JP2021056305A - 反射防止構造体、反射防止構造体付き基材、カメラモジュール及び情報端末機器 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、従来の反射防止処理の一つとして、光の入射面に微細凹凸構造(モスアイ構造)を有する反射防止膜を形成することで、反射率を低減する技術が知られている。
そして、薄膜体が形成された構造体の表面にシワが発生すると、外観性の低下だけでなく、光の反射防止性能や透明性にも悪影響を与えるため、このシワの発生を抑制できる技術の開発が望まれていた。
(1)少なくとも、接着層と、該接着層上に形成された両面に微細凹凸構造を有する反射防止膜と、を備える反射防止構造体であって、
前記接着層の貯蔵弾性率が、25MPa以上であり、
前記反射防止膜の両面に形成された微細凹凸構造が、いずれも可視光線の波長以下の凹凸周期を有することを特徴とする、反射防止構造体。
上記構成によって、反射防止構造体の、反射防止性能及び透明性を向上させ、表面に発生するシワを低減できる。
(2)前記接着層の貯蔵弾性率が、25MPa以上で且つ2.1GPa以下であることを特徴とする、上記(1)に記載の反射防止構造体。
(3)前記接着層は、紫外線硬化性接着剤からなる層であることを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の反射防止構造体。
(4)前記反射防止膜の厚さに対する前記接着層の厚さが、5〜300であることを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の反射防止構造体。
(5)基材と、該基材上に形成された接着層と、該接着層上に形成された両面に微細凹凸構造を有する反射防止膜と、を備え、
前記接着層の貯蔵弾性率が、25MPa以上であり、
前記反射防止膜の両面に形成された微細凹凸構造が、いずれも可視光線の波長以下の凹凸周期を有することを特徴とする、反射防止構造体付き基材。
上記構成によって、反射防止構造体付き基材の、反射防止性能及び透明性を向上させ、表面に発生するシワを低減できる。
(6)上記(5)に記載の前記反射防止構造体付き基材を用いたことを特徴とする、カメラモジュール。
(7)カメラモジュールを搭載する情報端末機器であって、
前記カメラモジュールとして、上記(6)に記載のカメラモジュールを用いることを特徴とする、情報端末機器。
上記構成によって、視認性や画質に優れた撮像画像を得ることができる。
まず、本発明の反射防止構造体の一実施形態について説明する。
本発明の反射防止構造体は、図1に示すように、少なくとも、接着層20と、該接着層20上に形成された両面に微細凹凸構造を有する反射防止膜30と、を備える反射防止構造体10である。
そして、本発明の反射防止構造体10では、前記接着層20の貯蔵弾性率が、25MPa以上であり、前記反射防止膜30の両面に形成された微細凹凸構造が、いずれも可視光線の波長以下の凹凸周期を有することを特徴とする。
さらに、前記接着層20の貯蔵弾性率を25MPa以上と大きくすることによって、微細凹凸構造を有する反射防止膜30を転写成形した後、形成された反射防止膜30に内部応力が高い状態で存在するような場合であっても、前記接着層20の補強性が高くなることによって、反射防止膜30の内部応力に起因した歪みの発生を抑えることができる結果、反射防止構造体10の表面のシワの発生を有効に抑制できる。それによって、反射防止構造体10の、外観性や、反射防止性能、透明性についても高いレベルで維持できる。
本発明の反射防止構造体10では、このようなシワの発生を抑えることができ、平滑な表面状態を得ることができる結果、反射防止性能及び透明性を高いレベルで両立できる。
従来の反射防止構造体では、図4(a)に示すように、シワの発生によって表面に凹凸が形成されていることがわかる。これが、反射防止性能の悪化や透明性の低下を招くことになる。一方、本発明の反射防止構造体では、図4(b)に示すように、シワの発生がなく、平滑な表面が得られていることがわかる。
本発明の反射防止構造体10は、図1に示すように、前記接着層20を備える。
そして、本発明の反射防止構造体10では、表面のシワの発生を抑制する観点から、前記接着層20の貯蔵弾性率(E’)が、25MPa以上であることを要する。
同様の観点から、前記接着層20の貯蔵弾性率E’は、60MPa以上であることが好ましく、120MPa以上であることがより好ましい。
なお、前記貯蔵弾性率E’の測定は、動的粘弾性装置(例えば、(株)日立ハイテクサイエンス製「DMS6100」等)を用い、周波数:1Hz、張力/圧縮力:98mN、温度範囲:−50〜200℃、測定温度:40℃等の条件で、測定を行うことできる。
なお、前記接着層20の反射防止膜30と接する面とは反対の面は、通常、平坦となっている。ただし、前記接着層20が接する基材40の表面形状に応じて、適宜変更することも可能である。
加えて、前記接着層20の厚さT1は、反射防止構造体10のシワの発生をより確実に抑制できる観点から、1μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましい。
