(57)【要約】  光学素子は、基材に接触させて基材上に配置されている反射防止層を含む。反射防止層は、１超１．４１未満の屈折率を有し、０超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する。反射防止層は、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する最表面を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材に直接接触させて前記基材上に配置されており、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有しており、かつ、０超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する、反射防止層と、を含み、前記反射防止層の最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用いて測定されたときに７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する、光学素子。
【請求項２】
前記反射防止層が、
前記基材に直接接触させて前記基材上に配置されており、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有しており、かつ、０超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する、シリコン系樹脂の酸化硬化生成物を含む、第１の層と、
前記第１の層と直接接触させて、前記第１の層上に配置された最表面層と、を含み、前記第１の層が前記基材と前記最表面層との間にある、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記反射防止層を透過する可視スペクトルにおける光線透過率が、８５％超１００％までであり、あるいは前記反射防止層のヘイズ値が０％から１５％未満であり、あるいは前記反射防止層を透過する可視スペクトルにおける光線透過率が８５％超１００％までであり、かつ、前記反射防止層のヘイズ値が０％から１５％未満である、請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第１の層の厚みが５０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲である、請求項２又は３に記載の光学素子。
【請求項５】
前記シリコン系樹脂が、６００〜１５００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有しており、かつ、分子当たり少なくとも２つのケイ素結合水素基を有し、あるいは前記シリコン系樹脂が、シルセスキオキサン樹脂、ポリシルセスキオキサン樹脂、シラザン樹脂、又はポリシラザン樹脂であり、あるいは前記シリコン系樹脂が６００〜１５００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有しており、かつ、分子当たり少なくとも２つのケイ素結合水素基を有し、ここで、前記シリコン系樹脂が、シルセスキオキサン樹脂、ポリシルセスキオキサン樹脂、シラザン樹脂、又はポリシラザン樹脂である、請求項２〜４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記シリコン系樹脂が、次式：
（Ｒ３ＳｉＯ１／２）ａ（Ｒ２ＳｉＯ２／２）ｂ（ＲＳｉＯ３／２）ｃ（ＳｉＯ４／２）ｄを有するシルセスキオキサン樹脂であり、
式中、各Ｒは、独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基、並びにハロゲン、窒素、酸素、硫黄又はシリコン原子で置換されたアルキル基、アルケニル基、及びアリール基からなる群から選択され、但し、平均して少なくとも２つのＲ基は水素であり、
式中、ａ、ｂ、ｃ、及びｄはモル分率であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１であり、ｃ＋ｄはゼロ超である、請求項２〜５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記反射防止層の最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有し、あるいは前記反射防止層の前記最表面が、クロスによる１００サイクルの摩耗後にＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有し、あるいは前記反射防止層の前記最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有し、ここで、前記反射防止層の前記最表面が、クロスによる１００サイクルの摩耗後にＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記反射防止層の前記最表面が、２０℃にて４０ｍＮ／ｍ未満であると測定される表面エネルギーを有し、あるいは前記反射防止層の前記最表面が、２０℃にて測定されたときに３０ｍＮ／ｍ未満の表面エネルギーを有し、あるいは前記反射防止層の前記最表面が、２０℃にて測定されたときに２５ｍＮ／ｍ未満の表面エネルギーを有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項９】
前記最表面層が、一般式（Ａ）：
Ｙ−Ｚａ−［（ＯＣ３Ｆ６）ｂ−（ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２）ｃ−（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ｄ−（ＯＣ２Ｆ４）ｅ−（ＣＦ（ＣＦ３））ｆ−（ＯＣＦ２）ｇ］−（ＣＨ２）ｈ−Ｘ’−（ＣｎＨ２ｎ）−（（ＳｉＲ１２−Ｏ）ｍ−ＳｉＲ１２）ｉ−（ＣｊＨ２ｊ）−Ｓｉ−（Ｘ”）３−ｚ（Ｒ２）ｚに従うポリフルオロポリエーテルシランを含み、
式中、Ｚが、独立して、−（ＣＦ２）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）−、−（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２）−、−（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））−、及び−（ＣＦ（ＣＦ３））−から選択され、ａは、１〜２００の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは、それぞれ独立して０〜２００から選択された整数であり、ｈ、ｎ、及びｊは、それぞれ独立して０〜２０から選択された整数であり、ｉ及びｍは、それぞれ独立して０〜５から選択された整数であり、Ｘ’は二価の有機基又はＯであり、Ｒ１は、独立して選択された、Ｃ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、ｚは独立して選択された０〜２の整数であり、Ｘ”は独立して選択された加水分解可能な基であり、Ｒ２は、独立して選択され、脂肪族不飽和を含まないＣ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、並びにＹは、Ｈ、Ｆ、及び（Ｒ２）ｚ（Ｘ”）３−ｚＳｉ−（ＣｊＨ２ｊ）−（（ＳｉＲ１２−Ｏ）ｍ−ＳｉＲ１２）ｉ−（ＣｎＨ２ｎ）−Ｘ’−（ＣＨ２）ｈ−から選択され、式中、Ｘ”、Ｘ’、ｚ、Ｒ１、Ｒ２、ｊ、ｍ、ｉ、ｎ、及びｈは上記のとおりのものであり、
但し、下付き文字ｉがゼロであるとき、下付き文字ｊもゼロであり、下付き文字ｉが、１〜５から選択された整数であるとき、下付き文字ｊは、１〜２０から選択された整数であり、かつｍは１〜５から選択された整数である、請求項２〜８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記最表面層が、シリコン含有材料を含む、請求項２〜９のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記最表面層が、前記第１の層に共有結合される、請求項２〜１０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学素子を有する、光起電装置、窓、又はタッチスクリーンパネル。
【請求項１３】
基材と、前記基材に直接接触させて前記基材上に配置されており、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有しており、かつ、０超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する、反射防止層と、を含み、前記反射防止層の最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する、光学素子の製造方法であって、
前記基材に対しシリコン系樹脂を塗布する工程（Ｉ）、
前記基材上の前記シリコン系樹脂を酸化硬化し、前記基材に直接接触させて前記基材上に配置されており、０ｎｍ超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する第１の層を形成する工程（ＩＩ）、及び
最表面層を前記第１の層と直接接触させて、前記第１の層上に配置し、前記第１の層が前記基材と前記最表面層との間にあるようにする工程（ＩＩＩ）、を含む、方法。
【請求項１４】
前記工程（ＩＩ）が、前記基材上の前記シリコン系樹脂を酸化硬化し、かつ、熱処理して、前記基材に直接接触させて前記基材上に配置されており、０ｎｍ超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する第１の層を形成することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記シリコン系樹脂がポロゲンを更に含み、前記ポロゲンが前記工程（ＩＩＩ）の前に前記シリコン系樹脂から除去される、請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の幾つかの例示的な実施形態は、概して光学素子に関する。光学素子は、基材に接触させて基材上に配置されており、かつ、１超１．４１未満の反射率を有する、反射防止層を含む。更に、反射防止層は、ＡＳＴＭ５９４６−０４の改変版を用い測定されたときに、７０度（°）以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する最表面を有する。
【０００２】
ガラス製、セラミック製又は樹脂製透明基材は、例えば、パーソナルコンピューター、テレビ、又は携帯端末（これらは総じて又は代替的に、本明細書において光学素子として参照され得る）などのディスプレイとして使用される。また、操作が接触式のものである光学素子も、より一般的なものになってきている。ゲーム機、音楽再生装置、タブレットコンピュータ、モバイル端末、飛行機内のコントロールパネル、及びその他の装置の好ましいヒューマンインターフェースとしての接触式光学素子の使用が増加している。我々は、光学素子の表面で光が反射すると、ディスプレイの内容を光学的に認識することが困難になると認識している。鏡面反射及び拡散反射は、ある種の光学素子及びそれらに関連する用途で特に問題となり得る。
【０００３】
我々は、光学素子への望ましい光学特性の提供にはこのような課題があるのに加え、このような光学素子の表面には、多くの場合手指の皮脂に由来する跡や汚れが付着しやすいことを知っている。例えば、インタラクティブタッチスクリーンディスプレイなどの光学素子（例えば、スマートフォン）は、使用時に、指紋、皮脂、汗、化粧品などの汚れが付着し得る。これらの跡及び／又は汚れが光学素子の表面に付着すると、除去するのは難しい。更に、このような跡及び／又は汚れは、これらの光学素子の使い勝手を低下させ得る。
【０００４】
これらの課題の多くに対処すべく、我々はこれらの光学素子の表面に所望の反射防止特性を提供することを望んでいる。また、これらの光学素子の外表面には、跡及び汚れの付着しやすさを低減させる特性を提供することができる。例えば、ある種の例では、これらの光学素子の外表面に被覆層を塗布して、跡又は汚れを低減しつつ反射防止特性を提供することができる。しかしながら、蒸着などこのような被覆を塗布する技術は高コストであり、特殊な堆積装置を用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３６１５２７２号明細書
【特許文献２】米国特許第５０１０１５９号明細書
【特許文献３】米国特許第４９９９３９７号明細書
【特許文献４】米国特許第５２１０１６０号明細書
【特許文献５】米国特許第５０６３２６７号明細書
【特許文献６】米国特許第５４１６１９０号明細書
【特許文献７】特開昭５９−１７８７４９号公報
【特許文献８】特開昭６０−８６０１７号公報
【特許文献９】特開昭６３−１０７１２２号公報
【特許文献１０】米国特許第４８０８６５３号明細書
【特許文献１１】米国特許第５００８３２０号明細書
【特許文献１２】米国特許第５２９０３９４号明細書
【特許文献１３】米国特許第６１９７９１３号明細書
【特許文献１４】米国特許第８２１１２４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
我々は、今もなおこれらの光学素子の反射防止特性及び外表面の特徴の改良が求められていると認識している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の幾つかの例示的な実施形態は、基材と、基材に直接接触させて基材上に配置されている反射防止層と、を含む、光学素子を提供する。
【０００８】
反射防止層は、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有し、０超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する。更に、反射防止層は、ＡＳＴＭ５９４６−０４の修正版を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する最表面を有する。
【０００９】
本発明のその他の例示的な実施形態は、前段に記載の光学素子の形成に関連する方法であって、
（Ｉ）基材に対しシリコン系樹脂を塗布すること、
（ＩＩ）基材上のシリコン系樹脂を酸化硬化し、基材に直接接触させて基材上に配置されており、かつ、０ｎｍ超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する、第１の層を形成すること、及び
