WO1997031290A1 - Substrat support de film avec facteur de reflexion bas - Google Patents

Description

明 細 書 低反射薄膜基板 技術分野

こ の発明 は、 低反射薄膜基板に関す る も のであ る 。 さ ら に詳 し く は、 こ の発明 は、 遮光性 と光反射防止性を有す る 光学薄膜に係わ る 分野、 た と え ば液晶パ ネ ル用 カ ラ ー フ ィ ル タ 基板の製造に特に有用 な ブ ラ ッ ク マ ト リ ッ ク ス、 あ る い はプ ロ ジ ェ ク タ の製造に有用 な プ ロ ジ ヱ ク タ 枠等に用 い ら れ る 低反射金属 · 合金系薄膜基板に 関す る も ので あ る 。 背景技術

カ ラ ー 液晶パ ネ ル は、 情報機器の表示装置等に お いて広 範囲 にわた っ て利用 さ れて お り 、 近年の情報化社会の進展 に伴い、 ま す ま す大画面で、 高い精細を 目 指 し た開発が繰 り 広げ ら れて い る 。

こ の よ う な カ ラ 一液晶 、。 ネ ノレ に ぉ レ、て は、 画面の コ ン 卜 ラ ス ト を上 げた り 、 発色効果を高めて表示画像を鲜明化す る た めに、 赤 （ R ) 、 綠 （ G ) 、 青 （ B ) の各 カ ラ 一 フ ィ ル タ ー画素間 に は、 反射性が少な く 、 遮光性が良好な ブ ラ ッ ク マ ト リ ッ ク ス が配設 さ れて い る 。

従来、 こ の ブ ラ ッ ク マ ト リ ッ ク ス は、 例え ば ク ロ ム 等の 金属 タ ー ゲ ッ ト を スパ ッ タ リ ン グ して 、 金属層等を積層 し た低反射薄膜基板を、 公知の フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 技術を用 い たエ ッ チ ン グに よ る パ 夕 一 ニ ン グを行 う こ と で製造 さ れ ている。 こ の よ う な積層低反射薄膜基板 と して、 酸化 ク ロ ム層 と ク ロ ム金属層を積層 した も のが知 られて も いる。

こ の場合、 多層 に積層 し光干渉に よ り 反射率を抑え、 一 方積層の中 に反射率が高 く 透過性が少な い ク ロ ム金属層を 含むこ と か ら光遮蔽機能を有する も のであ る。

ま た、 ブ ラ ッ ク マ ト リ ッ ク ス につレ、て は、 表示パネ ルへ の顔や背景の映 り 込みを極力押さ えて画像を見やす く する ために低反射化 し、 同時にパネ ル内部のバ ッ ク ラ イ 卜 か ら の光が透過する と色調がは っ き り しな く な る ために光学濃 度を一定水準以上に保つ こ とが求め ら れている。

こ の観点か ら も、 反射率が低 く 、 一定の光学濃度を保つ 低反射薄膜基板を製造す る ために、 ク ロ ム金属の含 ま れた 材料を夕 ー ゲ ッ ト と してスパ ッ タ リ ン グ成膜する こ と が代 表的な技術 と して従来か ら知 られ、 利用 さ れてい る。

しか しなが ら、 一般的に六価以外の原子価を も つ ク ロ ム は毒性は少ない ものの、 六価の原子価を もつ ク ロ ム は人体 への毒性が強 く 、 環境を汚染す る と い う 問題があ り 、 世論 を鑑みて最近は、 液晶パ ネ ルの製造工程において ク ロ ム金 属の使用 を 自粛す る機運にあ り 、 ク ロ ム成分を含 ま な い低 反射薄膜基板が求め られている。

しか も ま た、 公知の低反射 ク ロ ム薄膜は、 極小反射率が

0 . 5 %以下 （波長は 6 0 O n m近辺） 、 光学濃度は 4 . 0 以上あ る も のの、 波長が 4 0 0 〜 7 0 0 n m (可視光の ほぼ全域） にお ける平均反射率 （例えば波長が 1 n m 間隔 ご との反射率を合算 し、 測定点数で割 つ て得た値） は 1 . 5 %以上で、 最大反射率は 5 % を超えて い る のが現状であ る 。 なお、 こ の反射率はォ リ ンパス光学工業 （株） 製の顕 微分光 O S P — S P 2 0 0 を用 い、 ァ ノレ ミ 薄膜を リ フ ァ レ ン ス と して測定 して確認 した も のであ り 、 ガラ ス面か らの 反射率は含んでいな い。

一般に、 極小反射率が 0 . 5 %以下で、 最大反射率が 5 % を超え る と き の低反射薄膜基板は、 反射色に、 最大反射 率を示す波長の影響が出て し ま う 。 実際、 た と えば、 波長 力 4 0 0 〜 7 0 0 n mの範囲において、 最大反射率を示す 波長が、 短波長側の 4 0 0 n m (付近） にあ る 時は反射色 に青紫色が強調 さ れ、 長波長側の 7 0 0 n m (付近） にあ る と き は反射色に赤色が強調さ れて し ま う 。

こ の よ う な低反射薄膜基板をプロ ジ ェ ク タ 一枠 と して使 用す る場合は、 ス ク リ ー ン に映 し出 さ れる枠 も青紫色か赤 色を帯びて し ま う と い う 欠点があ る。

ま た、 低反射薄膜基板 と して樹脂を用 い る こ と も 提案 さ れているが、 こ の樹脂の場合に は無機材料 と比較する と耐 光性や耐熱性の点で劣る ので、 強力光源に よ っ て光学特性 が著 し く 劣化する と い う 問題があ る。

