光學(xué)制品及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題是提供光學(xué)制品或其制造方法，所述光學(xué)制品具備抗靜電功能，同時成本低，容易設(shè)計(jì)，光學(xué)性能極好。本發(fā)明中的光學(xué)制品中，對透明基材的單面或雙面形成包含電介質(zhì)膜和ITO膜的多層膜。該ITO膜的物理膜厚為3納米以上且7納米以下。該ITO膜可以通過伴隨有等離子體處理的蒸鍍來成膜得到。
【專利說明】光學(xué)制品及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及鏡片、濾光片等光學(xué)制品及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]作為具有抗靜電功能和防反射功能的光學(xué)制品，已知下述專利文獻(xiàn)1、2所述的導(dǎo)電性防反射膜。這些光學(xué)制品是將ITO(氧化銦錫，Indium Tin Oxide)和氟化鎂(MgF2)通過真空蒸鍍法層積而成的共3~4層的制品，主要利用ITO賦予導(dǎo)電性從而賦予抗靜電功能，利用具有低折射率的MgF2而具備防反射功能。另外，這些光學(xué)制品中，MgF2配置在最外層。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭61-168899號公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開昭63-266401號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]這些光學(xué)制品中，將基準(zhǔn)波長設(shè)為λ 0 = 500nm(納米)時，ITO的光學(xué)膜厚多數(shù)情況下為0.331 λ 0~0.516 λ 0，并且有時為0.063 λ 0、2.136 λ 0，尤其前者是總共具有2層ITO膜且其中一層為0.484 λ ^的光學(xué)制品中的另一層(專利文獻(xiàn)I的表2),與其它相比,光學(xué)膜厚薄，同時具有物理膜厚為31.5nm左右的體積。
[0009]具有這樣的ITO的光學(xué)膜厚時，盡管抗靜電性能變得極好，但是需要大量材料、成膜時間而導(dǎo)致成本高，此外在并入多層膜以賦予防反射功能等時，設(shè)計(jì)的自由度減少。并且，成膜時產(chǎn)生不均勻部分的可能性相對增加、或者由于ITO中吸收部分通過光的特性導(dǎo)致入射光的吸收量增加等，對光學(xué)性能產(chǎn)生影響的可能性也相對增加。
[0010]因此，技術(shù)方案1、12所述的發(fā)明目的在于提供光學(xué)制品或其制造方法，該光學(xué)制品具備抗靜電功能，同時成本低且容易設(shè)計(jì)，光學(xué)性能極好。
[0011]除此以外，這些光學(xué)制品中，將ITO和MgF2分別僅通過真空蒸鍍法以相鄰的方式成膜，因此由于相互作用有時會產(chǎn)生輕微白濁、散射，有時會影響針對透射光的光學(xué)性能。
[0012]并且，其為3~4層的構(gòu)成，還存在進(jìn)一步降低反射率的余地。
[0013]進(jìn)一步，最外層的MgF2不受保護(hù)，存在提高耐久性的余地。
[0014]因此，技術(shù)方案5、7所述的發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)制品，通過使用ITO和MgF2而兼具抗靜電功能和超低防反射功能，同時針對透射光的光學(xué)性能也良好。技術(shù)方案13所述的發(fā)明的目的在于提供一種制造這種光學(xué)制品的方法。
[0015]并且，在上述光學(xué)制品中，由于僅導(dǎo)入ITO膜、MgF2膜，從與反射率相關(guān)的特性、表面的光滑性高的標(biāo)準(zhǔn)來看，并不令人滿意。
[0016] 因此,技術(shù)方案2~4所述的發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)制品,其兼具抗靜電功能和超低防反射功能，針對透射光的光學(xué)性能良好，并且光滑性也良好。
[0017]用于解決問題的手段
[0018]為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案I所述的發(fā)明的特征在于，在光學(xué)制品中，對于透明基材的單面或雙面，形成有包含電介質(zhì)膜和ITO膜的多層膜，上述ITO膜的物理膜厚為3nm以上且7nm以下。
[0019]為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案2所述的發(fā)明的特征在于，在上述發(fā)明中，相對于上述ITO膜位于表面?zhèn)鹊纳鲜鲭娊橘|(zhì)膜中包含ZrO2膜。
