JP5848407B2 - 反射防止膜及びそれを備えた光学部材 - Google Patents
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Description
本発明は、反射防止膜及び光学部材に関し、さらに詳しくは、レンズや光学シートに代
表される光学部材に形成される反射防止膜及びそれを備えた光学部材に関する。
表される光学部材に形成される反射防止膜及びそれを備えた光学部材に関する。
光学部材は、カメラ等に利用されるレンズと、ディスプレイに利用される反射防止板及
びプリズムシート等の光学シートとを含む。これらの光学部材のうち、カメラ用レンズで
は、ゴースト又はフレアと呼ばれる像が発生する。これらの像は、光の反射により発生す
る。したがって、光学部材は、光の反射の抑制を求められる。また、レーザ用レンズは、
レーザ光の利用効率の向上を求められる。レーザ光の利用効率は、光の反射を抑制するこ
とにより、向上する。
びプリズムシート等の光学シートとを含む。これらの光学部材のうち、カメラ用レンズで
は、ゴースト又はフレアと呼ばれる像が発生する。これらの像は、光の反射により発生す
る。したがって、光学部材は、光の反射の抑制を求められる。また、レーザ用レンズは、
レーザ光の利用効率の向上を求められる。レーザ光の利用効率は、光の反射を抑制するこ
とにより、向上する。
光の反射を抑制するために、光学部材の表面には、反射防止膜が形成される。レンズに
形成される反射防止膜は、たとえば、特開２００９−１９９０２２号公報（特許文献１）
に開示される。特許文献１に開示されるように、反射防止膜は通常、真空蒸着法により形
成される。
形成される反射防止膜は、たとえば、特開２００９−１９９０２２号公報（特許文献１）
に開示される。特許文献１に開示されるように、反射防止膜は通常、真空蒸着法により形
成される。
真空蒸着法では、大型の装置内に光学部材が収納され、真空下で光学部材の表面に反射
防止膜が形成される。このようなプロセスは煩雑であり、生産性が低い。
防止膜が形成される。このようなプロセスは煩雑であり、生産性が低い。
また、光学部材には耐熱性が要求される。しかしながら、真空蒸着法により形成された
反射防止膜を有する光学部材が、たとえば、１００℃を超える高温下に置かれると、反射
防止膜にひび割れが発生する場合がある。この場合、反射防止膜は剥離したり、白濁した
りする。
反射防止膜を有する光学部材が、たとえば、１００℃を超える高温下に置かれると、反射
防止膜にひび割れが発生する場合がある。この場合、反射防止膜は剥離したり、白濁した
りする。
このような反射防止膜の割れを抑制するために、ガラスからなる光学部材が利用される
。ガラスは耐熱性を有し、かつ、低い熱膨張率を有する。そのため、ガラスからなる光学
部材が高温下に置かれたとき、熱膨張しにくく、反射防止膜が割れにくい。
。ガラスは耐熱性を有し、かつ、低い熱膨張率を有する。そのため、ガラスからなる光学
部材が高温下に置かれたとき、熱膨張しにくく、反射防止膜が割れにくい。
しかしながら、ガラスからなる光学部材は所定の形状に加工しにくい。そのため、製造
コストが高い。
コストが高い。
本発明の目的は、樹脂からなる光学部材の表面に形成され、割れにくい反射防止膜を提
供することである。
供することである。
本発明による反射防止膜は、樹脂からなる光学部材の表面に形成される。反射防止膜は
、反射防止膜中の体積率が５〜７４％である複数の無機粒子と、無機粒子よりも低いヤン
グ率を有し、反射防止膜中の体積率が５〜９５％であるバインダと、反射防止膜中の体積
率が０〜６５％である複数の空気層とを備える。
、反射防止膜中の体積率が５〜７４％である複数の無機粒子と、無機粒子よりも低いヤン
グ率を有し、反射防止膜中の体積率が５〜９５％であるバインダと、反射防止膜中の体積
率が０〜６５％である複数の空気層とを備える。
本発明による反射防止膜では、無機粒子が反射防止膜の強度を向上し、バインダ又は空
気層が反射防止膜の可撓性を向上する。そのため、反射防止膜にはきずが付きにくく、か
つ、高温時に樹脂からなる光学部材が熱膨張しても、反射防止膜はひび割れしにくい。
気層が反射防止膜の可撓性を向上する。そのため、反射防止膜にはきずが付きにくく、か
つ、高温時に樹脂からなる光学部材が熱膨張しても、反射防止膜はひび割れしにくい。
好ましくは、無機粒子は、５０ＧＰａ以上のヤング率を有する。
この場合、反射防止膜の強度が向上する。
好ましくは、樹脂は、無機粒子よりも低い屈折率を有する。
この場合、反射防止膜は光の反射をさらに抑制する。
好ましくは、反射防止膜は、ディップコート法により、光学部材の表面に形成される。
この場合、蒸着法と比較して容易に反射防止膜が形成される。
本発明による光学部材は、表面に上記反射防止膜が形成される。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分に
は同一符号を付してその説明は繰り返さない。
は同一符号を付してその説明は繰り返さない。
［反射防止膜を備えた光学部材の構成］
図１は、本実施の形態による反射防止膜が形成される前の光学部材の側面図である。図
１を参照して、光学部材１０は、カメラ用のレンズである。光学部材１０は、レンズ部１
１と、フランジ１２とを備える。レンズ部１１は、平凸レンズ状である。フランジ１２は
、レンズ部１１の周りに形成される。レンズ部１１は、入射面１１ａと出射面１１ｂとを
有する。入射面１１ａは、図１上側の半球面状である。出射面１１ｂは、図１下側の平面
である。
図１は、本実施の形態による反射防止膜が形成される前の光学部材の側面図である。図
１を参照して、光学部材１０は、カメラ用のレンズである。光学部材１０は、レンズ部１
１と、フランジ１２とを備える。レンズ部１１は、平凸レンズ状である。フランジ１２は
、レンズ部１１の周りに形成される。レンズ部１１は、入射面１１ａと出射面１１ｂとを
有する。入射面１１ａは、図１上側の半球面状である。出射面１１ｂは、図１下側の平面
である。
光学部材１０は、光透過性を有する樹脂からなり、好ましくは、耐熱性樹脂からなる。
