JPH0618705A - Optical element - Google Patents

Optical element

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JPH0618705A
JPH0618705A JP5065372A JP6537293A JPH0618705A JP H0618705 A JPH0618705 A JP H0618705A JP 5065372 A JP5065372 A JP 5065372A JP 6537293 A JP6537293 A JP 6537293A JP H0618705 A JPH0618705 A JP H0618705A
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JP
Japan
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layer
optical element
refractive index
transparent substrate
element according
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Application number
JP5065372A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kumagai
裕昭 熊谷
Naoki Kobayashi
小林  直樹
Nagato Osano
永人 小佐野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an excellent antireflection property by providing a first layer of a high-refractive index material and second layer of amorphous transparent fluororesin which are respectively specified in refractive index as antireflection films. CONSTITUTION:A transparent substrate 1 has the first layer 2 of the high- refractive index material of >=1.58 refractive index and the second layer 3 of the amorphous transparent fluororesin of <=1.3 refractive index as the antireflection films thereon successively toward the air from the substrate 1 side. Namely, the fluororesin which has the refractive index (nd <=1.35) lower than the refractive index of MgF2, is soluble in an org. solvent, is amorphous and, is therefore, transparent to visible light and near IR light is used for the air side layer of the two-layered antireflection films of the optical element, by which the optical element having the excellent antireflection effect is obtd. The amorphous transparent fluororesin is soluble in the org. solvent and, therefore, the formation of the antireflection films by solvent coating, such as dip coating and spin coating, is possible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レンズ、フィルター等
の反射防止膜を有する光学素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element having an antireflection film such as a lens and a filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、レンズ等の反射防止効果が必要な
光学素子の反射防止膜は、TiO2 、ZrO2 等の高屈
折率物質とMgF2 等の低屈折率物質を交互に真空蒸着
法や塗布法により多層膜化したものであった。特に空気
側の層は、屈折率が低い物質ほどよく、nd=1.38
のMgF2 が用いられてきた。ndは587nmの波長
の光に対する屈折率である。
2. Description of the Related Art Conventionally, an antireflection film for an optical element such as a lens which requires an antireflection effect is formed by alternately vacuum depositing a high refractive index substance such as TiO 2 and ZrO 2 and a low refractive index substance such as MgF 2. And a multi-layered film formed by a coating method. Especially for the layer on the air side, a material having a lower refractive index is better, and nd = 1.38.
Of MgF 2 have been used. nd is a refractive index for light having a wavelength of 587 nm.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、MgF2 より
低屈折率の物質として、結晶性のフッ素樹脂(例、ポリ
テトラフルオロエチレン、nd=1.35)があるが、
成形加工性に乏しく、(一般の)有機溶媒に不溶である
ため、反射防止膜のような薄膜への応用はできなかっ
た。
However, as a substance having a lower refractive index than MgF 2 , there is a crystalline fluororesin (eg, polytetrafluoroethylene, nd = 1.35).
Since it has poor moldability and is insoluble in (general) organic solvents, it could not be applied to thin films such as antireflection films.

【0004】そこで本発明の課題は、光学素子の反射防
止層の空気と接する層としてMgF2 層より低屈折率で
ある層を用いることで優れた反射防止性を有する光学素
子を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical element having an excellent antireflection property by using a layer having a lower refractive index than the MgF 2 layer as a layer in contact with the air of the antireflection layer of the optical element. is there.

【0005】また、本発明の他の課題は、ディピングコ
ート、スピンコートなどの溶液塗布により形成可能な反
射防止膜を有する光学素子を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an optical element having an antireflection film which can be formed by solution coating such as dipping coating or spin coating.

【0006】また、本発明の他の課題は反射防止膜と透
明基板との密着性に優れた光学素子を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide an optical element having excellent adhesion between an antireflection film and a transparent substrate.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による光学素子
は、透明基板上に、基板側から空気へ向かって、反射防
止膜として、屈折率が1.58以上の高屈折率物質の第
1層および屈折率が1.35以下の非晶質透明フッ素樹
脂の第2層を有することを特徴とする。
An optical element according to the present invention is a first layer of a high refractive index substance having a refractive index of 1.58 or more on a transparent substrate as an antireflection film from the substrate side toward the air. And a second layer of an amorphous transparent fluororesin having a refractive index of 1.35 or less.

【0008】本発明は、MgF2 より低い屈折率(nd
=1.35以下)を有し、有機溶媒に可溶で、しかも、
非晶質であるため、可視光及び近赤外光に対して透明な
フッ素樹脂を光学素子の二層反射防止膜の空気側の層に
用いることで、優れた反射防止効果を有する光学素子を
提供することができる。また、非晶質の透明なフッ素樹
脂は、有機溶剤に可溶であるので、ディップコートおよ
びスピンコートなどの溶液塗布により反射防止膜を形成
することができる。
The present invention has a lower refractive index (nd) than MgF 2.
= 1.35 or less), is soluble in an organic solvent, and
Since it is amorphous, a fluororesin that is transparent to visible light and near-infrared light is used for the air-side layer of the two-layer antireflection film of an optical element to provide an optical element having an excellent antireflection effect. Can be provided. Further, since the amorphous transparent fluororesin is soluble in an organic solvent, the antireflection film can be formed by solution coating such as dip coating and spin coating.

