(57)【要約】コーティングされた基材は、サファイア基材、及びケイ素系材料を含む反射防止コーティングを含み、反射防止コーティングは、１．２３から１．４５の屈折率及び少なくとも４のモース硬度を有する。サファイア基材を反射防止コーティングでコーティングする方法は、液体製剤をサファイア基材に塗布してコーティングされた基材を形成すること、及びコーティングされた基材を少なくとも５００℃の温度で硬化して、サファイア基材上に反射防止層を形成することを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイア基材、及び
ケイ素含有材料を含む反射防止コーティング、
を含み、前記反射防止コーティングは、１．２３から１．４５の屈折率、及び少なくとも４のモース硬度を有する、コーティングされた基材。
【請求項２】
前記コーティングされた基材が、３８０から８００ｎｍの可視光波長範囲内の光に対して９０％以上の透過率を有する、請求項１に記載のコーティングされた基材。
【請求項３】
前記反射防止コーティングが、５０ｎｍから１５０ｎｍの厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされた基材。
【請求項４】
前記ケイ素含有材料が、１つ以上の架橋性シロキサンオリゴマーから形成され、
前記１つ以上の架橋性シロキサンオリゴマーは、１０００ダルトンから５０００ダルトンの数平均分子量を有するメチルシロキサンオリゴマーを含む、
請求項１に記載のコーティングされた基材。
【請求項５】
前記反射防止コーティングが、前記架橋性シロキサンオリゴマーを少なくとも５００℃の温度で硬化することによって形成される、請求項４に記載のコーティングされた基材。
【請求項６】
前記サファイア基材が、逆側に向いた第一及び第二の面を有し、前記反射防止コーティングは、前記サファイア基材の前記第一の面と接触しており、前記コーティングされた基材は、さらに、前記サファイア基材の前記第二の面と接触している第二の反射防止コーティングも備える、請求項１に記載のコーティングされた基材。
【請求項７】
前記反射防止コーティングと接触している指紋防止コーティングをさらに含む、請求項１に記載のコーティングされた基材。
【請求項８】
請求項１に記載の前記コーティングされた基材を含む、ディスプレイ、カメラ、レンズ、又は光学機器。
【請求項９】
サファイア基材を反射防止コーティングでコーティングする方法であって、
サファイア基材を提供すること、
架橋性ケイ素系材料及び溶媒を含む液体製剤を前記基材に塗布して、コーティングされた基材を形成すること、及び
前記コーティングされた基材を、少なくとも５００℃の温度で硬化して、前記サファイア基材上に反射防止層を形成すること、
を含む方法。
【請求項１０】
前記溶媒が、水、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、酢酸ブチル、酢酸エチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、及びこれらの混合物から成る群より選択される、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全開示内容が参照により本明細書に明確に援用される２０１５年７月１４日に出願された米国仮特許出願第６２／１９２，１４８号の優先権を主張するものである。
【０００２】
技術分野
本開示は、光学的透明要素のための反射防止コーティング全般に関し、より詳細には、サファイア基材のための反射防止ポリシロキサンコーティングに関する。
【背景技術】
【０００３】
携帯電話機用のカバーレンズなどのレンズにサファイアウェハを用いることは、シリカガラスと比較して、高い機械強度及び耐変形性などの利点を有する。しかし、純サファイアの光透過率は、約８６％しかなく、シリカガラスの９２％よりも非常に低い。
【０００４】
反射防止コーティングは、基材を透過する入射光の反射分を減少させることによって、ガラス又はサファイアなどの光学的透明基材を通しての光透過率を増加させるために用いられる。
【０００５】
空気の屈折率である１．０からサファイアの屈折率である１．７７までの屈折率を有する透明材料の単一層が、反射防止効果を提供することができる。しかし、最良の効果は、典型的には、約１．３３に近い屈折率の場合に達成される。
【発明の概要】
【０００６】
低い屈折率に加えて、反射防止コーティングは、良好な膜強度及び高い硬度も有する必要がある。しかし、典型的な公知のポリシロキサンコーティングの場合、サファイアに用いるための比較的低い屈折率を得ると同時に、良好な膜強度及び高い硬度も提供することは困難である。
【０００７】
いくつかの典型的な反射防止コーティングは、複数層のコーティングの物理的堆積を用いて高い均一性を得ることで提供される。しかし、このプロセスは、典型的には、複雑で、高価であり、得られる膜強度は低い。
【０００８】
上記における改善が求められている。
本開示は、サファイア基材のための反射防止コーティング及びそのような基材をコーティングするための方法を提供する。
【０００９】
１つの例示的な実施形態では、コーティングされた基材が提供される。コーティングされた基材は、サファイア基材及び反射防止コーティングを含む。反射防止コーティングは、ケイ素含有材料を含む。反射防止コーティングは、１．２３から１．４５の屈折率及び少なくとも４のモース硬度を有する。
【００１０】
１つのより特定の実施形態では、コーティングされた基材は、３８０から８００ｎｍの可視光波長範囲内の光に対して、９０％以上の平均透過率を有する。上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、反射防止コーティングは、４から８のモース硬度を有する。上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、反射防止コーティングは、１．３０から１．３５の屈折率を有する。上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、反射防止コーティングは、５０ｎｍから１５０ｎｍの厚さを有する。上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、反射防止コーティングは、１０°未満の水接触角を有する。
【００１１】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、ケイ素含有材料は、１つ以上の架橋性シロキサンオリゴマーから形成される。より特定の実施形態では、架橋性シロキサンオリゴマーは、メチルシロキサンオリゴマーを含む。さらにより特定の実施形態では、メチルシロキサンオリゴマーは、１０００ダルトンから５０００ダルトンの重量平均分子量を有する。
【００１２】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、反射防止コーティングは、架橋性シロキサンオリゴマーを、少なくとも５００℃の温度で硬化することによって形成され、サファイア基材上に反射防止層が形成される。１つのさらにより特定の実施形態では、反射防止コーティングは、架橋性シロキサンオリゴマーを、５００℃から８００℃の温度で、１分間から６０分間、又はより特には、３分間から１５分間にわたって硬化することによって形成される。別のさらにより特定の実施形態では、反射防止コーティングは、架橋性シロキサンオリゴマーを、少なくとも７００℃の温度で硬化することによって形成される。
