JPH04355402A - 反射防止膜を有する光学部材 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は反射防止膜を有する光学
部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂からなる光学部材の表面反射特
性を改善するために、合成樹脂の表面上に反射防止膜を
施すことは良く知られている。この反射防止膜を有する
光学部材として、例えば特開昭５６−１１６００３号公
報（以下、「公報１」という）には、基板をＣＲ−３９
（ジエチレングリコールビスアリルカーボネート）樹脂
とし、ＣＲー３９樹脂上に、基板側から順にＳｉＯ２　
からなり膜厚が１．５λの下地層と、ＺｒＯ２　層とＳ
ｉＯ２　層とによって構成される２層等価膜からなり合
計膜厚が約０．２５λの第１の低屈折率層と、ＺｒＯ２
　からなり膜厚が約０．５０λの高屈折率層と、ＳｉＯ
２　からなり膜厚が約０．２５λの第２の低屈折率層と
を有する反射防止膜を設けた光学部材が開示されている
。しかしながら、公報１に開示されている光学部材は、
ガラス基板のように蒸着時の基板温度を高くして反射防
止膜を成膜することができないため、例えばＺｒＯ２　
からなる層は耐熱温度が不充分となり、また経時的に耐
熱温度が大きく低下してしまう。したがって反射防止膜
全体の耐熱温度が実用上不充分となり、更に経時的な耐
熱温度の低下が大きくなり、例えば眼鏡レンズとして用
いるには実用上不充分である問題を有している。この問
題を解決するために、例えば特開平２−２９１５０２号
公報（以下、「公報２」という）には、高屈折率層に、
Ｔａ２　Ｏ５　、ＺｒＯ２　及びＹ２　Ｏ３　を含む蒸
着膜を用いた反射防止膜を有する光学部材が開示されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】公報２に開示されてい
る光学部材は、前述した公報１に開示されている光学部
材よりも初期の耐熱温度の面では改善されているが、反
射防止膜において経時的に耐熱温度が低下する程度が大
きいという問題を有する。この問題は例えば、以下に記
す不具合が生じる。プラスチック製眼鏡フレームにプラ
スチックレンズを枠入れする際にはプラスチック製眼鏡
フレームのリム部を加熱変形してプラスチックレンズを
入れている。前記眼鏡フレームのリム部を加熱して枠入
れする際、眼鏡フレームのリム部とプラスチックレンズ
が接触するので、プラスチックレンズも熱伝導により加
熱されやすい。したがって公報２に開示されている光学
部材を作製して４ヶ月以上経過した後にプラスチック製
眼鏡フレームに枠入れすると、前記光学部材の反射防止
膜にひび割れが生じやすい。

【０００４】本発明は上述した課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は初期の耐熱性が良好で且
つ経時的な耐熱温度の低下が小さい反射防止膜を有する
光学部材を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した目的は以下の発
明によって解決された。その第１の発明は、合成樹脂上
に反射防止膜を有する光学部材であって、前記反射防止
膜は合成樹脂側から、Ｔａ２　Ｏ５　を含む層と、Ｔａ
２　Ｏ５　と、ＳｉＯおよび／またはＳｉＯ２　を含む
層と、Ｔａ２　Ｏ５　を含む層と、を順に具備している
ことを特徴とする反射防止膜を有する光学部材である。

【０００６】第２の発明は、合成樹脂上に反射防止膜を
有する光学部材であって、前記反射防止膜は合成樹脂側
から、Ｔａ２　Ｏ５　と、ＳｉＯおよび／またはＳｉＯ
２　を含む層と、Ｔａ２　Ｏ５　を含む層と、Ｔａ２　
Ｏ５　と、ＳｉＯおよび／またはＳｉＯ２　を含む層と
、を順に具備していることを特徴とする反射防止膜を有
する光学部材である。

【０００７】まず第１の発明について説明する。第１の
発明は以下の３層を一組として順に具備していることを
特徴とする。Ｔａ２　Ｏ５　を含む層（以下、「Ａ層」
という。）Ｔａ２　Ｏ５　と、ＳｉＯおよび／またはＳ
ｉＯ２　を含む層（以下、「Ｂ層」という。）Ｔａ２　
Ｏ５　を含む層（以下、「Ｃ層」という。）