樹脂はたとえば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、シリコーン、ジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネート、ポリシクロヘキシルメタクリレート、ポリ４−メ
チルペンテン、非晶性脂環式ポリオレフィン、多環ノルボルネンポリマー、ビニル脂環式
炭化水素重合体である。上述の樹脂で構成された光学部材１０の屈折率は１．４〜１．６
である。
樹脂はたとえば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、シリコーン、ジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネート、ポリシクロヘキシルメタクリレート、ポリ４−メ
チルペンテン、非晶性脂環式ポリオレフィン、多環ノルボルネンポリマー、ビニル脂環式
炭化水素重合体である。上述の樹脂で構成された光学部材１０の屈折率は１．４〜１．６
である。
図２は、反射防止膜が形成された光学部材１０の断面図である。図２を参照して、反射
防止膜２０は、光学部材１０の表面に形成される。
防止膜２０は、光学部材１０の表面に形成される。
［反射防止膜の構成］
図３は図２の入射面１１ａ近傍部分の拡大図である。図３を参照して、反射防止膜２０
は、無機粒子２１と、バインダ２２とを含む。無機粒子２１の粘弾性はバインダ２２の粘
弾性と異なる。具体的には、無機粒子２１のヤング率は５０ＧＰａ以上である。バインダ
２２のヤング率は５ＧＰａ以下である。
図３は図２の入射面１１ａ近傍部分の拡大図である。図３を参照して、反射防止膜２０
は、無機粒子２１と、バインダ２２とを含む。無機粒子２１の粘弾性はバインダ２２の粘
弾性と異なる。具体的には、無機粒子２１のヤング率は５０ＧＰａ以上である。バインダ
２２のヤング率は５ＧＰａ以下である。
上述のとおり、反射防止膜２０は、異なる粘弾性を有する複数の組成物を含有する。そ
のため、反射防止膜２０は、高い強度と高い可撓性とを有する。樹脂からなる光学部材１
０は、熱により膨張する。バインダ２２のヤング率は低いため、反射防止膜２０の可撓性
が高くなる。そのため、光学部材１０が熱により膨張しても、反射防止膜２０は割れにく
い。一方、無機粒子２１のヤング率は５０ＧＰａ以上である。無機粒子２１は、反射防止
膜２０の強度を向上し、反射防止膜２０の表面にきずが形成されるのを抑制する。
のため、反射防止膜２０は、高い強度と高い可撓性とを有する。樹脂からなる光学部材１
０は、熱により膨張する。バインダ２２のヤング率は低いため、反射防止膜２０の可撓性
が高くなる。そのため、光学部材１０が熱により膨張しても、反射防止膜２０は割れにく
い。一方、無機粒子２１のヤング率は５０ＧＰａ以上である。無機粒子２１は、反射防止
膜２０の強度を向上し、反射防止膜２０の表面にきずが形成されるのを抑制する。
［バインダ］
バインダ２２は、光透過性を有し、複数の無機粒子２１を含有する。上述のとおり、バ
インダ２２のヤング率は５ＧＰａ以下である。バインダ２２は、有機化合物又は無機化合
物である。バインダ２２はたとえば樹脂である。樹脂はたとえば、ポリビニルアルコール
、ポリオキシエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ジアセチ
ルセルロース、トリアセチルセルロース、ニトロセルロース、ポリエステル、アルキド樹
脂、フルオロアクリレート、フッ素ポリマー等の１種又は２種以上からなる。フッ素ポリ
マーは、たとえば、フルオロオレフィン類（フルオロエチレン、ビニリデンフルオライド
、テトラフルオロエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、ヘキサフルオロプロピレン
、パーフルオロ−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール等）、完全又は部分フッ素化
ビニルエーテル類等である。バインダ２２の屈折率は、１．３５以下であり、好ましい屈
折率は１．３０以下である。
バインダ２２は、光透過性を有し、複数の無機粒子２１を含有する。上述のとおり、バ
インダ２２のヤング率は５ＧＰａ以下である。バインダ２２は、有機化合物又は無機化合
物である。バインダ２２はたとえば樹脂である。樹脂はたとえば、ポリビニルアルコール
、ポリオキシエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ジアセチ
ルセルロース、トリアセチルセルロース、ニトロセルロース、ポリエステル、アルキド樹
脂、フルオロアクリレート、フッ素ポリマー等の１種又は２種以上からなる。フッ素ポリ
マーは、たとえば、フルオロオレフィン類（フルオロエチレン、ビニリデンフルオライド
、テトラフルオロエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、ヘキサフルオロプロピレン
、パーフルオロ−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール等）、完全又は部分フッ素化
ビニルエーテル類等である。バインダ２２の屈折率は、１．３５以下であり、好ましい屈
折率は１．３０以下である。
バインダ２２はまた、無機高分子、たとえば、珪素化合物あるいはその加水分解物若し
くはその重縮合物であってもよい。珪素化合物はたとえば、シランカップリング剤である
。シランカップリング剤は、無機粒子の表面を修飾する。これにより、有機溶媒中におけ
る無機粒子の分散安定性が向上し、無機粒子の凝集及び沈降が抑制される。
くはその重縮合物であってもよい。珪素化合物はたとえば、シランカップリング剤である
。シランカップリング剤は、無機粒子の表面を修飾する。これにより、有機溶媒中におけ
る無機粒子の分散安定性が向上し、無機粒子の凝集及び沈降が抑制される。
［無機粒子］
無機粒子２１はたとえば、無機酸化物や、無機フッ化物である。無機酸化物はたとえば
、酸化セリウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化珪素、酸化クロム、酸化アルミニウム
