JP3547738B2 - 反射防止膜を有する光学部材 - Google Patents
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Description
本発明は、プラスチック基板に反射防止膜を有する光学部材に関し、特に、良好な耐熱性を有する、プラスチック基板に反射防止膜を有する光学部材に関する。
従来から、プラスチック基板に、反射防止膜を形成した光学部材は良く知られている。その例として、特許文献１には、二酸化チタンを主成分とするλ/2の高屈折率層を有する反射防止膜を形成した光学部材が開示されている。
しかしながら、一般的に、プラスチック基板に反射防止膜を設けた光学部材は、蒸着時に加熱することができない等の理由で、ガラス基板に反射防止膜を設けた光学部材と比較して耐熱性が良好でない。そこで、更なる耐熱性を向上させたプラスチック基板に反射防止膜を形成した光学部材が求められていた。
特開平２−２９１５０１号公報
しかしながら、一般的に、プラスチック基板に反射防止膜を設けた光学部材は、蒸着時に加熱することができない等の理由で、ガラス基板に反射防止膜を設けた光学部材と比較して耐熱性が良好でない。そこで、更なる耐熱性を向上させたプラスチック基板に反射防止膜を形成した光学部材が求められていた。
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、耐熱性が良好なプラスチック基板に反射防止膜を有する光学部材を提供することにある。
本発明者は、前記の課題を解決すべく鋭意努力した結果、高屈折率層に、低屈折率物質である二酸化ケイ素からなる層を利用して３層以上の等価膜にするという斬新的な手段により、光学部材の耐熱性が顕著に向上することを見出した。
従来、λ/2の高屈折率層は、反射防止特性及び生産効率性を考慮して、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタルなどの高屈折率蒸着物質を用いて一層構成とし、λ/2の高屈折率層に、低屈折率物質である二酸化ケイ素からなる層を設けることは、高屈折率層の屈折率を低下させ、反射防止膜の反射防止特性を低下させる可能性が高いことから、このような構成は提案されていなかった。
従来、λ/2の高屈折率層は、反射防止特性及び生産効率性を考慮して、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタルなどの高屈折率蒸着物質を用いて一層構成とし、λ/2の高屈折率層に、低屈折率物質である二酸化ケイ素からなる層を設けることは、高屈折率層の屈折率を低下させ、反射防止膜の反射防止特性を低下させる可能性が高いことから、このような構成は提案されていなかった。
すなわち、本発明は、プラスチック基板と、該プラスチック基板上に、基板側からλ/4−λ/2−λ/4型（λ＝５００nm） の反射防止膜と、該プラスチック基板と該反射防止膜との間に設けられた金属酸化物コロイド粒子と有機ケイ素化合物よりなるコ−ティング組成物を硬化させてなる硬化被膜と、該硬化被膜上に直接施される下地層とを有する光学部材であって、該λ/2の層は、屈折率が1.80〜2.40である３層または５層の等価膜であり、該等価膜の偶数層が二酸化ケイ素層である反射防止膜を有する光学部材を提供するものである。
本発明の反射防止膜を有する光学部材は、良好な視感反射率、視感透過率、密着性、耐摩耗性、耐アルカリ性及び耐衝撃性を維持しつつ、さらに耐熱性が向上している。
本発明において、λ/2の高屈折率層を３層または５層の等価膜にすれば、良好な耐熱性及び反射防止特性を有する光学部材が得られる。さらに、良好な耐熱性及び反射防止特性を得る場合には、５層の等価膜にすればよい。
また、前記λ/2の等価膜における奇数層は、良好な耐熱性、反射率特性を得る観点から、高屈折率蒸着物質として知られている酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル及び酸化ニオブ等の蒸着物質を含有する層が好ましく、特に、ＴｉＯ2 、Ｔａ2Ｏ5 及びＮｂ2 Ｏ5 の中から選ばれた少なくとも１種類の蒸着物質からなる層が好ましく、最も好ましくはＮｂ2Ｏ5 の蒸着物質からなる層である。生産効率性の観点で、奇数層は、全て同一膜組成にすることが好ましい。
前記λ/2の高屈折率層の合成屈折率は、1.80〜2.40の範囲であり、良好な物性を得るために、1.85〜2.25の範囲が特に好ましく、この屈折率の範囲を満たすようλ/2の高屈折率層の膜構成がなされる。
