TW202333957A - 光學積層體及抗反射膜 - Google Patents
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract
本發明之光學積層體之特徵在於:其係積層至少2層以上之可見光透過性光學功能層而成者,且上述光學功能層包含:第1功能層,其至少含有氧化鈰,波長550 nm下之折射率為1.8以上2.6以下之範圍,膜厚為60 nm以上130 nm以下之範圍;及第2功能層,其與上述第1功能層之上表面相接而形成,波長550 nm下之折射率為1.4以上1.6以下之範圍,膜厚為80 nm以上100 nm以下之範圍。
Description
本發明係關於一種耐久性得到提高之光學積層體、及使用其之抗反射膜。
本申請案係基於2021年10月1日於日本提出申請之日本專利特願2021-162974而主張優先權,並將其內容援用至本文中。
先前,光之波長程度之厚度之透明材料重疊複數種而成的光學多層膜(光學積層體)應用於各種領域。例如,藉由使反射之相位偏移而減少光之表面反射之抗反射膜、或者僅使特定波長透過或反射之波長選擇膜等被用於相機之鏡頭或窗玻璃等。又,電視等之顯示器有時會因外界光反射而視認性下降,藉由設置抗反射膜,可提高視認性。
另一方面,隨著近年來電子技術之發展所帶來之小型、輕量化,於可攜性機器搭載顯示器之情況變多,於筆記型電腦或智慧型手機等搭載高清顯示器。進而,近年來,因汽車之IT(Information Technology,資訊技術)化之發展,於速度計等量表、及導航系統等搭載多個顯示各種資訊之顯示器。
對於此種光學多層膜之用途,基於可攜性之觀點而言,期望輕量化,要求將抗反射膜形成於樹脂等輕量膜,而非如先前之重量相對較大之玻璃。又,當顯示器包含玻璃時,為了防止破損時飛散,亦較佳為預先於表面貼合膜,多數情況下貼附抗反射膜以防止此種飛散。
作為光學多層膜之形成方法,一般已知有:濕式成膜法,其係於大氣中塗佈折射率不同之材料;及乾式成膜法,其係於真空中藉由濺鍍等使成膜材料沈積而成膜。濕式成膜法雖較簡便,但可塗佈之材料有限,難以形成具有高功能光學多層膜所需之光學特性之光學功能層,又,難以形成積層有多個光學功能層之積層體。
與之相對,乾式成膜法可多次積層多種材料而容易地形成多層膜。乾式成膜法有若干方法,尤其是於真空中使用電漿之濺鍍法具有即便使用熔點較高之靶材料,亦可容易地成膜,且可容易地確保膜厚之均一性等優點,從而廣泛用於光學多層膜之成膜。
又,尤其是若使用濺鍍法,則能夠長時間以均一之膜厚分佈進行成膜,因此將濺鍍成膜裝置與膜搬送裝置組合而成之卷對卷濺鍍裝置能夠1次進行大面積之成膜,具有工業優點。
然而,光學多層膜之中,尤其是隨著使用抗反射膜之應用範圍擴大,抗反射膜之損傷成為問題。抗反射膜包含數nm~數百nm之薄膜,即便僅其一部分發生剝離、脫落,光學干涉條件亦會被破壞,與非脫離部之光學特性差變得明顯,因此存在可容易地視認到此種缺陷部位之問題。例如,筆記型電腦或智慧型手機中,觸控面板上搭載有筆觸模型,用前端尖銳之觸控筆等於抗反射膜上反覆滑動等而導致負載局部集中於抗反射膜之使用環境變多,從而要求提高抗反射膜本身之硬度(機械強度)。
例如,專利文獻1中,為了提高透明導電膜對手寫筆輸入之耐久性,揭示了藉由在成膜時提高膜基板之溫度,或去除成膜氛圍中之水分或有機物等雜質,且使薄膜之表面硬度為0.4~0.8 GPa,可維持透明導電膜之耐久性。
又,專利文獻2中,揭示了藉由使用ECR(Electron Cyclotron Resonance,電子回旋共振)電漿,使透明塑膠材料之吸水率為0.02%以下,使膜之維氏硬度為15以上,可提高膜之耐擦傷性。
又,專利文獻3中,揭示了藉由使用五氧化二鉭,利用離子輔助蒸鍍進行高折射率層之成膜,使壓縮應力為150~250 MPa,可提高耐熱性及硬度。
進而,專利文獻4中,揭示了多層膜之中包含金剛石層,該金剛石層具有金剛石結晶或由金剛石結晶所構成,使用氧化鋁、結晶性氧化鋁、或Al
