JP7004067B2 - 光学シートおよび光学部品 - Google Patents

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Description

本発明は、光学シートおよび光学部品に関する。
眼鏡、カメラなどの光学製品や、ディスプレイ装置の表示画面など、光学的・視覚的な現象を生じる機器には、様々な光学多層膜が利用されている(例えば、特許文献1参照)。
光学多層膜は、例えば、反射防止膜や、ハーフミラーとして用いられている。
特許文献1に記載されている光学多層膜は、レンズ等の透明基材の表面に、例えば、真空蒸着法によって金属薄膜を成膜、積層することにより製造されている。各金属薄膜の厚さや材料を適宜設定することにより、光学多層膜は、反射防止膜や、ハーフミラーとして機能する。
しかしながら、特許文献1に開示されている光学多層膜は、表面の部分(最外層)に露出しており、摩耗したり傷ついたりすることがある。これを防ぐために、光学多層膜の厚さをある程度厚くすることが考えられる。しかし、光学多層膜を形成したシートを眼鏡レンズに貼着して使用する場合、光学多層膜の厚さが厚いと光学多層膜にクラックが生じて光学特性が低下する問題がある。
また、このような光学多層膜は、トータルの層数、各層の厚さ、各層の材料等によって反射光の色、すなわち、レンズを外側から見たときの色が決まる。前述したように、光学特性を優先した場合、光学多層膜のトータルの層数、各層の厚さ、各層の材料等を調整することが難しい。
このように、ハーフミラー層におけるクラックによる光学特性の低下を防止しつつ、デザイン性を高めるのは難しい。
特開2009-058703号公報
本発明の目的は、ハーフミラー層を保護することができ、優れた光学特性を有するとともにデザイン性に優れる光学シートを提供することにある。
このような目的は、下記(1)~()の本発明により達成される。
(1) 光透過性を有する光学部材の表面に配置されて用いられる光学シートであって、
光透過性を有する一対の基材と、
前記一対の基材の間に設けられ、入射する光の一部を透過し、残部を反射させるハーフミラー層と、を備え、
前記一対の基材のうち、前記光学部材とは反対側に位置する基材を第1基材としたとき、前記第1基材は、色材を含み、
前記色材は、キノリン系色素、アントラキノン系色素、ぺリレン系色素、ポリメチン色素、ポルフィリン錯体色素、フタロシアニン色素のうちの1種または2種以上の組み合わせであり、
前記色材の前記第1基材中の含有量は、0.001wt%以上5wt%以下であり、
前記ハーフミラー層の総厚は、5nm以上500nm以下であることを特徴とする光学シート。
(2) 前記一対の基材のうちの前記光学部材側の基材と、前記ハーフミラー層との間に設けられた偏光層をさらに備える上記(1)に記載の光学シート。
) 光透過性を有する光学部材と、
前記光学部材の表面に配置されて用いられる上記(1)または(2)に記載の光学シートと、を備えることを特徴とする光学部品。
本発明によれば、ハーフミラー層を保護することができ、優れた光学特性を有するとともにデザイン性に優れる光学シートおよび光学部品を提供することができる。
図1は、本発明の光学シート(第1実施形態)を備える光学部品(サングラス)を示す斜視図である。 図2は、本発明の光学シート(第1実施形態)を備える光学部品(サンバイザー)を示す斜視図である。 図3は、図1に示す光学シート付きレンズが備える光学シートの拡大断面図である。 図4は、本発明の光学シート(第2実施形態)の拡大断面図である。 図5は、本発明の光学シート(第3実施形態)の拡大断面図である。
以下、本発明の光学シートおよび光学部品を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の光学シート(第1実施形態)を備える光学部品(サングラス)を示す斜視図である。図2は、本発明の光学シート(第1実施形態)を備える光学部品(サンバイザー)を示す斜視図である。図3は、図1に示す光学シート付きレンズが備える光学シートの拡大断面図である。
なお、図1、図2において、サングラスを使用者の頭部に装着した際に、レンズの使用者の目側の面を裏側の面と言い、その反対側の面を表側の面とも言う。すなわち、図3(図4、図5についても同様)では、左側の面が「表側の面」であり、右側の面が「裏側の面」である。また、図3(図4、図5についても同様)では、光学シートの厚さ方向を誇張して図示しているが、実際の寸法とは大きく異なる。
[光学部品]
図1に示すように、サングラス(光学部品100)は、使用者の頭部に装着されるフレーム20と、フレーム20に固定された光学シート付レンズ1Aとを備えている。なお、本明細書中においては、「レンズ」とは、集光機能を有するレンズ、集光機能を有していないレンズの双方を含む。
図1に示すように、フレーム20は、使用者の頭部に装着されて使用され、リム部21と、ブリッジ部22と、使用者の耳に掛けられるテンプル部23と、ノーズパッド部24とを有している。各リム部21は、リング状をなしており、内側に光学シート付レンズ1Aが装着される部分である。
ブリッジ部22は、各リム部21を連結する部分である。テンプル部23は、つる状をなし、各リム部21の縁部に連結されている。このテンプル部23は、使用者の耳に掛けられる部分である。ノーズパッド部24は、サングラス(光学部品100)を使用者の頭部に装着した装着状態において、使用者の鼻と当接する部分である。これにより、装着状態を安定的に維持することができる。
なお、フレーム20の形状は、使用者の頭部に装着することができれば、図示の構成に限定されない。
本発明の光学部品は、後述する本発明の光学シート10を備えることを特徴とする。これにより、後述する光学シート10の利点を享受しつつ、サングラスとしての機能を発揮することができる。
