光学部件和其制造方法转让专利
申请号 : CN201180053968.5
文献号 : CN103282823B
文献日 : 2014-12-31
发明人 : 友田政兴 , 伊藤了 , 石村圭 , 奥村弘达
申请人 : 株式会社尼康依视路
摘要 :
权利要求 :
1.一种光学部件,具备:
具有凸面和凹面的塑料基材、和设置在所述塑料基材的至少所述凸面上的多层膜,所述多层膜的400~500nm的波长范围内的平均反射率为2~10%,设置在所述塑料基材的凸面上的多层膜的400~500nm的波长范围内的平均反射率,比设置在所述塑料基材的凹面上的多层膜的400~500nm的波长范围内的平均反射率大。
2.如权利要求1所述的光学部件,设置在所述塑料基材的凸面上和/或凹面上的所述多层膜的580~780nm的波长范围内的反射率为1.5%以下。
3.如权利要求1或2所述的光学部件,在所述塑料基材的凹面上设置的多层膜是在
380~780nm的波长范围内的平均反射率为1.5%以下的防反射膜。
4.如权利要求1所述的光学部件,设置在所述塑料基材的凸面上的多层膜的400~
500nm的波长范围内的平均反射率为5~10%,设置在所述塑料基材的凹面上的多层膜的
400~500nm的波长范围内的平均反射率为2~4%。
5.如权利要求1或2所述的光学部件,所述塑料基材被着色了,其透射率为5~85%。
6.如权利要求1或2所述的光学部件,在距所述塑料基材最远的、设置在所述塑料基材的凸面上和/或凹面上的所述多层膜的最外层上还具备疏水疏油膜,所述疏水疏油膜含有具有氟取代烷基的有机硅化合物。
7.如权利要求6所述的光学部件,所述具有氟取代烷基的有机硅化合物是选自下述通式(1)、下述通式(2)~(5)和下述通式(6)中的1种以上,式(1)中,Rf表示碳原子数1~16的直链状或支链状全氟烷基,Y表示碘或氢,Y’表示氢或碳原子数1~5的低级烷基,Y”表示氟或三氟甲基,R1表示能够水解的基团,R2表示氢或惰性的一价有机基团,a、b、c、d分别表示0~200的整数,e表示0或1,s和t分别表示0~2的整数,w表示1~10的整数;
F-(CF2)q-(OC3F6)m-(OC2F4)n-(OCF2)o(CH2)pXX″Si(X′)3-k(R3)k ···(2)F-(CF2)q-(OC2F6)m-(oC2F4)n-(OCF2)o(CH2)pXX″(X′)2-k(R3)kSiO(F-(CF2)q-(OC3F6)m-(OC2F4)n-(OCF2)o(CH2)pXX″(X′)1-k(R3)kSiO)ZF-(CF2)q-(OC3F6)m-(OC2F4)n-(OCF2)o(CH2)pXX″(X′)2-k(R3)kSi ···(3)F-(CF2)q-(OC3F6)m-(OC2F4)n-(OCF2)o(CJ2)pX(CH2)rSi(X′)3-k(R3)k ···(4)F-(CF2)q-(OC3F6)m-(OC2F4)n-(OCF2)o(CH2)pX(CH2)r(X′)2-k(R3)kSiO(F-(CF2)q-(OC3F6)m-(OC2F4)n-(OCF2)o(Ch2)pX(CH2)r3
(X′)1-k(R)kSiO)zF-(CF2)q-(OC3F6)m-(OC2F4)n-(OCF2)o(CH2)pX(CH2),3
(X′)2-k(R)kSi ···(5)
式(2)~(5)中,X表示氧或二价的有机基团,X’表示能够水解的基团,X”表示二价的3
有机硅氧烷基,R 表示碳原子数1~22的直链状或支链状亚烷基,q表示1~3的整数,m、n、o分别表示0~200的整数,p表示1或2,r表示2~20的整数,k表示0~2的整数,在k为0或1时、z表示0~10的整数;
2
式(6)中,Rf 表示2价的直链状全氟聚醚基,R4表示碳原子数1~4的烷基或苯基,5
R 表示能够水解的基团,i表示0~2的整数,j表示1~5的整数,u表示2或3。
8.如权利要求1或2所述的光学部件,设置在所述塑料基材的凸面上和/或凹面上的所述多层膜是4层以上的多层膜。
9.如权利要求1或2所述的光学部件,在所述塑料基材和设置在所述塑料基材的凸面上和/或凹面上的所述多层膜之间具备功能性薄膜。
10.如权利要求1或2所述的光学部件,设置在所述塑料基材的凸面上和/或凹面上的所述多层膜具有将高折射率材料和低折射率材料交替地层叠多层而形成的多层结构,在高折射率材料和低折射率材料之间具有厚度20nm以下的电介质膜或金属膜。
11.如权利要求1或2所述的光学部件,设置在所述塑料基材的凸面上和/或凹面上的所述多层膜具有将高折射率材料和低折射率材料交替地层叠多层而形成的多层结构,所述高折射率材料含有二氧化锆,所述低折射率材料含有二氧化硅。
