TW201440902A - 光學零件 - Google Patents

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TW201440902A TW103105116A TW103105116A TW201440902A TW 201440902 A TW201440902 A TW 201440902A TW 103105116 A TW103105116 A TW 103105116A TW 103105116 A TW103105116 A TW 103105116A TW 201440902 A TW201440902 A TW 201440902A
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low
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transparent substrate
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TW103105116A
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Kensuke Fujii
Takaaki Murakami
Akihiko Yoshihara
Masao Miyamura
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

[解決手段]提供一種光學零件，具有：透明基體；積層在前述透明基體上之低反射膜；及積層在前述低反射膜上之防污膜；前述防污膜之表面粗度Ra在3nm以下。

Description

光學零件 發明領域
本發明係有關於一種光學零件。
發明背景
在液晶顯示器等各種顯示裝置及相機等攝影機器之各種光學機器中，均有使用用以保護顯示構件及成像元件之保護構件、或構成前述機器之透鏡等的光學機能構件等(以下亦稱為光學零件)。
上述光學零件為了使光透射而使用透明基體，且係製成於該透明基體表面更設有低反射膜之構成。此乃為了抑制入射光反射而使目視性等降低之現象。又，使用時一旦有人類手指等接觸，便會附著油脂、汗、化粧顏料等而對目視性等造成影響，由此點看來，係構成為不易附著污垢又易於除去污垢，而在低反射膜上更設有防污膜。
然而，防污膜附著有污垢時，若以布等擦拭防污膜表面多次，防污膜的一部分或依情況甚至全部會被除去而有耐污染性降低之問題，故自習知即不斷檢討提高防污膜之耐久性的方法。
例如，專利文獻1中揭示了一種以提高防污層之 耐久性為目的而形成有一由預定化合物所構成之防污層的抗反射構件。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本國特開2001-281412號公報
發明概要
然而，在專利文獻1之抗反射構件中，雖可見防污層有一定耐久性的提升，但實用上稱不上具有充分的耐久性，而需要更進一步的耐久性提升。
本發明係有鑑於上述習知技術所具有之問題，其目的在於提供一種在透明基體上積層有低反射膜、防污膜之光學零件，並已提高防污膜之耐久性的光學零件。
為了解決上述課題，本發明提供一種光學零件，具有：透明基體；積層在前述透明基體上之低反射膜；及積層在前述低反射膜上之防污膜；前述防污膜之表面粗度Ra在3nm以下。
在本發明中，可提供一種在透明基體上積層有低反射膜、防污膜之光學零件，並已提高防污膜之耐久性的 光學零件。
10‧‧‧光學零件
10A‧‧‧光學零件之側面
11‧‧‧透明基體
11A、11B‧‧‧透明基體之面
12‧‧‧反射膜
12A‧‧‧反射膜之面
13‧‧‧防污膜
13A‧‧‧防污膜之面
21‧‧‧光學零件之上面部分
22‧‧‧光學零件之側面
31‧‧‧光學零件之上面部分
32‧‧‧光學零件之側面
圖1係本發明實施形態之光學零件的構成說明圖。
圖2係實驗例1中之光學零件的SEM影像。
圖3係實驗例6中之光學零件的SEM影像。
用以實施發明之形態
以下，參照圖式說明用以實施本發明之形態，惟本發明不受下述實施形態限制，可在不脫離本發明範圍下對下述實施形態加諸各種變形及置換。
在本實施形態中說明本發明之光學零件。
本實施形態之光學零件之特徵在於具有透明基體、積層在前述透明基體上之低反射膜及積層在前述低反射膜上之防污膜，且前述防污膜之表面粗度Ra在3nm以下。
針對本實施形態之光學零件，使用圖1加以說明。圖1係示意顯示本實施形態之光學零件10之截面圖，其具有透明基體11上積層有低反射膜12及該低反射膜12上積層有防污膜13之構成。有關構成光學零件10之各構件於以下說明。
首先，作為透明基體11之材料無特別限定，只要是至少可透射可視光者，即可利用各種透明基體。作為透明基體，可舉如塑膠基板、藍寶石基板、玻璃基板等。其 中，從透明性及強度等觀點看來，透明基體以玻璃基板為佳。又，在尤其力求強度之用途下，宜使用藍寶石基板作為透明基體。
使用玻璃基板作為透明基體時，玻璃種類無特別 限定，可利用無鹼玻璃、鈉鈣玻璃及鋁矽酸鹽玻璃等各種玻璃。其中，從與設置於其上面之層的密著性觀點看來，宜使用鈉鈣玻璃。
透明基體11為玻璃基板時，從透明基體本身之強 度觀點看來，宜使用業將鋁矽酸鹽玻璃施行化學強化處理的強化玻璃基板(例如「Dragontrail(註冊商標)」等)。
化學強化處理係表示將玻璃表面之離子半徑小 的鹼離子(例如鈉離子)取代成離子半徑大的鹼離子(例如鉀離子)之處理。例如，將含有鈉離子之玻璃以含有鉀離子之熔融鹽進行處理，藉此可進行化學強化。上述經化學強化處理後的玻璃基板表面之壓縮應力層的組成與離子交換處理前的組成略有不同，但基板深層部之組成與化學強化處理前之組成大致相同。
化學強化的條件無特別限定，可因應提供於化學 強化之玻璃種類及所要求的化學強化程度等適當選擇。
作為用以進行化學強化處理之熔融鹽，係因應提 供於化學強化之玻璃基材選擇即可。作為用以進行化學強化處理之熔融鹽，可舉如硝酸鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、氯化鈉及氯化鉀等鹼硫酸鹽及鹼氯化鹽等。該等熔融鹽可單獨使用亦可將多種組合使用。
熔融鹽之加熱溫度在350℃以上為佳，在380℃以 上較佳。又，在500℃以下為佳，在480℃以下較佳。
藉由將熔融鹽之加熱溫度定在350℃以上，可防 止離子交換速度過度降低而難以化學強化。又，藉由定在500℃以下，可抑制熔融鹽之分解．劣化。
又，為了賦予充分的壓縮應力，使玻璃接觸熔融 鹽之時間在1小時以上為佳，在2小時以上較佳。又，在長時間的離子交換中，生產性會下降並且因緩和而使壓縮應力值降低，因此在24小時以下為佳，在20小時以下較佳。
關於透明基體11之形狀亦無特別限定，可因應光 學零件之各種用途來選擇其形狀。例如，可為圖1所示之板狀形狀，亦可為面內包含曲面或球面之形狀。
透明基體11之表面粗度Ra未有特別限定，如上述， 在本實施形態之光學零件中防污膜13之表面粗度Ra係定在3nm以下。而且，防污膜13係積層在低反射膜12上，低反射膜12係積層在透明基體11上。因此，為了較可輕易地使防污膜13的表面粗度Ra在上述範圍，透明基體11中積層有低反射膜12之面11A及低反射膜12中積層有防污膜13之面12A亦為同樣的表面粗度Ra為佳。即，關於透明基體11中依序積層有低反射膜12、防污膜13之面11A，其表面粗度Ra在3nm以下為佳。又，如後述，防污膜13之表面粗度Ra在2nm以下較佳，在1.5nm以下更佳。因此，透明基體11中依序積層有低反射膜12、防污膜13之面11A的表面粗度Ra在2nm以下較佳，在1.5nm以下更佳。
透明基體11中依序積層低反射膜12及防污膜13 之面11A的表面粗度Ra之下限值無特別限定，與後述防污膜13之表面同樣地在0.1nm以上為佳，在0.5nm以上較佳。
而，有關透明基體11中皆未積層低反射膜12、防 污膜13或僅積層低反射膜12之面，其表面粗度Ra可因應光學構件之用途等任意地選擇。
在此，表面粗度Ra係在基準面上所取之包含於基 準長度的粗度曲線中將由基準面而得之絕對值偏差加以平均之值，愈接近0表示愈接近完全的平滑面。
而且，於透明基體11之至少一面上係如圖1所示積層有低反射膜12。
低反射膜12可抑制在光學零件10表面上的光反射，因此使用具有低反射膜之光學零件作為顯示裝置的覆蓋構件時，可抑制周圍的光映射而較可提高顯示裝置的顯示目視性。又，使用該光學零件作為相機透鏡時，可抑制光映射而成像出鮮明的影像。
低反射膜的材料無特別限定，只要是可抑制光反射之材料，即可利用各種材料。例如，作為低反射膜，可製成積層有高折射率層及低折射率層之構成。在此所謂的高折射率層係波長550nm下之折射率在1.9以上之層，低折射率層係波長550nm下之折射率在1.6以下之層。
可為分別含有各1層高折射率層及低折射率層之形態，亦可為分別含有2層以上之構成。分別含有2層以上高折射率層及低折射率層時，高折射率層及低折射率層則 以交錯積層而成之形態為佳。
尤其為了提高抗反射性能，低反射膜則為以積層 有多層之積層體為佳，例如該積層體以整體積層有2層以上且6層以下之層為佳，積層有2層以上且4層以下之層較佳。 在此的積層體如上述係以積層有高折射率層及低折射率層之積層體為佳，高折射率層及低折射率層的各自層數合計在上述範圍為佳。
高折射率層及低折射率層之材料無特別限定，可 考慮所要求的抗反射程度及生產性等選擇。作為構成高折射率層之材料，例如可適當利用選自於氧化鈮(Nb2O5)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氮化矽(SiN)、氧化鉭(Ta2O5)之1種以上。作為構成低折射率層之材料，可適當利用選自於氧化矽(SiO2)、含有Si與Sn之混合氧化物的材料、含有Si與Zr之混合氧化物的材料及含有Si與Al之混合氧化物的材料之1種以上。
作為高折射率層，從生產性及折射率程度看來， 前述高折射率層係由選自氧化鈮層或氧化鉭層中之任一者所構成且前述低折射率層為氧化矽層較佳。
又，從膜材料之硬度及表面粗度的觀點看來，高 折射率層為氮化矽層且低折射率層係下述之任一材料較佳：含有Si與Sn之混合氧化物的材料、含有Si與Zr之混合氧化物的材料及含有Si與Al之混合氧化物的材料。
在本實施形態之光學零件中，低反射膜12係設於 透明基體11之至少一面，但亦可製成設在透明基體11兩面 之構成，即可製成設在圖1之11A、11B兩者之構成。
而且，如上述，在本實施形態之光學零件中，形成在低反射膜12上之防污膜13的表面粗度Ra在3nm以下。防污膜之表面粗度Ra一旦大於3nm，則以布等擦拭防污膜表面時，壓力會集中加諸於防污膜之凸部。其結果認為會增強其部分相對於防污膜表面的剪切應力而使防污膜易於剝離。另一方面，防污膜之Ra只要在3nm以下，則布等可沿著表面的凹凸形狀變形，而可均勻地對防污膜表面整體施加荷重。因此，認為相對於防污膜表面的剪切應力會變小，而可抑制防污膜之剝離。
為了較可輕易地使防污膜13之表面粗度Ra在上述範圍，低反射膜12中與防污膜13相對向之面(例如圖1中之面12A)，亦以表面粗度Ra在3nm以下為佳。
又，從較易縮小對防污膜表面之剪切應力的觀點看來，防污膜13之表面粗度Ra在2nm以下較佳，在1.5nm以下更佳。因此，低反射膜12中與防污膜13相對向之面12A的表面粗度Ra在2nm以下較佳。在1.5nm以下更佳。
低反射膜12中與防污膜13相對向之面12A的表面粗度Ra之下限值無特別限定，與後述防污膜13之表面同樣地在0.1nm以上為佳，在0.5nm以上較佳。
而，防污膜13係如後述形成為有可能會被人手觸碰之面，由此點看來，即便在透明基材兩面上皆設有反射膜12之情況下，仍可製成僅於其中一面的反射膜上設置防污膜13之構成。此時，就未設有防污膜之反射膜的表面粗 度，則可因應光學零件之用途等任意地選擇。
形成低反射膜12之方法無特別限定，可利用各種 成膜方法。尤其，為了使其表面之表面粗度Ra之值在上述適當範圍內，宜藉由脈衝濺鍍、AC濺鍍、數位濺鍍等方法進行成膜。與一般的磁控濺鍍相較下，脈衝濺鍍及AC濺鍍則有較多的電漿能量到達至基板或成膜分子可持以較多的能量到達至基板。因此，認為可促進已被成膜之分子的再配置，藉此可製出緻密且平滑的膜。
例如，藉由脈衝濺鍍進行成膜時，將透明基體11 配置於惰性氣體與氧氣之混合氣體環境的腔室內，並針對此選擇靶材以形成期望組成，即可成膜。
此時，腔室內的惰性氣體之氣體種類無特別限定， 可利用氬及氦等各種惰性氣體。
而且，該惰性氣體與氧氣之混合氣體構成的腔室 內壓力雖未有特別限定，但藉由使其在0.5Pa以下之範圍，較可輕易地使低反射膜表面之表面粗度在上述適當範圍，故為理想。此認為是因為惰性氣體與氧氣之混合氣體構成的腔室內壓力若在0.5Pa以下，即可確保成膜分子的平均自由路徑，而可使成膜分子持以較多的能量到達至基板。因此可促進成膜分子的再配置而製成較緻密且平滑的表面之膜。惰性氣體與氧氣之混合氣體構成的腔室內壓力之下限值無特別限定，例如在0.1Pa以上為佳。
又，數位濺鍍與一般的磁控濺鍍不同，係以在同 一腔室內重複下述步驟而形成金屬氧化物薄膜之方法：首 先藉由濺鍍形成金屬的極薄膜，並照射氧電漿、氧離子或氧自由基以進行氧化。此時，成膜分子著膜於基板時為金屬，因此推測與以金屬氧化物的狀態著膜之情況相較下較有延性。因此，即便為相同能量，但較易引發成膜分子的再配置，結果上可製成緻密且平滑的膜。
接下來說明防污膜13。防污膜13可藉由含氟有機 矽化合物構成。
