(57)【要約】【課題】  本件発明の課題は、光学素子基材を構成する硝材の種類に関係なく、耐久性に優れた防汚層を備える光学素子を提供することを目的とする。【解決手段】  上記課題を解決するため、光学素子基材と、当該光学素子基材の表面に設けた下地層と、当該下地層表面に設けた防汚層とからなる防汚層付光学素子であって、  当該下地層は、第１サブ下地層〜第ｎサブ下地層（ｎは２以上の整数）からなる多層積層構造を備え、当該光学素子基材と接する第１サブ下地層は、アシストを行うことなく物理蒸着法で形成したアシスト無しサブ下地層であり、当該防汚膜と接する第ｎサブ下地層は、アシストを伴う物理蒸着法で形成したアシスト有り下地層であることを特徴とする防汚層付光学素子を採用する。【選択図】図１
2020030247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子基材と、当該光学素子基材の表面に設けた下地層と、当該下地層表面に設けた防汚層とからなる防汚層付光学素子であって、
当該下地層は、第１サブ下地層〜第ｎサブ下地層（ｎは２以上の整数）からなる多層積層構造を備え、 
当該光学素子基材と接する第１サブ下地層は、アシストを行うことなく物理蒸着法で形成したアシスト無しサブ下地層であり、
当該防汚膜と接する第ｎサブ下地層は、アシストを伴う物理蒸着法で形成したアシスト有り下地層であることを特徴とする防汚層付光学素子。
【請求項２】
前記第１サブ下地層は、物理蒸着法を用い、単原子酸化物であるＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２の一種又は二種以上で構成したものである請求項１に記載の防汚層付光学素子。
【請求項３】
前記第１サブ下地層は、物理蒸着法を用い、複合酸化物であるＴｉＯ２＋ＺｒＯ２、ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２＋Ｌａ２Ｏ３で構成したものである請求項１に記載の防汚層付光学素子。
【請求項４】
前記アシストは、イオンビームアシスト又はプラズマ気流アシストである請求項１〜請求項３いずれか一項に記載の防汚層付光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願に係る発明は、防汚層付光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学素子、タッチパネル式ディスプレイ等の技術分野では、人が触れる光学素子表面の汚染防止のために、指紋等の汚れの拭き取り性を向上させる技術として、表面に防汚層を備える光学素子が採用されている。
【０００３】
光学素子の表面に設けられる防汚層（防汚膜）は、用途に合わせて種々のものが選択使用される。通常の防汚層の膜厚は、厚さが数ｎｍと薄く、高い再現性が必要であり、一例として、自己組織を利用した自己組織化単分子膜（ＳＡＭ膜）が用いられることもある。ところが、光学レンズとしては高い反射防止性能を同時に求められる場合がある。かかる場合、ガラス光学素子に防汚層を形成する前に、光学素子基材の表面に下地層（ＳｉＯ２層を防汚層との接触層とした多層反射防止膜）を形成し、その上に防汚層を成膜するといった手法が取られている。
【０００４】
このような防汚層の使用が普及すると共に、様々な硝材を利用する光学素子基材の表面に存在する防汚膜には、高耐久性（耐摩耗性）が求められる用になってきた。この要求に応えるため、「防汚層の下地層をイオンアシスト蒸着により成膜する方法」、「防汚層形成前にプラズマ処理を行う等の方法」が知られている。例えば、特許文献１には、イオンビームを用いたアシスト蒸着法を用いて防汚膜の下地層を成膜する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１５／１２５４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光学素子基材の表面に、特許文献１に開示のイオンビームを用いたイオンアシスト蒸着法を用いて下地層を形成し、防汚層を形成してみると、光学素子基材を構成する硝材の種類による影響が大きく、防汚層の耐久性が顕著に低く、防汚層特性も低下する傾向があることが分かった。
【０００７】
