JP2010140008A - Optical article and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】帯電防止性、反射防止性および耐薬品性に優れる透明な光学物品およびその製造方法を提供する。
【解決手段】眼鏡レンズ100は、レンズ基材110と、このレンズ基材110の表面に設けられたハードコート層120と、このハードコート層120の上に設けられた反射防止膜130とを備えて構成されている。反射防止膜130は、可視光領域の屈折率が1.3〜1.5である低屈折率層131,133,135,138と、屈折率が1.8〜2.60である高屈折率層132,134,136と、アモルファスシリコン層137とから構成される。
【選択図】図1A transparent optical article excellent in antistatic property, antireflection property and chemical resistance and a method for producing the same are provided.
An eyeglass lens includes a lens substrate, a hard coat layer provided on the surface of the lens substrate, and an antireflection film provided on the hard coat layer. Configured. The antireflection film 130 includes a low refractive index layer 131, 133, 135, 138 having a refractive index in the visible light region of 1.3 to 1.5, and a high refractive index having a refractive index of 1.8 to 2.60. The layers 132, 134, and 136 and the amorphous silicon layer 137 are formed.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、帯電防止性を備えた反射防止膜を有する光学物品およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical article having an antireflection film having antistatic properties and a method for producing the same.
従来、眼鏡レンズ等の光学物品には、ゴーストおよびちらつきを防止するためにレンズ基材の表面に反射防止膜が設けられている。反射防止膜はハードコート層が積層されたレンズ基材の表面に異なる屈折率を持つ物質を交互に積層してなるいわゆる多層反射防止膜として形成される。
また、さらに帯電防止性を付与するために、反射防止膜の一部に導電層を含ませたレンズが提案されている(例えば、特許文献1、2)。このような導電層としては、特にインジウムスズ酸化物(ITO)層が好ましく用いられる。
Conventionally, an optical article such as a spectacle lens has been provided with an antireflection film on the surface of a lens base material in order to prevent ghost and flicker. The antireflection film is formed as a so-called multilayer antireflection film formed by alternately laminating substances having different refractive indexes on the surface of the lens substrate on which the hard coat layer is laminated.
In order to further impart antistatic properties, lenses in which a conductive layer is included in a part of the antireflection film have been proposed (for example,
しかしながら、インジウムスズ酸化物(ITO)層は、透明性と導電性には優れているものの、酸やアルカリなどの薬品により侵されやすいという問題がある。例えば、人の汗は塩分を含んだ酸であり、この汗により、ITO層が侵食されることもある。 However, although the indium tin oxide (ITO) layer is excellent in transparency and conductivity, there is a problem that it is easily attacked by chemicals such as acid and alkali. For example, human sweat is a salty acid, which may erode the ITO layer.
そこで、本発明の目的は、帯電防止性、反射防止性および耐薬品性に優れる透明な光学物品およびその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a transparent optical article excellent in antistatic property, antireflection property and chemical resistance and a method for producing the same.
本発明の光学物品は、透明な基材の表面に低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されてなる反射防止膜を備えた光学物品であって、前記反射防止膜には、アモルファスシリコン層が含まれていることを特徴とする。
本発明の光学物品によれば、反射防止膜には、導電性を有するアモルファスシリコン層が含まれているので、帯電防止効果を発揮できる。さらに、反射防止膜に含まれるアモルファスシリコン層は、反射防止膜の透明性や反射防止性を阻害することも少ない。そして、アモルファスシリコン層は、酸やアルカリのような浸食性物質に対する耐久性に優れている。
従って、本発明によれば、帯電防止性、反射防止性および耐薬品性に優れる光学物品を提供できる。なお、低屈折率層がSiO2層である場合には、アモルファスシリコン層の主成分が同じSiであることより不純物とならず、また層間密着性にも優れる。さらに、アモルファスシリコン層が経時変化により酸化物となっても、導電性の低下はあるもののSiO2層になるだけであり、光学的、品質的に問題を生じない。
The optical article of the present invention is an optical article comprising an antireflection film in which a low refractive index layer and a high refractive index layer are alternately laminated on the surface of a transparent substrate, and the antireflection film includes: An amorphous silicon layer is included.
According to the optical article of the present invention, since the antireflection film includes an amorphous silicon layer having conductivity, an antistatic effect can be exhibited. Furthermore, the amorphous silicon layer contained in the antireflection film hardly inhibits the transparency and antireflection properties of the antireflection film. The amorphous silicon layer is excellent in durability against erodible substances such as acids and alkalis.
Therefore, according to the present invention, an optical article excellent in antistatic property, antireflection property and chemical resistance can be provided. When the low refractive index layer is a SiO 2 layer, it is not an impurity because the main component of the amorphous silicon layer is the same Si, and is excellent in interlayer adhesion. Furthermore, even if the amorphous silicon layer becomes an oxide due to a change with time, it is only an SiO 2 layer although there is a decrease in conductivity, and no problem is caused in terms of optical and quality.
本発明では、前記アモルファスシリコン層の総厚みが1nm以上10nm以下であることが好ましく、2nm以上7nm以下であることがより好ましい。ここで、アモルファスシリコン層は、1層(単層)である必要はなく、複数層であってもよい。
この発明によれば、アモルファスシリコン層の総厚みが1nm以上であるので、十分な導電性を発揮することができ、また、アモルファスシリコン層の総厚みが10nm以下であるので、反射防止効果に悪影響を与えることもない。
In the present invention, the total thickness of the amorphous silicon layer is preferably 1 nm or more and 10 nm or less, and more preferably 2 nm or more and 7 nm or less. Here, the amorphous silicon layer does not need to be a single layer (single layer), and may be a plurality of layers.