【０００８】上述した３層は合成樹脂側よりＡ層、Ｂ層
、Ｃ層の順で積層されている。その理由は、以下に記す
通りである。Ｂ層は基板の蒸着加熱温度を７０〜８５℃
と低い温度にして形成した場合でも耐熱性に優れた層を
形成できる。またＡ層、Ｃ層は、耐候性、耐酸性が良好
で且つ、経時的な耐熱温度の低下が小さい特性を有して
いる。発明者は、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層の順で積層した場合
、Ａ層、Ｃ層により挟まれたＢ層は経時的な耐熱温度の
低下を防止し、更に、このＢ層に接するＡ層、Ｃ層は耐
熱温度をより向上させることが可能となるといった補完
効果が生ずることを見い出した。

【０００９】Ｂ層の組成限定の理由は、Ｔａ２　Ｏ５　
にＳｉＯ、ＳｉＯ２　を含有させることにより耐熱性及
び耐擦傷性を向上させることができるためである。Ｓｉ
Ｏ、ＳｉＯ２　は所望の膜厚、屈折率に調節するために
、少なくとも一方を適宜用いる。好ましい混合割合はＴ
ａ２　Ｏ５　１モルに対して、ＳｉＯが０．０５〜１モ
ル、ＳｉＯ２　が０．０５〜１モルである。

【００１０】Ａ、Ｃ層を形成する際、ＺｒＯ２　、Ｔｉ
Ｏ２　、Ｙ２　Ｏ３　、ＳｉＯ２　などの金属酸化物を
Ｔａ２　Ｏ５　に混合することができる。その割合はＴ
ａ２　Ｏ５　１モルに対して、前記金属酸化物が０．０
５モルから５モルの範囲が好ましい。

【００１１】同様にＢ層を形成する際、ＺｒＯ２　、Ｔ
ｉＯ２　などの金属酸化物をＢ層の必須成分に混合する
ことができる。その割合はＢ層の必須成分１モルに対し
て、前記金属酸化物が、０．０５モルから１モルの範囲
が好ましい。

【００１２】Ａ〜Ｃ層の好ましい膜厚の範囲は以下の通
りである。（λ＝５００ｎｍ）である。）０．０１λ≦
Ａ層≦０．２０λ ０．０１λ≦Ｂ層≦０．２３λ ０．０１λ≦Ｃ層≦０．２０λ

【００１３】その理由は、本発明の反射防止膜の耐熱性
はＢ層の膜厚に依存しており、Ｂ層の膜厚が０．０１λ
より小さい場合ではその効果が減少し、また膜厚が０．
２３λより大きい場合では経時的な耐熱温度の低下防止
効果が少なくなりやすいためである。Ａ層及びＣ層につ
いては、膜厚０．０１λより小さい場合では経時的な耐
熱温度の低下防止効果が小さくなりやすく、また膜厚が
０．２０λより大きい場合ではＡ層及びＣ層の物質であ
るＴａ２　Ｏ５　の特性が強く現われ、Ｂ層の必須成分
による補完効果、つまり充分な耐熱性を有した反射防止
膜を得ることができにくくなるためである。

【００１４】Ａ〜Ｃ層を一組として形成する位置は特に
限定されない。低屈折率層または高屈折率層のうち、一
方の一部分にＡ〜Ｃ層を形成してもよいし、また低屈折
率層と高屈折率層との間に股がって形成してもよい。ま
たＡ〜Ｃ層からなる一組の層を２組以上形成してもよい
。

【００１５】本発明における反射防止膜の膜構成は、λ
／４−λ／４の２層膜、λ／４−λ／４−λ／４あるい
はλ／４−λ／２−λ／４の３層膜などが挙げられるが
、４層以上の多層膜であってもよい。

【００１６】本発明の光学部材に用いる合成樹脂として
は、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリ
レートと１種以上の他のモノマーとをモノマー成分とす
る共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ート単独重合体、ジエチレングリコールビスアリルカー
ボネートと１種以上の他のモノマーとをモノマー成分と
する共重合体、イオウ含有共重合体、ハロゲン含有共重
合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニ
ル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート
、ポリウレタンなどが挙げられる。

