功能性膜、功能性膜的制造方法、光学器件、喷墨头及模具技术

本发明专利技术涉及功能性膜、功能性膜的制造方法、具备上述功能性膜的、光学器件、喷墨头及模具。本发明专利技术的功能性膜(100)是含有无机物作为主成分、在表面具有微细凹凸结构(20B)的功能性膜(100)，在膜厚方向上的垂直截面形状中，构成上述微细凹凸结构(20B)的多个凸部(21)、(22)形成为一段或多段的阶梯状，且在将上述无机物的莫氏硬度设为X、将上述凸部(21)、(22)的阶梯的数设为整数Y时，满足下述式(I)，且从最下段的上述凸部(21)的最底面(21b)到最上段的上述凸部(22)的最表面(22a)的平均高度为1μm以下。式(I)：10≤X

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功能性膜、功能性膜的制造方法、光学器件、喷墨头及模具


[0001]本专利技术涉及功能性膜、功能性膜的制造方法、具备上述功能性膜的、光学器件、喷墨头及模具，特别地，涉及能够兼顾耐擦拭性及超拒水性、且可量产的功能性膜等。

技术介绍

[0002]目前为止不存在耐擦拭性优异的超拒水膜。如果初始接触角为110度左右，即使摩擦，接触角的劣化也为10度以下，但例如，如专利文献1中公开那样，对于超过130度的超拒水膜而言，擦拭试验后通常接触角劣化10度以上。
[0003]作为其原因，(i)由于超拒水膜利用了凹凸结构，因此其结构的脆弱为接触角劣化的原因。(ii)为了使其成为超拒水膜，需要严密地控制凹凸结构的间距、深度、尺寸。而且，由于不能同时满足用于与上述(i)和(ii)有关的改进的必要条件，因此不能实现具有耐久性的超拒水膜。
[0004]特别地，在光学用途、模具用途中，由于需要为不会肉眼看不到的尺寸将凹凸弯折的形状、并且精度良好地加工为排斥水的特性，因此难易度高。
[0005]另外，如果考虑量产性的观点和成本方面，需要1张张地处理的光刻、纳米压印不适合。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本专利第5716679号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的课题
[0010]本专利技术鉴于上述问题和状况而完成，其解决课题在于提供能够兼顾耐擦拭性及超拒水性、并且可量产的功能性膜及功能性膜的制造方法。另外，在于提供包括该功能性膜的光学器件、喷墨头及模具。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本专利技术人为了解决上述课题，在对于上述问题的原因等研究的过程中，发现通过使在功能性膜的表面具有的微细凹凸结构成为具有一段或多段的阶梯状的凸部的微细凹凸结构，作为主成分含有的无机物的莫氏硬度与上述凸部的阶梯的数的关系满足特定的条件，并且使从最下段的凸部的最底面到最上段的凸部的最表面的平均高度为特定范围，能够提供能够实现耐擦拭性及超拒水性的兼顾的功能性膜及功能性膜的制造方法等，完成了本专利技术。
[0013]即，本专利技术涉及的上述课题通过以下的手段得以解决。
[0014]1.功能性膜，是含有无机物作为主成分、在表面具有微细凹凸结构的功能性膜，其中，
[0015]在膜厚方向上的垂直截面形状中，构成上述微细凹凸结构的多个凸部形成为一段
或多段的阶梯状，且
[0016]在将上述无机物的莫氏硬度设为X、将上述凸部的阶梯的数设为整数Y时，满足下述式(I)，并且从最下段的上述凸部的最底面到最上段的上述凸部的最表面的平均高度为1μm以下。
[0017]式(I)：10≤X
×
Y
[0018]2.根据第一项所述的功能性膜，其中，俯视上述微细凹凸结构时的、上述最上段的上述凸部的平均直径为10～500nm的范围内，
[0019]相对于上述微细凹凸结构整体的表面积的、上述最上段的上述凸部的表面积的比例为30～70％的范围内，并且
[0020]上述微细凹凸结构的垂直截面中，从上述最上段的上述凸部的底面到该最上段的上述凸部的最表面的平均高度为10～250nm的范围内。
[0021]3.根据第一项或第二项所述的功能性膜，其中，俯视上述微细凹凸结构时的、上述多个凸部中至少一部分的凸部的长轴直径与短轴直径的比率(长轴直径/短轴直径)为2以上。
[0022]4.根据第一项所述的功能性膜，其中，俯视上述微细凹凸结构时的、上述多个凸部中至少一部分的凸部具有网状。
[0023]5.根据第一项至第四项中任一项所述的功能性膜，其中，上述多个各凸部的相互的位置关系及形状在同样性或周期性上，具有无规则性的随机性。
