JP2009116218A - Antireflection film, method for forming antireflection film, and translucent member - Google Patents
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Abstract
【課題】最表面の硬度が高く耐磨耗性に優れると共に、反射率が低い反射防止膜、及び透光部材、並びに反射防止膜の形成方法を提供する。
【解決手段】反射防止膜は、可視光が透過可能な部材の表面に形成された反射防止膜であって、反射防止膜の最表面を構成する膜が、Si又はFを添加したAl2O3であるSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜である。反射防止膜の形成方法は、可視光が透過する部材の表面に反射防止膜を形成する反射防止膜の形成方法であって、反射防止膜の最表面を構成する膜として、Si又はFを添加したAl2O3であるSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜を形成する最表面形成工程を有し、当該最表面形成工程において、Si−Al2O3膜又はF−Al2O3膜を、ECRプラズマ励起方式を用いたECRプラズマスパッタ装置によって形成する。
【選択図】図1The present invention provides an antireflection film, a translucent member, and a method for forming an antireflection film having a high hardness on the outermost surface and excellent wear resistance and a low reflectance.
An antireflection film is an antireflection film formed on a surface of a member that transmits visible light, and a film constituting the outermost surface of the antireflection film is Al 2 O to which Si or F is added. 3 is an Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film. The antireflection film is formed by forming an antireflection film on the surface of a member that transmits visible light, and Si or F is added as a film constituting the outermost surface of the antireflection film. have the Al 2 O 3 is a Si-Al 2 O 3 film or an F-Al 2 O 3 film outermost surface forming step of forming a in the outermost surface forming step, Si-Al 2 O 3 film or F- The Al 2 O 3 film is formed by an ECR plasma sputtering apparatus using an ECR plasma excitation method.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、可視光が透過可能な部材などに形成する反射防止膜、反射防止膜の形成方法、及び可視光が透過可能な透光部材に関する。 The present invention relates to an antireflection film formed on a member that can transmit visible light, a method for forming the antireflection film, and a translucent member that transmits visible light.
腕時計やFPD(Flat Panel Display:フラットパネルディスプレイ)などの装置において、表示部を保護するために、可視光が透過可能なカバーガラスが設けられている。カバーガラスは、それらを介して表示を視認するため、透過率が高いことが求められる。また、外光が反射されることによる映りこみが少ないことが望ましい。
カバーガラスの素材の屈折率が高いことに起因して反射率が高いことを改善するために、カバーガラスの表面に、屈折率の低い材料を用いて反射膜をコーティングすることが行われている。カバーガラスは表示部を保護するためのものであるため、反射膜の最表面は、硬度が高く耐磨耗性に優れることが必要である。特許文献1には、最表面に硬度が高く耐磨耗性に優れる素材としてSiO2を被覆した反射防止膜が開示されている。
In a device such as a wristwatch or an FPD (Flat Panel Display), a cover glass capable of transmitting visible light is provided to protect the display unit. The cover glass is required to have high transmittance in order to visually recognize the display through them. Further, it is desirable that there is little reflection due to reflection of external light.
In order to improve the high reflectance due to the high refractive index of the material of the cover glass, the surface of the cover glass is coated with a reflective film using a material having a low refractive index. . Since the cover glass is for protecting the display portion, the outermost surface of the reflective film needs to have high hardness and excellent wear resistance.
しかしながら、SiO2膜の硬度は800Hvから1000Hv程度であり、耐磨耗性が必ずしも充分ではないという課題があった。例えば腕時計のカバーガラスに用いられるサファイヤガラスの硬度は1800Hv程度であり、反射防止膜を形成することによって耐磨耗性を劣化させることを抑制するためには、サファイヤガラスに形成する反射防止膜の硬度は、1800Hvより高いことが好ましい。 However, the hardness of the SiO 2 film is about 800 Hv to 1000 Hv, and there is a problem that the wear resistance is not always sufficient. For example, the hardness of sapphire glass used for a cover glass of a wristwatch is about 1800 Hv. In order to suppress deterioration of wear resistance by forming an antireflection film, an antireflection film formed on sapphire glass is used. The hardness is preferably higher than 1800 Hv.
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例にかかる反射防止膜は、可視光が透過可能な部材の表面に形成された反射防止膜であって、前記反射防止膜の最表面を構成する膜が、Si又はFを添加したAl2O3であるSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜であることを特徴とする。 [Application Example 1] The antireflection film according to this application example is an antireflection film formed on the surface of a member capable of transmitting visible light, and the film constituting the outermost surface of the antireflection film is Si or It is an Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film that is Al 2 O 3 to which F is added.
この反射防止膜によれば、最表面がSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜となる。本願の発明者は、Si又はFを添加することによってAl2O3の屈折率を低下させることが可能であることを見出した。Al2O3膜は、硬度が高いため、耐磨耗性に優れることが知られている。反射防止膜の最表面をSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜とすることで、最表面の硬度が高いことから耐磨耗性に優れると共に、最表面層の屈折率が低いことから反射率が低い反射防止膜を形成することができる。 According to this antireflection film, the outermost surface is a Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film. The inventors of the present application have found that the refractive index of Al 2 O 3 can be lowered by adding Si or F. Since the Al 2 O 3 film has a high hardness, it is known to have excellent wear resistance. By making the outermost surface of the antireflection film into a Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film, the outermost surface has a high hardness, so that it has excellent wear resistance and the outermost layer has a refractive index. Since it is low, an antireflection film with low reflectance can be formed.
