光学物品およびその製造方法
【課題】帯電防止性、反射防止性および耐薬品性に優れる透明な光学物品およびその製造方法を提供する。
【解決手段】眼鏡レンズ１００は、レンズ基材１１０と、このレンズ基材１１０の表面に設けられたハードコート層１２０と、このハードコート層１２０の上に設けられた反射防止膜１３０とを備えて構成されている。反射防止膜１３０は、可視光領域の屈折率が１．３〜１．５である低屈折率層１３１，１３３，１３５，１３８と、屈折率が１．８〜２．６０である高屈折率層１３２，１３４，１３６と、アモルファスシリコン層１３７とから構成される。
【解決手段】眼鏡レンズ１００は、レンズ基材１１０と、このレンズ基材１１０の表面に設けられたハードコート層１２０と、このハードコート層１２０の上に設けられた反射防止膜１３０とを備えて構成されている。反射防止膜１３０は、可視光領域の屈折率が１．３〜１．５である低屈折率層１３１，１３３，１３５，１３８と、屈折率が１．８〜２．６０である高屈折率層１３２，１３４，１３６と、アモルファスシリコン層１３７とから構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電防止性を備えた反射防止膜を有する光学物品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、眼鏡レンズ等の光学物品には、ゴーストおよびちらつきを防止するためにレンズ基材の表面に反射防止膜が設けられている。反射防止膜はハードコート層が積層されたレンズ基材の表面に異なる屈折率を持つ物質を交互に積層してなるいわゆる多層反射防止膜として形成される。
また、さらに帯電防止性を付与するために、反射防止膜の一部に導電層を含ませたレンズが提案されている（例えば、特許文献１、２）。このような導電層としては、特にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層が好ましく用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０３１７０１号公報
【特許文献２】特開２００４−３４１０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層は、透明性と導電性には優れているものの、酸やアルカリなどの薬品により侵されやすいという問題がある。例えば、人の汗は塩分を含んだ酸であり、この汗により、ＩＴＯ層が侵食されることもある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、帯電防止性、反射防止性および耐薬品性に優れる透明な光学物品およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学物品は、透明な基材の表面に低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されてなる反射防止膜を備えた光学物品であって、前記反射防止膜には、アモルファスシリコン層が含まれていることを特徴とする。
本発明の光学物品によれば、反射防止膜には、導電性を有するアモルファスシリコン層が含まれているので、帯電防止効果を発揮できる。さらに、反射防止膜に含まれるアモルファスシリコン層は、反射防止膜の透明性や反射防止性を阻害することも少ない。そして、アモルファスシリコン層は、酸やアルカリのような浸食性物質に対する耐久性に優れている。
従って、本発明によれば、帯電防止性、反射防止性および耐薬品性に優れる光学物品を提供できる。なお、低屈折率層がＳｉＯ２層である場合には、アモルファスシリコン層の主成分が同じＳｉであることより不純物とならず、また層間密着性にも優れる。さらに、アモルファスシリコン層が経時変化により酸化物となっても、導電性の低下はあるもののＳｉＯ２層になるだけであり、光学的、品質的に問題を生じない。
【０００７】
本発明では、前記アモルファスシリコン層の総厚みが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以上７ｎｍ以下であることがより好ましい。ここで、アモルファスシリコン層は、１層（単層）である必要はなく、複数層であってもよい。
この発明によれば、アモルファスシリコン層の総厚みが１ｎｍ以上であるので、十分な導電性を発揮することができ、また、アモルファスシリコン層の総厚みが１０ｎｍ以下であるので、反射防止効果に悪影響を与えることもない。
【０００８】
本発明では、シート抵抗が５×１０１２Ω／□以下であることが好ましく、１×１０１２Ω／□以下であることがより好ましく、１×１０１１Ω／□以下であることがさらに好ましい。
この発明によれば、光学物品のシート抵抗が５×１０1２Ω／□以下であるので、十分な帯電防止効果が期待できる。
【０００９】
本発明では、前記基材がプラスチックまたはガラスであることが好ましい。
この発明によれば、基材がプラスチックまたはガラスであるので、透明で、反射防止性および帯電防止性に優れるとともに酸やアルカリなどの薬品に侵されにくい光学物品を提供できる。
【００１０】
本発明では、該光学物品がレンズであることが好ましい。
この発明によれば、反射防止性および帯電防止性に優れるとともに酸やアルカリなどの薬品に侵されにくい各種の光学レンズを提供できる。このような光学レンズとしては、眼鏡レンズ、望遠鏡レンズ、顕微鏡用レンズ、カメラ用レンズ、あるいは光学用の窓材などが挙げられる。
【００１１】
本発明の光学物品の製造方法は、上述したいずれかの光学物品の製造方法であって、前記反射防止膜を真空蒸着にて前記基材の表面に形成することを特徴とする。
本発明の製造方法によれば、内部に含まれる導電層を含めて真空蒸着により反射防止膜を形成するので、簡易な装置と方法により上述した効果を奏する光学物品を製造できる。また、低屈折率層がＳｉＯ２層である場合は、真空蒸着機内に材料としてのＳｉ粒を共通に用いることができるので、アモルファスシリコン層の成膜が非常に簡便である。ＳｉＯ２層をＳｉＯ２粒を用いて成膜する場合であっても、材料としてのＳｉ粒を別途用意するだけでよいので簡便である。
なお、本発明におけるアモルファスシリコン層を成膜する際、真空蒸着機内の残留ガスとして酸素、水、水素等が含まれることがある。したがって、アモルファスシリコン層は、残留ガスとの反応により若干の酸化あるいは水素を含有したアモルファスシリコンになっている場合がある。また、アモルファスシリコン層を成膜する際、チャンバー内に酸素を導入して成膜する場合がある。この際にアモルファスシリコン層表面が酸化反応することもある。また、アモルファスシリコン層はＴｉＯ２層やＳｉＯ２層などの酸化物層に挟まれていることもある。そのために多層膜界面の酸素拡散により、アモルファスシリコン層が若干酸化されることもあり得る。
このように、若干の酸化あるいは水素を含有したアモルファスシリコンになっている場合でも、本発明の効果を有し、本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる眼鏡レンズの断面図。
【図２】前記実施形態における反射防止膜の製造に用いる蒸着装置の模式図。
【図３】（Ａ）金属電極をプラスチックレンズに当接させた状態を示す断面図、（Ｂ）金属電極をプラスチックレンズに当接させた状態を示す上面図。
【図４】本実施例におけるアモルファスシリコン層の膜厚とシート抵抗との関係を示すグラフ。
【図５】本実施例における耐薬品性試験を行うためにレンズ表面に傷を付与するための装置を示す概略図。
【図６】前記レンズ表面に傷を付与するための装置の運転状態を示す概略図。
【図７】本実施例におけるむくみの判定方法を示す概略図。
【図８】（Ａ）レンズ表面においてむくみのない状態を示す模式図、（Ｂ）レンズ表面においてむくみのある状態を示す模式図。
【図９】本実施例におけるアモルファスシリコン層の各厚みにおける分光反射率を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、光学物品として眼鏡レンズを例示して説明するがこれに限定されるものではない。
図１は本実施形態の眼鏡レンズの断面図である。
図１において、眼鏡レンズ１００は、レンズ基材１１０と、このレンズ基材１１０の表面に設けられたハードコート層１２０と、このハードコート層１２０の上に設けられた反射防止膜１３０とを備えて構成されている。
