JP5867794B2

JP5867794B2 - 眼鏡レンズの製造方法および光学物品の製造方法

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Publication number: JP5867794B2
Application number: JP2009191721A
Authority: JP
Inventors: 西本　圭司; 圭司西本; 野口　崇; 崇野口; 関　浩幸; 浩幸関
Original assignee: イーエイチエスレンズフィリピンインク
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2029-08-21
Also published as: JP2010237637A

Description

本発明は、眼鏡レンズなどのレンズ、その他の光学材料あるいは製品に用いられる光学
物品およびその製造方法に関するものである。

眼鏡レンズなどの光学物品は、種々の機能を果たすための基材（光学基材）の表面に、
その基材の機能をさらに強化したり、保護したりするために種々の機能を備えた層（膜）
が形成されている。たとえば、レンズ基材の耐久性を確保するためのハードコート層、ゴ
ーストおよびちらつきを防止するための反射防止層などが公知である。反射防止層の典型
的なものは、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酸化膜
を交互に積層してなるいわゆる多層反射防止層である。

特許文献１には、基板上に形成された複数層からなる無機薄膜を有する光学多層膜フィ
ルタであって、無機薄膜の最表層を構成する酸化ケイ素層の密度が１．９〜２．２ｇ／ｃ
ｍ³であることを特徴とする光学多層膜フィルタが記載されている。無機薄膜の最表層を
構成する酸化ケイ素層の密度を１．９〜２．２ｇ／ｃｍ³とすることによって、本来高い
絶縁性を示すはずの酸化ケイ素層（主にＳｉＯ₂膜）の絶縁性が低下する（導電性が高く
なる）。そのため摩擦等による帯電によって表面に発生した電荷が移動しやすくなり、空
気中へのコロナ放電やあるいは適当なアースによって容易に電荷が中和され、光学多層膜
フィルタにゴミ等の付着が生じにくくなることが特許文献１に記載されている。

特開２００７−２９８９５１号公報（段落番号０００６）

基材の表面に形成される反射防止層あるいは多層膜フィルタに、帯電防止、電磁波遮蔽
などを目的とした導電性を付与するために、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層、金や銀な
どの金属の層を用いることが知られている。しかしながら、ＩＴＯ、金、銀などの、光学
的な要求に基づく無機薄膜の構成に関与しない組成を導入することは幾つかの問題の要因
となる可能性がある。たとえば、ＩＴＯや銀は、酸やアルカリなどに対する耐久性や腐食
が問題になる可能性がある。金は一般的に密着性が低く、膜の剥れが発生する恐れがある
。またＩＴＯは毒性があることから眼鏡レンズ等の日常品への使用が懸念されている。

特許文献１の技術は、無機薄膜の最表層を構成する酸化ケイ素層の密度を低くすること
により導電性を高くするので、上記の問題を回避しやすい。このため、無機薄膜、あるい
は反射防止層などの層（層構造）を有する光学物品において、これらの層構造の光学的な
要求に基づく構成にさらに影響を与えにくい方法により導電性を向上できる方法が常に要
望されている。

本発明の一態様は、光学基材の上に直にまたは他の層を介して、金属酸化物を含む透光
性の第１の層を形成することと、第１の層の表面にイオンを照射することにより、第１の
層の表層域に酸素欠陥を導入することとを有する、光学物品の製造方法である。金属酸化
物の物性は、非化学量論な酸素組成により顕著に変化することが多い。その変化の１つは
、金属原子が化学量論比より多いと酸素空孔が形成され導電性が向上することである。し
たがって、この製造方法においては、イオンを照射することにより第１の層の表面に酸素
欠陥（酸素欠損）を導入し、歪や酸素空孔が形成されるようにする。

一方、歪や酸素空孔の増加により、それらが色中心となり光を吸収して着色が見られた
り、層の屈折率が変化したりする可能性がある。このため、この製造方法においては、第
１の層の表面にイオンを照射することにより、第１の層の表層域に限って酸素欠陥（酸素
欠損）が導入されるようにする。したがって、層構造の光学的な、および／または物理的
な特性に与える影響を抑制しながら、導電性を向上できる。すなわち、この方法により、
無機薄膜、あるいは反射防止層などの層（層構造）を有する光学物品において、これらの
層構造の性能の低下を抑制しながら導電性を向上できる。このため、光学的特性に優れ、
さらに導電性が向上した光学物品を製造し、提供できる。

照射するイオンの典型的なものは、アルゴン、キセノン、ヘリウム、窒素およびネオン
の少なくともいずれかを含む不活性ガスのイオンである。金属酸化物を含む第１の層を蒸
着、スパッタリングなどの製造方法により製造するプロセスにおいて、これらのイオンを
第１の層を成膜した後に照射し、酸素欠陥を導入できる。

金属酸化物の典型的なものは、酸化物半導体を形成する遷移金属酸化物であり、たとえ
ば、酸化チタンである。

イオンの照射対象となる第１の層は、単層でも、多層構造の層の１つまたは複数でも良
く、多層構造の典型的なものは反射防止層である。したがって、本発明の製造方法は、さ
らに、イオンを照射する処理を行った後に、さらに、反射防止層の多層構造の他の層を形
成することを含んでもよい。