[0024]6.根据第一项至第五项中任一项所述的功能性膜，其中，作为上述无机物，含有至少莫氏硬度为9以上的无机物。
[0025]7.根据第一项至第六项中任一项所述的功能性膜，其中，上述无机物的主成分为二氧化硅，上述整数Y为2。
[0026]8.根据第一项至第七项中任一项所述的功能性膜，其中，在上述凸部具备滑落膜。
[0027]9.根据第一项至第八项中任一项所述的功能性膜，其中，在上述凸部具备含有拒水材料的膜。
[0028]10.根据第一项至第九项中任一项所述的功能性膜，其中，25℃下的水的接触角为130度以上，由于磨损，上述接触角的劣化为10度以下。
[0029]11.功能性膜的制造方法，是制造第一项至第十项中任一项上述的功能性膜的功能性膜的制造方法，
[0030]经过在无机物层上将金属掩模成膜、采用干蚀刻将上述无机物层加工的工序来形成上述微细凹凸结构。
[0031]12.根据第十一项所述的功能性膜的制造方法，具备至少2次以上将上述金属掩模成膜、采用干蚀刻进行加工的工序。
[0032]13.光学器件，其具备第一项至第十项中任一项所述的功能性膜。
[0033]14.喷墨头，其具备第一项至第十项中任一项所述的功能性膜。
[0034]15.模具，其具备第一项至第十项中任一项所述的功能性膜。
[0035]专利技术的效果
[0036]通过本专利技术的上述手段，提供能够兼顾耐擦拭性及超拒水性、且可量产的功能性膜及功能性膜的制造方法。另外，能够提供具备该功能性膜的光学器件、喷墨头及模具。
[0037]对于本专利技术的效果的显现机制或作用机制，尚不明确，但推测如下所述。
[0038]如上所述，发现：为了能够兼顾耐擦拭性及超拒水性、且确保量产性，需要满足下述的条件。
[0039](a)为了防止光衍射，需要为微米以下的尺寸的随机的凹凸。
[0040](b)为了防止擦拭试验导致的劣化，需要消除结构的折痕。
[0041](c)为了形成为超拒水，需要控制凹凸尺寸、间距及深度。
[0042](d)为了提高耐擦拭性，希望材料为无机物、且采用涂布以外的方法来形成。
[0043](e)为不使用曝光等光刻、印模的工序。
[0044]而且，为了满足以上的条件，推测通过功能性膜的表面的微细凹凸结构具有的凸部的阶梯的数(Y)与作为主成分含有的无机物的莫氏硬度(X)的关系满足上述的特定的条件，并且使从最下段的上述凸部的最底面到最上段的上述凸部的最表面的平均高度为上述特定范围，能够控制凹凸结构的纵横比，实现超拒水与耐擦拭性的兼顾，能够确保量产性。
[0045]即，通过形成为微细凹凸结构，拒水性优异，特别地通过具有多段的阶梯状的凸部，能够降低各阶梯的纵横比，能够防止擦拭试验导致的劣化、结构的折痕。另一方面，在形成为具有1段形状的凸部的微细凹凸结构的情况下，拒水性优异，进而通过使莫氏硬度满足上述的式(I)，能够防止折痕。
[0046]通过以上，能够兼顾耐擦拭性及超拒水性。另外，经过在无机物层上将金属掩模成膜、通过干式蚀刻对无机物层进行加工的工序而形成这样的功能性膜的上述凹凸微细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功能性膜，是含有无机物作为主成分、在表面具有微细凹凸结构的功能性膜，在膜厚方向上的垂直截面形状中，构成所述微细凹凸结构的多个凸部形成为一段或多段的阶梯状，且在将所述无机物的莫氏硬度设为X、将所述凸部的阶梯的数设为整数Y时，满足下述式(I)，且从最下段的所述凸部的最底面到最上段的所述凸部的最表面的平均高度为1μm以下，式(I)：10≤X
×
Y。2.根据权利要求1所述的功能性膜，其中，俯视所述微细凹凸结构时的、所述最上段的所述凸部的平均直径为10～500nm的范围内，相对于所述微细凹凸结构整体的表面积的、所述最上段的所述凸部的表面积的比例为30～70％的范围内，且在所述微细凹凸结构的垂直截面中，从所述最上段的所述凸部的底面到该最上段的所述凸部的最表面的平均高度为10～250nm的范围内。3.根据权利要求1或2所述的功能性膜，其中，俯视所述微细凹凸结构时的、所述多个凸部中至少一部分的凸部的长轴直径与短轴直径的比率、即长轴直径/短轴直径为2以上。4.根据权利要求1所述的功能性膜，其中，俯视所述微细凹凸结构时的、所述多个凸部中至少一部分的凸部具有网状。5.根据权利要求1至4中任一项所述的功能性膜，其中，所述多个各凸部...

【专利技术属性】
技术研发人员：多田一成，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：