こ のため、 最近では、 上記 ク ロ ム基板の場合の よ う な環 境上の問題がな く 、 しか も 、 可視光のほぼ全域において反 射率が低 く 、 耐光性に も優れた低反射薄膜基板の実現が求 め られていた。 発明の開示

上記課題を解決する ために、 こ の発明は、 可視光域にお いて極小反射率が 0 . 5 %以下、 光学濃度が 4 以上で、 透 明 ガ ラ ス基板上に ス パ ッ タ リ ン グに よ り N i 、 F e 、 C o M o、 W、 T a ま た は N b の 1 種以上か ら な る 薄膜が成膜 さ れて い る こ と と 、 ス ノく ッ 夕 リ ン グに よ り C r を含 ま な い N i 、 F e 、 C o、 M o 、 W、 T a 、 C u ま た は N b の 1 種以上か ら な る 薄膜が多層成膜 さ れて い る こ と を特徴 とす る 低反射薄膜基板を提供す る。

さ ら に、 可視光域に おいて、 極小反射率が 0 . 5 %以下 平均反射率が 2 %以下で、 透明 ガラ ス基板上に スパ ッ タ リ ン グに よ り ア ル ミ ニ ウ ム 系薄膜が成膜 さ れて い る こ と と、 こ の基板に ついて、 光学濃度が 4 以上であ る こ と や、 スパ ッ タ リ ン グに よ り C r を含 ま な いア ル ミ ニ ウ ム を主成分 と す る 薄膜が成膜あ る い は多層成膜 さ れて い る こ と 、 さ ら に - 可視光域に おいて、 極小反射率が 0 . 1 %以下、 最大反射 率が 2 . 0 %以下、 平均反射率が 0 . 3 %以下で、 透明 ガ ラ ス基板上 に スパ ッ 夕 リ ン グに よ り 薄膜が成膜 さ れて い る こ と と 、 こ の基板に ついて、 光学濃度が 4 . 0 以上であ る こ と や、 T a がスパ ッ 夕 リ ン グに よ り 多層成膜 さ れて い る こ と や、 T a に は、 N i 、 F e 、 C o 、 W、 N b、 C u、 T i 、 Z r 、 ま た は S n の 1 種以上が含 ま れて レ、 る こ と 、 さ ら に、 上記すベて の基板に ついて、 真空成膜装置内 にお いて不活性ガス、 酸素 ま た は酸化炭素ガス の少な く と も 1 種以上の ガス雰囲気下で ス パ ッ 夕 リ ン グ さ れて レ、 る こ と 等 も そ の態様の一つ と して 提供す る 。

つ ま り 、 こ の発明 に よ っ て低反射薄膜基板は、 製造工程 に おいて ク ロ ム系金属 を用 いずに得 ら れ る ばか り でな く 、 光学濃度や反射率等の特性 も ク ロ ム系金属 を用 いて成膜 し た と き の特性 と比較 して何 ら遜色がな く 、 さ ら に、 可視光 の広い波長にわた っ て反射率が低 く 、 分光反射率曲線の形 状は広範囲に平坦化 した結果を も 得 ら れてい る。

図面の簡単な説明

第 1 図は、 こ の発明の低反射薄膜基板を例示 した 2 層構 造の断面概要図であ る。

第 2 図は、 低反射薄膜基板にお け る 光の波長 と反射率の 関係を例示 した図であ り 、 曲線 A は、 実施例 1 の低反射二 ッ ケル ー鉄合金薄膜基板であ り 、 曲線 B は比較のための低 反射ク ロ ム薄膜に よ る も のであ る。

第 3 図は、 こ の発明の低反射薄膜基板を例示 した 3 層構 造の断面概要図であ る。

第 4 図は、 低反射薄膜基板にお け る光の波長 と反射率の 関係を例示 した図であ り 、 曲線 C は、 実施例 2 の低反射二 ッ ケル - モ リ ブデ ン合金薄膜基板であ り 、 曲線 D は実施例 3 の低反射ニ ッ ケル — タ ン グス テ ン合金薄膜基板に よ る も のであ る。

第 5 図は、 低反射薄膜基板にお け る 光の波長 と反射率の 関係を例示 した図であ り 、 曲線 E は、 実施例 4 の低反射二 ッ ケルー 銅合金薄膜基板に よ る も のであ る。

第 6 図は、 低反射薄膜基板にお け る光の波長 と反射率の 関係を例示 した図であ り 、 曲線 F は、 こ の発明に よ る低反 射ア ル ミ ニ ウ ム薄膜基板であ り 、 曲線 G は比較のための低 反射 ク ロ ム薄膜に よ る も のであ る 。 第 7 図は、 こ の発明の低反射ア ル ミ ニ ウ ム薄膜基板の各 層 ご と に、 透明ガラ ス基板上へ単層成膜 し、 分光エ リ プソ メ ー タ ーで測定 した波長— 屈折率特性を簡単に例示 した図 であ る。 （ a ) は第 1 層 目 を、 （ b ) は第 2 層 目 を、 ( c ) は第 3 層 目 の波長— 屈折率特性を示 してい る。

第 8 図は、 低反射薄膜基板にお け る光の波長 と反射率の 関係を例示 した図であ り 、 曲線 H は、 こ の発明に よ る低反 射タ ン タ ル薄膜基板であ り 、 曲線 I は比較のための低反射 ク ロ ム薄膜基板に よ る も のであ る。

第 9 図は、 こ の発明の低反射タ ン タ ル薄膜基板の各層 ご と に、 透明 ガラ ス基板上へ単層成膜 し、 分光エ リ プ ソ メ 一 タ ーで測定 した波長 - 屈折率特性を簡単に例示 した図であ る。 （ a ) は第 1 層 目 を、 （ b ) は第 2 層 目 を、 （ c ) は 第 3 層 目 の波長 - 屈折率特性を示 してい る。 発明を実施す る ための最良の形態

こ の発明の低反射薄膜基板は、 上記の と お り 、 こ れ ま で の薄膜 と して は全 く 知 られていな い光学特性を も つ低反射 薄膜基板であ る こ と を本質的な特徴 と してい る。 しか も、 ク ロ ム成分を一切含 ま ない。

こ の発明の低反射薄膜基板は、 低反射 ク ロ ム薄膜基板 と 同様に、 多層 に積層 し、 た とえば 2 〜 7 層程度 とする。 こ の場合、 各層の膜厚が適宜に選択 さ れる。

スパ ッ タ リ ン グは、 いわゆる反応性スパ ッ 夕 と して実施 す る こ とがで き 、 ア ル ゴ ン等の希ガス を含めた窒素等の不 活性ガス、 酸素ガス 、 C 0、 C 0 ₂ 等の酸化炭素ガス がそ の た めの 雰囲気の代表例 と して示 さ れ る。

タ ー ゲ ッ ト 材 と して、 鉄族金属、 すな わ ち、 N i 、 F e C o、 M o、 W、 T a 、 ま た は N b の 1 種以上か ら な る も の、 た と え ば代表的に は、 N i — F e (パ一 マ ロ イ ） 、 N i — C o 、 F e - C o、 N i - F e - C o、 N i - M o . N i — W、 N i - T a 、 F e - M o 、 F e - W、 F e — N b 、 N i _ C u、 N i — M o — T a 等の合金や、 T a 、 N b 等の金属が例示 さ れ、 こ れ ら の タ ー ゲ ッ ト 材が促進的添 加成分 と して、 C u、 T i 、 Z r 、 S n の 1 種以上を含ん で いて も よ い場合の スパ ッ 夕 リ ン グでは、 2 層 の スパ ッ 夕 成膜の場合で、 第 〖 層 （透明 ガ ラ ス 基板上） ： 3 0 〜 6 0 n m、 第 2 層 ： 7 0 〜 1 6 0 n m、 ま た、 3層のス ノ ッ 夕 成膜で、 第 1 層 ： l 〜 6 0 n m、 第 2 層 ： 2 0 〜 8 0 n m 第 3 層 ： 8 0 〜 1 5 O n m とす る こ と がそ れぞれ考慮 さ れ o

夕 ー ゲ ッ ト 材 と してア ル ミ ニ ウ ム系 の も の、 代表的に は ア ル ミ ニ ウ ム ま たは こ れを主成分 と し、 さ ら にチ タ ン 、 ジ ル コ ニ ゥ ム、 タ ン タ ル、 ノヽ フ ニ ゥ ム、 そ の他の元素を適宜 含む も の等が用 い ら れ る スバ ッ タ リ ン グでは、 3 層 の ス パ ッ 夕 成膜の場合で、 第 1 層 （透明 ガ ラ ス基板上） ： 4 0 〜 6 0 n m、 第 2層 ： 2 8 0 〜 3 2 0 n m、 第 3 層 ： 4 0 〜 1 0 O n m と す る こ と が考慮 さ れ る 。

タ ー ゲ ッ ト 材 と して T a のほ か に、 N i 、 F e 、 C o、 Wを 1 種以上含む T a 合金や、 促進的添加成分 と し て、 C u 、 T i 、 Z r 、 S n の 1 種以上を含む も の等が用 い ら れ る スパ ッ タ リ ン グでは、 多層 に積層 し光干渉に よ り 反射率 を抑え、 ま た、 積層の中 に反射率が高 く 透過性が少な い 夕 ン タ ル金属層を含むこ とか ら光遮蔽機能を有す る も の とな る。 こ の場合の 3 層のスパ ッ タ成膜では、 第 1 層 （透明ガ ラ ス基板上） ： 4 0 〜 6 O n m、 第 2 層 ： 2 0 〜 5 0 n m 第 3 層 ： 1 5 0 〜 2 0 O n m とする こ とが考慮さ れ る。

以下、 実施例を示 し、 さ ら に詳 し く こ の発明について説 明する。 も ち ろん、 こ の発明は以下の実施の形態に よ っ て 限定さ れる も のではない。 実施例

実施例 1

透明基板 と して、 透明ガラ ス基板 （ コ 一 二 ン グ社製の薄 板ガラ ス 1 7 3 7 材） を用い、 洗浄 して清浄表面を得た後 こ の透明ガ ラ ス基板を、 バ ッ チ式反応性スパ ッ タ リ ン グ装 置のニ ッ ケ ル （ 8 0 w t % ) —鉄 （ 2 0 w t % ) 合金か ら 成る スパ ッ タ リ ン グ夕 一 ゲ ッ 卜 に対向する よ う に装着 した ,

2 . 0 X 1 0 "⁶ T 0 r r 以下にな る ま で排気を行い、 次 いで、 窒素ガス 3 6 0 s c c m と酸素ガス 4 0 s c c mを 導入 し、 その雰囲気中においてス ノ、' ッ 夕 電力 5 k wで 7 . 5 分間のスパ ッ タ リ ン グを行い、 添付の第 1 図に示 した よ う に透明ガラ ス基板 （ 3 ) 上に成膜 した。 ま た基板の加熱 は行わなか っ た。 前記のニ ッ ケ ル 一鉄合金を 夕 ー ゲ ッ 卜 と する こ の反応性ガス スパ ッ タ リ ン グに よ っ て第 1 層 （ 1 ) を透明ガラ ス基板 （ 3 ) 上に膜厚 4 4 n mで成膜 した。

続いて、 ア ルゴ ン ガス 2 0 0 s c c m を導入 し、 成膜圧 力 1 . 7 ± 0 . 3 m T o r r の雰囲気中で、 基板を加熱を しないで、 スパ ッ タ 電力 5 k wで約 1 2 分間のスパ ッ タ リ ン グを行 っ た。 前記のニ ッ ケ ル 一鉄合金を タ ー ゲ ッ ト とす る こ の反応性ガススパ ッ タ リ ン グに よ っ て第 2 層 （ 2 ) を 第 1 層 （ 1 ) 上に膜厚 1 1 O n mで成膜 した。

得 られた 2 層構造の低反射薄膜基板 （ 4 ) の膜厚は約 1 5 4 n mであ っ た。 光学濃度は 4 . 3 であ り 遮光性に優れ た ものであ っ た。

ま た、 こ の低反射薄膜基板の波長 と反射率の関係は第 2 図の曲線 A に示さ れる通 り であ り 、 可視光域 （波長 4 0 0 〜 7 0 0 n m ) におけ る極小反射率は、 波長が約 6 0 0 n mの と き に 0 . 0 5 %以下、 最大反射率は 6 . 3 %以下 と 極めて低か っ た。 なお、 反射率の測定にはォ リ ンパス光学 工業 （株） 製の顕微分光 O S P — S P 2 0 0 を用 い、 ア ル ミ 薄膜を リ フ ァ レ ン ス と して測定 した も のであ り 、 硝子面 か らの反射率は含んでいな い。 以下の実施例について も 同 様 'め る。

比較のために、 ク ロ ム金属をスパ ッ タ リ ン グタ ー ゲ ッ 卜 と した と き に得 られた低反射 ク ロ ム薄膜基板の反射率曲線 B を第 2 図に併記する。

こ の発明に よ る低反射薄膜基板は、 第 2 図の曲線 Aお よ び B の対比か ら も明 らかな よ う に、 低反射 ク ロ ム薄膜基板 と比べる と、 極小反射率等の光学特性に関 して何 ら遜色が ない。

尚、 上記の第 1 層は導入 ガス の種類や導入 ガス流量比を 適宜変化さ せる こ と で多層構造に して も低反射薄膜基板が 得 られ る。 夕 一 ゲ ッ ト 材料 と しては、 上記実施例 に示 し たニ ッ ケ ル 一 鉄合金のほ かに、 ニ ッ ケ ル 一 モ リ ブ デ ン （ 2 8 w t % ) ニ ッ ケ ノレ一 タ ン グ ス テ ン （ 1 9 . 1 w t % ) 、 銅や そ の他 の元素を含むニ ッ ケ ル合金等 も 有用 であ る こ と が同様に し て確認 さ れた。 実施例 2

ニ ッ ケ ル （ 7 2 w t % ) — モ リ ブデ ン （ 2 8 w t % ) 合 金か ら成 る スパ ッ タ リ ン グタ ー ゲ ッ ト を用 い、 実施例 1 と 同様の透明 ガ ラ ス基板 と スパ ッ タ リ ン グ装置を用 いて成膜 を行 っ た。

2 . 0 X 1 0 - ⁶ T o r r 以下にな る ま で排気を行い、 つい で、 窒素ガス 3 0 0 r c c m と酸素ガス 1 0 0 s c c mを 導入 し、 成膜圧力 が約 2 . 3 m T o r r の雰囲気中 に お い て スパ ッ 夕 電力 7 . 0 k wで 6 1 5 秒間の スパ ッ タ リ ン グ を行 っ た。 ま た基板温度は約 2 0 0 °C と した。 前記のニ ッ ケ ル ー モ リ ブデ ン 合金を タ ー ゲ ッ ト と す る こ の反応性ガス ス ノ、。 ッ タ リ ン グに よ っ て、 添付の第 3 図 に示 し た よ う に第

1 層 （ 1 1 ) を透明 ガ ラ ス基板 （ 3 ) 上 に膜厚 4 1 n mで 成膜 し た。

続いて、 ア ル ゴ ン ガス 2 4 0 s c c m、 窒素ガス 1 6 0 s c c m、 酸素 ガス 4 0 s c c m を導入 し、 成膜圧力 が約

3 . 3 m T o r r の雰囲気中 に お いて ス ノ、° ッ 夕 電力 8 . 3 k wで 2 8 0 秒間 の ス パ ッ タ リ ン グを行 っ た。 前記のニ ッ ケ ル ー モ リ ブデ ン 合金を 夕 ー ゲ ッ ト と す る こ の反応性 ガス スパ ッ タ リ ン グに よ っ て第 2 層 （ 1 2 ) を第 1 層 （ 1 1 ) 上に膜厚 4 1 n mで成膜 した。

引 き続いて、 窒素ガス 2 0 0 s c c mを導入 し、 成膜圧 力が約 1 . 2 m T o r r の雰囲気中において スパ ッ 夕 電力 8 . 3 k wで 1 3 3 0 秒間のス ノ、° ッ 夕 リ ン グを行 っ た。 前 記のニ ッ ケル — モ リ ブデ ン合金を タ ー ゲ ッ ト とす る こ の反 応性ガス ス ノ ッ タ リ ン グに よ っ て第 3 層 （ 1 3 ) を第 2 層 ( 1 2 ) 上に膜厚 1 1 5 n mで成膜 した。