2O
3與SiO
2之混合物作為覆蓋金剛石層之上部之覆蓋層,藉此可形成高硬度之膜,賦予刮擦耐性。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2002-163932號公報
專利文獻2:日本專利特開2005-066937號公報
專利文獻3:日本專利特開2009-217018號公報
專利文獻4:日本專利第6713485號公報
[發明所欲解決之問題]
然而,專利文獻1係僅可應用於氧化銦與氧化錫之複合氧化物等成分受限之一部分導電性氧化物的技術,不適合用於無需導電性之抗反射膜。
又,專利文獻2中,難以穩定且長時間地形成ECR電漿,尤其是藉由連續地形成膜之卷對卷濺鍍來穩定地生產之生產性有困難。
又,專利文獻3中,由於使用離子輔助蒸鍍,因此難以應用於藉由濺鍍來形成抗反射膜。
進而,專利文獻4中,由於長絲為高達800~2500℃之溫度,因此基板要求耐熱性,無法使用耐熱性較低之樹脂基板。又,覆蓋層係使用磁控濺鍍進行成膜,由於成膜速度存在較大差異,及製程真空度大不相同,因此於同時、連續成膜處理中設備大型化、複雜化,難以實現大量生產。
另一方面,當以介質多層膜構成抗反射膜時,最表層多使用折射率為1.5左右之低折射率材料,尤其是多使用氧化矽及以氧化矽作為主成分之複合氧化物,但存在因手寫筆輸入等所致之反覆滑動等而發生剝離之顧慮。
又,氧化鋯等所謂硬質材料雖與氧化矽相比硬度較高,但折射率較高為2.0左右,難以應用於抗反射膜之表面。除此以外,作為折射率相對較低(1.7左右)且硬質之材料,亦可例舉氧化鋁,但藉由濺鍍進行成膜之速度非常低,成膜製程亦複雜,光學特性亦低於氧化矽。
由此,期望一種即便於手寫筆滑動等嚴苛條件下亦不會發生剝離,能夠實現充分之抗反射特性,且容易製造之光學積層體。
本發明係考慮此種情況而成者,其目的在於提供一種對物理應力之耐久性較高,折射率較低,且容易製造之光學積層體;及使用其之抗反射膜。
[解決問題之技術手段]
為了解決上述問題,本發明人等發現:藉由使用氧化矽等低折射率材料,以成為特定範圍之厚度之方式形成最表層之光學功能膜,且使用高硬度材料,以成為特定範圍之厚度之方式形成其下層側之光學功能膜,可獲得對物理應力之耐久性較高,反射率較低,且容易製造之光學積層體。
即,為了解決上述問題,本發明提出了以下方法。
本發明之光學積層體之特徵在於:其係積層至少2層以上之可見光透過性光學功能層而成者,且上述光學功能層包含:第1功能層,其至少含有氧化鈰,波長550 nm下之折射率為1.8以上2.6以下之範圍,膜厚為60 nm以上130 nm以下之範圍;及第2功能層,其與上述第1功能層之上表面相接而形成,波長550 nm下之折射率為1.4以上1.6以下之範圍,膜厚為80 nm以上100 nm以下之範圍。
根據本發明,藉由以與作為光學積層體之最表層之第2功能層之下表面相接的方式,以60 nm~130 nm之厚度範圍形成由含有氧化鈰之材料所形成之第1功能層,光學積層體、例如抗反射膜可獲得充分之光學特性,並且即便施加較強之物理應力,例如用手寫筆等於表面進行滑動,藉由第1功能層之耐久性提高功能,亦可獲得防止損傷等充分之耐久性。
又,本發明中,上述第2功能層可構成上述光學積層體之最上層。
又,本發明中,上述第1功能層可於以元素比率計為0.1%以上50%以下之範圍內含有除氧化鈰以外之至少1種以上之金屬氧化物。
又,本發明中,上述第2功能層可至少含有矽。
本發明之抗反射膜之特徵在於使用上述各項中所記載之光學積層體。
又,本發明中,上述光學積層體可被包含可見光透過性高分子膜之透明基材支持。
又,本發明中,可於上述光學積層體與上述透明基材之間形成有密接層。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種對物理應力之耐久性較高,反射率較低,且容易製造之光學積層體;及使用其之抗反射膜。