、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化ビスマスである。無機フッ化物はたとえば、フッ化
マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウムである。複数の
無機粒子２１は、上記無機酸化物及び無機フッ化物の中から選択される１種又は２種以上
を含む。
無機粒子２１はたとえば、無機酸化物や、無機フッ化物である。無機酸化物はたとえば
、酸化セリウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化珪素、酸化クロム、酸化アルミニウム
、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化ビスマスである。無機フッ化物はたとえば、フッ化
マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウムである。複数の
無機粒子２１は、上記無機酸化物及び無機フッ化物の中から選択される１種又は２種以上
を含む。
好ましくは、無機粒子２１は、酸化アルミニウム及び／又は酸化珪素である。酸化アル
ミニウム及び酸化珪素の屈折率は、いずれも低い。酸化アルミニウムの屈折率は１．７〜
１．９であり、酸化珪素の屈折率は１．５〜１．７である。そのため、反射防止膜２０の
屈折率を低くすることができる。
ミニウム及び酸化珪素の屈折率は、いずれも低い。酸化アルミニウムの屈折率は１．７〜
１．９であり、酸化珪素の屈折率は１．５〜１．７である。そのため、反射防止膜２０の
屈折率を低くすることができる。
無機粒子２１の粒径が大きすぎると、無機粒子２１が光を散乱しやすくなる。さらに、
反射防止膜２０の膜厚にばらつきが生じる。したがって、無機粒子２１の好ましい平均粒
径は、１００ｎｍ以下である。平均粒径の好ましい下限値は１０ｎｍである。粒径はたと
えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による写真画像から任意に抽出された１００個の無機
粒子の粒径を測定し、その平均値を求めることにより決定される。
［体積率］
反射防止膜２０はさらに、後述するとおり、空気層を含んでもよい。反射防止膜２０中
の無機粒子２１の体積率は、５〜７４％である。また、反射防止膜２０中のバインダ２２
の体積率は、５〜９５％である。反射防止膜２０中の空気層の体積率は、０〜６５％であ
る。
無機粒子２１の体積率が小さすぎれば、反射防止膜２０の強度が低下する。また、無機
粒子２１の体積率が大きすぎれば、反射防止膜２０の可撓性が低下する。一方、バインダ
２２の体積率が小さすぎれば、反射防止膜２０の可撓性が低下する。また、バインダ２２
の体積率が大きすぎれば、反射防止膜２０の強度が低下する。
無機粒子２１の体積率が５〜７４％であり、かつ、バインダ２２の体積率が５〜９５％
であり、空気層が０〜６５％であれば、反射防止膜は可撓性及び強度を有する。そのため
、反射防止膜２０にはきずが付きにくく、かつ、高温時に樹脂からなる光学部材が熱膨張
しても、反射防止膜２０はひび割れしにくい。
反射防止膜２０の膜厚にばらつきが生じる。したがって、無機粒子２１の好ましい平均粒
径は、１００ｎｍ以下である。平均粒径の好ましい下限値は１０ｎｍである。粒径はたと
えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による写真画像から任意に抽出された１００個の無機
粒子の粒径を測定し、その平均値を求めることにより決定される。
［体積率］
反射防止膜２０はさらに、後述するとおり、空気層を含んでもよい。反射防止膜２０中
の無機粒子２１の体積率は、５〜７４％である。また、反射防止膜２０中のバインダ２２
の体積率は、５〜９５％である。反射防止膜２０中の空気層の体積率は、０〜６５％であ
る。
無機粒子２１の体積率が小さすぎれば、反射防止膜２０の強度が低下する。また、無機
粒子２１の体積率が大きすぎれば、反射防止膜２０の可撓性が低下する。一方、バインダ
２２の体積率が小さすぎれば、反射防止膜２０の可撓性が低下する。また、バインダ２２
の体積率が大きすぎれば、反射防止膜２０の強度が低下する。
無機粒子２１の体積率が５〜７４％であり、かつ、バインダ２２の体積率が５〜９５％
であり、空気層が０〜６５％であれば、反射防止膜は可撓性及び強度を有する。そのため
、反射防止膜２０にはきずが付きにくく、かつ、高温時に樹脂からなる光学部材が熱膨張
しても、反射防止膜２０はひび割れしにくい。
［反射防止膜の製造方法］
反射防止膜２０は、湿式プロセスにより形成される。より具体的には、反射防止膜２０
は、反射防止膜２０を構成する塗布液を光学部材の表面に塗布することにより形成される
。塗布液を塗布する方法は、たとえば、インクジェットプリンティング法、スプレー法、
スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷等である。
反射防止膜２０は、湿式プロセスにより形成される。より具体的には、反射防止膜２０
は、反射防止膜２０を構成する塗布液を光学部材の表面に塗布することにより形成される
。塗布液を塗布する方法は、たとえば、インクジェットプリンティング法、スプレー法、
スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷等である。
以下、製造方法の一例として、ディップコート法により反射防止膜を形成する方法を説
明する。
明する。
図４は、反射防止膜２０を有する光学部材１０の製造方法のフロー図である。図４を参
照して、最初に、光学部材１０を挟む挟持部材を準備する（Ｓ１）。図５を参照して、挟
持部材１００は、板状の挟持プレート３０及び４０を備える。挟持プレート３０は、行列
状に配列された複数の貫通孔３１を有する。挟持プレート４０は、貫通孔３１と同軸に配
列された複数の貫通孔を有する。
照して、最初に、光学部材１０を挟む挟持部材を準備する（Ｓ１）。図５を参照して、挟
持部材１００は、板状の挟持プレート３０及び４０を備える。挟持プレート３０は、行列
状に配列された複数の貫通孔３１を有する。挟持プレート４０は、貫通孔３１と同軸に配
列された複数の貫通孔を有する。
図４に戻って、反射防止膜２０の組成を含有する塗布液を準備する（ステップＳ２）。
溶媒はたとえば、テトロヒドラフラン（tetrahydrofuran：ＴＨＦ）や、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド（N,N-dimethylformamide:ＤＭＦ）である。溶媒は、これらの物質に限定
されない。溶媒は水でもよい。溶媒が有機溶媒である場合、好ましい有機溶媒の沸点は３
０℃〜２５０℃である。
有機溶媒の沸点が低すぎる場合、有機溶媒の揮発速度が速すぎる。そのため、反射防止膜
２０の膜厚が均一になりにくい。一方、有機溶媒の沸点が高すぎると、有機溶媒が揮発し
にくい。そのため、反射防止膜が形成されにくい。好ましい有機溶媒の沸点は５０℃〜１
５０℃である。
塗布液の粘度及び表面張力は、低い方が好ましい。塗布液の好ましい粘度は１０（ｍＰ
ａ・ｓ）以下であり、更に好ましくは１（ｍＰａ・ｓ）以下である。塗布液の好ましい表
面張力は７０（ｍＮ／ｍ）以下であり、更に好ましくは２０（ｍＮ／ｍ）以下である。挟
持部材１００を塗布液で満たされたディップ槽から引き上げるときに、挟持部材１００か
ら塗布液を速やかに排出するためである。塗布液の粘度及び表面張力の物性を制御するた
めに、塗布液に界面活性剤などを添加してもよい。
溶媒はたとえば、テトロヒドラフラン（tetrahydrofuran：ＴＨＦ）や、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド（N,N-dimethylformamide:ＤＭＦ）である。溶媒は、これらの物質に限定
されない。溶媒は水でもよい。溶媒が有機溶媒である場合、好ましい有機溶媒の沸点は３
０℃〜２５０℃である。
有機溶媒の沸点が低すぎる場合、有機溶媒の揮発速度が速すぎる。そのため、反射防止膜
２０の膜厚が均一になりにくい。一方、有機溶媒の沸点が高すぎると、有機溶媒が揮発し
にくい。そのため、反射防止膜が形成されにくい。好ましい有機溶媒の沸点は５０℃〜１
５０℃である。
塗布液の粘度及び表面張力は、低い方が好ましい。塗布液の好ましい粘度は１０（ｍＰ
ａ・ｓ）以下であり、更に好ましくは１（ｍＰａ・ｓ）以下である。塗布液の好ましい表
面張力は７０（ｍＮ／ｍ）以下であり、更に好ましくは２０（ｍＮ／ｍ）以下である。挟
持部材１００を塗布液で満たされたディップ槽から引き上げるときに、挟持部材１００か
ら塗布液を速やかに排出するためである。塗布液の粘度及び表面張力の物性を制御するた
めに、塗布液に界面活性剤などを添加してもよい。
塗布液において、無機粒子１００重量部に対するバインダの重量部は、１〜１００であ
り、溶媒の重量部は２０００〜１０００００である。この場合、形成された反射防止膜２
０内の無機粒子２１の体積率は５〜７０％になり、バインダ２２の体積率は３０〜９５％
になる。
り、溶媒の重量部は２０００〜１０００００である。この場合、形成された反射防止膜２
０内の無機粒子２１の体積率は５〜７０％になり、バインダ２２の体積率は３０〜９５％
になる。
次に、光学部材１０を挟持部材１００で挟持する（ステップＳ３）。図６は光学部材１
０を挟んだ挟持部材１００の断面図である。図６を参照して、挟持プレート３０の貫通孔
３１は、テーパ部３１ａと、窪み３１ｂとを含む。テーパ部３１ａは、窪み３１ｂの底面
から外表面３２に向かって延びる。テーパ部３１ａの横断面は円形状であり、その直径は
、内表面から外表面３２に向かうにしたがって大きくなる。挟持プレート４０の貫通孔４
１の横断面は円形状であり、その直径は、内表面から外表面４２に向かうにしたがって大
きくなる。
０を挟んだ挟持部材１００の断面図である。図６を参照して、挟持プレート３０の貫通孔
３１は、テーパ部３１ａと、窪み３１ｂとを含む。テーパ部３１ａは、窪み３１ｂの底面
から外表面３２に向かって延びる。テーパ部３１ａの横断面は円形状であり、その直径は
、内表面から外表面３２に向かうにしたがって大きくなる。挟持プレート４０の貫通孔４
１の横断面は円形状であり、その直径は、内表面から外表面４２に向かうにしたがって大
きくなる。
フランジ１２は、窪み３１ｂに収納される。窪み３１ｂは、円筒である。フランジ１２
の直径は、テーパ部３１ａの内表面側の直径よりも大きく、貫通孔４１の内表面側の直径
よりも大きい。そのため、光学部材１０は挟持部材１００に挟まれ、貫通孔３１及び４１
から落下しない。
の直径は、テーパ部３１ａの内表面側の直径よりも大きく、貫通孔４１の内表面側の直径
よりも大きい。そのため、光学部材１０は挟持部材１００に挟まれ、貫通孔３１及び４１
から落下しない。
挟持プレート３０及び４０は、円環状の弾性体である結合部材６０（図５参照）により
結合される。本例では、４２個の光学部材１０が挟持部材１００に挟まれる。
結合される。本例では、４２個の光学部材１０が挟持部材１００に挟まれる。
図４を参照して、光学部材１０を挟んだ挟持部材１００を、塗布液を入れたディップ槽
に浸漬する（ステップＳ４）。具体的には、挟持部材１００を立てて、ディップ槽に溜め
られた塗布液に漬け込む。
に浸漬する（ステップＳ４）。具体的には、挟持部材１００を立てて、ディップ槽に溜め
られた塗布液に漬け込む。
次に、浸漬された挟持部材１００を立てながら、一定の速度でディップ槽から引き上げ
る（ステップＳ５）。これにより、光学部材１０の表面に塗布液が塗布される。引き上げ
る速さは、光学部材１０表面に形成する反射防止膜２０の厚さに応じて変更される。
る（ステップＳ５）。これにより、光学部材１０の表面に塗布液が塗布される。引き上げ
る速さは、光学部材１０表面に形成する反射防止膜２０の厚さに応じて変更される。
次に、光学部材１０に塗布された塗布液を乾燥する（ステップＳ６）。ステップＳ６で
は、引き上げられた光学部材１０を所定の温度でベークしてもよい。引き上げられた挟持
部材１００に対して、アニール処理を施してもよい。引き上げられた挟持部材１００を乾
