JP4497460B2 - Method for manufacturing antireflection film - Google Patents

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Description

本発明は、基材の表面に形成される反射防止膜に関し、特に光ピックアップ装置や半導体装置に用いる大きな開口数(NA)を有するレンズに好適な反射防止膜及び係る反射防止膜を有する光学素子に関する。   The present invention relates to an antireflection film formed on a surface of a substrate, and particularly to an antireflection film suitable for a lens having a large numerical aperture (NA) used in an optical pickup device or a semiconductor device, and an optical element having the antireflection film. About.

光ピックアップ装置や半導体装置の対物レンズの表面には、入射光を効率よく透過させるために反射防止膜がコーティングされている。例えば単層の反射防止膜は、反射防止膜表面での反射光と、反射防止膜とレンズの境界での反射光との光路差が波長の1/2の奇数倍となってこれらの光が干渉により打ち消し合う厚さになるように設計される。一般的にはレンズの中心(光線入射角度が0°)付近で反射防止効果が最大となるような膜厚に設計する場合が多く、このように設計された反射防止膜の反射率は、入射光が反射防止膜に垂直となる領域で最小値を示す。対物レンズは、表面の中心に垂直(光線入射角度が0°)に集光すべき光が入射するように配置される。しかしながら対物レンズのレンズ面は曲面であるため、垂直入射の条件をほぼ満たすのは光軸周辺の極めて限られた範囲のみである。このためレンズ周辺部では、光線入射角度が大きいので単層反射防止膜の設計条件から大きくずれてしまい、入射光の反射率が高い。   The surface of the objective lens of the optical pickup device or the semiconductor device is coated with an antireflection film to efficiently transmit incident light. For example, in a single-layer antireflection film, the optical path difference between the reflected light on the surface of the antireflection film and the reflected light at the boundary between the antireflection film and the lens is an odd multiple of half the wavelength, and these lights are It is designed to have a thickness that cancels out due to interference. In general, it is often designed to have a film thickness that maximizes the anti-reflection effect near the center of the lens (light incident angle is 0 °). The minimum value is shown in a region where light is perpendicular to the antireflection film. The objective lens is arranged so that light to be collected is incident perpendicularly to the center of the surface (light incident angle is 0 °). However, since the lens surface of the objective lens is a curved surface, only the extremely limited range around the optical axis satisfies the normal incidence condition. For this reason, the light incident angle is large in the lens peripheral portion, so that the lens is greatly deviated from the design condition of the single-layer antireflection film, and the reflectance of incident light is high.

一方、複数の層からなる反射防止膜(多層反射防止膜)は、各層の界面で生じた反射光と、各層に入射する光とが干渉によって相殺し合うように設計されている。特願平9-335909号(特許文献1)には、基材側に導電性光吸収膜が形成され、この上に高屈折率透明膜と低屈折率透明膜がこの順で交互にそれぞれ複数層形成された反射防止膜が記載されている。高屈折率透明膜及び低屈折率透明膜の好ましい厚さは、基材側から順に15〜30 nm(高屈折率層)、15〜30 nm(低屈折率層)、10〜314 nm(高屈折率層)、60〜120 nm(低屈折率層)であると記載されている。このように異なる厚さの層を有する反射防止膜は、広い波長範囲で反射光と入射光との干渉を起こす。従って対物レンズの表面に形成すると、光軸からある程度離れた位置でも反射防止効果が得られる。   On the other hand, the antireflection film (multilayer antireflection film) composed of a plurality of layers is designed so that the reflected light generated at the interface of each layer and the light incident on each layer cancel each other out by interference. In Japanese Patent Application No. 9-335909 (Patent Document 1), a conductive light absorbing film is formed on the substrate side, and a plurality of high refractive index transparent films and low refractive index transparent films are alternately arranged in this order. A layered anti-reflective coating is described. The preferred thicknesses of the high refractive index transparent film and the low refractive index transparent film are 15-30 nm (high refractive index layer), 15-30 nm (low refractive index layer), 10-314 nm (high Refractive index layer), 60 to 120 nm (low refractive index layer). The antireflection film having layers having different thicknesses causes interference between reflected light and incident light in a wide wavelength range. Therefore, when it is formed on the surface of the objective lens, an antireflection effect can be obtained even at a position away from the optical axis to some extent.

しかしながら、光ピックアップ装置等の対物レンズは大きな開口数を有しており、レンズ周辺部では60°以上の光線入射角度を有するので、特許文献1のように異なる厚さの層からなっていても、周辺部では有効な反射防止効果を示すことができない。さらにレンズ等の曲面に反射防止膜を形成すると、レンズ周辺部の物理膜厚はレンズ中心部に比較して小さくなる傾向があり、レンズ中心を基準に膜厚設計すると、レンズ周辺部における反射防止膜の膜厚は設計膜厚から大きくずれてしまうという問題もある。反射防止特性は膜厚に大きく依存するため、設計膜厚からずれていると有効な反射防止効果を示すことができない。従って、レンズ周辺部においては、光線入射角度が大きい上に設計膜厚からのずれも大きく、十分な反射防止効果を得られない。   However, since an objective lens such as an optical pickup device has a large numerical aperture and has a light incident angle of 60 ° or more in the lens peripheral portion, even if it is composed of layers having different thicknesses as in Patent Document 1. In the peripheral portion, an effective antireflection effect cannot be shown. Furthermore, when an antireflection film is formed on the curved surface of a lens, etc., the physical film thickness at the lens periphery tends to be smaller than at the lens center, and when the film thickness is designed based on the lens center, antireflection at the lens periphery is prevented. There is also a problem that the film thickness greatly deviates from the design film thickness. Since the antireflection characteristic greatly depends on the film thickness, if it deviates from the design film thickness, an effective antireflection effect cannot be shown. Therefore, in the lens peripheral portion, the light incident angle is large and the deviation from the designed film thickness is large, so that a sufficient antireflection effect cannot be obtained.

特願平9-335909(特開平11-171596)公報Japanese Patent Application No. 9-335909 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-171596)

従って、本発明の目的は、大きな入射角度の光に対して優れた反射防止特性を有し、かつ反射防止特性の膜厚依存性が小さい反射防止膜、及び係る反射防止膜を有する光学素子を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an antireflection film having excellent antireflection characteristics for light having a large incident angle and having a small film thickness dependence of the antireflection characteristics, and an optical element having such an antireflection film. Is to provide.

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、複数の層からなる反射防止膜であって、各層の屈折率が基材から順に小さくなっており、入射媒質側に空隙率の異なる複数の多孔質層を有するものは、優れた反射防止特性を有することを発見し、本発明に想到した。   As a result of diligent research in view of the above object, the present inventors have developed an antireflection film composed of a plurality of layers, each of which has a refractive index that decreases in order from the base material, and a plurality of layers having different porosity on the incident medium side. Those having the porous layer of the present invention have been found to have excellent antireflection properties, and have arrived at the present invention.

すなわち、本発明の反射防止膜は基材の表面に形成され、複数の層からなるもので、前記基材及び各層の屈折率は前記基材から順に小さくなっており、前記層とその隣の層及び前記基材とそれに接触する層との屈折率差が0.02〜0.2であり、各層の物理層厚が15〜200 nmであり、各層のうち入射媒質側に形成された少なくとも2層は(a) 多孔質層であって、(b) 異なる空隙率を有することを特徴とする。   That is, the antireflection film of the present invention is formed on the surface of a base material and is composed of a plurality of layers, and the refractive index of the base material and each layer decreases in order from the base material, and the layer and its adjacent The refractive index difference between the layer and the substrate and the layer in contact therewith is 0.02 to 0.2, the physical layer thickness of each layer is 15 to 200 nm, and at least two layers formed on the incident medium side of each layer are ( a) a porous layer, characterized in that (b) it has different porosity.

前記多孔質層はシリカエアロゲル層であるのが好ましい。前記シリカエアロゲル層の空隙率は30〜90%であるのが好ましい。前記シリカエアロゲル層は疎水化処理されているのが好ましい。各層はウェット法によって形成されたものであるのが好ましい。   The porous layer is preferably a silica airgel layer. The porosity of the silica airgel layer is preferably 30 to 90%. The silica airgel layer is preferably hydrophobized. Each layer is preferably formed by a wet method.

本発明の光学素子は、本発明の反射防止膜を有することを特徴とする。   The optical element of the present invention has the antireflection film of the present invention.

本発明の反射防止膜は基材の表面に形成され、複数の層からなる反射防止膜であって、前記基材及び各層の屈折率は前記基材から順に徐々に小さくなっている。具体的には、隣接する層間の屈折率差、及び基材とそれに接触する層との屈折率差が0.02〜0.2であり、各層の物理層厚が15〜200 nmである。また各層のうち表面側の少なくとも2層は多孔質層であって、互いに異なる空隙率を有するものである。このような反射防止膜は、基材から入射媒質にかけて屈折率が滑らかに減少したものに近い状態であり、各層の界面において光線を反射し難い。従って反射率の膜厚依存性が小さく、物理膜厚を増減させても反射率の変化は小さい。また大きな光線入射角度の光に対しても優れた反射防止特性を有することができる。   The antireflection film of the present invention is an antireflection film formed on the surface of a base material and comprising a plurality of layers, and the refractive index of the base material and each layer gradually decreases from the base material in order. Specifically, the refractive index difference between adjacent layers and the refractive index difference between the base material and the layer in contact with the base material are 0.02 to 0.2, and the physical layer thickness of each layer is 15 to 200 nm. In addition, at least two layers on the surface side of each layer are porous layers and have different porosity. Such an antireflection film is in a state close to that in which the refractive index smoothly decreases from the base material to the incident medium, and hardly reflects light rays at the interface of each layer. Accordingly, the film thickness dependency of the reflectance is small, and the change in the reflectance is small even if the physical film thickness is increased or decreased. Moreover, it can have an excellent antireflection characteristic for light having a large light incident angle.