以下,參考圖式,對本發明之一實施方式之光學積層體、及使用其之抗反射膜進行說明。再者,以下所示之各實施方式係為了更好地理解發明之主旨而具體地進行說明者,只要無特別指定,則不限定本發明。又,為了容易理解本發明之特徵,方便起見,以下之說明中所使用之圖式有時會放大示出作為主要部分之部分,各構成元件之尺寸比率等不一定與實際相同。
例示使用本發明之一實施方式之光學積層體之抗反射膜進行說明。
再者,以下之說明中,當提到透明時,表示能夠使可見光波長區域(大概360 nm~830 nm)之光線透過。
圖1係表示具有本發明之一實施方式之光學積層體之抗反射膜的剖視圖。本實施方式之抗反射膜10具有:透明基材11;光學積層體12,其與該透明基材11之一面重疊而形成;密接層13,其形成於透明基材11與光學積層體12之間;及防污層14,其與光學積層體12之上表面重疊而形成。
又,光學積層體12具有:高耐久層(第1功能層)21;低折射率表面層(第2功能層)22,其與高耐久層21之上表面相接而形成;及光學功能多層膜23,其與高耐久層21之下表面相接而形成。
透明基材11只要由能夠使可見光波長區域之光透過之透明材料形成即可,例如適宜使用可見光線之透過率為88%以上之高分子膜。作為高分子膜之構成材料之具體例,可例舉:聚酯系樹脂、乙酸酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚偏二氯乙烯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚苯硫醚系樹脂。
更具體而言,可例舉:聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚芳醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、三乙醯纖維素(TAC)、聚環烯烴(COC(Cycloolefin copolymer,環烯烴共聚物)、COP(Cycloolefin polymer,環烯烴聚合物))等。
透明基材11之厚度並無特別限定,例如較佳為20 μm以上1000 μm以下之範圍。若透明基材11之厚度為20 μm以上,則確保基材本身之剛性,即便對抗反射膜10施加應力,亦不易產生褶皺。
於藉由卷對卷來製造抗反射膜10之情形時,若透明基材11之厚度為1000 μm以下,則容易將製造中途之抗反射膜10及製造後之抗反射膜10捲繞成卷狀,可高效率地製造抗反射膜10。又,若透明基材11之厚度為1000 μm以下,則能夠實現抗反射膜10之薄膜化、輕量化。若透明基材11之厚度為600 μm以下,則可更高效率地製造抗反射膜10,並且能夠實現進一步薄膜化、輕量化,從而較佳。
只要不明顯損害光學特性,則透明基材11中亦可包含補強材料,例如可例舉:纖維素奈米纖維、奈米二氧化矽等。尤其是,適宜使用聚酯系樹脂、乙酸酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚烯烴系樹脂。具體而言,適宜使用三乙醯纖維素(TAC)基材。
再者,透明基材11亦可為被賦予了光學功能或物理功能之膜。作為具有光學功能或物理功能之基材之例,例如可例舉:偏光板、相位差補償膜、熱射線阻隔膜、透明導電膜、增亮膜、阻隔性提昇膜等。
光學積層體12係表現光學功能之層。此處所謂之光學功能係控制光之性質即反射及透過、折射之功能,例如可例舉:抗反射功能、選擇反射功能、防眩功能、透鏡功能等。
光學積層體12可為抗反射層、選擇反射層、防眩等。於本實施方式中,光學積層體12係表現抗反射功能之層。
構成光學積層體12之高耐久層(第1功能層)21係提高對施加於光學積層體12之表面之物理應力之耐久性的層。
高耐久層21包含至少含有氧化鈰之材料。於本實施方式中,高耐久層21係由二氧化鈰(CeO
2)所形成。再者,高耐久層21中,二氧化鈰中之Ce亦可於以元素比率計為0.1%以上50%以下之範圍內置換成Nb。於該情形時,在下述藉由濺鍍之成膜步驟中,可加快成膜速度,提高放電穩定性。
