光学元件的制作方法
光学元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可搭载于车辆或在室外使用的、耐热性和阻气性优异的光学元件。
【背景技术】
[0002]目前，已广泛使用了这样的光学部件:将金属反射膜、防反射膜、透明导电膜及波长选择性透过膜等各种光学薄膜在树脂成型体的表面叠层数层而形成多层膜，从而赋予了高度的功能的光学部件。就这样的光学部件而言，在树脂成型体和多层膜之间的密合强度不充分的情况下，例如在搭载于车辆的情况下、或设置于室外的情况下等高温环境下，有时会由于多层膜和树脂成型体之间的热膨胀系数不同而导致多层膜产生微裂纹、或多层膜从树脂成型体剥离。
[0003]作为将光学薄膜形成于树脂成型体表面的方法，通常为可以形成均匀的膜的真空蒸镀法。然而，用该方法形成的光学薄膜，与树脂成型体的密合强度容易变得不充分。
[0004]因此，提出了通过溅射法将光学薄膜形成于树脂成型体表面的方法(专利文献I)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2002-331613号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]本发明人等为了利用含脂环结构聚合物在高温环境下也具有优异的形状稳定性及透明性这样的性质来获得使用该聚合物的光学元件，进行了深入研究。结果发现，在由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体表面形成特定的膜密度以上的氧化硅膜而成的叠层体(光学元件)，在高温环境下的黄变少、并且阻气性也优异(氧透过率低)，进而完成了本发明。
[0010]解决问题的方法
[0011]于是，根据本发明，提供下述(I)?(4)的光学元件。
[0012](I) 一种光学元件，其是在树脂成型体上形成膜密度为2.3g/cm3以上、膜厚为5cm以上且500nm以下的由无机化合物形成的层而成的，所述树脂成型体由含脂环结构聚合物形成。
[0013](2)根据(I)记载的光学元件，其中，所述无机化合物为无机氧化物或无机氮化物。
[0014](3)根据(I)记载的光学元件，其中，所述无机化合物为二氧化硅。
[0015](4)根据(I)记载的光学元件，其中，所述由无机化合物形成的层的氧透过率为1ml/(m2.day.atm)以下。
[0016]发明的效果
[0017]根据本发明，可提供可搭载于车辆或在室外使用的、耐热性和阻气性优异的光学元件。
【具体实施方式】
[0018]作为构成本发明的光学元件的含脂环结构聚合物，可列举:(a)降冰片烯类聚合物、(b)单环的环状烯烃聚合物、(C)环状共轭二烯聚合物、(d)乙烯基脂环式烃聚合物、及它们的氢化物等。它们的具体例子记载于国际公开W02002/021517号、日本特开2006-116977号公报、日本特开2010-077251号公报等。
[0019]其中，优选降冰片烯类聚合物、环状共轭二烯聚合物、乙烯基脂环式烃聚合物、及它们的氢化物，更优选降冰片烯类聚合物、乙烯基脂环式烃聚合物、及它们的氢化物，特别优选降冰片烯类聚合物的氢化物。
[0020]就降冰片烯类聚合物、单环的环状烯烃聚合物或环状共轭二烯聚合物的分子量而言，可以根据使用目的进行适宜选择，但在以重均分子量计为通常5，000?500，000、优选8，000?200，000、更优选10，000?100，000的范围时，所得树脂组合物的成型加工性及得到的树脂型的机械强度可取得高度平衡，故优选。
[0021]就乙烯基脂环式烃聚合物的分子量而言，可以根据乙烯基脂环式烃聚合物的使用目的进行适宜选择，但以重均分子量计通常为10,000?300,000、优选为15,000?250,000、更优选为20，000?200，000的范围。如果重均分子量为该范围，则所得树脂组合物的成型加工性及得到的树脂型的机械强度可取得高度平衡，故优选。
[0022]含脂环结构聚合物的玻璃化转变温度可以为50?200°C的范围。其中，优选为70?170°C的范围，更优选为90?140°C的范围。玻璃化转变温度在上述范围时，得到的成型体的强度特性及耐热性以及得到的树脂组合物的成型加工性之间可取得优异的平衡。
[0023]以下，对作为优选的聚合物的降冰片烯类聚合物进行详述。
[0024]降冰片烯类聚合物是将作为具有降冰片烯骨架的单体的降冰片烯类单体聚合而成的聚合物，大致分为通过开环聚合得到的聚合物和通过加成聚合得到的聚合物。
[0025]作为通过开环聚合得到的降冰片烯类聚合物，可列举:降冰片烯类单体的开环聚合物、及降冰片烯类单体和能够与其进行开环共聚的其他单体形成的开环聚合物、以及它们的氢化物等。
[0026]作为通过加成聚合得到的降冰片烯类聚合物，可列举:降冰片烯单体的加成聚合物、及降冰片烯类单体和能够与其共聚的其他单体形成的加成聚合物等。其中，从耐热性、机械强度、防湿性等观点出发，优选降冰片烯类单体的开环聚合物氢化物。
[0027]作为降冰片烯类单体，可列举:双环[2.2.1]庚-2-烯(惯用名:降冰片烯)及其衍生物(环上具有取代基的衍生物)、三环[4.3.01，6.12，5]癸-3，7-二烯(惯用名:双环戊二烯)及其衍生物、7，8_苯并三环[4.3.0.12，5]癸-3-烯(惯用名:桥亚甲基四氢芴，也称为I，4_桥亚甲基-l，4，4a，9a-四氢芴)及其衍生物、四环[4.4.0.12’5.17’1Q]十二碳-3-烯(惯用名:四环十二碳烯)及其衍生物等。
[0028]作为取代基，可以例不:烧基、亚烧基、乙稀基、烧氧基幾基、烧叉等，所述降冰片稀类单体也可以具有这些取代基中的两种以上。具体而言，可列举:8_甲氧基羰基-四环[4.4.0.12，5.17，1()]十二碳-3-烯、8-甲基-8-甲氧基羰基-四环[4.4.0.12，5.17，1()]十二碳-3-烯、8-乙叉-四环[4.4.0.12’5.17’1Q]十二碳-3-烯等。
[0029]这些降冰片烯类单体，可以分别单独使用或组合两种以上使用。
[0030]作为能够与降冰片烯类单体进行开环共聚的其他单体，可以列举环己烯、环庚烯、环辛烯等单环的环状烯烃类单体等。
[0031]这些能够与降冰片烯类单体进行开环共聚的其他单体，可以分别单独使用或组合两种以上使用。在使降冰片烯类单体和能够与其进行开环共聚的其他单体进行开环共聚的情况下，可进行适当选择、使得开环聚合物中源自降冰片烯类单体的结构单元与源自能够进行开环共聚的其他单体的结构单元的比例以重量比计达到通常70:30?99:1、优选80:20?99: 1、更优选90:10?99:1的范围。
[0032]作为能够与降冰片烯类单体进行加成共聚的其他单体，可列举:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯等碳原子数2?20的α-烯烃、及它们的衍生物;环丁烯、环戊烯、环己烯、环辛烯、3a，5，6，7a-四氢-4，7-桥亚甲基-1H-茚等环烯烃、及它们的衍生物；1，4_己二烯、4-甲基-1，4_己二烯、5-甲基-1，4_己二烯、I，7_辛二烯等非共轭二烯；等。其中，优选为α-烯经，特别优选乙稀。
[0033]就能够与降冰片烯类单体进行加成共聚的其他单体而言，可以分别单独使用或两种以上组合使用。
[0034]在使降冰片烯类单体和能够与其进行加成共聚的其他单体进行加成共聚的情况下，可进行适当选择、使得加成聚合物中源自降冰片烯类单体的结构单元与源自能够进行加成共聚的其他单体的结构单元的比例以重量比计达到通常30:70?99:1、优选50: 50?97:3、更优选70:30?95:5的范围。
[0035]就降冰片烯类单体的开环聚合物、或者降冰片烯类单体和能够与其进行开环共聚的其他单体形成的开环聚合物而言，可以通过使单体成分在公知的开环聚合催化剂的存在下进行聚合而获得。作为开环聚合催化剂，可以使用例如:包含钌、锇等金属的卤化物、并包含硝酸盐或乙酰丙酮化合物及还原剂的催化剂;或者，包含钛、锆、钨、钼等金属的卤化物或乙酰丙酮化合物、并包含有机铝化合物的催化剂。