尚、 第 3 層 （ 1 3 ) を作製す る と き に用いた窒素ガス 2 0 0 s c c mの代わ り にア ルゴ ン ガスや、 ア ルゴ ン と窒素 あ る いは酸素 との混合 ガスを導入 して も 良い。 得 られた 3 層構造の低反射薄膜基板 （ 1 4 ) の膜厚は 1 9 7 n m、 光 学濃度は 4 . 1 であ り 遮光性に優れた も のであ っ た。

ま た、 こ の低反射薄膜基板の波長 と反射率の関係は、 第 4 図の曲線 C に示さ れる通 り であ り 、 可視光域 ( 波長 4 0 0 〜 7 0 0 n m ) にお け る極小反射率は波長が 6 0 0 n m の と き に 0 . 0 5 %以下、 最大反射率は 4 . 7 % と極めて 低か っ た。

実施例 3

ニ ッ ケ ノレ （ 8 0 . 9 w t % ) — タ ン グ ス テ ン （ 1 9 . 1 w t % ) 合金力、 ら成る ス ノ、 ' ッ タ リ ン グタ ー ゲ ッ ト を用 い実 施例 1 と 同様の透明ガラ ス基板 と スパ ッ タ リ ン グ装置を用 いて成膜を実施 した。

2 . 0 X 1 0 "⁶ T 0 r r 以下にな る まで排気を行い、 つ いで、 窒素ガス 3 4 0 s c c m と酸素ガス 6 0 s c c m を 導入 し、 成膜圧力が約 2 . 3 m T o r r の雰囲気中におい て スパ ッ 夕 電力 8 . 3 k wで 1 9 5 秒間のスパ ッ タ リ ン グ を行 っ た。 ま た基板温度は約 2 0 0 °C と した。 前記のニ ッ ケ ル ー タ ン グス テ ン合金を タ ー ゲ ッ ト とす る こ の反応性ガ ス スパ ッ タ リ ン グに よ っ て、 添付の第 4 図に示 した よ う に 第 1 層 （ 1 1 ) を透明ガ ラ ス基板 （ 3 ) 上に膜厚 1 7 n m で成膜 した。

続いて、 ア ル ゴ ン ガス 1 2 0 s c c m、 窒素ガス 2 4 0 s c c m、 酸素ガス 4 0 s c c mを導入 し、 成膜圧力が約 2 . 5 m T o r r の雰囲気中 においてス ノ、。 ッ タ 電力 8 . 3 k wで 2 3 8 秒間のス ノ、 ' ッ タ リ ン グを行っ た。 前記のニ ッ ゲ ル — 夕 ン グステ ン合金をタ ー ゲ ッ ト とする こ の反応性ガ ススパ ッ タ リ ン グに よ っ て第 2 層 （ 1 2 ) を第 1 層 （ 1 1 ) 上に膜厚 3 2 n mで成膜 した。

引 き続いて、 ア ル ゴ ン ガス 2 0 0 s c c m を導入 し、 成 膜圧力が約 2 . O m T o r r の雰囲気中においてスパ ッ 夕 電力 8 . 3 k wで 4 0 0 秒間のス ノく ッ 夕 リ ン グを行 っ た。 前記のニ ッ ケル — 夕 ン グステ ン合金を 夕 — ゲ ッ ト とする こ の反応性ガススパ ッ タ リ ン グに よ っ て第 3 層 （ 1 3 ) を第 2 層 （ 1 2 ) 上に膜厚 1 0 O n mで成膜 した。

得 られた 3 層構造の低反射薄膜基板 （ 1 4 ) の膜厚は 1 4 9 n m、 光学濃度は 4 . 2 であ り 遮光性に優れた も ので め つ 7こ o

ま た、 こ の低反射薄膜基板の 長 と反射率の関係は、 第

4 図の曲線 D に示さ れる通 り であ り 、 可視光域 （波長 4 0

0 〜 7 0 O n m ) にお け る極小反射率は波長力 6 1 O n m の と き に 0 . 1 2 %以下、 最大反射率は 6 . 8 8 % と極め て低か っ た。 実施例 4

ニ ッ ケル （ 5 5 t % ) 一 銅 （ 4 5 w t % ) 合金か ら成 る スパ ッ タ リ ン グ夕 — ゲ ッ ト を用 い実施例 1 と 同様の透明 ガ ラ ス基板 と スパ ッ 夕 リ ン グ装置を用 いて成膜を実施 した

2 . 0 X 1 0 ~⁶ T 0 r r 以下にな る ま で排気を行い、 つ いで、 窒素ガス 2 4 0 s c c m と酸素ガス 8 0 s c c m、 及びア ル ゴ ン ガス 8 0 s c c mを導入 し、 成膜圧力が約 2 5 m T 0 r r の雰囲気中において スパ ッ タ 電力 6 . 0 k w で 3 3 0 秒間のスパ ッ 夕 リ ン グを行 っ た。 ま た基板温度は 約 2 0 0 で と した。 前記のニ ッ ケル —銅合金をタ ー ゲ ッ 卜 と する こ の反応性ガス スパ ッ タ リ ン グに よ っ て、 添付の第 1 図に示 した よ う に第 1 層 （ 1 ) を透明ガラ ス基板 （ 3 ) 上に膜厚 4 5 n mで成膜 した。