本発明の光学素子は、レンズ表面に本発明の反射防止膜を有している。このため開口数の大きなレンズであっても周辺部における反射防止特性に優れており、光ピックアップ等の対物レンズに好適である。   The optical element of the present invention has the antireflection film of the present invention on the lens surface. For this reason, even a lens having a large numerical aperture has excellent antireflection characteristics in the peripheral portion, and is suitable for an objective lens such as an optical pickup.

[1] 反射防止膜を有する光学素子
図1は反射防止膜を有する光学素子を示す。この光学素子はレンズ1と、レンズ1の表面11に形成された反射防止膜2とからなる。図中の反射防止膜2は、実際より厚く描かれている。図1に示す反射防止膜2は6層構成であるが、本発明はこれに限定されず、2〜5層、及び7層以上の薄層を有するものを含む。
[1] Optical element having antireflection film FIG. 1 shows an optical element having an antireflection film. This optical element includes a lens 1 and an antireflection film 2 formed on the surface 11 of the lens 1. The antireflection film 2 in the drawing is drawn thicker than the actual thickness. The antireflection film 2 shown in FIG. 1 has a six-layer structure, but the present invention is not limited to this, and includes those having 2 to 5 layers and 7 or more thin layers.

レンズ1の表面11に第一層21が形成されており、その上に第二層22、第三層23、第四層24、第五層25及び第六層26がこの順に形成されている。第一層21、第二層22及び第三層23は緻密層であり、第四層24、第五層25及び第六層26は多孔質層である。第六層26は入射媒質aに接触している。各層の厚さはレンズ1の中心110で最大であり、周辺部12にかけて徐々に小さくなっている。本明細書中、レンズ1の周辺部12は、レンズ1の有効径をRとすると、中心軸からの距離が2R/5〜R/2の部分を示す。各層の厚さの和である反射防止膜2の厚さも、中心110から周辺部12にかけて徐々に小さくなっている。   A first layer 21 is formed on the surface 11 of the lens 1, and a second layer 22, a third layer 23, a fourth layer 24, a fifth layer 25, and a sixth layer 26 are formed thereon in this order. . The first layer 21, the second layer 22, and the third layer 23 are dense layers, and the fourth layer 24, the fifth layer 25, and the sixth layer 26 are porous layers. The sixth layer 26 is in contact with the incident medium a. The thickness of each layer is maximum at the center 110 of the lens 1 and gradually decreases toward the peripheral portion 12. In the present specification, the peripheral portion 12 of the lens 1 is a portion having a distance from the central axis of 2R / 5 to R / 2, where R is the effective diameter of the lens 1. The thickness of the antireflection film 2 that is the sum of the thicknesses of the respective layers also gradually decreases from the center 110 to the peripheral portion 12.

反射防止膜2の物理膜厚は基板傾斜角度θに依存する。基板傾斜角度θは、図3に示すように、レンズ1の中心110に接する面Foと、表面11上の点tに接する面Fとのなす角度を示す。基板傾斜角度θにおける反射防止膜2の物理膜厚D(θ)は、下記式(1)
D(θ)= D0・(cosθ)x ・・・(1)
(ただし、θは基板傾斜角度を示し、D0はレンズの中心における反射防止膜2の物理膜厚を示し、Xは0以上1以下の定数を示し、0°<θ90°である。)により表すことができる。物理膜厚D(θ)はθの増加に伴って小さくなる。Xは反射防止膜2の成膜条件(成膜方法、成膜材料、成膜装置等)に依存する定数である。なお光線Lが平行光の場合、レンズ表面11への入射角度は基板傾斜角度θに等しい。
The physical film thickness of the antireflection film 2 depends on the substrate tilt angle θ. As shown in FIG. 3, the substrate inclination angle θ represents an angle formed by a surface Fo that contacts the center 110 of the lens 1 and a surface F that contacts the point t on the surface 11. The physical film thickness D (θ) of the antireflection film 2 at the substrate tilt angle θ is expressed by the following equation (1)
D (θ) = D 0・ (cosθ) x ... (1)
(Where θ represents the substrate tilt angle, D 0 represents the physical film thickness of the antireflection film 2 at the center of the lens, X represents a constant of 0 or more and 1 or less, and 0 ° <θ < 90 °. ). The physical film thickness D (θ) decreases as θ increases. X is a constant depending on the film formation conditions (film formation method, film formation material, film formation apparatus, etc.) of the antireflection film 2. When the light beam L is parallel light, the incident angle on the lens surface 11 is equal to the substrate tilt angle θ.

図4は、基板傾斜角度θと反射防止膜2の膜厚比D(θ)/D0との関係の一例を示す。この反射防止膜2は、曲率半径約2mmのレンズ1表面に、真空蒸着法(減圧n度1×10-6 Torr、真空蒸着4分)により、フッ化マグネシウムからなる反射防止膜2を形成したものである。このグラフは、(cosθm)0.7に近似される。 FIG. 4 shows an example of the relationship between the substrate tilt angle θ and the film thickness ratio D (θ) / D 0 of the antireflection film 2. This antireflection film 2 was formed on the surface of a lens 1 having a radius of curvature of about 2 mm by vacuum evaporation (depressurization n degree 1 × 10 −6 Torr, vacuum evaporation 4 minutes). Is. This graph is approximated to (cosθ m ) 0.7 .

図2は反射防止膜2の物理膜厚と屈折率との関係を概略的に示す。レンズ1の中心110における各層の物理層厚dはほぼ等しい。本明細書中、「物理層厚」は反射防止膜2を構成する各層の物理的な厚さを示す。各層の物理層厚dは、15〜200 nmである。屈折率はレンズ1で最大であり、入射媒質aで最小であり、第一層21から第六層26にかけて順に小さくなっている。各層の間、第一層21とレンズ1との間、及び第六層26と入射媒質aとの間の屈折率差rはほぼ等しく、それぞれ0.02〜0.2である。このため物理層厚に対する屈折率の変化は階段状であり、かつ直線に概略近似できる程度の滑らかさを有する。このようにレンズ1から入射媒質aにかけての物理層厚に対する屈折率の変化が滑らかであるので、巨視的にみるとレンズ1から入射媒質aにかけて屈折率が徐々に減少している状態になっており、各層の界面において入射光の反射が起こり難い。従って反射防止膜2が優れた反射防止効果を示すことができる。構成層の数にもよるが、中心110における反射防止膜2の物理膜厚Dは100〜1000 nm程度であるのが好ましい。   FIG. 2 schematically shows the relationship between the physical film thickness of the antireflection film 2 and the refractive index. The physical layer thickness d of each layer at the center 110 of the lens 1 is substantially equal. In the present specification, “physical layer thickness” indicates the physical thickness of each layer constituting the antireflection film 2. The physical layer thickness d of each layer is 15 to 200 nm. The refractive index is the largest in the lens 1, the smallest in the incident medium a, and decreases in order from the first layer 21 to the sixth layer 26. The refractive index differences r between the layers, between the first layer 21 and the lens 1, and between the sixth layer 26 and the incident medium a are substantially equal, and are 0.02 to 0.2, respectively. For this reason, the change of the refractive index with respect to the physical layer thickness is stepped and smooth enough to be approximated by a straight line. Since the change in the refractive index with respect to the physical layer thickness from the lens 1 to the incident medium a is smooth as described above, the refractive index gradually decreases from the lens 1 to the incident medium a when viewed macroscopically. In addition, reflection of incident light hardly occurs at the interface of each layer. Therefore, the antireflection film 2 can exhibit an excellent antireflection effect. Although depending on the number of constituent layers, the physical film thickness D of the antireflection film 2 at the center 110 is preferably about 100 to 1000 nm.

物理層厚dが15〜200 nmの範囲でなかったり、屈折率差rが0.02〜0.2の範囲でなかったりすると、各層の物理層厚dに対する屈折率の変化が滑らかでない。このため、界面における反射率が大きくなってしまう。例えば第二層22の物理層厚dが15 nm未満であると、第二層22によって得られる効果が小さ過ぎるので、第一層21の屈折率から第三層23に屈折率に急激に変化したのと変わらなくなってしまう。第二層22の物理層厚dが200 nm超であると、第二層22による干渉が可視域に生じ、反射防止効果を損なうので好ましくない。   If the physical layer thickness d is not in the range of 15 to 200 nm, or the refractive index difference r is not in the range of 0.02 to 0.2, the change in the refractive index with respect to the physical layer thickness d of each layer is not smooth. For this reason, the reflectance at the interface increases. For example, if the physical layer thickness d of the second layer 22 is less than 15 nm, the effect obtained by the second layer 22 is too small, so the refractive index suddenly changes from the refractive index of the first layer 21 to the third layer 23. It will be the same as you did. If the physical layer thickness d of the second layer 22 is more than 200 nm, interference by the second layer 22 occurs in the visible range, and the antireflection effect is impaired.

