性を確保できる。
 微細柱状結晶の結晶子径(幅)は、10~40nmであり、15~35nmであることが好ましい。結晶子径(幅)が10nm未満であると、隣り合う結晶との間に隙間ができにくく、40nmを超えると膜の低反射性や黒色性が低下するので好ましくない。また、本発明の目的を損なわなければ、微細柱状結晶が集合した時に、微細柱状結晶間に間隙部を残していても良いし、微細柱状結晶が集合して結束した状態となっていても良い。
 本発明の黒色被覆膜は、上記のように結晶の長手方向が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織を有しており、表面凹凸性がある。表面凹凸性は、原子間力顕微鏡で測定した、該黒色被覆膜表面1μm×1μmの領域における算術平均高さ(Ra)が1.8nm以上、好ましくは2.4nm以上である。これにより、反射光を散乱して、低反射性を確保でき、光学部材として有用なものとなる。
 本発明の黒色被覆膜は、上記のような特徴を有するため、波長380~780nmにおける膜自体の、平行光線透過率(Tp)の平均を13~35%とすることができる。
 本発明の黒色被覆膜は、Ti、C、O以外の他の元素が、上記の特徴が損なわれない程度に含まれていてもかまわない。一般に、スパッタリング成膜の原料として使うスパッタリングターゲットでは、その材料となる焼結体の焼結密度を改善するために焼結助剤が添加される。具体的には、焼結体ターゲットに、Fe、Ni、Co、Zn、Cu、Mn、In、Sn、Nb、Taなどの元素が焼結助剤として添加され、添加された元素は、黒色被覆膜中にも含まれることになる。こうして該黒色被覆膜中に、上記元素が含まれるようになっても、上記の黒色被覆膜の特徴が損なわれなければかまわない。
 本発明の黒色被覆膜は、SUS、SK、Al、Tiなどの金属薄板、アルミナやマグネシア、シリカなどの金属酸化物を主成分としたセラミックス薄板やガラス板、樹脂板、又は樹脂フィルムなどの基材の表面に形成され、低反射化、黒色化できる黒色被覆膜として有効に使用することができる。透明な基板、すなわち着色されていないガラス板や樹脂フィルム、樹脂板などを用いる場合は、光学部材の表面被覆膜として有用なものとなる。また、着色されているガラス板や樹脂フィルム、樹脂板などを用いる場合は、黒色遮光膜として有用なものとなる。
 また、該黒色被覆膜を形成する基材の表面を凹凸化すると、黒色被覆膜の表面凹凸性をさらに増加させることができ、艶消しの効果も得られるようになる。基材が金属薄板、アルミナやマグネシア、シリカなどの金属酸化物を主成分としたセラミックス薄板やガラス板の場合、エッチング、ナノインプリンティング加工やショット材を使用したマット処理加工によって所定の表面凹凸を形成することができる。マット処理の場合は、ショット材に砂を使用したマット処理加工が一般的であるが、ショット材はこれに限定されない。樹脂フィルムや樹脂板を基材とする場合は、基材表面を上記の方法で凹凸化しておくことが有効である。
 本発明の黒色被覆膜は、上記基板の片面もしくは両面に、膜厚50nm以上の酸化チタン膜、または炭化酸化チタン膜が形成された構造をしている。
2.黒色被覆膜の形成方法
 本発明の黒色被覆膜の形成方法は、特に制限されず、真空蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、ガスクラスターイオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、バイアススパッタリング法、ECR(Electron Cyclotron Resonance)スパッタリング法、高周波(RF)スパッタリング法、熱CVD(Chemical Vapor Deposition)法、プラズマCVD法、光CVD法等の公知の方法を適宜採用することができる。なかでもスパッタリング法で製造することが好ましい。スパッタリング法で製造することで、基材上に高い密着力を有する黒色被覆膜を形成することができる。
 スパッタリング法による製造装置は、特に制限されないが、例えば、ロール状の樹脂フィルム基材が巻き出しロールにセットされ、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプで成膜室の真空槽内を排気した後、巻き出しロールから搬出されたフィルムが途中、冷却キャンロールの表面を通って、巻き取りロールによって巻き取られていく構成をとる巻き取り式スパッタリング装置を用いることができる。冷却キャンロールの表面の対向側にはマグネトロンカソードが設置され、このカソードには膜の原料となるターゲットが取り付けられている。なお、巻き出しロール、冷却キャンロール、巻き取りロールなどで構成されるフィルム搬送部は、隔壁でマグネトロンカソードと隔離されている。
 通常、スパッタリング成膜は、0.2~0.8Paのスパッタリングガス圧にて実施される場合が多いが、このような条件では図7、図8(左図)のように表面が比較的平坦なものとなる。本発明の黒色被覆膜は、酸化チタン、酸化チタンと炭化チタンの混合物、あるいは炭化酸化チタンの焼結体ターゲットを用いて、1.5Pa以上の高いスパッタリングガス圧にてスパッタリング成膜を行うことで製造され、図8(右図)のように表面に突起ができ、上記の組成と組織を有する品質の高い酸化チタン膜、もしくは、炭化酸化チタン膜となる。
 すなわち、酸化チタンの焼結体ターゲットを用いて、1.5Pa以上の成膜ガス圧にてスパッタリング成膜すれば、Ti、Oを主成分とし、酸素量がO/Ti原子数比で0.7~1.4であり、結晶の長手方向が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織を有し、該膜表面に突起を有する黒色被覆膜を得ることができる。また、酸化チタンおよび炭化チタンからなる焼結体ターゲット、もしくは炭化酸化チタンの焼結体ターゲット、あるいは酸化チタン、炭化チタン、炭化酸化チタンからなる焼結体ターゲットを用いて、同様にスパッタリング成膜すれば、Ti、Oを主成分とし、酸素量がO/Ti原子数比で0.7~1.4であり、さらに炭素を含有しており、含有量がC/Ti原子数比で0.7以上であり、結晶の長手方向が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織を有する黒色被覆膜を得ることができる。両者の場合とも、成膜時にArガスにOガスを混合して成膜を行い、膜中に酸素を多めに導入した成膜も行うことができる。
 上記したように、スパッタリング成膜の原料として使うスパッタリングターゲットの焼結体の焼結密度を改善するために焼結助剤が添加されることが多い。本発明の黒色被覆膜を成膜する時に用いる上記焼結体ターゲットには、Fe、Ni、Co、Zn、Cu、Mn、In、Sn、Nb、Taなどの元素を、本発明の黒色被覆膜の特徴が損なわれない程度であれば、焼結助剤として添加することができる。
 本発明においては、成膜ガスが、アルゴン、又はヘリウムを主とする不活性ガスであり、酸素ガスの含有量が0.8容積%以下であることが好ましい。酸素ガスの含有量が0.8容積%を超えると、膜の黒色化性が低下することがある。
 また、本発明においては、成膜ガスとして、酸素ガスを全く供給せず、アルゴン、又はヘリウムを主とする不活性ガスのみを使用して、黒色被覆膜を製造することもできる。この場合の膜中の酸素は、焼結体ターゲット中の含有酸素、及び/又は、スパッタリング成膜室内の残留ガス中の酸素が有効利用される。焼結体ターゲット中の含有酸素とスパッタリング成膜室内の残留ガス中の酸素は、非常に微量である。成膜ガス圧を高めると、成膜室内の酸素を膜中に取り込む割合が増加する。焼結体ターゲット中の含有酸素とスパッタリング成膜室内の残留ガス中の酸素が少なすぎるときは、通常の0.2~0.8Paのスパッタリング成膜では十分に膜中に酸素が含まれず、その場合には、成膜ガス圧を1.5Pa以上とすることで、十分に酸素を含ませて黒色膜を得ることができる。
 焼結体ターゲット中の含有酸素とスパッタリング成膜室内の残留ガス中の酸素を利用する成膜方法は、大面積に色味を均一に形成するときには極めて有効な方法である。酸素ガスを供給して通常のガス圧において成膜する通常の方法では、酸素ガスの供給が不均一であると、大面積成膜の場合は、膜中への酸素含有量のムラに起因して色味のムラが生じやすい。しかし、焼結体ターゲット中の含有酸素とスパッタリング成膜室内の残留ガス中の酸素を利用する成膜方法は、成膜面には均一に酸素が存在しているため、大面積成膜でも色味のムラが生じにくい。
 成膜温度は、基板の種類により異なるので規定しにくいが、金属薄板、アルミナやマグネシア、シリカなどの金属酸化物を主成分としたセラミックス薄板やガラス板であれば、例えば400℃以下、樹脂板や樹脂フィルムであれば、例えば300℃以下とすることができる。
3.黒色遮光板
 本発明の黒色遮光板の構造を図1と図2に示す。樹脂フィルム、樹脂板、金属薄板又はセラミックス薄板から選ばれる基材1の片面もしくは両面に、膜厚40nm以上の金属遮光膜3と上記の黒色被覆膜2が順次形成された構造である。ここでは、これを第1の黒色遮光板と呼ぶ。
 また、本発明の黒色遮光板には、着色性の基材1の片面もしくは両面に膜厚20nm以上の黒色被覆膜2が形成された構造のものが含まれる。その構造を図3と図4に示す。以下、これを第2の黒色遮光板と呼ぶ。
 さらに、本発明の黒色遮光板には、透光性の基材1の片面に、上記の黒色被覆膜2、膜厚100nm以上の金属遮光膜3、上記の黒色被覆膜2が順次形成された構造のものが含まれる。その構造を図5に示す。以下、これを第3の黒色遮光板と呼ぶ。
 このような構造を有することで、可視域、すなわち、波長380~780nmにおける平均光学濃度が4.0以上であり、波長380~780nmにおける黒色被覆膜表面の正反射率が18%以下となり、光学部材が実現できる。平均光学濃度が4.0以上のときに透過率はほぼゼロとなり、完全な遮光性を示す。ここで光学濃度(OD)とは、次式で示される透過率(T(%))の関数である。また、黒色被覆膜表面の正反射率とは、反射光が反射の法則に従い、入射光の入射角に等しい角度で表面から反射していく光の反射率を表している。
    OD=log(100/T)
 なお、本発明の第1、第2、第3の黒色遮光板は、上記黒色被覆膜の表面に、潤滑性や低摩擦性を有する他の薄膜(例えば、フッ素含有の有機膜、炭素膜、ダイヤモンドライクカーボン膜など)を薄く成膜して利用しても、本発明の特徴を損なわなければ構わない。炭素膜やダイヤモンドライクカーボン膜はスパッタリングで形成することが可能であるため、カーボンターゲットをスパッタリング装置に搭載することで、本発明の金属遮光膜、黒色被覆膜、炭素膜またはダイヤモンドライクカーボン膜を連続的に形成することができ、有用である。
 以下、第1の黒色遮光板、第2の黒色遮光板、第3の黒色遮光板について詳細に説明する。
(1)第1の黒色遮光板
 本発明の第1の黒色遮光板において、基板として用いる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、アラミド(PA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又はポリエーテルサルフォン(PES)から選択される1種類以上の材質で構成されているフィルムや、これらのフィルムの表面にアクリルハードコートが施されたフィルムが利用できる。
 これらの樹脂フィルムは、一般に光透過性を有するため、完全な遮光性を持たせるには、表面に膜厚40nm以上の金属遮光膜を形成してから、本発明の黒色被覆膜を形成することが必要である。これによって、軽量性に優れて、十分な遮光性と黒色性、低反射性を有する黒色遮光板を実現することができる。
 このような基板上に形成される黒色被覆膜の膜厚は50nm以上である。80nm以上、また100nm以上が好ましく、より好ましくは150nm以上である。黒色被覆膜の膜厚が50nm未満では、波長380~780nmにおける黒色被覆膜表面の正反射率の平均値が18%を超え、光学濃度4未満となり、完全遮光性が得られない。一方、膜厚が200nmを超える場合では、完全遮光性の黒色被覆膜が得られるが、スパッタリング時間が長くなり、コスト高になるという問題が生じる。
 また、金属遮光膜の表面に黒色被覆膜が形成された黒色遮光板の色味(以下、L*と表記する)は、25~45であることが好ましく、より好ましくは40以下である。ここで、L*値は色彩のCIE表色系で表される明度(白黒度)を表し、可視光域での分光反射率から求められ、L*値が小さいほど黒色度が高いことを意味する。黒色遮光板のL*値を25未満とするためには、黒色遮光板の膜厚を相対的に厚くしなければならない。これにより、黒色被覆膜の膜厚が200nmを超えるため、黒色度がより高くなり低反射化することができるので、完全遮光性は得られるものの、スパッタリング時間が長くなり、コスト高になるという問題が生じる。一方、L*値が45を越える場合には、上記とは逆の状態であり、黒色度が不足し、黒色被覆膜表面での正反射率が高くなるという問題が生じ、好ましくない。
 高温環境下でも使用可能で軽量な黒色遮光板を実現するためには、耐熱性を有する合わせ板樹脂フィルムを基材として使うことが好ましい。黒色遮光板に200℃以上の耐熱性を付与する場合には、ポリイミド(PI)、アラミド(PA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又はポリエーテルサルフォン(PES)から選択される1種類以上の耐熱性材料で構成されているフィルムが好ましく、その中でもポリイミドフィルムは、耐熱温度が300℃以上と最も高いので、特に好ましいフィルムである。
 上記樹脂フィルムの厚みは、5~200μmの範囲が好ましく、より好ましくは10~150μm、最も好ましくは20~125μmである。5μmより薄い樹脂フィルムでは、ハンドリング性が悪くて取り扱いにくく、フィルムに傷や折れ目などの表面欠陥が付きやすくなるため好ましくない。樹脂フィルムが200μmより厚いと、小型化が進む絞り装置や光量調整用装置へ遮光羽根を複数枚搭載することができず、用途によっては不適となってしまう。
 また、樹脂フィルムが表面凹凸性を有していて、黒色被覆膜の表面に凹凸が生じると光の正反射率を低減する、すなわち艶消しの効果をもたらすことができるので、光学部材として好ましいものとなる。特に黒色被覆膜の表面粗さ(算術平均高さ)が0.05~0.7μmであると、波長380~780nmにおける黒色被覆膜表面の正光反射率が0.8%以下となり、非常に低反射な黒色遮光板が実現できるため好ましい。ここで算術平均高さとは、算術平均粗さとも言われ、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計して平均した値である。
 基材表面の凹凸は、ナノインプリンティング加工やショット材を使用したマット処理加工によって所定の表面凹凸を形成することができる。マット処理の場合は、ショット材に砂を使用したマット処理加工が一般的であるが、ショット材はこれに限定されない。樹脂フィルムを基材として金属遮光膜を形成する場合は、樹脂フィルムの表面を上記の方法で凹凸化しておくと有効である。
 また、本発明の黒色遮光板において、基板として樹脂フィルムを用いる場合、樹脂フィルムは柔らかいため、表面に形成する膜の応力の影響を受けて変形しやすい。これを回避するため、樹脂フィルムの両面に同じ構成、同じ膜厚の膜をフィルムに対称に形成することが有効である。つまり、樹脂フィルムの両面に同じ組成、同じ膜厚の金属遮光膜を形成した後、その両面(金属遮光膜上)に同じ組成、同じ膜厚の上記黒色被覆膜を形成して得られる黒色遮光板は、変形が少ないものとなり好ましい。
 一方、樹脂フィルム以外の基板としては、SUS、SK、Al、Tiなどの金属薄板、アルミナやマグネシア、シリカなどの金属酸化物を主成分としたセラミックス薄板やガラス板、樹脂板などを使用できる。
(2)第2の黒色遮光板 
 次に、本発明の第2の黒色遮光板であるが、これは着色樹脂フィルムを基材1とし、その片面もしくは両面に、膜厚20nm以上の黒色被覆膜2が形成された構造をしている。
