JP2000249801A - 光学薄膜被覆フィルムの形成方法 - Google Patents
光学薄膜被覆フィルムの形成方法Info
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- JP2000249801A JP2000249801A JP11054645A JP5464599A JP2000249801A JP 2000249801 A JP2000249801 A JP 2000249801A JP 11054645 A JP11054645 A JP 11054645A JP 5464599 A JP5464599 A JP 5464599A JP 2000249801 A JP2000249801 A JP 2000249801A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】酸化物よりなる高性能光学薄膜をプラスチック
フィルム上に高速に成膜し、基材へのダメージを極力抑
えた、生産性の高い光学薄膜の形成方法を提供する。 【解決手段】酸素雰囲気下にて高周波プラズマを介した
金属や金属酸化物の蒸着により、基材上に光学薄膜を形
成する方法で、放電周波数が１４ＭＨｚ以上または１０
０ＭＨｚまでの範囲の光学薄膜被覆フィルムの形成方法
を提供する。前記の基材がロール状態から巻き出された
発明、基材が強制加熱されてない発明も提供する。
フィルム上に高速に成膜し、基材へのダメージを極力抑
えた、生産性の高い光学薄膜の形成方法を提供する。 【解決手段】酸素雰囲気下にて高周波プラズマを介した
金属や金属酸化物の蒸着により、基材上に光学薄膜を形
成する方法で、放電周波数が１４ＭＨｚ以上または１０
０ＭＨｚまでの範囲の光学薄膜被覆フィルムの形成方法
を提供する。前記の基材がロール状態から巻き出された
発明、基材が強制加熱されてない発明も提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶ディスプレイな
どに利用される高性能光学薄膜を高速で形成する光学薄
膜被覆フィルムの形成方法に関する。
どに利用される高性能光学薄膜を高速で形成する光学薄
膜被覆フィルムの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイなどを構成する光学薄
膜の形成法としては、大面積に安定成膜ができるとして
スパッタリング法が知られている。しかしスパッタリン
グ法では成膜速度が遅く、生産性の観点から改善が必要
とされていた。そのため特開平５−３３９７２６号に代
表されるようにマグネトロンを利用するなど高速成膜へ
の改善は進められているが、大幅な向上は困難である。
膜の形成法としては、大面積に安定成膜ができるとして
スパッタリング法が知られている。しかしスパッタリン
グ法では成膜速度が遅く、生産性の観点から改善が必要
とされていた。そのため特開平５−３３９７２６号に代
表されるようにマグネトロンを利用するなど高速成膜へ
の改善は進められているが、大幅な向上は困難である。
【０００３】生産性の観点から成膜速度の大幅な向上が
期待できるため、真空蒸着法は有効な薄膜形成法であ
る。真空蒸着法では蒸着材料である金属あるいは金属化
合物を電子ビーム、抵抗加熱などにより蒸着し、基材上
に成膜するものである。前記光学薄膜には主にＴｉＯ
2 、ＳｉＯ2 のような酸化物が利用されている。この場
合、蒸着材料として金属あるいは金属酸化物を用い酸化
反応をすすめることにより光学薄膜を形成する。
期待できるため、真空蒸着法は有効な薄膜形成法であ
る。真空蒸着法では蒸着材料である金属あるいは金属化
合物を電子ビーム、抵抗加熱などにより蒸着し、基材上
に成膜するものである。前記光学薄膜には主にＴｉＯ
2 、ＳｉＯ2 のような酸化物が利用されている。この場
合、蒸着材料として金属あるいは金属酸化物を用い酸化
反応をすすめることにより光学薄膜を形成する。
【０００４】しかし酸素雰囲気下での真空蒸着のみでは
十分な酸化反応が進まず、成膜された光学薄膜の性能は
非常に低いものとなる。そこで蒸着の際プラズマを介す
るプラズマアシスト蒸着法が有効となる。この蒸着法は
プラズマを介することで、酸化反応を促進し、それにと
もない成膜速度を向上させる効果がある。
十分な酸化反応が進まず、成膜された光学薄膜の性能は
非常に低いものとなる。そこで蒸着の際プラズマを介す
るプラズマアシスト蒸着法が有効となる。この蒸着法は
プラズマを介することで、酸化反応を促進し、それにと
もない成膜速度を向上させる効果がある。
【０００５】プラズマアシスト蒸着法では、その簡易性
から主に高周波プラズマが利用されている。高周波プラ
ズマは１０-4Ｔｏｒｒ程度の真空下でも発生可能で、か
つ基材への熱的ダメージが低いことを特徴としている。
従来高周波プラズマは１３．５６ＭＨｚが主に利用され
