JPH11109104A - 反射防止膜 - Google Patents

反射防止膜

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JPH11109104A
JPH11109104A JP9275407A JP27540797A JPH11109104A JP H11109104 A JPH11109104 A JP H11109104A JP 9275407 A JP9275407 A JP 9275407A JP 27540797 A JP27540797 A JP 27540797A JP H11109104 A JPH11109104 A JP H11109104A
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antireflection
film
reflection
thickness
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JP9275407A
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Hideaki Hanaoka
英章 花岡
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Sony Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3417Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/70Properties of coatings
    • C03C2217/71Photocatalytic coatings

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染防止特性に優れた反射防止膜を得る。 【解決手段】 基材11表面における光の反射を防止す
るための反射防止膜14であって、基材11表面を覆う
反射防止層12と、この反射防止層12上に設けられた
光触媒層13とからなる。光触媒層13は、反射防止層
12による反射防止効果が得られる範囲の膜厚Tを有し
ている。これによって、反射防止効果を損ねることな
く、有機化合物系の汚れが光触媒反応により自然に分解
除去されて汚染防止特性に優れた反射防止膜14を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基材表面における
光の反射を防止するための膜に関し、特には表示装置の
前面板等のような透明な基材表面における反射防止に適
用される反射防止膜に関する。
【0002】
【従来の技術】テレビやコンピュータの表示部のように
透明な前面板(以下、基材と記す)を通して表示を見る
場合、基材表面での反射光が強いと、目に不快感を与え
たりするだけではなく、表示内容が見え難くなる。ま
た、眼鏡用レンズの場合には、反射光が強いとゴース
ト、フレア等と呼ばれる反射像が生じ、ルッキンググラ
スの場合には内容物が判然としない等の問題が生じる。
【0003】このため、上記透明な基材の表面上には、
反射防止膜が設けられている。例えば、上記表示部の基
材には、反射率4.5%程度のガラスが用いられている
が、基材の表面に反射防止膜を設けることで、その反射
率を1.0%程度にまで低下させることができる。
【0004】上記反射防止膜は、空気と近い屈折率を有
する物質で構成され、より高い反射防止効果が得られる
ように設定された膜厚を有している。そして、反射防止
膜が単層構造である場合には、反射防止膜の光学的膜厚
tを、t=(1/4)λ(2n−1)に設定すること
で、最も高い反射防止効果を得ることができる。ただ
し、光学的膜厚tとは膜形成材料の屈折率と膜厚との積
で与えられる値であり、λは反射防止の対象となる光の
波長であり、nは1以上の整数である。
【0005】また、上記反射防止膜は、単層からなるも
のだけではなく、複数層からなる多層構造のものも有
る。多層構造である場合には、「工学技術コンタクト、
vol.9、No. 8、(1971)p.17」に記載されてい
るように、上層よりも屈折率の高い材料を下層に配置す
ることで、反射防止層による反射防止効果をより高める
とが可能になる。さらに、特開昭58−46301号公
報、特開昭59−49501号公報及び特開昭59−5
0401号公報に記載されているように、上記の光学的
膜厚tの条件を満足させる複数層からなる反射防止膜