反射防止膜2の各層のうち緻密な層は、金属酸化物等の無機材料のみからなる層でも良いし、無機微粒子とバインダからなる複合層(以下、無機微粒子−バインダ複合層と言う)でも良いし、樹脂からなる層でも良い。各層の材料は、レンズ1の屈折率より小さく入射媒質aの屈折率より大きな屈折率を有するものの中から選択することができる。ただし、隣接する層の屈折率差rは0.02〜0.2となるようにする必要がある。   Of the layers of the antireflection film 2, the dense layer may be a layer made of only an inorganic material such as a metal oxide, or a composite layer made of inorganic fine particles and a binder (hereinafter referred to as an inorganic fine particle-binder composite layer). Alternatively, a layer made of resin may be used. The material of each layer can be selected from those having a refractive index smaller than that of the lens 1 and larger than that of the incident medium a. However, the refractive index difference r between adjacent layers needs to be 0.02 to 0.2.

例えばレンズ1がランタンクラウンガラス(LaKガラス)からなり、入射媒質aが空気の場合、レンズ1の屈折率は1.72であって、入射媒質aの屈折率は1であるので、各層の材料は1.02〜1.7の屈折率を有するものから選択される。1.02〜1.7の屈折率を有する無機材料の例としてフッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、フッ化セリウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、クライオライト、チオライト及びこれらの混合物が挙げられる。   For example, when the lens 1 is made of lanthanum crown glass (LaK glass) and the incident medium a is air, the refractive index of the lens 1 is 1.72, and the refractive index of the incident medium a is 1. Therefore, the material of each layer is 1.02. Selected from those having a refractive index of ˜1.7. Examples of inorganic materials having a refractive index of 1.02 to 1.7 include calcium fluoride, magnesium fluoride, aluminum fluoride, sodium fluoride, lithium fluoride, cerium fluoride, silicon oxide, aluminum oxide, cryolite, thiolite and these A mixture is mentioned.

無機微粒子−バインダ複合層の例としてフッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、フッ化セリウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、クライオライト、チオライト、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化セリウム、酸化ハフニウム及び酸化亜鉛からなる群より選択された少なくとも一種の無機物の微粒子をバインダに分散させたものが挙げられる。無機微粒子−バインダ複合層の屈折率は、無機微粒子の組成及び含有率、並びにバインダーの組成に依存する。   Examples of inorganic fine particle-binder composite layers include calcium fluoride, magnesium fluoride, aluminum fluoride, sodium fluoride, lithium fluoride, cerium fluoride, silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, cryolite, thiolite, titanium oxide, Examples thereof include those in which at least one inorganic fine particle selected from the group consisting of indium oxide, tin oxide, antimony oxide, cerium oxide, hafnium oxide and zinc oxide is dispersed in a binder. The refractive index of the inorganic fine particle-binder composite layer depends on the composition and content of the inorganic fine particles and the composition of the binder.

1.02〜1.7の屈折率を有する樹脂の例として、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂及びウレタン樹脂が挙げられる。一般的に知られているフッ素樹脂にはポリテトラフルオロエチレン樹脂、パーフルオロエチレンプロピレン樹脂、パーフルオロアルコキシ樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂がある。これらの樹脂は使用可能であるが、結晶性を有するものが多いので、透明な反射防止膜2を形成するにはあまり好ましくない。一方、非結晶性のフッ素樹脂からなる層は優れた透明性を有する。非結晶性のフッ素樹脂の具体例として、フルオロオレフィン系の共重合体、含フッ素脂肪族環構造を有する重合体、フッ素化アクリレート系の共重合体が挙げられる。フルオロオレフィン系の共重合体の例として37〜48質量%のテトラフルオロエチレンと、15〜35質量%のビニリデンフルオライドと、26〜44質量%のヘキサフルオロプロピレンとが共重合したものが挙げられる。含フッ素脂肪族環構造を有する重合体には、含フッ素脂肪族環構造を有するモノマーが重合したものや、少なくとも二つの重合性二重結合を有する含フッ素モノマーを環化重合したものがある。   Examples of the resin having a refractive index of 1.02 to 1.7 include a fluororesin, an epoxy resin, an acrylic resin, a silicone resin, and a urethane resin. Commonly known fluororesins include polytetrafluoroethylene resin, perfluoroethylenepropylene resin, perfluoroalkoxy resin, polyvinylidene fluoride resin, ethylene-tetrafluoroethylene resin, and polychlorotrifluoroethylene resin. Although these resins can be used, since many of them have crystallinity, it is not so preferable for forming the transparent antireflection film 2. On the other hand, a layer made of an amorphous fluororesin has excellent transparency. Specific examples of the non-crystalline fluororesin include a fluoroolefin copolymer, a polymer having a fluorine-containing aliphatic ring structure, and a fluorinated acrylate copolymer. Examples of the fluoroolefin copolymer include those obtained by copolymerization of 37 to 48% by mass of tetrafluoroethylene, 15 to 35% by mass of vinylidene fluoride, and 26 to 44% by mass of hexafluoropropylene. . Examples of the polymer having a fluorinated alicyclic structure include those obtained by polymerizing a monomer having a fluorinated alicyclic structure, and those obtained by cyclopolymerizing a fluorinated monomer having at least two polymerizable double bonds.

多孔質層としては、シリカエアロゲル層が特に好ましい。シリカエアロゲル層の空隙率は90%以下であるのが好ましい。空隙率90%超であると、機械的強度が小さすぎる。シリカエアロゲル層の屈折率は空隙率に依存する。大きな空隙率を有するシリカエアロゲル層ほど、小さな屈折率を有する。例えば空隙率35%のシリカエアロゲル層は屈折率約1.3であり、空隙率78%のシリカエアロゲル層は屈折率約1.1である。90%以下の空隙率を有するシリカエアロゲル層の屈折率は、概ね1.05〜1.35である。シリカエアロゲル層は疎水化処理されているのが好ましい。疎水化処理されたシリカエアロゲル層は、優れた耐水性及び耐久性を有する。   As the porous layer, a silica airgel layer is particularly preferable. The porosity of the silica airgel layer is preferably 90% or less. When the porosity exceeds 90%, the mechanical strength is too small. The refractive index of the silica airgel layer depends on the porosity. A silica airgel layer having a larger porosity has a smaller refractive index. For example, a silica airgel layer with a porosity of 35% has a refractive index of about 1.3, and a silica airgel layer with a porosity of 78% has a refractive index of about 1.1. The refractive index of the silica airgel layer having a porosity of 90% or less is approximately 1.05 to 1.35. The silica airgel layer is preferably hydrophobized. The silica airgel layer subjected to the hydrophobization treatment has excellent water resistance and durability.

反射防止膜2の層構成の一例として、第一層21が酸化アルミニウム(屈折率1.64)からなり、第二層22が酸化ケイ素(屈折率1.46)からなり、第三層23がフッ化マグネシウム(屈折率1.38)からなり、第四層〜第六層24,25,26が多孔質酸化ケイ素からなるものが挙げられる。層構成の別の例として、第一層21が酸化ジルコニウムとバインダからなり、第二層22がコロイダルシリカとバインダからなり、第三層23がフッ素含有紫外線硬化性樹脂からなり、第四層〜第六層24,25,26がシリカエアロゲルからなるものが挙げられる。   As an example of the layer configuration of the antireflection film 2, the first layer 21 is made of aluminum oxide (refractive index 1.64), the second layer 22 is made of silicon oxide (refractive index 1.46), and the third layer 23 is magnesium fluoride ( The refractive index is 1.38), and the fourth to sixth layers 24, 25, and 26 are made of porous silicon oxide. As another example of the layer structure, the first layer 21 is composed of zirconium oxide and a binder, the second layer 22 is composed of colloidal silica and a binder, the third layer 23 is composed of a fluorine-containing ultraviolet curable resin, the fourth layer to Examples include those in which the sixth layers 24, 25, and 26 are made of silica airgel.

反射防止膜2の反射防止特性は物理膜厚に依存し難い。本明細書中、「反射防止特性」は反射率及び透過率を示し、「優れた反射防止特性を有する」は小さな反射率及び大きな光透過率を有することを示す。反射防止特性の膜厚依存性が小さいと、周辺部12においても優れた反射防止特性を示すことができる。また反射防止膜2を成膜する際に、物理膜厚D0を精密に制御する必要が無い。例えば反射防止膜2の物理膜厚D0を±50%ずらした場合、レンズ1の中心110における反射率の変動は2%未満であり、光透過率の変動も2%未満である。 The antireflection characteristic of the antireflection film 2 hardly depends on the physical film thickness. In the present specification, “antireflection property” indicates reflectance and transmittance, and “having excellent antireflection property” indicates that it has a small reflectance and a large light transmittance. If the film thickness dependence of the antireflection characteristic is small, the antireflection characteristic excellent in the peripheral portion 12 can be exhibited. Also when forming the anti-reflection film 2, there is no need to precisely control the physical thickness D 0. For example, when the physical film thickness D 0 of the antireflection film 2 is shifted by ± 50%, the variation in reflectance at the center 110 of the lens 1 is less than 2%, and the variation in light transmittance is also less than 2%.