図2に示すように、サンバイザー(光学部品100’)は、使用者の頭部に装着されるリング状の装着部50と、装着部50の前方に設けられたツバ60とを有している。ツバ60は、光学シート付レンズ1Aを有する。これにより、後述する光学シート10の利点を享受しつつ、サンバイザーとしての機能を発揮することができる。
光学シート付レンズ1Aは、レンズ7(光学部材)と、レンズ7の表面(表側の面)に積層された光学シート10と、を備える。
レンズ7の構成材料としては、光透過性を有していれば、特に限定されず、例えば、各種熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂や、光硬化性樹脂等の各種硬化性樹脂の各種樹脂材料や、各種ガラス材料や、各種結晶材料が挙げられる。
上記樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリ-(4-メチルペンテン-1)、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)、ブタジエン-スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、上記ガラス材料としては、光透過性を有していれば特に限定されず、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。
また、上記結晶材料としては、光透過性を有していれば特に限定されず、例えば、サファイア、水晶等が挙げられる。また、レンズ7の厚さは、特に限定されず、例えば、0.5mm以上5.0mm以下であることが好ましく、1.0mm以上3.0mm以下であることがより好ましい。これにより、比較的高い強度と、軽量化とを両立することができる。
[光学シート]
次に、光学シート10について説明する。
図3に示すように、光学シート10は、第1基材1と、第2基材2と、これらの間に設けられたハーフミラー層3と、ハーフミラー層3と第2基材2との間に設けられた接着剤層4とを有する積層体で構成されている。また、光学シート10は、第1基材1、ハーフミラー層3、接着剤層4および第2基材2の順で積層されている。また、光学シート10は、第1基材1がレンズ7と反対側、すなわち、表側に位置する向きで、レンズ7に積層(貼着)されて用いられる。
また、光学シート10は、可撓性を有している。これにより、レンズ7の湾曲に追従して光学シート10を貼着することができる。
(第1基材および第2基材)
第1基材1および第2基材2は、ハーフミラー層3を支持し、かつ、保護する機能を有している。
第1基材1および第2基材2は、光透過性(可視光透過性)を有する材料で構成されている。第1基材1および第2基材2の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、PETやPBTのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(ポリマーアロイ、ポリマーブレンド(混合物)、共重合体等として)用いることができる。
これらの中でも、ポリカーボネートを用いることにより、優れた耐熱性および耐摩擦性を有する光学シート10を得ることができる。また、ポリアミド系樹脂を用いることにより、耐衝撃性および耐薬品性に優れた光学シート10を得ることができる。
上記ポリカーボネートとしては、特に限定されず、各種ポリカーボネート(芳香族系ポリカーボネート、脂肪族系ポリカーボネート)を用いることができるが、中でも、芳香族系ポリカーボネートであることが好ましい。芳香族系ポリカーボネートは、その主鎖に芳香族環を備えており、これにより、光学シート10の強度をより向上させることができる。
この芳香族系ポリカーボネートは、例えば、ビスフェノールとホスゲンとの界面重縮合反応、ビスフェノールとジフェニルカーボネートとのエステル交換反応等により合成される。
ビスフェノールとしては、例えば、ビスフェノールAや、下記式(1)に示すポリカーボネートの繰り返し単位の起源となるビスフェノール(変性ビスフェノール)等が挙げられる。
Figure 0007004067000001
(式(1)中、Xは、炭素数1~18のアルキル基、芳香族基または環状脂肪族基であり、RaおよびRbは、それぞれ独立して、炭素数1~12のアルキル基であり、mおよびnは、それぞれ0~4の整数であり、pは、繰り返し単位の数である。)
なお、前記式(1)に示すポリカーボネートの繰り返し単位の起源となるビスフェノールとしては、具体的には、例えば4,4’-(ペンタン-2,2-ジイル)ジフェノール、4,4’-(ペンタン-3,3-ジイル)ジフェノール、4,4’-(ブタン-2,2-ジイル)ジフェノール、1,1’-(シクロヘキサンジイル)ジフェノール、2-シクロヘキシル-1,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ベンゼン、2,3-ビスシクロヘキシル-1,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,1’-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)シクロヘキサン、2,2’-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
特に、ポリカーボネートとしては、ビスフェノールに由来する骨格を有するビスフェノール型ポリカーボネートを主成分とすることが好ましい。かかるビスフェノール型ポリカーボネートを用いることにより、光学シート10は、さらに優れた強度を発揮する。
このようなポリカーボネートの粘度平均分子量は15000以上28000以下であることが好ましく、18000以上23000以下であることがより好ましい。
これにより、光学シート10の強度を十分に高めることができる。また、ポリカーボネートの溶融状態において、流動性を十分に高めることができる。