本発明の製造方法は、表面がイオン照射処理された第１の層の上に、直にまたは他の層
を介して防汚層を形成してもよい。イオン照射された第１の層を含む反射防止層、または
反射防止層の最上層にイオン照射処理を施し、その上に防汚層を形成しても、光学物品の
シート抵抗の低下が見られる。

本発明の他の態様の１つは、光学基材と、光学基材の上に直にまたは他の層を介して形成された、金属酸化物を含む透光性の第１の層であって、表層域に、イオン照射により酸素欠陥が導入された酸素欠損域を含む第１の層とを有する光学物品である。この光学物品においては、第１の層の表層域に酸素欠損域を含み、この酸素欠損域は、酸素欠陥が導入されただけであり、さらに表層域に限られるので第１の層の透光性に影響を与えにくく、さらに、酸素欠陥による導電性の向上が望まれる。したがって、この光学物品は、光学物品としての性能の低下を抑制しながら、帯電防止、ゴミ付着防止などの機能を付与できる。

第１の層は単層でも、多層構造でもよい。多層構造の典型的なものは反射防止層であり
、第１の層は反射防止層に含まれる１つまたは複数の層であってもよい。

酸素欠陥により導電性などの物性が変化しやすい金属酸化物の典型的なものは酸化物半
導体となる遷移金属酸化物であり、典型的なものは酸化チタンである。

光学基材の典型的なものはプラスチックレンズ基材である。光学物品の一形態は眼鏡レ
ンズであり、本発明の他の態様の１つは、眼鏡レンズと、眼鏡レンズが装着されたフレー
ムとを有する眼鏡である。

本発明のさらに異なる他の態様の１つは、上記の光学物品と、光学物品を通して画像を
投影および／または取得する装置とを有するシステムである。投影するための装置を含む
システムの典型的なものはプロジェクターである。光学物品の典型的なものは、投射用の
レンズ、ダイクロイックプリズム、カバーガラスなどである。本発明を、画像形成装置の
１つであるＬＣＤ（液晶デバイス）などのライトバルブあるいはそれらに含まれる素子に
適用してもよい。光学物品を通して画像を取得するための装置を含むシステムの典型的な
ものはカメラである。光学物品の典型的なものは、結像用のレンズ、カバーガラスなどで
ある。本発明を、撮像装置の１つであるＣＣＤなどに適用してもよい。

本発明のさらに異なる他の態様の１つは、上記の光学物品と、光学物品を通してアクセ
スする媒体とを有するシステムである。このシステムの典型的なものは、記録媒体を内蔵
し、表面の帯電性が低いことが要望されるＤＶＤなどの情報記録装置、美的表現を発揮す
る媒体を内蔵した装飾品などである。

反射防止層を含むレンズの構造を示す断面図。反射防止層の製造に用いる蒸着装置を模式的に示す図。反射防止層の成膜条件を示す図。反射防止層のシート抵抗および帯電防止性の測定結果を示す図。反射防止層の反射分光特性の測定結果を示す図。図６（Ａ）は、シート抵抗を測定する様子を示す断面図、図６（Ｂ）は平面図。製造直後のシート抵抗の測定値を示すグラフ。製造直後および７２時間後のシート抵抗の測定値を示すグラフ。異なる反射防止層を含むレンズの構造を示す断面図。図９に示した反射防止層の成膜条件を示す図。反射防止層のシート抵抗および帯電防止性の測定結果を示す図。反射防止層の反射分光特性の測定結果を示す図。製造直後のシート抵抗の測定値を示すグラフ。製造直後および７２時間後のシート抵抗の測定値を示すグラフ。眼鏡の概要を示す図。プロジェクターの概要を示す図。デジタルカメラの概要を示す図。記録媒体の概要を示す図。

図１に、本発明の実施形態のレンズの構成を、基材を中心とした一方の面の側の断面図
により示している。レンズ１０は、レンズ基材１と、レンズ基材１の表面に形成されたハ
ードコート層２と、ハードコート層２の上に形成された透光性の反射防止層３と、反射防
止層３の上に形成された防汚層４とを含む。

１．レンズの概要
１．１レンズ基材
レンズ基材１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
。レンズ基材１の屈折率は、たとえば、１．６０〜１．７５程度である。この実施形態に
おいては、屈折率は上記の範囲でも、上記の範囲から上下に離れていても許容の範囲内で
ある。

１．２ハードコート層（プライマー層）
レンズ基材１の上に形成されるハードコート層２は、耐擦傷性を向上するものである。
ハードコート層２に使用される材料として、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン
系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、アミノ系樹脂、ポリエステル系
樹脂、ポリアミド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、スチレン系樹脂、シリコン系樹脂お
よびこれらの混合物もしくは共重合体等を挙げることができる。ハードコート層２の一例
は、シリコーン系樹脂であり、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形成できる。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を含めることができる。

金属酸化物微粒子の具体例は、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、Ｓｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｃ
ｅＯ₂、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である。これら
の微粒子を、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
分散させたものをコーティング組成物に混合できる。

レンズ基材１とハードコート層２との密着性を確保するために、レンズ基材１とハード
コート層２との間にプライマー層を設けることができる。プライマー層は、高屈折率レン
ズ基材の欠点である耐衝撃性を改善するためにも有効である。プライマー層を形成するた
めの樹脂としては、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂
、ポリビニルアセタール系樹脂、アミノ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂
、ビニルアルコール系樹脂、スチレン系樹脂、シリコン系樹脂およびこれらの混合物もし
くは共重合体等が挙げられる。密着性を持たせるためのプライマー層としてはウレタン系
樹脂およびポリエステル系樹脂が好適である。