なお、ハードコート層１２０を省略してレンズ基材１１０の上に直接反射防止膜１３０を形成してもよく、さらに、耐衝撃性を向上させるためにレンズ基材１１０とハードコート層１２０との界面にプライマー層を設けてもよい。そして、反射防止膜１３０の上には、必要に応じて撥水層や防曇性を有する層を形成してもよい。
【００１４】
（１．レンズ基材）
レンズ基材１１０としては、特に限定されないが、（メタ）アクリル樹脂をはじめとしてスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アリル樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂（ＣＲ−３９）等のアリルカーボネート樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、イソシアネート化合物とジエチレングリコールなどのヒドロキシ化合物との反応で得られたウレタン樹脂、イソシアネート化合物とポリチオール化合物とを反応させたチオウレタン樹脂、分子内に１つ以上のジスルフィド結合を有する（チオ）エポキシ化合物を含有する重合性組成物を硬化して得られる透明樹脂等を例示することができる。
【００１５】
（２．ハードコート層）
ハードコート層１２０としては、本来の機能である耐擦傷性を向上するものであればよい。例えば、ハードコート層１２０に使用される材料として、メラミン系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられるが、シリコーン系樹脂を用いたハードコート層が最も好ましい。例えば、金属酸化物微粒子、シラン化合物からなるコーティング組成物を塗布し硬化させてハードコート層を設ける。このコーティング組成物にはコロイダルシリカ、および多官能性エポキシ化合物等の成分が含まれていてもよい。
金属酸化物微粒子の具体例としてはＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＷＯ３、ＺｒＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の金属酸化物からなる微粒子または２種以上の金属の金属酸化物からなる複合微粒子を、分散媒たとえば水、アルコール系もしくはその他の有機溶媒にコロイド状に分散させたものがあげられる。
このようなハードコート層１２０を形成する方法としては、ディッピング法、スピンナー法、スプレー法、フロー法により、ハードコート層１２０の組成物を塗布した後、４０〜２００℃の温度で数時間加熱乾燥する方法が例示できる。
【００１６】
（３．反射防止膜）
反射防止膜１３０は、可視光領域（５５０ｎｍ）における屈折率が１．３〜１．５である低屈折率層と、屈折率が１．８〜２．６０である高屈折率層とを交互に積層したものである。この反射防止膜１３０は、レンズ基材１１０側から外側に向けて順に配置された第１層１３１、第２層１３２、第３層１３３、第４層１３４、第５層１３５、第６層１３６、第７層であるアモルファスシリコン層１３７および第８層１３８から構成され、このうち、第１層１３１、第３層１３３、第５層１３５および第８層１３８が低屈折率層であり、第２層１３２、第４層１３４および第６層１３６が高屈折率層である。
【００１７】
反射防止膜１３０の低屈折率層および高屈折率層である第１層１３１、第２層１３２、第３層１３３、第４層１３４、第５層１３５、第６層１３６および第８層１３８に使用される無機物の例としては、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＮｂＯ、Ｎｂ２Ｏ３、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＦ２、ＷＯ３、ＨｆＯ２、あるいはこれらの混合物などが挙げられる。これらの無機物は単独で用いるかもしくは２種以上の混合物を用いる。例えば、第１層１３１、第３層１３３、第５層１３５および第８層１３８をＳｉＯ２の層とし、第２層１３２、第４層１３４および第６層１３６をＴｉＯ２の層とすることができる。
なお、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる低屈折率層は、可視光領域の屈折率ｎが１．４０〜１．５０である。また、酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる高屈折率層は、可視光領域（５５０ｎｍ）の屈折率が２．１０〜２．６０である。
【００１８】
第７層であるアモルファスシリコン層１３７に使用される材料として、いわゆるアモルファスシリコンを用いる。
アモルファスシリコン層１３７の厚みは、好ましくは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上７ｎｍ以下の範囲に形成される。アモルファスシリコン層１３７の厚みが1ｎｍ未満であると、帯電防止効果を十分得ることができない。また、アモルファス
シリコン層１３７の厚みが１０ｎｍを超えても帯電防止性の向上はさほど望めず、むしろ透明性が悪化するおそれがある。
また、アモルファスシリコン層１３７は、層全体が連続して形成されていなくてもよく、例えば、不連続な島状に形成された層であってもよい。この場合は、層全体の平均的な厚みが上記の範囲内であればよい。
アモルファスシリコン層１３７は、多層膜である反射防止膜１３０のどの位置に形成してもよい。望ましくは表面での酸化を防止するために反射防止膜１３０の最外層とならない位置が望ましい。例えば、高屈折率層１３６の中にアモルファスシリコン層を形成してもよい。
【００１９】
なお、本実施形態は、反射防止膜１３０が必ずしも８層で構成されるものに限定されるものではなく、例えば、第１層１３１がレンズ基材側であり、低屈折率層と高屈折率層とが交互に配置されていれば、他の層構成であってもよい。例えば、第１層、第２層、第３層、第４層、第５層であるアモルファスシリコン層および第６層の６層から構成するものでもよい。
【００２０】
本実施形態では、低屈折率層である第１層１３１、第３層１３３、第５層１３５および第８層１３８にＳｉＯ２、高屈折率層である第２層１３２、第４層１３４および第６層１３６にＴｉＯ２、アモルファスシリコン層１３７にアモルファスシリコンを用いた。
【００２１】
反射防止膜１３０の各層を形成するには、通常のイオンアシスト（ＩＡＤ）蒸着法が好適に用いられる。ただし、イオンアシストを行うか否かは適宜判断すればよい。
図２は、本実施形態の反射防止膜１３０の製造に用いる蒸着装置１０の模式図である。
図２において、蒸着装置１０は、真空容器１１、排気装置２０、およびガス供給装置３０を備えているいわゆる電子ビーム蒸着装置である。
【００２２】
真空容器１１は、真空容器１１内に蒸着材料がセットされた蒸発源（るつぼ）１２、１３の蒸着材料を加熱溶解（蒸発）する電子銃１７、レンズ基材１１０が載置される基材支持台１５、レンズ基材１１０を加熱するための基材加熱用ヒータ１６、およびイオンアシストを実施するためのイオン銃１８等を備えている。また、必要に応じて真空容器１１内に残留した水分を除去するためのコールドトラップや、膜厚を管理するための装置等が具備される。膜厚を管理する装置としては、例えば、光学式膜厚計や水晶振動子膜厚計などを用いることができる。
【００２３】
蒸発源１２、１３は、蒸着材料がセットされたるつぼであり、真空容器１１の下部に配置されている。蒸発材料として、ＴｉＯ２成膜用にはＴｉＯY粒（０≦Ｙ≦２）、ＳｉＯ
２成膜用にはＳｉＯ２粒またはＳｉ粒が、アモルファスシリコン成膜用にはＳｉ粒がそれぞれ好ましく用いられる。
【００２４】
基材支持台１５は、所定数のレンズ基材１１０を載置する支持台であり、蒸発源１２、１３と対向した真空容器１１内の上部に配置されている。基材支持台１５は、レンズ基材１１０に形成される反射防止膜の均一性を確保し、かつ量産性を高めるために回転機構を有することが好ましい。
【００２５】
基材加熱用ヒータ１６は、例えば赤外線ランプからなり、基材支持台１５の上部、あるいは図示していない下部に配置されている。基材加熱用ヒータ１６は、レンズ基材１１０を加熱することによりレンズ基材１１０のガス出しあるいは水分除去を行い、ハードコート層１２０の表面に形成される膜との密着性を向上させる。
なお、基材加熱用ヒータ１６としては、赤外線ランプの他に抵抗加熱ヒータ等を用いてもよい。
【００２６】