なお、前記接着層20の厚さT1及び前記反射防止膜30の厚さT2については、図1に示すように、それぞれ、積層方向において最も厚い部分の厚さT1、T2とする。
本発明の反射防止構造体10は、図1に示すように、前記接着層20上形成された両面に微細凹凸構造(モスアイ構造)を有する反射防止膜30を、さらに備える。
そして、前記反射防止膜30が微細凹凸構造を有することによって、反射光の発生を抑えることができ、反射防止構造体10の反射防止性能を高めることが可能となる。
また、隣り合う凸部間及び凹部間の距離の算術平均値を導出する方法としては、例えば、隣り合う凸部の組み合わせ、及び/又は、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および凹部間の距離を測定し、測定値を平均する方法が挙げられる。
なお、前記反射防止膜30の両面に形成された微細凹凸構造の周期Pは、図1に示すように、いずれも同じ周期Pでも良いし、異なる周期とすることもできる。ただし、微細凹凸構造の周期Pが、それぞれの面で異なる場合であっても、いずれも可視光線の波長以下の凹凸周期とする必要がある。
なお、前記微細凹凸構造の凹凸高さHについては、図1に示すように、凹部の底から凸部の頂点までの距離のことであり、平均凹凸高さについては、いくつか(例えば5カ所)の凹凸高さHを測定し、平均を算出することで得ることができる。
また、前記反射防止構造体30の微細凹凸構造が形成されていない微細凹凸構造下の支持部分の厚みは、特に制限されず、10〜9000nm程度とすることができる。
上記(i)としては、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、アクリロイモノフォリン、ウレタンアクリレート等が挙げられる。
上記(ii)としては、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、セバシン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸等から選ばれる多価カルボン酸又はその無水物と、(メタ)アクリル酸又はその誘導体を反応させて得られるエステル化物等が挙げられる。
これら重合性化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
また、重合開始剤の量は、重合性化合物100質量部に対し0.01〜10質量部が好ましい。このような範囲であると、硬化が充分に進行するとともに、硬化物の分子量が適切となって充分な強度が得られ、また、重合開始剤の残留物等のために硬化物が着色するなどの問題も生じない。
加えて、前記反射防止膜30の厚さT2は、反射防止構造体10のシワの発生をより確実に抑制できる観点から、1μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましい。
具体的には、例えば図5(a)に示すように、反射防止膜の材料を、モールド100、100’によって上下から押圧することによって、反射防止膜の材料が両面に微細凹凸構造を有するように成形し、その後、硬化させることによって、反射防止膜31を得ることができる。また、前記モールド100、100’によって、上下から前記反射防止膜の材料を押圧する工程では、押圧時の圧力を調節することにより、最終的に得られる反射防止膜30の厚さを調整することができる。
また、前記反射防止膜31を作製する工程では、その後前記反射防止膜31からモールド100、100’を剥がしやすく、より優れた前記反射防止膜31の成形性を得る観点から、図5(a)に示すように、反射防止膜31と前記モールド100、100’との間に離型処理層101、101’を形成することもできる。
具体的には、例えば図5(b)に示すように、上述のように作製した反射防止膜31から、片面のモールド100’及び離型処理層101’を除去し、前記反射膜31の片面31aのみを露出させた状態で、基材40上に設けられた接着剤21と圧着させる。これによって、前記前記反射膜31の微細凹凸構造に応じて、後に接着層20となる接着剤21の表面に微細凹凸構造を形成することができる。
図5(c)に示すように、前記反射防止膜31の片面と前記接着剤21とを圧着させた状態で、エネルギー線を照射することによって、前記接着剤21を硬化させ、前記接着剤21と前記反射防止膜31とを接着させることができる。
前記エネルギー線の種類については、接着剤21の種類や、要求される接着性能等に応じて適宜選択することができる。例えば、前記エネルギー線として、熱や紫外線等の光を用いることができる。
具体的には、例えば図5(d)に示すように、前記モールド100、前記離型処理層101及び前記接着剤21(接着層20)と接着していない反射防止膜31(不要な反射膜31)を取り除くことによって、接着層20と、該接着層20上に形成された両面に微細凹凸構造を有する反射防止膜30と、を備える反射防止構造体10を得ることができる。
また、得られた反射防止構造体10については、必要に応じて、その後、洗浄等の処理を行うこともできる。
次に、本発明の反射防止構造体付き基材について説明する。
本発明の反射防止構造体付き基材1は、図2に示すように、基材40と、該基材40上に形成された接着層20と、該接着層20上に形成された両面に微細凹凸構造を有する反射防止膜30と、を備える。
