涂布方法与流程

本发明涉及涂布方法。

背景技术：

以往，在由玻璃形成的光学透镜中，在表面设置有防反射层。在防反射层的形成中，通过蒸镀法等将无机物涂布至透镜主体。透镜主体和防反射层这两者由无机物形成，因此在两者间得到高密合性。另外，两者间的线膨胀系数等物性也相近，因此即使产生温度变化或湿度变化，也不容易产生龟裂、剥离等问题。

近年来，为了实现透镜的轻量化和低成本化，尝试了利用树脂形成透镜主体。例如，在日本特开2011-191395号公报中公开了由光学树脂材料构成的透镜主体。在该透镜主体的表面通过蒸镀形成了由防反射膜构成的光学功能膜。

需要说明的是，在日本特开2008-86923号公报中公开了通过旋涂法在透镜主体上形成防反射膜的方法。在该方法中，使用粘度为20cp以下的涂布液，使透镜主体以8000rpm以上的转速旋转。另外，在日本特开2007-72248号公报中公开了在将树脂层接合至玻璃透镜母材而成的混合透镜上通过旋涂法形成涂膜的方法。该方法中，使用粘度为0.1～10cp的涂布液，使混合透镜以1200rpm以上的转速旋转。

专利文献1：日本特开2011-191395号公报

专利文献2：日本特开2008-86923号公报

专利文献3：日本特开2007-72248号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

另外，在树脂制造的透镜主体的表面直接设置防反射层时，由于两者间的线膨胀系数的差异，具有在高温环境下等会在防反射层中产生破裂等问题。因此考虑了在透镜主体与防反射层之间设置作为中间层的缓冲层来防止防反射层的破裂等。

但是，实际上，在缓冲层过薄的情况下，无法防止防反射层的破裂等。另外，在缓冲层过厚的情况下，缓冲层的厚度的偏差增大，透镜的形状实质上发生变形。因此，在包含缓冲层和防反射层的透镜中，为了防止防反射层的破裂等、以及为了实现确保规定的透镜性能，需要使缓冲层的厚度和厚度的偏差落入到规定的范围内。因此，要求容易形成厚度和厚度的偏差为规定范围内的适合于缓冲层的膜的方法。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于容易形成适合于缓冲层的膜。

用于解决课题的手段

本发明例示的涂布方法具备下述工序：a)工序，将包含树脂的涂布液供给至树脂制造的透镜主体的一个透镜面；以及b)工序，通过使上述透镜主体以规定的旋转轴线为中心进行旋转而在上述透镜面上形成上述涂布液的膜。上述涂布液的膜是设置在上述透镜主体与防反射层之间的缓冲层。

上述透镜面为凸面的情况下，上述涂布液的粘度为8mpa·s以上且26mpa·s以下，上述b)工序中的上述透镜主体的转速为4500rpm以上且30000rpm以下。

上述透镜面为凹面的情况下，上述涂布液的粘度为4mpa·s以上且26mpa·s以下，上述b)工序中的上述透镜主体的转速为8000rpm以上且30000rpm以下。

在不将上述透镜面区分为凸面和凹面的情况下，上述涂布液的粘度为8mpa·s以上且26mpa·s以下，上述b)工序中的上述透镜主体的转速为8000rpm以上且30000rpm以下。

发明效果

根据本发明，能够容易地形成适合于缓冲层的膜。

附图说明

图1是示出透镜的构成的截面图。

图2是示出透镜的制造流程的图。

图3是用于说明缓冲层的形成的图。

图4是用于说明缓冲层的形成的图。

图5是用于说明缓冲层的形成的图。

图6是针对涂布液的粘度和透镜主体的转速的多个组合示出缓冲层的厚度和pv值的图。

图7是针对涂布液的粘度和透镜主体的转速的多个组合示出缓冲层的厚度和pv值的图。

图8是用于说明涂布液的粘度和透镜主体的转速与缓冲层的厚度和pv值的关系的图。

图9是针对涂布液的粘度和透镜主体的转速的多个组合示出缓冲层的厚度和pv值的图。

图10是用于说明涂布液的粘度和透镜主体的转速与缓冲层的厚度和pv值的关系的图。

具体实施方式

图1是示出本发明例示的一个实施方式的透镜1的构成的截面图。透镜1例如是配置在设置于车载用摄像装置的透镜单元的最外侧、即最靠物体侧的透镜。透镜1也可以是透镜单元中的最外侧的透镜以外的透镜。