排気装置２０は、真空容器１１内を高真空に排気する装置であり、クライオポンプ或いはターボ分子ポンプ２１と、真空容器１１内の圧力を一定に保つ圧力調節バルブ２２とを備えている。
ガス供給装置３０は、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２などのガスを内蔵するガス容器３１０と、ガスの流量を制御する流量制御装置３２０とを備えている。ガス容器３１０に内蔵されたガスは、流量制御装置３２０を介して真空容器１１内に導入される。
圧力計５０は、真空容器１１内の圧力を検出する。圧力計５０によって検出された圧力値に基づき、排気装置２０の圧力調節バルブが、図示しない制御部からの制御信号により制御されて、真空容器１１内の圧力が所定の圧力値に保たれる。
【００２７】
前述した真空容器１１内の基材支持台１５に、ハードコート層１２０の形成されたレンズ基材１１０が載置され、蒸着装置１０を稼動する。
ここで、高屈折率層を構成する第２層１３２、第４層１３４、第６層１３６を形成するにあたり、その成膜条件は、電子銃により加速電圧が５〜１０ｋＶ、電流値が５０〜５００ｍＡでるつぼ内の材料を加熱蒸発させ薄膜を形成させる。成膜中はイオン銃１８にて加速電圧は２００〜１０００Ｖ、電流値１００〜５００ｍＡでイオンアシストを実施する。
低屈折率層となる第１層１３１、第３層１３３、第５層１３５および第８層１３８を形成するためには、電子銃により加速電圧が５〜１０ｋＶ、電流値が５０〜５００ｍＡでるつぼ内の材料を加熱蒸発させ薄膜を形成させる。ここではイオンアシストは実施していないが、高屈折率層を構成したときと同じようにイオンアシストを適時実施してもよい。
【００２８】
次に製造工程について説明する。
まず、ハードコート層１２０を塗布したレンズ基材１１０（以下、レンズ基材１１０と記載する）を基材支持台１５に装着し、基材加熱用ヒータ１６で加熱処理を行い、レンズ基材１１０に付着した水分を蒸発させる。
次に、レンズ基材１１０の表面に酸素イオンビームによるイオンクリーニングを実施する。具体的には、イオン銃１８を用いて酸素イオンビームを数百ｅＶのエネルギーでレンズ基材１１０の表面に照射し、レンズ基材１１０の表面に付着した有機物の除去を行う。この方法により、レンズ基材１１０の表面に形成する膜の付着力を強固なものとすることができる。なお、酸素イオンビームの代わりに不活性ガス、例えばアルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）、窒素（Ｎ２）を用いて同様の処理を行ってもよいし、酸素ラジカルや酸素プラズマを照射してもよい。
【００２９】
そして、排気装置２０により真空容器１１内を十分に排気した後、反射防止膜１３０の形成を実施する。具体的には、蒸発源１２および１３に蒸着材料であるＳｉＯ２粒、ＴｉＯ２粒およびＳｉ粒をそれぞれの層形成時にセットし、図示しない電子銃を蒸着材料に照射することで蒸着材料を加熱蒸発させ、レンズ基材１１０の表面に蒸着させる。
各層は、膜厚を測定しながら形成され、所望の膜厚になった時点で蒸着を停止する。
なお、各層を形成するには、これ以外にも通常の真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等を用いても良い。
以上のようにして各層が形成され、反射防止膜１３０となる。
【００３０】
（４．本実施形態の作用効果）
以上説明した本実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
上記実施形態では、反射防止膜１３０の一部にアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン層１３７を設けたので、反射防止効果や透明性を損なわずに帯電防止効果を十分に得ることができる。しかも、アモルファスシリコン層１３７がアモルファスシリコンであり、酸やアルカリといった反応性（浸食性）の高い薬品に対しても十分な耐性を発揮できる。特に導電層の厚みを１〜１０ｎｍ、より好ましくは２〜７ｎｍとすることにより、これらの効果をより好ましく発揮できる。
【００３１】
（５．変形例）
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３２】
例えば、上記実施形態においては、アモルファスシリコン層１３７は単層であったが、複数層としてもよい。例えば第５層１３５と第６層１３６の間や、第４層１３４と第５層１３５の間に形成してもよい。その場合は、アモルファスシリコン層全体の厚みが１〜１０ｎｍとなるように設定すればよい。さらに、アモルファスシリコン層１３７を含んだ反射防止膜１３０は、レンズ基材１１０の片面だけではなく両面に設けてもよい。
【００３３】
また、アモルファスシリコン層１３７の形成方法に制限はなく、アモルファスシリコン層の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。たとえば、イオンアシスト蒸着法以外にも、ＣＶＤ（減圧ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ等）法、高周波スパッタリング法、直流スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子線蒸着（ＭＢＥ）、イオンビームスパッタリング法を用いることができる。さらに、これらのうち２種以上の方法を組み合わせてもよい。
【００３４】
また、上記実施形態においてレンズ表面の撥水撥油性能を向上させる目的で、反射防止膜１３０の上にフッ素を含有する有機ケイ素化合物からなる防汚層を形成してもよい。フッ素を含有する有機ケイ素化合物としては、例えば、含フッ素シラン化合物を好適に使用することができる。含フッ素シラン化合物は、有機溶剤に溶解し、所定濃度に調整した撥水処理液を用いて有機系反射防止膜上に塗布する方法を採用することができる。塗布方法としては、ディッピング法、スピンコート法等を用いることができる。なお、撥水処理液を金属ペレットに充填した後、真空蒸着法などの乾式法を用いて防汚層を形成することも可能である。防汚層の膜厚は、特に限定されないが、０．００１〜０．５μｍが好ましい。より好ましくは０．００１〜０．０３μｍである。防汚層の膜厚が薄すぎると撥水撥油効果が乏しくなり、厚すぎると表面がべたつくので好ましくない。また、防汚層が厚くなりすぎると反射防止効果が低下するだけではなくシート抵抗も高くなるため前記の範囲が好ましい。
【００３５】
さらに、上記実施形態では、光学物品を眼鏡レンズとして説明したが、本発明の光学物品は眼鏡レンズ以外、例えば、カメラ用レンズ、望遠鏡レンズ、顕微鏡レンズを始め各種光学レンズ、光学窓材としてもよく、あるいは、プリズム等の光学素子としてもよい。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例について説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００３７】
〔実施例１〜８、比較例１〜６、参考例〕
まず、以下に示す眼鏡用のプラスチックレンズ（以下、単に「レンズ」ともいう）を作製した。具体的には、ハードコート層付きレンズ基材として、セイコースーパーソブリン（セイコーエプソン（株）製）を用い、（イオンアシスト）蒸着法により反射防止膜を以下のように形成した。
ハードコート層付きレンズ基材をアセトンにて洗浄後、真空チャンバー内にて約７０℃の加熱処理を行い、ハードコート層付きレンズ基材に付着した水分を蒸発させた。
次に、ハードコート層付きレンズ基材の表面にイオンクリーニングを実施した（実施形態参照）。イオンクリーニング終了後、十分に真空排気を行い、電子ビーム真空蒸着法により表１に示す膜厚になるように反射防止膜（アモルファスシリコン層を含む）を成膜した。各層の成膜条件は以下の通りである。なお、膜厚の測定は、光学式の膜厚計を用いて成膜時に実施した。なお、実施例８だけは、基材として白板ガラス（Ｂ２７０）を用いて、同様の工程で成膜した。
【００３８】
（低屈折率層の成膜）
イオンアシストは行わず、真空蒸着により第１層、第３層、第５層、および第８層を低屈折率層（ＳｉＯ２層）として成膜した。成膜レートは、２．０ｎｍ／ｓｅｃとした。
【００３９】
（高屈折率層の成膜）
酸素ガスを導入しながらイオンアシスト蒸着を行って、第２層、第４層、および第６層を高屈折率層（ＴｉＯ２層）として成膜した。成膜レートを０．４ｎｍ／ｓｅｃとした。