在此說明含氟有機矽化合物。作為本實施形態中 使用之含氟有機矽化合物，只要是可賦予防污性、撥水性、撥油性者，可無特別限定使用。
作為上述含氟有機矽化合物，可適當利用例如具 有選自於由聚氟聚醚基、聚氟伸烷基及聚氟烷基所構成群組中之1種以上之基的含氟有機矽化合物。而，聚氟聚醚基係指具有聚氟伸烷基與醚性氧原子交錯鍵結而成之結構的2價基。
作為具有該選自於由聚氟聚醚基、聚氟伸烷基及 聚氟烷基所構成群組中之1種以上之基的含氟有機矽化合物之具體例，可舉如以下述通式(I)~(V)表示之化合物等。
式中，Rf係碳數1~16之直鏈狀聚氟烷基(作為烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等)；X係氫原 子或碳數1~5之低級烷基(例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等)；R1係可水解之基(例如胺基、烷氧基等)或鹵素原子(例如氟、氯、溴、碘等)；m為1~50且理想為1~30之整數；n為0~2且理想為1~2之整數，p為1~10且理想為1~8之整數。
CqF2q+1CH2CH2Si(NH2)3 (II)
在此，q係1以上且理想為2~20之整數。
作為以通式(II)表示之化合物，可舉例如正三氟(1,1,2,2-四氫)丙基矽氮烷(n-CF3CH2CH2Si(NH2)3)、正七氟(1,1,2,2-四氫)戊基矽氮烷(n-C3F7CH2CH2Si(NH2)3)等。
Cq’F2q’+1CH2CH2Si(OCH3)3 (III)
在此，q'係1以上且理想為1~20之整數。
作為以通式(III)表示之化合物，可舉例如2-(全氟辛基)乙基三甲氧矽烷(n-C8F17CH2CH2Si(OCH3)3)等。
式(IV)中，Rf2係以-(OC3F6)s-(OC2F4)t-(OCF2)u-(s、t、u分別獨立為0~200之整數)表示之2價直鏈狀聚氟聚醚基，R2、R3係分別獨立為碳原子數1~8之一價烴基(例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等)。X2、X3係獨立為可水解之基(例如胺基、烷氧基、醯氧基、烯氧基、異氰酸酯基等)或鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)，d、e係獨立為1~2之整數，c、f系獨立為1~5(理想為1~2) 之整數，a及b係獨立為2或3。
在化合物(IV)所具有之Rf2中，s+t+u以20~300為佳，25~100較佳。又，作為R2、R3，以甲基、乙基、丁基較佳。作為以X2、X3表示之水解性基，以碳數1~6之烷氧基較佳，甲氧基、乙氧基尤佳。又，a及b以各別為3為佳。
[化3]F-(CF2)v-(OC3F6)w-(OC2F4)y-(OCF2)z(CH2)hO(CH2)i-Si(X4)3-k(R4)k (V)
式(V)中，v係1~3之整數，w、y、z係分別獨立為0~200之整數，h為1或2，i為2~20之整數，X4係水解性基，R4係碳數1~22之直鏈或支鏈的烴基，k為0~2之整數。w+y+z以20~300為佳，25~100較佳。又，i以2~10較佳。X4以碳數1~6之烷氧基為佳，甲氧基、乙氧基較佳。作為R4，以碳數1~10之烷基較佳。
又，作為具有選自於由市售之聚氟聚醚基、聚氟伸烷基及聚氟烷基所構成群組中之1種以上之基的含氟有機矽化合物，可適當使用KP-801(商品名、信越化學公司製)、KY178(商品名、信越化學公司製)、KY-130(商品名、信越化學公司製)、KY185(商品名、信越化學公司製)、Optool(註冊商標)DSX及Optool(註冊商標)AES(皆為商品名、大金公司製)等。
而，含氟有機矽化合物為了抑制與大氣中之水分反應而劣化等，一般係與氟系溶媒等溶媒混合保存，但若含有該等溶媒便直接提供於成膜步驟，則有時會對所製得 之薄膜的耐久性等帶來不良影響。
因此，在本實施形態中，宜使用於以加熱容器進 行加熱前已預先進行溶媒除去處理之含氟有機矽化合物或未經溶媒稀釋(未添加有溶媒)之含氟有機矽化合物。例如，作為含氟有機矽化合物溶液中所含之溶媒濃度，以1mol%以下者為佳，0.2mol%以下者較佳。使用不含溶媒之含氟有機矽化合物尤佳。
而，就保存上述含氟有機矽化合物時所使用的溶 媒而言，可舉如全氟己烷、亞甲基六氟化物(C6H4(CF3)2)、氫氟聚醚、HFE7200/7100(商品名、住友3M公司製、HFE7200係以C4F9C2H5表示，HFE7100係以C4F9OCH3表示)等。
