(57)【要約】【課題】光学材料及び反射防止膜の有する他の特性を損なわずに、従来よりも低い視感反射率、高い視感透過率を有する光学部材及び反射防止膜を提供する。【解決手段】プラスチック基板と、プラスチック基板上に直接又は間接的に施された反射防止膜とを備えた光学部材であって、該反射防止膜が、前記プラスチック基板側から以下の順で積層されてなる光学部材、第１層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．０５〜０．２０λ）第２層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０２〜０．１０λ）第３層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．３５〜０．７０λ）第４層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０４〜０．１５λ）第５層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．０４〜０．１５λ）第６層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．２０〜０．３０λ）第７層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．２０〜０．３０λ）（λは、設計波長である。）及びこの反射防止膜を提供する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基板と、該プラスチック基板上に直接又は間接的に施された反射防止膜とを備えた光学部材であって、該反射防止膜が、前記プラスチック基板側から以下の順で積層されてなる光学部材。
第１層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．０５〜０．２０λ）
第２層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０２〜０．１０λ）
第３層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．３５〜０．７０λ）
第４層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０４〜０．１５λ）
第５層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．０４〜０．１５λ）
第６層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．２０〜０．３０λ）
第７層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．２０〜０．３０λ）
（λは、設計波長である。）
【請求項２】
前記プラスチック基板と、前記反射防止膜との間に硬化被膜を有する請求項１記載の光学部材。
【請求項３】
前記プラスチック基板の屈折率が、１．５８〜１．６２である請求項１又は２記載の光学部材。
【請求項４】
前記λが４５０ｎｍ〜６５０ｎｍである請求項１〜３のいずれかに記載の光学部材。
【請求項５】
眼鏡用プラスチックレンズである請求項１〜４のいずれかに記載の光学部材。
【請求項６】
下記の第１層から第７層が順次積層されてなる反射防止膜。第１層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．０５〜０．２０λ）
第２層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０２〜０．１０λ）
第３層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．３５〜０．７０λ）
第４層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０４〜０．１５λ）
第５層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．０４〜０．１５λ）
第６層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．１９〜０．３０λ）
第７層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．２０〜０．３０λ）
（λは、設計波長である。）
【請求項７】
前記λが４５０ｎｍ〜６５０ｎｍである請求項６記載の反射防止膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学部材及び反射防止膜に関し、特に、視感反射率が低く、視感透過率が高く、密着性、耐摩耗性、耐熱性、耐アルカリ性及び耐久性に優れた光学部材及び反射防止膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、プラスチック基板に、反射防止膜を形成した光学部材は良く知られている。例えば、ヨ−ロッパ特許公開公報第１１８４６８５号明細書の実施例２０には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）を用い以下の構成からなる反射防止膜（第１〜７層）及びこの反射防止膜を有する光学部材が開示されている。
ヨ−ロッパ特許公開公報第１１８４６８５号明細書実施例２０の構成
プラスチックレンズ基板：屈折率１．６０
ハ−ドコ−ト層
第１層：ＳｉＯ２　　　（膜厚：０．４１５６λ）
第２層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０１１８λ）
第３層：ＳｉＯ２　　　（膜厚：０．０９１λ）
第４層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０９３２λ）
第５層：ＳｉＯ２　　　（膜厚：０．１０３６λ）
第６層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．１３６２λ）
第７層：ＳｉＯ２　　　（膜厚：０．２９０６λ）
