WO2003040782A1

WO2003040782A1 - Dispositif d'affichage et substrat antireflet

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Publication number: WO2003040782A1
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Description

明細書

表示装置及び反射防止用基体技術分野

本発明は、表示面に反射防止用フィルム或は反射防止用基板等のいわゆる反射防止用基体を有した表示装置、及びその反射防止用基体に関する。背景技術

例えば陰極線管等を備えた表示装置においては、周囲の写り込みを低減したり、コントラストを改善する等、高画質を実現するために表示面上に反射防止用フィルムを貼着するようにしている。反射防止用フィルムは、透明支持体上に反射防止膜を形成して構成される。 .

従来の反射防止膜としては、酸化シリコンと酸化チタンの積層体で構成することがよく知られている。図 1 は、従来の一般的な反射防止用フィルムを示す。この反射防止用フィルム 1 は、例えばポリエチレンテレフタレート（ P E T ) 等の樹脂基板（フィルム状体）からなる透明支持体 2 の一面上に、第 1層膜である高屈折率の酸化チタン（T i 0 ₂ ) 膜 3、第 2層膜である低屈折率の酸化シリコン（ S i 0 ₂ ) 膜 4、第 3層膜である高屈折率の酸化チタン（T i 0 ₂ ) 膜 5及び第 4層膜である低屈折率の酸化シリコン（ S i 0 ₂ ) 膜 6 を順次積層した 4層膜構造の反射防止膜 7 を形成して構成される。第 1層膜の酸化チタン膜 3の膜厚は 1 3 n m、第 2層膜の酸化シリコン膜 4の膜厚は 2 0 n m、第 3層膜の酸化チタン膜 5の膜厚は 9 8 n m、第 4層膜の酸化シリコン膜 6 の膜厚は 9 2 n mである。この反射防止膜 Ίの光学特性は、平均反射率 R _{a v e} が 0 . 2 8 %、最大反射率 R _{m a x} が 1 . 1 9 % ( いずれも波長 4 5 0 n m〜 6 5 0 n mの波長領域に於いて）である o

反射防止膜 7 は、金属酸化物、金属窒化物のターゲットによるスパッタリング、もしくは金属夕一ゲットによる反応性スパッタリング等の成膜装置を用いて成膜することができる。

反応性スパッタリングによる成膜装置を用いた場合、酸化シリコンの成膜速度が 6 0 n m X m Z m i n、酸化チタンの成膜速度力 1 2 n m X m / i nの時、透明支持体となるフィルムの走行速度 0 . 5 m / m i n ,を得るために必要なカソ一ド（いわゆる夕 —ゲット）数は 8対となる。酸化チタンの成膜速度は遅く、高い成膜速度で透明膜を得るのが困難であるため、膜厚を厚くするにはターゲットを增やす必要があり、以下の構成になる。

カソ一ド数の内訳は、 S i 0 ₂ ( 1 カソ一ド） / T i 0 ₂ ( 5 力ソード） / S i 0 ₂ ( 1 力ソード） / T i 0 ₂ ( 1 力ソード）である。

ところで、上述したように酸化チタン膜、酸化シリコン膜は、金属酸化物、金属窒化物のターゲットによるスパッタリング、もしくは金属タ一ゲットによる反応性スパッタリングを用いて成膜することができるが、中でも高屈折率の透明酸化チタン膜は成膜速度が小さいため、反射防止膜の生産性が低い。なお、金属酸化物、金属窒化物の成膜では、スパッタリングよりも反応性スパッタリングの方が成膜速度が上がる。従って、工業的には、成膜速度の低い高屈折率層をできるだけ薄くすることができる光学設計と膜構造が望まれる。

因みに、典型的な酸化チタンの成膜速度は、チタン材による反応性スパッタリングの場合、酸化シリコン膜の約 1 5 %程度である。例えば、支持体である樹脂フィルムを 1 m Z m i nの走行速度で走行させて酸化チタンを成膜した時、 7〜 1 2 n mの膜厚が得られる。この時、酸化チタンの成膜速度は、 7〜 1 0 n m X m Z m i nとなる。一方、低屈折率層として用いられる酸化シリコン膜は、反応性スパッタリングによって 4 5〜 6 0 n m程度の成膜速度が得られる。このため、反射防止用フィルムの生産性は、成膜速度の小さい高屈折率の酸化チタン膜の膜厚に依存する。

また、反射防止膜を構成する光学膜は、工業的には、上述した金属ターゲトを用いた反応性スパッ夕リングで形成される。しかし、この反応性スパッタリング方法は、支持体からの放出ガスがある場合、成膜が不安定になる。例えば、酸化チタン形成時の酸素'量は 1 0 s c c m前後であるが、支持体からの放出ガス（所謂アウトガス）により活性ガスの供給が過剰になった場合には、成膜速度の変化や光学定数の変化を引き起すため、所望の膜厚や光学特性を得ることが難しい。反射防止膜の透明支持体として樹脂基板を用いたとき、スパッタリング時に多量の水分放出を伴う場合がある。この水分に基くガス放出で成膜室内の残留ガスが増えると成膜速度が低下し、また成膜に悪影響がでる。

—方、従来の反射防止用フィルムは、例えば P E Tフィルムによる支持体上に酸化シリコン膜と酸化チタン膜の 4層膜による反射防止膜を形成した構成では、反射防止用フィルム自体の耐水分透過性が悪い。従って、 C R Tパネル面に貼着して高温、高湿度環境下で反射防止膜あるいは反射防止用フィルム自体の劣化、剝離、脱落が生じる。発明の開示