[適用例2]上記適用例にかかる反射防止膜は、前記Si−Al2O3膜又は前記F−Al2O3膜と、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、ZrO2、AlNのいずれかからなる膜と、を備えることが好ましい。 Application Example 2 The antireflection film according to the application example described above includes the Si—Al 2 O 3 film or the F—Al 2 O 3 film, In 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sb 2 O 3 , and CeO. 2 , ZnS, Bi 2 O 3 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , Si 3 N 4 , ZrO 2 , and a film made of AlN.
この反射防止膜によれば、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、ZrO2、AlNのいずれかからなる膜の上にSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜が形成された2層構造を有する。これにより、単層のSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜に比べて反射率をさらに低くすることができる。 According to this antireflection film, In 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sb 2 O 3 , CeO 2 , ZnS, Bi 2 O 3 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , Si 3 N 4 , ZrO 2. It has a two-layer structure in which a Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film is formed on a film made of either AlN. Thereby, a reflectance can be made still lower compared with a single layer Si—Al 2 O 3 film or F—Al 2 O 3 film.
[適用例3]上記適用例にかかる反射防止膜は、前記Si−Al2O3膜又は前記F−Al2O3膜と、Al2O3、LaF3、NdF3、CeF3、MgO、ThO2、SnO2、La2O3、SiO、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、ZrO2、AlNのいずれかからなる2層以上の膜と、を備えることが好ましい。
Application Example 3 The antireflection film according to the application example includes the Si—Al 2 O 3 film or the F—Al 2 O 3 film, Al 2 O 3 , LaF 3 , NdF 3 , CeF 3 , MgO, ThO 2, SnO 2, La 2 O 3, SiO, In 2 O 3, Nd 2 O 3, Sb 2 O 3,
この反射防止膜によれば、Al2O3、LaF3、NdF3、CeF3、MgO、ThO2、SnO2、La2O3、SiO、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、ZrO2、AlNのいずれかからなる2層以上の膜の上にSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜が形成された3層以上の膜からなる構造を有する。これにより、単層のSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜に比べて反射率をさらに低くすることができる。 According to this antireflection film, Al 2 O 3 , LaF 3 , NdF 3 , CeF 3 , MgO, ThO 2 , SnO 2 , La 2 O 3 , SiO, In 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sb 2 O 3 , CeO 2 , ZnS, Bi 2 O 3 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , Si 3 N 4 , ZrO 2 , AlN on a film of two or more layers, Si—Al 2 O It has a structure composed of three or more layers in which three films or an F—Al 2 O 3 film is formed. Thereby, a reflectance can be made still lower compared with a single layer Si—Al 2 O 3 film or F—Al 2 O 3 film.
[適用例4]本適用例にかかる反射防止膜の形成方法は、可視光が透過する部材の表面に反射防止膜を形成する反射防止膜の形成方法であって、前記反射防止膜の最表面を構成する膜として、Si又はFを添加したAl2O3であるSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜を形成する最表面形成工程を有することを特徴とする。 Application Example 4 A method for forming an antireflection film according to this application example is a method for forming an antireflection film on the surface of a member that transmits visible light, and is an outermost surface of the antireflection film. As a film constituting the film, there is provided an outermost surface forming step of forming a Si—Al 2 O 3 film or F—Al 2 O 3 film which is Al 2 O 3 to which Si or F is added.
この反射防止膜の形成方法によれば、形成される反射防止膜の最表面がSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜となる。本願の発明者は、Si又はFを添加することによってAl2O3の屈折率を低下させることが可能であることを見出した。Al2O3膜は、硬度が高いため、耐磨耗性に優れることが知られている。反射防止膜の最表面をSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜とすることで、最表面の硬度が高いことから耐磨耗性に優れると共に、最表面層の屈折率が低いことから反射率が低い反射防止膜を形成することができる。 According to this method of forming an antireflection film, the outermost surface of the antireflection film to be formed becomes a Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film. The inventors of the present application have found that the refractive index of Al 2 O 3 can be lowered by adding Si or F. Since the Al 2 O 3 film has a high hardness, it is known to have excellent wear resistance. By making the outermost surface of the antireflection film into a Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film, the outermost surface has a high hardness, so that it has excellent wear resistance and the outermost layer has a refractive index. Since it is low, an antireflection film with low reflectance can be formed.
[適用例5]上記適用例にかかる反射防止膜の形成方法であって、前記最表面形成工程において、前記Si−Al2O3膜又は前記F−Al2O3膜を、ECRプラズマスパッタ装置によって形成することが好ましい。 Application Example 5 A method for forming an antireflection film according to the application example described above, wherein in the outermost surface formation step, the Si-Al 2 O 3 film or the F-Al 2 O 3 film is applied to an ECR plasma sputtering apparatus. It is preferable to form by.