を、液状組成物を用いて形成する方法も提案されてい
る。
【0006】上記表示部においては、真空蒸着法やスパ
ッタリング法によって成膜される無機酸化物や無機ハロ
ゲン化物からなる反射防止膜が用いられている。このよ
うな反射防止膜は、高い表面硬度を有している。また、
上記公報では、反射防止膜の表面硬度をさらに高めるた
めに、最表面の膜中にシリカ微粒子のような無機物を3
0重量%以上含有させることも提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記反射防
止膜は、高い表面硬度を有する反面、指紋、汗、ヘアリ
キッド、ヘアスプレー等による汚れが目立ち易く、また
除去し難いと言う問題がある。そこで、特開平1−20
4130号公報に記載されているように、ポリシロキサ
ン系の重合物を最表面に設けた反射防止膜が提案され
た。また、特開平3−266801号公報に記載されて
いるように、発水性を有するフッ素系樹脂層を最表面に
設けた反射防止膜が提案された。これらの反射防止膜で
は、表面エネルギーの低い物質を最表面に設けること
で、汚れや水分が付着することを防止している。
【0008】しかし、このような反射防止膜であって
も、一度付着した汚れは、拭き取る等して除去しなけば
ならないという問題があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の反射防止膜は、基材表面を覆う反射防止層
と、この反射防止層上に設けられた光触媒層とで構成さ
れている。上記光触媒層は、反射防止層による反射防止
効果が得られる範囲の膜厚を有している。
【0010】上記構成の反射防止膜では、光が照射され
ると光触媒層で構成された表面に酸化性の活性表面が形
成され、有機化合物の分解等に触媒として作用するよう
になる。このため、上記反射防止膜表面に付着した有機
化合物系の汚れは、上記光触媒層の触媒作用によって分
解除去される。しかも、光触媒層は、その下層の反射防
止層による反射防止効果が得られる範囲の膜厚を有して
いるため、この光触媒層で反射防止層を覆っても反射防
止効果は確保される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
に基づいて説明する。先ず、図1(1)に示すように、
ガラスやその他の樹脂材料からなる透明な基材11を用
意する。次に、図1(2)に示すように、基材11の上
面に反射防止層12を形成する。この反射防止層12
は、単層または多層構造であることとする。図において
は、下層12aと上層12bとの2層構造の反射防止層
12を示した。そして、反射防止層12の最上層(図に
おいては上層12b)を構成する材料としては、空気と
の屈折率の差が基材11と空気との屈折率の差よりも小
さい材料を用いることとする。尚、反射防止層12が単
層構造である場合には、基材と空気との屈折率の差より
も空気との屈折率の差が小さい材料で反射防止層12を
構成する。
【0012】上記反射防止層12を構成する材料として
は、SiO2 、SiO、Al2 3、ZrO2 、TiO
2 、TiO、Ti2 3 、Y2 3 、Yb2 3 、Mg
O、CeO2 、ITO(Indium Tin Oxide)等の酸化物や
TaHf2 等の化合物が用いられる。この反射防止層1
2は、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ
リング法等に代表されるPVD(Physical Vapor Depos
ition)法や、CVD(Chemical Vapor Deposition)法に
よって、膜厚の制御性が良好な状態で形成されることと
する。尚、上記反射防止層12としては、液状組成物を
用いて形成されたものでも良い。
【0013】上記反射防止層12の膜厚は、次にこの反
射防止層12の上面に光触媒層を設けた場合に、光触媒
層の表面側から照射した光の反射率が最も低くなるよう
な値に設定される。この膜厚は、例えばシミュレーショ
ンによって得ることとする。
【0014】次に、図1(3)に示すように、反射防止
層12の上面に、光触媒層13を形成する。この光触媒
層13を構成する材料としては、TiO2 やZnO等が
用いられる。この光触媒層13は、真空蒸着法、イオン
プレーティング法、スパッタリング法等に代表されるP
VD(Physical Vapor Deposition)法や、CVD(Chem
ical Vapor Deposition)法によって、膜厚の制御性が良