また、ポリカーボネートは、JIS K7210に準拠して測定されるメルトフローレート(MFR)が、5g/10min以上40g/10min以下であることが好ましく、20g/10min以上35g/10min以下であることがより好ましい。これにより、溶融状態において、ポリカーボネートの流動性を十分に高めることができる。
なお、第1基材1および第2基材2は、構成材料が同じであってもよく、異なっていてもよい。
第1基材1および第2基材2の厚さは、同じであってもよく、異なっていてもよいが、例えば、0.05mm以上1mm以下であることが好ましく、0.06mm以上0.8mm以下であることがより好ましい。
(ハーフミラー層)
ハーフミラー層3は、第1基材1と第2基材2との間に設けられ、入射する光の一部を透過し、残部を反射させる機能を有する、いわゆる、ハーフミラー機能を有する層である。
ハーフミラー層3は、高屈折率層31と、高屈折率層31よりも光屈折率が低い低屈折率層32と、を有している。図示の構成では、表側(第1基材1側)から、高屈折率層31および低屈折率層32の順で積層されている。
高屈折率層31および低屈折率層32は、例えば、抵抗加熱法、電子ビーム加熱法(EB法)等の真空蒸着等により成膜された蒸着膜であり、ハーフミラー層3はこれらの積層体である。
また、高屈折率層31および低屈折率層32の構成材料としては、例えば、SiO2、SiO、TiO、TiO、Ti23、Ti25、Al23、TaO2、Ta25、NdO2、NbO、Nb23、NbO2、Nb25、CeO2、MgO、Y23、SnO2、WO3、HfO2、ZrO2、Sc3、CrO、Cr、In、La、CaF、MgF2、NaAlF、AlF、BaF、CeF、CaF、LaF、LiF、NaAl14、NdF、YF等の酸化物またはフッ化物や、In、Cr、Ti、Ni、Au、Cu、Sn、Zr、Al等の金属材料が挙げられる。
高屈折率層31の構成材料は、上記金属材料の中では、Cr、Zrであることが好ましい。一方、低屈折率層32の構成材料は、上記金属材料の中では、Inであることが好ましい。
これにより、高屈折率層31の屈折率を、低屈折率層32よりも高くすることができる。よって、後述するように、ハーフミラー層3は、ハーフミラー機能を有する層となる。さらに、これにより、ハーフミラー層3の曲げ性を高める、すなわち、クラックを生じにくくすることができる。
高屈折率層31の構成材料は、上記酸化物の中では、Ta5、HfO、ZrO、Y、Sc、CeOであることが好ましく、ZrO、CeOであることがさらに好ましい。一方、低屈折率層32の構成材料は、上記酸化物またはフッ化物の中では、例えば、SiO、SiO、MgF、CaF、NaAlF、NaAl14であることが好ましい。これにより、高屈折率層31の屈折率を、低屈折率層32よりも高くすることができる。よって、後述するように、ハーフミラー層3は、ハーフミラー機能を有する層となる。
なお、構成材料として、Au、Cu、In等の金属材料を用いた場合には、ハーフミラー層3を単層とすることができ、厚さを可及的に薄くすることができ、クラックの発生をより効果的に抑制することができる。また、単層ではミラー反射色の種類に制限があるため、クラックの発生を効果的に抑制できる範囲で、ハーフミラー層3を多層膜とすることもでき、さまざまなミラー反射色とすることもできる。
また、高屈折率層31および低屈折率層32の物理厚さは、それぞれ、同じであってもよく、異なっていてもよいが、1nm以上200nm以下であることが好ましく、1.5nm以上150nm以下であることがより好ましく、1.5nm以上100nm以下であることがさらに好ましく、1.5nm以上75nm以下であることが特に好ましい。
高屈折率層31および低屈折率層32の光学厚さ(500nmの波長に対して)は、0.002/4λnm以上0.4/4λnm以下であることが好ましく、0.003/4λnm以上0.3/4λnm以下であることがより好ましい。
高屈折率層31および低屈折率層32をこのような厚さとすることにより、ハーフミラー層3は、ハーフミラーとしての効果を十分に発揮することができる。
また、ハーフミラー層3の総厚(高屈折率層31および低屈折率層32の厚さの和)は、5nm以上500nm以下である。これにより、ハーフミラー層3は、ハーフミラーとしての効果を十分に発揮することができるとともに、曲げ変形した際にハーフミラー層3にクラックが生じてしまうのを防止することができる。
なお、ハーフミラー層3の総厚とは、ハーフミラー層3の平均厚さのことを言う。この平均厚さは、例えば、断面を露出させSEMまたはTEMを用いて求めた値とすることができる。
ハーフミラー層3の総厚は、5nm以上500nm以下であることが好ましく、7.5nm以上450nm以下であることがより好ましく、10nm以上400nm以下であることがさらに好ましく、10nm以上200nm以下であることがさらに好ましく、10nm以上150nm以下であることが特に好ましい。
ハーフミラー層3の総厚が5nmよりも薄かった場合、ハーフミラー層3は、ハーフミラーとしての効果を十分に発揮することができず、意匠性が低下する可能性がある。一方、ハーフミラー層3の総厚が500nmよりも厚かった場合、曲率半径が例えば130.8mm以上の曲面に光学シート10を追従させた場合、ハーフミラー層3にクラックが生じてしまう可能性がある。
例えば、ハーフミラー層3を単層とする場合、ハーフミラー層3の厚さを5nm以上500nm以下とすることができる。これにより、ハーフミラー層3は、ハーフミラーとしての効果を十分に発揮することができるとともに、曲げ変形した際にハーフミラー層3にクラックが生じてしまうのを防止することができる。
なお、ハーフミラー層3は、図示のような構成に限定されず、例えば、高屈折率層31または低屈折率層32の1層(単層)で構成されていてもよく、高屈折率層31および低屈折率層32が交互に積層された3層以上の多層構成であってもよい。
(接着剤層)
接着剤層4は、第2基材2と、ハーフミラー層3との間に設けられ、第2基材2とハーフミラー層3とを接合する機能を有する。
