JP2011197555A - Optical component and method of producing optical component - Google Patents
Optical component and method of producing optical component Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011197555A JP2011197555A JP2010066634A JP2010066634A JP2011197555A JP 2011197555 A JP2011197555 A JP 2011197555A JP 2010066634 A JP2010066634 A JP 2010066634A JP 2010066634 A JP2010066634 A JP 2010066634A JP 2011197555 A JP2011197555 A JP 2011197555A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- index layer
- resin
- optical component
- high refractive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
本発明は、プラスチックレンズなどの樹脂製光学部品の表面に反射防止膜を形成してなる光学部品、および、この光学部品の製造方法に関する。 The present invention relates to an optical component in which an antireflection film is formed on the surface of a resin optical component such as a plastic lens, and a method for manufacturing the optical component.
従来より、各種のカメラのレンズや携帯電話のカメラのレンズとしては、ガラス製のレンズ(ガラスレンズ)が利用されている。 Conventionally, glass lenses (glass lenses) have been used as various camera lenses and mobile phone camera lenses.
周知のように、ガラスレンズは屈折率が高く、高精度で非球面も形成し易いなど、光学的に様々な利点が有る。その反面、ガラスレンズは、高価である。
そのため、携帯電話のカメラのレンズや、安価なデジタルカメラのレンズとしては、樹脂製のレンズ(プラスチックレンズ)が利用されている。
As is well known, a glass lens has various optical advantages such as a high refractive index, high accuracy and easy formation of an aspheric surface. On the other hand, glass lenses are expensive.
Therefore, resin lenses (plastic lenses) are used as lenses for mobile phone cameras and inexpensive digital cameras.
ところで、高画質な画像を撮影するために、カメラのレンズは、表面に反射防止膜(AR膜(ARコート))が設けられる場合が多い。
反射防止膜は、通常、高屈折率層と低屈折率層とを、交互に、複数層、形成することで作製される。すなわち、反射防止膜は、高屈折率層と低屈折率層との交互積層体である。
このような反射防止膜において、高屈折率層は、酸化タンタル、酸化ジルコニウム等の無機化合物の膜が多く利用されている。また、低屈折率層も、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム等の無機化合物の膜が多く利用されている。
By the way, in order to take a high-quality image, the lens of the camera is often provided with an antireflection film (AR film (AR coating)) on the surface.
The antireflection film is usually produced by alternately forming a plurality of high refractive index layers and low refractive index layers. That is, the antireflection film is an alternating laminate of a high refractive index layer and a low refractive index layer.
In such an antireflection film, a film of an inorganic compound such as tantalum oxide or zirconium oxide is often used for the high refractive index layer. In addition, as the low refractive index layer, a film of an inorganic compound such as silicon oxide or magnesium fluoride is often used.
ここで、携帯電話のカメラなどは、CCDセンサ等のイメージセンサの上にレンズを固定してなるパッケージ(撮影ユニット)を作製し、このパッケージをプリント基板の上に載せて、CCDセンサ等のハンダ付けを行うことで作製される。
このハンダ付の際には、当然、レンズも加熱される。ところが、プラスチックは熱膨張係数が高い。そのため。プラスチックレンズを用いると、このハンダ付けの際に、無機化合物である反射防止膜と、プラスチックレンズとの熱膨張差によって、反射防止膜にクラック(ひび割れ)が生じたり、反射防止膜が剥離してしまう等の問題が生じる。
Here, a camera of a mobile phone or the like is a package (photographing unit) in which a lens is fixed on an image sensor such as a CCD sensor, and this package is placed on a printed circuit board to be soldered such as a CCD sensor. It is made by attaching.
When soldering, the lens is naturally heated. However, plastic has a high coefficient of thermal expansion. for that reason. When a plastic lens is used, during this soldering process, the antireflection film is cracked due to the difference in thermal expansion between the antireflection film, which is an inorganic compound, and the plastic lens. Problems arise.
このような問題点の解決方法として、樹脂製の反射防止膜を用いることが考えられる。
有機化合物からなる反射防止膜として、例えば、特許文献1には、ポリ[アセトキシスチレン−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)]共重合体やポリ[アセトキシスチレン−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)]共重合体等の所定の構造を有する有機化合物と、架橋剤とを、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等の有機溶媒に溶解した塗料を調製し、この塗料を基材に塗布して、100〜300℃で10〜1000秒間加熱処理してなる反射防止膜が開示されている。
As a solution to such a problem, it is conceivable to use a resin antireflection film.
As an antireflection film made of an organic compound, for example, Patent Document 1 discloses a poly [acetoxystyrene- (2-hydroxyethyl acrylate)] copolymer or a poly [acetoxystyrene- (3-hydroxypropyl acrylate)] copolymer. A coating material prepared by dissolving an organic compound having a predetermined structure such as the above and a crosslinking agent in an organic solvent such as propylene glycol methyl ether acetate is prepared, and this coating material is applied to a substrate. An antireflection film obtained by heat treatment for 1000 seconds is disclosed.
また、特許文献2には、(メタ)アクリル系樹脂やノボラック樹脂などの樹脂と、フッ素界面活性剤としての含フッ素(メタ)アクリレートポリマーおよびオリゴマーと、架橋剤とを含有する塗料を調製して、この塗料を基材に塗布して塗布膜を形成した後、基材エッジ部の塗布膜を溶剤で除去した後に、ベーキングすることによって反射防止膜を形成することが開示されている。 In Patent Document 2, a paint containing a resin such as a (meth) acrylic resin or a novolac resin, a fluorine-containing (meth) acrylate polymer and oligomer as a fluorine surfactant, and a crosslinking agent is prepared. It is disclosed that after forming a coating film by applying this paint to a substrate, the coating film at the edge of the substrate is removed with a solvent, and then the antireflection film is formed by baking.
このような樹脂製の反射防止膜を用いることにより、プラスチックレンズを用いた場合であっても、ハンダ付け等の際における、レンズとの熱膨張差に起因する、反射防止膜のクラックや剥離を防止することができる。 By using such an antireflection film made of resin, even when a plastic lens is used, cracking or peeling of the antireflection film caused by a difference in thermal expansion from the lens during soldering etc. Can be prevented.
しかしながら、樹脂製の反射防止膜では、十分に高い屈折率を得ることができない。
そのため、樹脂製の低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層してなる反射防止膜を、レンズ等の光学部品の表面に形成しても、十分な反射防止効果を得ることができず、例えば、携帯電話のカメラやデジタルカメラ等のレンズに利用した場合には、十分な画質の画像を撮影することができない場合も多い。
However, a sufficiently high refractive index cannot be obtained with a resin antireflection film.
Therefore, even if an antireflection film formed by alternately laminating low-refractive index layers and high-refractive index layers made of resin is formed on the surface of an optical component such as a lens, a sufficient antireflection effect can be obtained. For example, when used for a lens of a mobile phone camera, a digital camera, or the like, there are many cases where an image with sufficient image quality cannot be taken.
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、プラスチックレンズ等の熱膨張率が高い樹脂製の光学部品に、反射防止膜を形成してなる光学部品において、光学部品との熱膨張係数の差に起因するクラックや剥離等を生じることがなく、かつ、十分に高い屈折率を有する高屈折率層を有する反射防止膜を形成され、高い反射防止効果は付与された光学部品、および、この光学部品を好適に製造できる光学部品の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in an optical component in which an antireflection film is formed on a resin optical component having a high coefficient of thermal expansion, such as a plastic lens, An antireflection film having a high refractive index layer having a sufficiently high refractive index is formed without causing cracks or peeling due to the difference in thermal expansion coefficient of the optical system, and a high antireflection effect is imparted. An object of the present invention is to provide a component and a method of manufacturing an optical component that can suitably manufacture the optical component.
前記目的を達成するために、本発明の光学部品は、樹脂製光学部品を基材として、この基材の表面に、樹脂からなる低屈折率層と、樹脂に金属および金属化合物の少なくとも一方を分散してなる高屈折率層との積層体を1以上有する反射防止膜を形成してなることを特徴とする光学部品を提供する。 In order to achieve the above object, an optical component of the present invention uses a resin optical component as a base material, a low refractive index layer made of resin on the surface of the base material, and at least one of a metal and a metal compound on the resin. Provided is an optical component comprising an antireflection film having at least one laminate with a high refractive index layer formed by dispersion.