自含有氟系溶媒之含氟有機矽化合物溶液除去 溶媒(溶劑)的除去處理，例如可藉由將裝有含氟有機矽化合物溶液之容器進行真空排氣來施行。
有關進行真空排氣之時間，因依排氣線、真空泵 等之排氣能力、溶液量等而有變化故不予以限定，例如可進行真空排氣10小時程度以上來施行。
本實施形態之防污膜的成膜方法無特別限定，宜 使用如上述之材料藉由真空蒸鍍來進行成膜。
此時，上述溶媒之除去處理亦可將含氟有機矽化 合物溶液導入形成防污膜之成膜裝置的加熱容器後，於進行升溫前在室溫下將加熱容器內進行真空排氣來施行。又，亦可於導入加熱容器前預先藉由蒸發器等進行溶媒除去。
惟，如前述，溶媒含量少或不含溶媒之含氟有機 矽化合物與含有溶媒者相較下，容易因與大氣接觸而劣化。
因此，溶媒含量少(或不含溶媒)之含氟有機矽化 合物的保管容器係使用將容器中以氮氣等惰性氣體取代並密閉者，且在進行處置時以縮短對大氣之暴露及接觸時間的方式進行為佳。
具體上，將保管容器開封後立即將含氟有機矽化 合物導入形成防污膜之成膜裝置的加熱容器為佳。而且，導入後使加熱容器內呈真空或以氮氣、稀有氣體等惰性氣體加以取代，藉此除去加熱容器內所含之大氣(空氣)為佳。 為了以可不與大氣接觸地從保管容器(貯藏容器)導入本製造裝置之加熱容器，例如以附閥門之配管將貯藏容器與加熱容器連接較佳。
而且，將含氟有機矽化合物導入加熱容器後，在 將容器內以真空或惰性氣體取代後立即開始進行用以成膜之加熱為佳。
作為防污膜之成膜方法，在本實施形態之說明中 係描述使用溶液或原液之含氟有機矽化合物之例，惟不受此限。就其他方法而言，例如有使用市售之所謂的蒸鍍用粒子(舉例而言如Canon Optron公司製之SURFCLEAR)的方法，該蒸鍍用粒子係預先使含氟有機矽化合物以一定量浸潤於多孔金屬(例如錫或銅)或繊維狀金屬(例如不鏽鋼)中而成者。此時，亦可將蒸鍍裝置之容量或因應所需膜厚之量的粒子作為蒸鍍源，簡便地形成防污膜。
如上述，防污膜13係積層在低反射膜12上。例如 如上述，於透明基體11之兩面(11A、11B)形成低反射膜12時，可於兩者的低反射膜12形成防污膜，亦可為僅於其中任一面積層防污膜13之構成。此乃因為防污膜13只要是設置在人類手指等有可能接觸之處即可，可因應其用途等作選擇。
而且，有關本實施形態之防污膜，其表面粗度 Ra在3nm以下，在2nm以下較佳，在1.5nm以下更佳。藉由使防污膜13表面之表面粗度在該範圍內，可提高防污膜13之耐久性。
防污膜13之表面粗度Ra的下限值雖未有特別限 定，但以在0.1nm以上為佳，在0.5nm以上較佳。
以上，係就本實施形態之光學零件加以說明，而 本實施形態之光學零件的霧度在1%以下為佳，在0.5%以下較佳。藉由使霧度為上述值，例如作為成像元件用保護構件時可抑制入射光之擴散而拍攝較鮮明的影像。又，作為顯示裝置用保護構件時可顯示較鮮明的影像。
因此，在液晶顯示器等各種顯示裝置及相機等攝 影機器、各種光學機器中，可更適當作為用以保護顯示構件及成像元件之保護構件(覆蓋構件)，或構成前述機器之透鏡等光學機能構件等來利用。
實施例
以下列舉具體的實施例進行說明，惟本發明不受該等實施例限定。
(1)評估方法
以下將說明以下實驗例中所製得之光學零件的特性評估方法。
(低反射膜的表面形狀測定、光學零件的形狀觀察)
在以下實驗例中，如下述進行光學零件之防污膜的表面形狀測定及評估。
於透明基體上形成低反射膜、防污膜後，以掃描 型探針顯微鏡(Seiko Instruments公司製、型號：SPA400)測定該防污膜之平面輪廓。測定模式係定為DFM模式，並將掃描區定為3μm×3μm。然後從所製得之平面輪廓依據JIS B 0601(2001)而求得表面粗度Ra之值。
而，偶爾防污膜材料會局部凝聚而使Ra變得特別 大。此時，必須從計算中除去該部分。
又，亦使用掃描型電子顯微鏡(日立先端科技公 司、型號：SU8020)，進行了防污膜成膜後之試料表面的形狀觀察。
(摩擦耐久性(耐摩耗性)試驗、防污膜之水接觸角測定)
在以下實驗例中，針對形成防污膜後的試料，就該試料之防污膜以下述程序進行摩擦耐久性試驗。
首先，針對各實驗例之防污膜，藉由以下程序進行摩擦試驗。
於底面10mm×10mm之平面金屬壓頭的表面安裝鋼絲絨#0000，製成用以摩擦試樣之摩擦件。
接下來，使用上述摩擦件以平面摩耗試驗機3連 式(大榮科學精器公司製、型號：PA-300A)進行摩擦試驗。具體上，首先以上述摩擦件之底面接觸試樣的防污膜面的方式安裝於摩耗試驗機，並加載砝碼使對摩擦件之加重成為1000g，在平均速度6400mm/min且單程40mm下往返滑動。將往返1次定為摩擦次數1次，並將摩擦次數定為2000次來進行摩擦試驗。