透镜1包含透镜主体2、缓冲层3和防反射层4。透镜主体2是树脂制造的。例如，透镜主体2仅由树脂构成。作为形成透镜主体2的树脂，可以利用各种树脂。例如可利用丙烯酸系树脂、非结晶聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂。

透镜1的光轴上的透镜主体2的厚度例如为0.3mm(毫米)以上，优选为1.5mm以上。在图1的示例中，透镜主体2的厚度为2.96mm。考虑到树脂制造的透镜的常见用途，透镜主体2的厚度例如为12mm以下。透镜主体2的厚度优选为8.0mm以下、更优选为5.0mm以下。透镜主体2的直径例如为3.0mm以上、优选为7.0mm以上。此处，透镜主体2的直径是作为透镜发挥功能的部位的直径。在图1的示例中，透镜主体2的直径为11.6mm。考虑到树脂制造的透镜的常见用途，透镜主体2的直径例如为30mm以下。透镜主体2的直径优选为20mm以下、更优选为15mm以下。

透镜主体2包含2个透镜面21、22。一个透镜面21为配置在物体侧的面，是凸面。透镜面21例如为球面。透镜面21的曲率半径例如为8mm以上、优选为10mm以上。在图1的示例中，透镜面21的曲率半径为13.8mm。在作为上述摄像装置中的最外侧透镜使用的情况下，作为凸面的透镜面21的曲率半径例如为10mm以上、优选为12mm以上。另一透镜面22为配置在像侧的面，在图1中为平面。透镜面22也可以为凸面或凹面。

在透镜面21上设置有缓冲层3。优选缓冲层3直接设置在透镜面21上。即，缓冲层3与透镜面21接触。缓冲层3例如是包含无机颗粒的树脂制造的，是透明薄膜。缓冲层3中，无机颗粒分散在树脂层的内部。通过在缓冲层3中使用包含无机物的树脂，能够实现高硬度、高耐擦伤性能的膜。作为该树脂，例如可以使用丙烯酸系树脂、非结晶聚烯烃树脂等。另外，该无机颗粒例如包含无定形二氧化硅、氧化铝等金属氧化物的颗粒。该无机颗粒也可以包含金属氧化物以外的颗粒。优选的缓冲层3具有比透镜主体2更高的硬度。这样的缓冲层3也被称作硬涂层。

在缓冲层3上设置有防反射层4。优选防反射层4直接设置在缓冲层3上。即，防反射层4与缓冲层3接触。防反射层4例如是无机氧化物制造的，是透明薄膜。作为该无机氧化物，可以利用例如氧化硅、氧化钛、钛酸镧、氧化钽、氧化铌等金属氧化物等。优选防反射层4中层积有两种以上的金属氧化物的层。

通过设置在透镜主体2与防反射层4之间的缓冲层3的存在，透镜1中的防反射层4的密合性提高。另外，缓冲层3的线膨胀系数在透镜主体2的线膨胀系数与防反射层4的线膨胀系数之间。通过缓冲层3可降低由于透镜主体2与防反射层4之间的线膨胀系数之差而在防反射层4产生的应力。其结果，可防止在防反射层4中产生由于温度变化而引起的裂纹。本说明书中，防反射层的“裂纹”是指在防反射层中产生的微细的破裂或微细的剥离等损伤。可以在防反射层4上设置防水层或其他功能性层。另外，可以在另一透镜面22上设置功能性层。

为了更可靠地防止防反射层4中的裂纹的产生，缓冲层3的厚度例如为0.5μm(微米)以上、优选为1.0μm以上、更优选为1.5μm以上。缓冲层3的厚度过大的情况下，对透镜1的各种性能带来的影响增大，因此缓冲层3的厚度优选为3.5μm以下、更优选为3.0μm以下。缓冲层3的厚度可通过例如光学式膜厚仪等进行测定。

另外，缓冲层3的厚度的偏差大的情况下，透镜1的各种性能降低。例如，作为表示缓冲层3的厚度的偏差、即表示缓冲层3的厚度的均匀性的指标，可以利用pv值。pv值表示透镜面21的各位置处的缓冲层3的厚度的最大值与最小值之差。为了确保透镜1的各种性能，pv值优选为4.5μm以下、更优选为3.0μm以下。在缓冲层3的pv值的计算中，例如使用接触式的表面形状测定仪，测定缓冲层3形成前后的透镜面21的表面形状。之后求出将这些表面形状重合时的各位置处的高度差，求出全部位置的该差的最大值与最小值之差，作为pv值。

防反射层4的厚度例如为0.05μm以上且0.90μm以下、优选为0.10μm以上且0.60μm以下。防反射层4的厚度小于缓冲层3的厚度。防反射层4的厚度与缓冲层3同样地可通过例如光学式膜厚仪等进行测定。

接着，参照图2对透镜1的制造进行说明。透镜1的制造中，首先准备透镜主体2(步骤s11)。透镜主体2例如通过透镜主体形成材料的注射成型而形成。透镜主体形成材料包含作为透镜主体2的材料而例示出的树脂等。该树脂具有热塑性。若准备了树脂制造的透镜主体2，则在透镜主体2的一个透镜面21上形成缓冲层3。

图3至图5是用于说明缓冲层3的形成的图。缓冲层3的形成中，首先将透镜主体2载置在图3所示的涂布装置中的旋转保持部51上。透镜主体2通过省略图示的夹具机构而保持在旋转保持部51上。透镜主体2可以通过吸引吸附等进行保持。旋转保持部51能够通过省略图示的马达而以轴为中心进行旋转。本处理例中，在作为凸面的透镜面21朝向上方的状态下，透镜主体2通过旋转保持部51保持在静止状态。在以下的说明中，将透镜面21称为“物镜面21”。

接着，将涂布液从配置在旋转保持部51的上方的喷嘴52以规定量滴加在物镜面21上，向物镜面21供给涂布液(步骤s12)。优选将涂布液滴加至物镜面21的中央。涂布液呈包含无机颗粒和树脂的液态。涂布液包含作为缓冲层3的材料而例示的无机颗粒和树脂等，是缓冲层形成材料。例如，涂布液还包含挥发性的有机溶剂等。本处理例中，涂布液具有紫外线固化性。根据透镜主体2的材料等，涂布液也可以具有热固化性。在作为凸面的物镜面21形成缓冲层3的情况下，涂布液的粘度例如为8mpa·s(毫帕斯卡秒)以上26mpa·s以下。涂布液的粘度优选为14mpa·s以上。涂布液的一例为将无定形二氧化硅、丙烯酸系树脂、光聚合引发剂和以pgm(丙二醇单甲醚)作为主要成分的溶剂以所期望的比例混合而成的液体。

在涂布装置中，在涂布液的滴加后维持透镜主体2的静止状态直至经过规定时间为止。由于涂布液对物镜面21的润湿性高，因此在维持透镜主体2的静止状态的期间，物镜面21上的涂布液扩展，到达物镜面21的外缘。优选涂布液在整周范围到达物镜面21的外缘、即到达物镜面21的外缘的整个区域。由此，物镜面21整体被涂布液覆盖。在物镜面21上滴加涂布液后至涂布液覆盖物镜面21的整体所需要的时间例如为3秒以下、优选为2.5秒以下。该时间例如为0.1秒以上。代表性地，如图4所示，涂布液通过表面张力保持在物镜面21的外缘。换言之，滴加至物镜面21的涂布液的量优选调整为在静止状态下保持在物镜面21上的量。如上所述，在涂布液向物镜面21的供给中，将涂布液滴加至物镜面21，并且维持透镜主体2的静止状态。

接着，如图5所示，旋转保持部51使透镜主体2以规定的转速旋转(步骤s13)。此处，轴的中心线、即旋转轴线与作为透镜主体2的中心线的光轴重合。因此，透镜主体2以该中心线为中心进行旋转。透镜主体2的旋转速度在短时间内从静止状态上升到所设定的转速并维持在该转速。本处理例中的透镜主体2的转速例如为4500rpm以上30000rpm以下。透镜主体2的转速优选为20000rpm以下。通过透镜主体2的旋转，使多余的涂布液从物镜面21的外缘飞散而被除去。由此形成涂布液的膜。在从透镜主体2开始旋转起经过规定时间时，停止透镜主体2的旋转。

将透镜主体2从旋转保持部51取下并搬送至光照射装置。光照射装置包含射出紫外线的光源部，透镜主体2配置在该紫外线的照射位置。之后，通过将规定光量的紫外线照射至物镜面21上的涂布液的膜来进行该膜的固化(步骤s14)。紫外线的照射可以以透镜主体2保持在旋转保持部51上的状态进行。如以上所述，通过将物镜面21上的涂布液的膜进行固化而形成作为被覆层的缓冲层3。缓冲层3是经固化的涂布液的膜。

若形成了缓冲层3，则在缓冲层3上形成防反射层4(步骤s15)。在防反射层4的形成中，例如通过蒸镀法在缓冲层3上进行防反射层形成材料的成膜。优选的蒸镀法为离子辅助法。通过离子辅助法而形成密合性和致密性高的膜。防反射层4也可以通过溅射等而形成。防反射层形成材料包含作为防反射层4的材料而例示出的无机氧化物等。防反射层4的一例为氧化硅的薄膜与氧化钛的薄膜交替层积而得到的多层膜。该多层膜例如为5层或7层的薄膜的集合。通过以上的处理制造出透镜1。

如以上所说明，在涂布液向透镜主体2上的涂布中，将涂布液滴加至物镜面21，并且维持静止状态直至涂布液到达物镜面21的外缘为止。之后通过使透镜主体2以规定的旋转轴线为中心进行旋转而从物镜面21除去多余的涂布液。由此，能够在不过度使用涂布液的情况下在物镜面21上适当地形成涂布液的膜。

接着，对于在作为凸面的物镜面21上形成缓冲层3的情况下优选的涂布液的粘度和透镜主体2的转速进行说明。图6和图7是针对涂布液的粘度和透镜主体2的转速的多个组合示出缓冲层3的厚度和pv值的图。图6和图7中，将缓冲层3的厚度示于“物理膜厚”行中，将pv值示于“pv”行中。缓冲层3的厚度和pv值的单位均为微米(μm)。在后述的图9中是同样的。

图6的实验中，使用直径为8.5mm、曲率半径为30mm的透镜主体2，图7的实验中，使用直径为11.5mm、曲率半径为23mm的透镜主体2。关于缓冲层3的厚度，利用光学式膜厚仪在透镜主体2的中央位置进行测定。pv值的测定中使用接触式表面形状测定仪。具体地说，在缓冲层3形成前测定物镜面21的表面形状，在缓冲层3形成后测定缓冲层3的表面形状。接着，求出将这些表面形状重合时各位置处的高度差。并求出全部位置的该差的最大值与最小值之差，作为pv值。

图8是用于说明涂布液的粘度和透镜主体2的转速与缓冲层3的厚度和pv值的关系的图。图8中，在图6中的涂布液的粘度和透镜主体2的转速的多个组合中的缓冲层3的厚度小于0.5μm的组合的栏和缓冲层3的厚度大于3.5μm的组合的栏中标记“×”。另外，在缓冲层3的厚度为0.5μm以上且小于1.0μm的组合的栏和缓冲层3的厚度大于3.0μm且为3.5μm以下的组合的栏中标记“△”，在缓冲层3的厚度为1.0μm以上且为3.0μm以下的组合的栏中标记“〇”。图8中，进一步在涂布液的粘度和透镜主体2的转速的多个组合中的pv值大于4.5μm的组合的栏中标记实线影线，在pv值大于3.0μm且为4.5μm以下的组合的栏中标记虚线影线。在pv值为3.0μm以下的组合的栏中未标记影线。

如在图8中以粗实线矩形所包围的那样，通过使涂布液的粘度为8mpa·s以上且26mpa·s以下、使透镜主体2的转速为5000rpm以上且30000rpm以下，可得到厚度为0.5μm以上且3.5μm以下、并且pv值为4.5μm以下的缓冲层3。实际上，由图7的结果可知，若涂布液的粘度为8mpa·s以上，则即使透镜主体2的转速为4500rpm，也可得到厚度和pv值包含在上述范围中的缓冲层3。因此，上述粗实线范围中的透镜主体2的转速的下限值为4500rpm。后述的粗虚线范围中的透镜主体2的转速的下限值是同样的。

另外，如在图8中以粗虚线矩形所包围的那样，通过在上述粗实线的范围中将涂布液的粘度限制为14mpa·s以上、将透镜主体2的转速限制为20000rpm以下，可得到pv值为3.0μm以下、实际上小于1.0μm的缓冲层3。另外，该范围的大部分中，缓冲层3的厚度为1.0μm以上且3.0μm以下。为了更可靠地防止防反射层4中的裂纹的产生，在使缓冲层3的厚度为1.5μm以上的情况下，优选在上述粗虚线的范围中将透镜主体2的转速限制为8000rpm以下，或者在上述粗虚线的范围中将涂布液的粘度限制为19mpa·s以上、将透镜主体2的转速限制为15000rpm以下。

如以上所述，在物镜面21为凸面的情况下，优选涂布液的粘度为8mpa·s以上且26mpa·s以下、透镜主体2的转速为4500rpm以上且30000rpm以下。由此，能够容易地形成厚度和厚度的偏差为规定范围内的适于缓冲层3的膜。另外，通过使涂布液的粘度为14mpa·s以上、透镜主体2的转速为20000rpm以下，能够更可靠地形成适于缓冲层3的膜。作为凸面的物镜面21的曲率半径例如为8mm以上30mm以下。

接着，对于在作为凹面的物镜面21上形成缓冲层3的情况下优选的涂布液的粘度和透镜主体2的转速进行说明。图9是针对涂布液的粘度和透镜主体2的转速的多个组合示出缓冲层3的厚度和pv值的图。图9的实验中，使用直径为6mm、曲率半径为3mm的透镜主体2。

图10是用于说明涂布液的粘度和透镜主体2的转速与缓冲层3的厚度和pv值的关系的图。图10中，在涂布液的粘度和透镜主体2的转速的各组合的栏中所标记的“×”、“△”、“〇”为与图8的情况相同的基准。各组合的栏中所标记的实线影线、虚线影线、无影线的基准也与图8的情况相同。

如在图10中以粗实线矩形所包围的那样，通过使涂布液的粘度为4mpa·s以上且26mpa·s以下、透镜主体2的转速为8000rpm以上且30000rpm以下，可得到厚度为0.5μm以上且3.5μm以下、并且pv值为3.0μm以下的缓冲层3。另外，如在图10中以粗虚线矩形所包围的那样，通过在上述粗实线的范围中将涂布液的粘度限制为14mpa·s以上、将透镜主体2的转速限制为20000rpm以下，得到了厚度为1.0μm以上且3.0μm以下的缓冲层3。为了更可靠地防止防反射层4中的裂纹的产生，在使缓冲层3的厚度为1.5μm以上的情况下，优选在上述粗虚线范围中将涂布液的粘度限制为19mpa·s以上、将透镜主体2的转速限制为15000rpm以下。

如以上所述，在物镜面21为凹面的情况下，优选涂布液的粘度为4mpa·s以上且26mpa·s以下、透镜主体2的转速为8000rpm以上且30000rpm以下。由此，能够容易地形成厚度和厚度的偏差为规定范围内的适于缓冲层3的膜。另外，通过使涂布液的粘度为14mpa·s以上、透镜主体2的转速为20000rpm以下，能够更可靠地形成适于缓冲层3的膜。作为凹面的物镜面21的曲率半径例如为1mm以上5mm以下。

在无论物镜面21是凸面还是凹面而将图8和图10的结果一般化的情况下、即不将物镜面21区分为凸面和凹面的情况下，优选图8中的粗实线矩形与图10中的粗实线矩形重叠的范围。即，优选涂布液的粘度为8mpa·s以上且26mpa·s以下、透镜主体2的转速为8000rpm以上且30000rpm以下。由此，能够容易地形成适于缓冲层3的膜。另外，通过使涂布液的粘度为14mpa·s以上、透镜主体2的转速为20000rpm以下，能够更可靠地形成适于缓冲层3的膜。此外，通过使涂布液的粘度为19mpa·s以上、透镜主体2的转速为15000rpm以下，可使缓冲层3的厚度为1.5μm以上，能够更可靠地防止防反射层4中的裂纹的产生。

上述透镜1和对于透镜1的涂布方法可进行各种变形。

图2的步骤s12中的涂布液的滴加位置也可以为物镜面21的中央以外的位置。这种情况下，维持透镜主体2的静止状态直至涂布液到达物镜面21的外缘的至少一部分为止。优选维持透镜主体2的静止状态直至涂布液到达物镜面21的外缘的整个区域为止。另外，在将涂布液供给至物镜面21之前，可以对物镜面21进行提高对于涂布液的润湿性的亲液处理。亲液处理例如为放电处理等。

透镜主体2的旋转中的旋转轴线也可以与透镜主体2的中心线偏离。另外，也可以一边使透镜主体2旋转一边将涂布液供给至物镜面21。涂布液对于物镜面21的供给可以通过将物镜面21浸渍到存积在容器中的涂布液中、即通过浸镀(dipping)来进行。这种情况下，通过使涂布液的粘度和透镜主体2的转速为上述的范围内，也能够容易地形成适合于缓冲层3的膜。

透镜1可以用于车载用摄像装置以外的装置。

关于上述实施方式和各变形例中的构成，只要不相互矛盾，即可以适当地组合。

工业实用性

本发明能够用于各种用途的透镜中的涂布液的涂布。

符号说明

1透镜2透镜主体3缓冲层4防反射层21、22透镜面s11～s15步骤