According to the present invention, since the total thickness of the amorphous silicon layer is 1 nm or more, sufficient conductivity can be exhibited, and since the total thickness of the amorphous silicon layer is 10 nm or less, the antireflection effect is adversely affected. Never give.
本発明では、シート抵抗が5×1012Ω/□以下であることが好ましく、1×1012Ω/□以下であることがより好ましく、1×1011Ω/□以下であることがさらに好ましい。
この発明によれば、光学物品のシート抵抗が5×1012Ω/□以下であるので、十分な帯電防止効果が期待できる。
In the present invention, the sheet resistance is preferably 5 × 10 12 Ω / □ or less, more preferably 1 × 10 12 Ω / □ or less, and further preferably 1 × 10 11 Ω / □ or less. .
According to this invention, since the sheet resistance of the optical article is 5 × 10 12 Ω / □ or less, a sufficient antistatic effect can be expected.
本発明では、前記基材がプラスチックまたはガラスであることが好ましい。
この発明によれば、基材がプラスチックまたはガラスであるので、透明で、反射防止性および帯電防止性に優れるとともに酸やアルカリなどの薬品に侵されにくい光学物品を提供できる。
In the present invention, the substrate is preferably plastic or glass.
According to this invention, since the base material is plastic or glass, it is possible to provide an optical article that is transparent, excellent in antireflection properties and antistatic properties, and hardly affected by chemicals such as acids and alkalis.
本発明では、該光学物品がレンズであることが好ましい。
この発明によれば、反射防止性および帯電防止性に優れるとともに酸やアルカリなどの薬品に侵されにくい各種の光学レンズを提供できる。このような光学レンズとしては、眼鏡レンズ、望遠鏡レンズ、顕微鏡用レンズ、カメラ用レンズ、あるいは光学用の窓材などが挙げられる。
In the present invention, the optical article is preferably a lens.
According to the present invention, it is possible to provide various optical lenses that have excellent antireflection properties and antistatic properties and are less susceptible to chemicals such as acids and alkalis. Examples of such optical lenses include spectacle lenses, telescope lenses, microscope lenses, camera lenses, and optical window materials.
本発明の光学物品の製造方法は、上述したいずれかの光学物品の製造方法であって、前記反射防止膜を真空蒸着にて前記基材の表面に形成することを特徴とする。
本発明の製造方法によれば、内部に含まれる導電層を含めて真空蒸着により反射防止膜を形成するので、簡易な装置と方法により上述した効果を奏する光学物品を製造できる。また、低屈折率層がSiO2層である場合は、真空蒸着機内に材料としてのSi粒を共通に用いることができるので、アモルファスシリコン層の成膜が非常に簡便である。SiO2層をSiO2粒を用いて成膜する場合であっても、材料としてのSi粒を別途用意するだけでよいので簡便である。
なお、本発明におけるアモルファスシリコン層を成膜する際、真空蒸着機内の残留ガスとして酸素、水、水素等が含まれることがある。したがって、アモルファスシリコン層は、残留ガスとの反応により若干の酸化あるいは水素を含有したアモルファスシリコンになっている場合がある。また、アモルファスシリコン層を成膜する際、チャンバー内に酸素を導入して成膜する場合がある。この際にアモルファスシリコン層表面が酸化反応することもある。また、アモルファスシリコン層はTiO2層やSiO2層などの酸化物層に挟まれていることもある。そのために多層膜界面の酸素拡散により、アモルファスシリコン層が若干酸化されることもあり得る。
このように、若干の酸化あるいは水素を含有したアモルファスシリコンになっている場合でも、本発明の効果を有し、本発明の範囲内である。
The optical article manufacturing method of the present invention is any of the optical article manufacturing methods described above, wherein the antireflection film is formed on the surface of the substrate by vacuum deposition.
According to the manufacturing method of the present invention, since the antireflection film is formed by vacuum deposition including the conductive layer contained therein, an optical article having the effects described above can be manufactured with a simple apparatus and method. Further, when the low refractive index layer is an SiO 2 layer, Si grains as a material can be commonly used in the vacuum vapor deposition machine, so that the formation of the amorphous silicon layer is very simple. Even when the SiO 2 layer is formed using SiO 2 grains, it is simple because it is only necessary to separately prepare Si grains as a material.
In addition, when depositing the amorphous silicon layer in the present invention, oxygen, water, hydrogen, or the like may be included as a residual gas in the vacuum deposition apparatus. Therefore, the amorphous silicon layer may be amorphous silicon containing some oxidation or hydrogen due to reaction with the residual gas. In addition, when forming an amorphous silicon layer, oxygen may be introduced into the chamber in some cases. At this time, the surface of the amorphous silicon layer may undergo an oxidation reaction. The amorphous silicon layer may be sandwiched between oxide layers such as a TiO 2 layer and a SiO 2 layer. Therefore, the amorphous silicon layer may be slightly oxidized due to oxygen diffusion at the multilayer film interface.
