(57)【要約】      （修正有）【課題】耐久性及び機能性が確保された光学デバイスの提供。【解決手段】光学デバイス１０は、基板２０と金属酸化物を含む層スタック３０とを備える。別の光学デバイス１１０は、金属酸化物を含む層スタック３０と表面処理剤４０とを備える。光学デバイス１０、１００、１１０は、過酷な機械的条件及び環境条件下での使用に関して機械的及び環境的耐久性、改善された化学的耐久性、耐汚れ性、及び制御された表面粗さのうち少なくとも１つを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
金属酸化物を含む光学層スタックと
を備えた光学デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、表面処理剤をさらに備えた光学デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、前記基板はガラスである光学デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、前記光学層スタックは、反射防止コーティング、バンドパスフィルタコーティング、ノッチフィルタコーティング、ダイクロイックフィルタコーティング、ミラーコーティング、及びそれらの組み合わせのうち少なくとも１つを含む光学デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、前記金属酸化物は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、二酸化マグネシウム（ＭｇＯ２）、ＳｉＡｌＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＡｌＯｘＮｙ、及びそれらの混合物を含む光学デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、前記光学層スタックは、交互に異なる２つの金属酸化物層を含む光学デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、前記光学層スタックは、交互に異なる２つの金属酸化物層を酸化アルミニウムの最上層と共に含む光学デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、前記光学層スタックは、交互に異なる２つの金属酸化物層を酸化アルミニウムの最下層と共に含む光学デバイス。
【請求項９】
請求項５に記載の光学デバイスにおいて、前記金属酸化物は酸化アルミニウムであり、該酸化アルミニウムは機械的及び化学的バリアである光学デバイス。
【請求項１０】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、前記光学層スタックは、交互に異なる２つの金属酸化物層を二酸化ケイ素の最上層と共に含む光学デバイス。
【請求項１１】
請求項２に記載の光学デバイスにおいて、前記表面処理剤は、パーフルオロ（ポリ）エーテル基含有シラン化合物を含む光学デバイス。
【請求項１２】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、該光学デバイスは、過酷な機械的条件及び環境条件下での使用に関して機械的及び環境的耐久性を示す光学デバイス。
【請求項１３】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、前記基板は、光学スタック及び表面処理剤を含む第１面を有し、前記基板は、透明導光体を含む第２面を有する光学デバイス。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光学デバイスにおいて、前記透明導光体は、インジウムスズ酸化物又はインジウムチタン酸化物を含む光学デバイス。
【請求項１５】
請求項１３に記載の光学デバイスにおいて、前記第２面に親水層又は超親水層をさらに備えた光学デバイス。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光学デバイスにおいて、前記親水層は、ポリウレタン類、シロキサン類、金属酸化物類、ポリグリコール類、及びそれらの混合物から選択される材料を含む光学デバイス。
【請求項１７】
金属酸化物を含む光学層スタックと、
表面処理剤と
