TWI708912B - 光學裝置用外殼及光學裝置 - Google Patents

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Abstract

由實施形態而得之光學裝置用外殼(100A)具有:透光性之窗構件(20A);以及箱體(10),其具有收納受光元件及/或發光元件(OE)之空間;窗構件(20A)具備:透光性構件(22);高分子膜(50),其設置於透光性構件(22)之外側表面,且於表面具有蛾眼(moth eye)結構,表面之相對於水的接觸角為140°以上;以及電阻發熱體(24),其設置於透光性構件(22)的內側表面。

Description

光學裝置用外殼及光學裝置
本發明關於光學裝置用外殼,尤其是關於將發光元件及/或受光元件收納於內部的光學裝置用外殼及光學裝置。
設置於屋外的光學裝置若於接收光及/或射出光的透光性的窗構件積雪,則無法發揮其功能,因此致力於能夠防止積雪及/或融雪。
例如,專利文獻1揭示有具備微細之凹凸結構的信號機器構件,該微細之凹凸結構於表面具有抗反射性能與防止積雪性能。根據專利文獻1,藉由將具有微細凹凸結構之表面的相對於水的接觸角設為135°以上,可防止積雪。
於專利文獻2揭示有融雪型之LED交通信號機。根據專利文獻2,藉由利用遠紅外線面狀發熱體加熱透鏡罩(窗構件),可抑制於透鏡罩積雪。
此處所例示之交通信號機為使用LED作為發光元件,自發光元件的發熱量變少,及/或電源的電力降低(例如20W以下),與利用燈泡作為發光元件時相比,變得更難防止積雪。積雪的問題並非限於此,而是設置在屋外的各種光學裝置,例如各種信號機用燈、攝影機(例如監視攝影機、車載攝影機)、光學檢測裝置(例如車輛檢測裝置)的共同問題。
另一方面,本申請人開發出了使用陽極氧化多孔氧化鋁層來製造具有蛾眼(moth eye)結構的抗反射膜(抗反射表面)之製造方法。藉由使用陽極氧化多孔氧化鋁層,能夠以高量產性製造具有反轉之蛾眼結構的 模具(例如專利文獻3~7)。為了參考,將專利文獻3~7之全部揭示內容援用至本說明書。
專利文獻1:日本特開2015-108882號公報
專利文獻2:日本特開2014-109970號公報
專利文獻3:日本專利第4265729號公報
專利文獻4:日本特開2009-166502號公報
專利文獻5:國際公開第2011/125486號
專利文獻6:國際公開第2012/137664號
專利文獻7:國際公開第2013/183576號
然而,根據本發明人之研究,專利文獻1及2所記載之方法中,有無法充分地抑制積雪之虞。根據專利文獻1之構成,一旦水滴或冰附著於表面,則無法有效防止積雪。根據專利文獻2之構成,僅依靠來自遠紅外線面狀發熱體的輻射熱,擔憂依據環境溫度而無法充分地融雪。
因此,本發明之目的在於提供一種光學裝置用外殼及光學裝置,其相較於上述先前技術,可更確實地防止積雪。
本發明之某實施形態的光學裝置用外殼,具有:透光性之窗構件;以及箱體,其具有收納受光元件及/或發光元件之空間;該窗構件具備:透光性構件;高分子膜,其設置於該透光性構件之外側表面,且於表面具有蛾眼結構,該表面之相對於水的接觸角為140°以上;以及電阻發熱體,其設置於該透光性構件的內側表面。
某實施形態中,其進而具有設置於該電阻發熱體的內側之親水性層,該親水性層的表面之相對於水的接觸角為20°以下。
某實施形態中,該親水性層含有於表面具有蛾眼結構的高分子層。
某實施形態中,該親水性層含有多孔氧化鋁層。
某實施形態中,該多孔氧化鋁層於表面具有反轉之蛾眼結構。
