反射防止膜及びその製造方法、光学部材、並びにプラスチックレンズ
【課題】水蒸気バリア性能に優れ、クラック発生が抑制された反射防止膜を提供すること。
【解決手段】基材上に、少なくともＳｉＯｘを含有する層を含む低屈折率層と、高屈折率層とを有する反射防止膜において、ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層をイオンアシスト法により蒸着成膜する。
【解決手段】基材上に、少なくともＳｉＯｘを含有する層を含む低屈折率層と、高屈折率層とを有する反射防止膜において、ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層をイオンアシスト法により蒸着成膜する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止膜及びその製造方法、光学部材、並びにプラスチックレンズに関する。特に、高温高湿下でのクラックの発生を抑制できる反射防止膜及びその製造方法、並びに該反射防止膜を有する光学部材及びプラスチックレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばレンズ、プリズム、フィルターなど、基材上に反射防止層を設けた光学部材が知られている。反射防止層は、一般的に、異なる屈折率を有する無機又は有機層を複数層積層した構造を有する。例えば、特許文献１には、基材上に、Ｔａ２Ｏ５からなる高屈折率層とＳｉＯ２からなる低屈折率層を交互に積層させ、合計５層からなる反射防止膜が記載されている。
このような反射防止膜においては、軽量で加工のし易さなどから、基材としてプラスチック材料が用いられることが多い。しかしながら、この場合、温湿度変化によるプラスチックと反射防止層との伸縮率の違いにより、反射防止層の剥がれやクラックが発生することが問題となる。
この問題に対して、例えば特許文献２には、高分子樹脂製の基材の表面にイオンビームを照射して基材表面を改質し、更にその上に、イオンビーム照射を継続しながら、二酸化ケイ素やフッ化マグネシウムなどを蒸着した低屈折率層と、酸化チタンや酸化ジルコニウムなどを蒸着した高屈折率層とを積層させた表面被覆層を形成することで、表面被覆層と基材との密着性が改善され、膜剥離やクラック発生を防止できることが記載されている。
【０００３】
特許文献２に記載されるような、蒸着により層形成する際にイオンビームなどのプラズマ照射する方法は、いわゆるイオンアシスト法として知られている。
例えば、特許文献３には、低屈折率層材料としてＳｉＯ２を蒸着する際に、低屈折率層内の応力を除去し耐磨耗性を向上させるためにイオン化ガスにＡｒを用いてイオンアシスト法で蒸着することが記載されている。また、高屈折率層材料である蒸着時にも、屈折率や耐摩耗性向上のためにイオン化ガスにＯ２及びＡｒを用いてイオンアシスト法で蒸着することが記載されている。
また、特許文献４には、ＳｉＯ２からなる低屈折率層とＴａ２Ｏ５からなる高屈折率層とが積層した反射防止膜において、Ｔａ２Ｏ５を酸素イオンアシスト法により蒸着することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５１７２６４号
【特許文献２】特開平５−４５５０３号公報
【特許文献３】特開２００２−７１９０３号公報
【特許文献４】特開２００９−２９４６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クラック発生の原因の一つとしては、高湿度環境におけるプラスチック基材の水分吸湿による伸びが挙げられる。水分吸湿を阻止するためには、反射防止層に水蒸気バリア性能を持たせることが考えられるが、十分な水蒸気バリア性能を得るために蒸着材料と成膜条件の選定が必要である。特許文献２では、クラックの発生抑制のためにイオンアシスト法による基材表面の改質を利用しているが、表面改質により密着性を向上させてクラック発生を抑制するもので、本発明者らが検討した結果、十分な水蒸気バリア性能の反射防止層を得るには蒸着材料及び成膜条件が不十分であることが分かった。また、特許文献３及び４等でもイオンアシスト法により反射防止層が形成されているが、反射防止層の水蒸気バリア性能向上についての知見は示されていない。
【０００６】
以上のような状況に鑑み、本発明の目的は、水蒸気バリア性能に優れ、クラック発生が抑制された反射防止膜の製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、水蒸気バリア性能に優れ、クラック発生が抑制された反射防止膜、並びに該反射防止膜を有する光学部材及びプラスチックレンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らが検討したところ、低屈折率層に通常用いられるＳｉＯ２より酸化度が低いＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を用いることで、高い水蒸気バリア性能を有し、クラックの発生が抑制された反射防止膜を得られることを見出した。ＳｉＯｘ膜は光吸収により褐色を呈し透明度が低いため光学材料には不向きであるが、本発明者らが更に検討したところ、ＳｉＯｘ膜をイオンアシスト法により蒸着成膜することにより、光吸収をなくし透明にすることができることを見出した。
【０００８】
即ち、前記課題は、以下の手段により解決することができる。
［１］
基材上に、少なくともＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を含有する層を含む低屈折率層と、高屈折率層とを有する反射防止膜の製造方法であって、
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層を、前記基材上にプラズマ照射しながら蒸着により成膜する工程を含む反射防止膜の製造方法。
［２］
前記蒸着法により成膜されるＳｉＯｘを含有する層の蒸着物質がＳｉＯである、［１］記載の反射防止膜の製造方法。
［３］
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下である、［１］又は［２］記載の反射防止膜の製造方法。
［４］
前記ＳｉＯｘを含有する層のうち最も前記基材側にある層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下である、［３］記載の反射防止膜の製造方法。
［５］
前記蒸着成膜時の到達圧力が１×１０−３Ｐａ以下であり、プラズマイオンの加速電圧が２００Ｖより大きく、イオン電流が３００ｍＡ以上である、［１］〜［４］のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
［６］
前記プラズマ照射がアルゴン及び酸素イオンの照射である、［１］〜［５］のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
［７］
前記高屈折率層が酸化タンタル又は酸化チタンを含有する層を含む、［１］〜［６］のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
