JPH03199043A - 反射防止膜およびその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、反射防止膜およびその形成方法に関するもの
で、とりわけ広い波長域にわたって低い反射率を基体に
付与できる単層の反射防止膜およびその形成方法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、光学部品、眼鏡、デイスプレィ装置などにコーテ
ィングされる単層の反射防止膜としては、ＭｇＦｚ蒸着
膜が知られている。しかしながらＭｇＦ　ｚ蒸着膜の単
層膜は広い波長域にわたって低い反射率が得られないと
いう欠点をもっている。上記の欠点を解決する技術とし
て、雑誌シンソリッドフィルム（Ｔｈｉｎ　５ｏｌｉｄ
　Ｆｉｌｍｓ）１２９．１９８５）　１には、テトラエ
トキシシランを原料に用いて、ゾルゲル法により細孔を
有するＳｉ０ｇ薄膜を基体に被覆し、広帯域の反射防止
膜を製造する方法が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記したゾルゲル法により細孔を有する
Ｓｉ０ｇ膜を基体に被覆する方法は、テトラエトキシシ
ランの加水分解生成物を基体に塗布した後、加熱工程と
ＨＦ水溶液により多孔性を付与する工程とを必要とし被
膜を形成する工程が複雑である。さらに人体に危険なＨ
Ｆ水溶液を扱わなければならないという環境上の問題が
ある。本発明は上記した欠点がなく、広い波長域にわた
って光の反射が低減できる単層の反射防止膜およびその
形成方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、一般式が（１）式で表わされるモノアルキル
トリアルコキシシランとポリエーテルと有機溶媒とを含
む溶液を基体表面に塗布し、前記モノアルキルトリアル
コキシシランの一部または全部を脱水縮合させた塗布膜
とし、その後前記ポリエーテルを前記塗布膜から有機溶
媒により溶出させて基体に反射防止性を有する膜を形成
する方法である。本発明にかかるモノアルキルトリアル
コキＲ−Ｓｉ−　　（ＯＲ’）３　　　　　　　（１）
（式中Ｒは炭素数が１〜４のアルキル基で、Ｒ′は炭素
数１〜６のアルキル基） ８０４（Ｃ）Ｉｚ）うＯ＋　ｆｉＨ（２）（式中はに、
ｎは整数） ジシランのアルキル基Ｒは、膜の機械的強度を強くする
うえからはメチル基、エチル基、プロピル基が好ましく
、とりわけメチル基が最も好ましい。

また、アルキル基Ｒ′の炭素の数は、加水分解および脱
水縮合の反応速度と関係し、炭素数が小さい程反応速度
が早く、すなわち高分子化が短時間に行われるので、モ
ノアルキルトリアルコキシシランのアルコキシ基として
は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が好ましい
。

また、上記したモノアルキルトリアルコキシシランにジ
メチルジェトキシシラン、ジメチルジメトキシシランな
どのジアルキルジアルコキシシランやトリメチルモノメ
トキシシラン、トリメチルモノエトキシシランなどのジ
トリメチルモノアルコキシシランを添加することができ
る。

本発明にかかるポリエーテルは一般式（２）で表わされ
、ｋがそれぞれ２，３．４であるポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレング
リコールが、有機溶媒に対してよく溶けることから好ま
しく、とりわけポリエチレングリコールが好ましい。

上記したポリエーテルの重合度を示すｎの値は。

２００〜６．０００が好ましく、さらに３００〜２，０
００が最も好ましい。重合度が２００より小さいと膜に
多孔性が生じにくくなり膜の屈折率を低下させることが
できなくなる。一方重合度が６，０００を越えると有機
溶媒に溶解しにくくなり、溶液を調整しにくくなって、
均一に基体表面に前記溶液を塗布することが困難になる
ので好ましくない。膜中に生ずる多数の孔の大きさを大
きくしたい場合は、大きい重合度のポリエーテルが選ば
れる。また、膜中に孔が占める体積比率は、モノアルキ
ルトリアルコキシシランとポリエーテルの比率を変える
ことにより調整される。

本発明にかかる有機溶媒としては、−価、二価。

三価のアルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル
類、セルソルブ類、ハロゲン化物、カルボン酸類、芳香
族化合物、エーテル、ケトンアルコールなどの有機溶媒
がもちいられる。また、これらの一種または二種以上を
混合して用いることもできる。とくに、メタノール、エ
タノール、プロパツール、イソプロパツール、ブタノー
ル等の低級アルコール；メチルセルソルブ、エチルセル
ソルブ、ブチルセルソルブ、蟻酸、酢酸、プロピオン酸
等の低級アルキルカルボン酸、トルエン、キシレン、酢
酸エチル、酢酸ブチル、及びアセトン、メチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトンなどのケトンを単独もし
くは混合溶剤として用いることが前記したポリエーテル
をよく溶かすうえで好ましい。