反射防止膜2の反射防止特性は光線入射角度にも依存し難い。反射防止膜2は、基板傾斜角度θの大きい部分においても、優れた反射防止特性を示す。基板傾斜角度θ0°である中心110における反射率に対して、基板傾斜角度θ65°の位置における反射率の増加は6%未満である。   The antireflection characteristic of the antireflection film 2 hardly depends on the light incident angle. The antireflection film 2 exhibits excellent antireflection characteristics even in a portion where the substrate tilt angle θ is large. The increase in reflectance at the position of the substrate tilt angle θ65 ° is less than 6% with respect to the reflectivity at the center 110 where the substrate tilt angle θ0 °.

反射防止膜2は広い波長範囲の光に対して優れた反射防止特性を示す。具体的には設計波長〜±200 nmの波長の光を照射しても、反射率は設計波長の反射率+2%程度の範囲に入る。   The antireflection film 2 exhibits excellent antireflection characteristics for light in a wide wavelength range. Specifically, even when light having a wavelength of the design wavelength to ± 200 nm is irradiated, the reflectance falls within the range of the reflectance of the design wavelength + about 2%.

レンズ周辺部12は大きな基板傾斜角度θを有し、かつ周辺部12に形成する反射防止膜2は中心110より小さい物理膜厚であるものの、上述のとおり反射防止膜2の反射防止特性は物理膜厚及び光線入射角度に対する小さな依存性を有するので、周辺部12においても優れた反射防止特性を有する。従って反射防止膜2を有する光学素子は、レンズ1の周辺部12においても比較的光線を反射し難い。このような光学素子は素子全体として多くの光量を透過させるものであるので、素子全体として優れた反射防止特性を有すると言える。   Although the lens peripheral portion 12 has a large substrate tilt angle θ and the antireflection film 2 formed on the peripheral portion 12 has a physical film thickness smaller than the center 110, the antireflection characteristics of the antireflection film 2 are physical as described above. Since it has a small dependency on the film thickness and the light incident angle, the peripheral portion 12 also has excellent antireflection characteristics. Accordingly, the optical element having the antireflection film 2 is relatively less likely to reflect light rays even at the peripheral portion 12 of the lens 1. Since such an optical element transmits a large amount of light as the entire element, it can be said that the entire element has excellent antireflection characteristics.

[2] 反射防止膜の製造方法
無機物のみからなる層は蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法、熱CVD、プラズマCVD、光CVD等の化学蒸着法等によって形成することができる。無機微粒子−バインダ複合層はディッピング法、スピン法、スプレー法、ロールコティング法、スクリーン印刷法等の湿式の方法で形成することができる。樹脂層は化学蒸着法やウェット法で形成可能である。各層をウェット法で形成すると、反射防止膜2を低コストで作製可能である。
[2] Manufacturing method of antireflection film A layer made of only an inorganic substance can be formed by physical vapor deposition such as vapor deposition, sputtering, ion plating, chemical vapor deposition such as thermal CVD, plasma CVD, and photo-CVD. it can. The inorganic fine particle-binder composite layer can be formed by a wet method such as a dipping method, a spin method, a spray method, a roll coating method, or a screen printing method. The resin layer can be formed by a chemical vapor deposition method or a wet method. When each layer is formed by a wet method, the antireflection film 2 can be manufactured at low cost.

(1) 緻密層の形成
ウェット法を例にとって、無機微粒子−バインダ複合層及びフッ素樹脂層の製造方法を説明する。
(1) Formation of dense layer A method for producing an inorganic fine particle-binder composite layer and a fluororesin layer will be described taking a wet method as an example.

(a) 無機微粒子−バインダ複合層
(a-1) 無機微粒子含有スラリーの調製
無機微粒子と、バインダ成分とを含有するスラリーを調製する。本明細書中、バインダ成分とは重合により、バインダとなるモノマー及び/又はオリゴマーを言う。
(a) Inorganic fine particle-binder composite layer
(a-1) Preparation of inorganic fine particle-containing slurry A slurry containing inorganic fine particles and a binder component is prepared. In this specification, the binder component refers to a monomer and / or oligomer that becomes a binder by polymerization.

無機微粒子の平均粒径は5〜80 nm程度であるのが好ましい。平均粒径80 nm超であると、反射防止膜が透明性が悪くなりすぎる。平均粒径は5nm未満のものは作製困難である。好ましい無機微粒子の例として、上述の無機材料からなるものが挙げられる。より好ましい無機微粒子としては、コロイダルシリカからなるものが挙げられる。コロイダルシリカは表面処理されているのが好ましい。コロイダルシリカはシランカップリング材等によって表面処理することができる。   The average particle size of the inorganic fine particles is preferably about 5 to 80 nm. When the average particle size is more than 80 nm, the antireflection film is too poor in transparency. Those having an average particle size of less than 5 nm are difficult to produce. Examples of preferred inorganic fine particles include those made of the above-mentioned inorganic materials. More preferable inorganic fine particles include those made of colloidal silica. The colloidal silica is preferably surface-treated. Colloidal silica can be surface treated with a silane coupling material or the like.

無機微粒子/バインダ成分の質量比は0.05〜0.7とするのが好ましい。無機微粒子/バインダ成分の質量比が0.7超であると、均一に塗布し難過ぎる上、形成する層が脆過ぎる。質量比0.05未満であると、所望の屈折率にし難過ぎる。   The mass ratio of inorganic fine particles / binder component is preferably 0.05 to 0.7. If the mass ratio of the inorganic fine particles / binder component is more than 0.7, it is difficult to apply uniformly and the layer to be formed is too brittle. If the mass ratio is less than 0.05, it is difficult to achieve a desired refractive index.

バインダ成分は、紫外線硬化性又は熱硬化性の化合物であるのが好ましく、紫外線硬化性化合物であるのがより好ましい。紫外線硬化性の化合物を用いると、非耐熱性の基材1にもバインダを含有する反射防止膜2を設けることができる。紫外線硬化性及び/又は熱硬化性の化合物の例としてラジカル重合性化合物、カチオン重合性化合物及びアニオン重合性化合物が挙げられる。これらの化合物を併用しても良い。バインダ成分はモノマーでも良いし、オリゴマーでも良い。   The binder component is preferably an ultraviolet curable or thermosetting compound, and more preferably an ultraviolet curable compound. When an ultraviolet curable compound is used, the anti-reflective film 2 containing a binder can also be provided on the non-heat resistant substrate 1. Examples of the ultraviolet curable and / or thermosetting compound include a radical polymerizable compound, a cationic polymerizable compound, and an anion polymerizable compound. These compounds may be used in combination. The binder component may be a monomer or an oligomer.

ラジカル重合性化合物としては、アクリル酸エステルが好ましい。ラジカル重合性化合物の具体例として2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、2-ヒドロキシ3-フェノキシプロピルアクリレート、カルボキシポリカプロラクトンアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸及びアクリルアミド等の単官能(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、エチレングリコールジアクリレート及びペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート等のジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート誘導体及びジペンタエリスリトールペンタアクリレート等の多官能(メタ)アクリレート、並びにこれらが重合したオリゴマーが挙げられる。   As the radical polymerizable compound, an acrylate ester is preferable. Specific examples of the radical polymerizable compound include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, carboxypolycaprolactone acrylate, acrylic acid, methacrylic acid and Monofunctional (meth) acrylates such as acrylamide, diacrylates such as pentaerythritol triacrylate, ethylene glycol diacrylate and pentaerythritol diacrylate monostearate, tri (meth) acrylates such as trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, Multifunctional (meth) acrylates such as pentaerythritol tetraacrylate derivatives and dipentaerythritol pentaacrylate Rate, and these include oligomers obtained by polymerizing.

カチオン重合性化合物としては、エポキシ化合物が好ましい。具体例としてはフェニルグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、1,2,8,9-ジエポキシリモネン、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル3',4'-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート及びビス(3,4-エポキシシクロヘキシル)アジペートが挙げられる。   As the cationic polymerizable compound, an epoxy compound is preferable. Specific examples include phenyl glycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, vinylcyclohexene dioxide, 1,2,8,9-diepoxy limonene, 3,4-epoxy cyclohexyl methyl 3 ', 4'-epoxy. And cyclohexanecarboxylate and bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate.

ラジカル重合性及び/又はカチオン重合性のバインダ成分を使用する場合、無機微粒子含有スラリーにラジカル重合開始剤及び/又はカチオン重合開始剤を添加する。ラジカル重合開始剤としては紫外線照射によりラジカルを発生する化合物が用いられる。好ましいラジカル重合開始剤の例としてベンジル、ベンゾフェノンやその誘導体、チオキサントン類、ベンジルジメチルケタール類、α-ヒドロキシアルキルフェノン類、ヒドロキシケトン類、アミノアルキルフェノン類及びアシルホスフィンオキサイド類が挙げられる。ラジカル重合開始剤の添加量は、ラジカル重合性化合物100質量部に対して0.1〜20質量部程度である。   When using a radically polymerizable and / or cationically polymerizable binder component, a radical polymerization initiator and / or a cationic polymerization initiator are added to the inorganic fine particle-containing slurry. As the radical polymerization initiator, a compound that generates radicals upon irradiation with ultraviolet rays is used. Examples of preferable radical polymerization initiators include benzyl, benzophenone and derivatives thereof, thioxanthones, benzyl dimethyl ketals, α-hydroxyalkylphenones, hydroxyketones, aminoalkylphenones and acylphosphine oxides. The addition amount of the radical polymerization initiator is about 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the radical polymerizable compound.