（ＩＩＩ）最表面層を第１の層と直接接触させて、第１の層上に配置し、第１の層が基材と最表面層との間にあるようにすること、を含む、方法を提供する。
【００１０】
反射防止層は、高い光線透過率を有し、これにより、光学素子のアンチグレア特性が改善する。更に、反射防止層の最表面は、例えば、ヒトの手指などの光学素子以外の対象物による接触を繰り返し受けている間の汚れに抵抗性である、低摩擦かつ疎水性の表面を提供する。反射防止層の最表面は、クロス又は同様物で拭うことにより、反射防止層の光線透過特性及び上記のものなどのその他の特性を保持しつつ、容易に清掃できる。
【００１１】
これらの及びその他の態様、利点、及び顕著な特徴は、以下の発明を実施するための形態、添付の図面、及び特許請求の範囲より明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】基材上に配置された反射防止層を含む光学素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
単数形での表記は、別途記載のない限り、１つ又はそれ以上を指す。本願中の全ての量、比率、及びパーセンテージは、別途記載のない限り重量によるものである。
【００１４】
概要及び添付の要約書は、参照により本明細書に組み込まれる。本発明の幾つかの例示的な実施形態は、概して、光起電素子、店先の窓、陳列棚、額縁、その他の種類の窓、タッチスクリーンパネル又は携帯電話のタッチスクリーンパネル、及び同様物に使用することができ、又はこれらを構成し得る、光学素子に関する。本明細書で使用するとき、用語「窓」は、総じて、前述の店先の窓、及び前述の陳列棚、額縁、タッチスクリーンなどに使用される透明な物質又は基材を含む、光学素子に使用することのできる任意の透明な物質又は基材を指し得る。
【００１５】
光学素子は、基材に接触させて基材上に配置されている反射防止（ＡＲ）層を含む。ＡＲ層は、基材（例えば、ガラス基材）の入光側又は他方の側のいずれかに提供してもよく、あるいは基材の入光側及び他方の側の両方に提供してもよい。後者の実施形態に言及すると、第１のＡＲ層が基材の入光側に存在し、第２のＡＲ層が基材の他方の側に存在するよう、二層のＡＲ層が提供され得る。
【００１６】
このＡＲ層は、基材からの光の反射を低減させることにより、基材の入光側を通して太陽スペクトル内の光をより多量に透過させて、装置をより高効率なものにするよう機能し得る。基材は、ガラス製の上側積層などの上側積層、あるいは異なる例においては他の種類の上側積層又は基材であってもよい。更に、ＡＲ層は、光学素子以外の対象物、例えば、ヒトの手指（並びに手指から移動し得る脂及び埃）などによる接触を繰り返し受けている間の汚れ又は跡に抵抗性であり得る、低摩擦かつ疎水性の表面を提供する最表面を有する。更に、このような脂及び埃は、この低摩擦かつ疎水性な表面には容易に付着しないことから、かかる脂及び埃はクロス又は同様物により拭うことにより表面から容易に除去され得る。表現を変えると、低摩擦かつ疎水性な表面であるＡＲ層の外表面は、清掃が容易な表面である。
【００１７】
概して、具体的には図１を参照するとき、図は特定の実施形態を例示することを目的としており、本開示又は添付の特許請求の範囲を制限することは意図しない。図面は、原寸通りである必要はなく、図面のある種の特徴は、明瞭さ及び簡潔さを目的として、寸法又は図解を誇張して提示している場合がある。
【００１８】
本明細書で使用するとき、用語「接触角」及び「ＣＡ」は、媒体（基材上を被覆する基材又は層）に液滴が接触している接触点における接線角度を指す。用語「水接触角」及び「ＷＣＡ」は、基材上を被覆する基材又は層に水滴が接触している接触点における接線角度を指す。したがって、ＷＣＡは、媒体に載せられた水が、基材又は基材上を被覆する層の表面とどの程度相互作用するのかに関するものであり、基材又は被覆層そのものの特性ではない。したがって、媒体の表面が水接触角Ｘ°を有するとして記載されるとき、液滴が表面に接触している接触点における接線角度を指す。
【００１９】
被覆層又は基材の「屈折率」などの、用語「屈折率」は、光又は任意のその他の放射線がどの程度基材又は被覆層を透過して進むかについて記載する、無次元の数である。換言すれば、屈折率は、被覆層又は基材を透過する光の速度に対する真空中の光の速度の比較を含む。例えば、水の屈折率は１．３３であり、すなわち、光は水中を真空中よりも１．３３倍遅く移動する。「屈折率」は、基材又は被覆層に特有の性質を表すものではない。
【００２０】
本明細書で使用するとき、用語「基材」としては、限定するものではないが、窓、カバープレート、スクリーン、パネル、及び表示画面、窓、又は携帯用電子機器のための構造の外側部分を形成する基材を含む、ガラス物品が挙げられる。基材及びかかる基材の湿潤特性について言及するのに使用するとき、用語「疎水性」は、基材と水滴との間の接触角が９０°超（最大１８０°）である状態を指す。同様にして、用語「撥油性」は、基材と油滴との間の、又は基材上の層と油滴との間の接触角が６０°超（最大１８０°）である状態を指す。
【００２１】
想到される要素及び／又はそれらの特徴の幾つかを例示する目的で、光学素子の実施形態のうち幾つかのものを更に詳細に記載することもできる。ここで図１を参照すると、１つの例示的な実施形態による光学素子１００を図示する。光学素子１００は、基材１１０と、基材１１０に接触させて基材１１０上に配置されたＡＲ層１３０と、を含む。
【００２２】
基材１１０は、典型的には光学素子１００に機械的な支持を提供する。例えば、基材１１０は、光学素子１００の前側面に保護を提供し得る。同様にして、基材１１０は、光学素子１００の向きに応じ光学素子１００の背面に保護を提供し得る。基材１１０は、軟質かつ可撓性でもよく、又は剛性かつ硬質でもよい。あるいは、基材１１０は、剛性かつ硬質の部分を含みつつ、同時に柔軟かつ可撓性の部分を含んでもよい。基材１１０は、耐荷重性でも非耐荷重性でもよく、光学素子１００の任意の部分に含まれてもよい。基材１１０は、上側積層としても知られる「表層」であってよい。基材１１０は、雨、雪、及び熱などの環境条件から光学素子１００を保護するために使用され得る。
【００２３】
基材１１０の組成は、所望される光学特性を提供するものであるならば特には制限されず、ガラス、金属、木材、プラスチック、セラミック、並びに／又は例えば、線状及び／若しくは分岐状ポリオルガノシロキサンなどのシリコーンを含んでもよく、本質的にこれらから構成されてもよく、あるいはこれらから構成されてもよい。一実施形態では、基材１１０は、ガラス（例えば、非晶質ソーダライムガラス）であり、ガラスを含み、ガラスから本質的に構成され（かつ有機モノマー若しくはポリマー又はシリコーンを含まない）、あるいはガラスから構成される。基材１１０は、長さ、幅、及び／又は厚みなどの寸法において特に制限されるものではない。
【００２４】
ＡＲ層１３０は、基材１１０及びＡＲ層１３０を通して光を透過させるとともに、反射率が低減されており、かつ、例えば耐ひっかき性などの耐久性が向上されている、光学素子１００を提供する。更に、ＡＲ層１３０は、例えば、ヒトの手指などの光学素子以外の対象物による接触を繰り返し受けている間の汚れに対する抵抗を助ける、低摩擦かつ疎水性の外面１５０を提供する。したがって、ＡＲ層１３０は、光透過特性を保持させるべくクロスにより拭うことができる。
【００２５】
更に、ＡＲ層１３０は、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有する。ある種の実施形態では、ＡＲ層１３０は、４００ｎｍ〜８００ｎｍで０％超約４％未満の平均反射率、及び４００ｎｍ〜８００ｎｍで９４％超（例えば、９４％超１００％まで、あるいは９４％超１００％未満まで、あるいは９４％超９９．９％まで）の平均透過率を有する。ある種の実施形態では、ＡＲ層１３０を介する可視スペクトルにおける光線透過率は、８５％超１００％まで、あるいは８５％超１００％未満まで（例えば、８５％超９９．９％未満まで）の範囲である。ある種の実施形態では、ＡＲ層１３０を介するヘイズ値は０％〜１５％未満、あるいは０％超１５％未満、あるいは０．１％〜１５％未満の範囲である。また更なる実施形態では、ＡＲ層１３０は、これらの光学特性のうち１つ以上の組み合わせを提供する。
【００２６】
図１に示すものなどのある種の実施形態では、ＡＲ層１３０は第１の層１２０及び第２の層１４０、又は第１の層１２０に接触させて第１の層１２０上に配置された最表面層１４０を含む。これらの実施形態では、第１の層１２０は、基材１１０と最表面層１４０との間に配置される。最表面層１４０は最表面１５０を含む。
【００２７】
ある種の実施形態では、最表面層１４０は第１の層１２０とは別個のものであり、分離している。表現を変えると、第１の層１２０と第２の層１４０との間に共有結合は存在しておらず、したがって、最表面１５０は最表面層１４０の部分として定義される。あるいは、塗布後、最表面層１４０は、第１の層１２０と１つ以上の共有結合を形成し、したがって第１の層１２０の部分である、又はこれと一体であるとみなされ得る。いずれの実施形態でも、最表面１５０は、ＡＲ層１３０の最表面として定義される。
【００２８】
第１の層１２０は、シリコン系樹脂の酸化硬化生成物を含む。表現を変えると、第１の層１２０は、シリコン系樹脂を酸化硬化した後に存在する化学生成物を含んでよく、このような化学生成物であってよく、本質的にこのような生成物から構成されてよく、あるいはこのような生成物から構成されてよい。例えば、用語「本質的に構成される」は、硬化していないシリコン系樹脂及び／又は有機ポリマーを含まない実施形態を記載し得る。第１の層１２０は、単層、二層、又は多層被覆であってよい。ある種の例示的な実施形態では、第１の層１２０は、所望の反射防止特性及び耐久性を達成する任意の好適な厚さであってよい。ある種の実施形態では、第１の層１２０の厚み（あるいはある種の実施形態ではＡＲ層１３０の厚み）は、５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、あるいは７５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。
【００２９】
更に、ある種の実施形態では、第１の層１２０は、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有する。更に、ある種の実施形態では、第１の層１２０は、０超３００ｎｍ未満、あるいは１超３００ｎｍ未満の細孔径を有する。更に他の実施形態では、第１の層１２０は、１超１．４１未満の範囲の屈折率、及び０超３００ｎｍ未満の細孔径を両方有する。
【００３０】
これらのいずれかの実施形態において、第１の層１２０のシリコン系樹脂は、シルセスキオキサン、ポリシルセスキオキサン、シラザン若しくはポリシラザン、又はこれらの組み合わせであってよく、あるいはこれらから選択することができる。あるいは、シリコン系樹脂は、式：
（Ｒ３ＳｉＯ１／２）ａ（Ｒ２ＳｉＯ２／２）ｂ（ＲＳｉＯ３／２）ｃ（ＳｉＯ４／２）ｄ
を有するシルセスキオキサンであってよく、式中、各Ｒは、独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、及びアリール基、あるいはハロゲン原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はケイ素原子で置換されたアルキル基、アルケニル基、及びアリール基から選択され、但し、少なくとも２つのＲ基は水素であり（すなわち、シルセスキオキサンは、あるいは水素シルセスキオキサンとも呼ばれる）、式中、ａ、ｂ、ｃ、及びｄはモル分率であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１であり、ｃ及びｄの合計はゼロ超である。アルキル基の非限定例は、例えば、１〜６個の炭素原子を有するメチル、エチル、プロピル、ブチルである。アルケニル基の非限定例としては、ビニル、アリル、及びヘキセニルが挙げられる。アリールの非限定例としては、フェニルが挙げられる。置換基の非限定例としては、式中、ｎが０〜６であるＣＦ３（ＣＦ２）ｎＣＨ２ＣＨ２が挙げられる。
【００３１】
水素シルセスキオキサンは、ランダムネットワーク結合を含み、式中、ｎが正の整数である一般化学組成（ＨＳｉＯ３／２）ｎを有する。酸素条件下で硬化させたとき、水素シルセスキオキサンは、ＳｉＯ２に近づく。基材１１０がガラスである場合、Ｓｉ−Ｈ結合は基材１１０上のシラノール基と反応することから、水素シルセスキオキサンが本明細書で用いられる。更に、水素シルセスキオキサンは、多くの用途で有用な透明フィルムを形成する。
【００３２】
様々な実施形態では、第１の層１２０は水素シルセスキオキサンの酸化硬化生成物であってよく、このような生成物から本質的に構成されてよく、あるいはこのような生成物から構成される。用語「から本質的に構成される」は、第１の層１２０が、水素シルセスキオキサンの酸化硬化生成物ではないポリマーを含まない実施形態を記載する。しかしながら、本実施形態では、及び概して、第１の層１２０は、硬化していない水素シルセスキオキサンを含み得る。例えば、様々な実施形態では、第１の層１２０は、０．０１、０．０５、０．１、０．５、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、又は２５重量％の未硬化の又は部分硬化した水素シルセスキオキサンを含む。一実施形態では、第１の層１２０は、水素シルセスキオキサンの酸化硬化生成物「であってよく」、（約）ゼロ、０．０１、０．０５、０．１、０．５、１、２、３、４、又は５重量％の未硬化の又は部分硬化した水素シルセスキオキサンを含み得ることが想到される。追加の実施形態では、全体及び部分のいずれでも、上記の任意の１つ以上の値の範囲内又は間の任意の値又は値の範囲が想到される。
【００３３】
硬化時に、水素シルセスキオキサンは、典型的には、当業者には明らかなとおり、ネットワーク構造においてＳｉ−Ｏ結合を形成する。例えば、水素シルセスキオキサンは、以下に示すとおり、ケージ構造（ａ）から出発してネットワーク構造（ｂ）へと合成が進む。
【００３４】
【化１】
2017518521.tif 000003
【００３５】
一実施形態では、シリコン系樹脂は、式：ＨＳｉ（ＯＨ）ｘ（ＯＲ）ｙＯｚ／２の単位を含むヒドリドシロキサン樹脂である。この式中、各Ｒは上記のとおりのものである。これらのＲ基が、酸素原子を介してケイ素に結合するとき、それらは加水分解可能な置換基を形成する。上記式において、ｘは０〜２であり、ｙは０〜２であり、ｚは１〜３であり、ｘ＋ｙ＋ｚの合計は３である。これらの樹脂は完全に縮合した（ＨＳｉＯ３／２）ｎであってもよく、式中、ｎは８以上である。あるいは、これらのシリコン系樹脂は、部分的にのみ加水分解されていてもよく（すなわち、Ｓｉ−ＯＲ基をある程度含む）及び／又は部分的に縮合していてもよい（すなわち、Ｓｉ−ＯＨ基をある程度含む）。