このような本発明の光学部品において、前記低屈折率層が、有機化合物の蒸着によって形成されたものであり、前記高屈折率層が、有機化合物と金属および金属化合物の少なくとも一方との共蒸着によって形成されたものであるのが好ましく、また、前記低屈折率層の樹脂と、前記高屈折率層の樹脂とが、同じ樹脂であるのが好ましい。
また、前記金属が、シリコン、タンタル、ジルコニウム、および、チタンの1以上であるのが好ましく、また、前記金属化合物が、タンタルの酸化物、ジルコニウムの酸化物、および、チタンの酸化物の1以上であるのが好ましく、また、前記高屈折率層の金属および金属化合物が、1つの物質であるのが好ましい。
さらに、前記基材がレンズであるのが好ましい。
In such an optical component of the present invention, the low refractive index layer is formed by vapor deposition of an organic compound, and the high refractive index layer is co-deposited with an organic compound and at least one of a metal and a metal compound. Preferably, the resin of the low refractive index layer and the resin of the high refractive index layer are the same resin.
The metal is preferably one or more of silicon, tantalum, zirconium, and titanium, and the metal compound is one or more of an oxide of tantalum, an oxide of zirconium, and an oxide of titanium. It is preferable that the metal and the metal compound of the high refractive index layer are one substance.
Furthermore, the substrate is preferably a lens.
また、本発明の光学部品の製造方法は、樹脂製光学部品の表面に、低屈折率層および高屈折率層の組み合わせを1以上有する反射防止膜を形成してなる光学部品の製造方法であって、前記低屈折率層を、有機化合物の蒸着によって形成し、前記高屈折率層を、有機化合物と金属および金属化合物の少なくとも一方との共蒸着によって形成することを特徴とする光学部品の製造方法を提供する。 The optical component manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing an optical component in which an antireflection film having one or more combinations of a low refractive index layer and a high refractive index layer is formed on the surface of a resin optical component. The low refractive index layer is formed by vapor deposition of an organic compound, and the high refractive index layer is formed by co-vapor deposition of an organic compound and at least one of a metal and a metal compound. Provide a method.
このような本発明の光学部品の製造方法において、同じ真空槽の中で、前記高屈折率層と低屈折率層とを交互に蒸着するのが好ましく、この際において、同じ真空槽の中に、前記低屈折率層の形成材料を充填した第1蒸発源と、金属および金属化合物の少なくとも一方の形成材料を充填した第2蒸発源とを設置し、前記第1蒸発源を用いた蒸着によって前記低屈折率層を形成し、前記第1蒸発源および第2蒸発源を用いた共蒸着によって前記高屈折率層を形成するのが好ましい。また、前記第1蒸発源に、ラジカル重合性のモノマー、オリゴマーおよびプレポリマーの1以上を充填するのが好ましく、また、前記第2蒸発源に1つの物質のみを充填するのが好ましい。
さらに、前記樹脂製光学部品がレンズであるのが好ましい。
In such a method for producing an optical component of the present invention, it is preferable that the high refractive index layer and the low refractive index layer are alternately deposited in the same vacuum chamber, and in this case, in the same vacuum chamber. A first evaporation source filled with the low refractive index layer forming material and a second evaporation source filled with at least one of a metal and a metal compound forming material, and by vapor deposition using the first evaporation source Preferably, the low refractive index layer is formed, and the high refractive index layer is formed by co-evaporation using the first evaporation source and the second evaporation source. The first evaporation source is preferably filled with one or more of radically polymerizable monomers, oligomers and prepolymers, and the second evaporation source is preferably filled with only one substance.
Furthermore, it is preferable that the resin optical component is a lens.
本発明の光学部品は、プラスチックレンズ等の樹脂製光学部品の上に反射防止膜を形成してなる光学部品であって、反射防止膜が、樹脂を主成分とする高屈折率層と、樹脂製の低屈折率層とを交互に積層してなる物である。そのため、例えば、本発明にかかるプラスチックレンズをCCDセンサと一体的にパッケージングして、CCDセンサをプリント基板にハンダ付けした際にも、レンズと反射防止膜との熱膨張係数の違いに起因する、反射防止膜のクラックや剥離等を、好適に防止できる。
また、高屈折率層は、樹脂を主成分として、金属および/または金属化合物を分散してなるものであるので、金属等の作用により、十分に高い屈折率を得ることができる。従って、本発明によれば、高い屈折率を有する高屈折率層によって、十分な反射防止効果を付与された光学部品を得ることができ、例えば、携帯電話のカメラのレンズ等に利用することにより、高画質な画像を安定して得ることができ、かつ、携帯電話のコストダウンも図ることができる。
The optical component of the present invention is an optical component in which an antireflection film is formed on a resin optical component such as a plastic lens, and the antireflection film includes a high refractive index layer mainly composed of a resin, and a resin. It is a product formed by alternately laminating low refractive index layers made of metal. Therefore, for example, even when the plastic lens according to the present invention is packaged integrally with the CCD sensor and the CCD sensor is soldered to the printed circuit board, it is caused by the difference in thermal expansion coefficient between the lens and the antireflection film. Further, cracks and peeling of the antireflection film can be suitably prevented.
Moreover, since the high refractive index layer is formed by dispersing a metal and / or a metal compound with a resin as a main component, a sufficiently high refractive index can be obtained by the action of a metal or the like. Therefore, according to the present invention, an optical component having a sufficient antireflection effect can be obtained by a high refractive index layer having a high refractive index. For example, the optical component can be used for a camera lens of a mobile phone. Thus, high-quality images can be stably obtained, and the cost of the mobile phone can be reduced.
また、本発明の製造方法は、有機化合物の蒸着によって低屈折率層を形成(成膜)し、また、有機化合物と金属等との共蒸着によって高屈折率層を形成する。
そのため、高屈折率層中に、金属や金属化合物を、原子/分子レベルのサイズで、均一に分散させることができ、前述のように優れた特性を有する光学部品を、好適に製造することができる。
In the production method of the present invention, a low refractive index layer is formed (film formation) by vapor deposition of an organic compound, and a high refractive index layer is formed by co-vapor deposition of an organic compound and a metal or the like.
Therefore, the metal or metal compound can be uniformly dispersed in the high refractive index layer at the atomic / molecular level size, and an optical component having excellent characteristics as described above can be suitably manufactured. it can.
以下、本発明の光学部品および光学部品の製造方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。 Hereinafter, the optical component and the method of manufacturing the optical component of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
図1に、本発明の光学部品をレンズに応用した一例の一部を、概念的に示す。
図示例のレンズ10は、レンズ基材12の表面に、反射防止膜(AR膜(anti-reflection膜)20を形成してなるものである。
本発明において、反射防止膜20は、高屈折率層14と、低屈折率層18とを、交互に積層してなる、高屈折率層14と低屈折率層18との交互積層体である。図1に示すレンズ10においては、反射防止膜20は、2層の高屈折率層14aおよび14bと、2層の低屈折率層18aおよび18bとを、高屈折率層14と低屈折率層18とが交互になるように積層してなる、4層構成の膜である。言い換えれば、反射防止膜20は、高屈折率層14と低屈折率層18との組み合わせを、2対有する、4層構成の膜である。
FIG. 1 conceptually shows a part of an example in which the optical component of the present invention is applied to a lens.
The lens 10 in the illustrated example is formed by forming an antireflection film (AR film (anti-reflection film) 20) on the surface of a lens substrate 12.
In the present invention, the antireflection film 20 is an alternating laminate of a high refractive index layer 14 and a low refractive index layer 18, in which a high refractive index layer 14 and a low refractive index layer 18 are alternately laminated. . In the lens 10 shown in FIG. 1, the antireflection film 20 includes two high refractive index layers 14a and 14b, two low refractive index layers 18a and 18b, and a high refractive index layer 14 and a low refractive index layer. 18 is a film having a four-layer structure in which 18 and 18 are stacked alternately. In other words, the antireflection film 20 is a four-layer film having two pairs of the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18.
本発明において、レンズ基材12は、公知の樹脂製のレンズである。
なお、本発明の光学素子において、基材となる樹脂製光学素子は、図示例のようなレンズに限定はされず、必要に応じて反射防止膜が形成される、各種の光学素子が全て利用可能である。
具体的には、図示例のようなレンズのほか、各種の光学フィルタ、プリズム等が例示される。
中でも、高い反射防止効果が得られ、かつ、前述のハンダ付けによる反射防止膜のクラックや剥離防止効果等の点で、レンズは、好適に利用される。
In the present invention, the lens substrate 12 is a known resin lens.
In the optical element of the present invention, the resin-made optical element serving as the base material is not limited to the lens as shown in the illustrated example, and various optical elements in which an antireflection film is formed as required are all used. Is possible.
Specifically, various optical filters, prisms, and the like are exemplified in addition to the lens shown in the illustrated example.
Among them, a lens is suitably used in that a high antireflection effect is obtained and the antireflection film is cracked or peeled off by the above-described soldering.
