(57)【要約】【課題】  低屈折率基材に対し可視領域を含む広い領域で高い反射防止性能を有する光学用部材およびその製造方法を提供する。【解決手段】  酸化アルミニウムを主成分とする突起と、前記突起を支持する支持層として有機シラン化合物の縮合物を含有する酸化アルミニウム膜を有する光学用部材。アルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物を加水分解して得られた重縮合物、溶媒、及び有機シラン化合物を含有する酸化アルミニウム前駆体ゾルを基材上に供給して形成した酸化アルミニウム膜を６０℃以上１００℃以下の温水中に浸漬して、有機シラン化合物の縮合物を含有する酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウムから成る結晶の突起を形成する工程を有する光学用部材の製造方法。【選択図】  図２
2015004871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材表面に積層体が形成された光学用部材において、前記積層体が少なくとも酸化アルミニウムを主成分とする突起および前記突起を支持する支持層を有し、前記突起を支持する支持層が下記一般式（１）で表わされる繰り返し構造を有する酸化アルミニウム膜からなることを特徴とする光学用部材。
【化１】
2015004871.tif 000013
（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１０のアルキル基、フッ化アルキル基、フェニル基またはアミノアルキル基を示し、それらの基は置換基を有していても有していなくてもよい。ｍおよびｎは１以上の整数である。）
【請求項２】
前記突起を支持する支持層のＸ線分光光度分析（ＸＰＳ）による深さ方向の分析によりＡｌとＳｉが検出され、前記突起を支持する支持層において検出されたＡｌ含有量（Ａ）に対するＳｉピーク中のＳｉ−Ｃ基の含有量（Ｓ）の比［（Ｓ／Ａ）×１００］が０．０１％以上１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学用部材。
【請求項３】
前記酸化アルミニウムを主成分とする突起の微細構造がナノ構造であって、酸化アルミニウム固有の屈折率より低い見かけの屈折率が積層体の厚さ方向に変化していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学用部材。
【請求項４】
前記基材の屈折率ｎｄが１．４８以上１．７１以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の光学用部材。
【請求項５】
光学用部材の製造方法であって、（ａ）基材の少なくとも一方の面上にアルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物を加水分解して得られた重縮合物、溶媒及び有機シラン化合物を含有する酸化アルミニウム前駆体ゾルを供給する工程、（ｂ）前記基材を乾燥および／または焼成を行うことにより酸化アルミニウム膜を形成する工程、（ｃ）前記酸化アルミニウム膜を６０℃以上１００℃以下の温水中に浸漬して、酸化アルミニウムを主成分とする突起および前記突起を支持する、下記一般式（１）で表わされる繰り返し構造を有する酸化アルミニウム膜を形成する工程を有することを特徴とする光学用部材の製造方法。
【化２】
2015004871.tif 000014
（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１０のアルキル基、フッ化アルキル基、フェニル基またはアミノアルキル基を示し、それらの基は置換基を有していても有していなくてもよい。ｍおよびｎは１以上の整数である。）
【請求項６】
前記酸化アルミニウム前駆体ゾルに含まれる有機シラン化合物が、Ｒ１−Ｓｉ（ＯＲ３）３（Ｒ１は炭素数１から１０のアルキル基、フッ化アルキル基、フェニル基またはアミノアルキル基を示し、それらの基は置換基を有していても有していなくてもよい。Ｒ３は水素原子、メチル基またはエチル基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。）で表わされる化合物であることを特徴とする請求項５に記載の光学用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低屈折率基材に対して可視領域を含む広い領域で高い反射防止性能を有する光学用部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光領域の波長以下の微細構造を用いた反射防止構造体は、適切なピッチ、高さの微細構造を形成することにより、広い波長領域ですぐれた反射防止性能を示すことが知られている。微細構造を形成する方法としては、波長以下の粒径の微粒子を分散した膜の塗布などが知られている。
【０００３】
また、微細加工装置（電子線描画装置やレーザー干渉露光装置，半導体露光装置，エッチング装置など）によるパターン形成によって微細構造を形成する方法は、ピッチ、高さの制御が可能である。また、すぐれた反射防止性能を持つ微細構造を形成することが出来ることが知られている（特許文献１）。
【０００４】
それ以外の方法として、アルミニウムの水酸化酸化物であるベーマイトを基材上に成長させて反射防止効果を得ることも知られている。これらの方法では、真空成膜法あるいは液相法（ゾルゲル法）により成膜し、その後、乾燥または焼成して作製した酸化アルミニウムの膜を水蒸気処理あるいは温水浸漬処理することにより、表層をベーマイト化して微細構造を形成し、反射防止膜を得ている（特許文献２）。
【０００５】
温水浸漬処理することにより表層をベーマイト化して微細構造を形成する方法では、表面から酸化アルミニウムが溶出し微細構造が形成される。また基板からの束縛を受けるため、基板と微細構造の間に微細構造を支持する層が形成される。
【０００６】
アルミニウム化合物の微細構造を用いて反射防止膜を形成する方法では垂直入射および斜入射による反射率が極めて低く、優れた反射防止性能が得られることが知られている。しかしながら、アルミニウム化合物の微細構造を用いた反射防止膜の反射防止性能は微細構造のピッチや高さに起因する屈折率構造によって敏感に変化する。したがって、基材の屈折率に応じて微細構造のピッチや高さのみならず、微細構造を支持する層の屈折率を制御し、場合によっては無機材料もしくは有機材料からなる膜を基材と微細構造をもつ酸化アルミニウム膜との屈折率差を調整する目的で設ける必要がある。
【０００７】
微細構造を支持する層は堆積した酸化アルミニウム粒子からなり、膜成分が単一である場合には微細構造を支持する層の屈折率を制御することは困難であるが、液相法（ゾルゲル法）を用いる場合、アルミニウム化合物を含むコート液に他金属化合物を混合することで微細構造を支持する層の屈折率を制御することが可能である（特許文献３）。しかしながら、単純に他金属化合物を混合するだけでは微細構造を支持する層の低屈折率化に限界があるため、屈折率が１．７以下の低屈折率の基材に対しては良好な反射防止性能を得ることが困難であった。
【０００８】
基材と微細構造をもつ酸化アルミニウム膜との間に有機シラン化合物からなるポリマー層を設けることで、基材と微細構造をもつ酸化アルミニウム膜との屈折率差を調整することが可能である（特許文献４）。しかしながら、ポリマー層で屈折率差を調整しても、微細構造をもつ酸化アルミニウム膜そのものの屈折率、特に微細構造を支持する層の屈折率を下げなければ屈折率が１．７以下の低屈折率の基材に対しては良好な反射防止性能を得ることが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５０−７００４０号公報
【特許文献２】特開平９−２０２６４９号公報
【特許文献３】特開２００５−２７５３７２号公報