【００１３】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、サファイア基材は、逆側に向いた第一及び第二の面を有し、反射防止コーティングは、サファイア基材の第一の面と接触しており、コーティングされた基材は、さらに、サファイア基材の第二の面と接触している第二の反射防止コーティングも備える。上記実施形態のいずれかのうちの１つのさらにより特定の実施形態では、第二の反射防止コーティングは、１．２３から１．４５の屈折率及び少なくとも４のモース硬度を有する。
【００１４】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、コーティングされた基材は、反射防止コーティングと接触している指紋防止コーティングを含む。上記実施形態のいずれかのうちの１つのさらにより特定の実施形態では、指紋防止層は、９０°から１５０°の水接触角を有する。上記実施形態のいずれかのうちの別のより特定の実施形態では、指紋防止層は、６０°から９０°のオレイン酸接触角を有する。
【００１５】
１つの実施形態では、デバイスが提供される。デバイスは、上記実施形態のいずれかに従う少なくとも１つのコーティングされた基材を備える。より特定の実施形態では、デバイスは、ディスプレイ、カメラ、レンズ、又は光学機器のうちの少なくとも１つである。さらにより特定の実施形態では、デバイスは、電話機、タブレット型コンピュータ、ノート型コンピュータ、又は時計である。
【００１６】
１つの実施形態では、サファイア基材を反射防止コーティングでコーティングする方法が提供される。この方法は、サファイア基材を提供すること、及び液体製剤を基材に塗布してコーティングされた基材を形成することを含む。液体製剤は、架橋性ケイ素系材料及び溶媒を含む。この方法は、さらに、コーティングされた基材を少なくとも５００℃の温度で硬化して、サファイア基材上に反射防止層を形成することも含む。
【００１７】
１つのより特定の実施形態では、液体製剤の塗布は、液体製剤を基材上へスピンコーティングすることを含む。さらにより特定の実施形態では、液体製剤は、約２０００ｒｐｍから約５０００ｒｐｍの速度でスピンコーティングされる。
【００１８】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、コーティングされた基材を硬化することは、コーティングされた基材を、５００℃から８００℃の温度で、３分間から１５分間加熱することを含む。上記実施形態のいずれかのうちの別のより特定の実施形態では、コーティングされた基材を硬化することは、コーティングされた基材を、少なくとも７００℃の温度で加熱することを含む。
【００１９】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、方法は、さらに、コーティングされた基材を硬化する前に、コーティングされた基材を焼成して溶媒の少なくとも一部を除去することも含む。さらにより特定の実施形態では、コーティングされた基材を焼成することは、コーティングされた基材を、８０℃から２５０℃の温度で、３分間から１５分間加熱することを含む。
【００２０】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、溶媒は、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、水、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、酢酸ブチル、酢酸エチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、及びこれらの混合物から成る群より選択される。
【００２１】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、ケイ素系材料は、１つ以上の架橋性シロキサンオリゴマーから形成される。より特定の実施形態では、架橋性シロキサンオリゴマーは、メチルシロキサンオリゴマーを含む。さらにより特定の実施形態では、メチルシロキサンオリゴマーは、１０００ダルトンから５０００ダルトンの重量平均分子量を有する。
【００２２】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、架橋性ケイ素系材料は、０．１ｎｍから５０ｎｍの粒子径を有する複数の粒子として提供される。
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、架橋性ケイ素系材料は、液体製剤の総重量の１重量％から２０重量％を構成する。
【００２３】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、溶媒は、水、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノール、ｎ−プロパノール、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、酢酸ブチル、酢酸エチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、及びこれらの混合物から成る群より選択される。
【００２４】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、溶媒は、液体製剤の総重量の８０重量％から９９重量％を構成する。
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、反射防止層は、５０ｎｍから１５０ｎｍの厚さを有する。上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、反射防止層は、１．２３から１．４５の屈折率を有する。上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、反射防止層は、少なくとも４のモース硬度を有する。
【００２５】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、サファイア基材は、逆側に向いた第一及び第二の面を有し、基材に液体製剤を塗布することは、サファイア基材の第一の面に液体製剤を塗布することを含む。方法はさらに、サファイア基材の第二の面に第二の液体製剤を塗布すること、及び第二の液体製剤を硬化して、サファイア基材上に第二の反射防止層を形成することも含む。上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、方法は、第二の液体製剤を塗布する前に、コーティングされた基材を焼成して溶媒の少なくとも一部を除去することを含む。上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、第二の反射防止層は、５０ｎｍから１５０ｎｍの厚さを有する。上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、第二の反射防止層は、１．２３から１．４５の屈折率を有する。上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、第二の反射防止層は、少なくとも４のモース硬度を有する。
【００２６】
上記実施形態のいずれかのうちの１つのより特定の実施形態では、方法はさらに、コーティングされた基材上に指紋防止層を塗布することも含む。上記実施形態のいずれかのうちの１つのさらにより特定の実施形態では、指紋防止層は、９０°から１５０°の水接触角を有する。上記実施形態のいずれかのうちの別のより特定の実施形態では、指紋防止層は、６０°から９０°のオレイン酸接触角を有する。
