JP5653069B2 - Method for producing aluminum oxide precursor sol and method for producing optical member - Google Patents

Method for producing aluminum oxide precursor sol and method for producing optical member Download PDF

Info

Publication number
JP5653069B2
JP5653069B2 JP2010107703A JP2010107703A JP5653069B2 JP 5653069 B2 JP5653069 B2 JP 5653069B2 JP 2010107703 A JP2010107703 A JP 2010107703A JP 2010107703 A JP2010107703 A JP 2010107703A JP 5653069 B2 JP5653069 B2 JP 5653069B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum oxide
aluminum
oxide precursor
precursor sol
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010107703A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011236142A (en
Inventor
憲治 槇野
憲治 槇野
寛晴 中山
寛晴 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2010107703A priority Critical patent/JP5653069B2/en
Publication of JP2011236142A publication Critical patent/JP2011236142A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5653069B2 publication Critical patent/JP5653069B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、塗布性が良好で、かつ可視領域を含む広い領域で高い反射防止性能を低温で作製可能な酸化アルミニウム前駆体ゾルと酸化アルミニウム前駆体ゾルの製造方法、それを用いた光学用部材の製造方法に関する。   The present invention relates to an aluminum oxide precursor sol having good coatability and capable of producing a high antireflection performance in a wide region including the visible region at a low temperature, a method for producing the aluminum oxide precursor sol, and an optical member using the same. It relates to the manufacturing method.

可視光領域の波長以下の微細構造を用いた反射防止構造体は、適切なピッチ、高さの微細構造を形成することにより、広い波長領域ですぐれた反射防止性能を示すことが知られている。微細構造を形成する方法としては、波長以下の粒径の微粒子を分散した膜の塗布などが知られている。   It is known that an antireflection structure using a microstructure having a wavelength equal to or smaller than the wavelength in the visible light region exhibits excellent antireflection performance in a wide wavelength region by forming a microstructure with an appropriate pitch and height. . As a method for forming a fine structure, coating of a film in which fine particles having a particle size of a wavelength or less are dispersed is known.

また、微細加工装置(電子線描画装置やレーザー干渉露光装置,半導体露光装置,エッチング装置など)によるパターン形成によって微細構造を形成する方法は、ピッチ、高さの制御が可能である。また、すぐれた反射防止性を持つ微細構造を形成することが出来ることが知られている(特許文献1)。   In addition, the pitch and height can be controlled in a method for forming a fine structure by pattern formation using a fine processing apparatus (electron beam drawing apparatus, laser interference exposure apparatus, semiconductor exposure apparatus, etching apparatus, etc.). It is also known that a fine structure having excellent antireflection properties can be formed (Patent Document 1).

それ以外の方法として、アルミニウムの水酸化酸化物であるベーマイトを基材上に成長させて反射防止効果を得ることも知られている。これらの方法では、真空成膜法あるいは液相法(ゾルゲル法)により成膜した酸化アルミニウム(アルミナ)の膜を水蒸気処理あるいは温水浸漬処理により、表層をベーマイト化して微細構造を形成し、反射防止膜を得ている(特許文献2)。   As another method, it is also known that boehmite, which is an aluminum hydroxide oxide, is grown on a substrate to obtain an antireflection effect. In these methods, an aluminum oxide (alumina) film formed by a vacuum film formation method or a liquid phase method (sol-gel method) is subjected to steam treatment or hot water immersion treatment to form a fine structure by boehmizing the surface layer, thereby preventing reflection. A film is obtained (Patent Document 2).

ベーマイトの微細構造を用いて反射防止膜を形成する方法では垂直入射および斜入射による反射率が極めて低く、優れた反射防止性能が得られることが知られている。
液相法(ゾルゲル法)のようなウエットプロセスを用いる場合は通常、成膜時の焼成温度が200℃以上と高温である(特許文献2)。そのため光学部品の面精度や周辺部材への悪影響や、樹脂基材の様な高温に耐えることのできない基材には成膜できないという問題が生じる。
It is known that the method of forming an antireflection film using the fine structure of boehmite has extremely low reflectivity due to normal incidence and oblique incidence, and can provide excellent antireflection performance.
When a wet process such as a liquid phase method (sol-gel method) is used, the firing temperature during film formation is usually as high as 200 ° C. or higher (Patent Document 2). For this reason, there are problems in that the surface accuracy of the optical component and the peripheral members are adversely affected, and a film cannot be formed on a substrate that cannot withstand high temperatures such as a resin substrate.

また、液相法(ゾルゲル法)によって酸化アルミニウム膜を形成するゾルには空気中の水分や水の添加によりアルミニウムアルコキシドが急激に加水分解され白濁することを防止する目的で安定化剤が添加されている。安定化剤としては、一般的にβ−ケトエステル化合物類、β−ジケトン化合物類、アルカノ−ルアミン類のような化合物が用いられる。   In addition, a stabilizer is added to the sol that forms an aluminum oxide film by the liquid phase method (sol-gel method) in order to prevent aluminum alkoxide from being rapidly hydrolyzed and clouded by the addition of moisture or water in the air. ing. As the stabilizer, compounds such as β-ketoester compounds, β-diketone compounds, alkanolamines are generally used.

安定化剤はアルミニウムとキレートを形成し、有機アルミニウム化合物を生成する。有機アルミニウム化合物は150℃以上の昇華点を有することもある。よって、200℃より低い焼成温度においては、焼成により酸化アルミニウム膜中から有機アルミニウム化合物のような有機成分が完全に除去しきれず、アルミニウムアルコキシドを加水分解して得られる粒子間の結合形成が不十分になることが推測される。粒子間の結合形成が不十分であると酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造が十分に形成されず、反射防止性能が悪化する。   Stabilizers form chelates with aluminum to produce organoaluminum compounds. The organoaluminum compound may have a sublimation point of 150 ° C. or higher. Therefore, at a firing temperature lower than 200 ° C., organic components such as organoaluminum compounds cannot be completely removed from the aluminum oxide film by firing, and bond formation between particles obtained by hydrolyzing aluminum alkoxide is insufficient. It is estimated that If the bond formation between the particles is insufficient, the uneven structure of aluminum oxide boehmite is not sufficiently formed, and the antireflection performance deteriorates.

加えて、少なくともアルミニウムを含有する金属アルコキシドと安定化剤を原料に使用したゾルを光学部品上に塗布し膜を形成すると、有機アルミニウム化合物の凝集が起こるため膜の均一性が低下し、膜ムラなどの外観不良を招く場合がある。   In addition, when a film is formed by applying a sol using at least an aluminum-containing metal alkoxide and a stabilizer as raw materials on an optical component, aggregation of the organoaluminum compound occurs, resulting in a decrease in film uniformity and film unevenness. May cause poor appearance.

そのため、酸化アルミニウム前駆体ゾルから有機アルミニウム化合物を除去し、膜中に残存させないことが好ましい。   Therefore, it is preferable to remove the organoaluminum compound from the aluminum oxide precursor sol and not leave it in the film.

そこで、焼成前に膜を水含有溶液に浸漬させることにより、膜中の有機成分を溶出・除去し、膜中に水分を含んだ状態で焼成を行う方法が知られている(特許文献3)。   Therefore, a method is known in which the organic component in the film is eluted and removed by immersing the film in a water-containing solution before baking, and baking is performed while moisture is contained in the film (Patent Document 3). .

特開昭50−70040号公報Japanese Patent Laid-Open No. 50-70040 特開平9−202649号公報JP-A-9-202649 特開2009−015310号公報JP 2009-015310 A

しかしながら、上記の様な酸化アルミニウム前駆体ゾルを用いて反射防止膜を形成する液相法(ゾルゲル法)において、使用する安定化剤によっては疎水性の高い有機アルミニウム化合物が生成し、膜中から除去することができないという問題があった。膜中に疎水性の高い有機アルミニウム化合物が残存してしまうと、有機アルミニウム化合物の凝集により、外観不良を抑制した高い反射防止性能を有する光学膜を得ることは困難であった。   However, in the liquid phase method (sol-gel method) in which an antireflection film is formed using the aluminum oxide precursor sol as described above, a highly hydrophobic organoaluminum compound is generated depending on the stabilizer used, There was a problem that it could not be removed. If a highly hydrophobic organoaluminum compound remains in the film, it was difficult to obtain an optical film having a high antireflection performance with suppressed appearance defects due to aggregation of the organoaluminum compound.

本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、光学用部材の外観が損なわれず、より低温で高性能な反射防止膜が作製可能な酸化アルミニウム前駆体ゾルと酸化アルミニウム前駆体ゾルの製造方法および光学用部材の製造方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of such background art, and an aluminum oxide precursor sol and an aluminum oxide precursor capable of producing a high-performance antireflection film at a lower temperature without impairing the appearance of the optical member. A method for producing a sol and a method for producing an optical member are provided.

上記の課題を解決する酸化アルミニウム前駆体ゾルの製造方法は、(1)β−ケトエステル化合物またはβ−ジケトン化合物と、溶媒との混合物にアルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物を含むアルミニウム化合物を溶解する工程と、
(2)前記(1)の工程で得られた溶液に、水、または触媒を含む水、を混合し、加水分解することで、前記アルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物の縮合物及び一般式(1)で表される有機アルミニウム化合物の沈殿物を形成する工程と、
(3)前記(2)の工程で得られた溶液から、前記有機アルミニウム化合物の沈殿物を除去する工程とを有することを特徴とする。
The method for producing an aluminum oxide precursor sol that solves the above problems includes (1) a step of dissolving an aluminum compound containing an aluminum alkoxide or an aluminum salt compound in a mixture of a β-ketoester compound or β-diketone compound and a solvent; ,
(2) The solution obtained in the step (1) is mixed with water or water containing a catalyst and hydrolyzed so that the condensate of the aluminum alkoxide or aluminum salt compound and the general formula (1) Forming a precipitate of an organoaluminum compound represented by:
(3) A step of removing the precipitate of the organoaluminum compound from the solution obtained in the step (2).

