JP5248516B2 - 光学部品、及び光学部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学部品、及び光学部品の製造方法に関する。
本願は、２００７年９月２８日に、日本に出願された特願２００７−２５４３３４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、眼鏡レンズでは、軽量で耐衝撃性に優れ、かつ染色しやすいとの利点から、プラスチックレンズが多用されている。眼鏡レンズに使用されるプラスチックレンズでは、表面反射を防止する目的で、その両面に反射防止膜が通常施されている。

眼鏡レンズ用反射防止膜としては、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領域全域にわたって、低い反射特性（広帯域低反射特性）を有すること、グリーン系反射色を有すること、などの光学性能に関して高い性能が要求されている。これに加え、密着性、耐擦傷性、耐熱性、耐薬品性、などの物性に関しても高い性能が要求されている。

眼鏡レンズ等の光学部品において、例えば下記特許文献に開示されているような、プラスチックの基材と、その基材上に配置される反射防止膜とを備えた光学部品が知られている。
特開平１１−３０７０３号公報 特開２００６−２５１７６０号公報 特開２００７−１２７６８１号公報

しかしながら、これらの先行技術では必ずしも満足のできる物性の反射防止膜を得ることは困難であった。それは、要求される物性の中には、トレードオフの関係にあるものも少なくないためである。例えば、反射防止膜の膜厚を厚くすれば、耐擦傷性は向上するが、ハードコートとの密着性、および耐熱性は低下する傾向がある。また、反射防止膜中の低屈折率層の割合を上げれば耐熱性は向上するが、広帯域低反射特性が得られにくくなる、などである。

本発明の態様は、優れた光学特性、すなわち、グリーン系反射色を有し、かつ広帯域低反射特性を有し、かつ密着性、耐擦傷性、耐熱性においてもバランスの取れた性能を有する光学部品を提供することを目的とする。また本発明の態様は、性能の低下を抑制できる優れた光学特性を有し、物性においてもバランスの取れた性能を有する光学部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の態様は、以下の構成の光学部品を提供する。
プラスチックの基材と、前記基材上に配置される反射防止膜とを備えた光学部品であって：前記反射防止膜は、交互に積層された高屈折率層及び低屈折率層を含む８層の多層膜であり；前記基材に最も近い前記反射防止膜の第１層が、前記高屈折率層であり；前記反射防止膜に入射する光の波長をλとしたとき、λが、４８０ｎｍ ≦ λ ≦ ５３０ｎｍ を満たし；前記第１層の光学的厚みＤ１が、０．０２λ ≦ Ｄ１ ≦ ０．０４λ を満たし；前記基材から最も遠い前記反射防止膜の最外層から数えて５番目の層の光学的厚みＤｍが、０．１９λ ≦ Ｄｍ ≦ ０．７５λ を満たし；前記反射防止膜全体の物理的厚みｄｔが、３５０ｎｍ ≦ ｄｔ ≦ ４８０ｎｍ を満たし；前記低屈折率層の物理的厚みの和ｄａが、０．６５ｄｔ ≦ ｄａ ≦０．８０ｄｔ を満たす；光学部品。

本発明の態様は、以下の光学部品の製造方法を提供する。
プラスチックの基材と、前記基材上に配置される反射防止膜とを備えた光学部品の製造方法であって：前記基材を加熱する処理と；前記加熱によって、前記基材が所定温度に調整された後、前記基材上に、高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層して、８層の多層膜からなる前記反射防止膜を形成する処理と；を含み、前記反射防止膜を形成する処理において：前記反射防止膜に入射する光の波長をλとしたとき、λが、４８０ｎｍ ≦ λ ≦ ５３０ｎｍ を満たし；前記基材に最も近い前記反射防止膜の第１層が、前記高屈折率層であり；前記第１層の光学的厚みＤ１が、０．０２λ ≦ Ｄ１ ≦ ０．０４λ を満たし；前記基材から最も遠い前記反射防止膜の最外層から数えて５番目の層の光学的厚みＤｍが、０．１９λ ≦ Ｄｍ ≦ ０．７５λ を満たし；前記反射防止膜全体の物理的厚みｄｔが、３５０ｎｍ ≦ ｄｔ ≦ ４８０ｎｍ を満たし；前記低屈折率層の物理的厚みの和ｄａが、０．６５ｄｔ ≦ ｄａ ≦０．８０ｄｔ を満たす。

本発明の態様によれば、光学部品の性能の低下を抑制できる。

図１は、第１実施形態に係る光学部品の一例を示す模式図である。 図２は、第１実施形態に係る蒸着装置の一例を示す模式図である。 図３は、第２実施形態に係る光学部品の一例を示す模式図である。 図４は、第３実施形態に係る光学部品の一例を示す模式図である。 図５は、実施例１に係る反射防止膜の分光特性図である。 図６は、実施例２に係る反射防止膜の分光特性図である。 図７は、比較例１及び比較例２に係る反射防止膜の分光特性図である。 図８は、実施例３に係る反射防止膜の分光特性図である。

