反射防止膜、反射防止膜の形成方法、及び透光部材
【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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2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、Ｃ−ＳｉＯ2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。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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2膜である反射防止膜を備える。
【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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2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、Ｃ−ＳｉＯ2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。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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2膜である反射防止膜を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７１４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2膜であることを特徴とする。
【０００７】
この反射防止膜によれば、最表面がＣ−ＳｉＯ2膜となる。本願の発明者は、Ｃを添加することによってＳｉＯ2の硬度を高くさせることが可能であることを見出した。ＳｉＯ2膜は、屈折率が低いため、反射率が低いことが知られている。反射防止膜の最表面をＣ−ＳｉＯ2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。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる反射防止膜は、前記Ｃ−ＳｉＯ2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。
【０００９】
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Ｃ−ＳｉＯ2膜が形成された２層構造を有する。これにより、単層のＣ−ＳｉＯ2膜に比べて反射率をさらに低くすることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる反射防止膜は、前記Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００１１】
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Ｃ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2膜に比べて反射率をさらに低くすることができる。
【００１２】
［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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2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。
【００１３】
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Ｃ−ＳｉＯ2膜となる。本願の発明者は、Ｃを添加することによってＳｉＯ2の硬度を高くさせることが可能であることを見出した。ＳｉＯ2膜は、屈折率が低いため、反射率が低いことが知られている。反射防止膜の最表面をＣ−ＳｉＯ2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。
【００１４】
［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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００１５】
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Ｃ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2膜を形成することによって、他の方法で形成したＣ−ＳｉＯ2膜に比べて硬度が高いＣ−ＳｉＯ2膜を形成することができる。
【００１６】
［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、ＳｉＣ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Ｃ−ＳｉＯ2膜を形成することが好ましい。
【００１７】
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Ｃ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Ｃ−ＳｉＯ2膜を形成することができる。
【００１８】
［適用例７］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Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2膜である反射防止膜を備えることを特徴とする。
【００１９】
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Ｃ−ＳｉＯ2膜となる。本願の発明者は、Ｃを添加することによってＳｉＯ2の硬度を高くさせることが可能であることを見出した。ＳｉＯ2膜は、屈折率が低いため、反射率が低いことが知られている。反射防止膜の最表面をＣ−ＳｉＯ2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。
【００２０】
［適用例８］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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００２１】
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Ｃ−ＳｉＯ2膜が形成された２層構造を有することで、単層のＣ−ＳｉＯ2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。
【００２２】
［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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００２３】
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Ｃ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００２４】
［適用例１０］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。
【００２５】
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。
【００２６】
［適用例１１］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。
【００２７】
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。
【００２８】
［適用例１２］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。
【００２９】
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こすることができる。
【００３０】
［適用例１３］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。
【００３１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。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。
【００３３】
＜２層反射防止膜＞
最初に、表層がＣ−ＳｉＯ2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、Ｃ−ＳｉＯ2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、Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００３４】
図１（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１２２．２ｎｍである。反射防止膜２０の表層膜２１は、Ｃ−ＳｉＯ2からなり、厚さが約８５．３ｎｍ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、Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、表層膜２１としＣ−ＳｉＯ2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２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２は、反射防止膜２０の表層膜２１の材料をＳｉＯ2にＣを添加したＣ−ＳｉＯ2膜にすることによって、反射防止膜の表層膜の材料がＳｉＯ2である反射防止膜に比べて、表層膜２１の硬度が高くなり、１８００Ｈｖになっている。カバーガラス２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。反射率は１．２％になっているが、１．２％の反射率は、カバーガラスの反射率として低い反射率である。