本発明は、高温高湿度環境の下で優れた信頼性を有する反射防止用基体を備えた表示装置、及び反射防止用基体を提供するものである。

本発明は、生産性に優れた反射防止用基体を備えた表示装置、及び反射防止用基体を提供するものである。

本発明は、精密な光学設計が可能な反射防止用基体を備えた表示装置、及び反射防止用基体を提供するものである。

本発明に係る反射防止用基体は、透明支持体上に、密着改善層となる第 1層膜、水分のバリア層となる第 2層膜、第 3層膜、第 4層膜及び第 5層膜をこの順に積層した積層膜からなり、第 2層膜及び第 4層膜の屈折率を、それぞれ第 3層膜及び第 5層膜の屈折率より高く設定した反射防止膜が形成されて成る。

本発明に係る表示装置は、透明支持体上に、密着改善層となる第 1層膜、水分のバリア層となる第 2層膜、第 3層膜、第 4層膜及び第 5層膜をこの順に積層した積層膜からなり、第 2層膜及び第 4層膜の屈折率をそれぞれ第 3層膜及び第 5層膜の屈折率より高く設定した反射防止膜が形成されてなる反射防止用基体を、表示面に有して成る。

反射防止用基体において、第 2層腠は、可視光領域での屈折率を 1 . Ί〜 2 . 4 とし、物理膜厚を 1 0 n m〜 5 0 n mとした膜により形成するのが望ましい。第 2層膜は、波長 4 5 0 η π！〜 6 5 0 n mの波長領域での減衰係数を 0 . 1以下とした膜により形成するのが望ましい。

第 2層膜は、反応性物理気相成膜法によるシリコン窒化物もしくはシリコン酸窒化物により形成することができる。第 2層膜の水分透過率は 0 . 6 g Z m ² / d a y以下であることが望ましい透明支持体と反射防止膜を含む基体は、波長 4 5 0 η π！〜 6 5 0 n mの波長領域での反射率が 4 . 0 %以下、中心波長 5 5 0 η mの光透過率が 9 0 . 0 %以上、且つ波長 4 5 Q n mと波長 6 5 0 n mでの光透過率が 9 0 . 0 %以上となるように形成するのが望ましい。反射防止膜の表面抵抗は 1 0 ⁹ Ω Ζ Ε:以上であることが望ましい。

第 4層膜は、可視光領域の屈折率を 1 . 9 ~ 2 . 4 とし、物理膜厚を 1 8 n m〜 5 0 n mとした金属酸化物または金属窒化物により形成するのが望ましい。第 4層膜は、第 2層膜とは異なる光. 学膜であり、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル、窒化ニォブ、酸化ジルコニウムから選ばれた 1種類の材料膜を用いることができる。

透明支持体と反射防止膜を含む基体の水分透過率は、 1 g / m ² Z d a y未満であることが望ましい。

密着改善層となる第 1層膜は、物理膜厚を 3 n m〜 1 0 n mとし、可視光領域での光透過率を 8 6 % ~ 9 2 %とした金属酸化物、金属窒化物もしくは金属酸窒化物により形成するのが望ましい本発明の反射防止用基体においては、水分のバリァ層となる第 2層膜を有するので、第 2層膜以後の成膜では透明支持体からの水分放出が抑制され、水分放出に基づく放出ガスが抑制され、安定した膜厚、光学特性が得られる共に、成膜速度も上がる。第 2 層膜と第.4層膜の高屈折率膜が互いに異なる材料膜で形成されるので、第 4層膜の薄膜化ができ、反射防止膜の薄膜化が図れる。本発明の反射防止用基体は、透湿特性が低いので表示装置に適用した場合に、反射防止膜あるいは反射防止用基体自体の劣化、剝離脱落が生じにくい。

本発明に係る反射防止用基体によれば、透明支持体上に高屈折率で水分透過率の低いバリァ層となる第 2層膜を有するので、高温、高湿度環境の下でも信頼性を向上することができる。反応性スパッタリングによる光学膜の成膜時に、バリア層である第 2層膜により透明支持体からの水分放出を抑えることができ、所望の膜厚、光学特性が得られると共に、安定して高速成膜を実現することができる。第 2層膜の高屈折率バリァ層を形成することで、安定した多層光学薄膜を形成でき、精密な光学設計が可能な反射防止用基体.を提供することができる。第 2層.膜と第 4層膜の高屈折率膜が互いに異なる材料膜で形成されるので、第 4層膜を薄膜化することができ、反射防止膜の薄膜化を図ることができる。本発明の反射防止用基体は、成膜速度を高くすることができるので、従来の反射防止用フィルムに比べて生産性を向上することができる。反射防止膜の表面抵抗が高抵抗であるので、チャージアツプし tも電荷が蓄積せず、アース接地機能を設けなくても感電することがない。

本発明に係る表示装置によれば、高屈折率で水分透過率の低いバリァ層を含む反射防止膜を有する反射防止用基体が表示面に設けられるので、高温、高湿度環境下でも反射防止膜あるいは反射防止用基体自体の劣化、剝離脱落を防止でき、表示装置としての信頼性を向上することができる。反射防止膜が高抵抗膜で形成されるので、電荷の蓄積を抑制して人体感電の発生が低減することができ、表示装置の信頼性を向上することができ、且つアース接地機能を省略でき製造コス卜の低減を図ることができる。さらに、吸湿による性能劣化が著しい材料を使用している表示装置においても、本発明の反射防止用基体が低透湿特性を備えているので、使用材料の性能劣化を防止することができ、信頼性の高い表示装置を提供することができる。図面の簡単な説明

