JPH07104104A - 光学素子 - Google Patents
光学素子Info
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- JPH07104104A JPH07104104A JP5248125A JP24812593A JPH07104104A JP H07104104 A JPH07104104 A JP H07104104A JP 5248125 A JP5248125 A JP 5248125A JP 24812593 A JP24812593 A JP 24812593A JP H07104104 A JPH07104104 A JP H07104104A
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- glass
- layer
- thin film
- oxide
- resin layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ランタン系のガラスを含めてどのようなガラ
スでも、樹脂を積層することができ、しかも樹脂とガラ
スとの密着性を向上させ、更に樹脂とガラスとによる反
射を大幅に低減する光学素子。 【構成】 ガラス母材上に、珪素若しくは珪素酸化物を
最終層とした１層以上の薄膜層を設け、更に前記最終層
にシランカップリング処理を施した後、樹脂層を順次積
層する。
スでも、樹脂を積層することができ、しかも樹脂とガラ
スとの密着性を向上させ、更に樹脂とガラスとによる反
射を大幅に低減する光学素子。 【構成】 ガラス母材上に、珪素若しくは珪素酸化物を
最終層とした１層以上の薄膜層を設け、更に前記最終層
にシランカップリング処理を施した後、樹脂層を順次積
層する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、ガラス母材上に樹脂
層を積層した光学素子に関する。
層を積層した光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ガラス母材上に樹脂層を積層して
非球面レンズを作成することにより、ガラス製非球面レ
ンズが高価であるという問題点や、プラスチック製非球
面レンズの温度特性に関する問題点を克服する提案がな
されている。この場合、ガラス母材上に樹脂層を直接積
層すると、ガラスと樹脂の密着力が弱いので、ガラス母
材にシランカップリング処理を施すことで、有機材料で
ある各種樹脂と無機質材料である化学的に結合し、密着
力を高めている。
非球面レンズを作成することにより、ガラス製非球面レ
ンズが高価であるという問題点や、プラスチック製非球
面レンズの温度特性に関する問題点を克服する提案がな
されている。この場合、ガラス母材上に樹脂層を直接積
層すると、ガラスと樹脂の密着力が弱いので、ガラス母
材にシランカップリング処理を施すことで、有機材料で
ある各種樹脂と無機質材料である化学的に結合し、密着
力を高めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シラン
カップリング処理が有効に作用するガラスは、SiO2成分
を多く含んだクラウン系のガラスで、主成分がSiO2でな
いガラス、例えばＬａＳＦ、ＬａＫなどのランタン系の
ガラスには効果が薄く、一般に用いられるテープ剥離テ
ストでガラスと樹脂層の密着性を評価すると、不十分な
結果となった。
カップリング処理が有効に作用するガラスは、SiO2成分
を多く含んだクラウン系のガラスで、主成分がSiO2でな
いガラス、例えばＬａＳＦ、ＬａＫなどのランタン系の
ガラスには効果が薄く、一般に用いられるテープ剥離テ
ストでガラスと樹脂層の密着性を評価すると、不十分な
結果となった。
【０００４】また、ランタン系のガラスは高屈折率のガ
ラスが多く、一方、樹脂の屈折率は1.5程度なので、ガ
ラスと樹脂層とを単純に直接積層すると、その境界領域
で大きな光の反射が生じて光学特性が悪くなる。
ラスが多く、一方、樹脂の屈折率は1.5程度なので、ガ
ラスと樹脂層とを単純に直接積層すると、その境界領域
で大きな光の反射が生じて光学特性が悪くなる。
【０００５】本願発明は、このような問題を解決するこ
とを目的とするものであり、あらゆる種類のガラス母材
に対して樹脂層との密着力を向上させ、更に、ガラス母
材と樹脂層の境界領域で生じる光の反射を軽減させ、光
の透過率の高いガラスと樹脂層の積層を実現するもので
ある。
とを目的とするものであり、あらゆる種類のガラス母材
に対して樹脂層との密着力を向上させ、更に、ガラス母
材と樹脂層の境界領域で生じる光の反射を軽減させ、光
の透過率の高いガラスと樹脂層の積層を実現するもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は本願発明にお
ける、ガラス母材上に、珪素若しくは珪素酸化物を最終
層とした１層以上の薄膜層を設け、更に前記最終層にシ
ランカップリング処理を施した後、樹脂層を順次積層し
たことを特徴とする光学素子により解決される。
ける、ガラス母材上に、珪素若しくは珪素酸化物を最終
層とした１層以上の薄膜層を設け、更に前記最終層にシ
ランカップリング処理を施した後、樹脂層を順次積層し
たことを特徴とする光学素子により解決される。
【０００７】
【実施例】本願発明を図１乃至図15に基づいて、詳細に
説明する。
説明する。
【０００８】図１は、本願発明の光学素子の断面図であ
る。図１において、１は母材となるガラスであり、クラ
ウン系のガラスでもランタン系のガラスでもよい。２及
び３は反射防止及びガラス１と樹脂層との密着性を向上
させることを目的とする薄膜であり、最終層の薄膜３は
SiO、SiO2（珪素酸化物）若しくはSi（珪素）の何れか
よりなる薄膜である。薄膜３は、シランカップリング処
理４が施されており、その上に樹脂層５が積層されてい
る。
る。図１において、１は母材となるガラスであり、クラ
ウン系のガラスでもランタン系のガラスでもよい。２及
び３は反射防止及びガラス１と樹脂層との密着性を向上
させることを目的とする薄膜であり、最終層の薄膜３は
SiO、SiO2（珪素酸化物）若しくはSi（珪素）の何れか
よりなる薄膜である。薄膜３は、シランカップリング処
理４が施されており、その上に樹脂層５が積層されてい
る。
【０００９】シランカップリング処理とは、分子中に２
個以上の異なった反応基をもち、有機質材料である樹脂
と、無機質材料であるガラスの如き相性の悪い材料を化
学的に結合させる働きを有するものである。（例：信越
シリコーン製、シランカップリング剤、ＫＢＭ 503） 樹脂層の材料は、光硬化型樹脂、例えば可視光硬化性樹
脂や紫外線硬化樹脂が望ましいが、エポキシ樹脂や、熱
硬化型樹脂でも適用できる。
個以上の異なった反応基をもち、有機質材料である樹脂
と、無機質材料であるガラスの如き相性の悪い材料を化
学的に結合させる働きを有するものである。（例：信越
シリコーン製、シランカップリング剤、ＫＢＭ 503） 樹脂層の材料は、光硬化型樹脂、例えば可視光硬化性樹
脂や紫外線硬化樹脂が望ましいが、エポキシ樹脂や、熱
硬化型樹脂でも適用できる。
【００１０】図２は、図１の樹脂層の上に更に反射防止
用薄膜６を積層した図である。
用薄膜６を積層した図である。
【００１１】図３は、ガラス１の表面に、SiO、SiO2若
しくはSiの何れかを用いた場合の図である。
しくはSiの何れかを用いた場合の図である。
【００１２】〔実施例１〕図２における薄膜２に、ガラ
ス側からSiO2、OH−５を用い、薄膜３にSiO2を用い、ガ
ラスにＬａＫ14、ＳＦ４及びＬＡＳＦ03を用いた光学素
子の設計例を表１に示す。この設計により得られた薄膜
層をガラスＬａＫ14に用いたときの反射特性を図６に、
ＳＦ４に用いたときの反射特性を図７に、ＬＡＳＦ03に
用いたときの反射特性を図８に示す。
ス側からSiO2、OH−５を用い、薄膜３にSiO2を用い、ガ
ラスにＬａＫ14、ＳＦ４及びＬＡＳＦ03を用いた光学素
子の設計例を表１に示す。この設計により得られた薄膜
層をガラスＬａＫ14に用いたときの反射特性を図６に、
ＳＦ４に用いたときの反射特性を図７に、ＬＡＳＦ03に
用いたときの反射特性を図８に示す。
【００１３】反射率は、波長450〜600nmで２％以下とな
り、良好な反射防止効果が得られた。樹脂層５の上に積
層された反射防止用薄膜６は、酸化シリコン（SiO2）、
チタン酸ジルコニウム（ZrTiO2）、酸化シリコン（Si
O2）の順で積層された薄膜で形成され、各薄膜をｎｄ／
λ0で表すと、１／４〜１／８、１／８、１／４とな
る。反射特性は、図４に示すように、ガラス１の薄膜２
を形成した側と反対面に黒色樹脂層７を塗装し、黒色樹
脂層７とは反対側より光を照射し反射光量を測定して求
めた。
り、良好な反射防止効果が得られた。樹脂層５の上に積
層された反射防止用薄膜６は、酸化シリコン（SiO2）、
チタン酸ジルコニウム（ZrTiO2）、酸化シリコン（Si
O2）の順で積層された薄膜で形成され、各薄膜をｎｄ／
λ0で表すと、１／４〜１／８、１／８、１／４とな
る。反射特性は、図４に示すように、ガラス１の薄膜２
を形成した側と反対面に黒色樹脂層７を塗装し、黒色樹
脂層７とは反対側より光を照射し反射光量を測定して求
めた。
【００１４】また、樹脂層５の密着性を評価するため、
テープ剥離テスト（クロスカット試験法、ＪＩＳ Ｄ020
2）を行い、日本塗料検査協会による評価基準（文献：
最新コーティング技術、昭和58年発行、株式会社総合技
術センター出版）で評価した評価点数８〜10点となり、
クロスカット面のハガレは発生しなく、良好な密着性を
示した。
テープ剥離テスト（クロスカット試験法、ＪＩＳ Ｄ020
2）を行い、日本塗料検査協会による評価基準（文献：
最新コーティング技術、昭和58年発行、株式会社総合技
術センター出版）で評価した評価点数８〜10点となり、
クロスカット面のハガレは発生しなく、良好な密着性を
示した。
【００１５】なお、表１において、 (1)層数は、ガラス側より第１、２、３層とする。
【００１６】(2)第１層の蒸着材料は、SiO2の他に、MgF
2であってもよい。
2であってもよい。
【００１７】膜厚範囲：0.05≦ｎｄ／λ0≦0.10 (3)第２層の蒸着材料は、OH−５の他に、ZrO2，CeO2，T
a2O5，TiO2及びこれらの混合物であってもよい。
a2O5，TiO2及びこれらの混合物であってもよい。
【００１８】膜厚範囲：0.02≦ｎｄ／λ0≦0.10 OH−５は、オプトロン社製の製品名であり、ZrTiO2（チ
タン酸ジルコニウム）である。
タン酸ジルコニウム）である。
【００１９】
【表１】
【００２０】〔実施例２〕図２において、薄膜２にAl2O
3のみを用い、薄膜３にSiO2を用い、ガラスにＬａＫ1
4、ＳＦ４及びＬＡＳＦ03を用いた光学素子の設計例を
表２に示す。この設計により得られた薄膜層をガラスＬ
ａＫ14に用いたときの反射特性を図９に、ＳＦ４に用い
たときの反射特性を図10に、ＬＡＳＦ03に用いたときの
反射特性を図11に示す。
3のみを用い、薄膜３にSiO2を用い、ガラスにＬａＫ1
4、ＳＦ４及びＬＡＳＦ03を用いた光学素子の設計例を
表２に示す。この設計により得られた薄膜層をガラスＬ
ａＫ14に用いたときの反射特性を図９に、ＳＦ４に用い
たときの反射特性を図10に、ＬＡＳＦ03に用いたときの
反射特性を図11に示す。
【００２１】反射特性の測定及び反射防止用薄膜６は、
実施例１と同様である。この結果、実施例１と同様に良
好な反射防止効果が得られた。樹脂層５の密着性を実施
例１と同様に評価すると、同じく良好な結果が得られ
た。
実施例１と同様である。この結果、実施例１と同様に良
好な反射防止効果が得られた。樹脂層５の密着性を実施
例１と同様に評価すると、同じく良好な結果が得られ
た。
【００２２】なお、表２において、 (1)層数は、ガラス側より第１、２層とする。
【００２３】(2)第１層の蒸着材料は、Al2O3の他に、Si
O、Al2O3とCeO2の混合物でもよい。
O、Al2O3とCeO2の混合物でもよい。
【００２４】膜厚範囲：0.20≦ｎｄ／λ0≦0.30 Al2O3は、酸化アルミニュウムである。
【００２５】
【表２】
【００２６】〔実施例３〕図３における薄膜３にSiOを
用い、ガラスにＬａＫ14を用いた光学素子の設計例を表
３に、その反射特性を図12に示す。
用い、ガラスにＬａＫ14を用いた光学素子の設計例を表
３に、その反射特性を図12に示す。
【００２７】反射特性の測定法、反射防止用薄膜６は実
施例１と同様であり、良好な反射防止効果が得られ、ま
た樹脂層５の密着性も実施例１と同様に評価し、良好な
結果を得た。
施例１と同様であり、良好な反射防止効果が得られ、ま
た樹脂層５の密着性も実施例１と同様に評価し、良好な
結果を得た。
【００２８】
【表３】
【００２９】また、図３の薄膜３にSi若しくはSiO2を用
いた場合も、実施例３と同様に良好な反射特性と樹脂層
の良好な密着性を得た。
いた場合も、実施例３と同様に良好な反射特性と樹脂層
の良好な密着性を得た。
【００３０】なお、前記実施例１乃至３において、膜厚
値はｎｄ／λ0で示してあり、λ0は設計波長（反射率を
最小にしたい波長、例えば510nm）、ｎは膜を構成する
材料の屈折率、ｄは膜の実測厚(nm)である。また、樹脂
の屈折率を1.51915とした。一般の樹脂材料を用いた場
合も、同等の材料と膜厚範囲の適応が可能である。
値はｎｄ／λ0で示してあり、λ0は設計波長（反射率を
最小にしたい波長、例えば510nm）、ｎは膜を構成する
材料の屈折率、ｄは膜の実測厚(nm)である。また、樹脂
の屈折率を1.51915とした。一般の樹脂材料を用いた場
合も、同等の材料と膜厚範囲の適応が可能である。
【００３１】〔比較例〕図13乃至図15は、図５に示す如
く、反射防止用薄膜２及び３を省略し，ガラスに樹脂層
を直接積層したときの光学素子の反射特性を示すもので
あり、ガラスにＬａＫ14を用いたときの反射特性を図13
に、ＳＦ４を用いたときの反射特性を図14に、ＬＡＳＦ
03を用いたときの反射特性を図15に示す。
く、反射防止用薄膜２及び３を省略し，ガラスに樹脂層
を直接積層したときの光学素子の反射特性を示すもので
あり、ガラスにＬａＫ14を用いたときの反射特性を図13
に、ＳＦ４を用いたときの反射特性を図14に、ＬＡＳＦ
03を用いたときの反射特性を図15に示す。
【００３２】反射特性の測定法、反射防止用薄膜６の構
成は、実施例と同様である。
成は、実施例と同様である。
【００３３】反射防止用薄膜２及び３を設けた図６乃至
図12における反射特性と、省略した図13乃至図15におけ
る反射特性とを比較すれば、反射特性が比較例で顕著に
劣化し、反射率が大きくなるのは、ガラス１と樹脂層５
の境界付近での光反射が大きくなっている為であること
が明らかであり、反射防止用薄膜２及び３の効果は顕著
であることが分かる。
図12における反射特性と、省略した図13乃至図15におけ
る反射特性とを比較すれば、反射特性が比較例で顕著に
劣化し、反射率が大きくなるのは、ガラス１と樹脂層５
の境界付近での光反射が大きくなっている為であること
が明らかであり、反射防止用薄膜２及び３の効果は顕著
であることが分かる。
【００３４】また、樹脂層５の密着性を実施例１と同様
に測定した結果、ガラス１の表面をシランカップリング
処理したにもかかわらず、評価点数０〜４と実用上不十
分な結果となり、前記処理の効果が見られず、薄膜２及
び３の効果が明らかとなった。
に測定した結果、ガラス１の表面をシランカップリング
処理したにもかかわらず、評価点数０〜４と実用上不十
分な結果となり、前記処理の効果が見られず、薄膜２及
び３の効果が明らかとなった。
【００３５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本願発明に
よれば、ランタン系のガラスを含めてどのようなガラス
でも、樹脂とガラスとの密着性を強くして積層すること
が可能であり、しかも樹脂とガラス間の反射を大幅に低
減することができる。
よれば、ランタン系のガラスを含めてどのようなガラス
でも、樹脂とガラスとの密着性を強くして積層すること
が可能であり、しかも樹脂とガラス間の反射を大幅に低
減することができる。
【図１】本願発明の光学素子の断面図である。
【図２】図１の樹脂層の上に更に反射防止用薄膜を積層
した図である。
した図である。
【図３】薄膜を単層とした図である。
【図４】図２のガラス１に黒色樹脂層７を塗装した図で
ある。
ある。
【図５】図２に対して、薄膜２及び３を除去した図であ
る。
る。
【図６】薄膜にSiO2、OH−５及びSiO2を用い、ガラスに
ＬａＫ14を用いたときの反射特性図である。
ＬａＫ14を用いたときの反射特性図である。
【図７】薄膜にSiO2、OH−５及びSiO2を用い、ガラスに
ＳＦ４を用いたときの反射特性図である。
ＳＦ４を用いたときの反射特性図である。
【図８】薄膜にSiO2、OH−５及びSiO2を用い、ガラスに
ＬＡＳＦ03を用いたときの反射特性図である。
ＬＡＳＦ03を用いたときの反射特性図である。
【図９】薄膜にAl2O3及びSiO2を用い、ガラスにＬａＫ1
4を用いたときの反射特性図である。
4を用いたときの反射特性図である。
【図１０】薄膜にAl2O3及びSiO2を用い、ガラスにＳＦ
４を用いたときの反射特性図である。
４を用いたときの反射特性図である。
【図１１】薄膜にAl2O3及びSiO2を用い、ガラスにＬＡ
ＳＦ03を用いたときの反射特性図である。
ＳＦ03を用いたときの反射特性図である。
【図１２】薄膜にSiOを用い、ガラスにＬａＫ14を用い
たときの反射特性図である。
たときの反射特性図である。
【図１３】ガラスにＬａＫ14を用い、反射防止薄膜２及
び３を省略したときの反射特性図である。
び３を省略したときの反射特性図である。
【図１４】ガラスにＳＦ４を用い、反射防止薄膜２及び
３を省略したときの反射特性図である。
３を省略したときの反射特性図である。
【図１５】ガラスにＬＡＳＦ03を用い、反射防止薄膜２
及び３を省略したときの反射特性図である。
及び３を省略したときの反射特性図である。
１ ガラス ２ 薄膜 ３ 最終層の薄膜 ４ シランカップリング処理 ５ 樹脂層 ６ 反射防止用薄膜 ７ 黒色樹脂層
Claims (5)
- 【請求項１】 ガラス母材上に、珪素若しくは珪素酸化
物を最終層とした１層以上の薄膜層を設け、更に前記最
終層にシランカップリング処理を施した後、樹脂層を順
次積層したことを特徴とする光学素子。 - 【請求項２】 前記樹脂層が紫外線硬化型樹脂よりなる
ことを特徴とする請求項１記載の光学素子。 - 【請求項３】 前記薄膜層が、ガラス母材に近い層から
順に、第１層が酸化珪素、フッ化マグネシウム、若しく
は酸化珪素とフッ化マグネシウムとの混合物の何れかよ
りなり、第２層がチタン酸ジルコニウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化セリウム、酸化タンタル、酸化チタン、又は
チタン酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウ
ム、酸化タンタル若しくは酸化チタンの何れかの組み合
わせからなる混合物の何れかよりなり、第３層が酸化シ
リコンよりなることを特徴とする請求項１記載の光学素
子。 - 【請求項４】 前記薄膜層が、ガラス母材に近い層から
順に、第１層が酸化アルミニュウム、一酸化珪素、若し
くは酸化アルミニュウムと酸化セリウムの混合物の何れ
かよりなり、第２層が二酸化珪素よりなることを特徴と
する請求項１記載の光学素子。 - 【請求項５】 前記薄膜層が、一酸化珪素よりなること
を特徴とする請求項１記載の光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5248125A JPH07104104A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5248125A JPH07104104A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07104104A true JPH07104104A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17173609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5248125A Pending JPH07104104A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104104A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021106348A1 (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | Ａｇｃ株式会社 | 積層体および扉または壁 |
-
1993
- 1993-10-04 JP JP5248125A patent/JPH07104104A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021106348A1 (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | Ａｇｃ株式会社 | 積層体および扉または壁 |
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