［８］
［１］〜［７］のいずれか１項記載の製造方法により得られた反射防止膜。
［９］
前記基材がプラスチックである［８］記載の反射防止膜。
［１０］
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層の透湿度が０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下である、［８］又は［９］記載の反射防止膜。
［１１］
前記低屈折率層と前記高屈折率層とがそれぞれ複数層積層された、［８］〜［１０］のいずれか１項記載の反射防止膜。
［１２］
［８］〜［１１］のいずれか１項記載の反射防止膜を有する光学部材。
［１３］
［８］〜［１１］のいずれか１項記載の反射防止膜を有するプラスチックレンズ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水蒸気バリア性能に優れ、クラック発生が抑制された反射防止膜、及び該反射防止膜を有する光学部材及びプラスチックレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例で作製した反射防止膜を模式的に示す図である。
【図２】実施例１で作製した反射防止膜の反射特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１２】
本発明の反射防止膜の製造方法は、基材上に少なくともＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を含有する層を含む低屈折率層と、高屈折率層とを有する反射防止膜の製造方法であって、ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層を、基材上にプラズマ照射しながら蒸着により成膜する工程を含む。
【００１３】
［反射防止膜］
本発明に係る反射防止膜は、基材上に少なくともＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を含有する層を含む低屈折率層と、高屈折率層とを有し、ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層が、基材上にプラズマ照射しながら蒸着により成膜された層である。
低屈折率層と高屈折率層は、それぞれ１層でも複数層でもよい。低屈折率層と高屈折率層の積層順序も特に限定されないが、基材から最も遠い層（空気側の層）は低屈折率層であることが好ましい。
反射防止性能向上の観点から、低屈折率層と高屈折率層とがそれぞれ複数層積層されていることが好ましく、低屈折率層と高屈折率層とが交互に複数層積層されていることがより好ましい。
【００１４】
（基材）
本発明に係る反射防止膜において、基材の種類は特に限定されず、ガラス材料、プラスチック材料のいずれでもよいが、軽量で加工のし易さなどの点から、プラスチック材料であることが好ましい。
プラスチック材料としては、特に限定されず、例えば、シクロオレフィン共重合体、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。
基材としては、市販のものを用いることもでき、例えば、ＺＥＯＮＥＸ ３３０Ｒ、ＺＥＯＮＥＸ Ｅ４８Ｒ、ＺＥＯＮＥＸ Ｆ５２Ｒ（以上、日本ゼオン（株）製）、ＯＫＰ４−ＨＴ（大阪ガスケミカル（株）製）、ＥＰ５０００（三菱ガス樹脂（株）製）、ＡＤ−５５０３（帝人化成（株）製）などを挙げることができる。
基材の屈折率は、１．５以上１．８以下であることが好ましく、１．５０以上１．６４以下であることがより好ましい。
【００１５】
（低屈折率層）
本発明に係る反射防止膜においては、低屈折率層として、ＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を含有する層を少なくとも含む。ＳｉＯｘを含有する層を含むことで、水蒸気バリア性能が向上し、反射防止膜のクラックの発生を抑制することができる。
ＳｉＯｘのｘは酸化度で２未満の数を表す。ｘが２未満であると、水蒸気バリア性能が向上し、反射防止膜のクラックの発生抑制することができる。好ましくは１．８以下であり、より好ましくは１．５以下である。
なお、蒸着材料としてＳｉＯを使用する場合、ＳｉＯｘのｘの下限値は理論的には１．０であり、通常、１．１程度である。
本発明に係る反射防止膜においては、ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下であることが好ましく、ＳｉＯｘを含有する層のうち最も基材側にある層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下であることがより好ましい。ＳｉＯｘを含有する層が複数層ある場合には、層ごとにＳｉＯｘの酸化度が異なっていてもよい。
【００１６】
ＳｉＯｘを含有する層の水蒸気バリア性能は低いことが好ましく、該層の透湿度が０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることが好まし、０．０１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることがより好ましい。透湿度は低ければ低いほど好ましいが、下限としては０．００１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）程度である。透湿度はＭＯＣＯＮ法（ＪＩＳ Ｋ７１２９Ｂ法（赤外線センサー法））を基づき測定することができる。
【００１７】
ＳｉＯｘを含有する層はＳｉＯｘ以外の材料を含むことができる。また、低屈折率層として、ＳｉＯｘを含有する層以外に、ＳｉＯｘ以外の材料を含む層があってもよい。ＳｉＯｘ以外に低屈折率層に用いることのできる材料としては、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、及びそれらの混合物を用いることができる。
【００１８】
低屈折率層の屈折率は、１．３５以上１．５以下であることが好ましく、１．３８以上１．４７以下であることがより好ましい。また、低屈折率層の光学膜厚は、設計波長λ０を５００ｎｍとしたときに、透湿度の観点からは、０．１４λ０以上０．４４λ０以下であることが好ましく、０．２３λ０以上０．３５λ０以下であることがより好ましい。ただし、光学設計等の観点から０．１４λ０以下とすることもでき、上記範囲に限定されない。
【００１９】
（高屈折率層）
本発明に係る反射防止膜において、高屈折率層の材料としては、例えば、チタン酸ランタン（ＬａＴｉＯ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、及びそれらの混合物を用いることができる。
クラックや膜剥離を抑制するためには適度な圧縮応力を持たせることが好ましく、また膜耐久性を有することも好ましい。これらの観点から、光屈折率層の材料としては、チタン酸ランタン（ＬａＴｉＯ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、又は酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）が好ましく、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）が好ましい。