図 1 は従来の反射防止用フィルムの例を示す構成図である。図 2 は本発明に係る反射防止用基体の実施の形態を示す構成図乙、、める

図 3 は本実施の形態に係る反射防止用基体の分光透過率を示す特性図である。

図 4 は本発明に係る表示装置の一実施の形態を示す構成図である。

図 5は本発明に係る表示装置の他の実施の形態を示す構成図でめる。

図 6 は本発明に係る表示装置の他の実施の形態を示す構成図である。

図 7 は本発明に係る表示装置の他の実施の形態を示す構成図でめ o 発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図 2 は、本発明に係る反射防止用基体の実施の形態を示す。本実施の形態に係る反射防止用基体 1 1 は、透明支持体 1 2上に密着改善層となる第 1層膜 1 3 と、水分のバリア層となり第 1 の屈折率（高屈折率）を有する第 2層膜 1 4 と、第 2 の屈折率（低屈折率）を有する第 3層膜 1 5 と、第 3の屈折率（高屈折率）を有する第 4層膜 1 6 と、第 4の屈折率（低屈折率）を有する第 5層膜 1 7をこの順に積層した積層膜からなる反射防止膜 1 8を形成して成る。第 2層膜 1 4 の屈折率及び第 4層膜 1 6 の屈折率は、第 3層膜 1 5 の屈折率及び第 5層膜 1 7 の屈折率より高く設定される。バリア層である第 2層膜 1 4及び第 4層膜 1 6 は、高屈折率で且つ高抵抗を有した膜で形成される。また、第 2層膜 1 4 と第 4層膜 1 6 は、互いに異なる光学膜で形成される。

透明支持体 1 2 としては、例えばポリエチレンテレフタレ一ト ( P E T ) 、ポリエチレンナフタレート ( P E N ) 、ァクリル、ボリメチルペンタン ( P M P ) 、ポリカーボネート ( P C ) 、ガラス等を用いることができる。ガラスの場合は、薄板、ガラスコ ― ト膜等を用いることができる。密着改善層となる第 1層膜 1 3 としては、例えば酸化シリコン（ S i O _x ： X = 0 . 1〜 · 0 ) 膜を用いることができる。バリア層となる高屈折率、高抵抗の第 2層膜 1 4 としては、例えば窒化シリコン（S i N ) 膜、酸窒ィヒシリコン（ S i 0 N ) 膜等を用いることができる。低屈折率の第 3層膜 1 5 としては、例えば酸化シリコン（S i 0 ₂ ) 膜等を用いることができる。高屈折率、高抵抗の第 4層膜 1 6 としては、例えば酸化チタン、酸化ニオブ、窒化ニオブ、酸化タンタル、酸化ジルコニウムから選ばれた 1種類の材料膜を用いることができる。例えば、 T i 0 ₂ 、 T i 0 ( X = 0 . 4〜 2 . 0 ) 、 N b 0 ₅ 、 N b N、 T a ₂ 0 ₅ 又は Z r 0 ₂ 等の膜で形成することができる。低屈折率の第 5層膜 1 7 としては、例えば酸化シリコン（ S i 0 ) 膜を用いることができる。

反射防止用基体 1 1 は、透明支持体 1 2 として、ポリェチレンテレフタレ一ト、ポリエチレンナフタレート、アクリル、ポリメチルペンタン、ポリ力一ドネ一ト等の樹脂フィルムを用いたときには反射防止用フィルムとして構成され、透明支持体 1 2 としてガラス等のフィルムの範疇に入らない材料、形態を用いるときは反射防止用基板として構成される。

以下、反射防止用フィルム 1 1に適用して説明する。

密着改善層である第 1層膜 1 3は、光吸収が極力小さいことが望ましく、物理膜厚を 1 0 n m以下にするのが望ましい。例えば、第 1層膜 1 3 は、物理膜厚が 3〜 1 Q n mの金属酸化物、金属窒化物もしくは金属酸窒化物の膜で形成し、可視光領域での光透過率が 8 6 %〜 9 2 %の範囲となるように形成するのが好ましい

。第 1層膜 1 3 に適用できる材料は、例えば、 Z r、 N b、 T i 、 A 1、 C r等の酸化物、窒化物、酸窒化物を用いることができバリァ層である第 2層膜 1 4は、可視光領域の屈折率が 1. 7 〜 2. 4で、物理膜厚が 1 0 η π！〜 5 0 n m程度の膜で形成するのが望ましい。可視光領域での屈折率が 1. 7〜 2. 4を外れると、必要な光学特性が得られない。第 2層膜 1 4の屈折率は、純粋な材料のとき 2. 4まで得られるが、材料組成のバラツキを考慮すると上記の範囲になる。物理膜厚が 1 0 n mより薄くなると光反射率が高くなり、 5 0 n mを超えると成膜速度の影響で高い生産性が得にくい。バリァ層である第 2層膜 1 4 は、透明にするために波長 4 5 0〜 6 5 0 n mの波長領域で、減衰係数を 0. 1 以下にすることが望ましい。 0. 1を超えると、光吸収が大きくなり、光透過率 9 0 %以上が得にくい。第 2層膜 1 4の水分透過率は、 1 日当たり 0. 6 g Zm² (つまり 0. 6 g /in² / d a y ) 以下とする。この値であれば、反射防止用フィルム 1 1を表示装置の表示面に貼着して高温、高湿環境試験を施した場合にも光学膜、あるいは反射防止用フィルム自体が剝離することなく十分に耐えられ、また、光学膜の成膜時にも支持体 1 2からの水分放出が抑えられ、成膜速度、光学特性に悪影響を与えず、高い信頼性が得られる。