を備えた光学デバイス。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光学デバイスにおいて、基板をさらに備えた光学デバイス。
【請求項１９】
光学デバイスを作製する方法であって、
ロングスローマグネトロンスパッタリングプロセスにより金属酸化物を含む光学層スタックを形成するステップと、
前記光学層スタックの最上層に表面処理剤を塗布して前記光学デバイスを形成するステップと
を含む方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、基板上に前記光学デバイスを施すステップをさらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本願は、２０１８年３月１３日に出願された米国仮出願第６２／６４２，４７３号の優先権を主張し、その全開示を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本開示は、概して、基板と金属酸化物を含む光学層スタックとを備えた光学デバイスに関する。光学デバイスは、金属酸化物を含む光学層スタックと表面処理剤とも備え得る。光学デバイスは、基板と、金属酸化物を含む光学層スタックと、表面処理剤とも備え得る。光学デバイスを作製する方法も開示される。
【背景技術】
【０００３】
光学デバイスは、半自動、自動、及び遠隔操縦車両、並びにスマートフォンの登場により重要性を増しつつある。しかしながら、光学デバイスの使用は、光学デバイスに損傷を与えるか又は光学デバイスの機能に悪影響を及ぼし得る機械的、光学的、及び環境的要因にセンサが耐えることができるかという懸念をもたらす。例えば、海洋環境近辺でスマートフォンを使用すると、光学デバイスのガラスがスマートフォンの落下、砂での摩滅等の機械的災害だけでなくさまざまな環境条件に曝される。光学デバイスは、耐久性及び機能性を確保するためにデバイスのさらなる保護を必要とする分野で使用されることが増えている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、基板と金属酸化物を含む光学層スタックとを備えた光学デバイスが開示される。
【０００５】
別の態様では、光学デバイスを作製する方法であって、ロングスローマグネトロンスパッタリングプロセスにより金属酸化物を含む光学層スタックを形成するステップと、光学層スタックの最上層に表面処理剤を塗布して光学デバイスを形成するステップとを含む方法が開示される。
【０００６】
種々の実施形態のさらに他の特徴及び利点は、一部が以下の説明に記載され一部が説明から明らかとなるか、又は種々の実施形態の実施により会得され得る。種々の実施形態の目的及び他の利点は、本明細書の説明で特に指摘される要素及び組み合わせにより実現及び達成されるであろう。
【０００７】
本開示のいくつかの態様及び実施形態は、詳細な説明及び添付図面からさらに十分に理解することができる
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】Ａ〜Ｃは本発明の種々の態様による光学デバイスの断面を示す。
【図２】ＡおよびＢは本発明の別の態様による光学デバイスの断面である。
【図３】ＡおよびＢは本発明の別の態様による光学デバイスの断面である。
【図４】本発明の別の態様による、入射角０°での図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、及び図３Ｂに示す光学デバイスの反射率を示す線グラフである。
【図５】本発明の一態様による種々の入射角（ＡＯＩ）での光学デバイスの反射率を示す線グラフである。
【図６】本発明の一態様による種々の入射角（ＡＯＩ）での光学デバイスの反射率を示す線グラフである。
【図７】本発明の一態様による種々の入射角（ＡＯＩ）での光学デバイスの反射率を示す線グラフである。
【図８】本発明の一態様による種々の入射角（ＡＯＩ）での光学デバイスの反射率を示す線グラフである。
【図９】本発明の一態様による種々の入射角（ＡＯＩ）での光学デバイスの反射率を示す線グラフである。
【図１０】本発明の一態様による種々の入射角（ＡＯＩ）での光学デバイスの反射率を示す線グラフである。
【図１１】ＡおよびＢは本発明の別の態様による光学デバイスである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書及び図を通して、同じ参照符号は同じ要素を示す。
【００１０】