R1、R2はそれぞれ独立して炭素数1以上6以下のアルキル基、パーフルオロアルキル基、アルコキシル基またはアリル基であり、R3は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、パーフルオロアルキル基、アリル基、またはアリール基であり、nは1〜3の整数である。   R1 and R2 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group, an alkoxyl group, or an allyl group; R3 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, A fluoroalkyl group, an allyl group, or an aryl group, and n is an integer of 1 to 3;

上記の課題を解決する光学用部材の製造方法は、基材の少なくとも一方の面上に請求項乃至のいずれかに記載の酸化アルミニウム前駆体ゾルの製造方法によって製造された酸化アルミニウム前駆体ゾルを供給する工程、前記酸化アルミニウム前駆体ゾルを基材上に広げる工程、基材を乾燥および/または焼成を行うことにより酸化アルミニウム膜を形成する工程、前記酸化アルミニウム膜を60℃以上100℃以下の温水中に浸漬して酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造を形成する工程を有することを特徴とする。 Method for producing an optical member for solving the aforementioned problem, on at least one side of the substrate, an aluminum oxide precursor aluminum oxide precursor produced by the method for producing a sol according to any one of claims 1 to 3 A step of supplying a body sol, a step of spreading the aluminum oxide precursor sol on a base material, a step of forming an aluminum oxide film by drying and / or firing the base material, and the aluminum oxide film at a temperature of 60 ° C. to 100 ° C. process ℃ was immersed in the following hot water to form a concavo-convex structure of aluminum oxide boehmite, and having a.

本発明によれば、有機アルミニウム化合物を酸化アルミニウム前駆体ゾル調製時に沈殿・除去することで、製膜時の有機アルミニウム化合物の凝集による外観不良を抑制することができる。また、低温で反射防止性能を有する表面凹凸構造を作製可能な酸化アルミニウム前駆体ゾルと酸化アルミニウム前駆体ゾルの製造法および、それを用いた光学用部材の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, the appearance defect due to the aggregation of the organoaluminum compound during film formation can be suppressed by precipitating and removing the organoaluminum compound during preparation of the aluminum oxide precursor sol. Moreover, the manufacturing method of the aluminum oxide precursor sol and the aluminum oxide precursor sol which can produce the surface uneven structure which has antireflection performance at low temperature, and the manufacturing method of the optical member using the same can be provided.

本発明の光学用部材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the optical member of this invention. 本発明の光学用部材の一実施態様を示す概略図である。It is the schematic which shows one embodiment of the optical member of this invention. 本発明の光学用部材の一実施態様を示す概略図である。It is the schematic which shows one embodiment of the optical member of this invention. 本発明の光学用部材の一実施態様を示す概略図である。It is the schematic which shows one embodiment of the optical member of this invention. 本発明の光学用部材の一実施態様を示す概略図である。It is the schematic which shows one embodiment of the optical member of this invention. 本発明の実施例1および比較例1の光の波長(nm)に対する絶対反射率(%)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the absolute reflectance (%) with respect to the wavelength (nm) of the light of Example 1 and Comparative Example 1 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明に係る酸化アルミニウム前駆体ゾルの製造方法は、
(1)β−ケトエステル化合物またはβ−ジケトン化合物と、溶媒との混合物にアルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物を含むアルミニウム化合物を溶解する工程
(2)前記(1)の工程で得られた溶液に、水、または触媒を含む水、を混合し、加水分解することで、前記アルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物の縮合物及び有機アルミニウム化合物の沈殿物を形成する工程
(3)前記(2)の工程で得られた溶液から、前記有機アルミニウム化合物の沈殿物を除去する工程を有することを特徴とする。
The method for producing an aluminum oxide precursor sol according to the present invention comprises:
(1) A step of dissolving an aluminum compound containing an aluminum alkoxide or an aluminum salt compound in a mixture of a β-ketoester compound or a β-diketone compound and a solvent. (2) Water is added to the solution obtained in the step (1). Or the water containing the catalyst is mixed and hydrolyzed to form a condensate of the aluminum alkoxide or aluminum salt compound and a precipitate of the organoaluminum compound (3) obtained in the step (2) A step of removing a precipitate of the organoaluminum compound from the solution.

上記(1)から(3)の工程を順に含む。一般式(1)で表される有機アルミニウム化合物を沈殿させ、沈殿させた有機アルミニウム化合物をろ過によって除去する。   The steps (1) to (3) are included in order. The organoaluminum compound represented by the general formula (1) is precipitated, and the precipitated organoaluminum compound is removed by filtration.

R1、R2は炭素数1以上6以下のアルキル基、パーフルオロアルキル基、アルコキシル基またはアリル基であり、R3は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、パーフルオロアルキル基、アリル基、またはアリール基であり、nは1〜3の整数である。   R1 and R2 are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group, an alkoxyl group, or an allyl group; R3 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group, It is an allyl group or an aryl group, and n is an integer of 1 to 3.

以下、一般式(1)で表される化合物を有機アルミニウム化合物と称し、沈殿させた有機アルミニウム化合物を、有機アルミニウム化合物の沈殿物と称することとする。   Hereinafter, the compound represented by the general formula (1) is referred to as an organoaluminum compound, and the precipitated organoaluminum compound is referred to as a precipitate of the organoaluminum compound.

前記有機アルミニウム化合物の沈殿物を除去する。これにより、酸化アルミニウム前駆体ゾルの中に含まれるアルミニウム原子を100モル%とした時、前記酸化アルミニウム前駆体ゾルの中に含まれる有機アルミニウム化合物は、7.5モル%以上15.5モル%以下とすることができる。この範囲内であれば酸化アルミニウム前駆体ゾルの安定性と塗布性の均整がとれる。これより少ないと空気中の水分により溶液の白濁、沈殿、ゲル化を生じるなど、酸化アルミニウム前駆体ゾルの安定性が低下する。これより多いと酸化アルミニウム前駆体ゾルを基材に塗布した際に有機アルミニウム化合物が凝集し、外観不良の要因となる。   The organoaluminum compound precipitate is removed. Thereby, when the aluminum atom contained in the aluminum oxide precursor sol is 100 mol%, the organoaluminum compound contained in the aluminum oxide precursor sol is 7.5 mol% or more and 15.5 mol%. It can be as follows. Within this range, the stability and applicability of the aluminum oxide precursor sol can be balanced. If it is less than this, the stability of the aluminum oxide precursor sol is lowered, for example, the solution becomes cloudy, precipitates, or gels due to moisture in the air. If the amount is larger than this, the organoaluminum compound aggregates when the aluminum oxide precursor sol is applied to the base material, resulting in poor appearance.

また、酸化アルミニウム前駆体ゾル中の有機アルミニウム化合物をより多く沈殿させるため、酸化アルミニウム前駆体ゾルを冷却しても良い。   Moreover, in order to precipitate more organoaluminum compounds in the aluminum oxide precursor sol, the aluminum oxide precursor sol may be cooled.

本発明の酸化アルミニウム前駆体ゾルは、アルミニウム化合物を溶媒中で水と接触させて得られるアルミニウム化合物の加水分解物および/またはその縮合物を主成分として含んでいる。ここでは、アルミニウム化合物とは、Al−X(Xはアルコキシル基、アシロキシル基、ハロゲン基、硝酸イオンを表す)のことを称することとする。また、アルミニウム化合物の加水分解物とはAl−X(OH)、Al−X(OH)、あるいはAl−(OH)で表される化合物のことを称することとする。前記加水分解物はその−OH基同士あるいは−X基と−OH基が反応してHOあるいはXHの脱離を伴いながらAl−O−Al結合を形成する。その結果得られる1個以上のAl−O−Al結合を有し、直鎖構造または枝分かれ構造を持った化合物をアルミニウム化合物の縮合物と称することとする。なお、前記粒子は非晶質であることが好ましい。 The aluminum oxide precursor sol of the present invention contains, as a main component, a hydrolyzate and / or condensate thereof obtained by contacting an aluminum compound with water in a solvent. Here, the aluminum compound refers to Al—X 3 (X represents an alkoxyl group, an acyloxyl group, a halogen group, or a nitrate ion). Further, the hydrolyzate of the aluminum compound will be referred to a Al-X 2 (OH), Al-X (OH) 2, or Al- (OH) compound represented by 3. In the hydrolyzate, the —OH groups or the —X group and —OH group react to form an Al—O—Al bond with the elimination of H 2 O or XH. The resulting compound having one or more Al—O—Al bonds and having a linear structure or a branched structure is referred to as an aluminum compound condensate. The particles are preferably amorphous.

酸化アルミニウム前駆体ゾルには、アルミニウム化合物とともに少量のZr、Si、Ti、Zn、Mgの各々の化合物の少なくとも1種からなる金属化合物とを用いることができる。これらの金属化合物としては各々の金属アルコキシドや塩化物や硝酸塩などの金属塩化合物を用いることができる。ゾルを調製時の副生成物がコーティングの際の製膜性に与える影響が小さいなどの理由から、特に金属アルコキシドを用いるのが好ましい。また、金属化合物の総量100モル%中のアルミニウム化合物の含まれる量は90モル%以上が好ましい。   For the aluminum oxide precursor sol, a small amount of a metal compound composed of at least one of each of Zr, Si, Ti, Zn, and Mg can be used together with the aluminum compound. As these metal compounds, respective metal alkoxides, metal salt compounds such as chlorides and nitrates can be used. It is particularly preferable to use a metal alkoxide for the reason that the by-product during preparation of the sol has a small influence on the film forming property during coating. Further, the amount of the aluminum compound contained in the total amount of the metal compound of 100 mol% is preferably 90 mol% or more.

本発明の酸化アルミニウム前駆体ゾルに含有されるアルミニウム化合物の加水分解物および/またはその縮合物を成分として含有する粒子の含有量は、金属酸化物に換算して1重量%以上7重量%以下、好ましくは2.5重量%以上6重量%以下が望ましい。   The content of particles containing the hydrolyzate of the aluminum compound and / or the condensate thereof as a component in the aluminum oxide precursor sol of the present invention is 1% by weight or more and 7% by weight or less in terms of metal oxide. Preferably, it is 2.5 to 6% by weight.

アルミニウム化合物などの金属化合物の具体例は以下に例示する。   Specific examples of metal compounds such as aluminum compounds are exemplified below.

アルミニウム化合物としては、例えば、アルミニウムアルコキシドとして、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウム−n−ブトキシド、アルミニウム−sec−ブトキシド、アルミニウム−tert−ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、またこれらのオリゴマー、アルミニウム塩化合物として、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、酢酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。   Examples of the aluminum compound include aluminum alkoxide, aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, aluminum-n-butoxide, aluminum-sec-butoxide, aluminum-tert-butoxide, aluminum acetylacetonate, and oligomers and aluminum salts thereof. Examples of the compound include aluminum nitrate, aluminum chloride, aluminum acetate, aluminum phosphate, aluminum sulfate, and aluminum hydroxide.

ジルコニウムアルコキシドの具体例として、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラn−プロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラn−ブトキシド、ジルコニウムテトラt−ブトキシド等などが挙げられる。   Specific examples of the zirconium alkoxide include zirconium tetramethoxide, zirconium tetraethoxide, zirconium tetra n-propoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetra n-butoxide, zirconium tetra t-butoxide and the like.