Thus, even in the case of amorphous silicon containing some oxidation or hydrogen, the effect of the present invention is obtained and is within the scope of the present invention.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、光学物品として眼鏡レンズを例示して説明するがこれに限定されるものではない。
図1は本実施形態の眼鏡レンズの断面図である。
図1において、眼鏡レンズ100は、レンズ基材110と、このレンズ基材110の表面に設けられたハードコート層120と、このハードコート層120の上に設けられた反射防止膜130とを備えて構成されている。
なお、ハードコート層120を省略してレンズ基材110の上に直接反射防止膜130を形成してもよく、さらに、耐衝撃性を向上させるためにレンズ基材110とハードコート層120との界面にプライマー層を設けてもよい。そして、反射防止膜130の上には、必要に応じて撥水層や防曇性を有する層を形成してもよい。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a spectacle lens is described as an example of an optical article, but the present invention is not limited to this.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the spectacle lens of the present embodiment.
In FIG. 1, a
The
(1.レンズ基材)
レンズ基材110としては、特に限定されないが、(メタ)アクリル樹脂をはじめとしてスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アリル樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂(CR−39)等のアリルカーボネート樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、イソシアネート化合物とジエチレングリコールなどのヒドロキシ化合物との反応で得られたウレタン樹脂、イソシアネート化合物とポリチオール化合物とを反応させたチオウレタン樹脂、分子内に1つ以上のジスルフィド結合を有する(チオ)エポキシ化合物を含有する重合性組成物を硬化して得られる透明樹脂等を例示することができる。
(1. Lens substrate)
The
(2.ハードコート層)
ハードコート層120としては、本来の機能である耐擦傷性を向上するものであればよい。例えば、ハードコート層120に使用される材料として、メラミン系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられるが、シリコーン系樹脂を用いたハードコート層が最も好ましい。例えば、金属酸化物微粒子、シラン化合物からなるコーティング組成物を塗布し硬化させてハードコート層を設ける。このコーティング組成物にはコロイダルシリカ、および多官能性エポキシ化合物等の成分が含まれていてもよい。
金属酸化物微粒子の具体例としてはSiO2、Al2O3、SnO2、Sb2O5,Ta2O5、CeO2、La2O3、Fe2O3、ZnO、WO3、ZrO2、In2O3、TiO2等の金属酸化物からなる微粒子または2種以上の金属の金属酸化物からなる複合微粒子を、分散媒たとえば水、アルコール系もしくはその他の有機溶媒にコロイド状に分散させたものがあげられる。
このようなハードコート層120を形成する方法としては、ディッピング法、スピンナー法、スプレー法、フロー法により、ハードコート層120の組成物を塗布した後、40〜200℃の温度で数時間加熱乾燥する方法が例示できる。
(2. Hard coat layer)
The
Specific examples of the metal oxide fine particles include SiO 2 , Al 2 O 3 , SnO 2 , Sb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , CeO 2 , La 2 O 3 , Fe 2 O 3 , ZnO, WO 3 and ZrO 2. Fine particles made of metal oxides such as In 2 O 3 and TiO 2 or composite fine particles made of two or more kinds of metal oxides are colloidally dispersed in a dispersion medium such as water, alcohol or other organic solvent. Can be raised.
As a method for forming such a
(3.反射防止膜)
反射防止膜130は、可視光領域(550nm)における屈折率が1.3〜1.5である低屈折率層と、屈折率が1.8〜2.60である高屈折率層とを交互に積層したものである。この反射防止膜130は、レンズ基材110側から外側に向けて順に配置された第1層131、第2層132、第3層133、第4層134、第5層135、第6層136、第7層であるアモルファスシリコン層137および第8層138から構成され、このうち、第1層131、第3層133、第5層135および第8層138が低屈折率層であり、第2層132、第4層134および第6層136が高屈折率層である。
(3. Antireflection film)
The
反射防止膜130の低屈折率層および高屈折率層である第1層131、第2層132、第3層133、第4層134、第5層135、第6層136および第8層138に使用される無機物の例としては、SiO2、ZrO2、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti2O5、Al2O3、TaO2、Ta2O5、NbO、Nb2O3、NbO2、Nb2O5、CeO2、Y2O3、SnO2、MgF2、WO3、HfO2、あるいはこれらの混合物などが挙げられる。これらの無機物は単独で用いるかもしくは2種以上の混合物を用いる。例えば、第1層131、第3層133、第5層135および第8層138をSiO2の層とし、第2層132、第4層134および第6層136をTiO2の層とすることができる。
なお、二酸化ケイ素(SiO2)からなる低屈折率層は、可視光領域の屈折率nが1.40〜1.50である。また、酸化チタン(TiO2)からなる高屈折率層は、可視光領域(550nm)の屈折率が2.10〜2.60である。
The
The low refractive index layer made of silicon dioxide (SiO 2 ) has a refractive index n in the visible light region of 1.40 to 1.50. The high refractive index layer made of titanium oxide (TiO 2 ) has a refractive index in the visible light region (550 nm) of 2.10 to 2.60.