符号の説明

１…第１層、２…第２層、３…第３層、４…第４層、５…第５層、６…第６層、７…第７層、８…第８層、９…撥水撥油膜、１０Ａ、１０Ｂ…反射防止膜、１４…中間層、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…光学部品

発明を実施するための形態

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら例示的に説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下に示す（第１実施形態）は、参考の実施形態を含む。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る光学部品２０Ａの一例を示す模式図である。本実施形態においては、光学部品２０Ａが、眼鏡レンズ用である場合を例にして説明する。

図１において、光学部品２０Ａは、プラスチックの基材１１と、基材１１上に配置される反射防止膜１０Ａとを備えている。本実施形態において、基材１１の表面と反射防止膜１０Ａとの間には、中間層１４が配置されている。本実施形態において、中間層１４は、プライマー層１２及びハードコート層１３を含む。

なお、以下の説明においては、基材１１の表面に形成される各膜１４、１０Ａについて主に説明する。実際には、基材１１の裏面にも、表面に形成される各膜１４、１０Ａと同等の膜が形成される。

また、図１においては、便宜上、基材１１を平板として図示してある。しかし、眼鏡レンズ用の基材１１の表面（裏面）は、通常、曲率を有し、湾曲している。また、基材１１の表面（裏面）が湾曲しているとき、その基材１１上に形成される各膜１４、１０Ａも、基材１１の表面（裏面）に沿って湾曲する。

基材１１は、プラスチック製である。基材１１として、例えば透明なプラスチックであるアクリル系樹脂、チオウレタン系樹脂、メタクリル系樹脂、アリル系樹脂、エピスルフィド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、エピスルフィド樹脂、ポリエ−テルサルホン樹脂ポリ４−メチルペンテン−１樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂（ＣＲ−３９）、ポリ塩化ビニル樹脂、ハロゲン含有共重合体、及びイオウ含有共重合体等を使用できる。本実施形態において、基材１１の屈折率（ｎｄ）は、例えば１．５０、１．６０、１．６７、及び１．７４の少なくとも１つである。なお、基材１１の屈折率を１．６以上にする場合、基材１１として、アリルカーボネート系樹脂、アクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、及びチオウレタン系樹脂等を使用することが好ましい。なお、基材１１は、透明でなくてもよい。また、基材１１に無機材料が含有されていてもよい。

中間層１４は、基材１１と反射防止膜１０Ａとの間に配置される。中間層１４は、基材１１の表面と接触している。また、中間層１４は、反射防止膜１０Ａと接触している。

本実施形態において、中間層１４は、プライマー層１２とハードコート層１３とを含む。プライマー層１２は、基材１１と接触している。プライマー層１２は、基材１１とハードコート層１３との間に配置されている。プライマー層１２は、基材１１とハードコート層１３との密着性を得るための層であり、密着層として機能する。また、プライマー層１２は、光学部品２０Ａに対する衝撃を吸収するための層であり、衝撃吸収層として機能する。

本実施形態において、プライマー層１２は、ポリウレタン系樹脂を主成分とする。本実施形態においては、プライマー層１２は、ポリウレタン系樹脂に、例えば無機材料の微粒子を含有したものである。なお、プライマー層１２が、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、及び有機珪素系樹脂の少なくとも１つを含むものであってもよい。プライマー層１２の厚み（物理的厚み）は、例えば０．５μｍ以上１．０μｍ以下である。

プライマー層１２は、プライマー層１２を形成するための溶液に基材１１を浸けることによって、基材１１上に形成できる。プライマー層１２を形成するための溶液としては、例えば水又はアルコール系の溶媒にプライマー層１２となる樹脂と無機酸化物微粒子ゾルとを混合させた液体を用いてもよい。

ハードコート層１３は、プライマー層１２と反射防止膜１０Ａとの間に配置されている。ハードコート層１３は、基材１１を保護する機能（基材１１の損傷を抑制する機能）を有する。

ハードコート層１３としては、例えば、オルガノシロキサン系ハードコート層を用いてもよい。オルガノシロキサン系ハードコート層は、オルガノシロキサン系樹脂と無機酸化物の微粒子とを含む。無機酸化物は、例えばルチル型の酸化チタン、ケイ素、錫、ジルコニウム、及びアンチモンの少なくとも１つの酸化物を含む。また、ハードコート層１３が、例えば例えば特公平４−５５６１５号公報に開示されているような、コロイド状シリカ含有の有機ケイ素系樹脂でもよい。ハードコート層１３の厚み（物理的厚み）は、例えば２μｍ以上４μｍ以下である。

ハードコート層１３は、ハードコート層１３を形成するための溶液にプライマー層１２が形成された基材１１を浸けることによって、プライマー層１２上に形成できる。ハードコート層１３を形成するための溶液としては、例えば水又はアルコール系の溶媒にハードコート層１３となる樹脂と無機酸化物微粒子ゾルとを混合させた液体を用いてもよい。