高耐久層21係以膜厚為60 nm以上130 nm以下之範圍之方式形成。若膜厚未達60 nm,則存在無法獲得充分之耐久性之顧慮。又,若膜厚超過130 nm,則存在光學特性下降之顧慮。
此種高耐久層21於波長550 nm下之折射率為1.8以上2.6以下之範圍。藉由設為此種折射率之範圍,可適當地維持光學積層體12之光學功能、例如抗反射功能。
構成光學積層體12之低折射率表面層(第2功能層)22係以與高耐久層21之上表面直接相接之方式成膜。此種低折射率表面層22可使用二氧化矽(SiO
2)。SiO
2單層膜無色透明。例如,低折射率表面層22可含有50質量%以上之SiO
2。
再者,低折射率表面層22亦較佳為除含有SiO
2以外,例如還含有Na以提高耐久性,含有Zr、Al、或N以提高硬度,含有Zr、Al以提高耐鹼性。
低折射率表面層22之折射率為1.4~1.6之範圍,較佳為1.4~1.5之範圍。
又,低折射率表面層22之膜厚只要為80 nm~100 nm之範圍即可,可根據需要抗反射功能之波長區域適當選擇。
構成光學積層體12之光學功能多層膜23係自透明基材11側起依序積層有高折射率層23a及低折射率層23b之積層體。再者,如本實施方式所示,高折射率層23a與低折射率層23b之積層數可為2層以上之任意層數。
如本實施方式所示,藉由以積層有低折射率層23b及高折射率層23a之積層體構成光學功能多層膜23,而自低折射率表面層22側入射之光、例如外界光之一部分在該光學功能多層膜23及高耐久層21、低折射率表面層22之內部進行反射,在表面以相互抵消相位之方式發生干涉,從而實質性地抑制反射。因此,可獲得防止自低折射率表面層22側入射之外界光反射之抗反射功能。
光學功能多層膜23含有包含無機氧化物、或無機氮化物之材料。基於獲取容易性及成本之方面而言,低折射率層23b可使用二氧化矽(SiO
2)。SiO
2單層膜無色透明。例如,低折射率層23b可含有50質量%以上之SiO
2。
低折射率層23b亦較佳為除含有SiO
2以外,例如還含有Na以提高耐久性,含有Zr、Al、或N以提高硬度,含有Zr、Al以提高耐鹼性。
低折射率層23b之折射率較佳為1.20~1.60,更佳為1.30~1.50。
又,低折射率層23b之膜厚只要為1 nm以上200 nm以下之範圍即可,根據需要抗反射功能之波長區域適當選擇,於本實施方式中,藉由設為10 nm~40 nm,當高耐久層(第1功能層)21及低折射率表面層(第2功能層)22為特定厚度時,反射率或透過率等光學特性變得良好,從而更佳。
作為高折射率層23a,例如可使用:五氧化二鈮(Nb
2O
5,折射率2.33)、氧化鈦(TiO
2,折射率2.33~2.55)、氧化鎢(WO
3,折射率2.2)、氧化鈰(CeO
2,折射率2.2)、五氧化二鉭(Ta
2O
5,折射率2.16)、氧化鋅(ZnO,折射率2.1)、氧化銦錫(ITO,折射率2.06)、氧化鋯(ZrO
2,折射率2.2)等。又,當欲對高折射率層23a賦予導電特性時,例如亦可使用ITO、氧化銦-氧化鋅(IZO)。
又,高折射率層23a之膜厚例如可為1 nm以上200 nm以下,根據需要抗反射功能之波長區域適當選擇,於本實施方式中,藉由設為10 nm~40 nm,當高耐久層(第1功能層)21及低折射率表面層(第2功能層)22為特定厚度時,反射率或透過率等光學特性變得良好,從而更佳。
本實施方式之光學功能多層膜23使用含有五氧化二鈮(Nb
2O
5,折射率2.33)者作為高折射率層23a,使用含有二氧化矽(SiO
2)者作為低折射率層23b。
密接層13係為了提高透明基材11與光學積層體12之密接性而形成之層。密接層13例如較佳為含有氧缺陷狀態之金屬氧化物或金屬。氧缺陷狀態之金屬氧化物係指與化學計量組成相比氧數不足之狀態之金屬氧化物。作為氧缺陷狀態之金屬氧化物,例如可例舉:SiOx、ALOx、TiOx、ZrOx、CeOx、MgOx、ZnOx、TaOx、SbOx、SnOx、MnOx等。又,作為金屬,可例舉:Si、Al、Ti、Zr、Ce、Mg、Zn、Ta、Sb、Sn、Mn、In等。密接層例如可為SiOx中之x超過0且未達2.0者。