ていた。この場合成膜速度を向上させるには高出力が必
要となるが、実用上には限界があった。
から主に高周波プラズマが利用されている。高周波プラ
ズマは１０-4Ｔｏｒｒ程度の真空下でも発生可能で、か
つ基材への熱的ダメージが低いことを特徴としている。
従来高周波プラズマは１３．５６ＭＨｚが主に利用され
ていた。この場合成膜速度を向上させるには高出力が必
要となるが、実用上には限界があった。
【０００６】そこで成膜速度の大幅な向上のため、特開
平９−７１８５８に代表される六化ホウ素ランタン（Ｌ
ａＢ6 ）からなる陰極を含むプラズマガンによる高密度
プラズマをアシストとして利用した蒸着方法が報告され
ている。この蒸着方法により高性能光学薄膜の高速成膜
が可能となったが、高密度プラズマであるため基材への
熱的ダメージが大きく、プラスチックフィルムなど耐熱
性の低い基材にはその利用が困難である。また高密度プ
ラズマビームを磁場で制御しているため比較的複雑な制
御システムが必要となり簡易性に欠けていた。
平９−７１８５８に代表される六化ホウ素ランタン（Ｌ
ａＢ6 ）からなる陰極を含むプラズマガンによる高密度
プラズマをアシストとして利用した蒸着方法が報告され
ている。この蒸着方法により高性能光学薄膜の高速成膜
が可能となったが、高密度プラズマであるため基材への
熱的ダメージが大きく、プラスチックフィルムなど耐熱
性の低い基材にはその利用が困難である。また高密度プ
ラズマビームを磁場で制御しているため比較的複雑な制
御システムが必要となり簡易性に欠けていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のことを鑑みて本
発明は、酸化物よりなる高性能光学薄膜をプラスチック
フィルム上に高速に成膜し、基材へのダメージを極力抑
えた、生産性の高い光学薄膜の形成方法を提供すること
を目的とする。
発明は、酸化物よりなる高性能光学薄膜をプラスチック
フィルム上に高速に成膜し、基材へのダメージを極力抑
えた、生産性の高い光学薄膜の形成方法を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明では、酸素雰囲気下にて高周波
プラズマを介した金属あるいは金属酸化物の蒸着によ
り、基材上に光学薄膜を形成する方法であって、放電周
波数が１４ＭＨｚ以上であることを特徴とする光学薄膜
被覆フィルムの形成方法を提供する。
め、請求項１記載の発明では、酸素雰囲気下にて高周波
プラズマを介した金属あるいは金属酸化物の蒸着によ
り、基材上に光学薄膜を形成する方法であって、放電周
波数が１４ＭＨｚ以上であることを特徴とする光学薄膜
被覆フィルムの形成方法を提供する。
【０００９】請求項２記載の発明では、酸素雰囲気下に
て高周波プラズマを介した金属あるいは金属酸化物の蒸
着により、基材上に光学薄膜を形成する方法であって、
放電周波数が１４ＭＨｚから１００ＭＨｚの範囲である
ことを特徴とする光学薄膜被覆フィルムの形成方法を提
供する。
て高周波プラズマを介した金属あるいは金属酸化物の蒸
着により、基材上に光学薄膜を形成する方法であって、
放電周波数が１４ＭＨｚから１００ＭＨｚの範囲である
ことを特徴とする光学薄膜被覆フィルムの形成方法を提
供する。
【００１０】請求項３記載の発明では、前記の基材がロ
ール状態から巻き出されたプラスチックフィルムである
ことを特徴とする光学薄膜被覆フィルムの形成方法を提
供する。
ール状態から巻き出されたプラスチックフィルムである
ことを特徴とする光学薄膜被覆フィルムの形成方法を提
供する。
【００１１】請求項４記載の発明では、基材であるプラ
スチックフィルムが強制加熱されていないことを特徴と
する光学薄膜被覆フィルムの形成方法を提供する。
スチックフィルムが強制加熱されていないことを特徴と
する光学薄膜被覆フィルムの形成方法を提供する。
【００１２】従来利用されている１３．５６ＭＨｚから
放電周波数を増加させることで、プラズマ活性種（電
子、イオン、ラジカルなど）と蒸着粒子との衝突確率を
増加させ、効率よく酸化反応を促進し、高性能光学薄膜
を高速で成膜できる。また高周波プラズマを用いること
で、蒸着装置として簡易であり、また基材への熱的ダメ
ージを抑制できる。
放電周波数を増加させることで、プラズマ活性種（電
子、イオン、ラジカルなど）と蒸着粒子との衝突確率を
増加させ、効率よく酸化反応を促進し、高性能光学薄膜
を高速で成膜できる。また高周波プラズマを用いること
で、蒸着装置として簡易であり、また基材への熱的ダメ
ージを抑制できる。
【００１３】請求項２では、上限を１００ＭＨｚとした
理由は、現在では、１００ＭＨｚ以上の周波数になると
放電装置の回路構成が複雑になり、装置の簡易性が失わ
れることによる。従って将来１００ＭＨｚ以上の周波数
になっても放電装置の回路構成が簡易性が保てる事が可