以上のことから、本件出願に係る発明は、光学素子基材を構成する硝材の種類に関係なく、耐久性及び防汚層特性に優れた防汚層を備える防汚層付光学素子の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本件出願に係る発明者等は、上述の課題を解決するため鋭意研究を行った結果、以下の発明に想到した。
【０００９】
本件出願に係る防汚層付光学素子は、光学素子基材と、当該光学素子基材の表面に設けた下地層と、当該下地層表面に設けた防汚層とからなる防汚層付光学素子であって、当該下地層は、第１サブ下地層〜第ｎサブ下地層（ｎは２以上の整数）からなる多層積層構造を備え、 当該光学素子基材と接する第１サブ下地層３ａは、イオンビームアシスト又はプラズマ気流アシストを行うことなく気相成長法又は液相成長法で形成したアシスト無しサブ下地層であり、当該汚膜と接する第ｎサブ下地層は、イオンビームアシスト又はプラズマ気流アシストを伴う物理蒸着法で形成したアシスト有り下地層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本件出願に係る防汚層付光学素子は、第１サブ下地層３ａ〜第ｎサブ下地層（ｎは２以上の整数）からなる多層積層構造を備える下地層の内、少なくとも光学素子基材と接する第１サブ下地層３ａを「イオンビームアシスト又はプラズマ気流アシストを行うことなく物理蒸着法で形成したアシスト無しサブ下地層」とすることで、光学素子基材を構成する硝材の種類に左右されることなく、良好な防汚性能、耐傷性、耐久性に優れた性能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本件出願に係る防汚層付光学素子の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本件発明に係る防汚層付光学素子に関して詳細に説明する。但し、以下の説明に用いた防汚層付光学素子は、単なる一態様であって、以下の態様に限定解釈されるべきものではない。
【００１３】
１．防汚層付光学素子の構成
本件出願に係る防汚層付光学素子１の模式断然を、図１に示している。この図１から、本件出願に係る防汚層付光学素子は、「光学素子基材」、「光学素子基材の表面に設けた下地層」、「下地層表面に設けた防汚層」とで構成されていることが理解できる。そして、この防汚層付光学素子の下地層は、「第１サブ下地層３ａ〜第ｎサブ下地層３ｂ（ｎは２以上の整数）からなる多層積層構造」を備え、「光学素子基材と接する第１サブ下地層３ａが、イオンビームアシスト又はプラズマ気流アシストを行うことなく物理蒸着法で形成したアシスト無しサブ下地層」、「防汚層と接する第ｎサブ下地層３ｂが、イオンビームアシスト又はプラズマ気流アシストを伴う物理蒸着法で形成したアシスト有り下地層」という条件を満たすものである。よって、以下において、下地層３、光学素子基材２、防汚層４の順に説明する。
【００１４】
（１）下地層
下地層３は、光学素子基材２と防汚層４との間に設けられるものであり、光学素子基材２に対して、防汚層４を強固に密着させるための密着性向上の役割を果たす。また、この下地層３には、入射光の光学素子基材２の表面における反射を低減させる反射防止膜としての機能をもたせることも好ましい。よって、以下においては、下地層３として反射防止膜を用いるケースを採りあげ説明する。
【００１５】
下地層３は、「第１サブ下地層３ａ〜第ｎサブ下地層３ｂ（ｎは２以上の整数）からなる多層積層構造」を備えている。このような多層構造を採用するのは、反射防止効果の発揮が容易だからである。この反射防止効果を発揮させた下地層３は、屈折率が１．２〜１．７の低屈折率層と、屈折率が１．８〜２．６の高屈折率層とを交互に積層することが好ましい。
【００１６】
そして、図１においては、下地層３が第１サブ下地層３ａ〜第６サブ下地層で構成した状態を示している。ここで下地層３の層構成は、下地層への要求品質を考慮して、適宜変更する事が可能であり、最小層数は「第１サブ下地層３ａ及び第２サブ下地層３ｃ」の２層からなるものである。また、ここでサブ下地層の層数を決めるｎは、「２以上の整数」としているが、上述の反射防止効果を確実に得るためには、ｎ＝４以上が好ましい。一方、ｎの上限を特に定めていないが、下地層３に対する市場要求を考慮すると、ｎ＝８以下が通常である。
【００１７】
下地層３を、３層以上のサブ下地層で構成する場合には、第１サブ下地層３ａと第ｎサブ下地層３ｂとの間に、中間層としての第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層（図１における３ｆ）が存在することになる。図１で言えば、第１サブ下地層３ａと第６サブ下地層６ｂとの間に、中間層としての第２サブ下地層３ｃ、第３サブ下地層３ｄ、第４サブ下地層３ｅ、第５サブ下地層３ｆが存在する状態となる。