また、レンズ基材12(基材となる光学素子)は、樹脂製レンズのみで形成される物に限定はされず、表面に、保護層、密着層、遮光層、緩衝層、応力緩和層等の、各種の機能を得るための層(膜)が形成されている物であってもよい。
すなわち、本発明においては、本発明のレンズ10の基(母体)となるレンズ(光学素子)が樹脂製であれば、各種の構成のレンズが利用可能である。
In addition, the lens base 12 (the optical element serving as the base) is not limited to the one formed only by the resin lens, and a protective layer, an adhesion layer, a light shielding layer, a buffer layer, a stress relaxation layer, and the like on the surface. The thing in which the layer (film | membrane) for obtaining various functions is formed may be sufficient.
That is, in the present invention, lenses having various configurations can be used as long as the lens (optical element) serving as the base (matrix) of the lens 10 of the present invention is made of resin.
レンズ基材12の形成材料には、特に限定はなく、先に例示したような光学部品に利用される各種の樹脂(プラスチック/高分子化合物/重合体)が、全て利用可能である。
具体的には、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド等、各種の透明な樹脂が例示される。
また、各種の化合物を添加したナノコンポジット樹脂等も利用可能である。
The material for forming the lens substrate 12 is not particularly limited, and any of various resins (plastics / polymer compounds / polymers) used for optical parts as exemplified above can be used.
Specifically, various transparent resins such as polyacrylate, polymethacrylate, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polypropylene, polystyrene, polyamide, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyacrylonitrile, polyimide, etc. Illustrated.
In addition, nanocomposite resins to which various compounds are added can also be used.
レンズ基材12の表面には、反射防止膜20が形成される。
前述のように、この反射防止膜20は、2層の高屈折率層14aおよび14bと、2層の低屈折率層18aおよび18bとを、交互に積層してなる。4層構成の膜である。
An antireflection film 20 is formed on the surface of the lens substrate 12.
As described above, the antireflection film 20 is formed by alternately stacking the two high refractive index layers 14a and 14b and the two low refractive index layers 18a and 18b. It is a four-layer film.
なお、本発明のレンズ10(光学素子)において、反射防止膜20は、高屈折率層14と低屈折率層18とを交互に積層してなるものであれば、層数は、図示例の4層に限定はされない。
例えば、高屈折率層14と低屈折率層18とを1層ずつ有する反射防止膜であってもよく、高屈折率層14と低屈折率層18とを、それぞれ、3層以上ずつ以上有する反射防止膜であってもよい。すなわち、本発明の光学素子における反射防止膜は、高屈折率層14と低屈折率層18との組み合わせを、1対のみ有するものであってもよく、高屈折率層14と低屈折率層18との組み合わせを、3対以上、有するものであってもよい。
In the lens 10 (optical element) of the present invention, if the antireflection film 20 is formed by alternately laminating the high refractive index layers 14 and the low refractive index layers 18, the number of layers is the same as in the illustrated example. It is not limited to four layers.
For example, it may be an antireflection film having one high refractive index layer 14 and one low refractive index layer 18, and each having three or more high refractive index layers 14 and low refractive index layers 18. It may be an antireflection film. That is, the antireflection film in the optical element of the present invention may have only one pair of the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18, and the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer. There may be three or more combinations with 18.
なお、高屈折率層14と低屈折率層18との層数は、互いに、異なってもよい。また、反射防止膜20の最下層は、高屈折率層14および低屈折率層18のいずれでもよいが、反射防止膜20の最上層は、低屈折率層18であるのが好ましい。
また、良好な反射防止性能を得られる等の点で、反射防止膜20は、少なくとも2層以上の高屈折率層14および低屈折率層18を有するのが好ましい。
The number of layers of the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18 may be different from each other. The lowermost layer of the antireflection film 20 may be either the high refractive index layer 14 or the low refractive index layer 18, but the uppermost layer of the antireflection film 20 is preferably the low refractive index layer 18.
Moreover, it is preferable that the antireflection film 20 includes at least two layers of the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18 in terms of obtaining good antireflection performance.
高屈折率層14は、樹脂を主成分(マトリックス)として、この樹脂中に、金属および金属化合物の少なくとも一方を分散してなるものである。
なお、以下の説明では、特に金属および金属化合物を区別する必要が無い場合には、両者をまとめて、単に「金属」とも言う。
The high refractive index layer 14 has a resin as a main component (matrix), and at least one of a metal and a metal compound is dispersed in the resin.
In the following description, when it is not necessary to distinguish between a metal and a metal compound, both are collectively referred to simply as “metal”.
高屈折率層14の主成分となる樹脂には、特に限定はなく、各種の樹脂が利用可能である。
具体的には、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル、アクリロイル化合物、などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン、その他の有機珪素化合物等が例示される。
There are no particular limitations on the resin that is the main component of the high refractive index layer 14, and various resins can be used.
Specifically, polyester, polyacrylate, polymethacrylate, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide, polyamide, polyamideimide, polyetherimide, cellulose acylate, polyurethane, poly Ether ether ketone, polycarbonate, alicyclic polyolefin, polyarylate, polyether sulfone, polysulfone, fluorene ring modified polycarbonate, alicyclic modified polycarbonate, fluorene ring modified polyester, acryloyl compound, thermoplastic resin, or polysiloxane, etc. Examples include organosilicon compounds.
中でも、安価である等の点で、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂が好適に利用され、また、レンズ基材12や隣接する低屈折率層18との密着性や、耐熱性等の点で、ポリカーボネートも好適に利用される。 Among them, acrylic resin and methacrylic resin are preferably used because they are inexpensive, and polycarbonate is also used in terms of adhesion to the lens substrate 12 and the adjacent low refractive index layer 18, heat resistance, and the like. It is preferably used.
高屈折率層14の主成分となる樹脂は、上述の樹脂となるラジカル重合性のモノマー、ダイマーやトライマーなどのオリゴマー、および、プレポリマーの1以上を重合/硬化してなる樹脂が、好適である。
このようなラジカル重合性のモノマー等としては、BEPAG、TMPTA等が好適に例示される。
Preferable examples of such radical polymerizable monomers include BEPAG and TMPTA.
高屈折率層14に分散される金属としては、樹脂層の屈折率を向上する各種の金属が利用可能である。
具体的には、シリコン、タンタル、ジルコニウム、チタン等が好適に例示される。
中でも、高い屈折率が得られる等の点でタンタルが好適に利用され、また、安価である等の点でジルコニウムも好適に利用される。
Various metals that improve the refractive index of the resin layer can be used as the metal dispersed in the high refractive index layer 14.
Specifically, silicon, tantalum, zirconium, titanium and the like are preferably exemplified.
Among these, tantalum is preferably used from the viewpoint of obtaining a high refractive index, and zirconium is also preferably used from the viewpoint of being inexpensive.
他方、高屈折率層14に分散される金属化合物も、樹脂層の屈折率を向上する各種の金属化合物が利用可能である。
具体的には、高い屈折率が得られる等の点で酸化タンタルが好適に利用され、安価である等の点で酸化ジルコニウムが好適に利用される。
On the other hand, various metal compounds that improve the refractive index of the resin layer can be used as the metal compound dispersed in the high refractive index layer 14.
Specifically, tantalum oxide is preferably used in terms of obtaining a high refractive index, and zirconium oxide is preferably used in terms of being inexpensive.
なお、このような金属および金属化合物は、複数種の金属および/または金属化合物を併用してもよい。
しかしながら、高屈折率層14には、1つの金属、もしくは、1つの金属化合物のみを用いるのが好ましい。
Such metals and metal compounds may be used in combination of a plurality of types of metals and / or metal compounds.
However, it is preferable to use only one metal or one metal compound for the high refractive index layer 14.
本発明のレンズ10において、高屈折率層14における樹脂と金属との量比には、特に限定はなく、用いる金属、目的とする屈折率等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、本発明者の検討によれば、高屈折率層14における樹脂と金属との量比は、樹脂の重量に対して、金属の重量が0.01〜10%程度とするのが好ましい。このような構成を有することにより、良好な反射防止性能を得られる、レンズ基材12との熱膨張率が近い反射防止膜が得られる等の点で好ましい。
In the lens 10 of the present invention, the amount ratio between the resin and the metal in the high refractive index layer 14 is not particularly limited, and may be set as appropriate according to the metal used, the target refractive index, and the like.
Here, according to the study of the present inventors, the amount ratio of the resin and the metal in the high refractive index layer 14 is preferably such that the weight of the metal is about 0.01 to 10% with respect to the weight of the resin. . By having such a configuration, it is preferable in terms of obtaining a good antireflection performance and obtaining an antireflection film having a thermal expansion coefficient close to that of the lens substrate 12.