【0009】また本発明において、ガラス、又は、高分
子樹脂の透明基板表面や、nd=1.58以上の高屈折
率物質からなる第1層表面の紫外線照射によるオゾン処
理、コロナ放電処理、プラズマ処理等の表面処理や接着
層を設けることで、更に、密着性を改良した反射防止膜
を持つ光学素子を提供することができる。
In the present invention, the surface of the transparent substrate made of glass or polymer resin, or the surface of the first layer made of a high refractive index material of nd = 1.58 or more, is subjected to ozone treatment by ultraviolet irradiation, corona discharge treatment, plasma. By providing a surface treatment such as treatment or providing an adhesive layer, an optical element having an antireflection film with improved adhesion can be provided.

【0010】本発明による光学素子は、ガラス、又は、
高分子樹脂の透明基板上に、反射防止膜として基板側か
ら空気へ向かって、屈折率が1.58以上の高屈折率物
質の第1層および屈折率が1.35以下の非晶質透明フ
ッ素樹脂の第2層を有する。
The optical element according to the present invention is made of glass or
A first layer of a high refractive index material having a refractive index of 1.58 or more and an amorphous transparent material having a refractive index of 1.35 or less as an antireflection film on a transparent substrate of polymer resin from the substrate side toward air. It has a second layer of fluororesin.

【0011】第1層の好ましい厚さは、The preferred thickness of the first layer is

【0012】[0012]

【外4】 又は[Outside 4] Or

【0013】[0013]

【外5】 であり、第2層の好ましい厚さは、[Outside 5] And the preferred thickness of the second layer is

【0014】[0014]

【外6】 である。(k、Lは正の奇数、n1 は第1層の屈折率、
1 は第1層の膜厚、n2 は第2層の屈折率、d2 は第
2層の膜厚、λ1 、λ2 は設計波長で同じかほぼ同じで
400〜900nmの領域より選ばれる)の光学膜厚n
11 およびn22 を満足することを特徴とする光学
素子の反射防止膜である。λ1 とλ2 がほぼ同じ場合と
しては、λ1 =λ2 ±10nm、特にλ1 =λ2 ±5n
mが適当である。
[Outside 6] Is. (K and L are positive odd numbers, n 1 is the refractive index of the first layer,
d 1 is the film thickness of the first layer, n 2 is the refractive index of the second layer, d 2 is the film thickness of the second layer, and λ 1 and λ 2 are the same or almost the same as the design wavelength from the region of 400 to 900 nm. Optical thickness n of selected)
It is an antireflection film for an optical element, which satisfies 1 d 1 and n 2 d 2 . When λ 1 and λ 2 are almost the same, λ 1 = λ 2 ± 10 nm, especially λ 1 = λ 2 ± 5n
m is suitable.

【0015】図1は、本発明の反射防止膜を形成した光
学素子の断面図であり、透明基板1に第1層2及び第2
層3を形成したものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical element having an antireflection film according to the present invention, in which a transparent substrate 1 is provided with a first layer 2 and a second layer.
The layer 3 is formed.

【0016】図2は、各層間に接着層を設けた本発明の
光学素子の断面図であり、透明基板1と第1層2の間に
接着層4、及び第1層2と第2層3の間に接着層5を設
けたものである。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical element of the present invention in which an adhesive layer is provided between the respective layers. The adhesive layer 4 is provided between the transparent substrate 1 and the first layer 2, and the first layer 2 and the second layer. The adhesive layer 5 is provided between the layers 3.

【0017】第1層及び第2層は好ましくは層形成材料
が有機溶媒中に分散又は溶解した塗料を透明基板に塗布
することによって形成される。
The first layer and the second layer are preferably formed by coating a transparent substrate with a coating material in which the layer forming material is dispersed or dissolved in an organic solvent.

【0018】本発明の透明基板に用いられるガラスは、
レンズ等に用いられる光学ガラスや、フィルター等に用
いられる石英ガラス等があり、高分子樹脂としては、ポ
リメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネ
ート、ポリオレフィン、あるいは、これらの二種以上か
らなる共重合体などがあげられる。
The glass used for the transparent substrate of the present invention is
There are optical glass used for lenses and the like, and quartz glass used for filters and the like, and as the polymer resin, polymethylmethacrylate, polystyrene, polycarbonate, polyolefin, or a copolymer composed of two or more of these, etc. can give.

【0019】基板側から空気側へ向かって第1層に用い
られる高屈折率物質としては、nd=1.58以上で、
基板の屈折率より高いものが好ましい。ndはNaのd
線(587nm)に対する屈折率である。
As the high refractive index material used for the first layer from the substrate side toward the air side, nd = 1.58 or more,
It is preferably higher than the refractive index of the substrate. nd is d of Na
It is a refractive index for a line (587 nm).