基於維持透明性,獲得良好之光學特性之觀點而言,密接層之厚度例如較佳為超過0.1 nm且為20 nm以下,特佳為1 nm以上10 nm以下。
防污層14係用於防止光學積層體12污損之層,例如可為具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物之被覆層。藉由使用具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物來被覆光學積層體12之表面,而顯現出光學積層體12之表面之水接觸角例如為110度以上之撥水性,可提高防污性。
再者,雖本實施方式之光學積層體12具備光學功能多層膜23,但本發明之光學積層體可至少由高耐久層(第1功能層)21、及與該高耐久層21之上表面相接而形成之低折射率表面層(第2功能層)22兩層形成。又,本實施方式之抗反射膜10雖設置有密接層13及防污層14,但亦可為未設置該等密接層13及防污層14中之任一者或兩者之構成。
又,亦可於透明基材11之另一面進而形成具有選擇反射、防眩、偏光、相位差補償、視角補償或放大、導光、擴散、增亮、色相調整、導電等功能之層。
又,光學積層體12之表面形狀除平滑形狀以外,亦可為具有蛾眼、表現防眩功能之奈米級凹凸構造之形狀。又,亦可為透鏡、稜鏡等微米至毫米級幾何學形狀。形狀例如可藉由光微影與蝕刻之組合、形狀轉印、熱壓等來形成。於本實施方式中,由於藉由真空成膜進行成膜,因此即便當基材具有例如凹凸形狀時,亦可維持該凹凸形狀。
根據如上所述之構成之本實施方式之光學積層體12、及具備其之抗反射膜10,藉由以與作為光學積層體12之最表層之低折射率表面層(第2功能層)22之下表面相接的方式,以60 nm~130 nm之厚度範圍形成由含有氧化鈰之材料所形成之高耐久層(第1功能層)21,光學功能膜、例如抗反射膜能夠獲得充分之光學特性,並且即便施加較強之物理應力,例如用手寫筆等於表面進行滑動,藉由高耐久層(第1功能層)21之功能,亦可獲得防止損傷等充分之耐久性。若將此種抗反射膜10應用於用手寫筆進行操作之行動機器或筆記型個人電腦之顯示部,則能夠實現顯示部之長壽命化。
其次,對具備上述實施方式之光學積層體之抗反射膜之製造方法的一實施方式進行說明。
作為本實施方式之抗反射膜之製造方法之一例,可藉由所謂卷對卷方式製造,即,使用捲繞成卷狀之透明基材11來製造抗反射膜10並將其捲取成卷狀。
首先,將捲繞成卷狀之透明基材(基材)11捲出。然後,於透明基材11之一面上形成光學積層體12。光學積層體12例如可使用濺鍍裝置,施加包含構成各層之材料之目標電壓,以特定流量供給特定反應性氣體及生成電漿之氬氣,藉此使構成光學積層體12之各層成膜。
例如,當形成高耐久層(第1功能層)21時,使用CeO
2作為靶,使用氬氣作為電漿生成用氣體,及使用O
2作為反應性氣體。又,例如,當形成含有SiO
2之層作為低折射率表面層(第2功能層)22時,使用Si作為靶,使用氬氣作為電漿生成用氣體,及使用O
2作為反應性氣體。
如此,藉由利用濺鍍於透明基材11之一面形成各層,可容易地製造具備光學積層體之抗反射膜。
以上對本發明之實施方式進行了說明,但此種實施方式係作為例子提出,並不意在限定發明之範圍。該等實施方式可以其他各種形態實施,可於不脫離發明之主旨之範圍內進行各種省略、置換、變更。該實施方式或其變化例包含於發明之範圍或主旨內,同樣地包含於申請專利範圍中所記載之發明及與其均等之範圍內。
實施例
(驗證例1)
首先,測定用作高耐久層(第1功能層)21之氧化鈰薄膜之硬度。
於玻璃基板上形成作為本發明之實施例1之二氧化鈰(CeO
2)薄膜、作為先前之比較例1之二氧化矽(SiO
2)薄膜、作為比較例2之五氧化二鈮(Nb
2O
5)薄膜、作為比較例3之二氧化鋯(ZrO
