CN105008967A - 光学部件 - Google Patents

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CN105008967A CN201480010204.1A CN201480010204A CN105008967A CN 105008967 A CN105008967 A CN 105008967A CN 201480010204 A CN201480010204 A CN 201480010204A CN 105008967 A CN105008967 A CN 105008967A
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藤井健辅
村上贵章
吉原明彦
宫村贤郎
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Abstract

本发明提供一种光学部件，其具有：透明基体、层叠于所述透明基体上的低反射膜和层叠于所述低反射膜上的防污膜，所述防污膜的表面粗糙度Ra为3nm以下。

Description

光学部件
技术领域
本发明涉及光学部件。
背景技术
在液晶显示器等各种显示装置、相机等拍摄设备、各种光学设备中，使用了用于保护显示构件或拍摄元件的保护构件、构成上述设备的透镜等光学功能构件等(以下也称为光学部件)。
对于这样的光学部件而言，构成为：为了使光透过而使用透明基体，在该透明基体的表面进一步设置有低反射膜。这是为了抑制入射的光发生反射及可视性等降低。另外在使用时，如果人的手指等接触，则会有油脂、汗液、化妆品等附着，对可视性等带来影响，因此构成为在低反射膜上进一步设置有防污膜以使得不易附着污垢并且容易除去污垢。
但是，存在如下问题：防污膜上附着有污垢的情况下，用布等对防污膜表面进行多次擦拭时，防污膜的一部分或者某些情况下全部防污膜会被除去，耐污染性降低，过去以来对提高防污膜的耐久性的方法进行了研究。
例如专利文献1中，出于提高防污层的耐久性的目的，公开了形成有由规定的化合物构成的防污层的防反射构件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-281412号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，对于专利文献1的防反射构件而言，虽然观察到防污层的耐久性有一定提高，但并不能说实用上具有充分的耐久性，要求耐久性的进一步提高。
鉴于上述现有技术所具有的问题，本发明的目的在于提供一种提高了防污膜的耐久性的光学部件，该光学部件是在透明基体上层叠低反射膜、防污膜而成。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明提供一种光学部件，其具有：
透明基体，
层叠于上述透明基体上的低反射膜，和
层叠于上述低反射膜上的防污膜，
上述防污膜的表面粗糙度Ra为3nm以下。
发明效果
在本发明中，可以提供一种提高了防污膜的耐久性的光学部件，该光学部件是在透明基体上层叠低反射膜、防污膜而成。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的光学部件的构成的说明图。
图2是实验例1中的光学部件的SEM图像。
图3是实验例6中的光学部件的SEM图像。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明，但本发明并非限于下述实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对下述实施方式加以各种变形和替换。
在本实施方式中，对本发明的光学部件进行说明。
本实施方式的光学部件的特征在于，其具有透明基体、层叠于上述透明基体上的低反射膜和层叠于上述低反射膜上的防污膜，上述防污膜的表面粗糙度Ra为3nm以下。
使用图1对本实施方式的光学部件进行说明。图1示意性地表示本实施方式的光学部件10的截面图，具有在透明基体11上层叠低反射膜12并且在该低反射膜12上层叠防污膜13而得到的构成。以下对构成光学部件10的各构件进行说明。
首先，作为透明基体11的材料没有特别限定，只要是至少透过可见光的材料，则可以使用各种透明基体。作为透明基体，例如可以列举塑料基板、蓝宝石基板、玻璃基板等。其中，从透明性、强度等观点出发，透明基体优选为玻璃基板。另外，特别是在要求强度的用途中，优选使用蓝宝石基板作为透明基体。