其後，針對防污膜藉由以下程序進行水接觸角之測定。
防污膜之水接觸角測定係使用自動接觸角計(協和界面科學公司製、型號：DM-501)，於防污膜上滴下純水1μL並測定其接觸角來進行。測定時係針對各試料在防污膜表面之10處進行測定，並以其平均值作為該試料之水接觸角。
此時，將水接觸角在90°以上評估為合格並將低於90°評估為不合格。
(2)實驗程序
針對以下各實驗例之程序加以說明。例1~5、7為實施例，例6為比較例。
[例1]
以下述程序製造光學零件。
作為透明基體係使用已施有化學強化處理之玻璃基體(旭硝子公司製、Dragontrail(註冊商標))。
而且，以下述程序於透明基體之其中一面形成低反射膜。
首先，一邊導入氬氣中混合有10體積%氧氣之混 合氣體並一邊使用氧化鈮靶材(AGC Ceramics公司製、商品名：NBO靶材)在壓力0.3Pa、頻率20kHz、電力密度3.8W/cm2、反轉脈衝寬度5μ sec之條件下進行脈衝濺鍍，而於透明基體之其中一面上形成厚14nm且由氧化鈮(niobia)所構成之高折射率層。
接著，一邊導入氬氣中混合有40體積%氧氣之混 合氣體並一邊使用矽靶材在壓力0.3Pa、頻率20kHz、電力密度3.8W/cm2、反轉脈衝寬度5μ sec之條件且脈衝寬度5μ sec之條件下進行脈衝濺鍍，而於前述高折射率層上形成厚35nm且由氧化矽(silica)所構成之低折射率層。
接下來，一邊導入氬氣中混合有10體積%氧氣之 混合氣體並一邊使用氧化鈮靶材(AGC Ceramics公司製、商品名：NBO靶材)在壓力0.3Pa、頻率20kHz、電力密度3.8W/cm2、反轉脈衝寬度5μ sec之條件下進行脈衝濺鍍，而於前述低折射率層上形成厚118nm且由氧化鈮(niobia)所構成之高折射率層。
再來，一邊導入氬氣中混合有40體積%氧氣之混 合氣體並一邊使用矽靶材在壓力0.3Pa、頻率20kHz、電力密度3.8W/cm2、反轉脈衝寬度5μ sec之條件且脈衝寬度5μ sec之條件下進行脈衝濺鍍，而形成厚84nm且由氧化矽(silica)所構成之低折射率層。
以上述方法而形成氧化鈮(niobia)與氧化矽 (silica)合計積層4層而成之低反射膜。
接下來，於低反射膜上以下述程序形成防污膜。
首先，將防污膜材料A(大金公司製、商品名： Optool(註冊商標)DSX劑)導入加熱容器內。其後，將加熱容器內以真空泵脫氣10小時以上進行溶液中之溶媒除去，而製出含氟有機矽化合物被膜形成用組成物。
接下來，將裝有上述含氟有機矽化合物膜形成用 組成物之加熱容器加熱至270℃。在到達270℃後，保持其狀態10分鐘直至溫度穩定為止。
然後，對設置在真空腔室內且積層有上述低反射 膜之透明基體的低反射膜，從噴嘴供給含氟有機矽化合物膜形成用組成物以進行成膜，且該噴嘴與裝有前述含氟有機矽化合物膜形成用組成物之加熱容器係相連接。
成膜時係一邊藉由設置在真空腔室內之晶體振 盪監測器測定膜厚一邊進行，並進行成膜直至形成於透明基體A上之含氟有機矽化合物膜的膜厚成為7nm為止。
在含氟有機矽化合物膜成為7nm之時間點停止 從噴嘴供給原料，其後從真空腔室將所製造之光學零件取出。
將取出之光學零件以膜面向上的方式設置於熱板上，在大氣中在150℃下進行60分鐘熱處理。
針對以上述方法所製得之試料進行上述表面粗度測定及摩擦耐久性試驗。
結果顯示於表1。又，利用掃描型電子顯微鏡(日立先端科技公司、型號：SU8020)之表面形狀觀察結果顯示 於圖2。圖2中，以21表示之範圍為光學零件之上面部分即防污膜之面，對應於圖1的13A部分。然後，以22表示之範圍為光學零件之側面，對應於例如圖1之10A部分。
[例2]
以下述程序製造光學零件。
作為透明基體係使用已施有化學強化處理之玻璃基體(旭硝子公司製、商品名：Dragontrail(註冊商標))。
然後，藉由以下程序於透明基體之其中一面形成低反射膜。
首先，一邊導入氬氣中混合有10體積%氧氣之混合氣體並一邊使用2條氧化鈮靶材(AGC Ceramics公司製、商品名：NBO靶材)，在壓力0.3Pa、頻率30kHz、電力密度3.8W/cm2之條件下進行AC濺鍍，而於透明基體之其中一面上形成厚14nm且由氧化鈮(niobia)所構成之高折射率層。
接下來，一邊導入氬氣中混合有40體積%氧氣之混合氣體並一邊使用2條矽靶材在壓力0.3Pa、頻率30kHz、電力密度3.8W/cm2之條件下進行AC濺鍍，而於前述高折射率層上形成厚35nm且由氧化矽(silica)所構成之低折射率層。