好な状態で成膜されることとする。
【0015】この光触媒層13の膜厚Tは、上記反射防
止層12による反射防止効果が得られる範囲、すなわ
ち、光触媒層13による光触媒効果が得られる範囲でか
つ反射防止層12の反射防止効果を妨げない範囲に設定
されることとする。
【0016】以上のようにして、反射防止層12とその
上層の光触媒層13とからなる反射防止膜14を得る。
【0017】上記構成の反射防止膜14は、基材11表
面を覆う反射防止膜14に光が照射されると、反射防止
膜14表面に光触媒層13による酸化性の活性表面が形
成され、有機化合物の分解等に触媒として作用するよう
になる。このため、上記反射防止膜14表面に付着した
有機化合物系の汚れは、光触媒層13の触媒作用によっ
て分解除去される。しかも、光触媒層13は、反射防止
層12による反射防止効果が得られる範囲の膜厚Tを有
している。このため、空気との屈折率の差が大きく、反
射率が大きいTiO2 やZnOからなる光触媒層13を
最表面に設けても、反射防止効果が損なわれることはな
い。
【0018】また、上記反射防止膜14において、光触
媒層13下の反射防止層12の表面をSiO2 (二酸化
ケイ素)で構成した場合、すなわち、図においては上層
12bをSiO2 で構成した場合、SiO2 がそれより
下層の反射防止層(すなわち図においては下層12a)
及び基材11と光触媒層13との間のバリアとして働
く。このため、光触媒層13の触媒作用が、反射防止層
(下層12b)や基材11によって妨げられることはな
い。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を、上記図1に基づい
て説明する。
【0020】先ず、図1(1)に示すように、膜厚10
0μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、
PETと記す)を、基材11として用意した。そして、
図1(2)に示すように、スパッタリング法によって、
この基材11上にITO膜(下層)12aを膜厚96n
mの膜厚で成膜し、さらにこのITO膜12a上にSi
2 膜(上層)12bを62nmの膜厚で成膜した。こ
れらのITO膜12a及びSiO2 膜12bによって、
2層構造の反射防止層12を得た。
【0021】次に、図1(3)に示すように、反射防止
層12上に、CVD法によってTiO2 (二酸化チタ
ン)を5nmの膜厚Tで成膜し、このTiO2 からなる
光触媒層13を形成した。以上によって、2層構造の反
射防止層12と、光触媒層13とからなる反射防止膜1
4を得た。この図1(3)に示す反射防止膜14を実施
例のサンプルとする。
【0022】尚、上記反射防止層12を構成するITO
膜12a及びSiO2 膜12bの膜厚は、5nmの膜厚
のTiO2 からなる光触媒層13を設けた上記構成の反
射防止膜14において、その反射率が最も低くなる値と
してシミュレーションによって得た値である。
【0023】上記反射防止膜14の反射防止効果及び汚
染除去効果に関する性能試験を行った。性能試験の結果
を比較するために、次の比較例1〜比較例3のサンプル
を用意した。
【0024】比較例1のサンプルは、図2に示すよう
に、基材11上に、反射防止層12と膜厚20nmのT
iO2 からなる光触媒層13aとを設けたものである。
反射防止膜12は、上記実施例のサンプルと同様にIT
O膜12aとSiO2 膜12bとの2層構造に構成され
たものである。ただし、比較例1において、上記反射防
止層12を構成するITO膜12aの膜厚は69nm、
SiO2 膜12bの膜厚は40nmである。これらの膜
厚は、20nmの膜厚のTiO2 からなる光触媒層13
aを上層に設けた場合に、反射率が最も低くなる値とし
てシミュレーションによって得た値である。
【0025】比較例2のサンプルは、図3に示すよう
に、基材11上に、膜厚5nmのTiO2 からなる光触
媒層13のみを設けたものである。
【0026】比較例3のサンプルは、図4に示すよう
に、基材11上に、反射防止層12のみを設けたもので
ある。反射防止膜12は、上記実施例のサンプルと同様
にITO膜12aとSiO2 膜12bとの2層構造に構
成されたものである。ただし、比較例3において、上記
反射防止層12を構成するITO膜12aの膜厚は10
3nm、SiO2 膜12bの膜厚は78nmである。こ
れらの膜厚は、反射率が最も低くなるように、シミュレ
ーションによって得た値である。
【0027】上記反射防止効果に関する性能試験は、サ