【００１８】
本件出願に係る防汚層付光学素子１は、下地層３として、アシストを行うことなく形成した第１サブ防汚層３ａと、アシストを行って形成した第ｎサブ防汚層３ｂとを少なくとも備える層構成を採用することで、光学素子基材２を構成する硝材の種類に関係なく、耐久性に優れた防汚層４を備えることができる。以下、第１サブ下地層３ａ〜第ｎサブ下地層３ｂとに関して詳説する。
【００１９】
第１サブ下地層：  この第１サブ下地層３ａは、厚さ２ｎｍ以上のブロッキング層（光学素子基材の表面粗さを増大させないための層）として機能するものである。ブロッキング層としての厚さが２ｎｍ未満の場合には、下地層の表面に設ける防汚層の耐傷性、耐摩耗性を向上させることができないため好ましくない。一方、上限値を特に限定していないが、光学特性を阻害しない限り、厚くても構わない。一般的な市場要求を考慮すれば、厚さ１０ｎｍが上限と考えられる
【００２０】
第１サブ下地層３ａ（ブロッキング層）は、単原子酸化物を採用する場合にはＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２等を用いることが好ましい。また、複合酸化物を採用する場合には、イオンビーム又はプラズマに対するエッチングレートの差が小さいＴｉＯ２とＺｒＯ２との複合酸化物、ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５との複合酸化物、ＴｉＯ２とＬａ２Ｏ３との複合酸化物等を用いることが好ましい。成分毎にイオンによるスパッタレートが異なるため、ガラス製光学素子基材にイオンビームが照射されると、スパッタレートに応じた選択的エッチング（スパッタされ易い成分部分ほど深く掘れる）が起こり、ナノオーダーの短周期の表面粗れが発生するからである。
【００２１】
上述の第１サブ下地層３ａは、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング蒸着法等の物理蒸着法を用いて形成する。しかし、第１サブ下地層３ａは、物理蒸着法による成膜中にイオンビーム又はプラズマ気流によるアシストを行うことなく形成したものである。
【００２２】
第２サブ下地層〜第ｎ−１サブ下地層：  第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆは、第１サブ下地層３ａと第ｎサブ下地層３ｂとの間にある中間層である。光学素子として、良好な反射防止効果を得ようとすると、要求品質に合わせた第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆの設計が重要となる。
【００２３】
第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆの各層は、厚さ１５ｎｍ〜８０ｎｍであることがこのましい。各層の厚さが１５ｎｍ未満の場合には、反射防止効果を改善するための効果が得られないため好ましくない。一方、各層の厚さを８０ｎｍを超えるものとする市場要求もなく、資源の無駄遣いとなるため好ましくない。
【００２４】
下地層３を構成する第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆは、光学素子基材２と防汚層４との間の密着性を向上させると同時に、反射防止効果を付与できるもので、撮像品質を阻害するもので無い限り、使用材質に特段の限定はない。
【００２５】
しかし、光学素子において、下地層３に反射防止機能を付与しようとした場合、第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆは、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＮｄＯ２、ＮｂＯ、Ｎｂ２Ｏ３、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＣｅＯ２、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＦ２、ＷＯ３、ＨｆＯ２等の一種又は二種以上を混合したものを用いることが好ましい。光学素子としての光学性能を阻害することなく、反射防止機能を付与する材料として好適だからである。
【００２６】
そして、第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆを形成するにあたり、上述の第１サブ下地層３ａの場合と同様の物理蒸着法を用いる。この第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆのいずれかの層を形成する蒸着過程においては、イオンビーム又はプラズマ気流によるアシストを行っても、行わなくても構わない。即ち、第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆの積層形態が、「アシストを施したサブ下地層のみ存在する場合」、「アシストを施していないサブ下地層のみ存在する場合」、「アシストを施したサブ下地層と、アシストを施していないサブ下地層とが混在する場合」とがある。
【００２７】
第ｎサブ下地層：  この第ｎサブ下地層３ｂが、後述する防汚層４と接するものであり、反射防止効果を阻害することなく、防汚層との密着性を考慮する必要がある。従って、第ｎサブ下地層３ｂの構成成分及び形成方法は、以下のように限定される８。
【００２８】
第ｎサブ下地層３ｂは、ＳｉＯ２を７０質量％以上含有する組成であることが好ましい。ＳｉＯ２が７０質量％未満の場合には、反射防止効果も、防汚層との密着性もばらつきが大きくなるため好ましくない。
【００２９】
そして、第ｎサブ下地層３ｂの厚さは、２０ｎｍ〜７０ｎｍであることがこのましい。この厚さが２０ｎｍ未満の場合には、反射防止効果を改善するための効果が得られ難く好ましくない。一方、この厚さを７０ｎｍを超えるものとしても、防汚層との密着性を、より高めることが困難となり資源の無駄遣いとなるため好ましくない。
【００３０】
更に、第ｎサブ下地層３ｂの場合、上述の第１サブ下地層３ａの場合と同様の物理蒸着法を用いるが、蒸着過程においては、イオンビーム又はプラズマ気流によるアシストを行うことが必須である。このアシストに関する概念は、上述と同様であるため、重複した説明を省略する。
【００３１】
（２）光学素子基材
光学素子基材２は、撮像装置、観察装置の用いられるレンズに分類されるものである限り、カメラ、望遠鏡等の光学レンズ、ビームスプリッター、プリズムレンズ等であり、その種類に特段の限定はない。
【００３２】
この光学素子基材にガラス材を採用する場合、ガラス材に特段の限定はなく、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス等を用いることが可能である。また、ガラス材は、化学強化されたソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス等を用いることでガラス材としての厚さを薄く設計可能であり、強度的側面から見た光学素子の軽量化が図れるため好ましい。
【００３３】
また、光学素子基材にプラスチック材を採用する場合には、屈折率を１．６〜１．８の範囲とできる（メタ）アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アリル樹脂、アリルカーボネート樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ウレタン樹脂、チオウレタン樹脂、（チオ）エポキシ樹脂化合物等を用いる事が好ましい。
【００３４】
（３）防汚層
本件出願における防汚層４は、光学素子の表面への汚染、汚れ等のコンタミネーション付着を防止するため撥水・撥油性の膜を想定している。この防汚層は、下地層３の反射防止効果を低下させないという観点から、厚さが０．０５μｍ以下であることが好ましい。
防曇効果を得るための（防汚層）４を形成することが多い。
【００３５】
撥水・撥油性を発揮させるための防汚層４は、上述の下地層の表面に、フッ素を含有する有機ケイ素化合物からなる層を備えることが好ましい。フッ素を含有する有機ケイ素化合物の具体例は、特開２００５−３０１２０８号公報等に開示されている含フッ素シラン化合物、含フッ素加水分解性ケイ素化合物等である。このようにフッ素を含む化合物を用いるのは、フッ素を含有する有機基が、防汚層表面に存在する状態となり、防汚層としての撥水性・撥油性等の防汚性能が向上するからである。
【００３６】
撥水・撥油性を付与した防汚層４の場合、厚さ０．００１μｍ〜０．０３μｍであることが好ましい。この防汚層の厚さが０．００１μｍ未満の場合、膜厚の均一性が得られず、撥水・撥油性が安定して得られなくなるため好ましくない。一方、この厚さが０．０３μｍを超えると、防汚層表面の粘着性が高くなり、むしろ汚染物質、埃等の付着防止が困難となり好ましくない。
【００３７】
２．防汚層付光学素子の製造方法
（１）光学素子基材の準備
レンズ、プリズム等に用いる光学素子基材２は、通常、研磨加工によって形成される。この研磨加工によって、光学素子基材２の表面には、加工変質層が形成されている。この加工変質層は、本件出願における下地層を形成する前に、品質安定性を高めるため除去しようと試みられてきた。しかし、研究の結果、この加工変質層が、光学素子基材２の表面に設ける下地層３のシード層として機能し、防汚層４の耐久性向上に寄与することが判明した。
【００３８】
そこで、本件出願に係る防汚層付光学素子を製造するにあたり、一般的な防汚層付光学素子を製造する際に行う、下地層形成前に行う前処理（光学素子基材表面にある加工変質層の除去に繋がり表面の粗さが増大するようなプラズマ気流処理、スパッタリング処理等）は原則行わない。光学素子基材の表面のシード層として機能する加工変質層が消失し、表面粗さが大きくなる。その結果、下地層が光学素子表面に短周期の面粗れが維持された状態となり反射防止効果がばらつき、下地層表面の粗れが大きいほど防汚層を形成する際の立体阻害が大きく、防汚層の隣同士の結合が低下摩耗耐久性が低下することになり、高品質の防汚層付光学素子が得られなくなるため好ましくないからである。なお、光学素子基材にコンタミネーション付着を確認した場合には、加工変質層の消失及び粗化を招かない程度のアルコール、アセトン等による有機溶剤洗浄、真空雰囲気での電子シャワー、低加速電圧での窒素イオン照射等を採用することは可能である。
【００３９】
（２）下地層の形成
下地層３は、第１サブ下地層３ａ〜第ｎサブ下地層３ｂ（ｎは２以上の整数）からなる多層積層構造を備えている。以下では、「第１サブ下地層３ａ」、「第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆ」、「第ｎサブ下地層３ｂ」に分けて述べる。
【００４０】
第１サブ下地層３ａの形成：  第１サブ下地層３ａは、物理蒸着法による上述の成分を用いた成膜中にイオンビーム又はプラズマ気流によるアシストを行うことなく、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング蒸着法等の物理蒸着法を用いて形成する。これらの物理蒸着法は、当業者間において公知の手法を適用することが可能であるため、特段の成膜条件を採用する必要性がないため、詳細な説明を省略する。但し、第１サブ下地層３ａは、光学素子基材の表面粗さを増大させないためのブロッキング層として機能するものであるため、上述のように厚さ２ｎｍ以上とする必要性がある。
【００４１】
上述のように第１サブ下地層３ａの形成では、成膜中にイオンビーム又はプラズマ気流によるアシストを行なわないという点が特徴である。第１サブ下地層３ａの形成の際に、アシストを加えると光学素子基材の表面にある加工変質層が消失する場合がある。かかる場合、光学素子基材の表面に設ける下地層及び防汚層の品質が低下し、光学素子としての反射防止器機能、防汚層の耐久性が低下する。
【００４２】
そこで、第１サブ下地層３ａの形成の際に、アシストを行わずに成膜することで、光学素子基材２の表面に存在する加工変質層（シード層）が消失することがなくなる。その結果、光学素子基材の表面に設ける下地層及び防汚層の厚さばらつきが低下し、下地層の反射防止効果、防汚層の耐久性（耐摩耗性）がばらつき、高品質の防汚層付光学素子が可能とな
【００４３】
第２サブ下地層〜第ｎ−１サブ下地層の形成：  第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆは、第１サブ下地層３ａと第ｎサブ下地層３ｂとの間にある中間層であり、上述のように、第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆのいずれかの層を形成する蒸着過程においては、イオンビーム又はプラズマ気流によるアシストを行っても、行わなくても構わない。
【００４４】
