JP2019015965A - 微細凹凸積層体及びその製造方法、並びに、カメラモジュール搭載装置 - Google Patents

微細凹凸積層体及びその製造方法、並びに、カメラモジュール搭載装置 Download PDF

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Abstract

【課題】薄型化が達成され、反射防止性能に優れ、且つ、短波長の光の散乱や吸収を抑制することが可能な、微細凹凸積層体の提供。
【解決手段】基板と、第1透明有機物層と、第2透明有機物層とがこの順で積層されており、前記第1透明有機物層は、前記第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有し、前記第2透明有機物層は、両面に微細凹凸構造を有し、前記第1透明有機物層及び前記第2透明有機物層からなる複合層の厚みが15μm以下である、ことを特徴とする、微細凹凸積層体。
【選択図】図1

Description

本発明は、微細凹凸積層体及びその製造方法、並びに、カメラモジュール搭載装置に関するものである。
液晶ディスプレイなどの表示装置や、カメラなどの光学装置においては、外部からの光の反射による視認性・画質の悪化(色ムラ、ゴースト等の発生)を回避するために、表示板やレンズ等の基材における光の入射面に対し、反射防止処理が施されることが多い。この反射防止処理の方法としては、従来より、光の入射面に微細凹凸構造を形成して、反射率を低減する方法が知られている。
反射防止処理の技術として、例えば、特許文献1は、基材と、中間層と、最表層とを有する積層構造体であって、最表層の表面に微細凹凸構造を設けるとともに、基材表面の押し込み弾性率及び最表層側表面の押し込み弾性率の適正化が図られた積層構造体が、反射防止フィルムなどとして有用であり、表示装置等の表面に貼り付け可能であることを開示している。
特開2015−054402号公報
ここで、電子機器用途を考慮した場合、反射防止フィルム等の物品に対しては、薄型化(例えば、15μm以下)が求められる。
しかしながら、上記の特許文献1の構造体は、問題なく形成するために、最表層及び中間層の膜厚の合計を25μm以上とする必要があり、薄型化の観点で改良の余地があった。
また、特にセンサーの前面に設置するカバーフィルムや、カメラモジュールセンサーの前面に設置するカバーフィルムは、光、特には短波長の光の散乱や吸収があると、光が十分に入射せず、センサーが良好に作動しない問題が起こる。そのため、上述したフィルム等の物品に対しては、反射防止の機能に加えて、光、特には短波長の光の散乱や吸収を低減することが求められていた。
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、薄型化が達成され、反射防止性能に優れ、且つ、短波長の光の散乱や吸収を抑制することが可能な、微細凹凸積層体及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、色ムラやゴースト等の発生が抑制された撮像画像を得ることができる、カメラモジュール搭載装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
<1>
基板と、第1透明有機物層と、第2透明有機物層とがこの順で積層されており、
前記第1透明有機物層は、前記第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有し、
前記第2透明有機物層は、両面に微細凹凸構造を有し、
前記第1透明有機物層及び前記第2透明有機物層からなる複合層の厚みが15μm以下である、
ことを特徴とする、微細凹凸積層体である。
<2>
前記第2透明有機物層の両面の微細凹凸構造が、それぞれ、可視光波長以下のピッチを有する凹凸パターンからなる、<1>に記載の微細凹凸積層体である。
<3>
前記第2透明有機物層の微細凹凸構造ではない部分の厚みが250nm以下である、<1>又は<2>に記載の微細凹凸積層体である。
<4>
前記第1透明有機物層及び前記第2透明有機物層が、前記基板の表面の一部にのみ積層されている、<1>〜<3>のいずれかに記載の微細凹凸積層体である。
<5>
前記基板の可視光波長範囲内の屈折率をn、前記第1透明有機物層の可視光波長範囲内の屈折率をn、前記第2透明有機物層の可視光波長範囲内の屈折率をnとしたときに、以下の式(1)及び式(2):
<n ・・・(1)
2n−n≦n≦2n−n ・・・(2)
を満たす、<1>〜<4>のいずれかに記載の微細凹凸積層体である。
<6>
更に、以下の式(3):
2n−n<n<n ・・・(3)
を満たす、<5>に記載の微細凹凸積層体である。
<7>
前記基板の可視光波長範囲内の屈折率をn、前記第1透明有機物層の可視光波長範囲内の屈折率をn、前記第2透明有機物層の可視光波長範囲内の屈折率をnとしたときに、以下の式(4)、式(5)及び式(6):
−0.002≦n−n≦0.002 ・・・(4)
<n ・・・(5)
<n ・・・(6)
を満たす、<1>〜<4>のいずれかに記載の微細凹凸積層体である。
<8>
前記第2透明有機物層側からの光の反射スペクトルにおいて、波長400〜750nmの範囲で、1nmごとに、前後25nmの反射率の値を用いて波長移動平均値を算出し、前記波長移動平均値と前記スペクトルの値との差分絶対値をそれぞれ算出したときに、それらの平均値が0.020%以下である、<1>〜<7>のいずれかに記載の微細凹凸積層体である。
<9>
前記第1透明有機物層の波長550nmにおける屈折率nが、1.480以上1.580以下である、<1>〜<8>のいずれかに記載の微細凹凸積層体である。
<10>
カメラモジュール搭載装置に用いられる、<1>〜<9>のいずれかに記載の微細凹凸積層体である。
<11>
<1>〜<10>のいずれかに記載の微細凹凸積層体の製造方法であって、
表面に微細凹凸構造を有する2枚の保持フィルムで、UV硬化性樹脂Aを挟持し、圧着する挟持圧着工程と、
挟持されたUV硬化性樹脂AをUV光の照射により硬化し、両面に微細凹凸構造を有する第2透明有機物層を形成する硬化A工程と、
前記第2透明有機物層から一方の保持フィルムを剥離する第1剥離工程と、
一方の保持フィルムが剥離された前記第2透明有機物層を、UV硬化性樹脂Bを介して、剥離した面を接触させるように基板に積層し、他方の保持フィルム側から押圧する積層押圧工程と、