【００２７】
複数の実施形態が開示されるが、本発明のさらに他の実施形態は、当業者であれば、本発明の例示的な実施形態を示し、記載する以下の詳細な記述から明らかとなるであろう。したがって、図面及び詳細な記述は、限定的ではなく、例示的な性質として見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、例示的なコーティングされたサファイアウェハを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、コーティングされたサファイアウェハを形成する例示的な方法を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、コーティングされたサファイアウェハを形成する別の例示的な方法を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、コーティングされたサファイアウェハを形成するさらに別の例示的な方法を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、コーティングされたサファイアウェハを形成するなおさらに別の例示的な方法を示す。
【図３】図３は、例６に関し、３８０ｎｍから８００ｎｍのスペクトルでの未処理サファイア、例３、及び例４の透過率パーセントを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
対応する符号は、複数の図面を通して対応する部分を示す。本明細書で示される実例は、特定の例示的な実施形態を示すために提供されるものであり、そのような実例は、いかなる形であっても本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００３０】
図１を参照すると、例示的なコーティングされたサファイアウェハ１０が示される。ある例示的な実施形態では、コーティングされたサファイアウェハ１０は、ディスプレイ、カメラ、レンズ、又は他の光学機器の一部を構成する。
【００３１】
図１に示されるように、コーティングされたサファイアウェハ１０は、サファイアウェハ１２、サファイアウェハ１２の第一の面に塗布された第一のコーティング層１４、及びサファイアウェハ１２の第二の面に塗布された第二のコーティング層１６を備える。
【００３２】
図１では、第一のコーティング層１４及び第二のコーティング層１６の両方を含むとして示されているが、他の実施形態では、コーティングされたサファイアウェハ１０は、第一のコーティング層１４のみを含む。
【００３３】
また、図１に示されるように、ある実施形態では、反射防止層は、単層の第一のコーティング層１４及び／又は単層の第二のコーティング層１６として提供される。ある例示的な実施形態では、第一のコーティング層１４及び／又は第二のコーティング層１６は、複数層の反射防止コーティングを備えてはいない。
【００３４】
ある実施形態では、コーティングされたサファイアウェハは、指紋防止コーティングなど、第一のコーティング層１４及び／又は第二のコーティング層１６に塗布された１つ以上の追加層１８を含む。例示的な指紋防止コーティングとしては、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇから入手可能である２６３４又は２６３４ｐコーティング、信越化学工業から入手可能であるＫＹ−１００シリーズのコーティング材料、ＤＯＮ Ｃｏ．，ＬＴＤ．から入手可能であるＳＨ−ＨＴコーティング材料、及びダイキン工業から入手可能であるＯＰＴＯＯＬ ＤＳＸコーティングが挙げられる。さらなる例示的な指紋防止コーティングは、その全開示内容が参照により本明細書に援用される「ＰＯＬＹ ＦＬＵＯＲＩＮＥ−ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ ＳＩＬＯＸＡＮＥ ＣＯＡＴＩＮＧＳ」と題するＰＣＴ国際公開第２０１５／０３８４５４号に開示されている。
【００３５】
１つの実施形態では、指紋防止コーティングは、ポリフッ素含有シロキサンコーティングを含む。組成物は、以下に示される式（Ｉ）のポリマー、少なくとも１つの有機溶媒、及び所望に応じて少なくとも１つの添加剤を含み、
【００３６】
【化１】
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【００３７】
式中：
Ｒは、水素原子、１から１０個の炭素原子を有するアルキル又はアリール基、１から１０個の炭素原子を有するフッ素置換されたアルキル又はアリール基であり；
Ｒｆは、ｇが１から１０の整数である式Ｆ−（ＣｇＦ２ｇ）−で表される直鎖状又は分岐鎖状のパーフルオロアルキル基であり；
Ｗ１、Ｗ２は、各々独立して、パーフルオロエーテル含有有機基であり；
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は、各々独立して、Ｓｉ元素をフッ素化基と連結する有機連結基であり；並びに
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、各々独立して、０から１０００の整数であり、整数ａ、ｂ、及びｃの合計は、２以上である。
【００３８】
図１には、第一のコーティング層１４上に単一の追加層１８を含むとして示されているが、他の実施形態では、コーティングされたサファイアウェハ１０は、第一のコーティング層１４上に複数の追加層１８を含むか、第二のコーティング層１６上に１つ以上の追加層１８を含むか、又は追加層１８を含まない。
【００３９】
次に図２Ａを参照すると、コーティングされたサファイアウェハを形成する例示的な方法２０が示される。ブロック２２では、サファイアウェハ１０（図１）などの基材が提供される。
【００４０】
ブロック２４では、液体コーティング製剤が基材の第一の側に塗布される。ある実施形態では、液体コーティング製剤は、以下で述べるように、溶媒及びケイ素系材料を含む。液体コーティング製剤を塗布するための例示的な方法としては、スピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、ローラーコーティング、マイヤーバーコーティング、キャスティングなどが挙げられる。１つの例示的な実施形態では、液体コーティング製剤は、低くは約２０００ｒｐｍ、約３０００ｒｐｍ、約３３００ｒｐｍ、高くは約３５００ｒｐｍ、４０００ｒｐｍ、約５０００ｒｐｍ、又は２０００ｒｐｍから５０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍ、若しくは３３００ｒｐｍから３５００ｒｐｍなど、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の速度でスピンコーティングすることによって塗布される。
【００４１】
ブロック２６では、コーティングされた基材が焼成されて、溶媒の少なくとも一部又は全部が液体コーティング製剤から除去される。ある実施形態では、焼成工程は、短くは１分間、５分間、１０分間、１５分間、長くは２０分間、３０分間、４５分間、６０分間、若しくはそれ以上、又は１分間から６０分間、５分間から３０分間、若しくは１０分間から１５分間など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内である。ある実施形態では、焼成工程は、低くは１００℃、２００℃、２２０℃、高くは２５０℃、２７５℃、３００℃、３２０℃、３５０℃、若しくはそれ以上、又は１００℃から３５０℃、２００℃から３００℃、若しくは２２０℃から２７５℃など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の温度で行われる。ある実施形態では、焼成は、コーティングされた基材を約２００℃で約１０分間にわたって加熱することによって行われる。
