DE69720401T2

DE69720401T2 - Organisches Substrat mit lichtabsorbierender Antireflektionsschicht und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69720401T2
Application number: DE69720401T
Authority: DE
Inventors: Takuji Yokohama-shi Oyama; Hisashi Yokohama-shi Ohsaki; Tomohiro Yokohama-shi Yamada; Toshihiko Yokohama-shi Higuchi
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: EP0854202B1; TW347369B; EP0854202A3; US5976684A; KR19980064202A; EP0854202A2; KR100345759B1; DE69720401D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein organisches Substrat, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattet ist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
In den letzten Jahren ist es zusammen mit der schnellen Erweiterung von Computern wünschenswert geworden, die Reflexion auf einer Bildschirmoberfläche zu verringern oder die Elektrifizierung der Oberfläche von CRT (Kathodenstrahlröhren) zu verhindern, um die Arbeitsumgebung des Endbetreibers zu verbessern. Außerdem ist es kürzlich verlangt worden, die Durchlässigkeit des Bildschirmglases zu verringern, um den Kontrast zu verbessern, oder um elektromagnetische Wellen von sehr geringen Frequenzen zu schützen, die sich nachteilig auf menschliche Körper auswirken können.
Um auf derartige Forderungen zu reagieren, sind Verfahren übernommen worden, wie beispielsweise, daß (1) ein elektroleitfähiger Antireflexionsfilm auf der Bildschirmoberfläche bereitgestellt wird, (2) ein elektroleitfähiger Antireflexionsfilm auf der Oberfläche einer Frontplatte gebildet wird, und die Frontplatte dann an eine Bildschirmoberfläche durch ein Harz gebunden wird, und (3) ein Filterglas mit einem elektroleitfähigen Antireflexionsfilm, der auf jeder Seite gebildet wird, vor einer Kathodenstrahlröhre angeordnet wird.
Unter diesen ist es bei den Verfahren (2) und (3) bekannt, den Antireflexionsfilm in einer Vielzahl von Schichten durch ein Vakuumaufdampfungsverfahren zu bilden.
Ein spezielles Beispiel einer derartigen Filmkonstruktion kann eine Struktur aus Glas/Film mit hohem Brechungsindex/Film mit niedrigem Brechungsindex/Film mit hohem Brechungsindex/leitfähiger Film mit hohem Brechungsindex/Film mit niedrigem Brechungsindex sein, wie es in JP-A-60-168102 offenbart wird. Durch Beschichten eines mehrschichtigen Antireflexionsfilms mit einer derartigen Filmkonstruktion auf einer Bildschirmoberfläche kann der sichtbare Reflexionsgrad der Oberfläche auf 0,3% oder weniger vermindert werden, und der Oberflächenwiderstand kann auf 1 kΩ/⎕ oder weniger vermindert werden. Außerdem kann dabei die oben genannte elektromagnetische Wellenschutzwirkung verliehen werden.
Weiterhin ist es als ein Verfahren zum Erhöhen des Kontrastes bekannt geworden, dass es wirksam ist, einen lichtabsorbierenden Film als Teil seiner Konstruktion zu vennienden. Beispielsweise ist es möglich, eine Struktur aus Glas/Metallfilm/Film mit hohem Brechungsindex/Film mit niedrigem Brechungsindex zu übernehmen, wies in JP-A-1-70701 offenbart wird. Durch Beschichten eines mehrschichtigen, lichtabsorbierenden Antireflexionsfilms dieser Konstruktion auf einer Bildschirmoberfläche kann der sichtbare Reflexionsgrad der Oberfläche auf 0,5% oder weniger vermindert werden, und der Oberflächenwiderstand kann auf 100 kΩ/⎕ oder weniger vermindert werden. Außerdem kann zur selben Zeit die sichtbare Lichtdurchlässigkeit um einige Zehn% reduziert werden, wobei ein hoher Kontrast erreicht werden kann.
Währenddessen umfaßt das Verfahren (1)(a) einen Fall, worin ein Bildschirm zunächst beschichtet wird, und dann in einer Kathodenstrahlröhre gebildet wird, und (b) einen Fall, worin eine Kathodenstrahlröhre zunächst gebildet wird, und dann die Oberflächenbeschichtung darauf aufgetragen wird. In beiden Fällen verläßt man sich derzeit auf ein sogenanntes Naßverfahren, wie Aufschleudern.
Andererseits ist anstelle des Ruftragens einer Antireflexionsbeschichtung auf die Glasoberfläche, wie oben erwähnt, ein Verfahren vorstellbar, worin eine Antireflexionsbeschichtung vorher auf einem organischen Film aus beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET) gebildet und dann an die Glasoberfläche gebunden wird.
Andererseits kann bei den Verfahren (2) und (3) anstelle der Glasfolie ein organisches Substrat (eine sogenannte Kunststoffolie) verwendet werden, das beispielsweise im Hinblick auf die Sicherheit bevorzugt wird.
Bei einem derartigen Fall kann ein Naßverfahren, worin das Substrat Wärmebeständigkeit aufweisen sollte, nicht angewendet werden, und der Antireflexionsfilm wird durch ein Vakuumaufdampfungsverfahren oder ein Zerstäubungsverfahren mit einer nötigen Vorsicht gebildet, um eine Temperaturerhöhung des Substrats zu vermeiden.
Das Beschichten auf einen organischen Film wird durch eine sogenannte Walzenauftragmaschine durchgeführt. Um die Transportgeschwindigkeit des Films, die konstant sein sollte, aufrechtzuerhalten, wird Stabilität der Film-bildenden Geschwindigkeit benötigt.
Außerdem wird ein filmbildendes Gerät vom In-line-Typ zum Beschichten auf ein Substrat mit Folienform eingesetzt, und die Stabilität der filmbildenden Geschwindigkeit ist hier wieder wichtig. Hinsichtlich dessen wird es problematisch, ein Vakuumaufdampfungsverfahren einzusetzen.
Andererseits ist es durch ein Zerstäubungsverfahren schwierig geworden, einen Film mit niedrigem Brechungsindex bei einer hohen Geschwindigkeit konstant zu bilden.
Unter diesen Umständen sind kürzlich verschiedene Versuche gemacht worden, um ein Verfahren zum Bilden von SiO₂, das bei hoher Geschwindigkeit stabil ist, durch Zerstäuben zu entwickeln. Infolgedessen sind nun einige Verfahren so gut wie entwickelt worden. Beispielsweise können MMRS (Metall-reaktives Zerstäuben), wie es in US-Patent 4,445,997 offenbart wird, und C-Mag (zylinderförmiges Magnetron), wie es in US-Patent 4,851,095 offenbart wird, genannt werden.
Infolgedessen sollte ein Antireflexionsfilm durch Zerstäuben realisiert werden. Jedoch in bezug auf die Konstruktion des Antireflexionsfilmsfnlgt in vielen Fällen die Konstruktion eines Filmes, der bisher durch Vakuumaufdampfung gebildet worden ist, und eine Filmkonstruktion, die besonders durch Zerstäuben wirksam war, ist nicht bekannt geworden.
Als ein seltenes Beispiel offenbart US-Patent 5,091,244 eine Konstrtaktion mit vier Schichten aus Glas/Übergangsmetallnitrid/transparenter Film/Übergangsmetallnitrid/transparenter Film. Jedoch wird in diesem US-Patent 5,091,244, um die sichtbare Lichtdurchlässigkeit auf 50% oder weniger zu vermindern, die lichtabsorbierende Schicht in zwei Schichten geteilt, um die Anzahl an Schichten, zumindest vier Schichten, herzustellen, wobei dabei ein praktisches Problem auftrat, daß die Produktionskosten hoch sind.
