JP7203915B1 - 光学積層体、およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の光学積層体は、基材と、光学機能層とが積層されてなる光学積層体であって、前記光学機能層は、無機酸化物、または無機窒化物を含み、前記光学機能層の表面には、マーカー層が局部的に形成され、前記マーカー層は、半導体材料からなり、波長400nm~700nmの範囲の光線に対する反射率が40%以上であり、前記光学機能層の欠陥部位に少なくとも一部が重ねて形成されることを特徴とする。
また、前記欠陥領域表示工程は、前記マーカー層として、スパッタリングによってスパッタ膜を形成する工程であってもよい。
本発明の一実施形態の光学積層体として、反射防止フィルムを例示して説明する。
図1は、本発明の一実施形態の光学積層体を上から見た時の平面図である。また、図2は、図1の光学積層体の断面図である。
本実施形態の光学積層体(反射防止フィルム)10は、透明基材(基材)11と、この透明基材11の一面に形成された光学機能層12と、を有する。また、光学機能層12の欠陥箇所Dに重ねるようにマーカー層13が形成されている。
また、無機基材としてガラスフィルムを用いることもできる。
透明基材11の厚みが25μm以上であると、基材自体の剛性が確保され、光学積層体10に応力が加わっても皺が発生し難くなる。透明基材11の厚みが40μm以上であると、より一層皺が生じにくく、好ましい。
光学機能層12は、反射防止層、選択反射層、防眩などであればよい。本実施形態では、光学機能層12として反射防止層が形成されている。
低屈折率層12bは、入手の容易さとコストの点から酸化ケイ素(SiO2)を用いることができる。SiO2単層膜は、無色透明である。例えば、低屈折率層12bは、SiO2を50質量%以上含んでいればよい。
また、低屈折率層12bの膜厚は、1nm以上200nm以下の範囲であればよく、反射防止機能を必要とする波長域に応じて適宜選択されればよい。
高屈折率層12aの膜厚は、例えば、1nm以上200nm以下であればよく、反射防止機能を必要とする波長域に応じて適宜選択される。
ハードコート層は、バインダー樹脂のみからなるものであってもよいし、バインダー樹脂とともに、透明性を損なわない範囲でフィラーを含むものであってもよい。フィラーとしては、有機物からなるものを用いてもよいし、無機物からなるものを用いてもよいし、有機物および無機物からなるものを用いてもよい。
また、金属としては、Si、Al、Ti、Zr、Ce、Mg、Zn、Ta、Sb、Sn、Mn、Inなどが挙げられる。密着層は、例えば、SiOxにおけるxが、0を超え2.0未満であるものであってもよい。
マーカー層13は、波長400nm~700nmの範囲の光線に対する反射率が40%以上の半導体材料から構成される。
次に、上述した実施形態の光学積層体の製造方法の一実施形態を説明する。
本実施形態では、光学積層体10の製造方法の一例として、ロール状に巻き付けられた透明基材11を用いて光学積層体10を製造してロール状に巻き取る、いわゆるロールtoロール方式の製造例に挙げて説明する。
本実施形態の光学積層体の製造方法に用いることができる製造装置としては、具体的には、図3に示す光学積層体製造装置20が挙げられる。
光学積層体製造装置20は、ロール巻き出し装置4と、スパッタリング装置1と、表面処理装置2と、ロール巻き取り装置5とを備えている。図3に示すように、これらのロール巻き出し装置4、スパッタリング装置1、表面処理装置2、およびロール巻き取り装置5は、この順に連結されている。光学積層体製造装置20は、ロールから基材を巻き出し、連結された各装置を連続して通過させた後に巻き取ることにより、基材上に複数層を連続的に形成するロールtoロール方式の製造装置である。
ロール巻き出し装置4は、内部が所定の減圧雰囲気とされたチャンバー34と、チャンバー34内の気体を排出して減圧雰囲気とする1つまたは複数の真空ポンプ21(図3においては1つ)と、チャンバー34内に設置された巻き出しロール23およびガイドロール22を有する。図3に示すように、チャンバー34は、スパッタリング装置1のチャンバー31と連結されている。
巻き出しロール23には、透明基材11が巻き付けられている。巻き出しロール23は、所定の搬送速度で透明基材11をスパッタリング装置1に供給する。
図3に示すスパッタリング装置1は、内部が所定の減圧雰囲気とされたチャンバー31と、チャンバー31内の気体を排出して減圧雰囲気とする1つまたは複数の真空ポンプ21(図3においては2つ)と、成膜ロール25と、複数(図3では2つ)のガイドロール22と、複数(図4に示す例では3つ)の成膜部41(41A,41B,41C)と、欠陥検出部42と、を有する。
図3に示すスパッタリング装置1では、成膜ロール25上を走行する透明基材11の一面11a上に、成膜部41Aによって高屈折率層12aが成膜され、その上に成膜部41Bによって低屈折率層12bが成膜されることで、光学機能層12が形成される。そして、欠陥検出部42によって光学機能層12の欠陥が検査され、光学機能層12に欠陥が発見された場合、成膜部41Cによって、欠陥箇所Dにマーカー層13(図1、2を参照)が形成される。
なお、スパッタ法は、マグネトロンスパッタ法に限定されるものではなく、直流グロー放電または高周波によって発生させたプラズマを利用する2極スパッタ方式、熱陰極を付加する3極スパッタ方式などを用いてもよい。
