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JP2008196017A - Sputtering device, laminate, optical functional filter, optical display device, and optical article - Google Patents

Sputtering device, laminate, optical functional filter, optical display device, and optical article Download PDF

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JP2008196017A
JP2008196017A JP2007033338A JP2007033338A JP2008196017A JP 2008196017 A JP2008196017 A JP 2008196017A JP 2007033338 A JP2007033338 A JP 2007033338A JP 2007033338 A JP2007033338 A JP 2007033338A JP 2008196017 A JP2008196017 A JP 2008196017A
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JP
Japan
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film
sputtering
optical
thin film
laminate
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Application number
JP2007033338A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Tani
卓行 谷
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】基板、基材に対し、安定して長時間、かつ高速でのスパッタ成膜が可能であるスパッタリング装置を提供することであり、また、これを用いて成膜した積層体及び、この積層体を有する光学機能性フィルタおよび光学表示装置を提供する。
【解決手段】基材上に薄膜層を成膜するために、少なくとも1つ以上のマグネトロン電極を有することを特徴とするスパッタリング装置において、前記マグネトロン電極におけるアノード電極5,6が回転式電極であるスパッタリング装置。
【選択図】図1
The present invention provides a sputtering apparatus capable of stably performing sputter deposition on a substrate and a base material at a high speed for a long time, and a laminate formed using the sputtering apparatus, and An optical functional filter and an optical display device having a laminate are provided.
A sputtering apparatus having at least one or more magnetron electrodes for forming a thin film layer on a substrate, wherein anode electrodes 5 and 6 of the magnetron electrodes are rotary electrodes. Sputtering equipment.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、積層体製造装置および、その製造装置を用いて成膜された積層体に関する。また、この積層体を前面に用いた光学機能性フィルタおよび光学表示装置に関する。   The present invention relates to a laminate manufacturing apparatus and a laminate formed by using the manufacturing apparatus. The present invention also relates to an optical functional filter and an optical display device using the laminate on the front surface.

大面積のスパッタ成膜装置においては、ガラス基板などを搬送しながら成膜するバッチ型成膜装置とプラスチック・フィルムなどに成膜するロール・ツー・ロール型成膜装置がある。また、回転体に、プラスチック・フィルム、ガラス基板、プラスチック板、金属板等をセットし、メタルモードによるスパッタ後、ラジカル槽にて酸化や窒化などを行う成膜装置もある。これらに用いられるスパッタ・カソードは、シングル・マグネトロン・カソード、デュアル・マグネトロン・カソードと多様であり、カソード自体の構造も平板タイプ、回転タイプなどがある(特許文献1参照)。   Large-area sputtering film forming apparatuses include a batch type film forming apparatus for forming a film while conveying a glass substrate and a roll-to-roll type film forming apparatus for forming a film on a plastic film. In addition, there is a film forming apparatus in which a plastic film, a glass substrate, a plastic plate, a metal plate, or the like is set on a rotating body, and after sputtering in a metal mode, oxidation or nitridation is performed in a radical bath. Sputtering cathodes used for these are various, such as a single magnetron cathode and a dual magnetron cathode, and the structure of the cathode itself includes a flat plate type and a rotating type (see Patent Document 1).

これらの大面積スパッタ成膜装置においては、長時間安定したロングランが必要とされる。これは、成膜対象物が建装材ガラスや、プラスチック・フィルムであるためであり、いかに機械を止めず、いかに速く、いかに安定した成膜が出来るかが重要である。1対の電極にそれぞれ薄膜層形成材料をターゲットとして配置したマグネトロン・スパッタリング法であり、その電極間に交流電圧を印加し、その各々の電極が交互にカソード、アノードの役割を果たす放電方法、通称デュアル・マグネトロン・スパッタリング法(以下DMS法)が主流となってきている。   In these large area sputter deposition apparatuses, a long run that is stable for a long time is required. This is because the object of film formation is building glass or plastic film, and it is important how fast and how stable the film can be formed without stopping the machine. This is a magnetron sputtering method in which a thin film layer forming material is arranged as a target on each pair of electrodes, an alternating voltage is applied between the electrodes, and each electrode alternately serves as a cathode and an anode. The dual magnetron sputtering method (hereinafter referred to as DMS method) has become the mainstream.

DMS法は、1対の電極に交互に等しく電圧印加されるため、成膜中の高エネルギー粒子による基板側へのボンバードメントが大きく、通常のDCスパッタリング、RFスパッタリングと比較して、プラズマのアシスト効果が大きく、緻密で、膜硬度、膜応力が強い膜が成膜される。このため、通常のスパッタ膜、蒸着薄膜などと比較して耐擦傷性など種々の機械特性に優れた薄膜の形成が可能である。また、交互にアノード、カソードが入れ替わるため、通常のDC、RFスパッタと比べてチャージアップが起き難く、安定した成膜が長時間にわたって可能である。しかし、膜が緻密であるため、蒸着膜や通常のマグネトロン・スパッタリング法と比較して膜硬度が高い反面、膜応力の強い薄膜となり、フィルムの反りがきつく、ハードコート処理が施されたプラスチック・フィルム上に積層体を設けた場合は、積層膜、ハードコート共にクラックが入りやすいなど後加工以降での扱いが難しいという問題があった。また、一定の水蒸気透過性を必要とする場合などは、膜質が緻密すぎる故に逆に問題となることがあった。スパッタ法に関しては、これらの解決法として、DMS法成膜時の成膜気圧を高めに設定し、成膜することや、ターゲット−基板間距離を長くして成膜することが挙げられるが、前者は、アークが発生しやすく、安定なスパッタ放電を長時間連続して起こすことが困難であり、後者は、成膜速度が極端に落ちるなどの問題があり、実際の生産には不向きであった。これらDMS法は、バイポーラ方式であるが、これに対し、アノード、カソードが入れ替わることがなく、スパッタ・ターゲット側電極が常にカソードであるユニポーラ方式のマグネトロン・スパッタを用いる方法がある。これは、フレキシブルな薄膜を成膜することも可能であるし、成膜速度の点でも問題ないが、絶縁膜の成膜を行いたい場合、時間の経過と共に絶縁膜がアノードへ被膜し、やがてチャージアップが発生し、アーキングが発生し始めてしまうため、長時間の安定した成膜が困難であった。   In the DMS method, a voltage is alternately applied to a pair of electrodes alternately, so that bombardment to the substrate side due to high-energy particles during film formation is large, and plasma assistance is possible compared to normal DC sputtering and RF sputtering. A film having a large effect, a dense film, and a high film hardness and film stress is formed. For this reason, it is possible to form a thin film excellent in various mechanical properties such as scratch resistance as compared with a normal sputtered film, a deposited thin film, and the like. In addition, since the anode and the cathode are alternately switched, charge-up is unlikely to occur compared to normal DC and RF sputtering, and stable film formation is possible for a long time. However, since the film is dense, the film hardness is higher than that of the vapor deposition film and the usual magnetron sputtering method. On the other hand, it becomes a thin film with strong film stress. When a laminated body is provided on the film, there is a problem that it is difficult to handle after the post-processing because the laminated film and the hard coat are easily cracked. On the other hand, when a certain level of water vapor permeability is required, the film quality is too dense, which may be problematic. Regarding the sputtering method, these solutions include setting the film formation pressure at the time of film formation in the DMS method to be high and forming a film, or forming a film with a long target-substrate distance. The former is prone to arcing and it is difficult to generate stable sputter discharge continuously for a long time, and the latter is not suitable for actual production due to problems such as extremely low deposition rate. It was. These DMS methods are bipolar methods. On the other hand, there is a method using unipolar magnetron sputtering in which the anode and the cathode are not interchanged and the sputtering target side electrode is always the cathode. It is possible to form a flexible thin film, and there is no problem in terms of film formation speed. However, when it is desired to form an insulating film, the insulating film is coated on the anode as time passes. Since charge-up occurs and arcing begins to occur, stable film formation for a long time is difficult.

また、DMS法は、チャージアップを緩和できるため、高電力が投入でき、成膜速度が高いが、アノード、カソードが電圧印加の半周期毎に入れ替わるため、片方のターゲット
ずつしかスパッタされておらず、効率的ではなかった。
In addition, the DMS method can ease the charge-up, so that high power can be input and the film formation rate is high. However, since the anode and cathode are switched every half cycle of voltage application, only one target is sputtered. Was not efficient.

また、スパッタ法でなく蒸着膜であれば、膜硬度、膜応力の低い膜を得ることが可能であるが、生産の上で材料の交換が頻繁であるなどの生産性や、輝点不良や、薄膜の機械特性が弱いなどの諸々の問題があった。
特開平8−188873号公報
In addition, it is possible to obtain a film with low film hardness and low film stress if it is a vapor deposition film rather than sputtering, but productivity such as frequent exchange of materials during production, There were various problems such as weak mechanical properties of the thin film.
JP-A-8-188873

よって、本発明の目的は、基板、基材に対し、安定して長時間、かつ高速でのスパッタ成膜が可能であるスパッタリング装置を提供することであり、また、これを用いて成膜した積層体及び、この積層体を有する光学機能性フィルタおよび光学表示装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a sputtering apparatus capable of stably performing sputtering film formation on a substrate and a base material at a high speed for a long time, and using this, a film is formed. An object of the present invention is to provide a laminate, and an optical functional filter and an optical display device having the laminate.

請求項1の発明は、基板、フィルム上に薄膜層を形成するために、少なくとも1つ以上のマグネトロン・スパッタリング用の一対の電極を有し、該電極におけるアノード電極が回転式電極であることを特徴としたスパッタリング装置を提供することである。   The invention of claim 1 has at least one pair of magnetron sputtering electrodes for forming a thin film layer on a substrate and a film, and the anode electrode in the electrodes is a rotary electrode. It is to provide a sputtering apparatus characterized.

請求項2の発明は、筐体内に、請求項1記載の該マグネトロン・スパッタリング用電極が複数配置されており、且つそれらの電極がそれぞれの真空度を設定できるように仕切られており、1回の基板搬送、フィルム搬送時に多層の積層膜を成膜することが可能であることを特徴としたスパッタリング装置を提供することである。   According to a second aspect of the present invention, a plurality of the magnetron sputtering electrodes according to the first aspect are arranged in a casing, and the electrodes are partitioned so that the respective vacuum degrees can be set. It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus characterized in that a multilayer film can be formed during substrate transportation and film transportation.