12.如权利要求1或2所述的光学部件,是用于眼镜片的。
13.权利要求1~12的任一项所述的光学部件的制造方法,所述光学部件具备:具有凸面和凹面的塑料基材、和设置在所述塑料基材的至少所述凸面上的多层膜,所述制造方法包含:对所述塑料基材进行加热的工序,以及、在通过所述加热将所述塑料基材调节到规定的温度后、在所述塑料基材上形成设置在所述塑料基材的凸面上和/或凹面上的所述多层膜的工序,形成设置在所述塑料基材的凸面上和/或凹面上的所述多层膜的工序具有:将高折射率材料和低折射率材料交替地层叠多层、形成多层结构的高折射率层的处理,以及、在所述高折射率层上形成折射率比该高折射率层低的低折射率层的处理,并且,使所述多层膜的
400~500nm的波长范围内的平均反射率为2~10%。
14.如权利要求13所述的光学部件的制造方法,包含使用真空蒸镀法形成设置在所述塑料基材的凸面上和/或凹面上的所述多层膜的工序。
15.如权利要求13或14所述的光学部件的制造方法,形成设置在所述塑料基材的凸面上和/或凹面上的所述多层膜的工序包含以下工序:一边利用离子束辅助、一边形成构成所述多层膜的层中的至少一层。
16.如权利要求15所述的光学部件的制造方法,所述离子束辅助使用选自以下气体中的至少一种气体进行:惰性气体,
氧气,
惰性气体和氧气的混合气体。
17.如权利要求16所述的光学部件的制造方法,所述惰性气体是氩气。
说明书 :
光学部件和其制造方法
技术领域
背景技术
防反射膜一般在400nm~700nm的可视区域的所有区域都具有低反射特性(宽带域低反射
特性)。
发明内容
晃眼,提高视认性和对比度。
左右最危险,大家认为将该区域的光去除掉是有益的。
手段,已经知道太阳镜等的染色透镜。但由于染色透镜是对整个可见光区域进行去除,所以
光量降低会使视认性变差。
均反射率为2~10%。
法包含:对所述塑料基材进行加热的工序,以及、在通过所述加热将所述塑料基材调节到规
定的温度后、在所述塑料基材上形成所述多层膜的工序,形成所述多层膜的工序具有:将高
折射率材料和低折射率材料交替地层叠多层、形成多层结构的高折射率层的处理,以及、在
所述高折射率层上形成折射率比该高折射率层低的低折射率层的处理,并且,使所述多层
膜的400~500nm的波长范围内的平均反射率为2~10%。
附图说明
具体实施方式
能性薄膜4在本实施方式中由基底层5和硬涂层6构成。
成的各膜3、4同样的膜。
树脂、聚苯乙烯系树脂、环硫乙烷树脂、聚醚砜树脂、聚4-甲基-1-戊烯树脂、二甘醇双烯
丙基碳酸酯树脂(CR-39)、聚氯乙烯树脂、含卤素的共聚物、或含硫的共聚物等形成的塑料
基材。此外,本实施方式中,作为塑料基材2的折射率(nd),可以是例如,选自1.50、1.60、
1.67、以及1.74中的折射率。需说明的是,在使塑料基材2的折射率为1.6以上时,作为塑
料基材2,优选使用碳酸烯丙基酯系树脂、丙烯酸酯系树脂、甲基丙烯酸酯系树脂、以及硫代
氨基甲酸酯系树脂等。
6构成。
能。
系树脂、以及有机硅系树脂中的至少一种。基底层5的厚度(实际厚度)优选为0.5μm以
上1.0μm以下的程度。
用例如,通过将成为所述基底层5的树脂和无机氧化物微粒溶胶分散或溶解、混合在例如
水或醇系的溶剂中而成的液体。
石型氧化钛、硅、锡、锆、以及锑的氧化物。此外,作为硬涂层6,也可以是例如,日本特公平
4-55615号公报中公开的含有胶体状二氧化硅的有机硅系树脂。硬涂层6的厚度(实际厚
度)优选为2μm以上4μm以下程度。
6的形成材料液,可以使用例如,通过将会成为所述硬涂层6的树脂和无机氧化物微粒溶胶
分散或溶解、混合在水或醇系的溶剂中而成的液体。
的发生以及透射率的降低。因此,按照塑料基材2的折射率来调节功能性薄膜4的折射率
为宜。关于功能性薄膜4(基底层5、硬涂层6)的折射率的调节,可以通过对作为功能性薄
膜4的主成分的树脂的种类(物性)进行选择、或对添加到该作为主成分的树脂中的微粒
的种类(物性)等进行选择,来进行调节。
成膜,也可以除了所述基底层5以及硬涂层6以外还设置由例如ITO(氧化铟锡)等构成的
电介质膜或金属膜,。
厚度也可以是10nm以下。
由折射率比该高折射率层7低的低折射率无机材料形成的低折射率层8,无机多层膜3发
挥防止入射光反射的防反射膜的功能。该无机多层膜3,在本实施方式中被设计成400~
500nm的波长范围内的平均反射率为2~10%。
眼镜片的特别是从凹面入射来的光的反射会让人感到很麻烦。所述平均反射率优选是3~
10%。
该第2层10上的由高折射率无机材料形成的第3层11构成。
(TiO2)、二氧化钽(Ta2O5)。进而也可以由锆、钛、钽多种金属的合金氧化物形成。除此之外,