続いて、 アルゴ ン ガス 1 4 0 s c c m、 窒素ガス 6 0 s c c mを導入 し、 成膜圧力が約 2 . 0 m T 0 r r の雰囲気 中 においてス ノ、。 ッ 夕 電力 8 . 3 k wで 5 5 0 秒間のスパ ッ 夕 リ ン グを行っ た。 前記のニ ッ ケル 一銅合金を夕 — ゲ ッ ト とする こ の反応性ガススパ ッ タ リ ン グに よ っ て第 2 層 （ 2 ) を第 1 層 （ 1 ) 上に膜厚 1 4 O n mで成膜 した。

得 られた 2 層構造の低反射薄膜基板 （ 4 ) の膜厚は 1 8 5 n m、 光学濃度は 4 . 1 であ り 遮光性に優れた も のであ つ た。

ま た、 こ の低反射薄膜基板の波長 と反射率の関係は、 第 5 図の曲線 E に示さ れる通 り であ り 、 可視光域 （波長 4 0 0 〜 7 0 0 n m ) にお け る極小反射率は波長力 6 1 O n m の と き に 0 . 1 1 %以下、 最大反射率は 6 . 0 6 % と極め て低か つ た。

実施例 5

透明基板 と して、 透明ガラ ス基板 （ コ 一 二 ン グ社製の薄 板ガ ラ ス 1 7 3 7 材） を用い、 洗浄 して清浄表面を得た後 こ の透明ガ ラ ス基板を、 バ ッ チ式反応性スパ ッ タ リ ン グ装 置の ア ル ミ 二ゥ ムを主成分 とす る 金属 （チ タ ン を 4 w t % 含む） の ス ハ。 ッ 夕 リ ン グ夕 ー ゲ ッ 卜 に対向する よ う に装着 した。

0 . 1 m T 0 r r 以下にな る ま で排気を行い、 次いで、 ァ ル ゴ ン ガス 1 4 0 s c c m と窒素ガス 6 0 s c c m を導 人 し、 その雰囲気中でスパ ッ 夕 電力 1 0 k wで 1 0 分間の スノヽ⁰ ッ 夕 リ ン グを行い、 添付の第 3 図に示 した よ う に、 透 明ガ ラ ス基板 （ 3 ) 上に成膜 した。 成膜圧力 は 1 . 8 ± 0 3 m T 0 r r に維持 した。 なお、 基板の加熱は行わなか つ た。

ア ル ミ ニ ゥ ムを主成分 とす る金属を タ ー ゲ ッ ト とす る こ の反応性ガス スパ ッ 夕 リ ン グに よ っ て第 1 層 （ 1 1 ) を透 明ガ ラ ス基板 （ 3 ) 上に膜厚 4 8 n mで成膜 した。

続いて、 ァ ルゴ ン ガス 1 6 0 s c c m と窒素ガス 4 0 s c c m を導入 し、 成膜圧力 1 . 7 ± 0 . 3 m T o r r の雰 囲気中で、 基板を加熱 しないで、 スパ ッ 夕 電力 1 0 k wで 約 1 5 分間 の スパ ッ 夕 リ ン グを行 っ た。 ア ル ミ ニ ウ ム を主 成分 とす る 金属を 夕 ー ゲ ッ ト とする こ の反応性ガス スパ ッ 夕 リ ン グに よ つ て第 1 図の第 2 層 （ 1 2 ) を第 1 層 （ 1 1 ) 上に膜厚 2 9 3 n mで成膜 した。

引 き 続いて、 ア ル ゴ ン ガス 2 0 0 s c c m を導入 し、 成 膜圧力 2 . 1 ± 0 . 3 m T o r r の雰囲気中で、 基板を加 熱を しないで、 スパ ッ ク 電力 1 0 k wで約 3 分間のスパ ッ タ リ ン グを行 っ た。 ア ル ミ ニ ウ ム を主成分 とす る 金属を 夕 ー ゲ ッ ト とす る こ の反応性ガス ス パ ッ タ リ ン グに よ っ て第 3 層 （ 1 3 ) を第 2 層 （ 1 2 ) 上に膜厚 5 1 n mで成膜 し た。

こ の よ う に して得 られた低反射薄膜基板 （ 1 4 ) の全平 均膜厚は約 3 9 2 n mであ っ た。 光学濃度は 5 . 1 であ り 遮光性に優れた ものであ っ た。

ま た、 こ の低反射薄膜基板の波長 と反射率の関係 は第 6 図の曲線 F に示 した と お り であ り 、 可視光域 （波長 4 0 0 〜 7 0 0 n m ) にお ける極小反射率は 0 . 1 %以下で、 可 視光域にお ける平均反射率は 2 %以下 と な っ た。

比較のために、 第 6 図に は、 ク ロ ム金属をス ノ、。 ッ タ リ ン グタ ー ゲ ッ ト と した と き に得 られた低反射 ク ロ ム薄膜基板 の反射率曲線 G を併記 している。

こ の発明に よ る低反射ア ル ミ ニウ ム薄膜基板は、 第 6 図 の曲線 F お よ び G の対比か ら も 明 らかな よ う に、 低反射 ク ロ ム薄膜基板 と比べる と、 極小反射率に関 して は何 ら遜色 がな く 、 平均反射率は 0 . 9 3 % と な り 、 低反射 ク ロ 厶薄 膜基板の 1 . 9 % よ り も さ ら に低い。