能になるならばこの構成も可能である。
理由は、現在では、１００ＭＨｚ以上の周波数になると
放電装置の回路構成が複雑になり、装置の簡易性が失わ
れることによる。従って将来１００ＭＨｚ以上の周波数
になっても放電装置の回路構成が簡易性が保てる事が可
能になるならばこの構成も可能である。
【００１４】またロール状態から巻き出されたプラスチ
ックフィルム上に連続成膜を行うことで生産性を向上さ
せることができる。
ックフィルム上に連続成膜を行うことで生産性を向上さ
せることができる。
【００１５】また上記基材として、素材にかかわらずあ
らゆるプラスチックフィルムに対応できるように強制加
熱しない。
らゆるプラスチックフィルムに対応できるように強制加
熱しない。
【００１６】本発明に使用する基材としては、例えばポ
リオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、
ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートなど）、ポ
リアミド（ナイロン６６など）の厚さ１０〜２００μｍ
程度の透明プラスチックフィルムであれば本発明の目的
を逸脱するものではない。
リオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、
ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートなど）、ポ
リアミド（ナイロン６６など）の厚さ１０〜２００μｍ
程度の透明プラスチックフィルムであれば本発明の目的
を逸脱するものではない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面を用
いて説明する。本発明は図１のような巻き取り式真空蒸
着装置を用いて行うもので、この装置は、真空チャンバ
ー１内にプラスチックフィルム２を流すための巻き出し
機３、巻き取り機４およびクーリングキャン５、蒸着材
料である金属あるいは金属酸化物６を保持するるつぼ７
と蒸着材料に対して電子ビームを照射する電子銃８、プ
ラスチックフィルム２とるつぼ７との間でプラズマを発
生させるための放電コイル９、酸素を導入するための導
入口１０から構成されている。
いて説明する。本発明は図１のような巻き取り式真空蒸
着装置を用いて行うもので、この装置は、真空チャンバ
ー１内にプラスチックフィルム２を流すための巻き出し
機３、巻き取り機４およびクーリングキャン５、蒸着材
料である金属あるいは金属酸化物６を保持するるつぼ７
と蒸着材料に対して電子ビームを照射する電子銃８、プ
ラスチックフィルム２とるつぼ７との間でプラズマを発
生させるための放電コイル９、酸素を導入するための導
入口１０から構成されている。
【００１８】上記巻き取り式真空蒸着装置を用いて行わ
れる本発明の光学薄膜被覆フィルムの形成方法は、まず
真空度１×１０-5ｔｏｒｒ以下とした真空チャンバー１
下部に設置されているるつぼ７内に保持された蒸着材料
６を電子銃８から照射される電子ビームにより蒸発さ
せ、その蒸発された蒸発粒子１１が前記プラスチックフ
ィルム２とるつぼ７との間にガス導入口１０から導入さ
れた酸素のプラズマ領域中を通過して、プラスチックフ
ィルム２上に光学薄膜を成膜させる。前記プラスチック
フィルム２は、巻き出し機３からクーリングキャン５に
沿って前記供給され放電コイル９上に供給され、ここで
酸化物の光学薄膜を形成させる。成膜されたプラスチッ
クフィルム２は巻き取り機４によりクーリングキャン５
に沿って巻き取られる。
れる本発明の光学薄膜被覆フィルムの形成方法は、まず
真空度１×１０-5ｔｏｒｒ以下とした真空チャンバー１
下部に設置されているるつぼ７内に保持された蒸着材料
６を電子銃８から照射される電子ビームにより蒸発さ
せ、その蒸発された蒸発粒子１１が前記プラスチックフ
ィルム２とるつぼ７との間にガス導入口１０から導入さ
れた酸素のプラズマ領域中を通過して、プラスチックフ
ィルム２上に光学薄膜を成膜させる。前記プラスチック
フィルム２は、巻き出し機３からクーリングキャン５に
沿って前記供給され放電コイル９上に供給され、ここで
酸化物の光学薄膜を形成させる。成膜されたプラスチッ
クフィルム２は巻き取り機４によりクーリングキャン５
に沿って巻き取られる。
【００１９】
【実施例】この実施例では図１に示す装置によりプラス
チックフィルム上ＴｉＯ2 薄膜（膜厚７００Å）を形成
させた。放電コイル９に放電周波数として１３．５６Ｍ
Ｈｚ、２７．１２ＭＨｚおよび４０．６８ＭＨｚを印可
し、プラズマを発生させた。蒸着材料として金属Ｔｉを
用いた。この際、プラスチックフィルムに強制加熱は施
さなかった。以下の２つの実施例は、放電周波数が２
７．１２ＭＨｚおよび４０．６８ＭＨｚの場合、１３．
５６ＭＨｚと比べ、一定の酸素流量あるいは放電出力に