第 3層膜 1 5の物理膜厚は、 4 n m〜 8 0 n mとすることができ、屈折率は 1. 4 ~ 1. 5 とすることができる。第 4層膜 1 6 は、可視光領域の屈折率が 1. 9〜 2. 4で物理膜厚が 1 8 n m 〜 5 0 n m程度の膜で形成するのが望ましい。可視光領域での屈折率が 1. 9〜 2. 4を外れると、第 2層膜 1 4 と同様に必要な光学特性が得られない。物理膜厚が 1 8 n mより薄くなると光反射率が高くなり、 5 0 n mを超えると光吸収が高くなり光透過率が下がる。第 5層膜 1 7の物理膜厚は、 8 0 n m〜 1 3 1 n mとすることができ、屈折率は 1. 4〜 1. 5 とすることができる。

透明支持体 1 2 と反射防止膜 1 8を含む反射防止用フィルム 1 1 は、透過色を透明にするために、波長 4 5 0 n m〜6 5 0 n m の波長領域での光反射率を 4 %以下とし、中心波長 5 5 0 n mでの光透過率を 9 0 %以上とし、且つ 4 5 0 n ir！〜 6 5 0 n mの波長領域での光透過率を 9 0？以上となるように形成する。透明支持体 1 2 と反射防止膜 1 8を含む反射防止用フィルム 1 1 の水分透過率は、 1 g /m² / d a y未満に設定することが望ましい。この値であれば、反射防止用フィルム 1 1を表示装置の表示面に貼着して高温、高湿環境試験を施した場合にも光学膜、あるいは反射防止用フィルム自体が剝離することなく十分に耐えられる。

反射防止膜 1 8の表面抵抗、即ち反射防止膜 1 8全体（ 5層分

) の抵抗値は、 1 0 ⁹ Ω /ロ以上に設定するのが好ましい。第 2 層膜 1 4の表面抵抗は 1 0 ^ΩΖ口以上とすることができ、第 4 層膜 1 6 の表面抵抗は 1 0 ⁹ Ω /口以上とすることができる。第 3層膜 1 5、第 5層膜 1 7は、誘電体膜（例えば S i 0₂ ) であり、必然的に高抵抗膜となる。第 1層膜 1 3は、接着層であって完全な酸化物ではないが、膜厚が非常に薄く高抵抗膜となる。表面抵抗（いわゆるシ一ト抵抗）が 1 0 ⁹ Ω /口以上とすると、反射防止用フィルムに電荷の蓄積が抑制され、アース接地機能を設けずとも人体への感電が生じにくい。

透明支持体 1 2上に形成する反射防止膜 1 8の各光学薄膜は、反応性スパッタリング法、スパッタリング法、真空蒸着法、 C V D (化学気相成長）法等で形成することができる。中でもマグネ 'ト口ン反応性スパッタリング等の反応性物理気相成膜法により成膜するのが、生産性の点からも好ましい。

反射防止用フィルム 1 1の作成法の一例を示す。透明支持体 1

2 の表面を 0₂ 、 A r、 N 2 の雰囲気中、或いは 0₂ 、 A r、 N 2 から選ばれた 1種あるいは 2種の雰囲気中でグロ一放電処理を行い、支持体 1 2表面を活性化させる。続いて、支持体 1 2 と反射防止膜 1 8 との強い付着力を得るために、第 1層膜 1 3 として例えば S i 0 X 膜を成膜する。 S i O _x 膜 1 3 は、わずかに光学吸収があるため、透明光学膜としては膜厚 1 0 n m以下にすることが望ましい。第 1層膜 1 3 の光学吸収は極力小さいことが望ましい。第 1層膜 1 3を単層膜で形成した場合の適正条件範囲は、高透過率として実現可能な光透過率 & 6 %〜 9 2 %を示す領域が望まじい。

ノくリァ層となる高屈折率、高抵抗の第 2層膜 1 4 は、反応性スパッタリングで成膜する。構成材料は、ポロン（B ) ドープのシリコンターゲットをァルゴン（ A r ) と窒素（N ₂ ) の雰囲気中で反応性スパ、ソタリングして成膜した窒化シリコン膜が望ましい。窒化シリコン膜は、導入窒素ガス流量の変化に対して光学定数の変動が小さいため、広い成膜条件で高透明、高屈折率、高抵抗を安定して示す光学膜として機能する。窒化シリコン膜は、バリァ性を持つことで、支持体 1 2表面からの放出ガスの影響を抑制できるので、安定してその後の光学膜を成膜することができる。