前記第2透明有機物層を押圧した状態で、前記UV硬化性樹脂BをUV光の照射により硬化し、前記第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有する第1透明有機物層を形成する硬化B工程と、
前記第2透明有機物層の押圧を解除し、前記第1透明有機物層により前記基板に固着した第2透明有機物層を、前記第1透明有機物層による固着箇所以外の第2透明有機物層から分離しながら、前記他方の保持フィルムから剥離させる第2剥離工程と、
を含むことを特徴とする、微細凹凸積層体の製造方法である。
<12>
カメラモジュールと、表示板とを備え、
前記表示板は、その表面の少なくとも一部に積層された第1透明有機物層と、前記第1透明有機物層上に積層された第2透明有機物層とを含み、
前記第1透明有機物層は、前記第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有し、
前記第2透明有機物層は、両面に微細凹凸構造を有し、
前記第1透明有機物層及び前記第2透明有機物層からなる複合層の厚みが15μm以下であり、
前記カメラモジュールは、前記第2透明有機物層と向かい合うように設置されている、
ことを特徴とする、カメラモジュール搭載装置である。
本発明によれば、薄型化が達成され、反射防止性能に優れ、且つ、短波長の光の散乱や吸収を抑制することが可能な、微細凹凸積層体及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、色ムラやゴースト等の発生が抑制された撮像画像を得ることができる、カメラモジュール搭載装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体を示す模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の第1透明有機物層を示す模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の第2透明有機物層を示す模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の製造方法における、一工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の製造方法における、一工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の製造方法における、一工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の製造方法における、一工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の製造方法における、一工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の製造方法における、一工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の製造方法における、一工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の製造方法における、一工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係るカメラモジュール搭載装置の、カメラモジュール近傍を示す模式概要図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の画像図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の、光の反射スペクトルを示す模式図である。
以下、本発明を、実施形態に基づき詳細に説明する。
(微細凹凸積層体)
本発明の微細凹凸積層体は、基板と、第1透明有機物層と、第2透明有機物層とがこの順で積層されており、第1透明有機物層は、第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有し、第2透明有機物層は、両面に微細凹凸構造を有し、第1透明有機物層及び前記第2透明有機物層の厚みの合計が15μm以下である、ことを特徴とする。
以下、本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体(以下、「本実施形態の微細凹凸積層体」と称することがある。)について、図1等を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態の微細凹凸積層体100は、基板101と、2つの透明有機物層からなる層、即ち、第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120からなる複合層(以下、単に「複合層」と称することがある。)130を備える。第1透明有機物層110は、基板101上に積層され、第2透明有機物層120は、第1透明有機物層110上に積層される。また、第1透明有機物層110は、第2透明有機物層120側の表面に微細凹凸構造110aを有する。更に、第2透明有機物層120は、第1透明有機物層110側の表面に微細凹凸構造120aを有するとともに、その反対側の表面に微細凹凸構造120bを有する。そして、本実施形態の微細凹凸積層体100は、上述した構成を有するため、高い反射防止性能を発揮するとともに、短波長の光の散乱や吸収を抑制することができる。
加えて、本実施形態の微細凹凸積層体100は、複合層130の厚みが、15μm以下であり、薄型化が達成されている。この点に関し、従来技術においては、微細凹凸構造を有する層を積層させてなる構造体がいくつか開発されてきたものの、そのような構造体は、実際には、層厚を15μm以下とすることができていなかった。しかしながら、本実施形態の微細凹凸積層体100は、例えば、後述する本発明の微細凹凸積層体の製造方法を用いて製造することにより、微細凹凸構造110a、120a、120bを保持しつつ、複合層130の厚みを15μm以下とすることができる。また、本実施形態の微細凹凸積層体100は、更なる薄型化を図る観点から、第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120からなる複合層130の厚みが、10μm以下であることが好ましく、また、0.6μm以上であることが好ましい。
ここで、複合層130の厚みとは、第2透明有機物層120における微細凹凸構造120bのうち最も高い凸部の頂点と、第1透明有機物層110における基板101と接触する点との、積層方向の距離を指すものとする。