【００２０】
高屈折率層の屈折率は、１．７以上２．５以下であることが好ましく、１．８以上２．２以下であることがより好ましい。また、高屈折率層の光学膜厚は、設計波長λ０を５００ｎｍとしたときに、０．０３６λ０以上０．５４λ０以下であることが好ましく、０．０７２λ０以上０．４３λ０以下であることがより好ましい。
【００２１】
（その他の層）
本発明に係る反射防止膜は、基材と反射防止膜との間に下地層が設けてもよい。該下地層の材料としては、ＳｉＯ２が挙げられる。下地層の膜厚としては２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。
また、基材と反射防止膜又は下地層との間に、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ーティング組成物を硬化したものが一般的に用いられる。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）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（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。
【００２２】
更に、硬化被膜と基材の密着性を向上させるために、プライマー層を形成してもよい。プライマー層を形成すると、反射防止膜の耐衝撃性が向上する効果が付与される。プライマー層の構成材料としては、ウレタン系材料が挙げられる。
更に、反射防止膜の最外層の上に、必要に応じ、撥水層が設けられていてもよい。
【００２３】
［反射防止膜の製造方法］
以下に、本発明の反射防止膜の製造方法について説明する。
本発明の反射防止膜は、基材上に低屈折率層及び高屈折率層を積層することで形成される。その中で、低屈折率層のうち、ＳｉＯｘを含有する層（以下、「ＳｉＯｘ膜」ともいう）の少なくとも１層は基材上にプラズマ照射しながら蒸着により成膜される。プラズマ照射しながら蒸着することで、水蒸気バリア性能が高くクラック発生が抑制され、しかも光吸収がなく透明な光学部材に適したＳｉＯｘ膜を得ることができる。
ＳｉＯｘ膜の酸化度は、基材上へプラズマ照射しながら蒸着する成膜により膜中の酸素欠損量を調整して制御することができる。特に、酸素ガスイオン量を調節することで層の酸素欠損量を容易に調整することができる。
【００２４】
プラズマ照射しながらの蒸着は、イオンアシスト法として公知の方法により行うことができる。
基材上へ照射されるプラズマの源となるガスは、特に限定されず、酸素ガス（Ｏ２）、炭酸ガス（ＣＯ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）などを単独若しくは混合して用いることができる。ＳｉＯｘ膜など蒸着で得られる膜の酸化度の調整し易さの点からは、酸素ガス（Ｏ２）が好ましい。また、アルゴンガス（Ａｒ）、窒素ガス（Ｎ２）などの不活性ガスを混合してもよい。
特に、蒸着膜の酸化度の調整する上で、アルゴンガスと酸素ガスとの混合物が好ましく、この場合、基材へのプラズマ照射はアルゴン及び酸素イオンが照射される。
酸素ガスとアルゴンガスとの混合比は、体積比で、４：１〜９：１が好ましく、５：１〜７：１がより好ましい。
また、酸素ガスの流入量は、３０ｓｃｃｍ以上７０ｓｃｃｍ以下が好ましく、４０ｓｃｃｍ以上６０ｓｃｃｍ以下であることがより好ましい。
【００２５】
上記のガスに電圧を印加し加速し、プラズマイオン化して基材上へ照射する。プラズマイオンの加速電圧は２００Ｖより大きいことが好ましく、３００Ｖ以上であることが更に好ましく、５００Ｖ以上であることが更に好ましい。加速電圧が上記範囲にあると、ＳｉＯｘ膜の膜密度が上がり、水蒸気バリア性能がより向上することができる。加速電圧の上限は、特に制限されないが、基材温度上昇による膜破壊を防ぐ観点から、１２００Ｖ以下が好ましく、１０００Ｖ以下がより好ましい。
プラズマイオンのイオン電流は、基材上で、３００ｍＡ以上であることが好ましく、５００ｍＡ以上がより好ましい。イオン電流が上記範囲にあると、ＳｉＯｘ膜の膜密度が上がり、水蒸気バリア性能がより向上することができる。イオン電流の上限は、特に制限されないが、基材温度上昇による膜破壊や膜応力の増加による膜剥離を防ぐ観点から、１０００ｍＡ以下が好ましく、９００ｍＡ以下がより好ましい。
【００２６】
蒸着成膜時の到達圧力は、２×１０−３Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−３Ｐａ以下であることがより好ましい。プラズマ照射及び蒸着成膜は、通常、蒸着設備を備えた真空装置内で行われるので、そのような場合には、上記到達圧力は該真空装置内の真空度を意味する。プラズマ照射時の雰囲気の圧力は２×１０−２以上１×１０−２以下が好ましい。上記圧力範囲とするためは、脱ガスにより減らすことが好ましく、特にＨ２Ｏを減らすことが好ましい。Ｈ２Ｏを減らすことにより、ＳｉＯｘ膜中の水酸基（−ＯＨ）の成分が減り、水蒸気バリア性能を向上させることができる。この水酸基の含有状態は、ＦＴ−ＩＲ法により観測することができる。
【００２７】
ＳｉＯｘ膜の蒸着は、公知の方法で行うことができる。蒸着物質としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ２及びこれらの混合物などを用いることができるが、蒸着膜の酸化度調整の観点からは、ＳｉＯを用いることが好ましい。また、電子線照射時のスプラッシュを回避する上で、ＳｉＯはペレット状に成形したものや１０ｍｍ以下程度の大きな粒状のものを使用することが好ましい。
蒸着時の基材温度は、８５℃以上１１０℃以下が好ましく、９０℃以上１００℃以下がより好ましい。蒸着速度は、５Å／ｓｅｃ以上１５Å／ｓｅｃ以下が好ましく、９Å／ｓｅｃ以上１２Å／ｓｅｃ以下がより好ましい。
【００２８】
ＳｉＯｘ膜以外の低屈折率層及び高屈折率層の成膜は、特に制限されないが、成膜工程の一貫性及び簡素化の観点からＳｉＯｘ膜と同様に蒸着により成膜することが好ましい。
蒸着時のプラズマ照射は、行っても行わなくてもよいが、蒸着膜の着色を抑えて透明性を上げる観点から、蒸着時にプラズマ照射を行うことが好ましい。
【００２９】
例えば、高屈折率層を酸化チタン（ＴｉＯ２）又は酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）含有する層とする場合、ＴｉＯ２又はＴａ２Ｏ５を蒸着物質として、公知の蒸着方法でＴｉＯ２又はＴａ２Ｏ５の蒸着膜を形成することができる。蒸着する際に基材上へプラズマ照射を行ってもよく、この場合のプラズマの源となるガスは、アルゴンガスと酸素ガスとの混合物が好ましく、酸素ガスとアルゴンガスとの混合比は、体積比で、４：１〜９：１が好ましく、５：１〜７：１がより好ましい。また、酸素ガスの流入量は、３０ｓｃｃｍ以上７０ｓｃｃｍ以下が好ましく、４０ｓｃｃｍ以上６０ｓｃｃｍ以下であることがより好ましい。プラズマイオンの加速電圧は２００Ｖ以上１２００Ｖ以下が好ましく、３００Ｖ以上１０００Ｖ以下がより好ましい。プラズマイオンのイオン電流は、基材上で、３００ｍＡ以上１０００ｍＡ以下が好ましく、５００ｍＡ以上９００ｍＡ以下がより好ましい。蒸着時の真空の到達圧力は２×１０−３Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−３Ｐａ以下であることがより好ましい。プラズマ照射時の雰囲気の圧力は２×１０−２以上１×１０−２以下が好ましい。