この反射防止膜の形成方法によれば、ECR(Electron Cyclotron Resonance:電子サイクロトロン共鳴)プラズマ励起方式を用いたプラズマスパッタ装置を用いて、最表面のSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜が形成される。ECRプラズマスパッタ装置を用いることで、他の方法で形成した膜に比べて密度の高い膜を形成することができる。ECRプラズマスパッタ装置を用いて最表面のSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜を形成することによって、他の方法で形成したSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜に比べて硬度が高いSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜を形成することができる。 According to this method of forming an antireflection film, a plasma sputtering apparatus using an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma excitation method is used to form the outermost Si—Al 2 O 3 film or F—Al 2 O. Three films are formed. By using an ECR plasma sputtering apparatus, a film having a higher density than films formed by other methods can be formed. Using ECR plasma sputtering apparatus by forming a Si-Al 2 O 3 film or an F-Al 2 O 3 film of the outermost surface to form by other methods Si-Al 2 O 3 film or an F-Al 2 O An Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film having higher hardness than the three films can be formed.
[適用例6]上記適用例にかかる反射防止膜の形成方法であって、前記最表面形成工程において、Siを含むAlをターゲットとして、雰囲気中のOと反応させることによって前記Si−Al2O3膜を形成することが好ましい。 Application Example 6 In the method of forming the antireflection film according to the application example described above, the in the outermost surface forming step, the Al containing Si as the target, the Si-Al 2 O by reaction with O in the atmosphere It is preferable to form three films.
この反射防止膜の形成方法によれば、プラズマがターゲットに衝突することによって放出されたSi及びAlのスパッタ粒子と雰囲気中のOとが反応することによって、均一なSi−Al2O3膜を形成することができる。 According to this method of forming an antireflection film, a uniform Si—Al 2 O 3 film is formed by reaction between sputtered particles of Si and Al released when plasma collides with a target and O in the atmosphere. Can be formed.
[適用例7]上記適用例にかかる反射防止膜の形成方法であって、前記最表面形成工程において、Al2O3をターゲットとして、雰囲気中のFと反応させることによって前記F−Al2O3膜を形成することが好ましい。 Application Example 7 A method for forming an antireflection film according to the application example described above, wherein, in the outermost surface formation step, Al 2 O 3 is used as a target to react with F in the atmosphere to thereby form F-Al 2 O. It is preferable to form three films.
この反射防止膜の形成方法によれば、プラズマがターゲットに衝突することによって放出されたAl2O3のスパッタ粒子と雰囲気中のFとが反応することによって、均一なF−Al2O3膜を形成することができる。 According to this method of forming an antireflection film, the sputtered particles of Al 2 O 3 emitted by the plasma colliding with the target react with F in the atmosphere, so that a uniform F—Al 2 O 3 film is obtained. Can be formed.
[適用例8]本適用例にかかる透光部材は、可視光が透過可能な透光部材であって、最表面を構成する膜が、Si又はFを添加したAl2O3であるSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜である反射防止膜を備えることを特徴とする。 Application Example 8 The light-transmitting member according to this application example is a light-transmitting member that can transmit visible light, and the film that forms the outermost surface is Si— in which Si or F is added to Al 2 O 3. An antireflection film which is an Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film is provided.
この透光部材によれば、透光部材に形成された反射防止膜の最表面がSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜となる。本願の発明者は、Si又はFを添加することによってAl2O3の屈折率を低下させることが可能であることを見出した。Al2O3膜は、硬度が高いため耐磨耗性に優れることが知られている。反射防止膜の最表面をSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜とすることで、最表面の硬度が高いことから耐磨耗性に優れると共に、最表面層の屈折率が低いことから反射率が低い反射防止膜を形成することができる。これにより、耐磨耗性に優れると共に、反射率が低い反射防止膜を有する透光部材を形成することができる。 According to this translucent member, the outermost surface of the antireflection film formed on the translucent member is a Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film. The inventors of the present application have found that the refractive index of Al 2 O 3 can be lowered by adding Si or F. An Al 2 O 3 film is known to have excellent wear resistance due to its high hardness. By making the outermost surface of the antireflection film into a Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film, the outermost surface has a high hardness, so that it has excellent wear resistance and the outermost layer has a refractive index. Since it is low, an antireflection film with low reflectance can be formed. Thereby, while being excellent in abrasion resistance, the translucent member which has an antireflection film with low reflectance can be formed.
[適用例9]上記適用例にかかる透光部材において、前記反射防止膜は、前記Si−Al2O3膜又は前記F−Al2O3膜と、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、ZrO2、AlNのいずれかからなる膜と、を備えることが好ましい。 Application Example 9 In the light transmissive member according to the application example, the antireflection film includes the Si—Al 2 O 3 film or the F—Al 2 O 3 film, In 2 O 3 , Nd 2 O 3 , And a film made of any of Sb 2 O 3 , CeO 2 , ZnS, Bi 2 O 3 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , Si 3 N 4 , ZrO 2 , and AlN.
この透光部材によれば、透光部材が備える反射防止膜は、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、ZrO2、AlNのいずれかからなる膜の上にSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜が形成された2層構造を有することで、単層のSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜に比べて反射率を低くすることができる。このため、反射率が低い反射防止膜を有することで反射率が低い透光部材を実現することができる。 According to this translucent member, the antireflection film included in the translucent member is In 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sb 2 O 3 , CeO 2 , ZnS, Bi 2 O 3 , HfO 2 , Ta 2 O 5. , TiO 2 , Si 3 N 4 , ZrO 2 , AlN on a film made of Si—Al 2 O 3 film or F—Al 2 O 3 film on a single layer, The reflectance can be lowered as compared with the Si—Al 2 O 3 film or the F—Al 2 O 3 film. For this reason, the translucent member with a low reflectance is realizable by having an antireflection film with a low reflectance.