なお、本明細書において「透明」とは、可視光帯域(おおよそ360nm〜830nm)に属する波長の光の透過率が高いことを意味し、例えば、当該光の透過率が70%以上であることを意味する。
<基板>
本実施形態に用いる基板101を構成する材料としては、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ガラス、任意の有機材料で表面をコーティングしたガラス、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等が挙げられる。また、基板101は、透明であることが好ましく、第1透明有機物層が積層される表面は、例えば平坦面とすることができる。ここで、上記の有機材料としては、例えば、ポリイミドが挙げられる。
<第1透明有機物層>
上述の通り、本実施形態に用いる第1透明有機物層110は、第2透明有機物層120側の表面(上面)に、微細凹凸構造110aを有する。即ち、第1透明有機物層110の上面には、微細な凹凸パターン(微細凹凸積層体の厚み方向に凸である凸部及び微細凹凸積層体の厚み方向に凹である凹部)が形成されている。これにより、反射防止性能を向上させることができる。凸部及び凹部は、周期的(例えば、千鳥格子状、矩形格子状)に配置してもよく、また、ランダムに配置してもよい。また、凸部及び凹部の形状は特に制限はなく、砲弾型、錐体型、柱状、針状などであってもよい。
なお、凹部の形状とは、凹部の内壁によって形成される形状を意味する。
第1透明有機物層110の上面の凹凸パターンの平均周期(ピッチ)は、好ましくは可視光波長以下(例えば、830nm以下)であり、より好ましくは350nm以下、更に好ましくは280nm以下であり、また、より好ましくは100nm以上、更に好ましくは150nm以上である。第1透明有機物層110の上面の凹凸パターンのピッチを可視光波長以下とする、言い換えれば、第1透明有機物層110の上面をいわゆるモスアイ構造とすることで、反射防止性能の一層の向上を図ることができる。
ここで、凹凸パターンの平均周期は、隣り合う凸部間及び凹部間の距離の算術平均値である。なお、凹凸パターンは、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)、あるいは断面透過型電子顕微鏡(断面TEM)などによって観察可能である。また、平均周期の算出方法としては、例えば、隣り合う凸部の組み合わせ、及び、隣り合う凹部の組み合わせをそれぞれ複数個ピックアップし、各組み合わせを構成する凸部間の距離及び凹部間の距離を測定し、測定値を平均する方法がある。
また、第1透明有機物層110の上面の凹凸パターンにおける凹部の深さ(凸部の高さ)は、特に制限されないが、好ましくは150nm以上、より好ましくは190nm以上であり、また、好ましくは300nm以下、より好ましくは230nm以下である。
一方、第1透明有機物層110における、凹凸パターンが形成されていない部分、即ちベース部111(図2参照)の厚みは、特に制限されず、好ましくは500nm以上であり、また、好ましくは9000nm以下である。
本実施形態に用いる第1透明有機物層110は、例えば、UV硬化性樹脂から作製することができる。UV硬化性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、UV硬化性アクリル系樹脂、UV硬化性エポキシ系樹脂等が挙げられる。
<第2透明有機物層>
上述の通り、本実施形態に用いる第2透明有機物層120は、第1透明有機物層110側の表面(下面)に微細凹凸構造120aを有するとともに、その反対側の表面(上面)に微細凹凸構造120bを有する。即ち、第2透明有機物層120の両面には、微細な凹凸パターン(微細凹凸積層体の厚み方向に凸である凸部及び微細凹凸積層体の厚み方向に凹である凹部)が形成されている。これにより、反射防止性能を向上させることができる。凸部及び凹部は、周期的(例えば、千鳥格子状、矩形格子状)に配置してもよく、また、ランダムに配置してもよい。また、凸部及び凹部の形状は特に制限はなく、砲弾型、錐体型、柱状、針状などであってもよい。
第2透明有機物層120の下面及び上面の凹凸パターンの平均周期(ピッチ)は、好ましくは可視光波長以下(例えば、830nm以下)であり、より好ましくは350nm以下、更に好ましくは280nm以下であり、また、より好ましくは100nm以上、更に好ましくは150nm以上である。第2透明有機物層120の下面及び上面の凹凸パターンのピッチを可視光波長以下とする、言い換えれば、第2透明有機物層120の下面及び上面をいわゆるモスアイ構造とすることで、反射防止性能の一層の向上を図ることができる。
また、第2透明有機物層120の上面の凹凸パターンにおける凹部の深さ(凸部の高さ)は、特に制限されないが、好ましくは150nm以上、より好ましくは190nm以上であり、また、好ましくは300nm以下、より好ましくは230nm以下である。
一方、第2透明有機物層120における、凹凸パターンが形成されていない部分(微細凹凸構造ではない部分)、即ちベース部121(図3参照)の厚みは、250nm以下であることが好ましい。第2透明有機物層の微細凹凸構造ではない部分の厚みが250nm以下であれば、層間の多重反射に起因する反射スペクトルの振動(リップル)がより小さくなって、色ムラや反射悪化を一層抑制することができる。同様の観点から、第2透明有機物層の微細凹凸構造ではない部分の厚みは、200nm以下であることがより好ましく、100nm以下であることが更に好ましく、50nm以下であることが特に好ましい。一方、第2透明有機物層の微細凹凸構造ではない部分の厚みは、現実性の観点から、0.01nm以上とすることができる。
なお、第2透明有機物層における微細凹凸構造ではない部分の厚みとは、一方の面に形成された最も深い凹部の頂点と、他方の面に形成された最も深い凹部の頂点との、積層方向又は膜厚方向の距離を指すものとする。
第2透明有機物層120の下面の微細凹凸構造120aは、図1に示すように、第1透明有機物層110の上面の微細凹凸構造110aに対応していることが好ましく、また、第1透明有機物層110の上面の微細凹凸構造110aと、隙間なく咬合していることがより好ましい。これにより、第1透明有機物層110と第2透明有機物層120との乖離が抑制されるとともに、高い反射防止性能等の光学性能をより確実に発揮することができる。