燥すれば、上述の反射防止膜２０が形成される。ステップＳ６の後に、挟持部材１００か
ら光学部材１０を取り出す。以上の工程により、反射防止膜２０が形成された光学部材１
０が製造される。
は、引き上げられた光学部材１０を所定の温度でベークしてもよい。引き上げられた挟持
部材１００に対して、アニール処理を施してもよい。引き上げられた挟持部材１００を乾
燥すれば、上述の反射防止膜２０が形成される。ステップＳ６の後に、挟持部材１００か
ら光学部材１０を取り出す。以上の工程により、反射防止膜２０が形成された光学部材１
０が製造される。
［第２の実施の形態］
図７は第２の実施の形態による反射防止膜の拡大図である。図７を参照して、反射防止
膜２５は、複数の無機粒子２１と、バインダ２２と、複数の空気層２３とを含有する。上
述のとおり、本発明における反射防止膜において、空気層２３は任意の構成である。反射
防止膜２５のその他の構成は、反射防止膜２０と同じである。
図７は第２の実施の形態による反射防止膜の拡大図である。図７を参照して、反射防止
膜２５は、複数の無機粒子２１と、バインダ２２と、複数の空気層２３とを含有する。上
述のとおり、本発明における反射防止膜において、空気層２３は任意の構成である。反射
防止膜２５のその他の構成は、反射防止膜２０と同じである。
反射防止膜２５内では、無機粒子２１同士が接触する。隣り合う無機粒子２１の間に、
空気層２３が形成される。上述のとおり、反射防止膜２５中の無機粒子２１の体積率は、
５〜７４％であり、７０％未満でもよい。バインダ２２の体積率は５〜９５％であり、９
５％未満でもよい。空気層２３の体積率が大きすぎれば、反射防止膜２５の強度が低下す
る。そのため、反射防止膜２５中の空気層２３の体積率は、０〜６５％である。
空気層２３はたとえば、上述の塗布液内の無機粒子２１に対するバインダ２２の比率に
応じて形成される。塗布液内の無機粒子１００重量部に対する好ましいバインダ２２の重
量部は、１〜１００である。この場合、塗布液を乾燥した後、反射防止膜２５内に空気層
２３が形成される。
空気層２３が形成される。上述のとおり、反射防止膜２５中の無機粒子２１の体積率は、
５〜７４％であり、７０％未満でもよい。バインダ２２の体積率は５〜９５％であり、９
５％未満でもよい。空気層２３の体積率が大きすぎれば、反射防止膜２５の強度が低下す
る。そのため、反射防止膜２５中の空気層２３の体積率は、０〜６５％である。
空気層２３はたとえば、上述の塗布液内の無機粒子２１に対するバインダ２２の比率に
応じて形成される。塗布液内の無機粒子１００重量部に対する好ましいバインダ２２の重
量部は、１〜１００である。この場合、塗布液を乾燥した後、反射防止膜２５内に空気層
２３が形成される。
空気層２３は屈折率が低いため、反射防止膜２５の屈折率は低下する。そのため、光の
反射がさらに抑制される。
反射がさらに抑制される。
［第３の実施の形態］
第１及び第２の実施の形態では、反射防止膜が形成された光学部材がレンズである。し
かしながら、光学部材はレンズ以外であってもよい。たとえば、図８に示すように、光学
部材は反射防止シートであってもよい。
第１及び第２の実施の形態では、反射防止膜が形成された光学部材がレンズである。し
かしながら、光学部材はレンズ以外であってもよい。たとえば、図８に示すように、光学
部材は反射防止シートであってもよい。
図８を参照して、反射防止シートである光学部材８０は、基材７０と、反射防止膜２０
とを備える。基材７０は板状又はシート状である。基材７０は樹脂である。樹脂はたとえ
ば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、脂
環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニ
ル系樹脂、ポリエーテルスルホン酸系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂である。好ま
しくは、樹脂はたとえば、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ポリ
カーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリノルボルネン、非晶質ポリ
オレフィンフィルムである。
とを備える。基材７０は板状又はシート状である。基材７０は樹脂である。樹脂はたとえ
ば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、脂
環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニ
ル系樹脂、ポリエーテルスルホン酸系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂である。好ま
しくは、樹脂はたとえば、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ポリ
カーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリノルボルネン、非晶質ポリ
オレフィンフィルムである。
光学部材８０はたとえば、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、エレクトロルミ
ネッセンスディスプレイ、ブラウン管及びプロジェクション等の表示装置の表示画面に用
いられる。光学部材８０はまた、自動車に代表される輸送車両の窓ガラス（フロントガラ
ス、リアガラス、ルーフガラス、サイドウインドガラス）に用いられる。
ネッセンスディスプレイ、ブラウン管及びプロジェクション等の表示装置の表示画面に用
いられる。光学部材８０はまた、自動車に代表される輸送車両の窓ガラス（フロントガラ
ス、リアガラス、ルーフガラス、サイドウインドガラス）に用いられる。
反射防止膜２０が形成された光学部材８０は、第１及び第２の実施の形態と同様に、湿
式プロセスにより製造される。たとえば、ディップコート法により光学部材８０が製造さ