対し効率的に酸化反応を促進し、成膜速度および光学特
性を改善できるか検討することを目的とした。
チックフィルム上ＴｉＯ2 薄膜（膜厚７００Å）を形成
させた。放電コイル９に放電周波数として１３．５６Ｍ
Ｈｚ、２７．１２ＭＨｚおよび４０．６８ＭＨｚを印可
し、プラズマを発生させた。蒸着材料として金属Ｔｉを
用いた。この際、プラスチックフィルムに強制加熱は施
さなかった。以下の２つの実施例は、放電周波数が２
７．１２ＭＨｚおよび４０．６８ＭＨｚの場合、１３．
５６ＭＨｚと比べ、一定の酸素流量あるいは放電出力に
対し効率的に酸化反応を促進し、成膜速度および光学特
性を改善できるか検討することを目的とした。
【００２０】（実施例１）プラスチックフィルム上に形
成されたＴｉＯ2 薄膜の成膜速度および代表的な光学特
性である屈折率の酸素流量に対する依存性を検討した。
図２および図３は、放電周波数が１３．５６ＭＨｚ、２
７．１２ＭＨｚ及び４０．６８ＭＨｚの場合のＴｉＯ2
薄膜の成膜速度および屈折率を、放電出力５００Ｗで一
定とし、酸素流量を３００ＳＣＣＭから５００ＳＣＣＭ
の範囲で示したものである。図２および図３から、放電
周波数２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚで成膜され
たＴｉＯ2 薄膜が、放電周波数１３．５６ＭＨｚで成膜
されたそれに比べ、成膜速度および屈折率が高くなるこ
とがわかった。この結果から放電周波数を１４ＭＨｚ以
上とすることで、従来の１３．５６ＭＨｚに比べ、より
低い酸素流量でも高屈折率ＴｉＯ2 薄膜をより高速に成
膜できることがわかった。
成されたＴｉＯ2 薄膜の成膜速度および代表的な光学特
性である屈折率の酸素流量に対する依存性を検討した。
図２および図３は、放電周波数が１３．５６ＭＨｚ、２
７．１２ＭＨｚ及び４０．６８ＭＨｚの場合のＴｉＯ2
薄膜の成膜速度および屈折率を、放電出力５００Ｗで一
定とし、酸素流量を３００ＳＣＣＭから５００ＳＣＣＭ
の範囲で示したものである。図２および図３から、放電
周波数２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚで成膜され
たＴｉＯ2 薄膜が、放電周波数１３．５６ＭＨｚで成膜
されたそれに比べ、成膜速度および屈折率が高くなるこ
とがわかった。この結果から放電周波数を１４ＭＨｚ以
上とすることで、従来の１３．５６ＭＨｚに比べ、より
低い酸素流量でも高屈折率ＴｉＯ2 薄膜をより高速に成
膜できることがわかった。
【００２１】（実施例２）プラスチックフィルム上に形
成されたＴｉＯ2 薄膜の成膜速度および屈折率の放電出
力に対する依存性を検討した。図４および図５は、放電
周波数が１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ及び４
０．６８ＭＨｚの場合のＴｉＯ2 薄膜の成膜速度および
屈折率を、酸素流量を５００ＳＣＣＭで一定とし、放電
出力を５００Ｗから１１００Ｗまでの範囲で示したもの
である。図４および図５から、放電周波数２７．１２Ｍ
Ｈｚ及び４０．６８ＭＨｚで成膜されたＴｉＯ2 薄膜
が、放電周波数１３．５６ＭＨｚで成膜されたそれに比
べ、成膜速度および屈折率が高くなることがわかった。
この結果から放電周波数を１４ＭＨｚ以上とすること
で、従来の１３．５６ＭＨｚに比べ、より低い放電出力
でも高屈折率ＴｉＯ2 薄膜をより高速に成膜できること
がわかった。
成されたＴｉＯ2 薄膜の成膜速度および屈折率の放電出
力に対する依存性を検討した。図４および図５は、放電
周波数が１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ及び４
０．６８ＭＨｚの場合のＴｉＯ2 薄膜の成膜速度および
屈折率を、酸素流量を５００ＳＣＣＭで一定とし、放電
出力を５００Ｗから１１００Ｗまでの範囲で示したもの
である。図４および図５から、放電周波数２７．１２Ｍ
Ｈｚ及び４０．６８ＭＨｚで成膜されたＴｉＯ2 薄膜
が、放電周波数１３．５６ＭＨｚで成膜されたそれに比
べ、成膜速度および屈折率が高くなることがわかった。
この結果から放電周波数を１４ＭＨｚ以上とすること
で、従来の１３．５６ＭＨｚに比べ、より低い放電出力
でも高屈折率ＴｉＯ2 薄膜をより高速に成膜できること
がわかった。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明の光学薄膜被覆フィ
ルムの形成方法によれば、酸素雰囲気下にて放電周波数
が１４ＭＨｚから１００ＭＨｚの範囲である高周波プラ
ズマを介した金属あるいは金属酸化物の蒸着により、従
来の放電周波数１３．５６ＭＨｚのプラズマに比べ、高
性能光学薄膜被覆フィルムを低酸素流量・低放電出力で
効率的に高速で形成することができる。
ルムの形成方法によれば、酸素雰囲気下にて放電周波数