【００３６】
シリコン系樹脂の構造は特に制限されない。樹脂の構造は、はしご型、かご型、又はこれらの混合型として一般的に知られるものであってよい。シリコン系樹脂は、ヒドロキシル基、トリオルガノシロキシ基、ジオルガノ水素シロキシ基、トリアルコキシ基、及びジアルコキシ基などの末端基を含有してよい。構造により表されはしないものの、シリコン系樹脂は、水素原子が０若しくは２個結合した少数のケイ素原子（例えば、約１０％未満）、及び／又はＣＨ３ＳｉＯ３／２若しくはＨＣＨ３ＳｉＯ２／２基などの少数のＳｉＣ基を含み得る。
【００３７】
シリコン系樹脂は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、及び／又は特許文献７、特許文献８、及び特許文献９のうちの１つ以上に記載されているとおりのものであってよい。
【００３８】
様々な実施形態では、シリコン系樹脂は、６００〜１５００００、１０００〜１５００００、１００００〜１５００００、２００００〜１４００００、３００００〜１３００００、４００００〜１２００００、５００００〜１１００００、６００００〜１０００００、７００００〜９００００、又は８００００〜９００００，ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有しており、かつ、分子当たり少なくとも２個のケイ素結合水素（Ｓｉ−Ｈ）基、あるいは分子当たり２〜１０個のＳｉ−Ｈ基を有する。追加の実施形態では、全体及び部分のいずれでも、上記の任意の１つ以上の値の範囲内又は間の任意の値、又は値の範囲が想到される。
【００３９】
様々な実施形態において、特定分子量画分のシリコン系樹脂を使用できる。例えば、ポリマー分子種のうち少なくとも７５％は、約１２００ｇ／ｍｏｌ超の分子量を有し得る。一実施形態では、ポリマー分子種の少なくとも７５％は、約１２００〜約１００，０００，ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有する。
【００４０】
本明細書で使用するとき、用語「酸化硬化」は、酸素の存在下でＳｉ−ＨのＳｉ−Ｏへの転換を引き起こし得る任意の条件を指す。用語「酸化硬化」は、部分的な又は完全な酸化硬化を記載し得る。本明細書で更に記載するとき、用語「部分的な酸化硬化」は、酸素の存在下で、利用可能な全Ｓｉ−Ｈ基よりも少ないＳｉ−Ｈ基がＳｉ−Ｏに転換されることを意味するのに対し、用語「完全な酸化硬化」は、事実上利用可能な全Ｓｉ−Ｈ基がＳｉ−Ｏ基に転換されることを意味する。
【００４１】
ある種の実施形態では、用語「部分的な酸化硬化」は、利用可能なＳｉ−Ｈ基のうち、少なくとも３０モル％かつ約９０モル％未満、例えば、少なくとも５０モル％かつ約９０モル％未満、少なくとも７０モル％かつ約９０モル％未満が、Ｓｉ−Ｏ基に転換されることを意味する。用語「完全な酸化硬化」は、事実上利用可能な全Ｓｉ−Ｈ基がＳｉ−Ｏ基に転換されること、例えば、利用可能なＳｉ−Ｈ基のうち少なくとも９０モル％、少なくとも９５モル％かつ最大１００モル％、あるいは最大９９．９モル％がＳｉ−Ｏ基に転換されることを意味する。
【００４２】
セラミック酸化物前駆体は、水素シルセスキオキサン樹脂及び／又はシリコン系樹脂と組み合わせて使用することもできる。セラミック酸化物前駆体としては、アルミニウム、チタニウム、ジルコニウム、タンタラム、ニオビウム、及び／又はバナジウムなどの多様な金属化合物、並びに溶液に溶解させ、加水分解した後、比較的低温で熱分解するとセラミック酸化物を形成し得、ホウ素又はリンの多様な非金属化合物が挙げられるがこれらに限定されない。セラミック酸化物前駆体の追加の非限定例は、特許文献１０、特許文献１１、及び特許文献１２に記載されている。
【００４３】
ある種の実施形態では、第１の層１２０の被覆組成物を溶媒分散体として基材１１０に塗布し、したがって、第１の層１２０の被覆組成物は溶媒を含む。溶媒は、概してシリコン系樹脂を塗布に望ましい濃度に溶解／分散させるのに十分な量で存在する。典型的に、溶媒は、シリコン系樹脂及び溶媒の重量に基づき２０〜９９．９重量％、好ましくは７０〜９９重量％の量で存在する。
【００４４】
ある種の実施形態では、溶媒の少なくとも５体積％、例えば少なくとも１０体積％、例えば少なくとも１５体積％、例えば少なくとも２５体積％、及び幾つかの実施形態では、最大で５０体積％は、限定するものではないが水の存在下でＳｉ−Ｈ結合に加水分解を生じさせることのできる触媒を含む酸素環境に、シリコン系樹脂を曝露するまで、第１の層１２０の塗布被覆中に残存する。この残りの溶媒は、ケイ素−水素結合が加水分解及び縮合されるにつれ、第１の層１２０の多孔ネットワークの孔を形成し、これにより第１の層１２０には所望の反射防止特性が提供される。
【００４５】
１つの例示的な実施形態では、高沸点溶媒又はポロゲンを単独で使用し、あるいは１種以上の低沸点溶媒との共溶媒として使用する。この方法では、通常条件下で樹脂分散体を加工することにより、少なくとも５％の残存ポロゲンを残すことができる。
【００４６】
これらの例示的な実施形態に使用する例示的なポロゲンは、１７５セルシウス度（℃）超、幾つかの実施形態では、最大３００℃、あるいは最大２７０℃の沸点を有するものである。このようなポロゲンの例としては、炭化水素、芳香族炭化水素、シロキサン、エステル、及びエーテルなどが挙げられる。これらの例示的な実施形態に使用することのできる具体的なポロゲンの例としては、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカンなどの飽和炭化水素、ドデセン、テトラデセンなどの不飽和炭化水素、キシレン、メシチレン、１−ヘプタノール、ジペンテン、ｄ−リモネン、テトラヒドロフルフリルアルコール、ミネラルスピリット、２−オクタノール、スタッダード溶剤、Ｉｓｏｐａｒ（商標）Ｈ、シュウ酸ジエチル、ジアミルエーテル、テトラヒドロピラン−２−メタノール、乳酸ブチルエステル、イソオクチルアルコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジメチルスルホキシド、２，５−ヘキサンジオン、２−ブトキシエタノールアセタート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、１−オクタノール、エチレングリコール、Ｉｓｏｐａｒ（商標）Ｌ、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、Ｎ−メチルピロリドン、エチレングリコールジブチルエーテル、γ−ブチロラクトン、１，３−ブタンジオール、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、トリメチレングリコール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、α−テルピネオール、ｎ−ヘキシルエーテル、ケロシン、２−（２−ｎ−ブトキシエトキシ）エタノール、シュウ酸ジブチル、炭酸プロピレン、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコール、カテコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、エチレングリコール  モノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、ヒドロキノン、スルホラン、及びトリエチレングリコールが挙げられる。炭化水素溶媒は特に望ましい。
【００４７】
ある種の例示的な実施形態には、上記のとおりの低沸点溶媒を使用することもでき、このような使用は、得られる被覆又は基材に影響を及ぼさずに樹脂を溶解又は分散させて、均一な液体混合物を形成する助けとなるであろう。
【００４８】
これらの低沸点溶媒としては、エチルアルコール若しくはイソプロピルアルコールなどのアルコール；ベンゼン若しくはトルエンなどの芳香族炭化水素；ｎ−ヘプタン、ドデカン、若しくはノナンなどの分岐状若しくは線状アルカン；ｎ−ヘプタン、ドデセン、若しくはテトラデセンなどの分岐状若しくは線状アルケン；メチルイソブチルケトンなどのケトン；エステル；グリコールエーテルなどのエーテル；又は線状（例えば、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルジシロキサン、及びこれらの混合物）、環状ジメチルポリシロキサンなどのシロキサン、又は上記溶媒のうちいずれかの混合物が挙げられる。
【００４９】
少なくとも５体積％のポロゲンを含む被覆を、次に触媒及び水と接触させる。塩基性触媒の例としては、アンモニア、水酸化アンモニウム、及びアミンが挙げられる。本明細書において有用なアミンは、第一級アミン（ＲＮＨ２）及び／又はヒドロキシルアミン（Ｒ２ＮＯＨ）、第二級アミン（Ｒ２ＮＨ）及び／又は第三級アミン（Ｒ３Ｎ）であってよく、式中、Ｒは、独立して、（１）メチル、エチル、プロピル、ビニル、アリル、エチニルなどの飽和又は不飽和脂肪族、（２）シクロヘキシルメチルなどの脂環式、（３）フェニルなどの芳香族、（４）酸素、窒素、硫黄などの置換ヘテロ原子、又は（５）窒素原子が、キノリン、ピロリジン、若しくはピリジンなどの複素環の構成分子である化合物、が挙げられる。更に、上記のアミン化合物のいずれかを、その他の炭化水素及び／又はヘテロ原子含有基により置換して、ジアミン、アミドなどの化合物を形成させてもよい。最終的に、使用される反応条件下でアミンに転換される化合物は、同様の方法で機能し得るものと想到される。例えば、溶解によりアミンを生成するアンモニウム塩などの化合物は、所望の触媒効果を提供し得る。
【００５０】
本明細書で使用することのできる具体的なアミンの例としては、メチルアミン、エチルアミン、ブチルアミン、アリルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン、ジオクチルアミン、ジブチルアミン、１，８−ジアザビシクロウンデカ−７−エン（ＤＢＵ）、メチルエチルアミン、サッカリン、ピペリジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ジエチルトルイデンエチルメチルプロピルアミン（ｄｉｅｔｈｙｌ  ｔｏｌｕｉｄｅｎｅ  ｅｔｈｙｌｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐｙｌａｍｉｎｅ）、イミダゾール、コリンアセタート、トリフェニルホスフェンアニリン、トリメチルシリルイミダゾール、エチレンジアミン、ジエチルヒドロキシルアミン、トリエチレンジアミン、ｎ−メチルピロリドンなどが挙げられる。
【００５１】
触媒は、概して、被覆に物理的な損傷を生じさせずにケイ素結合水素の加水分解を触媒するのに十分な任意の濃度で使用することができる。
【００５２】
実施形態に使用する水は、周囲環境に存在するものであってよく（例えば、相対湿度２５％超）、周囲環境には追加の水蒸気を添加してもよく（例えば、相対湿度１００％まで）、水は液体として使用でき、あるいは使用可能な反応条件下で水を生成する化合物であってよい。
【００５３】
触媒及び水と被覆との接触は、任意の実際的な又は望ましい任意の手段により実施され得る。例えば、被覆を、触媒・水蒸気の混合蒸気と接触させることができる。あるいは、被覆を、塩基性触媒と、液体状態の水と接触させることができる。例えば、被覆を、水を含有する塩基性触媒の溶液に浸漬させることができる。
【００５４】
幾つかの例示的な実施形態では、シリコン系樹脂被覆を、混合気体状態の塩基性触媒と水とを含む環境に曝露する。上記の条件への曝露は、任意の実際的な手段によりなすことができる。別の実施形態では、シリコン系樹脂被覆は、アンモニア・水混合蒸気に曝露される。
【００５５】
この実施形態では、例えば、第１の層１２０を含む基材１１０を、単純に容器内に配置し、容器内を適切な環境にするか、あるいは触媒・水混合蒸気流を単純に被覆に向けて与えてもよい。
【００５６】
この実施形態で触媒・水環境を生成するのに使用する方法は、概して重要ではない。触媒（例えば、アンモニウムガス）を水又は水酸化アンモニウム溶液中にバブリングし（これにより、存在する水蒸気量を制御する）、触媒及び水を加熱する方法、あるいは水を加熱し、触媒ガス（例えば、アンモニアガス）を導入する方法は、全て本明細書において機能する。水をアミン塩に添加する、あるいは水をヘキサメチルジシラザンなどのシラザンに添加するなどして、その場で触媒蒸気を生成する方法も想到され、効果的なものであり得る。
【００５７】
これらの例示的な実施形態例への曝露は、ほぼ室温〜約３００℃の望ましい任意の温度でなすことができる。概して、約２０〜約２００℃の範囲の温度が望ましく、約２０〜約１００℃の範囲の温度も望ましい。
【００５８】
これらの例示的な実施形態において、樹脂被覆は、Ｓｉ−Ｈ基を加水分解させてシラノール（Ｓｉ−ＯＨ基）を形成させるのに、及びシラノールを少なくとも部分的に縮合させてＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（シロキサン）結合を形成させるのに必要とされる時間にわたって、触媒・水環境に曝露する必要がある。概して、１〜６０分など、１５秒〜１２０分の曝露が用いられる。被覆が、様々な特性のなかでも反射防止特性を有する耐久性被覆層として使用される場合、概して、より長時間曝露させて、形成されるシラノール及びシロキサン結合（この結合が第１の層１２０の耐久性を増大させる）の量を増加させることが望ましい。
【００５９】
代替的な実施形態では、第１の層１２０を形成するための被覆を、触媒に曝露した後、液体状態の水に曝露する。別の例示的な実施形態では、液体触媒・水は水酸化アンモニウム溶液である。
【００６０】
この代替的な実施形態における、触媒・水溶液への曝露は、望ましい任意の温度及び気圧下で実施することができる。ほぼ室温（２０〜３０℃）から最高で触媒溶液の約沸点までの温度、かつ、気圧未満から気圧超の雰囲気は、全て本明細書において想到される。しかしながら実用的観点から、曝露はほぼ室温、かつ、ほぼ大気圧にて実施されることが望ましい。
【００６１】
この代替的な実施形態におけるシリコン系樹脂被覆は、これらの例示的な実施形態において、Ｓｉ−Ｈ基を加水分解して、シラノール（Ｓｉ−ＯＨ基）を形成させるのに、及びシラノールを少なくとも部分的に縮合させてＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（シロキサン）結合を形成させるのに必要な時間にわたって触媒溶液に曝露される。概して、１〜６０分など、１５秒〜１２０分の曝露を用いる。被覆が、反射防止特性を有する耐久性被覆層として使用される場合、より長期の曝露には、第１の層１２０の耐久性を増大させる、形成されるシラノール及びシロキサン結合の量を増大させる傾向があることから、概してより長期間曝露させることが望ましい。