某實施形態中,該電阻發熱體含有形成於該透光性構件的內側表面之透明導電層,該多孔氧化鋁層形成於該透明導電層上。
某實施形態中,該多孔氧化鋁層含有Ti。
本發明之某實施形態的光學裝置,其為具有上述任一者的光學裝置用外殼、與配置於該光學裝置用外殼內的LED元件之信號機用燈。
本發明之某實施形態的光學裝置,其為具有上述任一者的光學裝置用外殼、與配置於該光學裝置用外殼內的攝影元件之攝影機。該攝影機例如為監視攝影機(或防止犯罪攝影機)、車載攝影機。
本發明之某實施形態的光學裝置,其為具有上述任一者的光學裝置用外殼、與配置於該光學裝置用外殼內的光感測器之光學檢測裝置。
根據本發明之實施形態,提供一種光學裝置用外殼及光學裝置,其與上述先前技術相比,能夠更確實地防止積雪。
10:箱體
12:空間
20:電阻發熱體
20A、20B、20C、20D:窗構件
22:透光性構件
23、27:接著層
24:電阻發熱體(透明導電層)
34A、35B、35C:光固化樹脂層
34Ap、35Bp、35Cp:凸部
35a:下側樹脂層
35b:上側樹脂層
39:氧化物層(二氧化矽層)
42A、42B、42C:基膜
50、50A、50B、50C:高分子膜
60B、60C、60D:親水性層
100A、100B、100C、100D:光學裝置用外殼
OE:光學元件(LED元件)
圖1係根據本發明之實施形態1的光學裝置用外殼100A之示意性截面圖。
圖2係根據本發明之實施形態2的光學裝置用外殼100B之示意性截面圖。
圖3係根據本發明之實施形態3的光學裝置用外殼100C之示意性截面圖。
圖4係根據本發明之實施形態4的光學裝置用外殼100D之示意性截面圖。
圖5之(a)~(c)係本發明之實施形態之光學裝置用外殼所具有的高分子膜之示意性截面圖。
以下,參照圖式,說明本發明之實施形態之光學裝置用外殼的結構。本發明之實施形態並非限定於所例示的實施形態。再者,以下說明中,對具有相同功能之構成要素,標記共同的參照符號,避免說明之重複。
(實施形態1)
於圖1表示本發明之實施形態1的光學裝置用外殼100A的示意性截面圖。外殼100A具有箱體10與透光性之窗構件20A,該箱體10具有收納光學元件(受光元件及/或發光元件)OE之空間12。窗構件20A具有透光性構件22、設置於透光性構件22的外側表面之高分子膜50、與設置於透光性構件22的內側表面之電阻發熱體24。高分子膜50例如以此處所例示之方式介隔接著層23,而固定於透光性構件22的外側表面。當然,並不限於此,高分子膜50可藉由公知的其他方法,固定於透光性構件22的外側表面。例如,可藉由熱壓接合將高分子膜50直接接著於透光性構件22。透光性構件22例如可為透明基板(例如玻璃基板或塑膠基板),又,也可為透鏡(以玻璃或塑膠形成)。
高分子膜50於表面具有蛾眼結構,表面之相對於水的接觸角為140°以上。即,高分子膜50具有抗反射功能,並且具有超撥水性。關於高分子膜50之詳細情形,參照圖5於後面敘述。
光學元件OE例如為LED元件OE,收納了LED元件OE的光學裝置用外殼100A的整體可為信號機用燈。高分子膜50由於具有超撥水性之表 面,故可抑制/防止水滴附著。又,由於在透光性構件22之內側具有電阻發熱體24,因此即便於高分子膜50的表面附著了雪(冰),也能夠藉由向電阻發熱體24供給電力而使其融解。