また、前記λ/2の等価膜における奇数層は、良好な耐熱性、反射率特性を得る観点から、高屈折率蒸着物質として知られている酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル及び酸化ニオブ等の蒸着物質を含有する層が好ましく、特に、ＴｉＯ2 、Ｔａ2Ｏ5 及びＮｂ2 Ｏ5 の中から選ばれた少なくとも１種類の蒸着物質からなる層が好ましく、最も好ましくはＮｂ2Ｏ5 の蒸着物質からなる層である。生産効率性の観点で、奇数層は、全て同一膜組成にすることが好ましい。
前記λ/2の高屈折率層の合成屈折率は、1.80〜2.40の範囲であり、良好な物性を得るために、1.85〜2.25の範囲が特に好ましく、この屈折率の範囲を満たすようλ/2の高屈折率層の膜構成がなされる。
本発明において、λ/2の高屈折率層上に形成されるλ/4層は、二酸化ケイ素層が形成される。λ/2の高屈折率層の下に形成されるλ/4層は、良好な反射防止特性及び耐熱性を得るために２層以上の等価膜にすることが好ましい。その膜構成は、二酸化ケイ素層と、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル及び酸化ニオブ等の高屈折率蒸着物質よりなる層からなる２層等価膜、二酸化ケイ素層と、酸化ニオブよりなる層との２層等価膜が好ましい。
また、生産効率の点から、前記λ/4の等価膜を作製する蒸着原料と、前記λ/2の等価膜を作製する蒸着原料とは同じ蒸着原料を用いると好ましい。
また、生産効率の点から、前記λ/4の等価膜を作製する蒸着原料と、前記λ/2の等価膜を作製する蒸着原料とは同じ蒸着原料を用いると好ましい。
この酸化ニオブ層を形成するには、100％の酸化ニオブを蒸着物質として使用してイオンアシスト法により形成する方法又は酸化ニオブ、酸化ジルコニウム及び酸化イットリウムの粉末、又は更に酸化アルミニウムを加えた粉末を焼結し、得られた焼結体から混合酸化物の蒸気を発生させ、発生した蒸発物を基板上に析出させる方法で行うと好ましい。
また、蒸発物を基板上に析出させる方法では、焼結体の混合割合は、良好な膜物性を得るために、蒸着組成物全量を基準にして、酸化ニオブが６０〜９０重量％、酸化ジルコニウムが５〜２０重量％、酸化イットリウムが５〜３５重量％であることが好ましい。さらに、酸化アルミニウムを加える場合には、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム及び酸化イットリウム合計に対して０．３〜７．５重量％を添加することが好ましい。
また、蒸発物を基板上に析出させる方法では、焼結体の混合割合は、良好な膜物性を得るために、蒸着組成物全量を基準にして、酸化ニオブが６０〜９０重量％、酸化ジルコニウムが５〜２０重量％、酸化イットリウムが５〜３５重量％であることが好ましい。さらに、酸化アルミニウムを加える場合には、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム及び酸化イットリウム合計に対して０．３〜７．５重量％を添加することが好ましい。
本発明の光学部材は、プラスチック基板と反射防止膜との間に下地層が設けられており、下地層の材質としては、二酸化ケイ素または金属ニオブが好ましく、金属ニオブが特に好ましい。また、膜厚としては、二酸化ケイ素の場合は、膜強度等の点から0.1 λ〜５λで、金属ニオブの場合は、膜の透明性確保等の点から0.005 λ〜0.015 λが好ましい。
下地層の材質を金属ニオブとすると、プラスチック基板と反射防止膜の密着性、耐熱性、耐衝撃性及び耐摩耗性に優れ、金属特有の吸収率が少ない等の利点を有している。この金属ニオブ（Nb層）の形成は、イオンアシスト法で行なうことが好ましい。
前記イオンアシスト法を実施する際によるイオン化ガスは、成膜中の酸化防止の点からアルゴン（Ａｒ）を用いるのが好ましい。これにより膜質の安定と、光学式膜厚計での制御が可能となる。
下地層の材質を金属ニオブとすると、プラスチック基板と反射防止膜の密着性、耐熱性、耐衝撃性及び耐摩耗性に優れ、金属特有の吸収率が少ない等の利点を有している。この金属ニオブ（Nb層）の形成は、イオンアシスト法で行なうことが好ましい。
前記イオンアシスト法を実施する際によるイオン化ガスは、成膜中の酸化防止の点からアルゴン（Ａｒ）を用いるのが好ましい。これにより膜質の安定と、光学式膜厚計での制御が可能となる。
さらに、プラスチック基板と下地層との密着性確保及び蒸着物質の初期膜形成状態の均一化を図るために、下地層を形成する前にイオン銃前処理を行なってもよい。イオン銃前処理におけるイオン化ガスは 酸素、アルゴンなどを用いることができ、出力で好ましい範囲は、加速電圧が５０Ｖ〜２００Ｖ、加速電流が５０ｍＡ〜１５０ｍＡである。