【００６２】
シリコン系樹脂被覆を上記環境の１つに曝露した後、ポロゲンは被覆から除去される。この除去は任意の望ましい手段により達成され得る。例えば、ポロゲンは加熱により除去され得る。
【００６３】
望まれる場合、得られる被覆は、第１の層１２０からのポロゲンの除去前、除去中、又は除去後に、被覆をセラミックに転換するのに十分な温度に曝すことができる。概して、この温度は室温超であり、約５０℃〜約５００℃の範囲である。この範囲の高温により、通常、結果として、迅速でより完全なセラミックへの転換が得られる。被覆は、通常、被覆をセラミックに変換するのに十分な時間にわたって、概して、約４時間、例えば、約１分〜約２時間、例えば、５分〜１時間にわたって、これらの温度に曝露される。
【００６４】
上記の加熱は、真空〜大気圧超までの任意の有効な周囲圧力下、かつ、不活性ガス（Ｎ２など）又は任意の酸素含有環境など、任意の有効な気体環境下で実施することができる。
【００６５】
上記により、樹脂被覆を、触媒・水環境（液体又は気体）に曝露すること、及び第１のセラミックの層１２０に転換するのに十分な温度に曝すことが同時にできることも想到される。前述の曝露のための時間及び温度、並びに前述のセラミック転換に必要とされるものは、概して、上記のものと同じである。
【００６６】
対流式オーブン又は放射エネルギー若しくはマイクロ波エネルギーの使用などの任意の加熱方法が、概して本明細書において機能する。更には、加熱速度は、重要ではないものの、可能な限り迅速に加熱することが最も実際的であり望ましい。
【００６７】
典型的な手順では、少なくとも５体積％のポロゲンを被覆中に確実に残留させるような方法で、シリコン系樹脂及びポロゲンにより基材を被覆し、次にこの被覆基材を、触媒及び水に曝露し、ポロゲンを蒸発させ、被覆基材を対流式オーブン内に配置する。オーブン環境には、酸素若しくは窒素、又はこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない適切な気体を充満させる。次に、オーブン内の温度を所望の度合いまで上昇させ（約４５０℃など）、所望の時間にわたって維持する（約５分〜２時間など）。
【００６８】
上記方法により、薄いセラミック被覆、又は第１の層１２０が基材１１０上に生成される。第１の層１２０は、各種基材１１０の凹凸のある表面を滑らかにし、かつ基材１１０に対し優れた付着性を有する。上記のとおり、第１の層１２０の厚みは、５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、例えば、７５〜５００ｎｍの範囲で変動し得、かつ１超１．４１未満の範囲の屈折率を有する。
【００６９】
更に、第１の層１２０の多孔性は、ポロゲンを除去することにより形成され、被覆層の反射特性を変更するよう機能する。上記のとおり、ある種の実施形態では、第１の層１２０の細孔径は、０超３００ｎｍ未満である。
【００７０】
ある種の例示的な実施形態では、第１の層１２０の製造方法が提供され、方法は、シルセスキオキサン成分を、ポロゲン、溶媒及び／又は触媒と混合することによりシルセスキオキサン成分を形成し、この混合物をスピンコーティング又はスプレーコーティングなどにより基材１１０上に配置し、第１の層１２０を基材１１０上に直接接触させて基材１１０上に形成すること、第１の層１２０を酸化硬化し、かつ場合により加熱処理すること、任意選択的に、第１の層を塗布し、酸化硬化し、任意選択的に加熱処理することを繰り返して、追加の第１の層１２０を形成すること、スプレーコーティング又はＰＶＤ被覆などにより、ポリフルオロポリエーテルシラン及び／又はペルフルオロアルキルシラン／反応性シリコン含有材料混合物を含む外層１４０を配置すること、あるいは塗布すること、を含み、第１の層１２０は、反射防止（ＡＲ）層１３０の少なくとも部分を構成する。
【００７１】
第１の層１２０の製造に使用されるシルセスキオキサン（複数可）は、ガラス基材１１０との付着性を高めることを可能にし、最終的な層１３０に関し得られる耐ひっかき性を高くする又は増大するのに有利である。これらのシルセスキオキサン（複数可）により、有利なものである所望の湿潤及び滑り特性（すなわち、易清掃特性）を増大させるために最表面層１４０の材料を反応させることができる。
【００７２】
ある種の実施形態では、反射防止層１３０は、第１の層１２０と直接接触しており、かつ、第１の層１２０上に配置された、最表面層１４０も含み、これにより、最表面層１４０と基材１１０との間に第１の層１２０が配置される。ある種の実施形態では、最表面層１４０を第１の層１２０と共有結合させても、又は反応させてもよく、そのため、第１の層１２０及び最表面層１４０は一体化している（すなわち、一体化している層を形成する）。あるいは、最表面層１４０は、第１の層１２０との共有結合を有しなくてもよい。言い換えれば、最表面層１４０を第１の層１２０と反応させなくてもよい。用語「第１の層１２０と反応させなくてもよい」は、最表面層１４０が第１の層１２０と共有結合しておらず、又はイオン的に反応せず、すなわち第１の層１２０と結合していないことを表す。これらの例において、最表面層１４０は、第１の層１２０と共有結合せずに第１の層１２０と水素結合、あるいは電気的に相互作用していてもしていなくてもよい。一実施形態では、最表面層１４０は、第１の層１２０全体にわたって均一に延在する（例えば、全ての端から、すべての端の間に）。あるいは、最表面層１４０は、第１の層１２０のある程度の部分にわたって延在し、かつ、他の部分には延在していなくてもよく、例えば、不均一な様式で、又は延在していない部分のある状態で延在してもよい。
【００７３】
あるいは最表面層１４０は、上側積層として記載することもできる。上側積層として機能させるとき、最表面層１４０は、光学素子１００の最前面に保護を提供し得る。同様にして、最表面層１４０は、光学素子１００の向きに応じ光学素子１００の最背面層に保護を提供し得る。最表面層１４０は、軟質かつ可撓性でもよく、又は剛性かつ硬質でもよい。あるいは、最表面層１４０は、剛性かつ硬質の部分を含みつつ、同時に柔軟かつ可撓性の部分を含んでもよい。最表面層１４０は、耐荷重性でも非耐荷重性でもよく、光学素子１００の任意の部分に含まれてもよい。最表面層１４０は、雨、雪、及び熱などの環境条件から光学素子１００を保護するために使用され得る。
【００７４】
以下に詳述する表面エネルギー及び水接触角を備える、反射防止被覆１３０の外面１５０を提供する限り、最表面層１４０の組成は特に組成に限定されない。様々な実施形態では、最表面層１４０は、ポリフルオロポリエーテルシラン、有機ポリマー、シリコン含有材料、又はこれらの組み合わせなどのフッ素含有化合物である、これを含む、これから本質的になる、又はこれからなる。ある種の実施形態では、ポリフルオロポリエーテルシランは、ペルフルオロポリエーテルシランである。様々な実施形態では、用語「から本質的になる」は、最表面層１４０が、以下に記載する範囲の表面エネルギーを有するポリマーのみを含むことを表す。追加の実施形態において、全体又は部分のいずれでも、上記の高値域及び低値域の範囲内又は間の任意の値又は値の範囲が想到される。
【００７５】
最表面層１４０の寸法は特に限定されない。例えば、最表面層１４０は、１分子ほどの厚み（例えば、約５ナノメートル）から、最大で１マイクロメートルの厚み、例えば、０．０５〜５００ｎｍ、例えば、１〜２５０ｎｍ、例えば、１〜１００ｎｍを有し得る。追加の実施形態では、全体及び部分のいずれでも、上記の任意の１つ以上の値の範囲内又は間の任意の値、又は値の範囲が想到される。
【００７６】
更に、ある種の実施形態では、最表面層１４０は、第１の層１２０全体にわたって均一に延在する（例えば、全ての端から、全ての端の間に）。あるいは、最表面層１４０は、第１の層１２０のある程度の部分にわたって延在し、かつ、他の部分には延在していなくてもよく、例えば、不均一な様式で、又は延在していない部分のある状態で延在してもよい。
【００７７】
更に他の実施形態では、最表面層１４０は、第１の層１２０に直接接触させて第１の層１２０上に配置し、第１の層１２０と反応させた（例えば、第１の層１２０と共有結合した）表面処理として更に定義できる。
【００７８】
図１が示すとおり、最表面層１４０の最表面１５０などの反射防止層１３０の最表面１５０は、２０℃下で測定したときに４０ｍＮ／ｍ未満の表面エネルギーを有する。様々な実施形態では、最表面１５０は、２０℃で測定したとき、３５、３０、２５、２４、２３、２２、２１、２０、又は１９ミリニュートン毎メートル（ｍＮ／ｍ）未満の表面エネルギーを有する。追加の実施形態では、全体及び部分のいずれでも、上記の任意の１つ以上の値の範囲内又は間の任意の値、又は値の範囲が想到される。典型的には、最表面１５０の表面エネルギーは、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０に従って測定される。
【００７９】
あるいは、図１に示すとおり、反射防止層１３０の最表面１５０、例えば、最表面層１４０の最表面１５０は、水接触角の観点で定義することもできる。ある種の実施形態では、最表面１５０は、標準として用いられる流体の５μＬの液滴の代わりに、流体の２μＬの液滴を使用する（但し、その他の点では方法に従う）よう改変したＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下、例えば、１００°以上１２０°以下の水接触角を有する。以下及び添付の特許請求の範囲で言及するとき、ＡＳＴＭ５９４６−０４は改変されている方法を指す。
【００８０】
ある種の実施形態では、以下、実施例において記載するとおりの１００サイクルの摩耗後に、最表面１５０は、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されるものとして７０°以上１２０°以下の水接触角を有する。ある種の実施形態では、最表面１５０は、クロスによる摩耗の前後両方で、前述のとおりの表面エネルギー及び水接触角特性の両方を有する。
【００８１】
他の実施形態では、最表面層１４０は、次の一般式（Ａ）：
Ｙ−Ｚａ−［（ＯＣ３Ｆ６）ｂ−（ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２）ｃ−（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ｄ−（ＯＣ２Ｆ４）ｅ−（ＣＦ（ＣＦ３））ｆ−（ＯＣＦ２）ｇ］−（ＣＨ２）ｈ−Ｘ’−（ＣｎＨ２ｎ）−（（ＳｉＲ１２−Ｏ）ｍ−ＳｉＲ１２）ｉ−（ＣｊＨ２ｊ）−Ｓｉ−（Ｘ”）３−ｚ（Ｒ２）ｚを有するポリフルオロポリエーテルシランから形成される。
【００８２】
ポリフルオロポリエーテルシランは一般式（Ａ）に限定されないものの、一般式（Ａ）の具体的な態様を以下に詳述する。下付き文字ｂ〜ｇにより表される基、即ち、式（Ａ）における角括弧内の基は、上述の一般式（Ａ）及び本開示全体を通じて示されるものとは異なる順序を含む、任意の順序でポリフルオロポリエーテルシラン内に存在し得る。更に、これらの基はランダム化された状態又はブロック状態で存在し得る。更に、下付き文字ｂにより表される基は、典型的には線状であり、即ち（Ｏ−ＣＦ２−ＣＦ２−ＣＦ２）ｂとして代替的に表され得る。下記において、炭化水素又はアルキル基に関しＣｐ〜Ｃｑ（ｐ’及びｑ’はそれぞれ整数である）は、このような基がｐ’〜ｑ’個の炭素原子を有することを意味する。下付き文字ｉにより示される基が存在するとき、ポリフルオロポリエーテルシランはシロキサン部分を含む。これらの実施形態でさえ、ポリフルオロポリエーテルシランは、いずれのシロキサン部分にも存在していない末端ケイ素原子ゆえに、概してシランとして呼ばれる。
【００８３】
上記一般式（Ａ）において、Ｚは独立して、−（ＣＦ２）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）−、−（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）−ＣＦ２）−、−（ＣＦ２−ＣＦ（ＣＦ３））−、及び−（ＣＦ（ＣＦ３））−から選択される。Ｚは、典型的には、ポリフルオロポリエーテルシランが主鎖内に酸素−酸素（Ｏ−Ｏ）結合を含まないように選択される。更に、この一般式において、ａは１〜２００の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは、それぞれ独立して０又は１〜２００から選択された整数であり、ｈ、ｎ、及びｊは、それぞれ独立して０又は１〜２０から選択された整数であり、ｉ及びｍは、それぞれ独立して０又は１〜５から選択された整数であり、Ｘ’は、二価の有機基又は酸素原子であり、Ｒ１は、独立して選択された、Ｃ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、ｚは独立して選択された０〜２の整数であり、Ｘ”は独立して選択された加水分解可能な基であり、Ｒ２は、独立して選択され、脂肪族不飽和を含まないＣ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、並びにＹは、Ｈ、Ｆ、及び（Ｒ２）ｚ（Ｘ”）３−ｚＳｉ−（ＣｊＨ２ｊ）−（（ＳｉＲ１２−Ｏ）ｍ−ＳｉＲ１２）ｉ−（ＣｎＨ２ｎ）−Ｘ’−（ＣＨ２）ｈ−から選択され、式中、Ｘ”、Ｘ’、ｚ、Ｒ１、Ｒ２、ｊ、ｍ、ｉ、ｎ、及びｈは上記のとおりのものである。
【００８４】
Ｒ１は、独立して選択されたＣ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、線状、分枝状又は環状であり得る。加えて、Ｒ１は、ヒドロカルビル基内に酸素、窒素、イオウなどのヘテロ原子を含んでもよく、置換されていてもよく又は非置換であってもよい。典型的には、Ｒ１はＣ１〜Ｃ４アルキル基である。更に、下付き文字ｎ及びｊにより表される基、すなわち、（ＣｎＨ２ｎ）基及び（ＣｊＨ２ｊ）は、独立して、線状又は分岐状であってもよい。例えば、ｎが３であるとき、これらの基は、独立して、構造−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２、−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２、又は−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）−を有し、後者２つの構造は、側鎖アルキル基を有し、すなわち、これらの構造は分岐状であり線状ではない。
【００８５】