ハードコート層２およびプライマー層の製造方法の典型的なものは、ディッピング法、
スピンナー法、スプレー法、フロー法によりコーティング組成物を塗布し、その後、４０
〜２００℃の温度で数時間加熱乾燥する方法である。

１．３反射防止層
ハードコート層２の上に形成される反射防止層３の典型的なものは無機系の反射防止層
と有機系の反射防止層である。無機系の反射防止層は多層膜で構成され、例えば、屈折率
が１．３〜１．６である低屈折率層と、屈折率が１．８〜２．６である高屈折率層とを交
互に積層して形成することができる。層数としては、５層あるいは７層程度である。反射
防止層を構成する各層に使用される無機物の例としては、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、ＺｒＯ₂、Ｔ
ｉＯ₂、ＴｉＯ、Ｔｉ₂Ｏ₃、Ｔｉ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴａＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＮｄＯ₂、ＮｂＯ
、Ｎｂ₂Ｏ₃、ＮｂＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＣｅＯ₂、ＭｇＯ、ＳｎＯ₂、ＭｇＦ₂、ＷＯ₃、ＨｆＯ₂
、Ｙ₂Ｏ₃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種以上を混合し
て用いる。

反射防止層３を形成する方法としては、乾式法、例えば、真空蒸着法、イオンプレーテ
ィング法、スパッタリング法などが挙げられる。真空蒸着法においては、蒸着中にイオン
ビームを同時に照射するイオンビームアシスト法を用いることができる。

有機系の反射防止層３の製造方法の１つは湿式法である。例えば、内部空洞を有するシ
リカ系微粒子（以下、「中空シリカ系微粒子」ともいう）と、有機ケイ素化合物とを含ん
だ反射防止層形成用のコーティング組成物を、ハードコート層、プライマー層と同様の方
法でコーティングして形成することもできる。中空シリカ系微粒子を用いるのは、内部空
洞内にシリカよりも屈折率が低い気体または溶媒が包含されることによって、空洞のない
シリカ系微粒子に比べてより屈折率が低減し、結果的に、優れた反射防止効果を付与でき
るからである。中空シリカ系微粒子は、特開２００１−２３３６１１号公報に記載されて
いる方法などで製造することができるが、平均粒子径が１〜１５０ｎｍの範囲にあり、か
つ屈折率が１．１６〜１．３９の範囲にあるものを使用することができる。この有機系の
反射防止層の層厚は、５０〜１５０ｎｍの範囲が好適である。この範囲より厚すぎたり薄
すぎたりすると、十分な反射防止効果が得られないおそれがある。

１．４イオン照射処理
さらに、本発明の実施形態のレンズ１０においては、反射防止層３に含まれる少なくと
も１つの層の表層域３３に、イオン照射により酸素欠陥が導入された酸素欠損域が含まれ
ている。図１に示すレンズ１０においては、最上層の低屈折率層３１の下の高屈折率層３
２、すなわち、最上層の高屈折率層３２の表層域３３に酸素欠損域が含まれている。なお
、以降においては表層域を酸素欠損域３３とみなして説明する。

酸素欠損域３３は、金属酸化物層の酸素原子がイオン照射により分離あるいは離脱し、
金属原子と酸素原子との化学量論比が所定の化合物としての比から外れた組成（非化学量
論な組成）になっている領域を示す。照射するイオンは限定されないが、以下において説
明する蒸着装置においては、アルゴン、窒素、ヘリウム、ネオン、キセノン等のイオンを
用いることが好ましい。酸化物半導体の物性が非化学量論な酸素組成により変化すること
が知られている。たとえば、二酸化チタンについては、相中の酸素原子が容易に離脱して
非化学量論な組成の酸化チタン（ＴｉＯ_x）相が生じることが知られている。ＴｉＯ_x相に
おいては、歪や酸素空孔のために二酸化チタンとは異なる電子状態となり、異なる物性を
示す。

ＴｉＯ_x相がＴｉＯ₂相と異なる物性を示す１つの要因は歪であり、たとえば、結晶構造
が酸素欠陥に起因して局所的にマグネリ相に変化することが考えられる。また、他の要因
は、結晶構造がそのままであれば、チタン原子が化学量論比より大きくなることにより生
じる酸素の空孔が正の電荷があるように振る舞うことである。これらの要因により、酸素
欠損域３３では導電性が向上し、シート抵抗が低下することが予定される。

予想される異なる物性の他の１つは、酸素空孔が、電子をトラップする可能性であり、
この場合は、酸素空孔が色中心（ＣｏｌｏｒＣｅｎｔｅｒ）となり、光を吸収し着色の
原因となる可能性がある。

したがって、金属酸化物の着色が発生しない、あるいは着色が光学物品として実質的に
影響がない程度の範囲で、酸素欠損域３３を形成することにより、反射防止層３の基本的
な化学組成を変えずに、シート抵抗を下げることができる。