シリコンアルコキシドとしては、一般式Si(OR)で表される各種のものを使用することができる。Rはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基等の同一または別異の低級アルキル基が挙げられる。 As the silicon alkoxide, various compounds represented by the general formula Si (OR) 4 can be used. R may be the same or different lower alkyl group such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group and isobutyl group.

チタニウムアルコキシドとしては、例えば、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラn−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラn−ブトキシチタン、テトライソブトキシチタン等が挙げられる。   Examples of the titanium alkoxide include tetramethoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetra n-propoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra n-butoxy titanium, and tetraisobutoxy titanium.

亜鉛化合物としては、例えば酢酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、サリチル酸亜鉛などが挙げられ、特に酢酸亜鉛、塩化亜鉛が好ましい。   Examples of the zinc compound include zinc acetate, zinc chloride, zinc nitrate, zinc stearate, zinc oleate, and zinc salicylate, with zinc acetate and zinc chloride being particularly preferred.

マグネシウム化合物としてはジメトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウム、ジブトキシマグネシウム等のマグネシウムアルコキシド、マグネシウムアセチルアセトネート、塩化マグネシウム等が挙げられる。   Examples of the magnesium compound include magnesium alkoxides such as dimethoxy magnesium, diethoxy magnesium, dipropoxy magnesium and dibutoxy magnesium, magnesium acetylacetonate, magnesium chloride and the like.

上記の金属化合物の中でもアルミニウム−n−ブトキシド、アルミニウム−sec−ブトキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラn−ブトキシド、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシチタン、テトラn−ブトキシチタン、ジプロポキシマグネシウム、ジブトキシマグネシウムなどの金属アルコキシドを原材料に用いることが好ましい。   Among the above metal compounds, aluminum-n-butoxide, aluminum-sec-butoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetra-n-butoxide, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxytitanium, tetran-butoxytitanium, di A metal alkoxide such as propoxymagnesium or dibutoxymagnesium is preferably used as a raw material.

前記金属化合物の内、特にアルミニウム、ジルコニウム、チタニウムのアルコキシドは水に対する反応性が高く、空気中の水分や水の添加により急激に加水分解され溶液の白濁、沈殿を生じる。また、アルミニウム塩化合物、亜鉛塩化合物、マグネシウム塩化合物は有機溶媒のみでは溶解が困難で、溶液の安定性が低い。これらを防止するために安定化剤を添加し、溶液の安定化を図ることが好ましい。   Among the metal compounds, aluminum, zirconium, and titanium alkoxides are particularly highly reactive with water, and are rapidly hydrolyzed by the addition of water and water in the air, resulting in cloudiness and precipitation of the solution. In addition, aluminum salt compounds, zinc salt compounds, and magnesium salt compounds are difficult to dissolve with only an organic solvent, and the stability of the solution is low. In order to prevent these, it is preferable to add a stabilizer to stabilize the solution.

安定化剤にはβ−ケトエステル化合物および/またはβ−ジケトン化合物を用いる。安定化剤は溶媒中でケト−エノール相変異性によりエノラートとなる。エノラートは金属アルコキシドのアルコール脱離を伴ってアルミニウム原子に配位し、有機金属化合物を生成する。数量体になっている金属アルコキシドに安定化剤が配位することで金属アルコキシドの急激な加水分解を抑制する。金属アルコキシドが加水分解され粒子が成長すると、遊離したエノラートはすでにエノラートが配位している金属アルコキシドにさらに配位する。   A β-ketoester compound and / or a β-diketone compound is used as the stabilizer. The stabilizer becomes an enolate due to the keto-enol phase variability in the solvent. The enolate coordinates to an aluminum atom with the elimination of the alcohol of the metal alkoxide to produce an organometallic compound. The stabilizer is coordinated to the metal alkoxide in the quantity, thereby suppressing rapid hydrolysis of the metal alkoxide. When the metal alkoxide is hydrolyzed and the particles grow, the liberated enolate further coordinates to the metal alkoxide already coordinated with the enolate.

このようにして安定化剤はアルミニウムアルコシキドともキレートを形成し、有機アルミニウム化合物を生成する。有機アルミニウム化合物は150℃以上の昇華点を有することもある。よって、200℃以下の低温焼成においては、焼成により酸化アルミニウム膜中から有機アルミニウム化合物のような有機成分が完全に除去しきれず、アルミニウムアルコキシドを加水分解して得られる粒子間の結合形成が不十分になることが推測される。粒子間の結合形成が不十分であると酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造が十分に形成されず、反射防止性能が悪化する。   In this way, the stabilizer also forms a chelate with the aluminum alkoxide to produce an organoaluminum compound. The organoaluminum compound may have a sublimation point of 150 ° C. or higher. Therefore, in low-temperature firing at 200 ° C. or lower, organic components such as organoaluminum compounds cannot be completely removed from the aluminum oxide film by firing, and bond formation between particles obtained by hydrolyzing aluminum alkoxide is insufficient. It is estimated that If the bond formation between the particles is insufficient, the uneven structure of aluminum oxide boehmite is not sufficiently formed, and the antireflection performance deteriorates.

加えて、少なくともアルミニウムを含有する金属アルコキシドまたは金属塩化合物と安定化剤を原料に使用したゾルを光学部品上に塗布し膜を形成すると、有機アルミニウム化合物の凝集が起こるため、膜ムラなどの外観不良を招く場合がある。そのため、酸化アルミニウム前駆体ゾルから可能な限り有機アルミニウム化合物を除去し、膜中にできるだけ残存させないことが好ましい。   In addition, if a film is formed by applying a sol using at least a metal alkoxide or metal salt compound containing aluminum and a stabilizer as raw materials on an optical component, aggregation of the organoaluminum compound occurs. It may lead to defects. Therefore, it is preferable to remove the organoaluminum compound from the aluminum oxide precursor sol as much as possible and not leave it in the film as much as possible.

本発明の酸化アルミニウム前駆体ゾルはアルミニウムアルコキシドを加水分解して得られた縮合物、溶媒を含む。さらに有機アルミニウム化合物を前記酸化アルミニウム前駆体ゾル中のアルミニウム原子100モル%に対して7.5モル%以上15.5モル%以下含むことを特徴とする。この範囲内であれば酸化アルミニウム前駆体ゾルの安定性と塗布性の均整がとれる。これより少ないと空気中の水分により溶液の白濁、沈殿、ゲル化を生じるなど、酸化アルミニウム前駆体ゾルの安定性が低下する。これより多いと酸化アルミニウム前駆体ゾルを基材に塗布した際に有機アルミニウム化合物が凝集し、外観不良の要因となる。   The aluminum oxide precursor sol of the present invention contains a condensate and a solvent obtained by hydrolyzing aluminum alkoxide. Furthermore, an organoaluminum compound is contained in an amount of 7.5 mol% to 15.5 mol% with respect to 100 mol% of aluminum atoms in the aluminum oxide precursor sol. Within this range, the stability and applicability of the aluminum oxide precursor sol can be balanced. If it is less than this, the stability of the aluminum oxide precursor sol is lowered, for example, the solution becomes cloudy, precipitates, or gels due to moisture in the air. If the amount is larger than this, the organoaluminum compound aggregates when the aluminum oxide precursor sol is applied to the base material, resulting in poor appearance.

酸化アルミニウム前駆体ゾルに含有される有機アルミニウム化合物の量を測定する方法の一つとして、以下の方法がある。酸化アルミニウム前駆体ゾルの溶媒を真空乾燥によって除去した後、有機アルミニウム化合物をクロロホルムなどの抽出溶媒で抽出する。抽出溶媒を真空乾燥によって除去した後、有機アルミニウム化合物の重量を測定し物質量を求める。酸化アルミニウム前駆体ゾルに含まれるアルミニウム原子の量を誘導結合高周波プラズマ分光分析(ICP)などで測定し、酸化アルミニウム前駆体ゾル中のアルミニウム原子1モルに対する有機アルミニウム化合物を求めることができる。   One method for measuring the amount of the organoaluminum compound contained in the aluminum oxide precursor sol is as follows. After the solvent of the aluminum oxide precursor sol is removed by vacuum drying, the organoaluminum compound is extracted with an extraction solvent such as chloroform. After removing the extraction solvent by vacuum drying, the weight of the organoaluminum compound is measured to determine the amount of the substance. The amount of aluminum atoms contained in the aluminum oxide precursor sol can be measured by inductively coupled high-frequency plasma spectroscopy (ICP) or the like to obtain an organoaluminum compound with respect to 1 mol of aluminum atoms in the aluminum oxide precursor sol.

安定化剤としては、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸アリル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸−tert−ブチル、アセト酢酸イソブチル、アセト酢酸−2−メトキシエチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アリルマロン酸ジエチル、メチルマロン酸ジエチル、エチルマロン酸ジエチル、マロン酸ジイソプロピル、イソプロピルマロン酸ジエチル、マロン酸ジ−tert−ブチルなどのβ−ケトエステル化合物類。アセチルアセトン、3−メチル−2,4−ペンタンジオン、3−エチル−2,4−ペンタンジオン、3−ブチル−2,4−ペンタンジオン、3−ペンチル−2,4−ペンタンジオン、3−ヘキシル−2,4−ペンタンジオン、3−イソプロピル−2,4−ペンタンジオン、3−イソブチル−2,4−ペンタンジオン、3−イソペンチル−2,4−ペンタンジオン、3−イソヘキシル−2,4−ペンタンジオン、3−フェニル−2,4−ペンタンジオン、3−クロロアセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン、2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン、ジピバロイルメタンなどのβ−ジケトン化合物類を挙げることができる。   Stabilizers include methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, allyl acetoacetate, isopropyl acetoacetate, tert-butyl acetoacetate, isobutyl acetoacetate, 2-methoxyethyl acetoacetate, dimethyl malonate, diethyl malonate, allylmalon Β-ketoester compounds such as diethyl acid, diethyl methylmalonate, diethyl ethylmalonate, diisopropyl malonate, diethyl isopropylmalonate, and di-tert-butyl malonate. Acetyl acetone, 3-methyl-2,4-pentanedione, 3-ethyl-2,4-pentanedione, 3-butyl-2,4-pentanedione, 3-pentyl-2,4-pentanedione, 3-hexyl- 2,4-pentanedione, 3-isopropyl-2,4-pentanedione, 3-isobutyl-2,4-pentanedione, 3-isopentyl-2,4-pentanedione, 3-isohexyl-2,4-pentanedione 3-phenyl-2,4-pentanedione, 3-chloroacetylacetone, trifluoroacetylacetone, hexafluoroacetylacetone, 2,6-dimethyl-3,5-heptanedione, 2,6-dimethyl-3,5-heptanedione And β-diketone compounds such as dipivaloylmethane.