プライマー層１２及びハードコート層１３を含む中間層１４の屈折率と、基材１１の屈折率とがほぼ同じである場合、中間層１４と基材１１との界面での反射による干渉縞の発生及び透過率の低下を抑制できる。したがって、例えば基材１１の特性に応じて、中間層１４の屈折率を調整することが望ましい。例えば、中間層１４（プライマー層１２、ハードコート層１３）の屈折率の調整は、中間層１４の主成分となる樹脂の種類（物性）を選択すること、あるいは、その主成分となる樹脂に添加する微粒子の種類（物性）を選択すること等によって実行可能である。

なお、本実施形態においては、中間層１４がプライマー層１２及びハードコート層１３を含むが、例えばプライマー層１２が省略されてもよい。また、プライマー層１２及びハードコート層１３の両方が省略されてもよい。

反射防止膜１０Ａは、交互に積層された高屈折率層及び低屈折率層を含む６層以上の多層膜である。本実施形態において、高屈折率層の屈折率（ｎｄ）は、１．９０以上２．６０以下である。低屈折率層の屈折率（ｎｄ）は、１．３６以上１．５０以下である。反射防止膜１０Ａは、中間層１４のハードコート層１３上に形成されている。反射防止膜１０Ａは、ハードコート層１３と接触している。反射防止膜１０Ａは、入射した光の反射を防止する機能を有する。本実施形態において、反射防止膜１０Ａは、可視光（波長が例えば４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）の反射を防止する。

本実施形態において、反射防止膜１０Ａは、６層の多層膜であり、基材１１に最も近い第１層１と、基材１１に２番目に近い第２層２と、基材１１に３番目に近い第３層３と、基材１１に４番目に近い第４層４と、基材１１に５番目に近い第５層５と、基材１１に６番目に近い第６層６とを有する。第１層１は、ハードコート層１３と接触している。

本実施形態においては、基材１１に最も近い反射防止膜１０Ａの第１層１が、高屈折率層である。また、第３層３及び第５層５が、高屈折率層である。また、本実施形態においては、基材１１から最も遠い反射防止膜１０Ａの第６層６が、低屈折率層である。また、第２層２及び第４層４が、低屈折率層である。

第１層１〜第６層６はそれぞれ、厚み（物理的厚み）ｄ１〜ｄ６を有する。また、第１層１〜第６層６はそれぞれ、屈折率ｎｄ１〜ｎｄ６を有する。また、第１層１〜第６層６はそれぞれ、光学的厚みＤ１〜Ｄ６を有する。光学的厚みは、物理的厚みと屈折率との積である。例えば、Ｄ１＝ｄ１×ｎｄ１である。

本実施形態において、高屈折率層、すなわち第１層１、第３層３、及び第５層５は、ジルコニウム（Ｚｒ）を含む。本実施形態において、高屈折率層は、ジルコニウム（Ｚｒ）の酸化物ＺｒＯ_２（二酸化ジルコニウム）である。なお、高屈折率層が、チタン（Ｔｉ）及びタンタル（Ｔａ）の少なくとも一方の酸化物でもよい。例えば、高屈折率層が、ＴｉＯ_２（二酸化チタン）、Ｔａ_２Ｏ_５（二酸化タンタル）でもよい。また、高屈折率層が、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、及びタンタル（Ｔａ）の２つ以上の合金からなる酸化物でもよい。また、高屈折率層が、例えばＡＬ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム：アルミナ）、Ｙ_２Ｏ_３（二酸化イットリウム）、ＨｆＯ_２（二酸化ハフニウム）、二酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）であってもよい。

本実施形態において、低屈折率層、すなわち第２層２、第４層４、及び第６層６は、珪素（Ｓｉ）を含む。本実施形態において、低屈折率層は、珪素（Ｓｉ）の酸化物ＳｉＯ_２（二酸化珪素）である。

上述のように、本実施形態において、第１層１は、高屈折率層（ＺｒＯ_２）である。これにより、第１層１と中間層１４との密着性を得ることができる。すなわち、高屈折率層（ＺｒＯ_２）と中間層１４との密着性（密着力）のほうが、低屈折率層（ＳｉＯ_２）と中間層１４との密着性（密着力）よりも大きい。また、中間層１４が省略された場合においても、高屈折率層（ＺｒＯ_２）と基材１１との密着性（密着力）のほうが、低屈折率層（ＳｉＯ_２）と基材１１との密着性（密着力）よりも大きい。

また、λが、反射防止膜１０Ａに入射する光の波長としたとき、
４８０ｎｍ ≦ λ ≦ ５３０ｎｍ …（１Ａ）である場合において、本実施形態においては、第１層１の光学的厚みＤ１は、
０．０２λ ≦ Ｄ１ ≦ ０．０４λ …（２Ａ）の条件を満足する。これにより、反射防止膜１０Ａ（第１層１）と中間層１４又は基材１１との密着性を得ることができるとともに、反射防止膜１０Ａの透過率の低下を抑制できる。すなわち、第１層１の光学的厚みＤ１が薄すぎると、中間層１４（基材１１）との十分な密着性を得ることができない。その結果、反射防止膜１０Ａが剥がれたりする等、反射防止膜１０Ａを含む光学部品２０Ａの耐久性及び光学特性が低下する可能性がある。一方、第１層１の光学的厚みＤ１が厚すぎると、十分な透過率を得ることができず、光学部品２０Ａの光学特性が低下する可能性がある。（２Ａ）式の条件を満足することによって、光学部品２０Ａの光学特性の低下及び耐久性の低下を抑制できる。