下付き文字ｍ、ｉ、及びｊにより表される部分に関し、下付き文字ｉがゼロであるとき、下付き文字ｊもゼロであり、下付き文字ｉがゼロ超の整数であるとき、下付き文字ｊもゼロ超の整数であり、下付き文字ｉがゼロ超の整数であるとき、ｍもゼロ超の整数である。言い換えると、下付き文字ｉによって表される基が存在する場合、下付き文字ｊによって表される基もまた存在する。逆もまた真であり、即ち、下付き文字ｉによって表される基が存在しない場合には、下付き文字ｊによって表される基もまた存在しない。加えて、ｉが０を超える整数である場合、下付き文字ｍによって表される基は存在し、ｍもまた０を超える整数である。ある種の実施形態において、下付き文字ｍ及びｉは、それぞれ１である。典型的に、下付き文字ｉは、１を超えないが、下付き文字ｍは、シロキサン結合（即ち、Ｓｉ−Ｏ結合）が下付き文字ｉによって表される基に存在するように、１を超える整数であり得る。
【００８６】
ある種の例示的な実施形態では、二層プロセスを用い反射防止層１３０を製造する方法が提供され、方法は、シルセスキオキサン成分を、ポロゲン、溶媒及び／又は触媒と混合することによりシルセスキオキサン成分を生成し、スピンコーティング又はスプレーコーティングなどにより、この混合物を配置し、あるいは塗布して、基材１１０と直接接触させて、基材１１０上に第１の層１２０を形成させること、第１の層１２０を酸化硬化し、かつ場合により加熱処理すること、任意選択的に、第１の層を塗布し、酸化硬化し、任意選択的に加熱処理することを繰り返して、追加の第１の層１２０を形成すること、最表面層１４０を、スプレーコーティング又はＰＶＤ被覆などにより、ポリフルオロポリエーテルシラン（上記のものなど）及び／又はポリフルオロアルキルシラン／反応性シリコン含有材料を含む第１の層１２０と直接接触させて、第１の層１２０上に配置あるいは塗布し、第１の層１２０が基材１１０と最表面層１４０との間にあるようにすることを含む。ある種の実施形態では、ポリフルオロアルキルシランはペルフルオロアルキルシランである。
【００８７】
ある種の例示的な実施形態は、基材１１０上に対する堆積のため反射防止層１３０を製造する方法であり、方法は、シルセスキオキサン成分を、ポロゲン、溶媒及び／又は触媒と混合することによりシルセスキオキサン成分を生成し、スピンコーティング又はスプレーコーティングなどにより、この混合物を配置し、あるいは塗布して、基材１１０上に第１の層１２０を形成させること、第１の層１２０を酸化硬化し、かつ場合により加熱処理すること、任意選択的に、第１の層を塗布し、酸化硬化し、任意選択的に加熱処理することを繰り返して、追加の第１の層１２０を形成すること、最表面層１４０を、スプレーコーティング又はＰＶＤ被覆などにより、ポリフルオロポリエーテルシラン及び／又はポリフルオロアルキルシラン／反応性シリコン含有材料を含む第１の層１２０と直接接触させて、第１の層１２０上に配置し、第１の層１２０が基材１１０と最表面層１４０との間にあるようにすることを含む。ある種の実施形態では、耐久性反射防止層１３０の最表面１５０は、鋼綿による２０００サイクルの摩耗試験後に、油接触角及び水接触角のうち１つが、拭う前に測定された初期接触角から約２０％未満（例えば、１％から２０％未満）変化している。
【００８８】
ある種の例示的な実施形態では、光学素子１００は、入光側のタッチスクリーンガラス基材１１０と、ガラス基材１００上に提供された反射防止層１３０とを含み、反射防止層１３０は、ガラス基材１１０に接触しており、ガラス基材１１０上に直接提供された少なくとも第１の層１２０と、第１の層１２０上の最表面層１４０と、を含み、第１の層１２０は、少なくとも１つのシルセスキオキサンを含み、外層１４０は、ペルフルオロシラン又はペルフルオロシラン／シロキサンポリマー混合物を含む。所望により、これらの実施形態において、ガラス基材１１０は、ソーダ石灰シリカ系ガラス、任意の種類のＧｏｒｉｌｌａ  Ｇｌａｓｓ（登録商標）（Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．）、Ｄｒａｇｏｎｔａｉｌ（登録商標）ガラス（Ａｓａｈｉ）、Ｘｅｎｓａｔｉｏｎ（登録商標）（Ｓｃｈｏｔｔ）、サファイア、シリコン、炭化ケイ素、又はその他の有機若しくは無機透明材料を含む。所望により、ガラス基材１１０に接触させて、ガラス基材１１０上に直接提供される第１の層１２０は、水素シルセスキオキサンと、ポリフルオロポリエーテルシラン及び／又はポリフルオロアルキルシラン／反応性シリコン含有材料を含む最表面層１４０と、を含む。ある種の実施形態では、耐久性反射防止層１３０の最表面１５０は、鋼綿による２０００サイクルの摩耗試験後に、油接触角及び水接触角のうち１つが、拭う前に測定された初期接触角から約２０％未満（例えば、１％から２０％未満）変化している。
【００８９】
別の例示的な実施形態では、反対に、ポロゲンを、１分子当たり少なくとも２つのケイ素結合水素を含むポリオルガノ水素シロキサン樹脂と混合し、基材１１０に塗布して第１の層１２０を形成させ、続いて第１の層１２０を加水分解し縮合させる塗布後の工程において除去するまでの間、塗布被膜中に別個の成分として残存させる。ポロゲン成分は、シリコーン樹脂第１の層１２０を形成するポリマー鎖中に含まれてもよく、以降塗布後に、以下に記載するものなどの加熱分解型反応機構により除去することができる。本方法では、ポロゲン成分を、シリコーン樹脂を形成するポリマー鎖から切断、あるいは分離及び除去して、上記の反射防止特性を提供するのを補助する多孔性を第１の層１２０に提供する。
【００９０】
概して特許文献１３に記載のとおり、１つの例示的な加熱分解型反応機構において、第１の層１２０は、（Ａ）ヒドリドシリコン系樹脂を、シリコン樹脂の形成に機能する白金群金属含有ヒドロシリル化触媒の存在下で、アルケニルトリアリールシランと接触させること（この接触により、ケイ素原子の少なくとも５パーセントが少なくとも１つのトリアリールシリルアルキレン基で置換され、ケイ素原子の少なくとも４５パーセントが少なくとも１個の水素原子で置換される）、及び（Ｂ）工程（Ａ）のシリコン樹脂を、ケイ素原子からトリアリールシリルアルキレン基を加熱分解するよう作用させるのに十分な温度かつ雰囲気下で加熱すること、により形成する。第１の層１２０からトリアリールシリルアルキレン基を除去し、被覆層に多孔性をもたらして、反射防止特性を提供する。次に、前出の実施形態に記載のとおりの方法で、第１の層１２０上に外層１４０を導入することができる。
【００９１】
上記のとおり、その他の例示的な実施形態は、以下にまとめて詳述する光学素子１００から形成された、又は光学素子１００を含む、表面処理された物品、及び表面処理された物品の製造方法、を更に提供する。
【００９２】
光学素子１００から形成された、又は光学素子１００を含む、電子物品又は光学デバイスの非限定的な例としては、電子ディスプレイ、例えばＬＣＤディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイなどを有するものが挙げられる。これらの電子ディスプレイは、種々の電子機器、例えば、コンピュータディスプレイ、テレビ、スマートフォン、ＧＰＳ装置、音楽プレーヤー、リモートコントロール、携帯ゲーム機、ポータブルリーダなどに用いられることが多い。例示的な電子物品には、インタラクティブタッチスクリーンディスプレイ又は皮膚と接触することが多く、跡及び／若しくは汚れを示すことが多い他の部品を有するものが挙げられる。
【００９３】
更に、光学素子１００から形成された物品、又は光学素子１００を含む物品は、限定するものではないが、消費財及び構成要素などの金属物品であってもよい。光学素子１００から形成される、又は光学素子１００を含む金属物品の非限定例は、典型的には、ステンレス鋼、筆メッキしたニッケルなどの、ある程度光沢のある金属質な外観を有する、食洗機、ストーブ、電子レンジ、冷蔵庫、冷凍庫などである。
【００９４】
光学素子１００から形成される、又は光学素子１００を含む好適な光学物品の例は、ガラスプレート、無機層を含むガラスプレート、及びセラミックなどの無機材料であるがこれらに限定されない。
【００９５】
好適な、光学素子１００から形成される、又は光学素子１００を含む光学物品の追加の例としては、透明プラスチック材料及び無機層を含む透明プラスチック材料などの有機材料などが挙げられるがこれらに限定されない。これらの光学物品の具体例としては、反射防止フィルム、光学フィルター、光学レンズ、メガネレンズ、ビームスプリッター、プリズム、鏡などが挙げられる。有機材料のなかでも、透明プラスチック材料の例としては、様々な有機ポリマーを含む材料が挙げられる。透明性、屈折率、分散性及びこれらに類するものといった光学特性、並びに、耐衝撃性、耐熱性及び耐久性などの様々な他の特性の観点から、光学素子１００として使用される材料は、通常、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリカーボネート、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６など）、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール、アクリル、セルロース（トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファンなど）又はこのような有機ポリマーのコポリマーを含む。これらの材料は、眼科用光学素子において利用され得る。眼科用光学素子の非限定例としては、二焦点、三焦点及び多重焦点レンズのようなシングルビジョン、又はマルチビジョンレンズ（セグメント化されていてもいなくてもよい）を含む、補正又は非補正レンズが挙げられ、並びに、限定するものではないが、例えば、コンタクトレンズ、眼球内レンズ、拡大レンズ及び保護レンズ又はバイザーを含む、視覚の補正、保護又は改善のために使用される他の素子が挙げられる。光学素子１００から形成された、又は光学素子１００を含む眼科用光学素子に関し例示的な材料は、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、及びポリカーボネートコポリマー、ポリオレフィン（特にポリノルボルネン、ＣＲ３９として知られているジエチレングリコール−ビス（アリルカーボネート）ポリマー、及びコポリマー）、（メタ）アクリルポリマー及びコポリマー（特にビスフェノールＡから誘導される（メタ）アクリルポリマー及びコポリマー）、チオ（メタ）アクリルポリマー及びコポリマー、ウレタン及びチオウレタンポリマー及びコポリマー、エポキシポリマー及びコポリマー、並びに、エピスルフィドポリマー及びコポリマーから選択される１つ以上のポリマーを含む。
【００９６】
幾つかの実施形態は、以下の付番した態様のうちいずれか１つ以上を含む。
【００９７】
態様１．基材と、基材に直接接触させて基材上に配置されており、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有しており、かつ、０超３００ナノメートル（ｎｍ）未満の範囲の細孔径を有する、反射防止層と、を含み、かかる反射防止層の最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに７０度（°）以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する、光学素子。
【００９８】
態様２．反射防止層が、基材に直接接触させて基材上に配置されており、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有しており、かつ、０超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する、シリコン系樹脂の酸化硬化生成物を含む、第１の層と、第１の層と直接接触させて、第１の層上に配置された最表面層と、を含み、第１の層が基材と最表面層との間にある、態様１による光学素子。
【００９９】
態様３．反射防止層を透過する可視スペクトルにおける光線透過率が、８５パーセント（％）超１００％までである、態様１又は態様２による光学素子。
【０１００】
態様４．反射防止層のヘイズ値が、０パーセント（％）〜１５％未満である、態様１〜３のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１０１】
態様５．第１の層の厚みが、５０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲である、態様２〜４のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１０２】
態様６．第１の層の厚みが、７５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、態様２〜５のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１０３】
態様７．シリコン系樹脂が、６００〜１５０，０００グラム毎モル（ｇ／ｍｏｌ）の数平均分子量を有しており、かつ、分子当たり少なくとも２つのケイ素結合水素基を有する、態様２〜６のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１０４】
態様８．シリコン系樹脂が、シルセスキオキサン樹脂、ポリシルセスキオキサン樹脂、シラザン樹脂、又はポリシラザン樹脂である、態様２〜７のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１０５】
態様９．前記シリコン系樹脂が、次式：（Ｒ３ＳｉＯ１／２）ａ（Ｒ２ＳｉＯ２／２）ｂ（ＲＳｉＯ３／２）ｃ（ＳｉＯ４／２）ｄを有するシルセスキオキサン樹脂であり、式中、各Ｒは、独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基、並びにハロゲン、窒素、酸素、硫黄、又はシリコン原子で置換されたアルキル基、アルケニル基、及びアリール基からなる群から選択され、但し、平均して少なくとも２つのＲ基は水素であり、式中、ａ、ｂ、ｃ、及びｄはモル分率であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１であり、ｃ＋ｄはゼロ超である、態様２〜８のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１０６】
態様１０．反射防止層の最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する、態様１〜９のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１０７】
態様１１．反射防止層の最表面が、クロスによる１００サイクルの摩耗後にＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する、態様１〜１０のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１０８】