使用玻璃基板作为透明基体的情况下，玻璃的种类没有特别限定，可以使用无碱玻璃、钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃等各种玻璃。其中，从与其上表面设置的层的密合性的观点出发，优选使用钠钙玻璃。
透明基体11为玻璃基板的情况下，从透明基体自身的强度的观点出发，优选使用将铝硅酸盐玻璃进行化学强化处理后的强化玻璃基板(例如“Dragontrail(注册商标)”等)。
化学强化处理是指将玻璃表面的离子半径小的碱离子(例如钠离子)置换成离子半径大的碱离子(例如钾离子)的处理。例如，利用含有钾离子的熔融盐对含有钠离子的玻璃进行处理，由此能够化学强化。这样的化学强化处理后的玻璃基板表面的压缩应力层的组成与离子交换处理前的组成略有不同，但基板深层部的组成与化学强化处理前的组成大致相同。
化学强化的条件没有特别限定，可以根据供给于化学强化的玻璃的种类、所要求的化学强化的程度等而适当选择。
作为用于进行化学强化处理的熔融盐，可以根据供给于化学强化的玻璃基材来选择。作为用于进行化学强化处理的熔融盐，例如可以列举硝酸钾、硫酸钠、硫酸钾、氯化钠和氯化钾等碱性硫酸盐和碱性氯化盐等。这些熔融盐可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
熔融盐的加热温度优选为350℃以上、更优选为380℃以上。另外，优选为500℃以下、更优选为480℃以下。
通过使熔融盐的加热温度为350℃以上，能够防止离子交换速度过度降低而难以施加化学强化。另外，通过设定为500℃以下，能够抑制熔融盐的分解、劣化。
另外，为了赋予充分的压缩应力，使玻璃与熔融盐接触的时间优选为1小时以上、更优选为2小时以上。另外，在长时间的离子交换中，生产率下降，并且压缩应力值因缓和而降低，因此优选为24小时以下、更优选为20小时以下。
关于透明基体11的形状没有特别限定，可以根据光学部件的各种用途来选择其形状。例如，可以为图1所示的板状形状，也可以为在面内包含曲面或球面的形状。
透明基体11的表面粗糙度Ra没有特别限定，但如上所述，在本实施方式的光学部件中，防污膜13的表面粗糙度Ra为3nm以下。并且，防污膜13层叠于低反射膜12上，低反射膜12层叠于透明基体11上。因此，为了更容易地使防污膜13的表面粗糙度Ra为上述范围，透明基体11的层叠有低反射膜12的面11A以及低反射膜12的层叠有防污膜13的面12A也优选为同样的表面粗糙度Ra。即，对于透明基体11的依次层叠有低反射膜12、防污膜13的面11A，表面粗糙度Ra优选为3nm以下。另外，如后所述，防污膜13的表面粗糙度Ra更优选为2nm以下、进一步优选为1.5nm以下。因此，透明基体11的依次层叠有低反射膜12、防污膜13的面11A的表面粗糙度Ra更优选为2nm以下、进一步优选为1.5nm以下。
透明基体11的依次层叠有低反射膜12和防污膜13的面11A的表面粗糙度Ra的下限值没有特别限定，但与后述的防污膜13的表面同样，优选为0.1nm以上、更优选为0.5nm以上。
需要说明的是，对于透明基体11的没有层叠低反射膜12、防污膜13的面或者只层叠低反射膜12的面，其表面粗糙度Ra可以根据光学构件的用途等任意选择。
在此，表面粗糙度Ra是指在基准面上所采取的基准长度中所含的粗糙度曲线中将距基准面的绝对值偏差平均后的值，越接近0表示越接近完全平滑的面。
并且，如图1所示，在透明基体11的至少一个面上层叠有低反射膜12。
低反射膜12能够抑制光在光学部件10表面处的反射，使用具有低反射膜的光学部件作为显示装置的盖构件(cover member)的情况下，能够抑制周围光的反射眩光，进一步提高显示装置的显示的可视性。另外，使用该光学部件作为相机的透镜的情况下，能够抑制光的反射眩光，能够拍摄出清晰的图像。
低反射膜的材料没有特别限定，只要是能够抑制光的反射的材料，则可以使用各种材料。例如作为低反射膜，可以形成将高折射率层与低折射率层层叠而得的构成。此处所谓的高折射率层是指波长550nm下的折射率为1.9以上的层，低折射率层是指波长550nm下的折射率为1.6以下的层。
高折射率层和低折射率层可以为各自分别含有1层的形态，但也可以为各自含有2层以上的构成。分别含有2层以上高折射率层和低折射率层的情况下，优选为将高折射率层与低折射率层交替层叠而得的形态。
特别是为了提高防反射性能，低反射膜优选为由多个层层叠而得的层叠体，例如，该层叠体优选整体由2层以上且6层以下的层层叠而得、更优选由2层以上且4层以下的层层叠而得。如上所述，此处的层叠体优选为将高折射率层与低折射率层层叠而得的层叠体，优选高折射率层、低折射率层各自的层数合计后的层数为上述范围。