【００１７】合成樹脂の上に反射防止膜を設ける場合に
は、合成樹脂表面に有機ケイ素重合体を含むハードコー
ト層をディッピング法、スピンコート法等の塗布法によ
り成膜し、このハードコート層上に反射防止膜を設ける
ことが好ましい。また、合成樹脂と反射防止膜との密着
性、耐擦傷性等の向上を図るうえで、合成樹脂と反射防
止膜との間、あるいは合成樹脂表面に成膜したハードコ
ート層と反射防止膜との間に下地層を介在させることが
好ましく、このような下地層としては、例えばケイ素酸
化物等の蒸着膜を使用することができる。

【００１８】なお、本発明の反射防止膜を成膜するにあ
たっては、真空蒸着法の他、同様の焼結体をターゲット
材料とするスパッタリング法や、イオンプレーティング
法等の方法を用いることもできる。

【００１９】次に第２の発明について説明する。但し、
ここでは第１の発明で記載した重複部分については、そ
の説明を省略する。第２の発明は以下の３層を順に具備
していることを特徴とする。Ｔａ２　Ｏ５　と、ＳｉＯ
および／またはＳｉＯ２　を含む層（以下、「Ｄ層」と
いう。）Ｔａ２　Ｏ５　を含む層（以下、「Ｅ層」とい
う。）Ｔａ２　Ｏ５　と、ＳｉＯおよび／またはＳｉＯ
２　を含む層（以下、「Ｆ層」という。）上述した３層
は合成樹脂側よりＤ層、Ｅ層、Ｆ層の順で積層されてい
る。その理由は、前記第１の発明で記載した補完効果を
もたせ、更にＤ層、Ｆ層によって前記第１の発明の光学
部材と比べ更に耐熱性を向上させる為である。

【００２０】Ｄ、Ｆ層を形成する際、ＺｒＯ２　、Ｔｉ
Ｏ２　などの金属酸化物をＢ層の必須成分に混合するこ
とができる。その割合は、Ｂ層の必須成分１モルに対し
て、前記金属酸化物が０．０５モルから１モルの範囲が
好ましい。

【００２１】同様にＥ層を形成する際、ＺｒＯ２　、Ｔ
ｉＯ２　、Ｙ２　Ｏ３　、ＳｉＯ２　などの金属酸化物
をＴａ２　Ｏ５　に混合することができる。その割合は
、Ｔａ２　Ｏ５　１モルに対して、前記金属酸化物が０
．０５モルから５モルの範囲が好ましい。

【００２２】Ｄ〜Ｆ層の好ましい膜厚の範囲は以下の通
りである。（λ＝５００ｎｍである。）０．０１λ≦Ｄ
層≦０．２３λ ０．０１λ≦Ｅ層≦０．２０λ ０．０１λ≦Ｆ層≦０．２３λその理由は、上述したＡ
〜Ｃ層を形成した理由と同じであるので省略する。

【００２３】また、Ｄ〜Ｆ層を形成する位置は、前述し
たＡ〜Ｃ層を形成する位置と同じなので省略する。

【００２４】前述した第１及び第２の発明によれば、合
成樹脂のように蒸着時の基板温度を７０〜８５℃と低い
温度で成膜しなくてはならない場合でも前述した補完効
果が生ずることにより耐熱性が良好で、経時的に耐熱温
度が低下しにくい反射防止膜を有する光学部材を得るこ
とができる。

【００２５】本発明の反射防止膜を有する光学部材は、
眼鏡レンズのほか、カメラ用レンズ、自動車の窓ガラス
、ワードプロセッサーのディスプレイに付設する光学フ
ィルターなどに使用することが可能である。

【００２６】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００２７】なお実施例及び比較例で得られた反射防止
膜を有する光学部材は、以下に示す試験方法により、諸
物性を測定した。