１．５防汚層
反射防止層３の上に撥水膜、または親水性の防曇膜（防汚層）４を形成することが多い
。防汚層４は、光学物品（レンズ）１０の表面の撥水撥油性能を向上させる目的で、反射
防止層３の上に、フッ素を含有する有機ケイ素化合物からなる層を形成したものである。
フッ素を含有する有機ケイ素化合物としては、例えば、特開２００５−３０１２０８号公
報や特開２００６−１２６７８２号公報に記載されている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（防汚層
形成用のコーティング組成物）として用いることが好ましい。防汚層は、この撥水処理液
（防汚層形成用のコーティング組成物）を反射防止層上に塗布することにより形成するこ
とができる。塗布方法としては、ディッピング法、スピンコート法などを用いることがで
きる。なお、撥水処理液（防汚層形成用のコーティング組成物）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。

防汚層の層厚は、特に限定されないが、０．００１〜０．５μｍが適している。より好
適なのは０．００１〜０．０３μｍである。防汚層の層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適していない。また、防汚層の厚さが０．０３
μｍより厚くなると反射防止効果が低下する可能性がある。

２．サンプルの製造
２．１実施例１（サンプルＳ１）
２．１．１レンズ基材の選択およびハードコート層の成膜
基材１としては、屈折率１．６７の眼鏡用のプラスチックレンズ基材（セイコーエプソ
ン（株）製、商品名：セイコースーパーソブリン（ＳＳＶ））を用いた。

ハードコート層２を形成するための塗布液（コーティング液）を次のように調製した。
エポキシ樹脂−シリカハイブリッド（商品名：コンポセラン（登録商標）Ｅ１０２（荒川
化学工業（株）製））２０重量部に、酸無水物系硬化剤（商品名：硬化剤液（Ｃ２）（荒
川化学工業（株）製））４．４６重量部を混合、攪拌して塗布液（コーティング液）を得
た。このコーティング液を所定の厚さになるようにスピンコーターを用いて基材１の上に
塗布してハードコート層２を成膜した。塗布後のレンズ基材を１２５℃で２時間焼成した
。

２．１．２反射防止層の成膜
２．１．２．１蒸着装置
次に、図２に示す蒸着装置１００により無機系の反射防止層３を製造（成膜）した。例
示した蒸着装置１００は電子ビーム蒸着装置であり、真空容器１１０、排気装置１２０お
よびガス供給装置１３０を備えている。真空容器１１０は、ハードコート層２までが形成
されたレンズサンプル１０が載置されるサンプル支持台１１４と、サンプル支持台１１４
にセットされたレンズサンプル１０を加熱するための基材加熱用ヒーター１１５と、熱電
子を発生するフィラメント１１６とを備えており、電子銃（不図示）により熱電子を加速
して蒸発源（るつぼ）１１２および１１３にセットされた蒸着材料に熱電子を照射し蒸発
させ、レンズサンプル１０に材料を蒸着する。

さらに、この蒸着装置１００は、イオンアシスト蒸着を可能とするために、イオン源内
部に導入したガスをイオン化して加速し、レンズサンプル１０に照射するためのイオン銃
１１７を備えている。また、真空容器１１０には、残留した水分を除去するためのコール
ドトラップや、層厚を管理するための装置等をさらに設けることができる。層厚を管理す
る装置としては、例えば、反射型の光学膜厚計や水晶振動子膜厚計などがある。

真空容器１１０の内部は、排気装置１２０に含まれるターボ分子ポンプまたはクライオ
ポンプ１２１および圧力調整バルブ１２２により高真空、たとえば１×１０^-4Ｐａに保持
できる。一方、真空容器１１０の内部は、ガス供給装置１３０により所定のガス雰囲気す
ることも可能である。たとえば、ガス容器１３１には、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ₂）
、酸素（Ｏ₂）などが用意される。ガスの流量は流量制御装置１３２により制御でき、真
空容器１１０の内圧は圧力計１３５により制御できる。

基材加熱用ヒーター１１５は、例えば赤外線ランプであり、レンズサンプル１０を加熱
することによりガス出しあるいは水分とばしを行い、レンズサンプル１０の表面に形成さ
れる膜の密着性を確保する。

したがって、この蒸着装置１００における主な蒸着条件は、蒸着材料、電子銃の加速電
圧および電流値、イオンアシストの有無である。イオンアシストを利用する場合の条件は
、イオンの種類（真空容器１１０の雰囲気）と、イオン銃１１７の電圧値および電流値と
により与えられる。以下において、特に記載しないかぎり、電子銃の加速電圧は５〜１０
ｋＶの範囲、電流値は５０〜５００ｍＡの範囲の中で成膜レートなどをもとに選択される
。また、イオンアシストを利用する場合は、イオン銃１１７が電圧値２００Ｖ〜１ｋＶの
範囲、電流値が１００〜５００ｍＡの範囲で成膜レートなどをもとに選択される。

２．１．２．２低屈折率層および高屈折率層の成膜
ハードコート層２が形成されたレンズサンプル１０をアセトンにて洗浄し、真空容器１
１０の内部にて約７０℃の加熱処理を行い、レンズサンプル１０に付着した水分を蒸発さ
せる。次に、レンズサンプル１０の表面にイオンクリーニングを実施した。具体的には、
イオン銃１１７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サンプル１０
の表面に照射し、レンズサンプル１０の表面に付着した有機物の除去を行った。この方法
により、レンズサンプル１０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、酸素イオンの代わりに不活性ガス、例えばＡｒ、キセノン（Ｘｅ）、Ｎ₂を用
いて同様の処理を行うことができるし、酸素ラジカルや酸素プラズマを照射することもで
きる。