低屈折率の第 3層膜 1 5 は、低屈折率材料としてボロン（ B ) ド一プのシリコン夕一ゲットをアルゴン（ A r ) 'と酸素（ 0 ₂ ) の雰囲気中で反応性スパッタリングして成膜した酸化シリコン（ S i 0 ₂ ) 膜にて形成する。第 4層膜 1 6 は、高屈折率、高抵抗の膜で形成する。第 4層膜 1 6 としては、チタン（T i ) タ一ゲット、酸化チタン（T i 〇 _x ： X = 0 . 4〜 2 . 0 ) ターゲットを用いてアルゴン（A r ) と酸素（0 ₂ ) の雰囲気中で反応性スノ、。ッタリングにより成膜した酸化チタン膜が望ましい。低級酸化物（T i O x ) の夕一ゲットを用いて反応性スバッタリングで完全酸化物とした膜は、光学特性が良い場合もある。金属ターゲットを用いずに、酸化物夕一ゲットを用いた場合には成膜速度が低いため、高い生産性を期待することができない。第 5層膜 1 7 は、低屈折率膜で形成する。第 5層膜 1 7は、第 3層膜 1 5と同様にボロン（ B ) ド一プのシリコンターゲットによる反応性スパッ夕リングで成膜した酸化シリコン（ S i 0₂ ) 膜で形成するのが望ましい。工業的には、反応性スパッ夕リング法を用いることで、高生産性が期待できる。

表 1は、本実施の形態に係る反射防止用フィルム 1 1の成膜条件の一例を示す。但し、光学膜の成膜条件は、それぞれ 1カソード（ターゲット）のときである。表 1中、プラズマ処理とは支持体となる樹脂基板の表面をプラズマ処理で洗浄、活性化し、光学膜の被着を良好にする為の処理である。走行速度は樹脂基板（フイルム状体）の走行速度である。

〔表 1〕

本実施の形態の一具体例として、透明支持体 1 2上に、第 1層膜 1 3として膜厚 5 n mの S i O_x 膜、第 2層膜 1 4として膜厚 2 O nmの S i N膜、第 3層膜 1 5 として膜厚 4 l nmの S i O ₂ 膜、第 4層膜 1 6 として膜厚 2 5 nmの T i 0₂ 膜及び第 5層膜 1 7として膜厚 l l O nmの S i 0₂ 膜を成膜して、反射防止 '用フィルム 1 1を構成する。この構成の反射防止用フィルム 1 1 では、波長 4 5 0 ηπ！〜 6 5 0 n mの波長領域において、平均反射率 R_ave が 0. 2 8？、最大反射率 R_max が 0. 9 8 %の光学特性が得られる。前述の力ソード (ターゲツト）条件で、当該光学膜を作成すると、窒化シリコンの成膜条件が 1 3 n m x m / m i nの時、 8対の力ソードで走行速度 1 . O m Z m i nが得られる o

力ソードの内訳は、 S i 0 2 ( 2 力ソード） / T i 0 ₂ ( 2力ソード） / S i 0 2 ( 2 力ソード） / S i N ( 1 力ソード） / S i O x ( 1 力ソード) /支持体となる。以上から、本実施の形態の反射防止用フィルム 1 1を用いることにより、従来の生産性が低いという問題が解決できる。

表 2 は、この具体例の反射防止用フィルム 1 1の光学特性、各光学膜の屈折率、をまとめて示す。

〔表 2〕

図 3 は、上記具体例に係る反射防止用フィルム 1 1 の分光透過率を示す。

波長 4 5 0 n m〜 6 5 0 n mの波長領域で光透過率が 9 0 %以上、中心波長の 5 5 0 η で 9 5 %の光透過率が得られている。

反応性スパッタリングの場合、成膜時の残留ガス成分は物理的に重要な意味をもつ。酸化チタンのような酸素濃度によつて成膜速度や光学定数が変化するものについては、残留ガスを少なくする必要がある。多量の残留ガスは成膜速度の著しい低下を生じる。また、逆に少ない場合には、光学的に光吸収が発生し、透明膜を形成することが難しい。特に、透明支持体 1 2 としてプラスチック基板を用いたときには、スパッ夕リング時に多量の水分放出を伴う場合がある。このときの対策としては、予め樹脂基板を乾燥させることでガス放出をある程度抑制できる。しかし、スパッタリングプロセス中のプラズマ輻射による温度上昇、及びその影響を受けたガス放出は、抑制することが難しい。とりわけ、フィルム基板の場合には連続して基板がプロセスに投入されるために、スパッ夕リング中の残留ガスの変動が連続的に発生する。

本実施の形態の反射防止用フイルム 1 1で使用される各光学膜の水分透過性を表 3に示す。

〔表 3〕

表 3では、透明支持体用の所謂ハ一ドコート P E T (H C— P E T) 基板、光学膜の S i N膜、 T i 0₂ 膜、 T i O_x 膜、 S i Ox 膜の各透湿度（gZm² / d a y) を測定した。各光学膜はハードコート p E T基板上に形成した状態での透湿度である。ハ — ドコート P E T基板は、厚さ 1 8 8 mの P E T基板の表面に厚さ 6 mのハ一ドコ一ト膜を形成して構成される。 S i N膜、 T i 0₂ 膜及び T i Ox 膜の各膜厚は、 4 0 nmである。 S i 0 X 膜の膜厚は、 5 nmである。表 3中の σは分散（いわゆるバラツキの値）、 ηは測定ポイント数である。

表 3に示されるように、一般的に使用される酸化チタン膜の水分透過率は、 Ρ Ε Τ基板に近い特性を有し水分透過率が高い。これに対して、本実施の形態で用いられる窒化シリコン膜は、水分透過率が酸化チタン膜の 1 0分の 1以下と低く、基板（透明支持体）からのガス放出を抑制することができる。従って、本実施の形態においては、バリァ層である第 2層膜 1 4を形成した後の多層膜の形成において反応性スパッタリングを安定化、高速化させることができる。さらに、第 2層膜 1 4 にノリァ層を形成することで、高温、高湿度環境の下で優れた信頼性を有する反射防止膜力得られる。'