第7層であるアモルファスシリコン層137に使用される材料として、いわゆるアモルファスシリコンを用いる。
アモルファスシリコン層137の厚みは、好ましくは1nm以上10nm以下、より好ましくは2nm以上7nm以下の範囲に形成される。アモルファスシリコン層137の厚みが1nm未満であると、帯電防止効果を十分得ることができない。また、アモルファス
シリコン層137の厚みが10nmを超えても帯電防止性の向上はさほど望めず、むしろ透明性が悪化するおそれがある。
また、アモルファスシリコン層137は、層全体が連続して形成されていなくてもよく、例えば、不連続な島状に形成された層であってもよい。この場合は、層全体の平均的な厚みが上記の範囲内であればよい。
アモルファスシリコン層137は、多層膜である反射防止膜130のどの位置に形成してもよい。望ましくは表面での酸化を防止するために反射防止膜130の最外層とならない位置が望ましい。例えば、高屈折率層136の中にアモルファスシリコン層を形成してもよい。
As a material used for the
The thickness of the
Further, the
The
なお、本実施形態は、反射防止膜130が必ずしも8層で構成されるものに限定されるものではなく、例えば、第1層131がレンズ基材側であり、低屈折率層と高屈折率層とが交互に配置されていれば、他の層構成であってもよい。例えば、第1層、第2層、第3層、第4層、第5層であるアモルファスシリコン層および第6層の6層から構成するものでもよい。
In this embodiment, the
本実施形態では、低屈折率層である第1層131、第3層133、第5層135および第8層138にSiO2、高屈折率層である第2層132、第4層134および第6層136にTiO2、アモルファスシリコン層137にアモルファスシリコンを用いた。
In the present embodiment, the
反射防止膜130の各層を形成するには、通常のイオンアシスト(IAD)蒸着法が好適に用いられる。ただし、イオンアシストを行うか否かは適宜判断すればよい。
図2は、本実施形態の反射防止膜130の製造に用いる蒸着装置10の模式図である。
図2において、蒸着装置10は、真空容器11、排気装置20、およびガス供給装置30を備えているいわゆる電子ビーム蒸着装置である。
In order to form each layer of the
FIG. 2 is a schematic diagram of the
In FIG. 2, the
真空容器11は、真空容器11内に蒸着材料がセットされた蒸発源(るつぼ)12、13の蒸着材料を加熱溶解(蒸発)する電子銃17、レンズ基材110が載置される基材支持台15、レンズ基材110を加熱するための基材加熱用ヒータ16、およびイオンアシストを実施するためのイオン銃18等を備えている。また、必要に応じて真空容器11内に残留した水分を除去するためのコールドトラップや、膜厚を管理するための装置等が具備される。膜厚を管理する装置としては、例えば、光学式膜厚計や水晶振動子膜厚計などを用いることができる。
The
蒸発源12、13は、蒸着材料がセットされたるつぼであり、真空容器11の下部に配置されている。蒸発材料として、TiO2成膜用にはTiOY粒(0≦Y≦2)、SiO
2成膜用にはSiO2粒またはSi粒が、アモルファスシリコン成膜用にはSi粒がそれぞれ好ましく用いられる。
The evaporation sources 12 and 13 are crucibles in which a vapor deposition material is set, and are disposed at the lower part of the
2 SiO 2 grains or Si grains are preferably used for film formation, and Si grains are preferably used for amorphous silicon film formation.
基材支持台15は、所定数のレンズ基材110を載置する支持台であり、蒸発源12、13と対向した真空容器11内の上部に配置されている。基材支持台15は、レンズ基材110に形成される反射防止膜の均一性を確保し、かつ量産性を高めるために回転機構を有することが好ましい。
The base
基材加熱用ヒータ16は、例えば赤外線ランプからなり、基材支持台15の上部、あるいは図示していない下部に配置されている。基材加熱用ヒータ16は、レンズ基材110を加熱することによりレンズ基材110のガス出しあるいは水分除去を行い、ハードコート層120の表面に形成される膜との密着性を向上させる。
なお、基材加熱用ヒータ16としては、赤外線ランプの他に抵抗加熱ヒータ等を用いてもよい。
The
As the
排気装置20は、真空容器11内を高真空に排気する装置であり、クライオポンプ或いはターボ分子ポンプ21と、真空容器11内の圧力を一定に保つ圧力調節バルブ22とを備えている。
ガス供給装置30は、Ar、N2、O2などのガスを内蔵するガス容器310と、ガスの流量を制御する流量制御装置320とを備えている。ガス容器310に内蔵されたガスは、流量制御装置320を介して真空容器11内に導入される。
圧力計50は、真空容器11内の圧力を検出する。圧力計50によって検出された圧力値に基づき、排気装置20の圧力調節バルブが、図示しない制御部からの制御信号により制御されて、真空容器11内の圧力が所定の圧力値に保たれる。
The
The
The
前述した真空容器11内の基材支持台15に、ハードコート層120の形成されたレンズ基材110が載置され、蒸着装置10を稼動する。
ここで、高屈折率層を構成する第2層132、第4層134、第6層136を形成するにあたり、その成膜条件は、電子銃により加速電圧が5〜10kV、電流値が50〜500mAでるつぼ内の材料を加熱蒸発させ薄膜を形成させる。成膜中はイオン銃18にて加速電圧は200〜1000V、電流値100〜500mAでイオンアシストを実施する。
低屈折率層となる第1層131、第3層133、第5層135および第8層138を形成するためには、電子銃により加速電圧が5〜10kV、電流値が50〜500mAでるつぼ内の材料を加熱蒸発させ薄膜を形成させる。ここではイオンアシストは実施していないが、高屈折率層を構成したときと同じようにイオンアシストを適時実施してもよい。
The
Here, in forming the
In order to form the
次に製造工程について説明する。
まず、ハードコート層120を塗布したレンズ基材110(以下、レンズ基材110と記載する)を基材支持台15に装着し、基材加熱用ヒータ16で加熱処理を行い、レンズ基材110に付着した水分を蒸発させる。
次に、レンズ基材110の表面に酸素イオンビームによるイオンクリーニングを実施する。具体的には、イオン銃18を用いて酸素イオンビームを数百eVのエネルギーでレンズ基材110の表面に照射し、レンズ基材110の表面に付着した有機物の除去を行う。この方法により、レンズ基材110の表面に形成する膜の付着力を強固なものとすることができる。なお、酸素イオンビームの代わりに不活性ガス、例えばアルゴン(Ar)、キセノン(Xe)、窒素(N2)を用いて同様の処理を行ってもよいし、酸素ラジカルや酸素プラズマを照射してもよい。
Next, the manufacturing process will be described.