接着剤層4は、光透過性を有する接着剤により構成されている。この接着剤としては、例えば、シリコーン系、シリル化ウレタン系、ウレタン系、エポキシ系、ポリオレフィン系、塩素化ポリオレフィン系、ウレタン変性アクリル、アクリル系、シアノアクリレート系、ゴム系、ポリエステル系、ポリイミド系、フェノール系等の接着剤が挙げられる。
これらの中でも、接着剤層4は、シリル化ウレタン系またはウレタン変性アクリル系のウレタン系接着剤により構成されているのが好ましい。これにより、硬化時にガスが発生するのを防止することができる。特に、ハーフミラー層3は、ガスバリア性が比較的高いため、接着剤層4に気泡の残存が発生しやすいが、ウレタン系接着剤を用いた場合、この気泡の残存を防止することができる。
接着剤層4の厚さは、特に限定されず、例えば、1μm以上300μm以下であることが好ましく、5μm以上200μm以下であることがより好ましい。
このような接着剤層4により、第2基材2とハーフミラー層3とを接合することができる。
このような光学シート10は、例えば、第1基材1にハーフミラー層3を順次積層し、ハーフミラー層3上に接着剤を塗布し、該接着剤上に第2基材2を貼り合わせ、接着剤を硬化させることにより得られる。
また、光学シート10では、ハーフミラー層3が表面(光学シート10の上面または下面)に露出していないため、ハーフミラー層3が摩耗したり、傷付いたりするのを防止する、すなわち、保護することができる。
なお、光学シート10の総厚は、特に限定されないが、0.1mm以上2.0mm以下であることが好ましく、0.12mm以上1.8mm以下であることがより好ましい。これにより、レンズ7の湾曲面に確実に追従して貼着することができる。
なお、このような光学シート10を製造する際、例えば、第1基材1上にハーフミラー層3を成膜し、ハーフミラー層3の表面上かまたは第2基材2の一方の面上もしくは双方の面上に接着剤(接着剤層4)を塗布し、ハーフミラー層3を挟持するように第1基材1および第2基材2を接合することにより製造することができる。
このような光学シート10は、レンズ7に積層されて用いられる。この積層方法としては、接着剤を介してレンズ7と光学シート10とを接着する方法や、光学シート10を金型の底部に背馳してその状態でレンズ7となる樹脂材料を金型内に流し込み硬化させる方法等が挙げられる。
[色材]
このような光学シート10では、第1基材1は、色材を含んで構成されている。これにより、光学シート10を外側から見たとき所望の色に見せることができる。また、ハーフミラー層3における反射光との相乗効果で、所望の色にきらきらと光って見え、デザイン性に優れる。特に、使用時にハーフミラー層3よりも外側に位置しているため、デザイン性を高めるという効果を顕著に発揮することができる。
この色材は、例えば、キノリン系色素、アントラキノン系色素、ぺリレン系色素、ポリメチン色素、ポルフィリン錯体色素、フタロシアニン色素のうちの1種または2種以上の組み合わせである。これにより、特に、第1基材1が上述したような樹脂材料で構成されている場合、第1基材1を製造する過程、すなわち、主材の樹脂材料と色材とを混合する際、良好にこれらを混合することができ、色材が凝集してしまうのを防止または抑制することができる。
キノリン系色素としては、例えば、2-メチルキノリン、3-メチルキノリン、4-メチルキノリン、6-メチルキノリン、7-メチルキノリン、8-メチルキノリン、6-イソプロピルキノリン、2,4-ジメチルキノリン、2,6-ジメチルキノリン、4,6,8-トリメチルキノリン等のアルキル置換キノリン化合物、2-アミノキノリン、3-アミノキノリン、5-アミノキノリン、6-アミノキノリン、8-アミノキノリン、6-アミノ-2-メチルキノリン等のアミノ基置換キノリン化合物、6-メトキシ-2-メチルキノリン、6,8-ジメトキシ-4-メチルキノリン等のアルコキシ基置換キノリン化合物、6-クロロキノリン、4,7-ジクロロキノリン、3-ブロモキノリン、7-クロロ-2-メチルキノリン等のハロゲン基置換キノリン化合物等が挙げられる。
アントラキノン系色素としては、例えば、(1)2-アニリノ-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(2)2-(o-エトキシカルボニルアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(3)2-(p-エトキシカルボニルアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(4)2-(m-エトキシカルボニルアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(5)2-(o-シアノアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(6)2-(p-シアノアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(7)2-(m-シアノアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(8)2-(o-ニトロアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(9)2-(p-ニトロアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(10)2-(m-ニトロアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(11)2-(p-ターシャルブチルアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(12)2-(o-メトキシアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(13)2-(2,6-ジイソプロピルアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