【００４０】
（アモルファスシリコン層の成膜）
第７層をアモルファスシリコン層として成膜した。
＜アモルファスシリコン層：実施例１〜８＞
イオンアシストは行わず、真空蒸着により成膜を行った。成膜レートは０．１ｎｍ／ｓｅｃとした。
＜ＩＴＯ層：比較例１〜６＞
比較用のＩＴＯ層であり、第７層としてイオンアシスト真空蒸着により成膜した。具体的には、以下の条件にて成膜を行なった。電子銃の加速電圧を７ｋＶ、電流値を５０ｍＡとしＩＴＯ材料を加熱蒸発させた。蒸着中はイオンアシストを実施しＩＴＯ層の酸化を促進させている。イオン銃へは毎分３５ｃｃで酸素ガスを導入し、イオンガン内で放電させて加速電圧値を５００Ｖ、イオンビーム電流値を２５０ｍＡとして酸素イオンビームを照射した。また、このとき真空容器内に毎分１５ｃｃの酸素ガスを導入した。
なお、参考例として、アモルファスシリコン層もＩＴＯ層も含まない反射防止膜を成膜したレンズも作製した（第７層の厚みがゼロ）。
【００４１】
前記した各層の成膜に使用した材料は、以下の通りである。
ＳｉＯ２：顆粒状のＳｉＯ２
ＴｉＯ２：顆粒状のＴｉＯ２
Ｓｉ ：顆粒状のＳｉ
ＩＴＯ ：酸化インジウム（ＩｎＯ２）に対して酸化スズ（ＳｎＯ２）を５質量％混入させた焼結体材料
なお、各層の屈折率は膜材料によってほぼ決まっており、波長５５０ｎｍにおける屈折率は、ＳｉＯ２は１．４６、ＴｉＯ２は２．４３である。
【００４２】
【表１】
【００４３】
実施例１〜８、比較例１〜６および参考例のレンズについて透明性、帯電防止性、耐薬品、および耐湿性を以下の方法で評価した。
（透明性）
各レンズについて、蛍光灯のあかりを透かして見た。そして、参考例のレンズとの差違を以下の基準により評価した。結果を表２に示す。
○：参考例のレンズと同じ透明性を有する
△：参考例のレンズに比べ若干の透明性の低下が認められる
×：参考例のレンス゛に比べて透明性が劣る。
【００４４】
（帯電防止性）
図３（Ａ）および（Ｂ）に示す金属電極を用いて各レンズ表面のシート抵抗を測定した。図３（Ａ）は金属電極をレンズ１に当接させた状態を示す断面図、図３（Ｂ）は金属電極をレンズ１に当接させた状態を示す上面図である。
図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、レンズ１の凸面１Ａに金属電極６１を当接させ、電極間に１ｋＶの電圧を印加し、このときの電気抵抗の値を計測してシート抵抗とした。このシート抵抗は帯電防止性の目安となり、５×１０１２Ω／□以下であれば一応の帯電防止性は認められ、１×１０１１Ω／□以下であるとかなり優れた帯電防止性があるといえる。測定結果を図４に示す。◆（ａ−Ｓｉ）が実施例１〜８であり、■（ＩＴＯ）が比較例１〜６であり、▲が導電層のない参考例である。また、表２には、前記したシート抵抗が１×１０１１Ω／□以下のレンズを◎、この値を超え５×１０１２Ω／□以下のレンズを○、この値を超えたレンズを×として示す。計測機器としてはMITSUBISHI CHEMICAL CORPORATION HIRESTA-UP MCP-HT450 を用いた。
【００４５】
（耐薬品性）
以下のようにしてレンズ表面に傷をつけ、その後、薬液浸漬を行った。そして、処理後のレンズについて反射防止膜１３０の剥離（膜剥がれ）の有無を観察して以下の基準により耐薬品性を評価した。評価結果を表２に示す。
○：反射防止膜１３０の剥離がないもの
×：反射防止膜１３０の剥離がひどいもの
（１）擦傷方法
図５（Ａ），（Ｂ）に示すように評価用のレンズ１をドラム管２の内壁に４つ貼り付け、擦傷用として不織布３とオガクズ４を入れる。そして、蓋をした後、図６に示すようにドラム管２を３０ｒｐｍで３０分間回転させる。
（２）薬液浸漬方法
人の汗を模した薬液（純水１Ｌに乳酸を５０ｇ、食塩を１００ｇ溶解した溶液）を５０℃に保持しながら、（１）の工程後のレンズを１００時間浸漬する。
【００４６】
（耐湿性）
作製したレンズを恒温恒湿度（６０℃、９８％ＲＨ）の環境下で８日間放置し、むくみの発生の有無を以下の方法により判定した。表２には、「むくみ無し」のものを○、「むくみ有り」のものを×で表記した。
＜むくみの判定方法＞
レンズの表面または裏面の表面反射光を観察する。具体的には、図７に示すように、レンズ１の凸面１Ａにおける蛍光灯７１の反射光を観察し、図８（Ａ）に示すように反射光７２の像の輪郭がくっきりと明瞭に観察できる場合は「むくみ無し」と判定し、図８（Ｂ）に示すように反射光７３の像の輪郭がぼやけているまたはかすれて観察できるときは「むくみ有り」と判定する。
【００４７】
【表２】
【００４８】
〔評価結果〕
表２の結果より、アモルファスシリコン層の厚みが1〜６ｎｍである実施例１〜５、８のレンズは、透明性に優れ、参考例のレンズと遜色がないことがわかる。また、アモルファスシリコン層の厚みが８ｎｍと１０ｎｍである実施例６、７では、若干透明性に劣るものの、参考例にくらべてさほど遜色はなく、実用上の問題はない。
図４より、実施例２〜８のレンズはいずれもシート抵抗が１×１０１１Ω／□以下と極めて低いことがわかる。それ故、実施例２〜８のレンズは帯電防止性に非常に優れるといえる。また、実施例１のようにアモルファスシリコン層の厚みが１ｎｍであってもシート抵抗が約５×１０１２Ω／□と、帯電防止効果が期待できるレベルであることは特筆すべきである。また、表２の結果より、実施例１〜８のレンズは、いずれも耐薬品性および耐湿性に優れており、耐久品質を有することがわかる。一方、比較例１〜６のレンズは、いずれも酸によりＩＴＯ層が侵されており、反射防止膜１３０の膜剥がれがひどく、反射防止機能も低下していた。また、比較例５、６のようにＩＴＯ層の膜厚が１０ｎｍ以上になるとむくみがひどくなり、耐湿性が悪化することがわかる。
【００４９】
また、実施例１〜８で作製したプラスチックレンズの光学特性に変化がないことを確認するために、分光反射率を測定し、図９に示す分光反射率曲線を得た。図９からわかるように、実施例１〜８（アモルファスシリコン層の膜厚が１ｎｍ〜１０ｎｍ）と、参考例（アモルファスシリコン層の膜厚が０ｎｍ）とを比較すると、アモルファスシリコン層の厚みが大きくなっても反射率に関して大きな差はなく、光学特性に問題ないことを確認できた。なお、実施例８より、レンズの基材としてプラスチックではなくガラスを用いた場合でも同様の効果が得られることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、眼鏡レンズに利用できる他、カメラ用レンズ、望遠鏡レンズ、顕微鏡用レンズを始め各種光学レンズ、光学窓材等に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１１０…レンズ基材、１２０…ハードコート層、１３０…反射防止膜、１３１…第１層（低屈折率層）、１３２…第２層（高屈折率層）、１３３…第３層（低屈折率層）、１３４…第４層（高屈折率層）、１３５…第５層（低屈折率層）、１３６…第６層（高屈折率層）、１３７…第７層（アモルファスシリコン層）、１３８…第８層（低屈折率層）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電防止性を備えた反射防止膜を有する光学物品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、眼鏡レンズ等の光学物品には、ゴーストおよびちらつきを防止するためにレンズ基材の表面に反射防止膜が設けられている。反射防止膜はハードコート層が積層されたレンズ基材の表面に異なる屈折率を持つ物質を交互に積層してなるいわゆる多層反射防止膜として形成される。
また、さらに帯電防止性を付与するために、反射防止膜の一部に導電層を含ませたレンズが提案されている（例えば、特許文献１、２）。このような導電層としては、特にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層が好ましく用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０３１７０１号公報