なお、第2透明有機物層120の下面の微細凹凸構造120a及び上面の微細凹凸構造120bは、凹部及び凸部の配置態様、凹凸パターンの平均周期、凹部の深さなどが、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
本実施形態に用いる第2透明有機物層120は、例えば、UV硬化性樹脂から作製することができる。UV硬化性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、UV硬化性アクリル系樹脂、UV硬化性エポキシ系樹脂等が挙げられる。
<各層の光学特性など>
本実施形態の微細凹凸積層体100は、基板101の可視光波長範囲内の屈折率をn、第1透明有機物層110の可視光波長範囲内の屈折率をn、第2透明有機物層120の可視光波長範囲内の屈折率をnとしたときに、以下の式(1)及び式(2):
<n ・・・(1)
2n−n≦n≦2n−n ・・・(2)
を満たすことが好ましい。式(1)及び式(2)を全て満たすことにより、層間の多重反射に起因する反射スペクトルの振動(リップル)が小さくなって、色ムラや反射悪化を抑制することができる。
更に、本実施形態の微細凹凸積層体は、式(1)及び式(2)に加えて、以下の式(3):
2n−n<n<n ・・・(3)
を満たすことがより好ましい。式(1)及び式(2)に加えて式(3)を満たすことにより、層間の多重反射に起因する反射スペクトルの振動(リップル)がより小さくなって、色ムラや反射悪化を一層抑制することができる。
一方で、本実施形態の微細凹凸積層体は、以下の式(4)、式(5)及び式(6):
−0.002≦n−n≦0.002 ・・・(4)
<n ・・・(5)
<n ・・・(6)
を満たすこともまた好ましい。式(4)、式(5)及び式(6)を全て満たすことにより、層間の多重反射に起因する反射スペクトルの振動(リップル)がより小さくなって、色ムラや反射悪化を一層抑制することができる。同様の観点から、n=nを満たすことがより好ましい。
なお、可視光波長範囲は、およそ380〜780nmと言われている。この点に関し、本明細書において、上述した式を「満たす」又は上述した式に「適合する」とは、可視光波長範囲内におけるいずれの波長においても、上述した式が成り立つことを指すものとする。
本実施形態の微細凹凸積層体100においては、基板101の波長550nmにおける屈折率nが、1.480以上1.580以下であることが好ましい。nが1.480以上であることにより、光学特性を調整することができ、また、1.580以下であることにより、あっても光学特性を調整することができる。
また、本実施形態の微細凹凸積層体100においては、第1透明有機物層110の波長550nmにおける屈折率nが、1.480以上1.580以下であることが望ましく、さらには1.490以上1.530以下であることが好ましい。nが1.480以上であることにより、第1透明有機物層及び/又は第2透明有機物層の材料がアクリル系樹脂である場合において、光学特性をより容易に調整することができる上、微細凹凸構造をより容易に形成することができる。また、nが1.580以下であることにより、第1透明有機物層及び/又は第2透明有機物層の材料がアクリル系樹脂である場合において、光学特性をより容易に調整することができる上、微細凹凸構造をより容易に形成することができる。
また、本実施形態の微細凹凸積層体100は、実際に、反射スペクトルの振動(リップル)が小さい方が好ましい。具体的に、本実施形態の微細凹凸積層体100は、第2透明有機物層120側からの光の反射スペクトルにおいて、波長400〜750nmの範囲で、1nmごとに、前後25nmの反射率の値を用いて波長移動平均値を算出し、波長移動平均値とスペクトルの値との差分絶対値をそれぞれ算出したときの、それらの平均値(以下、「差分絶対平均値」と称することがある。)が0.020%以下であることが好ましい。差分絶対平均値が0.020%以下であることにより、色ムラや反射悪化が一層抑制される。
なお、差分絶対平均値の調整は、特に制限されず、例えば、基板の屈折率n、第1透明有機物層の屈折率n、及び第2透明有機物層の屈折率nを調節することにより行うことができ、また、例えば、上記の式(1)、式(2)及び式(3)の全てを満たすように調節するなどにより、差分絶対平均値を0.020%以下に調整することができる。更に、差分絶対平均値の調整は、第2透明有機物層の微細凹凸構造ではない部分の厚みを調節することにより行うこともできる。
<微細凹凸積層体の用途>
本実施形態の微細凹凸積層体は、例えば、一構成部材として、カメラモジュール搭載装置に用いることができる。また、本実施形態の微細凹凸積層体は、カメラモジュール搭載装置の中でも、薄型化が求められている装置、例えば、カメラモジュールが搭載されたノート型PC、タブレット型PC、スマートフォン、携帯電話などに、好適に用いることができる。
なお、図1に示すように、本実施形態の微細凹凸積層体100は、第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120が、基板101の表面の一部にのみ積層されていてもよい。このような微細凹凸積層体は、例えば、近年多く流通する、画像を表示するディスプレイ面側に撮像素子が設けられるカメラモジュール搭載装置(例えば、ノート型PC、タブレット型PC、スマートフォン、携帯電話等)におけるディスプレイパネルとして、好適に用いることができる。具体的には、ディスプレイパネルとしての上述した微細凹凸積層体と、カメラモジュールの撮像素子とを、複合層130が撮像素子の直上の領域に配置されるように構成して、カメラモジュール搭載装置を得ることができる。このようなカメラモジュール搭載装置は、反射防止処理が必要最小限に抑えられ、複合層130に起因する高い反射防止効果が得られ、且つ、薄型化が達成される。参考までに、図13に、第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120が基板101の表面の一部にのみ積層された微細凹凸積層体100の画像図を示す。この図では、第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120が、平面視矩形状及び平面視円形状で、基板101の表面の一部に積層されていることが分かる。
なお、本実施形態の微細凹凸積層体が適用されたカメラモジュール搭載装置の詳細については、後述する。
(微細凹凸積層体の製造方法)