还可以使用例如,氧化铝(Al2O3)、二氧化钇(Y2O3)、二氧化铪(HfO2)、Nb2O5(二氧化铌)。
密附着性(紧密附着力),比由低折射率无机材料形成的层(SiO2)和硬涂层6之间的紧密
附着性(紧密附着力)大。此外,在省略了功能性薄膜4(基底层5、硬涂层6)的情况中,由
于高折射率层(ZrO2)和塑料基材2之间的紧密附着性(紧密附着力)比低折射率层(SiO2)
和塑料基材2之间的紧密附着性(紧密附着力)大,所以在紧密附着性方面更有利。
率为1.36的MgF2。
油膜12。
垢的功能,并且,使光学部件表面的平滑性能提高,结果能够提高耐擦伤性。
R2表示氢或惰性的一价有机基团,a、b、c、d分别表示0~200的整数,e表示0或1,s和t
分别表示0~2的整数,w表示1~10的整数。)
pXX"(X')2-k(R3)kSi ···(3)
3
pX(CH2)r(X')2-k(R)kSi ···(5)
价有机硅氧烷基,R 表示碳原子数1~22的直链状或支链状亚烷基,q表示1~3的整数,
m、n、o分别表示0~200的整数,p表示1或2,r表示2~20的整数,k表示0~2的整
数,在k为0或1时、z表示0~10的整数。)
使用。
取代烷基的有机硅化合物,可以使用信越化学工业株式会社制KY-130、KY-164等。
符号,并省略对其说明。
实施方式中设置有功能性薄膜4。该功能性薄膜4,在本实施方式中由基底层5和硬涂层6
构成。
由折射率比该高折射率层7’低的低折射率无机材料形成的低折射率层8’。
形成的第2层10’、和设置在该第2层10’上的由高折射率无机材料形成的第3层11’构
成。
成580~780nm的波长范围内的反射率为1.5%以下。通过在塑料基材2的两面上设置满足
该反射率条件的无机多层膜,能够得到在防眩效果以及视认性方面更具有效果的眼镜片。
的400~500nm的波长范围内的平均反射率大。优选设定成:设置在塑料基材2的凸面上
的无机多层膜3在400~500nm的波长范围内的平均反射率为5~10%,设置在塑料基材
2的凹面上的无机多层膜3’在400~500nm的波长范围内的平均反射率为2~4%。通过
设置满足该反射率条件的无机多层膜,能够得到在防眩效果方面更具有效果的眼镜片。需
说明的是,设置在塑料基材2的凹面上的无机多层膜3’,也可以400~500nm的波长范围内
的平均反射率为3~4%。
功能性薄膜4的构成膜,也可以除了所述基底层5以及硬涂层6以外、还设置例如由ITO(氧
化铟锡)等形成的电介质膜和/或金属膜。
的厚度也可以是10nm以下。
序,在通过加热将塑料基材2调到规定温度(例如,70℃)后、在该塑料基材2上形成无机
多层膜3的工序,以及在无机多层膜3上形成疏水疏油膜12的工序。
射率无机材料形成低折射率层8的处理。在各层的形成中可以很好地使用真空蒸镀法。
室31、32、33能够使各自的内部减压到基本为真空、并保持该状态。此外,蒸镀装置30能够
通过图中没有示出的温调机构来调节第1、第2、第3腔室31、32、33的各内部温度。
2。
高折射率层7中的第1层9和第3层11。同样,通过对第2蒸镀源35B照射离子束,从第2
蒸镀源35B放出SiO2的蒸气,供给到保持在保持部件34上的塑料基材2上,使其被蒸镀。
通过这样,能够形成无机多层膜3的高折射率层7中的第2层10、和低折射率层8。
无机材料形成的层和由低折射率无机材料形成的层。本发明中,设计成使无机多层膜3的
400~500nm的波长范围内的平均反射率为2~10%。进而优选设计成使无机多层膜3的
580~780nm的波长范围内的反射率为1.5%以下。
(ZrO2)形成的高折射率无机材料层。
一定条件拉出,使其干燥、成膜的方法。作为有机溶剂,使用全氟己烷、全氟-4-甲氧基丁
烷、全氟-4-乙氧基丁烷、六氟间二甲苯等。
易产生涂布不均,材料成本也提高。
70度,进行排气直至压力达到1.0×10 Pa,在加速电压500V、加速电流100mA的条件下实
施60秒钟的Ar离子束清洗,然后从塑料基材侧开始依次层叠光学膜厚0.035λ的第1层
ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.565λ的第2层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.075λ的
第3层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.04λ的第4层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.32λ