【特許文献４】特開２０１０−２５６８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の様な酸化アルミニウム前駆体ゾルを用いて反射防止膜を形成する液相法（ゾルゲル法）において、低屈折率基材に対して可視領域を含む広い領域で高い反射防止性能を有する光学用部材と光学用部材の製造方法が望まれている。
【００１１】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、低屈折率基材に対し可視領域を含む広い領域で高い反射防止性能を有する光学用部材およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決する光学用部材は、基材表面に積層体が形成された光学用部材において、前記積層体が少なくとも酸化アルミニウムを主成分とする突起および前記突起を支持する支持層を有し、前記突起を支持する支持層が下記一般式（１）で表わされる繰り返し構造を有する酸化アルミニウム膜からなることを特徴とする。
【００１３】
【化１】
2015004871.tif 000003
【００１４】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１０のアルキル基、フッ化アルキル基、フェニル基またはアミノアルキル基を示し、それらの基は置換基を有していても有していなくてもよい。ｍおよびｎは１以上の整数である。）
【００１５】
上記の課題を解決する光学用部材の製造方法は、（ａ）基材の少なくとも一方の面上にアルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物を加水分解して得られた重縮合物、溶媒及び有機シラン化合物を含有する酸化アルミニウム前駆体ゾルを供給する工程、（ｂ）前記基材を乾燥および／または焼成を行うことにより酸化アルミニウム膜を形成する工程、（ｃ）前記酸化アルミニウム膜を６０℃以上１００℃以下の温水中に浸漬して、酸化アルミニウムを主成分とする突起および前記突起を支持する、下記一般式（１）で表わされる繰り返し構造を有する酸化アルミニウム膜を形成する工程を有することを特徴とする。
【００１６】
【化２】
2015004871.tif 000004
【００１７】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１０のアルキル基、フッ化アルキル基、フェニル基またはアミノアルキル基を示し、それらの基は置換基を有していても有していなくてもよい。ｍおよびｎは１以上の整数である。）
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、低屈折率基材に対し可視領域を含む広い領域で高い反射防止性能を有する光学用部材およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の光学用部材の一実施態様を示す概略図である。
【図２】本発明の光学用部材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図３】本発明の光学用部材の他の実施態様を示す概略図である。
【図４】本発明の光学用部材の他の実施態様を示す概略図である。
【図５】本発明の光学用部材の他の実施態様を示す概略図である。
【図６】実施例１と比較例１における、光学用部材の波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの絶対反射率を示すグラフである。
【図７】実施例１２と比較例５における、光学用部材の波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの絶対反射率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の光学用部材の一実施態様を示す概略図である。図１において、本発明に係る光学用部材は、基材１の表面に積層体７が形成された構造からなり、前記積層体７が少なくとも酸化アルミニウムを主成分とする突起８および前記突起８を支持する支持層９を有し、前記突起を支持する支持層９が下記一般式（１）で表わされる繰り返し構造を有する酸化アルミニウム膜からなることを特徴とする。
【００２２】
【化３】
2015004871.tif 000005
【００２３】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１０のアルキル基、フッ化アルキル基、フェニル基またはアミノアルキル基を示し、それらの基は置換基を有していても有していなくてもよい。ｍおよびｎは１以上の整数である。）
【００２４】
本発明の光学用部材は、低屈折率基材に対して可視領域を含む広い領域で高い反射防止性能を発揮するのに適している。
【００２５】
前記積層体７は、酸化アルミニウムを主成分とする結晶からなる突起８で形成されている結晶層と、酸化アルミニウムを主成分とし前記一般式（１）で表わされる繰り返し構造を有する酸化アルミニウム膜からなる支持層９から成ることが好ましい。
【００２６】
本発明における積層体７の層厚は、好ましくは２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
【００２７】
突起はアルミニウムの酸化物または水酸化物またはそれらの水和物の結晶から形成される。特に好ましい結晶としてはベーマイトである。本発明では、アルミニウムの酸化物または水酸化物またはそれらの水和物を酸化アルミニウムと称することとする。また、前記酸化アルミニウムを主成分とする突起の微細構造がナノ構造であって、酸化アルミニウム固有の屈折率より低い見かけの屈折率が積層体の厚さ方向に変化していることが好ましい。
【００２８】
本発明の光学用部材は、酸化アルミニウムの突起８を有するナノ構造であって、酸化アルミニウムの突起を有するナノ構造と基材の間には突起を支持する支持層９が存在する。
【００２９】
基材の屈折率が、前記突起を支持する支持層の屈折率とマッチングが悪い場合は、基材と支持層界面で好ましくない反射が起こり得るため、任意の基材に対して大きな反射防止効果は望めない場合がある。したがって、光学用部材が可視領域を含む広い領域で高い反射防止性能を発揮するためには、基材の屈折率に応じて微細構造のピッチや高さのみならず、前記突起を支持する支持層の屈折率を制御しなければならない。しかしながら、膜成分が単一である場合には前記突起を支持する支持層の屈折率を制御することは困難である。また、アルミニウム化合物を含むコート液に屈折率の異なる他金属化合物を混合することで膜の屈折率を制御することが可能であるが、特に基材の屈折率が酸化アルミニウム膜の屈折率より低い場合は、他金属化合物の選択性が乏しく、前記突起を支持する支持層を低屈折率化することは困難である。したがって、特に低屈折率の基材に対して良好な反射防止性能を得ることが困難であった。また、他金属種とアルミニウムが結合を形成することで、温水浸漬処理の際の微細構造の形成に影響を与えると考えられるため、混合量によって微細構造のピッチや高さが良好な反射防止性能を発揮するのに適した構造から変化してしまい、良好な反射防止性能を得ることができない場合がある。
【００３０】
そこで、低屈折率基材に対して高い反射防止性能を発揮するために、本発明の光学用部材では、酸化アルミニウムを主成分とする突起と前記突起を支持する支持層として下記一般式（１）で表わされる繰り返し構造を有する酸化アルミニウム膜を用いる。
【００３１】
【化４】
2015004871.tif 000006
【００３２】
式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１０のアルキル基、フッ化アルキル基、フェニル基またはアミノアルキル基を示し、それらの基は置換基を有していても有していなくてもよい。ｍおよびｎは１以上の整数である。
【００３３】