カチオン重合開始剤としては、紫外線照射によりカチオンを発生する化合物が用いられる。カチオン重合開始剤の例としてジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩等のオニウム塩が挙げられる。カチオン重合開始剤の添加量は、カチオン重合性化合物100質量部に対して0.1〜20質量部程度である。   As the cationic polymerization initiator, a compound that generates a cation by ultraviolet irradiation is used. Examples of the cationic polymerization initiator include onium salts such as a diazonium salt, a sulfonium salt, and an iodonium salt. The addition amount of the cationic polymerization initiator is about 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymerizable compound.

2種以上の無機微粒子及び/又はバインダをスラリーに配合しても良い。また物性を損なわない範囲であれば、分散剤、安定化剤、粘度調整剤、着色剤等、一般的な添加剤を使用することができる。   You may mix | blend 2 or more types of inorganic fine particles and / or a binder with a slurry. In addition, general additives such as a dispersant, a stabilizer, a viscosity modifier, and a colorant can be used as long as the physical properties are not impaired.

スラリーの濃度は形成する薄膜の厚さに影響する。溶剤の例としてメタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、2-ブチルアルコール、i-ブチルアルコール、t-ブチルアルコール等のアルコール類、2-エトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、3-メトキシプロパノール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール等のアルコキシアルコール類、ジアセトンアルコール等のケトール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi-ブチルケトン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類が挙げられる。溶剤の使用量は無機微粒子とバインダ成分の合計100質量部あたり、20〜10000質量部である。   The concentration of the slurry affects the thickness of the thin film to be formed. Examples of solvents include alcohols such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, i-butyl alcohol, t-butyl alcohol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxy Alkoxy alcohols such as ethanol, 3-methoxypropanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, ketols such as diacetone alcohol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, toluene And aromatic hydrocarbons such as xylene, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate. The amount of the solvent used is 20 to 10,000 parts by mass per 100 parts by mass in total of the inorganic fine particles and the binder component.

(a-2) 薄層化
ディッピング法、スピン法、スプレー法、ロールコティング法、スクリーン印刷法等によって基材に無機微粒子含有スラリーの層を形成する。例えばディッピング法による場合、形成する層の厚さはスラリーの濃度、浸漬時間、引き上げ時間等によって制御することができる。
(a-2) Thinning A layer of inorganic fine particle-containing slurry is formed on a substrate by dipping, spinning, spraying, roll coating, screen printing, or the like. For example, in the case of the dipping method, the thickness of the layer to be formed can be controlled by the slurry concentration, the dipping time, the pulling time, and the like.

無機微粒子含有スラリー層中のバインダ成分を重合させる。バインダ成分が紫外線硬化性の場合、UV照射装置を用いて50〜3000 mJ/cm2程度でUV照射すると、バインダ成分が重合し、無機微粒子とバインダからなる薄層が形成する。層の厚さにも拠るが、照射時間は通常0.1〜60秒程度である。 The binder component in the inorganic fine particle-containing slurry layer is polymerized. When the binder component is ultraviolet curable, when the UV irradiation is performed at about 50 to 3000 mJ / cm 2 using a UV irradiation apparatus, the binder component is polymerized to form a thin layer composed of inorganic fine particles and the binder. Although depending on the thickness of the layer, the irradiation time is usually about 0.1 to 60 seconds.

無機微粒子含有スラリーの溶剤を揮発させる。溶剤を揮発させるには、スラリーを室温で保持しても良いし、30〜100℃程度に加熱しても良い。   The solvent of the inorganic fine particle-containing slurry is volatilized. In order to volatilize the solvent, the slurry may be kept at room temperature or heated to about 30 to 100 ° C.

(b) フッ素樹脂層
(b-1) フッ素含有組成物溶液の調製
フッ素樹脂層を形成するには、(a) フッ素含有オレフィン系重合体と、架橋性化合物とを含有する組成物の溶液を基材等に塗布した後で架橋させても良いし、(b) フッ素含有オレフィン系化合物及びこれと共重合する単量体等を含有する組成物の溶液を塗布した後、重合させても良い。フッ素含有組成物を用いてフッ素樹脂層を形成する方法については、特開平07-126552号、特開平11-228631号、特開平11-337706号等に詳細に記載されている。
(b) Fluororesin layer
(b-1) Preparation of fluorine-containing composition solution To form a fluororesin layer, a solution of a composition containing (a) a fluorine-containing olefin polymer and a crosslinkable compound was applied to a substrate or the like. It may be crosslinked later, or may be polymerized after applying a solution of a composition containing (b) a fluorine-containing olefin compound and a monomer copolymerized therewith. Methods for forming a fluororesin layer using a fluorine-containing composition are described in detail in JP-A Nos. 07-126552, 11-228631, 11-337706, and the like.

市販のフッ素含有組成物を適当な溶剤と混合しても良い。使用可能なフッ素含有組成物の例としてオプスター(ジェイエスアール株式会社製)、サイトップ(旭硝子株式会社製)が挙げられる。好ましい溶剤としてメチルエチルケトン、メチルi-ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類が挙げられる。フッ素含有オレフィン系重合体及び/又はフッ素含有オレフィン系化合物の濃度は、5〜80質量%とするのが好ましい。   A commercially available fluorine-containing composition may be mixed with an appropriate solvent. Examples of usable fluorine-containing compositions include OPSTAR (manufactured by JSR Corporation) and CYTOP (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). Preferred solvents include ketones such as methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone and cyclohexanone, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate. The concentration of the fluorine-containing olefin polymer and / or fluorine-containing olefin compound is preferably 5 to 80% by mass.

(b-2) 薄層化
フッ素樹脂層を形成する方法は、フッ素含有組成物溶液を使用する以外上記(a-2)とほぼ同じであるので、相違点のみ以下に説明する。フッ素含有組成物溶液の層を形成した後、架橋反応又は重合反応させる。架橋性化合物又はフッ素含有オレフィン系化合物等が熱硬化型の場合、100〜140℃に加熱して30〜60分程度保持するのが好ましい。紫外線硬化型の場合、UV照射装置を用いて50〜3000 mJ/cm2程度でUV照射する。層の厚さにも拠るが、照射時間は通常0.1〜60秒程度である。
(b-2) Thinning Since the method for forming the fluororesin layer is almost the same as the above (a-2) except that a fluorine-containing composition solution is used, only the differences will be described below. After the layer of the fluorine-containing composition solution is formed, a crosslinking reaction or a polymerization reaction is performed. When the crosslinkable compound or the fluorine-containing olefin compound is a thermosetting type, it is preferably heated to 100 to 140 ° C. and held for about 30 to 60 minutes. In the case of the ultraviolet curing type, UV irradiation is performed at about 50 to 3000 mJ / cm 2 using a UV irradiation apparatus. Although depending on the thickness of the layer, the irradiation time is usually about 0.1 to 60 seconds.

(c) 多層化
第一層を形成した後、無機微粒子含有スラリー又はフッ素含有組成物溶液からなる層をその上に形成する工程と、得られた薄層に紫外線照射して重合する工程とを繰り返すことにより、緻密層を積層することができる。屈折率の条件を満たすのであれば、無機微粒子−バインダ複合層上にフッ素樹脂層を積層しても良いし、フッ素樹脂層上に無機微粒子−バインダ複合層を積層しても良い。
(c) Multi-layering After forming the first layer, a step of forming a layer comprising an inorganic fine particle-containing slurry or a fluorine-containing composition solution thereon, and a step of polymerizing by irradiating the obtained thin layer with ultraviolet rays By repeating, a dense layer can be laminated. If the refractive index condition is satisfied, a fluororesin layer may be laminated on the inorganic fine particle-binder composite layer, or an inorganic fine particle-binder composite layer may be laminated on the fluororesin layer.

(2) 多孔質層の形成
疎水化処理シリカエアロゲル層を積層する場合を例にとって、多孔質層の製造方法を説明する。
(2) Formation of porous layer A method for producing a porous layer will be described by taking as an example the case of laminating a hydrophobized silica airgel layer.

(a) シリカエアロゲル層の原料
(a-1) アルコキシシラン及びシルセスキオキサン
アルコキシシラン及び/又はシルセスキオキサンの加水分解重合により、シリカゾル及びシリカゲルが生成する。アルコキシシランはモノマーでも、オリゴマーでも良い。アルコキシシランモノマーはアルコキシル基を3つ以上有するものが好ましい。アルコキシル基を3つ以上有するアルコキシシランを出発原料とすることにより、優れた均一性を有する反射防止膜が得られる。アルコキシシランモノマーの具体例としてはメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラプロポキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン及びジメチルジエトキシシランが挙げられる。アルコキシシランオリゴマーとしては、上述のモノマーの縮重合物が好ましい。アルコキシシランオリゴマーはモノマーの加水分解重合により得られる。
(a) Raw material for silica airgel layer
(a-1) Alkoxysilane and silsesquioxane Silica sol and silica gel are produced by hydrolysis polymerization of alkoxysilane and / or silsesquioxane. The alkoxysilane may be a monomer or an oligomer. The alkoxysilane monomer preferably has three or more alkoxyl groups. By using an alkoxysilane having three or more alkoxyl groups as a starting material, an antireflection film having excellent uniformity can be obtained. Specific examples of alkoxysilane monomers include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, tetrapropoxysilane, dimethoxydiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane and dimethyldi An ethoxysilane is mentioned. As the alkoxysilane oligomer, a polycondensation product of the above-mentioned monomers is preferable. The alkoxysilane oligomer is obtained by hydrolysis polymerization of monomers.