上述したように、本実施の形態に係る反射防止用フィルム 1 1 によれば、高透明、高抵抗特性を反射防止膜に与え、 .水分バリア性を付加することで、高品質の反射防止用フィルムを提供できる本実施の形態の反射防止用フィルム 1 1では、透明支持体 1 2 上に各光学膜を形成して構成されるが、特に第 2層膜に高屈折率で水分透過率の低いバリァ層 1 4を形成することにより、高温、高湿度環境の下で優れた信頼性を有する反射防止膜が得られる。また、反応性スパッ夕リングによる光学膜の成膜時に、バリァ層である第 2層膜 1 4により、透明支持体 1 2からの水分放出が抑えられて放出ガスが抑制され、所望の膜厚、光学特性を得ることができると共に、安定して高速成膜を実現することができる。第

2層膜 1 4 の高屈折率バリァ層を形成することで、安定した多層光学薄膜を形成でき、精密な光学設計が可能な反射防止用フィルムを提供することができる。

それぞれ高屈折率である第 2層膜 1 4 と第 4層膜 1 6 は、互いに異なる材料で形成されるので、第 4層膜 1 6 の例えば T i 〇 2 膜を、従来例の第 3層膜 5の T i 0 ₂ 膜（第 7参照）より薄く形成することができ、反射防止膜 1 8の薄膜化が可能になる。

また、本実施の形態の反射防止用フィルム 1 1 は、成膜速度が高いので、従来の反射防止用フィルムに比べて生産性を高めることができる。例えば従来の 6層以上の多層膜構造の反射防止用フィルムに比べて生産性の改善が図れる。

上述の本実施の形態の反射防止用フィルム 1 1 は、表示装置に適用して好適である。適用できる表示装置としては、陰極線管を備えたテレビジョン受像機、投射型表示装置（いわゆるプロジヱクタ）、プラズマディスプレイ ( P D P ) 、コンピュータデイスプレイ、ノートバソコンゃ携帯端末用途の T F T液晶ディスプレィ、有機 E Lディスプレイ、フィールドエミッシヨンディスプレィ（ F E D ) 、例えば有機 E Lあるいは無機 E L等を使用したフイルムディスプレイ、その他等の表示装置が挙げられる。

前述したように、表示装置の表面は、周囲の写り込みを低減したりコントラスト改善等、高画質を実現するために反射防止膜が必要である。上記のいずれの表示装置についても、反射防止コ— トと呼ばれる表面処理を施すことで画質を改善することが可能である。近年では、可搬性に適したディスプレイが商品化され、小型、軽量化された表示装置を屋内、屋外で使用する場面が想定される。画面の視認性を向上させるために、不要散乱反射光を低減し、なお且つ映像信号を劣化させることがなく、視認者に伝達するとが重要である。

低反射と信号劣化抑制を同時に実現するためには、可視光領域で低反射特性をもち、フラットな高透過特性を実現することと等価である。加えて、工業的には高生産性、高信頼性を実現することが反射防止膜に要求される性能である。信頼性の低い反射防止膜は、ボインティングデバイス、清掃治具等との物理的接触によつて、支持体上に形成された光学膜の積層体の破壊、剝離脱落が生じ、不要散乱光の増加と映像信号の劣化の原因となり、表示装置の品質劣化を引き起こす。反射防止膜を構成する光学薄膜は、前述したようにスパッタリング法、真空蒸着法、 C V D法等で形成される。光学薄膜の形成は、膜形成プロセス、構成する材料形成方法、成膜装置の構成 · 性能によつて制約を受ける。構成する材料とその組み合わせは、' 生産性、信頼性に関したパフォーマンスを左右する。反射防止用フィルムに用いられる透明支持体には、前述したように P E T， P E N , アクリル， P M P， P C , ガラス等があるが、中でも P E T， P C , P E N等の樹脂基板を使用した場合、その上に形成される各光学膜の持つ役割は、反射防止用フィルムの性能を決定付ける。

前述したように、光学膜の支持体として樹脂基板を用いた場合、水分に代表される環境雰囲気中の成分の吸収、放出現象、温度変化などにより樹脂基板が変質し、それに伴い反射防止用フィルムの劣化が進行する。樹脂基板への水分等の吸着現象は、表面のバリア層を形成することにより抑制で'きる。表示装置が吸湿による性能劣化が著しい材料を使用している場合、反射防止用フィルムには低透湿度特性を備えることが望ましい。

各光学膜は、高抵抗膜で構成されることが重要である。光学膜が低抵抗膜である場合には、導電膜中に誘起された電荷をアースに導く機能が不可欠になる。アース接地が不十分な場合には、導電体に蓄積した電荷により感電が発生する可能性が生じる。高抵抗体の場合には、電荷の蓄積、移動は抑制されるため、表示装置表面と人体間で瞬時に大量の電荷移動で生じる感電が発生する可能性は低くなる。光学膜が高抵抗膜である場合には、アース接地を省くことが可能になり、表示装置としてコスト低減効果が生じ o

前述したように、上述の本実施の形態に係る反射防止用フィルム 1 1 は、之等の要求を備えている。本反射防止用フィルム 1 1 を貼着した表示装置では、可視光領域で低反射特性を有し、且つ ' フラットな光透過特性を得て、高品質の画像を表示することができる。