また、本実施形態において、第４層４の光学的厚みＤ４は、
０．１９λ ≦ Ｄ４ ≦ ０．７５λ …（３Ａ）の条件を満足する。このように、第４層４の厚みを、他の低屈折率層の厚みより厚くすることによって、反射防止膜１０Ａの反射防止機能を維持しつつ、反射防止膜１０Ａの硬さを得ることができる。この結果、耐擦傷性等、耐久性を得ることができる。また、反射防止膜１０Ａの耐熱性を高めることができる。このように、（３Ａ）式の条件を満足することによって、光学部品２０Ａの光学特性の低下及び耐久性の低下を抑制できる。なお、第４層４の光学的厚みＤ４は、
０．２５λ ≦ Ｄ４ ≦ ０．５０λ …（３Ａ’）の条件を満足してもよい。

また、本実施形態において、反射防止膜１０Ａ全体の物理的厚みｄｔは、
３５０ｎｍ ≦ ｄｔ ≦ ４８０ｎｍ …（４Ａ）の条件を満足する。本実施形態において、ｄｔ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４＋ｄ５＋ｄ６である。これにより、反射防止膜１０Ａの反射防止機能を維持しつつ、耐擦傷性等、耐久性を得ることができる。このように、（４Ａ）式の条件を満足することによって、光学部品２０Ａの光学特性の低下及び耐久性の低下を抑制できる。

また、本実施形態において、低屈折率層の物理的厚みの和ｄａは、
０．６５ｄｔ ≦ ｄａ ≦０．８０ｄｔ …（５Ａ）の条件を満足する。本実施形態において、ｄａ＝ｄ２＋ｄ４＋ｄ６である。このように、反射防止膜１０Ａにおいて低屈折率層が占める割合を高めることによって、反射防止膜１０Ａの反射防止機能を維持しつつ、反射防止膜１０Ａの硬さを得ることができる。この結果、耐擦傷性、耐熱性等、耐久性を得ることができる。このように、（５Ａ）式の条件を満足することによって、光学部品２０Ａの光学特性の低下及び耐久性の低下を抑制できる。

次に、光学部品２０Ａの製造方法の一例について説明する。本実施形態においては、光学部品２０Ａの製造方法は：基材１１を加熱する処理と；加熱によって、基材１１が所定温度（本実施形態においては約７０℃）に調整された後、基材１１上に、高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層して、反射防止膜１０Ａを形成する処理と；を含む。本実施形態においては、反射防止膜１０Ａを形成する処理に、真空蒸着法を用いる。

図２は、光学部品２０Ａの反射防止膜１０Ａを形成するための蒸着装置３０の一例を示す図である。図２において、蒸着装置３０は、第１チャンバ３１と第２チャンバ３２と第３チャンバ３３とを有する。蒸着装置３０は、第１、第２、第３チャンバ３１、３２、３３のそれぞれの内側の空間をほぼ真空状態に調整できる。また、蒸着装置３０は、第１、第２、第３チャンバ３１、３２、３３のそれぞれの内側の空間の温度を調整できる。

蒸着装置３０は、第１、第２、第３チャンバ３１、３２、３３のそれぞれの内側の空間に配置される保持部材３４を備える。保持部材３４の上面（保持面）は、曲面であり、回転する。保持部材３４は、複数の基材１１を上面に保持できる。

蒸着装置３０の蒸着源３５は、第２チャンバ３２の内側の空間に配置されている。蒸着源３５は、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）を含む第１蒸着源３５Ａ及び二酸化珪素（ＳｉＯ_２）を含む第２蒸着源３５Ｂを含む。また、第２チャンバ３２には、蒸着源３５にビームを照射可能な光源装置３６が配置されている。光源装置３６から射出されたビームが蒸着源３５に照射されることによって、その蒸着源３５から、反射防止膜１０Ａを形成するための材料（ガス）が放出される。例えば、光源装置３６が第１蒸着源３５Ａにビームを照射することによって、ガス化されたＺｒＯ_２がその第１蒸着源３５Ａから放出され、保持部材３４に保持されている基材１１に供給される。同様に、光源装置３６が第２蒸着源３５Ｂにビームを照射することによって、ガス化されたＳｉＯ_２がその第２蒸着源３５Ｂから放出され、保持部材３４に保持されている基材１１に供給される。蒸着装置３０は、第１蒸着源３５Ａに対するビームの照射と第２蒸着源３５Ｂに対するビームの照射とを交互に実行することにより、保持部材３４に保持されている基材１１上に、高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層できる。

なお、第１蒸着源３５Ａとしてジルコニウム（Ｚｒ）を含む蒸着源を用い、第２チャンバ３２の内側の空間に酸素を導入しながら第１蒸着源３５Ａにビームを照射して高屈折率層を積層してもよい。