【0020】例えば、無機物としては、Ti、Ce、Z
r、Sn、Sb、Taのような金属の酸化物が用いられ
る。これらの金属酸化物の成膜は、1〜100nmの金
属酸化物微粒子とテトラアルコキシシランのようなバイ
ンダー及び微粒子の安定化剤、これらの分散媒としての
有機溶媒からなるコーティング液より、ディップコート
法又はスピンコート法により塗布し、加熱することで成
膜するものである。
For example, as the inorganic substance, Ti, Ce, Z
Oxides of metals such as r, Sn, Sb and Ta are used. The film formation of these metal oxides is carried out by a dip coating method using a coating liquid comprising 1 to 100 nm metal oxide fine particles, a binder such as tetraalkoxysilane and a stabilizer for the fine particles, and an organic solvent as a dispersion medium for these. Alternatively, it is applied by a spin coating method and heated to form a film.

【0021】又、有機物としては、ポリスチレン、ポリ
カーボネート、ポリスチレン誘導体、ポリカーボネート
誘導体およびポリメチルメタクリレート誘導体などの高
分子樹脂が用いられるこれらの誘導体としては、ポリス
チレン、ポリカーボネートおよびポリメチルメタクリレ
ートの中に化学結合により、又は、物理的にイオウ原子
やハロゲン原子、多環芳香族を含ませることで屈折率を
高めた高分子樹脂が用いられる。これらの高分子樹脂の
成膜は、トルエンのような芳香族、酢酸イソブチルのよ
うなエステル、イソプロピルアルコールのようなアルコ
ール、メチルエチルケトンのようなケトン、ジイソプロ
ピルエーテルのようなエーテル、又は、これらの混合物
の有機溶媒中に高分子樹脂を溶解させたコーティング液
より、ディップコート法により塗布し、加熱乾燥するこ
とで成膜するものである。
As the organic substance, polymer resins such as polystyrene, polycarbonate, polystyrene derivatives, polycarbonate derivatives and polymethylmethacrylate derivatives are used. As these derivatives, polystyrene, polycarbonate and polymethylmethacrylate are chemically bonded to each other. Alternatively, a polymer resin having a refractive index increased by physically containing a sulfur atom, a halogen atom, or a polycyclic aromatic is used. Films of these polymeric resins can be formed from aromatics such as toluene, esters such as isobutyl acetate, alcohols such as isopropyl alcohol, ketones such as methyl ethyl ketone, ethers such as diisopropyl ether, or mixtures thereof. A film is formed by applying a coating solution of a polymer resin dissolved in an organic solvent by a dip coating method and heating and drying.

【0022】ここで用いる金属酸化物微粒子又は高分子
樹脂を、溶解又は分散させてなるコーティング液の濃
度、粘度等は、目的とする膜厚により適宜変化するもの
であるが、好ましくは1〜15cps(20℃)の粘度
範囲にあるものが、ディップコート法又はスピンコート
法による膜ムラの発生が少なく、最適である。
The concentration, viscosity, etc. of the coating liquid prepared by dissolving or dispersing the metal oxide fine particles or the polymer resin used here may be appropriately changed depending on the desired film thickness, but preferably 1 to 15 cps. Those having a viscosity range of (20 ° C.) are most suitable because they cause less film unevenness due to the dip coating method or the spin coating method.

【0023】第2層の形成に用いる非晶質透明フッ素樹
脂の非晶質は、成膜したときに透明な膜を形成できるこ
とで確認される。また、X線による結晶解析により結晶
が実質的に観測されないことによっても確認できる。
The amorphous nature of the amorphous transparent fluororesin used for forming the second layer is confirmed by the fact that a transparent film can be formed when it is formed. It can also be confirmed by the fact that crystals are not substantially observed by crystal analysis by X-ray.

【0024】有機溶剤に可溶な好ましい非晶質透明フッ
素樹脂としては、下記の主鎖の繰り返し単位を有するポ
リマーが挙げられる。
Preferred amorphous transparent fluororesins soluble in organic solvents include polymers having the following repeating units of the main chain.

【0025】[0025]

【外7】 (ただし、m、m′、n、n′は、正の整数)より成る
ものであり、この繰り返し単位中のフッ素原子の1か所
以上が、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、ア
ルコール基、シラノール基、ホスホニル基、スルホニル
基、シアノ基、ニトロ基、ビニル基、エポキシ基および
末端に官能基を持つパーフルオロアルキル、パーフルオ
ロアルキルエーテル、パーフルオロアルケン等のフッ素
化合物から選ばれた少なくとも1つと置換される。ある
いは、上記式に示される繰り返し単位と、上記式に示さ
れる繰り返し単位中のフッ素原子の1か所以上が、アミ
ノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、アルコール基、
シラノール基、ホスホニル基、スルホニル基、シアノ
基、ニトロ基、ビニル基、エポキシ基および末端に官能
基を持つパーフルオロアルキル、パーフルオロアルキル
エーテル、パーフルオロアルケン等のフッ素化合物から
選ばれる少なくとも1つと置換された繰り返し単位との
共重合体からなるフッ素系高分子樹脂を用いることがで
きる。
[Outside 7] (However, m, m ′, n, and n ′ are positive integers), and at least one of fluorine atoms in the repeating unit is an amino group, an aldehyde group, a carboxyl group, an alcohol group, At least one selected from a silanol group, a phosphonyl group, a sulfonyl group, a cyano group, a nitro group, a vinyl group, an epoxy group, and a fluorine compound such as perfluoroalkyl, perfluoroalkyl ether, and perfluoroalkene having a functional group at the end. Will be replaced. Alternatively, the repeating unit represented by the above formula and at least one fluorine atom in the repeating unit represented by the above formula is an amino group, an aldehyde group, a carboxyl group, an alcohol group,
Substitute with at least one selected from fluorine compounds such as silanol groups, phosphonyl groups, sulfonyl groups, cyano groups, nitro groups, vinyl groups, epoxy groups and terminal functional groups such as perfluoroalkyl, perfluoroalkyl ether, and perfluoroalkene. A fluoropolymer resin composed of a copolymer with the repeating unit can be used.