電阻發熱體24例如使用金屬薄膜或透明導電膜(氧化物導電膜)而形成。電阻發熱體24是利用焦耳熱,可依據電阻值與電壓(電力)而控制發熱量。例如,於LED信號機用燈之情形,只要以藉由120V(15W)左右可充分地進行融雪的方式,依據透光性構件22的大小(於透光性構件22的周邊被罩體等覆蓋之情形,實際上使光透射的部分之大小),設定電阻發熱體24的電阻值(材料、膜厚、圖案的線寬及長度等)即可。金屬薄膜的厚度及圖案可考慮透光性而決定。於使用透明導電層之情形時不需要圖案化,例如可藉由成膜條件及膜厚而容易地控制電阻值。
由於電阻發熱體24接觸透光性構件22,故與使用專利文獻2所記載的遠紅外線面狀發熱體相比,可更確實地加熱透光性構件22。又,電阻發熱體24與遠紅外線面狀發熱體相比,耐久性也更佳。作為金屬薄膜,可使用Cr(50nm)/Ni(150nm)/銲料(下層/中層/上層)及Cr(50nm)/Ni(150nm)/Cu(下層/中層/上層)等積層膜。
再者,向LED元件OE及電阻發熱體24供給電力的電路(未圖示)可設置於箱體10內,也可設置於箱體10外。
此處,雖說明了光學元件OE為發光元件(LED元件)之情形,但作為光學元件OE,於使用受光元件(攝影元件、光感測器等)之情形,可藉由高分子膜50的抗反射功能,使可受光的光量增加。具有蛾眼結構的高分子膜50,由於相對於寬廣的入射角及寬廣的波長範圍之光發揮優異的抗反射功能,因此能夠將良好狀態之光引導至受光元件。
(實施形態2)
於圖2表示本發明之實施形態2的光學裝置用外殼100B的示意性截面圖。光學裝置用外殼100B進而具有設置於圖1的光學裝置用外殼100A的電阻發熱體24之內側的親水性層60B。親水性層60B的表面之相對於水的接觸角為20°以下,較佳為10°以下。
於光學裝置用外殼100B的窗構件20B的內側表面有結露的情形。若發生結露,則由於光因水滴而被散射,因此例如於光學元件OE為攝影元件之情形時,無法取得鮮明的影像。又,於光學元件OE為光感測器之情形時,到達光感測器的光強度降低。
光學裝置用外殼100B由於在電阻發熱體24之內側具有親水性層60B,故能夠抑制結露。親水性層60B的表面的親水性越高則防止結露效果越高,親水性層60B的表面之相對於水的接觸角較佳為10°以下。即便於親水性高的表面上引起結露(水蒸氣的冷凝),由於水在親水性表面上濕潤擴散,故不會作為液滴而殘留。其結果,光不會散射,故不會發現結露。
此處所例示之親水性層60B為於表面具有蛾眼結構的高分子層60B。若於表面具有蛾眼結構,則由於可發揮抗反射功能,故也能夠減低窗構件20B的內側表面中的反射。因此,於光學元件OE為發光元件之情形時,光的提取效率提升。又,於光學元件OE為受光元件的情形時,與光學裝置用外殼100A相比,更能夠將良好之狀態的光引導至受光元件。高分子層60B例如可使用於國際公開第2017/115694號所記載之抗反射膜內,表面之相對於水的接觸角為20°以下者。為了參考,將國際公開第2017/115694號的全部揭示內容援用至本說明書。
此處,親水性層60B介隔接著層27而固定於電阻發熱體24。當然,將親水性層60B固定於電阻發熱體24之方法不限於上述,可使用公知的各種方法。
(實施形態3)
於圖3表示本發明之實施形態3的光學裝置用外殼100C的示意性截面圖。光學裝置用外殼100C進而具有設置於圖1的光學裝置用外殼100A的電阻發熱體24之內側的親水性層60C。親水性層60C為多孔氧化鋁層60C,且表面之相對於水的接觸角為10°以下。
多孔氧化鋁層60C於表面具有反轉之蛾眼結構。此反轉之蛾眼結構與用於形成具有蛾眼結構的抗反射膜之模具的表面結構相同。多孔氧化鋁層60C較佳以如下方式形成。
於透光性構件22形成透明導電層24作為電阻發熱體24。透明導電層24例如為ITO(銦摻錫氧化物)層。於ITO層上,可形成ATO(銻摻錫氧化物)層及/或FTO(氟摻錫氧化物)層。