本発明の微細凹凸積層体の製造方法は、挟持圧着工程と、硬化A工程と、第1剥離工程と、積層押圧工程と、硬化B工程と、第2剥離工程と、を含む、ことを特徴とする。この方法によれば、表面に微細凹凸構造を有する複合層を破損することなく基板に形成して、反射防止性能に優れ、且つ、短波長の光の散乱や吸収を抑制することが可能な微細凹凸積層体を製造することができる。
以下、本発明の一実施形態に係る微細凹凸積層体の製造方法(以下、「本実施形態の製造方法」と称することがある。)について、図4A〜図4Hを参照して説明する。
<挟持圧着工程>
挟持圧着工程は、表面に微細凹凸構造を有する2枚の保持フィルムで、UV硬化性樹脂Aを挟持し、圧着する工程である。本実施形態の製造方法では、まず、微細凹凸構造を表面に有する2枚の保持フィルム(第1保持フィルム201a及び第2保持フィルム201b)を準備する。次いで、図4Aに示すように、UV硬化性樹脂A(151)を、上述の第1保持フィルム201aと第2保持フィルム201bとで、互いの微細凹凸構造が向かい合うようにして挟持する。なお、UV硬化性樹脂A(151)としては、特に制限されないが、例えば、UV硬化性アクリル系樹脂、UV硬化性エポキシ系樹脂等が挙げられる。また、UV硬化性樹脂A(151)には、必要に応じ、硬化開始剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。
UV硬化性樹脂A151は、粘度が30cps以下であることが好ましい。UV硬化性樹脂A151の粘度が30cps以下であれば、第2透明有機物層の形成時に、より容易に、微細凹凸構造ではない部分の厚みを250nm以下に低減することができる。
ここで、微細凹凸構造を表面に有する保持フィルム201a、201bは、例えば、ベース基材の上に、所定の凹凸パターンを有する微細凹凸層を形成することにより作製することができる。
ベース基材を構成する材料としては、特に制限されないが、透明で且つ破断しにくいものが好ましく、PET(ポリエチレンテレフタレート)、TAC(トリアセチルセルロース)などが挙げられる。
また、ベース基材上への微細凹凸層の形成は、例えば、ベース基材の一方の面上に未硬化のUV硬化性樹脂を塗布する工程、対応凹凸パターンが形成されたロールを上記塗布したUV硬化性樹脂に密着させて、凹凸パターンをUV硬化性樹脂に転写させる工程、上記塗布したUV硬化性樹脂に対してUV光を照射し、硬化する工程、並びに、硬化したUV硬化性樹脂をロールから剥離する工程を含む方法を実施することで、達成することができる。なお、UV硬化性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、UV硬化性アクリル系樹脂、UV硬化性エポキシ系樹脂等が挙げられる。また、UV硬化性樹脂には、必要に応じ、硬化開始剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。
第1保持フィルム201a及び第2保持フィルム201bは、それぞれ、剥離性を高めるために、微細凹凸構造の表面に無機系の材料からなる膜が被覆されていてもよい。
次いで、図4Aに示すように、ロールラミネータ160等の圧着装置により、挟持体を挟持方向に圧着する。ここで、挟持圧着工程では、圧着時の圧力を調節することにより、最終的に得られる第2透明有機物層120の厚みを調整することができる。
<硬化A工程>
硬化A工程は、挟持されたUV硬化性樹脂AをUV光の照射により硬化し、両面に微細凹凸構造を有する第2透明有機物層を形成する工程である。本実施形態の製造方法では、図4Bに示すように、挟持されたUV硬化性樹脂A(151)に対してUV光を照射し、UV硬化性樹脂A(151)を硬化する。UV硬化性樹脂A(151)が硬化することで、図4Cに示すような、両面に微細凹凸構造を有する第2透明有機物層120が形成された保持フィルム積層体250が得られる。なお、硬化A工程は、挟持圧着工程と同じタイミングで行ってもよい。
このようにして得られる第2透明有機物層120の両面の微細凹凸構造は、第1保持フィルム201a及び第2保持フィルム201bの微細凹凸構造と隙間なく咬合することができる。
<第1剥離工程>
第1剥離工程は、第2透明有機物層から一方の保持フィルムを剥離する工程である。本実施形態の製造方法では、図4Cに示す保持フィルム積層体250から、第2保持フィルム201bを剥離して、図4Dに示す状態(片面剥離積層体250’)にする。
<積層押圧工程>
積層押圧工程は、一方の保持フィルムが剥離された第2透明有機物層を、UV硬化性樹脂Bを介して、剥離した面を接触させるように基板に積層し、他方の保持フィルム側から押圧する工程である。本実施形態の製造方法では、まず、図4Eに示すように、基板101上に、UV硬化性樹脂B(171)を塗布(ポッティング)する。次いで、図4Fに示すように、片面剥離積層体250’を、第2保持フィルム201bが剥離された面が基板101を向くように配置し、基板101に塗布されたUV硬化性樹脂B(171)に押圧する。押圧されたUV硬化性樹脂B(171)は、基板101と第2透明有機物層120との間で押し拡げられる。なお、UV硬化性樹脂B(171)としては、特に制限されないが、例えば、UV硬化性アクリル系樹脂、UV硬化性エポキシ系樹脂等が挙げられる。また、UV硬化性樹脂B(171)には、必要に応じ、硬化開始剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。
なお、基板101は、既述した通りである。
<硬化B工程>
硬化B工程は、第2透明有機物層を押圧した状態で、UV硬化性樹脂BをUV光の照射により硬化し、第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有する第1透明有機物層を形成する工程である。本実施形態の製造方法では、図4Gに示すように、押圧を維持した状態で、UV硬化性樹脂B(171)に対してUV光を照射し、UV硬化性樹脂B(171)を硬化する。UV硬化性樹脂B(171)は、硬化することで、基板101及び第2透明有機物層120に固着し、第1透明有機物層110が形成される。
なお、硬化B工程は、積層押圧工程における押圧と同じタイミングで行ってもよい。
<第2剥離工程>