上述の概要及び以下の詳細な説明の両方が、例示及び説明のためのものにすぎず、本教示の種々の実施形態の説明を提供するものであることを理解されたい。各図に示す層／コンポーネントは、特定の図に関して説明されている場合があるが、特定の層／コンポーネントの説明が他の図の同等の層／コンポーネントにも当てはまることを理解されたい。
【００１１】
図１Ａに示すように、広範且つ多様な実施形態において、基板２０と金属酸化物を含む光学層スタック３０とを備えた光学デバイス１０が開示される。図１Ｂに示すように、金属酸化物を含む光学層スタック３０と表面処理剤４０とを備えた光学デバイス１００も開示される。さらに、図１Ｃに示すように、基板２０と、金属酸化物を含む光学層スタック３０と、表面処理剤４０とを備えた光学デバイス１１０が開示される。光学デバイス１０は、過酷な機械的条件及び環境条件下での使用に関して機械的及び環境的耐久性を示すことができる。
【００１２】
開示する光学デバイス１０、１００、１１０は、以下の特性のうち少なくとも１つを有し得る：改善された機械的耐久性、改善された環境的耐久性、改善された化学的耐久性、耐汚れ性、及び制御された表面粗さ。
【００１３】
改善された機械的耐久性は、引掻き、擦れ、凹み、破損、摩耗等の点から見た耐久性を含む。改善された環境的耐久性は、高温、多湿、塩、霧、紫外線曝露等の多様な環境条件における耐久性を含む。
【００１４】
光学デバイス１０、１１０の基板２０は、コーティング可能な任意の材料であり得る。基板２０の非限定的例としては、プラスチック、合成サファイア、ガラス、合成ダイヤモンド、光学セラミックス材料、光学品質ポリマー（optical quality polymers）、及びケイ素等の光学デバイス１０、１１０の機能用途に必要な吸収スペクトルを有する透光性基板が挙げられる。光学品質ポリマーとしては、ポリカーボネート類、アクリレート類、及び環状オレフィンポリマー類が挙げられる。化学強化ガラスを含む種々のタイプのガラスを用いることができる。図１Ａに示すように、基板２０は、第１面２１及び第１面の反対側の第２面２２を含み得る。
【００１５】
光学デバイス１０、１００、１１０の光学スタック３０は、金属酸化物層を含み得る。金属酸化物の非限定的例としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、二酸化マグネシウム（ＭｇＯ２）、ＳｉＡｌＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＡｌＯｘＮｙ、及びそれらの混合物が挙げられる。光学層スタック３０は、交互に異なる２つの金属酸化物層を含み得る。光学層スタック３０は、交互に異なる２つの金属酸化物層を酸化アルミニウムの最上層と共に含み得る。光学層スタック３０は、交互に異なる２つの金属酸化物層を二酸化ケイ素の最上層と共に含み得る。
【００１６】
図２Ａ及び図２Ｂは、ガラス基板２０と光学スタック３０とを備えた光学デバイス１０を示す。光学スタック３０は、交互に異なる２つの金属酸化物層を合計４層含む(図２Ａ)。一態様では、光学スタック３０は、以下の通りであり得る：ＮｂＴｉＯｘ  １１．２８ｎｍ（３０ａ）／ＳｉＯ２  ３４．４４ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  １０５．４３ｎｍ（３０ａ）／ＳｉＯ２  ８４．４５ｎｍ（３０ｂ）。この光学デバイス１０の反射率は、図５で見ることができる。別の態様では、光学スタック３０は、以下の通りであり得る：ＮｂＴｉＯｘ  １４．７２ｎｍ（３０ａ）／Ａｌ２Ｏ３  ２５．２４ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  ６５．３１ｎｍ（３０ａ）／Ａｌ２Ｏ３  ７１．９１ｎｍ（３０ｂ）。この光学デバイス１０の反射率は、図７で見ることができる。別の態様では、光学スタック３０は、以下の通りであり得る：Ｔａ２Ｏ５  １３．４０ｎｍ（３０ａ）／Ａｌ２Ｏ３  ３７．４０ｎｍ（３０ｂ）／Ｔａ２Ｏ５  ６１．２４ｎｍ（３０ａ）／Ａｌ２Ｏ３  ７５．５４ｎｍ（３０ｂ）。この光学デバイス１０の反射率は、図８で見ることができる。光学スタック３０は、交互の異なる２つの金属酸化物層を合計１２層含む（図２Ｂ）。一態様では、光学スタック３０は、以下の通りであり得る：ＮｂＴｉＯｘ  ８．６６ｎｍ（３０ａ）／Ａｌ２Ｏ３  ４０．