KR20220114553A - 다층막을 갖는 투명 기체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2개의 주면을 갖는 투명 기체의 적어도 한쪽의 주면에, 금속 산화물층과 산화규소층이 차례로 적층된 다층막을 구비하고, 상기 다층막 내의 적어도 하나의 산화규소층은 SiOx가 1.55≤x<2.00이고, 상기 다층막의 시감 투과율이 20 내지 89%이고, 또한 저항값이 104Ω/□ 이상인 다층막을 갖는 투명 기체에 관한 것이다. 또한, SiOx의 x는, 아르곤 이온 스퍼터링을 사용한 X선 광전자 분광법(XPS) 깊이 방향 조성 분석에 의해 구한 값이다.

Description

다층막을 갖는 투명 기체
본 발명은, 다층막을 갖는 투명 기체에 관한 것이다.
근년, 미관성의 관점에서, 액정 디스플레이와 같은 화상 표시 장치의 전방면에 커버 유리를 설치하는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 커버 유리가 외광을 반사하는 것에 의한 투영이 하나의 과제로 되어 있고, 이러한 과제를 해결하기 위해 커버 유리의 표면에 다층막을 설치하고 있는 경우가 많다. 그러나, 종래의 다층막에서는 화상 표시 장치의 흑색 프레임 부분과, 화상 표시부의 경계선이 두드러져 버려 미관성이 떨어져 있었다.
그래서, 다층막에 광흡수능을 부여함으로써 화상 표시 장치의 흑색 프레임 부분과 화상 표시부의 경계선을 두드러지지 않게 할 수 있고, 또한 커버 유리와 반사 방지막의 계면으로부터의 반사도 억제할 수 있는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 광흡수능을 갖고, 절연성인 다층막을 갖는 투명 기체가 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 산화 규소층과 구리층이 차례로 적층된 투명 도전 적층체가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 2018-115105호 공보 일본 특허 공개 2016-068470호 공보
상술한 바와 같이, 다층막에 광흡수능을 부여함으로써 미관성을 구비하고, 또한 커버 유리와 반사 방지막의 계면으로부터의 반사를 억제하는 기술이 알려져 있다. 그러나, 광흡수능을 갖고, 또한 다층막끼리의 높은 밀착성을 충족시키는 것은 아직 실현할 수 없었다. 따라서, 본 발명은, 광흡수능을 갖고, 절연성이고, 또한 밀착성이 우수한 다층막을 갖는 투명 기체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 2개의 주면을 갖는 투명 기체의 적어도 한쪽의 주면에, 금속 산화물층과 산화규소층이 차례로 적층된 다층막을 구비하고, 상기 다층막 내의 적어도 하나의 산화규소층은 SiOx가 1.55≤x<2.00이고, 상기 다층막의 시감 투과율이 20 내지 89%이고, 또한 저항값이 104Ω/□ 이상인 다층막을 갖는 투명 기체에 의해 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다. 또한, SiOx의 x는, 아르곤 이온 스퍼터링을 사용한 X선 광전자 분광법(XPS) 깊이 방향 조성 분석에 의해 구한 값이다. 산화규소층이 최표층에 해당하는 경우에는, 스퍼터 시간이 0분인 지점을 제외하고, x의 값을 구한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 광흡수능을 갖고, 절연성이고, 또한 밀착성이 우수한 다층막을 갖는 투명 기체를 제공할 수 있다.
도 1은 다층막을 갖는 투명 기체의 일 구성예를 모식적으로 도시한 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 다층막을 갖는 투명 기체는, 2개의 주면을 갖는 투명 기체의 적어도 한쪽의 주면에, 금속 산화물층과 산화규소층이 차례로 적층된 다층막을 구비하고, 상기 산화규소층은 SiOx가 1.55≤x<2.00이고, 상기 다층막의 시감 투과율이 20 내지 89%이고, 또한 저항값이 104Ω/□ 이상이다.
본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체는, 금속 산화물층과 산화규소층이 차례로 적층된 다층막을 구비한다. 산화규소층은 SiOx가 1.55≤x<2.00이고, 밀착성 및 강도의 관점에서 1.55≤x<1.98이 바람직하고, 1.55≤x<1.88이 보다 바람직하고, 1.55≤x<1.70이 가장 바람직하다.
종래의 광흡수성이 없는 반사 방지막은, 고굴절률층도 완전히 산화되어 있는 것이 일반적이고, 저굴절률층으로서의 산화규소층도 완전 산화인 것이 일반적이었다. 한편, 본 발명과 같은 광흡수성이 있는 고굴절률층의 경우, 당해 고굴절률층은 다소 산화도가 낮다. 그 때문에, 산화규소층이 완전 산화이면, 고굴절률층의 산화도의 미스매치가 발생하여, 밀착성에 영향을 미친다고, 본 발명자들은 추정하고 있다. 한편, 산화규소층의 산화도가 상기 범위인 것에 의해, 산소 결손된 산화규소층과 금속 산화물층 사이에서 전자 수수가 발생하여, 밀착성이 향상된다고 추정된다. 또한, x가 1.55 이상이라면 산화규소층이 가시광에 있어서 중립적인 색조로 되기 때문에 상기 범위가 바람직하다.
상기 x는, 아르곤 이온 스퍼터링을 사용한 X선 광전자 분광법(XPS) 깊이 방향 조성 분석에 의해 구한다.