本発明のレンズ10において、高屈折率層14の屈折率には、特に限定はなく、後述する低屈折率層18よりも高い屈折率であればよいが、1.6〜2.2程度であるのが好ましい。
このような構成とすることにより、良好な反射防止性能を得られる等の点で好ましい。
なお、高屈折率層14においては、樹脂中に分散する金属の量を調整することにより、屈折率を調整することができる(多い方が高屈折率となる)ので、目的とする屈折率に応じて、金属の量を、適宜、設定(好ましくは前記範囲で設定)すればよい。
In the lens 10 of the present invention, the refractive index of the high refractive index layer 14 is not particularly limited and may be any refractive index higher than that of the low refractive index layer 18 described later, but is about 1.6 to 2.2. Preferably there is.
Such a configuration is preferable in that good antireflection performance can be obtained.
In the high refractive index layer 14, the refractive index can be adjusted by adjusting the amount of metal dispersed in the resin (the higher the refractive index, the higher the refractive index). Accordingly, the amount of metal may be appropriately set (preferably set in the above range).
また、高屈折率層14の膜厚にも、特に限定はなく、反射防止膜20の層数、要求される反射防止性能等に応じて、適宜、設定すればよいが、1〜1000nm程度であるのが好ましく、5〜200nmが、より好ましい。
このような構成とすることにより、良好な反射防止性能を得られる等の点で好ましい。
Further, the film thickness of the high refractive index layer 14 is not particularly limited, and may be appropriately set according to the number of layers of the antireflection film 20, required antireflection performance, etc. It is preferably 5 to 200 nm.
Such a configuration is preferable in that good antireflection performance can be obtained.
なお、高屈折率層14において、樹脂に分散される金属のサイズには、特に、限定はない。
しかしながら、本発明の光学素子は、基本的に、後述する本発明の製造方法によって製造される。すなわち、高屈折率層14は、有機化合物と、金属との共蒸着によって形成される。そのため、本発明においては、高屈折率層14に分散される金属のサイズは、使用する金属(金属化合物)の原子サイズ(分子サイズ)のレベルであり、非常に微細な金属が、均一に分散される。なお、蒸着によって成膜される膜中では、複数の原子(分子)同士が接合して、クラスター状になっていることも考えられ、本発明の光学素子の反射防止膜20の高屈折率層14には、このようなクラスター状の金属粒子が含まれている場合も有る。
In the high refractive index layer 14, the size of the metal dispersed in the resin is not particularly limited.
However, the optical element of the present invention is basically manufactured by the manufacturing method of the present invention described later. That is, the high refractive index layer 14 is formed by co-evaporation of an organic compound and a metal. Therefore, in the present invention, the size of the metal dispersed in the high refractive index layer 14 is the level of the atomic size (molecular size) of the metal (metal compound) used, and a very fine metal is uniformly dispersed. Is done. In addition, in the film | membrane formed by vapor deposition, it is also considered that several atoms (molecules) joined and it has become a cluster shape, The high refractive index layer of the antireflection film 20 of the optical element of this invention 14 may include such cluster-like metal particles.
レンズ10の反射防止膜20において、このような高屈折率層14と交互積層される低屈折率層18は、樹脂からなる層である。
低反射層18となる樹脂には、特に限定はない。中でも、前記高屈折率層14において例示した樹脂が、好ましく例示される。
In the antireflection film 20 of the lens 10, the low refractive index layer 18 alternately laminated with the high refractive index layer 14 is a layer made of resin.
There is no limitation in particular in resin used as the low reflection layer 18. FIG. Among these, the resin exemplified in the high refractive index layer 14 is preferably exemplified.
以上の説明より明らかなように、本発明の光学部品は、反射防止膜が、樹脂を母体(主成分)とする高屈折率層と、樹脂製の低屈折率層とを交互積層してなる物である。そのため、樹脂製のレンズ基材12を用いるレンズ10をCCDセンサと一体的にパッケージングして、CCDセンサをプリント基板にハンダ付けした際にも、レンズ基材12と反射防止膜20との熱膨張係数の違いに起因する、反射防止膜20のクラックや剥離等を生じることを、防止できる。
また、高屈折率層14は、樹脂を母体として、金属(金属化合物)を分散してなるものであるので、金属の作用により十分に高い屈折率を得ることができ、さらに、金属の量を調整することにより、屈折率を調整できる。従って、本発明によれば、高い屈折率を有する高屈折率層14によって、十分な反射防止効果を付与されたレンズ10を得ることができ、例えば、携帯電話のカメラ等に利用することにより、低コスト化を図り、かつ、高画質な画像を安定して撮影することができる。
しかも、塗料を用いて作製した樹脂製の反射防止膜レンズとは異なり、バインダが膜内(各層内)に残存することも無いので、バインダ等に起因する特性劣化の心配も無い。
As is clear from the above description, in the optical component of the present invention, the antireflection film is formed by alternately laminating a high refractive index layer containing a resin (main component) and a resin low refractive index layer. It is a thing. Therefore, when the lens 10 using the resin lens base 12 is packaged integrally with the CCD sensor and the CCD sensor is soldered to the printed circuit board, the heat of the lens base 12 and the antireflection film 20 is also affected. It is possible to prevent the antireflection film 20 from being cracked or peeled off due to the difference in expansion coefficient.
Further, since the high refractive index layer 14 is formed by dispersing a metal (metal compound) using a resin as a base material, a sufficiently high refractive index can be obtained by the action of the metal, and the amount of the metal can be reduced. By adjusting, the refractive index can be adjusted. Therefore, according to the present invention, the lens 10 having a sufficient antireflection effect can be obtained by the high refractive index layer 14 having a high refractive index. For example, by using it for a camera of a mobile phone, Cost can be reduced and high quality images can be stably captured.
In addition, unlike a resin antireflection film lens manufactured using a paint, the binder does not remain in the film (in each layer), so there is no fear of characteristic deterioration due to the binder or the like.
本発明のレンズ10において、低屈折率層18の屈折率には、特に限定はなく、前記高屈折率層14よりも低屈折率であればよいが、1.2〜1.6程度であるのが好ましい。
このような構成とすることにより、良好な反射防止性能を得られる等の点で好ましい。
In the lens 10 of the present invention, the refractive index of the low refractive index layer 18 is not particularly limited, and may be any refractive index lower than that of the high refractive index layer 14, but is about 1.2 to 1.6. Is preferred.
Such a configuration is preferable in that good antireflection performance can be obtained.
また、低屈折率層18の膜厚にも、特に限定はなく、反射防止膜20の層数、要求される反射防止性能等に応じて、適宜、設定すればよいが、1〜1000nm程度であるのが好ましく、5〜200nmが、より好ましい。
このような構成とすることにより、良好な反射防止性能を得られる等の点で好ましい。
Further, the film thickness of the low refractive index layer 18 is not particularly limited, and may be appropriately set according to the number of layers of the antireflection film 20, required antireflection performance, etc. It is preferably 5 to 200 nm.
Such a configuration is preferable in that good antireflection performance can be obtained.
なお、本発明において、高屈折率層14の母体となる樹脂と、低屈折率層18となる樹脂は、異なるものであってもよいが、後述する本発明の製造方法を考慮すると、両者は、同じ樹脂であるのが好ましい。
後に明らかになるが、これにより、本発明のレンズ10を、良好な生産性および簡易な操作で製造可能できる。
In the present invention, the resin that becomes the base of the high refractive index layer 14 and the resin that becomes the low refractive index layer 18 may be different, but considering the manufacturing method of the present invention described later, The same resin is preferable.
As will become apparent later, this makes it possible to manufacture the lens 10 of the present invention with good productivity and simple operation.
図1に、本発明の光学素子の製造方法によって、前述のレンズ10を製造する成膜装置を概念的に示す。 FIG. 1 conceptually shows a film forming apparatus for manufacturing the lens 10 by the method for manufacturing an optical element of the present invention.
図1に示す成膜装置30は、真空蒸着によってレンズ基材12の表面に高屈折率層14および低屈折率層18を形成(成膜)して、反射防止膜20を形成するものであり、真空チャンバ32と、基板ホルダ34と、回転手段36と、有機蒸発源38と、無機蒸発源40と、シャッタ42および46とを有して構成される。 A film forming apparatus 30 shown in FIG. 1 forms an antireflection film 20 by forming (depositing) a high refractive index layer 14 and a low refractive index layer 18 on the surface of a lens substrate 12 by vacuum deposition. The vacuum chamber 32, the substrate holder 34, the rotating means 36, the organic evaporation source 38, the inorganic evaporation source 40, and the shutters 42 and 46 are configured.