第2剥離工程は、第2透明有機物層の押圧を解除し、第1透明有機物層により基板に固着した第2透明有機物層を、第1透明有機物層による固着箇所以外の第2透明有機物層から分離しながら、他方の保持フィルムから剥離させる工程である。本実施形態の製造方法では、図4Hに示すように、片面剥離積層体250’の押圧を解除して、基板101から片面剥離積層体250’をリリースすることで、第2透明有機物層120を片面剥離積層体250’から剥離させる。硬化B工程により、片面剥離積層体250’の第2透明有機物層120のうち、UV硬化性樹脂B(171)が存在し、且つ、UV光が照射された領域では、第2透明有機物層120と基板101とが、硬化したUV硬化性樹脂B(171’)により固着される。そして、片面剥離積層体250’をリリースすることで、硬化したUV硬化性樹脂B(171’)により固着された第2透明有機物層120が、硬化したUV硬化性樹脂B(171’)による固着箇所以外の第1保持フィルム201a上の第2透明有機物層120と分離(分断)されながら、片面剥離積層体250’(第1保持フィルム201a)から剥離され、こうして、硬化したUV硬化性樹脂B(171’)、即ち第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120からなる複合層130が、基板101上に形成される。
図4Hに示すように、基板101に形成される複合層130は、第2透明有機物層120の基板101側の面の凹部にも、第1透明有機物層110が入り込むことができる。即ち、第1透明有機物層110は、第2透明有機物層120側の表面に微細凹凸構造を有することができる。このような複合層130は、反射防止性能に優れ、例えば、波長400〜750nmの範囲における平均反射率を1%以下とすることができる。
(カメラモジュール搭載装置)
本発明のカメラモジュール搭載装置は、カメラモジュールと、表示板とを備え、表示板は、その表面の少なくとも一部に積層された第1透明有機物層と、第1透明有機物層上に積層された第2透明有機物層とを含む。また、第1透明有機物層は、第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有し、第2透明有機物層は、両面に微細凹凸構造を有する。更に、第1透明有機物層及び前記第2透明有機物層からなる複合層の厚みは、15μm以下である。そして、このカメラモジュール搭載装置は、カメラモジュールが、第2透明有機物層と向かい合うように設置されている。このカメラモジュール搭載装置によれば、カメラモジュールの撮像素子により、第1透明有機物層及び第2透明有機物層からなる複合層を介して静止画や動画を撮影することができるので、光の反射が抑えられ、得られる撮像画像において色ムラやゴースト等の発生を抑制することができる。
カメラモジュール搭載装置としては、具体的に、ノート型PC、タブレット型PC、スマートフォン、携帯電話等が挙げられる。
以下、本発明の一実施形態に係るカメラモジュール搭載装置(以下、「本実施形態の装置」と称することがある。)について、図5を参照して説明する。
図5は、本実施形態のカメラモジュール搭載装置の、カメラモジュール近傍を示す模式概要図である。図5に示すように、本実施形態のカメラモジュール搭載装置300は、カメラモジュール310と、表示板311とを備え、表示板311の一方の表面には、遮光領域312と、透明領域(非遮光領域)313とが形成されている。また、表示板311の透明領域313には、第1透明有機物層314が積層されるとともに、この第1透明有機物層314には、第2透明有機物層315が積層されている。
ここで、表示板311は、液晶ディスプレイ、タッチパネルなどとして用いられるために透明であることが好ましく、例えば、ガラス、任意の有機材料で表面をコーティングしたガラス、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)などからなる。ここで、上記の有機材料としては、例えば、ポリイミドが挙げられる。また、第1透明有機物層314及び第2透明有機物層315は、それぞれ、上述した本発明の微細凹凸積層体が備える第1透明有機物層及び第2透明有機物層について既述した通りである。
更に、第1透明有機物層314及び第2透明有機物層315を備える表示板311は、上述した本発明の微細凹凸積層体の製造方法により、製造することができる。
そして、カメラモジュール310は、図5に示すように、第2透明有機物層315と向かい合うように設置される。
なお、本実施形態の装置の詳細な条件、例えば、カメラモジュール310の具体的な構成、カメラモジュール310と第2透明有機物層315との距離などは、特に制限されない。
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に制限されるものではない。
実施例及び比較例では、差分絶対平均値については計算ソフト「TFCalc」を用い、光学計算による検討を行った。なお、光学計算では、波長589nmにおける屈折率を用いた。
(実施例1)
図1に示されるような、基板101と、第1透明有機物層110と、第2透明有機物層120とがこの順で積層されており、第1透明有機物層110が、第2透明有機物層120側の表面に微細凹凸構造110aを有し、第2透明有機物層120が、両面に微細凹凸構造120a、120bを有する、微細凹凸積層体100のモデルを対象とした。ここで、基板の屈折率nを1.500とし、第1透明有機物層の屈折率nを1.490とし、第2透明有機物層の屈折率nを1.520とした。また、第1透明有機物層110と第2透明有機物層120とは、互いの微細凹凸構造の凹部及び凸部が咬合していることとし、第1透明有機物層110のベース部111の厚みを6000nm、咬合する第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120の凹部の深さ(凸部の高さ)を220nm、第2透明有機物層120のベース部121の厚みを1000nm、第2透明有機物層120のもう一方の凹部の深さ(凸部の高さ)を220nmとした。第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120からなる複合層130の厚みは、7440nmと算出された。
この微細凹凸積層体モデルの、第2透明有機物層側からの光の反射スペクトルは、図6に示す通りとなった。次に、得られた光の反射スペクトルから、差分絶対平均値を求めた。結果を表1に示す。この値が小さいほど、スペクトルの振動(リップル)が小さく、色ムラや反射悪化が抑制されることを示す。