真空容器１１０の内部を十分に真空排気した後、電子ビーム真空蒸着法により、図１に
示すように、低屈折率層３１として二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）層、高屈折率層３２として
酸化チタン（ＴｉＯ₂）層を交互に積層して反射防止層３を成膜した。

１層目、３層目、５層目および７層目が低屈折率層３１であり、二酸化ケイ素をイオン
アシストは行わず真空蒸着することによりＳｉＯ₂層３１を成膜した。

２層目、４層目および第６層目が高屈折率層３２であり、酸化チタン（ＴｉＯ₂）を酸
素ガスを導入しながらイオンアシスト蒸着を行い、ＴｉＯ₂層３２を成膜した。

図３に、ＳｉＯ₂層３１およびＴｉＯ₂層３２の各層の成膜条件および膜厚を示している
。なお、このレンズサンプル１０では、ハードコート層２の屈折率が１．６５、ＳｉＯ₂
層３１の屈折率が１．４６２、ＴｉＯ₂層３２の屈折率が２．４３である。

２．１．２．３イオン照射
この実施例１では、１層目から６層目まで積層した後、イオンガンを用いて６層目３２
の表面に以下の条件でイオンを照射した。なお、６層目３２の表面にイオン照射処理を施
した後、７層目３１を成膜した。
（イオン照射の条件）下側の層（第１の層）：ＴｉＯ₂、イオン：アルゴン
照射電流量：１５０ｍＡ、照射時間：２０ｓｅｃ
イオンエネルギー：３００ｅＶ

２．１．３防汚層の成膜
反射防止層３を形成した後、７層目３１の表面に酸素プラズマ処理を施し、蒸着装置内
で、分子量の大きなフッ素含有有機ケイ素化合物を含む「ＫＹ−１３０」（商品名、信越
化学工業（株）製）を含有させたペレット材料を蒸着源として、約５００℃で加熱し、Ｋ
Ｙ−１３０を蒸発させて、防汚層４を成膜した。蒸着時間は、約３分間程度とした。酸素
プラズマ処理を施すことにより最終のＳｉＯ₂層の表面にシラノール基を生成できるので
、反射防止層３と防汚層４との化学的密着性（化学結合）を向上できる。蒸着終了後、真
空蒸着装置１００からレンズサンプル１０を取り出し、反転して再び投入し、上記の工程
を同じ手順で繰り返し、反射防止層３および防汚層４の成膜を行った。その後、レンズサ
ンプル１０を真空蒸着装置１００から取り出した。

実施例１のサンプルＳ１は、プラスチックレンズ基材１の両面にハードコート層２、表
面がイオン照射処理された層を含む反射防止層３、および防汚層４を備えている。

２．２実施例２（サンプルＳ２）
実施例２として、光学基材１として透明な白板ガラス（Ｂ２７０）を採用し、この光学
基材１の上に、ハードコート層２を成膜せず、光学基材１の上に直に、実施例１と同様の
成膜条件で低屈折率層３１として二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）層の１、３、５および７層と
、高屈折率層３２として酸化チタン（ＴｉＯ₂）層の２、４および６層とを交互に積層し
て反射防止層３を製造した。その途上で、６層目の表面に実施例１と同じ条件でイオン照
射処理を施した。また、反射防止層３の上に防汚層４を形成した。

２．３実施例３および４（レンズサンプルＳ３およびガラスサンプルＳ４）
プラスチックレンズを基材１として用いたサンプルＳ３と、白板ガラスを基材１として
用いたサンプルＳ４とを、それぞれ実施例１および実施例２と同様に製造した。イオン照
射処理については、エネルギーを５００ｅＶとし、他の条件は実施例１と同様の条件でお
こなった。

２．４実施例５および６（レンズサンプルＳ５およびガラスサンプルＳ６）
プラスチックレンズを基材１として用いたサンプルＳ５と、白板ガラスを基材１として
用いたサンプルＳ６とを、それぞれ実施例１および実施例２と同様に製造した。イオン照
射処理については、エネルギーを８００ｅＶとし、他の条件は実施例１と同様の条件でお
こなった。

２．５比較例１および２（レンズサンプルＲ１およびガラスサンプルＲ２）
上記の実施例により得られたサンプルと比較するために、この比較例１および２では、
プラスチックレンズを基材１として用いたサンプルＲ１と、白板ガラスを基材１として用
いたサンプルＲ２とを、それぞれ実施例１および実施例２と同様に製造した。ただし、イ
オン照射はおこなわなかった。

３．上記サンプルＳ１〜Ｓ６およびＲ１〜Ｒ２の評価
上記により製造されたサンプルＳ１〜Ｓ６およびＲ１〜Ｒ２のシート抵抗と、帯電防止
性と、分光特性とについて評価した。

３．１シート抵抗
図６（Ａ）および（Ｂ）に、各サンプルのシート抵抗を測定する様子を示している。こ
の例では、測定対象、たとえば、サンプル１０の表面１０Ａにリングプローブ６１を接触
し、サンプル１０の表面１０Ａのシート抵抗を測定した。測定装置６０は、三菱化学（株
）製高抵抗抵抗率計ハイレスタＵＰ、ＭＣＰ−ＨＴ４５０型を使用した。使用したリング
プローブ６１は、ＵＲＳタイプであり、２つの電極を有し、外側のリング電極６１ａは外
径１８ｍｍ、内径１０ｍｍであり、内側の円形電極６１ｂは直径７ｍｍである。それらの
電極間に１０００Ｖ〜１０Ｖの電圧を印加し、各サンプルのシート抵抗を計測した。図４
に、各サンプルのシート抵抗を製造直後と、７２時間経過後とに測定した値を示している
。