高折射率层、低折射率层的材料没有特别限定，可以考虑所要求的防反射的程度、生产率等来选择。作为构成高折射率层的材料，可以优选使用例如选自氧化铌(Nb2O5)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氮化硅(SiN)、氧化钽(Ta2O5)中的一种以上。作为构成低折射率层的材料，可以优选使用选自氧化硅(SiO2)、包含Si与Sn的混合氧化物的材料、包含Si与Zr的混合氧化物的材料、包含Si与Al的混合氧化物的材料中的一种以上。
作为高折射率层，从生产率、折射率的程度出发，更优选：上述高折射率层包含选自氧化铌层或氧化钽层中的任一种，上述低折射率层为氧化硅层。
另外，从膜材料的硬度和表面粗糙度的观点出发，更优选：高折射率层为氮化硅层，低折射率层为包含Si与Sn的混合氧化物的材料、包含Si与Zr的混合氧化物的材料、包含Si与Al的混合氧化物的材料中的任一种。
在本实施方式的光学部件中，低反射膜12设置于透明基体11的至少一面，但也可以形成设置于透明基体11的双面的构成、即形成设置于图1的11A、11B两者上的构成。
并且，如上所述，在本实施方式的光学部件中，形成于低反射膜12上的防污膜13的表面粗糙度Ra为3nm以下。防污膜的表面粗糙度Ra大于3nm时，用布等擦拭防污膜的表面时，压力会集中施加于防污膜的凸部。认为其结果导致对该部分的防污膜表面的剪切应力变强，防污膜变得容易剥离。另一方面，防污膜的Ra为3nm以下时，布等能够沿着表面的凹凸形状发生变形，对防污膜的整个表面均匀地施加载荷。认为因此对防污膜表面的剪切应力变小，抑制了防污膜的剥离。
为了更容易地使防污膜13的表面粗糙度Ra为上述范围，对于低反射膜12的与防污膜13相向的面(例如图1的情况下为面12A)，也优选表面粗糙度Ra为3nm以下。
另外，从进一步减小对防污膜表面的剪切应力的观点出发，防污膜13的表面粗糙度Ra更优选为2nm以下、进一步优选为1.5nm以下。因此，低反射膜12的与防污膜13相向的面12A的表面粗糙度Ra更优选为2nm以下。进一步优选为1.5nm以下。
低反射膜12的与防污膜13相向的面12A的表面粗糙度Ra的下限值没有特别限定，与后述的防污膜13的表面同样，优选为0.1nm以上、更优选为0.5nm以上。
需要说明的是，如后所述，防污膜13形成于人手可能会接触的面，因此即使在透明基材的双面设置有反射膜12的情况下，也可以形成仅在一侧反射膜上设置有防污膜13的构成。这种情况下，对于未设置防污膜的反射膜的表面粗糙度，可以根据光学部件的用途等任意选择。
形成低反射膜12的方法没有特别限定，可以使用各种成膜方法。特别是，为了使其表面的表面粗糙度Ra的值为上述优选范围，优选通过脉冲溅射、AC溅射、数控溅射等方法进行成膜。与通常的磁控溅射相比，在脉冲溅射或AC溅射中，等离子体的能量更多地到达基板、或者成膜分子带有更多的能量到达基板。认为因此可促进成膜后的分子的再配置，由此能够形成致密且平滑的膜。
例如通过脉冲溅射进行成膜时，将透明基体11配置于惰性气体与氧气的混合气体气氛的腔室内，对此，可以选择靶进行成膜以使得形成所期望的组成。
此时，腔室内的惰性气体的气体种类没有特别限定，可以使用氩气、氦气等各种惰性气体。
并且，由该惰性气体与氧气的混合气体所带来的腔室内的压力没有特别限定，但通过设定为0.5Pa以下的范围，能够容易地使低反射膜表面的表面粗糙度为上述优选范围，因此是优选的。这是因为，由惰性气体与氧气的混合气体所带来的腔室内的压力为0.5Pa以下时，可确保成膜分子的平均自由程，成膜分子带有更多的能量到达基板。认为由此可促进成膜分子的再配置，能够形成相对致密且平滑的表面的膜。由惰性气体与氧气的混合气体所带来的腔室内的压力的下限值没有特别限定，例如优选为0.1Pa以上。
另外，数控溅射与通常的磁控溅射不同，其为如下所述的方法：首先通过溅射形成金属的极薄膜，然后通过照射将氧等离子体或氧离子或氧自由基氧化，在同一腔室内反复进行上述工序从而形成金属氧化物的薄膜。据推测：这种情况下，成膜分子在基板上沉积成膜时为金属，因此与以金属氧化物的方式沉积成膜的情况相比，具有延展性。认为因此即使是相同能量也更容易发生成膜分子的再配置，结果能够形成致密且平滑的膜。
接着，对防污膜13进行说明。防污膜13可以由含氟有机硅化合物构成。