また、図示は省略するが、成膜装置30には、真空チャンバ32内を排気して真空蒸着に応じた所定の圧力とする真空排気手段が設置される。
さらに、図示は省略するが、成膜装置30には、レンズ基材12に蒸着された高屈折率層14および低屈折率層18の重合/硬化を促進するために、紫外線照射手段、電子線照射手段、レンズ基材12(成膜基板)の加熱手段等の、樹脂の硬化手段を配置する。
Although not shown, the film forming apparatus 30 is provided with a vacuum exhaust means for exhausting the inside of the vacuum chamber 32 to a predetermined pressure corresponding to the vacuum deposition.
Further, although not shown, the film forming apparatus 30 includes an ultraviolet irradiation means, an electron beam, and an electron beam for promoting the polymerization / curing of the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18 deposited on the lens substrate 12. Resin curing means such as irradiation means and heating means for the lens substrate 12 (film formation substrate) are arranged.
真空チャンバ32、真空排気手段、回転手段36は、いずれも、真空蒸着装置に用いられている、公知の物である。
また、基板ホルダ(回転ドーム)34も、複数のレンズ基材12を保持する、レンズにコーティング等を施す真空蒸着装置等に用いられる、公知のレンズホルダである。なお、基板ホルダ34は、公知の手段によって、レンズ基材12の温度調整を兼ねてもよい。
The vacuum chamber 32, the vacuum evacuation unit, and the rotation unit 36 are all known ones used in vacuum deposition apparatuses.
The substrate holder (rotary dome) 34 is also a known lens holder that is used in a vacuum deposition apparatus that holds a plurality of lens base materials 12 and that coats the lens. The substrate holder 34 may also serve as temperature adjustment for the lens base 12 by a known means.
有機蒸発源38は、低屈折率層18となる樹脂および高屈折率層14の母体となる樹脂の成膜材料を充填して、加熱/蒸発させるものである。他方、無機蒸発源40は、高屈折率層14に分散される金属(金属化合物)を充填して、加熱/蒸発させるものである。
両蒸発源は、共に、真空蒸発装置で用いられる公知の蒸発源(ルツボ)である。
また、両蒸発源の加熱方法にも、特に限定はなく、抵抗加熱、電子線加熱、誘導加熱等、公知の加熱手段が、全て利用可能である。さらに、有機蒸発源38と無機蒸発源40とで、異なる加熱手段を用いてもよい。
The organic evaporation source 38 is filled with a film forming material of a resin to be the low refractive index layer 18 and a resin to be a base material of the high refractive index layer 14, and is heated / evaporated. On the other hand, the inorganic evaporation source 40 is filled with a metal (metal compound) dispersed in the high refractive index layer 14 and heated / evaporated.
Both evaporation sources are known evaporation sources (crucibles) used in vacuum evaporators.
Also, the heating method for both evaporation sources is not particularly limited, and any known heating means such as resistance heating, electron beam heating, induction heating, etc. can be used. Further, different heating means may be used for the organic evaporation source 38 and the inorganic evaporation source 40.
有機蒸発源38の上にはシャッタ42が、無機蒸発源40の上にはシャッタ46が、それぞれ配置される。
両シャッタは、対応する蒸発源からの成膜材料蒸気を遮蔽して、基板ホルダ34に保持されるレンズ基板12に蒸着されるのを防ぐ、公知のシャッタである。図示例においては一例として、図2中に実線と点線で示すように、蒸発源の上部に位置する遮蔽位置、および、蒸発源の上部から退避した開放位置に移動することにより、蒸発源からの成膜材料蒸気を遮蔽/開放する。
A shutter 42 is disposed on the organic evaporation source 38, and a shutter 46 is disposed on the inorganic evaporation source 40.
Both shutters are well-known shutters that shield the film forming material vapor from the corresponding evaporation source and prevent it from being deposited on the lens substrate 12 held by the substrate holder 34. As an example in the illustrated example, as shown by a solid line and a dotted line in FIG. 2, by moving to the shielding position located above the evaporation source and the open position retracted from the upper part of the evaporation source, Shield / open the deposition material vapor.
以下、図2に示す成膜装置の作用を、前述のレンズ10の製造を例に説明することにより、本発明の光学素子の製造方法を詳細に説明する。 Hereinafter, the method of manufacturing the optical element of the present invention will be described in detail by explaining the operation of the film forming apparatus shown in FIG. 2 by taking the manufacturing of the lens 10 as an example.
まず、真空チャンバ32を開放して、有機蒸発源38に、高屈折率層14の主成分および低屈折率層18となる樹脂の成膜材料を充填し、無機蒸発源40に、高屈折率層14に分散する金属の成膜材料を充填する。 First, the vacuum chamber 32 is opened, and the organic evaporation source 38 is filled with a resin film forming material that becomes the main component of the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18, and the inorganic evaporation source 40 has a high refractive index. A metal film forming material dispersed in the layer 14 is filled.
有機蒸発源38には、低屈折率層18等を形成する樹脂となる有機化合物を、成膜材料として充填すればよいが、好ましくは、前述のBEPAGやTMPTAのような、低屈折率層18等を形成する樹脂となる、ラジカル重合性のモノマー、オリゴマー、および、プレポリマーの1以上を、成膜材料として充填する。
また、必要に応じて、有機蒸発源38には、成膜材料と共に重合開始剤(架橋剤)を充填してもよい。
他方、無機蒸発源40に充填する成膜材料は、高屈折率層14に分散させる物質に応じて、その金属膜を真空蒸着する際と同様の公知の成膜材料を充填すればよい。
The organic evaporation source 38 may be filled with an organic compound serving as a resin for forming the low refractive index layer 18 or the like as a film forming material. Preferably, the low refractive index layer 18 such as BEPAG or TMPTA described above is used. One or more of radically polymerizable monomers, oligomers, and prepolymers that form a resin that forms a film is filled as a film forming material.
If necessary, the organic evaporation source 38 may be filled with a polymerization initiator (crosslinking agent) together with the film forming material.
On the other hand, the film forming material to be filled in the inorganic evaporation source 40 may be filled with a known film forming material similar to that used when vacuum depositing the metal film according to the substance to be dispersed in the high refractive index layer 14.
蒸発源に成膜材料を充填したら、真空チャンバ32を閉塞して、真空排気手段による排気を開始し、また、各蒸発源において、成膜材料の加熱を開始する。
この時点では、両シャッタは閉塞している。すなわち、シャッタ42は点線で示す位置に、シャッタ46は実線で示す位置に、それぞれ位置している。
When the evaporation source is filled with the film forming material, the vacuum chamber 32 is closed, and evacuation by the vacuum evacuation unit is started, and heating of the film forming material is started in each evaporation source.
At this point, both shutters are closed. That is, the shutter 42 is located at a position indicated by a dotted line, and the shutter 46 is located at a position indicated by a solid line.
真空チャンバ32内の圧力が所定の圧力で安定し、かつ、有機蒸発源38および無機蒸発源40の温度が所定温度で安定したら、回転手段36を駆動して基板ホルダ34の回転を開始して、その後、シャッタ42を実線の位置に、シャッタ46を点線の位置に、それぞれ移動して両シャッタを開放する。
これにより、有機材料と金属との共蒸着によって、レンズ基材12の表面に、母体となる樹脂に金属を分散してなる、高屈折率層14aの形成(成膜)が開始される。
When the pressure in the vacuum chamber 32 is stabilized at the predetermined pressure and the temperatures of the organic evaporation source 38 and the inorganic evaporation source 40 are stabilized at the predetermined temperature, the rotation means 36 is driven to start the rotation of the substrate holder 34. Thereafter, the shutter 42 is moved to the solid line position and the shutter 46 is moved to the dotted line position to open both shutters.
Thereby, the formation (film formation) of the high refractive index layer 14a is started by co-evaporating the organic material and the metal on the surface of the lens base material 12, in which the metal is dispersed in the base resin.
なお、高屈折率層14の主成分となる樹脂と、この樹脂に分散される金属の量比は、蒸発源における蒸気排出口のサイズの調整、加熱温度の調整(加熱装置に供給する電気量の調整)等によって調整可能である。
また、成膜装置30において、両蒸発源は、蒸気排出口のサイズが固定でもよいが、公知の開口サイズの調整手段によって、蒸気排出口のサイズを調整可能としてもよい。
Note that the amount ratio of the resin that is the main component of the high refractive index layer 14 and the metal dispersed in the resin is the adjustment of the size of the vapor outlet in the evaporation source, the adjustment of the heating temperature (the amount of electricity supplied to the heating device). Adjustment).