【００４２】
ブロック２８では、第一のコーティング１４が硬化される（図１参照）。例示的な硬化方法としては、熱処理、光硬化、ＵＶ硬化、及びマイクロ波硬化が挙げられる。
１つの例示的な実施形態では、硬化は、短くは３分間、５分間、長くは１０分間又は１５分間にわたり、低くは５００℃、５５０℃、６００℃、６５０℃、高くは７００℃、７５０℃、８００℃の温度で、コーティングされた基材を加熱することによって行われる。
【００４３】
１つの例示的な実施形態では、硬化は、短くは３分間、５分間、長くは１０分間若しくは１５分間、又は３分間から１５分間、若しくは５分間から１０分間など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の時間にわたって、コーティングされた基材を加熱することによって行われる。ある実施形態では、硬化は、低くは５００℃、５５０℃、６００℃、６５０℃、高くは７００℃、７５０℃、８００℃、又は５００℃から８００℃、６００℃から８００℃、若しくは６５０℃から７００℃など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の温度に、コーティングされた基材を加熱することによって行われる。ある実施形態では、硬化は、コーティングされた基材を約７００℃で約５分間にわたって加熱することによって行われる。
【００４４】
ある例示的な実施形態では、加熱は、オーブン、炉、又はホットプレートを用いて行われる。
図２Ａに示されるように、ある例示的な実施形態では、ブロック３０に示されるように、第二のコーティングが基材に塗布される。より特定の実施形態では、第二のコーティングは、基材の第二の側に塗布され、第二の側は、基材の第一の側の逆側である。第二の液体コーティング製剤を塗布するための例示的な方法としては、スピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、ローラーコーティング、マイヤーバーコーティング、キャスティングなどが挙げられる。１つの例示的な実施形態では、第二の液体コーティング製剤は、低くは約２０００ｒｐｍ、約３０００ｒｐｍ、約３３００ｒｐｍ、高くは約３５００ｒｐｍ、４０００ｒｐｍ、約５０００ｒｐｍ、又は２０００ｒｐｍから５０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍ、若しくは３３００ｒｐｍから３５００ｒｐｍなど、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の速度でスピンコーティングすることによって塗布される。
【００４５】
ブロック３２では、コーティングされた基材は、焼成されて、第二の液体コーティング製剤から溶媒の少なくとも一部又は全部が除去される。ある実施形態では、焼成工程は、ブロック２６に関して上記で述べたようにして行われる。
【００４６】
ブロック３４では、第二のコーティングが硬化される。ある実施形態では、硬化工程は、ブロック２８に関して上記で述べたようにして行われる。
ある例示的な実施形態では、ブロック３６に示されるように、追加層１８（図１参照）が基材に塗布される。ブロック３６に示されるように、ある例示的な実施形態では、追加層１８は、第一のコーティング層１４及び第二のコーティング層１６のうちの少なくとも１つに塗布される。ある例示的な実施形態では、追加層は、ウェットコーティング又は物理的堆積によって塗布される指紋防止層である。さらなる例示的な指紋防止コーティングプロセスは、その全開示内容が参照により本明細書に援用される「ＰＯＬＹ ＦＬＵＯＲＩＮＥ−ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ ＳＩＬＯＸＡＮＥ ＣＯＡＴＩＮＧＳ」と題するＰＣＴ国際公開第２０１５／０３８４５４号に開示されている。
【００４７】
ブロック３８では、追加層１８が、存在する場合は、硬化されてよい（図１参照）。追加層１８の硬化は、低くは２５℃、５０℃、７５℃、１００℃、高くは１５０℃、１７５℃、２００℃、２５０℃、又は５０℃から１５０℃、１００℃から２００℃、若しくは７５℃から１７５℃など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の温度で行われてもよい。硬化工程の継続時間は、短くは０分間、０．５分間、５分間、１０分間、長くは２０分間、２５分間、３０分間、６０分間、又は０分間から３０分間、５分間から３０分間、若しくは１０分間から２５分間など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内であってもよい。
【００４８】
他の例示的な実施形態では、追加層は、硬化を必要としない物理蒸着（ＰＶＤ）などのプロセスを介して塗布されてもよい。
次に図２Ｂを参照すると、コーティングされたサファイアウェハを形成する別の例示的な方法４０が示される。ある実施形態では、方法４０は、方法２０に類似しており、類似のブロックを示すために類似の番号が用いられている。ブロック２２では、サファイアウェハ１０（図１）などの基材が提供される。ブロック２４では、液体コーティング製剤が、基材の第一の側に塗布される。ブロック２６では、コーティングされた基材が焼成されて、溶媒の少なくとも一部又は全部が液体コーティング製剤から除去される。次に、方法４０は、ブロック３０へと進み、そこでは、第二のコーティングが基材に塗布される。より特定の実施形態では、第二のコーティングは、基材の第二の側に塗布され、第二の側は、基材の第一の側の逆側である。ブロック３２では、コーティングされた基材が焼成されて、溶媒の少なくとも一部又は全部が第二の液体コーティング製剤から除去される。ある実施形態では、焼成工程は、ブロック２６に関して上記で述べたようにして行われる。ブロック３４では、第一及び第二のコーティングが硬化される。ある実施形態では、硬化工程は、方法２０のブロック２８に関して上記で述べたようにして行われる。ある例示的な実施形態では、ブロック３６に示されるように、追加層１８（図１参照）が基材に塗布される。ブロック３８では、追加層１８が、存在する場合は、硬化されてよい（図１参照）。他の例示的な実施形態では、追加層は、硬化を必要としない物理蒸着（ＰＶＤ）などのプロセスを介して塗布されてもよい。
【００４９】
次に図２Ｃを参照すると、コーティングされたサファイアウェハを形成するさらに別の例示的な方法４２が示される。ある実施形態では、方法４０は、方法２０及び／又は方法４０に類似しており、類似のブロックを示すために類似の番号が用いられている。ブロック２２では、サファイアウェハ１０（図１）などの基材が提供される。ブロック２４では、液体コーティング製剤が、基材の第一の側に塗布される。ブロック２６では、コーティングされた基材が焼成されて、溶媒の少なくとも一部又は全部が液体コーティング製剤から除去される。ブロック２８では、方法２０に関して上記で述べたようにしてコーティングが硬化される。ある例示的な実施形態では、ブロック３６に示されるように、追加層１８（図１参照）が基材に塗布される。ブロック３８では、追加層１８が、存在する場合は、硬化されてよい（図１参照）。他の例示的な実施形態では、追加層は、硬化を必要としない物理蒸着（ＰＶＤ）などのプロセスを介して塗布されてもよい。
【００５０】