(14)2-(2,6-ジクロロアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(15)2-(2,6-ジフルオロアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(16)2-(3,4-ジシアノアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(17)2-(2,4,6-トリクロロアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(18)2-(2,3,5,6-テトラクロロアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(19)2-(2,3,5,6-テトラフルオロアニリノ)-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(20)3-(2,3,4,5-テトラフルオロアニリノ)-2-ブトキシ-1,4-ジフルオロアントラキノン、(21)3-(4-シアノ-3-クロロアニリノ)-2-オクチルオキシ-1,4-ジフルオロアントラキノン、(22)3-(3,4-ジシアノアニリノ)-2-ヘキシルオキシ-1,4-ジフルオロアントラキノン、(23)3-(4-シアノ-3-クロロアニリノ)-1,2-ジブトキシ-4-フルオロアントラキノン、(24)3-(p-シアノアニリノ)-2-フェノキシ-1,4-ジフルオロアントラキノン、(25)3-(p-シアノアニリノ)-2-(2,6-ジエチルフェノキシ)-1,4-ジフルオロアントラキノン、(26)3-(2,6-ジクロロアニリノ)-2-(2,6-ジクロロフェノキシ)-1,4-ジフルオロアントラキノン、(27)3-(2,3,5,6-テトラクロロアニリノ)-2-(2,6-ジメトキシフェノキシ)-1,4-ジフルオロアントラキノン、(28)2,3-ジアニリノ-1,4-ジフルオロアントラキノン、(29)2,3-ビス(p-ターシャルブチルアニリノ)-1,4-ジフルオロアントラキノン、(30)2,3-ビス(p-メトキシアニリノ)-1,4-ジフルオロアントラキノン、(31)2,3-ビス(2-メトキシ-6-メチルアニリノ)-1,4-ジフルオロアントラキノン、(32)2,3-ビス(2,6-ジイソプロピルアニリノ)-1,4-ジフルオロアントラキノン、(33)2,3-ビス(2,4,6-トリクロロアニリノ)-1,4-ジフルオロアントラキノン、(34)2,3-ビス(2,3,5,6-テトラクロロアニリノ)-1,4-ジフルオロアントラキノン、(35)2,3-ビス(2,3,5,6-テトラフルオロアニリノ)-1,4-ジフルオロアントラキノン、(36)2,3-ビス(p-シアノアニリノ)-1-メトキシエトキシ-4-フルオロアントラキノン、(37)2-(2,6-ジクロロアニリノ)-1,3,4-トリクロロアントラキノン、(38)2-(2,3,5,6-テトラフルオロアニリノ)-1,3,4-トリクロロアントラキノン、(39)3-(2,6-ジクロロアニリノ)-2-(2,6-ジクロロフェノキシ)-1,4-ジクロロアントラキノン、(40)2-(2,6-ジクロロアニリノ)アントラキノン、(41)2-(2,3,5,6-テトラフルオロアニリノ)アントラキノン、(42)3-(2,6-ジクロロアニリノ)-2-(2,6-ジクロロフェノキシ)アントラキノン、(43)2,3-ビス(2-メトキシ-6-メチルアニリノ)-1,4-ジクロロアントラキノン、(44)2,3-ビス(2,6-ジイソプロピルアニリノ)アントラキノン、(45)2-ブチルアミノ-1,3,4-トリフルオロアントラキノン、(46)1,4-ビス(n-ブチルアミノ)-2,3-ジフルオロアントラキノン、(47)1,4-ビス(n-オクチルアミノ)-2,3-ジフルオロアントラキノン、(48)1,4-ビス(ヒドロキシエチルアミノ)-2,3-ジフルオロアントラキノン、(49)1,4-ビス(シクロヘキシルアミノ)-2,3-ジフルオロアントラキノン、(50)1,4-ビス(シクロヘキシルアミノ)-2-オクチルオキシ-3-フルオロアントラキノン、(51)1,2,4-トリス(2,4-ジメトキシフェノキシ-3-フルオロアントラキノン、(52)2,3-ビス(フェニルチオ)-1-フェノキシ-4-フルオロアントラキノン、(53)1,2,3,4-テトラ(p-メトキシフェノキシ)-アントラキノン等が挙げられる。
ぺリレン系色素としては、例えば、N,N’-ジメチルペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸ジイミド、N,N’-ジエチルペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸ジイミド、N,N’-ビス(4-メトキシフェニル)-ペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸ジイミド、N,N’-ビス(4-エトキシフェニル)-ペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸ジイミド、N,N’-ビス(4-クロロフェニル)-ペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸ジイミド等が挙げられるが、特に好ましくは、N,N’-ビス(3,5-ジメチルフェニル)-ペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸ジイミド等が挙げられる。
ポリメチン色素としては、ストレプトシアニンまたは開鎖シアニン、ヘミシアニン、閉鎖シアニン、メロシアニン等が挙げられる。
ポルフィリン錯体色素としては、テトラアザポルフィリン金属錯体、テトラアリールポルフィリン、オクタエチルポルフィリン等が挙げられる。
フタロシアニン色素としては、CoPc-4-スルホン酸ナトリウム塩、コバルトPcテトラカルボン酸、オクタヒドロキシNiPc等が挙げられる。