本実施形態においては、反射防止膜１０Ａを形成される前の基材１１が、第１チャンバ３１の内側の空間に配置されている保持部材３４に保持され、その第１チャンバ３１内において温度調整される。第１チャンバ３１は、基材１１を約７０℃に加熱する。第１チャンバ３１内で基材１１を加熱する処理が実行されているとき、第２チャンバ３２内では、先に第１チャンバ３１内で加熱する処理が実行された別の基材１１に対して反射防止膜１０Ａを形成する処理が実行される。第２チャンバ３２内の基材１１に対する反射防止膜１０Ａを形成する処理が終了すると、その基材１１を保持した保持部材３４が、第３チャンバ３３に移動する。これととともに、第１チャンバ３１内で加熱処理を終えた基材１１を保持した保持部材３４が、第２チャンバ３２に移動する。蒸着装置３０は、第２チャンバ３２に移動された基材１１に対する反射防止膜１０Ａを形成する処理を開始する。また、第２チャンバ３２内から第３チャンバ３３へ移動された保持部材３４に保持されている基材１１（光学部品２０Ａ）は、第３チャンバ３３から外部に搬出された後、必要に応じて、別の処理を施される。

以上説明したように、本実施形態によれば、交互に積層された高屈折率層及び低屈折率層を含む反射防止膜１０Ａにおいて、上述した条件を満足するように、反射防止膜１０Ａの構造を定めたので、光学特性及び耐久性を含む、光学部品２０Ａの性能の低下を抑制できる。これにより、例えば、光学部品２０Ａを眼鏡レンズとして使用した場合、視界が不良となることを抑制できる。

また、本実施形態においては、基材１１上に反射防止膜１０Ａを形成する前に、予め、基材１１を所定温度に加熱し、基材１１が所定温度に調整された後、その基材１１上に反射防止膜１０Ａを形成するようにした。このため、基材１１上に反射防止膜１０Ａを良好に形成できる。

また、本実施形態においては、反射防止膜１０Ａに入射する光の波長λが４８０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の範囲にある場合、反射防止膜１０Ａの反射率のピークが、０．６％以上１．５％以下であり、反射色が緑色となる。また、波長λが４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下、又は、６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の範囲にある場合、反射防止膜１０Ａの最低反射率が、０．１％以上０．３％以下であり、反射色が緑色となる。従って、光学部品２０Ａは、所望の色となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図３は、第２実施形態に係る光学部品２０Ｂを示す模式図である。図３に示す光学部品２０Ｂの反射防止膜１０Ｂは、８層の多層膜である。

本実施形態において、第１層１、第３層３、第５層５、及び第７層７は、ＺｒＯ_２からなる高屈折率層である。第２層２、第４層４、第６層６、及び第８層８は、ＳｉＯ_２からなる低屈折率層である。すなわち、基材１１に最も近い反射防止膜１０Ｂの第１層１は、高屈折率層であり、基材１１から最も遠い反射防止膜１０Ｂの第８層８が、低屈折率層である。

第１層１〜第８層８はそれぞれ、厚み（物理的厚み）ｄ１〜ｄ８を有する。また、第１層１〜第８層８はそれぞれ、屈折率ｎｄ１〜ｎｄ８を有する。また、第１層１〜第８層８はそれぞれ、光学的厚みＤ１〜Ｄ８を有する。

本実施形態においては、反射防止膜１０Ｂは、８層の多層膜であり、基材１１から最も遠い反射防止膜１０Ｂの第８層８から数えて５番目の第４層４の光学的厚みＤ４が、上述の（３Ａ）式の条件を満足する。

本実施形態においても、上述の各条件を満足するように、反射防止膜１０Ｂの構造が定められている。これにより、本実施形態においても、光学部品２０Ｂは、所望の性能を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図４は、第３実施形態に係る光学部品２０Ｃを示す模式図である。図４において、光学部品２０Ｃは、反射防止膜１０Ｂを覆う撥水撥油膜９を備えている。撥水撥油膜９以外の構成は、第２実施形態の光学部品２０Ｂと同様である。撥水撥油膜９は、第８層８を覆っている。撥水撥油膜９は、基材１１から最も遠い反射防止膜１０Ｂの最外層に配置されている。

撥水撥油膜９は、例えばフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を主成分とし、撥液性（撥水性、撥油性）である。撥水撥油膜は光学部品の表面エネルギーを低下させ、水やけ防止、汚れ防止の機能を持たせる。これとともに、光学部品表面のすべり性能を向上させ、その結果として、耐擦傷性を向上させることができる。

フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物としては、下記一般式（１）〜（６）の中から選択される。

式（１）中、Ｒｆは炭素数１〜１６の直鎖状又は分岐状パーフルオロアルキル基を表し、Ｙはヨウ素又は水素を表し、Ｙ’は水素または低級アルキル基を表し、Ｙ”はフッ素又はトリフルオロメチル基を表し、Ｒ^１は加水分解可能な基を表し、Ｒ^２は水素又は不活性な一価の有機基を表し、ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ０〜２００の整数を表し、ｅは０又は１を表し、ｓおよびｔはそれぞれ０〜２の整数を表し、ｗは１〜１０の整数を表す。