本発明の光学部材において、反射防止膜の形成方法は、通常の真空蒸着法、イオンアシスト法等を用いることができる。
本発明の光学部材に用いるプラスチック基板としては、特に限定されず、例えば、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート単独重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、イオウ含有共重合体、ハロゲン含有共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン等が挙げられる。
本発明の光学部材に用いるプラスチック基板としては、特に限定されず、例えば、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート単独重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、イオウ含有共重合体、ハロゲン含有共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン等が挙げられる。
本発明の光学部材は、前記プラスチック基板と前記下地層との間に、硬化被膜を有している。
硬化被膜としては、通常、金属酸化物コロイド粒子と有機ケイ素化合物よりなるコ−ティング組成物を硬化したものが用いられる。
前記金属酸化物コロイド粒子としては、例えば、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタニウム（ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）又は酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5)等が挙げられ、単独又は２種以上を併用することができる。
硬化被膜としては、通常、金属酸化物コロイド粒子と有機ケイ素化合物よりなるコ−ティング組成物を硬化したものが用いられる。
前記金属酸化物コロイド粒子としては、例えば、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタニウム（ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）又は酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5)等が挙げられ、単独又は２種以上を併用することができる。
本発明の光学部材において、好ましい態様としては、例えば以下に示す構成（ａ）〜（ｃ）が挙げられる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、実施例１〜６における光学部材は、以下に示す試験方法により、諸物性を測定した。
（１）視感透過率
プラスチックレンズの視感透過率Ｙは、両面に反射防止膜を有するプラスチックレンズをサンプルとして、日立分光光度計Ｕ−３４１０を用い測定した。
（２）視感反射率
プラスチックレンズの視感反射率Ｚは、両面に反射防止膜を有するプラスチックレンズをサンプルとして、日立分光光度計Ｕ−３４１０を用い測定した。
（３）密着性
プラスチックレンズの表面に剃刀にて１ｍｍ×１ｍｍの升目を１００個作成し、升目上にセロハンテープを貼り、一気にテープをはがし、残った升目の数で評価した。表中、残った升目の数／１００で記載した。
（４）耐摩耗性
プラスチックレンズの表面にスチールウールにて１ｋｇｆ／ｃｍ2 の荷重をかけ、２０ストローク擦り、表面状態により以下の基準で評価した。
ＵＡ：殆ど傷なし
Ａ：細い傷数本あり
Ｂ：細い傷多数、太い傷数本あり
Ｃ：細い傷多数、太い傷多数あり
Ｄ：殆ど膜はげ状態
なお、実施例１〜６における光学部材は、以下に示す試験方法により、諸物性を測定した。
（１）視感透過率
プラスチックレンズの視感透過率Ｙは、両面に反射防止膜を有するプラスチックレンズをサンプルとして、日立分光光度計Ｕ−３４１０を用い測定した。
（２）視感反射率
プラスチックレンズの視感反射率Ｚは、両面に反射防止膜を有するプラスチックレンズをサンプルとして、日立分光光度計Ｕ−３４１０を用い測定した。
（３）密着性
プラスチックレンズの表面に剃刀にて１ｍｍ×１ｍｍの升目を１００個作成し、升目上にセロハンテープを貼り、一気にテープをはがし、残った升目の数で評価した。表中、残った升目の数／１００で記載した。
（４）耐摩耗性
プラスチックレンズの表面にスチールウールにて１ｋｇｆ／ｃｍ2 の荷重をかけ、２０ストローク擦り、表面状態により以下の基準で評価した。