図 4 は、本発明の表示装置の一実施の形態を示す。本実施の形態に係る表示装置は、陰極線管 2 1を備えた表示装置に適用した場合である。本実施の形態においては、カラ一用あるいは単色用等の陰極線管 2 1の表示面となるパネル表面に、例えば紫外線硬化樹脂（以下、 U V樹脂という）、粘着材等による接着層 2 2 を介して上述した透明支持体 1 2上にバリァ層を含む 5層膜構造の反射防止膜 1 8を成膜してなる本発明の反射防止用フィルム 1 1 を貼着して成る。この陰極線管 2 1がセッ卜に組み込まれて表示装置が構成される。

図 5 は、本発明の表示装置をプラズマディスプレイに適用した場合の他の実施の形態を示す。プラズマディスプレイは各種の構成があり、図 5はその一つの例である。本実施の形態に係るブラズマディスプレイ 2 4 は、プラズマディスプレイパネル（ P D P ) を構成する表示側のパネルガラス、即ちガラス基板 2 5の内面に粋状の黒色印刷層 2 6 を形成すると共に、赤外線遮断フィルム 2 7及び電磁波シールドメッシュ 2 8を形成し、ガラス基板 2 5 の外面に例えば U V樹脂、粘着材等による接着層 2 9を介して上述した透明支持体 1 2上にバリァ層を含む 5層膜構造の反射防止膜 1 8を成膜してなる本発明の反射防止用フィルム 1 1を貼着して成る。なお、電磁波シールドメッシュ 2 8 は、例えば銅、鉄、ニッケル合金、フェライト等から形成される。このプラズマディスプレイパネルがセットに組み込まれて表示装置、いわゆるブラズマディスプレイが構成される。

図 6 は、本発明の表示装置をリアプロジェクタに適用した場合の他の実施の形態を示す。なお、同図はリアプロジヱクタを構成する、表示面となるコントラストスクリ一ンを示す。

本実施の形態においては、リアプロジェクタ用のスクリーン本体となるプラスチック基板 3 2の一面（観る側の面）に枠状の黒色印刷層 3 3を形成すると共に、 U V樹脂、粘着材等による接着層 3 4を介して上述した透明支持体 1 2上にバリァ層を含む 5層膜構造の反射防止膜 1 8を成膜してなる本発明の反射防止用フィルム 1 1 Aを貼着し、プラスチック基板 3 2 の他面（映像が投射される側の面）に同様に接着層 3 4を介して本発明の反射防止用フイノレム 1 1 Bを貼着してリアプロジェクタ用のコントラストスクリーン 3 5が構成される。このコントラストスクリーン 3 5がプロジヱクタ本体に組み込まれて表示装置、いわゆるリアプロジェク夕が構成される。

なお、図示せざるも、同様にして、コンピュータディスプレイ、ノートパソ,コンゃ携帯端末用途の T F T液晶ディスプレイ、有機 E Lディスプレイ、フィールドェミッションディスプレイ（ F

E D ) 、フィルムディスプレイ等の表示装置の表示面に本発明の反射防止用フィルム 1 1 を貼着して高画質の得られる表示装置を構成することができる。

本実施の形態に係る表示装置によれば、高透明、高抵抗、低透湿特性を有する反射防止用フィルム 1 1が表示面に貼着されるので、高品質、高信頼性を有する表示装置を提供することができる。特に、高温、高湿度環境下でも反射防止膜 1 8あるいは反射防止用フィルム 1 1 自体の劣化、剝離、脱落を防止でき、また、反射防止膜が高抵抗膜で形成されるので.、電荷の蓄積を抑制して人体感電の発生が低減することができ、表示装置の信頼性を向上することができる。且つアース接地が省略できるので、製造コストの低減を図ることができる。さらに、，例えば有機 E L層等の吸湿による性能劣化が著しい材料を使用している表示装置においても、本発明の反射防止用フィルム 1 1が低透湿特性を備えているので、使用材料の性能劣化を防止することができ、信頼性の高い表示装置を提供することができる。

図 7 は、反射防止用フィルムの光学膜の連続成膜を可能にした反応性スパッタリング装置の要部を示す。本実施の形態の反応性スパッタリング装置 4 1 は、スパッ夕リング室 4 6内に複数、本例では 3つのキャン 4 2 C 4 2 A , 4 2 B , 4 2 C〕を配置し、各キャン 4 2 A , 4 2 B , 4 2 Cに夫々対向するように光学膜の成膜に必要な複数の夕一ゲット 4 3を配置して成る。ターゲット ,4 3 は、キャン 4 2 〔 4 2 A， 4 2 B , 4 2 C ) において必要に応じて同じ材料の夕一ゲットを複数個、例えば 4〜 5個、異なる材料のターゲット等を選択的に配置するとができる。各キャン 4 2間には気密的な仕切り部材 4 4を設け、仕切り部材 4 4で囲ま •れた領域に選択的に不活性ガス、反応ガスを供給出来るようになす。そして、透明支持体となる透明フィルム 4 5をロール状態からガイドローラ 4 7を介して各キャン 4 2 A， 4 2 B , 4 2 Cに沿わせて連続走行させ、各タ一ゲット 4 3に対向した位置で所要の光学膜を成膜し、順次異なる光学膜を積層して反射防止膜を形成するようになす。なお、その他の構成は、通常の反応性スパッ夕リング装置と同様であるので、説明を省略する。本例では 3キヤン . システムとしたが、 2 キャン · システムも好ましい。この装置 4 1 によれば、連続して反射防止用フィルム 1 1を作成することができる。