在此，对含氟有机硅化合物进行说明。作为在本实施方式中使用的含氟有机硅化合物，只要是赋予防污性、拒水性、拒油性的含氟有机硅化合物就可以无特别限定地使用。
作为这样的含氟有机硅化合物，例如可以优选使用具有选自由多氟聚醚基、多氟亚烷基和多氟烷基组成的组中的一种以上基团的含氟有机硅化合物。需要说明的是，多氟聚醚基是指具有多氟亚烷基与醚性氧原子交替结合而得的结构的二价基团。
作为上述具有选自由多氟聚醚基、多氟亚烷基和多氟烷基组成的组中的一种以上基团的含氟有机硅化合物的具体例，可以列举下述通式(I)～(V)所表示的化合物等。
式中，Rf为碳原子数1～16的直链状多氟烷基(作为烷基，例如为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等)，X为氢原子或碳原子数1～5的低级烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等)，R1为可水解的基团(例如氨基、烷氧基等)或卤素原子(例如氟、氯、溴、碘等)，m为1～50、优选为1～30的整数，n为0～2、优选为1～2的整数，p为1～10、优选为1～8的整数。
CqF2q+1CH2CH2Si(NH2)3   (II)
在此，q为1以上、优选为2～20的整数。
作为通式(II)所表示的化合物，例如可以例示出正三氟(1，1，2，2-四氢)丙基硅氮烷(n-CF3CH2CH2Si(NH2)3)、正七氟(1，1，2，2-四氢)戊基硅氮烷(n-C3F7CH2CH2Si(NH2)3)等。
Cq’F2q’+1CH2CH2Si(OCH3)3   (III)
在此，q′为1以上、优选为1～20的整数。
作为通式(III)所表示的化合物，可以例示出2-(全氟辛基)乙基三甲氧基硅烷(n-C8F17CH2CH2Si(OCH3)3)等。
式(IV)中，Rf2为-(OC3F6)s-(OC2F4)t-(OCF2)u-(s、t、u各自独立地为0～200的整数)所表示的二价直链状多氟聚醚基，R2、R3各自独立地为碳原子数1～8的一价烃基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等)。X2、X3独立地为可水解的基团(例如氨基、烷氧基、酰氧基、烯氧基、异氰酸酯基等)或卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)，d、e独立地为1～2的整数，c、f独立地为1～5(优选为1～2)的整数，a和b独立地为2或3。
在化合物(IV)所具有的Rf2中，s+t+u优选为20～300、更优选为25～100。另外，作为R2、R3，更优选为甲基、乙基、丁基。作为X2、X3所表示的水解性基团，更优选为碳原子数1～6的烷氧基，特别优选为甲氧基、乙氧基。另外，a和b优选各自为3。
F-(CF2)v-(OC3F6)w-(OC2F4)y-(OCF2)z(CH2)hO(CH2)i-Si(X4)3-k(R4)k   (V)
式(V)中，v为1～3的整数，w、y、z各自独立地为0～200的整数，h为1或2，i为2～20的整数，X4为水解性基团，R4为碳原子数1～22的直链或支链的烃基，k为0～2的整数。w+y+z优选为20～300、更优选为25～100。另外，i更优选为2～10。X4优选为碳原子数1～6的烷氧基，更优选为甲氧基、乙氧基。作为R4，更优选为碳原子数1～10的烷基。
另外，作为市售的具有选自由多氟聚醚基、多氟亚烷基和多氟烷基组成的组中的一种以上基团的含氟有机硅化合物，可以优选使用KP-801(商品名，信越化学公司制)、KY178(商品名，信越化学公司制)、KY-130(商品名，信越化学公司制)、KY185(商品名，信越化学公司制)、OPTOOL(注册商标)DSX和OPTOOL(注册商标)AES(均为商品名，大金公司制)等。
需要说明的是，对于含氟有机硅化合物而言，为了抑制因与大气中的水分反应导致的劣化等，通常与氟系溶剂等溶剂混合保存，在含有这些溶剂的状态下供给于成膜工序时，有时会对所得到的薄膜的耐久性等带来不良影响。
因此，在本实施方式中，优选使用在利用加热容器进行加热前预先进行了溶剂除去处理的含氟有机硅化合物或者未被溶剂稀释(未添加溶剂)的含氟有机硅化合物。例如，作为含氟有机硅化合物溶液中所含的溶剂的浓度，优选为1mol％以下、更优选为0.2mol％以下。特别优选使用不含溶剂的含氟有机硅化合物。
需要说明的是，作为在保存上述含氟有机硅化合物时所使用的溶剂，可以列举例如全氟己烷、间二(三氟甲基)苯(C6H4(CF3)2)、氢氟聚醚、HFE7200/7100(商品名，住友3M公司制，HFE7200以C4F9C2H5表示、HFE7100以C4F9OCH3表示)等。