Weiterhin haben die betreffenden Erfinder zuvor in der internationalen Veröffentlichung WO 96/18917 einen lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm mit einer einfachen Schichtstruktur aus lichtabsorbierendem Film/Film mit niedrigem Brechungsindex vorgeschlagen, der hohe Produktivität aufweist, ausgezeichnete Antireflexionsleistung besitzt, und einen niedrigen Oberflächenwiderstand aufweist, der zum elektromagnetischen Wellenschutz geeignet ist, und der eine angemessene Lichtabsorptionsfähigkeit aufweist, um einen hohen Kontrast zu gewährleisten. Wenn jedoch ein lichtabsorbierender Antireflexionsfilm, der aus einem derartigen anorganischen Material besteht, auf einem organischen Substrat gebildet wird, ist die Haftung an der Grenzfläche zwischen dem Substrat und dem lichtabsorbierenden Film nicht zwangsläufig-ausreichend. Außerdem führte es aufgrund der Verwendung des organischen Substrates zur Farbschattierung.
Weiterhin beschreibt JP 58 199301 A eine harte Überzugsschicht, die aus einer organischen Substanz, wobei sie auf der Oberfläche einer Linse gebildet wird, die aus Kunstharz besteht, und Reflexions-verhindernde Schichten, die darauf bereitgestellt werden, besteht. Außerdem wird eine Schicht aus Metalloxid (beispielsweise Al₂O₃, TiO₂ und Ta₂O₅) darauf bereitgestellt, um den Reflexions-verhindernden Film zu bilden.
Weiterhin beschreibt JP 07 105740 A einen laminierten, transparenten, leitfähigen Film, wOrin eine oder beide Oberflächen eines transparenten Polymerfilms (beispielsweise Polyethylenterephthalat) mit Filmen mit hohem Brechungsindex (beispielsweise Si₃N₄) und einem ersten Metallfilm (beispielsweise Ag, Ag-Au, Ag-Pt, Ag-Cu, Ag-Pd) und einem zweiten Metallfilm (beispielsweise Ti, Zr, Ta, V, Al) laminiert werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein preisgünstiges, organisches Substrat, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattet ist, der ausgezeichnete Dauerhaftigkeit besitzt, und eine angemessene Absorptionsfähigkeit für sichtbare Strahlen aufweist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein preisgünstiges, organisches Substrat, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattet ist, der verminderte Farbschattierung und eine angemessene Absorptionsfähigkeit für sichtbare Strahlen aufweist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein organisches Substrat bereit, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm (nachstehend manchmal als lichtabsorbierender Antireflektor bezeichnet) ausgestattet ist, welches ein organisches Substrat und einen lichtabsorbierenden Film, der den folgenden Formeln genügt: n_dif = n₄₀₀ – n₇₀₀, k_dif = k₇₀₀ – k₄₀₀, n_dif> 0,5, k_dif > 0,5, wobei die komplexe optische Konstante des lichtabsorbierenden Films durch n – ik dargestellt wird, worin n der Brechungsindex ist und k der Extinktionskoeffizient ist, k bei einer Wellenlänge von 400 nm durch k₄₀₀ dargestellt wird, k bei einer Wellenlänge von 700 nm durch k₇₀₀ dargestellt wird, n bei einer Wellenlänge von 400 nm durch n₄₀₀ dargestellt wird, n bei einer Wellenlänge von 700 nm durch n₇₀₀ dargestellt wird, und einen Film mit einem niedrigen Brechungsindex von höchstens 1,55, die in dieser Reihenfolge auf dem Substrat gebildet sind, umfaßt, um die Reflexion von einfallendem Licht aus der Filmseite mit niedrigem Brechungsindex zu vermindern, wobei das organische Substrat in einer Atmosphäre eines Gases, das kein Sauerstoffatom enthält, eine plasmabehandelte Oberfläche aufweist, und wobei eine Schicht (nachstehend als eine Haftschicht bezeichnet) aus mindestens einem Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silicium, einem Siliciumnitrid, einem Siliciumoxid und einem Siliciumoxynitrid, zwischen der plasmabehandelten Substratoberfläche und dem lichtabsorbierenden Film gebildet ist, wobei die geometrische Filmdicke d der aus einem Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silicium, einem Siliciumnitrid, einem Siliciumoxid und einem Siliciumoxynitrid, hergestellten Schicht von 0,5 bis 10 nm ist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
In den beiliegenden Zeichnungen ist:
1 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
2 eine grafische Darstellung, die die Veränderung der Spannung im Laufe der Zeit zeigt, die an ein in Beispiel 1 eingesetztes Siliciumtarget angelegt wird.
3 eine grafische Darstellung, die den spektralen Reflexionsgrad von Beispiel 1 zeigt.
4 eine grafische Darstellung, die den spektralen Reflexionsgrad von Beispiel 8 zeigt.
5 eine grafische Darstellung, die den spektralen Reflexionsgrad von Beispiel 15 zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird nun bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen ausführlicher beschrieben.
Die geometrische Filmdicke des lichtabsorbierenden Films beträgt vorzugsweise 2 bis 20 nm, um die geringe Reflexion zu realisieren. Außerdem weist der Film mit einem geringen Brechungsindex hinsichtlich der Verhinderung der Reflexion einen Brechungsindex von höchstens 1,55 und eine optische Filmdicke von 60 bis 110 nm auf. Vorzugsweise beträgt der Brechungsindex höchstens 1,50 und die optische Filmdicke 70 bis 100 nm. Wenn beispielsweise ein Film mit einem Brechungsindex von 1,47 verwendet wird, beträgt die geometrische Filmdicke vorzugsweise 68 bis 110 nm, stärker bevorzugt 68 bis 100 nm.
Wenn die Filmdicke einer der Schichten von dem oben spezifizierten Bereich abweicht, kann keine ausreichende Antireflexionsleistung in einem sichtbaren Lichtbereich erhalten werden. Wenn außerdem der Brechungsindex des Films mit niedrigem Brechungsindex 1,55 übersteigt, wird die optische Konstante, die für den lichtabsorbierenden Film benötigt wird, gewöhnlich begrenzt, und es ist gewöhnlich schwierig, einen lichtabsorbierenden Film mit einem praktisch erhältlichen Material zu realisieren.
1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein organisches Substrat, Bezugszeichen 11 eine harte Überzugsschicht, Bezugszeichen 12 eine Haftschicht, Bezugszeichen 13 einen lichtabsorbierenden Film, Bezugszeichen 14 eine Antioxidationsschicht und Bezugszeichen 15 einen Film mit niedrigem Brechungsindex.
Die Lichtabsorption des lichtabsorbierenden Antireflexionsfilms beträgt vorzugsweise 10 bis 35%. Wenn sich die Lichtabsorption außerhalb dieses Bereiches befindet, ist der Filmdickenbereich des lichtabsorbierenden Films gewöhnlich unpassend, oder die optische Konstante des lichtabsorbierenden Films ist gewöhnlich unpassend, wobei gewöhnlich keine ausreichende Antireflexionsleistung in dem sichtbaren Lichtbereich erhalten wird.
Der Reflexionsgrad des einfallenden Lichts aus der Seite des Films mit niedrigem Brechungsindex beträgt vorzugsweise höchstens 0,6% in einem Wellenlängenbereich von 430 bis 650 nm. Der optische Reflexionsgrad (R_v) des lichtabsorbierenden Antireflektors beträgt vorzugsweise höchstens 0,6%.
Der Film mit niedrigem Brechungsindex ist vorzugsweise ein Film, der aus einem Siliciumoxid besteht. Es ist daher möglich, einen ausreichend niedrigen Brechungsindex zu erhalten, und die Filmbildung durch ein Zerstäubungsverfahren unter stabitisierten Bedingungen durchzuführen.
Als Film, der aus einem Silicium-(Si-)-oxid besteht, wird es aus Sicht der Produktivität bevorzugt, einen einzusetzen, der durch Gleichstrom-(DC-)-Zerstäuben eines leitfähigen Si-Targets in Gegenwart eines Sauerstoffgases erhalten wird. Hier kann eine kleine Menge an Fremdstoffen (wie P, Al oder B) absichtlich eingeschlossen werden, damit der Target Elektroleitfähigkeit aufweist. Um jedoch einen niedrigen Brechungsindex aufrechtzuerhalten, sollte die Hauptkomponente SiO₂ (Siliciumdioxid) sein.
Bei dem Gleichstrom-Zerstäuben von Si wird wahrscheinlich durch die Chargenanreicherung auf einem isolierenden Siliciumdioxidfilm, der sich entlang der Außenfläche des erodierten Bereiches des Targets ablagert, die Brückenbildung verursacht, wobei das Ausbringen gewöhnlich instabil ist, und Siliciumdioxidteilchen, die aus dem Brennfleck herausgeschleudert werden, lagern sich wahrscheinlich auf dem Substrat ab, und bilden Fehler. Um ein derartiges Phänomen zu verhindern, ist es bekannt, ein Verfahren zum Neutralisieren der Ladung, in dem die Kathode periodisch mit positiver Spannung versorgt wird, einzusetzen. Ein derartiges Filmbildungsverfahren wird besonders aus Sicht der Stabilität des Verfahrens bevorzugt. Außerdem kann als ein Verfahren zum Bilden eines Siliciumdioxidfilms das RF(Hochfrequenz-)-Zerstäuben ebenfalls venniendet werden. Unter Verwendung des RF-Zerstäubens kann ein reiner Siliciumdioxidfilm gebildet werden.
In der vorliegenden Erfindung sollte jede der folgenden Formeln erfüllt werden, wenn die komplexe optische Konstante des lichtabsorbierenden Films durch n – ik (worin n der Brechungsindex ist, und k der Extinktionskoeffizient ist) dargestellt wird, die geometrische Filmdicke durch d dargestellt wird, k bei einer Wellenlänge von 400 nm durch k₄₀₀ dargestellt wird, k bei einer Wellenlänge von 700 nm durch k₇₀₀ dargestellt wird, n bei einer Wellenlänge von 400 nm durch n₄₀₀ dargestellt wird, n bei einer Wellenlänge von 700 nm durch n₇₀₀ dargestellt wird, n_a _ve = (n₄₀₀ + n₇₀₀)/2, k_ave = (k₄₀₀ + k₇₀₀)/2, n_dif = n₄₀₀ – n₇₀₀, k_dif = k₇₀₀ – k₄₀₀, der Brechungsindex des Films mit niedrigem Brechungsindex durch n₂ dargestellt wird, die geometrische Filmdicke durch d₂ dargestellt wird, und die Funktion f(n₂) = 1,6n₂ – 2,2. Durch eine derartige Gestaltung kann der Wellenlängenbereich hinsichtlich der niedrigen Reflexion erweitert werden.
n_dif > 0,5
k_dif > 0,5.
Außerdem wird es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß die folgende Formel erfüllt wird:
f(n2) – 0,2 < navekaved/d2 < f(n2) + 0,2
Ein bevorzugter lichtabsorbierender Film, der die obige Formel erfüllt, ist beispielsweise ein Film, der Gold und/oder Kupfer enthält.
Speziell kann der Film, der Gold und/oder Kupfer enthält, beispielsweise ein Goldfilm, ein Legierungsfilm, der zumindest 50 Gew.-% Gold enthält, ein Nitridfilm einer derartigen Legierung, ein Oxynitridfilm einer derartigen Legierung, ein Carbidfilm einer derartigen Legierung oder ein Carbonitridfilm einer derartigen Legierung sein.
Wenn hier Gold oder eine Legierung, die zumindest 50 Gew.-% Gold (nachstehend als Goldlegierung bezeichnet) enthält, verwendet wird, beträgt die geometrische Filmdicke vorzugsweise 2 bis 5 nm, stärker bevorzugt 2,5 bis 3,5 nm.
Wenn die geometrische Filmdicke weniger als 2 nm beträgt, ist der Reflexionsgrad gewöhnlich hoch, obwohl der Wellenlängenbereich hinsichtlich der niedrigen Reflexion erweitert werden kann. Wenn sie andererseits 5 nm übersteigt, scheint der Wellenlängenbereich hinsichtlich der niedrigen Reflexion gewöhnlich eng zu sein, und der Reflexionsgrad ist gewöhnlich hoch. Aus einer derartigen Beschaffenheit, wenn die Filmdicke von Gold oder einer Goldlegierung von 2 bis 5 nm, stärker bevorzugt 2,5 bis 3,5 nm, hergestellt wird, wird der Reflexionsgrad des lichtabsorbierenden Antireflektors gering, und der Wellenlängenbereich hinsichtlich der niedrigen Reflexion wird erweitert.
Wenn außerdem ein Nitrid einer Goldlegierung als lichtabsorbierender Film verwendet wird, ist es notwendig, die Filmdicke zu erhöhen, da sich der Nitriergrad der Goldlegierung erhöht, um den Reflexionsgrad des lichtabsorbierenden Antireflektors zu verringern und den Wellenlängenbereich hinsichtlich der niedrigen Reflexion zu erweitern. Wenn jedoch die Filmdicke 8 nm übersteigt, ist der Reflexionsgrad gewöhnlich hoch, und der Wellenlängenbereich wird hinsichtlich der niedrigen Reflexion gewöhnlich eng sein. Folglich beträgt die Filmdicke vorzugsweise 2 bis 8 nm. Ein ähnliches Phänomen wurde ebenfalls beobachtet, wenn ein Oxynitrid, ein Carbid oder ein Carbonitrid einer Goldlegierung eingesetzt wird.
Wenn ein Goldfilm eingesetzt wird, bildet das Gold kaum eine Verbindung. Folglich kann beispielsweise ein oxidierendes Gas oder ein Nitriergas als Zerstäubergas zur Bildung eines Goldfilms verwendet werden, selbst wenn der lichtabsorbierende Antireflektor durch ein reaktives Zerstäubungsverfahren hergestellt wird. Nimmt man einen Vorteil dieser Beschaffenheit, kann ein zweischichtiger, lichtabsorbierender Antireflexionsfilm in einer Filmbildungskammer unter Verwendung eines Zerstäubergases, das zur anschließenden Bildung eines Filmes mit niedrigem Brechungsindex ohne Veränderung des Zerstäubergases benötigt wird, gebildet werden, wobei die Produktionskosten verringert werden können. Außerdem beträgt die Absorption des Antireflexionsfilms, der Gold oder eine Goldlegierung einsetzt, etwa 10%, wobei ein Antireflektor mit hoher Durchlässigkeit trotz einer einfachen Schichtstnaktur von geringen Produktionskosten erhalten werden kann.
Außerdem kann durch die Verwendung eines Nitrids, eines Oxynitrids, eines Carbids oder eines Carbonitrids einer Goldlegierung die Absorption des Antireflexionsfilms leicht eingestellt werden. Durch die Erhöhung des Nitrierungs-, Oxynitrierungs-, Carbonisations- oder Carbonitrierungsgrades der Goldlegierung kann nämlich die Absorption des resultierenden Antireflexionsfilms erhöht werden. Folglich ist es durch das Kontrollieren des Nitrierungs-, Oxynitrierungs-, Cabonisations- oder Carbonitrierungsgrades möglich, die Absorption des resultierenden Antireflexionsfilmes auf ein gewünschtes Niveau einzustellen.