In the film forming apparatus 30, the vapor source may have a fixed vapor outlet size, but the vapor outlet may be adjustable by a known opening size adjusting unit.
所定膜厚の高屈折率層14aを形成したら、シャッタ46を実線の位置に移動して、無機蒸発源40からの成膜材料蒸気を遮蔽する。これにより、無機蒸発源40からの金属の蒸着が停止され、樹脂のみから形成される低屈折率層18aの形成が開始される。なお、成膜中には、基板ホルダ34の全体(レンズ基材12の保持面)に、紫外線や電子線を照射して、樹脂の硬化を促進する。
もしくは、所定膜厚の高屈折率層14aを形成したら、シャッタ42およびシャッタ46の両者を閉塞して、蒸着を停止し、基板ホルダ34の全体に、紫外線や電子線を照射して、樹脂の硬化を行い、硬化が終了した後に、シャッタ42のみを開放して、樹脂のみから形成される低屈折率層18aの形成を開始する。すなわち、本発明の製造方法においては、高屈折率層14および低屈折率層18の成膜工程の間に、樹脂の硬化工程を有してもよい。
以上の点に関しては、この他の層でも同様である。
なお、膜厚の制御は、公知の真空蒸着と同様に行えばよい。また、蒸着停止中は、必要に応じて、無機蒸発源40の温度を、成膜材料が蒸発しない温度まで下げてもよい。
After the high refractive index layer 14a having a predetermined thickness is formed, the shutter 46 is moved to the position indicated by the solid line to shield the film forming material vapor from the inorganic evaporation source 40. Thereby, vapor deposition of the metal from the inorganic evaporation source 40 is stopped, and formation of the low refractive index layer 18a formed only from resin is started. During film formation, the entire substrate holder 34 (the holding surface of the lens base material 12) is irradiated with ultraviolet rays or an electron beam to accelerate the curing of the resin.
Alternatively, when the high refractive index layer 14a having a predetermined thickness is formed, both the shutter 42 and the shutter 46 are closed to stop vapor deposition, and the entire substrate holder 34 is irradiated with ultraviolet rays or an electron beam, After the curing is completed, only the shutter 42 is opened, and the formation of the low refractive index layer 18a formed only from the resin is started. That is, in the manufacturing method of the present invention, a resin curing step may be provided between the film forming steps of the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18.
The same is true for the other layers.
Note that the film thickness may be controlled in the same manner as known vacuum deposition. Further, during the evaporation stop, the temperature of the inorganic evaporation source 40 may be lowered to a temperature at which the film forming material does not evaporate as necessary.
所定膜厚の低屈折率層18aを形成したら、シャッタ46を点線の位置に移動する。これにより、先と同様に、有機材料と金属との共蒸着によって、主成分となる樹脂に金属が分散される、高屈折率層14bの形成が開始される。もしくは、低屈折率層18aを形成したら、蒸着を停止し、紫外線照射による硬化を行い、その後、高屈折率層14bの形成を開始する。
所定膜厚の高屈折率層14bを形成したら、先と同様に、シャッタ46を実線の位置に移動して、無機蒸発源40からの成膜材料蒸気を遮蔽し、低屈折率層18bの形成を開始する。もしくは、高屈折率層14bを形成したら、蒸着を停止し、紫外線照射による硬化を行い、その後、低屈折率層18bの形成を開始する。
When the low refractive index layer 18a having a predetermined thickness is formed, the shutter 46 is moved to the dotted line position. As a result, the formation of the high refractive index layer 14b in which the metal is dispersed in the resin as the main component is started by co-evaporation of the organic material and the metal, as before. Alternatively, when the low refractive index layer 18a is formed, vapor deposition is stopped, curing by ultraviolet irradiation is performed, and then formation of the high refractive index layer 14b is started.
When the high refractive index layer 14b having a predetermined thickness is formed, the shutter 46 is moved to the position of the solid line to shield the film forming material vapor from the inorganic evaporation source 40 and form the low refractive index layer 18b. To start. Alternatively, when the high refractive index layer 14b is formed, vapor deposition is stopped, curing by ultraviolet irradiation is performed, and then formation of the low refractive index layer 18b is started.
所定膜厚の低屈折槽18bを形成したら、両蒸発源の加熱を停止し、両シャッタを閉塞し、基板ホルダ34の回転を停止する。さらに、真空チャンバ32内に不活性ガスや清浄化した空気を導入して、真空チャンバ32を大気圧とする。
十分に安全な温度まで降温したら、真空チャンバ32を開放して、基板ホルダ34から、反射防止膜20を形成された本発明のレンズ10を取り外す。
When the low refractive tank 18b having a predetermined thickness is formed, heating of both evaporation sources is stopped, both shutters are closed, and rotation of the substrate holder 34 is stopped. Further, an inert gas or purified air is introduced into the vacuum chamber 32 to bring the vacuum chamber 32 to atmospheric pressure.
When the temperature is lowered to a sufficiently safe temperature, the vacuum chamber 32 is opened, and the lens 10 of the present invention on which the antireflection film 20 is formed is removed from the substrate holder 34.
本発明の製造方法によれば、樹脂に金属を分散してなる高屈折率層14を、有機材料と金属(金属化合物)との共蒸着によって形成する。そのため、高屈折率層14の主成分となる樹脂中に、原子レベルや分子レベルのサイズの金属を、極めて均一に分散することができる。従って、本発明によれば、高品位な高屈折率層14を有する、光反射防止性能が良好な反射防止膜20を有するレンズ10を製造することができる。
しかも、本例においては、1つのシャッタを開放/閉塞するという、簡単な動作で、高屈折率層14および低屈折率層18を形成できるので、簡易な操作および良好な生産性で、レンズ10を製造できる。
According to the manufacturing method of the present invention, the high refractive index layer 14 in which a metal is dispersed in a resin is formed by co-evaporation of an organic material and a metal (metal compound). Therefore, it is possible to very uniformly disperse a metal having an atomic level or molecular size in the resin that is the main component of the high refractive index layer 14. Therefore, according to the present invention, it is possible to manufacture the lens 10 having the antireflective film 20 having the high-refractive index layer 14 and the good antireflection performance.
In addition, in this example, since the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18 can be formed by a simple operation of opening / closing one shutter, the lens 10 can be operated with a simple operation and good productivity. Can be manufactured.
以上、本発明の光学素子および光学素子の製造方法について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんのことである。
例えば、図2に示す例では、1つの真空槽の中で高屈折率層14および低屈折率層18を形成しているが、本発明は、低屈折率層18を有機材料と金属との共蒸着で行えば、高屈折率層14と低屈折率層18とを、別の真空槽で形成してもよい。
The optical element and the optical element manufacturing method of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described examples, and various improvements and modifications are made without departing from the gist of the present invention. Of course, you may.
For example, in the example shown in FIG. 2, the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18 are formed in one vacuum chamber. However, in the present invention, the low refractive index layer 18 is made of an organic material and a metal. If co-evaporation is performed, the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18 may be formed in separate vacuum chambers.
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention.
[実施例1]
図2に示す成膜装置30を用いて、レンズ基材12の表面に反射防止膜20を形成したレンズ10を作製した。
有機蒸発源38には、高屈折率層14の主成分および低屈折率層18となる樹脂の成膜材料であるBEPGA(大阪有機化学工業社製 重合性モノマーV−3PA)40gに対して、紫外線重合開始剤(Lamberti社製 TZT)を1.5gの割合で混合してなる、混合溶液を充填した。
また、無機蒸発源40には、高屈折率層14に分散する金属の成膜材料として、チタンを充填した。
レンズ基材12は、ポリカーボネート製のレンズを用いた。
さらに、基板ホルダ34の全面に紫外線が当たるように、真空チャンバ32内に紫外線ランプを配置した。紫外線の照射エネルギは、2J/cm2とした。
[Example 1]
The lens 10 in which the antireflection film 20 was formed on the surface of the lens substrate 12 was manufactured using the film forming apparatus 30 shown in FIG.
For the organic evaporation source 38, 40 g of BEPGA (polymerizable monomer V-3PA manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), which is a resin film forming material that becomes the main component of the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 18, An ultraviolet polymerization initiator (Lamberti TZT) was mixed at a ratio of 1.5 g, and a mixed solution was filled.
Further, the inorganic evaporation source 40 was filled with titanium as a metal film forming material dispersed in the high refractive index layer 14.
As the lens substrate 12, a polycarbonate lens was used.