ＵＡ：殆ど傷なし
Ａ：細い傷数本あり
Ｂ：細い傷多数、太い傷数本あり
Ｃ：細い傷多数、太い傷多数あり
Ｄ：殆ど膜はげ状態
（５）耐熱性
プラスチックレンズをドライオーブンで１時間加熱し、クラックの発生温度を測定した。加熱温度は、５０℃より始め、５℃づつ上げて、クラックを発生する温度を調べた。
（６）耐アルカリ性
プラスチックレンズをＮａＯＨ水溶液１０％に１時間浸漬し、表面状態により以下の基準で評価した。
ＵＡ：殆ど変化なし
Ａ：点状の膜はげ数個あり
Ｂ：点状の膜はげが全面にあり
Ｃ：点状のはげが全面、面状のはげ数個あり
Ｄ：殆ど全面膜はげ
（７）耐衝撃性
中心厚２．０ｍｍで、レンズ度数０．００のレンズを作製してＦＤＡで定められているドロップボールテストを行い、○：合格、×：不合格とした。
プラスチックレンズをドライオーブンで１時間加熱し、クラックの発生温度を測定した。加熱温度は、５０℃より始め、５℃づつ上げて、クラックを発生する温度を調べた。
（６）耐アルカリ性
プラスチックレンズをＮａＯＨ水溶液１０％に１時間浸漬し、表面状態により以下の基準で評価した。
ＵＡ：殆ど変化なし
Ａ：点状の膜はげ数個あり
Ｂ：点状の膜はげが全面にあり
Ｃ：点状のはげが全面、面状のはげ数個あり
Ｄ：殆ど全面膜はげ
（７）耐衝撃性
中心厚２．０ｍｍで、レンズ度数０．００のレンズを作製してＦＤＡで定められているドロップボールテストを行い、○：合格、×：不合格とした。
実施例１〜６
基板Ａ及びハ−ドコ−ト層Ａ層の作製
ガラス製容器に、コロイダルシリカ（スノ−テックス−４０、日産化学）９０重量部、有機ケイ素化合物のメチルトリメトキシシラン８１．６重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１７６重量部、０．５Ｎ塩酸２．０重量部、酢酸２０重量部、水９０重量を加えた液を、室温にて８時間攪拌後、室温にて１６時間放置して加水分解溶液を得た。この溶液に、イソプロピルアルコ−ル１２０重量部、ｎ−ブチルアルコ−ル１２０重量部、アルミニウムアセチルアセトン１６重量部、シリコ−ン系界面活性剤０．２重量部、紫外線吸収剤０．１重量部を加え、室温にて８時間攪拌後、室温にて２４時間熟成させコ−ティング液を得た。
アルカリ水溶液で前処理したプラスチックレンズ基板（素材：ジエチレングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−ト、屈折率１．５０、中心厚２．０ｍｍ、レンズ度数０．００、これを以下、「基板Ａ」という場合がある。）を、前記コーティング液の中に浸漬させ、浸漬終了後、引き上げ速度２０ｃｍ／分で引き上げたプラスチックレンズを１２０℃で２時間加熱して硬化膜を形成した。その後、表１〜６に記載したイオン加速電圧、照射時間の条件でＡｒガスを用いて、イオン銃処理を行いイオンアシスト法にて硬化被膜としてハードコート層（以下、「Ａ層」と記載する場合がある）を形成した。
基板Ａ及びハ−ドコ−ト層Ａ層の作製
ガラス製容器に、コロイダルシリカ（スノ−テックス−４０、日産化学）９０重量部、有機ケイ素化合物のメチルトリメトキシシラン８１．６重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１７６重量部、０．５Ｎ塩酸２．０重量部、酢酸２０重量部、水９０重量を加えた液を、室温にて８時間攪拌後、室温にて１６時間放置して加水分解溶液を得た。この溶液に、イソプロピルアルコ−ル１２０重量部、ｎ−ブチルアルコ−ル１２０重量部、アルミニウムアセチルアセトン１６重量部、シリコ−ン系界面活性剤０．２重量部、紫外線吸収剤０．１重量部を加え、室温にて８時間攪拌後、室温にて２４時間熟成させコ−ティング液を得た。
アルカリ水溶液で前処理したプラスチックレンズ基板（素材：ジエチレングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−ト、屈折率１．５０、中心厚２．０ｍｍ、レンズ度数０．００、これを以下、「基板Ａ」という場合がある。）を、前記コーティング液の中に浸漬させ、浸漬終了後、引き上げ速度２０ｃｍ／分で引き上げたプラスチックレンズを１２０℃で２時間加熱して硬化膜を形成した。その後、表１〜６に記載したイオン加速電圧、照射時間の条件でＡｒガスを用いて、イオン銃処理を行いイオンアシスト法にて硬化被膜としてハードコート層（以下、「Ａ層」と記載する場合がある）を形成した。
下地層及び反射防止膜の作製
次に、ハードコートＡ層の上に、表１〜３に示した条件のイオンアシスト法にて、表１〜３に示した第１層〜第８層からなる機能膜を形成し、プラスチックレンズを得た。