そして、本発明の反射防止構造体付き基材1では、前記接着層20の貯蔵弾性率が、25MPa以上であり、前記反射防止膜30の両面に形成された微細凹凸構造が、いずれも可視光線の波長以下の凹凸周期を有することを特徴とする。
前記基材40は、本発明の反射防止構造体付き基材1において、基板や支持板としての役目を果たす部材である。前記基材40を構成する材料については、特に限定はされず、使用目的に応じて適宜選択することができる。
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。
これらの中でも、前記反射防止構造体付き基材1は、カメラモジュールの部品として用いられることが好ましい。反射防止構造体付き基材1の、外観性、反射防止性能及び透明性を、効果的に発揮できるためである。
本発明のカメラモジュールは、上述した反射防止構造体付き基材1を用いたことを特徴とする。反射防止構造体付き基材1を用いることにより、反射防止性能や、透明性についても高いレベルで維持できる。
前記遮光膜は、遮光性を高め、薄膜化された前記基材40が光を透過させた場合であっても、固体撮像素子へ到達する光を遮断するための部材であり、前記基材40上に設けることができる。
前記遮光膜を構成する材料としては、例えば、バインダー樹脂に、遮光性粒子、充填材、その他添加剤等を含んだ、遮光膜用組成物を用いることができる。
さらに、前記遮光性粒子については、例えば、シアニン色素、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、インモニウム色素、アミノウム色素、キノリウム色素、ピリリウム色素、又は、Ni錯体色素などの金属錯体色素等の遮光性染料を含むこともできる。
なお、前記遮光膜組成物における前記遮光性粒子の含有量については、特に限定はされないが、全固形分に対して、30〜70質量%であることが好ましく、40〜60質量%であることがより好ましく、45〜55質量%であることがさらに好ましい。
前記有機フィラーとしては、例えば、合成樹脂粒子、天然高分子粒子等が挙げられ、好ましくはアクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、カルボキシメチルセルロールス、ゼラチン、デンプン、キチン、キトサン等の樹脂粒子が挙げられる。
前記無機フィラーとしては、金属及び金属化合物、例えば、シリカ、雲母化合物、硝子、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ジルコン、酸化錫、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、硼酸アルミニウム、酸化マグネシウム、硼酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化チタン、塩基性硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、リン酸カルシウム、窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミ、炭化珪素、炭化チタン、硫化亜鉛及びこれらの少なくとも2種以上の複合化物等が挙げられる。
前記その他の添加剤については、例えば、重合性化合物、重合開始剤、分散剤、増感剤、架橋剤効果促進剤、界面活性剤等の公知の添加剤が挙げられる。
本発明の情報端末機器は、カメラモジュールを搭載する情報端末機器であり、カメラモジュールが、上述した本発明のカメラモジュールであることを特徴とする。
本発明の情報端末機器によれば、静止画や動画を撮影する際、光の反射が抑えられ、得られる撮像画像において色ムラ等の発生を抑制することができる。また、反射防止構造体付き基材1中の反射防止構造体20の表面にシワが発生することもないため、撮影画像の透明性や色ムラを悪化させることがない。その結果、視認性や画質に優れた撮像画像を得ることができる。
図2に示すように、厚さ1.0mmのガラス基材(松浪硝子工業(株)製「スライドグラス S1127」)40上に、表1に示す貯蔵弾性率E’(MPa)を有し、厚さT1が9μmの接着層20を形成し、該接着層20上に、微細凹凸構造を有する反射防止膜30を形成することで、各実施例及び比較例のサンプルとなる反射防止構造体付き基材1を作製した。
ここで、反射防止膜30については、東亞合成(株)製「UVX-6366」(ペンタエリストールテトラアクリレートを主剤としたハードコート用樹脂)と、東亞合成(株)製「M-240」(ポリエチレングリコールジアクリレート)とを、7:3の割合で混合した後、紫外線硬化開始剤であるBASF社製「Irgacure 184」(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)を2質量%添加した組成物を成形し、平面型エキシマランプ(浜松ホトニクス(株)「EX-400」)によって紫外線を10秒照射することで、製微細凹凸構造が形成された膜を形成した。なお、反射防止膜31の形成は、図5(a)に示すように、モールド100、100’(東洋紡(株)製「A4300PETフィルム」、厚さ:125μm)を用いて成形し、モールド100、100’と反射防止膜31との間には、離型処理層101、101’としてSi膜又はITO膜をスパッタリングによりそれぞれ形成した後、離型剤(3M社製「Novec1720」)塗布した層を設けた状態で、紫外線照射を行った。そして、形成された反射防止膜30の微細凹凸構造は、凹凸周期Pが190nm、凹凸高さHが225nm、厚さT2が1μmであった。