次に図２Ｄを参照すると、コーティングされたサファイアウェハを形成するなおさらに別の例示的な方法４４が示される。ある実施形態では、方法４０は、方法２０、方法４０、及び／又は方法４２に類似しており、類似のブロックを示すために類似の番号が用いられている。ブロック２２では、サファイアウェハ１０（図１）などの基材が提供される。ブロック２４では、液体コーティング製剤が、基材の第一の側に塗布される。ブロック２６では、コーティングされた基材が焼成されて、溶媒の少なくとも一部又は全部が液体コーティング製剤から除去される。ブロック２８では、方法２０に関して上記で述べたようにしてコーティングが硬化される。ある例示的な実施形態では、ブロック３６に示されるように、追加層１８（図１参照）が基材に塗布される。
【００５１】
Ｉ．ポリシロキサン製剤
１つの例示的な実施形態では、反射防止コーティングを形成するためのポリシロキサン製剤は、１つ以上の溶媒及び１つ以上のケイ素系材料を含む。
【００５２】
ａ．ケイ素系材料
製剤は、架橋して反射防止ポリシロキサンコーティングを形成することができる１つ以上の架橋性ケイ素系材料を含む。
【００５３】
例示的なケイ素系材料は、１つ以上の有機アルコキシシラン前駆体から加水分解反応及び縮合反応を介して形成された１つ以上の架橋性シロキサンオリゴマーを含む。例示的な有機アルコキシシラン前駆体としては、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＯＳ）、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＯＳ）、ジメチルジエトキシシラン（ＤＭＤＥＯＳ）、フェニルトリエトキシシラン（ＰＴＥＯＳ）、ビニルトリエトキシシラン（ＶＴＥＯＳ）、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、及び前述の前駆体の組み合わせが挙げられる。
【００５４】
ある実施形態では、１つ以上の架橋性シロキサンオリゴマーは、メチルシロキサンオリゴマーを含む。ある実施形態では、メチル基は、架橋性シロキサンオリゴマーの、少なくは０重量％、１重量％、２重量％、５重量％、多くは１０重量％、１５重量％、２０重量％を構成するか、又は1重量％から２０重量％、２重量％から１５重量％、若しくは５重量％から１５重量％など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内であってもよい。ある実施形態では、メチル基は、全架橋性シロキサンオリゴマーの約１０重量％を構成する。
【００５５】
ある実施形態では、架橋性シロキサンオリゴマーは、低くは５００ダルトン、１０００ダルトン、１２５０ダルトン、１５００ダルトン、高くは１６００ダルトン、１７５０ダルトン、２０００ダルトン、３０００ダルトン、５０００ダルトン、又は５００ダルトンから５０００ダルトン、若しくは１０００ダルトンから３０００ダルトン、若しくは１５００ダルトンから２０００ダルトンなど、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内であってもよい重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。ある実施形態では、架橋性シロキサンオリゴマーは、低くは１．１０、１．１２、１．１５、高くは１．１６、１．１８、１．２０、又は１．１０から１．２０、１．１２から１．１８、若しくは１．１５から１．１８など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の多分散指数（重量平均分子量／数平均分子量）を有する。ある実施形態では、架橋性シロキサンオリゴマーは、約１５００の重量平均分子量及び約１．１６の多分散指数を有する。
【００５６】
ある実施形態では、架橋性シロキサンオリゴマーは、小さくは１ｎｍ、２ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、大きくは１０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、又は１ｎｍから５０ｎｍ、２ｎｍから４０ｎｍ、若しくは３ｎｍから３０ｎｍなど、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の粒子径を有する複数の粒子として提供される。ある実施形態では、粒子は、比較的均一な粒子径を有する。別の例示的な実施形態では、反射防止コーティングを形成するための前駆体として、ＴＥＯＳと共にＭＴＥＯＳが用いられる。
【００５７】
例示的なケイ素系材料としては、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．から入手可能である１１１、２１１、及び３１１の材料を含むＡＣＣＵＧＬＡＳＳ（登録商標）Ｔ−１１ Ｓｐｉｎ−ｏｎ Ｇｌａｓｓシリーズの材料が挙げられる。ＡＣＣＵＧＬＡＳＳ（登録商標）Ｔ−１１材料は、溶媒中に架橋性メチルシロキサンを含む。他の例示的なケイ素系材料は、その全内容が参照により本明細書に援用されるＡＮＴＩ−ＲＥＦＬＥＣＴＩＶＥ ＣＯＡＴＩＮＧＳ ＦＯＲ ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳと題する米国特許第８，７８４，９８５号に開示されている。
【００５８】
１つの例示的な実施形態では、製剤は、製剤の総重量に対して、少なくは１．０重量％、１．５重量％、２．０重量％、多くは１０重量％、１５重量％、２０重量％、又は１．０重量％から２０重量％、１．５重量％から１５重量％、若しくは２．０重量％から１０重量％など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の量で１つ以上のケイ素系材料を含む。
【００５９】
ｂ．溶媒
製剤は、１つ以上の溶媒を含む。例示的な溶媒としては、水、アセトン、ジエチルケトン、及びメチルエチルケトンなどのケトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどのアルコール、酢酸ブチル、酢酸エチルなどのエステル、エーテルエステル（例：プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなど）、並びにこれらの混合物が挙げられる。１つの例示的な実施形態では、５０〜１００℃の沸点を有する極性溶媒が用いられる。別の例示的な実施形態では、溶媒は、エタノールを含む。
【００６０】
１つの例示的な実施形態では、本発明の製剤は、製剤の総重量に対して、少なくは８０重量％、８１重量％、８２重量％、８５重量％、８８重量％、多くは９０重量％、９２重量％、９５重量％、９７重量％、９８重量％、９９重量％、又は８０重量％から９９重量％、８１重量％から９８重量％、８２重量％から９７重量％、８５重量％から９７重量％、若しくは８８重量％から９７重量％など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の合計量の溶媒を含む。
【００６１】
ｃ．他の添加剤
製剤は、さらに、１つ以上の添加剤を含んでよい。
ある例示的な実施形態では、製剤は、ケイ素系材料の架橋を改善するために、１つ以上の触媒を含む。例示的な触媒としては、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）などの有機置換水酸化アンモニウム、又はＴＭＡＮ（窒化テトラメチルアンモニウム）などの有機置換アンモニウム塩が挙げられる。ある実施形態では、製剤は、製剤の総重量に対して、少なくは０重量％、０．００１重量％、０．０１重量％、多くは０．１重量％、０．２重量％、１．０重量％、又は０重量％から１．０重量％、０．０１重量％から０．１重量％、若しくは０．００１重量％から０．１重量％など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の合計量の触媒を含む。