また、モノアルキルトリアルコキシシラン、ポリエーテ
ルおよび有機溶媒からなる溶液に、前記シラン化合物の
脱水縮合反応を速進させる触媒として、塩酸、硫酸、硝
酸、燐酸などの無機酸や酢酸などの有機酸、さらに水な
どを添加することができる。

上記した溶液を基体表面に塗布することにより、シラン
化合物の一部または全部を脱水縮合させるとともに前記
溶媒を蒸発逸散させて、基体上にゲル状の塗布膜が形成
される。得られた主としてシラン化合物の脱水縮合生成
物とポリエーテルからなる塗布膜を、前記した有機溶媒
に接触させることにより、ポリエーテルのみを有機溶媒
内へ溶出させて、膜中に多孔を有する膜が形成される。

また、本発明は、一般式が（１）弐で表わされるモノア
ルキルトリアルコキシシランとポリエーテルと有機溶媒
とを含む溶液を基体に塗布し、前記モノアルキルトリア
ルコキシシランの一部または全部の脱水縮合させた塗布
膜とし、前記塗布膜を加熱することにより基体に反射防
止性能を有する膜を形成する方法である。加熱すること
により塗布膜中の有機成分をほぼ完全に分解除去するに
は、２５０°Ｃ以上、好ましくは３００°Ｃ以上に加熱
することが好ましい。前記したポリエーテルは、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテ
トラメチレングリコールが熱分解により、有機残渣を膜
中にほとんど生じさせないので好ましく、とくにポリエ
チレングリコールが好ましい。有機溶媒は前記した、種
々のアルコール、酸、ケトン、アルデヒド、エーテル、
ケトンアルコールを用いることができる。

また、本発明は、モノアルキルトリアルコキシシランの
一部または全部を加水分解および脱水縮合した生成物か
らなる多孔性の膜であって、前記膜の多孔性を一般式（
１）で表わされるモノアルキルトリアルコキシシランと
ポリエーテルと有機溶媒とを含む溶液を基体表面に被覆
した塗布膜から前記ポリエーテルを有機溶媒により溶出
した多孔性の反射防止膜である。ポリエーテルを塗布膜
から溶出させる有機溶媒としては、前記したアルコール
、ケトン、エステル、セルソルブ、芳香族化合物などの
溶解性のあるものであれば、とくに限定されない。

また、本発明は、モノアルキルトリアルコキシシランの
一部または全部を脱水縮合させた生成物を熱分解するこ
とにより得られる多孔性の酸化珪素からなる膜であって
、前記脱水縮合させた生成物を一般式（１）で表わされ
るモノアルキルトリアルコキシシランとポリエーテルと
有機溶媒とを含む基体表面に被覆した塗布膜から生成さ
せた多孔性の反射防止膜である。

本発明の反射防止膜は、膜中に数多くの微細な多くの空
孔を有するので、膜の屈折率が小さい。

膜の空孔率は２０〜７０％であることが、膜の機械的強
度を確保し、かつ、反射率を低くする上で好ましい。空
孔率が２０％より小さいと膜の屈折率が１．３より大き
くなり、基体の反射率を低くすることができない。空孔
が占める体積が７０％より大きくなると、膜の機械的強
度がもろくなるので好ましくない。

本発明により、得られる反射防止膜が、広帯域で低い反
射を示す理由は、明確ではないが膜中に占める空孔の体
積比が基体表面側から大気側に向って連続的に大きくな
り、したがって、基体表面から大気側に向って屈折率が
小さくなっていることによると考えられる。

本発明に用いられる基体としては、ガラス板、プラスチ
ック板等がある。ガラス板としては、石英ガラス、ソー
ダライムガラス、ボロシリケートガラスなどのガラス板
が使用できる。プラスチック板としては、ＰＣポリカポ
ネート、アクリルなどのプラスチック板が使用できる。

〔作　用］ 本発明にかかる塗布膜に含まれるポリエーテルは、有機
溶媒により溶出されることにより、あるいは加熱により
熱分解されることにより膜を多孔性にする。

本発明に用いられるモノアルキルトリアルコキシシラン
は、脱水縮合することにより、または、加熱されて熱分
解することにより反射防止膜の生成分となる。

膜中の空孔は、膜の屈折率を低下させるとともに、空孔
の体積比が基板から大気側に向って大きくなっているの
で、広帯域で低い反射率を基体に付与する。

〔実施例〕

実施例１ モノメチルトリエトキシシランを１７．８３ｇＰＰ１し
、これにエタノールを１３．８２　ｇ及び１−ブタノー
ルを２２．２４　ｇいれて混合し、均一溶液とする。

この溶液に、水を１０．８　ｇ、燐酸を０．４９　ｇ加
え、さらに６０分間攪拌した。この溶液に１３．８２　
ｇのエタノール、２２．２４　ｇのブタノール及び３．
３ｇのポリエチレングリコールを加えさらに１０分間の
撹拌を行ったものを塗布溶液とした。