从含有氟系溶剂的含氟有机硅化合物溶液中除去溶剂的处理例如可以通过对装有含氟有机硅化合物溶液的容器进行真空排气来进行。
对于进行真空排气的时间，因排气管线、真空泵等的排气能力、溶液的量等而变化，因此没有限定，例如可以通过进行约10小时以上的真空排气来进行。
本实施方式的防污膜的成膜方法没有特别限定，优选使用如上所述的材料通过真空蒸镀进行成膜。
这种情况下，上述除去溶剂的处理还可以如下进行：将含氟有机硅化合物溶液导入形成防污膜的成膜装置的加热容器中后，升温之前在室温对加热容器内进行真空排气，由此进行。另外，还可以在导入至加热容器前预先利用蒸发器等来除去溶剂。
但是，如上所述，与含有溶剂的含氟有机硅化合物相比，溶剂含量少或不含溶剂的含氟有机硅化合物容易因与大气接触而发生劣化。
因此，溶剂含量少(或不含溶剂)的含氟有机硅化合物的保管容器优选使用利用氮气等惰性气体对容器中进行置换、密闭后的容器，并使得在操作时缩短在大气中的暴露、接触时间。
具体而言，优选在将保管容器开封后立即将含氟有机硅化合物导入至形成防污膜的成膜装置的加热容器中。并且，导入后优选对加热容器内抽真空或者利用氮气、稀有气体等惰性气体进行置换，由此除去加热容器内所含的大气(空气)。为了使得能够在不与大气接触的情况下从保管容器(存储容器)导入至本制造装置的加热容器中，更优选例如存储容器与加热容器通过带有阀的配管连接。
并且，将含氟有机硅化合物导入至加热容器中后，将容器内抽真空或者利用惰性气体进行置换后，优选立即开始用于成膜的加热。
作为防污膜的成膜方法，在本实施方式的说明中描述了使用溶液或原液的含氟有机硅化合物的例子，但并非限定于此。作为其它方法，例如存在有如下方法：市售有预先使一定量含氟有机硅化合物浸入在多孔金属(例如锡、铜)或纤维状金属(例如不锈钢)中而得的所谓的蒸镀用颗粒(作为一例，Canon Optron公司制造的SURFCLEAR)，可使用该蒸镀用颗粒。这种情况下，还可以以与蒸镀装置的容量、所需膜厚相对应的量的颗粒作为蒸镀源，简单地形成防污膜。
如上所述，防污膜13层叠于低反射膜12上。例如如上所述，在透明基体11的双面(11A、11B)形成有低反射膜12的情况下，也可以在两侧低反射膜12上形成防污膜，但也可以构成为仅对任意一面层叠防污膜13。这是因为对人手等有可能接触的部位设置防污膜13即可，可以根据其用途等来选择。
并且，对于本实施方式的防污膜而言，其表面粗糙度Ra为3nm以下、更优选为2nm以下、进一步优选为1.5nm以下。通过使防污膜13表面的表面粗糙度处于上述范围，能够提高防污膜13的耐久性。
防污膜13的表面粗糙度Ra的下限值没有特别限定，优选为0.1nm以上、更优选为0.5nm以上。
以上，对本实施方式的光学部件进行了说明，但本实施方式的光学部件的雾度优选为1％以下、更优选为0.5％以下。通过使雾度为上述值，例如作为拍摄元件用保护构件，能够抑制入射光的扩散，并拍摄出更清晰的图像。另外，作为显示装置用保护构件，能够显示出清晰的图像。
因此，能够更优选用作液晶显示器等各种显示装置、相机等拍摄设备、各种光学设备中的用于保护显示构件或拍摄元件的保护构件(盖构件)、构成上述设备的透镜等光学功能构件等。
实施例
以下，列举具体的实施例进行说明，但本发明并非限定于这些实施例。
(1)评价方法
以下对在下述实验例中得到的光学部件的特性评价方法进行说明。
(低反射膜的表面形状的测定、光学部件的形状观察)
如下所述对下述实验例中光学部件的防污膜的表面形状进行测定、评价。
在透明基体上形成低反射膜、防污膜后，利用扫描探针显微镜(精工仪器(Seiko Instruments)公司制，型号：SPA400)测定该防污膜的平面分布图。将测定模式设定为DFM模式，将扫描区域设定为3μm×3μm。然后，基于JIS B 0601(2001)由所得到的平面分布图得到表面粗糙度Ra的值。
需要说明的是，偶尔有时防污膜材料会局部聚集，导致Ra特别大。这种情况下，需要从计算中除去该部分。
另外，还使用扫描电子显微镜(日立高新技术公司，型号：SU8020)进行防污膜成膜后的试样表面的形状观察。
(摩擦耐久性(耐磨损性)试验、防污膜的水接触角的测定)
对于在下述实验例中形成防污膜后的试样，按照以下步骤对该试样的防污膜进行摩擦耐久性试验。
首先，按照以下步骤对各实验例的防污膜进行摩擦试验。
在底面为10mm×10mm平面金属压头的表面安装钢丝绒#0000，作为摩擦样品的摩擦块。