【００３０】
［光学部材、プラスチックレンズ］
本発明に係る反射防止膜は、高温高湿環境下でもクラックの発生が起こらないため、レンズ、プリズム、フィルターなどの種々の光学部材に好適に用いることができる。
例えば、反射防止膜の基材として、レンズ機能を有するプラスチックを用いた場合に反射防止膜付きのプラスチックレンズとして利用することができる。この場合、優れた反射防止効果を有しながら、かつ、高温高湿環境下でもクラックの発生がなく、透明のプラスチックレンズを得ることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明を更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。
【００３２】
［実施例１〜３、比較例１］
図１に示す層構成の反射防止膜を作製した。即ち、基材１００上に、高屈折率層として第１層としてＴａ２Ｏ５膜１（高屈折率層）、第２層としてＳｉＯｘ膜２（低屈折率層）、第３層としてＴａ２Ｏ５膜３（高屈折率層）、第４層としてＳｉＯｘ膜４（低屈折率層）を積層した反射防止膜１０を作製した。
基材１００としてＺＥＯＮＥＸ３３０Ｒ（日本ゼオン（株））を用い、その上に、Ｔａ２Ｏ５膜及びＳｉＯｘ膜を成膜した。ここで、実施例１〜３についてはイオンアシスト法にて成膜した。蒸着物質としては、Ｔａ２Ｏ５膜についてはＴａ２Ｏ５を使用し、ＳｉＯｘ膜についてはＳｉＯを用いた。他の成膜条件を下記表１に示す。
なお、ＳｉＯｘ膜２、４の透湿度については、成膜条件を同じにして樹脂フィルム上にそれぞれ単独で成膜し、ＭＯＣＯＮ法に基づき測定した。測定結果は下記表１に示す。
また、各層の光学膜厚は、λ０＝５００ｎｍとして、Ｔａ２Ｏ５膜１が０．１２λ０、ＳｉＯｘ膜２が０．０８λ０、Ｔａ２Ｏ５膜３が０．１９λ０、ＳｉＯｘ膜４が０．２８λ０となるようにした。
図２に、実施例１で作製した反射防止膜の反射特性を示す。
【００３３】
得られた反射防止膜を８５℃９５％ＲＨの環境下に１０００時間放置した後、反射防止膜を光学顕微鏡で観察しクラックの有無を調べ、以下の基準で評価した。評価結果は下記表２に示す。
○：反射防止膜にクラックが見られない。
△：反射防止膜に１〜２本のクラックが見られる。
×：反射防止膜に３本以上の多数のクラックが見られる。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１に示す結果より、ＳｉＯｘを含有する層をイオンアシスト法による蒸着により成膜した本発明の反射防止膜は、高温高湿環境下でもクラックの発生が抑制されていることが分かる。
【００３６】
［参考例］
基材ＺＥＯＮＥＸ３３０Ｒ（日本ゼオン（株））上に、下記表２に示す条件で、ＳｉＯ２膜及びＳｉＯｘ膜をそれぞれ単独で成膜した。それぞれ膜厚は１００ｎｍである。蒸着方式がイオンアシスト法の場合に、酸素ガス及びアルゴンガスをそれぞれ５０ｓｃｃｍ及び８ｓｃｃｍの流入量で導入し、基材上にプラズマ照射した。
成膜後、透湿度をＭＯＣＯＮ法に基づいて測定した。測定結果は下記表２に示す。
ＳｉＯ２膜及びＳｉＯｘ膜の通常蒸着は、酸素ガス及びＡｒガスの流入なしでＥＢ照射により蒸着した。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２の結果から、ＳｉＯｘ膜はＳｉＯ２膜に比べて水蒸気バリア性能に優れ、更に、イオンアシスト法により成膜した場合には、更に水蒸気バリア性能が格段に向上することが分かる。
なお、通常蒸着により成膜したＳｉＯｘ膜は褐色であったが、イオンアシスト法により成膜したＳｉＯｘ膜は透明であった。
【符号の説明】
【００３９】
１ Ｔａ２Ｏ５膜（高屈折率層）
２ ＳｉＯｘ膜（低屈折率層）
３ Ｔａ２Ｏ５膜（高屈折率層）
４ ＳｉＯｘ膜（低屈折率層）
１０ 反射防止膜
１００ 基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止膜及びその製造方法、光学部材、並びにプラスチックレンズに関する。特に、高温高湿下でのクラックの発生を抑制できる反射防止膜及びその製造方法、並びに該反射防止膜を有する光学部材及びプラスチックレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばレンズ、プリズム、フィルターなど、基材上に反射防止層を設けた光学部材が知られている。反射防止層は、一般的に、異なる屈折率を有する無機又は有機層を複数層積層した構造を有する。例えば、特許文献１には、基材上に、Ｔａ２Ｏ５からなる高屈折率層とＳｉＯ２からなる低屈折率層を交互に積層させ、合計５層からなる反射防止膜が記載されている。
このような反射防止膜においては、軽量で加工のし易さなどから、基材としてプラスチック材料が用いられることが多い。しかしながら、この場合、温湿度変化によるプラスチックと反射防止層との伸縮率の違いにより、反射防止層の剥がれやクラックが発生することが問題となる。
この問題に対して、例えば特許文献２には、高分子樹脂製の基材の表面にイオンビームを照射して基材表面を改質し、更にその上に、イオンビーム照射を継続しながら、二酸化ケイ素やフッ化マグネシウムなどを蒸着した低屈折率層と、酸化チタンや酸化ジルコニウムなどを蒸着した高屈折率層とを積層させた表面被覆層を形成することで、表面被覆層と基材との密着性が改善され、膜剥離やクラック発生を防止できることが記載されている。
【０００３】
特許文献２に記載されるような、蒸着により層形成する際にイオンビームなどのプラズマ照射する方法は、いわゆるイオンアシスト法として知られている。
例えば、特許文献３には、低屈折率層材料としてＳｉＯ２を蒸着する際に、低屈折率層内の応力を除去し耐磨耗性を向上させるためにイオン化ガスにＡｒを用いてイオンアシスト法で蒸着することが記載されている。また、高屈折率層材料である蒸着時にも、屈折率や耐摩耗性向上のためにイオン化ガスにＯ２及びＡｒを用いてイオンアシスト法で蒸着することが記載されている。
また、特許文献４には、ＳｉＯ２からなる低屈折率層とＴａ２Ｏ５からなる高屈折率層とが積層した反射防止膜において、Ｔａ２Ｏ５を酸素イオンアシスト法により蒸着することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５１７２６４号
【特許文献２】特開平５−４５５０３号公報
【特許文献３】特開２００２−７１９０３号公報