본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체는, 상기 다층막의 시감 투과율이 20 내지 89%이다. 시감 투과율이 상기 범위라면, 적당한 광흡수능을 갖기 때문에, 화상 표시 장치의 커버 유리로서 사용한 경우에, 커버 유리와 다층막의 계면으로부터의 반사를 억제할 수 있다. 이에 의해 화상 표시 장치의 명소 콘트라스트가 향상된다. 또한, 시감 투과율은 후술하는 실시예에 기재되는 바와 같이, JIS Z 8709(1999년)에 규정된 방법으로 측정할 수 있다. 본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체의 시감 투과율은 50 내지 89%가 바람직하고, 65 내지 85%가 보다 바람직하다
본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체는, 상기 다층막의 시트 저항이 104Ω/□ 이상이다. 다층막의 시트 저항이 상기 범위라면, 다층막이 절연성이기 때문에, 화상 표시 장치의 커버 유리로서 사용한 경우에, 터치 패널을 부여해도, 정전 용량식 터치 센서에 필요한 손가락의 접촉에 의한 정전 용량의 변화가 유지되어, 터치 패널을 기능시킬 수 있다. 또한, 시트 저항은 후술하는 실시예에 기재되는 바와 같이, ASTM D257 또는 JIS K 6271-6(2008년)에 규정된 방법으로 측정할 수 있다. 본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체의 다층막의 시트 저항은 106Ω/□ 이상이 바람직하고, 108Ω/□ 이상이 보다 바람직하고, 1011Ω/□가 더욱 바람직하다.
본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체는, 상기 다층막의 시감 반사율이 1% 이하인 것이 바람직하다. 다층막의 시감 반사율이 상기 범위라면, 화상 표시 장치의 커버 유리로서 사용한 경우에, 화면으로의 외광의 투영 방지 효과가 높다. 또한, 시감 반사율은 후술하는 실시예에 기재되는 바와 같이, JIS Z 8701(1999년)에 규정된 방법으로 측정할 수 있다. 본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체의 반사 방지막의 시감 반사율은 0.8% 이하가 보다 바람직하고, 0.6% 이하가 더욱 바람직하다. 시감 반사율의 하한값은 특히 규정되지 않지만, 예를 들어 0.05% 이상, 0.1% 이상이 바람직하다.
본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체는, 상기 다층막의 D65 광원 하의 투과색으로 b*값이 5 이하인 것이 바람직하다. b*값이 상기 범위라면, 투과광이 황색을 띠고 있지 않기 때문에, 화상 표시 장치의 커버 유리로서의 사용에 적합하다. 또한, D65 광원 하의 투과색에서의 b*값은, 후술하는 실시예에 기재되는 바와 같이, JIS Z 8729(2004년)에 규정된 방법으로 측정할 수 있다. 본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체의 b*값의 상한값은 3 이하가 보다 바람직하고, 2 이하가 더욱 바람직하다. b*값의 하한값은 -6 이상이 바람직하고, -4 이상이 보다 바람직하다. 상기한 범위라면 투과광이 무색으로 되어, 투과광의 광을 저해하지 않기 때문에 바람직하다.
본 발명에 관한, 상기 투명 기체는 투광성이 우수한 투명한 기체인 한 특별히 한정되지 않지만, 유리나 수지를 예로 들 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 다층막을 갖는 투명 기체에 있어서의 다층막은 하기 구성이 바람직하다.
도 1은, 다층막을 갖는 투명 기체의 일 구성예를 모식적으로 도시한 단면도이다. 투명 기체(10) 상에 다층막(30)이 형성되어 있다. 도 1에 나타내는 다층막(30)은, 서로 굴절률이 다른 유전체층(32, 34)을 2층 적층시킨 적층 구조이다. 서로 굴절률이 다른 유전체층(32, 34)을 적층시킴으로써, 광의 반사를 억제한다. 유전체층(32)이 고굴절률층이고, 유전체층(34)이 저굴절률층이다.
도 1에 나타내는 다층막(30)에 있어서, 유전체층(32)은, Mo 및 W으로 이루어지는 A군에서 선택되는 적어도 하나와, Si, Nb, Ti, Zr, Ta, Al, Sn 및 In으로 이루어지는 B군에서 선택되는 적어도 하나의 혼합 산화물로 구성되는 것이 바람직하다. 단, 해당 혼합 산화물은, 해당 혼합 산화물에 포함되는 A군의 원소와 해당 혼합 산화물에 포함되는 B군의 원소의 합계에 대한, 해당 혼합 산화물에 포함되는 B군의 원소의 함유율(이하, B군 함유율이라고 기재한다.)이 80질량% 미만인 것이 바람직하다.
층(34)은 SiOx로 구성되어 있다.
층(32)은, 상기 Mo 및 W으로 이루어지는 A군에서 선택되는 적어도 하나와, Si, Nb, Ti, Zr, Ta, Al, Sn 및 In으로 이루어지는 B군에서 선택되는 적어도 하나의 혼합 산화물로 구성되는 것이 바람직하다. 이것들 중에서도 A군으로서는 Mo, B군으로서는 Nb가 바람직하다.
산소 결손되어 있는 산화규소층인 층(34)과, 층(32)을 Mo 및 Nb을 사용함으로써, 종래 산소 결손되어 있는 산화규소층은 가시광에 있어서 황색을 띠지만, Mo 및 Nb을 사용함으로써 산소 결손되어 있어도 산화규소층이 황색을 띠는 일이 없는 것이 보다 바람직하다.
상기 층(32)의 파장 550㎚에 있어서의 굴절률은, 투명 기체와의 투과율의 관점에서, 1.8 내지 2.3이 바람직하다. 상기 층(32)의 소쇠 계수는 0.005 내지 3이 바람직하고, 0.04 내지 0.38이 보다 바람직하다.
소쇠 계수가 0.005 이상이면, 원하는 흡수율을 적절한 층수로 실현할 수 있다. 또한 상조 계수가 3 이하이면, 반사 색감과 투과율의 양립이 비교적 실현되기 쉽다.
도 1에 나타내는 다층막(30)은, 2층의 유전체층(32, 34)을 적층시킨 적층 구조이지만, 본 발명에 있어서의 다층막은 이것에 한정되지 않고, 서로 굴절률이 다른 층을 3층 이상 적층시킨 적층 구조여도 된다. 이 경우, 모든 층의 굴절률이 다를 필요는 없다. 예를 들어, 3층 적층 구조의 경우, 저굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층의 3층 적층 구조나, 고굴절률층, 저굴절률층, 고굴절률층의 3층 적층 구조로 할 수 있다. 전자의 경우는 2층 존재하는 저굴절률층, 후자의 경우는 2층 존재하는 고굴절률층이 동일한 굴절률이어도 된다. 4층 적층 구조의 경우, 저굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층, 고굴절률층의 4층 적층 구조나, 고굴절률층, 저굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층의 4층 적층 구조로 할 수 있다. 이 경우, 각각 2층 존재하는 저굴절률층 및 고굴절률층이 동일한 굴절률이어도 된다.
광흡수능을 갖고, 또한 절연성의 광투과막으로서는, 반도체 제조 분야에서 사용되는 하프톤 마스크가 알려져 있다. 하프톤 마스크로서는, Mo을 소량 포함하는 Mo-SiOx막과 같은 산소 결손막이 사용된다. 또한, 광흡수능을 갖고, 또한 절연성의 광투과막으로서는, 반도체 제조 분야에서 사용되는 좁은 밴드 갭 막이 있다.
그러나, 이들 막은 가시광선 중, 단파장측의 광선 흡수능이 높기 때문에, 투과광이 황색을 띤다. 그 때문에, 화상 표시 장치의 커버 유리에는 부적합하다.
본 발명의 본 실시 형태에 있어서, Mo의 함유율을 높인 층(32)과, SiOx로 구성되는 층(34)을 가짐으로써, 광선 흡수능을 갖고, 절연성이고, 또한 밀착성 및 강도가 우수한 다층막을 갖는 투명 기체가 얻어진다.
도 1에 나타내는 다층막을 갖는 투명 기체는, 다층막(30)이 상술한 구성인 것에 의해, 상술한 본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체의 특성을 충족시킨다.
Mo 및 W으로 이루어지는 A군에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Si, Nb, Ti, Zr, Ta, Al, Sn 및 In으로 이루어지는 B군에서 선택되는 적어도 하나의 산화물의 혼합 산화물로 구성되는 층(A-B-O)(32)에 있어서의 B군 함유율이 80질량% 미만이면, b*값이 5 초과로 되는 것을 억제할 수 있다. B군 함유율은 70질량% 이하가 보다 바람직하고, 60질량% 이하가 더욱 바람직하다.
서로 굴절률이 다른 층을 3층 이상 적층시킨 적층 구조의 경우, 층(A-B-O) 및 층(SiOx) 이외의 층을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 층(A-B-O) 및 층(SiOx)을 포함하여 저굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층의 3층 적층 구조, 혹은 고굴절률층, 저굴절률층, 고굴절률층의 3층 적층 구조, 혹은 저굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층, 고굴절률층의 4층 적층 구조, 혹은 고굴절률층, 저굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층의 4층 적층 구조로 되도록 각 층을 선택할 필요가 있다. 단, 최표면의 층은 층(SiOx)인 것이 바람직하다. 저반사성을 얻기 위해서는 최표면의 층이 층(SiOx)이라면 비교적 용이하게 제작할 수 있기 때문이다. 또한, 방오막을 형성하는 경우, 방오막의 내구성에 관계되는 결합성의 관점에서 층(SiOx) 위에 형성하는 것이 바람직하다.
층(A-B-O)(32)은 아몰퍼스인 것이 바람직하다. 아몰퍼스라면, 비교적 저온에서 작성할 수 있고, 투명 기체가 수지인 경우 등에, 수지가 열로 대미지를 받는 일이 없어, 적합하게 적용할 수 있다.
투명 기체(10) 위에, 층(A-B-O)(32)과 산화규소층(SiOx)(34)을 갖는 구성에 있어서, 층(32)의 A군의 금속이 Mo, B군의 금속이 Nb라고 하고, 층(A-B-O)을 Mo(y)-Nb(z)-O로 나타내고, 층(32)과 층(34)의 산소 부족 지수를 이하와 같이 정의한다.
층(32)의 산소 부족 지수=2y+z-1
층(34)의 산소 부족 지수=2/x-1
또한, Δ산소 부족 지수의 절댓값을 하기 식 (1)과 같이 정의한다.
Figure pct00001
층(32)의 산소 부족 지수 및 층(34)의 산소 부족 지수가 모두 양의 값을 취하고, 또한 Δ산소 부족 지수의 절댓값이 0.46 미만인 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 산화규소층(SiOx)(34)과, 층(A-B-O)(32)의 산소 부족 지수가 비교적 가까운 값으로 되어, 밀착성이 더 향상된다고 추정된다. Δ산소 부족 지수의 절댓값은, 밀착성의 관점에서 바람직하게는 0.46 미만이고, 밀착성과 강도의 관점에서 0.41 이하가 보다 바람직하고, 0.36 이하가 더욱 바람직하고, 0.24 이하가 가장 바람직하다.