接著，一邊導入氬氣中混合有10體積%氧氣之混合氣體並一邊使用2條氧化鈮靶材(AGC Ceramics公司製、商品名：NBO靶材)，在壓力0.3Pa、頻率30kHz、電力密度3.8W/cm2之條件下進行AC濺鍍，而於前述低折射率層上形成厚118nm且由氧化鈮(niobia)所構成之高折射率層。
再來，一邊導入氬氣中混合有40體積%氧氣之混 合氣體並一邊使用2條矽靶材在壓力0.3Pa、頻率30kHz、電力密度3.8W/cm2之條件下進行AC濺鍍，而形成厚84nm且由氧化矽(silica)所構成之低折射率層。
以上述方法形成氧化鈮(niobia)與氧化矽(silica) 合計積層4層而成之低反射膜。
其後，以與例1同樣的方式形成防污膜。
針對以上述方法所製得之試料進行上述表面粗 度測定及摩擦耐久性試驗。結果顯示於表1。
[例3]
以下述程序製造光學零件。
作為透明基體係使用已施有化學強化處理之玻璃基體(旭硝子公司製、商品名：Dragontrail(註冊商標))。於薄膜形成裝置則係使用由滾筒所構成之裝置，該滾筒可裝設具備Ta靶材之陰極、具備Si靶材之陰極、電漿源及透明基體。然後，於透明基體之其中一面以下述程序形成低反射膜。
使薄膜形成裝置之真空度成為在2×10-4Pa以下後，在40sccm下將氬氣導入Ta靶材，並在180sccm下將電漿源導入氧氣。其後，對Ta靶材之陰極投入電力3kW，並對電漿源投入電力1.1kW以進行濺鍍，而形成厚14nm且折射率(n)2.20之高折射率層。
接下來，在30sccm下將氬氣導入Si靶材，並在180sccm下將氧氣導入電漿源。其後，於Si靶材之陰極投入 電力6kW，並於電漿源投入電力0.95kW以進行濺鍍，而於高折射率層上形成厚33nm且折射率(n)1.48之低折射率層。
然後，使用與上述高折射率層同樣的材料並藉由 同樣的形成方法，於該低折射率層上形成厚121nm之高折射率層。並且，使用與上述低折射率層同樣的材料並藉由同樣的形成方法於該高折射率層上形成厚81nm之低折射率層。
以上述方法形成氧化鉭與氧化矽(silica)合計積 層4層而成之低反射膜。
接下來，以與例1同樣的方式形成防污膜。
針對以上述方法所製得之試料進行上述表面粗 度測定及摩擦耐久性試驗。結果顯示於表1。
[例4]
在本實施例中係將形成防污膜之材料設為防污膜材料B(信越化學公司製、商品名：KY-185)，除此點以外，以與例2同樣的方式製造光學零件。
針對以上述方法所製得之試料進行上述表面粗度測定及摩擦耐久性試驗。結果顯示於表1。
[例5]
以下述程序製造光學零件。
作為透明基體係使用已施有化學強化處理之玻璃基體(旭硝子公司製、商品名：Dragontrail(註冊商標))。於薄膜形成裝置則係使用由滾筒所構成之裝置，該滾筒可裝設具備Si靶材之陰極、含Sn之具備Si靶材之陰極、電漿源 及透明基體。然後，於透明基體之其中一面以下述程序形成低反射膜。
使薄膜形成裝置之真空度成為在2×10-4Pa以下後， 在85sccm下將氬氣導入Si靶材且在105sccm下將氮氣導入電漿源。其後，對Si靶材之陰極投入電力6kW，並對電漿源投入電力0.55kW以進行濺鍍，而形成厚26nm且折射率(n)2.09之高折射率層。
接下來，在40sccm下將氬氣分別導入Si靶材及含 Sn之Si靶材，並在140sccm下將氧氣導入電漿源。其後，對Si靶材之陰極投入電力6kW，對含Sn之Si靶材投入電力0.6kW並對電漿源投入電力0.85kW以進行濺鍍，而於高折射率層上形成厚30nm且折射率(n)1.49之低折射率層。
然後，使用與上述高折射率層同樣的材料並藉由 同樣的形成方法於該低折射率層上形成厚50nm之高折射率層。並且，使用與上述低折射率層同樣的材料藉由同樣的形成方法於該高折射率層上形成厚88nm之低折射率層。
以上述方法形成氮化矽(silicone nitride)及Si與Sn之混合氧化物合計積層4層而成之低反射膜。
此次雖係使用Si靶材與含Sn之Si靶材，但亦可僅以含Sn之Si靶材形成低折射率層。又，此次係使用含Sn之Si靶材，但亦可使用含Zr之Si靶材或含Al之Si靶材。
接下來，防污膜之形成係以與例1同樣的方式形成防污膜。
針對以上述方法所製得之試料進行上述表面粗 度測定及摩擦耐久性試驗。結果顯示於表1。
[例6]
在本實驗例中係將形成低反射膜時之條件設如下述，除此點以外以與例1同樣的方式製造光學零件。
