(57)【要約】【課題】水晶波長板は、良好な複屈折性を有するために極めて薄く形成されている。水晶波長板を構成する面には、キズまたは結晶欠陥などの不連続な部分がある。この不連続な部分が、破壊の起点となるため、外部から応力が加わることにより、破壊されてしまう。【解決手段】水晶波長板の少なくとも片面に水晶基板と同等な光学特性を有する透光膜を形成し、キズまたは結晶欠陥などの不連続な部分が、破壊の起点となることを防ぐ。このため、水晶基板だけの状態に比べて、光学物品は曲げまたは反りなどによる外力に対して強く、機械的強度を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶基板と、
前記水晶基板を構成する少なくとも一つの面に形成された透光膜とを備えたことを特徴とする光学物品。
【請求項２】
請求項１に記載の光学物品において、
前記透光膜は、前記水晶基板の全面を覆って形成されていることを特徴とする光学物品。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学物品において、
前記透光膜は、前記水晶基板に実用上同等なる透過率と屈折率と、光学等方性とを有することを特徴とする光学物品。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学物品において、
前記透光膜は、一般式（１）で示される化合物を含有するケイ素含有化合物から形成されていることを特徴とする光学物品。
【化１】
2008304818.tif 000008
【請求項５】
請求項４に記載の光学物品において、
前記透光膜は、前記ケイ素含有化合物と重合可能な有機化合物を含有していることを特徴とする光学物品。
【請求項６】
請求項４または５に記載の光学物品において、
前記透光膜は、前記ケイ素含有化合物に一般式（２）で示される化合物を含有していることを特徴とする光学物品。
【化２】
2008304818.tif 000009
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学物品において、
前記透光膜は、前記ケイ素含有化合物に金属酸化物ゾルを含有していることを特徴とする光学物品。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の光学物品において、
前記透光膜の線膨張係数は、２．０×１０-4／℃〜７．０×１０-6／℃であることを特徴とする光学物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶基板からなる光学物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水晶基板からなる光学物品として、複屈折性を利用した水晶波長板が知られている。この水晶波長板は、極めて薄く、たとえば厚み２３μｍに形成される。
【０００３】
水晶波長板などの波長板に関して、波長板の外周部に環状囲繞部を形成した超薄波長板が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０１３０２号公報（５頁〜７頁、図１〜図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、水晶波長板などの波長板は、極めて薄く形成され、波長板を構成する面に、キズまたは結晶欠陥などの不連続な部分があると、不連続な部分が、破壊の起点となるため、機械的強度は弱く、外部から応力が加わることにより、破壊されてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］水晶基板と、前記水晶基板を構成する少なくとも一つの面に形成された透光膜とを備えたことを特徴とする光学物品。
【０００８】
これによれば、極めて薄い水晶基板を構成する少なくとも一つの面のキズまたは結晶欠陥などの不連続な部分が、透光膜により塞がれるまたは埋められるので、この不連続な部分が、破壊の起点となることを防ぐ。このため、水晶基板だけの状態に比べて、光学物品は曲げまたは反りなどによる外力に対して強く、機械的強度を向上させることができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例にかかる光学物品であって、前記透光膜は、前記水晶基板の全面を覆って形成されていることを特徴とする光学物品。
【００１０】