상기 y 및 z는, 아르곤 이온 스퍼터링을 사용한 X선 광전자 분광법(XPS) 깊이 방향 조성 분석에 의해 구한다. 또한, 금속 산화물층이 최표층에 해당하는 경우에는, 스퍼터 시간이 0분인 지점을 제외하고, y와 z의 값을 구한다.
또한, 층(32) 및 층(34)의 산소 부족 지수를 구할 때, 층(32) 중의 Mo과 Nb의 산화수를 각각 +4로, +2, 층(34) 중의 Si의 산화수를 +4로 하고 있다. 특히, Mo과 Nb의 최고 산화수는 각각 +6과 +5이지만, 경험적으로 Mo과 Nb의 산화수를 각각 +4와 +2로서 산출한 Δ산소 부족 지수와 밀착성에 대응 관계가 확인된다. 문헌(S. Hashimoto et al, Surf. Interface Anal. 18, 1992, 799-806)에 의하면, MoO3[VI]과 Nb2O5[V]은 이온 스퍼터링을 사용한 XPS 깊이 방향 분석 시에 환원하고, MoO2[IV], NbO[II], SiO2[IV]는 환원하지 않는 것이 기재되어 있다. 이 때문에, 분석 시에 환원하지 않는 상태의 금속 산화물의 산화수로서, Mo, Nb, Si의 산화수를 각각 +4, +2, +4로 하여 Δ산소 부족 지수를 산출한 경우에, 밀착성과의 대응 관계가 나타난다고 추측된다.
이하, 본 발명에 관한 다층막을 갖는 투명 기체에 대하여 더 기재한다.
<투명 기체>
투명 기체는, 굴절률이 1.4 이상 1.7 이하인 재질이 바람직하다. 이것은 디스플레이나 터치 패널 등을 광학적으로 접착하는 경우, 접착면에 있어서의 반사를 충분히 억제할 수 있기 때문이다.
투명 기체로서는, 유리 기판 또는 수지 기판이 바람직하다.
유리 기판으로서는, 다양한 조성을 갖는 유리를 이용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 사용되는 유리는 나트륨을 포함하고 있는 것이 바람직하고, 성형, 화학 강화 처리에 의한 강화가 가능한 조성인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어 알루미노실리케이트 유리, 소다석회 유리, 붕규산 유리, 납 유리, 알칼리바륨 유리, 알루미노붕규산 유리 등을 들 수 있다.
유리 기판의 두께는, 특별히 제한은 없지만, 화학 강화 처리를 행하는 경우는 이것을 효과적으로 행하기 위해, 통상 5㎜ 이하가 바람직하고, 3㎜ 이하가 보다 바람직하다.
유리 기판은, 커버 유리의 강도를 높이기 위해 화학 강화된 화학 강화 유리가 바람직하다. 또한, 유리 기판에 방현 처리를 실시하는 경우, 화학 강화는 방현 처리 후, 다층막을 형성하기 전에 행한다.
유리 기판은, 다층막을 갖는 측의 주면에 방현 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 방현 처리 방법은 특별히 한정되지 않고, 유리 주면에 대하여 표면 처리를 실시하여, 원하는 요철을 형성하는 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 유리 기판의 주면에 화학적 처리를 행하는 방법, 예를 들어 프로스트 처리를 실시하는 방법을 들 수 있다. 프로스트 처리는, 예를 들어 불화수소와 불화암모늄의 혼합 용액에, 피처리체인 유리 기판을 침지하여, 침지면을 화학적으로 표면 처리할 수 있다. 또한, 이러한 화학적 처리에 의한 방법 이외에도, 예를 들어 결정질 이산화규소분, 탄화규소분 등을 가압 공기로 유리 기판 표면에 분사하는 소위 샌드블라스트 처리나, 결정질 이산화규소분, 탄화규소분 등을 부착시킨 브러시를 물로 적신 것으로 닦는 등의 물리적 처리에 의한 방법도 이용할 수 있다.
수지 기판으로서는 수지 필름이 바람직하다. 수지 필름으로서는, 예를 들어 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 들 수 있다. 구체적으로는 예를 들어, 폴리염화비닐 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 셀룰로오스계 수지, 아크릴 수지, AS(아크릴로니트릴-스티렌) 수지, ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 수지, 불소계 수지, 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리카르보네이트 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리락트산계 수지, 환상 폴리올레핀 수지, 폴리페닐렌술피드 수지 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도 셀룰로오스계 수지가 바람직하고, 트리아세틸셀룰로오스 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지가 보다 바람직하다. 이들 수지는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 20 내지 150㎛가 바람직하고, 40 내지 80㎛가 보다 바람직하다.
투명 기체(10)로서 필름을 사용하는 경우는, 실시 형태의 하나로서, 투명 기체(10) 위에 하드 코트층(도시 없음)을 배치하고, 그 위에 다층막(30)을 형성하는 구성이어도 된다.
또한, 다른 실시 형태로서, 상기 하드 코트층 위에 안티글레어층(도시 없음)을 배치하고, 그 위에 다층막(30)을 형성하는 구성이어도 된다.
하드 코트층으로서는, 고분자 수지를 용해시킨 것을 도포할 수 있다. 안티글레어층은 필름의 편면에 요철 형상을 형성함으로써 헤이즈를 높게 하여, 방현성을 부여하는 것이다. 안티글레어층을 구성하는 안티글레어층 조성물은, 적어도 그 자신이 방현성을 갖는 입자상의 물질을, 바인더로서의 고분자 수지를 용해한 용액 중에 분산시킨 것을 포함한다.