得られたプラスチックレンズについて上記（１）〜（７）を評価し、それらの結果を表１〜６に示した。尚、表中、λは照射光の波長で、λ＝５００ｎｍを示す。なお、実施例１〜６におけるλ/4及びλ/2の合成屈折率は、表８に記載した。
次に、ハードコートＡ層の上に、表１〜３に示した条件のイオンアシスト法にて、表１〜３に示した第１層〜第８層からなる機能膜を形成し、プラスチックレンズを得た。
得られたプラスチックレンズについて上記（１）〜（７）を評価し、それらの結果を表１〜６に示した。尚、表中、λは照射光の波長で、λ＝５００ｎｍを示す。なお、実施例１〜６におけるλ/4及びλ/2の合成屈折率は、表８に記載した。
実施例７〜２４及び比較例１〜６
実施例７〜２４及び比較例１〜６に関しては、以下の評価方法で物性を評価した。
（１）蒸着組成物の溶融状態
蒸着時の溶融状態を次の基準で判定した。
ＵＡ：スプラッシュの発生が無い
Ａ：スプラッシュの発生が少ない
Ｂ：スプラッシュが頻繁に発生する
Ｃ：スプラッシュが常時発生する
（２）微細粒子の付着状態
スプラッシュ等によるレンズ面の微細粒子の付着状態を次の基準で判定した。
ＵＡ：全く認められず
Ａ：１〜５箇所以内
Ｂ：６〜１０箇所
Ｃ：１１箇所以上
（３）耐アルカリ性試験
ＮａＯＨ１０重量％水溶液にレンズを入れ、30分後、60分後にその表面の膜ハゲやレンズ面の荒れの発生を以下の基準にて判定した。
ＵＡ：点状ハゲがほとんどない
Ａ：全体的に小さな0.1mm以下の点状ハゲ又は直径0.3mm程度の点状ハゲが少しある。
Ｂ：Ａよりもハゲの密度が高く、大き目のハゲの割合が高い
Ｃ：全体的に0.3mm程度のハゲが占めるか、小さいハゲの密度が高い
Ｄ：一目見て全体が白いと感じる程度にハゲが密に出ている。これ以下は全てＤとする。
（４）耐擦傷性試験
♯００００のスチールウールにより表面を往復回数で１０回こすって耐擦傷性を次の基準で判定した。
ＵＡ：殆ど傷なし
Ａ：わずかに傷がつく
Ｂ：多く傷がつく
Ｃ：膜の脹れが生じる
実施例７〜２４及び比較例１〜６に関しては、以下の評価方法で物性を評価した。
（１）蒸着組成物の溶融状態
蒸着時の溶融状態を次の基準で判定した。
ＵＡ：スプラッシュの発生が無い
Ａ：スプラッシュの発生が少ない
Ｂ：スプラッシュが頻繁に発生する
Ｃ：スプラッシュが常時発生する
（２）微細粒子の付着状態
スプラッシュ等によるレンズ面の微細粒子の付着状態を次の基準で判定した。
ＵＡ：全く認められず
Ａ：１〜５箇所以内
Ｂ：６〜１０箇所
Ｃ：１１箇所以上
（３）耐アルカリ性試験
ＮａＯＨ１０重量％水溶液にレンズを入れ、30分後、60分後にその表面の膜ハゲやレンズ面の荒れの発生を以下の基準にて判定した。
ＵＡ：点状ハゲがほとんどない
Ａ：全体的に小さな0.1mm以下の点状ハゲ又は直径0.3mm程度の点状ハゲが少しある。
Ｂ：Ａよりもハゲの密度が高く、大き目のハゲの割合が高い
Ｃ：全体的に0.3mm程度のハゲが占めるか、小さいハゲの密度が高い
Ｄ：一目見て全体が白いと感じる程度にハゲが密に出ている。これ以下は全てＤとする。
（４）耐擦傷性試験
♯００００のスチールウールにより表面を往復回数で１０回こすって耐擦傷性を次の基準で判定した。
ＵＡ：殆ど傷なし
Ａ：わずかに傷がつく
Ｂ：多く傷がつく
Ｃ：膜の脹れが生じる
（５）密着性試験
ＪＩＳ―Ｚ―１５２２に従い、ゴバン目を１０×１０個作りセロファン粘着テープにより剥離試験を３回行い、残ったゴバン目を数えた。
（６）視感反射率
日立製作所製Ｕ−３４１０型自記分光光度計を用い、視感反射率Ｙを求めた。
（７）視感透過率
日立製作所製Ｕ−３４１０型自記分光光度計を用い、視感透過率Ｚを求めた。
（８）吸収率
１００％より視感透過率と視感反射率を引いた値を吸収率として求めた。
（９）耐熱性試験
蒸着膜形成直後の反射防止膜を有する光学部材をオーブンで１時間加熱し、クラックの発生の有無を調べた。加熱温度は、５０℃より始め、５℃づつ上げて、クラックが発生する温度を調べた。
また、経時的な耐熱性試験を、蒸着膜形成直後の反射防止膜を有する光学部材を２ケ月間屋外暴露し、その後、前記した耐熱性試験と同じ方法により評価を行った。
ＪＩＳ―Ｚ―１５２２に従い、ゴバン目を１０×１０個作りセロファン粘着テープにより剥離試験を３回行い、残ったゴバン目を数えた。
（６）視感反射率
日立製作所製Ｕ−３４１０型自記分光光度計を用い、視感反射率Ｙを求めた。
（７）視感透過率
日立製作所製Ｕ−３４１０型自記分光光度計を用い、視感透過率Ｚを求めた。
（８）吸収率
１００％より視感透過率と視感反射率を引いた値を吸収率として求めた。
（９）耐熱性試験