３．２帯電防止性
各サンプルの表面の上で、眼鏡レンズ用拭き布を１ｋｇの垂直荷重にて１０往復こすり
つけ、このときに発生した静電気によるごみの付着の有無を調べた。ごみの付着がない場
合は帯電効果に優れ、帯電防止性が有りと判断した。ごみの付着がある場合は帯電効果が
劣っており、帯電防止性が無いと判断した。なお、ゴミは粒子径２−３ｍｍに砕いた発泡
スチロールである。図４に、各サンプルの製造直後と、７２時間経過後の帯電防止性の評
価結果を示している。

３．３分光特性
実施例３のサンプルＳ３と、比較例１のサンプルＲ１について、分光反射率計（オリン
パス製、レンズ反射率測定器ＵＳＰＭ-ＲＵ）で、３８０〜７５０ｎｍの範囲で測定し
、その実測した結果を図５に示している。

３．４評価
まず、図５に示すように、分光反射率計の測定結果では、比較例１により製造されたサ
ンプルＲ１と、実施例３により製造されたサンプルＳ３とに有意な差は認められなかった
。したがって、イオン照射処理を行うことによるサンプルへの光学的な影響は認められな
かった。

各サンプルについて測定されたシート抵抗を図７および図８に示している。図７に示す
ように、作製直後に測定されたシート抵抗は、イオン照射処理を行うことにより、ほぼ照
射エネルギーに比例して低下した。したがって、上述したように、イオン照射処理を行う
ことにより、第１の層（下側の層）であるＴｉＯ₂層３２の表層域に酸素欠損域３３が生
成され、導電性が向上したものと考えられる。さらに、酸素欠損域３３は、ＴｉＯ₂層３
２の表面のごく限られた厚みに形成され、光学的な性質に影響をほとんど与えていないと
考えられる。このため、ある程度のエネルギーでイオン照射を行うことにより、たとえば
、この例では、５００ｅＶ程度より大きなエネルギーでイオン照射を行うことにより帯電
防止効果が得られる程度の量の酸素欠陥をＴｉＯ₂層３２の表層域３３に導入でき、帯電
防止性のある光学物品を製造できると判断される。

図８に、レンズサンプルＳ１、Ｓ３およびＳ５について、作製直後に測定されたシート
抵抗と、作製から７２時間が経過した後に測定されたシート抵抗を示している。７２時間
経過後のシート抵抗は、イオン照射エネルギーに対してリニアではなく、ある程度のエネ
ルギー、この例では、８００ｅＶ程度より大きなエネルギーでイオンを照射することによ
り導電性が向上した性質を長期間にわたり維持させることができる。イオン照射による酸
素原子の移動量が大きかったり、化学量論比からの差が大きかったり、格子欠陥が長範囲
で導入されるなどの要因により、酸素欠陥が安定して存続するためと予想される。

これらの結果より、反射防止層３の１つの層の表面をイオン照射により処理することに
より、レンズ、カバーガラスなどの光学物品のシート抵抗を低減できることが分かる。光
学物品のシート抵抗を低減できることによる典型的な効果は、帯電防止および電磁波遮蔽
である。たとえば、眼鏡用のレンズにおいて帯電防止性の有無の目安は、ごみの付着がみ
られにくくなるシート抵抗が１×１０¹²Ω／□以下であると考えられており、図４に示す
ように、サンプルＳ３〜Ｓ６は、優れた帯電防止性を備えていることが分かる。

さらに、これらのサンプルは、反射防止層３を本来構成する低屈折率層（ＳｉＯ₂）３
１と、高屈折率層（ＴｉＯ₂）３２とから構成され、１つの高屈折率層３２の表層域に酸
素欠損域３３を設けたのみである。したがって、他の組成物により導電性を向上する必要
がなく（もちろん、他の組成物の層を加えることを含めないことではなく）、容易にシー
ト抵抗が低抵抗な反射防止層３を成膜できる。このため、金あるいは銀などの貴金属を用
いて導電層を製造する場合と比較すると、製造上の容易さおよび経済的なメリットは大き
い。さらに、酸およびアルカリに対する安定性や、剥離についても、反射防止層３の本来
の特性が維持されると想定されるので、ＩＴＯ、銀などのように膨張、腐食、剥れなどの
問題の発生を未然に防止できる。したがって、帯電防止性能に優れ、さらに、耐久性およ
び信頼性の高い光学物品を提供できると考えられる。

４．他の実施例
４．１実施例７（サンプルＳ７）
上記の実施例１と同様にプラスチックレンズを基材１として、ハードコート層２を成膜
した。さらに、低屈折率層および高屈折率層を成膜した。

ただし、図９に示すように、この実施例７においては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）層を
低屈折率層３１とし、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）層を高屈折率層３２として５層構造
の反射防止層３を成膜した。すなわち、１層目、３層目および５層目が低屈折率層（Ｓｉ
Ｏ₂層）３１であり、２層目および４層目が高屈折率層（ＺｒＯ₂層）３２である。