実施例 6

実施例 5 の低反射ア ル ミ ニゥ ム薄膜基板の第 1 層か ら第 3 層 ま での各層の単層膜を各 々 透明ガラ ス基板の上に成膜 し、 S O P R A製分光エ リ プ ソ メ 一 夕 を用いて屈折率を評 価 した。 その一例を第 7 図に示 した。 実施例 7

透明基板 と して、 透明 ガ ラ ス基板 （ コ 一 二 ン グ社製の薄 板ガ ラ ス 7 0 5 9 材） を用 い、 洗浄 して清掃表面を得た後 こ の基板を、 バ ッ チ式反応性スパ ッ タ リ ン グ装置の タ ン タ ル （ T a ) 力、 ら成る スパ ッ タ リ ン グ 夕 ー ゲ ッ 卜 に対向す る よ う に装着 した。 な お、 透明 ガラ ス基板の加熱は行わ なか つ た。

2 . 0 1 0 -^e T 0 r r 以下に な る ま で排気を行い、 次 いで、 ア ル ゴ ン ガス 2 0 0 s c c m と酸素ガス 2 0 0 s c c mを導入 し、 圧力 が 2 . 2 X 1 0 -³ T 0 r r の雰囲気中 でス ノ、。 ッ 夕 電力 8 . 3 k wで約 2 7 分間 の ス パ ッ タ リ ン グ を行 っ た。 タ ン タ ルを 夕 一 ゲ ッ ト と す る こ の反応性 ガス ス ノ ッ 夕 リ ン グに よ っ て添付の第 3 図 に示 し た よ う に第 1 層 ( 1 1 ) を透明 ガ ラ ス 基板 （ 3 ) 上 に膜厚約 5 1 n mで成 膜 した。

続いて、 ア ル ゴ ン ガス 2 4 0 s c c m と 窒素ガス 1 6 0 s c c mを導入 し、 2 . 3 X 1 0 — ³ T o r r の雰囲気中で . ス ノ、。 ッ タ 電力 8 . 3 k wで約 5 分間 の ス パ ッ タ リ ン グを行 つ た。 タ ン タ ルを 夕 一 ゲ ッ ト と す る こ の反応性ガス スパ ッ 夕 リ ン グに よ っ て第 2 層 （ 1 2 ) を第 1 層 （ 1 1 ) 上に膜 厚約 3 5 n mで成膜 し た。

引 き 続いて、 ァ ノレ ゴ ン ガス 2 0 0 s c c m を導入 し、 1 . 5 x l O —³ T o r r の雰囲気中で、 スパ ッ 夕 電力 8 . 3 k wで約 3 5 分間の スパ ッ 夕 リ ン グを行 っ た。 タ ン タ ル を 夕 ー ゲ ッ ト と す る こ の反応性ガス スパ ッ タ リ ン グに よ っ て第 3 層 （ 1 3 ) を第 2 層 （ 1 2 ) 上 に膜厚約 1 7 0 n mで成 膜 した。

得 られた 3 層構造の低反射薄膜基板 （ 1 4 ) の全膜厚は 約 2 5 6 n mであ っ た。 光学濃度は 4 . 2 であ り 遮光性に 優れた も のであ っ た。

ま た、 こ の低反射薄膜基板の波長 と 反射率の関係は第 8 図 の曲線 H に示さ れ る通 り であ り 、 測定波長が 4 0 0 〜 7 O O n mの可視光域にお け る極小反射率は 0 . 0 1 %以下 最大反射率は 1 . 5 3 %、 平均反射率は 0 . 2 4 %以下と な り 、 反射率が極めて低い低反射薄膜基板が得 られた。

比較のために、 第 8 図に は、 ク ロ ム金属をスパ ッ タ リ ン グタ ーゲ ッ 卜 と した と き に得 られた低反射 ク ロ ム薄膜基板 の反射率曲線 I を併記する。

こ の発明に よ る低反射タ ン タ ル薄膜基板は、 図 8 の曲線 Hお よ び I の対比か ら も 明 らかな よ う に、 低反射 ク ロ ム薄 膜基板 と比べる と、 測定波長の幅広い範囲において反射率 が低 く な つ ている。 特に波長が 4 0 0 n m近辺や 7 0 O n m近辺にお ける反射率は、 本発明の低反射タ ン タ ル薄膜基 板のほ う 力べは っ き り 低い こ とがわ力、る。

上記の通 り 述べた低反射薄膜基板の反射率特性値を表 1 に示 した。 測定波長の範囲は 4 0 0 n m 〜 7 0 0 n mであ o

表 1

な お 、 本発明 に よ る 低反射 夕 ン 夕 ル薄膜基板は波長が 4

0 0 n m の と き に最大値を と る 反射率を、 第 1 層 と 第 2 層 の ト ー タ ル膜厚や膜厚比を微妙に変え る こ と で、 1 . 0 % 以下 ま で低下で き る こ と が確認で き た。 半面、 低反射 ク ロ ム薄膜基板の と き は、 波長が 4 0 0 n m の反射率を低下 さ せ る と 、 それに汉動 して波長が 7 0 0 n m の反射率が高 く な り 、 結问平均反射率は あ ま り 低下 しな か っ た。

夕 一 7 ッ 卜 材料 と して は、 上記実施例 と して示 した タ ン タ ルのほ かに、 ニ ッ ケ ル、 鉄、 コ ノくル ト 、 タ ン グス テ ン 、 銅やそ の他の元素を含むタ ン タ ル合金等 も 有用 であ る こ と が同様に確認 さ れた。