2)薄膜。
形成各薄膜時,使用RF(Radio frequency,射頻)濺鍍裝置。用於成膜之RF濺鍍裝置之排氣系統包含渦輪分子泵及旋轉泵,能夠排氣至5×10
-4Pa以下。真空槽(成膜腔室)內配置有4個陰極,可於各陰極設置直徑2英吋之靶材料。各陰極間設置有擋板機構,可藉由計時器來控制開啟及關閉時間。因此,若預先已知成膜速度,則藉由控制擋板之開啟時間,可精密地控制薄膜之厚度。
真空槽上連接有氣體供給配管,可供給氬氣、氧氣、氮氣等反應氣體、載氣。各氣體可藉由設置於儲氣罐與真空槽之間之質量流量計來精密地控制流量。於渦輪分子泵與真空槽之間設置有氣導閥,藉由調整排氣速度,能夠調整為任意成膜壓力。基板可設置於與靶對向之載台。載台可以使薄膜之厚度均一之方式自轉,可加熱至300℃。進而,載台與靶之間之距離亦可調整。
各薄膜之硬度之評價中,為了避免基板之影響,基板使用無鹼玻璃(OA-10G:日本電氣硝子股份有限公司製造)。基板係使用中性洗劑進行水洗後,於乙醇液中進行10分鐘超音波洗淨,自乙醇液中提拉,然後立刻藉由空氣噴霧器去除液滴,避免產生乾燥污斑。
然後,將基板設置於如上所述之構成之RF濺鍍裝置內之載台後,排氣至5×10
-4Pa以下,導入氬氣及氧氣。氬氣與氧氣之比率係預先調查於可見光區域不會出現吸收之條件而確定。於此種條件下,以膜厚為400 nm之方式形成實施例1、比較例1~3之各薄膜。
測定硬度時,使用馬氏硬度計測定馬氏硬度。將此種實施例1、比較例1~3之各薄膜之馬氏硬度之測定結果示於表1中。再者,參考例中亦測定玻璃基板之硬度。
[表1]
薄膜之材質 | 馬氏硬度(N/mm 2) | |
實施例1 | CeO 2 | 8000 |
比較例1 | SiO 2 | 3600 |
比較例2 | Nb 2O 5 | 4000 |
比較例3 | ZrO 2 | 4000 |
參考例 | (玻璃基板) | 3000 |
根據表1所示之驗證例1之結果,可確認到用作高耐久層(第1功能層)21之實施例1之二氧化鈰薄膜較比較例1~3之薄膜,硬度較高。因此,藉由使用此種二氧化鈰形成高耐久層(第1功能層)21,可提高光學積層體12之表面之耐久性。
(驗證例2)
製作以下所示之實施例10~16、及比較例10~16之試樣,對各試樣測定反射率、及耐久性(鋼絲絨試驗)。
[實施例10]
使用於三乙醯纖維素(TAC)膜之一面形成有丙烯酸樹脂層者作為基板。將該基板設置於RF濺鍍裝置,將腔室進行排氣後,進行成膜。依序使五氧化二鈮成膜作為光學功能膜中之高折射率層,使二氧化矽成膜作為光學功能膜中之低折射率層,其後,以100 nm之厚度使二氧化鈰成膜而作為高耐久層(第1功能層),進而於其上積層90 nm二氧化矽而作為低折射率表面層(第2功能層),然後自腔室取出。對於取出之試樣,使用具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物作為防污層,藉由旋轉塗佈,以厚度為3 nm~5 nm之方式塗佈,於室溫下靜置1天而獲得實施例1之試樣。
[實施例11]
使二氧化鈰之厚度為60 nm,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[實施例12]
使二氧化鈰之厚度為130 nm,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[實施例13]
使二氧化鈰上之二氧化矽之厚度為80 nm,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[實施例14]
使二氧化鈰之厚度為120 nm,使氧化鈰上之氧化矽之厚度為100 nm,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[實施例15]
使用將二氧化鈰之一部分Ce置換為Nb而成之Nb
0.2Ce