請求項3の発明は、電源として、DCパルス電源を用いることを特徴とした請求項1、請求項2記載のスパッタリング装置を提供することである。   A third aspect of the present invention is to provide a sputtering apparatus according to the first or second aspect, wherein a DC pulse power source is used as the power source.

請求項4の発明は、該DCパルス電源を用いる際、スパッタリング・ターゲットに矩形波による負電圧印加後、極性を反転させ、該回転式電極に矩形波にて負電圧を印加し、チャージアップを緩和することを特徴とした請求項1、請求項2、請求項3記載のスパッタリング装置を提供することである。   In the invention of claim 4, when using the DC pulse power source, after applying a negative voltage by a rectangular wave to the sputtering target, the polarity is reversed, and a negative voltage is applied to the rotary electrode by a rectangular wave to charge up. The sputtering apparatus according to claim 1, 2, or 3 is characterized by relaxation.

請求項5の発明は、該マグネトロン・スパッタリング用の一対の電極が、1つの成膜室に2つ以上配置されていることを特徴とした請求項1、請求項2、請求項3、請求項4記載のスパッタリング装置を提供することである。   The invention of claim 5 is characterized in that two or more pairs of magnetron sputtering electrodes are arranged in one film forming chamber. 4 is a sputtering apparatus.

請求項6の発明は、プラズマ・パラメーターを用いて遷移領域制御をしながら、高速成膜することが可能であることを特徴とした請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5記載のスパッタリング装置を提供することである。   The invention of claim 6 is capable of high-speed film formation while performing transition region control using plasma parameters. A sputtering apparatus according to claim 5 is provided.

請求項7の発明は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6記載のスパッタリング装置を用いて成膜されたことを特徴とする積層体を提供することである。   The invention according to claim 7 provides a laminate characterized in that it is deposited using the sputtering apparatus according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, and claim 6. It is to be.

請求項8、9、10の発明は、請求項7記載の積層体を用いたことを特徴とした光学機能性フィルタ、光学表示装置および光学物品を提供することである。   The eighth, ninth, and tenth inventions provide an optical functional filter, an optical display device, and an optical article characterized by using the laminate according to the seventh aspect.

本発明の装置により、長時間のスパッタ成膜において、成膜速度を落とすことなく、長時間にわたりアーキングが非常に発生しづらくなり安定したロングラン成膜が可能となる
。また同時に安定した品質の積層体の提供が可能となる。
With the apparatus of the present invention, arcing is very difficult to occur over a long period of time without slowing down the film formation speed in long-time sputter film formation, and stable long-run film formation becomes possible. At the same time, it is possible to provide a laminate with stable quality.

また、本発明の光学機能性フィルタは、欠陥の少ない安定した品質を、またバイポーラ方式によるDMS法で成膜した薄膜より膜硬度の低い薄膜を備えたフィルタである。   The optical functional filter of the present invention is a filter having a stable quality with few defects and a thin film having a lower film hardness than a thin film formed by a bipolar DMS method.

また、本発明の光学表示装置は、欠陥の少ない安定した品質を、またバイポーラ方式によるDMS法で成膜した薄膜より膜硬度の低い薄膜を備えた光学表示装置である。   The optical display device of the present invention is an optical display device having a stable quality with few defects and a thin film having a lower film hardness than a thin film formed by a bipolar DMS method.

また、本発明の光学物品は、欠陥の少ない安定した品質を、またバイポーラ方式によるDMS法で成膜した薄膜より膜硬度の低い薄膜を備えた光学物品である。   The optical article of the present invention is an optical article having a stable quality with few defects and a thin film having a lower film hardness than a thin film formed by a bipolar DMS method.

<スパッタリング装置1>
本発明のマグネトロン・スパッタリング装置の概念を図1に示す。
<Sputtering apparatus 1>
The concept of the magnetron sputtering apparatus of the present invention is shown in FIG.

図1に示すようにプラスチック・フィルム等を搬送しながら成膜するロール・ツー・ロール型の巻取り成膜装置を例として挙げる。本発明は、ガラス基板や金属基板に成膜するようなバッチ式成膜装置であっても良い。   As an example, a roll-to-roll type winding film forming apparatus for forming a film while conveying a plastic film or the like as shown in FIG. The present invention may be a batch type film forming apparatus that forms a film on a glass substrate or a metal substrate.

成膜メインローラー1にプラスチック・フィルム2を搬送させる。成膜源として平板タイプのスパッタリング・ターゲットを取り付けられたカソード3、4と、それぞれのカソードに対するアノード5、6が設置されており、このアノード5、6は回転式アノードである。この回転式アノード5、6の大きさは、異常放電が起きない程度であれば特に限定されるものではないが、内部を水冷する場合は、アノード内で水温が極端な上昇をしない程度の流量を確保できる大きさが必要である。カソード3、4は回転式カソードであってもよく、回転式カソードの場合、ターゲットの使用効率が高く有利である。また、DCパルス電源7、8がそれぞれのアノード、カソード間に取り付けられている。カソード3、4でスパッタされた分子、原子は、成膜メインキャンにおいて搬送されているフィルムに成膜されるが、この際とび出す原子、分子は必ずしもフィルムにだけ成膜される訳ではなく、様々な方向にたたき出される。また、たたき出された原子、分子がプラズマ空間中で様々なプラズマ中のガス種と衝突し、たたき出された際に保持していたエネルギーを失い、更にカソード方向へと逆に再成膜される場合もある。このとび出した原子、分子や、再成膜の原子、分子がアノード5、6へと被膜すると短時間でアーキングする原因となるため、この被膜を極力防ぐため、防着板9、10が設置されている。防着板9、10に特段の制限は無く、カソード3、4とアノード5、6の間においてプラズマが支障なく発生すること、またカソードからたたき出される分子、原子がアノードに直接成膜されないことである。また、このスパッタ成膜室は仕切り板11、12で仕切られており、カソード3、4以外のカソードが成膜メインキャンに配置されていたとしても、導入ガス種、成膜気圧を別々に設定することが可能である。   The plastic film 2 is conveyed to the film forming main roller 1. Cathodes 3 and 4 to which flat plate type sputtering targets are attached as film forming sources, and anodes 5 and 6 for the respective cathodes are installed, and these anodes 5 and 6 are rotary anodes. The size of the rotary anodes 5 and 6 is not particularly limited as long as abnormal discharge does not occur. However, when the inside is water-cooled, the flow rate is such that the water temperature does not extremely increase in the anode. Must be large enough to secure The cathodes 3 and 4 may be rotary cathodes. In the case of a rotary cathode, the use efficiency of the target is high, which is advantageous. Further, DC pulse power supplies 7 and 8 are attached between the respective anodes and cathodes. Molecules and atoms sputtered at the cathodes 3 and 4 are deposited on the film being transported in the deposition main can, but the atoms and molecules that pop out at this time are not necessarily deposited only on the film. It is knocked out in various directions. In addition, the knocked out atoms and molecules collide with various gas species in the plasma space, losing the energy that was retained when knocked out, and re-deposited in the cathode direction. There is also a case. When these protruding atoms, molecules, re-deposited atoms, and molecules are coated on the anodes 5 and 6, arcing takes place in a short time. Therefore, in order to prevent this coating as much as possible, deposition prevention plates 9 and 10 are installed. ing. There are no particular restrictions on the protective plates 9 and 10, plasma is generated between the cathodes 3 and 4 and the anodes 5 and 6 without any problem, and molecules and atoms knocked out from the cathode are not directly formed on the anode. It is. The sputter deposition chamber is partitioned by partition plates 11 and 12, and even if a cathode other than the cathodes 3 and 4 is disposed in the deposition main can, the introduced gas type and deposition pressure are set separately. Is possible.

本発明において、最も特徴的であるのは、アノードに回転式電極を用いていることである。これは、アノードとして平板、角柱状などの固定された電極を用いる場合、防着板9、10があったとしても、長時間におよぶロングランのスパッタでは、ターゲットから叩き出された原子、分子が徐々にアノードに被膜してくる。この被膜が一定以上被膜すると、チャージアップによるアーキング、またはアノードの消滅につながり、安定した放電を続けることが困難となる。安定した放電が困難になるということは、成膜した膜自体の品質を低下させるが、アーキングが発生し始めると、アノードの清掃、交換のため、真空成膜装置を大気開放せねばならず、非常に時間がかかるため生産性を低下させることにつながる。これに対し、本発明では、アノードを回転させることで、局部的に堆積してしまう被膜を満遍なく回転カソードに被膜させることで、アノードの消失を出来るだけ抑制することが可能となる。   In the present invention, the most characteristic feature is that a rotary electrode is used for the anode. This is because, when a fixed electrode such as a flat plate or a prismatic plate is used as the anode, even if there are the deposition plates 9 and 10, atoms and molecules struck out from the target in long-run sputtering over a long period of time. Gradually coats the anode. If this coating film exceeds a certain level, it will lead to arcing due to charge-up or disappearance of the anode, and it will be difficult to continue stable discharge. The fact that stable discharge becomes difficult reduces the quality of the deposited film itself, but when arcing begins to occur, the vacuum deposition apparatus must be opened to the atmosphere to clean and replace the anode, This is very time consuming and leads to reduced productivity. On the other hand, in the present invention, by rotating the anode, it is possible to suppress the disappearance of the anode as much as possible by uniformly coating the rotating cathode with the coating that is deposited locally.

また、電源としてDCパルス電源7、8を用いることで、プラスチック・フィルムの成膜では、フィルム原反を交換するタイミングなどに、回転式アノードの極性を反転させてカソードとし、プレスパッタすることにより、更に長時間のロングランが可能となる。また、ガラス等の基板に成膜する場合も、連続して成膜する複数枚の基板の間にプレスパッタ用の基板を流すなどすることにより、アノードのクリーニングを行い、更に長時間のロングランが可能となる。   In addition, by using DC pulse power supplies 7 and 8 as a power source, in the film formation of a plastic film, the polarity of the rotary anode is reversed to be a cathode and pre-sputtered at the timing of replacing the original film. In addition, a long run is possible for a longer time. In addition, when forming a film on a substrate such as glass, the anode is cleaned by flowing a substrate for pre-sputtering between a plurality of substrates to be continuously formed, and a long run for a long time is performed. It becomes possible.