シルセスキオキサンを出発原料とした場合も、優れた均一性を有する反射防止膜が得られる。シルセスキオキサンは一般式RSiO1.5(ただしRは有機官能基を示す。)により表されるネットワーク状ポリシロキサンの総称である。Rとしては、例えばアルキル基(直鎖でも分岐鎖でも良く、炭素数1〜6である。)、フェニル基、アルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基等)が挙げられる。シルセスキオキサンはラダー型、籠型等種々の構造を有することが知られており、分子内に空孔を有するものもある。また優れた耐候性、透明性及び硬度を有しており、シリカエアロゲルの出発原料として好適である。 Even when silsesquioxane is used as a starting material, an antireflection film having excellent uniformity can be obtained. Silsesquioxane is a general term for network-like polysiloxanes represented by the general formula RSiO 1.5 (where R represents an organic functional group). Examples of R include an alkyl group (which may be linear or branched, and having 1 to 6 carbon atoms), a phenyl group, and an alkoxy group (for example, a methoxy group, an ethoxy group, etc.). Silsesquioxane is known to have various structures such as a ladder type and a cage type, and some have vacancies in the molecule. It also has excellent weather resistance, transparency and hardness, and is suitable as a starting material for silica airgel.

(a-2) 溶媒
好ましい溶媒は水とアルコールの混合物である。アルコールとしてはメタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコールが好ましく、エタノールが特に好ましい。溶媒の水/アルコール体積比は1〜2であるのが好ましい。水/アルコール比が2超であると、溶媒の揮発に時間がかかり過ぎる。水/アルコール比が1未満であると、アルコキシシラン及び/又はシルセスキオキサン(以下、単に「アルコキシシラン等」という)の加水分解が十分に起こらない。
(a-2) Solvent A preferred solvent is a mixture of water and alcohol. As the alcohol, methanol, ethanol, n-propyl alcohol, and i-propyl alcohol are preferable, and ethanol is particularly preferable. The water / alcohol volume ratio of the solvent is preferably 1-2. When the water / alcohol ratio is more than 2, it takes too much time for the solvent to volatilize. When the water / alcohol ratio is less than 1, hydrolysis of alkoxysilane and / or silsesquioxane (hereinafter simply referred to as “alkoxysilane etc.”) does not occur sufficiently.

(a-3) 触媒
アルコキシシラン等の水溶液に触媒を添加するのが好ましい。適当な触媒を添加することによりアルコキシシラン等の加水分解反応を促進することができる。触媒は酸性でも塩基性でも良い。具体的には塩酸、アンモニア、アミン、NaOH、KOHが挙げられる。好ましいアミンとしてはアルコールアミン、アルキルアミン(例えばメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、n-ブチルアミン、n-プロピルアミン。)が挙げられる。
(a-3) Catalyst It is preferable to add a catalyst to an aqueous solution of alkoxysilane or the like. By adding an appropriate catalyst, the hydrolysis reaction of alkoxysilane or the like can be promoted. The catalyst may be acidic or basic. Specific examples include hydrochloric acid, ammonia, amine, NaOH, and KOH. Preferred amines include alcohol amines and alkyl amines (for example, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, n-butylamine, n-propylamine).

(b) シリカゲルの作製
水とアルコールからなる溶媒に、アルコキシシラン等を溶解する。溶媒/アルコキシシラン等のモル比は5〜40にするのが好ましい。モル比が5未満であると、アルコキシシラン等が溶解し難過ぎる。モル比が40超であると、シリカゲルの乾燥に時間がかかり過ぎる。触媒/アルコキシシラン等のモル比は1×10-3〜3×10-2にするのが好ましく、3×10-3〜1×10-2にするのがより好ましい。モル比が1×10-3未満であると、アルコキシシラン等の加水分解が十分に起こらない。モル比を3×10-2超としても、触媒効果は増大しない。
(b) Preparation of silica gel Dissolve alkoxysilane or the like in a solvent composed of water and alcohol. The solvent / alkoxysilane molar ratio is preferably 5-40. When the molar ratio is less than 5, it is difficult to dissolve alkoxysilane or the like. If the molar ratio is more than 40, it takes too much time to dry the silica gel. The molar ratio of catalyst / alkoxysilane and the like is preferably 1 × 10 −3 to 3 × 10 −2 , and more preferably 3 × 10 −3 to 1 × 10 −2 . If the molar ratio is less than 1 × 10 −3 , hydrolysis of alkoxysilane or the like does not occur sufficiently. Even if the molar ratio exceeds 3 × 10 −2 , the catalytic effect does not increase.

アルコキシシラン等、触媒及び溶媒を含む水溶液を撹拌(又は撹拌及び熟成)すると、湿潤ゲルが生成する。アルコキシシラン等、触媒及び溶媒を含む水溶液を15〜60℃で60〜120分撹拌し、アルコール及び塩基性触媒を添加した後、15〜30℃で20〜60時間撹拌し、40〜60℃で20〜60時間熟成するのが好ましい。熟成するには、40〜60℃の温度でゆっくり撹拌するか、静置するのが好ましい。湿潤ゲルは、直径20〜50 nm程度のシリカゲルの2次粒子が疎に三次元ネットワークを形成したものである。湿潤ゲルをアルコール及び/又はヘキサンで洗浄すると、脱水(溶媒置換)することができる。   When an aqueous solution containing a catalyst and a solvent such as alkoxysilane is stirred (or stirred and aged), a wet gel is formed. An aqueous solution containing an alkoxysilane or the like and a catalyst and a solvent is stirred at 15 to 60 ° C. for 60 to 120 minutes, and after adding an alcohol and a basic catalyst, the mixture is stirred at 15 to 30 ° C. for 20 to 60 hours, Aging for 20 to 60 hours is preferred. For aging, it is preferable to stir slowly at a temperature of 40 to 60 ° C. or to stand still. The wet gel is a sparsely formed secondary particle of silica gel having a diameter of about 20 to 50 nm that forms a three-dimensional network. The wet gel can be dehydrated (solvent substitution) by washing with alcohol and / or hexane.

(c) 疎水化処理
シリカゲルを疎水化処理溶液に浸漬することにより、表面を疎水化処理する。好ましい疎水化処理剤は下記式(2)〜(7)
MpSiClq ・・・(2)
M3SiNHSiM3 ・・・(3)
MpSi(OH)q ・・・(4)
M3SiOSiM3 ・・・(5)
MpSi(OM)q ・・・(6)
MpSi(OCOCH3)q ・・・(7)
(ただしpは1〜3の整数であり、qはq = 4−p を満たす1〜3の整数であり、Mは水素、アルキル基又はアリール基であり、アルキル基は置換又は無置換であって炭素数1〜18であり、アリール基は置換又は無置換であって炭素数5〜18である。)のいずれかにより表される化合物及びそれらの混合物である。
(c) Hydrophobic treatment The surface is hydrophobized by immersing silica gel in the hydrophobization solution. Preferred hydrophobizing agents are the following formulas (2) to (7)
M p SiCl q ... (2)
M 3 SiNHSiM 3・ ・ ・ (3)
M p Si (OH) q・ ・ ・ (4)
M 3 SiOSiM 3 ... (5)
M p Si (OM) q・ ・ ・ (6)
M p Si (OCOCH 3 ) q・ ・ ・ (7)
(Where p is an integer of 1 to 3, q is an integer of 1 to 3 that satisfies q = 4-p, M is hydrogen, an alkyl group, or an aryl group, and the alkyl group is substituted or unsubstituted. And an aryl group is substituted or unsubstituted and has a carbon number of 5 to 18.) and a mixture thereof.

疎水化処理剤の具体例としてトリエチルクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、アセトキシトリメチルシラン、アセトキシシラン、ジアセトキシジメチルシラン、メチルトリアセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、ジフェニルジアセトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、2-トリメチルシロキシペント-2-エン-4-オン、n-(トリメチルシリル)アセトアミド、2-(トリメチルシリル)酢酸、n-(トリメチルシリル)イミダゾール、トリメチルシリルプロピオレート、ノナメチルトリシラザン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルジシロキサン、トリメチルシラノール、トリエチルシラノール、トリフェニルシラノール、t-ブチルジメチルシラノール及びジフェニルシランジオールが挙げられる。   Specific examples of hydrophobizing agents include triethylchlorosilane, trimethylchlorosilane, diethyldichlorosilane, dimethyldichlorosilane, acetoxytrimethylsilane, acetoxysilane, diacetoxydimethylsilane, methyltriacetoxysilane, phenyltriacetoxysilane, diphenyldiacetoxysilane, trimethyl Ethoxysilane, trimethylmethoxysilane, 2-trimethylsiloxypent-2-en-4-one, n- (trimethylsilyl) acetamide, 2- (trimethylsilyl) acetic acid, n- (trimethylsilyl) imidazole, trimethylsilylpropiolate, nonamethyltri Silazane, hexamethyldisilazane, hexamethyldisiloxane, trimethylsilanol, triethylsilanol, triphenylsilanol, t-butyldimethylsila Noles and diphenylsilane diols.