即，除了將成膜中之壓力設為0.7Pa以外，以與 例1同樣的方式而形成氧化鈮(niobia)與氧化矽(silica)總計積層4層而成之低反射膜。其後，以與例1同樣的方式而形成防污膜，並進行表面粗度測定及摩擦耐久性試驗。
將結果顯示於表1。又，利用掃描型探針顯微鏡 所得之表面形狀觀察結果顯示於圖3。圖3中，以31表示之範圍為光學零件之上面部分即防污膜之面，對應於圖1之13A部分。而且，以32表示之範圍為光學零件之側面，對應於例如圖1之10A部分。
[例7]
以下述程序製造光學零件。
作為透明基體係使用藍寶石基體(股份有限公司信光公司製)。於薄膜形成裝置係使用由滾筒所構成之裝置，且該滾筒可裝設具備Si靶材之陰極、具備Al靶材之陰極、電漿源及透明基體。然後，於透明基體之其中一面以下述程序形成低反射膜。
使薄膜形成裝置之真空度成為在2×10-4Pa以下後，在85sccm下將氬氣導入Si靶材，並在105sccm下將氮氣導入電漿源。其後，對Si靶材之陰極投入電力6kW，並對電漿源投入電力0.55kW以進行濺鍍，而形成厚17nm且折射率 (n)2.09之高折射率層。
接下來，在40sccm下將氬氣分別導入Si靶材與Al 靶材，並在140sccm下將氧氣導入電漿源。其後，對Si靶材之陰極投入電力6kW，對Al靶材投入電力4kW，並對電漿源投入電力0.85kW以進行濺鍍，而於高折射率層上形成厚21nm且折射率(n)1.49之低折射率層。
然後，使用與上述高折射率層同樣的材料並藉由 同樣的形成方法於該低折射率層上形成厚134nm之高折射率層。並且，使用與上述低折射率層同樣的材料並藉由同樣的形成方法於該高折射率層上形成厚82nm之低折射率層。
以上述方法形成氮化矽(silicone nitride)及Si與 Al之混合氧化物合計積層4層而成之低反射膜。
此次係使用Si靶材及Al靶材形成Si與Al之混合 氧化物，但亦可使用含Al之Si靶材來形成低折射率層。又，低折射率層亦可為例如含有Si與Sn之混合氧化物的材料、或含有Si與Zr之混合氧化物的材料，因此此次雖使用Al靶材，但亦可使用Zr靶材或Sn靶材來替代Al靶材。
接下來，將防污膜材料C(信越化學公司製、商品 名：KY-178)作為形成防污膜之材料，除此點以外，以與例1同樣的方式形成防污膜。
針對以上述方法所製得之試料進行上述表面粗 度測定及摩擦耐久性試驗。結果顯示於表1。
[表1]
依據表1所示之結果，滿足本發明規定的例1~例5、7在摩擦耐久性試驗中水接觸角在90°以上，符合合格基準；相對地，比較例之例6為60°，不符合合格基準。
例6中，摩擦耐久試驗後的水接觸角變得極小，由此點可知防污膜已剝離、磨耗。此認為是因為防污膜之 表面粗度Ra為3.4nm，較例1~例5更大所致。
如以上可確認滿足本發明規定之例1~例5、7與比較例之例6相較下，防污膜之耐久性非常高。
以上以實施形態及實施例等來說明光學零件，惟本發明不受上述實施形態及實施例等限定。在申請專利範圍中所記載之本發明主旨之範圍內，可進行各種變形及變更。
本申請案係依據已於2013年2月22日於日本國特許廳提出申請之特願2013-033388號主張優先權，並於本國際申請案沿用特願2013-033388號之全部內容。
10‧‧‧光學零件
10A‧‧‧光學零件之側面
11‧‧‧透明基體
11A、11B‧‧‧透明基體之面
12‧‧‧反射膜
12A‧‧‧反射膜之面
13‧‧‧防污膜
13A‧‧‧防污膜之面

Claims (6)

  1. 一種光學零件，具有：透明基體；積層在前述透明基體上之低反射膜；及積層在前述低反射膜上之防污膜；前述防污膜之表面粗度Ra在3nm以下。
  2. 如請求項1之光學零件，其中前述透明基體為玻璃基板。
  3. 如請求項1之光學零件，其中前述透明基體為藍寶石基板。
  4. 如請求項1至3中任一項之光學零件，其中前述低反射膜係高折射率層及低折射率層之積層體，前述高折射率層係由選自氧化鈮層或氧化鉭層中之任一者所構成，前述低折射率層為氧化矽層。
  5. 如請求項1至3中任一項之光學零件，其中前述低反射膜係高折射率層及低折射率層之積層體；前述高折射率層為氮化矽層，前述低折射率層係下述之任一材料：含有Si與Sn之混合氧化物的材料、含有Si與Zr之混合氧化物的材料及含有Si與Al之混合氧化物的材料。
  6. 如請求項1至5中任一項之光學零件，其中前述低反射膜係積層有複數層之積層體，且該積層體以整體計係積層 有2層以上且6層以下之層。
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