 着色樹脂フィルムは、黒色、褐色あるいは黒褐色などに着色されていることが望ましい。着色樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、アラミド(PA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又はポリエーテルサルフォン(PES)から選択される1種類以上の材質で構成されているフィルムをベースとし、カーボンブラックやチタンブラックなどの黒色微粒子を内部に含浸させて透過率を低減したフィルムが利用できる。また、該着色樹脂フィルムの表面を凹凸化すると、黒色被覆膜の表面凹凸性がさらに増加して、艶消しの効果も得ることができる。
 上記樹脂フィルムの厚みは、5~200μmの範囲が好ましく、より好ましくは10~150μm、最も好ましくは20~125μmである。5μmより薄い樹脂フィルムでは、ハンドリング性が悪くて取り扱いにくく、フィルムに傷や折れ目などの表面欠陥が付きやすくなるため好ましくない。樹脂フィルムが200μmより厚いと、小型化が進む絞り装置や光量調整用装置へ遮光羽根を複数枚搭載することができず、用途によっては不適となってしまうため好ましくない。
 さらに、着色樹脂フィルムは、透明でないため、透過性の高い透明樹脂板、又は透明樹脂フィルムよりも、可視光域である波長380~780nmでの光透過率が低下し、遮光性が増加する。そのため基板上に形成される黒色被覆膜の膜厚を薄くすることが可能となる。着色樹脂フィルムは、波長380~780nmでの光透過率が1%以下であることが好ましく、より好ましくは0.1%以下である。
 このような基板上に形成される黒色被覆膜の膜厚は、20~200nmの範囲が好ましく、より好ましくは30~150nmである。黒色被覆膜の膜厚が20nm以下では、波長380~780nmの光透過率が0.1%以下の着色樹脂フィルムを用いても、波長380~780nmでは光学濃度4未満となり、完全遮光性が得られない。一方、膜厚が200nmを超える場合では、完全遮光性の黒色被覆膜が得られるが、スパッタリング時間が長くなり、コスト高になるという問題が生じる。
 着色樹脂フィルム上に、黒色被覆膜を形成してなる黒色遮光板のL*値は、25~45であることが好ましく、より好ましくは25~40である。黒色遮光板のL*値が25未満では、黒色度がより高くなり、低反射化となって完全遮光性は得られるが、黒色被覆膜の膜厚が200nmを超えてしまう。そのため、スパッタリング時間が長くなり、コスト高になるという問題が生じる。一方、L*値が45を越える場合には、黒色度が不足し、黒色被覆膜表面での正反射率が高くなるという問題が生じ、好ましくない。
(3)第3の黒色遮光板
 次に、本発明の第3の黒色遮光板について以下に詳述する。第3の黒色遮光板は、樹脂フィルムや樹脂板、ガラス板などの透光性基材の片面に、上記の黒色被覆膜(A)、膜厚100nm以上の金属遮光膜(B)、上記と同様の黒色遮光膜(A)が順次積層形成された薄膜積層体を形成した構造をとる。
 ここで金属遮光膜(B)の膜厚が100nm以上と規定している理由は、100nm未満であると光学濃度4以上の完全遮光性を示さないからである。
 また、基板の片面のみに上記の膜を形成するので、両面に形成する場合と比べて製造が容易で安価に製造できる利点がある。第1の黒色遮光板には、片面に膜を形成した構造が含まれるが、基板が透光性であるとき、未成膜面の基板側の色味は、金属遮光膜(B)の色味を反映するため、反射率が高くて黒色度が低い。しかし、この第3の黒色遮光板の構造であれば、透光性基材であっても、基板側から第1層目の黒色被覆膜の色味が反映するため、未成膜面の基板側にも黒色度と低反射性を高めることができる。つまり第3の黒色遮光板は、製造の容易な片面成膜でも、両面に黒色度と低反射性を有する黒色遮光板と同等な性能を有することになる。
 基板に樹脂フィルムや樹脂板を用いる場合、200℃以上の耐熱性が要求される用途では、ポリイミド(PI)、アラミド(PA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又はポリエーテルサルフォン(PES)から選択される1種類以上の材質をベースとすることが好ましい。200℃以上の耐熱性を必要としない場合は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンナフタレート(PEN)から選択される1種類以上の材質で構成されているフィルムを用いてもよい。
 この透光性基板は、透明色の他、黒色、褐色、黄褐色、黒褐色などに着色されていてもかまわない。着色樹脂フィルムや着色樹脂板は、上記フィルムにさまざまな色の有機顔料や微粒子などの着色剤を内部に含浸させたものを用いることができる。
 また、基板の表面を凹凸化すると、表面光沢が低減され、艶消しの効果を得ることができる。
 上記樹脂フィルムの厚みは、5~200μmの範囲が好ましく、より好ましくは10~150μm、最も好ましくは20~125μmである。5μmより薄い樹脂フィルムでは、ハンドリング性が悪くて取り扱いにくく、フィルムに傷や折れ目などの表面欠陥が付きやすくなるため好ましくない。樹脂フィルムが200μmより厚いと、小型化が進む絞り装置や光量調整用装置へ遮光羽根を複数枚搭載することができず、用途によっては不適となってしまうため好ましくない。
 黒色被覆膜の厚みは、20~200nmの範囲が好ましく、より好ましくは30~150nmである。黒色被覆膜の膜厚が20nm未満では、膜厚が薄いため、基材裏面から見た色味の影響が強く残ってしまう。膜厚が200nmを越える場合では、基材裏面から見た色味は黒色となるが、膜厚が非常に厚いためスパッタリング時間が長くなり、製造コストが高くなる問題が発生する。
 黒色遮光性薄膜積層体が形成された黒色遮光板の膜面側の色味(L*)は、25~45であり、また、黒色遮光性薄膜積層体が形成された黒色遮光板の透光性基板面側の色味(L*)は、25~45である。色味(L*)は、40以下であることが好ましい。
4.黒色遮光性薄膜積層体
 また、本発明の第3の黒色遮光板では、黒色被覆膜(A)、膜厚100nm以上の金属遮光膜(B)、上記と同様の黒色遮光膜(A)が順次積層形成された黒色遮光性薄膜積層体を用いている。
 この黒色遮光性薄膜積層体は、光学レンズなどの透明な光学部材の表面に直接形成することで、低反射性の遮光機能を持たせることができる。特に、レンズの表面に固定絞りを直接形成したいときは、この薄膜積層体を用いると有効である。フォトレジスト技法を用いることで光学部材の表面に任意の形状に精密に形成することができる。プロジェクターの光学レンズや、リフロー工程で使用するレンズなど、耐熱性が要求される環境下で使用する場合は、黒色遮光膜(A)には、O/Ti原子数比が0.7~1.4でC/Ti原子数比が0.7以上の炭化酸化チタン膜が好ましく、金属遮光膜(B)には、C/Ti原子数比が0.6以上でO/Ti原子数比が0.4以下である炭化チタンもしくは炭化酸化チタン膜であることが好ましい。この様な組成にすることで、300℃における耐熱性を発揮することができる。
5.金属遮光膜(B)
 金属遮光膜は、前記第1の黒色遮光板の基材上に形成されるか、あるいは前記第3の黒色遮光板の基材板上、前記黒色遮光性薄膜積層体の黒色被覆膜上に形成されるものであり、チタン、タンタル、タングステン、コバルト、ニッケル、ニオブ、鉄、亜鉛、銅、アルミニウム、又は珪素より選ばれた1種類以上の元素を主成分とする金属材料を用いることができる。このうち、Ti、Ni、Cu、Al、或いはNiTi合金などの金属材料が好ましい。
 また、これらの金属の窒化物、炭化物、炭化窒化物、炭化酸化物、窒化酸化物、炭化窒化酸化物を用いることができる。特に炭化チタン、炭化タングステン、炭化モリブデンなどの金属炭化物材料は、高温環境下での耐酸化性に優れ、耐熱性が良好なため好ましい。その中でも炭化チタンは、表面の黒色度が比較的高く、低反射性に優れており、黒色化の効果が増大されるため特に好ましい。また、炭化酸化チタン膜は、耐熱性に優れた金属遮光膜として利用できる。金属遮光膜が炭化チタン膜、或いは、炭化酸化チタン膜である時、該膜中の含有炭素量はC/Ti原子数比で0.6以上であることが好ましい。炭化酸化チタン膜の場合、十分な遮光性を発揮するためには、膜中の酸素含有量がO/Ti原子数比で0.4以下とすることが重要である。
 このような膜は、炭素含有量、酸素含有量において前記黒色被覆膜(A)とも共通するが、黒色被覆膜(A)との相違点は、先端が膜厚方向に伸びて尖った微細柱状結晶ではなく、比較的平らな柱状結晶の集合組織を有していることである。なお、形成された金属遮光膜の表面は、基板の凹凸と同程度である。
 本発明に用いる金属遮光膜は、例えば樹脂フィルム基材に対する密着性に着目すると、膜を構成する原子の結合が金属結合性の割合、イオン結合性の割合が樹脂フィルムに対する付着力に影響する。金属遮光膜のO/Ti原子数比が0.4以下であると、膜の構成原子の結合にイオン結合性の割合が強くなるため、フィルム基材とイオン結合性が発生して付着力が強まるため好ましい。
 また、本発明に用いる金属遮光膜は、炭素含有量および/または酸素含有量の組成の異なる炭化酸化チタン膜が積層されていたり、膜厚方向に炭素含有量および/または酸素含有量が連続的に変化した炭化酸化チタン膜であっても、膜全体の平均組成が本発明で規定する組成範囲内であればかまわない。
 一般に、有機物である樹脂フィルムと無機物である金属膜などとの結合は弱い。本発明の遮光性薄膜を樹脂フィルムの表面に形成するときも同じである。また、膜の付着力を高めるためには、成膜時のフィルム表面温度を高めることが有効である。しかし、樹脂フィルムの種類によっては、PETなどのように、130℃以上に温度を上げると、ガラス転移点や分解温度を越えてしまうものもあるため、成膜時の樹脂フィルム表面温度は、なるべく低温、例えば100℃以下とすることが望ましい。100℃以下の樹脂フィルム表面に、金属遮光膜を高付着力で形成するためには、膜中のO/Ti原子数比を0.4以下に設定した炭化酸化チタン膜を用い、更に、結晶膜とすることが必要不可欠である。
 本発明における遮光性薄膜は、膜の光学特性に着目すると、含有酸素量がO/Ti原子数比で0.2未満の場合は、炭化酸化チタン膜は金属色を呈し、低反射性や黒色性に劣ってしまうため好ましくない。また、O/Ti原子数比で0.4を超える場合は、膜の透過率が高すぎて光吸収機能に劣り、低反射性や遮光性を損なってしまうため、好ましくない。
 遮光性薄膜中のC/Ti原子数比やO/Ti原子数比は、例えばXPSにて分析できる。膜の最表面は酸素が多量に結合されているため、真空中で数十nmの深さまでスパッタリングで除去した後に測定して、膜中のC/Ti原子数比やO/Ti原子数比を定量化することができる。
 本発明における金属遮光膜は、膜厚が総和で40nm以上である。ただし、膜厚が250nmより厚くなると、遮光性薄膜を成膜するのに長時間かかり製造コストが高くなったり、必要な成膜材料が多くなって材料コストが高くなるので好ましくない。
 本発明において金属遮光膜を製造するには、前記黒色被覆膜の場合と同様に、スパッタリング成膜によることができる。製造装置は、基板が樹脂板、金属薄板又はセラミックス薄板などの板状体の場合は、基板固定式のスパッタリング装置を用い、樹脂フィルムの場合は、前記のような巻き取り式スパッタリング装置を用いることができる。
 スパッタリング成膜では、ガス圧は、装置の種類などによっても異なるので一概に規定できないが、前記黒色被覆膜の場合よりも低くしなければならない。例えば、1Pa以下、好ましくは0.2~0.8Paのスパッタリングガス圧で、Arガス、もしくは、0.05%以内のOを混合したArガスを、スパッタリングガスとして用いる方法が採用できる。
 以下、基板として樹脂フィルムを用いた場合で詳述すると、基板に到達するスパッタリング粒子が高エネルギーとなるため、結晶性の膜が樹脂フィルム基材上に形成され、膜と樹脂フィルムとの間に強い密着性が発現される。成膜時のガス圧が0.2Pa未満であると、ガス圧が低いためスパッタリング法でのアルゴンプラズマが不安定となり、膜質が悪くなる。また、0.2Pa未満であると、反跳アルゴン粒子が基板上に堆積した膜を再スパッタリングする機構が強くなり、緻密な膜の形成を阻害しやすくなる。また、成膜時のガス圧が0.8Paを超えた場合では、基板に到達するスパッタリング粒子のエネルギーが低いため膜が結晶成長しにくく、金属膜の粒が粗くなり、膜質が高緻密な結晶性ではなくなるので樹脂フィルム基材との密着力が弱くなり、膜が剥がれてしまう。このような膜は、耐熱性用途の金属遮光膜として用いることはできない。これにより、純Arガスもしくは微量のO(例えば0.05%以内)を混合したArガスをスパッタリングガスに用いて、結晶性の優れた金属遮光膜を安定して形成することができる。Oを0.1%以上混合すると、薄膜の結晶性が悪化する場合があり好ましくない。
 また、成膜時の樹脂フィルム表面温度は、金属膜の結晶性に影響を及ぼす。成膜時のフィルム表面温度が高温であるほど、スパッタリング粒子の結晶配列が起こりやすくなり、結晶性が良好となる。しかし、樹脂フィルムの加熱温度にも限界があり、最も耐熱性の優れたポリイミドフィルムでも表面温度は400℃以下にする必要がある。樹脂フィルムの種類によっては、130℃以上に温度を上げると、ガラス転移点や分解温度を越えてしまうものがあり、例えば、PETなどでは、成膜時のフィルム表面温度はなるべく低温、例えば100℃以下とすることが望ましい。また、製造コストに着目しても、加熱時間や加熱のための熱エネルギーを考慮すると、なるべく低温で成膜を行うことがコスト低減には有効である。成膜時のフィルム表面温度は、90℃以下が好ましく、85℃以下がより好ましい。
 また、樹脂フィルム基材は、成膜中にプラズマから自然加熱される。成膜中の樹脂フィルム基材の表面温度は、ガス圧とターゲットへの投入電力やフィルム搬送速度を調整することで、ターゲットから基材に入射する熱電子やプラズマからの熱輻射によって所定の温度に容易に維持することができる。ガス圧は低いほど、投入電力は高いほど、またフィルム搬送速度は遅いほど、プラズマからの自然加熱による加熱効果は高くなる。成膜時、樹脂フィルムを冷却キャンに接触させるスパッタリング装置の場合でも、フィルム表面の温度は、自然加熱の影響で冷却キャン温度よりはるかに高い温度となる。しかし、ターゲットを冷却キャンと対向する位置に設置するスパッタリング装置では、フィルムが冷却キャンで冷却されながら搬送される。自然加熱によるフィルム表面の温度は、キャンの温度にも大きく依存するため、成膜時の自然加熱の効果を利用するのであれば、なるべく冷却キャンの温度を高めにして搬送速度を遅くすることが効果的である。金属膜の膜厚は、成膜時のフィルムの搬送速度とターゲットへの投入電力で制御され、搬送速度が遅いほど、またターゲットへの投入電力が大きいほど厚くなる。
 以上、金属遮光膜として金属膜を形成する場合で説明したが、金属炭化物膜を形成する場合も同様な条件を採用できる。
6.黒色被覆膜、又は黒色遮光板の用途
 本発明の黒色被覆膜は、光学部材の表面被覆膜として適用でき、黒色遮光板は、端面クラックが生じないように特定の形状に打ち抜き加工を行って、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラの固定絞り、機械的シャッター羽根や、一定の光量のみ通過させる絞り(アイリス)、更には液晶プロジェクターの光量調整用絞り装置(オートアイリス)の絞り羽根、また、CCD、COMSなどの撮像素子裏面へ入射する光を遮光する耐熱遮光テープとして利用できる。
 本発明の黒色被覆膜は、基板に形成された状態で、また黒色遮光板は、そのまま特定の形状に打ち抜き加工を行って、光量調整用絞り装置(オートアイリス)の絞り羽根の、複数の絞り羽根として用い、それらの絞り羽根を可動させ、絞り開口径を可変して光量の調整を可能とする機構に適用される。