式（２）〜（５）中、Ｘは酸素又は二価の有機基を表し、Ｘ’は加水分解可能な基を表し、Ｘ”は二価の有機シリコーン基を表し、Ｒ^３は炭素数１〜２２の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表し、ｑは１〜３の整数を表し、ｍ、ｎ、ｏはそれぞれ０〜２００の整数を表し、ｐは１又は２を表し、ｒは２〜２０の整数を表し、ｋは０〜２の整数を表し、ｚはｋが０又は１である場合に０〜１０の整数を表す。

式（６）中、Ｒｆ^２は２価の直鎖状のパーフルオロポリエーテル基を表し、Ｒ^４は炭素数１〜４のアルキル基又はフェニル基を表し、Ｒ^５は加水分解可能な基を表し、ｉは０〜２の整数を表し、ｊは１〜５の整数を表し、ｕは２又は３を表す。

撥水撥油膜に優れた耐久性を持たせるため、一般式（１）〜（５）の中から選択されるフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物と、一般式（６）から選択されるフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を組み合わせて使用することが好ましい。

一般式（１）〜（５）で示されるフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物としては、ダイキン工業株式会社製オプツール−ＤＳＸ、オプツール−ＡＥＳ４などを用いてもよい。また、一般式（６）示されるフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物としては、信越化学工業株式会社製ＫＹ−１３０、ＫＹ−１６４などを用いてもよい。

撥水撥油膜の形成方法は、ディッピング法、スピンコート法、スプレー法などの湿式法、あるいは真空蒸着法などの乾式法がある。

湿式法の中ではディッピング法が一般的によく用いられる。この方法では、フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を有機溶剤に溶解した液中に、反射防止膜つきレンズを浸漬し、一定条件で引き上げて塗布する。有機溶剤としては、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ−４−メトキシブタン、パーフルオロ−４−エトキシブタン、メタキシレンヘキサフルオライドなどが使用できる。

有機溶剤で希釈するときの濃度は、０．０１〜０．５重量％が好ましく、０．０３〜０．１重量％がより好ましい。濃度が低すぎると十分な膜厚の撥水撥油層が得られない。一方、濃度が高すぎると、塗布むらが発生しやすく、材料コストも高くなる。

乾式法の中では、真空蒸着法がよく用いられる。この方法は、フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を真空槽内で加熱して蒸発させ、撥水撥油層を形成させるものである。

なお、上述の第１〜第３実施形態において、反射防止膜を形成する層（高屈折率層、低屈折率層）の数は、６層以上で偶数であれば、上述の条件を満足する範囲内で、任意に定めることができる。その場合、上述の（３Ａ）式の条件は、基材から最も遠い反射防止膜の最外層から数えて５番目の層の光学的厚みに適用してもよいし、基材に４番目に近い反射防止膜の第４層の光学的厚みに適用してもよい。

（第４実施形態）
以下、本発明に係る光学部品の性能を評価するために行った実験及びその結果について説明する。

（実験１）
屈折率（ｎｄ）が１．６７の基材１１上に、屈折率１．６７のハードコート層１３を形成し、以下に説明する手順で、真空蒸着法を用いて反射防止膜を形成した。まず、基材１１を保持部材３４にセットし、蒸着装置３０のチャンバ内の温度を７０度に加熱し、圧力が１．０×１０^−３Ｐａになるまで排気した。加速電圧５００Ｖ、加速電流１００ｍＡの条件で、Ａｒイオンビームクリーニングを６０秒間施した。その後、上述の蒸着装置３０を用いて、基材１１上に、高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層した。

続いて、以下の手順で反射防止膜表面に撥水撥油膜を形成した。

住友スリーエム製フッ素系溶剤ノベックＨＦＥ−７２００を９９５ｇビーカーに取り、オプツール−ＡＥＳ４（撥水撥油剤濃度２０％溶液）を２．５ｇ、ＫＹ−１６４（撥水撥油剤濃度２０％）を２．５ｇ溶解した。この撥水撥油剤濃度は０．１重量％である。この溶液に、反射防止膜付きプラスチックレンズを１０秒間浸漬し、その後８ｍｍ／秒の速度で引き上げを行った。その後、５０℃で１時間、安定化を行い、撥水撥油膜付きレンズを作成した。

実施例１及び実施例２として、基材１１上に、本発明に係る条件を満足する反射防止膜を形成した。実施例１、実施例２では、反射防止膜は、第１〜第８層を有する。そのうち、第１層は高屈折率層（ＺｒＯ_２）、第８層は低屈折率層（ＳｉＯ_２）である。また、比較例１として、基材１１上に、本発明に係る条件を満足しない反射防止膜を形成した。比較例１では、反射防止膜は、第１〜第５層を有し、第１層は低屈折率層（ＳｉＯ_２）、第２層は高屈折率層（ＺｒＯ_２）である。