なお、第1基材1に含まれる色素は、上記で挙げた色素とは異なる色素であってもよい。この色素としては、特に限定されないが、例えば、顔料、染料等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。また、前述したような材料と混合して使用することができる。
顔料としては、特に限定されないが、例えば、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー等のフタロシアニン系顔料、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、縮合アゾイエロー、ペンゾイミダゾロンイエロー、ジニトロアニリンオレンジ、ペンズイミダゾロンオレンジ、トルイジンレッド、パーマネントカーミン、パーマネントレッド、ナフトールレッド、縮合アゾレッド、ベンズイミダゾロンカーミン、ベンズイミダゾロンブラウン等のアゾ系顔料、アントラピリミジンイエロー、アントラキノニルレッド等のアントラキノン系顔料、銅アゾメチンイエロー等のアゾメチン系顔料、キノフタロンイエロー等のキノフタロン系顔料、イソインドリンイエロー等のイソインドリン系顔料、ニッケルジオキシムイエロー等のニトロソ系顔料、ペリノンオレンジ等のペリノン系顔料、キナクリドンマゼンタ、キナクリドンマルーン、キナクリドンスカーレット、キナクリドンレッド等のキナクリドン系顔料、ペリレンレッド、ペリレンマルーン等のペリレン系顔料、ジケトピロロピロールレッド等のピロロピロール系顔料、ジオキサジンバイオレット等のジオキサジン系顔料のような有機顔料、カーボンブラック、ランプブラック、ファーネスブラック、アイボリーブラック、黒鉛、フラーレン等の炭素系顔料、黄鉛、モリブデートオレンジ等のクロム酸塩系顔料、カドミウムイエロー、カドミウムリトポンイエロー、カドミウムオレンジ、カドミウムリトポンオレンジ、銀朱、カドミウムレッド、カドミウムリトポンレッド、硫化等の硫化物系顔料、オーカー、チタンイエロー、チタンバリウムニッケルイエロー、べんがら、鉛丹、アンバー、褐色酸化鉄、亜鉛鉄クロムブラウン、酸化クロム、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、チタンコバルトグリーン、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトアルミニウムクロムブルー、鉄黒、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅クロムブラック、銅クロムマンガンブラック等の酸化物系顔料、ビリジアン等の水酸化物系顔料、紺青等のフェロシアン化物系顔料、群青等のケイ酸塩系顔料、コバルトバイオレット、ミネラルバイオレット等のリン酸塩系顔料、その他(例えば硫化カドミウム、セレン化カドミウム等)の無機顔料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
染料としては、特に限定されないが、例えば、金属錯体色素、シアン系色素、キサンテン系色素、アゾ系色素、ハイビスカス色素、ブラックベリー色素、ラズベリー色素、ザクロ果汁色素、クロロフィル色素、テトラアゾポルフィリン化合物等のポルフィリン系化合物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような色材の第1基材1中の含有量(複数種の色材を用いる場合には合計含有量)は、0.001wt%以上5wt%以下であることが好ましく、0.003wt%以上4wt%以下であることがより好ましい。これにより、デザイン性を高めることができるとともに、色材が凝集するのを防止または抑制することができる。
以上説明したように、本発明の光学シート10は、光透過性を有するレンズ7(光学部材)の表面に配置されて用いられる光学シートであって、光透過性を有する一対の基材である第1基材1および第2基材2と、第1基材1および第2基材2の間に設けられ、入射する光の一部を透過し、残部を反射させるハーフミラー層3と、を備える。また、第1基材1および第2基材2のうち、レンズ7(光学部材)とは反対側に位置する第1基材1は、色材を含む。これにより、第1基材1に含まれる色材と、ハーフミラー層3における反射光との相乗効果で、所望の色にきらきらと光って見え、デザイン性に優れる。特に、第1基材1が使用時にハーフミラー層3よりも外側に位置しているため、デザイン性を高めるという効果を顕著に発揮することができる。また、ハーフミラー層3が表面(光学シート10の上面または下面)に露出しておらず、第1基材1等に保護されている構成であるため、ハーフミラー層3が摩耗したり、傷付いたりするのを防止することができる。以上より、光学シート10では、ハーフミラー層3を保護することができ、優れた光学特性を有するとともにデザイン性に優れる。
<第2実施形態>
図4は、本発明の光学シート(第2実施形態)の拡大断面図である。
以下、この図を参照して本発明の光学シートの第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、偏光層を有すること以外は前記第1実施形態と同様である。
図4に示すように、本実施形態では、光学シート10は、さらに、偏光層5と、接着剤層6と、を有している。本実施形態の光学シート10では、レンズ7側から第2基材2、接着剤層6、偏光層5、接着剤層4、ハーフミラー層3および第1基材1の順で積層されている。
(偏光層)
偏光層5は、第2基材2とハーフミラー層3との間に設けられ、接着剤層4と接着剤層6とによって、ハーフミラー層3および第2基材2に接合されている。接着剤層6は、前述した接着剤層4と同様の構成とすることができる。
偏光層5は、入射光(偏光していない自然光)から、所定の一方向に偏光面をもつ直線偏光を取出す機能を有している。これにより、光学シート10を介して目に入射する入射光は、偏光される。
偏光層5の偏光度は、特に限定されないが、例えば、50%以上、100%以下であることが好ましく、80%以上、100%以下であることがより好ましい。また、偏光層5の可視光線透過率は、特に限定されないが、例えば、5%以上60%以下であることが好ましく、10%以上50%以下であることがより好ましい。
このような偏光層5としては、上記機能を有すれば特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、部分ホルマール化ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、エチレン-酢酸ビニル共重合体部分ケン価物等で構成された高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着、染色させ、一軸延伸したフィルムや、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。
これらの中でも、偏光層5は、ポリビニルアルコール(PVA)を主材料とした高分子フィルムに、ヨウ素または二色性染料を吸着、染色させ、一軸延伸したフィルムが好ましい。ポリビニルアルコール(PVA)は透明性、耐熱性、染色剤であるヨウ素または二色性染料との親和性、延伸時の配向性のいずれもが優れた材料である。したがって、PVAを主材料とする偏光層5は、耐熱性に優れるとともに、偏光能に優れる。
なお、上記二色性染料としては、例えばクロラチンファストレッド、コンゴーレッド、ブリリアントブルー6B、ベンゾパープリン、クロラゾールブラックBH、ダイレクトブルー2B、ジアミングリーン、クリソフェノン、シリウスイエロー、ダイレクトファーストレッド、アシドブラックなどが挙げられる。
この偏光層5の厚さは、特に限定されず、例えば、5μm以上60μm以下であることが好ましく、10μm以上40μm以下であることがより好ましい。
また、接着剤層6は、接着剤層4と同様にウレタン系接着剤からなるのが好ましい。
なお、このような光学シート10を製造する際、例えば、第1基材1上にハーフミラー層3を成膜し、偏光層5の両面に接着剤(接着剤層4および接着剤層6)を塗布し、第1基材1のハーフミラー層3が製膜された側と第2基材2との間で偏光層5を挟持するように接合することにより製造することができる。
このように、光学シート10は、第1基材1および第2基材2のうちのレンズ7(光学部材)側の第2基材2と、ハーフミラー層3との間に設けられた偏光層5をさらに有する。これにより、光学シート10は、偏光機能を有する。
このような第2実施形態によっても、ハーフミラー層3を保護することができ、優れた光学特性を有するとともにデザイン性に優れる。
<第3実施形態>
図5は、本発明の光学シート(第3実施形態)の拡大断面図である。
以下、この図を参照して本発明の光学シートの第3実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、接着剤層に色材が含まれていること以外は前記第1実施形態と同様である。
図5に示すように、本実施形態の光学シート10では、レンズ7側から第2基材2、ハーフミラー層3、接着剤層4および第1基材1の順で積層されている。また、本実施形態では、色材は、接着剤層4に含まれている。色材としては、前記各実施形態と同様に、キノリン系色素、アントラキノン系色素、ぺリレン系色素、ポリメチン色素、ポルフィリン錯体色素、フタロシアニン色素のうちの1種または2種以上の組み合わせであることが好ましい。これにより、接着剤層4の接着剤と色材とを混合する工程において、その混合を良好に行うことができ、色材が凝集することを低減することができる。
なお、このような光学シート10を製造する際、例えば、第2基材2上にハーフミラー層3を成膜し、ハーフミラー層3の第2基材2とは反対側の面上かまたは第1基材1の一方の面上に色材を含む接着剤(接着剤層4)を塗布し、接着剤(接着剤層4)を挟持するように接合することにより図示のような光学シート10を得ることができる。
このように光学シート10は、光透過性を有する光学部材であるレンズ7の表面に配置されて用いられる光学シートであって、光透過性を有する一対の第1基材および第2基材と、第1基材および第2基材の間に設けられ、入射する光の一部を透過し、残部を反射させるハーフミラー層3と、第1基材および第2基材のうち、レンズ7とは反対側に位置する第1基材1と、ハーフミラー層3とを接着する接着剤層4と、を備える、また、接着剤層4は、色材を含む。これにより、接着剤層4に含まれる色材と、ハーフミラー層3における反射光との相乗効果で、所望の色にきらきらと光って見え、デザイン性に優れる。特に、接着剤層4が使用時にハーフミラー層3よりも外側に位置しているため、デザイン性を高めるという効果を顕著に発揮することができる。また、ハーフミラー層3が表面(光学シート10の上面または下面)に露出しておらず、第1基材1等に保護されている構成であるため、ハーフミラー層3が摩耗したり、傷付いたりするのを防止することができる。以上より、光学シート10では、ハーフミラー層3を保護することができ、優れた光学特性を有するとともにデザイン性に優れる。
以上、本発明の光学シートおよび光学部品を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、光学シートを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
なお、本発明の光学シートは、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせてもよい。
また、本発明の光学シートは、自動車、オートバイ、鉄道等の車両や、航空機、船舶、住宅等の窓部材に貼着して用いることもできる。
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されない。
1.ハーフミラーシート(光学シート)の形成