 図6は、本発明の黒色遮光板を打ち抜き加工して製造した黒色遮光羽根を搭載した光量調整用絞り装置の絞り機構を示している。本発明の黒色遮光板を用いて作製した黒色遮光羽根には、ガイド孔、駆動モーターと係合するガイドピンと遮光羽根の稼働位置を制御するピンを設けた基板に取り付けるための孔を設けている。また、基板の中央にはランプ光が通過する開口部があるが、絞り装置の構造により遮光羽根は、さまざまな形状でありうる。樹脂フィルムをベース基材として用いた黒色遮光板は、軽量化でき、遮光羽根を駆動する駆動部材の小型化と消費電力の低減を可能とする。
 液晶プロジェクターの光量調整用絞り装置は、ランプ光の照射による加熱が顕著である。そのため、本発明の黒色遮光板を加工して製造された耐熱性と遮光性に優れた絞り羽根を搭載した光量調整装置が有用である。また、レンズユニットを製造するのに、リフロー工程で固定絞りや機械式シャッターを組み立てる場合においても、本発明の黒色遮光板を加工して得た固定絞りやシャッター羽根を用いると、リフロー工程中の加熱環境下においても特性が変化しないため非常に有用である。さらに、車載ビデオカメラモニターのレンズユニット内の固定絞りは、夏場の太陽光による加熱が顕著であり、同様の理由から本発明の黒色遮光板から作製した固定絞りを適用することが有用である。
 また、本発明の黒色遮光板において、遮光板の片面、または両面に粘着層を設けることで耐熱遮光テープまたはシートとすることができる。
 粘着層を形成するための粘着剤は、特に限定されず、従来、粘着シート用として使用されているものの中から温度、湿度など使用環境に適した粘着剤を選択することができる。
 一般的な粘着剤としては、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、あるいはシリコーン系粘着剤などを用いることができる。特に、携帯電話のレンズユニットをリフロー工程で組み立てる場合では、耐熱性が要求されるので、耐熱性の高いアクリル系粘着剤やシリコーン系粘着剤が好ましい。
 また、黒色遮光板に粘着層を形成する方法としては、例えばバーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、エアドクターコート法、ドクターブレードコート法など、従来公知の方法により行うことができる。
 粘着層の厚さは、特に制限されないが、2~60μmが好ましい。この範囲であれば、小型、薄肉のデジタルカメラ、カメラ付携帯電話であっても、容易に貼着でき、脱落しにくい。
 小型化、薄肉化したデジタルカメラ、カメラ付携帯電話では、搭載される構成部品も小型で、薄肉のものが使用される。前記のとおり、CCD、CMOSなどの撮像素子や撮像素子が搭載されるFPCが薄肉の場合、撮像素子の前面からの漏れ光以外にもFPCを透過し、撮像素子の裏面へ入射する漏れ光も多くなる。この撮像素子裏面への漏れ光によって、FPCの配線回路が撮像域に写り込み、撮像の品質が劣化してしまう。本発明の黒色遮光板の片面、又は両面に粘着層を設けた耐熱遮光テープは、粘着層によって、CCDやCMOSなどの撮像素子の裏面側周辺部に貼り付けることができるから、CCD、COMSなどの撮像素子裏面へ入射する光を遮光するために有用である。
(スパッタリング用ターゲット)
 酸化チタンターゲットは、酸化チタンと金属チタンの粉末の混合体からホットプレス焼結法で作製した。酸化チタンと金属チタンの配合割合に応じて焼結体ターゲットのO/Ti原子数比を制御した。
 また、炭化酸化チタンターゲットは、酸化チタンと炭化チタンと金属チタンの粉末の混合体からホットプレス法で作製した。各原料の配合割合を変えることで上記のC/Ti原子数比、O/Ti原子数比の炭化酸化チタンターゲットを作製した。作製した焼結体の組成は、焼結体破断面の表面を真空中でスパッタリング法により削った後、XPS(VG Scientific社製 ESCALAB220i―XL)にて定量分析を行った。
 さらに、NiTiターゲット(3wt%Ti含有)、Cuターゲット、Alターゲット、Tiターゲットなどの金属製ターゲットも使用した。
(黒色被覆膜の作製)
 C/Ti原子数比が0.34~0.99、O/Ti原子数比が0.05~0.81の組成の異なる炭化酸化チタンもしくは酸化チタンの焼結体ターゲット(6インチΦ×5mmt、純度4N)を用いて(表1参照)、スパッタリング法で酸化チタン膜または炭化酸化チタン膜を以下の手順で作製した。
 直流マグネトロンスパッタリング装置(トッキ製SPF503K)の非磁性体ターゲット用カソードに上記スパッタリング用ターゲットを取り付け、該ターゲットに対向するように基板を取り付けた。
 スパッタリング成膜は、該ターゲットと基板との距離を60mmとし、チャンバ内の真空度が2×10-5~4×10-5Paに達した時点で、純度99.9999質量%のArガスをチャンバ内に導入してガス圧0.3~4.0Paとし、直流電力300Wをターゲット-基板間に投入して、直流プラズマを発生させた。基板を加熱することなく、基板上に所定の膜厚の膜を形成した。また、成膜時にOガスをArガスに混合し、膜中に酸素を多めに導入した成膜も行った。
(黒色被覆膜の正反射率と平行光透過率)
 得られた黒色被覆膜の、波長380~780nmにおける正反射率と平行光透過率は、分光光度計(日本分光社製V-570)にて測定し、平行光透過率(T)から、以下の式に従って、光学濃度(ODと記す)を算出した。
 OD=log(100/T)
 黒色被覆膜の光の正反射率とは、反射光が反射の法則に従い、入射光の入射角に等しい角度で表面から反射していく光の反射率を言う。入射角は5°で測定した。また、平行光透過率とは、黒色被覆膜を透過してくる光線の平行な成分を意味しており、次式で表される。
  T(%)=(I/I)×100 
(ここで、Tはパーセントで表わした平行光透過率、Iは試料に入射した平行照射光強度、Iは試料を透過した光のうち前記照射光に対して平行な成分の透過光強度である。)
(黒色被覆膜の組成、結晶性、表面凹凸、表面抵抗、耐熱性)
 得られた黒色被覆膜の組成(O/Ti原子数比、C/Ti原子数比)は、XPS(VG Scientific社製 ESCALAB220i―XL)で定量分析した。なお定量分析の際には、得られた黒色被覆膜の表面20nm程度をスパッタエッチングしてから、膜内部の組成分析を実施した。
 黒色被覆膜の結晶性については、CuKα線を利用したX線回折測定で調べた。膜の断面組織は、高分解能透過型電子顕微鏡(TEMと記す場合がある)を用いて観察した。また、微細柱状結晶の結晶子径(幅)は、X線回折測定でのTiC(111)ピークの半値幅とピークの回折角(2θdeg.)を用いてScherrer法により算出した。
 黒色被覆膜の表面凹凸は、原子間力顕微鏡(AFMと記す場合がある)を用いて測定した。黒色被覆膜の表面抵抗は、四端針法で測定した。
 また、黒色被覆膜の耐熱性については、大気オーブンにて、200℃で1時間、もしくは、270℃で1時間の加熱処理を行い、膜の色味変化の有無をチェックした。
(黒色遮光板のL*値)
 得られた黒色遮光板のL*値については、色彩計(BYK-Gardner GmbH社製 商品名スペクトロガイド)にて、光源D65、視野角10°で測定した。
(実施例1~4、比較例1~4)  
 O/Ti原子数比が0.05の炭化酸化チタン焼結体ターゲットを用いて、基板である厚み1.1mmのガラス基板(コーニング7059)の上に、種々の成膜ガス圧でスパッタリング成膜した。作製された膜の特性の測定結果を表1に示した。 
 比較例1~4は、成膜ガス圧0.3~1.0Paで、Arガス中に導入する酸素混合量0.05%以下において成膜したが、膜の組成はC/Ti原子数比で0.98~1.01、O/Ti原子数比で0.67以下であり、光反射率の高い金属色の膜が得られた。このような膜は、透過率が低いため後述する黒色遮光板の金属遮光膜として利用することができるが、反射率が高いため、光学部材の表面被覆膜としては利用しにくい。
 実施例1~4は、1.5~4.0Paの高ガス圧のスパッタリング成膜で膜を形成した。1.0Pa以下のガス圧で成膜された比較例1~4の膜と比べて、膜中に取り込まれる酸素量は多く、その含有割合(O/Ti)はArガスが高いほど多い。Arガス圧が高いと、ターゲット表面から飛び出したスパッタリング粒子が、基板に到達するまでに、ガス分子と衝突する回数が多くなり、スパッタリング粒子が酸素と反応して膜中に取り込みやすくなるからである。膜中に酸素が多く含まれるためか、膜の色は黒色を呈し、波長380~780nmにおける膜自体の平均反射率は18%以下までに減少していた。X線回折測定で評価した膜の結晶性については、比較例1~4、実施例1~4の膜はいずれも結晶性であった(図11に比較例1のX線回折パターンを、図12に実施例2のX線回折パターンを示した)。実施例1~4において、形成された炭化酸化チタン膜は、微細柱状結晶の結晶子径(幅)が、いずれも15~35nmであった。
 透過型電子顕微鏡で観察した膜の断面の組織は、比較例1~4と実施例1~4で異なった。比較例1~4の膜は、膜が緻密で膜表面に突起が無い構造の組織であったが、実施例1~4の膜は、膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織を有しており、該膜の表面に突起を有しており、隣り合う各結晶粒の間には隙間が見られた(図7に比較例1の断面組織写真を、図8(右図)に実施例2の断面組織写真を示した)。
 また、この組織の違いに起因して、AFMにて測定した膜の表面の算術平均高さ(Ra)にも違いがみられ、実施例1~4の膜表面は、比較例1~4と比べて凹凸が大きかった(図7に比較例1の断面組織写真を、図8に実施例2の断面組織写真を示した)。このことは、実施例1~4の膜表面では反射する光が散乱されやすくなり、つまり、正反射率の低減に寄与する。よって、艶消しなどの効果があるため、光学部材の表面被覆膜としては非常に有効である。
 また、実施例1~4の膜について、大気中で200℃、又は270℃、かつ30分の加熱試験を実施したが、膜の色味変化はなく、反射率、透過率などの光学特性の変化もほとんど見られなかった。また、膜の組織や表面粗さの変化も見られなかった。よって、耐熱性の要求される光学部材の表面被覆膜として有用である。
 表1に、黒色被覆膜の作製に使用した焼結体ターゲットの組成と作製条件、得られた膜組成、膜の色、波長380~780nmにおける正反射率の平均値、波長380~780nmにおける正反射率の平均値、膜自体の平均透過率、膜の結晶性、膜の組織、膜の算術平均高さ(Ra)、大気加熱時の色味変化についてまとめた。なお、膜の表面粗度は、算術平均高さ(Ra)である(以下、表2~6も同じ)。
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(実施例5~6、比較例5)
 炭化酸化チタン焼結体ターゲット中の含有酸素量を変えて、実施例1~4と同様に黒色被覆膜のスパッタリング成膜を行った。得られた膜の断面構造が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織を有し、表面凹凸膜が得られやすい高ガス圧(2.0Pa)にて行った。表1に示すように、ターゲット中の酸素量が多くなると得られる膜中の酸素量も増加する傾向を示した。
 実施例5~6は、膜のO/Ti原子数比が0.7~1.4の範囲を満たしているが、膜は黒色を呈していて、波長380~780nmにおける膜自体の平均反射率も低かった。また、針状組織を有していて、表面凹凸も大きく、270℃における耐熱性も有しており、実施例2~4と同様に、光学部材の被覆膜として有用な優れた特性を示していた。
 しかし、比較例5は、ターゲット中の酸素量の多さが反映して、得られた膜では酸素含有量がO/Ti原子数比で1.53まで含まれており、そのためか膜の色は透き通った灰色を呈していた。また波長380~780nmにおける膜の平均反射率は、実施例1~4の膜と比べて非常に高かった。このように平均反射率が高い膜は、光学部材の表面被覆膜として適用することは難しい。
 実施例5~6において、形成された炭化酸化チタン膜は、微細柱状結晶の結晶子径(幅)が、いずれも20~40nmであった。
(実施例7~8、比較例6~7)  
 炭素を含まず、酸素を種々の含有量で含む酸化チタン焼結体ターゲットを用いた以外は、実施例1~4と同様にして、種々の酸素含有量の酸化チタン膜を作製した。膜のスパッタリング成膜は、膜の断面構造が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織を有し、表面凹凸膜が得やすい高ガス圧(2.0Pa)にて行った。ターゲット中の酸素量が多くなると得られる膜中の酸素量も多くなる傾向を示した。
 実施例7~8の膜は、膜中酸素量がO/Ti原子数比で0.7~1.4の範囲内であるが、黒色を呈していて、波長380~780nmにおける膜自体の平均反射率も低かった。また、針状組織を有していて、表面凹凸も大きく、実施例2~4と同様に、光学部材の被覆膜として有用な優れた特性を示していた。
 表1には実施例7~8の膜の耐熱特性も示した。大気中200℃にて30分加熱する試験で耐熱性が示されたが、大気中270℃で30分加熱したときの耐熱性については、膜の酸化による膜の黒色度の低下、反射率の増加が見られ、良好とはいえなかった。よって、200℃の耐熱性を必要とする光学部材としては有用であるが、270℃の耐熱性を必要とする部材には好適でない。270℃の耐熱性を必要とする光学部材には、実施例1~6に示したような、C/Ti原子数比が0.7以上の炭素を含む炭化酸化チタン膜が有用である。
 一方、比較例6~7の膜は、反射率が高いため光学部材の表面被覆膜として有用ではない。比較例6は、膜中の含有酸素量O/Ti原子数比が0.55と少なく、膜は金属色を呈していて、波長380~780nmにおける膜の平均反射率は、実施例1~8と比べて高かった。比較例7は、ターゲット中の酸素量の多さが反映して、得られた膜は、酸素含有量がO/Ti原子数比で1.56であった。酸素を過剰に含んでいるためか、膜の色は透き通った灰色を呈していた。また波長380~780nmにおける膜の平均反射率は、実施例1~8の膜と比べて非常に高かった。このように平均反射率の高い膜は、光学部材の表面被覆膜として適用することは難しい。
 実施例7~8において、形成された炭化酸化チタン膜は、微細柱状結晶の結晶子径(幅)が、いずれも18~38nmであった。
(実施例9~10、比較例8)  
 実施例7で使用したターゲットを用いて、成膜ガス圧を変えて作製した膜の特性を測定した。
 実施例9、10は、成膜ガス圧1.5Pa、3.5Paでスパッタリング成膜して得られた膜であるが、表1に示すように、実施例7と同等の特性を示した。よって光学部材の表面被覆膜として有用である。しかし、成膜ガス圧1.0Paで作製した比較例8の膜は、膜中に取り込まれる酸素量が少ないためか、膜は金属色を呈して反射率も高く、光学部材の表面被覆膜としては不適であった。
(実施例11~13)
 実施例1~4と酸素含有量(O/Ti原子数比)はほぼ同じであるが、炭素含有量(C/Ti原子数比)の異なる3種の炭化酸化チタン膜を形成した。
 この炭化酸化チタン膜は、炭素含有量の異なる炭化酸化チタン焼結体ターゲットを用いて、2.0Paの同一の成膜ガス圧にて作製されたものであるが、ターゲット中の炭素含有量が減少するにともなって、得られた膜中の炭素量が減少する傾向を示した。
 実施例11~13の膜は、いずれも黒色を呈しており、高ガス圧で成膜したため、膜の断面構造が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織を有しており、表面凹凸も大きかった。よって、波長380~780nmにおける平均反射率は低かった。
 実施例11~13において、形成された炭化酸化チタン膜は、微細柱状結晶の結晶子径(幅)が、いずれも25~35nmであった。