於透明導電層24上形成Al層或Al合金層。將透明導電層24用作電極,藉由將Al層或Al合金層進行陽極氧化,形成多孔氧化鋁層。之後,藉由進行蝕刻擴大細孔徑。之後,交互地重複進行陽極氧化與蝕刻,獲得具有所欲之形狀(圓錐狀)的細孔(微細之凹部)之多孔氧化鋁層60C。適當調整陽極氧化與蝕刻的重複次數(例如陽極氧化5次、蝕刻4次)。其中,以Al或Al合金層不殘留的方式,完全地進行陽極氧化。其原因在於不使窗構件20C的光透射性能降低。藉由將透明導電層24用作電極,能夠將Al層或Al合金層完全地進行陽極氧化。
作為Al合金層,如專利文獻6所記載,較佳使用如下之鋁合金層:含有鋁、以及與鋁之標準電極電位的差之絕對值為0.64V以下的金屬元素(例如Ti、Nd、Mn、Mg、Zr、V及Pb,相對於整體的含有率未達10質量%)。例如,能夠合適地使用含有Ti之鋁合金。或者,如專利文獻7所記載,可使用含有鋁、鋁以外之金屬元素與氮之鋁合金層。鋁合金層所含有之氮的含 有率較佳為0.5質量%以上5.7質量%以下,鋁合金層中的金屬元素(例如Ti)的含有率較佳為1.0質量%以上1.9質量%以下。此種Al合金層幾乎不含異常粒子。再者,於最終獲得之多孔氧化鋁層中,當然包含於合金中含有之金屬元素。例如,在藉由將含有Ti的Al合金進行陽極氧化而獲得之多孔氧化鋁層中含有Ti。
再者,蝕刻步驟中,於ITO層與Al合金層之間有發生電蝕之情形。藉由於ITO層與Al合金層之間形成ATO層及/或FTO層,能夠防止該情形。或者,作為Al合金層之材料,可使用Al-Ni-La(鋼臂功科研股份有限公司製造之DC-Al)或Al-Ni-B(ACX三井金屬公司製造)。
雖稍微劣於具有蛾眼結構的高分子層60B,但具有反轉之蛾眼結構的多孔氧化鋁層60C也具有抗反射性能。又,多孔氧化鋁層60C由於導熱性高,故能夠作用為使透光性構件22之溫度分布平均。多孔氧化鋁層60C由於具有親水性表面,故當然也發揮抑制結露之效果。
(實施形態4)
於圖4表示本發明之實施形態4的光學裝置用外殼100D的示意性截面圖。光學裝置用外殼100D的窗構件20D具有多孔氧化鋁層60D以取代設置於圖3之光學裝置用外殼100C的電阻發熱體24的內側之多孔氧化鋁層60C。多孔氧化鋁層60D的表面之相對於水的接觸角為10°以下。
多孔氧化鋁層60D如圖4所示意性地表示般,具有圓柱狀之細孔。因此,不需如形成具有圓錐狀的細孔之多孔氧化鋁層60C時進行蝕刻,僅進行陽極氧化即可。當然,於將Al層或Al合金層完全地進行陽極氧化之方面,與實施形態3之多孔氧化鋁層60C相同。由於多孔氧化鋁層60D的細孔為圓柱狀,故與多孔氧化鋁層60C相比抗反射效果較差,但優點在於能夠獲得其他效果,並且易於形成。
〔高分子膜〕
接著,參照圖5,說明高分子膜50之結構及製造方法。高分子膜50於表面具有蛾眼結構,且表面相對於水的接觸角為140°以上。
於圖5之(a)~(c)表示本發明之實施形態之光學裝置用外殼所具有的高分子膜之示意性截面圖。
圖5(a)所示之高分子膜50A,具有基膜42A、與形成於基膜42A上的光固化樹脂層34A。光固化樹脂層34A於表面具有複數個凸部34Ap,複數個凸部34Ap構成蛾眼結構。光固化樹脂層34A典型上是藉由使光固化性樹脂(Photocurable resin,較佳為紫外線固化性樹脂)固化而形成,因此以下稱為光固化樹脂層(Photocured resin layer)34A。但是,也可使用熱固化性樹脂來形成。
基膜42A的厚度例如為1μm以上1000μm以下。光固化樹脂層34A的厚度例如為0.1μm以上100μm以下。