れる場合、挟持部材１００は使用されない。基材７０をディップ槽に浸漬する。そして、
ディップ槽から基材７０を引き上げて、乾燥する。以上の工程により、反射防止膜２０が
形成された光学部材８０が製造される。光学部材８０は、反射防止膜２０に代えて、反射
防止膜２５を備えてもよい。
以上より、第１〜第３の実施の形態による反射防止膜は、反射防止膜中の体積率が５〜
７４％の無機粒子と、反射防止膜中の体積率が５〜９５％のバインダと、反射防止膜中の
体積率が０〜６５％の空気層とを備える。空気層は、含まれていても含まれていなくても
よい。以上の構成を有する反射防止膜は、優れた強度及び可撓性を有する。そのため、反
射防止膜はきずが付きにくく、かつ、高温時に樹脂からなる光学部材が熱膨張しても、ひ
び割れしにくい。
式プロセスにより製造される。たとえば、ディップコート法により光学部材８０が製造さ
れる場合、挟持部材１００は使用されない。基材７０をディップ槽に浸漬する。そして、
ディップ槽から基材７０を引き上げて、乾燥する。以上の工程により、反射防止膜２０が
形成された光学部材８０が製造される。光学部材８０は、反射防止膜２０に代えて、反射
防止膜２５を備えてもよい。
以上より、第１〜第３の実施の形態による反射防止膜は、反射防止膜中の体積率が５〜
７４％の無機粒子と、反射防止膜中の体積率が５〜９５％のバインダと、反射防止膜中の
体積率が０〜６５％の空気層とを備える。空気層は、含まれていても含まれていなくても
よい。以上の構成を有する反射防止膜は、優れた強度及び可撓性を有する。そのため、反
射防止膜はきずが付きにくく、かつ、高温時に樹脂からなる光学部材が熱膨張しても、ひ
び割れしにくい。
樹脂製の光学部材に反射防止膜を形成した。そして、反射防止膜が形成されたレンズの
反射率、光透過率を調査した。さらに、反射防止膜が形成された光学部材を加熱し、反射
防止膜に割れが発生するか否かを調査した。
反射率、光透過率を調査した。さらに、反射防止膜が形成された光学部材を加熱し、反射
防止膜に割れが発生するか否かを調査した。
本実施例では、第１の実施の形態に係る挟持部材１００を用いた。光学部材の形状は円
板であった。円板状の光学部材は、挟持部材１００の窪み３１ｂに収納され、貫通孔３１
及び４１から落ちないように挟持された。円板状の光学部材の外径は２０ｍｍであり、厚
さは２ｍｍであった。光学部材はポレオレフィン系樹脂（日本ゼオン製、商品名ZEONEX）
製であった。
板であった。円板状の光学部材は、挟持部材１００の窪み３１ｂに収納され、貫通孔３１
及び４１から落ちないように挟持された。円板状の光学部材の外径は２０ｍｍであり、厚
さは２ｍｍであった。光学部材はポレオレフィン系樹脂（日本ゼオン製、商品名ZEONEX）
製であった。
平均粒径が２０ｎｍのシリカ微粒子と、トリビニルエトキシシラン（triVinylethoxysi
lane：ＴＶＥＳ）とを、ＴＨＦとＤＭＦとの混合溶液に添加した。混合溶液中でシリカ微
粒子とＶＴＥＳとを反応させて、修飾シリカ粒子を発生させた。修飾シリカ粒子を発生さ
せた混合溶液に、触媒として白金化合物と、ヒドリロ基で置換されたポリジメチルシロキ
サンとを添加した。この混合溶液を攪拌して、塗布液を調製した。塗布液内において、シ
リカ微粒子１００重量部に対してバインダ（ヒドリロ基で置換されたポリジメチルシロキ
サン）は５０重量部であった。
なお、シリカのヤング率は７５ＧＰａであり、バインダのヤング率は１ＧＰａであった
。バインダのヤング率についてはJIS K 7161に基づいて測定した。
lane：ＴＶＥＳ）とを、ＴＨＦとＤＭＦとの混合溶液に添加した。混合溶液中でシリカ微
粒子とＶＴＥＳとを反応させて、修飾シリカ粒子を発生させた。修飾シリカ粒子を発生さ
せた混合溶液に、触媒として白金化合物と、ヒドリロ基で置換されたポリジメチルシロキ
サンとを添加した。この混合溶液を攪拌して、塗布液を調製した。塗布液内において、シ
リカ微粒子１００重量部に対してバインダ（ヒドリロ基で置換されたポリジメチルシロキ
サン）は５０重量部であった。
なお、シリカのヤング率は７５ＧＰａであり、バインダのヤング率は１ＧＰａであった
。バインダのヤング率についてはJIS K 7161に基づいて測定した。
上述の複数のレンズを図５に示す挟持部材１００で挟持した。次に、塗布液を満たした
ディップ槽に、挟持部材１００を浸漬した。浸漬された挟持部材１００を５ｍｍ／ｓｅｃ
の速度でディップ槽から引き上げ、複数の光学部材に塗布液を塗布した。引き上げられた
挟持部材１００を８０℃の温度環境下で１時間静置した。修飾シリカ粒子と、ヒドリロ基
で置換されたポリジメチルシロキサンとを反応させることで、反射防止膜２０が複数の光
学部材の表面に形成された。
形成された光学部材を用いて、反射防止膜２０中のシリカ微粒子の体積率と、バインダ
の体積率とを調査した。具体的には、反射防止膜２０の任意の断面領域（５０μｍ２）内
のＳＥＭ画像を得た。得られたＳＥＭ画像中のシリカ微粒子の総面積率を測定により求め
た。求めた総面積率を、シリカ微粒子の体積率を定義した。体積率１００％からシリカ微
粒子の体積率を差分した値を、バインダの体積率とした。
調査の結果、形成された反射防止膜２０のシリカ微粒子の体積率は４３％であり、バイ
ンダの体積率は６７％であった。
ディップ槽に、挟持部材１００を浸漬した。浸漬された挟持部材１００を５ｍｍ／ｓｅｃ
の速度でディップ槽から引き上げ、複数の光学部材に塗布液を塗布した。引き上げられた
挟持部材１００を８０℃の温度環境下で１時間静置した。修飾シリカ粒子と、ヒドリロ基
で置換されたポリジメチルシロキサンとを反応させることで、反射防止膜２０が複数の光
学部材の表面に形成された。
形成された光学部材を用いて、反射防止膜２０中のシリカ微粒子の体積率と、バインダ
の体積率とを調査した。具体的には、反射防止膜２０の任意の断面領域（５０μｍ２）内
のＳＥＭ画像を得た。得られたＳＥＭ画像中のシリカ微粒子の総面積率を測定により求め
た。求めた総面積率を、シリカ微粒子の体積率を定義した。体積率１００％からシリカ微
粒子の体積率を差分した値を、バインダの体積率とした。