酸化アルミニウム前駆体ゾルから有機アルミニウム化合物を沈殿・除去するためには、有機アルミニウム化合物の結晶性を高めるために、対称構造をもつβ−ジケトン化合物類を用いることが好ましい
安定化剤の添加量は金属化合物の種類によって異なるが、アルミニウムアルコキシド1モルに対して0.5モル以上2モル以下が好ましい。酸化アルミニウム前駆体ゾルの有機アルミニウム化合物含有量は安定化剤の添加量によって減らすことができるが、アルミニウムアルコキシド1モルに対して0.5モルより少ない場合は安定した酸化アルミニウム前駆体ゾルを調製することが困難になる。また、安定化剤は水を加える前に、一定時間アルコキシドと混合することによって効果を発揮する。
In order to precipitate and remove the organoaluminum compound from the aluminum oxide precursor sol, it is preferable to use β-diketone compounds having a symmetrical structure in order to increase the crystallinity of the organoaluminum compound. Although it varies depending on the type of metal compound, it is preferably 0.5 mol or more and 2 mol or less with respect to 1 mol of aluminum alkoxide. The content of the organoaluminum compound in the aluminum oxide precursor sol can be reduced by adding the stabilizer, but if the amount is less than 0.5 mole per mole of aluminum alkoxide, a stable aluminum oxide precursor sol is prepared. It becomes difficult. In addition, the stabilizer is effective by mixing with the alkoxide for a certain period of time before adding water.

加水分解を引き起こすためには、水を適量添加する必要がある。水の添加量は溶媒や濃度によって適量が変化する。水の添加量は、アルミニウム化合物1モルに対し0.5モル以上2モル未満であることが好ましい。   In order to cause hydrolysis, it is necessary to add an appropriate amount of water. The amount of water added varies depending on the solvent and concentration. The amount of water added is preferably 0.5 mol or more and less than 2 mol with respect to 1 mol of the aluminum compound.

また、加水分解反応の一部を促進する目的で水を加えることができる。触媒として塩酸、リン酸などの酸または塩基触媒を0.1mol/L以下の濃度で用いることが好ましい。   Further, water can be added for the purpose of promoting a part of the hydrolysis reaction. It is preferable to use an acid or base catalyst such as hydrochloric acid or phosphoric acid as a catalyst at a concentration of 0.1 mol / L or less.

溶媒としては、アルミニウム化合物などの原料が均一に溶解し、かつ粒子が凝集などしない有機溶媒であれば良い。例えばメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチルプロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、シクロペンタノール、2−メチルブタノール、3−メチルブタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−エチルブタノール、2,4−ジメチル−3−ペンタノール、3−エチルブタノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノールなどの1価のアルコール類:エチレングリコール、トリエチレングリコールなどの2価以上のアルコール類:メトキシエタノール、エトキシエタノール、プロポキシエタノール、イソプロポキシエタノール、ブトキシエタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1―エトキシ−2−プロパノール、1−プロポキシ−2−プロパノールなどのエーテルアルコール類:ジメトキシエタン、ジグライム、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルのようなエーテル類:ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類:n−ヘキサン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、シクロオクタンのような各種の脂肪族系ないしは脂環族系の炭化水素類:トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの各種の芳香族炭化水素類:アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの各種のケトン類:クロロホルム、メチレンクロライド、四塩化炭素、テトラクロロエタンのような、各種の塩素化炭化水素類:N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、エチレンカーボネートのような非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。   The solvent may be an organic solvent in which a raw material such as an aluminum compound is uniformly dissolved and particles do not aggregate. For example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methylpropanol, 1-pentanol, 2-pentanol, cyclopentanol, 2-methylbutanol, 3-methylbutanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-ethylbutanol, 2,4-dimethyl-3-pentanol, 3-ethylbutanol , 1-heptanol, 2-heptanol, 1-octanol, 2-octanol and the like monovalent alcohols: ethylene glycol, triethylene glycol and other divalent alcohols: methoxyethanol, ethoxyethanol, propoxyethanol, isopropoxy Etano Ether alcohols such as 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-propoxy-2-propanol: dimethoxyethane, diglyme, tetrahydrofuran, dioxane, diisopropyl ether, cyclopentyl methyl ether Ethers such as: ethyl formate, ethyl acetate, n-butyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc .: n-hexane, n -Various aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as octane, cyclohexane, cyclopentane and cyclooctane: Torue , Xylene, ethylbenzene and other aromatic hydrocarbons: acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and other ketones: chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, tetrachloroethane and various chlorinated carbonizations Hydrogen: N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, aprotic polar solvent such as ethylene carbonate, and the like.

上記溶媒の中でもアルミニウム化合物の溶解性が高く、吸湿し難い点で炭素数5以上8以下の一価のアルコールが好ましい。溶媒の吸湿によりアルミニウム化合物の加水分解が進行すると粒子の凝集を招き酸化アルミニウム前駆体ゾルの安定性が低くなる。また塗工時の吸湿は粒子の凝集により光学特性の安定性を損なう。さらに、一方、前記炭素数5以上8以下の一価のアルコールは疎水性が高く、加水分解に必要な水を均一に混合できず粒径を一定にすることが困難である。そのため炭素数5以上8以下の一価のアルコールに対し水溶性溶媒を併用することが好ましい。ここで述べる水溶性溶媒とは23℃の溶媒に対する水の溶解度が80重量%以上である溶媒を指す。   Among the above solvents, monohydric alcohols having 5 or more and 8 or less carbon atoms are preferable in that the solubility of the aluminum compound is high and it is difficult to absorb moisture. When hydrolysis of the aluminum compound proceeds due to moisture absorption by the solvent, the particles are aggregated and the stability of the aluminum oxide precursor sol is lowered. Also, moisture absorption during coating impairs the stability of optical properties due to particle aggregation. On the other hand, the monohydric alcohol having 5 or more and 8 or less carbon atoms has high hydrophobicity, and water necessary for hydrolysis cannot be uniformly mixed, and it is difficult to make the particle size constant. Therefore, it is preferable to use a water-soluble solvent in combination with a monohydric alcohol having 5 to 8 carbon atoms. The water-soluble solvent described here refers to a solvent having a solubility of water in a solvent at 23 ° C. of 80% by weight or more.

本発明の酸化アルミニウム前駆体ゾルに含有される溶媒の含有量は、50重量%以上98重量%以下、好ましくは60重量%以上93重量%以下が望ましい。 前記溶媒の混合比としては、炭素数5以上8以下の一価のアルコールを50重量%以上90重量%以下、沸点110℃以上170℃以下の水溶性溶媒を10重量%以上50重量%以下の割合で含有することが好ましい。水溶性溶媒は110℃以上170℃以下の沸点を有する水溶性溶媒である。沸点110℃未満の水溶性溶媒を用いると、揮発による吸湿や白化が起こり易い。沸点170℃を超える水溶性溶媒を用いると、乾燥後も酸化アルミニウム膜中に残存して反射率のばらつきを生じる。前記水溶性溶媒がグリコールエーテルであることが好ましい。   The content of the solvent contained in the aluminum oxide precursor sol of the present invention is 50% by weight to 98% by weight, preferably 60% by weight to 93% by weight. As a mixing ratio of the solvent, a monohydric alcohol having 5 to 8 carbon atoms is 50% by weight to 90% by weight, and a water-soluble solvent having a boiling point of 110 ° C. to 170 ° C. is 10% to 50% by weight. It is preferable to contain by a ratio. The water-soluble solvent is a water-soluble solvent having a boiling point of 110 ° C. or higher and 170 ° C. or lower. When a water-soluble solvent having a boiling point of less than 110 ° C. is used, moisture absorption and whitening are likely to occur due to volatilization. If a water-soluble solvent having a boiling point exceeding 170 ° C. is used, it remains in the aluminum oxide film even after drying, resulting in a variation in reflectance. It is preferable that the water-soluble solvent is glycol ether.

本発明の酸化アルミニウム前駆体ゾルを調製するにあたり、アルミニウムアルコキシドの加水分解と縮合反応を促進するために加熱することができる。加熱温度は溶媒の沸点にも依るが60℃以上150℃以下が好ましく、加熱することによって粒子が成長し粒子性が向上する。   In preparing the aluminum oxide precursor sol of the present invention, heating can be performed to promote the hydrolysis and condensation reaction of the aluminum alkoxide. Although the heating temperature depends on the boiling point of the solvent, it is preferably 60 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. By heating, the particles grow and the particle properties are improved.

本発明の酸化アルミニウム前駆体ゾルは、基材上に塗布、乾燥してから温水中に浸漬すると酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造を形成することができ、後述する本発明の光学用部材の製造方法に用いるのに適している。   The aluminum oxide precursor sol of the present invention can form an uneven structure of aluminum oxide boehmite when coated on a substrate, dried and then immersed in warm water. Suitable for use.

本発明の光学用部材の製造方法について詳細を説明する。   The method for producing the optical member of the present invention will be described in detail.

本発明に係る光学用部材の製造方法は、(a)基材の少なくとも一方の面上に前記の酸化アルミニウム前駆体ゾルを供給する工程、(b)前記酸化アルミニウム前駆体ゾルを基材上に広げる工程、(c)基材を乾燥および/または焼成を行うことにより酸化アルミニウム膜を形成する工程、(d)前記酸化アルミニウム膜を60℃以上100℃以下の温水中に浸漬して酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造を形成する工程を有することを特徴とする。   The method for producing an optical member according to the present invention includes (a) supplying the aluminum oxide precursor sol onto at least one surface of a substrate, and (b) applying the aluminum oxide precursor sol onto the substrate. A step of spreading, (c) a step of forming an aluminum oxide film by drying and / or firing the substrate, and (d) aluminum oxide boehmite by immersing the aluminum oxide film in warm water of 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. A step of forming a concavo-convex structure.

前記光学用部材が、基材の少なくとも一方の面上に酸化アルミニウムベーマイトを成分として含有する板状結晶から形成される板状結晶層からなる反射防止膜を有することが好ましい。   It is preferable that the optical member has an antireflection film composed of a plate crystal layer formed of a plate crystal containing aluminum oxide boehmite as a component on at least one surface of the substrate.

図1は本発明の光学用部材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。   FIG. 1 is a process diagram showing one embodiment of a method for producing an optical member of the present invention.