DCパルス電源の周波数は、0.1kHz〜500kHzが好ましく、1〜100kHがより好ましい。デューティー・サイクルは適宜設定する必要があるが、チャージの緩和を考える場合0.1μsec以上のオフタイムを設定することが望ましい。   The frequency of the DC pulse power supply is preferably 0.1 kHz to 500 kHz, and more preferably 1 to 100 kHz. Although it is necessary to set the duty cycle as appropriate, it is desirable to set an off time of 0.1 μsec or more in consideration of charge relaxation.

また、電源としてDCパルス電源7、8を用いることで、ターゲットが配置されたカソード3、4に負電圧印加後、ターゲット側をアノードに反転し、回転式アノード5、6を回転式カソードとして反転することで、チャージアップを緩和出来る。またこの反転により、回転式アノード5、6に被膜した膜は、スパッタ・クリーニングされるため、より長時間、アーキング、アノードの消滅からスパッタ放電を守ることが出来、安定したロングラン成膜が可能となる。この場合、上述のようなプレスパッタがほぼ必要なく、効率的に安定したロングラン成膜が可能となる。   Further, by using DC pulse power supplies 7 and 8 as power sources, a negative voltage is applied to the cathodes 3 and 4 on which the targets are arranged, and then the target side is inverted to the anode, and the rotary anodes 5 and 6 are inverted as the rotary cathode. By doing so, the charge-up can be mitigated. By this reversal, since the film coated on the rotary anodes 5 and 6 is sputter-cleaned, it is possible to protect the sputter discharge from arcing and anode disappearance for a longer period of time, enabling stable long-run film formation. Become. In this case, pre-sputtering as described above is almost unnecessary, and an efficient and stable long-run film formation is possible.

また、本発明の特徴の1つとして、1つの成膜室中にデュアル・マグネトロン・カソードの様に2つのカソード3、4を配置することである。この場合、2台のDCパルス電源7、8をそれぞれのカソードに取り付けてあるため、バイポーラ方式のDMS法が片方のカソード毎に交互にしかスパッタ出来ないのに対し、本発明は同時にスパッタすることが可能である(図1中にプラズマの流れ13、14を示す)。これにより、バイポーラ方式のDMS法の約2倍程度の成膜速度を達成することが出来、スパッタリング法の成膜速度の遅さをカバーすることが可能である。   Further, one of the features of the present invention is that two cathodes 3 and 4 are arranged in one film forming chamber like a dual magnetron cathode. In this case, since the two DC pulse power supplies 7 and 8 are attached to the respective cathodes, the bipolar DMS method can be sputtered only alternately for each one of the cathodes, whereas the present invention simultaneously sputters. (Plasma flows 13, 14 are shown in FIG. 1). As a result, it is possible to achieve a film formation rate about twice that of the bipolar DMS method, and to cover the slow film formation rate of the sputtering method.

また、本発明の特徴の1つとして、一対のカソード/アノードに対し、2つ以上のDCパルス電源を用いてもよく、この場合は、ターゲットが取り付けられたカソードに電圧印加するDCパルス電源と、回転式アノードを極性反転させた際に負電圧を印加するDCパルス電源とに分けて用いることも出来る。   Further, as one of the features of the present invention, two or more DC pulse power supplies may be used for a pair of cathodes / anodes. In this case, a DC pulse power supply for applying a voltage to the cathode to which the target is attached; Also, it can be used separately from a DC pulse power source that applies a negative voltage when the polarity of the rotary anode is reversed.

また、図1においては、成膜メインローラーは1つだが、2つ以上を備え付けた装置であってもよく、プラスチック・フィルムに成膜したい積層体の積層数や、膜質、希望成膜速度次第により、自由な設計がなされて差し支えない。   In FIG. 1, although there is only one film forming main roller, it may be an apparatus equipped with two or more. Depending on the number of layers to be formed on the plastic film, the film quality, and the desired film forming speed. Therefore, a free design can be made.

<積層体>
本発明の装置を用いて、本発明の積層体を成膜することが可能であるが、この本発明の積層体は、例えば反射防止膜、増反射膜、カラー反射膜、半反射半透過膜、ダイクロイックミラー、紫外線カットフィルター、赤外線カットフィルター、バンドパスフィルター、ガスバリア膜等が上げられる。本発明の実施形態を示す一例として、反射防止積層体を挙げ、図2に示す。本発明の反射防止積層体の一例を示す断面図である。この反射防止積層体59は、基材60と、基材60上に設けられたハードコート層61と、ハードコート層61上に設けられたプライマー層62と、プライマー層62上に設けられた反射防止機能層63とを有して概略構成されるものである。
<Laminated body>
The laminate of the present invention can be formed using the apparatus of the present invention. The laminate of the present invention includes, for example, an antireflection film, an enhanced reflection film, a color reflection film, and a semi-reflection / semi-transmissive film. , Dichroic mirror, ultraviolet cut filter, infrared cut filter, band pass filter, gas barrier film and the like. As an example showing the embodiment of the present invention, an antireflection laminate is given and shown in FIG. It is sectional drawing which shows an example of the reflection preventing laminated body of this invention. The antireflection laminate 59 includes a base material 60, a hard coat layer 61 provided on the base material 60, a primer layer 62 provided on the hard coat layer 61, and a reflection provided on the primer layer 62. The prevention functional layer 63 is generally configured.

(基材)
本発明に用いる基材としては、透明性を有する有機化合物成形物が挙げられる。本発明
における透明性とは、可視光領域の波長の光が透過すればよいことを意味する。成形物の形状としては、ロール状である。また、基材は、透明性を有する有機化合物成形物の積層体であってもよい。
(Base material)
As a base material used for this invention, the organic compound molding which has transparency is mentioned. Transparency in the present invention means that light having a wavelength in the visible light region may be transmitted. The shape of the molded product is a roll. Further, the base material may be a laminate of an organic compound molded product having transparency.

透明性を有する有機化合物成形物としては、プラスチックが挙げられる。プラスチックとしては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース等が挙げられる。   An example of the organic compound molding having transparency is plastic. Examples of the plastic include polyester, polyamide, polyimide, polypropylene, polymethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, polyurethane, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, polyethylene sulfide, polyether sulfone, polyolefin, polyarylate, polyether ether. Examples thereof include ketones, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and triacetyl cellulose.

基材の厚さは、目的の用途に応じて適宜選択され、通常25〜300μmである。有機化合物成形物には、公知の添加剤、例えば、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤等が含有されていてもよい。   The thickness of a base material is suitably selected according to the target use, and is 25-300 micrometers normally. The organic compound molded product may contain known additives such as ultraviolet absorbers, plasticizers, lubricants, colorants, antioxidants, flame retardants and the like.

(ハードコート層)
本発明の反射防止積層体では、基材と反射防止層の間にハードコート層を備えてもよい。ハードコート層は、鉛筆等による引っ掻き傷、スチールウールによる擦り傷等の機械的外傷から各層を防護する層である。ハードコート層3を形成する材料としては、透明性、適度な硬度および機械的強度を有するものであればよく、バインダマトリックスとしては紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの電離放射線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、金属アルコキシドを加水分解、脱水縮合して得られる無機系または有機無機複合系マトリックスなどを用いることができる。
(Hard coat layer)
In the antireflection laminate of the present invention, a hard coat layer may be provided between the base material and the antireflection layer. The hard coat layer is a layer that protects each layer from mechanical trauma such as scratches caused by pencils and the like, and scratches caused by steel wool. The material for forming the hard coat layer 3 may be any material having transparency, appropriate hardness, and mechanical strength, and the binder matrix is an ionizing radiation curable resin such as an ultraviolet curable resin or an electron beam curable resin. Alternatively, an inorganic or organic-inorganic composite matrix obtained by hydrolysis, dehydration condensation of a metal alkoxide, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or the like can be used.

熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化型ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン系樹脂等があげられる。   Examples of the thermosetting resin include thermosetting urethane resin composed of acrylic polyol and isocyanate prepolymer, phenol resin, urea melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, silicone resin, and the like.

シリコーン系樹脂として用いられるモノマーとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラペンタエトキシシラン、テトラペンタイソプロキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルプロポキシシラン、ジメチルブトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等が挙げられる。   Monomers used as silicone resins include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrapentaethoxysilane, tetrapentaisoproxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane , Methyltributoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethylmethoxysilane, dimethylpropoxysilane, dimethylbutoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, and the like.

電離放射線硬化性樹脂としては、多価アルコールのアクリル酸またはメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート樹脂、ジイソシアネート、多価アルコール及びアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタンアクリレート樹脂等が挙げられる。またこれらの他にも、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等も使用することができる。   Examples of the ionizing radiation curable resin include polyfunctional acrylate resins such as polyhydric alcohol acrylic acid or methacrylic ester, diisocyanate, polyhydric alcohol and acrylic acid or methacrylic hydroxy ester. Examples include functional urethane acrylate resins. Besides these, polyether resins having an acrylate functional group, polyester resins, epoxy resins, alkyd resins, spiroacetal resins, polybutadiene resins, polythiol polyene resins, and the like can also be used.

電離放射線のうち、紫外線を用いる場合、光重合開始剤を加える。光重合開始剤は、どのようなものを用いても良いが、用いる樹脂にあったものを用いることが好ましい。   Among ionizing radiations, when using ultraviolet rays, a photopolymerization initiator is added. Although what kind of thing may be used for a photoinitiator, it is preferable to use what was suitable for resin to be used.

光重合開始剤(ラジカル重合開始剤)としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタ
ールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類等が用いられる。光増感剤の使用量は、樹脂に対して0.5〜20wt%である。好ましくは1〜5wt%である。
As the photopolymerization initiator (radical polymerization initiator), benzoin such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyl methyl ketal, and alkyl ethers thereof are used. The usage-amount of a photosensitizer is 0.5-20 wt% with respect to resin. Preferably it is 1-5 wt%.

熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及びその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂及びその共重合体、メタクリル樹脂及びその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が使用できる。   Thermoplastic resins include cellulose derivatives such as acetylcellulose, nitrocellulose, acetylbutylcellulose, ethylcellulose, and methylcellulose, vinyl acetate and copolymers thereof, vinyl chloride and copolymers thereof, vinylidene chloride and copolymers thereof, and the like. Acetal resin such as acryl resin, polyvinyl formal, polyvinyl butyral, acrylic resin and its copolymer, acrylic resin such as methacryl resin and its copolymer, polystyrene resin, polyamide resin, linear polyester resin, polycarbonate resin, etc. are used it can.