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。
【００３６】
＜３層反射防止膜＞
次に、表層がＣ−ＳｉＯ2膜である３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、Ｃ−ＳｉＯ2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２（ｂ）は、Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００３７】
図２（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２（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８１．５ｎｍである。第２層膜３２は、ＴｉＯ2からなり、厚さが約１１７．８ｎｍである。反射防止膜３０の表層膜３１は、Ｃ−ＳｉＯ2からなり、厚さが約８５．０ｎｍ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、Ｃ−ＳｉＯ2、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。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、表層膜３１としてＣ−ＳｉＯ2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１．５２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は、反射防止膜３０の表層膜３１の材料をＳｉＯ2にＣを添加したＣ−ＳｉＯ2膜にすることで、反射防止膜の表層膜の材料がＳｉＯ2である反射防止膜に比べて、表層膜３１の硬度が高くなり、１８００Ｈｖになっている。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。反射率は０．６％になっているが、０．６％の反射率は、カバーガラスの反射率として充分低い反射率である。
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。
【００３９】
＜Ｃ−ＳｉＯ2膜の形成＞
次に、Ｃ−ＳｉＯ2膜の形成方法について、図３及び図４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Ｃ−ＳｉＯ2膜を形成する場合について説明する。
【００４０】
図３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３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。
【００４１】
ＳｉＯ2膜の形成は、図３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又は第２層膜３２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、ＳｉＣ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ＳｉＣ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Ｃのスパッタ粒子が放出される。ＳｉやＣ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、Ｃ−ＳｉＯ2膜が形成される。
【００４２】
図４は、形成されたＣ−ＳｉＯ2の膜の特性を示す表である。図４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Ｃ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2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。
ＲＦリアクティブスパッタによるＣ−ＳｉＯ2膜は、屈折率が１．５２であり、硬度が１８００Ｈｖである。ＲＦリアクティブスパッタによっても、低屈折率で、高硬度の膜が得られる。
【００４３】
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。
【００４４】
（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は、ＺｒＯ2からなる膜であったが、表層膜がＣ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００４５】
（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Ｃ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2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、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。
【００４６】
（変形例３）前記実施形態においては、２層構造の反射防止膜２０及び３層構造の反射防止膜３０について説明したが、表層膜がＣ−ＳｉＯ2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、Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００４７】
（変形例４）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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００４８】
（変形例５）前記実施形態においては、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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００４９】
（変形例６）前記実施形態においては、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。透光部材の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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）は、Ｃ−ＳｉＯ2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。（ｂ）は、Ｃ−ＳｉＯ2膜を有する２層構造の反射防止膜の特性を示す表。
【図２】（ａ）は、Ｃ−ＳｉＯ2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。（ｂ）は、Ｃ−ＳｉＯ2膜を有する３層構造の反射防止膜の特性を示す表。
【図３】ＥＣＲプラズマスパッタ装置の構成を示す模式図。
【図４】形成されたＣ−ＳｉＯ2の膜の特性を示す表。
【符号の説明】
【００５１】
２，３…カバーガラス、１０…サファイヤガラス、２０，３０…反射防止膜、２１，３１…表層膜、２２，３２…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。
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７１４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2膜であることを特徴とする。
【０００７】
この反射防止膜によれば、最表面がＣ−ＳｉＯ2膜となる。本願の発明者は、Ｃを添加することによってＳｉＯ2の硬度を高くさせることが可能であることを見出した。ＳｉＯ2膜は、屈折率が低いため、反射率が低いことが知られている。反射防止膜の最表面をＣ−ＳｉＯ2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。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる反射防止膜は、前記Ｃ−ＳｉＯ2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。
【０００９】
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Ｃ−ＳｉＯ2膜が形成された２層構造を有する。これにより、単層のＣ−ＳｉＯ2膜に比べて反射率をさらに低くすることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる反射防止膜は、前記Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００１１】
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Ｃ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2膜に比べて反射率をさらに低くすることができる。
【００１２】
［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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2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。
【００１３】
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Ｃ−ＳｉＯ2膜となる。本願の発明者は、Ｃを添加することによってＳｉＯ2の硬度を高くさせることが可能であることを見出した。ＳｉＯ2膜は、屈折率が低いため、反射率が低いことが知られている。反射防止膜の最表面をＣ−ＳｉＯ2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。
【００１４】
［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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００１５】