【特許文献４】特開２００９−２９４６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クラック発生の原因の一つとしては、高湿度環境におけるプラスチック基材の水分吸湿による伸びが挙げられる。水分吸湿を阻止するためには、反射防止層に水蒸気バリア性能を持たせることが考えられるが、十分な水蒸気バリア性能を得るために蒸着材料と成膜条件の選定が必要である。特許文献２では、クラックの発生抑制のためにイオンアシスト法による基材表面の改質を利用しているが、表面改質により密着性を向上させてクラック発生を抑制するもので、本発明者らが検討した結果、十分な水蒸気バリア性能の反射防止層を得るには蒸着材料及び成膜条件が不十分であることが分かった。また、特許文献３及び４等でもイオンアシスト法により反射防止層が形成されているが、反射防止層の水蒸気バリア性能向上についての知見は示されていない。
【０００６】
以上のような状況に鑑み、本発明の目的は、水蒸気バリア性能に優れ、クラック発生が抑制された反射防止膜の製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、水蒸気バリア性能に優れ、クラック発生が抑制された反射防止膜、並びに該反射防止膜を有する光学部材及びプラスチックレンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らが検討したところ、低屈折率層に通常用いられるＳｉＯ２より酸化度が低いＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を用いることで、高い水蒸気バリア性能を有し、クラックの発生が抑制された反射防止膜を得られることを見出した。ＳｉＯｘ膜は光吸収により褐色を呈し透明度が低いため光学材料には不向きであるが、本発明者らが更に検討したところ、ＳｉＯｘ膜をイオンアシスト法により蒸着成膜することにより、光吸収をなくし透明にすることができることを見出した。
【０００８】
即ち、前記課題は、以下の手段により解決することができる。
［１］
基材上に、少なくともＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を含有する層を含む低屈折率層と、高屈折率層とを有する反射防止膜の製造方法であって、
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層を、前記基材上にプラズマ照射しながら蒸着により成膜する工程を含む反射防止膜の製造方法。
［２］
前記蒸着法により成膜されるＳｉＯｘを含有する層の蒸着物質がＳｉＯである、［１］記載の反射防止膜の製造方法。
［３］
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下である、［１］又は［２］記載の反射防止膜の製造方法。
［４］
前記ＳｉＯｘを含有する層のうち最も前記基材側にある層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下である、［３］記載の反射防止膜の製造方法。
［５］
前記蒸着成膜時の到達圧力が１×１０−３Ｐａ以下であり、プラズマイオンの加速電圧が２００Ｖより大きく、イオン電流が３００ｍＡ以上である、［１］〜［４］のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
［６］
前記プラズマ照射がアルゴン及び酸素イオンの照射である、［１］〜［５］のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
［７］
前記高屈折率層が酸化タンタル又は酸化チタンを含有する層を含む、［１］〜［６］のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
［８］
［１］〜［７］のいずれか１項記載の製造方法により得られた反射防止膜。
［９］
前記基材がプラスチックである［８］記載の反射防止膜。
［１０］
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層の透湿度が０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下である、［８］又は［９］記載の反射防止膜。
［１１］
前記低屈折率層と前記高屈折率層とがそれぞれ複数層積層された、［８］〜［１０］のいずれか１項記載の反射防止膜。
［１２］
［８］〜［１１］のいずれか１項記載の反射防止膜を有する光学部材。
［１３］
［８］〜［１１］のいずれか１項記載の反射防止膜を有するプラスチックレンズ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水蒸気バリア性能に優れ、クラック発生が抑制された反射防止膜、及び該反射防止膜を有する光学部材及びプラスチックレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例で作製した反射防止膜を模式的に示す図である。
【図２】実施例１で作製した反射防止膜の反射特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１２】
本発明の反射防止膜の製造方法は、基材上に少なくともＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を含有する層を含む低屈折率層と、高屈折率層とを有する反射防止膜の製造方法であって、ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層を、基材上にプラズマ照射しながら蒸着により成膜する工程を含む。
【００１３】
［反射防止膜］
本発明に係る反射防止膜は、基材上に少なくともＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を含有する層を含む低屈折率層と、高屈折率層とを有し、ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層が、基材上にプラズマ照射しながら蒸着により成膜された層である。
低屈折率層と高屈折率層は、それぞれ１層でも複数層でもよい。低屈折率層と高屈折率層の積層順序も特に限定されないが、基材から最も遠い層（空気側の層）は低屈折率層であることが好ましい。
反射防止性能向上の観点から、低屈折率層と高屈折率層とがそれぞれ複数層積層されていることが好ましく、低屈折率層と高屈折率層とが交互に複数層積層されていることがより好ましい。
【００１４】
（基材）
本発明に係る反射防止膜において、基材の種類は特に限定されず、ガラス材料、プラスチック材料のいずれでもよいが、軽量で加工のし易さなどの点から、プラスチック材料であることが好ましい。
プラスチック材料としては、特に限定されず、例えば、シクロオレフィン共重合体、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。
基材としては、市販のものを用いることもでき、例えば、ＺＥＯＮＥＸ ３３０Ｒ、ＺＥＯＮＥＸ Ｅ４８Ｒ、ＺＥＯＮＥＸ Ｆ５２Ｒ（以上、日本ゼオン（株）製）、ＯＫＰ４−ＨＴ（大阪ガスケミカル（株）製）、ＥＰ５０００（三菱ガス樹脂（株）製）、ＡＤ−５５０３（帝人化成（株）製）などを挙げることができる。
基材の屈折率は、１．５以上１．８以下であることが好ましく、１．５０以上１．６４以下であることがより好ましい。
【００１５】
（低屈折率層）
本発明に係る反射防止膜においては、低屈折率層として、ＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を含有する層を少なくとも含む。ＳｉＯｘを含有する層を含むことで、水蒸気バリア性能が向上し、反射防止膜のクラックの発生を抑制することができる。
ＳｉＯｘのｘは酸化度で２未満の数を表す。ｘが２未満であると、水蒸気バリア性能が向上し、反射防止膜のクラックの発生抑制することができる。好ましくは１．８以下であり、より好ましくは１．５以下である。
なお、蒸着材料としてＳｉＯを使用する場合、ＳｉＯｘのｘの下限値は理論的には１．０であり、通常、１．１程度である。
本発明に係る反射防止膜においては、ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下であることが好ましく、ＳｉＯｘを含有する層のうち最も基材側にある層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下であることがより好ましい。ＳｉＯｘを含有する層が複数層ある場合には、層ごとにＳｉＯｘの酸化度が異なっていてもよい。
【００１６】
ＳｉＯｘを含有する層の水蒸気バリア性能は低いことが好ましく、該層の透湿度が０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることが好まし、０．０１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることがより好ましい。透湿度は低ければ低いほど好ましいが、下限としては０．００１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）程度である。透湿度はＭＯＣＯＮ法（ＪＩＳ Ｋ７１２９Ｂ法（赤外線センサー法））を基づき測定することができる。
【００１７】
ＳｉＯｘを含有する層はＳｉＯｘ以外の材料を含むことができる。また、低屈折率層として、ＳｉＯｘを含有する層以外に、ＳｉＯｘ以外の材料を含む層があってもよい。ＳｉＯｘ以外に低屈折率層に用いることのできる材料としては、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、及びそれらの混合物を用いることができる。
【００１８】
低屈折率層の屈折率は、１．３５以上１．５以下であることが好ましく、１．３８以上１．４７以下であることがより好ましい。また、低屈折率層の光学膜厚は、設計波長λ０を５００ｎｍとしたときに、透湿度の観点からは、０．１４λ０以上０．４４λ０以下であることが好ましく、０．２３λ０以上０．３５λ０以下であることがより好ましい。ただし、光学設計等の観点から０．１４λ０以下とすることもでき、上記範囲に限定されない。
【００１９】
（高屈折率層）
本発明に係る反射防止膜において、高屈折率層の材料としては、例えば、チタン酸ランタン（ＬａＴｉＯ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、及びそれらの混合物を用いることができる。
クラックや膜剥離を抑制するためには適度な圧縮応力を持たせることが好ましく、また膜耐久性を有することも好ましい。これらの観点から、光屈折率層の材料としては、チタン酸ランタン（ＬａＴｉＯ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、又は酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）が好ましく、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）が好ましい。
【００２０】
高屈折率層の屈折率は、１．７以上２．５以下であることが好ましく、１．８以上２．２以下であることがより好ましい。また、高屈折率層の光学膜厚は、設計波長λ０を５００ｎｍとしたときに、０．０３６λ０以上０．５４λ０以下であることが好ましく、０．０７２λ０以上０．４３λ０以下であることがより好ましい。
【００２１】
（その他の層）
本発明に係る反射防止膜は、基材と反射防止膜との間に下地層が設けてもよい。該下地層の材料としては、ＳｉＯ２が挙げられる。下地層の膜厚としては２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。
また、基材と反射防止膜又は下地層との間に、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ーティング組成物を硬化したものが一般的に用いられる。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）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（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。
【００２２】
更に、硬化被膜と基材の密着性を向上させるために、プライマー層を形成してもよい。プライマー層を形成すると、反射防止膜の耐衝撃性が向上する効果が付与される。プライマー層の構成材料としては、ウレタン系材料が挙げられる。
更に、反射防止膜の最外層の上に、必要に応じ、撥水層が設けられていてもよい。
【００２３】
［反射防止膜の製造方法］
以下に、本発明の反射防止膜の製造方法について説明する。
本発明の反射防止膜は、基材上に低屈折率層及び高屈折率層を積層することで形成される。その中で、低屈折率層のうち、ＳｉＯｘを含有する層（以下、「ＳｉＯｘ膜」ともいう）の少なくとも１層は基材上にプラズマ照射しながら蒸着により成膜される。プラズマ照射しながら蒸着することで、水蒸気バリア性能が高くクラック発生が抑制され、しかも光吸収がなく透明な光学部材に適したＳｉＯｘ膜を得ることができる。
ＳｉＯｘ膜の酸化度は、基材上へプラズマ照射しながら蒸着する成膜により膜中の酸素欠損量を調整して制御することができる。特に、酸素ガスイオン量を調節することで層の酸素欠損量を容易に調整することができる。
【００２４】
プラズマ照射しながらの蒸着は、イオンアシスト法として公知の方法により行うことができる。
基材上へ照射されるプラズマの源となるガスは、特に限定されず、酸素ガス（Ｏ２）、炭酸ガス（ＣＯ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）などを単独若しくは混合して用いることができる。ＳｉＯｘ膜など蒸着で得られる膜の酸化度の調整し易さの点からは、酸素ガス（Ｏ２）が好ましい。また、アルゴンガス（Ａｒ）、窒素ガス（Ｎ２）などの不活性ガスを混合してもよい。
特に、蒸着膜の酸化度の調整する上で、アルゴンガスと酸素ガスとの混合物が好ましく、この場合、基材へのプラズマ照射はアルゴン及び酸素イオンが照射される。
酸素ガスとアルゴンガスとの混合比は、体積比で、４：１〜９：１が好ましく、５：１〜７：１がより好ましい。
また、酸素ガスの流入量は、３０ｓｃｃｍ以上７０ｓｃｃｍ以下が好ましく、４０ｓｃｃｍ以上６０ｓｃｃｍ以下であることがより好ましい。
【００２５】
上記のガスに電圧を印加し加速し、プラズマイオン化して基材上へ照射する。プラズマイオンの加速電圧は２００Ｖより大きいことが好ましく、３００Ｖ以上であることが更に好ましく、５００Ｖ以上であることが更に好ましい。加速電圧が上記範囲にあると、ＳｉＯｘ膜の膜密度が上がり、水蒸気バリア性能がより向上することができる。加速電圧の上限は、特に制限されないが、基材温度上昇による膜破壊を防ぐ観点から、１２００Ｖ以下が好ましく、１０００Ｖ以下がより好ましい。
プラズマイオンのイオン電流は、基材上で、３００ｍＡ以上であることが好ましく、５００ｍＡ以上がより好ましい。イオン電流が上記範囲にあると、ＳｉＯｘ膜の膜密度が上がり、水蒸気バリア性能がより向上することができる。イオン電流の上限は、特に制限されないが、基材温度上昇による膜破壊や膜応力の増加による膜剥離を防ぐ観点から、１０００ｍＡ以下が好ましく、９００ｍＡ以下がより好ましい。
【００２６】
蒸着成膜時の到達圧力は、２×１０−３Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−３Ｐａ以下であることがより好ましい。プラズマ照射及び蒸着成膜は、通常、蒸着設備を備えた真空装置内で行われるので、そのような場合には、上記到達圧力は該真空装置内の真空度を意味する。プラズマ照射時の雰囲気の圧力は２×１０−２以上１×１０−２以下が好ましい。上記圧力範囲とするためは、脱ガスにより減らすことが好ましく、特にＨ２Ｏを減らすことが好ましい。Ｈ２Ｏを減らすことにより、ＳｉＯｘ膜中の水酸基（−ＯＨ）の成分が減り、水蒸気バリア性能を向上させることができる。この水酸基の含有状態は、ＦＴ−ＩＲ法により観測することができる。
【００２７】
ＳｉＯｘ膜の蒸着は、公知の方法で行うことができる。蒸着物質としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ２及びこれらの混合物などを用いることができるが、蒸着膜の酸化度調整の観点からは、ＳｉＯを用いることが好ましい。また、電子線照射時のスプラッシュを回避する上で、ＳｉＯはペレット状に成形したものや１０ｍｍ以下程度の大きな粒状のものを使用することが好ましい。
蒸着時の基材温度は、８５℃以上１１０℃以下が好ましく、９０℃以上１００℃以下がより好ましい。蒸着速度は、５Å／ｓｅｃ以上１５Å／ｓｅｃ以下が好ましく、９Å／ｓｅｃ以上１２Å／ｓｅｃ以下がより好ましい。
【００２８】
ＳｉＯｘ膜以外の低屈折率層及び高屈折率層の成膜は、特に制限されないが、成膜工程の一貫性及び簡素化の観点からＳｉＯｘ膜と同様に蒸着により成膜することが好ましい。
蒸着時のプラズマ照射は、行っても行わなくてもよいが、蒸着膜の着色を抑えて透明性を上げる観点から、蒸着時にプラズマ照射を行うことが好ましい。
【００２９】
例えば、高屈折率層を酸化チタン（ＴｉＯ２）又は酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）含有する層とする場合、ＴｉＯ２又はＴａ２Ｏ５を蒸着物質として、公知の蒸着方法でＴｉＯ２又はＴａ２Ｏ５の蒸着膜を形成することができる。蒸着する際に基材上へプラズマ照射を行ってもよく、この場合のプラズマの源となるガスは、アルゴンガスと酸素ガスとの混合物が好ましく、酸素ガスとアルゴンガスとの混合比は、体積比で、４：１〜９：１が好ましく、５：１〜７：１がより好ましい。また、酸素ガスの流入量は、３０ｓｃｃｍ以上７０ｓｃｃｍ以下が好ましく、４０ｓｃｃｍ以上６０ｓｃｃｍ以下であることがより好ましい。プラズマイオンの加速電圧は２００Ｖ以上１２００Ｖ以下が好ましく、３００Ｖ以上１０００Ｖ以下がより好ましい。プラズマイオンのイオン電流は、基材上で、３００ｍＡ以上１０００ｍＡ以下が好ましく、５００ｍＡ以上９００ｍＡ以下がより好ましい。蒸着時の真空の到達圧力は２×１０−３Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−３Ｐａ以下であることがより好ましい。プラズマ照射時の雰囲気の圧力は２×１０−２以上１×１０−２以下が好ましい。
【００３０】
［光学部材、プラスチックレンズ］
本発明に係る反射防止膜は、高温高湿環境下でもクラックの発生が起こらないため、レンズ、プリズム、フィルターなどの種々の光学部材に好適に用いることができる。
例えば、反射防止膜の基材として、レンズ機能を有するプラスチックを用いた場合に反射防止膜付きのプラスチックレンズとして利用することができる。この場合、優れた反射防止効果を有しながら、かつ、高温高湿環境下でもクラックの発生がなく、透明のプラスチックレンズを得ることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明を更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。
【００３２】
［実施例１〜３、比較例１］
図１に示す層構成の反射防止膜を作製した。即ち、基材１００上に、高屈折率層として第１層としてＴａ２Ｏ５膜１（高屈折率層）、第２層としてＳｉＯｘ膜２（低屈折率層）、第３層としてＴａ２Ｏ５膜３（高屈折率層）、第４層としてＳｉＯｘ膜４（低屈折率層）を積層した反射防止膜１０を作製した。
基材１００としてＺＥＯＮＥＸ３３０Ｒ（日本ゼオン（株））を用い、その上に、Ｔａ２Ｏ５膜及びＳｉＯｘ膜を成膜した。ここで、実施例１〜３についてはイオンアシスト法にて成膜した。蒸着物質としては、Ｔａ２Ｏ５膜についてはＴａ２Ｏ５を使用し、ＳｉＯｘ膜についてはＳｉＯを用いた。他の成膜条件を下記表１に示す。
なお、ＳｉＯｘ膜２、４の透湿度については、成膜条件を同じにして樹脂フィルム上にそれぞれ単独で成膜し、ＭＯＣＯＮ法に基づき測定した。測定結果は下記表１に示す。
また、各層の光学膜厚は、λ０＝５００ｎｍとして、Ｔａ２Ｏ５膜１が０．１２λ０、ＳｉＯｘ膜２が０．０８λ０、Ｔａ２Ｏ５膜３が０．１９λ０、ＳｉＯｘ膜４が０．２８λ０となるようにした。
図２に、実施例１で作製した反射防止膜の反射特性を示す。
【００３３】
得られた反射防止膜を８５℃９５％ＲＨの環境下に１０００時間放置した後、反射防止膜を光学顕微鏡で観察しクラックの有無を調べ、以下の基準で評価した。評価結果は下記表２に示す。
○：反射防止膜にクラックが見られない。
△：反射防止膜に１〜２本のクラックが見られる。
×：反射防止膜に３本以上の多数のクラックが見られる。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１に示す結果より、ＳｉＯｘを含有する層をイオンアシスト法による蒸着により成膜した本発明の反射防止膜は、高温高湿環境下でもクラックの発生が抑制されていることが分かる。
【００３６】
［参考例］
基材ＺＥＯＮＥＸ３３０Ｒ（日本ゼオン（株））上に、下記表２に示す条件で、ＳｉＯ２膜及びＳｉＯｘ膜をそれぞれ単独で成膜した。それぞれ膜厚は１００ｎｍである。蒸着方式がイオンアシスト法の場合に、酸素ガス及びアルゴンガスをそれぞれ５０ｓｃｃｍ及び８ｓｃｃｍの流入量で導入し、基材上にプラズマ照射した。