アクリル系樹脂として用いられるモノマーとしては、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングロコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールビスβ−(メタ)アクリロイルオキシプロピオネート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(2−ヒドロキシエチル)イソシアネートジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、2,3−ビス(メタ)アクリロイルオキシエチルオキシメチル[2.2.1]ヘプタン、ポリ1,2−ブタジエンジ(メタ)アクリレート、1,2−ビス(メタ)アクリロイルオキシメチルヘキサン、ノナエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラデカンエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、10−デカンジオール(メタ)アクリレート、3,8−ビス(メタ)アクリロイルオキシメチルトリシクロ[5.2.10]デカン、水素添加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)プロパン、1,4−ビス((メタ)アクリロイルオキシメチル)シクロヘキサン、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、エポキシ変成ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   As monomers used as acrylic resins, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, Triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, 3-methylpentanediol di (meth) acrylate, diethylene glycol bis β- (meth) acryloyloxypropio Nate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) a Relate, tri (2-hydroxyethyl) isocyanate di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, 2,3-bis (meth) acryloyloxyethyloxymethyl [2.2.1] heptane, poly 1,2 -Butadiene di (meth) acrylate, 1,2-bis (meth) acryloyloxymethylhexane, nonaethylene glycol di (meth) acrylate, tetradecane ethylene glycol di (meth) acrylate, 10-decanediol (meth) acrylate, 3, 8-bis (meth) acryloyloxymethyltricyclo [5.2.10] decane, hydrogenated bisphenol A di (meth) acrylate, 2,2-bis (4- (meth) acryloyloxydiethoxyphenyl) propane, 1 , 4-bis ((meta ) Acryloyloxymethyl) cyclohexane, hydroxypivalate ester neopentyl glycol di (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ether di (meth) acrylate, epoxy modified bisphenol A di (meth) acrylate and the like.

無機系または有機無機複合系マトリックスとしては、珪素アルコキシド系の材料を原料とする酸化珪素系マトリックスを用いる材料を使用できる。   As the inorganic or organic-inorganic composite matrix, a material using a silicon oxide matrix made of a silicon alkoxide material can be used.

また、基材がプラスチックフィルム、機械強度を補うために、高硬度のバインダマトリックスを用いることが好ましい。具体的には硬化性の樹脂、金属アルコキシドを加水分解、脱水縮合して得られる無機系または有機無機複合系マトリックスが使用できる。特に膜厚が100μm以下であるプラスチック・フィルムを用いる場合、高硬度のバインダマトリックスを用いることが好ましい。   Further, it is preferable to use a binder matrix having a high hardness so that the base material is a plastic film and mechanical strength is supplemented. Specifically, an inorganic or organic-inorganic composite matrix obtained by hydrolysis and dehydration condensation of a curable resin or metal alkoxide can be used. In particular, when a plastic film having a film thickness of 100 μm or less is used, it is preferable to use a binder matrix having a high hardness.

ハードコート層は、これら樹脂材料を基材60上に成膜し、熱硬化、紫外線硬化、または電離放射線硬化法によって硬化させることによって形成される。ハードコート層61の厚さは、物理膜厚で0.5μm以上、好ましくは3〜20μm、より好ましくは3〜6μmである。   The hard coat layer is formed by depositing these resin materials on the substrate 60 and curing them by heat curing, ultraviolet curing, or ionizing radiation curing. The thickness of the hard coat layer 61 is 0.5 μm or more, preferably 3 to 20 μm, more preferably 3 to 6 μm in terms of physical film thickness.

ハードコート層に、平均粒子径が0.01〜3μmの透明微粒子を分散させて、アンチグレアと呼ばれる処理を施してもよい。ハードコート層61中の微粒子により表面が微細な凹凸状になって光の拡散性が向上し、光の反射をより低減できる。   Transparent hard particles having an average particle diameter of 0.01 to 3 μm may be dispersed in the hard coat layer, and a treatment called antiglare may be performed. Due to the fine particles in the hard coat layer 61, the surface becomes fine irregularities, the light diffusibility is improved, and the light reflection can be further reduced.

ハードコート層は、表面処理が施されていることが好ましい。表面処理を施すことにより、隣接する層との密着性を向上させることができる。ハードコート層61の表面処理としては、例えば、コロナ処理法、蒸着処理法、電子ビーム処理法、高周波放電プラズマ処理法、スパッタリング処理法、イオンビーム処理法、大気圧グロー放電プラズマ処理法、アルカリ処理法、酸処理法等が挙げられる。   The hard coat layer is preferably subjected to a surface treatment. By performing the surface treatment, the adhesion with an adjacent layer can be improved. Examples of the surface treatment of the hard coat layer 61 include a corona treatment method, a vapor deposition treatment method, an electron beam treatment method, a high frequency discharge plasma treatment method, a sputtering treatment method, an ion beam treatment method, an atmospheric pressure glow discharge plasma treatment method, and an alkali treatment. Method, acid treatment method and the like.

(プライマー層)
本発明では。ハードコート層と反射防止層との間の密着性を向上させる層ためにプライマー層を設けてもよい。
(Primer layer)
In the present invention. A primer layer may be provided to improve the adhesion between the hard coat layer and the antireflection layer.

プライマー層の材料としては、例えば、シリコン、ニッケル、クロム、錫、金、銀、白金、亜鉛、チタン、タングステン、ジルコニウム、パラジウム等の金属;これら金属の2種類以上からなる合金;これらの酸化物、弗化物、硫化物、窒化物等が挙げられる。酸化物、弗化物、硫化物、窒化物の化学組成は、密着性が向上するならば、化学量論的な組成と一致しなくてもよい。   Examples of the material for the primer layer include metals such as silicon, nickel, chromium, tin, gold, silver, platinum, zinc, titanium, tungsten, zirconium, and palladium; alloys composed of two or more of these metals; oxides thereof , Fluoride, sulfide, nitride and the like. The chemical composition of oxides, fluorides, sulfides, and nitrides may not match the stoichiometric composition as long as adhesion is improved.

プライマー層の厚さは、基材60の透明性を損なわない程度であればよく、好ましくは物理膜厚で0.1〜10nmである。   The primer layer may be of a thickness that does not impair the transparency of the substrate 60, and is preferably a physical film thickness of 0.1 to 10 nm.

プライマー層62は、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト法、化学蒸着(CVD)法、湿式塗工法等の従来公知の方法で形成できる。   The primer layer 62 can be formed by a conventionally known method such as a vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, an ion beam assist method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or a wet coating method.

(反射防止層)
反射防止層としては、波長550nmにおける光の屈折率が1.6未満でかつ波長550nmにおける光の消衰係数が0.5以下の低屈折率透明薄膜層単層からなるものや、屈折率の異なる光学薄膜を複数積層したものがあげられる。
(Antireflection layer)
The antireflection layer includes a single layer of a low refractive index transparent thin film having a refractive index of light at a wavelength of 550 nm of less than 1.6 and an extinction coefficient of light at a wavelength of 550 nm of 0.5 or less. One obtained by laminating a plurality of different optical thin films.

屈折率の異なる光学薄膜を複数積層したものとしては、波長550nmにおける光の屈折率が1.9以上でかつ波長550nmにおける光の消衰係数が0.5以下の高屈折率透明薄膜層、低屈折率透明薄膜層を交互に積層したものや、低屈折率透明薄膜層、高屈折率透明薄膜層、波長550nmにおける光の屈折率が1.6〜1.9程度の中屈折率透明薄膜層を積層したものがあげられる。   A plurality of optical thin films having different refractive indexes are laminated, such as a high refractive index transparent thin film layer having a light refractive index of 1.9 or more at a wavelength of 550 nm and a light extinction coefficient of 0.5 or less at a wavelength of 550 nm, One having alternately laminated refractive index transparent thin film layers, a low refractive index transparent thin film layer, a high refractive index transparent thin film layer, a medium refractive index transparent thin film layer having a light refractive index of about 1.6 to 1.9 at a wavelength of 550 nm Can be mentioned.

高屈折率透明薄膜層、低屈折率透明薄膜層を交互に積層したものとしては、基材側から順に、高屈折率透明薄膜層、低屈折率透明薄膜層、高屈折率透明薄膜層、低屈折率透明薄膜層から構成されるものがあげられる。   The high refractive index transparent thin film layer and the low refractive index transparent thin film layer are alternately laminated in order from the substrate side: high refractive index transparent thin film layer, low refractive index transparent thin film layer, high refractive index transparent thin film layer, low The thing comprised from a refractive index transparent thin film layer is mention | raise | lifted.

また、反射防止層は、基本的に反射防止特性を付与するものであれば限定は無く、導電性、熱線カットなどの機能が更に付与されるものであっても良い。   The antireflection layer is not limited as long as it basically imparts antireflection characteristics, and may be further provided with functions such as conductivity and heat ray cutting.

高屈折率透明薄膜層の材料としては、インジウム、錫、チタン、シリコン、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、マグネシウム、ビスマス、セリウム、クロム、タンタル、アルミニウム、ゲルマニウム、ガリウム、アンチモン、ネオジウム、ランタン、トリウム、ハフニウム等の金属;これらの金属の酸化物、弗化物、硫化物、窒化物;酸化物、弗化物、硫化物、窒化物の混合物等が挙げられる。酸化物、弗化物、硫化物、窒化物の化学組成は、透明性を保持した化学組成であれば、化学量論的な組成と一致しなくてもよい。   Materials for the high refractive index transparent thin film layer include indium, tin, titanium, silicon, zinc, zirconium, niobium, magnesium, bismuth, cerium, chromium, tantalum, aluminum, germanium, gallium, antimony, neodymium, lanthanum, thorium, and hafnium. Metals such as oxides, fluorides, sulfides and nitrides of these metals; and mixtures of oxides, fluorides, sulfides and nitrides. The chemical composition of oxides, fluorides, sulfides, and nitrides may not match the stoichiometric composition as long as the chemical composition maintains transparency.

高屈折率透明薄膜層を複数積層する場合、それぞれ高屈折率透明薄膜層は必ずしも同一の材料でなくてもよく、目的に合わせて適宜選択される。   When a plurality of high-refractive-index transparent thin film layers are laminated, the high-refractive-index transparent thin film layers are not necessarily made of the same material, and are appropriately selected according to the purpose.