接着，使用上述摩擦块，利用平面磨损试验机三连式(大荣科学精器公司制，型号：PA-300A)进行摩擦试验。具体而言，首先以上述摩擦块的底面与样品的防污膜面接触的方式安装于磨损试验机上，以对摩擦块的加载重量为1000g的方式载置重物，以平均速度为6400mm/分钟、单程40mm进行往复滑动。以往复1次设定成摩擦次数为一次，以摩擦次数达到2000次的方式进行摩擦试验。
然后，按照以下步骤对防污膜进行水接触角的测定。
防污膜的水接触角的测定如下进行：使用自动接触角测量仪(协和界面科学公司制，型号：DM-501)，在防污膜上滴加纯水1μL，测定其接触角，由此进行。测定时，对各试样在防污膜表面的10个部位处进行测定，将其平均值作为该试样的水接触角。
此时，将水接触角为90°以上评价为合格，将小于90°评价为不合格。
(2)实验步骤
对下述各实验例的步骤进行说明。例1～5、7为实施例、例6为比较例。
[例1]
通过下述步骤制造光学部件。
作为透明基体，使用实施了化学强化处理后的玻璃基体(旭硝子公司制，Dragontrail(注册商标))。
然后，通过下述步骤在透明基体的一个面上形成低反射膜。
首先，一边导入在氩气中混合10体积％的氧气而得的混合气体，一边使用氧化铌靶(AGC CERAMICS公司制，商品名：NBO靶)在压力为0.3Pa、频率为20kHz、功率密度为3.8W/cm2、反转脉冲宽度为5微秒的条件下进行脉冲溅射，在透明基体的一个面上形成厚度为14nm的由氧化铌(五氧化二铌)构成的高折射率层。
接着，一边导入在氩气中混合40体积％的氧气而得的混合气体，一边使用硅靶在压力为0.3Pa、频率为20kHz、功率密度为3.8W/cm2、反转脉冲宽度为5微秒的条件下且脉冲宽度为5微秒的条件下进行脉冲溅射，在上述高折射率层上形成厚度为35nm的由氧化硅(二氧化硅)构成的低折射率层。
接着，一边导入在氩气中混合10体积％的氧气而得的混合气体，一边使用氧化铌靶(AGC CERAMICS公司制，商品名：NBO靶)在压力为0.3Pa、频率为20kHz、功率密度为3.8W/cm2、反转脉冲宽度为5微秒的条件下进行脉冲溅射，在上述低折射率层上形成厚度为118nm的由氧化铌(五氧化二铌)构成的高折射率层。
接着，一边导入在氩气中混合40体积％的氧气而得的混合气体，一边使用硅靶在压力为0.3Pa、频率为20kHz、功率密度为3.8W/cm2、反转脉冲宽度为5微秒的条件下且脉冲宽度为5微秒的条件下进行脉冲溅射，形成厚度为84nm的由氧化硅(二氧化硅)构成的低折射率层。
由此，形成了氧化铌(五氧化二铌)与氧化硅(二氧化硅)合计4层层叠而得的低反射膜。
接着，通过下述步骤在低反射膜上形成防污膜。
首先，将防污膜材料A(大金公司制，商品名：OPTOOL(注册商标)DSX剂)导入至加热容器内。然后，利用真空泵对加热容器内进行10小时以上脱气从而除去溶液中的溶剂，制成用于形成含氟有机硅化合物覆膜的组合物。
接着，将装有上述用于形成含氟有机硅化合物膜的组合物的加热容器加热至270℃。到达270℃后，保持该状态10分钟至温度稳定。
然后，从与装有上述用于形成含氟有机硅化合物膜的组合物的加热容器连接的喷嘴，向设置于真空腔室内的上述层叠有低反射膜的透明基体的低反射膜供给用于形成含氟有机硅化合物膜的组合物，进行成膜。
成膜时，一边利用设置于真空腔室内的石英振子监视器测定膜厚一边进行成膜，直至在透明基体A上形成的含氟有机硅化合物膜的膜厚达到7nm。
在含氟有机硅化合物膜达到7nm的时刻停止从喷嘴供给原料，然后从真空腔室取出所制造的光学部件。
取出的光学部件以膜面朝上的方式设置于加热板上，在大气中于150℃进行60分钟热处理。
对如此得到的试样进行上述表面粗糙度的测定、摩擦耐久性试验。
将结果示于表1中。另外，将利用扫描电子显微镜(日立高新技术公司，型号：SU8020)得到的表面形状观察结果示于图2中。图2中，21所表示的范围为光学部件的上表面部分、即防污膜的面，对应于图1的13A部分。并且，22所表示的范围为光学部件的侧面，对应于例如图1的10A部分。
[例2]
通过下述步骤制造光学部件。
作为透明基体，使用实施了化学强化处理后的玻璃基体(旭硝子公司制，商品名：Dragontrail(注册商标))。
然后，通过下述步骤在透明基体的一个面上形成低反射膜。
首先，一边导入在氩气中混合10体积％的氧气而得的混合气体，一边使用两根氧化铌靶(AGC CERAMICS公司制，商品名：NBO靶)在压力为0.3Pa、频率为30kHz、功率密度为3.8W/cm2的条件下进行AC溅射，在透明基体的一个面上形成厚度为14nm的由氧化铌(五氧化二铌)构成的高折射率层。