First, a lens base material 110 (hereinafter referred to as a lens base material 110) coated with a
Next, ion cleaning using an oxygen ion beam is performed on the surface of the
そして、排気装置20により真空容器11内を十分に排気した後、反射防止膜130の形成を実施する。具体的には、蒸発源12および13に蒸着材料であるSiO2粒、TiO2粒およびSi粒をそれぞれの層形成時にセットし、図示しない電子銃を蒸着材料に照射することで蒸着材料を加熱蒸発させ、レンズ基材110の表面に蒸着させる。
各層は、膜厚を測定しながら形成され、所望の膜厚になった時点で蒸着を停止する。
なお、各層を形成するには、これ以外にも通常の真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等を用いても良い。
以上のようにして各層が形成され、反射防止膜130となる。
Then, after the inside of the
Each layer is formed while measuring the film thickness, and the evaporation is stopped when the desired film thickness is reached.
In addition, in order to form each layer, you may use normal vacuum evaporation, ion plating, sputtering, etc. besides this.
Each layer is formed as described above to form the
(4.本実施形態の作用効果)
以上説明した本実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
上記実施形態では、反射防止膜130の一部にアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン層137を設けたので、反射防止効果や透明性を損なわずに帯電防止効果を十分に得ることができる。しかも、アモルファスシリコン層137がアモルファスシリコンであり、酸やアルカリといった反応性(浸食性)の高い薬品に対しても十分な耐性を発揮できる。特に導電層の厚みを1〜10nm、より好ましくは2〜7nmとすることにより、これらの効果をより好ましく発揮できる。
(4. Effects of this embodiment)
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
In the above embodiment, since the
(5.変形例)
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
(5. Modifications)
The best configuration, method, and the like for carrying out the present invention have been disclosed above, but the present invention is not limited to this.
例えば、上記実施形態においては、アモルファスシリコン層137は単層であったが、複数層としてもよい。例えば第5層135と第6層136の間や、第4層134と第5層135の間に形成してもよい。その場合は、アモルファスシリコン層全体の厚みが1〜10nmとなるように設定すればよい。さらに、アモルファスシリコン層137を含んだ反射防止膜130は、レンズ基材110の片面だけではなく両面に設けてもよい。
For example, in the above embodiment, the
また、アモルファスシリコン層137の形成方法に制限はなく、アモルファスシリコン層の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。たとえば、イオンアシスト蒸着法以外にも、CVD(減圧CVD、プラズマCVD等)法、高周波スパッタリング法、直流スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子線蒸着(MBE)、イオンビームスパッタリング法を用いることができる。さらに、これらのうち2種以上の方法を組み合わせてもよい。
Moreover, there is no restriction | limiting in the formation method of the
また、上記実施形態においてレンズ表面の撥水撥油性能を向上させる目的で、反射防止膜130の上にフッ素を含有する有機ケイ素化合物からなる防汚層を形成してもよい。フッ素を含有する有機ケイ素化合物としては、例えば、含フッ素シラン化合物を好適に使用することができる。含フッ素シラン化合物は、有機溶剤に溶解し、所定濃度に調整した撥水処理液を用いて有機系反射防止膜上に塗布する方法を採用することができる。塗布方法としては、ディッピング法、スピンコート法等を用いることができる。なお、撥水処理液を金属ペレットに充填した後、真空蒸着法などの乾式法を用いて防汚層を形成することも可能である。防汚層の膜厚は、特に限定されないが、0.001〜0.5μmが好ましい。より好ましくは0.001〜0.03μmである。防汚層の膜厚が薄すぎると撥水撥油効果が乏しくなり、厚すぎると表面がべたつくので好ましくない。また、防汚層が厚くなりすぎると反射防止効果が低下するだけではなくシート抵抗も高くなるため前記の範囲が好ましい。
In the above embodiment, an antifouling layer made of an organosilicon compound containing fluorine may be formed on the
さらに、上記実施形態では、光学物品を眼鏡レンズとして説明したが、本発明の光学物品は眼鏡レンズ以外、例えば、カメラ用レンズ、望遠鏡レンズ、顕微鏡レンズを始め各種光学レンズ、光学窓材としてもよく、あるいは、プリズム等の光学素子としてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the optical article has been described as an eyeglass lens, but the optical article of the present invention may be other than an eyeglass lens, for example, a camera lens, a telescope lens, a microscope lens, various optical lenses, and an optical window material. Alternatively, an optical element such as a prism may be used.
次に、本発明の実施例について説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 Next, examples of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following examples, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.