また、作製した反射防止膜31については、図5(b)〜(d)に示すように、反射防止膜31の一方の面を露出させた(図5(b))後、接着剤21(材料については表1を参照。)と圧着させた状態で、平面型エキシマランプ(浜松ホトニクス(株)「EX-400」)によって紫外線を10秒照射し(図5(c))、その後、不要な反射防止膜31を除去する(図5(d))ことによって、接着層20上に反射防止膜30を形成した。
各実施例及び各比較例で得られた積層体の各サンプルについて、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
各サンプルの接着層に用いられる材料の貯蔵弾性率は、接着層の形成と同じ条件(同じ材料を用い、同じ紫外線の照射条件)で、厚み200μm、幅5mm、長さ40mmの試験片を作成した後、40℃時の貯蔵弾性率(MPa)を、動的粘弾性装置((株)日立ハイテクサイエンス製「DMS6100」等)を用い、周波数:1Hz、張力/圧縮力:98mN、温度範囲:−50〜200℃の条件で測定した。測定結果を表1に示す。
各サンプルの反射防止構造体付き基材について、作製後、常温時間で72時間放置した後、光学顕微鏡(10倍)、及び、3次元形状測定器(株式会社日立ハイテクサイエンス製「Vertscan」)によって、表面を観察し、反射防止膜の硬化収縮に起因したシワの発生の有無について確認した。確認結果を、以下の基準に従って評価し、評価結果を表1に示す。
○:反射防止膜の硬化収縮に起因したシワの発生が確認されなかった
×:反射防止膜の硬化収縮に起因したシワの発生が確認された
各サンプルの反射防止構造体付き基材について、作製後、接着層がガラス基材に接着しているか否かを、目視及びクロスカット法(JIS-K-5600)にて確認した。確認結果を、以下の基準に従って評価し、評価結果を表1に示す。
○:製品として問題がないレベルで接着
×:接着できていない
接着剤1:東亞合成(株)製「BU-333V」
接着剤2:東亞合成(株)製「BU-333V」と東亞合成(株)製「M-305」とを、質量比95:5で混合したもの
接着剤3:東亞合成(株)製「UVX-5800」
接着剤4:東亞合成(株)製「LCR-0632」
接着剤5:東亞合成(株)製「LCR-0632」と東亞合成(株)製「M-5400」とを、質量比70:30で混合したもの
接着剤6:東亞合成(株)製「LCR-0632」と東亞合成(株)製「M-5400」とを、質量比50:50で混合したもの
接着剤7:(株)スリーボンド製「TB3021」
接着剤8:(株)スリーボンド製「TB3042」
接着剤9:デクセリアルズ(株)製「SA1110」
接着剤10:東亞合成(株)製「UVX-6366」と東亞合成(株)製「M-240」とを、質量比60:40で混合したもの
10 反射防止構造体
20 接着層
21 接着剤
30、31 反射防止膜
40 基材
100、100’ モールド
101、101’ 離型処理層
T1 接着層の厚さ
T2 反射防止膜の厚さ
P 反射防止膜における微細凹凸構造の凹凸周期
H 反射防止膜における微細凹凸構造の凹凸高さ
Claims (7)
- 少なくとも、接着層と、該接着層上に形成された両面に微細凹凸構造を有する反射防止膜と、を備える反射防止構造体であって、
前記接着層の貯蔵弾性率が、25MPa以上であり、
前記反射防止膜の両面に形成された微細凹凸構造が、いずれも可視光線の波長以下の凹凸周期を有することを特徴とする、反射防止構造体。 - 前記接着層の貯蔵弾性率が、25MPa以上で且つ2.1GPa以下であることを特徴とする、請求項1に記載の反射防止構造体。
- 前記接着層は、紫外線硬化性接着剤からなる層であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の反射防止構造体。
- 前記反射防止膜の厚さに対する前記接着層の厚さが、5〜300であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の反射防止構造体。
- 基材と、該基材上に形成された接着層と、該接着層上に形成された両面に微細凹凸構造を有する反射防止膜と、を備え、
前記接着層の貯蔵弾性率が、25MPa以上であり、
前記反射防止膜の両面に形成された微細凹凸構造が、いずれも可視光線の波長以下の凹凸周期を有することを特徴とする、反射防止構造体付き基材。 - 請求項5に記載の前記反射防止構造体付き基材を用いたことを特徴とする、カメラモジュール。
- カメラモジュールを搭載する情報端末機器であって、
前記カメラモジュールとして、請求項6に記載のカメラモジュールを用いることを特徴とする、情報端末機器。
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