図1(a)は、工程(1)において、基材1に前述の酸化アルミニウム前駆体ゾル2が供給された状態を表す。酸化アルミニウム前駆体ゾル2を供給する方法には、細管や一個または複数の細孔から酸化アルミニウム前駆体ゾル2を滴下するなどによって供給する方法、スリットを介して基材1上に酸化アルミニウム前駆体ゾル2を付着させる方法がある。あるいは版に一旦酸化アルミニウム前駆体ゾル2を付着させてから基材1に転写させる方法なども挙げられる。また、基材1を酸化アルミニウム前駆体ゾル2に浸漬することで、基材1にゾル2を供給することができる。   FIG. 1A shows a state in which the above-described aluminum oxide precursor sol 2 is supplied to the substrate 1 in the step (1). The method of supplying the aluminum oxide precursor sol 2 includes a method of supplying the aluminum oxide precursor sol 2 by dropping it from a narrow tube or one or a plurality of pores, and an aluminum oxide precursor on the substrate 1 through a slit. There is a method of attaching the sol 2. Alternatively, a method in which the aluminum oxide precursor sol 2 is once attached to the plate and then transferred to the substrate 1 may be used. Moreover, the sol 2 can be supplied to the base material 1 by immersing the base material 1 in the aluminum oxide precursor sol 2.

図1(b)は、工程(2)において、工程(1)で供給された酸化アルミニウム前駆体ゾル2が基材1上に広げられた状態を表す。酸化アルミニウム前駆体ゾル2を基材1上に広げる方法としては、基材1を回転することによって滴下したゾル2を広げるスピンコート法、基材1上をブレードやロールを移動させて滴下したゾル2を広げるブレードコート法やロールコート法などが挙げられる。また、酸化アルミニウム前駆体ゾル2を供給しながら広げることも可能である。スリットから酸化アルミニウム前駆体ゾル2を供給しながらスリットまたは基材1を移動させてゾル2を広げるスリットコート法や、一旦版に付着させたゾル2を版または基材1を移動させながら転写する印刷法などである。   FIG. 1B shows a state in which the aluminum oxide precursor sol 2 supplied in the step (1) is spread on the substrate 1 in the step (2). As a method of spreading the aluminum oxide precursor sol 2 on the substrate 1, a spin coating method that spreads the dropped sol 2 by rotating the substrate 1, a sol dropped by moving a blade or a roll on the substrate 1 For example, a blade coating method or a roll coating method can be used. Further, the aluminum oxide precursor sol 2 can be expanded while being supplied. While supplying the aluminum oxide precursor sol 2 from the slit, the slit coating method in which the slit or substrate 1 is moved to spread the sol 2 or the sol 2 once adhered to the plate is transferred while moving the plate or substrate 1. Printing method.

基材1を酸化アルミニウム前駆体ゾル2に一旦浸漬してから基材1を等速で引き上げるディップコート法なども一例である。凹面などの立体的に複雑な形状を有する光学用部材を製造する場合、酸化アルミニウム前駆体ゾル2の供給源を接近することが困難であるためスピンコート法が好ましい。   A dip coating method in which the substrate 1 is once immersed in the aluminum oxide precursor sol 2 and then the substrate 1 is pulled up at a constant speed is also an example. When an optical member having a three-dimensionally complicated shape such as a concave surface is manufactured, the spin coating method is preferable because it is difficult to access the supply source of the aluminum oxide precursor sol 2.

図1(c)は、工程(3)において、基材1を乾燥および/または焼成を行うことにより酸化アルミニウム膜3を形成した状態を表す。基材1の加熱乾燥を行うと,工程(2)で基材1上に広げた酸化アルミニウム前駆体ゾル2は溶媒が揮発して、ゾル2中の粒子が堆積した酸化アルミニウム膜3が形成される。さらに加熱すると未反応のアルコキシドや水酸基の縮合反応が進行する。加熱温度は溶媒の揮散に必要な140℃以上が好ましく、基材やその他の周辺部材への影響を考慮に入れると200℃以下が好ましい。加熱方法としては熱風循環オーブン、マッフル炉、IH炉中で加熱する方法、IRランプで加熱する方法などが挙げられる。   FIG.1 (c) represents the state which formed the aluminum oxide film 3 by drying and / or baking the base material 1 in a process (3). When the substrate 1 is heated and dried, the aluminum oxide precursor sol 2 spread on the substrate 1 in the step (2) volatilizes the solvent, and the aluminum oxide film 3 in which particles in the sol 2 are deposited is formed. The When further heated, the condensation reaction of unreacted alkoxide and hydroxyl group proceeds. The heating temperature is preferably 140 ° C. or higher, which is necessary for volatilization of the solvent, and preferably 200 ° C. or lower in consideration of the influence on the base material and other peripheral members. Examples of the heating method include a method of heating in a hot air circulating oven, a muffle furnace, an IH furnace, a method of heating with an IR lamp, and the like.

図1(d)は、工程(4)において、基材1上に酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造5を有する層4が形成された状態を表す。凹凸構造5は工程(3)で得られた酸化アルミニウム膜3を60℃以上100℃以下の温水に接触し形成される。形成される酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造を有する層4は、アルミニウムの酸化物または水酸化物またはそれらの水和物の結晶からなり、主な結晶としてはベーマイトである。酸化アルミニウム膜3を温水に接触する方法は、基材1を温水に浸漬する方法、温水を流水もしくは霧状にして酸化アルミニウム膜3に接触させる方法などが挙げられる。以下、酸化アルミニウム膜を温水に接触し形成される結晶を、酸化アルミニウムベーマイトと称することにする。   FIG.1 (d) represents the state in which the layer 4 which has the uneven structure 5 of the aluminum oxide boehmite was formed on the base material 1 in the process (4). The concavo-convex structure 5 is formed by contacting the aluminum oxide film 3 obtained in the step (3) with warm water of 60 ° C. or more and 100 ° C. or less. The formed layer 4 having a concavo-convex structure of aluminum oxide boehmite consists of crystals of aluminum oxide or hydroxide or hydrates thereof, and the main crystals are boehmite. Examples of the method of bringing the aluminum oxide film 3 into contact with warm water include a method of immersing the base material 1 in warm water, a method of bringing warm water into running water or mist, and contacting the aluminum oxide film 3. Hereinafter, a crystal formed by contacting an aluminum oxide film with warm water is referred to as aluminum oxide boehmite.

酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造5を有する層4は、酸化アルミニウムベーマイトを主成分とする板状結晶から形成されている板状結晶層であることが好ましい。その場合の本実施形態に係る光学用部材を示す模式的な概略断面図を図2に示す。   The layer 4 having the concavo-convex structure 5 of aluminum oxide boehmite is preferably a plate-like crystal layer formed from a plate-like crystal composed mainly of aluminum oxide boehmite. A schematic cross-sectional view showing the optical member according to the present embodiment in that case is shown in FIG.

図2において、本発明の製造方法によって得られる光学用部材は、基材1上に、酸化アルミニウムベーマイトを主成分とする板状結晶から形成されている板状結晶層6が積層されている。酸化アルミニウムベーマイトを主成分とする板状結晶層6は、アルミニウムの酸化物または水酸化物またはそれらの水和物の結晶から形成され、主な結晶としてはベーマイトである。   In FIG. 2, the optical member obtained by the manufacturing method of the present invention is obtained by laminating a plate-like crystal layer 6 formed of a plate-like crystal containing aluminum oxide boehmite as a main component on a substrate 1. The plate-like crystal layer 6 mainly composed of aluminum oxide boehmite is formed from crystals of aluminum oxide or hydroxide or hydrates thereof, and is mainly boehmite.

また、これらの板状結晶を配することで、その端部が微細な凹凸形状7を形成するので、微細な凹凸の高さを大きくし、その間隔を狭めるために板状結晶は選択的に基材の表面に対して特定の角度で配置される。   In addition, by arranging these plate crystals, the end portions form fine uneven shapes 7, so that the plate crystals are selectively selected in order to increase the height of the fine unevenness and narrow the interval. It is arranged at a specific angle with respect to the surface of the substrate.

基材1の表面が平板、フィルムないしシートなどの平面の場合には、図3に示すように、板状結晶は基材の表面に対して、すなわち板状結晶の傾斜方向8と基材表面との間の角度θ1の平均角度が45°以上90°以下となるように配置されることが望ましい。さらに好ましくは60°以上90°以下となるように配置されることが望ましい。   When the surface of the substrate 1 is a flat surface such as a flat plate, a film, or a sheet, as shown in FIG. 3, the plate crystal is in relation to the surface of the substrate, that is, the inclination direction 8 of the plate crystal and the substrate surface. It is desirable that the angle θ1 be between 45 ° and 90 °. More preferably, it is desirable that the angle is 60 ° or more and 90 ° or less.

また、基材1の表面が二次元あるいは三次元の曲面を有する場合には、図4で示すように、板状結晶は基材の表面に対して、すなわち板状結晶の傾斜方向8と基材表面の接線9との間の角度θ2の平均角度が45°以上90°以下となるように配置されることが望ましい。さらに好ましくは60°以上90°以下となるように配置されることが望ましい。   Further, when the surface of the substrate 1 has a two-dimensional or three-dimensional curved surface, as shown in FIG. 4, the plate crystal is relative to the surface of the substrate, that is, the inclination direction 8 of the plate crystal and the base. It is desirable that the average angle of the angle θ2 between the material surface and the tangent line 9 is 45 ° or more and 90 ° or less. More preferably, it is desirable that the angle is 60 ° or more and 90 ° or less.

板状結晶層6の層厚は、好ましくは20nm以上1000nm以下であり、より好ましくは50nm以上1000nm以下である。凹凸を形成する層厚が20nm以上1000nm以下では、微細な凹凸構造による反射防止性能が効果的であり、また凹凸の機械的強度が損なわれる恐れが無くなり、微細な凹凸構造の製造コストも有利になる。また、層厚が50nm以上1000nm以下とすることにより、反射防止性能をさらに高めることとなり、より好ましい。   The layer thickness of the plate crystal layer 6 is preferably 20 nm or more and 1000 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 1000 nm or less. When the layer thickness for forming the unevenness is 20 nm or more and 1000 nm or less, the antireflection performance by the fine uneven structure is effective, and the mechanical strength of the uneven structure is eliminated, and the manufacturing cost of the fine uneven structure is advantageous. Become. Moreover, when the layer thickness is 50 nm or more and 1000 nm or less, the antireflection performance is further improved, which is more preferable.

本発明の微細凹凸の面密度も重要であり、これに対応する中心線平均粗さを面拡張した平均面粗さRa’値が5nm以上、より好ましく10nm以上、さらに好ましくは15nm以上100nm以下、また表面積比Srが1.1以上である。より好ましくは1.15以上、さらに好ましくは1.2以上3.5以下である。   The surface density of the fine irregularities of the present invention is also important, and the average surface roughness Ra ′ value obtained by expanding the corresponding centerline average roughness is 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, more preferably 15 nm or more and 100 nm or less, The surface area ratio Sr is 1.1 or more. More preferably, it is 1.15 or more, More preferably, it is 1.2 or more and 3.5 or less.