実施例 8

^施例 7 の低反射 夕 ン タ ル薄膜基板の第 1 層か ら第 3 層 ま での各層 の単層膜を各 々 透明 ガ ラ ス基板の上に成膜 し、 S O P R A 製分光エ リ プ ソ メ 一 タ を用 いて屈折率を評価 し た。 そ の一例を図 9 に示 した。 産業上 の利用可能性

こ の発明に よ り 、 カ ラ ー 液晶ハ' ネ ノレやプロ ジ ェ ク タ ー の 製造工程にお け る ク ロ ム金属の使用 を 自 粛す る機運に合致 した、 ク ロ ム成分を含 ま ず、 ま た、 光学濃度や反射率等の 特性 も ク ロ ム系金属を用 いて成膜 した と き の特性 と比較 し て遜色がな い低反射薄膜基板が提供 さ れる。 さ らに、 こ の 底反射薄膜基板は、 可視光の広い波長にわた っ て反射率が 低 く 、 分光反射率曲線の形状 も広範囲に平坦化 した結果を 有 していて、 従来 と同等の機能だけでな く 、 よ り 高機能な 薄膜基板 と してそ の利用が期待 さ れる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 可視光域に お いて、 極小反射率が 0 . 5 %以下、 光学 濃度が 4 以上で、 透明 ガ ラ ス基板上 に スパ ッ タ リ ン グに よ り N i 、 F e 、 C o、 M o 、 W、 T a 、 ま た は N b の 1 種 以上か ら な る 薄膜が成膜 さ れて い る こ と を特徴 と す る 低反 射薄膜基板。

2 . 透明 ガラ ス基板上 に C r 成分を含 ま な い N i 、 F e 、 C o、 M o、 W、 T a 、 ま た は N b の 1 種以上力、 ら な る 夕 ー ゲ ッ ト 材料の ス ノ、' ッ 夕 リ ン グに よ り 多層成膜 さ れて い る 請求項 1 の低反射薄膜基板。

3 . 真空成膜装置内 に お いて、 不活性ガス、 酸素 ま た は酸 化炭素ガスの少な く と も 1 種以上の ガス雰囲気下で スパ ッ タ リ ン グ成膜 さ れて い る 請求項 1 ま た は 2 の低反射薄膜基 板。

4 . N i 、 F e お よ び C o の う ち の 1 種以上 と M o 、 W、 T a お よ び N bの う ち の 1 種以上 と の合金を タ ー ゲ ッ ト 材 料 と す る 請求項 1 な い し 3 の いずれかの低反射薄膜基板。

5 . N i 、 F e お よ び C o の う ち の 2 種以上の合金を 夕 一 ゲ ッ ト 材料 とす る 請求項 1 な い し 3 のいずれかの低反射薄 膜基板。

6 . 夕 一 ゲ ッ 卜 材料に は C u、 T i 、 Z r お よ び S n の 1 種以上が含 ま れて い る 請求項 2 な い し 5 の いずれかの低反 射薄膜基板。

7 . 可視光域に お いて、 極小反射率が 0 . 5 % 以下、 平均 反射率が 2 % 以下で、 透明 ガ ラ ス 基板上に スパ ッ タ リ ン グ に よ る ア ル ミ ニ ウ ム系薄膜が形成 さ れて い る こ と を特徴 と す る 低反射薄膜基板。

8 . 光学濃度が 4 以上の請求項 7 の低反射薄膜基板。

9 . 透明 ガ ラ ス基板上に ク ロ ム成分を含 ま な い ア ル ミ ニ ゥ ム を主成分 とす る 夕 一 ゲ ッ ト 材料の スパ ッ 夕 リ ン グに よ り 成膜 さ れて い る請求項 7 ま た は 8 の低反射薄膜基板。

1 0 . 多層成膜 さ れて い る 請求項 7 な い し 9 のいずれかの 低反射薄膜基板。

1 1 . 真空成膜装置内 において、 不活性ガス、 酸素 ま た は 酸化炭素ガス の少な く と も 1 種以上の ガス雰囲気下でスパ ッ 夕 リ ン グ成膜 さ れて い る 請求項 7 な レ、 し 1 0 の いずれか の低反射薄膜基板。

1 2 . 可視光域に お いて、 極小反射率が 0 . 1 %以下、 最 大反射率が 2 . 0 %以下、 平均反射率が 0 . 3 %以下で、 透明 ガ ラ ス基板上に スパ ッ 夕 リ ン グに よ り 薄膜が成膜 さ れ て い る こ と を特徴 と す る 低反射薄膜基板。

1 3 . 光学濃度が 4 . 0 以上であ る 請求項 1 2 の低反射薄 膜基板。

1 4 . 透明 ガラ ス基板上に T a が 夕 一 ゲ ッ ト 材料の スパ ッ 夕 リ ン グに よ り 多層成膜 さ れて い る 請求項 1 2 ま た は 1 3 の低反射薄膜基板。

1 5 . 真空成膜装置内 に お いて、 不活性ガス、 酸素 ま た は 酸化炭素 ガスの少な く と も 1 種以上の ガス雰囲気下でスパ ッ 夕 リ ン グ成膜 さ れて レ、 る請求項 1 2 な い し 1 4 の いずれ かの低反射薄膜基板。

1 6 . タ ー ゲ ッ ト 材料に は N i 、 F e 、 C o 、 W N b 、 C u 、 T i 、 Z r お よ び S n の 1 種以上を含む T a 合金が タ 一 ゲ ッ ト 材料と さ れてい る請求項 1 2 な い し 1 5 のいず れかの低反射薄膜基板。