図１０に、ＳｉＯ₂層３１およびＺｒＯ₂層３２の各層の成膜条件および膜厚を示してい
る。なお、このレンズサンプル１０では、ハードコート層２の屈折率が１．６５、ＳｉＯ
₂層３１の屈折率が１．４６２、ＺｒＯ₂層３２の屈折率が２．０５８である。

この実施例７では、１層目から４層目まで積層した後に、イオンガンを用いて４層目３
２の表面に以下の条件でイオンを照射した。なお、４層目３２の表面にイオン照射処理を
施した後、５層目３１を成膜した。
（イオン照射の条件）下側の層（第１の層）：ＺｒＯ₂、ただし、ＴｉＯ_x（Ｘ＝１．７
）の層を下地層として、下側の層（第１の層、４層目）の上に形成した後に、イオン照射
処理を行った。
（下地層：蒸着源ＴｉＯ_x、真空蒸着（イオンアシストなし）、
蒸着レート：０．２ｎｍ／ｓｅｃ、蒸着時間：１０秒）
イオン照射：イオン：アルゴン
照射電流量：１５０ｍＡ、照射時間：２０ｓｅｃ
イオンエネルギー：３００ｅＶ
さらに、実施例１と同様に反射防止層３の上に防汚層４を成膜した。
なお、上記では、下地処理にＴｉＯ_xを用いた例で説明したが、ＴｉＯ_xに代わりＴｉＯ
₂を用いてもよい。

４．２実施例８（サンプルＳ８）
実施例８として、実施例２と同様に、光学基材１として透明な白板ガラス（Ｂ２７０）
を採用した。この実施例８では、光学基材１の上に、ハードコート層２を成膜せず（光学
基材１の上に直に）、実施例７と同様の成膜条件で低屈折率層３１として二酸化ケイ素（
ＳｉＯ₂）層の１、３および５層目と、高屈折率層３２として酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂
）層の２および４層目とを交互に積層して反射防止層３を製造した。その途上で、４層目
の表面に実施例１と同じ条件でイオン照射処理を施した。また、反射防止層３の上に防汚
層４を形成した。

４．３実施例９および１０（レンズサンプルＳ９およびガラスサンプルＳ１０）
プラスチックレンズを基材１として用いたサンプルＳ９と、白板ガラスを基材１として
用いたサンプルＳ１０とを、それぞれ実施例７および実施例８と同様に製造した。イオン
照射処理については、エネルギーを５００ｅＶとし、他の条件は実施例１と同様の条件で
おこなった。

４．４実施例１１および１２（レンズサンプルＳ１１およびガラスサンプルＳ１２）
プラスチックレンズを基材１として用いたサンプルＳ１１と、白板ガラスを基材１とし
て用いたサンプルＳ１２とを、それぞれ実施例７および実施例８と同様に製造した。イオ
ン照射処理については、エネルギーを８００ｅＶとし、他の条件は実施例１と同様の条件
でおこなった。

４．５比較例３および４（レンズサンプルＲ３およびガラスサンプルＲ４）
上記の実施例により得られたサンプルと比較するために、この比較例３および４では、
プラスチックレンズを基材１として用いたサンプルＲ３と、白板ガラスを基材１として用
いたサンプルＲ４とを、それぞれ実施例７および実施例８とそれぞれ同様に製造した。た
だし、イオン照射はおこなわなかった。

５．上記サンプルＳ７〜Ｓ１２およびＲ３〜Ｒ４の評価
上記により製造されたサンプルＳ７〜Ｓ１２およびＲ３〜Ｒ４のシート抵抗と、帯電防
止性と、分光特性とについて評価した。それぞれの測定方法は上述したとおりである。

図１１に、各サンプルのシート抵抗を製造直後と、７２時間経過後とに測定した値とを
示している。また、図１１に、各サンプルの帯電防止性の評価結果を示している。さらに
、図１２に、実施例１１のサンプルＳ１１と、比較例３のサンプルＲ３について、分光反
射率計で３８０〜７５０ｎｍの範囲で測定した結果を示している。

まず、図１２に示すように、分光反射率計の測定結果では、比較例３により製造された
サンプルＲ３と、実施例１１により製造されたサンプルＳ１１とに、ほとんど有意な差は
認められなかった。波長が４００ｎｍ以下において、サンプルＳ１１の反射率が若干高く
なっているが、視感上の差は認識できない程度である。したがって、この程度のエネルギ
ー範囲のイオン照射処理を行うことによるサンプルへの光学的な影響はほぼ認められなか
った。しかしながら、エネルギーを大きくしすぎると、光吸収の影響で青く着色が認めら
れる可能性があり、酸素空孔が色中心になる可能性を示していると思われる。

各サンプルについて測定されたシート抵抗を図１３および図１４に示している。図１３
に示すように、作製直後に測定されたシート抵抗は、イオン照射処理を行うことにより低
下した。したがって、上記の実施例と同様に、イオン照射処理を行うことにより、第１の
層（下側の層）であるＺｒＯ₂層３２の表層域に酸素欠損域３３が生成され、導電性が向
上したものと考えられる。さらに、この例では、酸素欠損域３３は、下地層のＴｉＯ_x層
（Ｘ＝１．７）の表面にイオン照射することにより形成されており、酸素欠損域３３のチ
タン原子の化学量論比からのずれは大きい（Ｘ＝１．７以下）と考えられる。