図3に示す表面処理装置2は、内部が所定の減圧雰囲気とされたチャンバー32と、キャンロール26と、複数(図3では2つ)のガイドロール22と、プラズマ放電装置43とを有する。図3に示すように、キャンロール26と、ガイドロール22と、プラズマ放電装置43は、チャンバー32内に設置されている。図3に示すように、チャンバー32は、ロール巻き取り装置5のチャンバー35と連結されている。
本実施形態では、プラズマ放電装置43として、アルゴンガスを高周波プラズマによりイオン化するグロー放電装置を用いることが好ましい。
図3に示すロール巻き取り装置5は、内部が所定の減圧雰囲気とされたチャンバー35と、チャンバー35内の気体を排出して減圧雰囲気とする1つまたは複数の真空ポンプ21(図3においては1つ)と、チャンバー35内に設置された巻き取りロール24およびガイドロール22とを有する。
まず、ロール巻き出し装置4のチャンバー34内に、透明基材11が巻き付けられた巻き出しロール23を設置する。そして、巻き出しロール23およびガイドロール22を回転させて、所定の搬送速度で、透明基材11を、スパッタリング装置1に送り出す。
そして、ロール巻き取り装置5のチャンバー35内で、巻き取りロール24およびガイドロール22の回転によって、光学積層体10を巻き取りロール24に巻き付ける。
なお、光学積層体10の形状は、平滑な形状であってもよいし、モスアイ、防眩機能を発現するナノオーダーの凹凸構造を有する形状でもよい。また、レンズ、プリズムなどのマイクロからミリオーダーの幾何学形状であっても良い。形状は、例えば、フォトリソグラフィーとエッチングの組み合わせ、形状転写、熱プレス等によって形成できる。本実施形態においては、蒸着等により成膜するため、基材に例えば凹凸形状がある場合でも、その凹凸形状を維持できる。
こうして得られた実施例1、2および比較例1~3のそれぞれの光学積層体(試料)を用いて、以下の試験を行った。
コロナ処理装置:CORONA STATION(春日電機株式会社製)、高周波電源:AGF-012(春日電機株式会社製)
出力設定:10
テーブルスピード:20
以上の条件で、異常放電の有無を目視にて確認した。
(2)マーカー層(実施例)、金属膜(比較例)の表面抵抗値の測定
表面抵抗測定器:ロレスタGX(日東精工アナリテック株式会社製)
(3)マーカー層(実施例)、金属膜(比較例)の検出試験
(3-1:検出試験1)フィルムに光を照射し、前記フィルムで透過又は反射した光を測定する測定部と、この測定部をフィルムの搬送方向と交差する第1方向に移動可能とする移動機構と、を備え、測定部は、フィルムに光を照射する投光部と、フィルムからの光を集光する積分球と、積分球で集光した光を受光する受光部とを有する測定装置を用い、半導体からなるマーカー層の検出の可否を測定した。測定は10回行い、全回数検出可能であったものを可、検出不良があったものを不可とした。
(3-2:検出試験2)可視光下で目視にてマーカー層の視認性の確認を行った。マーカー層とその周辺部分との差異の識別が容易であったものを可、困難だったものを不可とした。
(4)マーカー層(実施例)、金属膜(比較例)の反射率の測定
分光光度計:U3900(日立ハイテクサイエンス株式会社製)
(1)~(3)の試験結果を表1に示す。また、(4)の試験結果を図4に示す。
また、検出試験では、比較例1の金属膜は検出が困難であった。よって、マーカー層として半導体膜を用いた実施例1、2は、異常放電の防止と、検出容易性との両方を満たすことが確認できた。
4…ロール巻き出し装置
5…ロール巻き取り装置
10…光学積層体
11…透明基材
12…光学機能層
12a…高屈折率層
12b…低屈折率層
13…マーカー層
20…製造装置
21…真空ポンプ
22…ガイドロール
23…巻き出しロール
24…巻き取りロール
25…成膜ロール
26…キャンロール
31、32、34、35…チャンバー
41、41A、41B、41C…成膜部
42…欠陥検出部
43…プラズマ放電装置
Claims (5)
- 基材と、光学機能層とが積層されてなる光学積層体であって、
前記光学機能層は、無機酸化物、または無機窒化物を含み、
前記光学機能層の表面には、マーカー層が局部的に形成され、
前記マーカー層は、半導体材料からなり、波長400nm~700nmの範囲の光線に対する反射率が40%以上であり、前記光学機能層の欠陥部位に少なくとも一部が重ねて形成されることを特徴とする光学積層体。 - 前記マーカー層は、ゲルマニウム、またはケイ素を含むことを特徴とする請求項1に記載の光学積層体。
- 前記光学積層体は反射防止フィルムであり、
前記光学機能層は、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層された積層体からなることを特徴とする請求項1または2に記載の光学積層体。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の光学積層体の製造方法であって、
前記基材に前記光学機能層を形成する光学機能層形成工程と、
前記光学機能層の欠陥を検査する欠陥検査工程と、
前記欠陥検査工程で欠陥が検出された際に、前記欠陥を含む領域に、前記マーカー層を形成する欠陥領域表示工程と、を有することを特徴とする光学積層体の製造方法。 - 前記欠陥領域表示工程は、前記マーカー層として、スパッタリングによってスパッタ膜を形成する工程であることを特徴とする請求項4に記載の光学積層体の製造方法。
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