【0026】なお、上述のフッ素化合物の末端に有する
官能基としては、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシ
ル基、アルコール基、シラノール基、ホスホニル基、ス
ルホニル基、シアノ基、ニトロ基、ビニル基、エポキシ
基などである。
The functional groups at the ends of the above-mentioned fluorine compounds include amino groups, aldehyde groups, carboxyl groups, alcohol groups, silanol groups, phosphonyl groups, sulfonyl groups, cyano groups, nitro groups, vinyl groups, epoxy groups. And so on.

【0027】上述の非晶質透明フッ素樹脂は、トルエン
のような芳香族、メチルエチルケトンのようなケトン、
酢酸イソブチルのようなエステル、ジイソプロピルエー
テルのようなエーテル、イソプロピルアルコールのよう
なアルコール、又は、これらの混合物の有機溶媒、又
は、テトラデカフルオロヘキサン、オクタデカフルオロ
オクタンのような炭化フッ素系溶媒に溶解させることが
可能である。特に、炭化フッ素系溶媒は、第1層目の高
屈折率高分子樹脂を侵さず、又、非晶質透明フッ素樹脂
の溶解度も大きく、ディップコート法又はスピンコート
法による非晶質透明フッ素樹脂の成膜に適している。
The above-mentioned amorphous transparent fluororesin is an aromatic such as toluene, a ketone such as methyl ethyl ketone,
Soluble in an organic solvent such as an ester such as isobutyl acetate, an ether such as diisopropyl ether, an alcohol such as isopropyl alcohol, or a mixture thereof, or a fluorocarbon solvent such as tetradecafluorohexane or octadecafluorooctane. It is possible to In particular, the fluorocarbon solvent does not attack the high-refractive-index polymer resin of the first layer and has a high solubility of the amorphous transparent fluororesin, and the amorphous transparent fluororesin prepared by the dip coating method or the spin coating method is used. Suitable for film formation.

【0028】非晶質透明フッ素樹脂溶液の濃度、粘度等
は、目的とする膜厚により適宜変化するものであるが、
膜ムラ等の発生を少なくするため、1〜15cps(2
0℃)の粘度の溶液が好ましい。
The concentration, viscosity, etc. of the amorphous transparent fluororesin solution will vary depending on the desired film thickness.
1 to 15 cps (2
A solution with a viscosity of 0 ° C.) is preferred.

【0029】又、本発明で、ガラス、又は、高分子樹脂
の透明基板、及び、高屈折率物質の金属酸化物、又は、
高分子樹脂からなる第1層に施される密着性改良のため
の表面処理としては、紫外線照射でオゾンを発生させ、
このオゾンで表面を活性化する紫外線−オゾン処理、コ
ロナ放電処理、プラズマ処理等の表面改質技術が用いら
れるが、この他にも電子線、イオンビームの照射等も有
効である。
Further, in the present invention, a transparent substrate of glass or polymer resin, and a metal oxide of a high refractive index substance, or
As the surface treatment for improving the adhesiveness applied to the first layer made of a polymer resin, ozone is generated by ultraviolet irradiation,
Surface modification techniques such as ultraviolet-ozone treatment for activating the surface with ozone, corona discharge treatment, and plasma treatment are used. In addition to this, electron beam or ion beam irradiation is also effective.

【0030】又、ガラス、又は、高分子樹脂の透明基板
と高屈折率物質の金属酸化物、又は、高分子樹脂からな
る第1層の間、及び、この第1層と低屈折率の非晶質透
明フッ素樹脂よりなる第2層の間の接着層に用いられる
接着剤としては、N−β(アミノエチル)γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ
−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、β−(3、4エポキシ
シクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタクリロ
キシプロピル)トリメトキシシラン等の反応性官能基を
持つシランカップリング剤、イソプロピルトリオクタノ
イルチタネート、テトラ(2、2−ジアリルオキシメチ
ル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチ
タネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネー
ト、ジイソステアロイルエチレンチタネート等のチタネ
ートカップリング剤、
Further, between the transparent substrate of glass or polymer resin and the first layer of metal oxide of high refractive index material or polymer resin, and between the first layer and the non-refractive index non-reflecting layer. Examples of the adhesive used for the adhesive layer between the second layers made of a crystalline transparent fluororesin include N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane and N-β (aminoethyl) γ
-Aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, β- (3,4epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane , A silane coupling agent having a reactive functional group such as γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (methacryloxypropyl) trimethoxysilane, isopropyltrioctanoyl titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl- A titanate coupling agent such as 1-butyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, dicumylphenyloxyacetate titanate, diisostearoyl ethylene titanate,

【0031】[0031]

【外8】 で表されるジルコアルミネートカップリング剤、又は、
イソブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレー
ト、ポリプロピルグリコールメタクリレート、グリセロ
ールモノメタクリレートのようなメタクリレート系モノ
マーを用いることができる。
[Outside 8] Zircoaluminate coupling agent represented by, or
Methacrylate monomers such as isobutyl methacrylate, glycidyl methacrylate, polypropyl glycol methacrylate, glycerol monomethacrylate can be used.