得られた微細凹凸組織の評価方法の一つとして、走査型プローブ顕微鏡による微細凹凸組織表面の観察があり、該観察により該膜の中心線平均粗さRaを面拡張した平均面粗さRa’値と表面積比Srが求められる。すなわち、平均面粗さRa’値(nm)は、JIS B 0601で定義されている中心線平均粗さRaを、測定面に対し適用し三次元に拡張したもので、「基準面から指定面までの偏差の絶対値を平均した値」と表現し、次の式(1)で与えられる。   As one of the evaluation methods for the obtained fine uneven structure, there is observation of the surface of the fine uneven structure with a scanning probe microscope, and the average surface roughness Ra ′ obtained by extending the center line average roughness Ra of the film by the observation. The value and the surface area ratio Sr are determined. That is, the average surface roughness Ra ′ value (nm) is obtained by applying the centerline average roughness Ra defined in JIS B 0601 to the measurement surface and extending it three-dimensionally. The absolute value of the deviation up to the average value ”is expressed by the following equation (1).

Ra’:平均面粗さ値(nm)、
:測定面が理想的にフラットであるとした時の面積、|X−X|×|Y−Y|、F(X,Y):測定点(X,Y)における高さ、XはX座標、YはY座標、
からX:測定面のX座標の範囲、
からY:測定面のY座標の範囲、
:測定面内の平均の高さ。
Ra ′: average surface roughness value (nm),
S 0 : Area when the measurement surface is ideally flat, | X R −X L | × | Y T −Y B |, F (X, Y): High at the measurement point (X, Y) X is the X coordinate, Y is the Y coordinate,
X L to X R : X coordinate range of the measurement surface,
Y B to Y T : Y coordinate range of the measurement surface,
Z 0 : Average height in the measurement plane.

また、表面積比Srは、Sr=S/S〔S:測定面が理想的にフラットであるときの面積。S:実際の測定面の表面積。〕で求められる。なお、実際の測定面の表面積は次のようにして求める。先ず、最も近接した3つのデータ点(A,B,C)より成る微小三角形に分割し、次いで各微小三角形の面積△Sを、ベクトル積を用いて求める。△S(△ABC)=[s(s−AB)(s−BC)(s−AC)]0.5〔但し、AB、BCおよびACは各辺の長さで、s≡0.5(AB+BC+AC)〕となり、この△Sの総和が求める表面積Sになる。微細凹凸の面密度がRa’が5nm以上で、Srが1.1以上になると、凹凸構造による反射防止を発現することができる。また、Ra’が10nm以上で、Srが1.15以上であると、その反射防止効果は前者に比べ高いものとなる。そしてRa’が15nm以上で、Srが1.2以上になると実際の使用に耐えうる性能となる。しかしRa’が100nm以上で、Srが3.5以上になると反射防止効果よりも凹凸構造による散乱の効果が勝り十分な反射防止性能を得ることが出来ない。 The surface area ratio Sr is Sr = S / S 0 [S 0 : Area when the measurement surface is ideally flat. S: Surface area of the actual measurement surface. ]. The actual surface area of the measurement surface is obtained as follows. First, it is divided into minute triangles composed of the three closest data points (A, B, C), and then the area ΔS of each minute triangle is obtained using a vector product. ΔS (ΔABC) = [s (s−AB) (s−BC) (s−AC)] 0.5 [where AB, BC, and AC are the lengths of each side, and s≡0.5 ( AB + BC + AC)], and the sum of ΔS is the surface area S to be obtained. When the surface density of the fine irregularities is Ra ′ is 5 nm or more and Sr is 1.1 or more, antireflection by the irregular structure can be expressed. If Ra ′ is 10 nm or more and Sr is 1.15 or more, the antireflection effect is higher than that of the former. When Ra ′ is 15 nm or more and Sr is 1.2 or more, the performance can withstand actual use. However, when Ra ′ is 100 nm or more and Sr is 3.5 or more, the effect of scattering by the concavo-convex structure is superior to the antireflection effect, and sufficient antireflection performance cannot be obtained.

基材1と酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造5を有する層4との間に酸化アルミニウム以外を主成分とする層を設けることができる。図5は基材1上に酸化アルミニウム以外を主成分とする層10、さらにその上に酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造5を有する層4が形成された光学用部材の例である。   Between the base material 1 and the layer 4 having the concavo-convex structure 5 of aluminum oxide boehmite, a layer mainly composed of components other than aluminum oxide can be provided. FIG. 5 shows an example of an optical member in which a layer 10 containing as a main component other than aluminum oxide on a substrate 1 and a layer 4 having an uneven structure 5 of aluminum oxide boehmite formed thereon are formed.

酸化アルミニウム以外を主成分とする層10は、主に基材1と酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造5を有する層4との屈折率差を調整する目的で設けられる。そのため酸化アルミニウム以外を主成分とする層6は無機材料もしくは有機材料からなる透明膜であることが好ましい。   The layer 10 whose main component is other than aluminum oxide is provided mainly for the purpose of adjusting the refractive index difference between the substrate 1 and the layer 4 having the concavo-convex structure 5 of aluminum oxide boehmite. Therefore, it is preferable that the layer 6 mainly composed of other than aluminum oxide is a transparent film made of an inorganic material or an organic material.

酸化アルミニウム以外を主成分とする層10に用いられる無機材料の例としては、SiO、TiO、ZrO、ZnO、Taなどの金属酸化物が挙げられる。無機材料からなる酸化アルミニウム以外を主成分とする層10を形成する方法は蒸着やスパッタなどの真空製膜法、金属酸化物前駆体ゾルの塗布によるゾルゲル法などが挙げられる。 Examples of the inorganic material used for the layer 10 whose main component is other than aluminum oxide include metal oxides such as SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , ZnO, and Ta 2 O 5 . Examples of the method for forming the layer 10 mainly composed of an inorganic material other than aluminum oxide include a vacuum film forming method such as vapor deposition and sputtering, and a sol-gel method by applying a metal oxide precursor sol.

一方、酸化アルミニウム以外を主成分とする層10に用いられる有機材料の例としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、マレイミド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、レゾール樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、ポリエーテル、ポリウレア、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリケトン、ポリスルホン、ポリフェニレン、ポリキシリレン、ポリシクロオレフィンなどの有機ポリマーが挙げられる。有機材料からなる酸化アルミニウム以外を主成分とする層10を形成する方法は、主にその溶液を塗布により形成するウェットコート法などが挙げられる。   On the other hand, examples of organic materials used for the layer 10 mainly composed of other than aluminum oxide include acrylic resin, epoxy resin, oxetane resin, maleimide resin, melamine resin, benzoguanamine resin, phenol resin, resol resin, polycarbonate, polyester, Examples include organic polymers such as polyarylate, polyether, polyurea, polyurethane, polyamide, polyamideimide, polyimide, polyketone, polysulfone, polyphenylene, polyxylylene, and polycycloolefin. Examples of a method for forming the layer 10 mainly composed of an organic material other than aluminum oxide include a wet coating method in which the solution is mainly formed by coating.

その他、酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造5の表面に、反射防止性を損なわない程度に処理を施すことができる。耐擦傷性や防汚性を付与するためにSiO薄膜、FAS(フッ素化アルキルシラン)やフッ素樹脂の極めて薄い層を設ける例を挙げることができる。 In addition, the surface of the concavo-convex structure 5 of aluminum oxide boehmite can be treated to such an extent that the antireflection property is not impaired. In order to impart scratch resistance and antifouling properties, an example in which a very thin layer of SiO 2 thin film, FAS (fluorinated alkylsilane) or fluororesin is provided can be given.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ただし本発明はかかる実施例に限定されるものではない。各実施例、比較例で得られた、表面に微細な凹凸を有する光学膜について、下記の方法で評価を行った。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. However, the present invention is not limited to such examples. The optical film having fine irregularities on the surface obtained in each example and comparative example was evaluated by the following method.

酸化アルミニウム前駆体ゾルの調製において、有機アルミニウム化合物は安定化剤の添加量によって変化するため、アルミニウムアルコキシドに対する安定化剤の添加量は好ましい添加量の下限値である0.5モル当量を用いた。有機アルミニウム化合物が沈殿する酸化アルミニウム前駆体ゾルに関してはろ過を行った。   In the preparation of the aluminum oxide precursor sol, the organoaluminum compound varies depending on the addition amount of the stabilizer, so the addition amount of the stabilizer relative to the aluminum alkoxide was 0.5 molar equivalent which is the lower limit of the preferred addition amount. . The aluminum oxide precursor sol on which the organoaluminum compound is precipitated was filtered.

(1)酸化アルミニウム前駆体ゾル1から6の調製
14.8gのアルミニウム−sec−ブトキシド(ASBD、川研ファインケミカル製)と、アルミニウム−sec−ブトキシドに対して0.5モル当量の安定化剤と、2−エチルブタノールとを均一になるまで混合攪拌した。0.01M希塩酸を2−エチルブタノール/1−エトキシ−2−プロパノールの混合溶媒に溶解してから、前記アルミニウム−sec−ブトキシドの溶液にゆっくり加え、暫く攪拌した。溶媒は最終的に2−エチルブタノールと1−エトキシ−2−プロパノールの混合比が7/3の混合溶媒になるように調整した。さらに120℃のオイルバス中で2から3時間以上攪拌することによって酸化アルミニウム前駆体ゾル1から6を調製した。調製に用いた安定化剤と各原料の使用量と酸化アルミニウム前駆体ゾルの有機アルミニウム化合物含有量は表1に示した。酸化アルミニウム前駆体ゾル1から3については、有機アルミニウム化合物の沈殿物が酸化アルミニウム前駆体ゾル中に形成された。形成された有機アルミニウム化合物の沈殿物についてはろ過を行ない除去した。
(1) Preparation of aluminum oxide precursor sols 1 to 6 14.8 g of aluminum-sec-butoxide (ASBD, manufactured by Kawaken Fine Chemicals) and 0.5 molar equivalent of stabilizer relative to aluminum-sec-butoxide And 2-ethylbutanol were mixed and stirred until uniform. After 0.01M dilute hydrochloric acid was dissolved in a mixed solvent of 2-ethylbutanol / 1-ethoxy-2-propanol, it was slowly added to the aluminum-sec-butoxide solution and stirred for a while. The solvent was finally adjusted so that the mixing ratio of 2-ethylbutanol and 1-ethoxy-2-propanol was 7/3. Furthermore, aluminum oxide precursor sols 1 to 6 were prepared by stirring in an oil bath at 120 ° C. for 2 to 3 hours or more. Table 1 shows the stabilizer used in the preparation, the amount of each raw material used, and the content of the organoaluminum compound in the aluminum oxide precursor sol. For aluminum oxide precursor sols 1 to 3, a precipitate of organoaluminum compound was formed in the aluminum oxide precursor sol. The formed organoaluminum compound precipitate was removed by filtration.