【特許文献２】特開２００４−３４１０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層は、透明性と導電性には優れているものの、酸やアルカリなどの薬品により侵されやすいという問題がある。例えば、人の汗は塩分を含んだ酸であり、この汗により、ＩＴＯ層が侵食されることもある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、帯電防止性、反射防止性および耐薬品性に優れる透明な光学物品およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学物品は、透明な基材の表面に低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されてなる反射防止膜を備えた光学物品であって、前記反射防止膜には、アモルファスシリコン層が含まれていることを特徴とする。
本発明の光学物品によれば、反射防止膜には、導電性を有するアモルファスシリコン層が含まれているので、帯電防止効果を発揮できる。さらに、反射防止膜に含まれるアモルファスシリコン層は、反射防止膜の透明性や反射防止性を阻害することも少ない。そして、アモルファスシリコン層は、酸やアルカリのような浸食性物質に対する耐久性に優れている。
従って、本発明によれば、帯電防止性、反射防止性および耐薬品性に優れる光学物品を提供できる。なお、低屈折率層がＳｉＯ２層である場合には、アモルファスシリコン層の主成分が同じＳｉであることより不純物とならず、また層間密着性にも優れる。さらに、アモルファスシリコン層が経時変化により酸化物となっても、導電性の低下はあるもののＳｉＯ２層になるだけであり、光学的、品質的に問題を生じない。
【０００７】
本発明では、前記アモルファスシリコン層の総厚みが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以上７ｎｍ以下であることがより好ましい。ここで、アモルファスシリコン層は、１層（単層）である必要はなく、複数層であってもよい。
この発明によれば、アモルファスシリコン層の総厚みが１ｎｍ以上であるので、十分な導電性を発揮することができ、また、アモルファスシリコン層の総厚みが１０ｎｍ以下であるので、反射防止効果に悪影響を与えることもない。
【０００８】
本発明では、シート抵抗が５×１０１２Ω／□以下であることが好ましく、１×１０１２Ω／□以下であることがより好ましく、１×１０１１Ω／□以下であることがさらに好ましい。
この発明によれば、光学物品のシート抵抗が５×１０1２Ω／□以下であるので、十分な帯電防止効果が期待できる。
【０００９】
本発明では、前記基材がプラスチックまたはガラスであることが好ましい。
この発明によれば、基材がプラスチックまたはガラスであるので、透明で、反射防止性および帯電防止性に優れるとともに酸やアルカリなどの薬品に侵されにくい光学物品を提供できる。
【００１０】
本発明では、該光学物品がレンズであることが好ましい。
この発明によれば、反射防止性および帯電防止性に優れるとともに酸やアルカリなどの薬品に侵されにくい各種の光学レンズを提供できる。このような光学レンズとしては、眼鏡レンズ、望遠鏡レンズ、顕微鏡用レンズ、カメラ用レンズ、あるいは光学用の窓材などが挙げられる。
【００１１】
本発明の光学物品の製造方法は、上述したいずれかの光学物品の製造方法であって、前記反射防止膜を真空蒸着にて前記基材の表面に形成することを特徴とする。
本発明の製造方法によれば、内部に含まれる導電層を含めて真空蒸着により反射防止膜を形成するので、簡易な装置と方法により上述した効果を奏する光学物品を製造できる。また、低屈折率層がＳｉＯ２層である場合は、真空蒸着機内に材料としてのＳｉ粒を共通に用いることができるので、アモルファスシリコン層の成膜が非常に簡便である。ＳｉＯ２層をＳｉＯ２粒を用いて成膜する場合であっても、材料としてのＳｉ粒を別途用意するだけでよいので簡便である。
なお、本発明におけるアモルファスシリコン層を成膜する際、真空蒸着機内の残留ガスとして酸素、水、水素等が含まれることがある。したがって、アモルファスシリコン層は、残留ガスとの反応により若干の酸化あるいは水素を含有したアモルファスシリコンになっている場合がある。また、アモルファスシリコン層を成膜する際、チャンバー内に酸素を導入して成膜する場合がある。この際にアモルファスシリコン層表面が酸化反応することもある。また、アモルファスシリコン層はＴｉＯ２層やＳｉＯ２層などの酸化物層に挟まれていることもある。そのために多層膜界面の酸素拡散により、アモルファスシリコン層が若干酸化されることもあり得る。
このように、若干の酸化あるいは水素を含有したアモルファスシリコンになっている場合でも、本発明の効果を有し、本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる眼鏡レンズの断面図。
【図２】前記実施形態における反射防止膜の製造に用いる蒸着装置の模式図。
【図３】（Ａ）金属電極をプラスチックレンズに当接させた状態を示す断面図、（Ｂ）金属電極をプラスチックレンズに当接させた状態を示す上面図。
【図４】本実施例におけるアモルファスシリコン層の膜厚とシート抵抗との関係を示すグラフ。
【図５】本実施例における耐薬品性試験を行うためにレンズ表面に傷を付与するための装置を示す概略図。
【図６】前記レンズ表面に傷を付与するための装置の運転状態を示す概略図。
【図７】本実施例におけるむくみの判定方法を示す概略図。
【図８】（Ａ）レンズ表面においてむくみのない状態を示す模式図、（Ｂ）レンズ表面においてむくみのある状態を示す模式図。
【図９】本実施例におけるアモルファスシリコン層の各厚みにおける分光反射率を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、光学物品として眼鏡レンズを例示して説明するがこれに限定されるものではない。
図１は本実施形態の眼鏡レンズの断面図である。
図１において、眼鏡レンズ１００は、レンズ基材１１０と、このレンズ基材１１０の表面に設けられたハードコート層１２０と、このハードコート層１２０の上に設けられた反射防止膜１３０とを備えて構成されている。
なお、ハードコート層１２０を省略してレンズ基材１１０の上に直接反射防止膜１３０を形成してもよく、さらに、耐衝撃性を向上させるためにレンズ基材１１０とハードコート層１２０との界面にプライマー層を設けてもよい。そして、反射防止膜１３０の上には、必要に応じて撥水層や防曇性を有する層を形成してもよい。
【００１４】
（１．レンズ基材）
レンズ基材１１０としては、特に限定されないが、（メタ）アクリル樹脂をはじめとしてスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アリル樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂（ＣＲ−３９）等のアリルカーボネート樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、イソシアネート化合物とジエチレングリコールなどのヒドロキシ化合物との反応で得られたウレタン樹脂、イソシアネート化合物とポリチオール化合物とを反応させたチオウレタン樹脂、分子内に１つ以上のジスルフィド結合を有する（チオ）エポキシ化合物を含有する重合性組成物を硬化して得られる透明樹脂等を例示することができる。
【００１５】
（２．ハードコート層）
ハードコート層１２０としては、本来の機能である耐擦傷性を向上するものであればよい。例えば、ハードコート層１２０に使用される材料として、メラミン系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられるが、シリコーン系樹脂を用いたハードコート層が最も好ましい。例えば、金属酸化物微粒子、シラン化合物からなるコーティング組成物を塗布し硬化させてハードコート層を設ける。このコーティング組成物にはコロイダルシリカ、および多官能性エポキシ化合物等の成分が含まれていてもよい。
金属酸化物微粒子の具体例としてはＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＷＯ３、ＺｒＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の金属酸化物からなる微粒子または２種以上の金属の金属酸化物からなる複合微粒子を、分散媒たとえば水、アルコール系もしくはその他の有機溶媒にコロイド状に分散させたものがあげられる。