[適用例10]上記適用例にかかる透光部材において、前記反射防止膜は、前記Si−Al2O3膜又は前記F−Al2O3膜と、Al2O3、LaF3、NdF3、CeF3、MgO、ThO2、SnO2、La2O3、SiO、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、ZrO2、AlNのいずれかからなる2層以上の膜と、を備えることが好ましい。 Application Example 10 In the translucent member according to the application example, the antireflection film includes the Si—Al 2 O 3 film or the F—Al 2 O 3 film, Al 2 O 3 , LaF 3 , and NdF 3. , CeF 3 , MgO, ThO 2 , SnO 2 , La 2 O 3 , SiO, In 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sb 2 O 3 , CeO 2 , ZnS, Bi 2 O 3 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , and a film having two or more layers made of any one of TiO 2 , Si 3 N 4 , ZrO 2 , and AlN.
この透光部材によれば、透光部材が備える反射防止膜は、Al2O3、LaF3、NdF3、CeF3、MgO、ThO2、SnO2、La2O3、SiO、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、ZrO2、AlNのいずれかからなる2層以上の膜の上にSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜が形成された3層以上の膜からなる構造を有することで、単層のSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜に比べて反射率を低くすることができる。このため、反射率が低い反射防止膜を有することで反射率が低い透光部材を実現することができる。 According to this translucent member, the antireflection film included in the translucent member is Al 2 O 3 , LaF 3 , NdF 3 , CeF 3 , MgO, ThO 2 , SnO 2 , La 2 O 3 , SiO, In 2 O. 3 , two or more layers of any of Nd 2 O 3 , Sb 2 O 3 , CeO 2 , ZnS, Bi 2 O 3 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , Si 3 N 4 , ZrO 2 , AlN A single-layer Si—Al 2 O 3 film or F— with a structure composed of three or more layers in which a Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film is formed on the above film. The reflectance can be lowered as compared with the Al 2 O 3 film. For this reason, the translucent member with a low reflectance is realizable by having an antireflection film with a low reflectance.
[適用例11]本適用例にかかるフラットパネルディスプレイは、上記適用例にかかる透光部材が、表示部のカバーガラスとして用いられていることを特徴とする。 Application Example 11 A flat panel display according to this application example is characterized in that the translucent member according to the application example is used as a cover glass of a display unit.
このフラットパネルディスプレイによれば、上記適用例にかかる透光部材をカバーガラスとして用いることによって、耐磨耗性に優れると共に、反射率が低い表示部のカバーガラスを有するフラットパネルディスプレイを構成することができる。 According to this flat panel display, by using the translucent member according to the above application example as a cover glass, a flat panel display having a cover glass of a display unit having excellent wear resistance and low reflectivity is configured. Can do.
[適用例12]本適用例にかかる眼鏡は、上記適用例にかかる透光部材が、眼鏡レンズとして用いられていることを特徴とする。 Application Example 12 The eyeglasses according to this application example are characterized in that the translucent member according to the application example is used as a spectacle lens.
この眼鏡によれば、上記適用例にかかる透光部材を眼鏡レンズとして用いることによって、耐磨耗性に優れると共に、反射率が低い眼鏡レンズを備えた眼鏡を構成することができる。 According to this spectacle, by using the translucent member according to the above application example as a spectacle lens, it is possible to configure spectacles including a spectacle lens having excellent wear resistance and low reflectance.
[適用例13]本適用例にかかる時計は、上記適用例にかかる透光部材が、表示部のカバーガラスとして用いられていることを特徴とする。 Application Example 13 A timepiece according to this application example is characterized in that the translucent member according to the application example is used as a cover glass of a display unit.
この時計によれば、上記適用例にかかる透光部材を表示部のカバーガラスとして用いることによって、耐磨耗性に優れると共に、反射率が低い表示部のカバーガラスを備えた時計を構成することができる。 According to this timepiece, by using the translucent member according to the above application example as a cover glass for the display unit, it is possible to configure a timepiece having a display unit cover glass with excellent wear resistance and low reflectance. Can do.
[適用例14]上記適用例にかかる時計は、サファイヤガラス上に前記反射防止膜が形成されていることが好ましい。 Application Example 14 In the timepiece according to the application example described above, it is preferable that the antireflection film is formed on sapphire glass.
この時計によれば、輝きが良く透明度の高いサファイヤガラスに、反射率が低い反射防止膜を形成することで、視認性に優れるカバーガラスを形成し、表示部の視認性に優れる時計を構成することができる。 According to this timepiece, by forming an antireflection film having a low reflectance on a sapphire glass having high brightness and high transparency, a cover glass having excellent visibility is formed, and a watch having excellent visibility of the display unit is formed. be able to.
以下、反射防止膜、反射防止膜の形成方法、及び透光部材の一実施形態について図面を参照して、説明する。本実施形態は、透光部材の一例である時計用のカバーガラスを例に説明する。 Hereinafter, an embodiment of an antireflection film, a method for forming the antireflection film, and a translucent member will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a cover glass for a watch that is an example of a translucent member will be described as an example.