態様１２．反射防止層の最表面が、２０℃にて４０ミリニュートン毎メートル（ｍＮ／ｍ）未満であると測定される表面エネルギーを有する、態様１〜１１のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１０９】
態様１３．反射防止層の最表面が、２０℃にて３０ミリニュートン毎メートル（ｍＮ／ｍ）未満であると測定される表面エネルギーを有する、態様１〜１２のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１１０】
態様１４．反射防止層の最表面が、２０℃にて２５ミリニュートン毎メートル（ｍＮ／ｍ）未満であると測定される表面エネルギーを有する、態様１〜１３のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１１１】
態様１５．最表面層が、フルオリン含有化合物を含む、態様２〜１４のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１１２】
態様１６．最表面層が、次の一般式（Ａ）：Ｙ−Ｚａ−［（ＯＣ３Ｆ６）ｂ−（ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２）ｃ−（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ｄ−（ＯＣ２Ｆ４）ｅ−（ＣＦ（ＣＦ３））ｆ−（ＯＣＦ２）ｇ］−（ＣＨ２）ｈ−Ｘ’−（ＣｎＨ２ｎ）−（（ＳｉＲ１２−Ｏ）ｍ−ＳｉＲ１２）ｉ−（ＣｊＨ２ｊ）−Ｓｉ−（Ｘ”）３−ｚ（Ｒ２）ｚに従うポリフルオロポリエーテルシランを含み、式中、Ｚが、独立して、−（ＣＦ２）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）−、−（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２）−、−（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））−、及び−（ＣＦ（ＣＦ３））−から選択され、ａは、１〜２００の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは、それぞれ独立して０〜２００から選択された整数であり、ｈ、ｎ、及びｊは、それぞれ独立して０〜２０から選択された整数であり、ｉ及びｍは、それぞれ独立して０〜５から選択された整数であり、Ｘ’は二価の有機基又はＯであり、Ｒ１は、独立して選択された、Ｃ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、ｚは独立して選択された０〜２の整数であり、Ｘ”は独立して選択された加水分解可能な基であり、Ｒ２は、独立して選択され、脂肪族不飽和を含まないＣ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、並びにＹは、Ｈ、Ｆ、及び（Ｒ２）ｚ（Ｘ”）３−ｚＳｉ−（ＣｊＨ２ｊ）−（（ＳｉＲ１２−Ｏ）ｍ−ＳｉＲ１２）ｉ−（ＣｎＨ２ｎ）−Ｘ’−（ＣＨ２）ｈ−から選択され、式中、Ｘ”、Ｘ’、ｚ、Ｒ１、Ｒ２、ｊ、ｍ、ｉ、ｎ、及びｈは上記のとおりのものであり、但し、下付き文字ｉがゼロであるとき、下付き文字ｊもゼロであり、下付き文字ｉが、１〜５から選択された整数であるとき、下付き文字ｊは、１〜２０から選択された整数であり、かつｍは１〜５から選択された整数である、態様１５に記載の光学素子。式（Ａ）のポリフルオロポリエーテルシランが、フルオリン含有化合物の例である。
【０１１３】
態様１７．最表面層が、シリコン含有材料を含む、態様２〜１５のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１１４】
態様１８．最表面層が、第１の層に共有結合される、態様２〜１７のいずれか一態様に記載の光学素子。
【０１１５】
態様１９．前述の態様のいずれかによる光学素子を有する、光起電装置。
【０１１６】
態様２０．態様１〜１８のいずれか一態様に記載の光学素子を有する窓。
【０１１７】
態様２１．態様１〜１８のいずれか一態様に記載の光学素子を有するタッチスクリーンパネル。
【０１１８】
態様２２．基材と、基材に直接接触させて基材上に配置されており、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有しており、かつ、０超３００ナノメートル（ｎｍ）未満の範囲の細孔径を有する、反射防止層と、を含み、かかる反射防止層の最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに７０度（°）以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する光学素子の製造方法であって、（Ｉ）シリコン系樹脂を基材上に塗布すること、（ＩＩ）基材上のシリコン系樹脂を酸化硬化し、基材に直接接触させて基材上に配置されており、０ｎｍ超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する第１の層を形成すること、及び（ＩＩＩ）最表面層を第１の層と直接接触させて、第１の層上に配置し、第１の層が基材と最表面層との間にあるようにすること、を含む、方法。
【０１１９】
態様２３．工程（ＩＩ）が、基材上のシリコン系樹脂を酸化硬化し、かつ、熱処理して、基材に直接接触させて基材上に配置されており、０ｎｍ超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する第１の層を形成することを含む、態様２２に記載の方法。
【０１２０】
態様２４．工程（ＩＩＩ）の前に工程（Ｉ）及び工程（ＩＩ）を繰り返して、追加の第１の層を形成することを更に含む、態様２２又は２３のいずれか一態様に記載の方法。
【０１２１】
態様２５．シリコン系樹脂がポロゲンを更に含み、ポロゲンが工程（ＩＩＩ）の前にシリコン系樹脂から除去される、態様２２〜２４のいずれか一態様に記載の方法。
【０１２２】
態様２６．ポロゲンが溶媒、ポリマー又はオリゴマーであり、あるいはシリコン系樹脂に化学結合したポリマー又はオリゴマーである、態様２５に記載の方法。
【０１２３】
態様２７．最表面層と第１の層とを共有結合させることを更に含む、態様２２〜２６のいずれか一態様に記載の方法。
【０１２４】
態様２８．シリコン系樹脂が、次式：（Ｒ３ＳｉＯ１／２）ａ（Ｒ２ＳｉＯ２／２）ｂ（ＲＳｉＯ３／２）ｃ（ＳｉＯ４／２）ｄを有するシルセスキオキサン樹脂であり、式中、各Ｒは、独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基、並びにハロゲン、窒素、酸素、硫黄、又はシリコン原子で置換されたアルキル基、アルケニル基、及びアリール基からなる群から選択され、但し、平均して少なくとも２つのＲ基は水素であり、式中、ａ、ｂ、ｃ、及びｄはモル分率であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１であり、ｃ＋ｄはゼロ超である、態様２２〜２７のいずれか一態様に記載の方法。
【０１２５】
態様２９．最表面層が、次の一般式（Ａ）：Ｙ−Ｚａ−［（ＯＣ３Ｆ６）ｂ−（ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２）ｃ−（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ｄ−（ＯＣ２Ｆ４）ｅ−（ＣＦ（ＣＦ３））ｆ−（ＯＣＦ２）ｇ］−（ＣＨ２）ｈ−Ｘ’−（ＣｎＨ２ｎ）−（（ＳｉＲ１２−Ｏ）ｍ−ＳｉＲ１２）ｉ−（ＣｊＨ２ｊ）−Ｓｉ−（Ｘ”）３−ｚ（Ｒ２）ｚに従うポリフルオロポリエーテルシランを含み、式中、Ｚが、独立して、−（ＣＦ２）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）−、−（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２）−、−（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））−、及び−（ＣＦ（ＣＦ３））−から選択され、ａは、１〜２００の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは、それぞれ独立して０〜２００から選択された整数であり、ｈ、ｎ、及びｊは、それぞれ独立して０〜２０から選択された整数であり、ｉ及びｍは、それぞれ独立して０〜５から選択された整数であり、Ｘ’は二価の有機基又はＯであり、Ｒ１は、独立して選択された、Ｃ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、ｚは独立して選択された０〜２の整数であり、Ｘ”は独立して選択された加水分解可能な基であり、Ｒ２は、独立して選択され、脂肪族不飽和を含まないＣ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、並びにＹは、Ｈ、Ｆ、及び（Ｒ２）ｚ（Ｘ”）３−ｚＳｉ−（ＣｊＨ２ｊ）−（（ＳｉＲ１２−Ｏ）ｍ−ＳｉＲ１２）ｉ−（ＣｎＨ２ｎ）−Ｘ’−（ＣＨ２）ｈ−から選択され、式中、Ｘ”、Ｘ’、ｚ、Ｒ１、Ｒ２、ｊ、ｍ、ｉ、ｎ、及びｈは上記のとおりのものであり、但し、下付き文字ｉがゼロであるとき、下付き文字ｊもゼロであり、下付き文字ｉが、１〜５から選択された整数であるとき、下付き文字ｊは、１〜２０から選択された整数であり、かつｍは１〜５から選択された整数である、態様２２〜２８のいずれか一態様に記載の方法。
【０１２６】
添付の特許請求の範囲は、発明を実施するための形態に記述された明白で特定の化合物、又は方法に限定されず、化合物、又は方法は、添付の特許請求の範囲内にある特定の実施形態間で異なってもよい。様々な実施形態の具体的な特徴又は態様を説明するために本明細書において依拠されている任意のマーカッシュ群に関して、異なる、特殊な及び／又は不測の結果は、全ての他のマーカッシュ群の構成員から独立して、各マーカッシュ群のそれぞれの構成員から得られるものとする。マーカッシュ群の各要素は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態が個別に及び／又は組み合わせて依拠することがあり、適切な根拠を提供する。本明細書の発明を実施するための形態で参照する全ての米国特許出願公開及び特許、又は一部のみが参照されている場合にはその一部は、組み込まれた主題が本願の記述と矛盾しない範囲で参照により本願に組み込まれ、いずれのこのような矛盾においても本願の記述が優先する。
【０１２７】
更に、様々な実施形態を説明する際に依拠される任意の範囲及び部分範囲は独立して及び総じて、添付の請求の範囲内に該当し、たとえ、本明細書にその中の全部及び／又は一部の値が明記されていなくても、そのような値を包含する全範囲を説明及び想到するものと理解される。当業者であれば、列挙された範囲及び部分範囲が種々の実施形態を十分に記述し可能にすること、そのような範囲及び部分範囲は更に関連した半分、３分の１、４分の１、５分の１などと表現できることを容易に認識する。ほんの一例として、範囲「０．１〜０．９」は、下の方の３分の１、即ち、０．１〜０．３、中間の３分の１、即ち、０．４〜０．６、及び上の方の３分の１、即ち、０．７〜０．９に更に詳述でき、これらは、個別的かつ集合的に添付の特許請求の範囲内であり、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態が個別的及び／又は集合的に依拠することがあり、適切な根拠を提供し得る。更に、「少なくとも」、「超」、「未満」、「以下」などの範囲を定義又は修飾する用語に関して、かかる用語は部分範囲及び／又は上限若しくは下限を含む。別の例として、「少なくとも１０」の範囲は、本質的に、少なくとも１０〜３５の部分範囲、少なくとも１０〜２５の部分範囲、２５〜３５の部分範囲などを含み、各部分範囲は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態が個別的及び／又は集合的に依拠することがあり、適切な根拠を提供する。最終的には、開示された範囲内の個々の数は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態が依拠することがあり、適切な根拠を提供する。例えば、範囲「１〜９」は、様々な個々の整数、例えば、３、並びに小数点（又は分数）を含む個別の数、例えば、４．１を含み、これは添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態が依拠することがあり、適切な根拠を提供する。
【０１２８】
以下の実施例は、幾つかの実施形態を例示することを意図しており、決して本発明の範囲を限定するものとして見られるものではない。
【０１２９】
［実施例］
材料：テトラデカン（≧９９％）、Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン（≧９８％）、及びメチルイソブチルケトンはＡｌｄｒｉｃｈから購入した。２８〜３０重量％  アンモニアはＦｌｕｋａから購入した。水素シルセスキオキサンは、特許文献１に記載の方法により調製した。ガラス製顕微鏡スライドガラス（７５ｍｍ×５０ｍｍ×１．０ｍｍ）はＦｉｓｈｅｒ  ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから購入した。１０．２ｃｍ（４インチ）シリカウエハ（３８０〜７５０μｍ厚）はＰｕｒｅ  Ｗａｆｅｒ社から購入した。本開示の代表的な各種物品は、下記のとおり形成し、評価した。
【０１３０】
水接触角の測定（ＷＣＡ）：本明細書で改変したとおりＡＳＴＭ５９４６−０４に準拠して、ＡＳＴ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）により製造されたＶＣＡ  Ｏｐｔｉｍａ  ＸＥゴニオメーターを用い、２μＬ  脱イオン水を使用して水の静的接触角の測定を行った。複数の試料を用い、被覆上の複数の位置における、６回の測定の平均ＷＣＡをデータとして記録した。ＷＣＡは摩耗サイクル後に測定した。一般に、摩耗後、ＷＣＡが大きいほど、被覆の耐久性も高い。
【０１３１】
ヘキサデカン接触角（ＨＣＡ）の測定：本明細書で改変したとおりＡＳＴＭ５９４６−０４に準拠して、水接触角の測定と同様の方法で、２μＬ  ヘキサデカン及びＶＣＡ  Ｏｐｔｉｍａ  ＸＥゴニオメーターを使用してヘキサデカンの静的接触角の測定を行った。被覆上の複数の位置における４個の測定値の平均ＨＣＡをデータとして記録した。
【０１３２】