さらに、この例では、イオンの照射エネルギーが３００ｅＶではシート抵抗の変化はほ
とんど見られなかったが、５００ｅＶ付近から上になるとシート抵抗が顕著に低下し、導
電性が向上した。さらに、図１４に示すように、イオンの照射エネルギーが５００ｅＶ程
度あるいはそれを超えると、導電性が向上した性質を長期間にわたり維持できることが分
かった。

以上のように、反射防止層３に含める層の表面をイオン照射により酸素欠損状態にする
ことにより、ＩＴＯ、銀あるいは金といった導電膜を設けなくても、シート抵抗を低下さ
せることができることが分かった。このため、反射防止層３の光学的性質の低下、耐薬品
性の低下、剥離の懸念などの問題の要因となる、ＩＴＯ、銀あるいは金といった異質な膜
を導入することなく、導電性が高く、電磁波遮断機能、帯電防止機能、特に、ごみの付着
を防止するために望ましい帯電防止機能を備えた光学物品を製造できることが確認できた
。

なお、上記の実施例で示した反射防止層の層構造は幾つかの例にすぎず、本発明がそれ
らの層構造に限定されることはない。たとえば、４層以下、あるいは８層以上の反射防止
層に適用することも可能であり、反射防止層に含まれる導電層は１つに限定されない。ま
た、多層構造の膜は、反射防止層に限定されず、光学多層膜であってもよい。さらに、高
屈折率層と低屈折率層の組み合わせは、ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂／ＳｉＯ₂に限定され
ることはなく、Ｔａ₂Ｏ₅／ＳｉＯ₂、ＮｄＯ₂／ＳｉＯ₂、ＨｆＯ₂／ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃／
ＳｉＯ₂などの系であってもよい。これらはいずれも遷移金属酸化物であり、ドープによ
り酸化物半導体を構成できるものである。したがって、酸素欠陥を導入することにより導
電性を向上できる可能性がある。

また、上記にて説明した無機系の反射防止層だけでなく、有機系の反射防止層にも本発
明を適用することが可能である。たとえば、有機系の反射防止層に厚さ数ｎｍ程度のＴｉ
Ｏ_x層（或いはＴｉＯ₂層）を下地層として成膜した後にイオン照射処理を行うことにより
導電性を向上できる。

図１５に、イオン照射により帯電防止性が高められた眼鏡レンズ１０と、その眼鏡レン
ズ１０が装着されたフレーム２０１とを含む眼鏡２００を示している。また、図１６に、
イオン照射により帯電防止性が高められたレンズ２１１と、イオン照射により帯電防止性
が高められたカバーガラス２１２と、投射レンズ２１１およびカバーガラス２１２とを通
して投影する光を生成する画像形成装置、たとえばＬＣＤ２１３とを備えたプロジェクタ
ー２１０を示している。また、図１７に、イオン照射により帯電防止性が高められた撮像
レンズ２２１と、イオン照射により帯電防止性が高められたカバーガラス２２２と、撮像
レンズ２２１およびカバーガラス２２２を通して画像を取得するための撮像装置、たとえ
ばＣＣＤ２２３とを備えたデジタルカメラ２２０を示している。また、図１８に、イオン
照射により帯電防止性が高められた透過層２３１と、光学的な方法により記録を読み書き
できる記録層２３２とを備えた記録媒体、たとえばＤＶＤ２３０を示している。

本発明により、これらのシステムに適用できる光学物品、たとえば、レンズ、ガラス、
プリズム、カバー層であって、ごみの付着を防止できる帯電防止機能を備えた光学物品を
提供できる。また、上記に示したシステムは例示にすぎず、当業者が本発明を利用しうる
光学物品およびシステムは、本発明に含まれるものである。

１レンズ基材、２ハードコート層、３反射防止層、４防汚層１０、レン
ズサンプル。

Claims

光学基材に直にまたは他の層を介して、金属酸化物を含む透光性の第１の層を形成することと、
前記第１の層の表面にイオンを照射することにより、前記第１の層の表層域に限って酸素欠陥を導入することと、を有する、
眼鏡レンズの製造方法。
請求項１において、
前記イオンは、アルゴン、キセノン、ヘリウム、窒素およびネオンの少なくともいずれかを含む不活性ガスのイオンである、
眼鏡レンズの製造方法。
請求項１または請求項２において、
前記金属酸化物は遷移金属酸化物である、
眼鏡レンズの製造方法。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記第１の層は多層構造の反射防止層に含まれる１つの層である、眼鏡レンズの製造方法。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記第１の層の表面へのイオンの照射を、イオンガンを用い行う、眼鏡レンズの製造方法。
光学基材に直にまたは他の層を介して、金属酸化物を含む透光性の第１の層を形成することと、
前記第１の層の表面にイオンを照射することにより、前記第１の層の表層域に限って酸素欠陥を導入することと、を有し、
前記第１の層は多層構造の反射防止層に含まれる１つの層である、
光学物品の製造方法。
請求項６において、
前記イオンは、アルゴン、キセノン、ヘリウム、窒素およびネオンの少なくともいずれかを含む不活性ガスのイオンである、
光学物品の製造方法。
請求項６または請求項７において、
前記金属酸化物は遷移金属酸化物である、
光学物品の製造方法。
請求項６ないし請求項８のいずれか１項において、前記第１の層の表面へのイオンの照射を、イオンガンを用い行う、光学物品の製造方法。