疎水化処理溶液の溶媒はヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン、ヘプタン等の炭化水素類、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ベンゼン、トルエン等の芳香族化合物が好ましい。   The solvent of the hydrophobization solution is hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, pentane, and heptane, alcohols such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, and i-propyl alcohol, ketones such as acetone, and aromatics such as benzene and toluene. Group compounds are preferred.

疎水化処理剤の種類や濃度にもよるが、疎水化処理は10〜40℃で行うのが好ましい。10℃未満であると、疎水化処理剤がシリカと十分に反応し難過ぎる。40℃超であると、疎水化処理剤がシリカ以外と反応して副生物を生成し易過ぎる。反応中、溶液の温度及び濃度に分布が生じないように、溶液を撹拌するのが好ましい。例えば疎水化処理溶液がトリエチルクロロシランのヘキサン溶液の場合、10〜40℃で20〜40時間(例えば30時間)程度保持すると、シラノール基が十分にシリル修飾される。シラノール基の修飾率は、10〜30%程度であるのが好ましい。   Although depending on the type and concentration of the hydrophobizing agent, the hydrophobizing treatment is preferably performed at 10 to 40 ° C. If it is less than 10 ° C., the hydrophobizing agent will not sufficiently react with silica. If it exceeds 40 ° C., the hydrophobizing agent reacts with substances other than silica and easily produces by-products. During the reaction, it is preferable to stir the solution so that there is no distribution in the temperature and concentration of the solution. For example, when the hydrophobizing solution is a hexane solution of triethylchlorosilane, the silanol group is sufficiently silyl-modified when held at 10 to 40 ° C. for about 20 to 40 hours (for example, 30 hours). The silanol group modification rate is preferably about 10 to 30%.

疎水化反応終了後、疎水化処理シリカゲルを洗浄する。洗浄にはヘキサン、ヘプタン、ペンタン、シクロヘキサン等を使用するのが好ましい。   After completion of the hydrophobization reaction, the hydrophobized silica gel is washed. It is preferable to use hexane, heptane, pentane, cyclohexane or the like for washing.

(d) 疎水化シリカ含有ゾルの調製
疎水化シリカ含有ゾルを調製するには、疎水化処理シリカゲルに分散媒を加えた後、機械的撹拌又は超音波照射する。超音波照射には、超音波振動子を利用した分散装置を使用することができる。照射する超音波の周波数は10〜30 kHzとするのが好ましく、超音波照射装置の出力は300〜900 Wとするのが好ましい。
(d) Preparation of Hydrophobized Silica-Containing Sol To prepare the hydrophobized silica-containing sol, a dispersion medium is added to the hydrophobized silica gel, and then mechanical stirring or ultrasonic irradiation is performed. For ultrasonic irradiation, a dispersion device using an ultrasonic transducer can be used. The frequency of the ultrasonic wave to be irradiated is preferably 10 to 30 kHz, and the output of the ultrasonic irradiation apparatus is preferably 300 to 900 W.

超音波照射時間は5〜120分間とするのが好ましい。超音波照射する時間が長いほど、疎水化処理シリカゲルが細かく粉砕され、凝集の少ない状態になる。このためゾル中で、疎水化シリカが単分散に近い状態になる。超音波照射時間を5分間未満とすると、微粒子が十分に解離しない。超音波照射時間を120分間超としても、疎水化シリカの解離状態はほとんど変わらない。   The ultrasonic irradiation time is preferably 5 to 120 minutes. The longer the ultrasonic irradiation time, the finer the hydrophobized silica gel and the less agglomeration occurs. For this reason, the hydrophobized silica is almost monodispersed in the sol. When the ultrasonic irradiation time is less than 5 minutes, the fine particles are not sufficiently dissociated. Even when the ultrasonic irradiation time is longer than 120 minutes, the dissociation state of the hydrophobized silica is hardly changed.

分散媒に対する疎水化処理シリカゲルの比率は0.1〜20質量%とするのが好ましい。疎水化処理シリカゲルの分散媒に対する比率が0.1〜20質量%の範囲でないと、疎水化シリカ含有ゾルによって均一な薄層を形成し難過ぎる。   The ratio of the hydrophobized silica gel to the dispersion medium is preferably 0.1 to 20% by mass. If the ratio of the hydrophobized silica gel to the dispersion medium is not in the range of 0.1 to 20% by mass, it is difficult to form a uniform thin layer with the hydrophobized silica-containing sol.

(e) 薄層化
疎水化シリカ含有ゾルを緻密層又は多孔質層上に塗布する。塗布方法の例としてスプレーコート法、スピンコート法、ディップ法、フローコート法が挙げられる。これらのうちディップ法は、ゾルの濃度が大きい場合も小さい場合も比較的良好な塗布性を示す。
(e) Thinning A hydrophobized silica-containing sol is applied onto a dense layer or a porous layer. Examples of the coating method include a spray coating method, a spin coating method, a dip method, and a flow coating method. Of these, the dip method exhibits relatively good coatability both when the sol concentration is large and small.

単分散に近い状態の疎水化シリカを含有するゾルを用いると、小さな空隙率を有するシリカエアロゲル層を形成することができる。凝集した状態の疎水化シリカを含有するゾルを用いると、大きな空隙率を有するシリカエアロゲル層を形成することができる。すなわち、超音波照射時間はシリカエアロゲル層の空隙率に影響すると言うことができる。5〜120分間超音波照射したゾルをディップコートすると、空隙率25〜90%のシリカエアロゲル層を得ることができる。   When a sol containing hydrophobized silica in a state close to monodispersion is used, a silica airgel layer having a small porosity can be formed. When a sol containing hydrophobized silica in an aggregated state is used, a silica airgel layer having a large porosity can be formed. That is, it can be said that the ultrasonic irradiation time affects the porosity of the silica airgel layer. When the sol irradiated with ultrasonic waves for 5 to 120 minutes is dip-coated, a silica airgel layer having a porosity of 25 to 90% can be obtained.

シリカゲル含有ゾルを塗布し、塗布層を乾燥した後、80〜300℃で焼成する。焼成温度が80℃未満であると、ゲル化が十分に進行しない。300℃超であると、疎水基の脱離によってシリカが親水化し過ぎる。乾燥及び焼成によりゾルがゲル状になり、疎水化処理シリカエアロゲル層が形成する。   After applying the silica gel-containing sol and drying the coating layer, baking is performed at 80 to 300 ° C. If the firing temperature is less than 80 ° C., gelation does not proceed sufficiently. If it exceeds 300 ° C., silica becomes too hydrophilic due to the elimination of hydrophobic groups. The sol becomes a gel by drying and baking, and a hydrophobized silica airgel layer is formed.

本発明を以下の実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1
図1に示す形状を有するレンズの表面に下記(1) 及び(2) に示すようにして多層反射防止膜を形成し、光透過率及び耐水性を調べた。
Example 1
A multilayer antireflection film was formed on the surface of the lens having the shape shown in FIG. 1 as shown in the following (1) and (2), and the light transmittance and water resistance were examined.

(1) 緻密層の形成
(i) 第一層
酸化チタン微粒子(平均粒径20 nm)1g、ペンタエリスリトールトリアクリレート15 g、重合開始剤(2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モンフォリノプロパノン-1)0.5 g、メタノール300 mL、プロピレングリコールモノエチルエーテル75 mLを混合し、酸化チタン含有スラリーを得た。図1に示す形状を有し、LaFK55からなるレンズ(波長550 nmにおける屈折率:1.697)の表面に、酸化チタン含有スラリーをディップコートした後、形成したスラリーの層にUV照射装置(フュージョンシステムズ社製)を用いて1500 mJ/cm2で紫外線照射し、第一層を形成した。第一層の屈折率は1.64であり、物理層厚は91 nmであった。
(1) Formation of dense layer
(i) 1st layer Titanium oxide fine particles (average particle size 20 nm) 1 g, pentaerythritol triacrylate 15 g, polymerization initiator (2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-monforinoprop Non-1) 0.5 g, methanol 300 mL, and propylene glycol monoethyl ether 75 mL were mixed to obtain a titanium oxide-containing slurry. After dip-coating a titanium oxide-containing slurry on the surface of a lens made of LaFK55 (refractive index at a wavelength of 550 nm: 1.697) having the shape shown in FIG. 1, a UV irradiation device (Fusion Systems Inc.) The first layer was formed by irradiation with ultraviolet rays at 1500 mJ / cm 2 . The refractive index of the first layer was 1.64, and the physical layer thickness was 91 nm.

(ii) 第二層
シリコーンハードコート液(ジーイー東芝シリコーン株式会社製、商品名UVHC 8558)30 mLと、i-プロピルアルコール270 mLを混合し、得られた溶液を第一層上にディップコートし、これに紫外線照射した以外上記(i) と同様にして、第二層を形成した。第二層の屈折率は1.47であり、物理層厚は102 nmであった。
(ii) Second layer Silicone hard coat solution (trade name UVHC 8558, manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) 30 mL and i-propyl alcohol 270 mL were mixed, and the resulting solution was dip-coated on the first layer. A second layer was formed in the same manner as (i) above except that this was irradiated with ultraviolet rays. The refractive index of the second layer was 1.47, and the physical layer thickness was 102 nm.