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Ｃ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2膜を形成することによって、他の方法で形成したＣ−ＳｉＯ2膜に比べて硬度が高いＣ−ＳｉＯ2膜を形成することができる。
【００１６】
［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、ＳｉＣ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Ｃ−ＳｉＯ2膜を形成することが好ましい。
【００１７】
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Ｃ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Ｃ−ＳｉＯ2膜を形成することができる。
【００１８】
［適用例７］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Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2膜である反射防止膜を備えることを特徴とする。
【００１９】
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Ｃ−ＳｉＯ2膜となる。本願の発明者は、Ｃを添加することによってＳｉＯ2の硬度を高くさせることが可能であることを見出した。ＳｉＯ2膜は、屈折率が低いため、反射率が低いことが知られている。反射防止膜の最表面をＣ−ＳｉＯ2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。
【００２０】
［適用例８］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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００２１】
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Ｃ−ＳｉＯ2膜が形成された２層構造を有することで、単層のＣ−ＳｉＯ2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。
【００２２】
［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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００２３】
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Ｃ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００２４】
［適用例１０］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。
【００２５】
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。
【００２６】
［適用例１１］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。
【００２７】
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。
【００２８】
［適用例１２］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。
【００２９】
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こすることができる。
【００３０】
［適用例１３］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。
【００３１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。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。
【００３３】
＜２層反射防止膜＞
最初に、表層がＣ−ＳｉＯ2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、Ｃ−ＳｉＯ2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、Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００３４】
図１（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１２２．２ｎｍである。反射防止膜２０の表層膜２１は、Ｃ−ＳｉＯ2からなり、厚さが約８５．３ｎｍ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、Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、表層膜２１としＣ−ＳｉＯ2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２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２は、反射防止膜２０の表層膜２１の材料をＳｉＯ2にＣを添加したＣ−ＳｉＯ2膜にすることによって、反射防止膜の表層膜の材料がＳｉＯ2である反射防止膜に比べて、表層膜２１の硬度が高くなり、１８００Ｈｖになっている。カバーガラス２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。反射率は１．２％になっているが、１．２％の反射率は、カバーガラスの反射率として低い反射率である。
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。
【００３６】
＜３層反射防止膜＞
次に、表層がＣ−ＳｉＯ2膜である３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、Ｃ−ＳｉＯ2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２（ｂ）は、Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００３７】
図２（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２（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８１．５ｎｍである。第２層膜３２は、ＴｉＯ2からなり、厚さが約１１７．８ｎｍである。反射防止膜３０の表層膜３１は、Ｃ−ＳｉＯ2からなり、厚さが約８５．０ｎｍ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、Ｃ−ＳｉＯ2、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。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、表層膜３１としてＣ−ＳｉＯ2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１．５２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は、反射防止膜３０の表層膜３１の材料をＳｉＯ2にＣを添加したＣ−ＳｉＯ2膜にすることで、反射防止膜の表層膜の材料がＳｉＯ2である反射防止膜に比べて、表層膜３１の硬度が高くなり、１８００Ｈｖになっている。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。反射率は０．６％になっているが、０．６％の反射率は、カバーガラスの反射率として充分低い反射率である。
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。
【００３９】
＜Ｃ−ＳｉＯ2膜の形成＞
次に、Ｃ−ＳｉＯ2膜の形成方法について、図３及び図４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Ｃ−ＳｉＯ2膜を形成する場合について説明する。
【００４０】
図３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３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。
【００４１】
ＳｉＯ2膜の形成は、図３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又は第２層膜３２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、ＳｉＣ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ＳｉＣ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Ｃのスパッタ粒子が放出される。ＳｉやＣ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、Ｃ−ＳｉＯ2膜が形成される。
【００４２】
図４は、形成されたＣ−ＳｉＯ2の膜の特性を示す表である。図４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Ｃ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2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。
ＲＦリアクティブスパッタによるＣ−ＳｉＯ2膜は、屈折率が１．５２であり、硬度が１８００Ｈｖである。ＲＦリアクティブスパッタによっても、低屈折率で、高硬度の膜が得られる。
【００４３】
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。
【００４４】