Außerdem kann ein spezielles Beispiel des Films, der Gold und/oder Kupfer enthält, ein Kupferfilm, ein Kupfemitridfilm, ein Kupferoxynitridfilm, ein Kupfercarbidfilm, ein Kupfercarbonitridfilm, ein Legierungsfilm, der zumindest 50 Gew.-% Kupfer enthält, ein Nitridfilm einer derartigen Legierung, ein Oxynitridfilm einer derartigen Legierung, ein Carbidfilm einer derartigen Legierung oder ein Carbonitridfilm einer derartigen Legierung sein. Besonders bevorzugt wird ein Kupferfilm oder ein Legierungsfilm, der zumindest 50 Gew.-% Kupfer enthält.
Wenn hier Kupfer oder eine Legierung, die zumindest 50 Gew.-% Kupfer (nachstehend als Kupferlegierung bezeichnet) enthält, verwendet wird, beträgt die geometrische Filmdicke vorzugsweise 2 bis 5 nm, stärker bevorzugt 2,5 bis 3,5 nm.
Wenn die geometrische Filmdicke weniger als 2 nm beträgt, ist der Reflexionsgrad gewöhnlich hoch, obwohl der Wellenlängenbereich hinsichtlich der niedrigen Reflexion erweitert werden kann. Wenn sie andererseits 5 nm übersteigt, scheint der Wellenlängenbereich hinsichtlich der niedrigen Reflexion gewöhnlich eng zu sein, und der Reflexionsgrad ist gewöhnlich hoch. Aus dieser Beschaffenheit, wenn die Filmdicke von Kupfer oder einer Kupferlegierung von 2 bis 5 nm, vorzugsweise 2,5 bis 3,5 nm, hergestellt wird, wird der Reflexionsgrad des lichtabsorbierenden Antireflektors gering, und der Wellenlängenbereich hinsichtlich der niedrigen Reflexion wird erweitert.
Wenn außerdem ein Kupfemitrid oder ein Nitrid einer Kupferlegierung als lichtabsorbierender Film eingesetzt wird, ist es notwendig, die Filmdicke zu erhöhen, da sich der Nitriergrad von Kupfer oder einer Kupferlegierung erhöht, um den Reflexionsgrad des lichtabsorbierenden Antireflektors zu verringern und den Wellenlängenbereich hinsichtlich der niedrigen Reflexion zu erweitern. Wenn jedoch die Filmdicke 8 nm übersteigt, sind der Reflexionsgrad gewöhnlich hoch, und der Wellenlängenbereich hinsichtlich der niedrigen Reflexion gewöhnlich eng. Folglich beträgt die Filmdicke vorzugsweise 2 bis 8 nm. Ein ähnliches Phänomen wird beobachtet, wenn ein Oxynitrid, ein Carbid oder ein Carbonitrid von Kupfer oder einer Kupferlegierung eingesetzt wird.
Außerdem beträgt die Absorption des Antireflexionsfilmes, der Kupfer oder eine Kupferlegienang einsetzt, etwa 10%, wobei ein Antireflektor mit einer hohen Durchlässigkeit trotz einer einfachen Schichtstruktur von niedrigen Produktionskosten erhalten werden kann.
Außerdem kann durch die Verwendung eines Nitrids, eines Oxynitrids, eines Carbids oder eines Carbonitrids von Kupfer (oder einer Kupferlegierung) die Absorption des Antireflexionsfilms leicht eingestellt werden. Durch die Erhöhung des Nitrierungs-, Oxynitrierungs-, Carbonisations- oder Carbonitrierungsgrades von Kupfer oder einer Kupfetegierung kann nämlich die Absorption des resultierenden Antireflexionsfilms erhöht werden. Folglich ist es durch das Kontrollieren des Nitrierungs-, Oxynitrie rungs-, Cabonisations- oder Carbonitrierungsgrades möglich, die Absorption des resultierenden Antireflexionsfilmes auf ein gewünschtes Niveau einzustellen.
In der vorliegenden Erfindung dient die Haftschicht als eine Schicht zur Verbesserung der Haftung. Speziell kann die Haftschicht beispielsweise ein Siliciumfilm, ein Siliciumnitridfilm, ein Siliciumoxidfilm oder ein Siliciumoxynitridfilm sein. Es wird besonders bevorzugt, eine Schicht einzusetzen, die im wesentlichen aus einem Siliciumnitrid, insbesondere einem Siliciumnitridfilm, besteht, da die Wirkung zur Verbesserung der Haftung dadurch bemerkenswert ist. Der Siliciumnitridfilm kann Sauerstoff auf Verunreinigungsniveau enthalten. Wenn ein Siliciumoxidfilm eingesetzt wird, ist die Zusammensetzung dieses Filmes als ein lichtabsorbierender Film, vorzugsweise siliciumreich. Es wird besonders bevorzugt, daß das Atomverhältnis von Sauerstoffatomen zu Siliciumatomen höchstens 1 beträgt. Mit einer Schicht, die im wesentlichen aus einem Aluminiumnitrid besteht, ist die Wirkung zur Verbesserung der Haftung nicht ausreichend.
Die geometrische Filmdicke der Haftschicht beträgt 0,5 bis 10 nm. Wenn sie weniger als 0,5 nm beträgt, ist die Wirkung zur Verbesserung der Haftung gewöhnlich klein, und wenn sie 10 nm übersteigt, verschlechtert sich gewöhnlich die Antireflexionsleistung. Sie ist besonders bevorzugt von 1 bis 8 nm. Wenn außerdem eine Schicht, die zum Absorbieren sichtbaren Lichts (wie beispielsweise eine lichtabsorbierende Silicium-, Siliciumnitrid-, Siliciumoxid- oder Siliciumoxynitridschicht) fähig ist, als Haftschicht verwendet wird, beträgt die geometrische Filmdicke vorzugsweise 0,5 bis 5 nm.
In der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, daß eine aus einem Siliciumnitrid und/oder einem Aluminiumnitrid hergestellte Antioxidationsschicht in einer geometrischen Filmdicke von 0,5 bis 20 nm zwischen dem lichtabsorbierenden Film und dem Film mit niedrigem Brechungsindex gebildet wird. Wenn sie weniger als 0,5 nm beträgt, ist die Wirkung zur Verhinderung der Oxidation gewöhnlich klein, und wenn sie 20 nm übersteigt, verschlechtert sich gewöhnlich die Antireflexionsleistung.
Als das organische Substrat kann in der vorliegenden Erfindung eine Folie oder ein Film aus einem organischen Material eingesetzt werden. Es wird besonders bevorzugt, eine Polycarbonat-(PC-)-folie oder einen PET-Film einzusetzen, der zum Binden an Glas oder dergleichen nützlich ist, um vor einem Bildschirm verwendet zu werden, wobei eine ausreichende erfindungsgemäße Wirkung erhalten werden kann.
Hier kann das Glas oder dergleichen beispielsweise ein Bildschirmglas sein, das eine Kathodenstrahlröhre selbst bildet, oder ein Frontflachglas, das als solches zu verwenden ist, das durch ein Harz an die Kathodenstrahlröhre gebunden ist, oder ein Filterglas, welches zwischen einer Kathodenstrahlröhre und dem Betreiber anzuordnen ist.
Außerdem wird es bevorzugt, als ein derartiges Substrat eines einzusetzen, das verschiedene harte Überzugsschichten aufweist, die auf seiner Oberfläche zum Zweck der Verbesserung der Kratzfestigkeit gebildet werden, wobei es mit hoher endgültiger Dauerhaftigkeit hergestellt werden kann. Die harte Überzugsschicht ist vorzugsweise eine Schicht aus einem gehärteten Produkt eines ultravioletten, härtbaren Harzes oder ein gehärtetes Produkt eines hitzehärtbaren Kunststoffes, da dadurch bevorzugte Ergebnisse erhalten werden können. Es wird besonders bevorzugt, daß die harte Überzugsschicht eine Schicht aus einem gehärteten Produkt eines Acrylharzes von ultravioletter, härtbarer Art ist. Als Acrylharz von ultravioletter, härtbarer Art kann beispielsweise eine (Meth)acryloylgruppen-enthaltende Verbindung mit einer Urethanbindung (sogenanntes Urethanacrylat), eine (Meth)acrylatverbindung ohne Urethanbindung (sogenanntes Polyesteracrylat) oder ein Epoxidacrylat erwähnt werden.
Je kleiner in der vorliegenden Erfindung die Differenz zwischen dem Brechungsindex des organischen Substrates und dem Brechungsindex der harten Überzugsschicht ist, desto besser. Speziell wird es bevorzugt, daß der absolute Wert der Differenz zwischen dem Brechungsindex des organischen Substrats und dem Brechungsindex der harten Überzugsschicht höchstens 0,05, insbesondere höchstens 0,03, beträgt. Durch Vermindern des Unterschieds bei dem Brechungsindex in einer derartigen Weise, kann die Farbschattierung verringert werden, und die Produktqualität des Äußeren kann verbessert werden.
Als eine spezifische Möglichkeit zur Verminderung der Differenz bei dem Brechungsindex, kann ein Verfahren zum Erhöhen des Brechungsindexes der harten Überzugsschicht bei einem Fall erwähnt werden, wo der Brechungsindex der harten Überzugsschicht im Vergleich zu dem Brechungsindex des organischen Substrats niedrig ist. Als ein derartiges Verfahren kann 1) eine Struktur oder funktionelle Gruppe eingeführt werden, um den Brechungsindex zu erhöhen, oder 2) können feine Teilchen mit einem hohen Brechungsindex zu dem Material (Harz) zum Bilden der harten Überzugsschicht zugegeben werden. Bei einem Fall, wo die Differenz zwischen dem Brechungsindex des organischen Substrates und dem Brechungsindex der harten Überzugsschicht groß ist, können beide Verfahren 1) und 2) vorzugsweise durchgeführt werden.
Beispielsweise kann in einem Fall, wo das organische Substrat ein PET-Film ist, und die harte Überzugsschicht eine Schicht ist, die aus einem gehärteten Produkt eines ultraviolett härtbaren Acrylharzes hergestellt wird, der Brechungsindex der harten Überzugsschicht durch Dispergieren feiner Teilchen mit einem hohen Brechungsindex zu diesem Acnlharz eng an den Brechungsindex des PET-Films gebracht werden. Hier können die feinen Teilchen mit einem hohen Brechungsindex beispielsweise feine Teilchen aus Antimon(V)-oxid, Titan(IV)-oxid, Yttrium(III)-oxid, Zirkonium(IV)-oxid, Zinn(IV)-oxid, Indium-Zinnoxid (ITO), Lanthan(III)-oxid, Aluminium(III)oxid, Zink(II)-oxid oder Cer(IV)-oxid sein.
In der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, als Plasmabehandlung die RF-Plasmabehandlung einzusetzen.
Außerdem ist die Atmosphäre zur Plasmabehandlung eine nicht-oxidierende Atmosphäre. Für ein spezielles Verfahren, um die Atmosphäre zu einer nichtoxidierenden Atmosphäre zu machen, wird ein Gas, das kein Sauerstoffatom enthält, als ein Ausströmgas eingesetzt. Beispielsweise wird es bevorzugt, ein Inertgas, wie Argon, zu vennienden. Wenn ein Gas, das Sauerstoffatome (wie Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickstoffmonoxid oder Stickstoffdioxid) enthält, eingesetzt wird, verschlechtern sich gewöhnlich die Eigenschaften des lichtabsorbierenden Films, wobei eine Erhöhung des Oberflächenwiderstandes oder eine Erhöhung der Durchlässigkeit beobachtet wird. Der Grund wird nicht eindeutig verstanden, aber es wird angenommen, daß Sauerstoff (oder Sauerstoffatome), der in dem organischen Substrat während der Plasmabehandlung freigesetzt wird, aus dem Substrat bei der anschließenden Filmbildung der Haftschicht/lichtabsorbierenden Schicht entweichen kann, und in den lichtabsorbierenden Film aufgenommen werden kann.
Die Plasmabehandlung wird vorzugsweise in einer derartigen Weise durchgeführt, daß das organische Substrat in eine Vakuumkammer gegeben wird, dann das Innere der Kammer in eine nicht-oxidierende Atmosphäre überführt wird und ein Hochfrequenzstrom an eine auf der Rückseite des organischen Substrats angeordnete Elektrode angelegt wird, um die Plasmabehandlung durchzuführen, um der Bedingung 2P·t/(V·e·π) 5 × 10¹⁵ zu genügen, worin P die Leistungsdichte (W/cm²) ist, die auf die Oberfläche des organischen Substrats angewendet wird, -V das automatische Gittervorspannungspotential (Volt) der Elektrode ist, t die Behandlungszeit (s) ist und e eine elektrische Elementarladung von 1,6 × 10^–19 (C) ist. Mit dem Wert von höchstens 5 × 10¹⁵, wird eine ausreichende Wirkung zur Verbesserung der Haftung zwischen dem organischen Substrat und dem Film erhalten.
Wenn das organische Substrat eine harte Überzugsschicht aufweist, wird die Plasmabehandlung auf das organische Substrat, das mit der harten Überzugsschicht ausgestattet ist, angewendet.
Wenn die Plasmabehandlung weiterhin kontinuierlich durchgeführt wird, und das organische Substrat kontinuierlich aufgewickelt wird, wird es bevorzugt, eine Haftschicht unmittelbar nach der Plasmabehandlung und vor dem Aufwickeln des Substrates zu bilden. Wenn das Substrat ohne Bildung der Haftschicht aufgewickelt wird, wird die Plasma-behandelte Substratoberfläche mit der Rückseite in Kontakt gebracht, wobei die Haftung gewöhnlich niedrig ist.
In der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, zumindest einen Film, der aus der Haftschicht ausgewählt wird, den lichtabsorbierenden Film und den Film mit niedrigem Brechungsindex durch ein Zerstäubungsverfahren zu bilden. Aus Sicht der Stabilität der Filmbildungsgeschwindigkeit und Leichtigkeit zum Auftragen auf ein Substrat mit großer Fläche wird ein Gleichstrom-Zerstäubungsvertahren bevorzugt. Aus demselben Grund wird es bevorzugt, ebenfalls eine Antioxidationsschicht durch ein Zerstäubungsverfahren, insbesondere ein Gleichstrom-Zerstäubungsvertahren, zu bilden. Außerdem ist durch das Gleichstrom-Zerstäubungsverfahren die Elektronenenergie, die auf das organische Substrat angewendet wird, im Vergleich zu dem RF-(Hochfrequenz-)-Zerstäubungsverfahren klein, wobei das organische Substrat wahrscheinlich wenig beschädigt wird.
Folglich wird es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß nach dem Unterziehen des organischen Substrates der Plasmabehandlung unmittelbar eine Haftschicht durch ein Zerstäubungsverfahren vor dem Aufwickeln des organischen Substrates gebildet wird. Durch die Herstellung in einer derartigen Weise ist es möglich, ein organisches Substrat zu erhalten, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm mit hoher konstanter Dauerhaftigkeit ausgestattet ist.
In der vorliegenden Erfindung absorbiert der lichtabsorbierende Antireflexionsfilm einen Teil des einfallenden Lichtes, wobei die Durchlässigkeit vermindert wird. Wenn der erfindungsgemäße lichtabsorbierende Antireflektor 1) als an ein Frontglas eines Bildschirms gebunden oder 2) als Ersatz für ein Frontflachglas oder ein Filterglas venniendet wird, wird sich die Intensität des Lichts (Hintergrundlicht), das in die Oberfläche eindringt und dann durch die Oberfläche der Grundelementseite reflektiert wird, verringern, wobei das Verhältnis von dem Bildschirmlicht zu diesem Hintergrundlicht erhöht werden kann, um den Kontrast zu verbessern.
In der vorliegenden Erfindung werden die optischen Konstanten und die Filmdicken des lichtabsorbierenden Films und des Films mit niedrigem Brechungsindex so eingestellt, daß der gesamte Reflexionsgrad, der durch 1) die Fresnel'schen Reflexionskoeffizienten an den jeweiligen Grenzflächen, 2) die Phasenunterschiede zwischen den jeweiligen Grenzflächen und 3) die Amplitudenschwächungsgrade inner halb der jeweiligen Schichten bestimmt wurde, innerhalb des sichtbaren Lichtbereiches ausreichend niedrig sein wird.
Insbesondere zeigen die optischen Konstanten des lichtabsorbierenden Films Abhängigkeit, die sich von der Dispersionsbeziehung (Wellenlängenabhängigkeit) eines üblichen, transparenten Films in dem sichtbaren Lichtbereich unterscheidet. Wenn folglich ein richtig ausgewählter lichtabsorbierender Film eingesetzt wird, ist es möglich, den niedrigen Reflexionsbereich in dem sichtbaren Lichtbereich im Vergleich zu dem Fall, wo er ausschließlich durch einen üblichen, transparenten Film gebildet wird, ausreichend zu ennreitem. Diese Wirkung ist bemerkenswert, wenn ein Film, der im wesentlichen aus Gold, einer Goldlegierung, Kupfer, einer Kupferlegierung, einem Nitrid einer Goldlegierung, einem Nitrid von Kupfer, einem Nitrid einer Kupferlegierung besteht, als lichtabsorbierender Film venivendet wird.
Das Einbringen der Haftschicht liefert eine Wirkung zur bemerkenswerten Verbesserung der Haftung zwischen dem lichtabsorbierenden Film und dem organischen Substrat oder der harten Überzugsschicht, die auf das organische Substrat geschichtet ist. Besonders wenn die RF-Plasmabehandlung in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre durchgeführt wird, kann die Haftung ohne Beeinträchtigung der Elektroleitfähigkeit des lichtabsorbierenden Films, der darauf gebildet wird, oder ohne Veränderung der optischen Konstanten des lichtabsorbierenden Films verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun bezüglich der Beispiele ausführlicher beschrieben. Jedoch sollte verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung keineswegs durch derartige spezifische Beispiele eingeschränkt wird.
Beispiel 1 (vorliegende Erfindung)
In einer Vakuumkammer wurden Titanmetall und Silicium vom N-Typ (phosphordotierter Einkristall) mit einem Widerstand von 1,2Ω·cm als Targets auf einer Kathode aufgebracht.
Andererseits wurde ein PET-Film (Brechungsindex: 1,60) mit einer Dicke von etwa 150 μm, der mit einer harten Überzugsschicht eines Arcylats (Brechungsindex: 1,53) ausgestattet ist, in eine Größe von 10 cm × 10 cm geschnitten und auf einen Substrathalter aufgebracht.
Die Vakuumkammer wurde auf 1,33 × 10^–3 Pa (1 × 10^–5 Torr) evakuiert, und dann wurde ein lichtabsorbierender Antireflexionsfilm auf der Seite der harten Überzugsschicht des Substrats wie folgt gebildet.
(1) Zunächst wurde als ein Ausströmgas Argon eingeführt; und die Leiffähigkeit wurde so eingestellt, daß der Druck 1,33 × 10^–1 Pa (1 × 10^–3 Torr) betrug. Dann wurde eine elektrische RF-Leistung von 200 W auf den Substrathalter (Oberfläche: etwa 1.200 cm²) 1 Minute angelegt, um die RF-Plasmabehandlung durchzuführen. Zu diesem Zeitpunkt betrug die automatische Gittervorspannung der Elektrode -280 V.
(2) Dann wurde das Gas auf ein Gasgemisch aus Argon und Stickstoff (Stickstoff: 10%) umgestellt, und der Druck wurde auf 2,7 × 10^–1 Pa (2 × 10^–3 Torr) eingestellt. Dann wurde eine Spannung mit einer in 2 gezeigten Wellenform an das Siliciumtarget angelegt, und ein Siliciumnitridfilm (Haftschicht) mit einer geometrischen Filmdicke von 2 nm wurde durch diskontinuierliches Gleichstrom-Zerstäuben des Siliciumtargets gebildet.
(3) Dann wurde das Mischungsverhältnis von Gas auf 20% Stickstoff geändert, und der Druck wurde auf 2,7 × 10^–1 Pa (2 × 10^–3 Torr) eingestellt. Dann wurde eine negative Gleichstromspannung an die Titankathode angelegt, um einen Titannitridfilm (lichtabsorbierender Film) mit einer geometrischen Filmdicke von 12 nm durch Gleichstrom-Zerstäuben des Titantargets zu bilden.
(4) Die Einführung des Gases wurde beendet, und das Innere der Vakuumkammer wurde auf ein hohes Niveau an Vakuum gebracht. Dann wurde ein Gasgemisch aus Argon und Sauerstoff (Sauerstoff: 50%) als Ausströmgas eingeführt, und die Leitfähigkeit wurde so eingestellt, daß der Druck 2,7 × 10^–1 Pa (2 × 10^–3 Torr) betrug. Dann wurde eine Spannung mit einer in 2 gezeigten Wellenform an das Siliciumtar get angelegt, um einen Siliciumfilm (Film mit niedrigem Brechungsindex mit einem Brechungsindex von 1,47) mit einer geometrischen Filmdicke von 85 nm durch diskontinuierliches Gleichstrom-Zerstäuben des Siliciumtargets zu bilden, wobei dabei ein organisches Substrat erhalten wurde, das mit einem erfindungsgemäßen lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm (nachstehend als Probefilm bezeichnet) ausgestattet ist.
Eine Kurve des spektralen Reflexionsgrades, der in Bezug auf den erhaltenen Probefilm gemessen wurde, wird in 3 gezeigt. Der spektrale Reflexionsgrad wurde in einem derartigen Zustand gemessen, daß ein schwarzer Lack auf die Rückseite beschichtet wurde, um die Reflexion auf der Rückseite zu beseitigen, so daß nur die Reflexion der Vorderseite gemessen wurde. Die optische Durchlässigkeit (T_v) betrug 69,7%, und der optische Reflexionsgrad (R_v) betrug 0,34%. Außerdem wurde die Folienbeständigkeit (R_S) des Probefilms durch ein kontaktloses Leitfähigkeitsmeßgerät gemessen, und betrug 340 Ω/⎕.
Außerdem wurde der Probefilm in einer Kammer mit konstanter Temperatur und konstanter Feuchtigkeit (bei 50°C unter einer relativen Feuchte von 95%) 48 Stunden eingetaucht, worauf er mit einem Ethanol-getränkten Netz unter einer Belastung von etwa 2 × 10⁵ Pa (2 kg/cm²) mit 10 Hin- und Herbewegungen gerieben wurde, wobei er dahingehend optisch beobachtet wurde, ob nun das Ablösen des Films auftritt oder nicht. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt. In der Tabelle stellt HC-PET den PET-Film dar, der mit einer harten Überzugsschicht ausgestattet ist, Si : P stellt das N-Typ-Silicium mit einem Widerstand von 1,2Ω·cm dar, und 1,4E17 stellt 1,4 × 10¹⁷ dar.
Beispiele 2 bis 9 (vorliegende Erfindung) und Beispiele 10 bis 14 (Vergleichsbeispiele)
Ein organisches Substrat, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattet ist, wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Herstellungsbedingungen, wie in Tabelle 1 oder 2 bestimmt, verändert wurden, und die Eigenschaften gemessen wurden. Jedoch betrugen die Sauerstoffgehalte wäh rend der Bildung der Haftschichten in den Beispielen 9 und 14 2 Vol-% bzw.
10 Vol-%. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 3 und 4 gezeigt. In den Tabellen stellt die PC-Platte eine Polycarbonatplatte dar, Si : Al stellt Al-dotiertes Silicium dar, und Cu-Al stellt eine Legierung aus Cu und Al dar. Außerdem stellt die Filmdicke in den Tabellen eine geometrische Filmdicke dar. Außerdem wird eine Kurve des spektralen Reflexionsgrades, der in bezug auf den in Beispiel 8 erhaltenen Probefilm gemessen wurde, in 4 gezeigt.
In den Beispielen 1 bis 9 ist die Haftung, d. h., die Dauerhaftigkeit, im Vergleich zu den Beispielen 10 bis 14, die Vergleichsbeispiele sind, ausgezeichnet. Außerdem ist die Haftung in den Beispielen 1 bis 6, 8 und 9 im Vergleich zu dem Beispiel 7, worin der Wert von 2P·t/(V·e·π) 4,7 × 10¹⁵ betrug, ausgezeichnet. In den Beispielen 1 bis 7 waren die Probefilme in bezug auf den Reflexionsgrad und die Beständigkeit zu denen in Beispiel 8 besonders gut, worin die Plasmabehandlung durch Sauerstoffgas durchgeführt wurde. Außerdem betrug in den Beispielen 1 bis 4 und 10 bis 10 das Atomvefiältnis von Sauerstoff zu Titan in den jeweiligen lichtabsorbierenden Filmen 0,1 bis 0,25.
Wie es gemäß der vorliegenden Erfindung aus 3 offensichtlich wird, kann der niedrige Reflexionsgrad über einen breiten Bereich des sichtbaren Lichtbereichs realisiert werden, und die Durchlässigkeit kann im wesentlichen einheitlich verringert werden. Wenn die vorliegende Erfindung folglich auf ein Bildschirmglas, ein Frontflachglas oder ein Filterglas, das vor einem Bildschirm, beispielsweise eine Kathodenstrahlröhre, angeordnet wird, angewendet wird, wird die Wirkung zur Verbesserung des Kontrastes des Bildschirms bemerkenswerter als bei einem Fall, wo ein transparenter Antireflexionsfilm veiwendet wird.
Beispiel 15 (vorliegende Erfindung)
Unter Verwendung eines PET-Films (Brechungsindex: 1,60) mit einer Dicke von etwa 150 μm als organisches Substrat wurde eine harte Überzugsschicht wie folgt gebildet. Feine Teilchen mit einem hohen Brechungsindex wurden in einem Acrylharz vom ultraviolett härtbaren Typ, das aromatische Ringe enthält, dispergiert, und das Harz wurde auf den PET-Film beschichtet. Das Harz wurde durch Bestrahlen mit UV-Strahlen darauf gehärtet, um eine harte Überzugsschicht zu bilden. Die Filmdicke dieser harten Überzugsschicht betrug 3 μm. Die Menge der feinen Teilchen mit einem hohen Brechungsindex wurde so eingestellt, daß der Brechungsindex der harten Überzugsschicht im wesentlichen 1,60 betrug.
Ein organisches Substrat, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattet ist, wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß dieser PET-Film mit einer harten Überzugsschicht, die darauf gebildet ist, verwendet wurde. Eine Kurve des spektralen Reflexionsgrades, der in Bezug auf den erhaltenen Probefilm gemessen wurde, wird in 5 gezeigt.
Wie es aus 5 offensichtlich wird, können durch Verringern des Unterschiedes zwischen dem Brechungsindex des organischen Substrats und dem Brechungsindex der harten Überzugsschicht kleine Wellen in der Reflexionsgradkurve, wie in 3 beobachtet, verringert werden. Folglich wird die Farbschattierung im Vergleich zu Beispiel 1 verringert, und eine Farbveränderung wird kaum beobachtet, wenn man aus verschiedenen Winkeln prüft, und dadurch wird die Produktqualität beim Aussehen verbessert.
Beispiel 16 (voiliegende Erfindung)
In einer Walzenauftragmaschinen-(Walze-zu-Walze-Auftragmaschine)-Vakuumkammer von einer Struktur, worin eine Gasabtrennung unmöglich war, wurden ein Titanmetalltarget und ein Bor-dotiertes Siliciumtarget auf einer Kathode angebracht.
Andererseits wurde ein Walzen-PET-Film (Brechungsindex: 1,60) mit einer Dicke von etwa 150 μm, der mit einer harten Überzugsschicht eines Acrylats (harte Überzugsschicht aus einem gehärteten Produkt eines ultraviolett härtbaren Arcylharzes, Brechungsindex: 1,53) ausgestattet ist, auf einer Dispenserwalze aufgebracht.
Die Vakuumkammer wurde auf 1,3 × 10^–3 Pa (1 × 10^–5 Torr) evakuiert, und dann wurde ein lichtabsorbierender Antireflexionsfilm auf der harten Überzugsschichtseite des Substrates wie folgt gebildet.
(1) Zunächst wurde als ein Ausströmgas Argon eingeführt, und die Leitfähigkeit wurde so eingestellt, daß der Druck 5,3 × 10^–1 Pa (4 × 10^–3 Torr) betrug. Dann wurde eine elektrische RF-Leistung von 200 W an einer Elektrode (Oberfläche: etwa 150 cm²), die auf der Rückseite des Films angeordnet ist, angelegt, und die Plasmabehandlung wurde während dem Senden des Films bei einer Bandgeschwindigkeit von 0,2 m/min durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt betrug die automatische Gittervorspannung der Elektrode –15 V. Das Senden des Films wurde beendet, bevor der Plasma-behandelte Anteil auf dem Film die Aufwickelrolle erreichte.
(2) Dann wurde das Gas auf ein Gasgemisch aus Argon und Stickstoff (Stickstoff: 50%) umgestellt, und der Dnick wurde auf 5,3 × 10^–1 Pa (4 × 10^–3 Torr) eingestellt. Dann wurde eine Spannung mit einer in 2 gezeigten Wellenform an das Siliciumtarget angelegt, und ein Siliciumnitridfilm (Haftschicht) mit einer geometrischen Filmdicke von 4 nm wurde auf dem in Schritt (1) Plasma-behandelten Teil während dem wiederholten Senden des Film gebildet. Das Senden des Films wurde mit Beendigung der Bildung der Haftschicht beendet.
(3) Dann wurde das Mischungsverhältnis des Gases auf 10% Stickstoff umgestellt, und der Druck wurde auf 5,3 × 10^–1 Pa (4 × 10^–3 Torr) eingestellt. Dann wurde eine negative Gleichstromspannung an eine Titankathode angelegt, und ein Titannitridfilm (lichtabsorbierender Film) mit einer geometrischen Filmdicke von 12 nm wurde auf der Haftschicht durch Gleichstrom-Zerstäuben des Titantargets während des wiederholten Sendens des Films gebildet. Das Senden des Films wurde mit Beendigung der Bildung des lichtabsorbierenden Films beendet.
(4) Dann wurde das Mischungsverhältnis des Gases auf 50% Stickstoff rückgeführt, und der Druck wurde auf 5,3 × 10^–1 Pa (4 × 10^–3 Torr) eingestellt. Dann wurde eine Spannung mit einer in 2 gezeigten Wellenform an das Siliciumtarget angelegt, und ein Siliciumnitridfilm (Antioxidationsschicht) mit einer geometrischen Filmdicke von 20 nm wurde auf dem lichtabsorbierenden Film durch diskontinuierliches Gleichstrom-Zerstäuben des Siliciumtargets während des wiederholten Sendens des Films gebildet. Das Senden des Films wurde mit Beendigung der Bildung der Antioxidationsschicht beendet.
(5) Die Einfühning des Gases wurde beendet, und das Innere der Vakuumkammer wurde auf ein hohes Niveau an Vakuum gebracht. Dann wurde ein Gasgemisch aus Argon und Sauerstoff (Sauerstoff: 50%) als ein Ausströmgas eingeführt, und die Leitfähigkeit wurde so eingestellt, daß der Druck 5,3 × 10^–1 Pa (4 × 10^–3 Torr) betrug. Dann wurde eine Spannung mit einer in 2 gezeigten Wellenform an das Siliciumtarget angelegt, und ein Siliciumdioxidfilm (Film mit niedrigem Brechungsindex) mit einer geometrischen Filmdicke von 85 nm wurde auf der Antioxidationsschicht durch diskontinuierliches Gleichstrom-Zerstäuben des Siliciumtargets während des wiederholten Sendens des Films gebildet, und der Probefilm wurde auf eine Aufwickelrolle aufgewickelt.
Der erhaltene Probefilm wurde in eine Kammer mit einer konstanten Temperatur und einer konstanten Feuchtigkeit (bei 50°C unter einer relativen Feuchte von 95%) 48 Stunden eingebracht, worauf er mit einem Ethanol-getränkten Netz unter einer Belastung von etwa 2 × 10⁵ Pa (2 kg/cm²) mit 10 Hin- und Herbewegungen gerieben wurde, wobei er dahingehend optisch beobachtet wurde, ob nun das Ablösen des Films auftritt oder nicht. Es trat kein Ablösen auf.
Beispiel 17 (Vergleichsbeispiel)
Zunächst wurde die Plasmabehandlung in derselben Weise wie in Schritt (1) in Beispiel 16 durchgeführt, und der Film wurde auf die Aufwickelrolle ohne Beenden des Sendens des Films aufgewickelt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Aufwickeln durchgeführt, bis der vorher aufgewickelte Film mit dem Film, der anschließend aufgewickelt wurde, bedeckt war. Dann wurde ein Probefilm in derselben Weise wie in den Schritten (2) bis (5) in Beispiel 16 hergestellt.
In Bezug auf den erhaltenen Probefilm wurde die Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel 16 durchgeführt. Infolgedessen trat das Ablösen bei dem vorher aufgewickelten Teil auf, trotzdem die Plasmabehandlung auf diesen Teil angewendet worden ist. Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein organisches Substrat, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattet ist, der ausgezeichnete Dauerhaftigkeit besitzt, mit einer einfachen Filmstruktur gebildet werden, wobei die Filmdicke nicht so dick hergestellt wird.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein organisches Substrat, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm mit einer verringerten Farbschattierung ausgestattet ist, günstig efialten werden.
Außerdem bestehen durch das Einsetzen eines Zerstäubungsvertahrens als Filmbildungsverfahren Vorzüge, und zwar, daß das Verfahren stabil sein wird, und die Filmbildung auf einer großen Fläche leicht ist, was es zusammen mit den oben genannten Merkmalen möglich macht, ein organisches Substrat, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattet ist, bei geringen Kosten herzustellen.
Außerdem weist das organische Substrat, das mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, gute Haftung der Filme auf, und ist ausgezeichnet hinsichtlich der Dauerhaftigkeit, wobei die Farbschattierung verringert wird. Daher weist es Dauerhaftigkeit und Qualität auf, was zur Verwendung vor einem Bildschirm praktisch ausreichend ist.

Claims

Mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattetes organisches Substrat, welches ein organisches Substrat und einen lichtabsorbierenden Film, der den folgenden Formeln genügt: n_dif = n₄₀₀ – n₇₀₀, k_dif = k₇₀₀ – k₄₀₀, n_dif > 0,5, k_dif > 0,5, wobei die komplexe optische Konstante des lichtabsorbierenden Films durch n – ik dargestellt wird, worin n der Brechungsindex ist und k der Extinktionskoeffizient ist, k bei einer Wellenlänge von 400 nm durch k₄₀₀ dargestellt wird, k bei einer Wellenlänge von 700 nm durch k₇₀₀ dargestellt wird, n bei einer Wellenlänge von 400 nm durch n₄₀₀ dargestellt wird, n bei einer Wellenlänge von 700 nm durch n₇₀₀ dargestellt wird, und einen Film mit einem niedrigen Brechungsindex von höchstens 1,55, die in dieser Reihenfolge auf dem Substrat gebildet sind, umfaßt, wobei das organische Substrat eine in einer Atmosphäre eines Gases, das kein Sauerstoffatom enthält, plasmabehandelte Oberfläche aufweist, und wobei eine Schicht aus mindestens einem Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silicium, einem Siliciumnitrid, einem Siliciumoxid und einem Siliciumoxynitrid, zwischen der plasmabehandelten Substratobertläche und dem lichtabsorbierenden Film gebildet ist, wobei die geometrische Filmdicke d der aus einem Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silicium, einem Siliciumnitrid, einem Siliciumoxid und einem Siliciumoxynitrid, hergestellten Schicht von 0,5 bis 10 nm ist.
Mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattetes organisches Substrat nach Anspruch 1, wobei die geometrische Filmdicke des lichtabsorbierenden Films von 2 bis 20 nm ist.
Mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattetes organisches Substrat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der lichtabsorbierende Film ein Film ist, der Gold und/oder Kupfer enthält.
Mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattetes organisches Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine aus einem Siliciumnitrid und/oder einem Aluminiumnitrid hergestellte Antioxidationsschicht in einer geometrischen Filmdicke von 0,5 bis 20 nm zwischen dem lichtabsorbierenden Film und dem Film mit niedrigem Brechungsindex gebildet ist.
Mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestattetes organisches Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das organische Substrat ein aus Polyethylenterephthalat oder Polycarbonat hergestelltes organisches Substrat ist.
Verfahren zum Herstellen eines mit einem lichtabsorbierenden Antireflexionsfilm ausgestatteten organischen Substrats, welches das Unterwerfen der Oberfläche eines organischen Substrats einer Plasmabehandlung und das Bilden einer aus mindestens einem Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silicium, einem Siliciumnitrid, einem Siliciumoxid und einem Siliciumoxynitrid, hergestellten Schicht, eines lichtabsorbierenden Filmes, der den folgenden Formeln genügt: n_dif = n₄₀₀ – n₇₀₀, k_dif = k₇₀₀ – k₄₀₀, n_dif > 0,5, k_dif > 0,5, wobei die komplexe optische Konstante des lichtabsorbierenden Films durch n – ik dargestellt wird, worin n der Brechungsindex ist und k der Extinktionskoeffizient ist, k bei einer Wellenlänge von 400 nm durch k₄₀₀ dargestellt wird, k bei einer Wellenlänge von 700 nm durch k₇₀₀ dargestellt wird, n bei einer Wellenlänge von 400 nm durch n₄₀₀ dargestellt wird, n bei einer Wellenlänge von 700 nm durch n₇₀₀ dargestellt wird, und eines Films mit einem niedrigen Brechungsindex von höchstens 1,55, in dieser Reihenfolge auf der plasmabehandelten Oberfläche umfaßt, wobei die Plasmabehandlung auf eine solche Weise durchgeführt wird, daß das organische Substrat in eine Vakuumkammer gegeben wird, dann das Innere der Kammer in ein Gas, das kein Sauerstoffatom enthält, umgewandelt wird und ein Hochfrequenzstrom an eine auf der Rückseite des organischen Substrats angeordnete Elektrode angelegt wird, um Plasmabehandlung durchzuführen, um der Bedingung 2P·t/(V·e·π) ≥ 5 × 10¹⁵ zu genügen, worin P die Leistungsdichte (W/cm²) ist, die auf die Oberfläche des organischen Substrats angewendet wird, –V das automatische Gittervorspannungspotential (Volt) der Elektrode ist, t die Behandlungszeit (s) ist und e eine elementare elektrische Ladung von 1,6 × 10^{–19 (C)
ist.}