 表1には、実施例11~13の膜の耐熱性試験結果も示した。C/Ti原子数比が0.71である実施例11の膜は、270℃で30分の大気加熱においても、組織や光学特性などの変化が見られなかったが、C/Ti原子数比が0.56である実施例12の膜と、C/Ti原子数比が0.32である実施例13の膜は、270℃での加熱試験において変色が著しかった。よって、実施例11の膜は、270℃で耐熱性を要求される光学部材の表面被覆膜として有用であるが、実施例12~13の膜は、270℃で耐熱性を要求される光学部材の表面被覆膜としては適さない。しかし、実施例12~13の膜は、200℃で30分の大気加熱試験では、組織、光学特性などの変化が見られず、200℃以下での耐熱性を要求される光学部材の表面被覆膜としては利用できる。
(比較例9~13) 
 C/Ti原子数比が0.99であり、O/Ti原子数比が0.05である炭化酸化チタン焼結体ターゲットを用いて、0.3Paの低ガス圧にて、成膜Arガス中への酸素混合量を1~4%にて変えて成膜した。
 何れの膜も低成膜ガス圧で酸素を混合した反応性スパッタリング法で成膜しているため、全て非晶質膜であり、柱状で表面に凹凸がない組織を有していた(図13に比較例10のX線回折パターンを示した)。
 比較例9の膜は、Arガスへの酸素混合量を1%とした時に得られた膜であるが、金属色を呈しており、波長380~780nmにおける膜の平均反射率は高く、光学部材の表面被覆膜としては不適である。
 また、比較例10の膜は、C/Ti原子数比が0.61で、O/Ti原子数比が0.73の膜であり、比較例11の膜は、C/Ti原子数比が0.53で、O/Ti原子数比が0.90の膜である。何れの膜も、黒色を呈しているが、低ガス圧で成膜して作製されたため、非晶質構造を有していた。
 このことが要因で、波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例1~13の膜と比べて高いため、光学部材の表面被覆膜としては利用しにくい。
 比較例12の膜は、C/Ti原子数比が0.42で、O/Ti原子数比が1.52の膜であり、比較例13の膜は、C/Ti原子数比が0.37で、O/Ti原子数比が1.75の膜である。いずれも、膜中のO/Ti原子数比が1.4を超えており、波長380~780nmにおける膜の平均反射率は非常に高く、光学部材の表面被覆膜として利用しにくい。
(比較例14~18) 
 O/Ti原子数比が0.41である酸化チタン焼結体ターゲットを用いて、0.3Paの低ガス圧にて、成膜Arガスへの酸素混合量を0.50~3.00%の範囲内で変えて成膜した。
 いずれも低ガス圧において、酸素量を混合した反応性スパッタリング法で成膜しているため、全て非晶質膜であった。
 比較例14の膜は、Arガスへの酸素混合量0.5%で成膜して得られ、膜組成のO/Ti原子数比が0.65の膜であるが、金属色を呈しており、波長380~780nmにおける膜の平均反射率は高く、光学部材の表面被覆膜としては適さない。
 また、比較例15の膜は、膜組成のO/Ti原子数比が0.71であり、比較例16の膜は、膜組成のO/Ti原子数比が0.87である。何れの膜も、黒色を呈しているが、低ガス圧で成膜して作製されたため、膜表面に凹凸が無い平坦な柱状構造組織の非晶質膜構造を有していた。このことが要因で、波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例1~13の膜と比べて高いため、光学部材の表面被覆膜としては利用しにくい。
 比較例17の膜は、膜組成のO/Ti原子数比が1.45であり、比較例18の膜は、膜組成のO/Ti原子数比が1.77である。いずれも、膜中のO/Ti原子数比が1.4を超えており、波長380~780nmにおける膜の平均反射率は非常に高く、光学部材の表面被覆膜として利用しにくい。
(実施例14~21、比較例19~20)  
 実施例5の炭化酸化チタン膜(膜厚201nm)の膜厚を変えた以外は同じ条件で、実施例14~17の炭化酸化チタン膜を作製した。実施例14の膜は膜厚152nm、実施例15の膜は膜厚102nm、実施例16の膜は膜厚82nm、実較例17の膜は膜厚52nm、比較例19の膜は膜厚31nmとした。
 膜厚の減少にともない、膜の表面凹凸は減少した。また、膜厚の減少にともない、膜中での光吸収量が少なくなり、平均透過率も増加した。膜厚が50nm以上である実施例14~17の膜は、黒色を呈し低反射特性を示しており、光学部材の表面被覆膜として利用することができる。しかし、膜厚が31nmである比較例19の膜は、表面凹凸も小さくて反射率が高いことと、膜中での光吸収量も少ないことから、灰色の透明膜であった。このような膜は、光学部材の表面被覆膜として利用することができない。
 また、実施例7の酸化チタン膜(膜厚203nm)の膜厚を変えた以外は同じ条件で、実施例18~21の酸化チタン膜を作製した。実施例18の膜は膜厚150nm、実施例19の膜は膜厚110nm、実施例20の膜は膜厚85nm、実施例21の膜は膜厚55nm、比較例20の膜は膜厚29nmである。膜厚の減少にともない、膜の表面凹凸は減少した。また、膜厚の減少にともない、膜中での光吸収量が少なくなり、平均透過率も増加した。膜厚が50nm以上である実施例18~21の膜は、黒色を呈し低反射特性を示していて、光学部材の表面被覆膜として利用することができる。しかし、膜厚が29nmである比較例20の膜は、表面凹凸も小さくて反射率が高いことと、膜中での光吸収量も少ないことから、灰色の透明膜であった。このような膜は光学部材の表面被覆膜としていて利用することができない。
 このような傾向は、実施例1~4、実施例6、実施例8~13の膜でも同じであり、膜厚50nm以上のときに、表面凹凸が大きくて低反射性であるから、光学部材の表面被覆膜として利用できる。
 実施例14~21において、形成された炭化酸化チタン膜は、微細柱状結晶の結晶子径(幅)が、いずれも13~35nmであった。
 表2の(1)~(4)には、基板の種類を、厚みが75μmで算術平均高さ(Ra)が0.12μmのSUS製基板に代え、その表面に、比較例19の膜、実施例16の膜、実施例15の膜、実施例5の膜を形成したときの特性を示した。
 比較例19の膜を形成したとき(1)は黒色を呈さなかったが、実施例16の膜、実施例15の膜、実施例5の膜を形成したとき(2)~(4)は、表面が黒色を呈して低反射特性を示し、優れた光学部材とすることができた。大気中、270℃での加熱試験では変色することは無く、270℃での耐熱性を要求される光学部材として利用できる。
 また表2の(5)~(8)は、基板の種類を、厚みが200μmで算術平均高さ(Ra)が0.23μmのTi製基板に代え、その表面に、比較例19の膜、実施例16の膜、実施例15の膜、実施例5の膜を形成したときの特性を示した。(1)~(4)と同様の結果であり、比較例19の膜を形成したとき(5)は黒色を呈さなかったが、実施例5の膜、実施例15の膜、実施例16の膜を形成した場合、(6)~(8)に示すような低反射性で黒色の光学部材を得ることができた。大気中、270℃での加熱試験では変色することは無く、270℃での耐熱性を要求される光学部材として利用できる。
 また、表2の(9)~(12)には、厚みが200μmで算術平均高さ(Ra)が0.23μmのTi製基板の表面に、比較例20の膜、実施例20の膜、実施例19の膜、実施例7の膜を形成したときの特性を示した。比較例20の膜を形成したとき、(9)は黒色を呈さなかったが、実施例20の膜、実施例19の膜、実施例7の膜を形成したとき(10)~(12)は、表面が黒色を呈して低反射特性を示し、優れた光学部材とすることができた。大気中、270℃での加熱試験では変色が見られたが、200℃での加熱試験では変色が見られなかった。よって、200℃での耐熱性を要求される光学部材とすることができる。
 また、表2の(13)~(16)は、基板の種類を、厚みが100μmで算術平均高さ(Ra)が0.11μmのAl製基板に代え、その表面に、比較例20の膜、実施例20の膜、実施例19の膜、実施例7の膜を形成したときの特性を示した。(9)~(12)と同様の結果であり、比較例20の膜を形成したとき、(13)は黒色を呈さなかったが、実施例20の膜、実施例19の膜、実施例7の膜を形成した場合、(14)~(16)は低反射性で黒色の光学部材を得ることができた。大気中、270℃での加熱試験では変色が見られたが、200℃での加熱試験では変色が見られなかった。よって、200℃での耐熱性を要求される光学部材とすることができる。
 さらに、表2の(17)~(19)には、基板の種類を、厚みが25μm、75μmで算術平均高さ(Ra)が0.5μmの黒色ポリイミドフィルム基板に代え、その両面に、実施例15の膜を形成したときの特性を示した。なお、黒色ポリイミドフィルムの波長380~780nmにおける光透過率は、25μmが最大で1%、75μmが最大で0.1%であった。膜の成膜条件は、膜厚を変えた以外は実施例15と同じである。
 (17)及び(18)は、光透過率が1%以下の黒色PIフィルムを使用し、被覆する実施例15の膜厚を20nmとしても表面が黒色を呈し、より低反射特性を示し、優れた光学部材とすることができた。大気中、270℃での加熱試験では変色することは無く、270℃での耐熱性を要求される光学部材、黒色遮光板として利用できる。
 一方、表2の(19)は、被覆膜の厚みを18nmと変えた以外は、黒色ポリイミドフィルムの種類、被覆膜の成分は表2の(17)と同じとした。(19)では、低反射で黒色の光学部材を得ることができ、大気中、270℃での加熱試験でも膜の変色が見られず、270℃の耐熱性を有していることがわかった。しかし、波長380~780nmでの光学濃度が4未満なので、光学用途の黒色遮光板としては適さない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
(実施例22~26、比較例21~25)
 算術平均高さ(Ra)が0.07μmであり、厚みが38μmである透明なポリイミドフィルムの表面に、金属遮光膜として下記の遮光膜1:炭化酸化チタン膜(膜厚100nm)を形成した。そして、その遮光膜の表面に2層目の膜として、実施例1の膜を105nmだけ形成(実施例22)、もしくは、実施例3の膜を100nmだけ形成(実施例23)、もしくは、実施例5の膜を105nmだけ形成(実施例24)もしくは、実施例6の膜を95nmだけ形成(実施例25)、もしくは、実施例8の膜を105nmだけ形成(実施例26)して、黒色遮光板を作製した。いずれも、ポリイミドフィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。
 また、同様にして、金属遮光膜として下記の遮光膜1:炭化酸化チタン膜(膜厚100nm)を形成し、その遮光膜の表面に2層目の膜として、比較例4の膜を100nmだけ形成(比較例21)、或いは、比較例5の膜を110nmだけ形成(比較例22)、もしくは、比較例6の膜を110nmだけ形成(比較例23)、もしくは、比較例7の膜を110nmだけ形成(比較例24)、もしくは比較例1の膜を110nmだけ形成(比較例25)した。
 遮光膜1:比較例1に示した条件、すなわち、炭化酸化チタンターゲット(C/Ti原子数比で0.99、O/Ti原子数比で0.05)を用い、成膜ガス圧0.3Paで、Arガス中に酸素を導入せず形成した。膜の組成はC/Ti原子数比で0.99、O/Ti原子数比で0.05である。
 得られた遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0より大きく、完全な遮光性を示した。しかし、波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例22~26と比較例21~25とで異なり、実施例22~26の遮光板の方が低反射であり黒色であった。また、L*値も同様に実施例22~26と比較例21~25とで異なり、実施例22~26の遮光板の方が40~44と小さくなった。
 実施例22~26の黒色のフィルム状遮光板で耐熱試験を行った。これらの遮光板は、大気中270℃で30分の加熱試験において、色味や反射率などの変化はなかった。よって、270℃以下の耐熱性を必要とする遮光板として利用することができる。なお、実施例26の遮光板は、270℃での加熱試験では変色がみられたが、200℃における加熱試験では変色は見られず、黒色を呈した状態で低反射特性を維持していた。よって、実施例24の遮光板は、200℃以下の耐熱性を必要とする用途として利用することができる。膜の表面抵抗は、実施例で250~400Ω/□(オーム・パー・スクエアと読む)、比較例で200~500Ω/□であった。
(実施例27、比較例26、27) 
 フィルム表面の算術平均高さ(Ra)が0.23μmであり、厚みが25μmである透明なポリイミドフィルムを用い、実施例22~26と同様にして、黒色遮光板を作製した。上記フィルムの算術平均高さは、サンドブラストによるマット処理において形成した。このフィルムの表面に1層目の金属遮光膜として、膜厚105nmの下記遮光膜2:炭化酸化チタン膜を形成した。その遮光膜の表面に、膜厚105nmの実施例5の炭化酸化チタン膜を形成(実施例27)、或いは、膜厚105nmの比較例12の炭化酸化チタン膜を形成(比較例26)、或いは膜厚105nmの比較例1の炭化酸化チタン膜(比較例27)を形成した。いずれも、フィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。なお、比較例27の場合、Arガス中に導入する酸素混合量が0.0%において形成した。膜の組成はC/Ti原子数比で0.99、O/Ti原子数比で0.05である。
 遮光膜2:比較例2に示した条件、すなわち、上記炭化酸化チタンターゲット(C/Ti原子数比で0.99、O/Ti原子数比で0.05)を用い、成膜ガス圧0.3Paで、Arガス中に導入する酸素混合量が0.05%において形成した。膜の組成はC/Ti原子数比で1.01、O/Ti原子数比で0.21である。
 波長380~780nmにおける平均光学濃度は、いずれも、4.0以上であり、十分な遮光性を示した。また、実施例27の遮光板は、270℃における加熱試験において変色せず、優れた耐熱性を有していた。しかし、色味については、実施例27はL*値が40となり、黒色を呈していたが、比較例26、27はL*値がそれぞれ48、49と実施例27より大きく、黒色度が小さくなり、さらに青色を呈していた。また、波長380~780nmにおける平均反射率は実施例27の方が低かった。よって、実施例27は黒色の遮光板が必要とされる光学用途として有用である。膜の表面抵抗は、実施例27では400Ω/□、比較例26、27では200~400Ω/□であった。
(実施例28、比較例28、29)
 フィルム表面の算術平均高さ(Ra)が0.40μmであり、厚みが38μmである透明なポリイミドフィルムを用い、実施例22~26と同様にして、黒色遮光板を作製した。フィルムの表面粗さは、サンドブラストによるマット処理において形成した。このフィルムの表面に1層目の金属遮光膜として膜厚105nmの前記遮光膜2:炭化酸化チタン膜を形成した。その遮光膜の表面に、膜厚105nmの実施例5の炭化酸化チタン膜を形成(実施例28)、或いは、1層目の金属遮光膜として膜厚105nmの前記遮光膜2:炭化酸化チタン膜を形成した後、膜厚105nmの比較例11の炭化酸化チタン膜を形成(比較例28)、或いは膜厚105nmの比較例1の炭化酸化チタン膜を形成(比較例29)した。いずれも、フィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。
 波長380~780nmにおける平均光学濃度は、いずれも、4.0以上であり、十分な遮光性を示した。また、実施例28の遮光板は、270℃における加熱試験において変色せず、優れた耐熱性を有していた。しかし、色味については、実施例28はL*値が44となり、黒色を呈していたが、比較例28、29はL*値がそれぞれ50、49となり、黒色度は小さく、さらに青色を呈していた。また、波長380~780nmにおける平均反射率は実施例28の方が低かった。よって、実施例26は黒色の遮光板として光学用途として有用である。膜の表面抵抗は、実施例28で200Ω/□、比較例28、29で200~500Ω/□であった。