【００６２】
ある例示的な実施形態では、製剤は、サファイア基材上でのケイ素系材料の平滑化を改善するために、１つ以上の界面活性剤を含む。例示的な界面活性剤としては、ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨから提供されるＢＹＫ−３０７、ＢＹＫ−３０６、ＢＹＫ−２２２などのシリコーン系表面添加剤、３Ｍから提供されるＮｏｖｅｃ（商標）Ｆｌｕｏｒｏｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ＦＣ−４４３０などのフルオロ界面活性剤、又はＥｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＡＧから提供されるＴｅｇｏ（登録商標）Ｆｌｏｗ ３００が挙げられる。ある実施形態では、製剤は、製剤の総重量に対して、少なくは０重量％、０．００１重量％、０．０１重量％、多くは０．１重量％、０．２重量％、１．０重量％、又は０重量％から１．０重量％、０．０１重量％から０．１重量％、若しくは０．００１重量％から０．１重量％など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の合計量の界面活性剤を含む。
【００６３】
ＩＩ．コーティング
ある例示的な実施形態では、ポリシロキサン製剤は、サファイアウェハなどの基材上にコーティングを形成する。
【００６４】
ある例示的な実施形態では、コーティングは、小さくは５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、大きくは１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１３０ｎｍ、１４０ｎｍ、１５０ｎｍ、又は５０ｎｍから１５０ｎｍ若しくは７０ｎｍから１２０ｎｍなど、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内の厚さを有する。
【００６５】
ある例示的な実施形態では、片側又は両側が製剤でコーティングされたサファイア基材は、３８０から８００ｎｍの可視光波長範囲内の光に対する透過性を有する。透過性は、サンプル室内にある一式のｆ値ビームを（例：ｆ／１０、ｆ／４など）、及びそのビーム中における異なる最小サンプルサイズを有する分光光度計によって測定される。
【００６６】
透過性の試験方法は、ＡＳＴＭ Ｄ１００３の試験方法に従う。３８０〜８００ｎｍスペクトルの平均透過率を、Ｃａｒｙ ４０００分光光度計を用いて測定し、未処理サファイアにおける４００ｎｍ〜７００ｎｍスペクトルの平均透過率及びヘイズを、ＢＹＫ Ｈａｚｅ Ｇａｒｄを用いて測定した。典型的には、サンプルが無い状態での目的のスペクトル範囲全体にわたる１００％透過率の校正スキャンを行い、続いて同じサンプル室内の参照ビームに干渉しない不透明サンプルをサンプルビーム中に置いた状態で０％透過率スキャンを行う。次に、目的のサンプルのスペクトル透過率をスキャンし、測定する。ある実施形態では、光学的透過率は、高くは８５％、８６％、８８％、８９％、９０％、９２％、９５％、９７％、９８％、９９％、若しくはそれ以上、又は９２％から９９％若しくは９８％から９９％など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内である。ある例示的な実施形態では、光学的透過率は、約９０％若しくはそれ以上、又は約９２％若しくはそれ以上である。
【００６７】
ある例示的な実施形態では、片側又は両側を製剤でコーティングされたサファイア基材では、未コーティングのサファイア基材の平均透過率と比較した光の平均透過率として定められるゲインが増加する。ある実施形態では、ゲインは、少なくとも１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、若しくはそれ以上、又は１％から１２％若しくは５％から１２％など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内である。
【００６８】
ある例示的な実施形態では、ポリシロキサン製剤は、小さくは１．２３、１．２５、１．２７、１．３０、１．３１、１．３２、大きくは１．３３、１．３５、１．３７、１．４０、１．４５、又は１．２３から１．４５若しくは１．３０から１．３５など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内である屈折率を有するコーティングを形成する。
【００６９】
コーティングのモース硬度も、コーティングに対して測定される。各サンプルのモース硬度は、ＳｈｅｎＺｈｅｎ ＫｅＪｉａＭｅｉ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．製のモース硬度計を用いて測定した。モース硬度は、モース硬度計上でコーティングの耐スクラッチ性を比較し、そのような耐スクラッチ性を測定することによって特定される。ある例示的な実施形態では、コーティングは、小さくは４、５、大きくは６、７、若しくは８、又は４から８若しくは４から７など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内のモース硬度を有する。１つのより特定の実施形態では、コーティングは、６．５から７．５など、約７のモース硬度を有する。
【００７０】
ある例示的な実施形態では、コーティングは、大量のＳｉ−ＯＨ基に起因して、比較的高い親水性を有する。１つの実施形態では、コーティングは、指紋防止コーティングの機能を与える１つ以上の指紋防止コーティングをさらに塗布するためのベースとして用いられる。さらなる例示的な実施形態では、指紋防止コーティングは、サファイア基材上のコーティングに対して、コーティングの高い親水性に少なくとも部分的に起因してコーティングと指紋防止コーティングとの間に緩衝層を必要とすることなく、直接塗布されてもよい。
【００７１】
指紋防止コーティングの分子構造は、一般的に、シロキサン／シランを含む。典型的には、指紋防止コーティングが塗布される基材は、反射防止層に塗布される追加層又は緩衝層を有する必要があり、追加層は、指紋防止コーティングのシロキサン／シランと結合するのに充分なＳｉ−ＯＨ基を有する。しかし、有利には、本発明の指紋防止コーティングが反射防止コーティングに塗布される場合、指紋防止コーティングのシロキサン／シランが、反射防止コーティングのＳｉ−ＯＨ基と反応して、両者の間の結合を形成する。本発明の反射防止コーティングは、充分なＳｉ−ＯＨ基を有し、指紋防止コーティングと容易に結合し、それによって、緩衝層の必要性がなくなり、プロセスにおける供給及び製造のコストが低減される。
【００７２】
接触角は、ＡＳＴＭ Ｄ７３３４−０８に従い、ドイツ、ハンブルクのＫｒｕｓｓ ＧｍｂＨから入手可能である「Ｄｒｏｐ Ｓｈａｐｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ」システム（ＤＳＡ１０）など、適切な市販のいかなる機器を用いて測定されてもよい。ある実施形態では、コーティングは、小さくは１０°、８°、５°、４°、若しくはそれ未満、又は１０°から４°若しくは５°から４°など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内である水接触角を有する。ある実施形態では、コーティングは、５°未満の水接触角を有する。ある例示的な実施形態では、コーティングは、指紋防止コーティング又は指紋防止層のためのプライマーコーティングとしての使用に適している。いかなる特定の理論にも束縛されるものではないが、反射防止コーティングの表面上のＳｉ−ＯＨ基の濃度が比較的高いことから、Ｓｉ−ＯＨ基と反射防止コーティングとの間の配向がより良好となることによって、より良好な指紋防止コーティングの性能が得られるものと考えられる。