[0036]就降冰片烯类单体的开环聚合物氢化物而言，通常可以通过向上述开环聚合物的聚合溶液中添加含有镍、钯等过渡金属的公知的氢化催化剂，将碳-碳不饱和键氢化而得到。
[0037]就降冰片烯类单体的加成聚合物、或降冰片烯类单体和能够与其共聚的其他单体形成的加成聚合物而言，可以通过利用公知的加成聚合催化剂，例如包含钛、锆或钒化合物和有机铝化合物的催化剂使这些单体聚合而获得。
[0038]也可以向含脂环结构聚合物中添加通常被用于合成树脂的各种配合剂。
[0039]作为该配合剂，可列举:抗氧化剂、橡胶质聚合物、其它树脂、紫外线吸收剂、抗静电剂、助滑剂、防雾剂、天然油、合成油、增塑剂、有机或无机填充剂、抗菌剂、除臭剂、脱臭剂等。
[0040]其中，特别优选含有抗氧化剂。相对于所述脂环结构聚合物100重量份，抗氧化剂的配合比例通常为0.01?5重量份，优选为0.01?I重量份的范围。
[0041]作为使用的抗氧化剂，没有特别的限制，但优选其分子量为700以上。在抗氧化剂的配合量过多、或抗氧化剂的分子量过低的情况下，存在抗氧化剂从成型品溶出的隐患。
[0042]作为使用的抗氧化剂的具体例，可列举:十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、四[亚甲基-3-(3’， 5’_二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、季戊四醇四[3-(3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]等酚类抗氧化剂;亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(环己基苯基)酯、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲等磷类抗氧化剂;3，3’_硫代二丙酸二肉豆蔻酯、3，3’_硫代二丙酸二硬脂酯、3，3’_硫代二丙酸月桂基硬脂基酯、季戊四醇四(β-月桂基硫代丙酸酯)等硫类抗氧化剂;等。这些抗氧化剂可以一种单独或两种以上组合使用。其中，优选酚类抗氧化剂。
[0043]橡胶质聚合物为玻璃化转变温度为40°C以下的聚合物。橡胶质聚合物包括橡胶、热塑性弹性体。如嵌段共聚物那样玻璃化转变温度有2个点以上的情况下，只要最低的玻璃转化温度为40°C以下，就可以作为橡胶质聚合物使用。橡胶质聚合物的门尼粘度(ML1+4，100°C)可以根据使用目的适宜选择，但通常为5?300。
[0044]作为橡胶质聚合物的具体例，可列举:乙烯-α-烯烃类橡胶；乙烯-α-烯烃-多烯共聚物橡胶；乙烯-甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯等乙烯与不饱和羧酸酯的共聚物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等乙烯与脂肪酸乙烯酯的共聚物；丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯等丙烯酸烷基酯的聚合物;聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯与丁二烯或异戊二烯的无规共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丁二烯-异戊二烯共聚物、丁二烯_(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物、丁二烯_(甲基)丙烯酸烷基酯-丙烯腈共聚物、丁二烯_(甲基)丙烯酸烷基酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物等二烯类橡胶;丁烯-异戊二烯共聚物；苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯无规共聚物、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物等芳香族乙烯基-共轭二烯类嵌段共聚物、低结晶性聚丁二烯树脂、乙烯-丙烯弹性体、苯乙烯接枝乙烯-丙烯弹性体、热塑性聚酯弹性体、乙烯类离聚物树脂等。
[0045]橡胶质聚合物的配合量可根据使用目的适宜选择。在要求抗冲击性、柔软性的情况下，相对于所述含脂环结构聚合物100重量份，橡胶质聚合物的配合量通常为0.01?100重量份，优选为0.1?70重量份，更优选为I?50重量份的范围。
[0046]作为其它树脂，可列举:低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、氢化聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、三乙酸纤维素、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚芳酯、聚砜、聚醚砜等。
[0047]这些其它树脂可以分别单独使用或者两种以上组合使用。其它树脂的配合比例可以在不破坏本发明的目的的范围内适宜选择。
[0048]作为紫外线吸收剂及耐候稳定剂，可列举:苯甲酸-2，2，6，6_四甲基-4-哌啶醇酯、癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯、2-(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2-正丁基丙二酸双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)酯、4-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-1_[2-[3-(3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]乙基]-2，2，6，6-四甲基哌啶等受阻胺类化合物;2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-( 3，5-二叔丁基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、2-( 3，5-二叔戊基-2-羟基苯基)苯并三唑等苯并三唑类化合物;3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸-2，4-二叔丁基苯酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯等苯甲酸酯类化合物;等。
[0049]这些紫外线吸收剂及耐候稳定剂可以分别单独使用或两种以上组合使用。
[0050]相对于所述含脂环结构聚合物100重量份，紫外线吸收剂及耐候稳定剂的配合量通常为0.0Ol?5重量份，优选为0.0l?2重量份的范围。
[0051]作为抗静电剂，可以例示:硬脂醇、二十二醇等长链烷基醇;烷基磺酸钠盐和/或烷基磺酸鱗盐;硬脂酸的甘油酯等脂肪酸酯;羟基胺类化合物;无定形碳;氧化锡粉;含锑的氧化锡粉;等。相对于所述含脂环结构聚合物100重量份，抗静电剂的配合量通常为0.001?5重量份的范围。
[0052]在使用其他配合剂的情况下，通常通过例如双螺杆混炼机等在200?400°C左右的温度将含脂环结构聚合物和其他配合剂一起进行熔融混炼，然后制成粒料状物或颗粒状物、粉末状物。
[0053]就由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体而言，可以通过将在上述含脂环结构聚合物中根据需要配合其他配合剂而成的树脂组合物成型为板状、透镜形状、盘状、膜或片状、棱镜状等主要适用于光学部件的各种形状而使用。作为成型方法，可列举以下公知的成型方法:注塑成型法、挤出成型法、加压成型法等加热熔融成型法;浇铸成型法等使用溶液的成型法;等。