（実施例１）
第１層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．０２λ、第２層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．１５λ、第３層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．０６λ、第４層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．２５λ、第５層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．１４λ、第６層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．０７λ、第７層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．２８λ、第８層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．２７λで積層した。なおλは、設計の中心波長で５００ｎｍとした。図５に、実施例１に係る反射防止膜の分光特性図を示す。なお、図５において、横軸は、反射防止膜に入射する光の波長、縦軸は、反射防止膜の反射率である。

（実施例２）
第１層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．０２λ、第２層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．１２λ、第３層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．０４λ、第４層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．５０λ、第５層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．１２λ、第６層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み光学的膜厚０．０７λ、第７層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．２８λ、第８層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．２７λで積層した。なおλは、設計の中心波長で５００ｎｍとした。図６に、実施例２に係る反射防止膜の分光特性図を示す。なお、図６において、横軸は、反射防止膜に入射する光の波長、縦軸は、反射防止膜の反射率である。

（比較例１）
第１層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．１０λ、第２層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．１６λ、第３層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．０６λ、第４層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．２５λ、第５層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．２８λで積層した。なおλは、設計の中心波長で５００ｎｍとした。図７に、比較例１に係る反射防止膜の分光特性図を示す。なお、図７において、横軸は、反射防止膜に入射する光の波長、縦軸は、反射防止膜の反射率である。

実施例１、実施例２、及び比較例１の各条件を、表１に示す。

次に、実施例１、実施例２、及び比較例１に係る光学部品の性能試験を行った。

（耐擦傷性試験１）
スチールウールを用い、光学部品の表面を１，０００ｇの荷重で、５０回摩擦し、傷のつきにくさを調べ、比較した。判定は次のように行った。
二重丸印：全く傷がつかない。 一重丸印：ほとんど傷がつかない。 バツ印：傷がつく。

（耐熱クラック発生温度試験）
光学部品を６０℃の温風オーブンの中に入れた。温度を１０℃ずつ上昇させ、上昇の毎に目視により状態を確認した。

（耐荷重クラック発生圧力試験）
光学部品の表面に対し垂直に荷重を３０ｋｇから加えた。荷重を１０ｋｇずつ上昇させ、上昇の毎に目視により状態を確認した。

実施例１、実施例２、及び比較例１に係る光学部品の性能試験結果を、表２に示す。

（実験２）
屈折率（ｎｄ）が１．７４の基材１１上に、屈折率１．６７のハードコート層１３を形成し、以下に説明する手順で、真空蒸着法を用いて反射防止膜を形成した。まず、基材１１を保持部材３４にセットし、蒸着装置３０のチャンバ内の温度を７０度に加熱し、圧力が１．０×１０^−３Ｐａになるまで排気した。加速電圧４００Ｖ、加速電流１００ｍＡの条件で、Ａｒイオンビームクリーニングを９０秒間施した後、上述の蒸着装置３０を用いて、基材１１上に、高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層した。

続いて、実験１と同様の手順で反射防止膜表面に撥水撥油膜を形成させた。

実施例３として、基材１１上に、本発明に係る条件を満足する反射防止膜を形成した。実施例３では、反射防止膜は、第１〜第８層を有し、第１層は高屈折率層（ＺｒＯ_２）、第８層は低屈折率層（ＳｉＯ_２）である。また、比較例２として、基材１１上に、本発明に係る条件を満足しない反射防止膜を形成した。比較例２では、反射防止膜は、第１〜第５層を有し、第１層は低屈折率層（ＳｉＯ_２）、第１層は高屈折率層（ＺｒＯ_２）である。

（実施例３）
第１層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．０４λ、第２層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．１４λ、第３層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．０５λ、第４層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．５０λ、第５層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．１１λ、第６層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み光学的膜厚０．０６λ、第７層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．２６λ、第８層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．２７λで積層した。なおλは、設計の中心波長で５００ｎｍとした。図８に、実施例３に係る反射防止膜の分光特性図を示す。なお、図８において、横軸は、反射防止膜に入射する光の波長、縦軸は、反射防止膜の反射率である。

（比較例２）
第１層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．１０λ、第２層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．１６λ、第３層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．０６λ、第４層ＺｒＯ_２（屈折率２．００）を光学的厚み０．２５λ、第５層ＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を光学的厚み０．２８λで積層した。なおλは、設計の中心波長で５００ｎｍとした。比較例２に係る反射防止膜の分光特性は、比較例１に係る反射防止膜の分光特性とほぼ同一である。

実施例３、及び比較例２の各条件を、表３に示す。

次に、実施例３、及び比較例２に係る光学部品の性能試験を行った。試験方法は、上述した試験方法と同じである。

実施例３、及び比較例２に係る光学部品の性能試験結果を、表４に示す。

実験１、実験２により、実施例１、実施例２、及び実施例３は、比較例１、及び比較例２と比較して、優れた耐擦傷性能、耐熱クラック性能、耐荷重クラック性能が得られることが確認された。その結果、高い耐久性を有し、かつ光学特性にも優れた反射防止性能を有した反射防止膜を得ることができた。また、反射防止膜の膜厚における低屈折率層の物理的厚みの和の比率（ＳｉＯ_２比率）が高い方が、良好な耐久性を得ることができる。