成膜後、透湿度をＭＯＣＯＮ法に基づいて測定した。測定結果は下記表２に示す。
ＳｉＯ２膜及びＳｉＯｘ膜の通常蒸着は、酸素ガス及びＡｒガスの流入なしでＥＢ照射により蒸着した。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２の結果から、ＳｉＯｘ膜はＳｉＯ２膜に比べて水蒸気バリア性能に優れ、更に、イオンアシスト法により成膜した場合には、更に水蒸気バリア性能が格段に向上することが分かる。
なお、通常蒸着により成膜したＳｉＯｘ膜は褐色であったが、イオンアシスト法により成膜したＳｉＯｘ膜は透明であった。
【符号の説明】
【００３９】
１ Ｔａ２Ｏ５膜（高屈折率層）
２ ＳｉＯｘ膜（低屈折率層）
３ Ｔａ２Ｏ５膜（高屈折率層）
４ ＳｉＯｘ膜（低屈折率層）
１０ 反射防止膜
１００ 基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に、少なくともＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を含有する層を含む低屈折率層と、高屈折率層とを有する反射防止膜の製造方法であって、
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層を、前記基材上にプラズマ照射しながら蒸着により成膜する工程を含む反射防止膜の製造方法。
【請求項２】
前記蒸着法により成膜されるＳｉＯｘを含有する層の蒸着物質がＳｉＯである、請求項１記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項３】
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下である、請求項１又は２記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項４】
前記ＳｉＯｘを含有する層のうち最も前記基材側にある層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下である、請求項３記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項５】
前記蒸着成膜時の雰囲気の到達圧力が１×１０−３Ｐａ以下であり、プラズマイオンの加速電圧が２００Ｖより大きく、イオン電流が３００ｍＡ以上である、請求項１〜４のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項６】
前記プラズマ照射がアルゴン及び酸素イオンの照射である、請求項１〜５のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項７】
前記高屈折率層が酸化タンタル又は酸化チタンを含有する層を含む、請求項１〜６のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の製造方法により得られた反射防止膜。
【請求項９】
前記基材がプラスチックである請求項８記載の反射防止膜。
【請求項１０】
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層の透湿度が０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下である、請求項８又は９記載の反射防止膜。
【請求項１１】
前記低屈折率層と前記高屈折率層とがそれぞれ複数層積層された、請求項８〜１０のいずれか１項記載の反射防止膜。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１項記載の反射防止膜を有する光学部材。
【請求項１３】
請求項８〜１１のいずれか１項記載の反射防止膜を有するプラスチックレンズ。
【請求項１】
基材上に、少なくともＳｉＯｘ（ｘは酸化度で、２未満の数を表す）を含有する層を含む低屈折率層と、高屈折率層とを有する反射防止膜の製造方法であって、
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層を、前記基材上にプラズマ照射しながら蒸着により成膜する工程を含む反射防止膜の製造方法。
【請求項２】
前記蒸着法により成膜されるＳｉＯｘを含有する層の蒸着物質がＳｉＯである、請求項１記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項３】
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下である、請求項１又は２記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項４】
前記ＳｉＯｘを含有する層のうち最も前記基材側にある層におけるＳｉＯｘの酸化度ｘが１．０以上１．８以下である、請求項３記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項５】
前記蒸着成膜時の雰囲気の到達圧力が１×１０−３Ｐａ以下であり、プラズマイオンの加速電圧が２００Ｖより大きく、イオン電流が３００ｍＡ以上である、請求項１〜４のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項６】
前記プラズマ照射がアルゴン及び酸素イオンの照射である、請求項１〜５のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項７】
前記高屈折率層が酸化タンタル又は酸化チタンを含有する層を含む、請求項１〜６のいずれか１項記載の反射防止膜の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の製造方法により得られた反射防止膜。
【請求項９】
前記基材がプラスチックである請求項８記載の反射防止膜。
【請求項１０】
前記ＳｉＯｘを含有する層の少なくとも１層の透湿度が０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下である、請求項８又は９記載の反射防止膜。
【請求項１１】
前記低屈折率層と前記高屈折率層とがそれぞれ複数層積層された、請求項８〜１０のいずれか１項記載の反射防止膜。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１項記載の反射防止膜を有する光学部材。
【請求項１３】
請求項８〜１１のいずれか１項記載の反射防止膜を有するプラスチックレンズ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−７３５４２（Ｐ２０１２−７３５４２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２００７５（Ｐ２０１０−２２００７５）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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