的第5层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.26λ的第6层SiO2(折射率1.47)。需说明的
是,λ是设计的中心波长,为500nm。
2.00)、光学膜厚0.06λ的第3层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.25λ的第4层ZrO2(折
射率2.00)、光学膜厚0.28λ的第5层SiO2(折射率1.47)。需说明的是,λ是设计的中心
波长,为500nm。
70度,进行排气直至压力达到1.0×10 Pa,在加速电压500V、加速电流100mA的条件下实
施60秒钟的Ar离子束清洗,然后从塑料基材侧开始依次层叠光学膜厚0.07λ的第1层
ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.59λ的第2层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.06λ的第
3层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.04λ的第4层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.3λ的
第5层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.265λ的第6层SiO2(折射率1.47)。需说明的是,
λ是设计的中心波长,为500nm。
2.00)、光学膜厚0.06λ的第3层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.25λ的第4层ZrO2(折
射率2.00)、光学膜厚0.28λ的第5层SiO2(折射率1.47)。需说明的是,λ是设计的中心
波长,为500nm。
70度,进行排气直至压力达到1.0×10 Pa,在加速电压500V、加速电流100mA的条件下实
施60秒钟的Ar离子束清洗,然后从塑料基材侧开始依次层叠光学膜厚0.095λ的第1层
ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.595λ的第2层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.05λ的第
3层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.03λ的第4层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.305λ
的第5层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.275λ的第6层SiO2(折射率1.47)。需说明的
是,λ是设计的中心波长,为500nm。
2.00)、光学膜厚0.06λ的第3层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.25λ的第4层ZrO2(折
射率2.00)、光学膜厚0.28λ的第5层SiO2(折射率1.47)。需说明的是,λ是设计的中心
波长,为500nm。
热到70度,进行排气直至压力达到1.0×10 Pa,在加速电压500V、加速电流100mA的条件
下实施60秒钟的Ar离子束清洗,然后从塑料基材侧开始依次层叠光学膜厚0.10λ的第1
层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.16λ的第2层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.06λ的
第3层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.25λ的第4层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.28λ
的第5层SiO2(折射率1.47)。需说明的是,λ是设计的中心波长,为500nm。
围内的平均反射率为约6%的实施例2在各评价项目中最好。
70度,进行排气直至压力达到1.0×10 Pa,在加速电压500V、加速电流100mA的条件下实
施60秒钟的Ar离子束清洗,然后从塑料基材侧开始依次层叠光学膜厚0.155λ的第1层
ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.045λ的第2层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.5λ的第