0.8O代替二氧化鈰,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[實施例16]
使用將二氧化鈰之一部分Ce置換為Nb而成之Nb
0.4Ce
0.6O代替二氧化鈰,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[比較例10]
使用五氧化二鈮代替二氧化鈰,使其厚度為110 nm,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[比較例11]
使二氧化鈰之厚度為110 nm,於其上不形成氧化矽,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[比較例12]
使二氧化鈰之厚度為50 nm,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[比較例13]
使二氧化鈰之厚度為140 nm,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[比較例14]
使二氧化鈰上之氧化矽之厚度為70 nm,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
[比較例15]
使二氧化鈰之厚度為120 nm,使其上之氧化矽之厚度為110 nm,除此以外,於與實施例1相同之條件下製作試樣。
<反射率之測定>
反射率係使用紫外可見近紅外分光光度計UH4150(Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造)進行測定。為了消除背面反射之影響,將各試樣之背面塗裝成黑色而僅測定表面之反射成分。使入射光角度為5°,以鏡面反射之配置,於波長300 nm~800 nm之範圍內進行測定。根據所獲得之測定資料,光源設為D65,視角設為2°,利用「JIIS Z-8701」中所規定之計算方法計算,將所得之刺激值Y規定為反射率。抗反射膜之反射率較理想為0.5%以下。
<鋼絲絨試驗>
將滑動裝置之夾具(10 mm×10 mm)用鋼絲絨#0000覆蓋,施加1 kg負載,於各試樣之表面以50 mm之滑動距離滑動100次後,自滑動裝置取出,藉由目視確認有無損傷產生。
將此種驗證例2之結果示於表2中。
[表2]
硬質層之材料 | 硬質層之厚度 | 二氧化矽之厚度 | 反射率(Y) | 鋼絲絨試驗 | |
實施例10 | CeO 2 | 100 nm | 90 nm | 0.3% | 無損傷 |
實施例11 | CeO 2 | 60 nm | 90 nm | 0.5% | 無損傷 |
實施例12 | CeO 2 | 130 nm | 90 nm | 0.3% | 無損傷 |
實施例13 | CeO 2 | 100 nm | 80 nm | 0.4% | 無損傷 |
實施例14 | CeO 2 | 120 nm | 100 nm | 0.5% | 無損傷 |
實施例15 | Nb 0.2Ce 0.8O | 100 nm | 90 nm | 0.3% | 無損傷 |
實施例16 | Nb 0. 4Ce 0. 6O | 100 nm | 90 nm | 0.3% | 稍微損傷(基準內) |
比較例10 | Nb 2O 5 | 110 nm | 90 nm | 0.4% | 整體產生損傷 |
比較例11 | CeO 2 | 110 nm | 0 nm | 11.0% | 無損傷 |
比較例12 | CeO 2 | 50 nm | 90 nm | 0.4% | 整體產生損傷 |
比較例13 | CeO 2 | 140 nm | 90 nm | 0.6% | 無損傷 |
比較例14 | CeO 2 | 100 nm | 70 nm | 1.1% | 無損傷 |
比較例15 | CeO 2 | 120 nm | 110 nm | 1.6% | 局部產生損傷 |
表2所示之結果之評價如下所述。
[實施例10~12之結果]