從光固化樹脂層34A的法線方向觀察時,凸部34Ap的二維大小Dp為超過20nm未達500nm之範圍內。此處,所謂凸部34Ap的「二維大小」,是指從表面的法線方向觀察時的凸部34Ap之面積圓相當徑。例如,凸部34Ap為圓錐形的情形時,凸部34Ap的二維大小相當於圓錐的底面之直徑。又,凸部34Ap的典型之鄰接間距離Dint為超過20nm且1000nm以下。如圖5(a)所例示,於凸部34Ap被密集地排列,而於鄰接的凸部34Ap之間不存在間隙(例如圓錐的底面部分地重疊)之情形時,凸部34Ap的二維大小Dp與鄰接間距離Dint相等。凸部34Ap的典型高度Dh為50nm以上未達500nm。光固化樹脂層34A的厚度ts例如為0.1μm以上100μm以下。
圖5(a)所示之光固化樹脂層34A具有與專利文獻3~7所記載之抗反射膜相同的蛾眼結構。為了表現抗反射功能,較佳於表面沒有平坦的部 分,凸部34Ap被密集地排列。又,凸部34Ap較佳為截面積自空氣側朝向基膜42A側(平行於與入射光線正交的面之截面,例如平行於基膜42A的面之截面)增加的形狀,例如圓錐形。又,為了抑制光的干擾,將凸部34Ap以不具規則性的方式,較佳為隨機地進行排列。
用於在表面形成如圖5(a)所例示之蛾眼結構的模具(以下稱為「蛾眼用模具」。)具有使蛾眼結構反轉而成之反轉的蛾眼結構。若將具有反轉的蛾眼結構的陽極氧化多孔氧化鋁層直接作為模具利用,則可價格低廉地製造蛾眼結構。尤其,若使用圓筒狀的蛾眼用模具,則可藉由輥對輥方式有效率地製造蛾眼結構。此種蛾眼結構用模具,可與上述實施形態3的多孔氧化鋁層60C的形成方法相同。但是,不需將鋁膜或鋁合金完全地進行陽極氧化。蛾眼用模具及於表面具有蛾眼結構之合成高分子膜(抗防止膜)之製造方法,例如可藉由專利文獻3~7所記載之方法製造。於表面具有蛾眼結構的合成高分子膜,例如於基膜上塗布紫外線固化性樹脂(例如丙烯酸樹脂),在將紫外線固化性樹脂按壓在蛾眼用模具的狀態下對紫外線固化性樹脂照射紫外線,使紫外線固化性樹脂固化。在固化之紫外線固化性樹脂的表面形成有蛾眼結構。
藉由選擇形成圖5(a)所示之光固化樹脂層34A的光固化性樹脂(例如丙烯酸樹脂),能夠獲得表面之相對於水的接觸角為140°以上之具有撥水性表面的光固化樹脂層34A。例如,能夠藉由將氟系丙烯酸樹脂或氟系脫模劑混合於丙烯酸樹脂而獲得撥水性表面。
又,如圖5(b)及(c)所示之光固化樹脂層35B及35C般,可設為具有含氟率高之上側樹脂層35b、與含氟率低或不含氟的下側樹脂層35a之積層結構。此種具有撥水性表面的合成高分子膜之形成方法被記載於國 際公開第2016/174893號,故此處進行簡單的說明。再者,為了參考,將國際公開第2016/174893號的全部揭示內容援用至本說明書。
圖5(b)所示之高分子膜50B具有基膜42B、與形成於基膜42B上的光固化樹脂層35B。光固化樹脂層35B於表面具有複數個凸部35Bp,複數個凸部35Bp構成蛾眼結構。光固化樹脂層35B具有下側樹脂層35a、與上側樹脂層35b。上側樹脂層35b含氟率高,展現強撥水性。下側樹脂層35a含氟率低於上側樹脂層35b或不含氟。
光固化樹脂層35B所具有之凸部35Bp,於二維大小Dp、高度Dh及鄰接間距離Dint,係與下側樹脂層35a所具有的凸部大致相等。從光固化樹脂層35B的法線方向觀察時,凸部35Bp的二維大小Dp為超過20nm未達500nm之範圍內。上側樹脂層35b的厚度例如為10nm以下。上側樹脂層35b之厚度較佳為0.1μm以上、15μm以下,更佳為1μm以上、10μm以下,進而更佳為2μm以上、8μm以下,尤佳為5μm以上、8μm以下。上側樹脂層35b的厚度係光固化樹脂層35B的法線方向的厚度。光固化樹脂層35B的厚度ts例如與下側樹脂層35a的厚度相比,大了上側樹脂層35b的厚度的量。下側樹脂層35a的厚度例如與上述之光固化樹脂層34A相同。