蒸着膜形成直後の反射防止膜を有する光学部材をオーブンで１時間加熱し、クラックの発生の有無を調べた。加熱温度は、５０℃より始め、５℃づつ上げて、クラックが発生する温度を調べた。
また、経時的な耐熱性試験を、蒸着膜形成直後の反射防止膜を有する光学部材を２ケ月間屋外暴露し、その後、前記した耐熱性試験と同じ方法により評価を行った。
基板Ａ及びハ−ドコ−トＡ層の作製
実施例１〜６と同様の方法で基板Ａ及びハ−ドコ−ト層Ａを作製した。
基板Ｂ及びハ−ドコ−トＢ層の作製
ガラス製容器に、有機ケイ素化合物のγ−グリシドキシプロピルメトキシシラン１４２重量部を加え、撹拌しながら、０．０１Ｎ塩酸１．４重量部、水３２重量部を滴下した。滴下終了後、２４時間撹拌を行いγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解溶液を得た。この溶液に、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾル（メタノール分散、全金属酸化物３１．５重量％、平均粒子径１０〜１５ミリミクロン）４６０重量部、エチルセロソルブ３００重量部、さらに滑剤としてシリコーン系界面活性剤０．７重量部、硬化剤としてアルミニウムアセチルアセトネート８重量部を加え、充分に撹拌した後、濾過を行ってコーティング液を得た。
さらに、アルカリ水溶液で前処理したプラスチックレンズ基板〔ＨＯＹＡ（株）製、眼鏡用プラスチックレンズ（商品名：ＥＹＡＳ）、屈折率１．６０以下、この基板を「基板Ｂ」と言う場合がある。〕を、前記コーティング液の中に浸漬させ、浸漬終了後、引き上げ速度２０ｃｍ／分で引き上げたプラスチックレンズを１２０℃で２時間加熱してハ−ドコ−ト層（以下この層を「Ｂ層」と言う場合がある）を形成した。
実施例１〜６と同様の方法で基板Ａ及びハ−ドコ−ト層Ａを作製した。
基板Ｂ及びハ−ドコ−トＢ層の作製
ガラス製容器に、有機ケイ素化合物のγ−グリシドキシプロピルメトキシシラン１４２重量部を加え、撹拌しながら、０．０１Ｎ塩酸１．４重量部、水３２重量部を滴下した。滴下終了後、２４時間撹拌を行いγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解溶液を得た。この溶液に、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾル（メタノール分散、全金属酸化物３１．５重量％、平均粒子径１０〜１５ミリミクロン）４６０重量部、エチルセロソルブ３００重量部、さらに滑剤としてシリコーン系界面活性剤０．７重量部、硬化剤としてアルミニウムアセチルアセトネート８重量部を加え、充分に撹拌した後、濾過を行ってコーティング液を得た。
さらに、アルカリ水溶液で前処理したプラスチックレンズ基板〔ＨＯＹＡ（株）製、眼鏡用プラスチックレンズ（商品名：ＥＹＡＳ）、屈折率１．６０以下、この基板を「基板Ｂ」と言う場合がある。〕を、前記コーティング液の中に浸漬させ、浸漬終了後、引き上げ速度２０ｃｍ／分で引き上げたプラスチックレンズを１２０℃で２時間加熱してハ−ドコ−ト層（以下この層を「Ｂ層」と言う場合がある）を形成した。
基板Ｃ及びハ−ドコ−トＣ層の作製
ガラス製容器に有機ケイ素化合物のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１００重量部を加え、撹拌しながら０．０１規定塩酸１．４重量部、水２３重量部を添加した。その後、２４時間撹拌を行いγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物を得た。次に微粒子状無機物として、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素を主体とする複合体微粒子ゾル（メタノール分散、全固形分２０重量％、平均粒子径５〜１５ミリミクロン、核微粒子の原子比Ｔｉ／Ｓｉ＝１０、被覆部分の核部分に対する重量比０．２５）を用い、その２００重量部をエチルセロソルブ１００重量部、滑剤としてのシリコーン系界面活性剤０．５重量部、硬化剤としてのアルミニウムアセチルアセトネート３．０重量部と混合した後、前述したγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物に加え、充分に撹拌した後、濾過を行ってコーティング液を作製した。
さらに、アルカリ水溶液で前処理したプラスチックレンズ基板〔ＨＯＹＡ（株）製、眼鏡用プラスチックレンズ（商品名：テスラリッド）、屈折率１．７１、以下この基板を「基板Ｃ」と言う場合がある〕を、前述の方法で作製したコーティング液の中に浸漬させ、浸漬終了後、引き上げ速度２０ｃｍ／分で引き上げたプラスチックレンズを１２０℃で２時間加熱してハードコート層（以下、このハ−ドコ−ト層を「Ｃ層」と言う場合がある）を形成した。