摩耗試験：耐摩耗性試験には、Ｎｏｒｔｈ  Ｔｏｎａｗａｎｄａ（ＮＹ）のＴａｂｅｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓにより製造された往復研磨機Ｍｏｄｅｌ  ５９００を使用した。Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ  Ｗｙｐａｌｌブランド（ｂａｎｄ）のマイクロファイバークロス（８３６３０）を用い、２０ｍｍ×２０ｍｍの表面積にわたって試験を実施した。往復動摩擦摩耗試験機は、長さ１インチ、荷重５ニュートン（Ｎ）のストロークを、４０サイクル／分の速度で１００、５００、１０００、２０００サイクルにて用い、操作した。１回の前後移動を、サイクルと呼ぶ。
【０１３３】
１０ｍｍ×１０ｍｍの表面積にわたって、００００＃鋼綿で幾つかの摩耗試験も実施した。往復動摩擦摩耗試験機は、長さ１インチ、荷重１０Ｎのストロークを、４０サイクル／分の速度で、１０００サイクルにて用い、操作した。１回の前後移動を、サイクルと呼ぶ。
【０１３４】
ヘイズ測定：ＢＹＫ  Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ  Ｐｌｕｓ透視度計を使用して、サンプルの外観を測定した。透明度、ヘイズ、及び明澄さについて、３回の測定の平均を記録した。
【０１３５】
基材としてのガラススライドのクリーニング及び活性化：ガラススライドを超音波浴（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＦＳ−２２０）で５分間、洗剤により洗浄した後、超音波浴で脱イオン水により各回２分ずつ３回すすぎ洗いした。クリーニング後、ガラススライドを１２５℃のオーブンで１時間乾燥させた。４インチケイ素ウエハを同様に基材として使用した。被覆の塗布前、Ｍａｒｃｈ  Ｐｌａｓｍａ  ＰＸ２５０チャンバーを用い、ガラススライド及びケイ素ウエハをアルゴン（３００Ｗ、６０秒）でプラズマ処理した。活性化した基材は直ちに使用した。
【０１３６】
フィルム特性：Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製のＸＬＳ−１００分光エリプソメーターを用いて、ＨＳＱ薄膜（多孔性ＨＳＱ膜）の屈折率及び厚みを測定した。Ｖａｒｉａｎ  Ｃａｒｙ製の５０００  ＵＶ−Ｖｉｓ−ＮＩＲ分光光度計を使用して、薄膜の透過率及び反射率を測定した。
【０１３７】
表面エネルギーの算出：Ｚｉｓｍａｎ法又はＯｖｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔ法を用い得られた接触角をもとに、表面エネルギー値を算出した。
【０１３８】
実施例１−多孔性ＨＳＱ膜。２６重量パーセントの水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）・メチルイソブチルケトン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）溶液３０．８２ｇに、テトラデカン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）５．４２ｇを加えて、ポロゲンを含有している水素シルセスキオキサン溶液を調製した。この溶液を、３０００ｒｐｍの速度で２０秒間、ガラス基材上にスピンコーティングした。次に、この被覆を、２８．０〜３０．０重量％の水酸化アンモニウム溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の蒸気に１時間曝露した。この曝露は、被覆した基材をサンプル保持容器に入れた後、基材が溶液と接触することのないよう、このサンプル保持容器を、最大で５０ｇの水酸化アンモニウム溶液を含有させた密閉容器内に配置することで実施した。次に被覆を３５０℃のホットプレートで１時間焼成した。被覆及びガラス基材を合わせた場合の透過率は９５．０７％だったのに対し、被覆していないガラス基材の透過率は９２．３９％であった。ガラス基材上の被覆（多孔性ＨＳＱ膜）のヘイズは０．４２％だったのに対し、被覆していないガラス基材では０．１７％であった。
【０１３９】
実施例２−多孔性ＨＳＱ膜。研磨したケイ素ウエハ基材に対し、実施例１において調製したとおりの水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）とポロゲンの溶液を３０００ｒｐｍの速度で２０秒スピンコーティングした。次に、実施例１に記載の方法で、この被覆を、２８．０〜３０．０重量％の水酸化アンモニウム溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の蒸気に１時間曝露した。次に被覆を３５０℃のホットプレートで１時間焼成した。硬化させた水素シルセスキオキサン被覆（多孔性ＨＳＱ膜）の屈折率は１．３８であった。
【０１４０】
実施例３−多孔性ＨＳＱ膜。２．６ｇの水素シルセスキオキサン、３ｇのテトラデカン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）、及び７．４ｇのメチルイソブチルケトン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を１時間混合することにより、水素シルセスキオキサン・ポロゲン溶液を調製した。この溶液を、３０００ｒｐｍの速度で２０秒間、研磨したケイ素ウエハ上にスピンコーティングした。次に、実施例１に記載の方法で、この被覆を、２８．０〜３０．０重量％の水酸化アンモニウム溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の蒸気に６０分間曝露した。次に、窒素雰囲気下、４５０℃の炉中で１時間にわたって、被覆を焼成した。硬化させた被覆（多孔性ＨＳＱ膜）の屈折率は１．１５２であった。
【０１４１】
実施例４−多孔性ＨＳＱ膜。２．６ｇ  水素シルセスキオキサン、２．５ｇ  テトラデカン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）、及び７．４ｇ  メチルイソブチルケトン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を１時間混合することにより、水素シルセスキオキサン・ポロゲン溶液を調製した。この溶液を、３０００ｒｐｍの速度で２０秒間、研磨したケイ素ウエハ上にスピンコーティングした。次に、実施例１に記載の方法で、この被覆したウエハを、２８．０〜３０．０重量％の水酸化アンモニウム溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の蒸気に６０分間曝露した後、３５０℃の炉内で酸素含有雰囲気下で１時間焼成した。硬化させた被覆（多孔性ＨＳＱ膜）の屈折率は、８０°の表面水接触角で１．３７８であった。
【０１４２】
実施例５−多孔性ＨＳＱ膜＋ＰＦＰＥシラン被覆。特許文献１４の合成例１に実質的に準拠して、ポリフルオロポリエーテルシラン（ＰＦＰＥシラン）を調製した。次に、ポリフルオロポリエーテルシランを３Ｍ  Ｎｏｖｅｃ  ＨＦＥ−７２００フッ素化溶媒に希釈して、０．２重量％ポリフルオロポリエーテルシランを有する希釈溶液を形成した。実施例３で調製した、硬化させた多孔性ＨＳＱ膜表面に、スプレー被覆により希釈溶液を塗布して、ＰＦＰＥシラン被覆層を形成した。被覆したＨＳＱ膜は、１２５℃に設定し、水を入れたパンを置いた炉内に、１時間配置した。得られる被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥ被覆）は１１８°の水接触角を示した。
【０１４３】
実施例６−多孔性ＨＳＱ膜＋ＰＦＰＥシラン被覆。実施例４で調製した、硬化させた多孔性ＨＳＱ表面に、例５で調製した０．２重量％ポリフルオロポリエーテルシランを含む希釈溶液をスプレー被覆により塗布して、ＰＦＰＥシラン被覆層を形成した。被覆したＨＳＱ膜は、１２５℃に設定し、水を入れたパンを置いた炉内に、１時間配置した。得られる被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥ）の被覆は、１１４ｏの水接触角（ＷＣＡ）を示した。この水接触角は、クロスによる２０００サイクルの摩耗（荷重５Ｎで１ｃｍ×１ｃｍ）後には１１５°へとわずかに上昇した。
【０１４４】
実施例７−多孔性ＨＳＱ膜＋ＰＦＰＥシラン被覆。１．１１ｇの水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）と、０．０９９８ｇのテトラデカン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）と、１０ｇのオクタメチルトリシロキサン［Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）より市販］とを１時間混合して、水素シルセスキオキサン・ポロゲン溶液を調製した。この溶液を、反射率約８％のガラス基材上に２６００ｒｐｍの速度で３０秒間スピンコーティングして、透明被覆を調製した。次に、実施例１に記載の方法で、この被覆を、２８．０〜３０．０重量％の水酸化アンモニウム溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の蒸気に６０分間曝露した。次に、この被覆を、大気雰囲気下で、３６０℃の温度に設定したホットプレートで３０分間焼成した。実施例５で調製した希釈ＰＦＰＥシラン溶液の層を、硬化させたＨＳＱ表面に対し噴霧コーティングにより施した。次に、得られたＰＦＰＥシラン被覆したＨＳＱ膜を、１２５℃に設定した炉で１時間焼成した。得られる被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥ被覆）は、６％の反射率及び９３％の透過率を示した。得られる被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥシラン被覆）の最表面の水接触角（ＷＣＡ）は１１６ｏであった。この水接触角は、鋼綿による２０００サイクルの摩耗（１０Ｎの荷重で１ｃｍ×１ｃｍ摩耗）後には１１０°に減少していた。
【０１４５】
実施例８−多孔性ＨＳＱ膜＋ＰＦＰＥシラン被覆。１．１ｇの水素シルセスキオキサンと、０．２２２ｇのテトラデカン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）と、１０ｇのオクタメチルトリシロキサン［Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）より市販］とを１時間混合して、水素シルセスキオキサン・ポロゲン溶液を調製した。この溶液を、反射率約８％のガラス基材上に２６００ｒｐｍの速度で３０秒間スピンコーティングして、透明被覆を調製した。次に、被覆を、２８．０〜３０．０重量％水酸化アンモニウム溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）からの蒸気に６０分間曝露した後、大気雰囲気下で、３６０℃の温度に設定したホットプレートで、３０分間焼成した。実施例５で調製したポリフルオロポリエーテルシラン希釈溶液の層を、硬化させたＨＳＱ表面に対し噴霧コーティングにより施した。次に、得られたＰＦＰＥシラン被覆したＨＳＱ膜を、１２５℃に設定した炉で１時間焼成した。得られる被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥ被覆）は、６％の反射率及び９３％の透過率を示した。得られる被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥ被覆）の最表面の水接触角（ＷＣＡ）は１１６ｏであった。この水接触角は、鋼綿による２０００サイクルの摩耗（１０Ｎの荷重で１ｃｍ×１ｃｍ摩耗）後には１１２°に減少していた。得られた被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥシラン被覆）の摩擦係数（ＣｏＦ）は０．０７６であった。
【０１４６】
実施例９−多孔性ＨＳＱ膜＋ＰＦＰＥシラン被覆。１．１ｇの水素シルセスキオキサンと、０．４４ｇのテトラデカン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）と、１０ｇのオクタメチルトリシロキサン［Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）より市販］とを１時間混合して、水素シルセスキオキサン・ポロゲン溶液を調製した。この溶液を、反射率約８％のガラス基材上に２６００ｒｐｍの速度で３０秒間スピンコーティングして、透明被覆を調製した。次に、この被覆を、２８．０〜３０．０重量％の水酸化アンモニウム溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の蒸気に６０分間曝露した。次に、この被覆を、大気雰囲気下で、３６０℃の温度に設定したホットプレートで３０分焼成した。実施例５で調製したポリフルオロポリエーテルシラン希釈溶液の層を、硬化させたＨＳＱ表面に対し噴霧コーティングにより施した。次に、得られたＰＦＰＥシラン被覆したＨＳＱ膜を、１２５℃に設定した炉で１時間焼成した。得られる被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥシラン被覆）は、５．５％の反射率及び９３．７％の透過率を示した。得られる被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥシラン被覆）の最表面の水接触角（ＷＣＡ）は１１７ｏであった。この水接触角は、鋼綿による２０００サイクルの摩耗（１０Ｎの荷重で１ｃｍ×１ｃｍ摩耗）後には９９°に減少していた。
【０１４７】
実施例１０−多孔性ＨＳＱ膜＋ＰＦＰＥシラン被覆。１．１１ｇの水素シルセスキオキサンと、０．０９９８ｇのテトラデカン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）と、１０ｇのオクタメチルトリシロキサン［Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）より市販］とを１時間混合して、水素シルセスキオキサン・ポロゲン溶液を調製した。この溶液を、反射率約８％のガラス基材上に２６００ｒｐｍの速度で３０秒間スピンコーティングして、透明被覆を調製した。この被覆を、２８．０〜３０．０重量％の水酸化アンモニウム溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の蒸気に６０分間曝露した。次に、この被覆を、大気雰囲気下で、３６０℃の温度に設定したホットプレートで３０分焼成した。実施例５で調製したポリフルオロポリエーテルシラン希釈溶液の層を、硬化させたＨＳＱ表面に対し噴霧コーティングにより施した。次に、得られたＰＦＰＥシラン被覆したＨＳＱ膜を、１２５℃に設定した炉で１時間焼成した。得られる被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥシラン被覆）は、５％の反射率及び９５％の透過率を示した。