<Si−Al2O32層反射防止膜>
最初に、表層がSi−Al2O3膜である2層構造の反射防止膜について、図1を参照して説明する。図1(a)は、Si−Al2O3膜を有する2層構造の反射防止膜が形成されたカバーガラスの断面を示す模式図であり、図1(b)は、Si−Al2O3膜を有する2層構造の反射防止膜の特性を示す表である。
<Si-Al 2 O 3 bilayer antireflection film>
First, an antireflection film having a two-layer structure whose surface layer is a Si—Al 2 O 3 film will be described with reference to FIG. 1 (a) is a schematic view showing a two-layer cross-section of the cover glass on which the antireflection film is formed of a structure having a Si-Al 2 O 3 film, FIG. 1 (b), Si-Al 2 O It is a table | surface which shows the characteristic of the anti-reflective film of the 2 layer structure which has 3 films | membranes.
図1(a)に示すように、カバーガラス1は、サファイヤガラス10の表面に、反射防止膜20が形成されている。反射防止膜20は、表層膜21及び第2層膜22の、2層の膜を有している。図1(a)に示した反射防止膜20の第2層膜22は、ZrO2からなり、厚さが約126.3nmである。反射防止膜20の表層膜21は、Si−Al2O3からなり、厚さが約85.5nmである。
表層膜21及び第2層膜22の膜厚は、当該膜の一方の面で反射した光ともう一方の面で反射した光とが1/2波長ずれるような厚さに設定することが好ましい。表層膜21及び第2層膜22の膜厚は、Si−Al2O3又はZrO2の屈折率を考慮して、可視光の波長領域のほぼ中央の波長である600nmの光において、反射防止膜として好ましい厚さに設定してある。
As shown in FIG. 1A, the
The film thickness of the
図1(b)に示すように、表層膜21としてSi−Al2O3からなる膜を有する2層構造の反射防止膜20を備えたカバーガラス1は、表層膜21の屈折率が1.52であり、硬度が1800Hvである。反射率は、1.2%であった。
表層膜としてSiO2の膜を有する2層構造の反射防止膜を備えたカバーガラスは、表層膜の屈折率が1.46であり、硬度が800Hvである。反射率は、0.8%であった。800Hvの硬度は、カバーガラスとしては、必要な最低限度の硬度である。表層膜としてAl2O3の膜を有する2層構造の反射防止膜を備えたカバーガラスは、表層膜の屈折率が1.63であり、硬度が2400Hvである。反射率は、3.0%であった。3.0%の反射率は、カバーガラスの反射率としては、好ましくない反射率である。
カバーガラス1の表層膜21の硬度1800Hvは、サファイヤガラスの硬度1800Hvと同等であり、直接触れられる可能性が高いことから、FPDなどより硬度が高いことが必要である腕時計用のカバーガラスとしても充分な硬度である。
カバーガラス1は、反射防止膜20の表層膜21の材料をAl2O3にSiを添加したSi−Al2O3にすることで、反射防止膜の表層膜の材料がAl2O3である反射防止膜に比べて、反射率が半分以下に改善して、好適な反射率になっている。
反射率は、分光光度計を用いて、400nmから800nmの波長の光について、入射角5°における反射光の強度を測定し、視感感度補正をかけて求めた。
As shown in FIG. 1B, the
The cover glass provided with the antireflection film having the two-layer structure having the SiO 2 film as the surface layer film has a refractive index of 1.46 and a hardness of 800 Hv. The reflectance was 0.8%. The hardness of 800 Hv is the minimum hardness necessary for the cover glass. The cover glass provided with the antireflection film having a two-layer structure having an Al 2 O 3 film as the surface layer film has a refractive index of the surface layer film of 1.63 and a hardness of 2400 Hv. The reflectance was 3.0%. The reflectance of 3.0% is an unfavorable reflectance as the reflectance of the cover glass.
The hardness 1800Hv of the
The reflectance was obtained by measuring the intensity of reflected light at an incident angle of 5 ° for light having a wavelength of 400 nm to 800 nm using a spectrophotometer and correcting the luminous sensitivity.
<F−Al2O32層反射防止膜>
次に、表層がF−Al2O3膜である2層構造の反射防止膜について、図2を参照して説明する。図2(a)は、F−Al2O3膜を有する2層構造の反射防止膜が形成されたカバーガラスの断面を示す模式図であり、図2(b)は、F−Al2O3膜を有する2層構造の反射防止膜の特性を示す表である。
<F-Al 2 O 3 two-layer antireflection film>
Next, an antireflection film having a two-layer structure whose surface layer is an F—Al 2 O 3 film will be described with reference to FIG. 2 (a) is a schematic diagram showing a F-Al 2 O 3 film two layers cross-section of the cover glass on which the antireflection film is formed of a structure having, FIG. 2 (b), F-Al 2 O It is a table | surface which shows the characteristic of the anti-reflective film of the 2 layer structure which has 3 films | membranes.