[0020]為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案3所述的發(fā)明的特征在于，在上述發(fā)明中，ZrO2膜配置于上述ITO膜的緊鄰上方。
[0021]為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案4所述的發(fā)明的特征在于，在上述發(fā)明中，上述ZrO2膜配置于上述ITO膜的緊鄰上方和緊鄰下方。
[0022]為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案5所述的發(fā)明的特征在于，在上述發(fā)明中，上述電介質(zhì)膜中包含MgF2膜，按照上述ITO膜與MgF2膜不相鄰的方式配置。
[0023]技術(shù)方案6所述的發(fā)明的特征在于，在上述發(fā)明中，以上述多層膜的最外層作為第I層，上述MgF2膜配置在第2層或第3層。
[0024]為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案7所述的發(fā)明的特征在于，在上述發(fā)明中，上述ITO膜是通過伴隨有等離子體處理的蒸鍍進(jìn)行成膜而成的。
[0025]技術(shù)方案8所述的發(fā)明的特征在于，在上述發(fā)明中，在上述多層膜的最外層配置氟系樹脂膜或S12膜。
[0026]技術(shù)方案9所述的發(fā)明為，在上述發(fā)明中，上述多層膜的最外層的S12膜是通過伴隨有等離子體處理的蒸鍍而成膜而成的。
[0027]技術(shù)方案10所述的發(fā)明的特征在于，在上述發(fā)明中，上述氟系樹脂膜的物理膜厚為1nm以下。
[0028]技術(shù)方案11所述的發(fā)明的特征在于，在上述發(fā)明中，上述電介質(zhì)膜包含高折射材料和中等折射材料而形成多層，在上述多層膜中，上述高折射材料和上述中等折射材料交替配置。
[0029]為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案12所述的發(fā)明是一種制造上述光學(xué)制品的方法，其特征在于，通過伴隨有等離子體處理的蒸鍍來成膜出上述ITO膜。
[0030]技術(shù)方案13所述的發(fā)明的特征在于，在上述發(fā)明中，使最外層為5102膜，并且通過伴隨有等離子體處理的蒸鍍來成膜出該膜。
[0031]發(fā)明效果
[0032]根據(jù)技術(shù)方案1、12所述的發(fā)明，能夠提供光學(xué)制品、其制造方法，該光學(xué)制品具備抗靜電功能，同時成本低且容易設(shè)計(jì)，光學(xué)性能極好。
[0033]根據(jù)技術(shù)方案2?4所述的發(fā)明，可以在兼具抗靜電功能和超低防反射功能的同時，使其具備良好的光學(xué)性能，進(jìn)一步使其保持良好的光滑性。
[0034]根據(jù)技術(shù)方案5、7所述的發(fā)明，可以在兼具抗靜電功能和超低防反射功能的同時，使其具備良好的光學(xué)性能。
[0035]根據(jù)技術(shù)方案8、9、13所述的發(fā)明，能夠進(jìn)一步提高耐久性，若使用氟系樹脂膜，還可以使其具備疏水功能。
[0036]根據(jù)技術(shù)方案10所述的發(fā)明，通過使氟系樹脂膜均勻，可以賦予疏水功能，同時維持光學(xué)性能。
[0037]根據(jù)技術(shù)方案6、11所述的發(fā)明，能夠更加容易地實(shí)現(xiàn)低反射率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為表示研究例I?11的反射率的光譜分布的曲線圖。
[0039]圖2為表示研究例I?11的透射率的光譜分布的曲線圖。
[0040]圖3為表示研究例I?11和普通產(chǎn)品的吸收/散射量的光譜分布的曲線圖。
[0041]圖4為表示研究例2、12?14的光譜透射率分布的曲線圖。
[0042]圖5為表示實(shí)施例1、2和比較例I?3的吸收/散射量的光譜分布的曲線圖。
[0043]圖6為表示實(shí)施例1、2和比較例I?3的透射率的光譜分布的曲線圖。
[0044]圖7為表示實(shí)施例1、2和比較例I的單面反射率的光譜分布的曲線圖。
[0045]圖8為表示與實(shí)施例3同樣構(gòu)成的各種多層膜的單面反射率的光譜分布的曲線圖。
[0046]圖9為圖8的各種多層膜的CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的色度圖(x，y, Y)。
[0047]圖10為表示屬于實(shí)施例13的各種多層膜的單面反射率的光譜分布的曲線圖。
[0048]圖11為圖10的各種多層膜的CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的色度圖(x，y, Y)。