(実施例29、比較例30、31) 
 フィルム表面の算術平均高さ(Ra)が0.95μmであり、厚みが50μmである透明なポリイミドフィルムを用い、実施例20~24と同様にして、黒色遮光板を作製した。フィルムの表面粗さは、サンドブラストによるマット処理において形成した。このフィルムの表面に1層目の金属遮光膜として膜厚105nmの前記遮光膜2:炭化酸化チタン膜を形成した。その遮光膜の表面に、膜厚105nmの実施例5の炭化酸化チタン膜を形成(実施例29)、或いは、1層目の金属遮光膜として膜厚105nmの前記遮光膜2:炭化酸化チタン膜を形成した後、膜厚105nmの比較例12の炭化酸化チタン膜を形成(比較例30)、或いは膜厚105nmの比較例1の炭化酸化チタン膜を形成(比較例31)した。いずれも、フィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。
 波長380~780nmにおける平均光学濃度は、いずれも4.0以上であり、十分な遮光性を示した。また、実施例29の遮光板は、270℃における加熱試験において変色せず、優れた耐熱性を有していた。しかし、色味については、実施例29はL*値が40となり、黒色を呈していたが、比較例30、31はそれぞれ47、49となり、黒色度が小さく、さらに青色を呈していた。また、波長380~780nmにおける平均反射率は実施例29の方が低かった。よって、実施例29は黒色の遮光板として光学用途として有用である。膜の表面抵抗は、実施例29が500Ω/□、比較例30、31が400~600Ω/□であった。
(実施例30~31、比較例32)  
 実施例29の黒色遮光板において、フィルムの各面に形成した1層目の膜の膜厚だけを変えて遮光板の作製を試みた。実施例30は1層目の前記遮光膜2の膜厚を40nmに変えており、実施例31は1層目の膜厚を250nmに変えた。いずれも、反射率や光学濃度、L*値は実施例29と同等であり、黒色被覆膜として利用できる。
 しかし、比較例32は、1層目の膜の膜厚を28nmに変えて作製したものであるが、波長380~780nmにおける平均光学濃度は3.85であり、十分な遮光性を有していない。よって遮光板として利用することができない。膜の表面抵抗は、実施例30、31が400~600Ω/□、比較例32が500Ω/□であった。
(実施例32~34、比較例33)  
 実施例25において、フィルムの各面の2層目に形成した膜の膜厚のみを変えて遮光板の作製を試みた。実施例32は2層目の膜を53nmとし、実施例33は2層目の膜を110nmとし、実施例34は2層目の膜を250nmとしたが、いずれも、反射率や光学濃度、L*値は実施例29と同等であり、黒色遮光板として利用できる。
 しかし、比較例33は、2層目の膜の膜厚を42nmとしたものであるが、遮光性は十分であるものの、波長380~780nmにおける平均反射率が実施例32~34と比べて高く、L*値も53と高く、遮光板として好適ではないことがわかった。膜の表面抵抗は、実施例32~34が90~200Ω/□、比較例33が200Ω/□以下であった。
(実施例35~36、比較例34~36) 
 フィルム表面の算術平均高さ(Ra)が0.07μmであり、厚みが75μmである透明なポリイミドフィルムを用い、実施例22~26と同様にして、黒色遮光板を作製した。フィルムの表面に、1層目の膜:下記遮光膜3(膜厚100nm)を形成した。そして、その遮光膜の表面に2層目の膜として、実施例7の膜を106nmだけ形成(実施例35)、もしくは、実施例8の膜を101nmだけ形成(実施例36)、もしくは、比較例17の膜を100nmだけ形成(比較例34)、或いは、比較例18の膜を105nmだけ形成(比較例35)、或いは比較例14の膜を105nmだけ形成(比較例36)した。
 遮光膜3:比較例14に示した条件、すなわち、酸化チタンターゲット(O/Ti原子数比で0.41)を用い、成膜ガス圧0.3Paで、Arガス中に導入する酸素混合量が0.50%において、酸化チタン膜(1層目の膜、膜厚100nm)を形成した。膜の組成はC/Ti原子数比で0.00、O/Ti原子数比で0.65である。
 いずれも、フィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。膜の表面抵抗は、実施例35、36が100~300Ω/□、比較例34~36が200~300Ω/□以下であった。
 これらの遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0より大きく、完全な遮光性を示した。しかし、波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例35~36と比較例34~36とで異なり、実施例35~36の遮光板の方が低反射であり、L*値は39~40となり、黒色を呈した。
 実施例35~36で得られた黒色のフィルム状遮光板の耐熱試験を行った。実施例35~36の遮光板は、大気中270℃で30分の加熱試験において、色味や反射率などの変化がみられた。しかし、大気中200℃で30分の加熱試験において、色味や反射率などの変化はなかった。よって実施例35~36は、200℃以下の耐熱性を必要とする黒色遮光板として利用することができる。
(実施例37、比較例37、38)  
 表面の粗度(Ra)が0.40μmであり、厚みが50μmである透明なポリイミドフィルムを用い、実施例22~26と同様にして、黒色遮光板を作製した。フィルムの表面に、金属遮光膜として前記遮光膜3:酸化チタン膜(1層目の膜、膜厚105nm)を形成した。そして、その遮光膜の表面に2層目の膜として、実施例10の酸化チタン膜を105nmだけ形成(実施例37)し、もしくは、前記遮光膜3の上に比較例16の膜を105nmだけ形成(比較例37)、もしくは比較例9の膜を105nmだけ形成(比較例38)した。いずれも、フィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。
 実施例37、比較例37、38の遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0より大きく、完全な遮光性を示した。しかし、波長380~780nmにおける平均反射率は異なり、実施例37の遮光板の方が低反射であり、L*値は43となり、黒色を呈した。
 実施例37で得られた黒色のフィルム状遮光板の耐熱試験を行った。実施例37の遮光板は、大気中270℃で30分の加熱試験において、色味や反射率などの変化がみられた。しかし、大気中200℃で30分の加熱試験において、色味や反射率などの変化はなかった。よって実施例37は、200℃以下の耐熱性を必要とする黒色遮光板として利用することができる。膜の表面抵抗は、200Ω/□であった。
(実施例38、比較例39,40)  
 表面の粗度(Ra)が0.95μmであり、厚みが38μmである透明なポリイミドフィルムを用いて、実施例22~26と同様にして、黒色遮光板を作製した。フィルムの表面に、金属遮光膜として下記遮光膜4:酸化チタン膜(1層目の膜、膜厚45nm)を形成した。そして、その遮光膜の表面に2層目の膜として、実施例9の酸化チタン膜を105nmだけ形成(実施例38)、もしくは、比較例16の酸化チタン膜を105nmだけ形成(比較例34)、もしくは比較例14の酸化チタン膜を105nmだけ形成(比較例40)した。いずれも、フィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。
 遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0より大きく、完全な遮光性を示した。しかし、波長380~780nmにおける平均反射率は異なり、実施例38の遮光板の方が低反射であり、L*値は38となり、黒色を呈した。
 実施例38で得られた黒色のフィルム状遮光板の耐熱試験を行った。実施例38の遮光板は、大気中270℃で30分の加熱試験において、色味や反射率などの変化がみられた。しかし、大気中200℃で30分の加熱試験において、色味や反射率などの変化はなかった。よって実施例38は、200℃以下の耐熱性を必要とする黒色遮光板として利用することができる。膜の表面抵抗は、実施例36が400Ω/□、比較例39、40が300~600Ω/□であった。
 遮光膜4:比較例6に示した条件、すなわち、炭素を含まず、種々の酸素含有量を含む酸化チタン焼結体ターゲットを用いて、高ガス圧(2.0Pa)にて行った。膜中の含有酸素量O/Ti原子数比が0.55と少ない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
(実施例39~43)
 表面の粗度(Ra)が0.07μmであり、厚みが25μmである透明なポリイミドフィルムの表面に、種々の金属材料の遮光膜を110nmだけ形成し、実施例22~26と同様にして、黒色遮光板を作製した。表4に示すように、実施例39では、NiTiターゲット(3wt%Ti含有)を用いて、110nmのNiTi膜(Ti含有量2.98wt%)を形成した。実施例40では、Cuターゲットを用いて、110nmのCu膜を成膜した。実施例41ではAlターゲットを用いて110nmのAl膜を形成した。実施例42~43ではTiターゲットを用いて、110nmのTi膜を形成した。
 これらの遮光膜は、比較例1で示したスパッタリング成膜条件(成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)とし、直流スパッタリング法で形成した。次に、第2層目の膜として、実施例39~42では、実施例5の炭化酸化チタン膜を105nmほど形成した。また実施例43では、第2層目の膜として、実施例7の酸化チタン膜を105nmほど形成した。
 いずれも、フィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。
 遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0より大きく、完全な遮光性を示した。また、波長380~780nmにおける平均反射率は非常に低反射であり、黒色を呈していた。
 次に得られた黒色のフィルム状遮光板の耐熱試験を行った。いずれも、大気中270℃で30分の加熱試験において、色味や反射率などの変化がみられた。大気中200℃で30分の加熱試験では、実施例40~41では変色がみられたが、実施例39と実施例42、実施例43は、色味や反射率などの変化はなかった。よって実施例39と実施例42、実施例43は、200℃以下の耐熱性を必要とする黒色遮光板として利用することができる。また、実施例40~41の遮光板は、150℃で30分の加熱試験では変色がみられなかった。よって、150℃以下の耐熱性を必要とする遮光板として利用できる。
 実施例39~43の遮光板において、耐熱試験で変色したサンプルについて断面TEM観察を実施した。変色したサンプルはいずれも第1層の膜が酸化していたり、第2層の膜と反応していることがわかった。これによって変色がみられたものと推測できる。膜の表面抵抗は、500Ω/□以下であった。
(比較例41~44)
 表面の粗度(Ra)が0.07μmであり、厚みが25μmである透明なポリイミドフィルムの表面に、まず種々の金属材料の遮光膜を110nmだけ形成し、実施例22~26と同様にして、表4に示すように、比較例41では、NiTiターゲット(3wt%Ti含有)を用いて、110nmのNiTi膜(Ti含有量2.98wt%)を形成した。比較例42では、Cuターゲットを用いて、110nmのCu膜を成膜した。比較例43ではAlターゲットを用いて110nmのAl膜を形成した。比較例44ではTiターゲットを用いて、110nmのTi膜を形成した。これらの遮光膜は、比較例1で示したスパッタリング成膜条件(成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)において直流スパッタリング法で形成した。
 次に、第2層目の膜として、比較例41~44では、比較例1の炭化酸化チタン膜を105nmほど形成した。いずれも、フィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の黒色遮光板を作製した。
 遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0より大きく、完全な遮光性を示した。また、波長380~780nmにおける平均反射率は実施例39~43に比べ非常に高く、L*値は50~52と黒色度の小さい色を呈していた。
(実施例44~47) 
 フィルムの種類を変え、表面の粗度(Ra)が0.42μmであり、厚みが75μmである透明なPETフィルムの表面に、種々の金属材料の遮光膜を110nmだけ形成し、実施例39~43と同様にして、黒色遮光板を作製した。表4に示すように、実施例44~45では、Tiターゲットを用いてTi膜を第1層目の膜として形成した。実施例46では、Alターゲットを用いてAl膜を第1層目の膜として成膜した。実施例47ではNiTiターゲット(3wt%Ti含有)を用いてNiTi膜(Ti含有量2.98wt%)を形成した。これらの遮光膜は、比較例1で示したスパッタリング成膜条件(成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)において、直流スパッタリング法で形成した。
 次に、第2層目の膜として、実施例44と実施例47では、実施例5の炭化酸化チタン膜を105nmほど形成した。また実施例45~46では、第2層目の膜として、実施例7の酸化チタン膜を105nmほど形成した。
 いずれも、フィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。
 実施例44~47の遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0より大きく、完全な遮光性を示した。また、波長380~780nmにおける平均反射率は、非常に低反射であり、L*値は34~36となり、黒色を呈していて、光学用途として有用である。膜の表面抵抗は、200~400Ω/□であった。
(比較例45~47)
 フィルムの種類を変え、表面の粗度(Ra)が0.42μmであり、厚みが75μmである透明なPETフィルムの表面に、種々の金属材料の遮光膜を110nmだけ形成し、実施例39~43と同様にして、黒色遮光板を作製した。表4に示すように、比較例45では、Tiターゲットを用いてTi膜を第1層目の膜として形成した。比較例46では、Alターゲットを用いてAl膜を第1層目の膜として成膜した。比較例47ではNiTiターゲット(3wt%Ti含有)を用いて、NiTi膜(Ti含有量2.98wt%)を形成した。これらの遮光膜は、比較例1で示したスパッタリング成膜条件(成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)において、直流スパッタリング法で形成した。
 次に、第2層目の膜として、比較例1の炭化酸化チタン膜を105nmほど形成した。
 遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0より大きく、完全な遮光性を示した。また、波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例44~47に比べ非常に高く、L*値は48~50と黒色度の小さい色を呈していた。
(実施例48~51)
 フィルムの種類を変え、表面の粗度(Ra)が0.95μmであり、厚みが100μmである透明なPENフィルムの表面に、種々の金属材料の遮光膜を110nmだけ形成し、実施例39~43と同様にして、黒色遮光板を作製した。表4に示すように、実施例48~49では、Tiターゲットを用いて、Ti膜を第1層目の膜として形成した。実施例50では、Alターゲットを用いてAl膜を第1層目の膜として成膜した。実施例51ではNiTiターゲット(3wt%Ti含有)を用いて、NiTi膜(Ti含有量2.98wt%)を形成した。これらは、比較例1で示したスパッタリング成膜条件(成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)において、直流スパッタリング法で形成した。次に、第2層目の膜として、実施例48と実施例51では、実施例5の膜を105nmほど形成した。また実施例49~50では、第2層目の膜として、実施例7の膜を105nmほど形成した。