【0032】なお、透明基板と第1層の間及び/又は第
1層と第2層の間の密着性を向上させる好適な方法とし
ては、第1層及び/又は第2層を、(1)透明基板及び
/又は第1層と接着層を介して、(2)透明基板表面及
び/又は第1層表面を紫外線−オゾン処理して、(3)
透明基板表面及び/又は第1層表面をコロナ放電処理し
て、(4)透明基板表面及び/又は第1層表面をプラズ
マ処理して、(5)透明基板表面及び/又は第1層表面
を紫外線−オゾン処理後、接着層を介して、(6)透明
基板表面及び/又は第1層表面をコロナ放電処理後、接
着層を介して、又は、(7)透明基板表面及び/又は第
1層表面をプラズマ処理後、接着層を介して、形成する
方法が挙げられる。
As a preferable method for improving the adhesion between the transparent substrate and the first layer and / or between the first layer and the second layer, the first layer and / or the second layer are (1 ) Through the transparent substrate and / or the first layer and the adhesive layer, (2) the surface of the transparent substrate and / or the surface of the first layer is subjected to ultraviolet-ozone treatment, and (3)
The transparent substrate surface and / or the first layer surface is subjected to corona discharge treatment, (4) the transparent substrate surface and / or the first layer surface is subjected to plasma treatment, and (5) the transparent substrate surface and / or the first layer surface is treated. After the ultraviolet-ozone treatment, (6) through the adhesive layer, the transparent substrate surface and / or the surface of the first layer is subjected to corona discharge treatment, through the adhesive layer, or (7) the transparent substrate surface and / or the first layer. A method in which the layer surface is subjected to plasma treatment and then formed via an adhesive layer may be used.

【0033】[0033]

【実施例】【Example】

(実施例1)十分洗浄を行ったガラス基板(BK7、n
d=1.517、76×24×1mm)をN−β(アミ
ノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、1
重量%のエタノール溶液中へ30分間浸した後、60m
m/minの速度で引き上げ、80℃で30分間乾燥を
行い、更にエタノールで洗浄、乾燥してシランカップリ
ング処理を行った。このシランカップリング処理済みの
ガラス基板をポリスチレン(nd=1.592(商品
名:スタイロンG8259、旭化成社製)の3重量%、
トルエン溶液へ2分間浸した後、90mm/minの速
度で引き上げ、150℃で30分間乾燥を行い、166
nm厚の第1層を形成した。第1層のk値は1である。
この試料を更に、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、1重量%エタノール溶液へ30分間浸した後、60
mm/minの速度で引き上げ、80℃で30分間乾燥
をし、エタノール洗浄を行った。引き続き、この試料を
繰り返し単位
(Example 1) A glass substrate (BK7, n
d = 1.517, 76 × 24 × 1 mm) to N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, 1
60 m after soaking in a wt% ethanol solution for 30 minutes
It was pulled up at a speed of m / min, dried at 80 ° C. for 30 minutes, washed with ethanol, and dried for silane coupling treatment. 3% by weight of polystyrene (nd = 1.592 (trade name: Stylon G8259, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) of the glass substrate subjected to the silane coupling treatment,
After immersing in a toluene solution for 2 minutes, it is pulled up at a speed of 90 mm / min, dried at 150 ° C. for 30 minutes, and then 166
A first layer having a thickness of nm was formed. The k value of the first layer is 1.
This sample was further immersed in a 1 wt% ethanol solution of γ-aminopropyltrimethoxysilane for 30 minutes, and then 60
It was pulled up at a speed of mm / min, dried at 80 ° C. for 30 minutes, and washed with ethanol. Continue to repeat this sample

【0034】[0034]

【外9】 (n、mは正の整数)のフッ素樹脂(nd=1.338
(商品名:サイトップ−CTX、旭ガラス社製)の2重
量%のオクタデカフルオロオクタン溶液へ2分間浸した
後、80mm/minの速度で引き上げ、150℃で6
0分間、乾燥を行い、99nm厚の第2層を形成した。
第2層のL値は1である。
[Outside 9] (N and m are positive integers) fluororesin (nd = 1.338
(Product name: CYTOP-CTX, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was soaked in a 2% by weight octadecafluorooctane solution for 2 minutes, then pulled up at a speed of 80 mm / min, and at 150 ° C.
Drying was performed for 0 minutes to form a second layer having a thickness of 99 nm.
The L value of the second layer is 1.

【0035】この反射防止膜を成膜したガラス基板は、
400〜700nmの可視光領域で、反射率1.5%以
下、透過率98%以上の分光特性を示した。
The glass substrate on which this antireflection film is formed is
In the visible light region of 400 to 700 nm, a spectral characteristic of reflectance of 1.5% or less and transmittance of 98% or more was exhibited.