２５ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  ９３．３２ｎｍ（３０ａ）／Ａｌ２Ｏ３  １２．５８ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  ２３．３２ｎｍ（３０ａ）／Ａｌ２Ｏ３  ２８．７６ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  １０９．２３ｎｍ（３０ａ）／Ａｌ２Ｏ３  ８５．５０ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  ９．１２ｎｍ（３０ａ）／Ａｌ２Ｏ３  ３７．４６ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  ５４．６２ｎｍ（３０ａ）／Ａｌ２Ｏ３  ７４．３４ｎｍ（３０ｂ）。この光学デバイス１０の反射率は、図１０で見ることができる。図２Ａ及び図２Ｂのそれぞれにおいて、表面処理剤４０を光学スタック３０の最上層のそれぞれに塗布することができる。
【００１７】
図３Ａ及び図３ｂは、ガラス基板２０と光学スタック３０とを備えた光学デバイス１０を示す。光学スタック３０は、交互に異なる２つの金属酸化物層を、酸化アルミニウム又は二酸化ケイ素等の異なる金属酸化物を有する最上層と共に含む。図３Ａは、以下のような光学スタック３０を示す：ＮｂＴｉＯｘ  １３．７８ｎｍ（３０ａ）／ＳｉＯ２  ３３．９３ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  １１６．５８ｎｍ（３０ａ）／ＳｉＯ２  ２６．７０ｎｍ（３０ｂ）／Ａｌ２Ｏ３  ５０．００ｎｍ（３０ｃ）。この光学デバイス１０の反射率は、図６で見ることができる。図３Ｂは、以下のような光学スタック３０を示す：ＮｂＴｉＯｘ  １１．４７ｎｍ（３０ａ）／ＳｉＯ２  ３５．０２ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  １２０．９１ｎｍ（３０ａ）／ＳｉＯ２  ２８．１３ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  ３６．３１ｎｍ（３０ａ）／ＳｉＯ２  １６．９８ｎｍ（３０ｂ）／ＮｂＴｉＯｘ  ６２．１６ｎｍ（３０ａ）／ＳｉＯ２  ２４．０８ｎｍ（３０ｂ）／Ａｌ２Ｏ３  ５０．００ｎｍ（３０ｃ）。この光学デバイス１０の反射率は、図９で見ることができる。図３Ａ及び図３Ｂのそれぞれにおいて、表面処理剤４０を光学スタック３０の最上層のそれぞれに塗布することができる。
【００１８】
光学層スタック３０は、種々の機能特性を有するコーティングを含み得る。一態様では、光学層スタック３０は、２つ以上の機能特性を含み得る。光学層スタック３０は、反射防止コーティング、バンドパスフィルタコーティング、ノッチフィルタコーティング、ダイクロイックフィルタコーティング、ミラーコーティング、及びそれらの組み合わせのうち少なくとも１つを含み得る。開示するコーティングが、２つ以上の層を含んでもよく、例えば、バンドパスフィルタコーティングが複数の層を含んでもよいことに留意されたい。図４は、光学スタック３０を有しないガラス基板２０と比べた図２Ａ〜図３Ｂに示す光学デバイス１０の反射率を示す線グラフである。
【００１９】
図１Ａ〜図３Ｂは、本明細書において企図される種々の光学デバイス１０、１００、１１０を示す。これらは例示的なものである。光学スタック３０の層の順序及び層の数は変わり得ることを理解すべきである。光学層スタック３０の層について以下でより詳細に説明する。
【００２０】
光学スタック３０の層は、反射防止コーティングであり得る。反射防止コーティングは、誘電体スタックとすることができ、基板２０との界面での光反射を低減することができる。誘電体スタックを形成するのに適した誘電体としては、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、及びＳｉＯ２等の金属酸化物が挙げられ、これらは、可視波長スペクトル域（例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍ）で高い透明度を示すことができる。反射防止コーティングは、低屈折率等の第１屈折率を有する複数の第１誘電体層、例えばＳｉＯ２又はフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）と、少なくとも高屈折率等の第２屈折率を有する複数の第２誘電体層とを交互に含むスタックであり得る。高屈折率材料の非限定的例としては、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、及びそれらの組み合わせが挙げられる。反射コーティングは、ＮｂＴｉＯｘ、ＳｉＯ２等の層のスタックから形成され得る。