Further, an ultraviolet lamp was disposed in the vacuum chamber 32 so that the entire surface of the substrate holder 34 was irradiated with ultraviolet rays. The irradiation energy of ultraviolet rays was 2 J / cm 2 .
両蒸発源に成膜材料を充填し、基板ホルダ34にレンズ基材10を取り付けたら、真空チャンバ32を閉塞して、真空チャンバ32の排気および両蒸発源の加熱を開始した。なお、シャッタ42および46は、閉塞している。
なお、両蒸発源の加熱は、蒸発量が適正になるように、予め実験によって設定した電流値で行った。また、この電流値の設定によって、高屈折率層14a中における樹脂と金属との量比が、樹脂の重量に対して金属の重量が0.1%となるようにした。
真空チャンバ32内の到達圧力が1×10-3Paで安定したら、回転手段36を駆動して基板ホルダ34の回転を開始した。次いで、両シャッタを開放して、高屈折率層14aの形成を開始した。
When both evaporation sources were filled with a film forming material and the lens base material 10 was attached to the substrate holder 34, the vacuum chamber 32 was closed, and exhaust of the vacuum chamber 32 and heating of both evaporation sources were started. The shutters 42 and 46 are closed.
In addition, the heating of both evaporation sources was performed with the electric current value set beforehand by experiment so that evaporation amount might become appropriate. Further, by setting the current value, the weight ratio of the resin and the metal in the high refractive index layer 14a is set so that the weight of the metal is 0.1% with respect to the weight of the resin.
When the ultimate pressure in the vacuum chamber 32 was stabilized at 1 × 10 −3 Pa, the rotation means 36 was driven to start the rotation of the substrate holder 34. Next, both shutters were opened, and formation of the high refractive index layer 14a was started.
高屈折率層14aの膜厚が40nmになった時点で、両シャッタを閉塞した。なお、膜厚は、予め行った実験で得た成膜レートを用いて制御した。この点に関しては、他の層も同様である。
次いで、3秒間、紫外線ランプを点灯して、樹脂の硬化を行った。
Both shutters were closed when the film thickness of the high refractive index layer 14a reached 40 nm. Note that the film thickness was controlled by using a film formation rate obtained in an experiment performed in advance. This is the same for the other layers.
Subsequently, the ultraviolet lamp was turned on for 3 seconds to cure the resin.
樹脂の硬化が終了したら、シャッタ42のみを開放して、低屈折率層18aの成膜を開始した。低屈折率層18aの膜厚が20nmになった時点で、シャッタ42を閉塞した。
次いで、2秒間、紫外線ランプを点灯して、樹脂の硬化を行った。
When the curing of the resin was completed, only the shutter 42 was opened, and the film formation of the low refractive index layer 18a was started. When the film thickness of the low refractive index layer 18a reached 20 nm, the shutter 42 was closed.
Subsequently, the ultraviolet lamp was turned on for 2 seconds to cure the resin.
樹脂の硬化が終了したら、先の高屈折率層14aと全く同様にして、厚さ40nmの高屈折率層14bを形成した。
次いで、シャッタ42のみを開放して、低屈折率層18bの成膜を開始した。低屈折率層18aの膜厚が80nmになった時点で、両シャッタを閉塞した。さらに、5秒間、紫外線ランプを点灯して、樹脂の硬化を行い、反射防止膜20の形成を終了した。すなわち、このレンズは、高屈折率層/低屈折率層の組み合わせを、2対有する、4層構成の反射防止膜20を有する。
その後、真空チャンバ32内に窒素ガスを導入して大気圧とした。温度が十分に下がったら、真空チャンバ32を開放して、製造したレンズ10を基板ホルダ34から取り外した。
なお、予め、ガラス基板に全く同様にして各層を成膜し、その屈折率をエリプソメータで測定したところ、高屈折率層14の屈折率は1.8、低屈折率層18の屈折率は1.4であった。
When the curing of the resin was completed, a high refractive index layer 14b having a thickness of 40 nm was formed in the same manner as the high refractive index layer 14a.
Next, only the shutter 42 was opened, and the film formation of the low refractive index layer 18b was started. When the thickness of the low refractive index layer 18a reached 80 nm, both shutters were closed. Further, the ultraviolet lamp was turned on for 5 seconds to cure the resin, and the formation of the antireflection film 20 was completed. That is, this lens has a four-layer antireflection film 20 having two pairs of a high refractive index layer / low refractive index layer combination.
Thereafter, nitrogen gas was introduced into the vacuum chamber 32 to obtain atmospheric pressure. When the temperature dropped sufficiently, the vacuum chamber 32 was opened and the manufactured lens 10 was removed from the substrate holder 34.
In addition, when each layer was formed in advance in the same manner on a glass substrate and the refractive index was measured with an ellipsometer, the refractive index of the high refractive index layer 14 was 1.8, and the refractive index of the low refractive index layer 18 was 1. .4.
[実施例2]
低屈折率層18bの厚さを20nmとし、さらに、その上に、第3の高屈折率層14を40nm形成し、その上に、第3の低屈折率層18を80nm形成した以外は、実施例1と同様に各層を形成して、反射防止層が形成されたレンズを作製した。すなわち、このレンズは、高屈折率層/低屈折率層の組み合わせを、3対有する、6層構成の反射防止膜20を有する。
高屈折率層14における樹脂と金属との量比は、前記実施例1の高屈折率層14aと同様にした。
また、第3の低屈折率層における硬化時間は、5秒間とした。
実施例1と同様に各層の屈折率を測定したところ、高屈折率層14の屈折率は1.8、低屈折率層18の屈折率は1.4であった。
[Example 2]
The thickness of the low refractive index layer 18b is set to 20 nm, and the third high refractive index layer 14 is formed to 40 nm thereon, and the third low refractive index layer 18 is formed to 80 nm thereon. Each layer was formed in the same manner as in Example 1 to produce a lens on which an antireflection layer was formed. In other words, this lens has an antireflection film 20 having a six-layer structure having three pairs of high refractive index layers / low refractive index layers.
The amount ratio of the resin and the metal in the high refractive index layer 14 was the same as that of the high refractive index layer 14a of Example 1.
The curing time in the third low refractive index layer was 5 seconds.
When the refractive index of each layer was measured in the same manner as in Example 1, the refractive index of the high refractive index layer 14 was 1.8, and the refractive index of the low refractive index layer 18 was 1.4.
[比較例1]
成膜装置30を用いて、無機化合物からなる反射防止膜を有するレンズを作製した。
有機蒸発源38には、高屈折率層の成膜材料である酸化チタンを充填した。また、無機蒸発源40には、低屈折率層の成膜材料である酸化ケイ素を充填した。
レンズ基材は、実施例1と同じものを用いた。
[Comparative Example 1]
Using the film forming apparatus 30, a lens having an antireflection film made of an inorganic compound was produced.
The organic evaporation source 38 was filled with titanium oxide which is a film forming material for the high refractive index layer. The inorganic evaporation source 40 was filled with silicon oxide, which is a film forming material for the low refractive index layer.
The same lens substrate as in Example 1 was used.
両蒸発源に成膜材料を充填し、基板ホルダ34にレンズ基材を取り付けたら、真空チャンバ32を閉塞して、排気および両蒸発源の加熱を開始した。実施例1と同様、両蒸発源の加熱は、蒸発量が適正になるように、予め実験によって設定した電流値で行った。
シャッタ42および46は、閉塞している。
真空チャンバ32内の到達圧力が1×10-3Paで安定したら、回転手段36を駆動して基板ホルダ34の回転を開始し、次いで、有機蒸発源38に対応するシャッタ42のみを開放して、高屈折率層の形成を開始した。
When both evaporation sources were filled with the film forming material and the lens base material was attached to the substrate holder 34, the vacuum chamber 32 was closed, and the exhaust and heating of both evaporation sources were started. As in Example 1, the heating of both evaporation sources was performed at a current value set in advance by experiments so that the amount of evaporation was appropriate.
The shutters 42 and 46 are closed.
When the ultimate pressure in the vacuum chamber 32 is stabilized at 1 × 10 −3 Pa, the rotation means 36 is driven to start the rotation of the substrate holder 34, and then only the shutter 42 corresponding to the organic evaporation source 38 is opened. The formation of a high refractive index layer was started.
高屈折率層の膜厚が40nmになった時点で、シャッタ42を閉塞して、無機蒸発源40に対応するシャッタ46を開放して、低屈折率層の成膜を開始した。
低屈折率層の膜厚が20nmになった時点で、シャッタ46を閉塞、シャッタ42を開放して、2層目の高屈折率層の成膜を開始した。
さらに、2層目の高屈折率層の膜厚が40nmになった時点で、シャッタ42を閉塞、シャッタ46を開放して、2層目の低屈折率層の成膜を開始した。
When the film thickness of the high refractive index layer reached 40 nm, the shutter 42 was closed, the shutter 46 corresponding to the inorganic evaporation source 40 was opened, and the film formation of the low refractive index layer was started.