低屈折率透明薄膜層の材料としては例えば、酸化シリコン、窒化チタン、弗化マグネシウム、弗化バリウム、弗化カルシウム、弗化セリウム、弗化ハフニウム、弗化ランタン、弗化ナトリウム、弗化アルミニウム、弗化鉛、弗化ストロンチウム、弗化イッテリビウム等が挙げられる。   Examples of the material for the low refractive index transparent thin film layer include silicon oxide, titanium nitride, magnesium fluoride, barium fluoride, calcium fluoride, cerium fluoride, hafnium fluoride, lanthanum fluoride, sodium fluoride, aluminum fluoride, Examples thereof include lead fluoride, strontium fluoride, ytterbium fluoride and the like.

低屈折率透明薄膜層を複数積層する場合、それぞれ低屈折率透明薄膜層は必ずしも同一の材料でなくてもよく、目的に合わせて適宜選択される。   When a plurality of low-refractive-index transparent thin film layers are laminated, the low-refractive-index transparent thin film layers are not necessarily the same material, and are appropriately selected according to the purpose.

中屈折率層の材料としては例えば、酸化アルミニウム、フッ化セリウムなどが挙げられる。   Examples of the material for the medium refractive index layer include aluminum oxide and cerium fluoride.

<光学機能性フィルタ>
本発明の光学機能性フィルタは、本発明の反射防止積層体以外に、増反射膜、半反射半透過膜、ダイクロイックミラー、紫外線カットフィルター、赤外線カットフィルター、バンドパスフィルター等を有するものである。本発明の光学機能性フィルタとしては、CRT用フィルタ、液晶表示装置用フィルタ、プラズマディスプレイパネル用フィルタ、エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ用フィルタ、フィールドエミッションディスプレイ(FED)用フィルタ、リアプロジェクションテレビ用フィルタ等が挙げられる。
<Optical functional filter>
In addition to the antireflection laminate of the present invention, the optical functional filter of the present invention has a reflection-enhancing film, a semi-reflective / semi-transmissive film, a dichroic mirror, an ultraviolet cut filter, an infrared cut filter, a band pass filter, and the like. The optical functional filter of the present invention includes a CRT filter, a liquid crystal display filter, a plasma display panel filter, an electroluminescence (EL) display filter, a field emission display (FED) filter, a rear projection television filter, and the like. Is mentioned.

<光学表示装置>
本発明の光学表示装置は、本発明の装置を用いて成膜した光学機能性フィルタを有するものである。具体的には、CRT、液晶表示装置、プラズマディスプレイパネル等の光学表示装置の前面、または内部に、本発明の少なくとも1層以上の膜からなる積層体、または本発明の光学機能性フィルタを設けたものである。
<Optical display device>
The optical display device of the present invention has an optical functional filter formed using the device of the present invention. Specifically, a laminate comprising at least one film of the present invention or the optical functional filter of the present invention is provided on the front surface or inside of an optical display device such as a CRT, liquid crystal display device, plasma display panel or the like. It is a thing.

<光学物品>
本発明の光学物品は、本発明の装置を用いて成膜した光学機能性フィルタを有する光学物品であり、具体的にはミラー、光学プリズム、フォログラム、例えば反射防止積層体をコートした光学レンズ、例えばLoY−Eコートを行った窓ガラス、またCD、DVDなどの光記憶媒体などである。
<Optical article>
The optical article of the present invention is an optical article having an optical functional filter formed using the apparatus of the present invention, specifically, an optical lens coated with a mirror, an optical prism, a hologram, for example, an antireflection laminate, For example, a window glass on which LoY-E coating has been applied, or an optical storage medium such as a CD or a DVD.

また、本発明の積層体は、光学機能性フィルタとして光学表示装置の前面に用いるだけでなく、液晶表示装置に用いる光源のリフレクター、窓材などにも適用できる。   The laminate of the present invention can be applied not only to the front surface of an optical display device as an optical functional filter but also to a reflector of a light source, a window material, etc. used for a liquid crystal display device.

以下、本発明の実施例を具体的に説明する。   Examples of the present invention will be specifically described below.

(用いた装置の説明)
図3に示す真空成膜装置の概要を説明する。まず、巻き出し巻き取りローラー15、16と成膜メインローラー17、18が備えられており、その成膜メインローラーに対し、別々の成膜気圧を設定出来る成膜室が5つ配置されており、1つの成膜室に、スパッタ・ターゲットが2枚ずつ並べて装備されている。スパッタリング・ターゲット19、20にSi、21、22にTi、23、24にSi、25、26にTi、27、28にSiがそれぞれ装備されている。
(Explanation of equipment used)
An outline of the vacuum film forming apparatus shown in FIG. 3 will be described. First, unwinding and winding rollers 15 and 16 and film forming main rollers 17 and 18 are provided. Five film forming chambers in which different film forming pressures can be set are arranged for the film forming main rollers. Two sputtering targets are arranged side by side in one film forming chamber. Sputtering targets 19 and 20 are equipped with Si, 21 and 22 with Ti, 23 and 24 with Si, 25 and 26 with Ti, and 27 and 28 with Si, respectively.

またそれぞれのスパッタ・ターゲットについて、アノードを1つずつ備えており、スパッタリング・ターゲット19、20には回転式アノード29、30、スパッタリング・ターゲット21、22には回転式アノード31、32、スパッタリング・ターゲット23、24には回転式アノード33、34、スパッタリング・ターゲット25、26には回転式アノード35、36、スパッタリング・ターゲット27、28には回転式アノード37、38がそれぞれ装備されている。このため、巻き出しローラー15から巻き取りローラー16の間で、最大5層の積層成膜が1往路において実施することが出来る。   Each sputtering target has one anode, the sputtering targets 19 and 20 have rotary anodes 29 and 30, and the sputtering targets 21 and 22 have rotary anodes 31 and 32, and the sputtering target. 23 and 24 are equipped with rotary anodes 33 and 34, sputtering targets 25 and 26 are equipped with rotary anodes 35 and 36, and sputtering targets 27 and 28 are equipped with rotary anodes 37 and 38, respectively. For this reason, between the unwinding roller 15 and the winding roller 16, a maximum of 5 layers can be formed in one outgoing path.

それぞれの成膜室でスパッタリング・ターゲットが2枚並べられているため、それらスパッタリング・カソードには、Fraunhofer Institut Elektronenstrahl−und Plasmatechnik製の高速スイッチング可能電源UBS−C2が設置してある。これはDMS法を用いる場合、DCパルス電源2台を交互に高速でスイッチングすることが可能であり、2つのターゲット間に交互に正負のDCパルス電圧を印加することが可能である。   Since two sputtering targets are arranged in each film forming chamber, a high-speed switchable power supply UBS-C2 manufactured by Fraunhofer Institute Elektronenstrahl-und Plasmatechnik is installed on the sputtering cathode. In the case of using the DMS method, two DC pulse power supplies can be alternately switched at high speed, and a positive and negative DC pulse voltage can be alternately applied between two targets.

また、ユニポーラ型のマグネトロン・スパッタ法を用いる場合、2つの並んだスパッタ・ターゲットに負電圧を同時に印加することが可能であり、同時に2枚のターゲットがスパッタされるため高い成膜速度が得られるが、片方のターゲットにのみ負電圧を印加することもまた可能である。   In addition, when a unipolar magnetron sputtering method is used, a negative voltage can be simultaneously applied to two side-by-side sputtering targets, and a high deposition rate can be obtained because two targets are sputtered simultaneously. However, it is also possible to apply a negative voltage to only one target.

また、それぞれの回転アノードには、極性を反転させて負電圧を印加することも可能である。スパッタリング・ターゲットに負電圧を印加してスパッタ成膜を行った後、電圧無印加状態を挟んで、回転アノードを極性反転させ、負電圧を印加することでチャージアップを回避することが出来る。   Moreover, it is also possible to apply a negative voltage to each rotating anode by reversing the polarity. After the sputtering film is formed by applying a negative voltage to the sputtering target, the charge-up can be avoided by applying a negative voltage by reversing the polarity of the rotating anode with no voltage applied.

該成膜装置を用いることで、巻出しローラー15に原反をセットし、巻き取りローラー16方向にフィルムを搬送させることで、本発明にて例示した反射防止積層体59におけるプライマー層62、反射防止機能層63を全て1往路のみで積層することが可能である。   By using the film forming apparatus, the raw material is set on the unwinding roller 15 and the film is conveyed in the direction of the winding roller 16, whereby the primer layer 62 in the antireflection laminate 59 exemplified in the present invention, the reflection It is possible to laminate all the prevention functional layers 63 by only one outward path.

<実施例1>
図3に示すロール・ツー・ロールの真空成膜装置にて、巻出しローラー15にPETフィルムをセットし、巻き取りローラー16方向に搬送させながら、スパッタリング・ターゲット27、28にSiO2膜の成膜を1000分にわたり行い、成膜速度の調査とアーキングの発生回数を数えた。この際、スパッタリング・ターゲット27、28へは、DCパルス電源を用いたユニポーラ型のスパッタリングを行い、スパッタガスとしてAr、反応性ガスとしてO2を用い、流量はそれぞれ180sccm、120sccmであり、成膜気圧は0.3Pa、投入電力は8.3W/cm2ずつとした。この際、それぞれのターゲットに対し、周波数は50kHz、デューティー・サイクルは80%として電圧印加を行い、プラズマ・パラメーターを用いた遷移領域制御における高速成膜を行った。またその際、回転式アノードは20rpmで回転させた。
<Example 1>
In the roll-to-roll vacuum film forming apparatus shown in FIG. 3, a SiO 2 film is formed on the sputtering targets 27 and 28 while a PET film is set on the unwinding roller 15 and conveyed in the direction of the winding roller 16. The film was formed for 1000 minutes, and the film formation rate was investigated and the number of occurrences of arcing was counted. At this time, the sputtering targets 27 and 28 are subjected to unipolar sputtering using a DC pulse power source, Ar is used as the sputtering gas, O 2 is used as the reactive gas, and the flow rates are 180 sccm and 120 sccm, respectively. The atmospheric pressure was 0.3 Pa, and the input power was 8.3 W / cm 2 each. At this time, a voltage was applied to each target at a frequency of 50 kHz and a duty cycle of 80%, and high-speed film formation was performed in transition region control using plasma parameters. At that time, the rotary anode was rotated at 20 rpm.