調査の結果、形成された反射防止膜２０のシリカ微粒子の体積率は４３％であり、バイ
ンダの体積率は６７％であった。
［反射率の測定］
反射防止膜２０が形成された光学部材の反射率及び透過率を測定した。反射率及び透過
率は、大塚電子社製の瞬間マルチ側光システム（商品名：MCPD-2000）を用いて測定した
。
反射防止膜２０が形成された光学部材の反射率及び透過率を測定した。反射率及び透過
率は、大塚電子社製の瞬間マルチ側光システム（商品名：MCPD-2000）を用いて測定した
。
測定した結果、５２０ｎｍの波形を有する光に対する反射率は０．５％であり、光透過
率は９７％であった。反射防止膜が形成される前の光学部材についても、反射率を測定し
た。測定した結果、５２０ｎｍの波形を有する光に対する反射率は、４．２％であり、光
透過率は９２％であった。したがって、反射防止膜により、反射率が低下し、１．０％未
満になった。
率は９７％であった。反射防止膜が形成される前の光学部材についても、反射率を測定し
た。測定した結果、５２０ｎｍの波形を有する光に対する反射率は、４．２％であり、光
透過率は９２％であった。したがって、反射防止膜により、反射率が低下し、１．０％未
満になった。
［高温での反射防止膜の割れ調査］
反射防止膜２０が形成された光学部材を室温（２０℃）から１２０℃まで加熱した。加
熱には、ヒータを用いた。光学部材の温度が１２０℃に達した後、光学部材を空冷した。
空冷後の光学部材の反射防止膜に割れが発生しているか否かを、目視で観察した。観察し
た結果、反射防止膜には割れが発生していなかった。
反射防止膜２０が形成された光学部材を室温（２０℃）から１２０℃まで加熱した。加
熱には、ヒータを用いた。光学部材の温度が１２０℃に達した後、光学部材を空冷した。
空冷後の光学部材の反射防止膜に割れが発生しているか否かを、目視で観察した。観察し
た結果、反射防止膜には割れが発生していなかった。
実施例１と同じ形状及び同じ組成の光学部材に、図４に示すディップコート法により、
反射防止膜２５を形成した。反射防止膜２５は、実施例１と異なる組成とした。具体的に
は、平均の外径が２０ｎｍのシリカ微粒子と、トリビニルエトキシシラン（triVinyletho
xysilane：ＴＶＥＳ）とを、ＴＨＦとＤＭＦとの混合溶液に添加した。混合溶液中でシリ
カ微粒子とＶＴＥＳとを反応させて、修飾シリカ粒子を発生させた。修飾シリカ粒子を発
生させた混合溶液に、１分子にヒドリド基を２以上有するフッ素系化合物を、ＴＶＥＳの
５％当量添加した。さらに、白金化合物を５０ｐｐｍ添加した。この混合溶液を攪拌して
、塗布液を調製した。塗布液内において、シリカ微粒子１００重量部に対してバインダ（
１分子にヒドリド基を２以上有するフッ素系化合物）は１０重量部であった。
なお、シリカ微粒子のヤング率は実施例１と同じであった。また、バインダのヤング率
は１ＧＰａであった。
反射防止膜２５を形成した。反射防止膜２５は、実施例１と異なる組成とした。具体的に
は、平均の外径が２０ｎｍのシリカ微粒子と、トリビニルエトキシシラン（triVinyletho
xysilane：ＴＶＥＳ）とを、ＴＨＦとＤＭＦとの混合溶液に添加した。混合溶液中でシリ
カ微粒子とＶＴＥＳとを反応させて、修飾シリカ粒子を発生させた。修飾シリカ粒子を発
生させた混合溶液に、１分子にヒドリド基を２以上有するフッ素系化合物を、ＴＶＥＳの
５％当量添加した。さらに、白金化合物を５０ｐｐｍ添加した。この混合溶液を攪拌して
、塗布液を調製した。塗布液内において、シリカ微粒子１００重量部に対してバインダ（
１分子にヒドリド基を２以上有するフッ素系化合物）は１０重量部であった。
なお、シリカ微粒子のヤング率は実施例１と同じであった。また、バインダのヤング率
は１ＧＰａであった。
調製された塗布液を用いて、実施例１と同様の条件で反射防止膜２５を形成した。形成
された反射防止膜には、図７に示すとおり、複数の空気層２３が形成された。
実施例１と同様に、形成された反射防止膜２５中のシリカ微粒子、空気層及びバインダ
の体積率を測定した。このとき、ＳＥＭ画像中の空気層の総面積率を、空気層の体積率と
した。測定の結果、シリカ微粒子の体積率は５８％であり、空気層の体積率は２９％であ
った。バインダ樹脂の体積率は１３％であった。
された反射防止膜には、図７に示すとおり、複数の空気層２３が形成された。
実施例１と同様に、形成された反射防止膜２５中のシリカ微粒子、空気層及びバインダ
の体積率を測定した。このとき、ＳＥＭ画像中の空気層の総面積率を、空気層の体積率と
した。測定の結果、シリカ微粒子の体積率は５８％であり、空気層の体積率は２９％であ
った。バインダ樹脂の体積率は１３％であった。
［反射率の測定及び反射防止膜の割れ調査］
実施例１と同様に、反射防止膜２５が形成された光学部材の反射率及び光透過率を測定
した。その結果、５２０ｎｍの波形を有する光に対する反射率は０．３％であり、１．０
％未満であった。また、光透過率は９８％であった。
実施例１と同様に、反射防止膜２５が形成された光学部材の反射率及び光透過率を測定
した。その結果、５２０ｎｍの波形を有する光に対する反射率は０．３％であり、１．０
％未満であった。また、光透過率は９８％であった。
また、実施例１と同様に、反射防止膜２５が形成された光学部材を室温から１２０℃ま
で加熱し、空冷した。空冷後、反射防止膜２５の割れの有無を目視で確認した。その結果
、反射防止膜２５に割れが発生していなかった。
で加熱し、空冷した。空冷後、反射防止膜２５の割れの有無を目視で確認した。その結果
、反射防止膜２５に割れが発生していなかった。
［比較例１］
実施例１と同じ形状及び同じ組成を有する光学部材に、蒸着法により反射防止膜を形成
した。反射防止膜は、シリカ（ＳｉＯ２）層、酸化ジルコニア（ＺｒＯ２）層、アルミナ
（Ａｌ２Ｏ３）層及び５酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）層を含む多層膜であった。
実施例１と同じ形状及び同じ組成を有する光学部材に、蒸着法により反射防止膜を形成
した。反射防止膜は、シリカ（ＳｉＯ２）層、酸化ジルコニア（ＺｒＯ２）層、アルミナ