3层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.335λ的第4层SiO2(折射率1.47)。需说明的是,λ
是设计的中心波长,为500nm。
2.00)、光学膜厚0.06λ的第3层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.25λ的第4层ZrO2(折
射率2.00)、光学膜厚0.28λ的第5层SiO2(折射率1.47)。需说明的是,λ是设计的中心
波长,为500nm。
下。
中均具有更好的效果。
下实施60秒钟的Ar离子束清洗,然后从塑料基材侧开始依次层叠光学膜厚0.10λ的第1
层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.10λ的第2层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.205λ的
第3层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.06λ的第4层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.16λ
的第5层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.335λ的第6层SiO2(折射率1.47)。需说明的
是,λ是设计的中心波长,为500nm。
70度,进行排气直至压力达到1.0×10 Pa,在加速电压500V、加速电流100mA的条件下实
施60秒钟的Ar离子束清洗,然后从塑料基材侧开始依次层叠光学膜厚0.125λ的第1层
ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.095λ的第2层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.21λ的第
3层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.07λ的第4层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.14λ
的第5层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.35λ的第6层SiO2(折射率1.47)。需说明的
是,λ是设计的中心波长,为500nm。
1.47)、光学膜厚0.23λ的第3层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.07λ的第4层SiO2(折射
率1.47)、光学膜厚0.14λ的第5层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.33λ的第6层SiO2(折
射率1.47)。需说明的是,λ是设计的中心波长,为500nm。
70度,进行排气直至压力达到1.0×10 Pa,在加速电压500V、加速电流100mA的条件下实
施60秒钟的Ar离子束清洗,然后从塑料基材侧开始依次层叠光学膜厚0.135λ的第1层
ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.085λ的第2层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.20λ的第
3层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.055λ的第4层SiO2(折射率1.47)、光学膜厚0.19λ
的第5层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.35λ的第6层SiO2(折射率1.47)。需说明的
是,λ是设计的中心波长,为500nm。
1.47)、光学膜厚0.22λ的第3层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.06λ的第4层SiO2(折射
率1.47)、光学膜厚0.20λ的第5层ZrO2(折射率2.00)、光学膜厚0.33λ的第6层SiO2(折
射率1.47)。需说明的是,λ是设计的中心波长,为500nm。
的反射率为1.5%以下,特别是具有降低晃眼的效果。
9’…第1层、10、10’…第2层、11、11’…第3层、12…疏水疏油膜。