接着，一边导入在氩气中混合40体积％的氧气而得的混合气体，一边使用两根硅靶在压力为0.3Pa、频率为30kHz、功率密度为3.8W/cm2的条件下进行AC溅射，在上述高折射率层上形成厚度为35nm的由氧化硅(二氧化硅)构成的低折射率层。
接着，一边导入在氩气中混合10体积％的氧气而得的混合气体，一边使用两根氧化铌靶(AGC CERAMICS公司制，商品名：NBO靶)在压力为0.3Pa、频率为30kHz、功率密度为3.8W/cm2的条件下进行AC溅射，在上述低折射率层上形成厚度为118nm的由氧化铌(五氧化二铌)构成的高折射率层。
接着，一边导入在氩气中混合40体积％的氧气而得的混合气体，一边使用两根硅靶在压力为0.3Pa、频率为30kHz、功率密度为3.8W/cm2的条件下进行AC溅射，形成厚度为84nm的由氧化硅(二氧化硅)构成的低折射率层。
由此，形成了氧化铌(五氧化二铌)与氧化硅(二氧化硅)合计4层层叠而得的低反射膜。
然后，与例1同样地形成防污膜。
对如此得到的试样进行上述表面粗糙度的测定、摩擦耐久性试验。将结果示于表1中。
[例3]
通过下述步骤制造光学部件。
作为透明基体，使用实施了化学强化处理后的玻璃基体(旭硝子公司制，商品名：Dragontrail(注册商标))。薄膜形成装置使用包含具备Ta靶的阴极、具备Si靶的阴极、等离子体源、能够安放透明基体的转鼓的装置。并且，通过下述步骤在透明基体的一个面上形成低反射膜。
薄膜形成装置的真空度达到2×10-4Pa以下后，以40sccm向Ta靶导入氩气、以180sccm向等离子体源导入氧气。然后，对Ta靶的阴极输入3kW的功率、对等离子体源输入1.1kW的功率进行溅射，从而形成厚度为14nm、折射率(n)为2.20的高折射率层。
接着，以30sccm向Si靶导入氩气、以180sccm向等离子体源导入氧气。然后，对Si靶的阴极输入6kW的功率、对等离子体源输入0.95kW的功率进行溅射，从而在高折射率层上形成厚度为33nm、折射率(n)为1.48的低折射率层。
然后，在该低折射率层上，使用与上述高折射率层同样的材料通过同样的形成方法形成厚度为121nm的高折射率层。进一步在该高折射率层上，使用与上述低折射率层同样的材料通过同样的形成方法形成厚度为81nm的低折射率层。
由此，形成了氧化钽与氧化硅(二氧化硅)合计4层层叠而得的低反射膜。
接着，与例1同样地形成防污膜。
对如此得到的试样进行上述表面粗糙度的测定、摩擦耐久性试验。将结果示于表1中。
[例4]
本实施例中，使形成防污膜的材料为防污膜材料B(信越化学公司制，商品名：KY-185)，除此以外与例2同样地制造光学部件。
对如此得到的试样进行上述表面粗糙度的测定、摩擦耐久性试验。将结果示于表1中。
[例5]
通过下述步骤制造光学部件。
作为透明基体，使用实施了化学强化处理后的玻璃基体(旭硝子公司制，商品名：Dragontrail(注册商标))。薄膜形成装置使用包含具备Si靶的阴极、具备含Sn的Si靶的阴极、等离子体源、能够安放透明基体的转鼓的装置。并且，通过下述步骤在透明基体的一个面上形成低反射膜。
薄膜形成装置的真空度达到2×10-4Pa以下后，以85sccm向Si靶导入氩气、以105sccm向等离子体源导入氮气。然后，对Si靶的阴极输入6kW的功率、对等离子体源输入0.55kW的功率进行溅射，从而形成厚度为26nm、折射率(n)为2.09的高折射率层。
接着，分别以40sccm向Si靶和含Sn的Si靶导入氩气、以140sccm向等离子体源导入氧气。然后，对Si靶的阴极输入6kW的功率、对含Sn的Si靶输入0.6kW的功率、对等离子体源输入0.85kW的功率进行溅射，从而在高折射率层上形成厚度为30nm、折射率(n)为1.49的低折射率层。
然后，在该低折射率层上，使用与上述高折射率层同样的材料通过同样的形成方法形成厚度为50nm的高折射率层。进一步在该高折射率层上，使用与上述低折射率层同样的材料通过同样的形成方法形成厚度为88nm的低折射率层。
由此，形成了氮化硅与Si和Sn的混合氧化物以合计4层层叠而得的低反射膜。
这次使用了Si靶和含Sn的Si靶，但也可以只利用含Sn的Si靶形成低折射率层。另外，这次使用了含Sn的Si靶，但也可以为含Zr的Si靶、含Al的Si靶。
接着，防污膜的形成是与例1同样地形成防污膜。
对如此得到的试样进行上述表面粗糙度的测定、摩擦耐久性试验。将结果示于表1中。
[例6]