상기 방현성을 갖는 입자상의 물질로서는, 예를 들어 실리카, 클레이, 탈크, 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 규산루미늄, 산화티타늄, 합성 제올라이트, 알루미나, 스멕타이트 등의 무기 미립자 외에, 스티렌 수지, 우레탄 수지, 벤조구아나민 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지 등을 포함하는 유기 미립자를 들 수 있다.
또한, 상기 하드 코트층, 상기 안티글레어층의 바인더로서의 고분자 수지로서는, 예를 들어 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴우레탄계 수지, 폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄아크릴레이트계 수지, 에폭시아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지를 포함하는 고분자 수지를 들 수 있다.
<다층막>
상술한 다층막은, 스퍼터링법 등의 공지된 성막 방법을 사용하여, 투명 기체의 주면에 형성할 수 있다. 즉, 다층막을 구성하는 유전체층 또는 층을, 그 적층순에 따라, 투명 기체의 주면에 스퍼터링법 등의 공지된 성막 방법을 사용하여 형성한다.
스퍼터링법으로서는, 예를 들어 마그네트론 스퍼터, 펄스 스퍼터, AC 스퍼터, 디지털 스퍼터 등의 방법을 들 수 있다.
예를 들어, 마그네트론 스퍼터법은, 모체가 되는 유전체 재료의 이면에 자석을 설치하여 자계를 발생시켜, 가스 이온 원자가 상기 유전체 재료 표면에 충돌하여, 두들김으로써 수㎚의 두께로 스퍼터 성막하는 방법이고, 유전체 재료의 산화물 또는 질화물인 유전체의 연속막을 형성할 수 있다.
예를 들어, 디지털 스퍼터법은, 통상의 마그네트론 스퍼터와는 달리, 먼저 스퍼터링에 의해 금속의 극박막을 형성하고 나서, 산소 플라스마 혹은 산소 이온 혹은 산소 라디칼을 조사함으로써 산화되는 공정을 동일 챔버 내에서 반복하여 금속 산화물의 박막을 형성하는 방법이다. 이 경우, 성막 분자가 기판에 착막했을 때는 금속이므로, 금속 산화물로 착막하는 경우에 비해 연성이 있다고 추정된다. 따라서 동일한 에너지라도 성막 분자의 재배치는 일어나기 쉬워져, 결과적으로 밀하고 평활한 막이 생긴다고 생각된다.
<방오막>
본 발명의 다층막을 갖는 투명 기체는, 막 최표면을 보호하는 관점에서, 상기 다층막 위에, 방오막(「Anti Finger Print(AFP)막」이라고도 칭한다.)을 더 가져도 된다. 방오막은 예를 들어, 불소 함유 유기 규소 화합물에 의해 구성할 수 있다. 불소 함유 유기 규소 화합물로서는, 방오성, 발수성, 발유성을 부여할 수 있으면 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있고, 예를 들어 폴리플루오로폴리에테르기, 폴리플루오로알킬렌기 및 폴리플루오로알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 기를 갖는 불소 함유 유기 규소 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리플루오로폴리에테르기란, 폴리플루오로알킬렌기와 에테르성 산소 원자가 교호로 결합한 구조를 갖는 2가의 기이다.
또한, 시판되고 있는 폴리플루오로폴리에테르기, 폴리플루오로알킬렌기 및 폴리플루오로알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 기를 갖는 불소 함유 유기 규소 화합물로서, KP-801(상품명, 신에쓰 가가쿠사제), KY178(상품명, 신에쓰 가가쿠사제), KY-130(상품명, 신에쓰 가가쿠사제), KY-185(상품명, 신에쓰 가가쿠사제) 옵툴(등록 상표) DSX 및 옵툴 AES(모두 상품명, 다이킨사제) 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
방오막은, 반사 방지막 위에 적층되게 된다. 유리 기판 또는 수지 기판의 양 주면에 반사 방지막을 성막한 경우에는, 양쪽의 반사 방지막에 방오막을 성막할 수도 있지만, 어느 한쪽 면에 대해서만 방오막을 적층하는 구성으로 해도 된다. 이것은, 방오막은 사람의 손 등이 접촉할 가능성이 있는 장소에 대하여 형성되어 있으면 되기 때문이고, 그 용도 등에 따라 선택할 수 있다.
본 발명의 다층막을 갖는 투명 기체는, 화상 표시 장치의 커버 유리, 특히, 차량 등에 탑재되는 내비게이션 시스템의 화상 표시 장치와 같은 차량 등에 탑재되는 화상 표시 장치의 커버 유리로서 적합하다.
실시예
이하에 실시예를 들어, 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다. 예 1, 2, 5, 6은 실시예, 예 3, 4, 7, 8은 비교예를 나타낸다.
(예 1)
이하의 방법으로, 투명 기체의 한쪽의 주면에 반사 방지막을 형성하여, 반사 방지막을 갖는 투명 기체를 제작했다.
먼저, 유전체층(1)(금속 산화물층)으로서 디지털 스퍼터로 니오븀과 몰리브덴을 중량비로 40:60의 비율로 혼합하여 소결한 타깃을 사용하여, 압력을 0.3㎩로 유지하면서, 아르곤 가스로 미소 막 두께의 금속막 성막과 그 직후에 산소 가스로 산화시키는 것을 고속으로 반복함으로써 산화막을 성막하고, 유리(알루미노실리케이트 유리, 두께: 1.1㎜)의 한쪽의 주면에 Mo-Nb-O층을 10㎚ 성막했다.