(2)SiO−TiOゾル液7の調製
14.6gのケイ酸エチルに3.15gの0.01M希塩酸〔HClaq.〕と17.2gの2−プロパノールの混合溶媒をゆっくり加えてから、室温で攪拌した。6時間攪拌した後、91.5gの4−メチル−2−ペンタノールと46.4gの2−エチルブタノールの混合溶媒で希釈してA液とした。6.7gのテトラn−ブトキシチタンを2.6gの3−オキソブタン酸エチルと16.8gの4−メチル−2−ペンタノールの混合溶液に溶解した。この溶液を室温で3時間攪拌しB液とした。A液を攪拌しながらB液をゆっくり加え、さらに室温で3時間攪拌することでSi/Tiモル比が78/22のSiO−TiOゾル液9を調製した。
(2) Preparation of SiO 2 —TiO 2 Sol Solution 7 3.15 g of 0.01 M diluted hydrochloric acid [HClaq. ] And 17.2 g of 2-propanol mixed solvent were slowly added, followed by stirring at room temperature. After stirring for 6 hours, it was diluted with a mixed solvent of 91.5 g of 4-methyl-2-pentanol and 46.4 g of 2-ethylbutanol to obtain a solution A. 6.7 g of tetra n-butoxy titanium was dissolved in a mixed solution of 2.6 g of ethyl 3-oxobutanoate and 16.8 g of 4-methyl-2-pentanol. This solution was stirred at room temperature for 3 hours to obtain a liquid B. The solution B was slowly added while stirring the solution A, and further stirred at room temperature for 3 hours to prepare a SiO 2 —TiO 2 sol solution 9 having a Si / Ti molar ratio of 78/22.

(3)基材の洗浄
片面だけ研磨され、もう一方の面がスリガラス状の大きさ約φ30mm、厚さ約1mmの円盤状ガラス基板をアルカリ洗剤中で超音波洗浄した後、オーブン中で乾燥した。
(3) Cleaning of base material Only one side is polished, and the other side is ground glass-like size φ30 mm, thickness of about 1 mm disc-shaped glass substrate ultrasonically washed in an alkaline detergent and then dried in an oven .

(4)反射率測定
絶対反射率測定装置(USPM−RU、オリンパス製)を用い、400nmから700nmの範囲の入射角0°時の反射率測定を行った。測定範囲の反射率の平均値をもって評価した。
(4) Reflectance measurement Using an absolute reflectance measuring apparatus (USPM-RU, manufactured by Olympus), reflectance measurement was performed at an incident angle of 0 ° in the range of 400 nm to 700 nm. Evaluation was made with the average reflectance of the measurement range.

(5)基板の表面観察
基板表面を目視によって観察を行った。膜ムラが見られる場合は、以下のように分類した。
(5) Surface observation of substrate The surface of the substrate was visually observed. When film unevenness was observed, it was classified as follows.

膜ムラ1:基材周辺部にみられる環状の膜ムラ
膜ムラ2:基材周辺部に向け中心から筋状に延びる膜ムラ
Film unevenness 1: Annular film unevenness seen in the periphery of the substrate Film unevenness 2: Film unevenness extending from the center toward the periphery of the substrate

(注1)*安定化剤量(モル当量)は、アルミニウム−sec−ブトキシドに対する安定化剤のモル当量を示す。   (Note 1) * Stabilizer amount (molar equivalent) indicates the molar equivalent of stabilizer relative to aluminum-sec-butoxide.

(注2)*アルミニウム−sec−ブトキシド量(重量%)は、酸化アルミニウム前駆体ゾルに対する原料のアルミニウム−sec−ブトキシドの重量%を示す。   (Note 2) * Aluminum-sec-butoxide amount (% by weight) indicates the weight% of the raw material aluminum-sec-butoxide with respect to the aluminum oxide precursor sol.

(注3)*触媒水(モル当量)は、アルミニウム−sec−ブトキシドに対する触媒水のモル当量を示す。   (Note 3) * Catalyst water (molar equivalent) indicates the molar equivalent of catalytic water relative to aluminum-sec-butoxide.

(注4)*有機アルミニウム化合物量(モル%)は、酸化アルミニウム前駆体ゾル中のアルミニウム原子に対する有機アルミニウム化合物のモル%を示す。   (Note 4) * The amount (mol%) of the organoaluminum compound indicates the mol% of the organoaluminum compound relative to the aluminum atom in the aluminum oxide precursor sol.

実施例1
前記の方法で洗浄したS−LAH55(n550nm=1.83)平板ガラスにSiO−TiOゾル液9を適量滴下し、3000rpmで20秒間スピンコートを行った。この基板を200℃の熱風循環オーブンで12時間焼成することでレンズ凹面にSiO−TiO層付きレンズを作製した。
Example 1
An appropriate amount of SiO 2 —TiO 2 sol solution 9 was dropped onto S-LAH55 (n550 nm = 1.83) flat glass washed by the above method, and spin coating was performed at 3000 rpm for 20 seconds. This substrate was baked in a hot air circulating oven at 200 ° C. for 12 hours to produce a lens with a SiO 2 —TiO 2 layer on the concave surface of the lens.

SiO−TiO層付き平板ガラスに酸化アルミニウム前駆体ゾル1を適量滴下し、3500rpmで20秒間スピンコートを行った後、140℃の熱風循環オーブンで2時間焼成し、非晶性酸化アルミニウム膜を被膜した。 An appropriate amount of the aluminum oxide precursor sol 1 is dropped on a flat glass with a SiO 2 —TiO 2 layer, spin-coated at 3500 rpm for 20 seconds, and then baked in a hot air circulating oven at 140 ° C. for 2 hours to form an amorphous aluminum oxide film Was coated.

次に、75℃の熱水中に20分間浸漬したのち、60℃で20分間乾燥させた。   Next, after being immersed in hot water at 75 ° C. for 20 minutes, it was dried at 60 ° C. for 20 minutes.

実施例2
酸化アルミニウム前駆体ゾル1の代わりに酸化アルミニウム前駆体ゾル2を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例1と同様の操作を行った。
Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that the aluminum oxide precursor sol 2 was used in place of the aluminum oxide precursor sol 1 and an amorphous aluminum oxide film was formed.

実施例3
酸化アルミニウム前駆体ゾル1の代わりに酸化アルミニウム前駆体ゾル3を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例1と同様の操作を行った。
Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that the aluminum oxide precursor sol 3 was used in place of the aluminum oxide precursor sol 1 to form an amorphous aluminum oxide film.

反射率の測定を行ったところ、有機アルミニウム化合物含有量が少ない酸化アルミニウム前駆体ゾルからなる光学膜の平均反射率が低くなることが確認された。また、凝集による膜ムラはみられなかった。   When the reflectance was measured, it was confirmed that the average reflectance of the optical film made of the aluminum oxide precursor sol having a low organoaluminum compound content was lowered. Moreover, the film nonuniformity by aggregation was not seen.

実施例4
焼成条件を160℃の熱風循環オーブンで2時間焼成に変えた以外は実施例3と同様の操作を行った。
Example 4
The same operation as in Example 3 was performed except that the firing conditions were changed to firing in a hot air circulating oven at 160 ° C. for 2 hours.

反射率の測定を行ったところ、焼成温度が高いことで結合形成が促進され、反射防止性能が向上することが確認された。また、凝集による膜ムラはみられなかった。   When the reflectance was measured, it was confirmed that bond formation was promoted and the antireflection performance was improved due to the high firing temperature. Moreover, the film nonuniformity by aggregation was not seen.

比較例1
酸化アルミニウム前駆体ゾル1の代わりに酸化アルミニウム前駆体ゾル4を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例1と同様の操作を行った。
Comparative Example 1
The same operation as in Example 1 was performed except that an aluminum oxide precursor sol 4 was used instead of the aluminum oxide precursor sol 1 and an amorphous aluminum oxide film was formed.

比較例2
酸化アルミニウム前駆体ゾル1の代わりに酸化アルミニウム前駆体ゾル5を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例1と同様の操作を行った。
Comparative Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that an aluminum oxide precursor sol 5 was used instead of the aluminum oxide precursor sol 1 and an amorphous aluminum oxide film was formed.

比較例3
酸化アルミニウム前駆体ゾル1の代わりに酸化アルミニウム前駆体ゾル6を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例1と同様の操作を行った。
Comparative Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that an aluminum oxide precursor sol 6 was used instead of the aluminum oxide precursor sol 1 and an amorphous aluminum oxide film was formed.

反射率の測定を行ったところ、平均反射率は本件に係る酸化アルミニウム前駆体ゾルからなる光学膜にくらべ劣っていることが確認された。また、酸化アルミニウム前駆体ゾルをスピンコートした時点で比較例1および2では膜ムラ1が、比較例2では膜ムラ2がみられた。   When the reflectance was measured, it was confirmed that the average reflectance was inferior to the optical film made of the aluminum oxide precursor sol according to the present case. Further, when the aluminum oxide precursor sol was spin-coated, film unevenness 1 was observed in Comparative Examples 1 and 2, and film unevenness 2 was observed in Comparative Example 2.

比較例4
焼成条件を160℃の熱風循環オーブンで2時間焼成に変えた以外は比較例1と同様の操作を行った。
Comparative Example 4
The same operation as in Comparative Example 1 was performed except that the firing conditions were changed to firing for 2 hours in a 160 ° C. hot air circulating oven.

反射率の測定を行ったところ、焼成温度が高いことで結合形成が促進され、反射防止性能が向上するが、本件に係る酸化アルミニウム前駆体ゾルからなる光学膜と同等の高い反射防止性能を同焼成条件で実現することが困難であることが確認された。また、膜ムラ1がみられた。   When the reflectance was measured, bond formation was promoted and the antireflection performance was improved due to the high baking temperature, but the same high antireflection performance as that of the optical film made of the aluminum oxide precursor sol according to the present case was obtained. It was confirmed that it was difficult to realize under firing conditions. Moreover, the film nonuniformity 1 was seen.