本件出願において「アシスト」と称しているのは、「物理蒸着法による成膜中にイオンビームを同時に照射するイオンビームアシスト法」又は「物理蒸着法による成膜中にプラズマ気流を同時に衝突させるプラズマ気流アシスト法」のことである。このアシストを加えることで、サブ下地層の構成成分のマイグレーションを促進することで、膜密度の向上、積層状態にあるサブ下地層同士の密着性の向上等を図ることができる。物理蒸着法に関しては第１サブ下地層３ａの形成の場合と同様で有り、アシストに関しても、当業者間において公知の手法を適用可能であるため、特段の説明を要しないと考え詳細な説明を省略する。また、第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆの形成の用いる組成及び膜厚に関しても上述のとおりである。
【００４５】
第ｎサブ下地層の形成：  この第ｎサブ下地層３ｂは、後述する防汚層４と接するものであり、反射防止効果を阻害することなく、防汚層との密着性を考慮し、ＳｉＯ２を７０質量％以上含有する組成を備えるものである。
【００４６】
更に、第ｎサブ下地層３ｂの場合、上述の第１サブ下地層３ａの場合と同様の物理蒸着法を用いるが、蒸着過程においては、第２サブ下地層３ｃ〜第ｎ−１サブ下地層３ｆの形成で述べたイオンビーム又はプラズマ気流によるアシストを行うことが必須である。従って、物理蒸着法及びアシストに関する概念は、上述と同様であるため、重複した説明を省略する。
【００４７】
（３）防汚層の形成
防汚層の形成は、防汚層形成材料としていかなる成分を採用するかにより、製造方法が異なる。例えば、有機溶剤に溶解可能な含フッ素シラン化合物をを用いる場合、所定の有機溶剤を用いて防汚層形成材料濃度を調整した防汚層形成用ワニスを得て、これを下地層に塗布し、乾燥することで防汚層が得られる。なお、このときの塗布の方法としては、防汚層形成用ワニスへのディッピング法、スピンコート法等の使用が可能である。
【００４８】
また、防汚層の形成に、真空蒸着法を採用する場合がある。例えば、含フッ素加水分解性ケイ素化合物（フッ素有機基を含むパーフルオロポリエーテル基、パーフルオロアルキレン基、パーフルオロアルキル基等の内、１つ以上の基を有する）を用いる場合が想定できる。市場において、この化合物を入手すると、含フッ素加水分解性ケイ素化合物と有機溶剤との混合状態で供給されている。かかる場合に、供給された混合状態から溶剤を除去し、成分調整を行って、真空蒸着法の蒸着剤量として用いて、防汚層の形成を行う。このときの蒸着条件に関して、特段の限定はなく公知の方法の利用が可能である。
【００４９】
以上に述べた実施の形態は、本件発明に係る防汚層付光学素子１の一態様であり、本件発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。以下、実施例の中で、より具体的に説明する。
【００５０】
３．実施例及び比較例で用いた製造方法及び測定方法
以下に、実施例及び比較例に関して述べるが、ここで使用した第１サブ下地層３ａ〜第ｎサブ下地層３ｂの形成方法、防汚層の形成方法、測定方法等を先に述べておく。
【００５１】
（１）第１サブ下地層３ａ〜第ｎサブ下地層３ｂの具体的形成方法
以下の述べる実施例及び比較例において成膜したときの成膜条件に関しては、表１にまとめて掲載する。ここでＺｒＯ２とＴｉＯ２との複合酸化物（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）としてキャノンオプトロン株式会社のＯＨ−５を用い、Ｌａ２Ｏ３とＴｉＯ２との複合酸化物（Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）としてメルクパフォーマンスマテリアルズ株式会社のＳｕｂｓｔａｎｃｅ  Ｈ４を用いた。ガラス基板を超音波自動洗浄機で洗浄した後、真空蒸着にはオプトラン社製真空蒸着装置を用い、反応性スパッタには株式会社シンクロン社製の真空成膜装置（ＲＡＳ１１００Ａ）を用いて成膜した。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
（２）防汚層の成膜方法
下地層の形成後の光学素子基材を、超音波自動洗浄機で洗浄した後、昭和真空株式会社製の真空蒸着装置ＳＧＣ−２２にて防汚膜を成膜した。防汚層の成膜後、防汚層の余剰層を除去するため、超音波自動洗浄機による洗浄処理を実施し、洗浄後の防汚層膜厚を４〜６ｎｍの範囲とした。
【００５４】
（３）摩耗耐久試験
ＨＥＩＤＯＮ社製の摩耗試験機を使用し、各試料の防汚層形成面の中心部分付近をクリーニングペーパーに５００ｇ加重を負荷し、２０００（往復）回摩耗し、水接触角を測定した。  防汚膜性能の判定は、１１０°以上で優良、１００°以上で良、１００°未満を不良とした。
【００５５】
以下、実施例及び比較例に関して述べる。
【実施例１】
【００５６】
実施例１では、光学素子基材としてＴＡＣ８を用いている。そして、上述の被膜形成方法を用いて、光学素子基材の表面に、表２に示すように第１サブ下地層３ａにアシスト無しの真空蒸着法で形成したＳｉＯ２被膜を備える実施試料１−１用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第５サブ下地層）、実施試料１−２用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）を形成し、下地層の表面に防汚層を形成し、本件出願に係る防汚層付光学素子を得た。
【実施例２】
【００５７】
実施例２では、光学素子基材としてＴＡＦ１を用いている。そして、上述の被膜形成方法を用いて、光学素子基材の表面に、表３に示すように第１サブ下地層３ａにアシスト無しの真空蒸着法で形成したＳｉＯ２被膜を備える実施試料２−１用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第５サブ下地層）、実施試料２−２用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）、実施試料２−３用の下地層（第１サブ下地層３ａ及び第２サブ下地層３ｃ）を形成し、下地層の表面に防汚層を形成し、本件出願に係る防汚層付光学素子を得た。
【実施例３】
【００５８】
実施例３では、光学素子基材としてＪ−ＰＳＫＨ１を用いている。そして、上述の被膜形成方法を用いて、光学素子基材の表面に、表４に示すように第１サブ下地層３ａにアシスト無しの真空蒸着法で形成したＳｉＯ２被膜を備える実施試料３−１用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第５サブ下地層）、実施試料３−２用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）を形成し、下地層の表面に防汚層を形成し、本件出願に係る防汚層付光学素子を得た。
【実施例４】
【００５９】
実施例４では、光学素子基材としてＪ−ＬＡＳＦＨ２４を用いている。そして、上述の被膜形成方法を用いて、光学素子基材の表面に、表５に示すように第１サブ下地層３ａにアシスト無しの真空蒸着法で形成したＳｉＯ２被膜を備える実施試料４−１用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第５サブ下地層）、実施試料４−２用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）を形成し、下地層の表面に防汚層を形成し、本件出願に係る防汚層付光学素子を得た。
【実施例５】
【００６０】
実施例５では、光学素子基材としてＦＤＳ９Ｄ−ＳＧを用いている。そして、上述の被膜形成方法を用いて、光学素子基材の表面に、表６に示すように第１サブ下地層３ａにアシスト無しの真空蒸着法で形成したＳｉＯ２被膜を備える実施試料５−１用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第５サブ下地層）、実施試料５−２用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）、実施試料５−３用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）を形成し、下地層の表面に防汚層を形成し、本件出願に係る防汚層付光学素子を得た。
【比較例】
【００６１】
［比較例１］
比較例１は、実施例１との対比ができるよう、表２に示すように実施例１の第１サブ下地層３ａに代えて、アシスト有りの真空蒸着法で形成したＳｉＯ２被膜を備える比較試料１−１用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第５サブ下地層）、比較試料１−２用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）を形成し、下地層の表面に防汚層を形成し、比較用の防汚層付光学素子を得た。
【００６２】
［比較例２］
比較例２は、実施例２との対比ができるよう、表３に示すように実施例２の第１サブ下地層３ａに代えて、アシスト有りの真空蒸着法で形成したＳｉＯ２被膜を備える比較試料２−１用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第５サブ下地層）、比較試料２−２用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）、比較試料２−３用の下地層（第１サブ下地層３ａ及び第２サブ下地層３ｃ）を形成し、下地層の表面に防汚層を形成し、比較用の防汚層付光学素子を得た。
【００６３】
［比較例３］
比較例３は、実施例３との対比ができるよう、表４に示すように実施例３の第１サブ下地層３ａに代えて、アシスト有りの真空蒸着法で形成したＳｉＯ２被膜を備える比較試料３−１用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第５サブ下地層）、比較試料３−２用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）を形成し、下地層の表面に防汚層を形成し、比較用の防汚層付光学素子を得た。
【００６４】
［比較例４］
比較例４は、実施例４との対比ができるよう、表５に示すように実施例４の第１サブ下地層３ａに代えて、アシスト有りの真空蒸着法で形成したＳｉＯ２被膜を備える比較試料４−１用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第５サブ下地層）、比較試料４−２用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）を形成し、下地層の表面に防汚層を形成し、比較用の防汚層付光学素子を得た。
【００６５】
［比較例５］
比較例５は、実施例２との対比ができるよう、表５に示すように実施例２の第１サブ下地層３ａに代えて、アシスト有りの真空蒸着法で形成したＳｉＯ２被膜を備える比較試料５−１用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第５サブ下地層）、比較試料５−２用の下地層（第１サブ下地層３ａ〜第７サブ下地層）、比較試料５−３用の下地層（第１サブ下地層３ａ及び第２サブ下地層３ｃ）を形成し、下地層の表面に防汚層を形成し、比較用の防汚層付光学素子を得た。
【００６６】
［実施例と比較例との対比］
ここで実施例と比較例との対比を行うため、光学素子の硝材毎に区分けした表２〜表６を掲載する。このときの実施例1〜実施例５は、全て光学素子基材の表面に前処理を施さず、光学素子表面にある加工変質層をそのままに残している。そして、下地層の最終層となる第ｎサブ下地層３ｂをアシストありの条件で作製している。これに対し、比較例の場合には、下地層を形成する場合の第１サブ下地層３ａの形成にアシストを施している。その結果、以下の表に示すような結果となっている。
【００６７】
【表２】
2020030247.tif 000004
【００６８】
【表３】
2020030247.tif 000005
【００６９】
【表４】
2020030247.tif 000006
【００７０】
【表５】
2020030247.tif 000007
【００７１】
【表６】
2020030247.tif 000008
【００７２】
以上の表２〜表６から理解できるように、  異なる硝種・膜構成だが、実施試料の場合には全てが２０００回摩耗後の水接触角が１００°を大きく上回り、非常に良好な摩耗耐久性を示している。これに対し、比較試料の場合の防汚膜は、硝材へのイオンアシストがあるか、下地層最終層にイオンアシストがないため、２０００回摩耗後の水接触角が１００°未満であり、摩耗耐久性が不十分となることが理解できる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本件発明に係る防汚層付光学素子は、光学レンズ、眼鏡レンズ、カメラや双眼鏡、又は他の光学装置のレンズ、ビームスプリッター、プリズムに好適である。本件発明に係る光学素子は、耐久性に優れた防汚層を備えるため、長期間の使用が可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１    防汚層付光学素子
２    光学素子基材
３    下地層（反射防止膜）
３ａ  第１サブ下地層
３ｂ  第ｎサブ下地層
４    防汚層
【図１】
2020030247.tif 000009