이어서, 유전체층(2)(산화규소층)으로서 동일 디지털 스퍼터로 실리콘 타깃을 사용하여, 압력을 0.3㎩로 유지하면서, 아르곤 가스로 실리콘막 성막과 그 직후에 산소 가스로 산화시키는 것을 고속으로 반복함으로써 실리콘 산화막을 성막하고, Mo-Nb-O층에 겹쳐서 두께 40㎚의 산화규소[실리카(SiOx)]를 포함하는 층을 성막했다. 여기서, 산소 가스로 산화시킬 때의 산소 유량은 400sccm, 산화원의 투입 전력은 0W였다.
이어서, 유전체층(3)(금속 산화물층)으로서 동일 디지털 스퍼터로 니오븀과 몰리브덴을 중량비 40:60의 비율로 혼합하여 소결한 타깃을 사용하여, 압력을 0.3㎩로 유지하면서, 아르곤 가스로 미소 막 두께의 금속막 성막과 그 직후에 산소 가스로 산화시키는 것을 고속으로 반복함으로써 산화막을 성막하고, 산화규소층에 겹쳐서 두께 120㎚의 Mo-Nb-O층을 성막했다.
계속해서, 유전체층(4)(산화규소층)으로서 동일 디지털 스퍼터로 실리콘 타깃을 사용하여, 압력을 0.3㎩로 유지하면서, 아르곤 가스로 실리콘막 성막과 그 직후에 산소 가스로 산화시키는 것을 고속으로 반복함으로써 실리콘 산화막을 성막하고, Mo-Nb-O층에 겹쳐서 두께 82㎚의 산화규소[실리카(SiOx)]를 포함하는 층을 성막했다. 여기서, 산소 가스로 산화시킬 때의 산소 유량은 400sccm, 산화원의 투입 전력은 0W였다.
통상의 디지털 스퍼터에서는, 산소 가스에 전력을 인가하여, 플라스마화 혹은 라디칼화하여 금속막에 조사함으로써 산화를 촉진하는바, 본 실시예와 같이 전력을 인가하지 않음으로써, 산화도를 의도적으로 억제할 수 있다. 구조를 표 1에 나타낸다.
이와 같이 하여 얻어진 반사 방지막에 대하여, 아르곤 이온 스퍼터링을 사용한 X선 광전자 분광법(XPS) 깊이 방향 조성 분석을 실시했다. XPS 깊이 방향 조성 분석의 조건은 이하로 했다.
장치: 알백 파이사제 Quantera-SXM
XPS 조건:
· X선: 단색화된 AlKα선
· 검출 각도: 시료면에 대하여 45°
· 패스 에너지: 224eV
· 에너지 스텝: 0.4eV/step
· 모니터 피크: Si2p, Mo3d, Nb3d, O1s
스퍼터 조건:
· 스퍼터 이온 총: Ar
· 가속 전압: 4㎸
· 래스터: 3×3㎟
· 스퍼터 레이트: 8.71㎚/min(SiO2막 환산)
해석 소프트웨어: 알백 파이사제 Multi㎩k Version9.3.0.3
피크 백그라운드의 제거 방법: Shirley법
XPS 깊이 방향 조성 분석에 의해, 횡축을 스퍼터 시간(분), 종축을 원자 농도(atoic%)로 한 뎁스 프로파일을 얻었다. 유전체층(4)의 Si2p와 O1s의 뎁스 프로파일로부터, Si에 대한 O의 원자 농도비(atomic비)를 구하고, SiOx층의 x를 산출했다. 또한, 스퍼터 시간이 0분인 지점은 최표면이고, 표면 오염 등의 영향으로 x의 값의 신뢰성이 저하된다. 또한, 유전체층(4)과 유전체층(3)의 계면 부근에서는, 유전체층(3)의 영향으로 x의 값의 신뢰성이 저하된다. 이 때문에, 스퍼터 시간이 0분인 지점의 x의 값을 제외하고, Mo3d 피크와 Nb3d 피크의 광전자 강도가 불검출로 되는 깊이 영역의 x의 값의 평균값을 구하고, 이것을 SiOx층의 x라고 했다.
또한, 유전체층(3)의 Nb3d, Mo3d 및 O1s의 뎁스 프로파일로부터, O에 대한, Nb, Mo의 원자 농도비, 즉 Mo(y)-Nb(z)-O의 y, z를 구했다. 또한, 유전체층(4)과 유전체층(3)의 계면 부근 및 유전체층(3)과 유전체층(2)의 계면 부근에서는, SiOx층의 영향으로 y와 z의 값의 신뢰성이 저하된다. 이 때문에, Si2p 피크의 광전자 강도가 불검출로 되는 깊이 영역으로부터 Mo(y)-Nb(z)-O의 y 및 z의 값의 평균값을 구하고, 이것을 Mo(y)-Nb(z)-O의 y 및 z라 했다.
또한, 원자 농도의 산출에는, 해석 소프트웨어가 부여하는 디폴트의 보정 상대 감도 계수(Corrected RSF)를 사용했다. Si2p, Mo3d, Nb3d, O1s의 Corrected RSF는, 각각에서 94.999(Si2p), 894.834(Mo3d), 790.312(Nb3d), 163.432(O1s)였다.
