[发明专利]光学薄膜的形成方法以及具有该薄膜的光学元件

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及形成光学薄膜的方法，所述薄膜包括精细结构的金属氧化物层和无机的硬层，本发明还涉及具有该光学薄膜的光学元件。

背景技术

[0002]诸如光拾取装置的物镜透镜、眼用透镜、内镜的光学透镜、成像装置的光学透镜等光学元件具有光学薄膜，例如减反射薄膜、红外吸收层等。例如，具有包括至少一层介电层的减反射薄膜，其折射率与利用光干涉效应的透镜(JP 2007-94150A)的不同，以及在表面具有粗糙氧化锌层等的减反射薄膜(JP 2001-166103A)。

[0003]例如，虽然要求具有这样光学薄膜的光学元件具有高的耐划痕性，但是构成减反射薄膜最外层的低折射率多孔层以及具有表面粗糙度的减反射薄膜具有不充足的耐划痕性。当形成保护层以改进该减反射薄膜的耐划痕性时，多孔层的折射率发生变化，且粗糙度的减反射效果下降，从而导致光学元件的性能退化。

[0004]JP 2004-144944 A公开了一种眼用透镜，其具有沉积在透镜衬底上，由包含金属氟化物的水溶液中的金属氧化物所形成的无机、亲水硬层。其中描述了该无机、亲水硬层包含氧化硅、氧化锆和氧化钛，并在表面的精细凹处包含表面活性剂，从而表现出防雾性能和可水洗性。其中还进一步描述了无机、亲水硬层具有改进的耐划痕性。但是，在JP 2004-144944 A中所述无机、亲水硬层形成于没有光学薄膜(例如减反射薄膜)的透镜衬底的表面。

发明内容

[0005]因此，本发明的目的是提供一种具有光学薄膜(例如减反射薄膜等)的光学元件，所述光学薄膜具有极好的耐划痕性，并提供其制备方法。

[0006]为实现上述目的进行了大量研究，结果发现通过液相沉积法在光学元件上形成无机、硬层，使得在光学元件表面具有精细结构层，可改进光学元件的耐划痕性，且由于精细结构层而基本上没有改变光学性能。本发明基于该发现得以完成。

[0007]因此，本发明用于形成光学薄膜的方法包括在光学元件上形成主要由无机金属氧化物组成的精细结构层，然后通过液相沉积法在其上形成无机硬层。

[0008]优选通过溶胶-凝胶法形成精细结构层。所述精细结构层优选为多孔层或者精细-粗糙层。精细结构层的主要组分优选为氧化硅或者氧化铝，更优选为氧化硅。优选在150℃或更低温度下对所形成的精细结构层进行燃烧。精细结构层优选具有15至500纳米的物理厚度。

[0009]在液相沉积法中所用的沉积反应材料优选为金属氟化物的配合物。金属氟化物的配合物优选地包括硅氟化铵(ammonium siliconfluoride)和/或氟化锆铵(ammonium zirconium fluoride)。

[0010]碱性催化剂优选用于液相沉积法中。碱性催化剂优选为氨水。

[0011]光学薄膜优选为减反射薄膜。

[0012]优选在光拾取装置的物镜透镜，眼用透镜，内镜的光学透镜，或者成像装置的光学透镜上形成光学薄膜。光学元件优选由树脂制成。

[0013]本发明的光学元件包含通过上述方法所形成的光学薄膜。

附图说明

[0014]图1所示为本发明的光学元件的一个实施例的横截面图。

[0015]图2所示为本发明的光学元件的另一实施例的横截面图。

[0016]图3所示为本发明的光学元件的进一步实施例的横截面图。

具体实施方式

[0017]如图1所示，本发明的光学元件包括光学构件1，在光学构件1上形成的精细结构层2，和通过液相沉积法在精细结构层2上形成的无机硬层3。用于光学构件1的材料可以是玻璃、晶体材料或塑料中的任一种。用于光学构件的材料的具体例子包括光学玻璃，例如BK7，LASF016，LaFK55和SF5，Pyrex(注册商标)玻璃，石英，钠钙玻璃，白冕(white-crown)玻璃，PMMA树脂，PC树脂，聚烯烃树脂，环烯烃聚合物等。这些材料的折射率为1.45至1.85。所述光学构件的形式可以是平板，透镜，棱镜，光导，薄膜，衍射元件等。

[0018](1)精细结构层

[0019]精细结构层2优选为包含多孔层、精细粗糙度层等的减反射薄膜。

[0020](i)包含多孔层的减反射薄膜