また、この微細凹凸積層体モデルに対し、第2透明有機物層側から、波長425nmの光を入射角7°で入射させたときの、散乱及び吸収による光の損失率(%)を求めた。具体的には、100%−{透過率(Tr)+反射率(Re)}を求めた。この値を用い、以下の基準に従って、光の損失率を評価した。結果を表1に示す。
A:1.00%未満
B:1.00%以上1.40%未満
C:1.40%以上
(実施例2〜7)
第1透明有機物層の屈折率を表1に示す通りに変えたこと以外は、実施例1と同様の微細凹凸積層体モデルを対象とした。この微細凹凸積層体モデルにおいて、上述した式(1)及び式(2)を満たすか、上述した式(1)〜式(3)を全て満たすか、並びに、上述した式(4)〜式(6)を全て満たすかについて、表1に示す(以降の例も同様)。
そして、各例における、第2透明有機物層側からの光の反射スペクトルは、それぞれ図7〜図12に示す通りとなった。また、実施例1と同様にして、差分絶対平均値の測定及び光の損失率の評価をそれぞれ行った。結果を表1に示す。
(実施例8)
実施例1と同様に、図1に示されるような微細凹凸積層体100のモデルを対象とした。ここで、nを1.518とし、nを1.500とし、nを1.520とした。また、第1透明有機物層110と第2透明有機物層120とは、互いの微細凹凸構造の凹部及び凸部が咬合していることとし、第1透明有機物層110のベース部111の厚みを8200nm、咬合する第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120の凹部の深さ(凸部の高さ)を220nm、第2透明有機物層120のベース部121の厚みを1000nm、第2透明有機物層120のもう一方の凹部の深さ(凸部の高さ)を220nmとした。第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120からなる複合層130の厚みは、9640nmと算出された。
そして、実施例1と同様にして、差分絶対平均値の測定及び光の損失率の評価をそれぞれ行った。結果を表1に示す。
(実施例9)
実施例1と同様に、図1に示されるような微細凹凸積層体100のモデルを対象とした。ここで、nを1.515とし、nを1.510とし、nを1.530とした。また、第1透明有機物層110と第2透明有機物層120とは、互いの微細凹凸構造の凹部及び凸部が咬合していることとし、第1透明有機物層110のベース部111の厚みを2000nm、咬合する第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120の凹部の深さ(凸部の高さ)を220nm、第2透明有機物層120のベース部121の厚みを1000nm、第2透明有機物層120のもう一方の凹部の深さ(凸部の高さ)を220nmとした。第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120からなる複合層130の厚みは、3440nmと算出された。
そして、実施例1と同様にして、差分絶対平均値の測定及び光の損失率の評価をそれぞれ行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
基板と、第1透明有機物層と、第2透明有機物層とがこの順で積層されており、第1透明有機物層は、両面が平坦面であり、第2透明有機物層が、第1透明有機物層とは逆側の表面(上面)のみに微細凹凸構造を有する、微細凹凸積層体のモデルを対象とした。ここで、nを1.518とし、nを1.500とし、nを1.520とした。また、第1透明有機物層及び第2透明有機物層からなる複合層の厚みを、9840nmとした。
そして、実施例1と同様にして、差分絶対平均値の測定及び光の損失率の評価をそれぞれ行った。結果を表1に示す。
(比較例2,3)
第1透明有機物層及び第2透明有機物層からなる複合層の厚みを表1に示す通りに変えたこと以外は、比較例1と同様の微細凹凸積層体モデルを対象とした。
そして、実施例1と同様にして、差分絶対平均値の測定及び光の損失率の評価をそれぞれ行った。結果を表1に示す。
(比較例4)
基板と、第1透明有機物層と、第2透明有機物層とがこの順で積層されており、第1透明有機物層は、両面が平坦面であり、第2透明有機物層も、両面が平坦面である、平坦積層体のモデルを対象とした。ここで、nを1.520とし、nを1.500とし、nを1.520とした。また、第1透明有機物層及び第2透明有機物層からなる複合層の厚みを25000nmとした。
そして、実施例1と同様にして、差分絶対平均値の測定及び光の損失率の評価をそれぞれ行った。結果を表1に示す。
表1より、実施例1〜9に係る微細凹凸積層体は、第1透明有機物層及び第2透明有機物層からなる複合層の厚みが15μmを大きく下回っており、薄型化が達成されていることが分かる。その上、実施例1〜9に係る微細凹凸積層体は、第1透明有機物層が第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有し、第2透明有機物層が両面に微細凹凸構造を有しているため、反射防止性能に優れ、また、短波長の光の散乱や吸収が十分に抑制されていることが分かる。
その中でも特に、式(1)及び式(2)の両方を満たす実施例1〜3、5〜7、9、並びに式(4)、式(5)及び式(6)の全てを満たす実施例8に係る微細凹凸積層体は、差分絶対平均値が小さいことが分かる。とりわけ、式(1)、式(2)及び式(3)の全てを満たす実施例1〜3,9に係る微細凹凸積層体は、差分絶対平均値が0.020%以下となっている、即ち、反射スペクトルの振動(リップル)がより小さく、色ムラや反射悪化を一層抑制することができていることが分かる。
次に、微細凹凸積層体の第2透明有機物層における微細凹凸構造ではない部分の厚みが反射スペクトルに及ぼす影響について検討した。
図1に示されるような、基板101と、第1透明有機物層110と、第2透明有機物層120とがこの順で積層されており、第1透明有機物層110が、第2透明有機物層120側の表面に微細凹凸構造110aを有し、第2透明有機物層120が、両面に微細凹凸構造120a、120bを有する、微細凹凸積層体100のモデルを対象とした。ここで、基板の屈折率nを1.500とし、第1透明有機物層の屈折率nを1.470とし、第2透明有機物層の屈折率nを1.520とした。また、第1透明有機物層110と第2透明有機物層120とは、互いの微細凹凸構造の凹部及び凸部が咬合していることとし、第1透明有機物層110のベース部111の厚みを6000nm、咬合する第1透明有機物層110及び第2透明有機物層120の凹部の深さ(凸部の高さ)を220nm、第2透明有機物層120のもう一方の凹部の深さ(凸部の高さ)を220nmとした。そして、第2透明有機物層120のベース部121(微細凹凸構造ではない部分)の厚みをそれぞれ1500nm、1000nm、500nm、250nm、50nmに変え、第2透明有機物層側からの光の反射スペクトルを求めたところ、それぞれ図14A〜図14Eに示す通りとなった。そして、得られた光の反射スペクトルから、差分絶対平均値を求めた。結果を表2に示す。