かかる光学部材は、耐熱性、密着性、耐アルカリ性、耐擦傷性、密着性及び耐久性に優れている。ただし、この光学部材の反射防止膜の視感反射率は０．８４％、視感透過率は９９．０１％であり、さらに低い視感反射率、高い視感透過率を有する光学部材が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、従来の光学部材及び反射防止膜の有する優れた特性を損なわずに、従来よりも低い視感反射率、高い視感透過率を有する光学部材及び反射防止膜を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭意努力した結果、ヨ−ロッパ特許公開公報第１１８４６８５号明細書に開示されている層数と同じ７層構成とし、第１層、第２層、第３層及び第６層の膜厚を変えることで、その目的を達成した。従って、従来と比べて製造時間が長くなることはない。反射防止膜は、一般的に反射率が低ければ低いほど特性が良いとされているが、反射率を低くしようとして層数を増やすと製造時間が長くなり、生産効率の点で悪影響を及ぼす。本発明は、製造時間を長くすることの悪影響を除き、耐摩耗性、耐熱性、密着性などの物性を損なわずに、従来知られている部材の視感反射率をさらに低く、視感透過率を高くした点に特徴がある。
【０００５】
すなわち、本発明は、プラスチック基板と、該プラスチック基板上に直接又は間接的に施された反射防止膜とを備えた光学部材であって、該反射防止膜が、前記プラスチック基板側から以下の順で積層されてなる光学部材、
第１層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．０５〜０．２０λ）
第２層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０２〜０．１０λ）
第３層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．３５〜０．７０λ）
第４層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０４〜０．１５λ）
第５層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．０４〜０．１５λ）
第６層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．２０〜０．３０λ）
第７層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．２０〜０．３０λ）
（λは、設計波長である。）
及びこの第１層から第７層が順次積層されてなる反射防止膜を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の光学部材における反射防止膜の各層のλは設計波長を示す。設計波長は、特に限定されないが、眼鏡用レンズとして用いられる場合には、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの間で好ましく設定される。
【０００７】
この酸化ニオブ層（Ｎｂ２Ｏ５）を形成するには、１００％の酸化ニオブを蒸着物質として使用してイオンアシスト法により形成する方法又は酸化ニオブ、酸化ジルコニウム及び酸化イットリウムの粉末、又は更に酸化アルミニウムを加えた粉末を焼結し、得られた焼結体から混合酸化物の蒸気を発生させ、発生した蒸発物を基板上に析出させる方法で行うことが好ましい。
また、蒸発物を基板上に析出させる方法では、焼結体の混合割合は、良好な膜物性を得るために、蒸着組成物全量を基準にして、酸化ニオブが６０〜９０重量％、酸化ジルコニウムが５〜２０重量％、酸化イットリウムが５〜３５重量％であることが好ましい。さらに、酸化アルミニウムを加える場合には、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム及び酸化イットリウム合計に対して０．３〜７．５重量％を添加することが好ましい。
【０００８】
酸化ニオブ層の好ましい屈折率は２．１５〜２．３５で、二酸化ケイ素層の好ましい屈折率は１．４３〜１．４７である。
本発明の光学部材は、プラスチック基板と反射防止膜との間に下地層が設けられていると好ましく、下地層の材質としては、二酸化ケイ素層または金属ニオブが好ましく、金属ニオブが特に好ましい。また、膜厚としては、二酸化ケイ素層の場合は、膜強度等の点から０．１λ〜５λで、金属ニオブの場合は、膜の透明性確保等の点から０．００５　λ〜０．０１５λが好ましい。
【０００９】
下地層の材質を金属ニオブとすると、プラスチック基板と反射防止膜の密着性、耐熱性、耐衝撃性及び耐摩耗性に優れ、金属特有の吸収率が少ない等の利点を有している。この金属ニオブ（Ｎｂ層）の形成は、イオンアシスト法で行なうことが好ましい。
前記イオンアシスト法を実施する際のイオン化ガスは、成膜中の酸化防止の点からアルゴン（Ａｒ）を用いるのが好ましい。これにより膜質の安定と、光学式膜厚計での制御が可能となる。
さらに、プラスチック基板と下地層との密着性確保及び蒸着物質の初期膜形成状態の均一化を図るために、下地層を形成する前にイオン銃前処理を行なってもよい。イオン銃前処理におけるイオン化ガスは　酸素、アルゴンなどを用いることができ、出力で好ましい範囲は、加速電圧が５０Ｖ〜２００Ｖ、加速電流が５０ｍＡ〜１５０ｍＡである。
【００１０】
本発明の光学部材において、反射防止膜の形成方法は、通常の真空蒸着法、イオンアシスト法等を用いることができる。
本発明の光学部材に用いるプラスチック基板としては、特に限定されず、例えば、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１種以上の他のモノマーとの共重合体、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ビスアリルカーボネートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、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、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン等が挙げられる。
プラスチック基板の屈折率は、１．５８〜１．６２であることが好ましい。
【００１１】
本発明の光学部材は、前記プラスチック基板と反射防止膜あるいは前記下地層との間に、硬化被膜を有してもよい。
硬化被膜としては、通常、金属酸化物コロイド粒子と有機ケイ素化合物よりなるコ−ティング組成物を硬化したものが一般的に用いられる。
前記金属酸化物コロイド粒子としては、例えば、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）又は酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ５）等が挙げられ、単独又は２種以上を併用することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、実施例１及び比較例１における光学部材（プラスチックレンズ）は、以下に示す試験方法により、諸物性を測定した。
（１）視感透過率
プラスチックレンズの視感透過率Ｙは、両面に反射防止膜を有するプラスチックレンズをサンプルとして、日立分光光度計Ｕ−３４１０を用い測定した。
（２）視感反射率
プラスチックレンズの視感反射率Ｚは、両面に反射防止膜を有するプラスチックレンズをサンプルとして、日立分光光度計Ｕ−３４１０を用い測定した。
（３）密着性
プラスチックレンズの表面に剃刀にて１ｍｍ×１ｍｍの升目を１００個作成し、升目上にセロハンテープを貼り、一気にテープをはがし、残った升目の数で評価した。表中、残った升目の数／１００で記載した。
（４）耐摩耗性
プラスチックレンズの表面にスチールウール（日本スチ−ルウ−ル（株）製、規格＃００００）にて１ｋｇｆ／ｃｍ２　の荷重をかけ、２０ストローク擦り、表面状態により以下の基準で評価した。
ＵＡ：殆ど傷なし
Ａ：細い傷数本あり
Ｂ：細い傷多数、太い傷数本あり
Ｃ：細い傷多数、太い傷多数あり
Ｄ：殆ど膜はげ状態
【００１３】
（５）耐熱性
プラスチックレンズをドライオーブンで１時間加熱し、クラックの発生温度を測定した。加熱温度は、５０℃より始め、５℃ずつ上げて、クラックを発生する温度を調べた。
（６）耐アルカリ性
プラスチックレンズをＮａＯＨ水溶液１０％に１時間浸漬し、表面状態により以下の基準で評価した。
ＵＡ：殆ど変化なし
Ａ：点状の膜はげ数個あり
Ｂ：点状の膜はげが全面にあり
Ｃ：点状のはげが全面、面状のはげ数個あり
Ｄ：殆ど全面膜はげ
（７）耐久性
温度４０℃、湿度９０％の条件下に、プラスチックレンズを１週間及び１ヶ月置いた後、前述した密着性、耐熱性及び耐アルカリ性テストを行った。
【００１４】
実施例１
基板及びハ−ドコ−ト層の作製
ガラス製容器に、有機ケイ素化合物のγ−グリシドキシプロピルメトキシシラン１４２重量部を加え、撹拌しながら、０．０１Ｎ塩酸１．４重量部、水３２重量部を滴下した。滴下終了後、２４時間撹拌を行いγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解溶液を得た。この溶液に、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾル（メタノール分散、全金属酸化物３１．５重量％、平均粒子径１０〜１５ミリミクロン）４６０重量部、エチルセロソルブ３００重量部、さらに滑剤としてシリコーン系界面活性剤０．７重量部、硬化剤としてアルミニウムアセチルアセトネート８重量部を加え、充分に撹拌した後、濾過を行ってコーティング液を得た。
さらに、アルカリ水溶液で前処理したプラスチックレンズ基板〔ＨＯＹＡ（株）製、眼鏡用プラスチックレンズ（商品名：ＥＹＡＳ）、屈折率１．６０以下、〕を、前記コーティング液の中に浸漬させ、浸漬終了後、引き上げ速度２０ｃｍ／分で引き上げたプラスチックレンズを１２０℃で２時間加熱してハ−ドコ−ト層を形成した。
【００１５】
反射防止膜の作製
前記ハ−ドコ−ト層の表面上に、下記成分及び膜厚で、第１層から順に７層から構成される反射防止膜を形成し目的とするプラスチックレンズを作製した。
第１層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．１４８３λ）
第２層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０３８６λ）
第３層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．６５８５λ）
第４層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．１１２λ）
第５層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．０７６７λ）
第６層：Ｎｂ２Ｏ５　　（膜厚：０．２２１λ）
第７層：ＳｉＯ２　　　（膜厚：０．２７５６λ）
λは照射光の波長で、５００ｎｍを示す．
なお、Ｎｂ２Ｏ５層は、Ｎｂ２Ｏ５粉末、ＺｒＯ２粉末、Ｙ２Ｏ３粉末を混合し、３００ｋｇ／ｃｍ２　でプレス加圧し、焼結温度１３００℃で焼結して得られた３成分系蒸着組成物Ａ（重量％、Ｎｂ２Ｏ５：ＺｒＯ２：Ｙ２Ｏ３＝７６％〜９０％：１６．６％〜５％：７．４％〜５％）を用いて作製した。
得られたプラスチックレンズについて上記（１）〜（７）を評価し、それらの結果を表１に示した。
【００１６】
比較例１
実施例１において、反射防止膜の膜構成をヨ−ロッパ特許公開公報第１１８４６８５号明細書の実施例１４に記載されている以下のようにした以外は、同様にしてプラスチックレンズを作製した。
第１層：ＳｉＯ２　　（膜厚：０．４１５６λ）
第２層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０１１８λ）
第３層：ＳｉＯ２　　　（膜厚：０．０９１λ）
第４層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．０９３２λ）
第５層：ＳｉＯ２　　　（膜厚：０．１０３６λ）
第６層：Ｎｂ２Ｏ５　（膜厚：０．１３６２λ）
第７層：ＳｉＯ２　　　（膜厚：０．２９０６λ）
なお、Ｎｂ２Ｏ５層は、実施例１同様、Ｎｂ２Ｏ５粉末、ＺｒＯ２粉末、Ｙ２Ｏ３粉末を混合し、３００ｋｇ／ｃｍ２　でプレス加圧し、焼結温度１３００℃で焼結して得られた３成分系蒸着組成物Ａ（重量％、Ｎｂ２Ｏ５：ＺｒＯ２：Ｙ２Ｏ３＝７６％〜９０％：１６．６％〜５％：７．４％〜５％）を用いて作製した。
得られたプラスチックレンズについて上記（１）〜（７）を評価し、それらの結果を表１に示した。
【００１７】
【表１】
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表１に記載したように、密着性、耐摩耗性、耐熱性、耐アルカリ性及び耐久性は実施例１と比較例１は同程度であったが、視感透過率は、実施例１の方が大幅に高く、視感反射率は、実施例１の方が大幅に低いことから、実施例１の反射防止膜及びプラスチックレンズは、比較例１に比べ優れたものであった。
【００１８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の光学部材及び反射防止膜は、密着性、耐摩耗性、耐熱性、耐アルカリ性及び耐久性が従来の反射防止膜と同程度でありながら、層数を増やすことなく、従来より視感透過率が高く、視感反射率が低く優れたものである。