【具體實(shí)施方式】
[0049]以下對于本發(fā)明涉及的實(shí)施方式的示例進(jìn)行說明。需要說明的是，本發(fā)明的方式不限于以下實(shí)施方式。
[0050]在本發(fā)明涉及的光學(xué)制品中，對透明基材的單面或雙面成膜有以電介質(zhì)膜和透明導(dǎo)電性膜作為構(gòu)成要素的多層膜。電介質(zhì)膜優(yōu)選使用2種以上。
[0051]透明是指具有透光性的意思，包括半透明。
[0052]并且，優(yōu)選至少任意一層膜是通過蒸鍍形成的，此時由于在端面(- 〃面)形成各種膜，可以防止對光學(xué)制品的光學(xué)特性產(chǎn)生影響的情況。
[0053]電介質(zhì)膜主要作為用于(適當(dāng)匹配其它膜而)賦予防反射功能的構(gòu)成要素而使用，組合了高折射材料、中等折射率材料。需要說明的是，低折射率材料是指折射率約為1.5以下的材料，中等折射率材料是指折射率約為1.5?1.8的材料，高折射材料是指折射率約為1.8以上的材料。
[0054]此處，為了賦予防反射功能使得反射率為百分之一)左右以下、進(jìn)一步優(yōu)選為
0.5%左右以下這樣的低反射率，交替配置兩種以上電介質(zhì)膜，優(yōu)選交替層積高折射材料和中等折射材料。
[0055]并且，優(yōu)選盡可能在最外層附近配置一層MgF2膜。并且，在MgF2膜和基材之間交替配置2種以上的電介質(zhì)膜，優(yōu)選為交替配置高折射材料和中等折射材料。
[0056]作為電介質(zhì)膜的具體例，可以舉出二氧化鈦(T12)、五氧化二鉭(Ta2O5)、二氧化鋯(ZrO2)、三氧化二鋁(Al2O3)、五氧化二鈮(Nb2O5)、二氧化硅(S12)等金屬氧化物。
[0057]并且，透明導(dǎo)電膜為ΙΤ0。
[0058]進(jìn)一步，本發(fā)明涉及的光學(xué)制品中，優(yōu)選在最外層配置S12膜或氟系樹脂膜。
[0059]若使用氟系樹脂膜作為最外層，則可以保護(hù)內(nèi)膜，并且還可以賦予疏水性能，而且更加易于處理，如即使附著有水滴、污物也能夠容易地除去等。
[0060]氟系樹脂只要是通過成膜呈現(xiàn)疏水性的氟系樹脂即可，可以使用適當(dāng)?shù)氖惺燮贰?br> [0061]需要說明的是，從具有均勻性而使光學(xué)性能、疏水性能良好的觀點(diǎn)出發(fā)，氟系樹脂膜(疏水膜)的物理膜厚優(yōu)選設(shè)為10納米(nm)以下。
[0062]并且，若使用S12膜作為最外層，仍然可以保護(hù)內(nèi)膜，并且在通過離子輔助蒸鍍(1n Assisted Deposit1n, IAD)等伴隨有等離子體處理的蒸鍍而成膜出S12膜時,可以通過增加膜強(qiáng)度而進(jìn)一步提高耐久性。
[0063]并且，從賦予充分的抗靜電性的觀點(diǎn)出發(fā)，透明導(dǎo)電膜的物理膜厚設(shè)為3nm以上。若透明導(dǎo)電膜的物理膜厚低于3nm，則在擦拭光學(xué)制品時等情況下有時會產(chǎn)生靜電。
[0064]另外，從充分降低擬向多層膜入射并通過的光的吸收量、確保透明導(dǎo)電膜的均勻性的觀點(diǎn)(使其具有針對入射光的優(yōu)異光學(xué)性能的觀點(diǎn))出發(fā)，透明導(dǎo)電膜的物理膜厚設(shè)為7nm以下。若透明導(dǎo)電膜的物理膜厚超過7nm,則對于光學(xué)制品、尤其是相機(jī)濾光片而言，從使入射光盡量直接透過的觀點(diǎn)考慮，吸收量過大，是不優(yōu)選的。
[0065]進(jìn)一步，若伴隨著IAD等等離子體處理而蒸鍍出透明導(dǎo)電膜，則可以使其成膜更加穩(wěn)定地進(jìn)行，使光學(xué)性能更加良好。
[0066]除此之外，MgF2膜和透明導(dǎo)電膜被隔開配置，即在它們之間插入有一層以上膜。
[0067]通過隔開MgF2膜和透明導(dǎo)電膜，避免了它們的接觸，可以避免出現(xiàn)因接觸導(dǎo)致的相互作用、即產(chǎn)生白濁、散射。
[0068]綜上所述，例如MgF2膜配置在第I層(若第I層為難以與MgF2膜密合的保護(hù)膜則配置在第3層)、透明導(dǎo)電膜配置在第3層(第5層)以下。
[0069]并且，若伴隨著IAD等等離子體處理而蒸鍍出透明導(dǎo)電膜，則即使與MgF2膜相鄰，也沒有確認(rèn)到產(chǎn)生白濁、散射之類相互作用，與MgF2膜和透明導(dǎo)電膜被隔開的情況一樣，兼具超低防反射功能和抗靜電功能，并且可以制成幾乎無散射且光學(xué)性能良好的光學(xué)制品。
[0070]需要說明的是，低折射率的MgF2膜越是配置在外層側(cè)，則越容易形成低反射，但鑒于為了保護(hù)MgF2膜而在最外層需要保護(hù)膜，優(yōu)選MgF2膜為第2層，并且在需要確保保護(hù)膜和MgF2膜的密合性等時而在它們間插入有粘結(jié)劑層的情況下，由于粘結(jié)劑層成為第2層，因而優(yōu)選MgF2膜為第3層。