ンプルに光(波長380nm〜波長780nm)を照射
した場合の反射率を測定することによって行った。ま
た、汚染除去効果に関する性能試験は、各膜の表面上に
滴下したサラダ油に、紫外線ランプにより5mW/cm
2 の紫外線を2週間照射し、膜上のサラダ油の減少を見
ることによって行った。
【0028】図5には、上記反射率の測定結果を示す波
長−反射率曲線を示す。また、下記の表には、各サンプ
ルの平均反射率(波長450nm〜650nmの光に対
する分光反射率の平均)と上記汚染除去効果に関する性
能試験の結果を示す。
【0029】
【表1】
【0030】上記図5及び表1に示すように、実施例
(図1)のサンプルでは、波長450nmから波長65
0nmの範囲で、比較例3(図4)の反射防止層12の
みのサンプルとほぼ同様の反射率曲線が描かれ、同程度
の平均反射率が得られた。このため、波長450nmか
ら波長650nmの範囲では、膜厚5nmのTiO2
らなる光触媒層13に妨げられることなく、反射防止効
果が得られていることが確認された。
【0031】また、比較例2(図3)の光触媒層13の
みのサンプルでは、波長450nmから波長650nm
の範囲の反射率曲線及び平均反射率が、実施例及び比較
例3よりも高い値になった。このことから、上記実施例
のサンプルの反射防止効果は、反射防止層12によって
得られていることが確認された。
【0032】しかも、比較例1(図2)の反射防止層1
2と膜厚20nmのTiO2 からなる光触媒層13aと
を設けたサンプルの反射率曲線は、実施例及び比較例3
の反射率曲線よりも高いことから、膜厚20nmのTi
2 からなる光触媒層13aが、反射防止層12による
反射防止効果を妨げていることが確認された。
【0033】さらに、上記表から実施例(図1)のサン
プルは、これよりも膜厚の厚い光触媒層13aを設けた
比較例1(図2)サンプルと同程度に良好な汚染除去効
果を有することが確認された。
【0034】また、実施例(図1)のSiO2 膜12b
からなる反射防止層12表面上に光触媒層13を設けた
サンプルは、比較例2(図3)の光触媒層13のみのサ
ンプルよりも汚染除去効果が良好である。このことか
ら、SiO2 からなる反射防止層12表面上に光触媒層
13を設けたことで、光触媒層13による汚染除去効果
がさらに高められたことが確認された。
【0035】以上のことから、実施例(図1)のサンプ
ルにおける反射防止膜14は、光触媒層13によって反
射防止層12の反射防止効果が極端に阻害されることは
なく、なおかつ汚染除去効果を有するものであることが
確認された。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明の反射防止膜
によれば、反射防止層による反射防止効果が得られる範
囲の膜厚の光触媒層をその上面に設けた構成にしたこと
で、反射防止効果を確保しながらも膜表面に付着した指
紋、手垢等の有機化合物系の汚れを光触媒反応により自
然に分解除去することが可能になる。したがって、汚染
防止特性に優れた反射防止膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実形形態及び実施例の反射防止膜の製造を説明
する断面工程図である。
【図2】比較例1のサンプルの構成を示す断面図であ
る。
【図3】比較例2のサンプルの構成を示す断面図であ
る。
【図4】比較例3のサンプルの構成を示す断面図であ
る。
【図5】各サンプルの波長−反射率曲線を示す図であ
る。
【符号の説明】
11…基材、12…反射防止層、13…光触媒層、14
…反射防止膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材表面における光の反射を防止するた
    めの膜であって、 前記基材表面を覆う反射防止層と、 前記反射防止層上に設けられると共に、当該反射防止層
    による反射防止効果が得られる範囲の膜厚を有する光触
    媒層とからなることを特徴とする反射防止膜。
JP9275407A 1997-10-08 1997-10-08 反射防止膜 Withdrawn JPH11109104A (ja)

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JP9275407A JPH11109104A (ja) 1997-10-08 1997-10-08 反射防止膜

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