図2(a)に示すように、カバーガラス2は、サファイヤガラス10の表面に、反射防止膜25が形成されている。反射防止膜25は、表層膜26及び第2層膜27の、2層の膜を有している。図2(a)に示した反射防止膜25の第2層膜27は、ZrO2からなり、厚さが約126.0nmである。反射防止膜25の表層膜26は、F−Al2O3からなり、厚さが約86.7nmである。
表層膜26及び第2層膜27の膜厚は、当該膜の一方の面で反射した光ともう一方の面で反射した光とが1/2波長ずれるような厚さに設定することが好ましい。表層膜26及び第2層膜27の膜厚は、F−Al2O3又はZrO2の屈折率を考慮して、可視光の波長領域のほぼ中央の波長である600nmの光において、反射防止膜として好ましい厚さに設定してある。
As shown in FIG. 2A, the
The film thickness of the
図2(b)に示すように、表層膜26としてF−Al2O3からなる膜を有する2層構造の反射防止膜25を備えたカバーガラス2は、表層膜26の屈折率が1.50であり、硬度が1800Hvである。反射率は、1.0%であった。
表層膜としてSiO2の膜を有する2層構造の反射防止膜を備えたカバーガラス及び表層膜としてAl2O3の膜を有する2層構造の反射防止膜を備えたカバーガラスは、図1を参照して説明したカバーガラスと同様の特性である。
カバーガラス2の表層膜26の硬度1800Hvは、サファイヤガラスの硬度1800Hvと同等であり、直接触れられる可能性が高いことから、FPDなどより硬度が高いことが必要である腕時計用のカバーガラスとしても充分な硬度である。
カバーガラス2は、反射防止膜25の表層膜26の材料をAl2O3にFを添加したF−Al2O3にすることで、反射防止膜の表層膜の材料がAl2O3である反射防止膜に比べて、反射率が大幅に改善して、好適な反射率になっている。
反射率は、分光光度計を用いて、400nmから800nmの波長の光について、入射角5°における反射光の強度を測定し、視感感度補正をかけて求めた。
As shown in FIG. 2B, the
A cover glass having a two-layer antireflection film having a SiO 2 film as a surface film and a cover glass having a two-layer antireflection film having an Al 2 O 3 film as a surface film are shown in FIG. It is the characteristic similar to the cover glass demonstrated with reference.
Hardness 1800Hv of the
The reflectance was obtained by measuring the intensity of reflected light at an incident angle of 5 ° for light having a wavelength of 400 nm to 800 nm using a spectrophotometer and correcting the luminous sensitivity.
<F−Al2O33層反射防止膜>
次に、表層がF−Al2O3膜である3層構造の反射防止膜について、図3を参照して説明する。図3(a)は、F−Al2O3膜を有する3層構造の反射防止膜が形成されたカバーガラスの断面を示す模式図であり、図3(b)は、F−Al2O3膜を有する3層構造の反射防止膜の特性を示す表である。
<F-Al 2 O 3 three-layer antireflection film>
Next, an antireflection film having a three-layer structure whose surface layer is an F—Al 2 O 3 film will be described with reference to FIG. 3 (a) is a schematic diagram showing a F-Al 2 O 3 film 3 layer cross-section of the cover glass on which the antireflection film is formed of a structure having, FIG. 3 (b), F-Al 2 O It is a table | surface which shows the characteristic of the anti-reflective film of the 3 layer structure which has 3 films | membranes.
図3(a)に示すように、カバーガラス3は、サファイヤガラス10の表面に、反射防止膜30が形成されている。反射防止膜30は、表層膜31、第2層膜32、及び第3層膜33の、3層の膜を有している。図3(a)に示した反射防止膜30の第3層膜33は、ThO2からなり、厚さが約85.5nmである。第2層膜32は、TiO2からなり、厚さが約116.8nmである。反射防止膜30の表層膜31は、F−Al2O3からなり、厚さが約86.8nmである。
表層膜31、第2層膜32、及び第3層膜33の膜厚は、当該膜の一方の面で反射した光ともう一方の面で反射した光とが1/2波長ずれるような厚さに設定することが好ましい。表層膜31、第2層膜32、及び第3層膜33の膜厚は、F−Al2O3、TiO2又はThO2の屈折率を考慮して、可視光の波長領域のほぼ中央の波長である600nmの光において、反射防止膜として好ましい厚さに設定してある。
As shown in FIG. 3A, the cover glass 3 has an
The film thicknesses of the
図3(b)に示すように、表層膜31としてF−Al2O3の膜を有する3層構造の反射防止膜30を備えたカバーガラス3は、表層膜31の屈折率が1.50であり、硬度が1800Hvである。反射率は、0.6%であった。表層膜としてSiO2の膜を有する3層構造の反射防止膜を備えたカバーガラスは、表層膜の屈折率が1.46であり、硬度が800Hvである。反射率は、0.5%であった。800Hvの硬度は、カバーガラスとしては、必要な最低限度の硬度である。表層膜としてAl2O3の膜を有する3層構造の反射防止膜を備えたカバーガラスは、表層膜の屈折率が1.63であり、硬度が2400Hvである。反射率は、2.0%であった。2.0%の反射率は、カバーガラスの反射率としては、許容可能な最低限度の反射率である。
カバーガラス3の表層膜31の硬度1800Hvは、サファイヤガラスの硬度1800Hvと同等であり、直接触れられる可能性が高いことから、FPDなどより硬度が高いことが必要である腕時計用のカバーガラスとしても充分な硬度である。
カバーガラス3は、反射防止膜30の表層膜31の材料をAl2O3にFを添加したF−Al2O3にすることで、反射防止膜の表層膜の材料がAl2O3である反射防止膜に比べて、反射率が大幅に改善して、好適な反射率になっている。
反射率は、分光光度計を用いて、400nmから800nmの波長の光について、入射角5°における反射光の強度を測定し、視感感度補正をかけて求めた。
As shown in FIG. 3B, the cover glass 3 provided with the
Since the hardness 1800Hv of the
Cover glass 3, the material of the
The reflectance was obtained by measuring the intensity of reflected light at an incident angle of 5 ° for light having a wavelength of 400 nm to 800 nm using a spectrophotometer and correcting the luminous sensitivity.