（Ａｌ２Ｏ３）層及び５酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）層を含む多層膜であった。
上記反射防止膜を有する光学部材の反射率及び光透過率を実施例１と同じ方法で測定し
た。その結果、反射率は０．２％であり、光透過率は９８％であった。
た。その結果、反射率は０．２％であり、光透過率は９８％であった。
実施例１と同様に、上述の反射防止膜が形成された光学部材を室温から１２０℃まで加
熱し、空冷した。空冷後、反射防止膜を目視で確認した結果、反射防止膜にひび割れが発
生した。
熱し、空冷した。空冷後、反射防止膜を目視で確認した結果、反射防止膜にひび割れが発
生した。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するため
の例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣
旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
の例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣
旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
１０，８０ 光学部材
２０，２５ 反射防止膜
２１ 無機粒子
２２ バインダ
２３ 空気層
２０，２５ 反射防止膜
２１ 無機粒子
２２ バインダ
２３ 空気層
Claims (6)
- 表面に反射防止膜が形成された、樹脂からなるレンズであって、
前記反射防止膜は、
前記反射防止膜中の体積率が５〜７４％である複数の無機粒子と、
前記無機粒子よりも低いヤング率を有し、体積率が５〜９５％であるバインダと、
体積率が０〜６５％である複数の空気層とを備え、
前記樹脂からなるレンズの表面に直接前記反射防止膜が形成されていることを特徴とするレンズ。 - 前記反射防止膜の前記無機粒子は、５０ＧＰａ以上のヤング率を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
- 前記反射防止膜の前記無機粒子は、酸化珪素からなり、１００ｎｍ以下の粒径を有することを特徴とする請求項２に記載のレンズ。
- 前記反射防止膜の前記無機粒子は、１．５〜１．９の屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
- 前記レンズは、１．４〜１．６の屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
- 前記バインダは、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、ニトロセルロース、ポリエステル、アルキド樹脂、フルオロアクリレート、及びフッ素ポリマーの１種又は２種以上からなる樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014130446A JP5848407B2 (ja) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | 反射防止膜及びそれを備えた光学部材 |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014170252A JP2014170252A (ja) | 2014-09-18 |
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ID=51692630
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|---|---|---|---|---|
| JP2016040627A (ja) * | 2015-11-20 | 2016-03-24 | 日立マクセル株式会社 | 反射防止膜及びそれを備えた光学部材 |
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0334119A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-14 | Victor Co Of Japan Ltd | 情報記録担体 |
| JP3967822B2 (ja) * | 1997-04-04 | 2007-08-29 | 富士フイルム株式会社 | 反射防止膜およびそれを用いた画像表示装置 |
| JP3946357B2 (ja) * | 1997-09-18 | 2007-07-18 | 富士フイルム株式会社 | 反射防止膜およびそれを用いた画像表示装置 |
| JP4074732B2 (ja) * | 1999-09-28 | 2008-04-09 | 富士フイルム株式会社 | 反射防止膜および画像表示装置 |
| JP4836316B2 (ja) * | 1999-09-29 | 2011-12-14 | 富士フイルム株式会社 | 反射防止膜、偏光板、及び画像表示装置 |
| JP3971629B2 (ja) * | 2001-04-06 | 2007-09-05 | 大日本印刷株式会社 | 微粒子層積層膜およびそれを用いた光学機能材 |
| JP2006212984A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | 液体吐出口形成方法 |
| JP4811081B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2011-11-09 | 株式会社日立製作所 | 光学部品及びそれを用いた投射型画像表示装置 |
-
2014
- 2014-06-25 JP JP2014130446A patent/JP5848407B2/ja active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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