[0071]并且，從在具有抗靜電性的同時兼顧特別是與反射率有關(guān)的特性和光滑性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選電介質(zhì)膜中包含ZrO2膜。ZrO2膜在使得與反射率相關(guān)的特性保持良好的狀態(tài)下吸收ITO膜、MgF2膜的表面粗糙度而使光滑性良好，因此優(yōu)選在相對于ITO膜位于表面?zhèn)鹊碾娊橘|(zhì)膜中包含ZrO2膜，進(jìn)而，更優(yōu)選ZrO2膜位于ITO膜的緊鄰上方，進(jìn)一步優(yōu)選ZrO2膜位于ITO膜的緊鄰上方和緊鄰下方。
[0072]進(jìn)一步，如果通過IAD成膜出ITO膜，則除了抗靜電性以外，就與反射率相關(guān)的特性和光滑性而言也可以形成極好的狀態(tài)。
[0073]這種光學(xué)制品可以用于眼鏡鏡片、相機(jī)鏡片等，但如果著眼于超低防反射功能等，則特別適合作為鏡片保護(hù)濾光片等相機(jī)濾光片。
[0074]實(shí)施例
[0075]接著，對于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和不屬于本發(fā)明的比較例而言，在前半部分嘗試了多個研究例(研究例I?17)，在此基礎(chǔ)上按照確定該研究例屬于實(shí)施例或比較例中哪一種的步驟進(jìn)行說明(實(shí)施例A?J、比較例A?G)，在后半部分說明了幾例實(shí)施例或比較例(實(shí)施例1?9，比較例I?3，實(shí)施例10?13)。
[0076]《研究例I?11》
[0077]作為研究例I?11的光學(xué)制品，對直徑為70毫米(mm)且厚度為1.8mm的白板玻璃制的平坦基板的單面成膜出如下所示構(gòu)成的多層膜，制作了光學(xué)制品。ITO膜配置在第3層。
[0078](基板/) S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /ITO 膜(IAD) /S12膜(IAD)/氟系樹脂膜
[0079]研究例I中的ITO膜(透明導(dǎo)電膜)的物理膜厚為lnm，研究例2中的ITO膜的物理膜厚為2nm,之后每Inm依次增加厚度,進(jìn)行制作,直至膜厚為1nm的研究例10。另外，研究例11的膜厚為20nm。
[0080]研究例I?11中的各種膜均通過真空蒸鍍法進(jìn)行成膜。另外，除了氟系樹脂膜和S12膜以外，在蒸鍍時僅導(dǎo)入使真空度達(dá)到設(shè)定值(5.0Χ10_3帕(Pa))量的O2氣體。
[0081]尤其ITO膜、以及將最外層作為第I層時為第2層的S12膜通過使用IAD的蒸鍍進(jìn)行成膜、即在真空蒸鍍時進(jìn)行基于離子的輔助蒸鍍。需要說明的是，此處，使用離子化的Ar氣體，加速電壓/電流為100V (伏)/600mA (毫安)，偏置電流為1000mA。并且，一起導(dǎo)入
O2氣體。
[0082]并且，氟系樹脂膜如下進(jìn)行了成膜。即，對于帶有已經(jīng)形成的防反射膜的基板上，通過真空蒸鍍法進(jìn)行疏水處理。作為疏水劑，使用有機(jī)硅化合物(信越化學(xué)工業(yè)株式會社制KY-8)，形成薄膜層。
[0083]研究例I?11的氟系樹脂膜的物理膜厚為5nm，作為兩種以上電介質(zhì)膜的S12膜、ZrO2膜的各膜厚是從防反射(降低反射率)的觀點(diǎn)出發(fā)而設(shè)計(jì)的。
[0084]《研究例12?14、普通產(chǎn)品》
[0085]作為研究例12的光學(xué)制品，在與研究例I等同樣的基板的單面上成膜出如下所示構(gòu)成的多層膜，制作了光學(xué)制品。ITO膜的膜厚為3nm，配置在第5層。各膜與研究例I等同樣地進(jìn)行了成膜。
[0086](基板/) S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /ITO 膜(IAD) /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12膜(IAD)/氟系樹脂膜
[0087]作為研究例13的光學(xué)制品，在與研究例I等同樣的基板的單面上成膜出如下所示構(gòu)成的多層膜，制作了光學(xué)制品。ITO膜的膜厚為3nm，配置在第7層。各膜與研究例I等同樣地進(jìn)行了成膜。
[0088](基板/) S12 膜 /ZrO2 膜 /ITO 膜(IAD) /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12膜(IAD)/氟系樹脂膜
[0089]作為研究例14的光學(xué)制品，在與研究例I等同樣的基板的單面上成膜出如下所示構(gòu)成的多層膜，制作了光學(xué)制品。ITO膜的膜厚為3nm，配置在基板的緊鄰上方的最內(nèi)層(第9層)。各膜與研究例I等同樣地進(jìn)行了成膜。
[0090](基板/) ITO 膜(IAD) /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12膜(IAD)/氟系樹脂膜
[0091]另外，為了供研究時參照，還準(zhǔn)備了在市場上能夠容易獲得的普通產(chǎn)品。該普通產(chǎn)品為相機(jī)濾光片(相機(jī)鏡片用保護(hù)濾光片)，據(jù)稱具備防反射功能。
[0092]《研究例15~17》
[0093]作為研究例15~17的光學(xué)制品，在與研究例I等同樣的基板的單面上成膜出如下述表1所示構(gòu)成的多層膜，制作了光學(xué)制品。需要說明的是，在表中，數(shù)值表示物理膜厚，以基板側(cè)作為第I層。
[0094]研究例15~17的層構(gòu)成依次為如下所述。
[0095](基板/) S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /ITO 膜(3nm，IAD) /S12 膜
[0096](基板/) S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /ITO 膜(2nm，IAD) /S12 膜
[0097](基板/) ITO 膜(3nm，IAD) /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜 /ZrO2 膜 /S12 膜
[0098]表1
[0099]

【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)制品，其特征在于，對透明基材的單面或者雙面形成包含電介質(zhì)膜和ITO膜的多層膜，所述ITO膜的物理膜厚為3納米以上且7納米以下。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)制品，其特征在于，相對于所述ITO膜位于表面?zhèn)鹊乃鲭娊橘|(zhì)膜中包含ZrO2膜。
3.如權(quán)利要求2所述光學(xué)制品，其特征在于，所述ZrO2膜配置于所述ITO膜的緊鄰上方。
4.如權(quán)利要求2所述光學(xué)制品，其特征在于，所述ZrO2膜配置于所述ITO膜的緊鄰上方和緊鄰下方。
5.如權(quán)利要求1?權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)制品，其特征在于，所述電介質(zhì)膜中包含MgF2膜，并且按照所述ITO膜與MgF2膜不相鄰的方式配置。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)制品，其特征在于，以所述多層膜的最外層作為第I層，所述MgF2膜配置在第2層或第3層。
7.如權(quán)利要求1?權(quán)利要求6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)制品，其特征在于，所述ITO膜是通過伴隨有等離子體處理的蒸鍍進(jìn)行成膜而成的。
8.如權(quán)利要求1?權(quán)利要求7中任一項(xiàng)所述的光學(xué)制品，其特征在于，在所述多層膜的最外層配置氟系樹脂膜或S12膜。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)制品，其特征在于，所述多層膜的最外層的S12膜是通過伴隨有等離子體處理的蒸鍍進(jìn)行成膜而成的。
10.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)制品，其特征在于，所述氟系樹脂膜的物理膜厚為10納米以下。
11.如權(quán)利要求1?權(quán)利要求10中任一項(xiàng)所述的光學(xué)制品，其特征在于，所述電介質(zhì)膜包含高折射材料和中等折射材料而形成多層，在所述多層膜中，所述高折射材料和所述中等折射材料交替配置。
12.一種光學(xué)制品的制造方法，其是制造權(quán)利要求1?權(quán)利要求11中任一項(xiàng)所述的光學(xué)制品的方法，其特征在于，通過伴隨有等離子體處理的蒸鍍來成膜出所述ITO膜。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)制品的制造方法，其特征在于，使最外層為3102膜，通過伴隨有等離子體處理的蒸鍍來成膜出該膜。
【文檔編號】G02B1/11GK104081229SQ201380007249
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月8日
【發(fā)明者】平澤慎哉, 高橋正典, 小崎哲生, 加藤祐史 申請人:東海光學(xué)株式會社