(iii) 第三層
パーフルオロエチレンとフッ化ビニリデンとの共重合体30 g、重合開始剤(2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モンフォリノプロパノン-1)1.5 g、メチルi-ブチルケトン1000 mLを混合し、得られたフッ素含有共重合体溶液を第二層上にディップコートし、これに紫外線照射した以外上記(i) と同様にして、第三層を形成した。第三層の屈折率は1.39であり、物理層厚は108 nmであった。
(iii) Third layer 30 g of a copolymer of perfluoroethylene and vinylidene fluoride, polymerization initiator (2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-monfolinopropanone-1) 1.5 g and 1000 mL of methyl i-butyl ketone were mixed, and the resulting fluorine-containing copolymer solution was dip-coated on the second layer, and the third layer was treated in the same manner as in (i) above except that this was irradiated with ultraviolet rays. Formed. The refractive index of the third layer was 1.39, and the physical layer thickness was 108 nm.

(2) 多孔質層の形成
(i) 疎水化処理シリカゲルの作製
テトラエトキシシラン5.21 gと、エタノール4.38 gとを混合した後、塩化水素(0.01 N)0.4 gを加えて60分間撹拌した。エタノール44.35 gと、アンモニア水溶液(0.02 N)0.5 gとを添加して46時間撹拌した後、この混合液の温度を60℃にして46時間熟成した。混合液中に湿潤ゲルが生成したので、エタノール及びヘキサンで洗浄した。溶媒交換後のシリカゲルをトリエチルクロロシランのヘキサン溶液(濃度5体積%)に入れ、30時間撹拌してシリカゲルを有機修飾し、得られた疎水化処理シリカをヘキサンで洗浄した。
(2) Formation of porous layer
(i) Preparation of Hydrophobized Silica Gel After mixing 5.21 g of tetraethoxysilane and 4.38 g of ethanol, 0.4 g of hydrogen chloride (0.01 N) was added and stirred for 60 minutes. 44.35 g of ethanol and 0.5 g of an aqueous ammonia solution (0.02 N) were added and stirred for 46 hours, and then the temperature of the mixture was aged at 46 ° C. for 46 hours. Since a wet gel was formed in the mixture, it was washed with ethanol and hexane. The silica gel after solvent exchange was placed in a hexane solution of triethylchlorosilane (concentration: 5% by volume), stirred for 30 hours to organically modify the silica gel, and the resulting hydrophobized silica was washed with hexane.

(ii) 疎水化シリカ含有ゾル
疎水化処理シリカゲルにヘキサンを加え、得られた混合液を3分割した。次いでそれぞれに超音波照射(20 Hz、500 W)することにより、ゲルを分散させた。超音波照射時間はそれぞれ5分間、10分間、100分間とした。便宜上、超音波照射時間5分のものをA液とし、10分間のものをB液とし、100分間のものをC液とする。
(ii) Hydrophobized silica-containing sol Hexane was added to hydrophobized silica gel, and the resulting mixture was divided into three parts. Each gel was then dispersed by sonication (20 Hz, 500 W). The ultrasonic irradiation time was 5 minutes, 10 minutes, and 100 minutes, respectively. For convenience, the ultrasonic irradiation time of 5 minutes is referred to as liquid A, the liquid for 10 minutes is liquid B, and the liquid for 100 minutes is liquid C.

(iii) ディップコーティング
上記(1) (iii) で得られた第三層上に、C液をディップコーティングした後、室温で5分間風乾した。次にB液をディップコーティングし、室温で5分間風乾した後、A液をディップコーティングして室温で5分間風乾した。これを100℃で5分間焼成したところ、シリカエアロゲル層が形成した。
(iii) Dip coating The third layer obtained in the above (1) (iii) was dip coated with the solution C, and then air-dried at room temperature for 5 minutes. Next, solution B was dip coated and air dried at room temperature for 5 minutes, then solution A was dip coated and air dried at room temperature for 5 minutes. When this was baked at 100 ° C. for 5 minutes, a silica airgel layer was formed.

反射防止膜の構成を表1に示す。

Figure 0004497460
注1 「層No.」は、レンズ側から順にNo.1、No.2、・・・・No.6とする。
注2 「−」は、緻密層を示す。 Table 1 shows the structure of the antireflection film.
Figure 0004497460
Note 1 “Layer No.” shall be No. 1, No. 2,.
Note 2 “-” indicates a dense layer.

各シリカエアロゲル層の超音波照射時間と屈折率を表2に示す。

Figure 0004497460
注1 「層No.」は、レンズ側から順にNo.1、No.2、・・・・No.6とする。 Table 2 shows the ultrasonic irradiation time and refractive index of each silica airgel layer.
Figure 0004497460
Note 1 “Layer No.” shall be No. 1, No. 2,.

超音波照射時間が短いほど、小さな屈折率を有するシリカエアロゲル層が形成することが分かった。   It was found that a silica airgel layer having a small refractive index is formed as the ultrasonic irradiation time is shorter.

(3) 光透過率及び反射率の測定
多層反射防止膜付きレンズに波長405 nmのレーザー光を照射し、光透過率を測定したところ、98.7%であった。またレンズ中心110における分光反射率を測定した。結果を図5に示す。
(3) Measurement of light transmittance and reflectance The lens with a multilayer antireflection film was irradiated with laser light having a wavelength of 405 nm, and the light transmittance was measured to be 98.7%. Further, the spectral reflectance at the lens center 110 was measured. The results are shown in FIG.

(4) 耐水性試験
60℃、90 RH%に設定した恒温恒湿槽に多層反射防止膜付きレンズを入れた。恒温恒湿槽中に48時間保持した後、多層反射防止膜付きレンズを取り出して波長405 nmのレーザー光を照射し、光透過率を測定したところ、98.6%であった。
(4) Water resistance test
A lens with a multilayer antireflection film was placed in a constant temperature and humidity chamber set at 60 ° C. and 90 RH%. After maintaining in a thermo-hygrostat for 48 hours, the lens with the multilayer antireflection film was taken out and irradiated with laser light having a wavelength of 405 nm, and the light transmittance was measured to be 98.6%.

本発明の反射防止膜の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the anti-reflective film of this invention. 本発明の反射防止膜の物理膜厚と屈折率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the physical film thickness and refractive index of the antireflection film of this invention. 図1のA部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the A section of FIG. 基板傾斜角度θと膜厚比D(θ)/D0との関係を示すグラフである。5 is a graph showing a relationship between a substrate tilt angle θ and a film thickness ratio D (θ) / D 0 . 反射防止膜付きレンズに照射した波長と分光反射率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the wavelength irradiated to the lens with an antireflection film, and spectral reflectance.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・レンズ
11・・・表面
110・・・中心
12・・・周辺部
2・・・反射防止膜
21・・・第一層
22・・・第二層
23・・・第三層
24・・・第四層
25・・・第五層
26・・・第六層
1 ... Lens
11 ... surface
110 ・ ・ ・ Center
12 ... Peripheral part 2 ... Antireflection film
21 ... First layer
22 ... Second layer
23 ... Third layer
24 ... Fourth layer
25 ... Fifth layer
26 ・ ・ ・ 6th layer

Claims (3)

レンズの曲面に形成された複数の層からなり、前記レンズ及び各層の屈折率が前記レンズから順に小さくなっており、前記層とその隣の層及び前記レンズとそれに接触する層との屈折率差が0.02〜0.2であり、各層の物理層厚が15〜200 nmであり、前記複数の層のうち入射媒質側に形成された少なくとも2層が、それぞれ異なる空隙率を有する多孔質層である反射防止膜を製造する方法であって、
前記各多孔質層は、分散媒に対して0.1〜20質量%の疎水化処理シリカゲルを含む分散物を、それぞれ異なる時間で超音波照射して調製した各疎水化シリカ含有ゾルを、超音波照射時間の長いものから順にディップコートし、乾燥及び焼成して形成することにより調節することを特徴とする反射防止膜の製造方法。
It consists of a plurality of layers formed on the curved surface of the lens, and the refractive index of the lens and each layer decreases in order from the lens, and the refractive index difference between the layer, the adjacent layer, the lens and the layer in contact with it Is 0.02 to 0.2, the physical layer thickness of each layer is 15 to 200 nm, and at least two layers formed on the incident medium side among the plurality of layers are porous layers each having a different porosity. A method of manufacturing a prevention film,
Wherein the porous layer, a dispersion comprising hydrophobic treatment of silica gel from 0.1 to 20 wt% with respect to the dispersion medium, each hydrophobic silica-containing sol was prepared by ultrasonic irradiation at different times, ultrasonic irradiation A method for producing an antireflection film, characterized by adjusting by forming dip coats in descending order of time , drying and firing.
請求項1に記載の反射防止膜を製造する方法において、前記複数の層を全てディップコートにより形成することを特徴とする反射防止膜の製造方法。 The method for producing an antireflection film according to claim 1, wherein all of the plurality of layers are formed by dip coating. 請求項1又は2に記載の反射防止膜を製造する方法において、前記超音波照射は周波数10〜30 kHz及び照射時間5〜120分間で行うことを特徴とする反射防止膜の製造方法。 3. The method of manufacturing an antireflection film according to claim 1, wherein the ultrasonic irradiation is performed at a frequency of 10 to 30 kHz and an irradiation time of 5 to 120 minutes.
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