本発明の態様によれば、光学部品の性能の低下を抑制できる。

Claims (8)

1. プラスチックの基材と、前記基材上に配置される反射防止膜とを備えた光学部品であって：
   前記反射防止膜は、交互に積層された高屈折率層及び低屈折率層を含む８層の多層膜であり；
   前記基材に最も近い前記反射防止膜の第１層が、前記高屈折率層であり；
   前記反射防止膜に入射する光の波長をλとしたとき、λが、
   ４８０ｎｍ ≦ λ ≦ ５３０ｎｍ を満たし；
   前記第１層の光学的厚みＤ１が、
   ０．０２λ ≦ Ｄ１ ≦ ０．０４λ を満たし；
   前記基材から最も遠い前記反射防止膜の最外層から数えて５番目の層の光学的厚みＤｍが、
   ０．１９λ ≦ Ｄｍ ≦ ０．７５λ を満たし；
   前記反射防止膜全体の物理的厚みｄｔが、
   ３５０ｎｍ ≦ ｄｔ ≦ ４８０ｎｍ を満たし；
   前記低屈折率層の物理的厚みの和ｄａが、
   ０．６５ｄｔ ≦ ｄａ ≦０．８０ｄｔ を満たす；光学部品。
2. 請求項１記載の光学部品であって、前記基材から最も遠い前記反射防止膜の最外層に配置され、フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を含む撥水撥油膜を更に備える光学部品。
3. 請求項２記載の光学部品であって：
   前記フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物は、一般式（１）から（６）の中から選択される１種類以上のフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物であり；
   

   

   式（１）中、Ｒｆは炭素数１〜１６の直鎖状又は分岐状パーフルオロアルキル基を表し、Ｙはヨウ素又は水素を表し、Ｙ’は水素または低級アルキル基を表し、Ｙ”はフッ素又はトリフルオロメチル基を表し、Ｒ１は加水分解可能な基を表し、Ｒ２は水素又は不活性な一価の有機基を表し、ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ０〜２００の整数を表し、ｅは０又は１を表し、ｓおよびｔはそれぞれ０〜２の整数を表し、ｗは１〜１０の整数を表し；
   

   

   

   

   

   式（２）〜（５）中、Ｘは酸素又は二価の有機基を表し、Ｘ’は加水分解可能な基を表し、Ｘ”は二価の有機シリコーン基を表し、Ｒ３は炭素数１〜２２の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表し、ｑは１〜３の整数を表し、ｍ、ｎ、ｏはそれぞれ０〜２００の整数を表し、ｐは１又は２を表し、ｒは２〜２０の整数を表し、ｋは０〜２の整数を表し、ｚはｋが０又は１である場合に０〜１０の整数を表し；
   

   

   式（６）中、Ｒｆ２は２価の直鎖状のパーフルオロポリエーテル基を表し、Ｒ４は炭素数１〜４のアルキル基又はフェニル基を表し、Ｒ５は加水分解可能な基を表し、ｉは０〜２の整数を表し、ｊは１〜５の整数を表し、ｕは２又は３を表す；光学部品。
4. 請求項１〜３のいずれか一項記載の光学部品であって：前記高屈折率層は、酸化ジルコニウムを含み；前記低屈折率層は、二酸化珪素を含む；光学部品。
5. 請求項１〜４のいずれか一項記載の光学部品であって、眼鏡レンズに用いられる、光学
   部品。
6. プラスチックの基材と、前記基材上に配置される反射防止膜とを備えた光学部品の製造方法であって：
   前記基材を加熱する処理と；
   前記加熱によって、前記基材が所定温度に調整された後、前記基材上に、高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層して、８層の多層膜からなる前記反射防止膜を形成する処理と；を含み、
   前記反射防止膜を形成する処理において：
   前記反射防止膜に入射する光の波長をλとしたとき、λが、
   ４８０ｎｍ ≦ λ ≦ ５３０ｎｍ を満たし；
   前記基材に最も近い前記反射防止膜の第１層が、前記高屈折率層であり；
   前記第１層の光学的厚みＤ１が、
   ０．０２λ ≦ Ｄ１ ≦ ０．０４λ を満たし；
   前記基材から最も遠い前記反射防止膜の最外層から数えて５番目の層の光学的厚みＤｍが、
   ０．１９λ ≦ Ｄｍ ≦ ０．７５λ を満たし；
   前記反射防止膜全体の物理的厚みｄｔが、
   ３５０ｎｍ ≦ ｄｔ ≦ ４８０ｎｍ を満たし；
   前記低屈折率層の物理的厚みの和ｄａが、
   ０．６５ｄｔ ≦ ｄａ ≦０．８０ｄｔ を満たす；光学部品の製造方法。
7. 請求項６記載の製造方法であって、前記反射防止膜を形成する処理に、真空蒸着法を用いる、製造方法。
8. 請求項６又は７記載の製造方法であって、前記高屈折率層は、酸化ジルコニウムを含み、前記低屈折率層は、二酸化珪素を含む、製造方法。

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