〔実施例1〜8、比較例1〜6、参考例〕
まず、以下に示す眼鏡用のプラスチックレンズ(以下、単に「レンズ」ともいう)を作製した。具体的には、ハードコート層付きレンズ基材として、セイコースーパーソブリン(セイコーエプソン(株)製)を用い、(イオンアシスト)蒸着法により反射防止膜を以下のように形成した。
ハードコート層付きレンズ基材をアセトンにて洗浄後、真空チャンバー内にて約70℃の加熱処理を行い、ハードコート層付きレンズ基材に付着した水分を蒸発させた。
次に、ハードコート層付きレンズ基材の表面にイオンクリーニングを実施した(実施形態参照)。イオンクリーニング終了後、十分に真空排気を行い、電子ビーム真空蒸着法により表1に示す膜厚になるように反射防止膜(アモルファスシリコン層を含む)を成膜した。各層の成膜条件は以下の通りである。なお、膜厚の測定は、光学式の膜厚計を用いて成膜時に実施した。なお、実施例8だけは、基材として白板ガラス(B270)を用いて、同様の工程で成膜した。
[Examples 1-8, Comparative Examples 1-6, Reference Example]
First, the following plastic lenses for eyeglasses (hereinafter also simply referred to as “lenses”) were produced. Specifically, Seiko Super Sovereign (manufactured by Seiko Epson Corporation) was used as a lens substrate with a hard coat layer, and an antireflection film was formed by (ion-assisted) vapor deposition as follows.
After the lens substrate with a hard coat layer was washed with acetone, heat treatment at about 70 ° C. was performed in a vacuum chamber to evaporate water adhering to the lens substrate with a hard coat layer.
Next, ion cleaning was performed on the surface of the lens substrate with a hard coat layer (see the embodiment). After completion of the ion cleaning, the film was sufficiently evacuated, and an antireflection film (including an amorphous silicon layer) was formed to have a film thickness shown in Table 1 by an electron beam vacuum deposition method. The film forming conditions for each layer are as follows. The film thickness was measured at the time of film formation using an optical film thickness meter. In Example 8, only white glass (B270) was used as a base material, and the film was formed in the same process.
(低屈折率層の成膜)
イオンアシストは行わず、真空蒸着により第1層、第3層、第5層、および第8層を低屈折率層(SiO2層)として成膜した。成膜レートは、2.0nm/secとした。
(Deposition of low refractive index layer)
Ion assist was not performed, and the first layer, the third layer, the fifth layer, and the eighth layer were formed as low refractive index layers (SiO 2 layers) by vacuum deposition. The film formation rate was 2.0 nm / sec.
(高屈折率層の成膜)
酸素ガスを導入しながらイオンアシスト蒸着を行って、第2層、第4層、および第6層を高屈折率層(TiO2層)として成膜した。成膜レートを0.4nm/secとした。
(Deposition of high refractive index layer)
Ion-assisted deposition was performed while introducing oxygen gas, and the second layer, the fourth layer, and the sixth layer were formed as high refractive index layers (TiO 2 layers). The film formation rate was 0.4 nm / sec.
(アモルファスシリコン層の成膜)
第7層をアモルファスシリコン層として成膜した。
<アモルファスシリコン層:実施例1〜8>
イオンアシストは行わず、真空蒸着により成膜を行った。成膜レートは0.1nm/secとした。
<ITO層:比較例1〜6>
比較用のITO層であり、第7層としてイオンアシスト真空蒸着により成膜した。具体的には、以下の条件にて成膜を行なった。電子銃の加速電圧を7kV、電流値を50mAとしITO材料を加熱蒸発させた。蒸着中はイオンアシストを実施しITO層の酸化を促進させている。イオン銃へは毎分35ccで酸素ガスを導入し、イオンガン内で放電させて加速電圧値を500V、イオンビーム電流値を250mAとして酸素イオンビームを照射した。また、このとき真空容器内に毎分15ccの酸素ガスを導入した。
なお、参考例として、アモルファスシリコン層もITO層も含まない反射防止膜を成膜したレンズも作製した(第7層の厚みがゼロ)。
(Formation of amorphous silicon layer)
The seventh layer was formed as an amorphous silicon layer.
<Amorphous silicon layer: Examples 1 to 8>
Film formation was performed by vacuum deposition without performing ion assist. The film formation rate was 0.1 nm / sec.
<ITO layer: Comparative Examples 1-6>
It is an ITO layer for comparison, and was formed as a seventh layer by ion-assisted vacuum deposition. Specifically, film formation was performed under the following conditions. The acceleration voltage of the electron gun was 7 kV, the current value was 50 mA, and the ITO material was heated and evaporated. During the deposition, ion assist is performed to promote the oxidation of the ITO layer. Oxygen gas was introduced into the ion gun at a rate of 35 cc per minute and discharged within the ion gun to irradiate an oxygen ion beam with an acceleration voltage value of 500 V and an ion beam current value of 250 mA. At this time, 15 cc of oxygen gas was introduced into the vacuum vessel per minute.
As a reference example, a lens on which an antireflection film including neither an amorphous silicon layer nor an ITO layer was formed was also manufactured (the thickness of the seventh layer was zero).
前記した各層の成膜に使用した材料は、以下の通りである。
SiO2:顆粒状のSiO2
TiO2:顆粒状のTiO2
Si :顆粒状のSi
ITO :酸化インジウム(InO2)に対して酸化スズ(SnO2)を5質量%混入させた焼結体材料
なお、各層の屈折率は膜材料によってほぼ決まっており、波長550nmにおける屈折率は、SiO2は1.46、TiO2は2.43である。
The materials used for forming each of the layers described above are as follows.