【００２１】
光学デバイス１０、１００、１１０は、バンドパスフィルタを含む光学スタック３０を備え得る。バンドパスフィルタは、誘電体低屈折率及び高屈折率材料のフルスタックにより実現され得る。各層は、所望のフィルタの波長で四分の一波長（ＱＷ）の厚さとして成膜され得る。単層のみからなり得る各部分反射鏡を、四分の一波長スタック（ＱＷＳ）と呼ぶ。フィルタの帯域幅は、構造中の四分の一波長スタックの反射率の関数である。通過帯域の中心波長は、スペーサ誘電体材料の厚さにより決まる。四分の一及び／又は半波長層に用いられる誘電体材料は、１．３〜４．０を超える範囲の屈折率を有する。例えば、適当な材料には、フッ化マグネシウム（１．３８）、フッ化トリウム（１．４７）、クライオライト（１．３５）、二酸化ケイ素（１．４６）、酸化アルミニウム（１．６３）、酸化ハフニウム（１．８５）、五酸化タンタル（２．０５）、酸化ニオブ（２．１９）、硫化亜鉛（２．２７）、酸化チタン（２．３７）、ケイ素（３．５）、ゲルマニウム（４．０）、及びテルル化鉛（５．０）がある。他の誘電体材料も同様の役割を果たす。それに加えて、完全誘電体バンドパスフィルタは、反射防止特性も兼ね備えることができる。
【００２２】
一態様では、バンドパスフィルタは、必要な吸光度又は誘電体構造及び高分子構造の組み合わせをもたらすのに適した染料混合物を含有する高分子コーティングであり得る。
【００２３】
バンドパスフィルタは、センサが動作する光の波長を通過させることができると共に他の全ての波長を排除することができる。例えば、バンドパスフィルタは、約４００ｎｍ〜約８５０ｎｍ等の可視及び近紫外スペクトル域の波長を遮断することができると共に約８５０ｎｍを超える波長を透過することができる。このように、バンドパスフィルタは、光学デバイス１０、１００、１１０に達する不所望の放射線を低減及び／又は排除することができる。
【００２４】
光学スタック３０は、ロングスローマグネトロンスパッタプロセスを含む任意の成膜又はコーティングプロセスを用いて基板２０に施すことができる。光学スタック３０は、高密度、強い界面接着強度、無構造欠陥等の特性のうち少なくとも１つを有し得る。光学スタック３０は、酸化アルミニウム又は二酸化ケイ素の最上層を含み得る。
【００２５】
二酸化ケイ素の終端層を有する光学スタック３０は、高い表面濃度のＳｉ＝Ｏ二重結合を有し得ると共に表面処理剤４０を付着させる反応性部位を提供し得る。さらに、これは、ガラス等の基板２０から拡散するイオンに対して効率的なバリアを形成する。特に、イオン拡散バリアがあることで、化学ガラス強化に用いられるカリウムイオンが二酸化ケイ素の最上層と表面処理剤４０との間の界面へ移動する可能性を減らすことができる。これはさらに、カリウムイオンがシロキサン類の加水分解に寄与するリスクを減らすのに効果があり得る。
【００２６】
一態様では、光学デバイス１０、１００、１１０は、合成サファイア層として働くことができるスパッタ成膜された緻密な酸化アルミニウム層を含み得る。光学スタック３０内のこの酸化アルミニウム層の場所と、酸化アルミニウム層の厚さとに応じて、最終光学デバイス１０、１００、１１０は、機械的引掻き、摩擦、衝撃に対する耐性を高めることができる。例えば、光学スタック３０内の酸化アルミニウム最上層は、機械的耐久性をさらに高め且つ耐引掻き性を高めることができる。別の例として、ガラス等の基板２０と接する第１層等の光学スタック３０内の酸化アルミニウム最下層が、イオン移動バリアとして働き得る。一態様では、酸化アルミニウム最下層は、約０．５μｍ〜約２０μｍ、例えば約１μｍ〜約１５μｍ、さらに別の例として約３μｍ〜約１２μｍの範囲の厚さであり得る。この厚さが、機械的強度をもたらし得る。
【００２７】
本明細書に開示する光学デバイス１０、１００、１１０は、表面処理剤４０を含み得る。表面処理剤４０は、撥水性、撥油性、及び防汚性、並びに高い摩擦耐久性を有する層を形成することができるパーフルオロ（ポリ）エーテル基含有シラン化合物を含み得る。
【００２８】