高分子膜50B例如以如下方式形成。
首先,設為與圖5(a)所示之高分子膜50A相同,於基膜42B上形成下側樹脂層35a。再者,相對於高分子膜50A的光固化樹脂層34A具有撥水性的表面,下側樹脂層35a之表面無需具有撥水性。
接著,如圖5(b)所示,於下側樹脂層35a上,形成含有氟系脫模處理劑的上側樹脂層35b。於形成上側樹脂層35b時,下側樹脂層35a被固化。上側樹脂層35b形成為覆蓋下側樹脂層35a所具有的複數個凸部之至少 一部分。上側樹脂層35b也可形成為覆蓋下側樹脂層35a所具有的複數個凸部之全部。
氟系脫模處理劑係不與單體反應、即不直接或間接地於樹脂的骨架形成鍵結(共價鍵)之化合物。具有氟系脫模處理劑之上側樹脂層35b,例如可由作為氟系脫模劑、氟系塗層劑、氟系指紋附著防止劑等市售之各種氟系脫模處理劑形成。氟系脫模處理劑例如具有含氟烴鏈以及於末端具有烷氧基矽烷。氟系脫模處理劑由於具有烷氧基矽烷,故含有矽(Si)元素。含氟烴鏈可含有醚鍵。上側樹脂層35b例如可利用蒸鍍法或噴霧法形成。形成上側樹脂層35b的樹脂之黏度例如為0.1cP~100cP。於使用在末端具有烷氧基矽烷的氟系脫模處理劑之情形時,較佳在將氟系脫模處理劑施予於下側樹脂層35a的表面之前,對下側樹脂層35a的表面施加氧(O2)電漿處理。
圖5(c)所示之高分子膜50C具有基膜42C、與形成於基膜42C上的光固化樹脂層35C。光固化樹脂層35C於表面具有複數個凸部35Cp,複數個凸部35Cp構成蛾眼結構。光固化樹脂層35C具有下側樹脂層35a、上側樹脂層35b、以及形成於下側樹脂層35a與上側樹脂層35b之間的氧化物層39。上側樹脂層35b含氟率高,展現強撥水性。下側樹脂層35a含氟率低於上側樹脂層35b或不含氟。
光固化樹脂層35C可藉由於上述光固化樹脂層35B的形成步驟中,在形成下側樹脂層35a後、且形成上側樹脂層35b前,於下側樹脂層35a上形成氧化物層(例如二氧化矽層)39而獲得。較佳於形成氧化物層39前,對下側樹脂層35a的表面施加氧(O2)電漿處理。氧化物層39可藉由與上側樹脂層35b所含有的烷氧基矽烷進行反應,使上側樹脂層35b與下側樹脂層35a之接著性提升。氧化物層39的厚度例如為10nm。具有氧化物層39之光固化 樹脂層35C的厚度ts,例如與下側樹脂層35a的厚度相比,大了上側樹脂層35b的厚度以及氧化物層39的厚度之和的量。下側樹脂層35a的厚度例如可與上述之光固化樹脂層34A相同。
上述之外,也可藉由國際公開第2016/174893號所記載之各種方法,製作例如具有圖5(b)所示之結構的高分子膜50B。例如,於PET膜(例如,厚度:75μm)上,塗布成為下側樹脂層35a的氨基甲酸酯丙烯酸酯(Urethane Acrylate)樹脂(例如,厚度:7μm),不將其固化,而在施予成為上側樹脂層35b之含氟丙烯酸單體與反應性稀釋劑(單官能基單體,例如丙烯醯基嗎啉(acryloylmorpholine))之混合物(例如,厚度:1.3μm)後,在壓抵於已定之蛾眼用模具的狀態下,自基膜側照射紫外線(例如,照射量:200mJ/cm2),使下側樹脂層35a及上側樹脂層35b固化,藉此獲得高分子膜50B。再者,視需要而於上述之樹脂材料混合光聚合起始劑。又,蛾眼用模具之表面例如可以氟系脫模劑進行處理。
〔實驗結果〕
製造具有圖5(b)所示之結構的樣品膜作為具有超撥水性的高分子膜。具體而言,與國際公開第2016/174893號所記載之實施例1同樣地製作高分子膜50C。於以下表示樣品膜之製作所使用的材料及固化條件,以及樣品膜所具有的蛾眼結構。
(基膜)
‧PET(東麗股份有限公司製造,製品名:LUMIRROR(註冊商標)U34,厚度75μm)
(下側樹脂層)
‧氨基甲酸酯丙烯酸酯(新中村化學工業公司製造,製品名:UA-7100):31重量%
‧多官能基丙烯酸酯(新中村化學工業公司製造,製品名:ATM-35E):40重量%
‧多官能基丙烯酸酯(新中村化學工業公司製造,製品名:A-TMM-3LM-N):27.5重量%
‧光聚合起始劑(巴斯夫(BASF)公司製造,製品名:IRGACURE819):1.5重量%
(上側樹脂層)
‧含氟單體(大金工業公司製造,氟系添加劑,製品名:Optool DAC-HP):10重量%
‧反應性稀釋劑(含醯胺基單體(KJ Chemicals公司製造,製品名:ACMO)):90重量%
(固化條件)
在將上側樹脂層按壓於已定之蛾眼用模具的狀態下,自基膜側使用Fusion UV systems公司製造之UV燈(製品名:LIGHT HANMAR6J6P3),照射紫外線(照射量:200mJ/cm2),使下側樹脂層及上側樹脂層固化。
(樣品膜的蛾眼結構)
凸部的形狀:圓錐狀(吊鐘狀)
凸部的鄰接間距離(Dint):200nm
凸部的高度(Dh):200~250nm
樣品膜之相對於水的接觸角於初期為155°。即使暴露於屋外三個月後,相對於水的接觸角也沒有降低。高溫高濕(60℃,95RH%)環境下的相對於水的接觸角於初期為150°,三個月後也未見降低。再者,相對於十六烷的接觸角為90°以上。
再者,本說明書中,接觸角表示使用協和界面科學公司製造之可攜式接觸角計(製品名:PCA-1),以θ/2法(以θ/2=arctan(h/r)進行計算。θ表示接觸角,r表示液滴之半徑,h表示液滴之高度。)測量之三處的接觸角的平均值。此處,作為第一處的測量點,選擇樣品的中央部分,作為第二及第三處的測量點,選擇位於離第一處的測量點20mm以上,且相對於第一處的測量點相互點對稱的位置之兩點。
樣品膜具有良好的抗反射性及耐擦傷性。反射率於5°正反射率(日本分光股份有限公司製造,V-560,波長範圍250~850nm)之值為0.1%以下。耐擦傷性是藉由擦拭布(cleaning cloth)(東麗股份有限公司製造,Toraysee(註冊商標))以及鋼絲絨(NIHON STEEL WOOL股份有限公司製造# 0000),並使用試驗機(新東科學股份有限公司製造,14FW),以直徑11mm、荷重200g/cm2、行程25mm、速度50mm/sec之條件,擦拭高分子膜的表面,調查摩擦次數與相對於水的接觸角之變化。在使用了擦拭布的試驗中,於1000次摩擦後,相對於水的接觸角也維持150°(初期為155°)之高值。在使用了鋼絲絨的試驗中,於100次降低至140°,於200次降低至130°,於1000次降低至100°。若以鋼絲絨擦拭,則於100次左右蛾眼結構即被削除。
使用上述樣品膜,製作光學裝置用外殼的窗構件(樣品),評價非結冰積雪性、防霧性、耐久性、保養性、消耗電力。實施例1具有圖1所示之窗構件20A的結構,實施例2具有圖3所示之窗構件20C的結構。參考例1於基板的表面施予市售的撥水塗層(相對於水的接觸角:110°),於背面設置加熱器。此處,作為加熱器(電阻發熱體),使用ITO層。ITO層的厚度為約100nm以下,片電阻為約100Ω/sq以下。片電阻例如於24V規格為 約50Ω/sq。為了比較,針對用於窗構件之僅基板(聚碳酸酯板:厚度2mm,大小100mm×100mm)也一併進行評價。
將評價結果示於表1。
非結冰積雪性是在樣品的表面滴垂水滴,於冷凍庫使其凍結(-5℃,一小時),確認結冰的冰是否會藉由輕的衝擊而脫落。○:藉由輕衝擊而脫落,△:溶解並且滑落,╳:完全不掉落。
防霧性是使用防霧性評價裝置(協和界面科學股份有限公司,AFA-1)進行評價。○:評價指數5.0以下,△:評價指數超過5.0且為10以下,╳:評價指數20以上。
耐久性是以三個月之屋外暴露試驗後的性能變化進行評價。○:沒有問題,╳:有顯著的性能劣化。
保養性是以構件交換之必要性進行評價。○:沒有必要,△:低頻率之交換(一年以上),╳:高頻率之交換(半年以內)。
消耗電力是以加熱器驅動時的消耗電力進行評價。○:10W以下,△:15W以下,╳:16W以上。
Figure 107110828-A0305-02-0017-1
如由表1之結果所理解,實施例1及實施例2的窗構件於非結冰積雪性及耐久性良好。又,實施例2由於具有親水性層(多孔氧化鋁層),故防 霧性亦良好。實施例1於防霧性稍差,是因結露之對策並不充分之故。又,實施例1於保養性稍差,是因存在有因結露而電極腐蝕之虞之故。實施例1與實施例2相比消耗電力較大,是因額外需要用於防止結露的電力之故。
本發明之實施形態可合適地使用在設置於屋外的各種光學裝置,例如各種信號機用燈、攝影機(例如監視攝影機、車載攝影機)、光學檢測裝置(例如車輛檢測裝置)。
10:箱體
12:空間
20A:窗構件
22:透光性構件
23:接著層
24:電阻發熱體(透明導電層)
50:高分子膜
100A:光學裝置用外殼
OE:光學元件(LED元件)

Claims (7)

  1. 一種光學裝置用外殼,其特徵在於,具有:透光性之窗構件;以及箱體,其具有收納受光元件及/或發光元件之空間;其中該窗構件具備:透光性構件;高分子膜,其設置於該透光性構件之外側表面,且於表面具有蛾眼(moth eye)結構,該表面之相對於水的接觸角為140°以上;以及電阻發熱體,其設置於該透光性構件的內側表面;進而具有設置於該電阻發熱體的內側之親水性層,該親水性層的表面之相對於水的接觸角為20°以下;該親水性層含有多孔氧化鋁層;該電阻發熱體含有形成於該透光性構件的內側表面之透明導電層,該多孔氧化鋁層形成於該透明導電層上。
  2. 如申請專利範圍第1項的光學裝置用外殼,其中,該多孔氧化鋁層於表面具有反轉之蛾眼結構。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的光學裝置用外殼,其中,該透明導電層含有ITO層、以及形成於該ITO層與該多孔氧化鋁層之間的銻摻錫氧化物層及/或氟摻錫氧化物層。
  4. 如申請專利範圍第1或2項的光學裝置用外殼,其中,該多孔氧化鋁層含有Ti。
  5. 一種信號機用燈,其具有申請專利範圍第1至4項中任一項的光學裝置用外殼、與配置於該光學裝置用外殼內的LED元件。
  6. 一種攝影機,其具有申請專利範圍第1至4項中任一項的光學裝置用外殼、與配置於該光學裝置用外殼內的攝影元件。
  7. 一種光學檢測裝置,其具有申請專利範圍第1至4項中任一項的光學裝置用外殼、與配置於該光學裝置用外殼內的光感測器。
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