XPS에 의한 분석의 결과, Mo의 원자량을 95.96(g/mol), Nb의 원자량을 92.91(g/mol)로 보고, 유전체층(3)의 Mo-Nb-O층 중의 Mo과 Nb의 조성비(wt%)를 추정하면, Mo:Nb=68:32(wt%)였다. 또한, 이들 Mo-Nb-O층의 550㎚의 굴절률은 2.1, 소쇠 계수는 0.04였다.
(예 2)
산화규소층을 성막할 때의 산소 가스 유량을 200sccm으로 변경한 것 이외는 예 1과 마찬가지로 성막하고, 얻어진 다층막을 갖는 투명 기체에 대한 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다. XPS에 의한 분석의 결과, 예 1과 마찬가지로 추정하면, 유전체층(3)의 Mo-Nb-O층 중의 Mo과 Nb의 조성비는 Mo:Nb=69:31(wt%)이었다.
(예 3)
산화규소층을 성막할 때의 산화원의 투입 전력을 350W로 변경한 것 이외는 예 1과 마찬가지로 성막하여, 얻어진 다층막을 갖는 투명 기체에 대한 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다. XPS에 의한 분석의 결과, 예 1과 마찬가지로 추정하면, 유전체층(3)의 Mo-Nb-O층 중의 Mo과 Nb의 조성비는 Mo:Nb=68:32(wt%)였다.
(예 4)
산화규소층을 성막할 때의 산화원의 투입 전력을 200W로 변경한 것 이외는 예 1과 마찬가지로 성막하고, 얻어진 다층막을 갖는 투명 기체에 대한 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다. XPS에 의한 분석의 결과, 예 1과 마찬가지로 추정하면, 유전체층(3)의 Mo-Nb-O층 중의 Mo과 Nb의 조성비는 Mo:Nb=69:31(wt%)이었다.
(예 5)
유리를 트리아세틸셀룰로오스 수지(두께: 40㎛)로 변경한 것 이외는 예 1과 마찬가지로 성막하고, 얻어진 다층막을 갖는 투명 기체에 대한 평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다. XPS에 의한 분석의 결과, 예 1과 마찬가지로 추정하면, 유전체층(3)의 Mo-Nb-O층 중의 Mo과 Nb의 조성비는 Mo:Nb=68:32(wt%)였다.
(예 6)
산화규소층을 성막할 때의 산소 가스 유량은 200sccm으로 변경한 것 이외는 예 5와 마찬가지로 성막하고, 얻어진 다층막을 갖는 투명 기체에 대한 평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다. XPS에 의한 분석의 결과, 예 1과 마찬가지로 추정하면, 유전체층(3)의 Mo-Nb-O층 중의 Mo과 Nb의 조성비는 Mo:Nb=68:32(wt%)였다.
(예 7)
산화규소층을 성막할 때의 산화원의 투입 전력을 350W로 변경한 것 이외는 예 5와 마찬가지로 성막하고, 얻어진 다층막을 갖는 투명 기체에 대한 평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다. XPS에 의한 분석의 결과, 예 1과 마찬가지로 추정하면, 유전체층(3)의 Mo-Nb-O층 중의 Mo과 Nb의 조성비는 Mo:Nb=68:32(wt%)였다.
(예 8)
산화규소층을 성막할 때의 산화원의 투입 전력을 200W로 변경한 것 이외는 예 5와 마찬가지로 성막하고, 얻어진 다층막을 갖는 투명 기체에 대한 평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다. XPS에 의한 분석의 결과, 예 1과 마찬가지로 추정하면, 유전체층(3)의 Mo-Nb-O층 중의 Mo과 Nb의 조성비는 Mo:Nb=68:32(wt%)였다. 또한, 성막 중의 온도는 60℃ 내지 90℃ 정도이고, 수지 기체에 특별한 변화는 보이지 않았다.
상기 적층 구조의 반사 방지막을 X선 구조 해석 장치(XRD)에서 분석한바, 결정 피크는 보이지 않아, 아몰퍼스인 것을 확인했다.
제작한 다층막을 갖는 투명 기체에 대하여 이하 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 및 2에 나타낸다.
<반사 방지막의 시트 저항>
측정 장치[미츠비시 가가쿠 아날리텍사제, 장치명: 하이레스타UP(MCP-HT450형)]를 사용하여 시트 저항값을 측정했다. 반사 방지막을 갖는 투명 기체의 중앙에 프로브를 대고, 10V로 10초간 통전하여 측정했다.
<반사 방지막을 갖는 투명 기체의 시감 투과율>
분광 광도계(시마즈 세이사쿠쇼사제, 상품명: SolidSpec-3700)에 의해 분광 투과율을 측정하고, 계산에 의해 시감 투과율(JIS Z 8701:1999에 있어서 규정되어 있는 자극값 Y)을 구했다.
<밀착성>
커터 나이프로 막에 직선 형상의 흠집을 내고, 그 흠집 위에 에탄올을 배어들게 한 면포를 왕복시켜 문질러, 흠집의 주변에 막의 박리가 발생하였는지를 확인한다. 하중은 12N으로 하여 100회 문질렀다. 상기한 방법으로 평가하고, 하기의 기준으로 평가했다.
A: 눈으로 봄, 현미경 모두 박리 없음
B: 눈으로 보아서는 박리가 보이지 않았지만, 현미경으로는 허용 가능한 박리가 조금 보였다.
C: 눈으로 보아 확인한바 막 박리가 발생하였다
<반사 방지막의 시감 반사율>
분광 광도계(시마즈 세이사쿠쇼사제, 상품명: SolidSpec-3700)에 의해 분광 반사율을 측정하고, 계산에 의해 시감 반사율(JIS Z 8701:1999에 있어서 규정되어 있는 반사의 자극값 Y)을 구했다. 또한, 반사 방지막을 갖는 투명 기체의 이면측(유리 기판측)을 래커에 의해 검게 칠하여, 이면 반사를 없앤 상태로 측정했다.