これによれば、極めて薄い水晶基板のキズまたは結晶欠陥などの不連続な部分である破壊の起点が、透光膜によりすべて塞がれるまたは埋められる。このため、水晶基板を構成する全ての面が、破壊の起点となることを防ぐことができる。さらには、水晶基板の外周部に欠けなどが発生して、この欠けが破壊の起点となることを防ぐ。このため、水晶基板だけの状態に比べて、光学物品は曲げまたは反りなどによる外力に対して強く、光学物品の機械的強度を、より一層の向上を図ることができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例にかかる光学物品であって、前記透光膜は、前記水晶基板に実用上同等なる透過率と屈折率と、光学等方性とを有することを特徴とする光学物品。
【００１２】
これによれば、光学物品に入射、透過、射出する光線の透過率、屈折率、複屈折などを、水晶基板だけに入射、透過、射出した場合と概ね同等にすることができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例にかかる光学物品であって、前記透光膜は、一般式（１）で示される化合物を含有するケイ素含有化合物から形成されていることを特徴とする光学物品。
【００１４】
【化１】
2008304818.tif 000003
【００１５】
これによれば、ケイ素含有化合物と水晶基板とが安定してシロキサン結合を介し、透光膜を形成することで、透光膜と水晶基板との密着性を確保することができる。また、透光膜上に、ＳｉＯ2などの無機物からなる膜を形成する場合、無機物である水晶基板にＳｉＯ2膜を形成する場合と比較して、同等の密着性を維持して、形成することができる。このため、ＳｉＯ2からなる層と、ＺｒＯ2またはＴｉＯ2からなる層とが、交互に積層された反射防止膜を備えた光学物品を得ることができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例にかかる光学物品であって、前記透光膜は、前記ケイ素含有化合物と重合可能な有機化合物を含有していることを特徴とする光学物品。
【００１７】
これによれば、ケイ素含有化合物およびこれと重合可能な有機化合物を硬化処理することにより、形成された透光膜の柔軟性を向上させるので、水晶基板が変形した際の破損の起点の生成を防ぐことができる。また、ケイ素含有化合物、および、これと重合可能な有機化合物は透明で、水晶の屈折率に極めて近い屈折率を有し、且つ複屈折性を有しないため、光学物品の光学特性を、水晶基板の光学特性と同等に維持することができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例にかかる光学物品であって、前記透光膜は、前記ケイ素含有化合物に一般式（２）で示される化合物を含有していることを特徴とする光学物品。
【００１９】
【化２】
2008304818.tif 000004
【００２０】
これによれば、四官能性のシラン化合物により、ケイ素含有化合物と水晶基板との親和性を向上させ、均一な透光膜を水晶基板に形成することができる。さらには、一般式（１）で示される化合物と水晶基板とを結合するシロキサン結合どうしを架け渡す架橋作用により結合して、透光膜の硬さを調節することが可能となる。
【００２１】
［適用例７］上記適用例にかかる光学物品であって、前記透光膜は、前記ケイ素含有化合物に金属酸化物ゾルを含有していることを特徴とする光学物品。
【００２２】
これによれば、ケイ素含有化合物の硬化収縮率を低減するので、透光膜の形成により水晶基板にはたらく応力を抑制し、水晶基板の光学特性を維持する。これにより、光学物品の光学特性を、水晶基板の光学特性と同等に維持することができる。
【００２３】
［適用例８］上記適用例にかかる光学物品であって、前記透光膜の線膨張係数は、２．０×１０-4／℃〜７．０×１０-6／℃であることを特徴とする光学物品。
【００２４】
これによれば、光学物品の周辺温度に対し、透光膜の膨張が起きても、水晶基板にかかる応力が破断応力の範囲を超えないため破損しない。これにより、光学物品の光学特性および機械的強度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下の実施形態では、光学物品として水晶波長板を一例として挙げて説明する。
（実施形態）
【００２６】
図１は、本実施形態の光学物品を示す概略図である。（ａ）は、概略平面図であり、（ｂ）は、概略断面図である。
【００２７】
図１に示すように、光学物品１は、水晶基板１０と透光膜２０とを備えている。水晶基板１０の全体を覆うように透光膜２０が形成されている。
水晶基板１０は、水晶の原石から複屈折性を有する軸角度で切り出すことで、形成されている。水晶基板１０は、２ｃｍ×２ｃｍ、厚さ２３μｍである。そして、水晶基板１０の光学特性として、屈折率は概ね１．５であり、位相差は４５°であり、平均透過率は９２％である。
【００２８】
透光膜２０が形成される水晶基板１０の全面には、予め、アルカリ処理、酸処理、界面活性剤処理、またはプラズマ処理などの表面処理が施され、水晶基板１０と透光膜２０との密着性を向上させることが好ましい。
【００２９】
透光膜２０は、ケイ素含有化合物を水晶基板１０の表面に塗布し硬化処理することにより形成されている。透光膜２０は、水晶基板１０と同等の屈折率および透過率を有している。透光膜２０の膜厚は、０．０１μｍ以上３０μｍ以下である。０．０１μｍ以上であれば、水晶基板１０を形成する面のキズまたは結晶欠陥などの不連続な部分である破壊の起点が、透光膜２０により塞がれるまたは埋められるので、光学物品１の機械的強度を向上させる。そして、３０μｍ以下であれば、透光膜２０の表面の平滑性を保ち、水晶基板１０の光学特性を維持させる。本実施形態において、透光膜２０の厚み設計値は、２μｍである。透光膜２０の線膨張係数は、２．０×１０-4／℃〜７．０×１０-6／℃である。
【００３０】
ケイ素含有化合物は、一般式（１）で示される化合物を含有している。そして、このケイ素含有化合物は、一般式（１）で示される化合物と重合可能な有機化合物、一般式（２）で示される化合物、金属酸化物ゾル、溶剤、または硬化触媒を含有している。そして、界面活性剤（レベリング剤）、紫外線吸収剤などの添加剤を含有していてもよい。
【００３１】
化３で示す一般式（１）において、Ｒ1は、アルキル基、またはＸ−Ｒ2である。ｎは、０〜３の整数である。また、ｎが２または３の場合は、Ｒ1は同種または異種のいずれでもよい。
Ｘは、エポキシ基、ビニル基、アリル基、（メタ）アクリル基、イソシアネート基、アミノ基、クロロプロピル基、メルカプト基などの重合可能な反応基である。Ｒ2は、炭素数０〜１０の直鎖状、分岐状、あるいは環状のアルキレン基またはアルキルフェニル基である。そして、アルキレン基どうしの間、またはアルキルフェニル基どうしの間に、Ｎ、Ｏ、Ｓ、またはＰなどが入っていてもよい。
【００３２】
【化３】
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【００３３】
一般式（１）で示される化合物の具体例としては、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルジメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ノルマルヘキシルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、２−（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１、３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシ、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシランなどが挙げられる。これらのうち１種だけ用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。そして、これらは無溶媒下またはアルコールなどの有機溶剤中で、酸の存在下で加水分解して使用する方が好ましい。
【００３４】
ケイ素含有化合物は、一般式（１）で示される化合物の反応基と反応する重合可能な有機化合物を含んでいてもよい。重合可能な有機化合物は、一般式（１）で示される化合物のエポキシ基、ビニル基、アリル基、（メタ）アクリル基、イソシアネート基、アミノ基、クロロプロピル基、メルカプト基、またはヒドロキシル基などに応じて選択することができる。
【００３５】
一般式（１）で示される化合物の反応基がエポキシ基の場合、これと重合可能な有機化合物の一例としては、以下のようなエポキシ化合物が挙げられる。