本实验例中，使形成低反射膜时的条件如下所述，除此以外与例1同样地制造光学部件。
即，除了使成膜中的压力为0.7Pa以外与例1同样地形成了氧化铌(五氧化二铌)与氧化硅(二氧化硅)总计4层层叠而得的低反射膜。然后，与例1同样地形成防污膜，进行表面粗糙度的测定、摩擦耐久性试验。
将结果示于表1中。另外，将利用扫描探针显微镜得到的表面形状观察结果示于图3中。图3中，31所表示的范围为光学部件的上表面部分、即为防污膜的面，对应于图1的13A部分。并且，32所表示的范围为光学部件的侧面，对应于例如图1的10A部分。
[例7]
通过下述步骤制造光学部件。
作为透明基体，使用了蓝宝石基体(株式会社信光社制)。薄膜形成装置使用包含具备Si靶的阴极、具备Al靶的阴极、等离子体源、能够安放透明基体的转鼓的装置。并且，通过下述步骤在透明基体的一个面上形成低反射膜。
薄膜形成装置的真空度达到2×10-4Pa以下后，以85sccm向Si靶导入氩气、以105sccm向等离子体源导入氮气。然后，对Si靶的阴极输入6kW的功率、对等离子体源输入0.55kW的功率进行溅射，从而形成厚度为17nm、折射率(n)为2.09的高折射率层。
接着，分别以40sccm向Si靶和Al靶导入氩气、以140sccm向等离子体源导入氧气。然后，对Si靶的阴极输入6kW的功率、对Al靶输入4kW的功率、对等离子体源输入0.85kW的功率进行溅射，从而在高折射率层上形成厚度为21nm、折射率(n)为1.49的低折射率层。
然后，在该低折射率层上，使用与上述高折射率层同样的材料通过同样的形成方法形成厚度为134nm的高折射率层。进一步在该高折射率层上，使用与上述低折射率层同样的材料通过同样的形成方法形成厚度为82nm的低折射率层。
由此，形成了氮化硅与Si和Al的混合氧化物以合计4层层叠而得的低反射膜。
这次使用了Si靶和Al靶来形成Si与Al的混合氧化物，但也可以使用含Al的Si靶来形成低折射率层。另外，低折射率层还可以制成例如包含Si与Sn的混合氧化物的材料、包含Si与Zr的混合氧化物的材料，因此虽然这次使用了Al靶，但也可以使用Zr靶、Sn靶代替Al靶。
接着，使形成防污膜的材料为防污膜材料C(信越化学公司制，商品名：KY-178)，除此以外与例1同样地形成防污膜。
对如此得到的试样进行上述表面粗糙度的测定、摩擦耐久性试验。将结果示于表1中。
根据表1所示的结果可知，对于满足本发明规定的例1～例5、7，在摩擦耐久性试验中水接触角达到90°以上，满足合格基准，与此相对，对于作为比较例的例6，水接触角为60°，不满足合格基准。
例6中，摩擦耐久试验后的水接触角变得极小，因此可知防污膜发生剥离、磨损。这认为是因防污膜的表面粗糙度Ra为3.4nm而与例1～例5相比较大所引起的。
如上所述，与作为比较例的例6相比，满足本发明规定的例1～例5、7可以确认到防污膜的耐久性非常高。
以上通过实施方式和实施例等对光学部件进行了说明，但本发明并非限定于上述实施方式和实施例等。在权利要求书所记载的本发明主旨的范围内可以施加各种变形、变更。
本申请主张基于2013年2月22日向日本专利局提交的日本特愿2013-033388号的优先权，将日本特愿2013-033388号的全部内容引入本国际申请中。
[符号说明]
11 透明基体
12 低反射膜
13 防污膜

Claims (6)

1.一种光学部件，其具有：
透明基体，
层叠于所述透明基体上的低反射膜，和
层叠于所述低反射膜上的防污膜，
所述防污膜的表面粗糙度Ra为3nm以下。
2.如权利要求1所述的光学部件，其中，所述透明基体为玻璃基板。
3.如权利要求1所述的光学部件，其中，所述透明基体为蓝宝石基板。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光学部件，其中，
所述低反射膜为高折射率层与低折射率层的层叠体，
所述高折射率层包含选自氧化铌层或氧化钽层中的任一种，
所述低折射率层为氧化硅层。
5.如权利要求1至3中任一项所述的光学部件，其中，
所述低反射膜为高折射率层与低折射率层的层叠体，
所述高折射率层为氮化硅层，
所述低折射率层为包含Si与Sn的混合氧化物的材料、包含Si与Zr的混合氧化物的材料、包含Si与Al的混合氧化物的材料中的任一种。
6.如权利要求1至5中任一项所述的光学部件，其中，
所述低反射膜为由多个层层叠而得的层叠体，该层叠体整体层叠有2层以上且6层以下的层。
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