【０１４８】
実施例１１−多孔性ＨＳＱ膜＋ＰＦＰＥシラン被覆。実施例９の水素シルセスキオキサン溶液を、２６００ｒｐｍの速度で３０秒間にわたって、反射率約８％のガラス基材上にスピンコーティングした。次に、この被覆を、２８．０〜３０．０重量％の水酸化アンモニウム溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の蒸気に６０分間曝露した。次に、この被覆を、大気雰囲気下で、３６０℃の温度に設定したホットプレートで３０分焼成した。実施例８の水素シルセスキオキサン溶液を用い、第１の層上に、第２の水素シルセスキオキサン層を２６００ｒｐｍのスピンコーティングで３０秒間被覆した。次に、この被覆を、２８．０〜３０．０重量％の水酸化アンモニウム溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の蒸気に６０分間曝露した。次に、この被覆を、大気雰囲気下で、３６０℃の温度に設定したホットプレートで３０分焼成した。実施例５で調製したポリフルオロポリエーテルシラン希釈溶液の層を、硬化させたＨＳＱ表面に対し噴霧コーティングにより施した。次に、得られたＰＦＰＥシラン被覆したＨＳＱ膜を、１２５℃に設定した炉で１時間焼成した。得られる被覆層（多孔性ＨＳＱ膜及びＰＦＰＥシラン被覆）は、５％の反射率を示し、透過率は９４．７％である。被覆の最表面の水接触角（ＷＣＡ）は１１７ｏであった。この水接触角は、鋼綿による２０００サイクルの摩耗（１０Ｎの荷重で１ｃｍ×１ｃｍ摩耗）後には９９°に減少していた。
【０１４９】
実施例１２−多孔性ＨＳＱ膜。８．６重量パーセントの水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）・オクタメチルトリシロキサン［Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）より市販］溶液２８ｇに、２ｇのテトラデカン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を加えて、ポロゲンを含有している水素シルセスキオキサン溶液を調製した。この溶液を、５００ｒｐｍの速度で１０秒間、続いて３０００ｒｐｍの速度で３０秒間、ガラス基材上にスピンコーティングした。次に、この被覆を２重量％Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）・水溶液に１時間浸漬した後、２５０℃のホットプレートで１時間焼成した。被覆（多孔性ＨＳＱ膜）及びガラス基材を合わせた場合の透過率は９５．１３％だったのに対し、被覆していないガラス基材の透過率は９１．７４％であった。被覆（多孔性ＨＳＱ膜）の水接触角は２５°であった。
【０１５０】
実施例１３−多孔性ＨＳＱ膜。研磨したケイ素ウエハ基材に対し、実施例１２において調製したとおりの水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）・ポロゲン溶液を５００ｒｐｍの速度で１０秒間、続いて３０００ｒｐｍの速度で３０秒間スピンコーティングした。次に、この被覆を２重量％Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）水溶液に１時間浸漬した後、２５０℃のホットプレートで１時間焼成した。硬化させた水素シルセスキオキサン被覆（多孔性ＨＳＱ膜）の屈折率は６３２ｎｍで１．３１であった。
【０１５１】
実施例１４−多孔性ＨＳＱ膜＋アルコキシシランＰＦＰＥハイブリッドポリマー被覆。活性成分が０．２重量パーセントになるようエトキシ−ノナフルオロブタンに希釈した、アルコキシシラン官能性ペルフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）ハイブリッドポリマー被覆［Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から市販］の層を、実施例１２において調製し硬化させた多孔性ＨＳＱ表面に対し、スプレー被覆により施した。被覆したＨＳＱ膜は、１２５℃に設定し、水を入れたパンを置いた炉内に、１時間配置した。得られた被覆及びガラス基材を合わせた場合の透過率は９４．４％だったのに対し、被覆していないガラス基材の透過率は９１．７４％であった。得られる被覆（多孔性ＨＳＱ膜及びアルコキシシランＰＦＰＥハイブリッドポリマー）は、１０５°の水接触角を示した。この水接触角は、クロスによる１００サイクルの摩耗（荷重５Ｎで１ｃｍ×１ｃｍ）後には１０３°へとわずかに減少した。
【０１５２】
本開示は、例示的な方法で記述されており、使用された用語は限定よりもむしろ説明的な言葉の性質を持つことを意図している。上記の教示に照らして、当然のことながら、本開示の多くの変更形態及び変形形態が可能である。添付の特許請求の範囲内で、本開示は、具体的に記載されたものとは別の方法で実施することも可能である。
【図１】
2017518521.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月12日(2016.10.12)
【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】
基材と、
前記基材に直接接触させて前記基材上に配置されており、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有しており、かつ、０超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する、反射防止層と、を含み、前記反射防止層の最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する、光学素子。
【請求項２】
前記反射防止層が、
前記基材に直接接触させて前記基材上に配置されており、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有しており、かつ、０超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する、シリコン系樹脂の酸化硬化生成物を含む、第１の層と、
前記第１の層と直接接触させて、前記第１の層上に配置された最表面層とを含み、前記第１の層が前記基材と前記最表面層との間にある、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記反射防止層を透過する可視スペクトルにおける光線透過率が、８５％超１００％までであり、あるいは前記反射防止層のヘイズ値が０％から１５％未満であり、あるいは前記反射防止層を透過する可視スペクトルにおける光線透過率が８５％超１００％までであり、かつ、前記反射防止層のヘイズ値が０％から１５％未満である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第１の層の厚みが５０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲である、請求項２に記載の光学素子。
【請求項５】
前記シリコン系樹脂が、６００〜１５００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有しており、かつ、分子当たり少なくとも２つのケイ素結合水素基を有し、あるいは前記シリコン系樹脂が、シルセスキオキサン樹脂、ポリシルセスキオキサン樹脂、シラザン樹脂、又はポリシラザン樹脂であり、あるいは前記シリコン系樹脂が６００〜１５００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有しており、かつ、分子当たり少なくとも２つのケイ素結合水素基を有し、ここで、前記シリコン系樹脂が、シルセスキオキサン樹脂、ポリシルセスキオキサン樹脂、シラザン樹脂、又はポリシラザン樹脂である、請求項２に記載の光学素子。
【請求項６】
前記シリコン系樹脂が、次式：
（Ｒ３ＳｉＯ１／２）ａ（Ｒ２ＳｉＯ２／２）ｂ（ＲＳｉＯ３／２）ｃ（ＳｉＯ４／２）ｄ
を有するシルセスキオキサン樹脂であり、式中、各Ｒは、独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基、並びにハロゲン、窒素、酸素、硫黄又はシリコン原子で置換されたアルキル基、アルケニル基、及びアリール基からなる群から選択され、但し、平均して少なくとも２つのＲ基は水素であり、
式中、ａ、ｂ、ｃ、及びｄはモル分率であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１であり、ｃ＋ｄはゼロ超である、請求項２に記載の光学素子。
【請求項７】
前記反射防止層の最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有し、あるいは前記反射防止層の前記最表面が、クロスによる１００サイクルの摩耗後にＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有し、あるいは前記反射防止層の前記最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有し、ここで、前記反射防止層の前記最表面が、クロスによる１００サイクルの摩耗後にＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに、７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する、請求項１に記載の光学素子。
【請求項８】
前記反射防止層の前記最表面が、２０℃にて４０ｍＮ／ｍ未満であると測定される表面エネルギーを有し、あるいは前記反射防止層の前記最表面が、２０℃にて測定されたときに３０ｍＮ／ｍ未満の表面エネルギーを有し、あるいは前記反射防止層の前記最表面が、２０℃にて測定されたときに２５ｍＮ／ｍ未満の表面エネルギーを有する、請求項１に記載の光学素子。
【請求項９】
前記最表面層が、一般式（Ａ）：
Ｙ−Ｚａ−［（ＯＣ３Ｆ６）ｂ−（ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２）ｃ−（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ｄ−（ＯＣ２Ｆ４）ｅ−（ＣＦ（ＣＦ３））ｆ−（ＯＣＦ２）ｇ］−（ＣＨ２）ｈ−Ｘ’−（ＣｎＨ２ｎ）−（（ＳｉＲ１２−Ｏ）ｍ−ＳｉＲ１２）ｉ−（ＣｊＨ２ｊ）−Ｓｉ−（Ｘ”）３−ｚ（Ｒ２）ｚに従うポリフルオロポリエーテルシランを含み、
式中、Ｚが、独立して、−（ＣＦ２）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）−、−（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）−、−（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２）−、−（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））−、及び−（ＣＦ（ＣＦ３））−から選択され、ａは、１〜２００の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは、それぞれ独立して０〜２００から選択された整数であり、ｈ、ｎ、及びｊは、それぞれ独立して０〜２０から選択された整数であり、ｉ及びｍは、それぞれ独立して０〜５から選択された整数であり、Ｘ’は二価の有機基又はＯであり、Ｒ１は、独立して選択された、Ｃ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、ｚは独立して選択された０〜２の整数であり、Ｘ”は独立して選択された加水分解可能な基であり、Ｒ２は、独立して選択され、脂肪族不飽和を含まないＣ１〜Ｃ２２ヒドロカルビル基であり、並びにＹは、Ｈ、Ｆ、及び（Ｒ２）ｚ（Ｘ”）３−ｚＳｉ−（ＣｊＨ２ｊ）−（（ＳｉＲ１２−Ｏ）ｍ−ＳｉＲ１２）ｉ−（ＣｎＨ２ｎ）−Ｘ’−（ＣＨ２）ｈ−から選択され、式中、Ｘ”、Ｘ’、ｚ、Ｒ１、Ｒ２、ｊ、ｍ、ｉ、ｎ、及びｈは上記のとおりのものであり、
但し、下付き文字ｉがゼロであるとき、下付き文字ｊもゼロであり、下付き文字ｉが、１〜５から選択された整数であるとき、下付き文字ｊは、１〜２０から選択された整数であり、かつｍは１〜５から選択された整数である、請求項２〜８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記最表面層が、シリコン含有材料を含む、請求項２〜８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記最表面層が、前記第１の層に共有結合される、請求項２〜８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学素子を有する、光起電装置、窓、又はタッチスクリーンパネル。
【請求項１３】
基材と、前記基材に直接接触させて前記基材上に配置されており、１超１．４１未満の範囲の屈折率を有しており、かつ、０超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する、反射防止層と、を含み、前記反射防止層の最表面が、ＡＳＴＭ５９４６−０４を用い測定されたときに７０°以上１２０°以下の範囲の水接触角を有する、光学素子の製造方法であって、
前記基材に対しシリコン系樹脂を塗布する工程（Ｉ）、
前記基材上の前記シリコン系樹脂を酸化硬化し、前記基材に直接接触させて前記基材上に配置されており、０ｎｍ超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する第１の層を形成する工程（ＩＩ）、及び
最表面層を前記第１の層と直接接触させて、前記第１の層上に配置し、前記第１の層が前記基材と前記最表面層との間にあるようにする工程（ＩＩＩ）、を含む方法。
【請求項１４】
前記工程（ＩＩ）が、前記基材上の前記シリコン系樹脂を酸化硬化し、かつ、熱処理して、前記基材に直接接触させて前記基材上に配置されており、０ｎｍ超３００ｎｍ未満の範囲の細孔径を有する第１の層を形成することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記シリコン系樹脂がポロゲンを更に含み、前記ポロゲンが前記工程（ＩＩＩ）の前に前記シリコン系樹脂から除去される、請求項１３又は１４に記載の方法。
【国際調査報告】
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