SiO 2 : Granular SiO 2
TiO 2 : granular TiO 2
Si: Granular Si
ITO: Sintered material in which 5% by mass of tin oxide (SnO 2 ) is mixed with indium oxide (InO 2 ) The refractive index of each layer is almost determined by the film material, and the refractive index at a wavelength of 550 nm is SiO 2 is 1.46 and TiO 2 is 2.43.
実施例1〜8、比較例1〜6および参考例のレンズについて透明性、帯電防止性、耐薬品、および耐湿性を以下の方法で評価した。
(透明性)
各レンズについて、蛍光灯のあかりを透かして見た。そして、参考例のレンズとの差違を以下の基準により評価した。結果を表2に示す。
○:参考例のレンズと同じ透明性を有する
△:参考例のレンズに比べ若干の透明性の低下が認められる
×:参考例のレンス゛に比べて透明性が劣る。
The lenses of Examples 1 to 8, Comparative Examples 1 to 6, and Reference Example were evaluated for transparency, antistatic properties, chemical resistance, and moisture resistance by the following methods.
(transparency)
I looked at each lens through the fluorescent light. And the difference with the lens of a reference example was evaluated by the following references | standards. The results are shown in Table 2.
○: The same transparency as the lens of the reference example. Δ: A slight decrease in transparency is observed compared to the lens of the reference example. ×: The transparency is inferior to the lens of the reference example.
(帯電防止性)
図3(A)および(B)に示す金属電極を用いて各レンズ表面のシート抵抗を測定した。図3(A)は金属電極をレンズ1に当接させた状態を示す断面図、図3(B)は金属電極をレンズ1に当接させた状態を示す上面図である。
図3(A)および(B)に示すように、レンズ1の凸面1Aに金属電極61を当接させ、電極間に1kVの電圧を印加し、このときの電気抵抗の値を計測してシート抵抗とした。このシート抵抗は帯電防止性の目安となり、5×1012Ω/□以下であれば一応の帯電防止性は認められ、1×1011Ω/□以下であるとかなり優れた帯電防止性があるといえる。測定結果を図4に示す。◆(a−Si)が実施例1〜8であり、■(ITO)が比較例1〜6であり、▲が導電層のない参考例である。また、表2には、前記したシート抵抗が1×1011Ω/□以下のレンズを◎、この値を超え5×1012Ω/□以下のレンズを○、この値を超えたレンズを×として示す。計測機器としてはMITSUBISHI CHEMICAL CORPORATION HIRESTA-UP MCP-HT450 を用いた。
(Antistatic property)
The sheet resistance of each lens surface was measured using the metal electrodes shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). FIG. 3A is a cross-sectional view showing a state in which the metal electrode is in contact with the
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
(耐薬品性)
以下のようにしてレンズ表面に傷をつけ、その後、薬液浸漬を行った。そして、処理後のレンズについて反射防止膜130の剥離(膜剥がれ)の有無を観察して以下の基準により耐薬品性を評価した。評価結果を表2に示す。
○:反射防止膜130の剥離がないもの
×:反射防止膜130の剥離がひどいもの
(1)擦傷方法
図5(A),(B)に示すように評価用のレンズ1をドラム管2の内壁に4つ貼り付け、擦傷用として不織布3とオガクズ4を入れる。そして、蓋をした後、図6に示すようにドラム管2を30rpmで30分間回転させる。
(2)薬液浸漬方法
人の汗を模した薬液(純水1Lに乳酸を50g、食塩を100g溶解した溶液)を50℃に保持しながら、(1)の工程後のレンズを100時間浸漬する。
(chemical resistance)
The lens surface was scratched as follows, and then chemical immersion was performed. And the chemical resistance was evaluated according to the following criteria by observing the presence or absence of peeling (film peeling) of the
○: The
(2) Method of immersion in chemical solution While maintaining a chemical solution imitating human sweat (a solution of 50 g of lactic acid and 100 g of sodium chloride in 1 L of pure water) at 50 ° C., the lens after the step (1) is immersed for 100 hours. .
(耐湿性)
作製したレンズを恒温恒湿度(60℃、98%RH)の環境下で8日間放置し、むくみの発生の有無を以下の方法により判定した。表2には、「むくみ無し」のものを○、「むくみ有り」のものを×で表記した。
<むくみの判定方法>
レンズの表面または裏面の表面反射光を観察する。具体的には、図7に示すように、レンズ1の凸面1Aにおける蛍光灯71の反射光を観察し、図8(A)に示すように反射光72の像の輪郭がくっきりと明瞭に観察できる場合は「むくみ無し」と判定し、図8(B)に示すように反射光73の像の輪郭がぼやけているまたはかすれて観察できるときは「むくみ有り」と判定する。
(Moisture resistance)
The produced lens was left in an environment of constant temperature and humidity (60 ° C., 98% RH) for 8 days, and the presence or absence of swelling was determined by the following method. In Table 2, “no swelling” is indicated by ○, and “swelling” is indicated by ×.