過酸化法で合成されるポリオレフィン系エポキシ樹脂、シクロペンタジエンオキシドやシクロヘキセンオキシドあるいはヘキサヒドロフタル酸と、エピクロルヒドリンから得られるポリグリシジルエステルなどの脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡやカテコール、レゾシノールなどの多価フェノールあるいは（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ソルビトールなどの多価アルコールと、エピクロルヒドリンから得られるポリグリシジルエーテル、エポキシ化植物油、あるいはノボラック型フェノール樹脂と、エピクロルヒドリンから得られるエポキシノボラックあるいはフェノールフタレインと、エピクロルヒドリンから得られるエポキシ樹脂、グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートアクリル系モノマーあるいはスチレンなどの共重合体と、さらには上記エポキシ化合物とモノカルボン酸含有（メタ）アクリル酸とのグリシジル基開環反応により得られるエポキシアクリレートなどが挙げられる。
【００３６】
重合可能な有機化合物の具体例としては、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル、ノナエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ノナプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールヒドロキシヒバリン酸エステルのジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールジグリシジルエーテル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのジグリシジルエーテル、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリグリシジルエーテルなどの脂肪族エポキシ化合物、イソホロンジオールジグリシジルエーテル、ビス−２，２−ヒドロキシシクロヘキシルプロパンジグリシジルエーテルなどの脂環族エポキシ化合物、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、オルトフタル酸ジグリシジルエステル、フェノールノボラックポリグリシジルエーテル、クレゾールノボラックポリグリシジルエーテルなどの芳香族エポキシ化合物などが挙げられる。これらのうち１種だけ用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３７】
重合可能な有機化合物は、ケイ素含有化合物の組成において、一般式（１）で示される化合物に対し、モル比で０を超え５０倍以下で混合してもよい。この重合可能な有機化合物を含有することにより、透光膜２０の耐候性および耐光性などの品質を維持する。そして、５０倍以下で混合することにより、透光膜２０の柔軟性を向上させるので、透光膜２０による水晶基板１０の変形を抑制する。
【００３８】
一般式（１）で示される化合物を含有するケイ素含有化合物は、化４で示す一般式（２）で示される化合物を含有してもよい。一般式（２）において、Ｙは加水分解可能な官能基であり、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、またはブトキシ基などのアルコキシ基、ならびにクロロ基およびブロモ基などのハロゲン基、ならびにアシルオキシ基などが挙げられる。
【００３９】
【化４】
2008304818.tif 000006
【００４０】
一般式（２）で示される化合物の具体例としては、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラアリロキシシラン、テトラキス（２−メトキシエトキシ）シラン、テトラキス（２−エチルブトキシ）シラン、テトラキス（２−エチルヘキシロキシ）シランなどが挙げられる。これらのうち１種だけ用いてもよく、２種以上を混合してもよい。これらは無溶媒下またはアルコールなどの有機溶剤中で、酸の存在下で加水分解して使用する方が好ましい。ケイ素含有化合物の組成において、一般式（２）で示される化合物は、一般式（１）で示される化合物に対して、モル比で０を超え５０倍以下で混合してもよい。この一般式（２）で示される化合物を含有することにより、一般式（１）で示される化合物と水晶基板１０とを結合するシロキサン結合どうしを架け渡す架橋作用により結合して、透光膜２０の硬さを調節する。そして、５０倍以下で混合することにより、一般式（１）で示される化合物と水晶基板１０とを結合するシロキサン結合を阻害することなく、均一な透光膜２０を形成する。
【００４１】
ケイ素含有化合物は、金属酸化物ゾルを含んでいてもよい。金属酸化物ゾルは、粒径１ｎｍ〜１００ｎｍのＳｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｅ、Ｚｒ、またはＴｉから選ばれる１種以上の金属酸化物からなる微粒子および／またはＳｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、Ｚｒ、Ｉｎ、またはＴｉから選ばれる２種以上の金属酸化物からなる。
ケイ素含有化合物の組成において、金属酸化物ゾルは、一般式（１）で示される化合物に対して、重量比で０を超え２０倍以下で混合してもよい。金属酸化物ゾルを含有することにより、ケイ素含有化合物を硬化処理することにより透光膜２０が形成される際に、硬化収縮することを低減する。また、一般式（１）で示される化合物と水晶基板１０とが安定してシロキサン結合し、透光膜２０と水晶基板１０との密着性を確保することができる。そして、２０倍以下で混合することにより、一般式（１）で示される化合物と水晶基板１０とを結合するシロキサン結合を阻害することなく、均一な透光膜２０を形成する。
【００４２】
溶剤を用いて、ケイ素含有化合物を希釈してもよい。溶剤としては、アルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類、芳香族類などの溶剤が挙げられる。
【００４３】
硬化触媒を、ケイ素含有化合物に含有してもよい。硬化触媒としては、過塩素酸、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸マグネシウムなどの過塩素酸類、Ｃｕ（II）、Ｚｎ（II）、Ｃｏ（II）、Ｎｉ（II）、Ｂｅ（II）、Ｃｅ（III）、Ｔａ（III）、Ｔｉ（III）、Ｍｎ（III）、Ｌａ（III）、Ｃｒ（III）、Ｖ（III）、Ｃｏ（III）、Ｆｅ（III）、Ａｌ（III）、Ｃｅ（IV）、Ｚｒ（IV）、Ｖ（IV）などを中心金属原子とするアセチルアセトネ−ト、アミン、グリシンなどのアミノ酸、ルイス酸、有機酸金属塩などが挙げられる。この中でも最も好ましい硬化触媒としては、過塩素酸マグネシウム、Ａｌ（III）、Ｆｅ（III）のアセチルアセトネ−トが挙げられる。
【００４４】
界面活性剤を、ケイ素含有化合物に含有してもよい。界面活性剤としては、東レダウコーニングシリコーン株式会社製、商品名「ＦＺ−２１６１」（以下、「ＦＺ−２１６１」と記す）が一例として挙げられる。
【００４５】
ケイ素含有化合物の固形分濃度は、粘度、溶媒の揮発速度などから設定することが好ましく、０．５ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であることが望ましい。本実施形態においては、２５ｗｔ％とする。
【００４６】
ケイ素含有化合物の調合手順について、上述の化合物などの中から、以下のものを一例として用い、説明する。
一般式（１）で示される化合物として、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン（以下、「ＧＴＳ」と記す）を用いる。重合可能な有機化合物として、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル（ナガセケムテックス株式会社製、商品名「デナコールＥＸ−３１３」、以下、「ＥＸ−３１３」と記す）を用いる。一般式（２）で示される化合物として、テトラエトキシシラン（以下、「ＴＥＯＳ」と記す）を用いる。金属酸化物ゾルとして、イソプロパノール分散コロイド状シリカ（触媒化成工業株式会社製、商品名「Ｏｓｃａｌ−１４３２」、以下、「Ｏｓｃａｌ」と記す）を用いる。溶剤として、イソプロパノール（以下、「ＩＰＡ」と記す）を用いる。硬化触媒として、鉄（III）アセチルアセトネート（以下、「Ｆｅ（ａｃａｃ）３」と記す）を用いる。界面活性剤として、ＦＺ−２１６１を用いる。そして、加水分解用の酸を用いる。
【００４７】
まず、ＧＴＳ、またはＧＴＳとＴＥＯＳとを、ＩＰＡにより希釈する。その後、加水分解用の酸を添加して、室温で２時間以上攪拌することにより、アルコキシシランの加水分解を行う。その後、界面活性剤としてＦＺ−２１６１を、ケイ素含有化合物の全量に対して３００ｐｐｍ混合する。このとき、ＥＸ−３１３、および金属酸化物ゾルとしてＯｓｃａｌの少なくともいずれか一方を混合する。その後、硬化触媒として、Ｆｅ（ａｃａｃ）３を、ケイ素含有化合物の全量に対して０．３ｗｔ％を混合して、２時間以上攪拌することで、ケイ素含有化合物を得る。ここで、加水分解用の酸は、０．１Ｎ塩酸とし、水分量はＴＥＯＳのアルコキシ基であるエトキシ基のｍｏｌ数に対して、５倍のｍｏｌ数とする。
【００４８】
水晶基板１０への透光膜２０の形成方法について説明する。
水晶基板１０へのケイ素含有化合物の塗布を、浸漬法により行う。引き上げ速度は、３０ｃｍ／ｍｍである。ケイ素含有化合物が塗布された水晶基板１０を、乾燥炉にて１２５℃で２時間の硬化処理を施す。これにより、水晶基板１０の表面に透光膜２０が形成された光学物品１を得る。
ここで、塗布の方法を、浸漬法としたが、スプレ−法、ロ−ルコ−ト法、スピンコ−ト法、フロ−コ−ト法などを用いてもよい。ケイ素含有化合物の硬化処理方法を、加熱による硬化処理を施すとしたが、風干しによる硬化処理、または風干しと加熱とによる硬化処理などとしてもよい。
【００４９】
以下に、本実施形態の実施例１〜６の光学物品１について、それぞれ説明する。
（実施例１）
【００５０】
実施例１において、光学物品１の透光膜２０を形成するケイ素含有化合物は、一般式（１）で示される化合物としてＧＴＳと、溶剤としてのＩＰＡと、硬化触媒としてＦｅ（ａｃａｃ）３と、界面活性剤としてＦＺ−２１６１とを用いる。
そして、前述のケイ素含有化合物の調合手順で、ＧＴＳと、ＩＰＡと、ＦＺ−２１６１と、Ｆｅ（ａｃａｃ）３とを順次調合することにより、ケイ素含有化合物は得られる。
【００５１】
透光膜２０の組成比は、ＧＴＳが１００ｗｔ％である。
（実施例２）
【００５２】
実施例２において、光学物品１の透光膜２０を形成するケイ素含有化合物は、実施例１に用いたＧＴＳと、ＩＰＡと、Ｆｅ（ａｃａｃ）３と、ＦＺ−２１６１とのほかに、一般式（２）で示される化合物としてＴＥＯＳと、金属酸化物ゾルとしてＯｓｃａｌとを用いる。
そして、前述のケイ素含有化合物の調合手順で、ＧＴＳと、ＴＥＯＳと、ＩＰＡと、ＦＺ−２１６１と、Ｏｓｃａｌと、Ｆｅ（ａｃａｃ）３とを順次調合することにより、ケイ素含有化合物は得られる。
【００５３】
透光膜２０の組成比は、ＧＴＳが４０ｗｔ％、ＴＥＯＳが５ｗｔ％、Ｏｓｃａｌが５５ｗｔ％である。
（実施例３）
【００５４】
実施例３において、光学物品１の透光膜２０を形成するケイ素含有化合物は、実施例１に用いたＧＴＳと、ＩＰＡと、Ｆｅ（ａｃａｃ）３と、ＦＺ−２１６１とのほかに、重合可能な有機化合物としてＥＸ−３１３と、Ｏｓｃａｌとを用いる。
そして、前述のケイ素含有化合物の調合手順で、ＧＴＳと、ＩＰＡと、ＦＺ−２１６１と、Ｏｓｃａｌと、ＥＸ−３１３と、Ｆｅ（ａｃａｃ）３とを順次調合することにより、ケイ素含有化合物は得られる。
【００５５】
透光膜２０の組成比は、ＧＴＳが２０ｗｔ％、Ｏｓｃａｌが５５ｗｔ％、ＥＸ−３１３が２５ｗｔ％である。
（実施例４）
【００５６】
実施例４において、光学物品１の透光膜２０を形成するケイ素含有化合物は、実施例１に用いたＧＴＳと、ＩＰＡと、Ｆｅ（ａｃａｃ）３と、ＦＺ−２１６１とのほかに、ＥＸ−３１３を用いる。
そして、前述のケイ素含有化合物の調合手順で、ＧＴＳと、ＩＰＡと、ＦＺ−２１６１と、ＥＸ−３１３と、Ｆｅ（ａｃａｃ）３とを順次調合することにより、ケイ素含有化合物は得られる。
【００５７】
透光膜２０の組成比は、ＧＴＳが６２ｗｔ％、ＥＸ−３１３が３８ｗｔ％である。
（実施例５）
【００５８】
実施例５において、光学物品１の透光膜２０を形成するケイ素含有化合物は、実施例１に用いたＧＴＳと、ＩＰＡと、Ｆｅ（ａｃａｃ）３と、ＦＺ−２１６１とのほかに、Ｏｓｃａｌを用いる。
そして、前述のケイ素含有化合物の調合手順で、ＧＴＳと、ＩＰＡと、ＦＺ−２１６１と、Ｏｓｃａｌと、Ｆｅ（ａｃａｃ）３とを順次調合することにより、ケイ素含有化合物は得られる。
【００５９】
透光膜２０の組成比は、ＧＴＳが４５ｗｔ％、Ｏｓｃａｌが５５ｗｔ％である。
（実施例６）
【００６０】
実施例６において、光学物品１の透光膜２０を形成するケイ素含有化合物は、実施例１に用いたＧＴＳと、ＩＰＡと、Ｆｅ（ａｃａｃ）３と、ＦＺ−２１６１とのほかに、ＴＥＯＳを用いる。
そして、前述のケイ素含有化合物の調合手順で、ＧＴＳと、ＴＥＯＳ、ＩＰＡと、ＦＺ−２１６１、Ｆｅ（ａｃａｃ）３とを順次調合することによりケイ素含有化合物は、得られる。
【００６１】
透光膜２０の組成比は、ＧＴＳが９０ｗｔ％、ＴＥＯＳが１０ｗｔ％である。
【００６２】
以下、比較例１〜３について説明する。
（比較例１）
【００６３】
比較例１において、図１に示す光学物品１は、透光膜２０を形成していない水晶基板１０である。
（比較例２）
【００６４】
比較例２において、光学物品１の透光膜２０を形成するケイ素含有化合物は、ＴＥＯＳと、ＩＰＡと、Ｆｅ（ａｃａｃ）３と、ＦＺ−２１６１とを用いる。
そして、前述のケイ素含有化合物の調合手順で、ＴＥＯＳと、ＩＰＡと、ＦＺ−２１６１と、Ｆｅ（ａｃａｃ）３とを順次調合することにより、ケイ素含有化合物は得られる。
【００６５】
透光膜２０の組成比は、ＴＥＯＳが１００ｗｔ％である。
（比較例３）
【００６６】
比較例３において、光学物品１の透光膜２０を形成するケイ素含有化合物は、ＴＥＯＳと、ＩＰＡと、ＥＸ−３１３と、Ｏｓｃａｌと、Ｆｅ（ａｃａｃ）３と、ＦＺ−２１６１とを用いる。
そして、前述のケイ素含有化合物の調合手順で、ＴＥＯＳと、ＩＰＡと、ＦＺ−２１６１と、ＥＸ−３１３と、Ｏｓｃａｌと、Ｆｅ（ａｃａｃ）３とを順次調合することにより、ケイ素含有化合物は得られる。
【００６７】
透光膜２０の組成比は、ＴＥＯＳが２０ｗｔ％、Ｏｓｃａｌが５５ｗｔ％、ＥＸ−３１３が２５ｗｔ％である。
【００６８】
ここで、上述の実施例１〜６および比較例１〜３の光学物品１について、以下に示す評価を行った。評価項目は、屈折率、膜厚、外観、破損荷重、位相差、および平均透過率の６項目とした。
【００６９】
以下、各評価項目についての評価方法を説明する。
【００７０】
（１）屈折率測定方法。
アッベの屈折率測定器を用いて、光学物品１の屈折率を測定し、水晶基板１０の屈折率１．５と比較評価した。
【００７１】
（２）膜厚測定方法。
光学式反射率測定器を用いて、光学物品１の透光膜２０の厚みを測定した。
【００７２】
（３）外観評価方法。
光学物品１の外観について、目視により観察した。外観の程度を次の２段階に分けて評価した。
○：透光膜２０に凹凸が発生していない。そして、光学物品１に干渉縞が発生していない。
×：透光膜２０に凹凸が発生している。および／または、光学物品１に干渉縞が発生している。
【００７３】
（４）破損荷重評価方法。
図２に示す破損荷重評価治具５０を用いて、光学物品１または水晶基板１０の破損荷重を測定し、比較評価した。図２（ａ）は、概略平面図であり、同図（ｂ）は概略断面図である。
破損荷重測定方法について、図２を参照して説明する。
図２に示すように破損荷重評価治具５０は、保持板５３と、枠型の押付板５２と、押当球５１とを備えている。これらの材質は、ステンレスである。保持板５３は、貫通孔５４を備えている。ここで、光学物品１または水晶基板１０を、保持板５３の上に配置する。保持板５３と押付板５２とにより、光学物品１または水晶基板１０を保持する。この状態で、図２に示す矢印の方向に、速度１０ｍｍ／ｍｉｎで、押当球５１を移動させる。このようにして、光学物品１または水晶基板１０に、押当球５１を押し当てる。これにより、光学物品１または水晶基板１０が破損する荷重を測定した。
【００７４】
（５）位相差評価方法。
複屈折測定器を用いて、光学物品１または水晶基板１０の直交する２つの屈折率を測定し、この２つの屈折率することで位相差を測定する。水晶基板１０の位相差４５°と比較評価した。
【００７５】
（６）平均透過率測定方法。
光学物品１の平均透過率について、波長４３０ｎｍ以上７００ｎｍ以下において測定し、水晶基板１０の平均透過率９２％と比較評価した。
【００７６】
上述の評価の結果を表１に示す。
透光膜２０を形成していない比較例１、ならびにＧＴＳを含まない透光膜２０を水晶基板１０に形成した比較例２および比較例３に対して、ＧＴＳを含む透光膜２０を水晶基板１０に形成した実施例１〜６は、屈折率、位相差、および平均透過率の光学特性、ならびに膜厚および外観を、同等に維持していることに加えて、破損荷重が大きいことから機械的強度が向上していることを確認することができる。
【００７７】
【表１】
2008304818.tif 000007
【００７８】
以下、実施形態の効果を記載する。
（１）極めて薄い水晶基板１０を形成する表面または裏面のキズまたは結晶欠陥などの不連続な部分が、透光膜２０により塞がれるまたは埋められるので、この不連続な部分が、破壊の起点となることを防ぐ。このため、水晶基板１０だけの状態に比べて、光学物品１は曲げまたは反りなどによる外力に対して強く、機械的強度を向上させることができる。
【００７９】
（２）極めて薄い水晶基板１０のキズまたは結晶欠陥などの不連続な部分である破壊の起点が、透光膜２０によりすべて塞がれるまたは埋められる。このため、水晶基板１０を構成する全ての面が、破壊の起点となることを防ぐことができる。さらには、水晶基板の外周部に欠けなどが発生して、この欠けが破壊の起点となることを防ぐ。このため、水晶基板１０だけの状態に比べて、光学物品１は曲げまたは反りなどによる外力に対して強く、光学物品１の機械的強度をより一層の向上を図ることができる。
【００８０】
（３）光学物品１の複屈折性などの光学的特性を、水晶基板１０だけの場合と比較して、同等の光学的特性を維持することができる。
【００８１】
（４）ケイ素含有化合物と水晶基板１０とが安定してシロキサン結合を介し、透光膜２０を形成することで、透光膜２０と水晶基板１０との密着性を確保することができる。また、透光膜２０上に、ＳｉＯ2などの無機物からなる膜を形成する場合、無機物である水晶基板に形成する場合と比較して、同等の密着性を維持して、形成することができる。このため、ＳｉＯ2からなる層と、ＺｒＯ2またはＴｉＯ2からなる層とが、交互に積層された反射防止膜を備えた光学物品１を得ることができる。
【００８２】
（５）ケイ素含有化合物を硬化処理することにより形成された透光膜２０の柔軟性を向上させるので、透光膜２０による水晶基板１０が変形した際の破損の起点の生成を防ぐことができる。また、ケイ素含有化合物、および、これと重合可能な有機化合物は透明で、且つ、水晶の屈折率に極めて近い屈折率を有し、且つ複屈折性を有しないため、光学物品１の光学特性を、水晶基板１０の光学特性と同等に維持することができる。
【００８３】
（６）四官能性のシラン化合物により、ケイ素含有化合物と水晶基板１０との親和性を向上させ、均一な透光膜２０を水晶基板１０に形成することができる。さらには、一般式（１）で示される化合物と水晶基板１０とを結合するシロキサン結合どうしを架け渡す架橋作用により結合して、透光膜２０の硬さを調節することが可能となる。
【００８４】
（７）金属酸化物ゾルを含有することでケイ素含有化合物の硬化収縮率を低減するので、透光膜２０の形成により水晶基板１０にはたらく応力を抑制することができる。また、水晶の屈折率に極めて近い屈折率を有し、且つ複屈折性を有しないため、水晶基板１０の光学特性を維持する。これにより、光学物品１の光学特性を、水晶基板１０の光学特性と同等に維持することができる。
【００８５】
（８）水晶基板１０と透光膜２０との線膨張係数の差が許容範囲であるので、光学物品の周辺温度に対し、透光膜の膨張が起きても、水晶基板にかかる応力が破断応力の範囲を超えないため破損しない。これにより、光学物品１の光学特性および機械的強度を維持することができる。
【００８６】
なお、前述の実施形態に限定されるものではなく、上記課題の少なくとも一部を解決できる範囲での変形、改良などは実施形態に含まれるものである。
たとえば、実施形態の光学物品は、水晶波長板だけに限らず、複屈折性を利用した光学物品に用いることができる。
また、水晶基板１０の厚みおよび透光膜２０の厚みは、複屈折性を利用して必要な光学特性を得るために、適宜決定することができる。
水晶基板１０全体を覆うように透光膜２０が形成されているとしたが、水晶基板１０を形成する面のうち、少なくとも大きい面の一つに透光膜２０が形成されていてもよい。
ケイ素含有化合物の調合手順について、紫外線吸収剤などの添加剤を適宜添加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施形態の光学物品を示す概略図。
【図２】本実施形態の光学物品の破損荷重評価方法に用いる破損荷重評価治具を示す概略図。
【符号の説明】
【００８８】
１…光学物品、１０…水晶基板、２０…透光膜、５０…破損荷重評価治具、５１…押当球、５２…押付板、５３…保持板、５４…貫通孔。
【図１】
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【図２】
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