<実施例2>
図3に示すロール・ツー・ロールの真空成膜装置にて、巻出しローラー15にPETフィルムをセットし、巻き取りローラー16方向に搬送させながら、スパッタリング・ターゲット27、28にSiO2膜の成膜を1000分にわたり行い、成膜速度の調査とアーキングの発生回数を数えた。この際、スパッタリング・ターゲット27、28へは、DCパルス電源を用いたユニポーラ型のスパッタリングを行い、スパッタガスとしてAr、反応性ガスとしてO2を用い、流量はそれぞれ180sccm、120sccmであり、成膜気圧は0.3Pa、投入電力は8.3W/cm2ずつとした。この際、それぞれのターゲットに対し、周波数は50kHz、デューティー・サイクルは80%として電圧印加を行い、オフタイム20%のうち10%を極性反転させ、回転式アノードをカソードにし、負電圧を印加してチャージアップの緩和を行った。この負電圧印加の投入電力は、3.5W/cm2とした。また、同時にプラズマ・パラメーターを用いた遷移領域制御における高速成膜にてロングランを行った。その際、回転式アノードは20rpmで回転させた。
<Example 2>
In the roll-to-roll vacuum film forming apparatus shown in FIG. 3, a SiO 2 film is formed on the sputtering targets 27 and 28 while a PET film is set on the unwinding roller 15 and conveyed in the direction of the winding roller 16. The film was formed for 1000 minutes, and the film formation rate was investigated and the number of occurrences of arcing was counted. At this time, the sputtering targets 27 and 28 are subjected to unipolar sputtering using a DC pulse power source, Ar is used as the sputtering gas, O 2 is used as the reactive gas, and the flow rates are 180 sccm and 120 sccm, respectively. The atmospheric pressure was 0.3 Pa, and the input power was 8.3 W / cm 2 each. At this time, voltage was applied to each target at a frequency of 50 kHz and a duty cycle of 80%, 10% of 20% off time was reversed in polarity, a rotating anode was used as a cathode, and a negative voltage was applied. The charge-up was eased. The input power for this negative voltage application was 3.5 W / cm 2 . At the same time, a long run was performed with high-speed film formation in transition region control using plasma parameters. At that time, the rotary anode was rotated at 20 rpm.

<実施例3>
厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(富士写真フィルム社製TD80U 波長550nmの光の屈折率1.51)(以下、TACフィルムと記す)を基材60とし、その上に、紫外線硬化型樹脂(日本合成化学 UV−7605B)をウェットコーティング(マイクログラビア法)によって成膜し、物理膜厚5μmのハードコート層61を形成し、ハードコート3層上に、図3に示すロール・ツー・ロールの真空成膜装置にて、プライマー層62、反射防止機能層63を形成し、図2に示した反射防止積層体59を作成した。
<Example 3>
A triacetyl cellulose film having a thickness of 80 μm (TD80U, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd., refractive index 1.51 of light having a wavelength of 550 nm) (hereinafter referred to as a TAC film) is used as a base 60, and an ultraviolet curable resin (Japan) Synthetic chemistry UV-7605B) is formed by wet coating (microgravure method) to form a hard coat layer 61 having a physical film thickness of 5 μm, and a roll-to-roll vacuum shown in FIG. The primer layer 62 and the antireflection functional layer 63 were formed by a film forming apparatus, and the antireflection laminate 59 shown in FIG. 2 was created.

図3に示す成膜装置を用い、TACフィルムを搬送させながら、Siターゲットが配置されたスパッタリング・ターゲット19、20にて、ハードコート層61上に、SiOxをバイポーラ型DMS法により堆積させ、物理膜厚3nmのプライマー層62を形成した。この際、スパッタガスとしてAr、反応性ガスとしてO2を用い、流量はそれぞれ200sccm、30sccmであり、成膜気圧は0.3Pa、投入電力は0.5W/cm2として成膜を行なった。ディーティー・サイクルは80%とした。 Using the film forming apparatus shown in FIG. 3, while transporting the TAC film, SiOx is deposited on the hard coat layer 61 by the bipolar DMS method using the sputtering targets 19 and 20 on which the Si target is disposed, A primer layer 62 having a thickness of 3 nm was formed. At this time, Ar was used as the sputtering gas, O 2 was used as the reactive gas, the flow rates were 200 sccm and 30 sccm, respectively, the film forming pressure was 0.3 Pa, and the input power was 0.5 W / cm 2 . The duty cycle was 80%.

ついで、以下のようにして高屈折率透明薄膜層64、低屈折率透明薄膜層65、高屈折率透明薄膜層66、および低屈折率透明薄膜層67からなる反射防止機能層63を形成した。   Subsequently, an antireflection functional layer 63 composed of a high refractive index transparent thin film layer 64, a low refractive index transparent thin film layer 65, a high refractive index transparent thin film layer 66, and a low refractive index transparent thin film layer 67 was formed as follows.

図3に示す成膜装置を用い、TACフィルムを搬送させながら、スパッタリング・ターゲット21、22にて、その2枚のターゲットを両方用いて、ユニポーラ方式のマグネトロン・スパッタ法によりプライマー層62上に、TiO2薄膜を堆積させ、光学膜厚30nmの高屈折率透明薄膜層64を形成した。また、プラズマ・パラメーターを用いた遷移領域制御による高速成膜を行った。この際、スパッタガスとしてAr、反応性ガスとしてO2を用い、流量はそれぞれ180sccm、120sccmであり、成膜気圧は0.3Pa、投入電力は1.7W/cm2ずつとして成膜を行なった。この際、それぞれのターゲットに対し、周波数は50kHz、デューティー・サイクルは80%として電圧印加を行った。またその際、回転アノードは20rpmで回転させた。 Using the film forming apparatus shown in FIG. 3, while transporting the TAC film, the sputtering targets 21 and 22 both use the two targets, and on the primer layer 62 by the unipolar magnetron sputtering method. A TiO 2 thin film was deposited to form a high refractive index transparent thin film layer 64 with an optical film thickness of 30 nm. In addition, high-speed film formation was performed by transition region control using plasma parameters. At this time, Ar was used as the sputtering gas, O 2 was used as the reactive gas, the flow rates were 180 sccm and 120 sccm, the film forming pressure was 0.3 Pa, and the input power was 1.7 W / cm 2, respectively. . At this time, a voltage was applied to each target at a frequency of 50 kHz and a duty cycle of 80%. At that time, the rotating anode was rotated at 20 rpm.

次に、図3に示す成膜装置を用い、TACフィルムを搬送させながら、スパッタリング・ターゲット23、24にて、その2枚のターゲットを両方用いて、ユニポーラ方式のマグネトロン・スパッタ法により高屈折率透明薄膜層64上に、SiO2薄膜を堆積させ、光学膜厚35nmの低屈折率透明薄膜層65を形成した。また、プラズマ・パラメーターを用いた遷移領域制御による高速成膜を行った。この際、スパッタガスとしてAr、反応性ガスとしてO2を用い、流量はそれぞれ180sccm、120sccmであり、成膜気圧は0.3Pa、投入電力は2.4W/cm2ずつとして成膜を行なった。この際、それぞれのターゲットに対し、周波数は50kHz、デューティー・サイクルは80%として電圧印加を行った。またその際、回転アノードは20rpmで回転させた。 Next, using the film forming apparatus shown in FIG. 3, while transporting the TAC film, both of the two targets are used in the sputtering targets 23 and 24, and a high refractive index is obtained by a unipolar magnetron sputtering method. A SiO 2 thin film was deposited on the transparent thin film layer 64 to form a low refractive index transparent thin film layer 65 having an optical film thickness of 35 nm. In addition, high-speed film formation was performed by transition region control using plasma parameters. At this time, Ar was used as the sputtering gas, O 2 was used as the reactive gas, the flow rates were 180 sccm and 120 sccm, the film forming pressure was 0.3 Pa, and the input power was 2.4 W / cm 2, respectively. . At this time, a voltage was applied to each target at a frequency of 50 kHz and a duty cycle of 80%. At that time, the rotating anode was rotated at 20 rpm.

更に図3に示す成膜装置を用い、TACフィルムを搬送させながら、スパッタリング・ターゲット25、26にて、その2枚のターゲットを両方用いて、ユニポーラ方式のマグネトロン・スパッタ法により低屈折率透明薄膜層65上に、TiO2薄膜を堆積させ、光学膜厚220nmの高屈折率透明薄膜層66を形成した。また、プラズマ・パラメーターを用いた遷移領域制御による高速成膜を行った。この際、スパッタガスとしてAr、反応性ガスとしてO2を用い、流量はそれぞれ180sccm、120sccmであり、成膜気圧は0.3Pa、投入電力は11.2W/cm2ずつとして成膜を行なった。この際、それぞれのターゲットに対し、周波数は50kHz、デューティー・サイクルは80%として電圧印加を行った。またその際、回転アノードは20rpmで回転させた。 Further, using the film forming apparatus shown in FIG. 3, while transporting the TAC film, both of the two targets are used in the sputtering targets 25 and 26, and the low refractive index transparent thin film is formed by the unipolar magnetron sputtering method. A TiO 2 thin film was deposited on the layer 65 to form a high refractive index transparent thin film layer 66 having an optical film thickness of 220 nm. In addition, high-speed film formation was performed by transition region control using plasma parameters. At this time, Ar was used as the sputtering gas, O 2 was used as the reactive gas, the flow rates were 180 sccm and 120 sccm, the film forming pressure was 0.3 Pa, and the input power was 11.2 W / cm 2, respectively. . At this time, a voltage was applied to each target at a frequency of 50 kHz and a duty cycle of 80%. At that time, the rotating anode was rotated at 20 rpm.

ついで、図3に示す成膜装置を用い、TACフィルムを搬送させながら、スパッタリング・ターゲット27、28にて、その2枚のターゲットを両方用いて、ユニポーラ方式のマグネトロン・スパッタ法により高屈折率透明薄膜層66上に、SiO2薄膜を堆積させ、光学膜厚120nmの低屈折率透明薄膜層67を形成した。また、プラズマ・パラメーターを用いた遷移領域制御による高速成膜を行った。この際、スパッタガスとしてAr、反応性ガスとしてO2を用い、流量はそれぞれ180sccm、120sccmであり、成膜気圧は0.3Pa、投入電力は8.3W/cm2ずつとして成膜を行なった。この際、それぞれのターゲットに対し、周波数は50kHz、デューティー・サイクルは80%として電圧印加を行った。たその際、回転アノードは20rpmで回転させた。 Next, using the film forming apparatus shown in FIG. 3, while transporting the TAC film, the sputtering targets 27 and 28 both use the two targets, and the high refractive index transparent by the unipolar magnetron sputtering method. A SiO 2 thin film was deposited on the thin film layer 66 to form a low refractive index transparent thin film layer 67 having an optical film thickness of 120 nm. In addition, high-speed film formation was performed by transition region control using plasma parameters. At this time, Ar was used as the sputtering gas, O 2 was used as the reactive gas, the flow rates were 180 sccm and 120 sccm, the film forming pressure was 0.3 Pa, and the input power was 8.3 W / cm 2, respectively. . At this time, a voltage was applied to each target at a frequency of 50 kHz and a duty cycle of 80%. At that time, the rotating anode was rotated at 20 rpm.