このようなハードコート層１２０を形成する方法としては、ディッピング法、スピンナー法、スプレー法、フロー法により、ハードコート層１２０の組成物を塗布した後、４０〜２００℃の温度で数時間加熱乾燥する方法が例示できる。
【００１６】
（３．反射防止膜）
反射防止膜１３０は、可視光領域（５５０ｎｍ）における屈折率が１．３〜１．５である低屈折率層と、屈折率が１．８〜２．６０である高屈折率層とを交互に積層したものである。この反射防止膜１３０は、レンズ基材１１０側から外側に向けて順に配置された第１層１３１、第２層１３２、第３層１３３、第４層１３４、第５層１３５、第６層１３６、第７層であるアモルファスシリコン層１３７および第８層１３８から構成され、このうち、第１層１３１、第３層１３３、第５層１３５および第８層１３８が低屈折率層であり、第２層１３２、第４層１３４および第６層１３６が高屈折率層である。
【００１７】
反射防止膜１３０の低屈折率層および高屈折率層である第１層１３１、第２層１３２、第３層１３３、第４層１３４、第５層１３５、第６層１３６および第８層１３８に使用される無機物の例としては、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＮｂＯ、Ｎｂ２Ｏ３、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＦ２、ＷＯ３、ＨｆＯ２、あるいはこれらの混合物などが挙げられる。これらの無機物は単独で用いるかもしくは２種以上の混合物を用いる。例えば、第１層１３１、第３層１３３、第５層１３５および第８層１３８をＳｉＯ２の層とし、第２層１３２、第４層１３４および第６層１３６をＴｉＯ２の層とすることができる。
なお、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる低屈折率層は、可視光領域の屈折率ｎが１．４０〜１．５０である。また、酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる高屈折率層は、可視光領域（５５０ｎｍ）の屈折率が２．１０〜２．６０である。
【００１８】
第７層であるアモルファスシリコン層１３７に使用される材料として、いわゆるアモルファスシリコンを用いる。
アモルファスシリコン層１３７の厚みは、好ましくは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上７ｎｍ以下の範囲に形成される。アモルファスシリコン層１３７の厚みが1ｎｍ未満であると、帯電防止効果を十分得ることができない。また、アモルファス
シリコン層１３７の厚みが１０ｎｍを超えても帯電防止性の向上はさほど望めず、むしろ透明性が悪化するおそれがある。
また、アモルファスシリコン層１３７は、層全体が連続して形成されていなくてもよく、例えば、不連続な島状に形成された層であってもよい。この場合は、層全体の平均的な厚みが上記の範囲内であればよい。
アモルファスシリコン層１３７は、多層膜である反射防止膜１３０のどの位置に形成してもよい。望ましくは表面での酸化を防止するために反射防止膜１３０の最外層とならない位置が望ましい。例えば、高屈折率層１３６の中にアモルファスシリコン層を形成してもよい。
【００１９】
なお、本実施形態は、反射防止膜１３０が必ずしも８層で構成されるものに限定されるものではなく、例えば、第１層１３１がレンズ基材側であり、低屈折率層と高屈折率層とが交互に配置されていれば、他の層構成であってもよい。例えば、第１層、第２層、第３層、第４層、第５層であるアモルファスシリコン層および第６層の６層から構成するものでもよい。
【００２０】
本実施形態では、低屈折率層である第１層１３１、第３層１３３、第５層１３５および第８層１３８にＳｉＯ２、高屈折率層である第２層１３２、第４層１３４および第６層１３６にＴｉＯ２、アモルファスシリコン層１３７にアモルファスシリコンを用いた。
【００２１】
反射防止膜１３０の各層を形成するには、通常のイオンアシスト（ＩＡＤ）蒸着法が好適に用いられる。ただし、イオンアシストを行うか否かは適宜判断すればよい。
図２は、本実施形態の反射防止膜１３０の製造に用いる蒸着装置１０の模式図である。
図２において、蒸着装置１０は、真空容器１１、排気装置２０、およびガス供給装置３０を備えているいわゆる電子ビーム蒸着装置である。
【００２２】
真空容器１１は、真空容器１１内に蒸着材料がセットされた蒸発源（るつぼ）１２、１３の蒸着材料を加熱溶解（蒸発）する電子銃１７、レンズ基材１１０が載置される基材支持台１５、レンズ基材１１０を加熱するための基材加熱用ヒータ１６、およびイオンアシストを実施するためのイオン銃１８等を備えている。また、必要に応じて真空容器１１内に残留した水分を除去するためのコールドトラップや、膜厚を管理するための装置等が具備される。膜厚を管理する装置としては、例えば、光学式膜厚計や水晶振動子膜厚計などを用いることができる。
【００２３】
蒸発源１２、１３は、蒸着材料がセットされたるつぼであり、真空容器１１の下部に配置されている。蒸発材料として、ＴｉＯ２成膜用にはＴｉＯY粒（０≦Ｙ≦２）、ＳｉＯ
２成膜用にはＳｉＯ２粒またはＳｉ粒が、アモルファスシリコン成膜用にはＳｉ粒がそれぞれ好ましく用いられる。
【００２４】
基材支持台１５は、所定数のレンズ基材１１０を載置する支持台であり、蒸発源１２、１３と対向した真空容器１１内の上部に配置されている。基材支持台１５は、レンズ基材１１０に形成される反射防止膜の均一性を確保し、かつ量産性を高めるために回転機構を有することが好ましい。
【００２５】
基材加熱用ヒータ１６は、例えば赤外線ランプからなり、基材支持台１５の上部、あるいは図示していない下部に配置されている。基材加熱用ヒータ１６は、レンズ基材１１０を加熱することによりレンズ基材１１０のガス出しあるいは水分除去を行い、ハードコート層１２０の表面に形成される膜との密着性を向上させる。
なお、基材加熱用ヒータ１６としては、赤外線ランプの他に抵抗加熱ヒータ等を用いてもよい。
【００２６】
排気装置２０は、真空容器１１内を高真空に排気する装置であり、クライオポンプ或いはターボ分子ポンプ２１と、真空容器１１内の圧力を一定に保つ圧力調節バルブ２２とを備えている。
ガス供給装置３０は、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２などのガスを内蔵するガス容器３１０と、ガスの流量を制御する流量制御装置３２０とを備えている。ガス容器３１０に内蔵されたガスは、流量制御装置３２０を介して真空容器１１内に導入される。
圧力計５０は、真空容器１１内の圧力を検出する。圧力計５０によって検出された圧力値に基づき、排気装置２０の圧力調節バルブが、図示しない制御部からの制御信号により制御されて、真空容器１１内の圧力が所定の圧力値に保たれる。
【００２７】
前述した真空容器１１内の基材支持台１５に、ハードコート層１２０の形成されたレンズ基材１１０が載置され、蒸着装置１０を稼動する。
ここで、高屈折率層を構成する第２層１３２、第４層１３４、第６層１３６を形成するにあたり、その成膜条件は、電子銃により加速電圧が５〜１０ｋＶ、電流値が５０〜５００ｍＡでるつぼ内の材料を加熱蒸発させ薄膜を形成させる。成膜中はイオン銃１８にて加速電圧は２００〜１０００Ｖ、電流値１００〜５００ｍＡでイオンアシストを実施する。
低屈折率層となる第１層１３１、第３層１３３、第５層１３５および第８層１３８を形成するためには、電子銃により加速電圧が５〜１０ｋＶ、電流値が５０〜５００ｍＡでるつぼ内の材料を加熱蒸発させ薄膜を形成させる。ここではイオンアシストは実施していないが、高屈折率層を構成したときと同じようにイオンアシストを適時実施してもよい。
【００２８】
次に製造工程について説明する。
まず、ハードコート層１２０を塗布したレンズ基材１１０（以下、レンズ基材１１０と記載する）を基材支持台１５に装着し、基材加熱用ヒータ１６で加熱処理を行い、レンズ基材１１０に付着した水分を蒸発させる。
次に、レンズ基材１１０の表面に酸素イオンビームによるイオンクリーニングを実施する。具体的には、イオン銃１８を用いて酸素イオンビームを数百ｅＶのエネルギーでレンズ基材１１０の表面に照射し、レンズ基材１１０の表面に付着した有機物の除去を行う。この方法により、レンズ基材１１０の表面に形成する膜の付着力を強固なものとすることができる。なお、酸素イオンビームの代わりに不活性ガス、例えばアルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）、窒素（Ｎ２）を用いて同様の処理を行ってもよいし、酸素ラジカルや酸素プラズマを照射してもよい。