が１４ＭＨｚから１００ＭＨｚの範囲である高周波プラ
ズマを介した金属あるいは金属酸化物の蒸着により、従
来の放電周波数１３．５６ＭＨｚのプラズマに比べ、高
性能光学薄膜被覆フィルムを低酸素流量・低放電出力で
効率的に高速で形成することができる。
【００２３】また前記光学薄膜被覆フィルムをロール状
態から巻き出された、強制加熱しないプラスチックフィ
ルム上に形成できることで、生産性の高い連続成膜が可
能となった。
態から巻き出された、強制加熱しないプラスチックフィ
ルム上に形成できることで、生産性の高い連続成膜が可
能となった。
【図１】本発明の一実施の形態を説明するための巻き取
り式高周波プラズマアシスト蒸着装置の概略図である。
り式高周波プラズマアシスト蒸着装置の概略図である。
【図２】本発明の実施例１の酸素流量に対するＴｉＯ2
薄膜の成膜速度の関係図である。
薄膜の成膜速度の関係図である。
【図３】本発明の実施例１の酸素流量に対するＴｉＯ2
薄膜の屈折率の関係図である
薄膜の屈折率の関係図である
【図４】本発明の実施例２の放電出力に対するＴｉＯ2
薄膜の成膜速度の関係図である。
薄膜の成膜速度の関係図である。
【図５】本発明の実施例１の放電出力に対するＴｉＯ2
薄膜の屈折率の関係図である
薄膜の屈折率の関係図である
１…真空チャンバー ２…プラスチックフィルム ３…巻き出し機 ４…巻き取り機 ５…クーリングキャン ６…金属チタン材料 ７…るつぼ ８…電子銃 ９…放電コイル １０…酸素導入口 １１…蒸発粒子
Claims (4)
- 【請求項１】酸素雰囲気下にて高周波プラズマを介した
金属あるいは金属酸化物の蒸着により、基材上に光学薄
膜を形成する方法であって、放電周波数が１４ＭＨｚ以
上であることを特徴とする光学薄膜被覆フィルムの形成
方法。 - 【請求項２】酸素雰囲気下にて高周波プラズマを介した
金属あるいは金属酸化物の蒸着により、基材上に光学薄
膜を形成する方法であって、放電周波数が１４ＭＨｚか
ら１００ＭＨｚの範囲であることを特徴とする光学薄膜
被覆フィルムの形成方法。 - 【請求項３】請求項１または２記載の基材がロール状態
から巻き出されたプラスチックフィルムであることを特
徴とする光学薄膜被覆フィルムの形成方法。 - 【請求項４】請求項１乃至３の何れかに記載の基材であ
るプラスチックフィルムが強制加熱されていないことを
特徴とする光学薄膜被覆フィルムの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11054645A JP2000249801A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 光学薄膜被覆フィルムの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11054645A JP2000249801A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 光学薄膜被覆フィルムの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249801A true JP2000249801A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12976525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11054645A Pending JP2000249801A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 光学薄膜被覆フィルムの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000249801A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002258006A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Toppan Printing Co Ltd | 光学機能フィルムおよびその製造方法 |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP11054645A patent/JP2000249801A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002258006A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Toppan Printing Co Ltd | 光学機能フィルムおよびその製造方法 |
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