 いずれも、フィルムの両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ種類で同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。
 実施例48~51の遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0より大きく、完全な遮光性を示した。また、波長380~780nmにおける平均反射率は、非常に低反射であり、L*値は28~32となり、黒色を呈していて、光学用途として有用である。膜の表面抵抗は、300~400Ω/□であった。
(比較例48~50)
 フィルムの種類を変え、表面の粗度(Ra)が0.95μmであり、厚みが100μmである透明なPENフィルムの表面に、種々の金属材料の遮光膜を110nmだけ形成し、実施例39~43と同様にして、黒色遮光板を作製した。表4に示すように、比較例48では、Tiターゲットを用いてTi膜を第1層目の膜として形成した。比較例49では、Alターゲットを用いてAl膜を第1層目の膜として成膜した。比較例50ではNiTiターゲット(3wt%Ti含有)を用いて、NiTi膜(Ti含有量2.98wt%)を形成した。これらの遮光膜は、比較例1で示したスパッタリング成膜条件(成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)において、直流スパッタリング法で形成した。
 次に、第2層目の膜として、比較例1の炭化酸化チタン膜を105nmほど形成した。
 遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度が4.0より大きく、完全な遮光性を示した。また、波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例48~51に比べ非常に高く、L*値は46~47と黒色度の小さい色を呈していた。
(実施例52、比較例51)
 基材の種類を変え、表面の粗度(Ra)が0.12μmであり、厚みが70μmであるSUS箔の表面に、第1層目の膜として、下記の遮光膜1を厚み110nmほど形成した。
 第1層目の膜の製造条件は、成膜ガス圧0.3~1.0Paで、Arガス中に導入する酸素混合量が0.05%以下とした。第2層目の膜として、実施例5の膜を105nmほど形成(実施例52)し、或いは比較例1の膜を105nmほど形成(比較例51)した。第2層目の膜の製造条件は、実施例52では膜厚を変えた以外は、実施例5で示したスパッタリング条件(ターゲット組成、ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)と同じ直流スパッタリング法で形成した。また、比較例51では、比較例1で示したスパッタリング条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)において、同じ直流スパッタリング法で形成した。
 遮光膜1:炭化酸化チタンターゲット(C/Ti原子数比で0.99、O/Ti原子数比で0.05)を用い、成膜ガス圧0.3Paで、Arガス中に酸素を導入せず形成した。膜の組成はC/Ti原子数比で0.99、O/Ti原子数比で0.05である。
いずれも、SUS箔の両面に、同じ膜厚の第1層の膜と、同じ膜厚の第2層の膜を対称に形成することで、反りのない遮光板を作製した。
 実施例52の遮光板は、いずれも、波長380~780nmにおける平均光学濃度が4.0より大きく、完全な遮光性を示した。また、波長380~780nmにおける平均反射率は0.30%となり、さらにL*値も34と比較例51に比べ非常に低反射であり、黒色度の高い色を呈していて、光学用途として有用である。膜の表面抵抗は、300Ω/□であった。
(比較例52)
 サンドブラストによるマット処理でフィルム表面の算術平均高さ(Ra)を0.40μmにした厚みが38μmである透明なポリイミドフィルムの表面に、金属遮光膜として比較例2の炭化酸化チタン膜を150nmだけ形成した。金属遮光膜の製造条件は、比較例2と同様にした。フィルムの両面に、同じ膜厚の膜を対称に形成することで、反りのないフィルム状の遮光板を作製した。
 波長380~780nmにおける平均光学濃度は、4.0以上であり、十分な遮光性を示した。また、270℃における加熱試験において変色せず、優れた耐熱性を有していた。また、波長380~780nmにおける平均反射率は、0.95%であった。色味については、L*値が60となり、灰色を呈し、黒色度は小さかった。膜の表面抵抗は、200Ω/□であった。よって、L*値と反射率が高い、灰色の比較例52の遮光板は、光学用途の中で特に、黒色が求められる分野においては適さない。
(実施例53)
 フィルムの種類、フィルム表面の算術平均高さ(Ra)、フィルムの厚みは実施例28と同様にし、フィルムの片面にのみ、第1層目の金属遮光膜として比較例2の炭化酸化チタン膜を膜厚130nm形成した。
 金属遮光膜の製造条件は、比較例2で示したスパッタリング条件(ターゲット組成、ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)と同様にし、直流スパッタリング法で形成した。さらに、金属遮光膜の表面に、第2層目の膜として実施例5の炭化酸化チタン膜を105nm形成し、黒色遮光板を形成した。第2層目の膜の製造条件は、実施例5で示したスパッタリング条件(ターゲット組成、ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)と同じである。
 波長380~780nmにおける平均光学濃度は、4.0以上であり、十分な遮光性を示した。また、270℃における加熱試験において変色せず、優れた耐熱性を有していた。また、波長380~780nmにおける平均反射率は、0.30%であった。色味については、L*値が30となり、黒色を呈した。膜の表面抵抗は、200Ω/□であった。
 得られた黒色遮光板の両面に、耐熱性の高いアクリル系シリコーン系粘着剤(住友スリーエム社製、商品名:9079)を用いて、厚さ50μmの粘着層を形成し、耐熱遮光テープを作製した。 
 よって、実施例53の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、平均反射率が0.3%と低反射率であり、両面に粘着層を形成しているので、CCDやCMOSなどの撮像素子の裏面側周辺部に貼り付けることができるから、撮像素子裏面へ入射する漏れ光を遮断するための黒色遮光板として有用である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
(実施例54)
 基材の種類を変え、厚みが1.1mmのガラス基板(コーニング社製7059)の片面に、黒色遮光性薄膜積層体を形成した。この黒色遮光性薄膜積層体の第1層目の黒色被覆膜として、ガラス板表面に実施例5の炭化酸化チタン膜を厚み70nm、第2層目の金属遮光膜として、比較例1の炭化酸化チタン膜を厚み190nm、第3層目の黒色被覆膜として、実施例5の炭化酸化チタン膜を厚み70nmほど順次形成し、黒色遮光板を作製した。
 第1層目及び第3層目の膜の製造条件は、実施例5で示したスパッタリング条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)と同じ直流スパッタリング法で形成した。第2層目の膜の製造条件は、比較例1で示したスパッタリング条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)と同じ直流スパッタリング法で形成した。
 実施例54の遮光板は、表5に示すように波長380~780nmにおける平均光学濃度が4.0より大きく、完全な遮光性を示した。また、膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は13.0%となり、膜面のL*値も39であった。
 また、膜が付いていないガラス基板面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は10.0%となり、ガラス基板面のL*値は25であり、膜面及びガラス基板面ともにL*値が小さく、色味は黒色の高い色を呈していた。また、270℃における加熱試験において平均光学濃度、平均反射率やL*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。膜の表面抵抗は、200Ω/□であった。
 よって、実施例54の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面及びガラス板面の平均反射率が18%以下と低反射であって、黒色度が高い色味を呈しているため光学用途として有用であり、実施例54の黒色遮光性薄膜積層体は、耐熱性が必要なプロジェクターの光学レンズや、リフロー工程で使用するレンズなどの表面に直接固定絞り材として形成することができるため、有用である。
(実施例55、56)
 実施例54の黒色遮光性薄膜積層体における第2層目の炭化酸化チタン膜の膜厚を100nm(実施例55)、240nm(実施例56)に変えた以外は、第1、第2、第3層目の膜のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)や第1、第3層目の膜厚及び基板の種類は実施例54と同様にしてガラス基板の片面に黒色遮光性薄膜積層体を形成し、黒色遮光板を作製した。
 表5に示すように実施例55の遮光板は、波長380~780nmにおける膜面側から光入射した時の平均反射率は13.8%、膜面のL*値は42であった。また、ガラス基板面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は11.0%となり、ガラス基板面のL*値は30であった。膜面及びガラス基板面ともに色味は黒色の高い色味を呈していて、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0以上となり、完全遮光性が有していた。
 実施例56の遮光板は、表5に示すように実施例54と同様に、平均光学濃度は4.0以上で、膜面側の平均反射率は15.0%、ガラス基板面側の平均反射率は12.4%であった。また、膜面のL*値は37、ガラス基板面のL*値は33となり、実施例54と同様に黒色度の高い色味を呈していた。
 270℃における加熱試験において実施例55、56では、実施例54と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。
 なお、膜の表面抵抗は実施例55で300Ω/□、実施例56で200Ω/□であった。
 よって、実施例55、56の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面及びガラス板面の平均反射率が18%以下と低反射であって、黒色度が高い色味を呈しているため光学用途として有用である。また、実施例55、56の黒色遮光性薄膜積層体は、耐熱性が必要なプロジェクターの光学レンズや、リフロー工程で使用するレンズなどの表面に直接固定絞り材として形成することができるため、有用である。
(実施例57~59)
 実施例54の黒色遮光性薄膜積層体における第1層目の黒色被覆膜の膜厚を30nm(実施例57)、50nm(実施例58)、100nm(実施例59)に変えた以外は、第1、第2、第3層目の膜のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)や第2、第3層目の膜の膜厚及び基板の種類は実施例54と同様にしてガラス基板の片面に黒色遮光性薄膜積層体を形成し、黒色遮光板を作製した。
 表5に示すように、膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例57で13.5%、実施例58で14.4%、実施例59で15.7%であった。ガラス基板面から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例57で10.5%、実施例58で11.4%、実施例59で12.7%であった。
 また、波長380~780nmにおける平均光学濃度は、実施例57~59ともに4.0以上となり、完全遮光性を示した。
 膜面のL*値は、実施例57で41、実施例58で40、実施例59で38となり、ガラス基板面のL*値は実施例57で31、実施例58で33、実施例59で34であった。
 270℃における加熱試験において、実施例57~59では、実施例54と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。なお、表面抵抗は、実施例57~59で100~400Ω/□であった。
 よって、実施例57~59の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面及びガラス板面の平均反射率が18%以下と低反射であって、黒色度が高い色味を呈しているため光学用途として有用である。また、実施例57~59の黒色遮光性薄膜積層体は、耐熱性が必要なプロジェクターの光学レンズや、リフロー工程で使用するレンズなどの表面に直接固定絞り材として形成することができるため、有用である。
(実施例60~62)
 実施例54の黒色遮光性薄膜積層体における第3層目の黒色被覆膜の膜厚を30nm(実施例60)、50nm(実施例61)、100nm(実施例62)に変えた以外は、第1、第2、第3層目の膜のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)や第1、第2層目の膜の膜厚及び基板の種類は実施例54と同様にしてガラス基板の片面に黒色遮光性薄膜積層体を形成し、黒色遮光板を作製した。
 表5に示すように、膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例60で17.0%、実施例61で16.1%、実施例62で13.4%であった。また、ガラス基板面から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例60で14.6%、実施例61で13.2%、実施例62で10.3%であった。
 また、波長380~780nmにおける平均光学濃度は、実施例60~62ともに4.0以上となり、完全遮光性を示した。
 膜面のL*値は、実施例60で42、実施例61で40、実施例62で38となり、ガラス基板面のL*値は、実施例60で37、実施例61で33、実施例62で32であった。なお、表面抵抗は、実施例60~62で200Ω/□であった。270℃における加熱試験において実施例60~62では、実施例54と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。
 よって、実施例60~62の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面及びガラス板面の平均反射率が18%以下と低反射であって、黒色度が高い色味を呈しているため光学用途として有用である。また、実施例60~62の黒色遮光性薄膜積層体は、耐熱性が必要なプロジェクターの光学レンズや、リフロー工程で使用するレンズなどの表面に直接固定絞り材として形成することができるため、有用である。
(比較例53)
 実施例54の黒色遮光性薄膜積層体における第2層目の黒色被覆膜の膜厚を90nmに変えた以外は、第1、第2、第3層目の膜のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)や第1、第3層目の膜厚及び基板の種類は実施例54と同様にしてガラス基板の片面に黒色遮光性薄膜積層体を形成し、黒色遮光板を作製した。