<Si−Al2O3膜の形成>
次に、Si−Al2O3膜の形成方法について、図4及び図5を参照して説明する。ここでは、ECR(Electron Cyclotron Resonance:電子サイクロトロン共鳴)プラズマ励起方式を用いたECRプラズマスパッタ装置を用いてSi−Al2O3膜を形成する場合について説明する。
<Formation of Si-Al 2 O 3 Film>
Next, a method for forming the Si—Al 2 O 3 film will be described with reference to FIGS. Here, a case where an Si—Al 2 O 3 film is formed using an ECR plasma sputtering apparatus using an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma excitation method will be described.
図4は、ECRプラズマスパッタ装置の構成を示す模式図である。図4に示すように、ECRプラズマスパッタ装置50は、成膜する基材を載置する載置台56が中に配設されたチャンバ51を備えている。チャンバ51の一端には、載置台56に臨むようにECRプラズマ源52が配設されている。ECRプラズマ源52から載置台56方向の空間に発生する電場に直交する磁場を形成できる位置に磁石54が配設されている。磁石54の載置台56の側には、ターゲット台が設けてあり、ターゲット40がセットされる。ターゲット40には、ターゲット電源55によって負のバイアス電圧が印加される。チャンバ51には、チャンバ51内に反応気体を導入するための気体導入路57と、チャンバ51内から反応済みの反応気体を排出するための排気路58と、が結合されている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the ECR plasma sputtering apparatus. As shown in FIG. 4, the ECR
Si−Al2O3膜の形成は、図4に示すように、載置台56に、サファイヤガラス10、又は第2層膜22などが形成されたサファイヤガラス10をセットする。ターゲット40としては、SiとAlの混合物を用いる。気体導入路57から、O2をチャンバ51内に導入する。
ECRプラズマ源52から発生されたマイクロ波と、磁石54によって形成された磁場とによる電子サイクロトロン共鳴によって、ECRプラズマが発生する。ターゲット40としてのSi−Alに印加されたバイアス電圧によって、プラズマがターゲット40に衝突して、SiやAlのスパッタ粒子が放出される。SiやAlのスパッタ粒子は、チャンバ51内に導入されているO2ガスと反応して、載置台56にセットされたサファイヤガラス10などの表面に到達して付着し、Si−Al2O3膜が形成される。
As shown in FIG. 4, the Si—Al 2 O 3 film is formed by setting the
ECR plasma is generated by electron cyclotron resonance caused by the microwave generated from the
図5は、形成されたSi−Al2O3の膜の特性を示す表である。図5に示したように、ECRプラズマスパッタ装置50を用いて形成したSi−Al2O3膜は、屈折率が1.53であり、硬度が2200Hvである。反応性蒸着を用いて形成したSi−Al2O3膜は、屈折率が1.46であり、硬度が1200Hvであり、ECRプラズマスパッタを用いることで、硬度の改善がみられる。
DCリアクティブスパッタによるSi−Al2O3膜は、屈折率が1.52であり、硬度が1800Hvである。DCリアクティブスパッタによっても、低屈折率で、高硬度のSi−Al2O3膜が得られる。
FIG. 5 is a table showing the characteristics of the formed Si—Al 2 O 3 film. As shown in FIG. 5, the Si—Al 2 O 3 film formed using the ECR
The Si—Al 2 O 3 film formed by DC reactive sputtering has a refractive index of 1.52 and a hardness of 1800 Hv. Also by DC reactive sputtering, a Si—Al 2 O 3 film having a low refractive index and high hardness can be obtained.
F−Al2O3膜もSi−Al2O3膜と同様に、ECRプラズマスパッタ装置を用いることで、より高硬度のF−Al2O3膜を形成することができる。F−Al2O3膜をECRプラズマスパッタ装置50を用いて形成する場合には、ターゲットとしてAlを用い、チャンバ51内に導入する反応ガスとしてF2、またはCF4を用いる。
F-Al 2 O 3 film is also similar to the Si-Al 2 O 3 film, by using the ECR plasma sputtering apparatus, it is possible to form the F-Al 2 O 3 film having a higher hardness. When the F-Al 2 O 3 film is formed using the ECR
以上、添付図面を参照して好適な実施形態について説明したが、好適な実施形態は、前記実施形態に限らない。要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。 As mentioned above, although preferred embodiment was described with reference to the accompanying drawing, suitable embodiment is not restricted to the said embodiment. It goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the invention, and the following can also be implemented.