<Method of judging swelling>
Observe the light reflected from the front or back of the lens. Specifically, the reflected light of the
〔評価結果〕
表2の結果より、アモルファスシリコン層の厚みが1〜6nmである実施例1〜5、8のレンズは、透明性に優れ、参考例のレンズと遜色がないことがわかる。また、アモルファスシリコン層の厚みが8nmと10nmである実施例6、7では、若干透明性に劣るものの、参考例にくらべてさほど遜色はなく、実用上の問題はない。
図4より、実施例2〜8のレンズはいずれもシート抵抗が1×1011Ω/□以下と極めて低いことがわかる。それ故、実施例2〜8のレンズは帯電防止性に非常に優れるといえる。また、実施例1のようにアモルファスシリコン層の厚みが1nmであってもシート抵抗が約5×1012Ω/□と、帯電防止効果が期待できるレベルであることは特筆すべきである。また、表2の結果より、実施例1〜8のレンズは、いずれも耐薬品性および耐湿性に優れており、耐久品質を有することがわかる。一方、比較例1〜6のレンズは、いずれも酸によりITO層が侵されており、反射防止膜130の膜剥がれがひどく、反射防止機能も低下していた。また、比較例5、6のようにITO層の膜厚が10nm以上になるとむくみがひどくなり、耐湿性が悪化することがわかる。
〔Evaluation results〕
From the results in Table 2, it can be seen that the lenses of Examples 1 to 5 and 8 having an amorphous silicon layer thickness of 1 to 6 nm are excellent in transparency and are not inferior to those of the reference example. In Examples 6 and 7 in which the thickness of the amorphous silicon layer is 8 nm and 10 nm, the transparency is slightly inferior to that of the reference example, and there is no practical problem.
From FIG. 4, it can be seen that the lenses of Examples 2 to 8 have extremely low sheet resistance of 1 × 10 11 Ω / □ or less. Therefore, it can be said that the lenses of Examples 2 to 8 have excellent antistatic properties. In addition, it should be noted that the sheet resistance is about 5 × 10 12 Ω / □ even when the thickness of the amorphous silicon layer is 1 nm, as in Example 1, which is a level at which an antistatic effect can be expected. Moreover, from the results in Table 2, it can be seen that the lenses of Examples 1 to 8 are all excellent in chemical resistance and moisture resistance and have durability. On the other hand, in all the lenses of Comparative Examples 1 to 6, the ITO layer was eroded by the acid, the
また、実施例1〜8で作製したプラスチックレンズの光学特性に変化がないことを確認するために、分光反射率を測定し、図9に示す分光反射率曲線を得た。図9からわかるように、実施例1〜8(アモルファスシリコン層の膜厚が1nm〜10nm)と、参考例(アモルファスシリコン層の膜厚が0nm)とを比較すると、アモルファスシリコン層の厚みが大きくなっても反射率に関して大きな差はなく、光学特性に問題ないことを確認できた。なお、実施例8より、レンズの基材としてプラスチックではなくガラスを用いた場合でも同様の効果が得られることがわかる。 Moreover, in order to confirm that there was no change in the optical characteristic of the plastic lens produced in Examples 1-8, the spectral reflectance was measured and the spectral reflectance curve shown in FIG. 9 was obtained. As can be seen from FIG. 9, when Examples 1 to 8 (the thickness of the amorphous silicon layer is 1 nm to 10 nm) and the reference example (the thickness of the amorphous silicon layer is 0 nm) are compared, the thickness of the amorphous silicon layer is large. Even if it became, there was no big difference regarding a reflectance and it has confirmed that there was no problem in an optical characteristic. In addition, it can be seen from Example 8 that the same effect can be obtained even when glass is used as the lens substrate instead of plastic.
本発明は、眼鏡レンズに利用できる他、カメラ用レンズ、望遠鏡レンズ、顕微鏡用レンズを始め各種光学レンズ、光学窓材等に利用することができる。 The present invention can be used not only for eyeglass lenses but also for various optical lenses, optical window materials, etc., including camera lenses, telescope lenses, and microscope lenses.
110…レンズ基材、120…ハードコート層、130…反射防止膜、131…第1層(低屈折率層)、132…第2層(高屈折率層)、133…第3層(低屈折率層)、134…第4層(高屈折率層)、135…第5層(低屈折率層)、136…第6層(高屈折率層)、137…第7層(アモルファスシリコン層)、138…第8層(低屈折率層)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記反射防止膜には、アモルファスシリコン層が含まれている
ことを特徴とする光学物品。 An optical article comprising an antireflection film in which a low refractive index layer and a high refractive index layer are alternately laminated on the surface of a transparent substrate,
An optical article, wherein the antireflection film contains an amorphous silicon layer.
前記アモルファスシリコン層の総厚みが1nm以上10nm以下である
ことを特徴とする光学物品。 The optical article according to claim 1.
An optical article, wherein the total thickness of the amorphous silicon layer is 1 nm or more and 10 nm or less.
シート抵抗が5×1012Ω/□以下であることを特徴とする光学物品。 The optical article according to claim 1 or 2,
An optical article having a sheet resistance of 5 × 10 12 Ω / □ or less.
前記基材がプラスチックまたはガラスである
ことを特徴とする光学物品。 In the optical article according to any one of claims 1 to 3,
An optical article, wherein the substrate is plastic or glass.
ことを特徴とする光学物品。 An optical article according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical article is a lens.
前記反射防止膜を真空蒸着にて前記基材の表面に形成することを特徴とする光学物品の製造方法。 A method for manufacturing an optical article according to any one of claims 1 to 5,
A method for producing an optical article, wherein the antireflection film is formed on a surface of the substrate by vacuum deposition.
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