この塗布溶液中へ、厚さ１．１皿、直径５０ｍｍの円板
状の石英ガラス板を浸漬した後ゆっくりと引き上げて、
フロートガラス板上に塗布膜を形成した。その後この塗
布膜をつけたガラス板を室温において５分間乾燥し、３
５０　’Ｃに保ったオーブン中で１５分間熱処理を行っ
た。

この熱処理により、塗布膜中に分散していたポリエチレ
ングリコールは完全に分解・燃焼してしまい、塗布膜は
透明な７００ｎｍの厚みの膜となった。

得られたサンプルの分光反射特性を測定したところ、第
１図の実線に示すように３５０〜８５０ｎｍの範囲で分
光反射率が０．７％以下となる優れた反射防止特性を示
した。

実施例２ 実施例１と全く同様にしてフロートガラス板上に塗布膜
を形成した。常温で乾燥後このゲル膜を被覆したガラス
板をエタノール中に漬けてポリエーテルを塗布膜から溶
出除去した。常温で乾燥後得られたサンプルの分光反射
特性を測定したところ、第１図の点線に示す分光反射特
性が得られた。

実施例１．２で得られたサンプルは、いずれも可視域全
体にわたって低い反射率を示すことが判る。

〔発明の効果］ 本発明によれば、広い波長範囲にわたって低い反射率を
有する反射防止膜を、多層構成にすることなく単層で得
ることができる。したがって、広帯域の反射防止膜を真
空蒸着装置などの高価な設備を必要とすることなく形成
することができる。

また、本発明の反射防止膜の形成方法によれば、人体に
有害なＨＦ水溶液を用いることがないので、第１図は本
発明の方法により得られた反射防止膜の特性を示す図で
ある。

手続補正書 平成２年３月２０日 １、事件の表示 特願平１−３４２３６８号 ２、発明の名称 反射防止膜およびその形成方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　　大阪市中央区道修町３丁目５番１１号名称　　
（４００）　　日本板硝子株式会社代表者　中島達二 ４、代理人 住所　東京都港区新橋５丁目１１番３号新橋住友ビル 日本板硝子株式会社　特許部内 ７、補正の内容 （１）明細書第６頁第２行〜第３行の「ジトリメチルモ
ノアルコキシシラン」を「トリアルキルモノアルコキシ
シラン」と訂正する。

（２）明細書第６頁第１５行の「調整」を「調製」と訂
正する。

（３）明細書第８頁第１行の「速進」を「促進」と訂正
する。

６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一般式が（１）式で表わされるモノアルキルトリア
   ルコキシシランとポリエーテルと有機溶媒とを含む溶液
   を基体表面に塗布し、前記モノアルキルトリアルコキシ
   シランの一部または全部を脱水縮合させた塗布膜とし、
   その後前記ポリエーテルを前記塗布膜から有機溶媒によ
   り溶出させることにより、基体に反射防止性能を有する
   膜を形成する方法 Ｒ−Ｓｉ−（ＯＲ′）＿３（１） （式中Ｒは炭素数が１〜４のアルキル基、Ｒ′は炭素数
   が１〜６のアルキル基） ２）一般式が（１）式で表わされるモノアルキルトリア
   ルコキシシランとポリエーテルと有機溶媒とを含む溶液
   を基体表面に塗布し、前記モノアルキルトリアルコキシ
   シランの一部または全部を脱水縮合させた塗布膜とし、
   前記塗布膜を加熱することにより、基体に反射防止性能
   を有する膜を形成する方法 Ｒ−Ｓｉ−（ＯＲ′）＿３（１） （式中Ｒは炭素数が１〜４のアルキル基、Ｒ′は炭素数
   が１〜６のアルキル基） ３）多孔性の膜であって、前記膜の多孔性を一般式（１
   ）で表わされるモノアルキルトリアルコキシシランとポ
   リエーテルと有機溶媒とを含む溶液を基体表面に被覆し
   たモノアルキルトリアルコキシシランの一部または全部
   の脱水縮合物を含む塗布膜から、前記ポリエーテルを溶
   出させて形成したことを特徴とする多孔性の反射防止膜 Ｒ−Ｓｉ−（ＯＲ′）＿３（１） （Ｒは炭素数が１〜４のアルキル基、Ｒ′は炭素数が１
   〜６のアルキル基） ４）多孔性の酸化珪素からなる膜であって、前記膜の多
   孔性を、一般式（１）で表わされるモノアルキルトリア
   ルコキシシランとポリエーテルと有機溶媒とを含む溶液
   を基体表面に被覆したモノアルキルトリアルコキシシラ
   ンの一部または全部の脱水縮合物を含む塗布膜を加熱し
   、前記塗布膜中の有機成分を熱分解により除去すること
   により形成した反射防止膜 Ｒ−Ｓｉ−（ＯＲ′）＿３（１） （Ｒは炭素数が１〜４のアルキル基、Ｒ′は炭素数が１
   〜６のアルキル基）