【００２９】
そして、排気装置２０により真空容器１１内を十分に排気した後、反射防止膜１３０の形成を実施する。具体的には、蒸発源１２および１３に蒸着材料であるＳｉＯ２粒、ＴｉＯ２粒およびＳｉ粒をそれぞれの層形成時にセットし、図示しない電子銃を蒸着材料に照射することで蒸着材料を加熱蒸発させ、レンズ基材１１０の表面に蒸着させる。
各層は、膜厚を測定しながら形成され、所望の膜厚になった時点で蒸着を停止する。
なお、各層を形成するには、これ以外にも通常の真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等を用いても良い。
以上のようにして各層が形成され、反射防止膜１３０となる。
【００３０】
（４．本実施形態の作用効果）
以上説明した本実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
上記実施形態では、反射防止膜１３０の一部にアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン層１３７を設けたので、反射防止効果や透明性を損なわずに帯電防止効果を十分に得ることができる。しかも、アモルファスシリコン層１３７がアモルファスシリコンであり、酸やアルカリといった反応性（浸食性）の高い薬品に対しても十分な耐性を発揮できる。特に導電層の厚みを１〜１０ｎｍ、より好ましくは２〜７ｎｍとすることにより、これらの効果をより好ましく発揮できる。
【００３１】
（５．変形例）
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３２】
例えば、上記実施形態においては、アモルファスシリコン層１３７は単層であったが、複数層としてもよい。例えば第５層１３５と第６層１３６の間や、第４層１３４と第５層１３５の間に形成してもよい。その場合は、アモルファスシリコン層全体の厚みが１〜１０ｎｍとなるように設定すればよい。さらに、アモルファスシリコン層１３７を含んだ反射防止膜１３０は、レンズ基材１１０の片面だけではなく両面に設けてもよい。
【００３３】
また、アモルファスシリコン層１３７の形成方法に制限はなく、アモルファスシリコン層の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。たとえば、イオンアシスト蒸着法以外にも、ＣＶＤ（減圧ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ等）法、高周波スパッタリング法、直流スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子線蒸着（ＭＢＥ）、イオンビームスパッタリング法を用いることができる。さらに、これらのうち２種以上の方法を組み合わせてもよい。
【００３４】
また、上記実施形態においてレンズ表面の撥水撥油性能を向上させる目的で、反射防止膜１３０の上にフッ素を含有する有機ケイ素化合物からなる防汚層を形成してもよい。フッ素を含有する有機ケイ素化合物としては、例えば、含フッ素シラン化合物を好適に使用することができる。含フッ素シラン化合物は、有機溶剤に溶解し、所定濃度に調整した撥水処理液を用いて有機系反射防止膜上に塗布する方法を採用することができる。塗布方法としては、ディッピング法、スピンコート法等を用いることができる。なお、撥水処理液を金属ペレットに充填した後、真空蒸着法などの乾式法を用いて防汚層を形成することも可能である。防汚層の膜厚は、特に限定されないが、０．００１〜０．５μｍが好ましい。より好ましくは０．００１〜０．０３μｍである。防汚層の膜厚が薄すぎると撥水撥油効果が乏しくなり、厚すぎると表面がべたつくので好ましくない。また、防汚層が厚くなりすぎると反射防止効果が低下するだけではなくシート抵抗も高くなるため前記の範囲が好ましい。
【００３５】
さらに、上記実施形態では、光学物品を眼鏡レンズとして説明したが、本発明の光学物品は眼鏡レンズ以外、例えば、カメラ用レンズ、望遠鏡レンズ、顕微鏡レンズを始め各種光学レンズ、光学窓材としてもよく、あるいは、プリズム等の光学素子としてもよい。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例について説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００３７】
〔実施例１〜８、比較例１〜６、参考例〕
まず、以下に示す眼鏡用のプラスチックレンズ（以下、単に「レンズ」ともいう）を作製した。具体的には、ハードコート層付きレンズ基材として、セイコースーパーソブリン（セイコーエプソン（株）製）を用い、（イオンアシスト）蒸着法により反射防止膜を以下のように形成した。
ハードコート層付きレンズ基材をアセトンにて洗浄後、真空チャンバー内にて約７０℃の加熱処理を行い、ハードコート層付きレンズ基材に付着した水分を蒸発させた。
次に、ハードコート層付きレンズ基材の表面にイオンクリーニングを実施した（実施形態参照）。イオンクリーニング終了後、十分に真空排気を行い、電子ビーム真空蒸着法により表１に示す膜厚になるように反射防止膜（アモルファスシリコン層を含む）を成膜した。各層の成膜条件は以下の通りである。なお、膜厚の測定は、光学式の膜厚計を用いて成膜時に実施した。なお、実施例８だけは、基材として白板ガラス（Ｂ２７０）を用いて、同様の工程で成膜した。
【００３８】
（低屈折率層の成膜）
イオンアシストは行わず、真空蒸着により第１層、第３層、第５層、および第８層を低屈折率層（ＳｉＯ２層）として成膜した。成膜レートは、２．０ｎｍ／ｓｅｃとした。
【００３９】
（高屈折率層の成膜）
酸素ガスを導入しながらイオンアシスト蒸着を行って、第２層、第４層、および第６層を高屈折率層（ＴｉＯ２層）として成膜した。成膜レートを０．４ｎｍ／ｓｅｃとした。
【００４０】
（アモルファスシリコン層の成膜）
第７層をアモルファスシリコン層として成膜した。
＜アモルファスシリコン層：実施例１〜８＞
イオンアシストは行わず、真空蒸着により成膜を行った。成膜レートは０．１ｎｍ／ｓｅｃとした。
＜ＩＴＯ層：比較例１〜６＞
比較用のＩＴＯ層であり、第７層としてイオンアシスト真空蒸着により成膜した。具体的には、以下の条件にて成膜を行なった。電子銃の加速電圧を７ｋＶ、電流値を５０ｍＡとしＩＴＯ材料を加熱蒸発させた。蒸着中はイオンアシストを実施しＩＴＯ層の酸化を促進させている。イオン銃へは毎分３５ｃｃで酸素ガスを導入し、イオンガン内で放電させて加速電圧値を５００Ｖ、イオンビーム電流値を２５０ｍＡとして酸素イオンビームを照射した。また、このとき真空容器内に毎分１５ｃｃの酸素ガスを導入した。
なお、参考例として、アモルファスシリコン層もＩＴＯ層も含まない反射防止膜を成膜したレンズも作製した（第７層の厚みがゼロ）。
【００４１】
前記した各層の成膜に使用した材料は、以下の通りである。
ＳｉＯ２：顆粒状のＳｉＯ２
ＴｉＯ２：顆粒状のＴｉＯ２
Ｓｉ ：顆粒状のＳｉ
ＩＴＯ ：酸化インジウム（ＩｎＯ２）に対して酸化スズ（ＳｎＯ２）を５質量％混入させた焼結体材料
なお、各層の屈折率は膜材料によってほぼ決まっており、波長５５０ｎｍにおける屈折率は、ＳｉＯ２は１．４６、ＴｉＯ２は２．４３である。
【００４２】
【表１】
【００４３】
実施例１〜８、比較例１〜６および参考例のレンズについて透明性、帯電防止性、耐薬品、および耐湿性を以下の方法で評価した。
（透明性）
各レンズについて、蛍光灯のあかりを透かして見た。そして、参考例のレンズとの差違を以下の基準により評価した。結果を表２に示す。
○：参考例のレンズと同じ透明性を有する
△：参考例のレンズに比べ若干の透明性の低下が認められる
×：参考例のレンス゛に比べて透明性が劣る。
【００４４】
（帯電防止性）
図３（Ａ）および（Ｂ）に示す金属電極を用いて各レンズ表面のシート抵抗を測定した。図３（Ａ）は金属電極をレンズ１に当接させた状態を示す断面図、図３（Ｂ）は金属電極をレンズ１に当接させた状態を示す上面図である。