[0054]本发明的光学元件是在所述由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体上形成无机膜的密度为2.3g/cm3以上、膜厚为5nm以上且500nm以下的由无机化合物形成的层而得到的光学元件。另外，从不使待形成该无机膜的树脂成型体产生开裂等的观点出发，无机膜的密度优选为2.75g/cm3以下。
[0055]作为无机膜的形成方法，可以采用真空蒸镀法、溅射法等公知的成膜方法。在本发明中，从形成密合强度更优异的无机膜的观点出发，优选溅射法。
[0056]根据溅射法，可以在由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体表面叠层形成由无机化合物形成的无机膜。
[0057]作为无机化合物，可列举:金属或碱金属、硅等的氧化物或氮化物。这些无机化合物可以单独也可以混合两种以上。
[0058]作为无机氧化物的具体例，可列举:氧化铝、氧化铋、氧化铈、氧化铬、氧化铕、氧化铁、氧化舒、氧化铟、氧化镧、氧化钼、氧化镁、氧化钕、氧化铅、氧化镨、氧化钐、氧化铺、氧化钪、氧化锡、氧化钛、一氧化钛、三氧化二钛、五氧化钽、氧化妈、氧化乾、氧化错、氧化锌、氧化硅、一氧化硅、二氧化硅等。也可以是这些氧化物的混合物(例如，氧化铟和氧化锡的混合物:ITO)。其中，优选二氧化硅。
[0059]作为无机氮化物的具体例，可列举:氮化硅、氮化铝、氮化铟、氮化锡、氮化铜、氮化铁、氮化镁、氮化锌、氮化钛、氮化镓、氮化钒、氮化铬等。
[0060]作为溅射法，可以使用通常使用的公知的溅射法。具体而言，可以为:二极溅射、三极或四极溅射、磁控溅射等基于等离子体方式的溅射;离子束溅射、ECR溅射等基于光束方式的溅射;等中的任意方式。另外，电源可以使用直流电源及RF电源、微波中的任意电源。其中，从可以提高膜密度的方面出发，优选基于等离子体方式的溅射，更优选采用磁控溅射。
[0061]所使用的靶材可根据膜的种类、使用目的等而适宜选择。通常，在要形成氧化物的膜的情况下，使用金属氧化物、氧化硅(例如S12)的溅射靶，并采用使用交流电源的磁控溅射装置。
[0062]其特征在于，在溅射反应时，一边向腔室内导入氧气、氮气而使材料成为氧化物、氮化物，一边进行膜形成。就氧、氮而言，可以通过以一定量添加到氩气等非活泼气体中而导入腔室内。
[0063]为了使叠层于树脂成型体的由无机化合物形成的层的膜密度为2.3g/cm3以上，在溅射时，进行(α)提高真空度、(β)使用辅助气体、(γ )调节辅助气体的流量、(δ)增大高频电功率等，对溅射条件进行适当调节，或者，在真空蒸镀的情况下，于树脂成型体使用的含脂环结构聚合物的玻璃化转变温度以下的尽可能高温的温度下进行真空蒸镀等，对真空蒸镀的条件进行调整即可。
[0064]例如，在使用高频磁控溅射法的情况下，通过利用以下条件进行溅射，可以提高膜的密度:真空度5 X 10—4?1.0 X 10—2torr、氩气流量10?40sccm、导入氧气O?5sccm、高频电功率100?500W。
[0065]在本发明中，可以利用以上的方法形成单层膜，但为了得到光学性能更优异的膜，优选将成分、组成不同的膜叠层两层以上，更优选将折射率不同的膜交替地叠层。也可以将膜叠层为10层?20层左右。
[0066 ]利用以上的方法得到的派射膜的平均膜厚合计为5?500nm，优选为5?50nm ο
[0067]如上地得到的叠层体(光学元件)在高温环境下黄变少(S卩，耐热性优异)，且阻气性也优异(氧透过率低)。
[0068]本发明的光学元件的耐热性优异的事实可以如下地确认:将本发明的光学元件在125°C的烘箱中放置500小时后，使用公知的分光式色差计测定光学元件在放入烘箱前和放置后的色差(八丫1)时，八￥1为0.1?5，优选为0.1?3。
[0069]另外，本发明的光学元件的阻气性优异的事实可以如下地确认:将无机膜叠层于膜状的本发明的光学元件表面而成的膜调整为23°C、相对湿度65%，之后使用公知的氧透过量测定装置测定膜每Im2的氧透过率(ml/(m2.day.atm))时，氧透过率(ml/(m2.day.atm))优选为10ml/(m2.day.atm)以下，更优选为7ml/(m2.day.atm)以下，进一步优选为3ml/(m2.day.atm)以下。
[0070]具有这样的特性的本发明的光学元件适宜作为防反射膜、反射膜、波长选择性透过膜、透明导电膜、及偏振膜等光学元件。得到的光学元件(叠层体)可以作为透镜、棱镜、光盘、滤光片、分光器、镜、导光板、触摸面板、液晶基板等光学部件使用。
[0071]特别优选用作搭载于汽车的监视器用途、传感(sensing)用途的光学元件:例如，后方监视器(back monitor)、全景式监控(around View Monitor)、前方侧方监视器(frontside monitor)、电子镜、夜视系统(night view)、防撞安全系统(pre-crash safetysystem)、巡航控制系统(cruise control)、车道保持辅助系统(lane keeping assist)、防瞌睡预警系统、标志识别等车载用光学元件;设置于室外的图像识别用光学元件:例如，监控摄像机、对讲机(interphone)等室外用光学元件;等等。
[0072]实施例
[0073]以下，举出实施例及比较例对本发明进行更详细地说明。但本发明并不限于这些实施例。在以下的实施例及比较例中，只要没有特别说明，则份或％为重量基准。
[0074]本实施例中的评价以以下的方法进行。
[0075](膜厚、密度)
[0076]对无机膜的膜厚及密度而言，通过使用将无机膜叠层于由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体表面而成的基板(光学元件)、利用Bruker公司制高分辨X射线衍射装置“D8D i s co ver”测定X射线反射率(XRR测定)而求出。
[0077](氧透过率)
[0078]将面积50cm2的膜(将无机膜叠层于由含脂环结构聚合物形成的树脂膜表面而成的膜)调整为23°C、相对湿度65%，之后使用氧透过量测定装置(Modern Control公司制，商品名 “0X-TRAN2/21MH”)，测定了膜每 Im2 的氧透过率(ml/(m2.day.atm))。
[0079](耐热性评价)
[0080]对于将无机膜叠层于由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体而成的基板(光学元件)的耐热性，通过在将该基板在125°C的烘箱中放置500小时后，使用分光式色差计“SE-2000”(日本电色工业公司制)测定基板的放入烘箱前和放置后的色差(Δ YI)而进行了评价。另外，以目测观察无机膜、树脂成型体中开裂的有无，并进行了评价。
[0081](制造例1:树脂成型体的制造)
[0082]作为含脂环结构聚合物，使用降冰片烯类开环聚合物氢化物“ΖΕ0ΝΕΧ(注册商标)F52R” (日本瑞翁公司制)，制造了树脂成型体。使用注塑成型装置(FANUC公司制“R0B0SH0T(注册商标)αΙΟΟΒ”)进行成型，得到了厚度3mm、长度65mm、宽度65mm的板。成型温度设为模具温度140°C、气缸温度280°C。
[0083](实施例1)
[0084]通过溅射法在制造例I中得到的树脂成型体表面形成了氧化硅层。