【００２８】（ａ）耐擦傷性試験＃００００のスチール
ウールにより表面を往復回数で１０回こすって耐擦傷性
を次のように判定した。 Ａ：わずかに傷がつく Ｂ：多く傷がつく Ｃ：膜のはがれが生じる

【００２９】（ｂ）密着性試験 ＪＩＳ−Ｚ−１５２２に従いゴバン目を１０×１０個作
りセロファン粘着テープにより剥離試験を３回行い、残
ったゴバン目の数を数えた。

【００３０】（ｃ）視感反射率（片面）日立製作所製Ｕ
３４１０型自記分光光度計を用い、視感反射率を求めた
。 （ｄ）耐熱性試験 蒸着膜形成直後の反射防止膜を有する光学部材をオーブ
ンに１時間入れて加熱し、クラックの発生の有無を調べ
た。加熱温度は、５０℃より始め、５℃づつ上げて、ク
ラックが発生する温度を調べた。

【００３１】（ｅ）経時的な耐熱性試験蒸着膜形成直後
の反射防止膜を有する光学部材を４ヶ月間屋外暴露を行
ない、その後、前記した耐熱性試験と同じ方法により評
価を行なった。

【００３２】（ｆ）耐酸性試験 ２０℃、１０％塩酸水溶液に１時間浸漬した後、耐酸性
を次のように判定した。○：浸漬前と変化せず。×：反
射防止膜にはがれが生じる。

【００３３】

【実施例】実施例１ まず反射防止膜を設ける合成樹脂として、ジエチレング
リコールビスアリルカーボネートを主成分とし、紫外線
吸収剤として２−ヒドロキシ−４−ｎ−オプトキシベン
ゾフェノンを、前者／後者の重量比が９９．９７／０．
０３となるように含有する、屈折率が１．４９９のプラ
スチックレンズを用意した。

【００３４】（ｉ）ハードコート層（ｎｄ１．５０）の
形成 前記プラスチックレンズを、８０モル％のコロイダルシ
リカと２０モル％のγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランを含有するコーティング液に浸漬硬化してハ
ードコート層を設けた。

【００３５】（ｉｉ）反射防止膜の形成前記ハードコー
ト層を有するプラスチックレンズを８０℃に加熱し、前
記ハードコート層の上に真空蒸着法（真空度２×１０−
５Ｔｏｒｒ）によりＳｉＯ２　からなる下地層［屈折率
１．４６、膜厚０．６λ（λは５００ｎｍである）］を
形成した。次に下地層の上にＴａ２　Ｏ５　層（屈折率
２．０５、膜厚０．０４λ）とＴａ２　Ｏ５　、ＳｉＯ
、ＳｉＯ２　の混合層（屈折率１．６１、膜厚０．１８
λ）よりなる第１の低屈折率層［屈折率１．６９、膜厚
０．２２λ］を形成した。次にこの第１の低屈折率層の
上にＴａ２　Ｏ５　層（膜厚０．０５λ）とＴａ２　Ｏ
５　、ＳｉＯ、ＳｉＯ２　の混合層（屈折率１．６１、
膜厚０．０５λ）とＴａ２　Ｏ５　層（膜厚０．１５λ
）よりなる高屈折率層［屈折率１．９６、膜厚０．２５
λ］を形成した。次に前記高屈折率層の上にＳｉＯ２　
からなる第２の低屈折率層［屈折率１．４６、膜厚０．
２５λ］を形成して、反射防止膜付きプラスチックレン
ズを得た。尚、前記第１の低屈折率層から第２の低屈折
率層は前記下地層を形成した同様の真空蒸着法により形
成した。

【００３６】本実施例は前記第１の発明、つまり前述し
たＡ層、Ｂ層、Ｃ層を一組とする層を連続的に二組形成
したものである。

【００３７】得られた反射防止膜付きプラスチックレン
ズの試験結果を表６に示す。実施例１で得られた反射防
止膜付きプラスチックレンズは耐擦傷性、密着性、耐酸
性が良好なだけでなく、初期のクラック発生温度が１０
５℃、４ヶ月後のクラック発生温度が８０℃と初期の耐
熱性が良好で、更に経時的な耐熱温度の低下が小さいも
のであった。