図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、レンズ１の凸面１Ａに金属電極６１を当接させ、電極間に１ｋＶの電圧を印加し、このときの電気抵抗の値を計測してシート抵抗とした。このシート抵抗は帯電防止性の目安となり、５×１０１２Ω／□以下であれば一応の帯電防止性は認められ、１×１０１１Ω／□以下であるとかなり優れた帯電防止性があるといえる。測定結果を図４に示す。◆（ａ−Ｓｉ）が実施例１〜８であり、■（ＩＴＯ）が比較例１〜６であり、▲が導電層のない参考例である。また、表２には、前記したシート抵抗が１×１０１１Ω／□以下のレンズを◎、この値を超え５×１０１２Ω／□以下のレンズを○、この値を超えたレンズを×として示す。計測機器としてはMITSUBISHI CHEMICAL CORPORATION HIRESTA-UP MCP-HT450 を用いた。
【００４５】
（耐薬品性）
以下のようにしてレンズ表面に傷をつけ、その後、薬液浸漬を行った。そして、処理後のレンズについて反射防止膜１３０の剥離（膜剥がれ）の有無を観察して以下の基準により耐薬品性を評価した。評価結果を表２に示す。
○：反射防止膜１３０の剥離がないもの
×：反射防止膜１３０の剥離がひどいもの
（１）擦傷方法
図５（Ａ），（Ｂ）に示すように評価用のレンズ１をドラム管２の内壁に４つ貼り付け、擦傷用として不織布３とオガクズ４を入れる。そして、蓋をした後、図６に示すようにドラム管２を３０ｒｐｍで３０分間回転させる。
（２）薬液浸漬方法
人の汗を模した薬液（純水１Ｌに乳酸を５０ｇ、食塩を１００ｇ溶解した溶液）を５０℃に保持しながら、（１）の工程後のレンズを１００時間浸漬する。
【００４６】
（耐湿性）
作製したレンズを恒温恒湿度（６０℃、９８％ＲＨ）の環境下で８日間放置し、むくみの発生の有無を以下の方法により判定した。表２には、「むくみ無し」のものを○、「むくみ有り」のものを×で表記した。
＜むくみの判定方法＞
レンズの表面または裏面の表面反射光を観察する。具体的には、図７に示すように、レンズ１の凸面１Ａにおける蛍光灯７１の反射光を観察し、図８（Ａ）に示すように反射光７２の像の輪郭がくっきりと明瞭に観察できる場合は「むくみ無し」と判定し、図８（Ｂ）に示すように反射光７３の像の輪郭がぼやけているまたはかすれて観察できるときは「むくみ有り」と判定する。
【００４７】
【表２】
【００４８】
〔評価結果〕
表２の結果より、アモルファスシリコン層の厚みが1〜６ｎｍである実施例１〜５、８のレンズは、透明性に優れ、参考例のレンズと遜色がないことがわかる。また、アモルファスシリコン層の厚みが８ｎｍと１０ｎｍである実施例６、７では、若干透明性に劣るものの、参考例にくらべてさほど遜色はなく、実用上の問題はない。
図４より、実施例２〜８のレンズはいずれもシート抵抗が１×１０１１Ω／□以下と極めて低いことがわかる。それ故、実施例２〜８のレンズは帯電防止性に非常に優れるといえる。また、実施例１のようにアモルファスシリコン層の厚みが１ｎｍであってもシート抵抗が約５×１０１２Ω／□と、帯電防止効果が期待できるレベルであることは特筆すべきである。また、表２の結果より、実施例１〜８のレンズは、いずれも耐薬品性および耐湿性に優れており、耐久品質を有することがわかる。一方、比較例１〜６のレンズは、いずれも酸によりＩＴＯ層が侵されており、反射防止膜１３０の膜剥がれがひどく、反射防止機能も低下していた。また、比較例５、６のようにＩＴＯ層の膜厚が１０ｎｍ以上になるとむくみがひどくなり、耐湿性が悪化することがわかる。
【００４９】
また、実施例１〜８で作製したプラスチックレンズの光学特性に変化がないことを確認するために、分光反射率を測定し、図９に示す分光反射率曲線を得た。図９からわかるように、実施例１〜８（アモルファスシリコン層の膜厚が１ｎｍ〜１０ｎｍ）と、参考例（アモルファスシリコン層の膜厚が０ｎｍ）とを比較すると、アモルファスシリコン層の厚みが大きくなっても反射率に関して大きな差はなく、光学特性に問題ないことを確認できた。なお、実施例８より、レンズの基材としてプラスチックではなくガラスを用いた場合でも同様の効果が得られることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、眼鏡レンズに利用できる他、カメラ用レンズ、望遠鏡レンズ、顕微鏡用レンズを始め各種光学レンズ、光学窓材等に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１１０…レンズ基材、１２０…ハードコート層、１３０…反射防止膜、１３１…第１層（低屈折率層）、１３２…第２層（高屈折率層）、１３３…第３層（低屈折率層）、１３４…第４層（高屈折率層）、１３５…第５層（低屈折率層）、１３６…第６層（高屈折率層）、１３７…第７層（アモルファスシリコン層）、１３８…第８層（低屈折率層）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基材の表面に低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されてなる反射防止膜を備えた光学物品であって、
前記反射防止膜には、アモルファスシリコン層が含まれている
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、
前記アモルファスシリコン層の総厚みが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である
ことを特徴とする光学物品。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学物品において、
シート抵抗が５×１０１２Ω／□以下であることを特徴とする光学物品。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載された光学物品において、
前記基材がプラスチックまたはガラスである
ことを特徴とする光学物品。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載された光学物品がレンズである
ことを特徴とする光学物品。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載された光学物品の製造方法であって、
前記反射防止膜を真空蒸着にて前記基材の表面に形成することを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項１】
透明な基材の表面に低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されてなる反射防止膜を備えた光学物品であって、
前記反射防止膜には、アモルファスシリコン層が含まれている
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、
前記アモルファスシリコン層の総厚みが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である
ことを特徴とする光学物品。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学物品において、
シート抵抗が５×１０１２Ω／□以下であることを特徴とする光学物品。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載された光学物品において、
前記基材がプラスチックまたはガラスである
ことを特徴とする光学物品。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載された光学物品がレンズである
ことを特徴とする光学物品。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載された光学物品の製造方法であって、
前記反射防止膜を真空蒸着にて前記基材の表面に形成することを特徴とする光学物品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１４０００８（Ｐ２０１０−１４０００８Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９５６２４（Ｐ２００９−１９５６２４）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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