[0085]溅射使用了磁控溅射装置(SHIBAURA MECHATR0NICS公司制，产品名“i_Mi 11 erCFS-4EP-LL”)。使树脂成型体表面的温度为常温，靶材使用氧化硅，导入氩气20sCCm、氧气0.8sccm，以高频电功率400W实施了 10分钟溅射。真空度为5\10—4?1.0\10—2切^溅射膜的膜厚为124nm、膜密度为2.31g/cm3、氧透过率为0.31ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后叠层基板的Δ YI为1.5。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0086](实施例2)
[0087]除溅射时间设为5分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为62nm、膜密度为2.31g/cm3、氧透过率为1.73ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ Π为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为2.0。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0088](实施例3)
[0089]除溅射时间设为2.5分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为31nm、膜密度为2.32g/cm3、氧透过率为2.26ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的△ YI为2.1。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0090](实施例4)
[0091]除溅射时间设为I分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为12nm、膜密度为2.30g/cm3、氧透过率为2.63ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ Π为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的△ YI为2.3。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0092](实施例5)
[0093]除溅射时间设为30秒以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为6]1111、膜密度为2.3]^/0113、氧透过率为6.331111/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为2.9。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0094](实施例6)
[0095]除将树脂成型体表面的温度设为50°C，溅射时间设为5分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为63nm、膜密度为2.40g/cm3、氧透过率为1.25ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为1.6。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0096](实施例7)
[0097]除将树脂成型体表面的温度设为80°C，溅射时间设为5分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为58nm、膜密度为2.55g/cm3、氧透过率为1.10ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为1.8。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0098](实施例8)
[0099]除将树脂成型体表面的温度设为130°C，溅射时间设为5分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为55nm、膜密度为2.70g/cm3、氧透过率为0.81ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为1.3。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0100](比较例I)
[0101]将制造例I得到的树脂成型体于125°C放置500小时时，基板的ΔYI为23.7。无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0102](比较例2)
[0103]除将溅射时间设为20秒以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为4nm、膜密度为2.30g/cm3、氧透过率为18.6ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为
0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为6.9。无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0104](比较例3)
[0105]通过真空蒸镀法在制造例I得到的树脂成型体表面形成氧化硅层。真空蒸镀使用了高频感应加热式蒸镀机。将膜固定于温度设定为40°C的冷却底座后，将真空容器减压排气至5 X 10—3Pa。通过感应加热使坩祸内的氧化硅升华，在2 X 10—2Pa下将炉门(gate)开口，进行30秒制膜，得到了50nm的二氧化硅膜。该膜的膜密度为2.21g/cm3、氧透过率为35.2ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为18.7。另外，二氧化硅膜产生了开裂。
[0106]由这些结果可知，将膜厚5nm以上、膜密度为2.3以上的氧化硅成膜于树脂成型体而成的光学元件(实施例1?8)，高温下的色相变化得到降低。
[0107]另一方面，可知在没有叠层无机膜的情况下(比较例I)、无机膜的膜厚薄至4nm的情况下(比较例2)，叠层基板(光学元件)在高温条件下的黄变被促进。另外，如果膜密度小于2.3g/cm3，则Δ Π增大，无机膜会发生开裂(比较例3)。
【主权项】
1.一种光学元件，其是在树脂成型体上形成膜密度为2.3g/cm3以上、膜厚为5cm以上且500nm以下的由无机化合物形成的层而成的光学元件，所述树脂成型体由含脂环结构聚合物形成。2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述无机化合物为无机氧化物或无机氮化物。3.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述无机化合物为二氧化硅。4.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述由无机化合物形成的层的氧透过率为1ml/(m2.day.atm)以下。
【专利摘要】本发明提供一种光学元件，其是在由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体上形成膜密度为2.3g/cm3以上、膜厚为5cm以上且500nm以下的由无机化合物形成的层而成的光学元件。根据本发明，可提供可搭载于车辆或在室外使用的耐热性优异的光学元件。
【IPC分类】B32B9/00, G02B1/10
【公开号】CN105492931
【申请号】CN201480048172
【发明人】藤井健作
【申请人】日本瑞翁株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月9日
【公告号】EP3045939A1, WO2015037585A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及可搭载于车辆或在室外使用的、耐热性和阻气性优异的光学元件。
【背景技术】
[0002]目前，已广泛使用了这样的光学部件:将金属反射膜、防反射膜、透明导电膜及波长选择性透过膜等各种光学薄膜在树脂成型体的表面叠层数层而形成多层膜，从而赋予了高度的功能的光学部件。就这样的光学部件而言，在树脂成型体和多层膜之间的密合强度不充分的情况下，例如在搭载于车辆的情况下、或设置于室外的情况下等高温环境下，有时会由于多层膜和树脂成型体之间的热膨胀系数不同而导致多层膜产生微裂纹、或多层膜从树脂成型体剥离。
[0003]作为将光学薄膜形成于树脂成型体表面的方法，通常为可以形成均匀的膜的真空蒸镀法。然而，用该方法形成的光学薄膜，与树脂成型体的密合强度容易变得不充分。
[0004]因此，提出了通过溅射法将光学薄膜形成于树脂成型体表面的方法(专利文献I)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2002-331613号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]本发明人等为了利用含脂环结构聚合物在高温环境下也具有优异的形状稳定性及透明性这样的性质来获得使用该聚合物的光学元件，进行了深入研究。结果发现，在由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体表面形成特定的膜密度以上的氧化硅膜而成的叠层体(光学元件)，在高温环境下的黄变少、并且阻气性也优异(氧透过率低)，进而完成了本发明。
[0010]解决问题的方法
[0011]于是，根据本发明，提供下述(I)?(4)的光学元件。
[0012](I) 一种光学元件，其是在树脂成型体上形成膜密度为2.3g/cm3以上、膜厚为5cm以上且500nm以下的由无机化合物形成的层而成的，所述树脂成型体由含脂环结构聚合物形成。
[0013](2)根据(I)记载的光学元件，其中，所述无机化合物为无机氧化物或无机氮化物。
[0014](3)根据(I)记载的光学元件，其中，所述无机化合物为二氧化硅。
[0015](4)根据(I)记载的光学元件，其中，所述由无机化合物形成的层的氧透过率为1ml/(m2.day.atm)以下。
[0016]发明的效果
[0017]根据本发明，可提供可搭载于车辆或在室外使用的、耐热性和阻气性优异的光学元件。
【具体实施方式】
[0018]作为构成本发明的光学元件的含脂环结构聚合物，可列举:(a)降冰片烯类聚合物、(b)单环的环状烯烃聚合物、(C)环状共轭二烯聚合物、(d)乙烯基脂环式烃聚合物、及它们的氢化物等。它们的具体例子记载于国际公开W02002/021517号、日本特开2006-116977号公报、日本特开2010-077251号公报等。
[0019]其中，优选降冰片烯类聚合物、环状共轭二烯聚合物、乙烯基脂环式烃聚合物、及它们的氢化物，更优选降冰片烯类聚合物、乙烯基脂环式烃聚合物、及它们的氢化物，特别优选降冰片烯类聚合物的氢化物。
[0020]就降冰片烯类聚合物、单环的环状烯烃聚合物或环状共轭二烯聚合物的分子量而言，可以根据使用目的进行适宜选择，但在以重均分子量计为通常5，000?500，000、优选8，000?200，000、更优选10，000?100，000的范围时，所得树脂组合物的成型加工性及得到的树脂型的机械强度可取得高度平衡，故优选。
[0021]就乙烯基脂环式烃聚合物的分子量而言，可以根据乙烯基脂环式烃聚合物的使用目的进行适宜选择，但以重均分子量计通常为10,000?300,000、优选为15,000?250,000、更优选为20，000?200，000的范围。如果重均分子量为该范围，则所得树脂组合物的成型加工性及得到的树脂型的机械强度可取得高度平衡，故优选。
[0022]含脂环结构聚合物的玻璃化转变温度可以为50?200°C的范围。其中，优选为70?170°C的范围，更优选为90?140°C的范围。玻璃化转变温度在上述范围时，得到的成型体的强度特性及耐热性以及得到的树脂组合物的成型加工性之间可取得优异的平衡。
[0023]以下，对作为优选的聚合物的降冰片烯类聚合物进行详述。
[0024]降冰片烯类聚合物是将作为具有降冰片烯骨架的单体的降冰片烯类单体聚合而成的聚合物，大致分为通过开环聚合得到的聚合物和通过加成聚合得到的聚合物。
[0025]作为通过开环聚合得到的降冰片烯类聚合物，可列举:降冰片烯类单体的开环聚合物、及降冰片烯类单体和能够与其进行开环共聚的其他单体形成的开环聚合物、以及它们的氢化物等。
[0026]作为通过加成聚合得到的降冰片烯类聚合物，可列举:降冰片烯单体的加成聚合物、及降冰片烯类单体和能够与其共聚的其他单体形成的加成聚合物等。其中，从耐热性、机械强度、防湿性等观点出发，优选降冰片烯类单体的开环聚合物氢化物。
[0027]作为降冰片烯类单体，可列举:双环[2.2.1]庚-2-烯(惯用名:降冰片烯)及其衍生物(环上具有取代基的衍生物)、三环[4.3.01，6.12，5]癸-3，7-二烯(惯用名:双环戊二烯)及其衍生物、7，8_苯并三环[4.3.0.12，5]癸-3-烯(惯用名:桥亚甲基四氢芴，也称为I，4_桥亚甲基-l，4，4a，9a-四氢芴)及其衍生物、四环[4.4.0.12’5.17’1Q]十二碳-3-烯(惯用名:四环十二碳烯)及其衍生物等。
[0028]作为取代基，可以例不:烧基、亚烧基、乙稀基、烧氧基幾基、烧叉等，所述降冰片稀类单体也可以具有这些取代基中的两种以上。具体而言，可列举:8_甲氧基羰基-四环[4.4.0.12，5.17，1()]十二碳-3-烯、8-甲基-8-甲氧基羰基-四环[4.4.0.12，5.17，1()]十二碳-3-烯、8-乙叉-四环[4.4.0.12’5.17’1Q]十二碳-3-烯等。
[0029]这些降冰片烯类单体，可以分别单独使用或组合两种以上使用。
[0030]作为能够与降冰片烯类单体进行开环共聚的其他单体，可以列举环己烯、环庚烯、环辛烯等单环的环状烯烃类单体等。
[0031]这些能够与降冰片烯类单体进行开环共聚的其他单体，可以分别单独使用或组合两种以上使用。在使降冰片烯类单体和能够与其进行开环共聚的其他单体进行开环共聚的情况下，可进行适当选择、使得开环聚合物中源自降冰片烯类单体的结构单元与源自能够进行开环共聚的其他单体的结构单元的比例以重量比计达到通常70:30?99:1、优选80:20?99: 1、更优选90:10?99:1的范围。
[0032]作为能够与降冰片烯类单体进行加成共聚的其他单体，可列举:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯等碳原子数2?20的α-烯烃、及它们的衍生物;环丁烯、环戊烯、环己烯、环辛烯、3a，5，6，7a-四氢-4，7-桥亚甲基-1H-茚等环烯烃、及它们的衍生物；1，4_己二烯、4-甲基-1，4_己二烯、5-甲基-1，4_己二烯、I，7_辛二烯等非共轭二烯；等。其中，优选为α-烯经，特别优选乙稀。
[0033]就能够与降冰片烯类单体进行加成共聚的其他单体而言，可以分别单独使用或两种以上组合使用。
[0034]在使降冰片烯类单体和能够与其进行加成共聚的其他单体进行加成共聚的情况下，可进行适当选择、使得加成聚合物中源自降冰片烯类单体的结构单元与源自能够进行加成共聚的其他单体的结构单元的比例以重量比计达到通常30:70?99:1、优选50: 50?97:3、更优选70:30?95:5的范围。
[0035]就降冰片烯类单体的开环聚合物、或者降冰片烯类单体和能够与其进行开环共聚的其他单体形成的开环聚合物而言，可以通过使单体成分在公知的开环聚合催化剂的存在下进行聚合而获得。作为开环聚合催化剂，可以使用例如:包含钌、锇等金属的卤化物、并包含硝酸盐或乙酰丙酮化合物及还原剂的催化剂;或者，包含钛、锆、钨、钼等金属的卤化物或乙酰丙酮化合物、并包含有机铝化合物的催化剂。
[0036]就降冰片烯类单体的开环聚合物氢化物而言，通常可以通过向上述开环聚合物的聚合溶液中添加含有镍、钯等过渡金属的公知的氢化催化剂，将碳-碳不饱和键氢化而得到。
[0037]就降冰片烯类单体的加成聚合物、或降冰片烯类单体和能够与其共聚的其他单体形成的加成聚合物而言，可以通过利用公知的加成聚合催化剂，例如包含钛、锆或钒化合物和有机铝化合物的催化剂使这些单体聚合而获得。
[0038]也可以向含脂环结构聚合物中添加通常被用于合成树脂的各种配合剂。
[0039]作为该配合剂，可列举:抗氧化剂、橡胶质聚合物、其它树脂、紫外线吸收剂、抗静电剂、助滑剂、防雾剂、天然油、合成油、增塑剂、有机或无机填充剂、抗菌剂、除臭剂、脱臭剂等。
[0040]其中，特别优选含有抗氧化剂。相对于所述脂环结构聚合物100重量份，抗氧化剂的配合比例通常为0.01?5重量份，优选为0.01?I重量份的范围。
[0041]作为使用的抗氧化剂，没有特别的限制，但优选其分子量为700以上。在抗氧化剂的配合量过多、或抗氧化剂的分子量过低的情况下，存在抗氧化剂从成型品溶出的隐患。
[0042]作为使用的抗氧化剂的具体例，可列举:十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、四[亚甲基-3-(3’， 5’_二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、季戊四醇四[3-(3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]等酚类抗氧化剂;亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(环己基苯基)酯、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲等磷类抗氧化剂;3，3’_硫代二丙酸二肉豆蔻酯、3，3’_硫代二丙酸二硬脂酯、3，3’_硫代二丙酸月桂基硬脂基酯、季戊四醇四(β-月桂基硫代丙酸酯)等硫类抗氧化剂;等。这些抗氧化剂可以一种单独或两种以上组合使用。其中，优选酚类抗氧化剂。
[0043]橡胶质聚合物为玻璃化转变温度为40°C以下的聚合物。橡胶质聚合物包括橡胶、热塑性弹性体。如嵌段共聚物那样玻璃化转变温度有2个点以上的情况下，只要最低的玻璃转化温度为40°C以下，就可以作为橡胶质聚合物使用。橡胶质聚合物的门尼粘度(ML1+4，100°C)可以根据使用目的适宜选择，但通常为5?300。
[0044]作为橡胶质聚合物的具体例，可列举:乙烯-α-烯烃类橡胶；乙烯-α-烯烃-多烯共聚物橡胶；乙烯-甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯等乙烯与不饱和羧酸酯的共聚物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等乙烯与脂肪酸乙烯酯的共聚物；丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯等丙烯酸烷基酯的聚合物;聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯与丁二烯或异戊二烯的无规共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丁二烯-异戊二烯共聚物、丁二烯_(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物、丁二烯_(甲基)丙烯酸烷基酯-丙烯腈共聚物、丁二烯_(甲基)丙烯酸烷基酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物等二烯类橡胶;丁烯-异戊二烯共聚物；苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯无规共聚物、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物等芳香族乙烯基-共轭二烯类嵌段共聚物、低结晶性聚丁二烯树脂、乙烯-丙烯弹性体、苯乙烯接枝乙烯-丙烯弹性体、热塑性聚酯弹性体、乙烯类离聚物树脂等。
[0045]橡胶质聚合物的配合量可根据使用目的适宜选择。在要求抗冲击性、柔软性的情况下，相对于所述含脂环结构聚合物100重量份，橡胶质聚合物的配合量通常为0.01?100重量份，优选为0.1?70重量份，更优选为I?50重量份的范围。
[0046]作为其它树脂，可列举:低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、氢化聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、三乙酸纤维素、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚芳酯、聚砜、聚醚砜等。
[0047]这些其它树脂可以分别单独使用或者两种以上组合使用。其它树脂的配合比例可以在不破坏本发明的目的的范围内适宜选择。
[0048]作为紫外线吸收剂及耐候稳定剂，可列举:苯甲酸-2，2，6，6_四甲基-4-哌啶醇酯、癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯、2-(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2-正丁基丙二酸双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)酯、4-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-1_[2-[3-(3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]乙基]-2，2，6，6-四甲基哌啶等受阻胺类化合物;2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-( 3，5-二叔丁基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、2-( 3，5-二叔戊基-2-羟基苯基)苯并三唑等苯并三唑类化合物;3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸-2，4-二叔丁基苯酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯等苯甲酸酯类化合物;等。
[0049]这些紫外线吸收剂及耐候稳定剂可以分别单独使用或两种以上组合使用。
[0050]相对于所述含脂环结构聚合物100重量份，紫外线吸收剂及耐候稳定剂的配合量通常为0.0Ol?5重量份，优选为0.0l?2重量份的范围。
[0051]作为抗静电剂，可以例示:硬脂醇、二十二醇等长链烷基醇;烷基磺酸钠盐和/或烷基磺酸鱗盐;硬脂酸的甘油酯等脂肪酸酯;羟基胺类化合物;无定形碳;氧化锡粉;含锑的氧化锡粉;等。相对于所述含脂环结构聚合物100重量份，抗静电剂的配合量通常为0.001?5重量份的范围。
[0052]在使用其他配合剂的情况下，通常通过例如双螺杆混炼机等在200?400°C左右的温度将含脂环结构聚合物和其他配合剂一起进行熔融混炼，然后制成粒料状物或颗粒状物、粉末状物。
[0053]就由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体而言，可以通过将在上述含脂环结构聚合物中根据需要配合其他配合剂而成的树脂组合物成型为板状、透镜形状、盘状、膜或片状、棱镜状等主要适用于光学部件的各种形状而使用。作为成型方法，可列举以下公知的成型方法:注塑成型法、挤出成型法、加压成型法等加热熔融成型法;浇铸成型法等使用溶液的成型法;等。
[0054]本发明的光学元件是在所述由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体上形成无机膜的密度为2.3g/cm3以上、膜厚为5nm以上且500nm以下的由无机化合物形成的层而得到的光学元件。另外，从不使待形成该无机膜的树脂成型体产生开裂等的观点出发，无机膜的密度优选为2.75g/cm3以下。
[0055]作为无机膜的形成方法，可以采用真空蒸镀法、溅射法等公知的成膜方法。在本发明中，从形成密合强度更优异的无机膜的观点出发，优选溅射法。
[0056]根据溅射法，可以在由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体表面叠层形成由无机化合物形成的无机膜。
[0057]作为无机化合物，可列举:金属或碱金属、硅等的氧化物或氮化物。这些无机化合物可以单独也可以混合两种以上。
[0058]作为无机氧化物的具体例，可列举:氧化铝、氧化铋、氧化铈、氧化铬、氧化铕、氧化铁、氧化舒、氧化铟、氧化镧、氧化钼、氧化镁、氧化钕、氧化铅、氧化镨、氧化钐、氧化铺、氧化钪、氧化锡、氧化钛、一氧化钛、三氧化二钛、五氧化钽、氧化妈、氧化乾、氧化错、氧化锌、氧化硅、一氧化硅、二氧化硅等。也可以是这些氧化物的混合物(例如，氧化铟和氧化锡的混合物:ITO)。其中，优选二氧化硅。
[0059]作为无机氮化物的具体例，可列举:氮化硅、氮化铝、氮化铟、氮化锡、氮化铜、氮化铁、氮化镁、氮化锌、氮化钛、氮化镓、氮化钒、氮化铬等。
[0060]作为溅射法，可以使用通常使用的公知的溅射法。具体而言，可以为:二极溅射、三极或四极溅射、磁控溅射等基于等离子体方式的溅射;离子束溅射、ECR溅射等基于光束方式的溅射;等中的任意方式。另外，电源可以使用直流电源及RF电源、微波中的任意电源。其中，从可以提高膜密度的方面出发，优选基于等离子体方式的溅射，更优选采用磁控溅射。
[0061]所使用的靶材可根据膜的种类、使用目的等而适宜选择。通常，在要形成氧化物的膜的情况下，使用金属氧化物、氧化硅(例如S12)的溅射靶，并采用使用交流电源的磁控溅射装置。
[0062]其特征在于，在溅射反应时，一边向腔室内导入氧气、氮气而使材料成为氧化物、氮化物，一边进行膜形成。就氧、氮而言，可以通过以一定量添加到氩气等非活泼气体中而导入腔室内。
[0063]为了使叠层于树脂成型体的由无机化合物形成的层的膜密度为2.3g/cm3以上，在溅射时，进行(α)提高真空度、(β)使用辅助气体、(γ )调节辅助气体的流量、(δ)增大高频电功率等，对溅射条件进行适当调节，或者，在真空蒸镀的情况下，于树脂成型体使用的含脂环结构聚合物的玻璃化转变温度以下的尽可能高温的温度下进行真空蒸镀等，对真空蒸镀的条件进行调整即可。
[0064]例如，在使用高频磁控溅射法的情况下，通过利用以下条件进行溅射，可以提高膜的密度:真空度5 X 10—4?1.0 X 10—2torr、氩气流量10?40sccm、导入氧气O?5sccm、高频电功率100?500W。
[0065]在本发明中，可以利用以上的方法形成单层膜，但为了得到光学性能更优异的膜，优选将成分、组成不同的膜叠层两层以上，更优选将折射率不同的膜交替地叠层。也可以将膜叠层为10层?20层左右。
[0066 ]利用以上的方法得到的派射膜的平均膜厚合计为5?500nm，优选为5?50nm ο
[0067]如上地得到的叠层体(光学元件)在高温环境下黄变少(S卩，耐热性优异)，且阻气性也优异(氧透过率低)。
[0068]本发明的光学元件的耐热性优异的事实可以如下地确认:将本发明的光学元件在125°C的烘箱中放置500小时后，使用公知的分光式色差计测定光学元件在放入烘箱前和放置后的色差(八丫1)时，八￥1为0.1?5，优选为0.1?3。
[0069]另外，本发明的光学元件的阻气性优异的事实可以如下地确认:将无机膜叠层于膜状的本发明的光学元件表面而成的膜调整为23°C、相对湿度65%，之后使用公知的氧透过量测定装置测定膜每Im2的氧透过率(ml/(m2.day.atm))时，氧透过率(ml/(m2.day.atm))优选为10ml/(m2.day.atm)以下，更优选为7ml/(m2.day.atm)以下，进一步优选为3ml/(m2.day.atm)以下。
[0070]具有这样的特性的本发明的光学元件适宜作为防反射膜、反射膜、波长选择性透过膜、透明导电膜、及偏振膜等光学元件。得到的光学元件(叠层体)可以作为透镜、棱镜、光盘、滤光片、分光器、镜、导光板、触摸面板、液晶基板等光学部件使用。
[0071]特别优选用作搭载于汽车的监视器用途、传感(sensing)用途的光学元件:例如，后方监视器(back monitor)、全景式监控(around View Monitor)、前方侧方监视器(frontside monitor)、电子镜、夜视系统(night view)、防撞安全系统(pre-crash safetysystem)、巡航控制系统(cruise control)、车道保持辅助系统(lane keeping assist)、防瞌睡预警系统、标志识别等车载用光学元件;设置于室外的图像识别用光学元件:例如，监控摄像机、对讲机(interphone)等室外用光学元件;等等。
[0072]实施例
[0073]以下，举出实施例及比较例对本发明进行更详细地说明。但本发明并不限于这些实施例。在以下的实施例及比较例中，只要没有特别说明，则份或％为重量基准。
[0074]本实施例中的评价以以下的方法进行。
[0075](膜厚、密度)
[0076]对无机膜的膜厚及密度而言，通过使用将无机膜叠层于由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体表面而成的基板(光学元件)、利用Bruker公司制高分辨X射线衍射装置“D8D i s co ver”测定X射线反射率(XRR测定)而求出。
[0077](氧透过率)
[0078]将面积50cm2的膜(将无机膜叠层于由含脂环结构聚合物形成的树脂膜表面而成的膜)调整为23°C、相对湿度65%，之后使用氧透过量测定装置(Modern Control公司制，商品名 “0X-TRAN2/21MH”)，测定了膜每 Im2 的氧透过率(ml/(m2.day.atm))。
[0079](耐热性评价)
[0080]对于将无机膜叠层于由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体而成的基板(光学元件)的耐热性，通过在将该基板在125°C的烘箱中放置500小时后，使用分光式色差计“SE-2000”(日本电色工业公司制)测定基板的放入烘箱前和放置后的色差(Δ YI)而进行了评价。另外，以目测观察无机膜、树脂成型体中开裂的有无，并进行了评价。
[0081](制造例1:树脂成型体的制造)
[0082]作为含脂环结构聚合物，使用降冰片烯类开环聚合物氢化物“ΖΕ0ΝΕΧ(注册商标)F52R” (日本瑞翁公司制)，制造了树脂成型体。使用注塑成型装置(FANUC公司制“R0B0SH0T(注册商标)αΙΟΟΒ”)进行成型，得到了厚度3mm、长度65mm、宽度65mm的板。成型温度设为模具温度140°C、气缸温度280°C。
[0083](实施例1)
[0084]通过溅射法在制造例I中得到的树脂成型体表面形成了氧化硅层。
[0085]溅射使用了磁控溅射装置(SHIBAURA MECHATR0NICS公司制，产品名“i_Mi 11 erCFS-4EP-LL”)。使树脂成型体表面的温度为常温，靶材使用氧化硅，导入氩气20sCCm、氧气0.8sccm，以高频电功率400W实施了 10分钟溅射。真空度为5\10—4?1.0\10—2切^溅射膜的膜厚为124nm、膜密度为2.31g/cm3、氧透过率为0.31ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后叠层基板的Δ YI为1.5。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0086](实施例2)
[0087]除溅射时间设为5分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为62nm、膜密度为2.31g/cm3、氧透过率为1.73ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ Π为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为2.0。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0088](实施例3)
[0089]除溅射时间设为2.5分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为31nm、膜密度为2.32g/cm3、氧透过率为2.26ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的△ YI为2.1。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0090](实施例4)
[0091]除溅射时间设为I分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为12nm、膜密度为2.30g/cm3、氧透过率为2.63ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ Π为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的△ YI为2.3。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0092](实施例5)
[0093]除溅射时间设为30秒以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为6]1111、膜密度为2.3]^/0113、氧透过率为6.331111/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为2.9。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0094](实施例6)
[0095]除将树脂成型体表面的温度设为50°C，溅射时间设为5分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为63nm、膜密度为2.40g/cm3、氧透过率为1.25ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为1.6。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0096](实施例7)
[0097]除将树脂成型体表面的温度设为80°C，溅射时间设为5分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为58nm、膜密度为2.55g/cm3、氧透过率为1.10ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为1.8。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0098](实施例8)
[0099]除将树脂成型体表面的温度设为130°C，溅射时间设为5分钟以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为55nm、膜密度为2.70g/cm3、氧透过率为0.81ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为1.3。另外，无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0100](比较例I)
[0101]将制造例I得到的树脂成型体于125°C放置500小时时，基板的ΔYI为23.7。无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0102](比较例2)
[0103]除将溅射时间设为20秒以外，和实施例1同样操作得到叠层基板。溅射膜的膜厚为4nm、膜密度为2.30g/cm3、氧透过率为18.6ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为
0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为6.9。无机膜及树脂成型体均未观察到开裂。
[0104](比较例3)
[0105]通过真空蒸镀法在制造例I得到的树脂成型体表面形成氧化硅层。真空蒸镀使用了高频感应加热式蒸镀机。将膜固定于温度设定为40°C的冷却底座后，将真空容器减压排气至5 X 10—3Pa。通过感应加热使坩祸内的氧化硅升华，在2 X 10—2Pa下将炉门(gate)开口，进行30秒制膜，得到了50nm的二氧化硅膜。该膜的膜密度为2.21g/cm3、氧透过率为35.2ml/(m2.day.atm)。得到的叠层基板的Δ YI为0.2，125°C放置500小时后的叠层基板的Δ YI为18.7。另外，二氧化硅膜产生了开裂。
[0106]由这些结果可知，将膜厚5nm以上、膜密度为2.3以上的氧化硅成膜于树脂成型体而成的光学元件(实施例1?8)，高温下的色相变化得到降低。
[0107]另一方面，可知在没有叠层无机膜的情况下(比较例I)、无机膜的膜厚薄至4nm的情况下(比较例2)，叠层基板(光学元件)在高温条件下的黄变被促进。另外，如果膜密度小于2.3g/cm3，则Δ Π增大，无机膜会发生开裂(比较例3)。
【主权项】
1.一种光学元件，其是在树脂成型体上形成膜密度为2.3g/cm3以上、膜厚为5cm以上且500nm以下的由无机化合物形成的层而成的光学元件，所述树脂成型体由含脂环结构聚合物形成。2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述无机化合物为无机氧化物或无机氮化物。3.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述无机化合物为二氧化硅。4.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述由无机化合物形成的层的氧透过率为1ml/(m2.day.atm)以下。
【专利摘要】本发明提供一种光学元件，其是在由含脂环结构聚合物形成的树脂成型体上形成膜密度为2.3g/cm3以上、膜厚为5cm以上且500nm以下的由无机化合物形成的层而成的光学元件。根据本发明，可提供可搭载于车辆或在室外使用的耐热性优异的光学元件。
【IPC分类】B32B9/00, G02B1/10
【公开号】CN105492931
【申请号】CN201480048172
【发明人】藤井健作
【申请人】日本瑞翁株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月9日
【公告号】EP3045939A1, WO2015037585A1
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