When the film thickness of the low refractive index layer reached 20 nm, the shutter 46 was closed and the shutter 42 was opened, and the film formation of the second high refractive index layer was started.
Further, when the film thickness of the second high refractive index layer reached 40 nm, the shutter 42 was closed and the shutter 46 was opened, and the film formation of the second low refractive index layer was started.
2層目の低屈折率層の膜厚が80nmになったら、以下、実施例1と同様にして、反射防止膜の形成を終了し、製造したレンズを基板ホルダ34から取り外した。すなわち、このレンズは、実施例1と同様、高屈折率層/低屈折率層の組み合わせを、2対有する、4層構成の反射防止膜を有する。
実施例1と同様に各層の屈折率を測定したところ、高屈折率層の屈折率は1.9、低屈折率層の屈折率は1.5であった。
When the film thickness of the second low-refractive index layer reached 80 nm, the formation of the antireflection film was finished in the same manner as in Example 1 and the manufactured lens was removed from the substrate holder 34. That is, this lens has an antireflection film having a four-layer structure, as in Example 1, having two pairs of high refractive index layer / low refractive index layer combinations.
When the refractive index of each layer was measured in the same manner as in Example 1, the refractive index of the high refractive index layer was 1.9, and the refractive index of the low refractive index layer was 1.5.
[評価]
各レンズの波長300〜1200nmに対する反射率を、反射率測定器によって測定した。
その結果、実施例1および実施例2、ならびに比較例のレンズ共に、可視域での反射率が1%以内であることが確認された。
[Evaluation]
The reflectance of each lens with respect to a wavelength of 300 to 1200 nm was measured with a reflectance meter.
As a result, it was confirmed that the reflectance in the visible region was within 1% for the lenses of Example 1 and Example 2 and the comparative example.
また、各レンズを260℃で180秒保持する加熱試験を行った。その結果、実施例1および実施例2のレンズの反射防止膜には剥離は認められなかったが、比較例のレンズの反射防止膜には、剥離が認められた。
さらに、CCDセンサの上に各レンズを固定してなる携帯電話用のパッケージを作製し、このパッケージをプリント基板に載せて、CCDセンサのハンダ付けを行った。その結果、前記加熱試験と同様に、実施例1および実施例2のレンズの反射防止膜には剥離は認められなかったが、比較例のレンズの反射防止膜には、剥離が認められた。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
Further, a heating test was performed in which each lens was held at 260 ° C. for 180 seconds. As a result, no peeling was observed in the antireflection films of the lenses of Example 1 and Example 2, but peeling was observed in the antireflection film of the lens of the comparative example.
Further, a package for a cellular phone in which each lens is fixed on the CCD sensor was manufactured, and this package was placed on a printed board, and the CCD sensor was soldered. As a result, as in the heating test, peeling was not observed in the antireflection films of the lenses of Examples 1 and 2, but peeling was observed in the antireflection film of the lens of the comparative example.
From the above results, the effects of the present invention are clear.
本発明の光学素子は、携帯電話のカメラのレンズ等に好適に利用可能である。 The optical element of the present invention can be suitably used for a lens of a mobile phone camera or the like.
10 レンズ
12 レンズ基材
14 高屈折率層
18 低屈折率層
20 反射防止膜
30 成膜装置
32 真空チャンバ
34 基板ホルダ
36 回転手段
38 有機蒸発源
40 無機蒸発源
42,46 シャッタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lens 12 Lens base material 14 High refractive index layer 18 Low refractive index layer 20 Antireflection film 30 Film-forming apparatus 32 Vacuum chamber 34 Substrate holder 36 Rotating means 38 Organic evaporation source 40 Inorganic evaporation source 42, 46 Shutter
Claims (13)
前記低屈折率層を、有機化合物の蒸着によって形成し、前記高屈折率層を、有機化合物と金属および金属化合物の少なくとも一方との共蒸着によって形成することを特徴とする光学部品の製造方法。 A method for producing an optical component, wherein an antireflection film having one or more combinations of a low refractive index layer and a high refractive index layer is formed on the surface of a resin optical component,
The method for producing an optical component, wherein the low refractive index layer is formed by vapor deposition of an organic compound, and the high refractive index layer is formed by co-vapor deposition of the organic compound and at least one of a metal and a metal compound.
前記第1蒸発源を用いた蒸着によって前記低屈折率層を形成し、前記第1蒸発源および第2蒸発源を用いた共蒸着によって前記高屈折率層を形成する請求項9に記載の光学部品の製造方法。 In the same vacuum chamber, a first evaporation source filled with a material for forming the low refractive index layer and a second evaporation source filled with a material for forming at least one of a metal and a metal compound are installed.
The optical system according to claim 9, wherein the low refractive index layer is formed by vapor deposition using the first evaporation source, and the high refractive index layer is formed by co-vapor deposition using the first evaporation source and the second evaporation source. A manufacturing method for parts.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010066634A JP2011197555A (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Optical component and method of producing optical component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010066634A JP2011197555A (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Optical component and method of producing optical component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011197555A true JP2011197555A (en) | 2011-10-06 |
Family
ID=44875798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010066634A Abandoned JP2011197555A (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Optical component and method of producing optical component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011197555A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014119475A (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Toray Advanced Film Co Ltd | Base film of transparent conductive film for touch panel, and transparent conductive film for touch panel |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004206024A (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Hoya Corp | Optical member having antireflection film |
JP2004317734A (en) * | 2003-04-15 | 2004-11-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | Antireflection coating, its manufacturing method, antireflection film, and image display device |
JP2005227381A (en) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Pentax Corp | Reflection preventive optical article |
-
2010
- 2010-03-23 JP JP2010066634A patent/JP2011197555A/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004206024A (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Hoya Corp | Optical member having antireflection film |
JP2004317734A (en) * | 2003-04-15 | 2004-11-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | Antireflection coating, its manufacturing method, antireflection film, and image display device |
JP2005227381A (en) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Pentax Corp | Reflection preventive optical article |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014119475A (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Toray Advanced Film Co Ltd | Base film of transparent conductive film for touch panel, and transparent conductive film for touch panel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI610806B (en) | Barrier film, method of making the barrier film, and articles including the barrier film | |
US9459379B2 (en) | Optical member and method for producing same | |
US9982160B2 (en) | Urea (multi)-(meth)acrylate (multi)-silane compositions and articles including the same | |
KR101993954B1 (en) | Coatings for barrier films and methods of making and using the same | |
JP5595190B2 (en) | Functional film and method for producing functional film | |
US20240229227A1 (en) | Ultraviolet Radiation and Atomic Oxygen Barrier Films and Methods of Making and Using the Same | |
JP2015531704A (en) | Barrier assembly manufacturing method | |
CN109641422B (en) | Gas barrier film and method for producing gas barrier film | |
CN115551703A (en) | Multilayer optical films including at least one fluorinated (co) polymer layer prepared using fluorinated coupling agents and methods of making and using the same | |
EP2883248A1 (en) | Photovoltaic devices with encapsulating barrier film | |
JP2011197555A (en) | Optical component and method of producing optical component | |
JP2006201661A (en) | Nd filter, method for producing nd filter and light quantity controller using nd filter | |
JP2011150154A (en) | Thin film and method of forming thin film | |
JP7069497B2 (en) | Gas barrier film and encapsulant | |
JP2008310119A (en) | Antireflection film | |
JP2007269957A (en) | Gas-barrier film, method for producing the same, and image display element using the same | |
CN112739707A (en) | Novel polysiloxane compositions and their use | |
WO2021229547A1 (en) | Multilayer optical films comprising at least one fluorinated (co)polymer layer made using a fluorinated photoinitiator, and methods of making and using the same | |
JP2012141474A (en) | Antireflection film of plastic optical element and plastic optical element | |
KR20180063181A (en) | Multilayer barrier stack | |
JPWO2020105312A1 (en) | Peeling film, ceramic parts sheet, peeling film manufacturing method, ceramic parts sheet manufacturing method, and multilayer ceramic capacitor manufacturing method | |
JP2009093067A (en) | Zirconium oxide layer, scratch-resistant article and optical article | |
JP2009093068A (en) | Method of manufacturing scratch-resistant article | |
US20090075034A1 (en) | Patterning method and display device | |
WO2023223114A1 (en) | Light shielding articles and electromagnetic receivers and/or emitters including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120723 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130723 |
|
A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20130802 |