パーフルオロ（ポリ）エーテル基含有シラン化合物は、次式（１）を有し得る。
【００２９】
【化１】
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【００３０】
式中、Ｒｆは、１つ又は複数のフッ素原子で置換されてもよい炭素数１〜１０のアルキル基であり得る。ＰＦＰＥは、（ＯＣ４Ｆ８）ａ―（ＯＣ４Ｆ６）ｂ―（ＯＣ２Ｆ４）ｃ―（ＯＣＦ２）ｄ―であり、ここで、ａ、ｂ、ｃ、及びｄは、それぞれ独立して０〜２００の整数とすることができ、ａ、ｂ、ｃ、及びｄの和は１以上であり、下付き文字ａ、ｂ、ｃ、及びｄを有する括弧内の各繰り返し単位の出現順序は、式中では限定されない。Ｑは、酸素原子又は二価の有機基であり得る。Ｒ１は、水素原子又は炭素数１〜２２のアルキル基であり得る。Ｒ２は、それぞれ独立して水素原子又は不活性な一価の有機基であり得る。Ｘは、ヒドロキシル基又は加水分解性基であり得る。Ｙは、水素原子又はハロゲン原子であり得る。Ｚは、フッ素原子又は炭素数１〜５のフルオロアルキル基であり得る。ｅは、０〜３の整数であり得る。ｆは、０又は１であり得る。ｇは、１〜１０の整数であり得る。ｈは、０〜３の整数であり得る。ｎは、１〜３の整数であり得る。表面処理剤に含まれるパーフルオロ（ポリ）エーテル基含有シラン化合物の８０モル％以上が、ｇが２以上である化合物である。
【００３１】
１つ又は複数のフッ素原子で置換され得る炭素数１〜１０のアルキル基における「炭素数１〜１０のアルキル基」は、炭素数１〜１０の直鎖又は分岐のアルキル基、例えば炭素数１〜３の直鎖又は分岐のアルキル基、さらに別の例として炭素数１〜３の直鎖アルキル基であり得る。
【００３２】
上記Ｒｆは、１つ又は複数のフッ素原子で置換され得る炭素数１〜１０のアルキル基、例えば炭素数１〜１０のパーフルオロアルキル基又はＣＦ２Ｈ―Ｃ１〜９パーフルオロアルキル基、さらに別の例として炭素数１〜１０のパーフルオロアルキル基であり得る。
【００３３】
炭素数１〜１０のパーフルオロアルキル基は、炭素数１〜１０の直鎖又は分岐のパーフルオロアルキル基、例えば炭素数１〜３の直鎖又は分岐のパーフルオロアルキル基、さらに別の例として―ＣＦ３、―ＣＦ２ＣＦ３、又は―ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３等の炭素数１〜３の直鎖パーフルオロアルキル基であり得る。
【００３４】
表面処理剤４０は、ウェットコーティング法又はドライコーティング法を用いて光学スタック３０に塗布され得る。ウェットコーティング法の非限定的例としては、ディップコート、スピンコート、フローコート、スプレーコート、ロールコート、グラビアコート、及び同様の方法が挙げられる。ドライコーティング法の非限定的例としては、蒸着（通常は真空蒸着）、スパッタリング、化学気相成長（ＣＶＤ）、及び同様の方法が挙げられる。蒸着法（通常は真空蒸着）の具体例としては、抵抗加熱、電子ビーム、高周波加熱、イオンビーム、及び同様の方法が挙げられる。ＣＶＤ法の具体例としては、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ、熱ＣＶＤ、及び同様の方法が挙げられる。
【００３５】
表面処理剤４０は、高い表面滑り性及び高い摩擦耐久性を有し得る。さらに、この表面処理剤４０は、高い摩擦耐久性に加えて、使用する表面処理剤の組成に応じて、撥水性、撥油性、防汚性（例えば、指紋等の汚れの付着の防止）、防水性（電子コンポーネント等への水の浸透の防止）、表面滑り性（又は滑性、例えば指紋等の汚れの拭き取り性及び指の優れた触感）を有し得る。
【００３６】
図１１Ａに示すように、光学デバイス１１０は、第１面２１に光学スタック３０及び場合によっては表面処理剤４０を有する基板２０を備え得る。基板２０は、第２面２２に任意の透明導光体（optical conductor）５０も有し得る。透明導光体５０は、電荷を伝導することができる任意の透明材料を含み得る。例えば、透明導光体５０は、インジウムスズ酸化物又はインジウムチタン酸化物を含み得る。
【００３７】