（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は、ＺｒＯ2からなる膜であったが、表層膜がＣ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００４５】
（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Ｃ−ＳｉＯ2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Ｃ−ＳｉＯ2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、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。
【００４６】
（変形例３）前記実施形態においては、２層構造の反射防止膜２０及び３層構造の反射防止膜３０について説明したが、表層膜がＣ−ＳｉＯ2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、Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００４７】
（変形例４）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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００４８】
（変形例５）前記実施形態においては、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Ｃ−ＳｉＯ2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。
【００４９】
（変形例６）前記実施形態においては、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。透光部材の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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）は、Ｃ−ＳｉＯ2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。（ｂ）は、Ｃ−ＳｉＯ2膜を有する２層構造の反射防止膜の特性を示す表。
【図２】（ａ）は、Ｃ−ＳｉＯ2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。（ｂ）は、Ｃ−ＳｉＯ2膜を有する３層構造の反射防止膜の特性を示す表。
【図３】ＥＣＲプラズマスパッタ装置の構成を示す模式図。
【図４】形成されたＣ−ＳｉＯ2の膜の特性を示す表。
【符号の説明】
【００５１】
２，３…カバーガラス、１０…サファイヤガラス、２０，３０…反射防止膜、２１，３１…表層膜、２２，３２…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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2膜であることを特徴とする反射防止膜。
【請求項２】
前記Ｃ−ＳｉＯ2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、を備えることを特徴とする請求項１に記載の反射防止膜。
【請求項３】
前記Ｃ−ＳｉＯ2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、を備えることを特徴とする請求項１に記載の反射防止膜。
【請求項４】
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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2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。
【請求項５】
前記最表面形成工程において、前記Ｃ−ＳｉＯ2膜を、ＥＣＲプラズマスパッタ装置によって形成することを特徴とする、請求項４に記載の反射防止膜の形成方法。
【請求項６】
前記最表面形成工程において、ＳｉＣ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Ｃ−ＳｉＯ2膜を形成することを特徴とする、請求項５に記載の反射防止膜の形成方法。
【請求項７】
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Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2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。
【請求項８】
前記反射防止膜は、前記Ｃ−ＳｉＯ2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、を備えることを特徴とする、請求項７に記載の透光部材。
【請求項９】
前記反射防止膜は、前記Ｃ−ＳｉＯ2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、を備えることを特徴とする、請求項７に記載の透光部材。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の透光部材が、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、フラットパネルディスプレイ。
【請求項１１】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の透光部材が、眼鏡レンズとして用いられていることを特徴とする、眼鏡。
【請求項１２】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の透光部材が、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、時計。
【請求項１３】
前記透光部材は、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を特徴とする、請求項１２に記載の時計。
【請求項１】
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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2膜であることを特徴とする反射防止膜。
【請求項２】
前記Ｃ−ＳｉＯ2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、を備えることを特徴とする請求項１に記載の反射防止膜。
【請求項３】
前記Ｃ−ＳｉＯ2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、を備えることを特徴とする請求項１に記載の反射防止膜。
【請求項４】
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、Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2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。
【請求項５】
前記最表面形成工程において、前記Ｃ−ＳｉＯ2膜を、ＥＣＲプラズマスパッタ装置によって形成することを特徴とする、請求項４に記載の反射防止膜の形成方法。
【請求項６】
前記最表面形成工程において、ＳｉＣ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Ｃ−ＳｉＯ2膜を形成することを特徴とする、請求項５に記載の反射防止膜の形成方法。
【請求項７】
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Ｃを添加したＳｉＯ2であるＣ−ＳｉＯ2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。
【請求項８】
前記反射防止膜は、前記Ｃ−ＳｉＯ2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、を備えることを特徴とする、請求項７に記載の透光部材。
【請求項９】
前記反射防止膜は、前記Ｃ−ＳｉＯ2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、を備えることを特徴とする、請求項７に記載の透光部材。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の透光部材が、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、フラットパネルディスプレイ。
【請求項１１】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の透光部材が、眼鏡レンズとして用いられていることを特徴とする、眼鏡。
【請求項１２】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の透光部材が、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、時計。
【請求項１３】
前記透光部材は、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を特徴とする、請求項１２に記載の時計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１１６２２０（Ｐ２００９−１１６２２０Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９１６１０（Ｐ２００７−２９１６１０）
【出願日】平成１９年１１月９日（２００７．１１．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月９日（２００７．１１．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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