(変形例1)前記実施形態においては、反射防止膜20の第2層膜22及び反射防止膜25の第2層膜27は、ZrO2からなる膜であったが、表層膜がSi−Al2O3又はF−Al2O3からなる膜である2層構造の反射防止膜において、第2層膜がZrO2からなる膜であることは必須ではない。2層構造の反射防止膜においては、反射防止膜の反射率を低くするために、表層膜と第2層膜と基材とのそれぞれの屈折率が、この順番で「低」、「高」、「中」の関係になることが好ましい。第2層膜の材料としては、表層膜のSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜、及び基材に対して、この屈折率の関係を保てる屈折率であって、可視光に対して透明な膜を形成可能な材料であればよい。このような材料としては、例えば、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、AlNなどが挙げられる。
(Modification 1) In the above embodiment, the
(変形例2)前記実施形態においては、反射防止膜30の第2層膜32は、TiO2からなる膜であり、第3層膜33は、ThO2からなる膜であったが、表層膜がF−Al2O3である3層構造の反射防止膜において、第2層膜がTiO2からなる膜であり、第3層膜がThO2からなる膜であることは必須ではない。3層構造の反射防止膜においては、反射防止膜の反射率を低くするために、表層膜と第2層膜と第3層膜と基材とのそれぞれの屈折率が、この順番で「低」、「高」、「中」、「中」の関係になることが好ましい。第2層膜及び第3層膜の材料としては、表層膜のF−Al2O3膜及び基材の屈折率に対して、この屈折率の関係を保てる屈折率であって、可視光に対して透明な膜を形成可能な材料であればよい。このような材料としては、例えば、Al2O3、LaF3、NdF3、CeF3、MgO、SnO2、La2O3、SiO、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、Si3N4、ZrO2、AlNなどが挙げられる。
(Modification 2) In the above embodiment, the
(変形例3)前記実施形態においては、3層構造の反射防止膜として、表層膜がF−Al2O3である反射防止膜30について説明したが、3層構造の反射防止膜の表層膜はF−Al2O3に限らない。表層膜がSi−Al2O3からなる3層構造の反射防止膜であってもよい。
(Modification 3) In the above embodiment, the
(変形例4)前記実施形態においては、2層構造の反射防止膜20及び反射防止膜25、並びに3層構造の反射防止膜30について説明したが、表層膜がSi−Al2O3又はF−Al2O3からなる反射防止膜が2層構造又は3層構造であることは必須ではない。反射防止膜は、Si−Al2O3又はF−Al2O3の単層膜であってもよい。また、4層以上の膜が積層した反射防止膜であってもよい。4層以上の膜が積層した反射防止膜の第2層膜以降の各膜を形成する好適な材料としては、例えば、Al2O3、LaF3、NdF3、CeF3、MgO、ThO2、SnO2、La2O3、SiO、In2O3、Nd2O3、Sb2O3、CeO2、ZnS、Bi2O3、HfO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、ZrO2、AlNなどが挙げられる。
(Modification 4) In the above-described embodiment, the
(変形例5)前記実施形態においては、反射防止膜20が形成された時計用のカバーガラス1、反射防止膜25が形成された時計用のカバーガラス2、及び反射防止膜30が形成された時計用のカバーガラス3について説明したが、反射防止膜を形成する対象は時計用のカバーガラスに限らない。FPDにおける表示部を保護するためのカバーガラスや、眼鏡レンズや、車の窓ガラスや、各種計測器における表示部を保護するためのカバーガラスにおいても、上述したような、表層膜がSi−Al2O3又はF−Al2O3からなる膜を形成することで、好適な反射防止膜を形成することができる。
(Modification 5) In the above embodiment, the
(変形例6)前記実施形態においては、カバーガラス1、カバーガラス2、及びカバーガラス3の基材はサファイヤガラスであったが、反射防止膜を形成する基材がサファイヤガラスであることは必須ではない。時計のカバーガラスや、FPDの表示部のカバーガラスや、眼鏡レンズや、車の窓ガラスや、各種計測器の表示部のカバーガラスとして用いられる各種材料においても、上述したような、表層膜がSi−Al2O3又はF−Al2O3からなる膜を形成することで、好適な反射防止膜を形成することができる。
(Modification 6) In the said embodiment, although the base material of the
(変形例7)前記実施形態においては、カバーガラス1、カバーガラス2、又はカバーガラス3において、反射防止膜20、反射防止膜25、又は反射防止膜30を、それぞれサファイヤガラス10の片面に形成していたが、反射防止膜を形成するのはカバーガラスの基材の片面のみに限らない。基材の両面にそれぞれ反射防止膜を形成してもよい。基材の両面に反射防止膜を形成することによって、より透過率が高い透光部材を形成することができる。
(Modification 7) In the embodiment, in the
1,2,3…カバーガラス、10…サファイヤガラス、20,25,30…反射防止膜、21,26,31…表層膜、22,27,32…第2層膜、33…第3層膜、40…ターゲット、50…ECRプラズマスパッタ装置、52…ECRプラズマ源、54…磁石、57…気体導入路、58…排気路。
1, 2, 3 ... cover glass, 10 ... sapphire glass, 20, 25, 30 ... antireflection film, 21, 26, 31 ... surface layer film, 22, 27, 32 ... second layer film, 33 ...
Claims (14)
前記反射防止膜の最表面を構成する膜として、Si又はFを添加したAl2O3であるSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜を形成する最表面形成工程を有することを特徴とする反射防止膜の形成方法。 A method of forming an antireflection film that forms an antireflection film on the surface of a member that transmits visible light,
An outermost surface forming step of forming an Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film, which is Al 2 O 3 to which Si or F is added, as a film constituting the outermost surface of the antireflection film; A method for forming an antireflective film.
最表面を構成する膜が、Si又はFを添加したAl2O3であるSi−Al2O3膜又はF−Al2O3膜である反射防止膜を備えることを特徴とする透光部材。 A translucent member capable of transmitting visible light,
The translucent member is characterized in that the film constituting the outermost surface includes an antireflection film that is an Si—Al 2 O 3 film or an F—Al 2 O 3 film that is Al 2 O 3 to which Si or F is added. .
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