上例では、反射防止用基体を、反射防止用フィルムに適用した場合については詳述したが、透明支持体 1 2 として例えばガラスを用いた反射防止用基板にも適用できる。ガラス等の透明基板上に反射防止膜 1 8を成膜して成る反射防止用基板は、例えば表示装置を構成するガラス等の透明パネルに兼用することも可能にな C CO

n

Claims

請求の範囲

1. 透明支持体上に、密着改善層となる第 1層膜、水分のバリア層となる第 2層膜、第 3層膜、第 4層膜及び第 5層膜をこの順に積層した積層膜からなり、前記第 2層膜及び第 4層膜の屈折率を、それぞれ前記第 3層膜及び第 5層膜の屈折率より高く設定した反射防止膜が形成されて成ることを特徵とする反射防止用 1本。

2. 前記第, 2層膜が、可視光領域での屈折率を 1. 7 ~ 2. 4 とし、物理膜厚を 1 0 n m〜 5 0 n mとした膜により形成されて成ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射防止用基体 o

3. 前記第 2層膜が、波長 4 5 0 n m〜 6 5 0 n mの波長領域での減衰係数を 0. 1以下とした膜により形成されて成ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射防止用基体。

4. 前記第 2層膜が、反応性物理気相成膜法によるシリコン窒化物もしくはシリコン酸窒化物により形成されて成ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射防止用基体。

5. 前記第 2層膜の水分透過率が 0. 6 g /m² / d a y以下であることを特徵とする請求の範囲第 1項記載の反射防止用基体 o

6. 前記透明支持体と前記反射防止膜を含む基体の波長 4 5 0 η m〜 6 5 0 n mの波長領域での反射率が 4. 0 %以下、中心波長 5 5 0 n mの光透過率が 9 0. 0 %以上、且つ波長 4 5 0 η mと波長 6 5 0 n mでの光透過率が 9 0. 0 %以上であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射防止用基体。

7. 前記反射防止膜の表面抵抗が 1 0 ⁹ Ω /口以上であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射防止用基体。

8. 前記第 4層膜が、可視光領域の屈折率を 1. 9 〜 2. 4 とし、物理膜厚を 1 8 n m〜 5 0 n mとした金属酸化物または金属窒化物により形成されて成ることを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の反射防止用基体。

. 前記第 4層膜が、前記第 2層膜とは異なる光学膜であり、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化夕ンタル、窒化ニオブ、酸化ジルコニゥムから選ばれた 1種類の材料で形成されて成ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射防止用基体。

0 . 前記透明支持体と前記反射防止膜を含む基体の水分透過率が 1 g Z m ² / d a y未満であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射防止用基体。

1 . 前記密着改善層となる第 1層膜が、物理膜厚を 3 n m〜 1 0 n mとし、可視光領域での光透過率を 8 6？〜 9 2 %とした金属酸化物、金属窒化物もしくは金属酸窒化物により形成されて成ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射防止用基体。

2 . 透明支持体上に、密着改善層となる第 1層膜、水分のバリァ層となる第 2層膜、第 3層膜、第 4層膜及び第 5層膜をこの順に積層した積層膜からなり、前記第 2層膜及び第 4層膜の屈折率を、それぞれ前記第 3層膜及び第 5層膜の屈折率より高く設定した反射防止膜が形成されてなる反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徴とする表示装置。

3 . 前記第 2層膜が可視光領域の屈折率を 1 . 7〜 2 . 4 とし、物理膜厚を 1 0 n m〜 5 0 n mとした膜により形成されてなる前記反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徵とする請求の範囲第 1 2項記載の表示装置。

4 . 前記第 2層膜が波長 4 5 0 n m〜 6 5 0 n mの波長領域での減衰係数を Q . 1以下とした膜により形成されてなる前記反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徵とする請求の範囲第 1 2項記載の表示装置。

1 5. 前記第 2層膜が反応性物理気相成膜法によるシリコン窒化物もしくはシリコン酸窒化物により形成されてなる前記反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徵とする請求の範囲第 1 2項記載の表示装置。

1 6. 前記第 2層膜の水分透過率が 0. 6 g /m² / d a y以下である前記反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の表示装置。

1 7. 前記透明支持体と前記反射防止膜を含む基体の波長 4 5 0 n m〜 6 5 0 n mの波長領域での反射率が 4. 0 %以下、中心波長 5 5 0 n mの光透過率が 9 0. 0 %以上、且つ波長 4 5 0 n mと波長 6 5 0 n mでの光透過率が 9 0. 0 %以上である前記反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徵とする請求の範囲第 1 2項記載の表示装置。

1 8. 前記反射防止膜の表面抵抗が 1 0 ⁹ Ω /ロ以上である前記 • 反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の表示装置。

1 9. 前記第 4層膜が可視光領域での屈折率を 1. 9〜 2. 4 とし、物理膜厚を 1 8 n m〜 5 0 n mとした金属酸化物または金属窒化物により形成されてなる前記反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の表示

2 0. 前記第 4層膜が前記第 2層膜とは異なる光学膜であり、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル、窒化ニオブ、酸化ジルコニゥムから選ばれた 1種類の材料により形成された前記反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徵とする請求の範囲第 1 2項記載の表示装置。

2 1. 前記透明支持体と前記反射防止膜を含む基体の水分透過率が 1 g Z m ² / d a y未満である前記反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の表 2 . 前記密着改善層となる第 1層膜が、物理膜厚を 3 n m〜 1

0 n mとし、可視光領域での光透過率を 8 6 %〜 9 2 %とした金属酸化物、金属窒化物もしくは金属酸窒化物により形成されてなる前記反射防止用基体を、表示面に有して成ることを特徵とする請求の範囲第 1 2項記載の表示装置。