【００７３】
１つの実施形態では、本発明のコーティングは、サファイア基材のマイクロクラックの充填及び／又は修復のための接着剤機能を提供する。コーティングが焼成及び硬化される前は、コーティングは、液体の形態であり、コーティングがマイクロクラックを実質的に充填するように、マイクロクラック中に塗布される。焼成及び硬化の後、液体コーティングは、固体となり、それによって、マイクロクラックは、基材の表面に沿っては存在しなくなる。さらに、硬化されたコーティングは、サファイア基材に類似の物理的特性を有することができ、コーティングされた基材の強度が高められる。
【００７４】
ある例示的な実施形態では、コーティングは、小さくは０．１３％、０．１０％、０．０８％、０．０６％、０．０３％、若しくはそれ未満、又は０．１３％から０．０３％、０．１０％から０．０３％、若しくは０．０８％から０．０３％など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内であるＡＳＴＭ Ｄ１００３によって測定されたヘイズ値を有する。
【００７５】
ある例示的な実施形態では、コーティングは、透明で澄んでおり、顕微鏡下で観察すると、非常に優れた均一性を有している。ある例示的な実施形態では、コーティングの均一性は、基材の異なる点でのエリプソメーター又はプロファイラーによって特性決定される。
【００７６】
ある例示的な実施形態では、コーティングされた基材は、追加層１８を含み、追加層は、指紋防止コーティングである。ある例示的な実施形態では、指紋防止コーティングは、低くは９０°、９５°、１００°、高くは１１０°、１２０°、１２５°、又は９０°から１２５°など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内である水接触角を有する。ある例示的な実施形態では、指紋防止コーティングは、低くは６０°、６５°、７０°、高くは８０°、８５°、９０°、又は６０°から９０°など、前述の値のいずれか２つの間で定められるいずれかの範囲内であるオレイン酸接触角を有する。ある実施形態では、より高い温度でコーティングを硬化することによって、指紋防止コーティングの耐スクラッチ性が高められてもよい。
【００７７】
実施例
例１及び２：Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．から入手可能であり、約１０重量％のメチル基を含み、固形分が約７．４重量％から約７．９重量％であるＡＣＣＵＧＬＡＳＳ（登録商標）Ｔ−１１（２１１）Ｓｐｉｎ−ｏｎ Ｇｌａｓｓ材料のサンプルを、以下の表１に示した量のエタノール又はイソプロピルアルコールのいずれかで希釈した。
【００７８】
ＡＣＣＵＧＬＡＳＳ（登録商標）Ｔ−１１は、固体成分及び溶媒を含むコーティング溶液である。固体成分は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）及びメチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＯＳ）の加水分解重合反応からの生成物を含む。
【００７９】
表１に示されるように、例１及び例２は、比較的多い量の溶媒を提供するものである。特定のいかなる理論にも束縛されるものではないが、エタノール、イソプロピルアルコール、又はアセトンなどの低沸点溶媒の量が比較的多いことにより、コーティングの単一回の塗布で、正確な厚さでの形成を適用することが可能となり、一方溶媒の量が比較的少ない場合は、コーティングの正確な厚さが可能とはならず、複数回の塗布が必要となり得るものと考えられる。さらに、比較的高い沸点の溶媒では、焼成後のコーティングが不均一になるものと考えられる。
【００８０】
【表１】
2018527605.tif 000004
【００８１】
各例において、溶液は、均一となるまで２５℃で１０分間撹拌し、透明な液体を得た。
例３：例１のサンプルの１．５ｍＬを、直径５０ｍｍの円形サファイア基材の片側にスピンコーティングした。コーティングされたサンプルを、ホットプレート上、２００℃で１０分間焼成した。次に、サンプルを、マッフルオーブン中、７００℃で５分間硬化した。
【００８２】
例４：例１のサンプルの１．５ｍＬを、直径５０ｍｍの円形サファイア基材の片側にスピンコーティングした。コーティングされたサンプルを、ホットプレート上、２００℃で１０分間焼成した。次に、サファイア基材の反対側を、例１のサンプルの１．５ｍＬでスピンコーティングし、ホットプレート上、２００℃で１０分間焼成した。次に、サンプルを、マッフルオーブン中、７００℃で５分間硬化した。
【００８３】
例５：例１のサンプルの５ｍＬを、５インチのサイズのサファイア製携帯電話用カバーガラスの片側にスピンコーティングした。このサンプルを、ホットプレート上、２００℃で１０分間焼成した。次に、サンプルを、マッフルオーブン中、７００℃で５分間硬化した。
【００８４】
例６：例２のサンプルの１．５ｍＬを、直径５０ｍｍの円形サファイア基材の片側にスピンコーティングした。コーティングされたサンプルを、ホットプレート上、２００℃で１０分間焼成した。次に、サンプルを、マッフルオーブン中、７００℃で５分間硬化した。
【００８５】
例７：例１のサンプルの１．５ｍＬを、直径５０ｍｍの円形サファイア基材の片側にスピンコーティングした。コーティングされたサンプルを、ホットプレート上、２００℃で１０分間焼成した。次に、サンプルを、マッフルオーブン中、５００℃で１５分間硬化した。
【００８６】
例８：３８０ｎｍから８００ｎｍのスペクトル範囲内での未処理サファイア、例３、及び例４の透過率を、Ｖａｒｉａｎ ＵＶ−ＶｉＳ Ｃａｒｙ４０００分光光度計を用いて測定した。結果を図３に示す。
【００８７】
図３に示されるように、例３におけるサファイア基材の片側のコーティングにより、測定したスペクトル全体にわたる平均透過率が、平均約８６．０％から約９１．４％まで増加し、ゲインは約５．４％であった。サファイア基材の両側のコーティングでは、透過率は、平均約９７．６％にまでさらに増加し、ゲインは約１１．６％であった。
【００８８】
例９：未処理サファイア及び例３〜５及び７の各々における３８０〜８００ｎｍスペクトルの平均透過率を、Ｃａｒｙ４０００分光光度計を用いて測定し、未処理サファイアにおける４００ｎｍ〜７００ｎｍスペクトルの平均透過率及びヘイズは、ＢＹＫ Ｈａｚｅ Ｇａｒｄを用いて測定した。４００ｎｍ〜７００ｎｍスペクトルでの例６の平均透過率も測定した。各サンプルのモース硬度は、ＳｈｅｎＺｈｅｎ ＫｅＪｉａＭｅｉ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．製のモース硬度計を用いて測定した。結果を表２に示す。
【００８９】
【表２】
2018527605.tif 000005
【００９０】
表２に示されるように、例３におけるサファイア基材の片側のコーティングにより、平均透過率が大きく増加し、一方ヘイズのパーセントは減少した。サファイア基材の両側のコーティングでは、透過率がさらに増加し、ヘイズのパーセントはさらに減少した。
【００９１】