(注5)*有機アルミニウム化合物量(モル%)は、酸化アルミニウムゾル中のアルミニウム原子に対する有機アルミニウム化合物のモル%を示す。   (Note 5) * The amount (mol%) of the organoaluminum compound indicates the mol% of the organoaluminum compound relative to the aluminum atom in the aluminum oxide sol.

(注6)*平均反射率(%)は、光の波長400nmから700nmの範囲の入射角0°時の反射率の平均値を示す。   (Note 6) * Average reflectance (%) indicates an average value of reflectance at an incident angle of 0 ° in a light wavelength range of 400 nm to 700 nm.

〔性能評価〕
実施例1から4の結果と図6の結果から、実施例は比較例に比べて同じ低温の焼成条件下においても高い反射防止性能を有することがわかった。また、本発明の有機アルミニウム化合物を沈殿・除去して、有機アルミニウム化合物の含有量を酸化アルミニウム前駆体ゾル中のアルミニウム原子100モル%に対して7.5モル%以上15.5モル%以下とした。このことが、反射率防止性能の高い膜を得る上で重要であることがわかった。また、凝集物による膜ムラもみられなかった。一方、比較例1から4ではスピンコート後において凝集による膜ムラがみられ、平均反射率に関しても悪化した光学膜が得られた。
[Performance evaluation]
From the results of Examples 1 to 4 and the results of FIG. 6, it was found that the examples had higher antireflection performance even under the same low-temperature firing conditions as compared with the comparative examples. Further, the organoaluminum compound of the present invention is precipitated and removed so that the content of the organoaluminum compound is 7.5 mol% or more and 15.5 mol% or less with respect to 100 mol% of aluminum atoms in the aluminum oxide precursor sol did. This has been found to be important in obtaining a film with high reflectivity prevention performance. Moreover, the film nonuniformity by the aggregate was not seen. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, film unevenness due to aggregation was observed after spin coating, and an optical film with deteriorated average reflectance was obtained.

本発明により製造される光学用部材は、任意の屈折率を有する透明基材に対応でき、可視光に対して優れた反射防止効果を示すとともに、長期的な耐候性を有する。よって、ワープロ、コンピュータ、テレビ、プラズマディスプレイパネル等の各種ディスプレイ:液晶表示装置に用いる偏光板、各種光学硝材及び透明プラスチック類からなるサングラスレンズ、度付メガネレンズ、カメラ用ファインダーレンズ、プリズム、フライアイレンズ、トーリックレンズ、各種光学フィルター、センサーなどの光学部材:さらにはそれらを用いた撮影光学系、双眼鏡などの観察光学系、液晶プロジェクタなどに用いる投射光学系:レーザービームプリンターなどに用いる走査光学系等の各種光学レンズ:各種計器のカバー、自動車、電車等の窓ガラスなどの光学部材に利用することができる。   The optical member produced according to the present invention can correspond to a transparent substrate having an arbitrary refractive index, exhibits an antireflection effect excellent for visible light, and has long-term weather resistance. Therefore, various displays such as word processors, computers, televisions, plasma display panels, etc .: polarizing plates used in liquid crystal display devices, sunglasses lenses made of various optical glass materials and transparent plastics, prescription eyeglass lenses, camera finder lenses, prisms, fly eyes Optical members such as lenses, toric lenses, various optical filters and sensors: Furthermore, photographing optical systems using them, observation optical systems such as binoculars, projection optical systems used for liquid crystal projectors, etc .: scanning optical systems used for laser beam printers, etc. Various optical lenses such as: Covers for various instruments, optical members such as windows for automobiles, trains, etc.

1 基材
2 酸化アルミニウム前駆体ゾル
3 酸化アルミニウム膜
4 酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造を有する層
5 酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造
6 酸化アルミニウムベーマイトを主成分とする板状結晶から形成されている板状結晶層
7 凹凸形状
8 傾斜方向
9 基材表面の接線
10 酸化アルミニウム以外を主成分とする層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Aluminum oxide precursor sol 3 Aluminum oxide film 4 Layer which has uneven structure of aluminum oxide boehmite 5 Uneven structure of aluminum oxide boehmite 6 Plate-like crystal formed from the plate-like crystal which has aluminum oxide boehmite as a main component Layer 7 Concave and convex shape 8 Inclination direction 9 Tangent line of substrate surface 10 Layer mainly composed of other than aluminum oxide

Claims (4)

(1)β−ケトエステル化合物またはβ−ジケトン化合物と、溶媒との混合物にアルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物を含むアルミニウム化合物を溶解する工程と、
(2)前記(1)の工程で得られた溶液に、水、または触媒を含む水、を混合し、加水分解することで、前記アルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物の縮合物及び一般式(1)で表される有機アルミニウム化合物の沈殿物を形成する工程と、
(3)前記(2)の工程で得られた溶液から、前記有機アルミニウム化合物の沈殿物を除去する工程とを有することを特徴とする酸化アルミニウム前駆体ゾルの製造方法。

R1、R2は炭素数1以上6以下のアルキル基、パーフルオロアルキル基、アルコキシル基またはアリル基であり、R3は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、パーフルオロアルキル基、アリル基、またはアリール基であり、nは1〜3の整数である。
(1) a step of dissolving an aluminum compound containing an aluminum alkoxide or an aluminum salt compound in a mixture of a β-ketoester compound or a β-diketone compound and a solvent;
(2) The solution obtained in the step (1) is mixed with water or water containing a catalyst and hydrolyzed so that the condensate of the aluminum alkoxide or aluminum salt compound and the general formula (1) Forming a precipitate of an organoaluminum compound represented by:
(3) A method for producing an aluminum oxide precursor sol, comprising: removing a precipitate of the organoaluminum compound from the solution obtained in the step (2).

R1 and R2 are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group, an alkoxyl group, or an allyl group; R3 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group, It is an allyl group or an aryl group, and n is an integer of 1 to 3.
前記溶媒は、炭素数5以上8以下の一価のアルコールを用いることを特徴とする請求項1記載の酸化アルミニウム前駆体ゾルの製造方法。   The method for producing an aluminum oxide precursor sol according to claim 1, wherein the solvent is a monohydric alcohol having 5 to 8 carbon atoms. 前記触媒は、酸または塩基触媒を用いることを特徴とする請求項1または2記載の酸化アルミニウム前駆体ゾルの製造方法。   The method for producing an aluminum oxide precursor sol according to claim 1 or 2, wherein an acid or base catalyst is used as the catalyst. 光学用部材の製造方法であって、(a)基材の少なくとも一方の面上に請求項乃至のいずれかに記載の酸化アルミニウム前駆体ゾルの製造方法によって製造された酸化アルミニウム前駆体ゾルを供給する工程、(b)前記酸化アルミニウム前駆体ゾルを基材上に広げる工程、(c)基材を乾燥および/または焼成を行うことにより酸化アルミニウム膜を形成する工程、(d)前記酸化アルミニウム膜を60℃以上100℃以下の温水中に浸漬して酸化アルミニウムベーマイトの凹凸構造を形成する工程を有することを特徴とする光学用部材の製造方法。 The method for producing an optical member, (a) on at least one side of the substrate, an aluminum oxide precursor which is produced by the manufacturing method of the aluminum oxide precursor sol according to any one of claims 1 to 3 A step of supplying a sol, (b) a step of spreading the aluminum oxide precursor sol on a substrate, (c) a step of forming an aluminum oxide film by drying and / or firing the substrate, (d) A method for producing an optical member , comprising a step of immersing an aluminum oxide film in warm water of 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower to form an uneven structure of aluminum oxide boehmite.
JP2010107703A 2010-05-07 2010-05-07 Method for producing aluminum oxide precursor sol and method for producing optical member Expired - Fee Related JP5653069B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010107703A JP5653069B2 (en) 2010-05-07 2010-05-07 Method for producing aluminum oxide precursor sol and method for producing optical member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010107703A JP5653069B2 (en) 2010-05-07 2010-05-07 Method for producing aluminum oxide precursor sol and method for producing optical member

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011236142A JP2011236142A (en) 2011-11-24
JP5653069B2 true JP5653069B2 (en) 2015-01-14

Family

ID=45324533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010107703A Expired - Fee Related JP5653069B2 (en) 2010-05-07 2010-05-07 Method for producing aluminum oxide precursor sol and method for producing optical member

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5653069B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2644661B1 (en) * 2012-03-29 2018-12-05 Canon Kabushiki Kaisha Precursor sol of aluminum oxide and method for manufacturing the same, method for manufacturing optical member, optical member, and optical system
TWI487932B (en) * 2013-11-21 2015-06-11 Global Wafers Co Ltd Optical device and manufacture thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56119774A (en) * 1980-02-22 1981-09-19 Tokyo Denshi Kagaku Kabushiki Liquid composition for forming metal oxide coat
JPH01278414A (en) * 1988-05-02 1989-11-08 Koroido Res:Kk Production of alumina precursor sol
KR910000294B1 (en) * 1988-07-20 1991-01-24 한국과학기술원 Process for synthesis of alumina-gol
JPH07267633A (en) * 1994-03-31 1995-10-17 Kyocera Corp Production of boehmite sol and production of porous alumina by using the same sol
JP2004244608A (en) * 2002-08-07 2004-09-02 Showa Denko Kk Hydrolytic polycondensation product solution, method for producing the same and transparent film forming composition given by using the same
JP4602713B2 (en) * 2004-08-12 2010-12-22 オリンパス株式会社 Composition for optical material and optical material
JP5279344B2 (en) * 2007-06-06 2013-09-04 キヤノン株式会社 Optical element manufacturing method
JP2013534039A (en) * 2010-03-29 2013-08-29 シレクス オサケユキチュア Alumina based etch resistant coating

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011236142A (en) 2011-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5645435B2 (en) Aluminum oxide precursor sol and method for producing optical member
JP5279858B2 (en) Aluminum oxide precursor sol and method for producing optical member
JP6071318B2 (en) Optical member and optical member manufacturing method
JP5814512B2 (en) OPTICAL MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND OPTICAL SYSTEM
JP4520418B2 (en) Optical transparent member and optical system using the same
US7767287B2 (en) Method of manufacturing optical element, and optical element
US20130273317A1 (en) Optical member, method for manufacturing optical member, and optical film of optical member
JP6100058B2 (en) Aluminum oxide precursor sol, method for producing the same, and method for producing optical member
JP5279344B2 (en) Optical element manufacturing method
JP6468696B2 (en) Optical member and manufacturing method thereof
JP7046544B2 (en) Optical elements, optical equipment, manufacturing methods and paints for optical elements
JP5653069B2 (en) Method for producing aluminum oxide precursor sol and method for producing optical member

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130507

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140325

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140408

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140609

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141021

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141118

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5653069

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees