低折射率膜及其制造方法、防反射膜及其制造方法、低折射率膜用涂敷液套剂、带有微粒层叠薄膜的基材及其制造方法、以及光学部件技术

本发明专利技术提供低折射率膜及其制造方法，其可获得更低的折射率，能够在常温和常压下形成，且与固体基材的粘附性优异，而且不会损害微细结构所带来的扩散性或聚光性等几何光学性能。所述低折射率膜是使通过在固体基材的表面上交替吸附电解质聚合物及微粒而形成的微粒层叠膜与硅化合物溶液接触，从而使固体基材与微粒结合以及使上述微粒彼此结合而成的低折射率膜，硅化合物溶液含有（１）官能团由水解性基团和非水解性的有机基团构成的烷氧基硅烷（Ｉ）的水解物及其缩合反应产物、（２）烷氧基硅烷（Ｉ）与官能团仅由水解性基团构成的烷氧基硅烷（ＩＩ）的混合物的水解物及其缩合反应产物、及（３）（１）的水解物及其缩合反应产物与烷氧基硅烷（ＩＩ）的混合物中的任一者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于光学部件等中的低折射率膜及其制造方法、低折射率膜用涂敷液套剂、包含低折射率膜的防反射膜及其制造方法、带有微粒层叠薄膜的基材及其制造方法、 以及光学部件。
技术介绍
低折射率膜作为防反射膜、反射膜、半透射半反射膜、可见光反射红外线透射膜、红外线反射可见光透射膜、蓝色反射膜、绿色反射或红色反射膜、亮线截止滤光器 (emission line cutoff filter)、色调校正膜(color correction film)中所包含的光学功能膜而形成于光学部件上。并不限于表面形状平坦的光学部件，在液晶用背光灯的亮度提高用透镜膜或扩散膜、视频投影电视的屏幕中使用的菲涅耳透镜、双凸透镜或微透镜等光学功能部件中，均通过树脂材料具有微细结构体来获得所希望的几何光学性能。这些微细结构体表面也需要包括低折射率膜的光学功能膜。低折射率膜作为单层结构的防反射膜，在更宽的波长范围内显示防反射性能。进而，单层结构的防反射膜与多层结构的防反射膜相比，由于层数减少，因而成本降低。作为单层结构的防反射膜的折射率，在基材为树脂材料等透明材料的情况下，1. 2 1. 3的范围的低折射率是优选的。低折射率膜的形成方法中，可列举出蒸镀法、溅射法等气相法以及浸渍法、旋涂法等涂布法。但是，作为通过气相法而获得的代表性低折射率的薄膜，有折射率为1. 38的MgF2 和折射率为1. 39的LiF，这些薄膜作为单层防反射膜的性能低。此外，通过涂布法而获得的低折射率膜的代表性材料中，有折射率为1. 35 1. 4 的氟系高分子材料和折射率为1. 37 1. 46的使由氟单体的聚合物形成的微粒熔融粘合而得到的多孔质材料(例如参照专利文献1)，但尚未得到折射率为1. 3以下的氟系高分子材料。另一方面，作为通过烧结而获得的多孔质结构膜成为低折射率膜的例子，可列举出多孔质SOG和氟化镁的多孔质膜(例如参照专利文献2、3)。但是，为了使折射率达到1. 3以下，多孔质SOG需要200°C以上的烧结处理，氟化镁的多孔质膜需要150°C下1小时的热处理。因此，从树脂材料的耐热性和微细结构体的结构维持的观点出发，需要烧结的低折射率膜不适于树脂基材用的防反射膜。即使在固体基材具有菲涅耳透镜、双凸透镜等微细结构体的情况下，单层结构的低折射率膜对于抑制透镜表面的反射光、抑制视频投影电视用屏幕等上所投影的图像的重像也是有效的。另外，在其他光学功能部件中，防反射膜也能够增加透射光。6 在气相法中能够追随微细结构体的形状来形成薄膜。但是，气相法中由于需要真空装置，所以制造成本昂贵。进而，形成于真空装置的内壁的膜剥落，并在低折射率膜上作为杂质残留。此外，为了获得低折射率膜的粘附性而通常进行的基板加热由于热应力而导致树脂制的微细结构体上产生裂纹(例如参照专利文献4)。在涂布法中，不需要真空装置，另外也不会产生来源于真空装置的杂质。但是，在旋涂法中，无法避免涂布材料残留在微细结构体的凹部分，导致凹部分的低折射率膜变厚。像这样低折射率膜无法追随微细结构体时，有损微细结构体所带来的扩散性和聚光性等几何光学性能。另一方面，浸渍涂布法等由于可以通过提升速度来控制膜厚，所以也能够使涂布材料追随微细结构体。但是，提升速度必须慢至几十μ m/秒，因而制造成本显著提高(例如参照专利文献5) ο 作为由溶液来形成纳米级薄膜的方法，提出了交替层叠法(例如参照非专利文献 1)。在交替层叠法中，由于通过溶液中的静电吸附来形成薄膜，所以能够获得良好地追随微细结构体的薄膜。此外，由于为常温工艺，所以不会给树脂材料造成热损伤。对于通过交替层叠具有正电荷的电解质聚合物和具有负电荷的电解质聚合物而得到的薄膜，通过盐酸处理而使薄膜中产生空隙，从而变成折射率为约1. 2的低折射率膜 (例如参照专利文献6、7)。另一方面，在电解质聚合物层上静电吸附1层微粒而得到的微粒单层膜不需要酸处理等即成为低折射率膜(例如参照专利文献8、9)。微粒单层膜成为低折射率膜的原因是，直径为IOOnm以上的微粒所形成的表面凹凸形状使折射率连续地发生变化，微粒间的空隙使平均折射率降低。但是，使用了直径超过IOOnm的微粒的微粒单层膜由于使可见光散射和扩散，所以不适于需要透明性的光学部件。此外，当光学部件表面具有微细结构体时，例如当微细结构体为透镜时，在透镜表面的低折射率膜使光散射和扩散的情况下，会产生光无法聚集在焦点等几何光学性能降低。另一方面，在使用直径为IOOnm以下的微粒的情况下，容易获得透明的微粒层叠膜。但是，无法获得表面凹凸形状所带来的折射率降低效果。因此，一直在采取通过增加微粒间的空隙的密度而使微粒层叠膜的平均折射率降低的方法(例如参照专利文献 10 12)。这些光学部件上的微粒层叠膜需要具有基材粘附性。需要相对于在形成有微粒层叠膜的光学部件的加工、输送、组装、保管时为了保护表面或防止污染、固定的胶粘带具有耐久性。另一方面，近年来，以手机等的摄像装置中使用的摄像模块的进一步小型化、生产效率的提高为目标，一直进行如下制造在搭载有电子构件的电路基板上，在对通过在透镜模块上搭载摄像元件等而得到的摄像模块进行安装后，将其放到回流炉中进行焊接。在该制造方法中，全部的构成构件必须对回流温度必须具有耐热性能。此外，在使用了 CXD或CMOS等摄像元件的手机等中组装的摄像透镜模块优选具备忠实的拍摄对象的再现性。最近，摄像元件逐渐小型化，与此相伴，对于其中组装的摄像透镜，小型化、紧凑化的要求也必然逐渐提高。进而，摄像元件逐渐达到兆级的高像素化。使用了该摄像元件的摄像透镜模块要求廉价且轻。然而，在使用了透明塑料制透镜的小型摄像透镜模块中，可能无法耐受达到260°C 以上的回流温度而发生变形。因此，关于摄像透镜模块在基板上的实装，介由连接器等，在回流焊接工序后通过其他工序来安装。所以，必然要花费连接器的费用、安装工序费用，从降低成本的观点出发，也需要能够耐受回流焊接温度的小型摄像透镜模块。特别是塑料，不耐热而容易引起膨胀或变形，由该性质导致的品质劣化成为问题的情况较多。此外，通过真空蒸镀等形成的金属氧化物薄膜或由金属氟化合物形成的防反射膜由于热膨胀率与塑料相比非常小，所以容易发生由作为基材的塑料因热所致的膨胀变形而引起的防反射膜的开裂(裂纹)，在日常生活中可遭遇的温度、例如受到阳光直射的地方、 车中或者浴室等中可能产生裂纹。作为以往公开的用于解决这些问题的技术，专利文献13中记载了利用有机金属化合物的等离子体聚合法来制造防反射膜的方法。此外，专利文献14中记载了将有机硅烷类的水解物用作防反射膜的方法。先行技术文献 专利文献 专利文献1 日本专利第3718031号公报 专利文献2 日本特开2003-158125号公报 专利文献3 日本特开2004-302112号公报 专利文献4 日本特开2000-156486号公报 专利文献5 日本专利第2905712号公报 专利文献6 日本特开2004-109624号公报 专利文献7 日本特开2005-266252号公报 专利文献8 日本特开2002-006108号公报 专利文献9 日本特开2006-208726号公报 专利文献10 日本特开2006-29768本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种低折射率膜，其特征在于，其是使通过在固体基材的表面上交替吸附电解质聚合物及微粒而形成的微粒层叠膜与硅化合物溶液接触，从而使所述固体基材与所述微粒结合以及使所述微粒彼此结合而成的低折射率膜，所述硅化合物溶液含有（１）官能团由水解性基团和非水解性的有机基团构成的烷氧基硅烷（Ｉ）的水解物及该水解物的缩合反应产物、（２）所述烷氧基硅烷（Ｉ）与官能团仅由水解性基团构成的烷氧基硅烷（ＩＩ）的混合物的水解物及该水解物的缩合反应产物、及（３）所述烷氧基硅烷（Ｉ）的水解物及该水解物的缩合反应产物与所述烷氧基硅烷（ＩＩ）的混合物中的任一者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP2008-2685622008年10月17日1.一种低折射率膜，其特征在于，其是使通过在固体基材的表面上交替吸附电解质聚合物及微粒而形成的微粒层叠膜与硅化合物溶液接触，从而使所述固体基材与所述微粒结合以及使所述微粒彼此结合而成的低折射率膜，所述硅化合物溶液含有(1)官能团由水解性基团和非水解性的有机基团构成的烷氧基硅烷(I)的水解物及该水解物的缩合反应产物、(2)所述烷氧基硅烷(I)与官能团仅由水解性基团构成的烷氧基硅烷(II)的混合物的水解物及该水解物的缩合反应产物、及(3) 所述烷氧基硅烷(I)的水解物及该水解物的缩合反应产物与所述烷氧基硅烷(II)的混合物中的任一者。2.一种低折射率膜，其特征在于，其是使通过在固体基材的表面上交替吸附电解质聚合物及微粒而形成的微粒层叠膜与硅化合物溶液接触，从而使所述固体基材与微粒结合以及使微粒彼此结合而成的低折射率膜，所述硅化合物溶液含有(4)官能团仅由水解性基团构成的烷氧基硅烷(II)、(5)所述烷氧基硅烷(II)的水解物及该水解物的缩合反应产物(III)、及(6)所述烷氧基硅烷(II) 与所述水解物及该水解物的缩合反应产物(III)的混合物中的任一者，而且，所述固体基材在表面上具有微细结构。3.根据权利要求1或2所述的低折射率膜，其中，微粒层叠膜中的微粒含有多孔质二氧化硅微粒、中空二氧化硅微粒以及具有由一次粒子连接而成的形状的二氧化硅微粒中的 1种以上的微粒。4.根据权利要求1 3中任一项所述的低折射率膜，其中，微粒层叠膜中的微粒的平均一次粒径为Inm以上且IOOnm以下。5.根据权利要求1 4中任一项所述的低折射率膜，其特征在于，固体基材在表面上具有用于获得双凸透镜、菲涅耳透镜、棱镜、微透镜阵列、导光性微细结构、光扩散性微细结构以及全息图中的任一者的微细结构。6.一种防反射膜，其特征在于，其包含权利要求1 5中任一项所述的低折射率膜。7.一种低折射率膜的制造方法，其特征在于，其是形成于固体基材的表面上的低折射率膜的制造方法，包括以下工序(i)使固体基材的表面与电解质聚合物溶液即A液或微粒分散液即B液接触的工序，接着进行冲洗的工序；(ii)使接触了所述A液之后的固体基材的表面接触具有与A液的电解质聚合物的电荷相反的电荷的微粒的分散液的工序、或者使接触了所述B液之后的固体基材的表面接触具有与B液的微粒的电荷相反的电荷的电解质聚合物的溶液的工序，接着进行冲洗的工序；(iii)交替地重复进行(i)和(ii)从而形成微粒层叠膜的工序；以及(iv)使微粒层叠膜与硅化合物溶液即C液接触的工序，所述硅化合物溶液即C液含有(I)官能团由水解性基团和非水解性的有机基团构成的烷氧基硅烷(I)的水解物及该水解物的缩合反应产物、(2)所述烷氧基硅烷(I)与官能团由水解性基团构成的烷氧基硅烷(II)的混合物的水解物及该水解物的缩合反应产物、及(3)所述烷氧基硅烷(I)的水解物及该水解物的缩合反应产物与所述烷氧基硅烷(II)的混合物中的任一者。8.一种低折射率膜的制造方法，其特征在于，其是形成于固体基材的表面上的低折射率膜的制造方法，包括以下工序(i)使固体基材的表面与电解质聚合物溶液即A液或微粒分散液即B液接触的工序，接着进行冲洗的工序；(ii)使接触了所述A液之后的固体基材的表面接触具有与A液的电解质聚合物的电荷相反的电荷的微粒的分散液的工序、或者使接触了所述B液之后的固体基材的表面接触具有与B液的微粒的电荷相反的电荷的电解质聚合物的溶液的工序，接着进行冲洗的工序；(iii)交替地重复进行(i)和(ii)从而形成微粒层叠膜的工序；以及(iv)使微粒层叠膜与硅化合物溶液即C液接触的工序，所述硅化合物溶液即C液含有 ⑷官能团由水解性基团构成的烷氧基硅烷(II)、(5) (II)的水解物及该水解物的缩合反应产物(III)、及(6) (II)与(III)的混合物中的任一者，而且，所述固体基材在表面上具有微细结构。9.根据权利要求7或8所述的低折射率膜的制造方法，其特征在于，微粒分散液的微粒包含多孔质二氧化硅微粒、中空二氧化硅微粒以及具有由一次粒子连接而成的形状的二氧化硅微粒中的1种以上的微粒。10.根据权利要求7 9中任一项所述的低折射率膜的制造方法，其特征在于，微粒分散液的微粒的平均一次粒径为Inm以上且IOOnm以下。11.根据权利要求7 10中任一项所述的低折射率膜的制造方法，其特征在于，固体基材在表面上具有用于获得双凸透镜、菲涅耳透镜、棱镜、微透镜阵列、导光性微细结构、光扩散性微细结构以及全息图中的任一者的微细结构。12.一种防反射膜的制造方法，其特征在于，其包括权利要求7 11中任一项所述的低折射率膜的制造方法。13.一种低折射率膜用涂敷液套剂，其特征在于，其是由电解质聚合物溶液、微粒分散液及硅化合物溶液构成的低折射率膜用涂敷液套剂，所述电解质聚合物溶液中的电解质聚合物所具有的电荷与所述微粒分散液中的微粒所具有的电荷符号相反，所述硅化合物溶液含有(1)官能团由水解性基团和非水解性的有机基团构成的烷氧基硅烷(I)的水解物及该水解物的缩合反应产物、(2)所述烷氧基硅烷(I)与官能团由水解性基团构成的烷氧基硅烷(II)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高根信明，
申请(专利权)人：日立化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP