JPH07294702A - 光学素子の表面改質方法 - Google Patents

光学素子の表面改質方法

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JPH07294702A
JPH07294702A JP6083410A JP8341094A JPH07294702A JP H07294702 A JPH07294702 A JP H07294702A JP 6083410 A JP6083410 A JP 6083410A JP 8341094 A JP8341094 A JP 8341094A JP H07294702 A JPH07294702 A JP H07294702A
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JP
Japan
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optical element
coating film
vacuum
film
modifying
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Application number
JP6083410A
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English (en)
Inventor
Satoshi Kubota
聡 久保田
Etsuo Okanoe
悦男 岡上
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OPUTORON KK
Seiko Epson Corp
Original Assignee
OPUTORON KK
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板との密着性・耐久性にすぐれ、溶剤を使
用せずに真空中で使用可能な光学素子の表面改質法を提
供する。 【構成】 光学素子の表面又はコート膜の表面に、下記
一般式で示されるシロキサザン化合物を真空中で付着反
応させる光学素子の表面改質法。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学素子の表面に撥水
性を付与して光学素子の表面を改質する、光学素子の表
面改質方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光学素子は、その表面に無機物又は有機
物等の異物が付着すると、光の吸収や散乱などにより光
学性能の低下を引き起こす場合がある。また、多くの光
学素子は、その光学性能を高めるために単層又は多層の
反射防止膜が施されている。反射防止膜には無機物から
なるものと有機物からなるものがあるが、特に多用され
ているのは、SiO2 、SiO、ZrO2 、TiO2
MgF2 等の無機化合物の単層膜又は多層膜を、真空蒸
着やイオンプレーティング等のPVD法により形成する
ものである。しかし、SiO2 等の無機コート膜は、S
i、Na、Ca等の不純物を含む水滴が付着した場合、
乾燥する過程において不純物が無機コート膜表面に残
り、いわゆるヤケ現象を起こす。特に反射防止膜におい
ては、外観上の問題となるのに加えて、光学性能にも重
大な支障をきたす。これらの課題を解決する方法とし
て、光学基板やコート膜の表面に撥水性のある薄膜を形
成し、汚れやゴミの付着を防止することが行なわれてい
る。たとえば、特開昭61−130902号公報及び特
開昭62−148902号公報等にはポリオルガノシロ
キサンによる反射防止膜の処理方法が開示されており、
特開昭62−80603号公報には末端シラノール有機
ポリシロキサンによる処理方法が開示されている。ま
た、特開昭62−247302号公報にはアミノシラン
又はポリシラザンによる無機コート膜の表面改質法が開
示されている。さらに特開平4−355404号公報に
は、側鎖にN−β(アミノメチル)γ−アミノプロピル
基を有する有機ケイ素化合物を用いて真空蒸着法によ
り、光学基板上に撥水性の薄膜を形成する方法が開示さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のポリオ
ルガノシロキサン又は有機ポリシロキサン化合物の希釈
液に浸漬又は塗布硬化する方法は、反応性が悪く被膜の
形成が難しいという欠点があり、さらに加熱処理の必要
があった。また、シラザン化合物を塗布する方法は化合
物と基板との反応性はよいが、シラザン化合物を安定に
保存するためには溶液中で保管使用する必要がある。従
って、真空中でコート膜を形成後に光学素子基板を大気
中に取り出し、改めてディップコート法やスピンコート
法により塗布する必要があった。さらに、希釈溶媒にも
制約があり、フロンや可燃性溶媒など環境保護や防火対
策に対する配慮も必要である。一方、真空蒸着法により
形成された側鎖にN−β(アミノメチル)γ−アミノプ
ロピル基を有する有機ケイ素化合物の薄膜は、溶剤を使
用せずまた真空中で使用できるメリットはあるが、基板
表面との密着性が悪く、過酷な使用下での耐久性が不足
していた。
【0004】そこで、本発明はこのような問題を解決
し、基板との密着性・耐久性にすぐれ、かつ、溶剤を使
用せずに真空中で使用可能な表面改質方法を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の光学素子の表面
改質法は、下記一般式(1)で示されるフルオロアルキ
ル基を含むシロキサザン化合物を真空中で加熱・蒸発さ
せて、ガラス材料又はプラスチック材料からなる光学素
子の表面に付着反応させることを特徴とする。
【0006】
【化2】
【0007】また、前記一般式(1)で示されるフルオ
ロアルキル基を含むシロキサザン化合物を真空中で加熱
・蒸発させて、無機又は有機のコート膜を有する光学素
子の該コート膜に付着反応させたことを特徴とする。
【0008】また、前記コート膜が無機コート膜である
ことを特徴とする。さらにまた、前記無機コート膜がP
VD法により形成された単層又は多層の反射防止膜であ
ることを特徴とする。本発明の一般式(1)で示される
シロキサザン化合物においてPは1以上の整数である
が、好ましくは1〜20である。以下に本発明で用いら
れるシロキサザン化合物を例示する。
【0009】
【化3】
【0010】
【化4】
【0011】
【化5】
【0012】
【化6】
【0013】上記化合物は一般式RaSiO(4-a)/2で示
されるオルガノポリシロキサンに、そのブロックあたり
少なくとも2個のSiX(Xはハロゲン原子)を含有す
るハロシロキサン又はこれとハロシランの混合物を添加
し、これにアンモニア又は第1級アミンを反応させるこ
とによって合成することができる。また、酸素雰囲気中
で市販のアミノシラン化合物を酸化させて得ることもで
きる。これらの化合物は単独のみならず2種以上を混合
して用いることができる。
【0014】これらのシロキサザン化合物は大部分が固
形状を呈しているのでそのまま真空下で加熱・蒸発させ
ることができる。また、その取扱い、蒸発速度の調整な
どのため熱電導の良好な容器に入れて使用しても良い
が、これらの容器の加熱温度は200〜400℃、好ま
しくは200〜300℃である。
【0015】本発明で用いる光学素子としては、メチル
メタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと他
の1種以上のモノマーをモノマー成分とする共重合体、
ジエチレングリコールビスアリルカーボネート単独重合
体、ジエチレングリコールと1種以上の他のモノマーを
モノマー成分とする共重合体、イオウ含有共重合体、ハ
ロゲン含有共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレ
ン、ポリウレタン等のプラスチック製の光学素子又は無
機ガラス製の光学素子などが挙げられる。
【0016】なお、本発明において光学素子とは、眼鏡
レンズのみならず、カメラレンズ、パソコンのディスプ
レイ等に付設する光学フィルター、自動車の窓ガラス等
に用いられる広義の光学素子を意味する。
【0017】また、コート膜としては眼鏡レンズのハー
ドコート、反射防止膜、各種光学フィルターの誘電体薄
膜や金属薄膜、有機物薄膜を含む。具体的には、ハード
コートして有機ケイ素化合物、アクリル化合物を含んだ
硬化膜、TiO2、ZrO2、CeO2などの無機化合物
を含んだ有機ケイ素化合物などを例示することができ
る。また反射防止膜や各種フィルターは、ZrO2、T
iO2、Y23、Ta25、SiO2、MgF2、Al2
3、Cr、Ag、Al等の材料を単独で、2種以上の混
合物として又は2種以上の化合物として用いて、単層又
は多層の薄膜として形成される。それらは主として真空
蒸着法を用いて形成されるが、スパッタリング法、イオ
ンプレーティング法などの他のPVD法(物理的気相堆
積法:physicalvapour deposition method)又はCVD
法(化学気相堆積法:chemical vapourdeposition metho
d)などを用いて形成することもできる。
【0018】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれに限られるものではない。
【0019】(実施例1)ジエチレングリコールビスア
リルカーボネートの単独重合体からなる合成樹脂製眼鏡
レンズをIPAで洗浄後、真空蒸着装置(株式会社シン
クロン製、VE−800)を用いて真空蒸着法によって
ZrO2 層とSiO2 層の積層膜からなる反射防止膜を
形成した。その膜構成はレンズ側からZrO2 層、Si
2 層、ZrO2 層、SiO2 層である。そして、その
膜厚は、レンズ側に形成されたZrO2 層とSiO2
の合計膜厚はλ/4、その上層のZrO2 層はλ/2、
最上層のSiO2 層はλ/4である(λ=520n
m)。次に分子式
【0020】
【化7】
【0021】で表される化合物を、外形18mm×高さ
7mm、肉厚2mmの円筒形の銅製の容器に約0.1g
充填したものを撥水処理材の蒸発源とした。それを電子
銃(日本電子株式会社製、JEBG102)を用いて、
エミッション電流5mA、アンプリチュード10の条件
で2分間加熱・蒸発させた。蒸発のモニターは真空度の
変化及び光学モニターの動きによって行った。
【0022】蒸発終了後、基板を取り出し基板の水に対
する撥水角を接触角計(協和界面科学株式会社製、FA
CECA−Z型)を用いて測定した。測定値は、5回測
定し最大値と最小値を消去して残りの3値を平均したも
のを結果とした。また、蒸着直後に測定した値と、測定
後アセトンを含ませたクリーニングペーパー(商品名ダ
スパー)を用いて軽く拭き上げたあとの測定値を比較し
た。
【0023】(実施例2)実施例1で作成した反射防止
膜付の眼鏡レンズに、実施例1で作成した撥水処理材を
蒸発源としてその撥水処理材をTa製ボートに乗せ、ボ
ート電源220Aで3分30秒間加熱・蒸発させた後、
実施例1と同じ方法で評価した。
【0024】(実施例3)実施例1で作成した反射防止
膜付の眼鏡レンズに、実施例1で作成した撥水処理材を
蒸発源としてその撥水処理材をTa製ボートに乗せ、そ
の下約1cmの所にハロゲンランプ(ウシオ電気株式会
社製、JPD100V−650W−C)を2本直列につ
なぎ熱源とし、160Vの電圧をかけて加熱・蒸発させ
た後、実施例1と同じ方法で評価した。
【0025】(実施例4)実施例1で作成した反射防止
膜付の眼鏡レンズを使用し、実施例1と同じ容器に分子
【0026】
【化8】
【0027】で表される化合物を約0.1g詰めたもの
を撥水処理材の蒸発源とした。それを実施例1と同じ電
子銃を用いて、エミッション電流8mA、アンプリチュ
ード10の条件で2分間加熱・蒸発させた後、実施例1
と同じ方法で評価した。
【0028】(比較例1)実施例1で作成した反射防止
膜付の眼鏡レンズを使用し、分子式
【0029】
【化9】
【0030】で表される物質をエタノールで0.1%に
希釈した溶液中に20秒間浸漬し引き上げた後、直ちに
水で洗浄常温で乾燥させた物について実施例と同じ方法
で評価を行い比較例1とした。
【0031】(比較例2)実施例1で得られた撥水処理
前の反射防止膜付の眼鏡レンズを比較例2とした。
【0032】実施例1〜比較例2の評価結果を表1にま
とめて示す。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、真空蒸着装置内で高品
質かつ安価な方法で、基板との密着性・耐久性にすぐれ
た光学素子の表面改質が可能になった。
【0035】また、溶剤を使用する必要がないため、従
来方法で問題であった多量の希釈溶液による環境問題や
防災対策などを考える必要がなくなった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示されるフルオロア
    ルキル基を含むシロキサザン化合物を真空中で加熱・蒸
    発させて、ガラス材料又はプラスチック材料からなる光
    学素子の表面に付着反応させることを特徴とする光学素
    子の表面改質方法。 【化1】
  2. 【請求項2】 前記一般式(1)で示されるフルオロア
    ルキル基を含むシロキサザン化合物を真空中で加熱・蒸
    発させて、無機又は有機のコート膜を有する光学素子の
    該コート膜に付着反応させたことを特徴とする光学素子
    の表面改質方法。
  3. 【請求項3】 前記コート膜が無機コート膜であること
    を特徴とする請求項2記載の光学素子の表面改質方法。
  4. 【請求項4】 前記無機コート膜がPVD法により形成
    された単層又は多層の反射防止膜であることを特徴とす
    る請求項3記載の光学素子の表面改質法。
JP6083410A 1994-04-21 1994-04-21 光学素子の表面改質方法 Pending JPH07294702A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007039694A (ja) * 2006-08-21 2007-02-15 Clariant Internatl Ltd ハードコート膜を被覆したポリカーボネート製品及びその製法
JP2011116182A (ja) * 2009-12-01 2011-06-16 Kojima Press Industry Co Ltd 自動車用樹脂ガラス及びその製造方法
US9096726B2 (en) 2011-01-07 2015-08-04 Cheil Industries, Inc. Composition for forming silica based insulating layer, method for manufacturing composition for forming silica based insulating layer, silica based insulating layer and method for manufacturing silica based insulating layer

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US8580378B2 (en) 2009-12-01 2013-11-12 Kojima Press Industry Co., Ltd. Organic glass for automobile and process for producing the same
US9096726B2 (en) 2011-01-07 2015-08-04 Cheil Industries, Inc. Composition for forming silica based insulating layer, method for manufacturing composition for forming silica based insulating layer, silica based insulating layer and method for manufacturing silica based insulating layer

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