<実施例4>
実施例3と同様の手順で、ハードコート層61、プライマー層62、高屈折率透明薄膜層64、低屈折率透明薄膜層65、高屈折率透明薄膜層66、低屈折率透明薄膜層67の成膜を行なった。しかし、ここでは、成膜する際、各カソード全てプラズマ・パラメーターによる高速成膜制御は行わず、酸化物モードでのスパッタ成膜とした。
<Example 4>
In the same procedure as in Example 3, the hard coat layer 61, the primer layer 62, the high refractive index transparent thin film layer 64, the low refractive index transparent thin film layer 65, the high refractive index transparent thin film layer 66, and the low refractive index transparent thin film layer 67 are formed. Film formation was performed. However, here, when forming a film, all the cathodes were not subjected to high-speed film formation control by the plasma parameters, but were formed by sputtering in the oxide mode.

<比較例1>
実施例1と同様の手順で、巻出しローラー15にPETフィルムをセットし、巻き取りローラー16方向に搬送させながら、スパッタリング・ターゲット27、28にSiO2膜の成膜を1000分にわたり行い、成膜速度の調査とアーキングの発生回数を数えた。しかし、ここでは、回転アノードの回転を行わず、静止させた状態でのロングランとした。
<Comparative Example 1>
In the same procedure as in Example 1, a PET film was set on the unwinding roller 15 and the SiO 2 film was formed on the sputtering targets 27 and 28 for 1000 minutes while being conveyed in the direction of the winding roller 16. The film speed was investigated and the number of arcing occurrences was counted. However, here, the rotating anode was not rotated, and a long run was performed in a stationary state.

<比較例2>
実施例2と同様の手順で、巻出しローラー15にPETフィルムをセットし、巻き取りローラー16方向に搬送させながら、スパッタリング・ターゲット27、28にSiO2膜の成膜を1000分にわたり行い、成膜速度の調査とアーキングの発生回数を数えた。しかし、ここでは、回転アノードの回転を行わず、静止させた状態でのロングランとした。
<Comparative example 2>
In the same procedure as in Example 2, a PET film was set on the unwinding roller 15 and the SiO 2 film was formed on the sputtering targets 27 and 28 for 1000 minutes while being conveyed in the direction of the winding roller 16. The film speed was investigated and the number of arcing occurrences was counted. However, here, the rotating anode was not rotated, and a long run was performed in a stationary state.

<比較例3>
図3に示すロール・ツー・ロールの真空成膜装置にて、巻出しローラー15にPETフィルムをセットし、巻き取りローラー16方向に搬送させながら、スパッタリング・ターゲット27、28にSiO2膜の成膜を1000分にわたり行い、成膜速度の調査とアーキングの発生回数を数えた。この際、スパッタリング・ターゲット27、28へは、バイポーラ方式のDMS法にて電圧印加を行って成膜を行い、スパッタガスとしてAr、反応性ガスとしてO2を用い、流量はそれぞれ180sccm、120sccmであり、成膜気圧は0.3Pa、投入電力は8.3W/cm2ずつとした。この際、それぞれのターゲットに対し、周波数は50kHzとして電圧印加を行い、プラズマ・パラメーターを用いた遷移領域制御における高速成膜を行った。
<Comparative Example 3>
In the roll-to-roll vacuum film forming apparatus shown in FIG. 3, a SiO 2 film is formed on the sputtering targets 27 and 28 while a PET film is set on the unwinding roller 15 and conveyed in the direction of the winding roller 16. The film was formed for 1000 minutes, and the film formation rate was investigated and the number of occurrences of arcing was counted. At this time, a voltage is applied to the sputtering targets 27 and 28 by applying a voltage by a bipolar DMS method, Ar is used as a sputtering gas, O 2 is used as a reactive gas, and flow rates are 180 sccm and 120 sccm, respectively. Yes, the film formation pressure was 0.3 Pa, and the input power was 8.3 W / cm 2 each. At this time, a voltage was applied to each target at a frequency of 50 kHz, and high-speed film formation was performed in transition region control using plasma parameters.

<比較例4>
実施例3と同様の手順で、ハードコート層61、プライマー層62、高屈折率透明薄膜層64、低屈折率透明薄膜層65、高屈折率透明薄膜層66、低屈折率透明薄膜層67の成膜を行なった。しかし、ここでは電圧印加方法としてバイポーラ方式のDMS法にて成膜を行った。この際の周波数は、50kHzであった。デューティー・サイクルは、80%とした。
<Comparative Example 4>
In the same procedure as in Example 3, the hard coat layer 61, the primer layer 62, the high refractive index transparent thin film layer 64, the low refractive index transparent thin film layer 65, the high refractive index transparent thin film layer 66, and the low refractive index transparent thin film layer 67 are formed. Film formation was performed. However, in this case, the film was formed by a bipolar DMS method as a voltage application method. The frequency at this time was 50 kHz. The duty cycle was 80%.

<比較例5>
実施例1、実施例2、実施例3、実施例4、比較例1、比較例2、比較例3、比較例4で用いた図3とは違うロール・ツー・ロール型電子ビーム蒸着装置により、プライマー層62、高屈折率透明薄膜層64、低屈折率透明薄膜層65、高屈折率透明薄膜層66、低屈折率透明薄膜層67の成膜を行なった。
<Comparative Example 5>
Example 1, Example 2, Example 3, Example 4, Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3, and a roll-to-roll type electron beam evaporation apparatus different from FIG. The primer layer 62, the high refractive index transparent thin film layer 64, the low refractive index transparent thin film layer 65, the high refractive index transparent thin film layer 66, and the low refractive index transparent thin film layer 67 were formed.

<評価>
実施例1、2、3、4および比較例1、2、3、4、5について、以下の評価を行った。結果を表1〜6に示す。
<Evaluation>
The following evaluation was performed about Examples 1, 2, 3, 4 and Comparative Examples 1, 2, 3, 4, 5. The results are shown in Tables 1-6.

(1)ロングランにおけるアーク発生調査
実施例1、2および比較例1、2、3によって行った1000分にわたるロングラン中に、Siを装着したターゲット44、45と48、49のスパッタリング・カソードにおいて、放電中の発光分光測定を行い、発光の安定性、つまりアークが発生した瞬間の急激な発光の変動を観察し、発生回数を調査した。これは、成膜条件における251.6nmのSiの発光について、発光キャリブレーションを35%とし、アーク発生時の瞬間的な発光変動が5%未満の変動の場合、5%以上10%未満の場合、10%以上30%未満の場合、30%以上40%未満の場合について、経過時間に対して調査したものである。この調査結果を表1に示す。
(1) Arc generation investigation in long run During the long run over 1000 minutes performed in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2 and 3, discharge was performed at the sputtering cathodes of targets 44, 45, 48 and 49 equipped with Si. The emission spectrum was measured, and the stability of light emission, that is, the rapid fluctuation of light emission at the moment when the arc occurred, was observed, and the number of occurrences was investigated. This is when the emission calibration is 35% for 251.6 nm Si emission under film formation conditions, and the instantaneous emission fluctuation at the time of arc occurrence is less than 5%. In the case of 10% or more and less than 30%, the case of 30% or more and less than 40% is investigated with respect to the elapsed time. The survey results are shown in Table 1.

(2)成膜速度調査
実施例1、2および比較例1、2、3によって、成膜する際の成膜速度を表2に示す。また、実施例3、4および比較例4を成膜する際の成膜装置の巻速度を表3に示す。
(2) Film formation speed investigation Table 2 shows the film formation speed in film formation according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2, and 3. Table 3 shows the winding speed of the film forming apparatus when forming Examples 3 and 4 and Comparative Example 4.

(3)押し込み硬度試験:
実施例3、4および比較例4、5によって成膜したサンプルに対し、NEC製 薄膜評価装置MHA−400を用いて、押し込み深さ100nmの押し込み硬度(GPa)を測定した。この際、圧子は、先端曲率半径100nm、稜角度80°の三角錐圧子を用い、押し込み速度は10.5nm/sとした。この結果を表4に示す。
(3) Indentation hardness test:
The indentation hardness (GPa) with an indentation depth of 100 nm was measured for the samples formed in Examples 3 and 4 and Comparative Examples 4 and 5 using an NEC thin film evaluation apparatus MHA-400. At this time, a triangular pyramid indenter having a tip radius of curvature of 100 nm and a ridge angle of 80 ° was used as the indenter, and the indentation speed was set to 10.5 nm / s. The results are shown in Table 4.

(4)スチールウール擦傷試験:
実施例3、4および比較例4、5によって成膜したサンプルに対し、スチールウール♯0000を擦傷試験機(TESTER SANGYO CO.,Ltd製 学振型摩擦堅牢度試験機AB−301)に固定し、2.45N、4.90Nの荷重を掛けて、それぞれ100往復の擦傷試験を各サンプルに対して、それぞれ行ない、サンプルの磨耗状態(傷本数)を目視で観察した。この結果を表5に示す。
(4) Steel wool scratch test:
Steel wool # 0000 was fixed to a scratch tester (TESTER SANGYO CO., Ltd., Gakushin-type friction fastness tester AB-301) for the samples formed in Examples 3 and 4 and Comparative Examples 4 and 5. A load of 2.45N and 4.90N was applied, and a 100-round reciprocal scratch test was performed on each sample, and the wear state (number of scratches) of the sample was visually observed. The results are shown in Table 5.