ガラス製容器に有機ケイ素化合物のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１００重量部を加え、撹拌しながら０．０１規定塩酸１．４重量部、水２３重量部を添加した。その後、２４時間撹拌を行いγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物を得た。次に微粒子状無機物として、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素を主体とする複合体微粒子ゾル（メタノール分散、全固形分２０重量％、平均粒子径５〜１５ミリミクロン、核微粒子の原子比Ｔｉ／Ｓｉ＝１０、被覆部分の核部分に対する重量比０．２５）を用い、その２００重量部をエチルセロソルブ１００重量部、滑剤としてのシリコーン系界面活性剤０．５重量部、硬化剤としてのアルミニウムアセチルアセトネート３．０重量部と混合した後、前述したγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物に加え、充分に撹拌した後、濾過を行ってコーティング液を作製した。
さらに、アルカリ水溶液で前処理したプラスチックレンズ基板〔ＨＯＹＡ（株）製、眼鏡用プラスチックレンズ（商品名：テスラリッド）、屈折率１．７１、以下この基板を「基板Ｃ」と言う場合がある〕を、前述の方法で作製したコーティング液の中に浸漬させ、浸漬終了後、引き上げ速度２０ｃｍ／分で引き上げたプラスチックレンズを１２０℃で２時間加熱してハードコート層（以下、このハ−ドコ−ト層を「Ｃ層」と言う場合がある）を形成した。
下地層及び反射防止膜の作製
次に、ハードコートＡ層、Ｂ層又はＣ層の上に、表４〜表７に示した条件で、表４〜表７に示した多層膜からなる機能膜を形成し、プラスチックレンズを得た。
得られたプラスチックレンズについて上記（１）〜（７）を評価し、それらの結果を同表に示した。なお、表中、λは照射光の波長で、λ＝５００ｎｍを示す。
実施例７〜１２に関しては、表中の組成物Ａに関し、イオンアシスト法を用いずに膜を形成した。また、実施例１３〜１８における蒸着組成物Ａより形成された膜及び実施例１９〜２４における酸化ニオブ層に関しては、膜形成の際、酸素：アルゴンが９：１の割合で、３２０Ａ及び１４０ｍＡの条件でイオンアシストを使用した。また、実施例２５〜２７に関しては、高屈折率として酸化チタンを用い、イオンアシスト法を用いずに膜を形成した。
次に、ハードコートＡ層、Ｂ層又はＣ層の上に、表４〜表７に示した条件で、表４〜表７に示した多層膜からなる機能膜を形成し、プラスチックレンズを得た。
得られたプラスチックレンズについて上記（１）〜（７）を評価し、それらの結果を同表に示した。なお、表中、λは照射光の波長で、λ＝５００ｎｍを示す。
実施例７〜１２に関しては、表中の組成物Ａに関し、イオンアシスト法を用いずに膜を形成した。また、実施例１３〜１８における蒸着組成物Ａより形成された膜及び実施例１９〜２４における酸化ニオブ層に関しては、膜形成の際、酸素：アルゴンが９：１の割合で、３２０Ａ及び１４０ｍＡの条件でイオンアシストを使用した。また、実施例２５〜２７に関しては、高屈折率として酸化チタンを用い、イオンアシスト法を用いずに膜を形成した。
表４及び５における実施例７〜１８に記載されている組成物Ａとは、Ｎｂ2Ｏ5粉末、ＺｒＯ2粉末、Ｙ2Ｏ3 粉末を混合し、３００ｋｇ／ｃｍ2 でプレス加圧し、焼結温度１３００℃で焼結して得られた３成分系蒸着組成物Ａ（重量％、Ｎｂ2Ｏ5：ＺｒＯ2：Ｙ2Ｏ3＝７６％〜９０％：１６．６％〜５％：７．４％〜５％）を用いてなる膜を意味する。
実施例１〜２７に関する等価膜のλ/4、λ/2の合成屈折率は、表８に記載した通りである。
実施例１〜２７に関する等価膜のλ/4、λ/2の合成屈折率は、表８に記載した通りである。
比較例１及び２は、高屈折率蒸着物質として酸化タンタルを用い、二酸化ケイ素からなる下地層、酸化タンタル層及び二酸化ケイ素層よりなるλ/4の二層等価膜、λ/2の酸化タンタル層、λ/4の二酸化ケイ素層を形成した。
比較例３は、基板Ｃ、ハードコート層Ｃを、さらに、高屈折率蒸着物質として酸化タンタルを用い、二酸化ケイ素からなる第３層、酸化タンタル層及び二酸化ケイ素層よりなるλ/4の二層等価膜、λ/2の酸化タンタル層、λ/4の二酸化ケイ素層を形成した。
比較例３は、基板Ｃ、ハードコート層Ｃを、さらに、高屈折率蒸着物質として酸化タンタルを用い、二酸化ケイ素からなる第３層、酸化タンタル層及び二酸化ケイ素層よりなるλ/4の二層等価膜、λ/2の酸化タンタル層、λ/4の二酸化ケイ素層を形成した。