【００３８】実施例２ 合成樹脂としてジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネート３０重量部、ベンジルメタクリレート２０重量部
、ジアリルイソフタート４５重量部及びメチルメタクリ
レート５重量部を出発原料とする屈折率が１．５４９の
プラスチックレンズを用いた。

【００３９】（ｉ）ハードコート層（ｎｄ１．５６）の
形成 前記プラスチックレンズを５０モル％の五酸化アンチモ
ンゾルと５０モル％のγ−グリシドキルプロピルトリメ
トキシシランとを含有するコーティング液に浸漬してハ
ードコート層を設けた。

【００４０】更に実施例１と同様な方法で、表１に示す
膜構成を有する反射防止膜付きプラスチックレンズを得
た。実施例２で得られた反射防止膜付きプラスチックレ
ンズも表６に示すように実施例１の光学部材同様耐熱性
に優れ、経時的な耐熱温度の低下の小さいものであった
。

【００４１】実施例３〜１８ 表１から表５に示したプラスチックレンズ基板を用い、
第１の低屈折率層、高屈折率層、第２の低屈折率層を表
１から表５に示したような膜構成にした以外は実施例１
、２と同様にして反射防止膜付きプラスチックレンズを
得た。得られた反射防止膜付きプラスチックレンズは、
表６から表１０に示すように耐擦傷性、密着性は実施例
１、２と同様なものが得られ、更に耐熱性、経時的な耐
熱温度の低下も実施例１、２のものと同様で優れたもの
であった。

【００４２】比較例１〜２ 比較例として特開平２−２９１５０２号公報に開示され
ている反射防止膜付きプラスチックレンズの例を挙げる
。第１の低屈折率層、高屈折率層、第２の低屈折率層を
表５に示したような膜構成にした以外は実施例１、２と
同様にして反射防止膜付きプラスチックレンズを得た。 得られた反射防止膜付きプラスチックレンズは、表１０
に示すように耐擦傷性、密着性、耐熱性、耐酸性は実施
例１、２と同様なものが得られたが、４ヶ月屋外暴露し
た後のクラック発生温度が５５℃と、経時的な耐熱温度
の低下が実施例のレンズと比べ大きいものであった。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】

【表４】

【００４７】

【表５】

【００４８】

【表６】

【００４９】

【表７】

【００５０】

【表８】

【００５１】

【表９】

【００５２】

【表１０】

【００５３】

【発明の効果】本発明の反射防止膜を有する光学部材は
、耐擦傷性、密着性、耐酸性、耐熱性が良好なばかりで
なく、経時的な耐熱温度の低下が小さい。したがって、
本発明の光学部材は例えば、作製して長時間保存する可
能性のある眼鏡レンズに特に好適に用いることができる
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　合成樹脂上に反射防止膜を有する光学
   部材であって、前記反射防止膜は合成樹脂側から、Ｔａ
   ２　Ｏ５　を含む層と、Ｔａ２　Ｏ５　と、ＳｉＯおよ
   び／またはＳｉＯ２　を含む層と、Ｔａ２　Ｏ５　を含
   む層と、を順に具備していることを特徴とする反射防止
   膜を有する光学部材。
2. 【請求項２】　　合成樹脂上に反射防止膜を有する光学
   部材であって、前記反射防止膜は合成樹脂側から、Ｔａ
   ２　Ｏ５　と、ＳｉＯおよび／またはＳｉＯ２　を含む
   層と、Ｔａ２　Ｏ５　を含む層と、Ｔａ２　Ｏ５　と、
   ＳｉＯおよび／またはＳｉＯ２　を含む層と、を順に具
   備していることを特徴する反射防止膜を有する光学部材
   。
3. 【請求項３】　　請求項１または２記載の光学部材にお
   いて、前記合成樹脂と前記反射防止膜との間に有機ケイ
   素化合物を含むハードコート層を介在させたことを特徴
   とする反射防止膜を有する光学部材。
4. 【請求項４】　　請求項１〜３記載の光学部材において
   、前記光学部材は眼鏡用レンズであることを特徴とする
   光学部材。