図１１Ｂに示すように、光学デバイス１１０は、透明導光体５０の上に親水層６０をさらに備え得る。特に、親水層６０は、基板２０とセンサ（図示せず）との間にあり得る。このようにして、親水層６０は、結露又は曇りを防止又は低減することができる。親水層６０（例えば、水に対する接触角が１０°未満）は、超親水層（例えば、水に対する接触角が約０°）でもあり得る。親水層６０又は超親水層で有用な材料の非限定的例としては、ポリウレタン類、シロキサン類、金属酸化物類、ポリグリコール類、及びそれらの混合物が挙げられる。親水層６０は、約０．２ミクロン〜約２０ミクロン、例えば約０．５ミクロン〜約１５ミクロン、さらに別の例として約０．７ミクロン〜約１３ミクロンの範囲の厚さの連続膜として施すことができる。親水層の形成に使用される材料は、開示する厚さを得るために成膜プロセスで施されるナノ粒子であり得る。成膜プロセスとしては、限定はされないが、蒸発等の物理蒸着、原子層堆積、プラズマ化学気相成長、並びにスプレー法、スピンコート法、及びロールコート法、例えばグラビア、及び転写等のウェット化学成膜プロセス等が挙げられる。
【００３８】
別の態様では、本明細書に開示する光学デバイス１０、１００、１１０は、二次的視覚特徴も備え得る。使用者は、二次的視覚特徴を見ることができる。二次的視覚特徴の非限定的例としては、ロゴ、記号、数字、模様、色等が挙げられる。
【００３９】
光学デバイス１０を作製する方法も開示される。光学デバイス１０を作製する方法は、基板を用意するステップと、ロングスローマグネトロンスパッタリングプロセスを用いて金属酸化物を含む層スタックを基板上に形成するステップとを含み得る。本方法は、光学デバイスの層スタックの最上層に表面処理剤を塗布するステップも含み得る。
【００４０】
光学デバイス１０を作製する方法は、ロングスローマグネトロンスパッタリングプロセスにより金属酸化物を含む層スタックを形成するステップと、層スタックの最上層に表面処理剤を塗布して光学デバイスを形成するステップとも含み得る。本方法は、基板上に光学デバイスを施すステップも含み得る。
【００４１】
本作製方法で用いられるロングスローマグネトロンスパッタリングプロセスは、ターゲットと基板に隣接して配置された磁石配列との間の距離をロングスローとしたチャンバ内で成膜することを含む。ロングスロープロセスは、接地したコリメータ及び円形磁石配列を任意に含み得る。ロングスロースパッタチャンバが、ガス入口と排気ポンプに接続された排気出口とを有する真空チャンバ包囲壁を含み得る。基板支持台を、チャンバの一端に配置することができ、スパッタリングターゲットは、チャンバの他端に取り付けることができる。ターゲットは、絶縁体により包囲壁から電気的に分離することができ、包囲壁は接地させることができるので、接地した包囲壁に対してターゲット上で負電圧が維持され得る。動作の際には、基板２０が、ターゲットから５０ｍｍ以上、例えば約８０ｍｍ〜１７５ｍｍのロングスローの距離で支持台上に位置決めされ得る。
【００４２】
上述した説明から、本教示をさまざまな形態で実施できることが当業者には理解され得る。したがって、これらの教示を特定の実施形態及びその例に関連して説明したが、本教示の真の範囲をそれに限定すべきではない。本明細書中の教示の範囲から逸脱せずに、種々の変更及び修正を行うことができる。
【００４３】
この範囲開示は、広義に解釈されるものとする。本開示は、本明細書に開示されたデバイス、活動、及び機械的作用を達成するための等価物、手段、システム、及び方法を開示するためのものである。開示された各デバイス、製品、方法、手段、機械要素、又は機構について、本開示は、本明細書に開示された多くの態様、機構、及びデバイスを実施する等価物、手段、システム、及び方法を同じくその開示に包含し且つ教示することが意図される。さらに、本開示は、コーティング及びその多くの態様、特徴、及び要素に関する。このようなデバイスの使用及び動作は動的なものとすることができ、本開示は、デバイス及び／又は製品の使用の等価物、手段、システム、及び方法、並びに本明細書に開示された動作及び機能の説明及び趣旨と一致したその多くの態様を包含することが意図される。本願の特許請求の範囲も同様に、広義に解釈されるものとする。
【００４４】
本明細書中の発明の多くの実施形態での説明は、例示的なものにすぎず、したがって、本発明の要旨から逸脱しない変形形態は、本発明の範囲内にあることが意図される。このような変形形態は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱するものとみなされないものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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