比較例４及び５は、高屈折率蒸着物質として酸化チタンを用い、二酸化ケイ素からなる下地層、酸化チタン層及び二酸化ケイ素層よりなるλ/4の二層等価膜、λ/2の酸化チタン層、λ/4の二酸化ケイ素層を形成した。
比較例６は、基板Ｃ、ハードコート層Ｃを、さらに、高屈折率蒸着物質として酸化チタンを用い、二酸化ケイ素からなる第３層、酸化チタン層及び二酸化ケイ素層よりなるλ/4の二層等価膜、λ/2の酸化チタン層、λ/4の二酸化ケイ素層を形成した。これら比較例１〜６に関しては、イオンアシスト法は用いずに膜を形成した。
その結果、比較例１は、実施例２２と比べ、比較例２は実施例２３と比べ、比較例３は実施例２４と比べ耐熱性に劣るものだった。
比較例６は、基板Ｃ、ハードコート層Ｃを、さらに、高屈折率蒸着物質として酸化チタンを用い、二酸化ケイ素からなる第３層、酸化チタン層及び二酸化ケイ素層よりなるλ/4の二層等価膜、λ/2の酸化チタン層、λ/4の二酸化ケイ素層を形成した。これら比較例１〜６に関しては、イオンアシスト法は用いずに膜を形成した。
その結果、比較例１は、実施例２２と比べ、比較例２は実施例２３と比べ、比較例３は実施例２４と比べ耐熱性に劣るものだった。
Claims (6)
- プラスチック基板と、該プラスチック基板上に、基板側からλ/4−λ/2−λ/4型（λ＝５００nm) の反射防止膜と、該プラスチック基板と該反射防止膜との間に設けられた金属酸化物コロイド粒子と有機ケイ素化合物よりなるコ−ティング組成物を硬化させてなる硬化被膜と、該硬化被膜上に直接施される下地層とを有する光学部材であって、該λ/2の層は、屈折率が1.80〜2.40である３層または５層の等価膜であり、該等価膜の偶数層が二酸化ケイ素層である反射防止膜を有する光学部材。
- 前記λ/2の層の下に形成されるλ/4層が、２層以上の等価膜である請求項１記載の反射防止膜を有する光学部材。
- 前記λ/4の層は、前記λ/2の層の奇数層及び偶数層で用いる金属酸化物層より構成される請求項２記載の反射防止膜を有する光学部材。
- 前記下地層が、二酸化ケイ素からなる請求項１記載の反射防止膜を有する光学部材。
- プラスチック基板上に、金属酸化物コロイド粒子と有機ケイ素化合物よりなるコ−ティング組成物を硬化させてなる硬化被膜と、該硬化被膜上に直接施される下地層と、λ/4−λ/2−λ/4型の反射防止膜とが設けられ、下地層（第１層）及びλ/4（第２〜３層）−λ/2（第４〜６層）−λ/4（第７層）の第１〜７層からなる構成で、
第１層が、屈折率1.43〜1.47の二酸化ケイ素層、
第２層が、屈折率2.04〜2.37の高屈折率層、
第３層が、屈折率1.43〜1.47の二酸化ケイ素層、
第４層が、屈折率2.04〜2.37の高屈折率層、
第５層が、屈折率1.43〜1.47の二酸化ケイ素層、
第６層が、屈折率2.04〜2.37の高屈折率層、
第７層が、屈折率1.43〜1.47の二酸化ケイ素層であり、
λ/4（第２〜３層）の合成屈折率が1.65〜1.80、
λ/2（第４〜６層）の合成屈折率が1.85〜2.25であり、
前記高屈折率層が、酸化チタン、酸化ニオブ及び酸化タンタルの中から選ばれた少なくとも１種類の金属酸化物より構成される反射防止膜を有する光学部材。 - プラスチック基板上に、金属酸化物コロイド粒子と有機ケイ素化合物よりなるコ−ティング組成物を硬化させてなる硬化被膜と、該硬化被膜上に接して施される下地層と、λ/4−λ/2−λ/4型の反射防止膜とが設けられ、下地層（第１層）及びλ/4（第２〜３層）−λ/2（第４〜８層）−λ/4（第９層）の第１〜９層からなる構成で、
第１層が、屈折率1.43〜1.47の二酸化ケイ素層、
第２層が、屈折率2.04〜2.37の高屈折率層、
第３層が、屈折率1.43〜1.47の二酸化ケイ素層、
第４層が、屈折率2.04〜2.37の高屈折率層、
第５層が、屈折率1.43〜1.47の二酸化ケイ素層、
第６層が、屈折率2.04〜2.37の高屈折率層、
第７層が、屈折率1.43〜1.47の二酸化ケイ素層、
第８層が、屈折率2.04〜2.37の高屈折率層、
第９層が、屈折率1.43〜1.47の二酸化ケイ素層であり、
λ/4（第２〜３層）の合成屈折率が1.65〜1.80、
λ/2（第４〜８層）の合成屈折率が1.85〜2.25であり、
前記高屈折率層が、酸化チタン、酸化ニオブ及び酸化タンタルの中から選ばれた少なくとも１種類の金属酸化物より構成される反射防止膜を有する光学部材。
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