 表5に示すように比較例53の遮光板は、波長380~780nmにおける膜面側から光入射した時の平均反射率は13.5%、膜面のL*値は38であった。また、ガラス基板面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は12.0%となり、ガラス基板面のL*値は34であった。膜面及びガラス基板面ともに色味は黒色度の高い色味を呈していた。しかし、波長380~780nmにおける平均光学濃度は3.7となり、完全遮光性が有していなかった。270℃における加熱試験では、実施例54と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。なお、膜の表面抵抗は200Ω/□であった。
 よって、比較例53の遮光板は、黒色度が高い色味を呈し、低反射で耐熱性に優れているが、平均光学濃度が4.0未満であるため光学部材の中で、完全遮光性が必要な用途には適さない。
(比較例54)
 ガラス基板(コーニング社製7059)の片面に、第1層目の膜として比較例1の膜を膜厚190nm、第1層目の膜上に第2層目の膜として実施例5の膜を膜厚70nmほど形成し、黒色遮光板を形成した。第1層目、第2層目の膜のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)は、比較例1、実施例5と同じである。なお、この膜構成は実施例54に示した第1層目の実施例5の膜を形成しない場合である。
 表5に示すように波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0以上となり、完全遮光性を示した。膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は13.5%と実施例54と同じであったが、ガラス基板面から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は31.4%と実施例54に比べ高くなった。また、膜面のL*値は42と実施例54と同じであったが、ガラス基板面のL*値は60と非常に高く、黒色度の低い色味を呈していた。なお、表面抵抗は、200Ω/□であった。270℃における加熱試験では、実施例54と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。
 よって、比較例54の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面の平均反射率が18%以下と低反射であるものの、ガラス基板面側の平均反射率が高く、黒色度が低い色味を呈していることから、耐熱性が必要なプロジェクターの光学レンズや、リフロー工程で使用するレンズなどの表面に直接固定絞り材として形成することができない。
(実施例63~65) 
 実施例54の2層目の膜の組成をTi膜(実施例63)、NiTi膜(実施例64)、Al膜(実施例65)とした以外は、第1層目、第3層目のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)や膜厚及び基板の種類は実施例54と同様に形成し、黒色遮光板を作製した。
 表5に示すように、実施例63では、Tiターゲットを用いて、190nmのTi膜を形成した。実施例64では、NiTiターゲット(3wt%Ti含有)を用いて、190nmのNiTi膜(Ti含有量2.98wt%)を形成した。実施例65では、Alターゲットを用いて、190nmのAl膜を形成した。
 表5に示すように、膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例63で15.3%、実施例64で15.7%、実施例65で16.2%であった。また、ガラス基板面から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は実施例63で12.3%、実施例64で11.4%、実施例65で13.7%であった。
 また、波長380~780nmにおける平均光学濃度は、実施例60~62ともに4.0以上となり、完全遮光性を示した。
 膜面のL*値は、実施例63で43、実施例64で42、実施例65で44となり、ガラス基板面のL*値は、実施例63で31、実施例64で30、実施例65で33であった。なお、表面抵抗は、実施例63~65で200~300Ω/□であった。270℃における加熱試験においては実施例63~65では、色味や反射率などの変化がみられた。200℃における加熱試験では、実施例65では変色はみられたが、実施例63,64では色味や変色などの変化はなかった。よって、実施例63,64は、200℃以下の耐熱性を必要とする黒色遮光板として利用することができる。また、実施例65の遮光板は、150℃における加熱試験では、変色がみられなかった。よって、150℃以下の耐熱性を必要とする遮光板として利用できる。
 実施例63~65の遮光板において、耐熱試験で変色したサンプルについて断面TEM観察を実施した。変色したサンプルは、いずれも第2層目の膜が酸化していることがわかった。これによって変色がみられたものと推測できる。
 よって、実施例63~65の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面及びガラス板面の平均反射率が18%以下と低反射であって、黒色度が高い色味を呈しているため光学用途として有用である。
(比較例55~57) 
 ガラス基板(コーニング社製7059)の片面に、第1層目の膜としてTi膜(比較例55)、NiTi膜(比較例56)、Al膜(比較例57)を形成し、それぞれの膜上に第2層目の膜として実施例5の膜を形成し、黒色遮光板を作製した。第1層目のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)は、実施例63~65と同様にした。比較例55では、Ti膜を190nm、比較例56ではNiTi膜を190nm、比較例57ではAl膜を190nm形成した。第2層目のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)は実施例54の第1層目、第3層目の成膜条件と同じで行った。
 表5に示すように、波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0以上となり、完全遮光性を示した。
 膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は比較例55で13.3%、比較例56で12.9%、比較例57で14.4%であった。また、ガラス基板面から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は、比較例55で29.7%、比較例56で29.5%、比較例57で33.4%となり、実施例63~65に比べ高くなった。また、膜面のL*値は比較例55で43、比較例56で42、比較例57で43であったが、ガラス基板面のL*値は比較例55~57で55~61と実施例63~65に比べ大きくなり、黒色度が小さい色味を呈していた。なお、表面抵抗は、200~400Ω/□であった。大気中270℃における加熱試験では、実施例63~65と同様に、色味や反射率などの変化がみられた。
 よって、比較例55~57の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有しているものの、基板面側の平均反射率が18%以上と高く、黒色度が小さい色味を呈しているため、耐熱性が必要なプロジェクターの光学レンズや、リフロー工程で使用するレンズなどの表面に直接固定絞り材として形成することができない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
(実施例66)
 算術平均高さ(Ra)が0.4μmであり、厚みが25μmであるポリイミドフィルムを基板に用い、ポリイミドフィルムの片面に黒色遮光性薄膜積層体を形成し、黒色遮光板を作製した。
 黒色遮光性薄膜積層体は、ポリイミドフィルムの片面に第1層目の黒色被覆膜として実施例5の膜を、第2層目の金属遮光膜として比較例1の膜を、第3層目の黒色被覆膜として実施例5の膜を順次形成した。
 表6に示すように、膜面側から光入射した時の波長380~780nmの平均反射率は、0.31%で、膜の付いていない基板面から入射した時の平均反射率は0.24%であった。膜面の色味はL*値で41、フィルム面のL*値は38であった。また、波長380~780nmにおける平均光学濃度は、4.0以上となり、完全遮光性を有していることがわかった。270℃における加熱試験では、実施例54と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。
 よって、実施例66の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面及びフィルム基板面の平均反射率が0.8%以下と低く、黒色度が高い色味を呈しているため光学用途として有用である。
(実施例67、68)
 実施例66の黒色遮光性薄膜積層体における第2層目の膜厚を100nm(実施例67)、240nm(実施例68)に変えた以外は、第1、第2、第3層目の膜のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)や第1、第3層目の膜厚及び基板の種類は実施例66と同様にしてポリイミドフィルム基板の片面に黒色遮光性薄膜積層体を形成し、黒色遮光板を作製した。
 表6に示すように実施例67の遮光板は、波長380~780nmにおける膜面側から光入射した時の平均反射率は0.27%、膜面のL*値は40であった。また、フィルム基板面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は0.22%となり、フィルム基板面のL*値は37であった。膜面及びフィルム基板面ともに色味は黒色度の高い色味を呈していた。波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0以上となり、完全遮光性を有していた。
 実施例68の遮光板は、表6に示すように実施例66と同様に、平均光学濃度は4.0以上で、膜面側の平均反射率は0.26%、フィルム基板面側の平均反射率は0.20%であった。また、膜面のL*値は38、フィルム基板面のL*値は31となり、実施例66と同様に黒色度の高い色味を呈していた。270℃における加熱試験において実施例67、68では、実施例66と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。なお、膜の表面抵抗は実施例67、68で200Ω/□であった。
 よって、実施例67、68の遮光板は、黒色度が高い色味を呈し、光学濃度が4.0以上と完全遮光性を有し、膜面及びフィルム基材面の平均反射率が0.8%以下と低いことから、光学用途として有用である。
(実施例69~71)
 実施例66の黒色遮光性薄膜積層体における第1層目の膜厚を30nm(実施例69)、50nm(実施例70)、100nm(実施例71)に変えた以外は、第1、第2、第3層目の膜のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)や第2、第3層目の膜の膜厚及び基板の種類は、実施例66と同様にして、ポリイミドフィルム基板の片面に黒色遮光性薄膜積層体を形成し、黒色遮光板を作製した。
 表6に示すように膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は実施例69で0.26%、実施例70で0.27%、実施例71で0.25%であった。フィルム基板面から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は、実施例69で0.25%、実施例70で0.23%、実施例71で0.21%であった。
 また、波長380~780nmにおける平均光学濃度は、実施例69~71ともに4.0以上となり、完全遮光性を示した。
 膜面のL*値は、実施例69で42、実施例70で41、実施例71で38となり、フィルム基板面のL*値は実施例69で34、実施例70で32、実施例71で27であった。
 270℃における加熱試験において実施例69~71では、実施例66と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。なお、表面抵抗は、実施例69~71で200~300Ω/□であった。
 よって、実施例69~71の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面及びフィルム板面の平均反射率が低く、黒色度が高い色味を呈しているため光学用途として有用である。
(実施例72~74)
 実施例66の黒色遮光性薄膜積層体における第3層目の膜厚を30nm(実施例72)、50nm(実施例73)、100nm(実施例74)に変えた以外は、第1、第2、第3層目の膜の製造条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)や第1、第2層目の膜の膜厚及び基材の種類は、実施例66と同様にしてポリイミドフィルム基板の片面に黒色遮光性薄膜積層体を形成し、黒色遮光板を作製した。
 表6に示すように膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は実施例72で0.32%、実施例73で0.30%、実施例74で0.27%であった。また、フィルム基板面から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は実施例72で0.24%、実施例73で0.23%、実施例74で0.22%であった。
 また、波長380~780nmにおける平均光学濃度は、実施例72~74ともに4.0以上となり、完全遮光性を示した。
 膜面のL*値は、実施例72で42、実施例73で41、実施例74で38となり、フィルム基板面のL*値は、実施例72で28、実施例73で28、実施例74で27であった。
 また、波長380~780nmにおける平均光学濃度は実施例72~74ともに4.0以上を有した。
 なお、表面抵抗は、実施例72~74で200~400Ω/□であった。270℃における加熱試験において実施例72~74では、実施例66と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。
 よって、実施例72~74の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面及びフィルム基板面の平均反射率が低く、黒色度が高い色味を呈しているため光学用途として有用である。
(比較例58)
 実施例66の黒色遮光性薄膜積層体における第2層目の膜の膜厚を90nmに変えた以外は、第1、第2、第3層目の膜のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)や第1、第3層目の膜厚及び基材の種類は、実施例66と同様にしてポリイミドフィルム基板の片面に黒色遮光性薄膜積層体を形成し、黒色遮光板を作製した。
 表6に示すように比較例58の遮光板は、波長380~780nmにおける膜面側から光入射した時の平均反射率は0.30%、膜面のL*値は39であった。また、フィルム基板面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は0.24%となり、フィルム基板面のL*値は29であった。膜面及びフィルム基板面ともに黒色度の高い色味を呈していて、波長380~780nmにおける平均光学濃度は3.8となり、完全遮光性が有していなかった。270℃における加熱試験では、実施例66と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。なお、膜の表面抵抗は300Ω/□であった。