(5)曲げ試験:
実施例3、4および比較例4、5によって成膜したサンプルを、6mmφ、8mmφ、10mmφ、14mmφのステンレス棒に、それぞれ半周分だけ巻く。この後、反射防止機能層、HC層にクラックが発生しているか否かについて、目視にて観察した。この結果を表6に示す。
(5) Bending test:
The samples formed in Examples 3 and 4 and Comparative Examples 4 and 5 are wound around stainless steel rods of 6 mmφ, 8 mmφ, 10 mmφ, and 14 mmφ for half a half each. Thereafter, whether or not cracks occurred in the antireflection functional layer and the HC layer was visually observed. The results are shown in Table 6.

表1のアーク発生回数の調査において、実施例1、2共に1000分のランニング中に5%未満のアークが10回未満発生したのみである。一方、回転式アノードを回転させなかった比較例1、比較例2は、アークが多発している。特に、比較例1は、アノードが回転しない上、チャージアップ緩和用のバイアスもかからない為、相当な回数が発生していることが分かる。また、比較例3は、通常のバイポーラ方式のDMS法であるので、半周期毎に極性がいれかわるため、チャージアップが緩和され、アークの発生回数が少なく抑えられている。実施例1、2は、比較例3と比べても良好なレベルのアーク発生であることが分かり、本発明がアーク発生低減に効果的であることが分る。   In the investigation of the number of arc occurrences shown in Table 1, less than 5% of arcs were generated less than 10 times during running for 1000 minutes in both Examples 1 and 2. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which the rotary anode was not rotated, arcs frequently occurred. In particular, it can be seen that, in Comparative Example 1, a considerable number of occurrences occur because the anode does not rotate and the bias for reducing the charge-up is not applied. Further, since Comparative Example 3 is a normal bipolar DMS method, the polarity is changed every half cycle, so that the charge-up is mitigated and the number of occurrences of arc is reduced. In Examples 1 and 2, it can be seen that the level of arc generation is better than that in Comparative Example 3, and it can be seen that the present invention is effective in reducing arc generation.

また、表2より、成膜速度の点では、実施例1、2は、比較例3の倍近くの成膜速度を達成出来ている。これは、2枚のターゲットが同時にスパッタされているからであり、バイポーラ方式のDMS法より成膜速度においてアドバンテージがあることが分る。   Also, from Table 2, Examples 1 and 2 were able to achieve a film formation rate nearly double that of Comparative Example 3 in terms of film formation rate. This is because two targets are sputtered at the same time, and it can be seen that there is an advantage in film formation speed as compared with the bipolar DMS method.

また、表3の反射防止積層体59を成膜する際の巻速度においても、本発明の実施例3は、ユニポーラ方式で酸化物モードによる成膜を行った実施例4、バイポーラ方式のDMS法である比較例4と比べて、倍近い巻速度を達成して、同等の反射防止膜を得ている。またスパッタを酸化物モードで行った実施例4も比較例4と比べて遜色ない巻速度で、同等の反射防止積層体59を得ることが可能である。   Also, at the winding speed when forming the antireflection laminate 59 in Table 3, Example 3 of the present invention is Example 4 in which film formation was performed in an oxide mode by a unipolar method, and a bipolar DMS method. Compared to Comparative Example 4, the winding speed nearly doubled was achieved, and an equivalent antireflection film was obtained. Also, in Example 4 where sputtering was performed in the oxide mode, it is possible to obtain an equivalent antireflection laminate 59 at a winding speed comparable to that of Comparative Example 4.

また、表4より、実施例3、4は比較例4と比べて膜硬度の低く、比較例5よりは膜硬度が高い反射防止積層体59を成膜することが出来ている。同時に表5より、実施例3、4の本発明の反射防止積層体59は、比較例4のバイポーラ方式のDMS法と比較して、耐擦傷性は劣っており、膜質が疎になっていることが分る。一方、比較例5の蒸着法に比べると擦傷性の強い膜となっており、実用的にも問題が無い。   Further, from Table 4, Examples 3 and 4 were able to form an antireflection laminate 59 having a lower film hardness than Comparative Example 4 and a higher film hardness than Comparative Example 5. At the same time, from Table 5, the antireflection laminate 59 of Examples 3 and 4 of the present invention is inferior in scratch resistance and the film quality is sparse compared with the bipolar DMS method of Comparative Example 4. I understand that. On the other hand, compared to the vapor deposition method of Comparative Example 5, the film is more scratchable and has no practical problem.

また、表6より、曲げ試験における目視確認出来るクラックの発生は、比較例4のバイポーラ方式のDMS法を用いた比較例のみであり、本発明の反射防止積層体59は、比較例5の蒸着法同等に目視確認出来るクラックが発生せず、断裁等の加工時においても加工しやすさを兼ね備えている。   Further, from Table 6, the occurrence of cracks that can be visually confirmed in the bending test is only the comparative example using the bipolar DMS method of Comparative Example 4, and the antireflection laminate 59 of the present invention is the vapor deposition of Comparative Example 5. There is no crack that can be visually confirmed in the same way as the law, and it is easy to process even during cutting.

本発明の積層体製造装置を用いることにより、従来困難であったロングラン時のユニポーラ方式スパッタでのアーキング発生を無視できるほど軽微なレベルに抑えることができ、安定したロングラン成膜が、バイポーラ方式のDMS法より高速で可能になった。また、バイポーラ方式のDMS法により膜硬度、膜応力の低いフレキシブルな膜質であり、一方で蒸着膜より機械特性に優れた積層体を提供できるようになった。 By using the laminate manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of arcing in unipolar sputtering during long run, which has been difficult in the past, to a negligible level. It has become possible at a higher speed than the DMS method. In addition, it has become possible to provide a laminated body having a flexible film quality with low film hardness and film stress by the bipolar DMS method, and having better mechanical properties than the deposited film.

本発明のロール・ツー・ロール型真空成膜装置の概略模式図である。1 is a schematic diagram of a roll-to-roll vacuum film forming apparatus of the present invention. 本発明の反射防止積層体の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the reflection preventing laminated body of this invention. 実施例として用いた、本発明のロール・ツー・ロール型真空成膜装置の概略模式図である。It is a schematic diagram of the roll-to-roll type vacuum film-forming apparatus of the present invention used as an example.

符号の説明Explanation of symbols

1 成膜メインローラー
2 プラスチック・フィルム
3 スパッタリング・ターゲット
4 スパッタリング・ターゲット
5 回転アノード
6 回転アノード
7 DCパルス電源
8 DCパルス電源
9 防着板
10 防着板
11 仕切り板
12 仕切り板
13 プラズマの流れ
14 プラズマの流れ
15 巻き出しローラー
16 巻き取りローラー
17 成膜メインローラー
18 成膜メインローラー
19 スパッタリング・ターゲット(Si)
20 スパッタリング・ターゲット(Si)
21 スパッタリング・ターゲット(Ti)
22 スパッタリング・ターゲット(Ti)
23 スパッタリング・ターゲット(Si)
24 スパッタリング・ターゲット(Si)
25 スパッタリング・ターゲット(Ti)
26 スパッタリング・ターゲット(Ti)
27 スパッタリング・ターゲット(Si)
28 スパッタリング・ターゲット(Si)
29 回転アノード
30 回転アノード
31 回転アノード
32 回転アノード
33 回転アノード
34 回転アノード
35 回転アノード
36 回転アノード
37 回転アノード
38 回転アノード
59 反射防止積層体
60 基材
61 ハードコート
62 プライマー層
63 反射防止層
64 高屈折率透明薄膜層
65 低屈折率透明薄膜層
66 高屈折率透明薄膜層
67 低屈折率透明薄膜層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film forming main roller 2 Plastic film 3 Sputtering target 4 Sputtering target 5 Rotating anode 6 Rotating anode 7 DC pulse power supply 8 DC pulse power supply 9 Depositing plate 10 Depositing plate 11 Partition plate 12 Partition plate 13 Plasma flow 14 Flow of plasma 15 Unwinding roller 16 Winding roller 17 Deposition main roller 18 Deposition main roller 19 Sputtering target (Si)
20 Sputtering target (Si)
21 Sputtering target (Ti)
22 Sputtering target (Ti)
23 Sputtering target (Si)
24 Sputtering target (Si)
25 Sputtering target (Ti)
26 Sputtering target (Ti)
27 Sputtering target (Si)
28 Sputtering target (Si)
29 Rotating anode 30 Rotating anode 31 Rotating anode 32 Rotating anode 33 Rotating anode 34 Rotating anode 35 Rotating anode 36 Rotating anode 37 Rotating anode 38 Rotating anode 59 Antireflection laminate 60 Base material 61 Hard coat 62 Primer layer 63 Antireflection layer 64 High Refractive index transparent thin film layer 65 Low refractive index transparent thin film layer 66 High refractive index transparent thin film layer 67 Low refractive index transparent thin film layer

Claims (9)

基材上に薄膜層を成膜するために、少なくとも1つ以上のマグネトロン電極を有することを特徴とするスパッタリング装置において、
前記マグネトロン電極におけるアノード電極が回転式電極であることを特徴とするスパッタリング装置。
In a sputtering apparatus characterized by having at least one or more magnetron electrodes to form a thin film layer on a substrate,
The sputtering apparatus, wherein the anode electrode in the magnetron electrode is a rotary electrode.
前記マグネトロン電極が、筐体内に複数配置されており、かつ、それぞれ真空度を設定できるように仕切られていることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリング装置。   2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the magnetron electrodes are arranged in a housing and are partitioned so that a degree of vacuum can be set respectively. 前記マグネトロン電極が、1つの成膜室に2つ以上配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のスパッタリング装置。   The sputtering apparatus according to claim 1, wherein two or more magnetron electrodes are arranged in one film forming chamber. 前記マグネトロン電極の電源が、DCパルス電源であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスパッタリング装置。   The sputtering apparatus according to claim 1, wherein a power source of the magnetron electrode is a DC pulse power source. プラズマ・パラメーターを用いて遷移領域制御手段を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のスパッタリング装置。   The sputtering apparatus according to claim 1, further comprising transition region control means using plasma parameters. 請求項1〜5のいずれかに記載のスパッタリング装置を用いて成膜されたことを特徴とする積層体。   A laminate formed using the sputtering apparatus according to claim 1. 請求項6記載の積層体を用いたことを特徴とする光学機能性フィルタ。   An optical functional filter using the laminate according to claim 6. 請求項6記載の積層体を用いたことを特徴とする光学表示装置。   An optical display device using the laminate according to claim 6. 請求項6記載の積層体を用いたことを特徴とする光学物品。   An optical article using the laminate according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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