前記支持層の中に一般式（１）で表わされる繰り返し構造を含有する場合は、層中にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合によるネットワークが形成されることで、Ｓｉが持つ低屈折率効果が期待される。しかし、前記支持層の中にＳｉが持つ４価の基のうち１価が前述の一般式（１）に示すような有機基Ｒ１を持つ構造を含有すると、Ｓｉが持つ低屈折率効果に加えて側鎖の有機基が分子サイズでのスペーサー効果を発揮すると考えられる。そのため、支持層の密度を相対的に低下させることができるので、支持層の屈折率を低下させることが出来る。このとき、Ｓｉが持つ４価の基のうち有機基を２種類以上持つと、主鎖であるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の数が減りネットワークが弱くなって支持層の安定性が損なわれてしまうため、好ましくない。
【００３４】
本発明における支持層の厚さは、好ましくは１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
【００３５】
本発明に係る光学用部材を表面から基材に向けてＸ線光電子分光分析（ＸＰＳ）による深さ方向の分析を行ったところ、Ｓｉが突起を支持する支持層には存在しており、突起部分には存在していないことを確認した。かつ、支持層部分の任意の点における元素分析の結果、Ｓｉピークの中でも有機シラン化合物の存在を示すＳｉ−Ｃ結合を示すピークの存在を確認した。このＳｉ−Ｃ結合の量が支持層における主成分であるＡｌに対して過剰であると、主鎖であるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の数が減りネットワークが弱くなることを意味する。そのため、本発明の突起を支持する支持層においては、前記突起を支持する支持層において検出されたＡｌ含有量（Ａ）に対するＳｉピーク中のＳｉ−Ｃ基の含有量（Ｓ）の比［（Ｓ／Ａ）×１００］が０．０１％以上１０％以下、好ましくは０．０１％以上５％以下であることが望ましい。
【００３６】
次に、本発明の光学用部材の製造方法について説明する。
【００３７】
本発明の光学用部材の製造方法は、（ａ）基材の少なくとも一方の面上にアルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物を加水分解して得られた重縮合物、溶媒及び有機シラン化合物を含有する酸化アルミニウム前駆体ゾルを供給する工程、（ｂ）前記基材を乾燥および／または焼成を行うことにより酸化アルミニウム膜を形成する工程、（ｃ）前記酸化アルミニウム膜を６０℃以上１００℃以下の温水中に浸漬して、酸化アルミニウムを主成分とする突起および前記突起を支持する、上記一般式（１）で表わされる繰り返し構造を有する酸化アルミニウム膜を形成する工程を有することを特徴とする。
【００３８】
図２は本発明の光学用部材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。図２（ａ）は、工程（ａ）において、基材１の少なくとも一方の面上にアルミニウムアルコキシドまたはアルミニウム塩化合物を加水分解して得られた重縮合物、溶媒及び有機シラン化合物を含有する酸化アルミニウム前駆体ゾル２を供給する。酸化アルミニウム前駆体ゾル２は、アルミニウムアルコキシドを加水分解して得られた重縮合物、溶媒を含み、さらに有機シラン化合物として、Ｒ１−Ｓｉ（ＯＲ３）３で表わされる構造を有する化合物、またはこれらを加水分解して得られた重縮合物を含有する。
【００３９】
前記酸化アルミニウム前駆体ゾルに含まれる有機シラン化合物のＲ１−Ｓｉ（ＯＲ３）３において、Ｒ１は炭素数１から１０のアルキル基、フッ化アルキル基、フェニル基またはアミノアルキル基を示し、それらの基は置換基を有していても有していなくてもよい。Ｒ３は水素原子、メチル基またはエチル基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００４０】
基材１に酸化アルミニウム前駆体ゾル２を供給する方法には、細管や一個または複数の細孔から酸化アルミニウム前駆体ゾル２を滴下するなどによって供給する方法がある。また、スリットを介して基材１上に酸化アルミニウム前駆体ゾル２を付着させる方法、あるいは版に一旦酸化アルミニウム前駆体ゾル２を付着させてから基材１に転写させる方法などが挙げられる。また、基材１を酸化アルミニウム前駆体ゾル２に浸漬することで、基材１に酸化アルミニウム前駆体ゾル２を供給することができる。
【００４１】
図１（ｂ）は、工程（ａ）で供給された酸化アルミニウム前駆体ゾル２が基材１上に広げられた状態を表す。酸化アルミニウム前駆体ゾル２を基材１上に広げる方法としては、基材１を回転することによって滴下した酸化アルミニウム前駆体ゾル２を広げるスピンコート法、基材１上をブレードやロールを移動させて滴下した酸化アルミニウム前駆体ゾル２を広げるブレードコート法やロールコート法などが挙げられる。また、酸化アルミニウム前駆体ゾル２を供給しながら広げることも可能である。スリットから酸化アルミニウム前駆体ゾル２を供給しながらスリットまたは基材１を移動させて酸化アルミニウム前駆体ゾル２を広げるスリットコート法や、一旦版に付着させた酸化アルミニウム前駆体ゾル２を版または基材１を移動させながら転写する印刷法などである。
【００４２】
基材１を酸化アルミニウム前駆体ゾル２に一旦浸漬してから基材１を等速で引き上げるディップコート法なども一例である。凹面などの立体的に複雑な形状を有する光学用部材を製造する場合、酸化アルミニウム前駆体ゾル２の供給源を接近することが困難であるためスピンコート法が好ましい。
【００４３】
図１（ｃ）は、工程（ｂ）において処理された基材を乾燥および／または焼成を行うことにより酸化アルミニウム膜３を形成する工程を示す。基材１の加熱乾燥を行うと，工程（ａ）で基材１上に広げた酸化アルミニウム前駆体ゾル２は溶媒が揮発して、酸化アルミニウム前駆体ゾル２中の粒子が堆積した酸化アルミニウム膜３が形成される。さらに加熱すると未反応のアルコキシドや水酸基の縮合反応が進行する。加熱温度は溶媒の揮散に必要な１２０℃以上が好ましく、基材やその他の周辺部材への影響を考慮に入れると２００℃以下が好ましい。加熱方法としては熱風循環オーブン、マッフル炉、ＩＨ炉中で加熱する方法、ＩＲランプで加熱する方法などが挙げられる。
【００４４】
図１（ｄ）は、工程（ｃ）において、基材１上に突起５を有する積層体４が、形成された状態を表す。突起５を有する積層体４は、突起５と突起５を支持する支持層６から成る。突起５を有する積層体４は工程（ｂ）で得られた酸化アルミニウム膜３を６０℃以上１００℃以下の温水に接触し一度に形成される。突起５はアルミニウムの酸化物または水酸化物またはそれらの水和物の結晶から形成される。特に好ましい結晶としてはベーマイトである。積層体４は、酸化アルミニウムを主成分とする突起５および前記突起を支持する、上記一般式（１）で表わされる繰り返し構造を有する酸化アルミニウム膜からなる支持層６から形成される。
【００４５】
酸化アルミニウム膜３を温水に接触する方法は、基材１を温水に浸漬する方法、温水を流水もしくは霧状にして酸化アルミニウム膜３に接触させる方法などが挙げられる。
【００４６】
次に、本発明の光学用部材の他の実施態様について説明する。図３から図５は、本発明の光学用部材の他の実施態様を示す概略図である。図３は、基材１の表面が平板、フィルムないしシートなどの平面の場合を示す。突起８は基材１の表面に対して、すなわち突起８の傾斜方向１０と基材表面との間の角度θ１の平均角度が４５°以上９０°以下、となるように配置されることが望ましい。さらに好ましくは６０°以上９０°以下となるように配置されることが望ましい。
【００４７】
図４は、基材１の表面が二次元あるいは三次元の曲面を有する場合を示す。突起８の傾斜方向１０と基材表面の接線１１との間の角度θ２の平均角度が４５°以上９０°以下、好ましくは６０°以上９０°以下となるように配置されることが望ましい。なお、上記の角度θ１およびθ２の値は、突起８の傾きにより９０°をこえる場合があるが、この場合は鋭角側を測定した値とする。
【００４８】
微細構造を有する積層体７の層厚は、好ましくは２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。微細構造を有する層７の層厚が２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下では、突起８による反射防止性能が効果的であり、また突起８の機械的強度が損なわれる恐れが無くなり、突起８の製造コストも有利になる。また、積層体７の層厚が５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることにより、反射防止性能をさらに高めることとなり、より好ましい。
【００４９】
本発明における突起８の面密度も重要であり、これに対応する中心線平均粗さを面拡張した平均面粗さＲａ’値が５ｎｍ以上、より好ましく１０ｎｍ以上、さらに好ましくは１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、また表面積比Ｓｒが１．１以上である。より好ましくは１．１５以上、さらに好ましくは１．２以上３．５以下である。
【００５０】
突起８の面密度は、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を用いて評価できる。ＳＰＭ観察により突起を有する層７の中心線平均粗さＲａを面拡張した平均面粗さＲａ’値と表面積比Ｓｒが求められる。すなわち、平均面粗さＲａ’値（ｎｍ）は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で定義されている中心線平均粗さＲａを、測定面に対し適用し三次元に拡張したもので、「基準面から指定面までの偏差の絶対値を平均した値」と表現し、下記式（１）で与えられる。
【００５１】
【数１】
2015004871.tif 000007
【００５２】
Ｒａ’：平均面粗さ値（ｎｍ）、
Ｓ０：測定面が理想的にフラットであるとした時の面積、｜ＸＲ−ＸＬ｜×｜ＹＴ−ＹＢ｜、Ｆ（Ｘ，Ｙ）：測定点（Ｘ，Ｙ）における高さ、ＸはＸ座標、ＹはＹ座標、
ＸＬからＸＲ：測定面のＸ座標の範囲、
ＹＢからＹＴ：測定面のＹ座標の範囲、
Ｚ０：測定面内の平均の高さ。
【００５３】
また、表面積比Ｓｒは、Ｓｒ＝Ｓ／Ｓ０〔Ｓ０：測定面が理想的にフラットであるときの面積。Ｓ：実際の測定面の表面積。〕で求められる。なお、実際の測定面の表面積は次のようにして求める。先ず、最も近接した３つのデータ点（Ａ，Ｂ，Ｃ）より成る微小三角形に分割し、次いで各微小三角形の面積△Ｓを、ベクトル積を用いて求める。△Ｓ（△ＡＢＣ）＝［ｓ（ｓ−ＡＢ）（ｓ−ＢＣ）（ｓ−ＡＣ）］０．５〔但し、ＡＢ、ＢＣおよびＡＣは各辺の長さで、ｓ≡０．５（ＡＢ＋ＢＣ＋ＡＣ）〕となり、この△Ｓの総和が求める表面積Ｓになる。突起状構造の面密度がＲａ’が５ｎｍ以上で、Ｓｒが１．１以上になると、突起８による反射防止を発現することができる。また、Ｒａ’が１０ｎｍ以上で、Ｓｒが１．１５以上であると、その反射防止効果は前者に比べ高いものとなる。そしてＲａ’が１５ｎｍ以上で、Ｓｒが１．２以上になると実際の使用に耐えうる性能となる。しかしＲａ’が１００ｎｍ以上で、Ｓｒが３．５以上になると反射防止効果よりも突起８による散乱の効果が勝り十分な反射防止性能を得ることが出来ない。
【００５４】
場合によってはさらに基材１と酸化アルミニウムの突起５と支持層６を有する層４との間に酸化アルミニウム以外を主成分とする層を設けることができる。
【００５５】
図５は基材１上に酸化アルミニウム以外を主成分とする層１２、さらにその上に酸化アルミニウムの突起５と支持層６を有する積層体４が形成された光学用部材の例である。
【００５６】
酸化アルミニウム以外を主成分とする層１２は、主に基材１と酸化アルミニウムの突起５と支持層６を有する積層体４との屈折率差を調整する目的で設けられる。そのため酸化アルミニウム以外を主成分とする層１２は無機材料もしくは有機材料からなる透明膜であることが好ましい。
【００５７】
酸化アルミニウム以外を主成分とする層１２に用いられる無機材料の例としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｔａ２Ｏ５などの金属酸化物が挙げられる。無機材料からなる酸化アルミニウム以外を主成分とする層１２を形成する方法は蒸着やスパッタなどの真空製膜法、金属酸化物前駆体ゾルの塗布によるゾルゲル法などが挙げられる。
【００５８】
一方、酸化アルミニウム以外を主成分とする層１２に用いられる有機材料の例としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、マレイミド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、レゾール樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、ポリエーテル、ポリウレア、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリケトン、ポリスルホン、ポリフェニレン、ポリキシリレン、ポリシクロオレフィンなどの有機ポリマーが挙げられる。有機材料からなる酸化アルミニウム以外を主成分とする層１２を形成する方法は、主にその溶液を塗布により形成するウェットコート法などが挙げられる。
【００５９】
その他、酸化アルミニウムの突起５の表面に、反射防止性を損なわない程度に処理を施すことができる。耐擦傷性や防汚性を付与するためにＳｉＯ２薄膜、ＦＡＳ（フッ素化アルキルシラン）やフッ素樹脂の極めて薄い層を設ける例を挙げることができる。
【００６０】
本発明に係る光学用部材の製造方法に用いる酸化アルミニウム前駆体ゾルは、アルミニウム化合物を溶媒中で水と接触させて得られるアルミニウム化合物の加水分解物および／またはその縮合物を主成分として含んでいる。アルミニウム化合物をＡｌ−Ｘ３（Ｘはアルコキシル基、アシロキシル基、ハロゲン基、硝酸イオンを表す）とした時に、その加水分解物とはＡｌ−Ｘ２（ＯＨ）、Ａｌ−Ｘ（ＯＨ）２、あるいはＡｌ−（ＯＨ）３で表される化合物である。前記加水分解物はその−ＯＨ基同士あるいは−Ｘ基と−ＯＨ基が反応してＨ２ＯあるいはＸＨの脱離を伴いながらＡｌ−Ｏ−Ａｌ結合を形成する。その結果得られる１個以上のＡｌ−Ｏ−Ａｌ結合を有し、直鎖構造または枝分かれ構造を持った化合物がアルミニウム化合物の縮合物である。
【００６１】
前記酸化アルミニウム前駆体ゾルに含有されるアルミニウム化合物の加水分解物および／またはその縮合物を成分として含有する粒子の含有量は、金属酸化物に換算して１重量％以上７重量％以下、好ましくは２．５重量％以上６重量％以下が望ましい。多すぎるとゾルの粘度が高くなり、１回のコーティング操作において、膜厚が厚く不均一になり易く所望の反射防止性能を得ることができない。少なすぎると１回のコーティング操作における膜厚が薄くなりすぎて、複数回塗布と加熱を繰り返すことになるため、工程数と外観不良発生の可能性を増加させることになる。
【００６２】
アルミニウム化合物などの金属化合物の具体例は以下に例示する。
【００６３】
アルミニウム化合物としては、例えば、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウム−ｎ−ブトキシド、アルミニウム−ｓｅｃ−ブトキシド、アルミニウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、またこれらのオリゴマー、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、酢酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。
【００６４】
上記の金属化合物の中でもアルミニウム−ｎ−ブトキシド、アルミニウム−ｓｅｃ−ブトキシドなどの金属アルコキシドを原材料に用いることが好ましい。
【００６５】
前記アルミニウムアルコキシドは水に対する反応性が高く、空気中の水分や水の添加により急激に加水分解され溶液の白濁、沈殿を生じる。また、アルミニウム塩化合物は有機溶媒のみでは溶解が困難で、溶液の安定性が低い。これらを防止するために安定化剤を添加し、溶液の安定化を図る。
【００６６】
安定化剤にはβ−ジケトン化合物もしくはβ−ケトエステル化合物を用いる。
【００６７】
安定化剤は溶媒中でケト−エノール互変異性によりエノラートとなる。エノラートは金属アルコキシドのアルコール脱離を伴ってアルミニウム原子に配位し、有機金属化合物を生成する。数量体になっている金属アルコキシドに安定化剤が配位することで金属アルコキシドの急激な加水分解を抑制する。金属アルコキシドが加水分解され粒子が成長すると、遊離したエノラートはすでにエノラートが配位している金属アルコキシドにさらに配位する。
【００６８】
このようにして安定化剤はアルミニウムアルコシキドとともにキレートを形成する。酸化アルミニウム前駆体ゾル中に生成した有機アルミニウム化合物は、その化学構造によっては凝集を起こす場合がある。有機アルミニウム化合物が凝集すると、焼成成膜時に光学膜中のアルミニウムアルコキシドを加水分解して得られる粒子間の結合形成を阻害することが推測される。粒子間の結合形成が不十分であると酸化アルミニウムの突起が十分に形成されず、反射防止性能が悪化する。また、有機アルミニウム化合物は１５０℃以上の昇華点を有することもあるため、２００℃より低い焼成温度においては、焼成により酸化アルミニウム膜中から有機アルミニウム化合物を完全に除去しきれない。特にβ−ケトエステル化合物においてはエステル交換反応が起こるため、１５０℃以上の昇華点を有する有機アルミニウム化合物が生成し易い。
【００６９】
加えて、少なくともアルミニウムを含有する金属アルコキシドと安定化剤を原料に使用したゾルを光学部品上に塗布し膜を形成すると、膜を形成する過程で有機アルミニウム化合物の凝集が起こるため、膜ムラなどの外観不良を招く場合がある。
【００７０】
そのため、酸化アルミニウム前駆体ゾル中で凝集により沈殿した有機アルミニウム化合物を除去する、もしくは有機アルミニウム化合物を分解し、低い焼成温度においても膜中にできるだけ残存させないことが好ましい。これにより、２００℃より低い焼成温度においても反射防止性能が悪化することはない。
【００７１】
したがって、本発明に係る酸化アルミニウム前駆体ゾルには、安定化剤として一般的なβ−ジケトン化合物もしくはβ−ケトエステル化合物を用いることができるが、好ましくはα位に水素原子、ハロゲン原子、炭素数１以上６以下のアルキル基、パーフルオロアルキル基、アリル基、またはアリール基を持つβ−ジケトン化合物を用いる。また、さらに、γ位に、炭素数１以上６以下のアルキル基、パーフルオロアルキル基、またはアリル基もつβ−ジケトン化合物を用いることができる。
【００７２】
このような安定化剤としては、ジピロバイルメタン、トリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタンなどのβ−ジケトン化合物類。アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸アリル、アセト酢酸ベンジル、アセト酢酸−ｉｓｏ−プロピル、アセト酢酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アセト酢酸−ｉｓｏ−ブチル、アセト酢酸−２−メトキシエチル、３−ケト−ｎ−バレリック酸メチルなどの、β−ケトエステル化合物類。さらには、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどの、アルカノールアミン類等を挙げることができる。
【００７３】
好ましくは、アセチルアセトン、３−メチル−２，４−ペンタンジオン、３−エチル−２，４−ペンタンジオン、３−ブチル−２，４−ペンタンジオン、３−ペンチル−２，４−ペンタンジオン、３−ヘキシル−２，４−ペンタンジオン、３−イソプロピル−２，４−ペンタンジオン、３−イソブチル−２，４−ペンタンジオン、３−イソペンチル−２，４−ペンタンジオン、３−イソヘキシル−２，４−ペンタンジオン、３−フェニル−２，４−ペンタンジオン、３−クロロアセチルアセトン、２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオン、２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオンなどを挙げることができる。
【００７４】
特に、有機アルミニウム化合物の凝集を抑制するためには、立体的に嵩高い置換基をもつβ−ジケトン化合物を使用することがより好ましい。しかし、立体的に嵩高い置換基をγ位にもつβ−ジケトン化合物を用いた場合、アルミニウムアルコキシドに対するβ−ジケトン化合物の配位も阻害することになり、アルミニウムアルコシキドを安定に保つことができない。そこで、α位に置換基を設けることで、有機アルミニウム化合物の凝集を抑制する。α位はケトン基とは対極に位置するため、アルミニウムアルコキシドに対するβ−ジケトン化合物の配位を立体的に阻害せず、有機アルミニウム化合物同士の凝集のみを抑える。しかしながら、長鎖アルキル基のような置換基自体に、相互作用がある場合には凝集抑制効果が減ずると考えられる。さらにα位に電子供与性の官能基があるβ−ジケトン化合物から成る有機アルミニウム化合物はα炭素に求電子反応が起こりやすい状態になる。従って、α位に電子供与性の官能基があるβ−ジケトン化合物から成る有機アルミニウム化合物は分解し、より低沸点の化合物になるため、焼成成膜時に膜中から有機アルミニウム化合物を取り除くにはさらにより好ましい。
【００７５】
β−ジケトン化合物の添加量は金属化合物の種類によって異なるが、アルミニウムアルコキシド１モルに対して０．５モル以上２モル以下が好ましい。また、β−ジケトン化合物は水を加える前に、一定時間アルコキシドと混合することによって効果を発揮する。
【００７６】
加水分解を引き起こすためには、水を適量添加する必要がある。水の添加量は溶媒や濃度によって適量が変化する。水の添加量は、アルミニウム化合物１モルに対し０．５モル以上２モル未満であることが好ましい。アルミニウム化合物の加水分解物および／またはその縮合物を成分として含有する粒子に溶媒分子を配位させるには、アルミニウム化合物１モルに対し１．５モル以上２モル未満であることがより好ましい。
【００７７】
また、加水分解反応の一部を促進する目的で水に触媒を加えることができる。触媒として塩酸、リン酸などの酸または塩基触媒を０．１ｍｏｌ／Ｌ以下の濃度で用いることが好ましい。
【００７８】
酸または塩基触媒を加えることでアルミニウムアルコキシドを加水分解して得られる粒子の形状を制御することができる。また、アルミニウム前駆体ゾル中に酸または塩基触媒を０．００１重量％以上０．０６重量％未満含むことでアルミニウム前駆体ゾルの安定性がより向上する。アルミニウム化合物の加水分解物および／またはその縮合物を成分として含有する粒子に溶媒分子を配位させるためには酸または塩基触媒の含有量は０．０２重量％以上０．０６重量％未満が好ましい。
【００７９】
溶媒としては、アルミニウム化合物などの原料が均一に溶解し、かつ粒子が凝集などしない有機溶媒であれば良い。例えばメタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチルプロパノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、シクロペンタノール、２−メチルブタノール、３−メチルブタノール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、３−ヘキサノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−メチル−１−ペンタノール、２−エチルブタノール、２，４−ジメチル−３−ペンタノール、３−エチルブタノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、１−オクタノール、２−オクタノールなどの１価のアルコール類：エチレングリコール、トリエチレングリコールなどの２価以上のアルコール類：メトキシエタノール、エトキシエタノール、プロポキシエタノール、イソプロポキシエタノール、ブトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、１―エトキシ−２−プロパノール、１−プロポキシ−２−プロパノールなどのエーテルアルコール類：ジメトキシエタン、ジグライム、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルのようなエーテル類：ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類：ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、シクロオクタンのような各種の脂肪族系ないしは脂環族系の炭化水素類：トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの各種の芳香族炭化水素類：アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの各種のケトン類：クロロホルム、メチレンクロライド、四塩化炭素、テトラクロロエタンのような、各種の塩素化炭化水素類：Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、エチレンカーボネートのような非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。
【００８０】
上記溶媒の中でもアルミニウム化合物の溶解性が高く、吸湿し難い点で炭素数５以上８以下の一価のアルコールが好ましい。溶媒の吸湿によりアルミニウム化合物の加水分解が進行すると粒径の制御が困難になる。また塗工時の吸湿は粒子の凝集を招き、光学特性の安定性を損なう。さらに、一般的な低沸点アルコールを用いると溶媒の揮発が早く、前述した安定化剤が膜中に残存するため光学特性に影響を与えるが、炭素数５以上８以下の一価のアルコールは用いると乾燥および／または焼成時に溶媒が安定化剤を伴って揮発するため安定化剤が残存し難い。一方、前記炭素数５以上８以下の一価のアルコールは疎水性が高く、加水分解に必要な水を均一に混合できず粒径を一定にすることが困難である。そのため炭素数５以上８以下の一価のアルコールに対し水溶性溶媒を併用することが好ましい。ここで述べる水溶性溶媒とは２３℃の溶媒に対する水の溶解度が８０重量％以上である溶媒を指す。
【００８１】
本発明に係る光学用部材の製造方法に用いる酸化アルミニウム前駆体ゾルに含有される溶媒の含有量は、５０重量％以上９８重量％以下、好ましくは６０重量％以上９３重量％以下が望ましい。
【００８２】
前記溶媒の混合比としては、炭素数５以上８以下の一価のアルコールを５０重量％以上９０重量％以下、沸点１１０℃以上１７０℃以下の水溶性溶媒を１０重量％以上５０重量％以下の割合で含有することが好ましい。炭素数５以上８以下の一価のアルコールが少なすぎる場合はコーティング時に膜厚が不均一になり外観が悪化する。炭素数５以上８以下の一価のアルコールが多すぎる場合は溶媒の疎水性が高くなり、水が均一に分散しない。
【００８３】
水溶性溶媒は１１０℃以上１７０℃以下の沸点を有する水溶性溶媒である。沸点１１０℃未満の水溶性溶媒を用いると、揮発による吸湿や白化が起こり易い。沸点１７０℃を超える水溶性溶媒を用いると、乾燥後も酸化アルミニウム膜中に残存して反射率のばらつきを生じる。前記水溶性溶媒がグリコールエーテルであることが好ましい。
【００８４】
本発明に係る光学用部材の製造方法に用いる酸化アルミニウム前駆体ゾルを調製するにあたり、アルミニウムアルコキシドの加水分解と縮合反応を促進するために加熱することができる。加熱温度は溶媒の沸点にも依るが６０℃以上１５０℃以下が好ましく、加熱することによって粒子が成長し粒子性が向上する。
【００８５】
本発明に係る光学用部材の製造方法に用いる酸化アルミニウム前駆体ゾルには、アルミニウム化合物とともに、有機シラン化合物としてＲ１−Ｓｉ（ＯＲ３）３で表わされる化合物を含有する。
【００８６】
Ｒ１−Ｓｉ（ＯＲ３）３で表わされる化合物の具体例として、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００８７】
前記酸化アルミニウム前駆体ゾルに含有される有機シラン化合物の含有量は、酸化アルミニウム前駆体ゾルに対して０．５重量％以上１５重量％以下が望ましい。０．５重量％未満では有機シラン化合物が持つ効果が十分に発揮されず、逆に１５重量％を越えると絶対反射率値が高くなってしまうので好ましくない。
【００８８】
酸化アルミニウム前駆体ゾルに前記有機シラン化合物を加えて本発明に係る光学用部材の製造工程を経ると、本発明に係る光学用部材は加水分解反応と脱水縮合反応によって、酸化アルミニウムを主成分とする突起および前記突起を支持する、下記一般式（１）で表わされる繰り返し構造を有する酸化アルミニウム膜からなる支持層が形成される。
【００８９】
【化５】
2015004871.tif 000008
【００９０】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１から１０のアルキル基、フッ化アルキル基、フェニル基またはアミノアルキル基を示し、それらの基は置換基を有していても有していなくてもよい。ｍおよびｎは１以上の整数である。）
【００９１】
本発明で使用される基材としては、ＳｉＯ２、ＢａＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ５などを構成成分に含むガラス基材が挙げられる。前記基材がＢａＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２の内、少なくとも１種類以上を含むことが好ましい。
【００９２】
本発明に用いられる光学用部材は、「ある材料のナノ構造であって、その材料固有の屈折率より低い見かけの屈折率が膜の厚さ方向に変化している反射防止膜」である。
【００９３】
具体的には、この反射防止膜が用いられる光学部品の使用波長より短い寸法を有する微細構造によって実現される。この微細構造はその内部に、外部雰囲気から閉じられた閉空間又は外部雰囲気に解放された開空間を複数有する。これにより、反射防止膜を構成している材料の屈折率（材料固有の屈折率）より、低い屈折率を有することになり、反射防止膜としての見かけの屈折率を低くすることができる。換言すれば、材料固有の屈折率とはその材料の非多孔質の薄膜又はバルクの屈折率であり、見かけの屈折率とは空間を有することにより低くなった微細構造の膜の屈折率である。
【００９４】
そして、膜における空間の占有率又は固体部分の占有率を膜厚方向に変化させることにより、見かけの屈折率を変化させることができる。よって、光の入射側から光の進行方向に沿って、見かけの屈折率が断続的又は連続的に低下させることが好ましい。特に外部雰囲気に接する反射防止膜の最表面は屈折率が１に近く、当該最表面から反射防止膜の膜厚方向に深くなるに従って屈折率が、反射防止膜を構成している材料固有の屈折率（例えば、１．４乃至３．０）に近づくように、徐々に屈折率が低下する光学的特性を有することが好ましいものである。
【００９５】
互いに空間又は固体部分の占有率が異なる少なくとも２層の微細構造を積層したり、空間又は固体部分の占有率が異なるように分布を持たせた構造であってもよい。そして、反射防止膜の最表面側においては空間が外部雰囲気と連通することにより、平滑ではない微細な凹凸構造を有しており、その凸部分の突起の厚さは使用波長より小さく、具体的にはナノメーターオーダーのサイズである。
【００９６】
このような微細な突起からなる凹凸構造は、モスアイ、ＳＷＳ（サブ波長構造）、花弁状、織物状、棘状、髭状などと表現される。
【００９７】
固体部分に用いられる材料としては、酸化シリコン、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、フッ化マグネシウムなどの金属フッ化物、金属フッ化酸化物、金属水酸化物などの金属化合物であってもよい。また、金属元素は１種類に限らず、２元系又は３元系とよばれる多元素系の金属化合物であってもよい。更には、これら固体材料は、リン、ホウ素などを含むものであってもよい。
【００９８】
固体部分の結晶構造は特に限定されるものではなく、非晶質、微結晶、多結晶、単結晶、あるいは非晶質中にそれらの結晶が混在したものであってもよい。
【００９９】
反射防止膜の製造方法としては、具体的には、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなどに代表される気相法、又はゾルゲル法、塗布法、スプレー法などの液相法により形成された固体膜に、熱処理、温水処理などの表面処理を施して、表面に微細な凹凸構造を形成する。
【０１００】
例えば、ゾルゲル法により基材の表面上に形成された、非晶質の酸化アルミニウムの膜を温水に浸すことにより、ベーマイトとも呼ばれる水酸化アルミニウムの板状の結晶を成長させると、花弁状の微細な凹凸構造を得ることができる。
【０１０１】
また、このような微細な凹凸構造の反射防止膜と基体との間に、別の中間層を形成することもできる。このような中間層としては、反射防止膜の見かけの屈折率と基体の屈折率の中間の屈折率を有する固体膜が好ましく用いられる。具体的には、反射防止膜の材料として列挙した金属化合物のような無機物、或いは、ポリイミドに代表される樹脂のような有機物であり得る。
【実施例】
【０１０２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ただし本発明はかかる実施例に限定されるものではない。各実施例、比較例で得られた、表面に突起を有する光学膜について、下記の方法で評価を行った。
【０１０３】
（１）酸化アルミニウム前駆体ゾル１から１０の調製
アルミニウム−ｓｅｃ−ブトキシド（ＡＳＢＤ、川研ファインケミカル製）２４ｇと、アルミニウム−ｓｅｃ−ブトキシドに対して０．５当量の安定化剤と、２−エチルブタノールとを均一になるまで混合攪拌した。アルミニウム−ｓｅｃ−ブトキシドに対して１．５当量の０．０１Ｍ希塩酸を２−エチルブタノール／１−エトキシ−２−プロパノールの混合溶媒に溶解してから、前記アルミニウム−ｓｅｃ−ブトキシドの溶液にゆっくり加え、６０分間攪拌した。溶媒は最終的に２−エチルブタノールと１−エトキシ−２−プロパノールの混合比が重量比で７／３の混合溶媒になるように調整した。
【０１０４】
さらに１１０℃に加熱したオイルバス中で２から３時間以上攪拌した。その後、有機シラン化合物もしくはシリコンアルコキシド（Ｘモル）をアルミニウム−ｓｅｃ−ブトキシド（Ｙモル）に対するモル比（Ｘ／Ｙ）が０．２５になるよう混合することによって酸化アルミニウム前駆体ゾル１から１０を調製した。調製に用いた安定化剤と添加剤の種類は表１に示した。
【０１０５】
（２）中間層溶液１の調製
１４．６ｇのケイ酸エチルに、３．１５ｇの０．０１Ｍ希塩酸と、２９．５ｇの１−ブタノール／２−プロパノールの１／１（ｗｔ．）混合溶媒をゆっくり加えてから、室温で撹拌した、６時間撹拌した後、９４．６ｇの１−ブタノール／２−プロパノールの１／１（ｗｔ．）混合溶媒で希釈して中間層溶液１を調製した。
【０１０６】
（３）基材の洗浄
片面だけ研磨され、もう一方の面がスリガラス状の直径約φ３０ｍｍ、厚さ約１ｍｍの円盤状ガラス基板をアルカリ洗剤中で超音波洗浄した後、オーブン中で乾燥した。
【０１０７】
（４）反射率測定
絶対反射率測定装置（ＵＳＰＭ−ＲＵ、オリンパス製）を用い、波長４００ｎｍから７００ｎｍの範囲の入射角０°時の反射率測定を行った。測定範囲の反射率の平均値と、比視感度が高い領域である波長５３０ｎｍから５７０ｎｍにおける反射率の平均値と、測定範囲の最低反射率を求めた。
【０１０８】
（５）支持層のケイ素含有量測定
Ｘ線光電子分光分析装置（アルバック・ファイ製、Ｑｕａｎｔｅｒａ  ＳＸＭ）を用い、酸化アルミニウムの突起を有する層を大きさ約φ３０ｍｍ、厚さ約１ｍｍのＬ−ＢＡＬ４２円盤状ガラス基板上に形成し、表面から深さ方向分析を行った。測定光源はＡｌ（モノクロメータ）、ビーム径は１００μｍ、スペクトル測定はＮａｒｒｏｗモードを選択し、測定元素にはＡｌ、Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、Ｆ、Ｂａを指定した。検出領域は５００μｍ×５００μｍとした。スパッタはＡｒ＋イオンビームを用いて加速電圧２ｋＶでおこなった。
【０１０９】
スペクトルの結果より、酸化アルミニウムの突起を支持する支持層部分の任意の点においてＳｉピークの有無を確認し、バックグラウンドレベル以上存在する場合は有、存在しない場合は無とした。次いで、Ｓｉピークが確認できた場合は同じ点におけるＡｌピークとＳｉピークの化学シフト解析より得られるＳｉ−Ｃ結合を示すピークから、Ａｌ含有量（Ａ）に対するＳｉピーク中のＳｉ−Ｃ基の含有量（Ｓ）の比［（Ｓ／Ａ）×１００］を算出した。
【０１１０】
【表１】
2015004871.tif 000009
【０１１１】
（実施例１）
前記の方法で洗浄したＬ−ＢＡＬ４２（ＯＨＡＲＡ社製）（ｎｄ＝１．５８３）円盤状ガラス基板に酸化アルミニウム前駆体ゾル１を適量滴下し、スピンコートによって反射率を下げるのに適した膜厚になるように塗布を行った後、１４０℃の熱風循環オーブンで３０分加熱処理し、非晶性酸化アルミニウム膜を被膜した。その後、非晶性酸化アルミニウム膜を７５℃の温水に浸漬することにより、平板ガラス上に酸化アルミニウムからなる突起を有する層を形成した。
【０１１２】
（実施例２から６）
酸化アルミニウム前駆体ゾル１の代わりに酸化アルミニウムゾル２から６を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例１と同様の操作を行った。
【０１１３】
（実施例７）
基材にＳ−ＬＡＬ８（ＯＨＡＲＡ社製）（ｎｄ＝１．７１３）円盤状ガラス基板を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例１と同様の操作を行った。
【０１１４】
（実施例８）
基材にＳ−ＴＩＭ２５（ＯＨＡＲＡ社製）（ｎｄ＝１．６７３）円盤状ガラス基板を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例１と同様の操作を行った。
【０１１５】
（実施例９）
基材にＳ−ＴＩＭ３（ＯＨＡＲＡ社製）（ｎｄ＝１．６１３）円盤状ガラス基板を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例１と同様の操作を行った。
【０１１６】
（実施例１０）
基材にＳ−ＦＳＬ５（ＯＨＡＲＡ社製）（ｎｄ＝１．４８８）円盤状ガラス基板を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例１と同様の操作を行った。
【０１１７】
（比較例１、３、４）
酸化アルミニウム前駆体ゾル１の代わりに酸化アルミニウム前駆体ゾル７、９、１０を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例１と同様の操作を行った。
【０１１８】
（比較例２）
酸化アルミニウム前駆体ゾル１の代わりに酸化アルミニウム前駆体ゾル８を用い、成膜条件を温度２００℃２時間焼成にし、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例１と同様の操作を行った。
【０１１９】
実施例１から１０ならびに比較例１から４について、波長４００ｎｍから７００ｎｍの範囲の入射角０°時の反射率測定を行い、その結果を表２に示した。
【０１２０】
【表２】
2015004871.tif 000010
【０１２１】
（注１）＊平均反射率１（％）は、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの範囲の入射角０°時における絶対反射率の平均値を示す。
（注２）＊平均反射率２（％）は、光の波長５３０ｎｍから５７０ｎｍの範囲の入射角０°時における絶対反射率の平均値を示す。
（注３）＊最低反射率（％）は、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの範囲の入射角０°時における反射率の最低反射率を示す。
【０１２２】
実施例１、実施例３、比較例１、比較例４について、Ｘ線光電子分光分析法による酸化アルミニウムからなる突起を支持する支持層のケイ素含有量の測定を行い、その結果を表３に示した。
【０１２３】
【表３】
2015004871.tif 000011
【０１２４】
（注４）＊平均反射率１（％）は、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの範囲の入射角０°時における絶対反射率の平均値を示す。
（注５）＊平均反射率２（％）は、光の波長５３０ｎｍから５７０ｎｍの範囲の入射角０°時における絶対反射率の平均値を示す。
（注６）＊最低反射率（％）は、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの範囲の入射角０°時における反射率の最低反射率を示す。
【０１２５】
図６に実施例１と比較例１の反射率実測値の比較を示した。
【０１２６】
（性能評価）
実施例１から６と比較例１から４の平均反射率１、平均反射率２、最低反射率の結果を比較すると、本発明に係る光学用部材はすべての項目において良好な反射率特性を示すことが確認された。特に、比視感度が高い領域である波長５３０ｎｍから５７０ｎｍにおける反射率の平均値と、測定範囲の最低反射率の特性に優れていた。
【０１２７】
実施例７から１０の結果から、屈折率（ｎｄ）が１．４８８から１．７１３までの基材に対して良好な反射率特性を発揮することが確認された。
【０１２８】
実施例１から６と比較例４の比較から、低屈折率化合物を含むのみの膜よりも有機シラン化合物を含む本件に係る光学用部材はより反射率特性が優れていることが確認された。
【０１２９】
実施例１から６と比較例３の比較から、有機シラン化合物の中でも２価の有機基を持つ有機シラン化合物を含む膜よりも１価の有機基を持つ有機シラン化合物を含む本件に係る光学用部材はより反射率特性が優れていることが確認された。
【０１３０】
実施例１、実施例３、比較例１、比較例４の酸化アルミニウムの突起を支持する支持層の中のＸＰＳ分析の結果、実施例１、実施例３、比較例４からは酸化アルミニウムの突起を支持する支持層においてＳｉが検出されたが、比較例１からは検出されなかった。比較例４においては酸化アルミニウムの突起を支持する支持層の中にＳｉ−Ｃ結合が確認されなかった。
【０１３１】
（実施例１１）
前記の方法で洗浄したＬ−ＢＡＬ４２（ＯＨＡＲＡ社製）（ｎｄ＝１．５８３）円盤状ガラス基板に中間層溶液１を適量滴下し、スピンコートによって反射率を下げるのに適した膜厚になるように塗布を行った後、２００℃の熱風循環オーブンで６０分加熱処理し、中間層膜を被膜した。
【０１３２】
中間層膜付基板の上に酸化アルミニウム前駆体ゾル１を適量滴下し、スピンコートによって反射率を下げるのに適した膜厚になるように塗布を行った後、１４０℃の熱風循環オーブンで３０分加熱処理し、非晶性酸化アルミニウム膜を被膜した。その後、非晶性酸化アルミニウム膜を７５℃の温水に浸漬することにより、平板ガラス上に酸化アルミニウムからなる突起を有する層を形成した。
【０１３３】
（実施例１２）
酸化アルミニウム前駆体ゾル１の代わりに酸化アルミニウム前駆体ゾル３を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例１１と同様の操作を行った。
【０１３４】
（比較例５）
酸化アルミニウム前駆体ゾル１の代わりに酸化アルミニウム前駆体ゾル７を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例１１と同様の操作を行った。
【０１３５】
（比較例６）
酸化アルミニウム前駆体ゾル１の代わりに酸化アルミニウム前駆体ゾル１０を用い、非晶性酸化アルミニウム膜を形成した以外は実施例１１と同様の操作を行った。
【０１３６】
実施例１１から１２ならびに比較例５から６について、波長４００ｎｍから７００ｎｍの範囲の入射角０°時の反射率測定を行い、その結果を表４に示した。
【０１３７】
【表４】
2015004871.tif 000012
【０１３８】
（注７）＊平均反射率１（％）は、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの範囲の入射角０°時における絶対反射率の平均値を示す。
（注８）＊平均反射率２（％）は、光の波長５３０ｎｍから５７０ｎｍの範囲の入射角０°時における絶対反射率の平均値を示す。
（注９）＊最低反射率（％）は、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの範囲の入射角０°時における反射率の最低反射率を示す。
【０１３９】
図７に実施例１２と比較例５の反射率実測値の比較を示した。
【０１４０】
（性能評価）
実施例１１から１２と比較例５から６の平均反射率１、平均反射率２、最低反射率の結果を比較すると、本発明に係る光学用部材は低屈折率硝材に対応した中間層と組み合わせることでも良好な反射率特性を示すことが確認された。特に、比視感度が高い領域である５３０ｎｍから５７０ｎｍにおける反射率の平均値と、測定範囲の最低反射率の特性に優れていた。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明の光学用部材は、低屈折率を有する透明基材に対応でき、可視光に対して優れた反射防止効果を示すとともに、長期的な耐候性を有する。よって、ワープロ、コンピュータ、テレビ、プラズマディスプレイパネル等の各種ディスプレイなどの光学部材に利用することができる。また、液晶表示装置に用いる偏光板、各種光学硝材及び透明プラスチック類からなるサングラスレンズ、度付メガネレンズ、カメラ用ファインダーレンズ、プリズム、フライアイレンズ、トーリックレンズ、各種光学フィルター、センサーなどの光学部材に利用することができる。さらにはそれらを用いた撮影光学系、双眼鏡などの観察光学系、液晶プロジェクタなどに用いる投射光学系：レーザービームプリンターなどに用いる走査光学系等の各種光学レンズ：各種計器のカバー、自動車、電車等の窓ガラスなどの光学部材に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４２】
１  基材
２  酸化アルミニウム前駆体ゾル
３  酸化アルミニウム膜
４  積層体
５  突起
６  支持層
７  積層体
８  突起
９  支持層
１０  傾斜方向
１１  基材表面の接線
１２  酸化アルミニウム以外を主成分とする層
【図１】
2015004871.tif 000015
【図２】
2015004871.tif 000016
【図３】
2015004871.tif 000017
【図４】
2015004871.tif 000018
【図５】
2015004871.tif 000019
【図６】
2015004871.tif 000020
【図７】
2015004871.tif 000021