【0036】この結果を図3に示す。The results are shown in FIG.

【0037】(比較例)実施例1と同様にして、ガラス
基板上にシランカップリング処理を行った後、ポリスチ
レンの第1層を形成することなく直接実施例1と同様に
してフッ素樹脂層を形成して光学素子を製造した。この
光学素子の反射率特性を図4に示す。図4に示されるよ
うに400〜700nmの可視光領域における反射率は
約1.5%〜約3.6%と大きい値を示した。
Comparative Example A silane coupling treatment was carried out on a glass substrate in the same manner as in Example 1, and then a fluororesin layer was formed directly in the same manner as in Example 1 without forming the first layer of polystyrene. Then, an optical element was manufactured. The reflectance characteristic of this optical element is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the reflectance in the visible light region of 400 to 700 nm showed a large value of about 1.5% to about 3.6%.

【0038】(実施例2)IPAにより洗浄を行ったア
クリル樹脂レンズ(ポリメチルメタアクリレート、nd
=1.492、直径27mm、有効直径23mm、凸面
曲率半径60.24、凹面曲率半径37.67)をポリ
スチレン(商品名:スタイロンG8259)の3重量
%、酢酸イソブチル溶液へ20秒間浸した後、90mm
/minの速度で引き上げ、60℃で20分間乾燥し
て、166nm厚の第1層を形成した。第1層のK値は
1である。更に、この試料を出力250w、酸素流量5
00sccm、1Torrで10分間のプラズマ処理を
行い、繰り返し単位
Example 2 Acrylic resin lens (polymethylmethacrylate, nd, washed with IPA)
= 1.492, diameter 27 mm, effective diameter 23 mm, convex radius of curvature 60.24, concave radius of curvature 37.67) was soaked in 3% by weight of polystyrene (trade name: Styron G8259) in isobutyl acetate solution for 20 seconds, 90 mm
It was pulled up at a speed of / min and dried at 60 ° C. for 20 minutes to form a first layer having a thickness of 166 nm. The K value of the first layer is 1. Furthermore, this sample is output 250w, oxygen flow rate 5
Plasma treatment for 10 minutes at 00 sccm and 1 Torr

【0039】[0039]

【外10】 (m、nは正の整数)のフッ素樹脂(商品名:サイトッ
プCTX)の2重量%オクタデカフルオロオクタン溶液
へ2分間浸した後、80mm/minの速度で引き上
げ、60℃、2時間乾燥して99nm厚の第2層を形成
した。第2層のL値は1である。
[Outside 10] (M and n are positive integers) Soaked in a 2 wt% octadecafluorooctane solution of fluororesin (trade name: Cytop CTX) for 2 minutes, then pulled up at a speed of 80 mm / min and dried at 60 ° C. for 2 hours. Then, a second layer having a thickness of 99 nm was formed. The L value of the second layer is 1.

【0040】この反射防止膜を成膜したアクリル樹脂レ
ンズは、400〜700nmの可視光領域で、反射率
1.3%以下、透過率98%以上の分光特性を示した。
The acrylic resin lens on which this antireflection film was formed exhibited spectral characteristics with a reflectance of 1.3% or less and a transmittance of 98% or more in the visible light region of 400 to 700 nm.

【0041】(実施例3)十分洗浄を行ったガラス基板
(BK7、nd=1.517、76×24×1mm)
を、紫外線照射、オゾン処理(25w、3灯、オゾン濃
度3分以降230ppm)を片面3分間ずつ両面に行
い、平均粒径15±1nmのZrO2 、3重量%、テト
ラエトキシシラン9.6重量%、シリコン系界面活性剤
1重量%、水1重量%、塩酸0.4重量%、酢酸エチル
25重量%、エタノール60重量%からなるコーティン
グ液に2分間浸した後、240mm/minの速度で引
き上げ、120℃で30分間乾燥し、更に、250℃で
60分間乾燥を行い、160nm厚の第1層を形成し
た。第1層のK値は1である。この膜の屈折率を測定し
たところnd=1.66であった。この試料を紫外線照
射−オゾン処理を片面3分間ずつ両面に行った後、繰り
返し単位
Example 3 A glass substrate that has been thoroughly washed (BK7, nd = 1.517, 76 × 24 × 1 mm)
UV irradiation and ozone treatment (25 w, 3 lights, ozone concentration 3 minutes after 230 ppm) on each side for 3 minutes, ZrO 2 with an average particle size of 15 ± 1 nm, 3% by weight, tetraethoxysilane 9.6% by weight %, Silicon-based surfactant 1% by weight, water 1% by weight, hydrochloric acid 0.4% by weight, ethyl acetate 25% by weight, and ethanol 60% by weight, after being immersed for 2 minutes in a coating solution, the speed is 240 mm / min. It was pulled up, dried at 120 ° C. for 30 minutes, and further dried at 250 ° C. for 60 minutes to form a first layer having a thickness of 160 nm. The K value of the first layer is 1. When the refractive index of this film was measured, it was nd = 1.66. This sample was subjected to UV irradiation-ozone treatment on both sides for 3 minutes on each side, and then repeated units

【0042】[0042]

【外11】 (m、nは正の整数)のフッ素樹脂(nd=1.31)
(商品名:テフロンAF1600、デュポン社製)の3
重量%のオクタデカフルオロオクタン溶液へ2分間浸し
た後、60mm/minの速度で引き上げ、180℃で
60分間乾燥を行い、99nm厚の第2層を形成した。
第2層のL値は1である。
[Outside 11] (M and n are positive integers) fluororesin (nd = 1.31)
(Product name: Teflon AF1600, manufactured by DuPont) 3
After dipping in a wt% octadecafluorooctane solution for 2 minutes, it was pulled up at a rate of 60 mm / min and dried at 180 ° C. for 60 minutes to form a second layer having a thickness of 99 nm.
The L value of the second layer is 1.

【0043】この反射防止膜を成膜したガラス基板は、
400〜700nmの可視光領域で、反射率1.5%以
下、透過率98%以上の分光特性を示した。
The glass substrate on which this antireflection film is formed is
In the visible light region of 400 to 700 nm, a spectral characteristic of reflectance of 1.5% or less and transmittance of 98% or more was exhibited.

【0044】この結果を図5に示す。The results are shown in FIG.

【0045】(実施例4)十分洗浄を行った石英基板
(nd=1.458、76×24×1mm)をγ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、1重量%のエタノール
溶液中へ30分間浸した後、60mm/minの速度で
引き上げ、80℃で30分間乾燥を行い、更にエタノー
ルで洗浄、乾燥してシランカップリング処理を行った。
このシランカップリング処理済みの石英基板をポリカー
ボネート(nd=1.583)(商品名:パンライトA
D5503、帝人化成社製)の3重量%、トルエン溶液
へ2分間浸した後、70mm/minの速度で引き上
げ、150℃で30分間乾燥を行い、123nm厚の第
1層を形成した。第1層のK値は1である。この石英板
を更にγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、1重量
%のエタノール溶液中へ30分間浸した後、60mm/
minの速度で引き上げ、80℃で30分間乾燥後、エ
タノール洗浄を行った。引き続き、この試料を繰り返し
単位
Example 4 A sufficiently washed quartz substrate (nd = 1.458, 76 × 24 × 1 mm) was immersed in a 1% by weight ethanol solution of γ-aminopropyltriethoxysilane for 30 minutes. At a rate of 60 mm / min, dried at 80 ° C. for 30 minutes, washed with ethanol and dried for silane coupling treatment.
This silane coupling-treated quartz substrate is made of polycarbonate (nd = 1.583) (trade name: Panlite A)
D5503 (manufactured by Teijin Kasei Co., Ltd.) was dipped in a toluene solution for 2 minutes, then pulled up at a speed of 70 mm / min and dried at 150 ° C. for 30 minutes to form a first layer having a thickness of 123 nm. The K value of the first layer is 1. This quartz plate was further immersed in a 1% by weight ethanol solution of γ-aminopropyltriethoxysilane for 30 minutes, and then 60 mm /
It was pulled up at a rate of min, dried at 80 ° C. for 30 minutes, and washed with ethanol. Continue to repeat this sample

【0046】[0046]

【外12】 (n、mは正の整数)のフッ素樹脂(商品名:サイトッ
プCTX)の2重量%オクタデカフルオロオクタン溶液
へ2分間浸した後、60mm/minの速度で引き上
げ、150℃で60分間乾燥を行い、146nm厚の第
2層を形成した。第2層のL値は1である。
[Outside 12] After soaking in a 2 wt% octadecafluorooctane solution of a fluororesin (trade name: Cytop CTX) of (n and m are positive integers) for 2 minutes, it is pulled up at a speed of 60 mm / min and dried at 150 ° C. for 60 minutes. Then, a second layer having a thickness of 146 nm was formed. The L value of the second layer is 1.

【0047】この反射防止膜を成膜した石英基板は、7
00〜900nmの近赤外光領域で、反射率1%以下、
透過率98%以上の分光特性を示した。この結果を図6
に示す。
The quartz substrate on which this antireflection film is formed is 7
In the near infrared region of 00 to 900 nm, the reflectance is 1% or less,
It showed spectral characteristics with a transmittance of 98% or more. This result is shown in FIG.
Shown in.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による光学
素子の反射防止膜は、反射防止効果が大きく、又、密着
性も良好である。
As described above, the antireflection film of the optical element according to the present invention has a large antireflection effect and good adhesion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の反射防止膜を施した光学素子の断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical element provided with an antireflection film of the present invention.

【図2】本発明の接着層を介した反射防止膜を施した光
学素子の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of an optical element provided with an antireflection film via an adhesive layer of the present invention.

【図3】実施例1の光学素子の反射率の測定図である。3 is a measurement diagram of reflectance of the optical element of Example 1. FIG.

【図4】比較例の光学素子の反射率の測定図である。FIG. 4 is a measurement diagram of reflectance of an optical element of a comparative example.

【図5】実施例3の光学素子の反射率の測定図である。5 is a measurement diagram of reflectance of the optical element of Example 3. FIG.

【図6】実施例4の光学素子の反射率の測定図である。6 is a measurement diagram of reflectance of the optical element of Example 4. FIG.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明基板上に、基板側から空気へ向かっ
て、反射防止膜として屈折率が1.58以上の高屈折率
物質の第1層および屈折率が1.35以下の非晶質透明
フッ素樹脂の第2層を有する光学素子。
1. A first layer of a high refractive index material having a refractive index of 1.58 or more and an amorphous material having a refractive index of 1.35 or less as an antireflection film on a transparent substrate from the substrate side toward air. An optical element having a second layer of transparent fluororesin.
【請求項2】 第1層及び第2層が、層形成材料を有機
溶媒中に分散又は溶解した塗料を透明基板に塗布するこ
とによって形成されたものである請求項1の光学素子。
2. The optical element according to claim 1, wherein the first layer and the second layer are formed by coating a transparent substrate with a coating material in which a layer forming material is dispersed or dissolved in an organic solvent.
【請求項3】 第1層が、 (1)透明基板と接着層を介して、 (2)透明基板表面を紫外線−オゾン処理して、 (3)透明基板表面をコロナ放電処理して、 (4)透明基板表面をプラズマ処理して、 (5)透明基板表面を紫外線−オゾン処理後、接着層を
介して、 (6)透明基板表面をコロナ放電処理後、接着層を介し
て、又は、 (7)透明基板表面をプラズマ処理後、接着層を介し
て、形成されている請求項1又は請求項2の光学素子。
3. The first layer comprises (1) a transparent substrate and an adhesive layer, (2) an ultraviolet-ozone treatment on the transparent substrate surface, and (3) a corona discharge treatment on the transparent substrate surface. 4) Plasma-treating the transparent substrate surface, (5) UV-ozone-treating the transparent substrate surface through the adhesive layer, (6) Corona discharge treating the transparent substrate surface through the adhesive layer, or (7) The optical element according to claim 1 or 2, which is formed through a bonding layer after plasma-treating the surface of the transparent substrate.
【請求項4】 第2層が、 (1)第1層と切着層を介して、 (2)第1層表面を紫外線−オゾン処理して、 (3)第1層表面をコロナ放電処理して、 (4)第1層表面をプラズマ処理して、 (5)第1層表面を紫外線−オゾン処理後、接着層を介
して、 (6)第1層表面をコロナ放電処理後、接着層を介し
て、又は、 (7)第1層表面をプラズマ処理後、接着層を介して、
形成されている請求項1又は請求項2の光学素子。
4. The second layer is (1) via the first layer and the cutting layer, (2) the surface of the first layer is subjected to ultraviolet-ozone treatment, and (3) the surface of the first layer is subjected to corona discharge treatment. Then, (4) the surface of the first layer is subjected to plasma treatment, (5) the surface of the first layer is subjected to ultraviolet-ozone treatment, and then through an adhesive layer, (6) the surface of the first layer is subjected to corona discharge treatment, and then adhered. Via the layer, or (7) after the plasma treatment of the surface of the first layer, via the adhesive layer,
The optical element according to claim 1 or 2, which is formed.
【請求項5】 第1層は、 【外1】 又は、 【外2】 第2層は、 【外3】 (k、Lは正の奇数、n1 は第1層の屈折率、d1 は第
1層の膜厚、n2 は第2層の屈折率、d2 は第2層の膜
厚、λ1 、λ2 は設計波長で同じかほぼ同じで400〜
900nmの領域より選ばれる)の光学膜厚n11
よびn22 を満足する請求項1又は請求項2の光学素
子。
5. The first layer comprises: Or [outside 2] The second layer is [External 3] (K and L are positive odd numbers, n 1 is the refractive index of the first layer, d 1 is the thickness of the first layer, n 2 is the refractive index of the second layer, d 2 is the thickness of the second layer, λ 1 and λ 2 are designed wavelengths that are the same or almost the same, 400-
The optical element according to claim 1 or 2, which satisfies an optical film thickness n 1 d 1 and n 2 d 2 ( selected from a region of 900 nm).
【請求項6】 第1層が金属酸化物微粒子とバインダー
とを有する請求項1又は請求項2の光学素子。
6. The optical element according to claim 1, wherein the first layer contains metal oxide fine particles and a binder.
【請求項7】 金属酸化物がTi、Ce、Zr、Sn、
SbおよびTaから選ばれる金属の酸化物である請求項
6の光学素子。
7. The metal oxide is Ti, Ce, Zr, Sn,
The optical element according to claim 6, which is an oxide of a metal selected from Sb and Ta.
【請求項8】 第1層が高分子樹脂層である請求項1又
は請求項2の光学素子。
8. The optical element according to claim 1, wherein the first layer is a polymer resin layer.
【請求項9】 高分子樹脂が、ポリスチレン、ポリカー
ボネート、ポリスチレン誘導体、ポリカーボネート誘導
体、およびポリメチルメタクリレート誘導体から選ばれ
たものである請求項8の光学素子。
9. The optical element according to claim 8, wherein the polymer resin is selected from polystyrene, polycarbonate, polystyrene derivatives, polycarbonate derivatives, and polymethylmethacrylate derivatives.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08234001A (en) * 1995-02-24 1996-09-13 Asahi Glass Co Ltd Antireflection optical article
JP2003533726A (en) * 2000-05-15 2003-11-11 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Anti-reflective coating
JP2019174322A (en) * 2018-03-29 2019-10-10 株式会社Screenホールディングス Sample container

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