図14A〜図14E及び表2より、第2透明有機物層の微細凹凸構造ではない部分の厚みが小さい(例えば、250nm以下である)ほど、差分絶対平均値が小さい上、反射スペクトルの振動(リップル)が小さく、色ムラや反射悪化を一層抑制することができていることが分かる。
本発明によれば、薄型化が達成され、反射防止性能に優れ、且つ、短波長の光の散乱や吸収を抑制することが可能な、微細凹凸積層体及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、色ムラやゴースト等の発生が抑制された撮像画像を得ることができる、カメラモジュール搭載装置を提供することができる。
100 微細凹凸積層体
101 基板
110 第1透明有機物層
110a 微細凹凸構造
111 ベース部
120 第2透明有機物層
120a、120b 微細凹凸構造
121 ベース部
130 複合層
151 UV硬化性樹脂A
160 ロールラミネータ
171 UV硬化性樹脂B
171’ 硬化したUV硬化性樹脂B
201a 第1保持フィルム
201b 第2保持フィルム
250 保持フィルム積層体
250’ 片面剥離積層体
300 カメラモジュール搭載装置
310 カメラモジュール
311 表示板
312 遮光領域
313 透明領域
314 第1透明有機物層
315 第2透明有機物層

Claims (12)

  1. 基板と、第1透明有機物層と、第2透明有機物層とがこの順で積層されており、
    前記第1透明有機物層は、前記第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有し、
    前記第2透明有機物層は、両面に微細凹凸構造を有し、
    前記第1透明有機物層及び前記第2透明有機物層からなる複合層の厚みが15μm以下である、
    ことを特徴とする、微細凹凸積層体。
  2. 前記第2透明有機物層の両面の微細凹凸構造が、それぞれ、可視光波長以下のピッチを有する凹凸パターンからなる、請求項1に記載の微細凹凸積層体。
  3. 前記第2透明有機物層の微細凹凸構造ではない部分の厚みが250nm以下である、請求項1又は2に記載の微細凹凸積層体。
  4. 前記第1透明有機物層及び前記第2透明有機物層が、前記基板の表面の一部にのみ積層されている、請求項1〜3のいずれかに記載の微細凹凸積層体。
  5. 前記基板の可視光波長範囲内の屈折率をn、前記第1透明有機物層の可視光波長範囲内の屈折率をn、前記第2透明有機物層の可視光波長範囲内の屈折率をnとしたときに、以下の式(1)及び式(2):
    <n ・・・(1)
    2n−n≦n≦2n−n ・・・(2)
    を満たす、請求項1〜4のいずれかに記載の微細凹凸積層体。
  6. 更に、以下の式(3):
    2n−n<n<n ・・・(3)
    を満たす、請求項5に記載の微細凹凸積層体。
  7. 前記基板の可視光波長範囲内の屈折率をn、前記第1透明有機物層の可視光波長範囲内の屈折率をn、前記第2透明有機物層の可視光波長範囲内の屈折率をnとしたときに、以下の式(4)、式(5)及び式(6):
    −0.002≦n−n≦0.002 ・・・(4)
    <n ・・・(5)
    <n ・・・(6)
    を満たす、請求項1〜4のいずれかに記載の微細凹凸積層体。
  8. 前記第2透明有機物層側からの光の反射スペクトルにおいて、波長400〜750nmの範囲で、1nmごとに、前後25nmの反射率の値を用いて波長移動平均値を算出し、前記波長移動平均値と前記スペクトルの値との差分絶対値をそれぞれ算出したときに、それらの平均値が0.020%以下である、請求項1〜7のいずれかに記載の微細凹凸積層体。
  9. 前記第1透明有機物層の波長550nmにおける屈折率nが、1.480以上1.580以下である、請求項1〜8のいずれかに記載の微細凹凸積層体。
  10. カメラモジュール搭載装置に用いられる、請求項1〜9のいずれかに記載の微細凹凸積層体。
  11. 請求項1〜10のいずれかに記載の微細凹凸積層体の製造方法であって、
    表面に微細凹凸構造を有する2枚の保持フィルムで、UV硬化性樹脂Aを挟持し、圧着する挟持圧着工程と、
    挟持されたUV硬化性樹脂AをUV光の照射により硬化し、両面に微細凹凸構造を有する第2透明有機物層を形成する硬化A工程と、
    前記第2透明有機物層から一方の保持フィルムを剥離する第1剥離工程と、
    一方の保持フィルムが剥離された前記第2透明有機物層を、UV硬化性樹脂Bを介して、剥離した面を接触させるように基板に積層し、他方の保持フィルム側から押圧する積層押圧工程と、
    前記第2透明有機物層を押圧した状態で、前記UV硬化性樹脂BをUV光の照射により硬化し、前記第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有する第1透明有機物層を形成する硬化B工程と、
    前記第2透明有機物層の押圧を解除し、前記第1透明有機物層により前記基板に固着した第2透明有機物層を、前記第1透明有機物層による固着箇所以外の第2透明有機物層から分離しながら、前記他方の保持フィルムから剥離させる第2剥離工程と、
    を含むことを特徴とする、微細凹凸積層体の製造方法。
  12. カメラモジュールと、表示板とを備え、
    前記表示板は、その表面の少なくとも一部に積層された第1透明有機物層と、前記第1透明有機物層上に積層された第2透明有機物層とを含み、
    前記第1透明有機物層は、前記第2透明有機物層側の表面に微細凹凸構造を有し、
    前記第2透明有機物層は、両面に微細凹凸構造を有し、
    前記第1透明有機物層及び前記第2透明有機物層からなる複合層の厚みが15μm以下であり、
    前記カメラモジュールは、前記第2透明有機物層と向かい合うように設置されている、
    ことを特徴とする、カメラモジュール搭載装置。
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