表２にさらに示されるように、７００℃という比較的高い温度で硬化された例３〜５は、硬度７を有していたが、一方５００℃で硬化された例７では、硬度は５であった。一般的に、硬化温度は、コーティングの硬度に直接関連している。より高い硬化温度が、コーティングのより高い架橋率をもたらす。架橋率が高まると、分子構造がより密となり、したがって、より高い硬度値として返って来る。
【００９２】
例１０及び１１：例１０を作製するために、例５のサンプルを、ダイキン工業から入手可能であるＯＰＴＯＯＬ ＤＳＸ指紋防止コーティングで、基材のコーティングされた側の上に物理蒸着（ＰＶＤ）を用いてコーティングした。
【００９３】
例１１を作製するために、例５のサンプルを、物理蒸着を用いて１０ｎｍ厚のＳｉＯ２でコーティングし、続いて、ＳｉＯ２層の次に、物理蒸着によってＯＰＴＯＯＬ ＤＳＸ指紋防止コーティングをコーティングした。
【００９４】
例１２：未処理サファイア、並びに例５、例１０、及び例１１の各々における水接触角を、Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｈｅｏｎｉｘ ３００接触角分析器を用いて測定した。結果を表４に示す。
【００９５】
【表３】
2018527605.tif 000006
【００９６】
表４に示されるように、例５（片側コーティング）は、未処理サファイアと比較して非常に低い水接触角を有し、一方指紋防止コーティングを含んでいた例９及び１０は、未処理サファイアと比較して非常に高い水接触角を有していた。例９及び例１０はいずれも同じ水接触角であり、このことは、例１０における指紋防止層の下のコーティングが、例１１のＳｉＯ２層と比較して適切なプライマー層を提供したことを示している。
【００９７】
例１３：ＣＥＴＲからのＵＭＴ−２摩擦計を用いて、例１０及び例１１に対してスクラッチ性試験を行った。試験では、底面に１ｃｍ×１ｃｍのＢｏｎｓｔａｒスチールウール片を接着した１ｋｇのおもりの荷重を用い、前後に往復するスクラッチサイクルを５０００回繰り返した（５０００秒）。
【００９８】
スクラッチ性試験の前後での各サンプルの水接触角を、例１２のＳｕｒｆａｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｈｅｏｎｉｘ ３００接触角分析器を用いて測定した。結果を表５に示す。
【００９９】
【表４】
2018527605.tif 000007
【０１００】
表５に示されるように、例１０及び１１は、スクラッチ性試験の後でも比較的高い水接触角を維持しており、比較的高い度合いの耐スクラッチ性を示している。表５の結果はさらに、例１０における指紋防止層の下のコーティングが、例１１のＳｉＯ２層と比較して適切なプライマー層を提供したことも示している。
【０１０１】
本発明の範囲から逸脱することなく、考察した例示的な実施形態に様々な改変及び追加が行われてもよい。例えば、上記で述べた実施形態は、特定の特徴に関するものであるが、本発明の範囲は、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態、及び上記で述べた特徴のすべてを含むわけではない実施形態も含む。
【図１】
2018527605.tif 000008
【図２Ａ】
2018527605.tif 000009
【図２Ｂ】
2018527605.tif 000010
【図２Ｃ】
2018527605.tif 000011
【図２Ｄ】
2018527605.tif 000012
【図３】
2018527605.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月14日(2018.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイア基材、及び
ケイ素含有材料を含む反射防止コーティング、
を含み、前記反射防止コーティングは、１．２３から１．４５の屈折率、及び少なくとも４のモース硬度を有する、コーティングされた基材。
【請求項２】
前記ケイ素含有材料が、１つ以上の架橋性シロキサンオリゴマーから形成され、
前記１つ以上の架橋性シロキサンオリゴマーは、１０００ダルトンから５０００ダルトンの数平均分子量を有するメチルシロキサンオリゴマーを含む、
請求項１に記載のコーティングされた基材。
【請求項３】
サファイア基材を反射防止コーティングでコーティングする方法であって、
サファイア基材を提供すること、
架橋性ケイ素系材料及び溶媒を含む液体製剤を前記基材に塗布して、コーティングされた基材を形成すること、及び
前記コーティングされた基材を、少なくとも５００℃の温度で硬化して、前記サファイア基材上に反射防止層を形成すること、
を含む方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
本発明の範囲から逸脱することなく、考察した例示的な実施形態に様々な改変及び追加が行われてもよい。例えば、上記で述べた実施形態は、特定の特徴に関するものであるが、本発明の範囲は、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態、及び上記で述べた特徴のすべてを含むわけではない実施形態も含む。
［１］サファイア基材、及び、ケイ素含有材料を含む反射防止コーティング、を含み、前記反射防止コーティングは、１．２３から１．４５の屈折率、及び少なくとも４のモース硬度を有する、コーティングされた基材。
［２］前記コーティングされた基材が、３８０から８００ｎｍの可視光波長範囲内の光に対して９０％以上の透過率を有する、［１］に記載のコーティングされた基材。
［３］前記反射防止コーティングが、５０ｎｍから１５０ｎｍの厚さを有する、［１］に記載のコーティングされた基材。
［４］前記ケイ素含有材料が、１つ以上の架橋性シロキサンオリゴマーから形成され、前記１つ以上の架橋性シロキサンオリゴマーは、１０００ダルトンから５０００ダルトンの数平均分子量を有するメチルシロキサンオリゴマーを含む［１］に記載のコーティングされた基材。
［５］前記反射防止コーティングが、前記架橋性シロキサンオリゴマーを少なくとも５００℃の温度で硬化することによって形成される、［４］に記載のコーティングされた基材。
［６］前記サファイア基材が、逆側に向いた第一及び第二の面を有し、前記反射防止コーティングは、前記サファイア基材の前記第一の面と接触しており、前記コーティングされた基材は、さらに、前記サファイア基材の前記第二の面と接触している第二の反射防止コーティングも備える、［１］に記載のコーティングされた基材。
［７］前記反射防止コーティングと接触している指紋防止コーティングをさらに含む、［１］に記載のコーティングされた基材。
［８］［１］に記載の前記コーティングされた基材を含む、ディスプレイ、カメラ、レンズ、又は光学機器。
［９］サファイア基材を反射防止コーティングでコーティングする方法であって、サファイア基材を提供すること、架橋性ケイ素系材料及び溶媒を含む液体製剤を前記基材に塗布して、コーティングされた基材を形成すること、及び、前記コーティングされた基材を、少なくとも５００℃の温度で硬化して、前記サファイア基材上に反射防止層を形成すること、を含む方法。
［１０］前記溶媒が、水、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、酢酸ブチル、酢酸エチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、及びこれらの混合物から成る群より選択される、［９］に記載の方法。
【国際調査報告】
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