 よって、比較例55の遮光板は、黒色度が高い色味を呈し、低反射で耐熱性に優れているが、平均光学濃度が4.0未満であるため光学部材の中で、完全遮光性が必要な用途には適さない。
(比較例59)
 算術平均高さ(Ra)が0.4μmであり、厚みが25μmのポリイミドフィルムの片面に、第1層目の膜として比較例1の膜を膜厚190nm、第1層目の膜上に第2層目の膜として実施例5の膜を膜厚70nmほど形成し、黒色遮光板を形成した。第1層目のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)は、比較例1と同じである。また、第2層目の膜のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)は、実施例5と同じである。なお、この膜構成は実施例66に示した第1層目の実施例5の膜を形成しない場合である。
 表6に示すように波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0以上となり、完全遮光性を示した。
 膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は、0.32%と実施例66と同じであったが、フィルム基板面から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は1.13%と実施例66に比べ高くなった。また、膜面のL*値は42と実施例66と同じであったが、フィルム基板面のL*値は50と高く、黒色度の低い色味を呈していた。なお、表面抵抗は、200Ω/□であった。270℃における加熱試験では、実施例66と同様に、平均光学濃度、平均反射率、L*値は変化せず、優れた耐熱性を有していた。
 よって、比較例59の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面の平均反射率が0.8%以下と低いものの、フィルム基板面側の平均反射率が1.13%と高く、黒色度が低い色味を呈していることから、光学部材には適さない。
(実施例75~77) 
 基材の種類を算術平均高さ(Ra)が0.4μmであり、厚みが25μmのポリイミドフィルムに変えた以外は、実施例63~65と同じ製造条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)や膜厚で、黒色遮光板を作製した。
 2層目の膜の組成をTi膜(実施例75)、NiTi膜(実施例76)、Al膜(実施例77)とした。
 表6に示すように膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は実施例75で0.31%、実施例76で0.28%、実施例77で0.27%であった。また、フィルム基板面から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は実施例75で0.24%、実施例76で0.24%、実施例77で0.23%であった。
 また、波長380~780nmにおける平均光学濃度は、実施例75~77ともに4.0以上となり、完全遮光性を示した。
 膜面のL*値は、実施例75で43、実施例76で40、実施例77で42となり、フィルム基板面のL*値は、実施例75で34、実施例76で30、実施例77で36であった。
 なお、表面抵抗は、実施例75~77で200~300Ω/□であった。270℃における加熱試験において実施例75~77では、色味や反射率などの変化がみられた。200℃における加熱試験では、実施例77で変色はみられたが、実施例75、76では色味や反射率などの変化はなかった。よって、実施例75、76は、200℃以下の耐熱性を必要とする黒色遮光板として利用することができる。また、実施例77の遮光板は、150℃における加熱試験では、変色がみられなかった。よって、150℃以下の耐熱性を必要とする遮光板として利用できる。
 実施例75~77の遮光板において、耐熱試験で変色したサンプルについて断面TEM観察を実施した。変色したサンプルはいずれも第2層目の膜が酸化していることがわかった。これによって変色がみられたものと推測できる。
 よって、実施例75~77の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有し、膜面及びフィルム基板面の平均反射率が低く、黒色度が高い色味を呈しているため光学用途として有用である。
(比較例60~62) 
 ポリイミドフィルムの片面に、第1層目の膜としてTi膜(比較例60)、NiTi膜(比較例61)、Al膜(比較例62)を形成し、それぞれの膜上に第2層目の膜として実施例5の膜を形成し、黒色遮光板を作製した。第1層目のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)は、実施例75~77と同様にした。比較例60では、Ti膜を190nm、比較例61ではNiTi膜を190nm、比較例62ではAl膜を190nm形成した。第2層目のスパッタリング成膜条件(ターゲット組成、成膜ガス圧、成膜Arガスへの酸素混合量)は、実施例75~77の第1層目、第3層目のスパッタリング成膜条件と同じで行った。
 表6に示すように波長380~780nmにおける平均光学濃度は4.0以上となり、完全遮光性を示した。
 膜面側から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は比較例60で0.33%、比較例61で0.29%、比較例62で0.37%であった。また、フィルム基板面から光入射した時の波長380~780nmにおける平均反射率は比較例60で1.27%、比較例61で1.35%、比較例62で1.47%となり、実施例75~77に比べ高くなった。また、膜面のL*値は比較例60で42、比較例61で39、比較例62で41であったが、ガラス基板面のL*値は比較例60~62で49~52と実施例75~77に比べ高くなり、黒色度の低い色味を呈していた。なお、表面抵抗は、200~300Ω/□であった。
 大気中270℃における加熱試験では、実施例75~77と同様に、色味や反射率などの変化がみられた。
 よって、比較例60~62の遮光板は、平均光学濃度が4.0以上の完全遮光性を有しているものの、基板面側の平均反射率が高く、黒色度が低い色味を呈しているため、光学用途として適さない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
1 樹脂フィルム基板
2 黒色被覆膜
3 金属遮光膜

Claims (39)

  1.  チタン及び酸素を主成分とし、酸素の含有量がO/Ti原子数比として0.7~1.4である酸化チタン膜が、基板上に形成された黒色被覆膜(A)であって、
     前記酸化チタン膜は、結晶の長手方向が膜厚方向に伸びた微細柱状結晶が集合した組織となり、該膜表面に突起を有し、かつ膜厚が50nm以上であることを特徴とする黒色被覆膜。
  2.  基板が、ステンレス、SK(炭素鋼)、Al、Tiなどの金属薄板、アルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコニアなどのセラミックス薄板、ガラス板、樹脂板、又は樹脂フィルムから選ばれることを特徴とする請求項1に記載の黒色被覆膜。
  3.  酸化チタン膜が、さらに炭素を含有し、その含有量がC/Ti原子数比として0.7以上の炭化酸化チタン膜であることを特徴とする請求項1に記載の黒色被覆膜。
  4.  酸化チタン膜又は炭化酸化チタン膜を構成する微細柱状結晶の結晶子径が、直径(幅)10~40nmであることを特徴とする請求項1又は3に記載の黒色被覆膜。
  5.  膜厚が50~250nmであることを特徴とする請求項1又は3に記載の黒色被覆膜。
  6.  原子間力顕微鏡で測定した、1μm×1μmの領域における算術平均高さ(Ra)が、1.8nm以上であることを特徴とする請求項1又は3に記載の黒色被覆膜。
  7.  原子間力顕微鏡で測定した、1μm×1μmの領域における算術平均高さ(Ra)が、2.4nm以上であることを特徴とする請求項6に記載の黒色被覆膜。
  8.  波長380~780nmにおける膜自体の平行光線透過率が、平均値で13~35%であることを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の黒色被覆膜。
  9.  酸化チタン、酸化チタン及び炭化チタン、もしくは炭化酸化チタンから選ばれるいずれかの焼結体ターゲットを用いて、1.5Pa以上の成膜ガス圧にてスパッタリングして、基板上に酸化チタン膜又は炭化酸化チタン膜を形成することを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の黒色被覆膜の製造方法。
  10.  成膜ガスが、アルゴン、又はヘリウムを主とする不活性ガスであり、酸素ガスの含有量が0.8容積%以下であることを特徴とする請求項9に記載の黒色被覆膜の製造方法。
  11.  酸化チタン、酸化チタン及び炭化チタン、もしくは炭化酸化チタンから選ばれるいずれかの焼結体ターゲットを用いて、成膜中に成膜ガスとして酸素ガスを導入せず、アルゴン、又はヘリウムを主とする不活性ガスを導入してスパッタリング成膜し、焼結体に含有する酸素及び/又は成膜室内の残留ガス中の酸素を膜中に取り込むことを特徴とする黒色被覆膜の製造方法。
  12.  スパッタリング時に、1.5Pa以上の成膜ガス圧にて成膜することを特徴とする請求項11に記載の黒色被覆膜の製造方法。
  13.  請求項1~8のいずれかに記載の、酸化チタン又は炭化酸化チタン膜から選ばれる黒色被覆膜(A)上に、金属遮光膜(B)、前記と同様の黒色被覆膜(A)が順次積層されてなる黒色遮光性薄膜積層体。
  14.  金属遮光膜(B)が、チタン、タンタル、タングステン、コバルト、ニッケル、ニオブ、鉄、亜鉛、銅、アルミニウム、又は珪素より選ばれた1種類以上の元素を主成分とする金属材料であることを特徴とする請求項13に記載の黒色遮光性薄膜積層体。
  15.  金属遮光膜(B)が、炭化チタン膜、又は炭化酸化チタン膜であり、該膜中の含有炭素量がC/Ti原子数比として0.6以上、かつ膜中の酸素量がO/Ti原子数比として0.4以下であることを特徴とする請求項13または14に記載の黒色遮光性薄膜積層体。
  16.  基板として、樹脂フィルム、樹脂板、金属薄板又はセラミックス薄板を用い、その少なくとも一方の面に、膜厚40nm以上の金属遮光膜(B)が形成され、更に金属遮光膜(B)の表面上に請求項1~8のいずれかに記載の黒色被覆膜(A)が積層形成された黒色遮光板であって、
     波長380~780nmにおける平均光学濃度が4.0以上、かつ波長380~780nmにおける黒色被覆膜表面の正反射率の平均値が18%以下であることを特徴とする黒色遮光板。
  17.  樹脂フィルム、樹脂板、金属薄板又はセラミックス薄板が、表面凹凸性を有していることを特徴とする請求項16に記載の黒色遮光板。
  18.  樹脂フィルムが、ポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項16又は17に記載の黒色遮光板。
  19.  金属遮光膜(B)が、チタン、タンタル、タングステン、コバルト、ニッケル、ニオブ、鉄、亜鉛、銅、アルミニウム、又は珪素より選ばれた1種類以上の元素を主成分とする金属材料であることを特徴とする請求項16に記載の黒色遮光板。
  20.  金属遮光膜(B)が、炭化チタン膜、又は炭化酸化チタン膜であり、該膜中の含有炭素量がC/Ti原子数比として0.6以上、かつ膜中の酸素量がO/Ti原子数比として0.4以下であることを特徴とする請求項16又は19に記載の黒色遮光板。
  21.  樹脂フィルム、樹脂板、金属薄板又はセラミックス薄板の基板両面に、実質的に同じ膜厚、かつ同じ組成の金属遮光膜(B)が形成され、さらに金属遮光膜(B)の表面上に、実質的に同じ膜厚で同じ組成の黒色被覆膜(A)が積層形成されており、基板に対して対称構造であることを特徴とする請求項16~20のいずれかに記載の黒色遮光板。
  22.  金属遮光膜(B)の表面上に形成された黒色被覆膜(A)の表面粗さが0.05~0.7μm(算術平均高さ)、かつ波長380~780nmにおける黒色被覆膜(A)表面の正光反射率の平均値が0.8%以下であることを特徴とする請求項16~21のいずれかに記載の黒色遮光板。
  23.  金属遮光膜(B)の表面上に黒色被覆膜(A)が形成された黒色遮光板の色味(L*)が、25~45であることを特徴とする請求項16~22のいずれかに記載の黒色遮光板。
  24.  着色樹脂フィルムを基板として用い、その少なくとも一方の面に、請求項1~8のいずれかに記載の黒色被覆膜(A)が形成された黒色遮光板であって、
     黒色被覆膜(A)の膜厚が20nm以上であり、かつ波長380~780nmにおける黒色遮光板表面の正光反射率の平均値が1%以下であることを特徴とする黒色遮光板。
  25.  着色樹脂フィルムが、表面凹凸性を有していることを特徴とする請求項24に記載の黒色遮光板。
  26.  黒色被覆膜(A)の膜厚が、20~150nmであることを特徴とする請求項24に記載の黒色遮光板。
  27.  着色樹脂フィルム上に黒色被覆膜(A)を形成して得られる黒色遮光板の色味(L*)が25~45であることを特徴とする請求項24~26のいずれかに記載の黒色遮光板。
  28.  透光性基板の片面側に、請求項13~15のいずれかに記載の黒色遮光性薄膜積層体が形成された黒色遮光板であって、
     金属遮光膜(B)は膜厚100nm以上であり、波長380~780nmにおける平均光学濃度が4.0以上、かつ波長380~780nmにおける薄膜積層体の表面および膜の形成されていない基板面の正反射率の平均値が18%以下であることを特徴とする黒色遮光板。
  29.  透光性基板が、樹脂フィルム、樹脂板、ガラス板、セラミックス板、又は無機化合物の単結晶板であることを特徴とする請求項28に記載の黒色遮光板。
  30.  透光性基板が、ポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項29に記載の黒色遮光板。
  31.  透光性基板が、表面凹凸性を有していることを特徴とする請求項28~30に記載の黒色遮光板。
  32.  請求項13~15のいずれかに記載の黒色遮光性薄膜積層体における金属遮光膜(B)の表面上に形成された黒色被覆膜(A)の表面粗さが0.05~0.7μm(算術平均高さ)、かつ波長380~780nmにおける黒色被覆膜(A)表面の正光反射率の平均値が0.8%以下であることを特徴とする黒色遮光板。
  33.  透光性基板側の表面粗さが0.0001~0.7μm(算術平均高さ)、かつ波長380~780nmにおける黒色遮光性薄膜積層体表面の正光反射率の平均値が0.8%以下であることを特徴とする請求項28~32のいずれかに記載の黒色遮光板。
  34.  黒色遮光性薄膜積層体が形成された黒色遮光板の膜面側の色味(L*)が、25~45であることを特徴とする請求項28~33のいずれかに記載の黒色遮光板。
  35.  黒色遮光性薄膜積層体が形成された黒色遮光板の透光性基板面側の色味(L*)が、28~34であることを特徴とする請求項28~34のいずれかに記載の黒色遮光板。
  36.  請求項16~35のいずれかに記載の黒色遮光板を加工して得られる絞り。
  37.  請求項16~35のいずれかに記載の黒色遮光板を加工して得られる羽根材を用いた光量調整用絞り装置。
  38.  請求項16~35のいずれかに記載の黒色遮光板を加工して得られる羽根材を用いたシャッター。
  39.  請求項16~35のいずれかに記載の黒色遮光板の片面、または両面に粘着層を設けてなる耐熱遮光テープ。
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