根據表2可知,若以60 nm~130 nm之厚度範圍使二氧化鈰成膜,使最表層之氧化矽之厚度為90 nm,則反射率均為0.5%以下,結果充分地發揮抗反射膜之功能。又,於鋼絲絨試驗中亦未見損傷,充分地確保耐損傷防止性能(耐久性)。
[實施例13、14之結果]
使最表面之二氧化矽之厚度於80 nm~100 nm之範圍內進行變化,調整對應之氧化鈰之厚度以使光學特性變好而成膜,結果反射率為0.5%以下,於鋼絲絨試驗中亦未見損傷。
[實施例15、16之結果]
為了加快成膜速度,及提高放電穩定性,添加以元素比計至多為40%之鈮,製成硬質層。光學特性與實施例1~5相比幾乎無變化,但於鋼絲絨試驗中逐漸可見耐損傷防止性能之劣化,於鈮40%(實施例16)時,勉強達到基準。
[比較例10之結果]
當使用先前廣泛用作高折射率層之五氧化二鈮時,儘管光學特性充分,但於鋼絲絨試驗中產生藉由目視可容易地確認到之程度之損傷,耐損傷防止性能(耐久性)不充分。
[比較例11之結果]
於使最表面為二氧化鈰而非二氧化矽之情形時,鋼絲絨試驗雖顯現出良好之結果,但反射率非常高。硬質膜之厚度為60 nm以上時,無法實現使反射率為0.5%以下之設計。
[比較例12之結果]
若使二氧化鈰之厚度為50 nm,則於鋼絲絨試驗中產生藉由目視可容易地確認到之程度之損傷,耐損傷防止性能(耐久性)不充分。根據該情況,可謂當氧化鈰為50 nm以下時,無法實現充分之硬度,光學積層體之耐損傷性亦劣化。
[比較例13之結果]
若使二氧化鈰之厚度為140 nm,則獲得充分之硬度,光學積層體之耐損傷性亦提高,另一方面,反射率超過0.5%,結果無法充分地發揮抗反射膜之功能。可知當使二氧化鈰成膜為140 nm以上之厚度時,即便於80 nm~100 nm之範圍內調整二氧化矽,亦無法獲得充分之抗反射性能。
[比較例14、15之結果]
若使二氧化矽之厚度為70 nm以下或110 nm以上,則即便於60 nm以上之範圍內調整二氧化鈰,結果亦無法充分地發揮抗反射膜之功能。又,若使二氧化矽成膜為110 nm以上之厚度,則硬質層之氧化鈰之效果變小,於鋼絲絨試驗中產生藉由目視可容易地確認到之程度之損傷,耐損傷防止性能(耐久性)不充分。
10:抗反射膜
11:透明基材
12:光學積層體
13:密接層
14:防污層
21:高耐久層(第1功能層)
22:低折射率表面層(第2功能層)
23:光學功能多層膜
23a:高折射率層
23b:低折射率層
圖1係表示具有本發明之一實施方式之光學積層體之抗反射膜的剖視圖。
10:抗反射膜
11:透明基材
12:光學積層體
13:密接層
14:防污層
21:高耐久層(第1功能層)
22:低折射率表面層(第2功能層)
23:光學功能多層膜
23a:高折射率層
23b:低折射率層
Claims (7)
- 一種光學積層體,其特徵在於:其係積層至少2層以上之可見光透過性光學功能層而成者,且 上述光學功能層包含:第1功能層,其至少含有氧化鈰,波長550 nm下之折射率為1.8以上2.6以下之範圍,膜厚為60 nm以上130 nm以下之範圍;及 第2功能層,其與上述第1功能層之上表面相接而形成,波長550 nm下之折射率為1.4以上1.6以下之範圍,膜厚為80 nm以上100 nm以下之範圍。
- 如請求項1之光學積層體,其中上述第2功能層構成上述光學積層體之最上層。
- 如請求項1或2之光學積層體,其中上述第1功能層於以元素比率計為0.1%以上50%以下之範圍內含有除氧化鈰以外之至少1種以上之金屬氧化物。
- 如請求項2之光學積層體,其中上述第2功能層至少含有矽。
- 一種抗反射膜,其特徵在於使用如請求項1或2之光學積層體。
- 如請求項5之抗反射膜,其中上述光學積層體被包含可見光透過性高分子膜之透明基材支持。
- 如請求項6之抗反射膜,其中於上述光學積層體與上述透明基材之間形成有密接層。
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