<반사 방지막을 갖는 투명 기체의 D65 광원 하의 투과색(b*값)>
상기한 분광 투과율을 측정하여 얻어진 투과 스펙트럼으로부터, JIS Z 8729:2004에 있어서 규정되어 있는 색 지표(b*값)를 구했다. 광원은 D65 광원을 사용했다.
Figure pct00002
Figure pct00003
표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 예 1, 2, 5, 6의 다층막을 갖는 투명 기체는, 산화규소층 SiOx가 1.55≤x<2.00이고, 이것들은 밀착성이 높았다. 또한, 다층막의 시감 투과율이 20 내지 89%이고, 광흡수능을 갖고 있고, 또한 시트 저항이 104Ω/□ 이상이고, 절연성을 갖고 있었다. 한편, 산화규소층 SiOx가 x≥2.00인 예 3, 4, 7, 8의 다층막을 갖는 투명 기체는 밀착성이 낮았다.
또한, 표 1, 2에 있어서, Δ산소 부족 지수|2/x-2y-z|의 값이 0.46 미만인 예 1, 2, 5, 6은, 예 3, 4, 7, 8에 비해 밀착성이 높았다.
본 발명을 특정 양태를 참조하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나는 일 없이 다양한 변경 및 수정이 가능한 것은, 당업자에게 있어서 명확하다. 또한, 본 출원은, 2019년 12월 18일자로 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2019-228161)에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다. 또한, 여기에 인용되는 모든 참조는 전체적으로 도입된다.
10: 투명 기체
30: 다층막
32, 34: 유전체층

Claims (12)

  1. 2개의 주면을 갖는 투명 기체의 적어도 한쪽의 주면에, 금속 산화물층과 산화규소층이 차례로 적층된 다층막을 구비하고,
    상기 다층막 내의 적어도 하나의 산화규소층은 SiOx가 1.55≤x<2.00이고,
    상기 다층막의 시감 투과율이 20 내지 89%이고, 또한 저항값이 104Ω/□ 이상인, 다층막을 갖는 투명 기체.
    여기서, SiOx의 x는, 아르곤 이온 스퍼터링을 사용한 X선 광전자 분광법(XPS) 깊이 방향 조성 분석에 의해 구한 값이다. 산화규소층이 최표층에 해당하는 경우에는, 스퍼터 시간이 0분인 지점을 제외하고, x의 값을 구한다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다층막의 시감 반사율이 1% 이하인, 다층막을 갖는 투명 기체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다층막의 D65 광원 하의 투과색으로 b*값이 5 이하인, 다층막을 갖는 투명 기체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층막은, 서로 굴절률이 다른 층을 적어도 2층 이상 적층시킨 적층 구조이고,
    상기 적층 구조의 층 중 적어도 1층이, 주로, Si의 산화물로 구성되어 있고,
    상기 적층 구조의 층 중 다른 적어도 1층이, 주로, Mo 및 W으로 이루어지는 A군에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Si, Nb, Ti, Zr, Ta, Al, Sn 및 In으로 이루어지는 B군에서 선택되는 적어도 하나의 산화물의 혼합 산화물로 구성되고, 해당 혼합 산화물에 포함되는 A군의 원소와 해당 혼합 산화물에 포함되는 B군의 원소의 합계에 대한, 해당 혼합 산화물에 포함되는 B군의 원소의 함유율이 80질량% 미만인, 다층막을 갖는 투명 기체.
  5. 제4항에 있어서, 아르곤 이온 스퍼터링을 사용한 X선 광전자 분광법(XPS) 깊이 방향 조성 분석에 의해 구해지는 상기 A군의 원소와 상기 B군의 원소를 함유하는 층의 조성을, A(y)-B(z)-O라 하고, A가 Mo이고, B가 Nb라고 한 경우에,
    상기 금속 산화물층과 상기 산화규소층의 산소 부족 지수의 절댓값이, 하기 식 (1)을 충족시키는, 다층막을 갖는 투명 기체.
    Figure pct00004

    (식 (1) 중, 상기 금속 산화물층의 산소 부족 지수를 2y+z-1, 상기 산화규소층의 산소 부족 지수를 2/x-1로 하고, x는 상기 금속 산화물층과 접하는 적어도 하나의 상기 산화규소층 SiOx의 값을 나타내고, 상기 금속 산화물층의 산소 부족 지수 및 상기 산화규소층의 산소 부족 지수가 모두 양의 값을 취한다.)
    또한, 금속 산화물층이 최표층에 해당하는 경우에는, 스퍼터 시간이 0분인 지점을 제외하고, y와 z의 값을 구한다.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층막 위에 방오막을 더 갖는, 다층막을 갖는 투명 기체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 기체가 유리 기판인, 다층막을 갖는 투명 기체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유리 기판이 화학 강화되어 있는, 다층막을 갖는 투명 기체.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 유리 기판은, 상기 다층막을 갖는 측의 주면에 방현 처리가 실시되어 있는, 다층막을 갖는 투명 기체.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 기체가 수지 기판인, 다층막을 갖는 투명 기체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 수지 기판은, 상기 다층막을 갖는 측의 주면에 방현 처리가 실시되어 있는, 다층막을 갖는 투명 기체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 다층막을 갖는 투명 기체를 갖는, 화상 표시 장치.
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