(実施例1)
まず、ビスフェノールA型ポリカーボネート(三菱エンジニアプラスチックス社製、「H3000」)を99.94wt%、青色色材(紀和化学工業社製、「KP PLAST Blue R」)を0.05wt%、赤色色材(紀和化学工業社製、「KP PLAST Red G」)を0.01wt%の割合で混合して混合物を得た。この混合物を押し出し成形することで、第1基材(厚さ300μm)を得た。また、ビスフェノールA型ポリカーボネート(三菱エンジニアプラスチックス社製、「H3000」)100wt%の押し出し成型により、第2基材を得た。
次いで、第1基材の一方の面上に、蒸着源の種類を適宜変更した真空蒸着法を用いて、CeOで構成される高屈折率層(厚さ62nm)と、SiOで構成される低屈折率層(厚さ51nm)とを、この順で形成してハーフミラー層を成膜して、第1基材とハーフミラー層との積層体を得た。
一方で、第2基材の一方の面上に、硬化後に形成される接着剤層の厚さが、50μmになるように、コニシ製ボンドウルトラ多用途クリア(シリル化ウレタン系樹脂)で構成される塗膜を塗工した。
次に、第1基材を含む積層体と、第2基材を含む積層体とを、ハーフミラー層と塗膜とが接触するように貼り合わせで接合体を得た。その後、この接合体を、温度25℃、湿度50%RH環境下で7日養生して塗膜を固化させて接着剤層を形成することで、ハーフミラーシートを得た。
(実施例2~実施例4、比較例1~比較例2)
各部の構成を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして実施例2~実施例4、比較例1~比較例2のハーフミラーシートを得た。
2.評価
各実施例および各比較例のハーフミラーシートを、以下の方法で評価した。
<分光反射率測定>
分光測定器V-760(日本分光社製)を用いて、各実施例および各比較例のハーフミラーシートのミラー面に対して積分球を用いた分光反射率測定を実施し、D65光源10度視野角条件で色のパラメータ(L*、a*、b*)を算出した。その結果を表1に示す。
<打ち抜き>
内径が80mmのリング状の刃を用意し、各実施例および各比較例のハーフミラーシートについて、それぞれ、第2基材側から打ち抜くことで平面視形状がリング状をなすサンプルを準備した。なお、刃は、先端角度θが30°の両刃であり、45tの打抜きプレス機にて打ち抜く速度(1分間あたりの打ち抜き数)は、35spmとした。
<湾曲追従性試験>
成形機CPL32(レマ社製)を用いて150℃、4分間、中央1箇所に真空孔を有する曲率半径が87mm(6カーブ)のアルミニウム製球面成形型に、各サンプルを真空度0.05MPaにて真空吸引させることにより、各実施例および各比較例のサンプルを、6カーブの湾曲形状にした。
次いで、湾曲形状をなす各実施例および各比較例のサンプルについて、それぞれ、以下の評価を行った。すなわち、各実施例および各比較例のサンプルが備えるハーフミラー層におけるクラックの発生の有無を、目視およびデジタルマイクロスコープ(キーエンス社製、「VHX-1000」)を用いた顕微鏡観察を実施し、以下に示す評価基準に従って評価した。その結果を表1に示す。
A:目視でクラックの発生なし、顕微鏡観察でもクラックの発生なし。
B:目視でクラックの発生なし、顕微鏡観察での微細なクラックの発生あり。
C:目視で微細なクラックの発生あり、顕微鏡観察でもクラックの発生あり。
D:目視で明らかなクラックの発生あり、顕微鏡観察でもクラックの発生あり。
Figure 0007004067000002
表1に示したように、各実施例におけるハーフミラーシート(サンプル)では、湾曲追従性および打ち抜き性の双方に優れた結果を示した。また、各実施例は全て比較例1と同じハーフミラー層を使用しているにもかかわらず、基材1の色によって様々な反射色を実現しており、意匠性を高めることができた。
これに対して、比較例2におけるハーフミラーシート(サンプル)では、実施例3と近いゴールドの反射色を示しており、打ち抜き性には優れるものの、目視でも明らかなクラックの発生が認められ湾曲追従性に劣る結果を示した。ハーフミラー層のみで反射色を調整すると、比較例2のように、色によっては層が厚くなってしまい、クラックが発生しやすくなるが、実施例1~4のように基材1に色材を加えることで、加工性を維持したまま意匠性を高めることができることを確認できた。
本発明によれば、ハーフミラー層を保護することができ、優れた光学特性を有するとともにデザイン性に優れる光学シート、および係る光学シートを備えた光学部品を提供することができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。

Claims (3)

  1. 光透過性を有する光学部材の表面に配置されて用いられる光学シートであって、
    光透過性を有する一対の基材と、
    前記一対の基材の間に設けられ、入射する光の一部を透過し、残部を反射させるハーフミラー層と、を備え、
    前記一対の基材のうち、前記光学部材とは反対側に位置する基材を第1基材としたとき、前記第1基材は、色材を含み、
    前記色材は、キノリン系色素、アントラキノン系色素、ぺリレン系色素、ポリメチン色素、ポルフィリン錯体色素、フタロシアニン色素のうちの1種または2種以上の組み合わせであり、
    前記色材の前記第1基材中の含有量は、0.001wt%以上5wt%以下であり、
    前記ハーフミラー層の総厚は、5nm以上500nm以下であることを特徴とする光学シート。
  2. 前記一対の基材のうちの前記光学部材側の基材と、前記ハーフミラー層との間に設けられた偏光層をさらに備える請求項1に記載の光学シート。
  3. 光透過性を有する光学部材と、
    前記光学部材の表面に配置されて用いられる請求項1または2に記載の光学シートと、を備えることを特徴とする光学部品。
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