JP2019066600A - Plastic lens and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラスチックレンズ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a plastic lens and a method of manufacturing the same.
近年、車載カメラの市場が伸びており、今後も市場の拡大が期待される。車載カメラでは、一般的なカメラ用レンズ等に比べて耐熱性が求められる。 In recent years, the market for in-vehicle cameras has grown, and the market is expected to continue to grow in the future. In-vehicle cameras are required to have heat resistance compared to general camera lenses and the like.
特に、従来、プラスチックレンズの表面にコートされる反射防止膜（ＡＲコート）では、耐熱性が低く、車載カメラで要求される熱が加わると、クラックが生じる問題があった。 In particular, conventionally, an antireflective film (AR coating) coated on the surface of a plastic lens has low heat resistance, and there is a problem that a crack is generated when heat required by an on-vehicle camera is added.
例えば、特許文献１に記載の発明では、合成樹脂基板上に誘電体多層膜を形成した光学素子が記載されている。特許文献１では、誘電体多層膜を構成する低屈折率層を、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２との混合物で形成している。これにより、応力を緩和でき、剥離やクラックの発生を防止することができるとしている。 For example, in the invention described in Patent Document 1, an optical element in which a dielectric multilayer film is formed on a synthetic resin substrate is described. In Patent Document 1, the low refractive index layer constituting the dielectric multilayer film is formed of a mixture of Al 2 O 3 and SiO 2 . By this, it is possible to relieve the stress and to prevent the occurrence of peeling and cracking.
しかしながら、特許文献１では、耐熱性に着目して、反射防止膜全体の最適化は行われていない。 However, in Patent Document 1, the optimization of the entire antireflective film is not performed focusing on heat resistance.
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、従来に比べて、耐熱性を向上させたプラスチックレンズ及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of the above-mentioned awareness of the problem, and an object of the present invention is to provide a plastic lens having improved heat resistance as compared with the prior art, and a method of manufacturing the same.
本発明のプラスチックレンズは、プラスチック基材の表面に、耐熱反射防止膜が形成されており、前記耐熱反射防止膜は、高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に積層されており、前記耐熱反射防止膜の総厚は、８０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下であり、前記耐熱反射防止膜の応力は、−６０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下である、ことを特徴とする。 In the plastic lens of the present invention, a heat resistant antireflective film is formed on the surface of a plastic substrate, and in the heat resistant antireflective film, a high refractive index film and a low refractive index film are alternately laminated, The total thickness of the heat resistant antireflective film is 80 nm or more and 280 nm or less, and the stress of the heat resistant antireflective film is -60 MPa or more and 60 MPa or less.
本発明では、前記高屈折率膜は、ＺｒＯｘ（ｘは、１．５〜２）、ＴｉＯｘ（ｘは、１〜２）、ＴａＯｘ（ｘは、２〜２．５）、及び、ＮｂＯｘ（ｘは、２〜２．５）から選択される単層又は２種以上を含む混合層で形成されることが好ましい。 In the present invention, the high refractive index film may be ZrO x (x is 1.5 to 2), TiO x (x is 1 to 2), TaO x (x is 2 to 2.5), and NbO x (x is 2 to 2.5) preferably formed by mixing layer containing more than a single layer or two kinds selected from.
本発明では、前記低屈折率膜は、ＳｉＯ２の単層又はＳｉＯ２を含む混合層で形成されることが好ましい。 In the present invention, the low refractive index film is preferably formed by mixing layer comprising a single layer or SiO 2 in SiO 2.
本発明では、前記高屈折率膜及び前記低屈折率膜の層数が、２層、又は３層であり、前記耐熱反射防止膜の総厚は、８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。 In the present invention, the number of layers of the high refractive index film and the low refractive index film is preferably two or three, and the total thickness of the heat-resistant antireflective film is preferably 80 nm to 200 nm.
本発明では、前記高屈折率膜及び前記低屈折率膜の層数が、４層以上８層以下であり、前記耐熱反射防止膜の総厚は、１５０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下であることが好ましい。 In the present invention, the number of layers of the high refractive index film and the low refractive index film is preferably 4 or more and 8 or less, and the total thickness of the heat-resistant antireflective film is preferably 150 nm or more and 280 nm or less.
本発明では、前記耐熱反射防止膜の応力は、−４０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下であることが好ましい。 In the present invention, the stress of the heat-resistant antireflective film is preferably −40 MPa or more and 40 MPa or less.
本発明では、前記高屈折率膜及び前記低屈折率膜の層数が、２層、又は３層であり、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域内に反射率の極小値を有し、前記極小値が１％以下であることが好ましい。 In the present invention, the number of layers of the high refractive index film and the low refractive index film is two or three, and has a minimum value of reflectance in a wavelength range of 400 nm to 700 nm, and the minimum value is 1 It is preferable that it is% or less.
本発明では、前記高屈折率膜及び前記低屈折率膜の層数が、４層以上８層以下であり、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域内での反射率が６％以下であることが好ましい。 In the present invention, the number of layers of the high refractive index film and the low refractive index film is preferably 4 or more and 8 or less, and the reflectance in a wavelength range of 400 nm to 700 nm is preferably 6% or less.
本発明のプラスチックレンズの製造方法は、プラスチックレンズの表面に、耐熱反射防止膜を形成する工程、を含み、前記耐熱反射防止膜を形成する工程では、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に積層し、このとき、前記耐熱反射防止膜の総厚が、８０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下、前記耐熱反射防止膜の応力が、−６０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下となるように調節する、ことを特徴とする。 The method for producing a plastic lens according to the present invention includes the steps of: forming a heat-resistant antireflective film on the surface of the plastic lens, wherein the step of forming the heat-resistant antireflective film comprises a high refractive index film and a low refractive index film. They are alternately stacked, and at this time, the total thickness of the heat resistant antireflective film is adjusted to 80 nm or more and 280 nm or less, and the stress of the heat resistant antireflective film is adjusted to be −60 MPa or more and 60 MPa or less.
本発明では、前記高屈折率膜の蒸発材料として、ＺｒＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、及び、Ｎｂ２Ｏ５から選択される単体又は２種以上を含む混合材を用いることが好ましい。 In the present invention, as the evaporation material of the high refractive index film, a mixed material containing one or more selected from ZrO 2 , Ti 3 O 5 , Ta 2 O 5 , and Nb 2 O 5 is used. preferable.
本発明では、前記低屈折率膜の蒸発材料として、ＳｉＯ２の単体又はＳｉＯ２を含む混合材を用いることが好ましい。 In the present invention, as the evaporation material of the low refractive index film, it is preferable to use a mixed material containing a simple substance or SiO 2 in SiO 2.
本発明によれば、従来に比べて、耐熱性を向上させたプラスチックレンズ及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a plastic lens having improved heat resistance as compared with the prior art and a method of manufacturing the same.
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter, simply referred to as "the present embodiment") will be described in detail.
＜プラスチックレンズ＞
本発明者は、プラスチック基材の表面に成膜される反射防止膜の耐熱性を鋭意研究した結果、反射防止膜の総厚、及び応力を調節することで、耐熱性に優れたプラスチックレンズを開発するに至った。すなわち、本実施形態のプラスチックレンズは、以下の特徴的部分（１）〜（４）を備えている。
（１）プラスチック基材の表面に、耐熱反射防止膜が形成される。
（２）耐熱反射防止膜は、高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に積層される。
（３）耐熱反射防止膜の総厚は、８０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下である。
（４）耐熱反射防止膜の応力は、−６０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下である。
<Plastic lens>
As a result of intensive research on the heat resistance of the antireflective film formed on the surface of the plastic substrate, the present inventor has adjusted the total thickness of the antireflective film and the stress to obtain a plastic lens excellent in heat resistance. It came to develop. That is, the plastic lens of the present embodiment includes the following characteristic portions (1) to (4).
(1) A heat resistant antireflective film is formed on the surface of a plastic substrate.
(2) In the heat-resistant antireflective film, a high refractive index film and a low refractive index film are alternately stacked.
(3) The total thickness of the heat-resistant antireflective film is 80 nm or more and 280 nm or less.
(4) The stress of the heat-resistant antireflective film is −60 MPa or more and 60 MPa or less.
図１は、本実施形態のプラスチックレンズの模式図である。図１に示すプラスチックレンズ１は、基板としてのプラスチック基材２と、プラスチック基材２の表面（図１に示す第１面２ａと第２面２ｂ）に形成された耐熱反射防止膜３と、を有して構成される。
FIG. 1 is a schematic view of a plastic lens of the present embodiment. The plastic lens 1 shown in FIG. 1 includes a
プラスチック基材２は、耐熱性を有するプラスチック材料である。使用用途により、必要とされる耐熱温度は変わるが、車載レンズ用の場合、例えば、１０５℃以上の耐熱温度が要求される。よって、プラスチック基材２は、１０５℃以上の耐熱性を有するプラスチック材料であることが好ましい。プラスチック基材２の材質としては、所定の耐熱性を有していれば特に問うものでないが、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アリル系樹脂、ウレタン系樹脂等の樹脂を例示することができる。
The
また、耐熱反射防止膜３が成膜されるプラスチック基材２の表面は、例えば、非球面である。図１のプラスチック基材２は、例えば、負のパワーを有するメニスカスレンズであるが、正のパワーを有するメニスカスレンズであってもよいし、両凸レンズあるいは両凹レンズ等でもよい。ただし、プラスチック基材２の表面は、非球面以外であってもよい。
The surface of the
耐熱反射防止膜３は、上記（２）で示したように、高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に積層される。
In the heat-resistant
以下、耐熱反射防止膜３について、更に詳しく説明する。
Hereinafter, the heat-resistant
＜耐熱反射防止膜＞
図２に示すように、本実施形態の耐熱反射防止膜３は、プラスチック基材２の表面から、高屈折率膜４と低屈折率膜５とが交互に積層される。耐熱反射防止膜３の最外層は、低屈折率膜５であることが好ましい。
<Heat resistant antireflective film>
As shown in FIG. 2, in the heat-resistant
耐熱反射防止膜３は、プラスチック基材２単体の場合よりも反射率が低くなるように調整される。具体的には、耐熱反射防止膜３を設けたプラスチックレンズ１全体が、所望の分光反射率を持つように各層の屈折率及び膜厚を決定する。
The heat-resistant
低屈折率膜５の屈折率は、高屈折率膜４及びプラスチック基材２の屈折率よりも低い。一方、高屈折率膜４は、プラスチック基材２の屈折率より高くてもよい。
The refractive index of the low
高屈折率膜４と低屈折率膜５を合わせた総数を限定するものでないが、好ましくは、２層以上１５層程度であり、より好ましくは、２層以上１０層以下である。更に好ましくは、２層以上８層以下であり、更により好ましくは、４層以上６層以下である。層数は、次に説明する総厚や応力に応じて調節される。
Although the total number of the high refractive index film 4 and the low
上記の（３）で示したように、耐熱反射防止膜３の総厚は、８０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下である。総厚とは、高屈折率膜４及び低屈折率膜５を全て合わせたトータルの膜厚を指す。
As shown in the above (3), the total thickness of the heat-resistant
本実施形態では、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の層数が、２層、又は３層であり、耐熱反射防止膜３の総厚は、８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
In the present embodiment, the number of layers of the high refractive index film 4 and the low
また、本実施形態では、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の層数が、４層以上８層以下であり、耐熱反射防止膜３の総厚は、１５０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下であることが好ましい。また、耐熱反射防止膜３の総厚は、１８０ｎｍ以上２２０ｎｍ以下であることがより好ましい。
Further, in the present embodiment, the number of layers of the high refractive index film 4 and the low
上記の（４）に示すように、耐熱反射防止膜３の応力は、−６０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下である。応力は、−４０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下であることが好ましく、−３０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下であることがより好ましく、−２０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることが更に好ましい。応力のプラス値は、圧縮応力を示し、マイナス値は、引張応力を示す。
As shown to said (4), the stress of the heat-resistant
耐熱反射防止膜３の応力を上記の範囲内に調節するには、耐熱反射防止膜３の総厚内で、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の材質や層数を調節して、応力バランスを取ることが必要である。
In order to adjust the stress of the heat-resistant
以上により、総厚と応力を規定した耐熱反射防止膜３を有する本実施形態のプラスチックレンズ１によれば、従来に比べて、耐熱性を向上させることができる。具体的には、１０５℃の高温試験においても、耐熱反射防止膜３にクラックや剥離が生じることを防止することができる。
As described above, according to the plastic lens 1 of the present embodiment having the heat-
耐熱反射防止膜３の総厚と応力の双方が重要である。したがって、耐熱反射防止膜３の総厚と応力の条件を満たすように、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の膜厚や材質を適切に調節することが必要である。耐熱反射防止膜３の総厚と応力のどちらか一方が、上記（３）或いは上記（４）の条件から外れると、１０５℃の高温試験において、耐熱反射防止膜３にクラックが生じることが後述する実験によりわかっている。
Both the total thickness and the stress of the heat-resistant
また、本実施形態では、１０５℃の高温試験と合わせて、８５℃、８５％の高温多湿試験においても、耐熱反射防止膜３にクラックが生じるのを適切に防止することが可能である。
Further, in the present embodiment, in combination with the high temperature test of 105 ° C., it is possible to appropriately prevent the thermal
また、上記の高温試験、及び高温多湿試験では、いずれも１０００時間以上の試験時間でもクラックが生じないことが後述の実験よりわかっている。 In addition, in the above-described high temperature test and high temperature / humidity test, it is known from the experiment described later that any crack does not occur even if the test time is 1000 hours or more.
また、本実施径形態の耐熱反射防止膜３を用いたプラスチックレンズ１では、所望の光学特性を得つつ、優れた耐熱性を満たすことができる。光学特性は、例えば、反射率で評価することができる。
Further, the plastic lens 1 using the heat-
本実施形態では、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の層数が、２層、又は３層であるとき、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域内に反射率の極小値を備え、該反射率の極小値は１％以下であることが好ましい。
In the present embodiment, when the number of layers of the high refractive index film 4 and the low
また、本実施形態では、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の層数が、４層以上８層以下であり、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域内の反射率は、６％以下であることが好ましい。
In the present embodiment, the number of layers of the high refractive index film 4 and the low
また、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の層数が、４層以上８層以下であり、４００ｎｍの波長では、反射率が６％以下であり、４２０ｎｍ〜７００ｎｍの波長域では反射率が３％以下であることが好ましい。また、４００ｎｍの波長では、反射率が３％以下、４１０ｎｍ〜４３０ｎｍの波長域では、反射率が２％以下、４３１ｎｍ〜５９０ｎｍの波長域では、反射率が１％以下、５９１ｍ〜７００ｎｍの波長域では、反射率が１．５％以下であることがより好ましい。
The number of layers of the high refractive index film 4 and the low
反射率は、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の各層の屈折率や膜厚により調節することができる。したがって、上記（２）〜（４）の条件内にて各層の屈折率や膜厚を適正化することで、耐熱性と共に所望の光学特性を得ることが可能になる。
The reflectance can be adjusted by the refractive index and the film thickness of each layer of the high refractive index film 4 and the low
次に、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の好ましい材質について説明する。
Next, preferable materials of the high refractive index film 4 and the low
本実施形態では、高屈折率膜４は、ＺｒＯｘ（ｘは、１．５〜２）、ＴｉＯｘ（ｘは、１〜２）、ＴａＯｘ（ｘは、２〜２．５）、及び、ＮｂＯｘ（ｘは、２〜２．５）から選択される単層又は２種以上を含む混合層で形成されることが好ましい。上記した金属酸化物は、化学量論組成でなくても、酸素の組成比率が上記ｘの範囲であればよい。 In the present embodiment, the high refractive index film 4 is ZrO x (x is 1.5 to 2), TiO x (x is 1 to 2), TaO x (x is 2 to 2.5), and , NbO x (x is 2 to 2.5) is preferably formed of a single layer or a mixed layer containing two or more. The above-described metal oxide may have a composition ratio of oxygen within the above range of x, even if it does not have the stoichiometric composition.
耐熱反射防止膜３内に積層される複数の高屈折率膜４の材質は、同一であっても異なっていてもよい。
The materials of the plurality of high refractive index films 4 stacked in the heat-resistant
また、低屈折率膜５は、ＳｉＯ２の単層又はＳｉＯ２を含む混合層で形成されることが好ましい。
Further, the low
耐熱反射防止膜３に積層される複数の低屈折率膜５の材質は、同一であっても異なっていてもよい。
The materials of the plurality of low
上記した高屈折率膜４及び低屈折率膜５の材質を用いることで、上記（２）〜（４）の条件を適切に満たすことができ、耐熱性に優れると共に、所望の光学特性を備えたプラスチックレンズ１を適切に得ることができる。
By using the materials of the high refractive index film 4 and the low
＜プラスチックレンズの製造方法＞
図２に示す本実施形態のプラスチックレンズの製造方法について説明する。
<Method of manufacturing plastic lens>
A method of manufacturing the plastic lens of the present embodiment shown in FIG. 2 will be described.
本実施形態では、プラスチック基材２の表面に、高屈折率膜４と低屈折率膜５とを交互に積層し、耐熱反射防止膜３を形成する。
In the present embodiment, the high refractive index film 4 and the low
このとき、耐熱反射防止膜３の総厚が、８０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下、耐熱反射防止膜３の応力が、−６０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下となるように、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の各膜厚や材質を調節する。
At this time, each of the high refractive index film 4 and the low
本実施形態では、耐熱反射防止膜３を形成する前に、プラスチック基材２を、適度な温度で加熱して、残留応力を低減させることが好適である。
In the present embodiment, it is preferable to heat the
本実施形態では、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の成膜方法を限定するものではないが、高屈折率膜４及び低屈折率膜５を、蒸着法或いはスパッタ法にて成膜することが好ましい。
Although the film formation method of the high refractive index film 4 and the low
蒸着法としては、イオンビームアシスト蒸着(Ｉｏｎ−ｂｅａｍ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＩＡＤ)法、或いは、電子ビーム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ：ＥＢ）法を用いることが好ましい。イオンビームアシスト蒸着法では、真空蒸着中に、イオン銃で、ガスイオンを基板であるガラスレンズの表面に照射する。また、電子ビーム法では、高真空雰囲気の中で、蒸発材料をるつぼに入れ、電子ビームをるつぼに照射し、るつぼ中の蒸発材料を加熱蒸発させる。 As a deposition method, it is preferable to use an ion beam assisted deposition (IAD) method or an electron beam (EB) method. In the ion beam assisted deposition method, gas ions are irradiated to the surface of a glass lens as a substrate by an ion gun during vacuum deposition. In the electron beam method, the evaporation material is placed in a crucible in a high vacuum atmosphere, and the crucible is irradiated with an electron beam to heat and evaporate the evaporation material in the crucible.
例えば、本実施形態では、高屈折率膜４を蒸着法にて成膜する際、蒸発材料として、ＺｒＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、及び、Ｎｂ２Ｏ５から選択される単体又は２種以上を含む混合材を用いる。そして、成膜チャンバ内にて減圧下で、蒸発材料を加熱蒸発させる。蒸発した蒸発粒子は、Ｏ2と結合して、基板としてのプラスチック基材２の表面に堆積する。
For example, in the present embodiment, when depositing the high refractive index film 4 by the vapor deposition method, a simple substance selected from ZrO 2 , Ti 3 O 5 , Ta 2 O 5 , and Nb 2 O 5 as evaporation materials. Alternatively, a mixed material containing two or more kinds is used. Then, the evaporation material is heated and evaporated in a deposition chamber under reduced pressure. The evaporated evaporation particles combine with O 2 and deposit on the surface of the
これにより、プラスチック基材２の表面には、ＺｒＯｘ（ｘは、１．５〜２）、ＴｉＯｘ（ｘは、１〜２）、ＴａＯｘ（ｘは、２〜２．５）、及び、ＮｂＯｘ（ｘは、２〜２．５）から選択される単層又は２種以上を含む混合層からなる高屈折率膜４を成膜することができる。
Thereby, on the surface of the
また、本実施形態では、低屈折率膜５の蒸発材料として、ＳｉＯ２の単体又はＳｉＯ２を含む混合材を用いることが好ましい。そして、成膜チャンバ内にて減圧下で、ＳｉＯ２を加熱蒸発させる。蒸発したＳｉＯ２は、基板としてのプラスチック基材２の表面に堆積する。
Further, in the present embodiment, as the evaporation material of the low
本実施形態では、プラスチック基材２の材質を特に限定するものでないが、車載レンズ用の場合、例えば、１０５℃以上の耐熱性を有するプラスチック材料であることが好ましい。
In the present embodiment, the material of the
また、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の層数を限定するものでないが、耐熱反射防止膜３の総厚が、８０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下、耐熱反射防止膜３の応力が、−６０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下となるように、層数を調節する。層数は、応力バランスを取るうえで、重要なファクターである。層数は、好ましくは、２層〜８層であり、より好ましくは、４層〜６層である。
Although the number of layers of the high refractive index film 4 and the low
以上の、本実施形態のプラスチックレンズ１の製造方法によれば、所望の光学特性と、優れた耐熱性を備えたプラスチックレンズ１を、簡単且つ適切に製造することができる。 According to the method of manufacturing the plastic lens 1 of the present embodiment described above, the plastic lens 1 having desired optical characteristics and excellent heat resistance can be manufactured simply and appropriately.
本実施形態によれば、１０５℃の高温試験、及び、８５℃、８５％の高温多湿試験においても、耐熱反射防止膜３にクラックや剥離が生じることを防止することができる。
According to the present embodiment, the heat-resistant
以下、本実施形態を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。実験では、以下に示す実施例１から実施例６及び比較例１から比較例２を製造した。 Hereinafter, the present embodiment will be more specifically described using examples and comparative examples. In the experiments, Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 shown below were manufactured.
［実施例１］
実施例１では、以下の表１に示す材料を用い、表１に示す膜厚及び応力を有する高屈折率膜４としてのＴｉＯｘ及び低屈折率膜５としてのＳｉＯ２を成膜し、耐熱反射防止膜３を得た。表１の１層目は、プラスチック基材２側であり、７層目は、プラスチック基材２から最も離れた外層（空気と接する層）である。実験では、（株）昭和真空製の蒸着機（ＳＧＣ−２２ＳＡ）を使用して成膜した。耐熱反射防止膜３を成膜するプラスチック基材２には、三菱ガス化学製の基材ＥＰ６０００（特殊なポリカーボネート）を用いた。なお、実施例２から実施例６及び比較例１から比較例２においても同様である。
Example 1
In Example 1, TiO x as the high refractive index film 4 having the film thickness and stress shown in Table 1 and SiO 2 as the low
なお、高屈折率膜４の蒸発材料には、Ｔｉ３Ｏ５を用い、低屈折率膜５の蒸発材料には、ＳｉＯ２を用いた。
Note that Ti 3 O 5 was used as the evaporation material of the high refractive index film 4, and SiO 2 was used as the evaporation material of the low
表１に示すＴｉＯｘ、及び、ＳｉＯ２の応力値は、ＴｉＯｘ、及び、ＳｉＯ２を、夫々、応力測定に約３００ｎｍの単層膜で成膜した際の値である。応力は、Ｖｅｅｃｏ社製表面形状測定器Ｄｅｋｔａｋ １５０を用いて、成膜前後でのカバーガラスの反リ量の変化を測定して、反リ量の変化より換算した。応力の計算方法は、R. J. Jaccodine and W. A. Schlegel, Measurement of Strains at Si‐SiO2 Interface, Journal of Applied Physics 37, 2429 (1966)”に記載の方法とした。そして、ＴｉＯｘ、及び、ＳｉＯ２の各応力を表１に示す各層の膜厚に換算し、耐熱反射防止膜３の応力（表１の応力欄の「トータル」を参照）を算出した。 Table 1 shows TiO x and the stress value of SiO 2 is, TiO x and the SiO 2, respectively, is a value when the film was formed in a single layer film of approximately 300nm in stress measurement. The stress was converted from the change in the amount of displacement by measuring the change in the amount of displacement of the cover glass before and after film formation using a surface shape measurement instrument Dektak 150 manufactured by Veeco. The calculation method of the stress was the method described in RJ Jaccodine and WA Schlegel, Measurement of Strains at Si-SiO 2 Interface, Journal of Applied Physics 37, 2429 (1966) ", and TiO x and SiO 2 . Each stress was converted into the film thickness of each layer shown in Table 1, and the stress of the heat-resistant antireflective film 3 (see "Total" in the stress column of Table 1) was calculated.
表１に示す膜厚は、成膜中水晶膜厚計で測定した値であって、断面ＴＥＭ写真を用いて測定することもできる。上記の応力、及び膜厚の測定方法は、実施例２から実施例５及び比較例１から比較例３においても同様に用いた。 The film thickness shown in Table 1 is a value measured with a quartz film thickness meter during film formation, and can also be measured using a cross-sectional TEM photograph. The above-described methods of measuring stress and film thickness were similarly used in Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 3.
［実施例２］
実施例２では、以下の表２に示す材料を用い、表２に示す膜厚及び応力を有する高屈折率膜４としてのＴｉＯｘ及び低屈折率膜５としてのＳｉＯ２を成膜し、耐熱反射防止膜３を得た。蒸発材料は、実施例１と同じである。
Example 2
In Example 2, TiO x as the high refractive index film 4 having the film thickness and stress shown in Table 2 and SiO 2 as the low
実施例１では、層数が７に対し、実施例２では、層数を６にした。その他の条件は実施例１と同じである。 While the number of layers is seven in the first embodiment, the number of layers is six in the second embodiment. The other conditions are the same as in Example 1.
［実施例３］
実施例３では、以下の表３に示す材料を用い、表３に示す膜厚及び応力を有する高屈折率膜４としてのＴａＯｘ及び低屈折率膜５としてのＳｉＯ２を成膜し、耐熱反射防止膜３を得た。
[Example 3]
In Example 3, TaO x as the high refractive index film 4 having the film thickness and stress shown in Table 3 and SiO 2 as the low
実施例３では、高屈折率膜４の蒸発材料には、Ｔａ２Ｏ５を用い、低屈折率膜５の蒸発材料には、ＳｉＯ２を用いた。
In Example 3, Ta 2 O 5 was used as the evaporation material of the high refractive index film 4, and SiO 2 was used as the evaporation material of the low
［実施例４］
実施例４では、以下の表４に示す材料を用い、表４に示す膜厚及び応力を有する高屈折率膜４としてのＴｉＯｘ及び低屈折率膜５としてのＳｉＯ２を成膜し、耐熱反射防止膜３を得た。蒸発材料は、実施例１と同じである。
Example 4
In Example 4, TiO x as the high refractive index film 4 having the film thickness and stress shown in Table 4 and SiO 2 as the low
実施例１では、層数が７に対し、実施例４では、層数を４にした。その他の条件は実施例１と同じである。 While the number of layers is seven in the first embodiment, the number of layers is four in the fourth embodiment. The other conditions are the same as in Example 1.
［実施例５］
実施例５では、以下の表５に示す材料を用い、表５に示す膜厚及び応力を有する高屈折率膜４としてのＴａＯｘ及び低屈折率膜５としてのＳｉＯ２を成膜し、耐熱反射防止膜３を得た。蒸発材料は、実施例３と同じである。
[Example 5]
In Example 5, TaO x as the high refractive index film 4 having the film thickness and stress shown in Table 5 and SiO 2 as the low
実施例３では、層数が６に対し、実施例５では、層数を４にした。その他の条件は実施例３と同様である。 While the number of layers is six in the third embodiment, the number of layers is four in the fifth embodiment. Other conditions are the same as in Example 3.
［実施例６］
実施例６では、以下の表６に示す材料を用い、表６に示す膜厚及び応力を有する高屈折率膜４としてのＴｉＯｘ及び低屈折率膜５としてのＳｉＯ２を成膜し、耐熱反射防止膜３を得た。蒸発材料は、実施例１と同じである。
[Example 6]
In Example 6, using the materials shown in Table 6 below, TiO x as the high refractive index film 4 having the film thickness and stress shown in Table 6 and SiO 2 as the low
実施例１では、層数が７に対し、実施例６では、層数を２にした。その他の条件は実施例１と同じである。 While the number of layers is seven in the first embodiment, the number of layers is two in the sixth embodiment. The other conditions are the same as in Example 1.
［比較例１］
比較例１では、以下の表７に示す材料を用い、表７に示す膜厚及び応力を有する高屈折率膜４としてのＴｉＯｘ及び低屈折率膜５としてのＳｉＯ２を成膜し、耐熱反射防止膜３を得た。蒸発材料は、実施例１と同じである。
Comparative Example 1
In Comparative Example 1, TiO x as the high refractive index film 4 having the film thickness and stress shown in Table 7 and SiO 2 as the low
比較例１は、実施例４と同様に層数を４としたが、ＳｉＯ２を成膜する際の条件を変えた。これにより、ＳｉＯ２の応力は、実施例４と異なり、比較例１における耐熱反射防止膜３の応力（表７の応力欄の「トータル」参照」）は、実施例４よりも大きくなった。
In Comparative Example 1, the number of layers was set to 4 as in Example 4, but the conditions for forming SiO 2 were changed. Thereby, the stress of SiO 2 was larger than that of Example 4 (refer to “Total” in the stress column of Table 7) of the heat-resistant
［比較例２］
比較例２では、以下の表８に示す材料を用い、表８に示す膜厚及び応力を有する高屈折率膜４としてのＴｉＯｘ及び低屈折率膜５としてのＳｉＯ２を成膜し、耐熱反射防止膜３を得た。蒸発材料は、実施例１と同じである。
Comparative Example 2
In Comparative Example 2, TiO x as the high refractive index film 4 having the film thickness and stress shown in Table 8 and SiO 2 as the low
比較例２は、実施例２と同様に、層数を６としたが、各層の膜厚を変えた。これにより、耐熱反射防止膜３の総厚（表８の膜厚欄の「トータル」参照）は、実施例２より厚くなった。 In Comparative Example 2, as in Example 2, the number of layers was set to 6, but the film thickness of each layer was changed. As a result, the total thickness of the heat-resistant antireflective film 3 (see “total” in the film thickness column in Table 8) was thicker than that in Example 2.
［耐熱試験］
上記した各実施例及び各比較例に対して、１０５℃の温度を、１１００時間かけて、信頼試験を行った。
[Heat test]
A reliability test was conducted on each of the examples and comparative examples described above at a temperature of 105 ° C. for 1100 hours.
更に、各実施例及び各比較例に対して、８５℃、８５％、１１００時間の高温多湿の条件にて、信頼試験を行った。 Furthermore, a reliability test was conducted on each example and each comparative example under conditions of high temperature and humidity of 85 ° C., 85%, and 1100 hours.
信頼試験は、膜にクラックが生じているか否かで評価した。その実験結果が表９に示されている。 The reliability test was evaluated based on whether or not the film was cracked. The experimental results are shown in Table 9.
表９に示すように、実施例１から実施例６では、高温試験、及び高温多湿試験の双方において、膜にクラックが発生しなかった。 As shown in Table 9, in Examples 1 to 6, no cracks occurred in the film in both the high temperature test and the high temperature and humidity test.
一方、比較例１及び比較例２では、いずれも高温試験において、１６８時間の時点でクラックが生じた。 On the other hand, in each of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, in the high temperature test, cracks occurred at 168 hours.
各実施例と比較例１とを対比すると、比較例１では、各実施例よりも膜の応力（表９のトータル応力の欄を参照）が大きいことがわかった。 When each Example and the comparative example 1 are compared, in Comparative Example 1, it turned out that the stress (refer the column of the total stress of Table 9) of a film | membrane is larger than each Example.
また、各実施例と比較例１とを対比すると、比較例２では、各実施例よりも膜の総厚が厚いことがわかった。 Moreover, when each Example and the comparative example 1 are contrasted, in Comparative Example 2, it turned out that the total thickness of a film | membrane is thicker than each Example.
上記の実験結果に基づいて、本実施例では、耐熱反射防止膜の総厚を、８０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下とした。また、耐熱反射防止膜の応力を、−６０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下とした。 Based on the above experimental results, in the present embodiment, the total thickness of the heat-resistant antireflective film is set to 80 nm or more and 280 nm or less. Moreover, the stress of the heat-resistant antireflective film was set to −60 MPa or more and 60 MPa or less.
また、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の層数を、２層、又は３層としたとき、耐熱反射防止膜３の総厚の好ましい範囲を、８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とした。
When the number of layers of the high refractive index film 4 and the low
また、高屈折率膜４及び低屈折率膜５の層数を、４層以上８層以下したとき、耐熱反射防止膜３の総厚の好ましい範囲を、１５０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下とし、より好ましい範囲を、１８０ｎｍ以上２２０ｎｍ以下とした。
In addition, when the number of layers of the high refractive index film 4 and the low
また、耐熱反射防止膜の応力の好ましい範囲を、−４０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下とした。 Moreover, the preferable range of the stress of the heat-resistant antireflective film was set to −40 MPa or more and 40 MPa or less.
［波長と反射率との関係］
実験では、上記の各実施例を用いて、波長と反射率との関係を調べた。反射率は、オリンパス（株）製の顕微鏡型分光測定機（ＵＳＰＭ―ＲＵＩＩＩ）により測定した。
[Relationship between wavelength and reflectance]
In the experiments, the relationship between the wavelength and the reflectance was investigated using each of the above-described examples. The reflectance was measured by a microscope type spectrophotometer (USPM-RUIII) manufactured by Olympus Corporation.
図３は、実施例１における波長と反射率との関係を示すグラフである。図４は、実施例２における波長と反射率との関係を示すグラフである。図５は、実施例３における波長と反射率との関係を示すグラフである。図６は、実施例４における波長と反射率との関係を示すグラフである。図７は、実施例５における波長と反射率との関係を示すグラフである。図８は、実施例６における波長と反射率との関係を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength and the reflectance in Example 1. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the wavelength and the reflectance in Example 2. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the wavelength and the reflectance in Example 3. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the wavelength and the reflectance in Example 4. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the wavelength and the reflectance in Example 5. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the wavelength and the reflectance in Example 6.
層数を２層、又は３層と、４層〜８層とに分けて考察する。実施例６は、前者に該当する。実施例６の反射率を示す図８に示すように、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域内に、反射率の極小値が存在することがわかった。そして、この極小値を、１％以下に抑えることができるとわかった。 The number of layers is divided into two or three, and four to eight. Example 6 corresponds to the former. As shown in FIG. 8 which shows the reflectance of Example 6, it turned out that the minimum value of a reflectance exists in a wavelength range of 400 nm-700 nm. And it turned out that this minimum value can be suppressed to 1% or less.
また、実施例１〜実施例５は、いずれも層数が、４層〜８層である。実施例１〜実施例５の反射率を示す図３から図７に示すように、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域内での反射率が６％以下であることがわかった。 In each of Examples 1 to 5, the number of layers is four to eight. As shown in FIGS. 3 to 7 showing the reflectances of Examples 1 to 5, it was found that the reflectance in the wavelength range of 400 nm to 700 nm was 6% or less.
また、４００ｎｍの波長では、反射率を６％以下にでき、４２０ｎｍ〜７００ｎｍの波長域では反射率を３％以下にできることがわかった。また、好ましくは、４００ｎｍの波長では、反射率を３％以下、４１０ｎｍ〜４３０ｎｍの波長域では、反射率を２％以下、４３１ｎｍ〜５９０ｎｍの波長域では、反射率を１％以下、５９１ｍ〜７００ｎｍの波長域では、反射率を１．５％以下にできることがわかった。 Moreover, it turned out that a reflectance can be 6% or less in the wavelength of 400 nm, and a reflectance can be 3% or less in the wavelength range of 420 nm-700 nm. In addition, preferably, the reflectance is 3% or less at a wavelength of 400 nm, the reflectance is 2% or less in a wavelength range of 410 nm to 430 nm, and the reflectance is 1% or less, 591 m to 700 nm in a wavelength range of 431 nm to 590 nm. It has been found that the reflectance can be made 1.5% or less in the wavelength range of.
本発明のプラスチックレンズは、耐熱性に優れる。したがって、本発明のプラスチックレンズを、耐熱性が求められる車載カメラ用等のガラスレンズに好ましく適用することができる。 The plastic lens of the present invention is excellent in heat resistance. Therefore, the plastic lens of the present invention can be preferably applied to a glass lens for an on-vehicle camera or the like which is required to have heat resistance.
１ ：プレスチックレンズ
２ ：プラスチック基材
３ ：耐熱反射防止膜
４ ：高屈折率膜
５ ：低屈折率膜
1: Prestic lens 2: Plastic substrate 3: Heat resistant antireflective film 4: High refractive index film 5: Low refractive index film
Claims (11)
前記耐熱反射防止膜は、高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に積層されており、
前記耐熱反射防止膜の総厚は、８０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下であり、
前記耐熱反射防止膜の応力は、−６０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下である、
ことを特徴とするプラスチックレンズ。 A heat-resistant antireflective film is formed on the surface of a plastic substrate,
The heat-resistant antireflective film is formed by alternately laminating a high refractive index film and a low refractive index film,
The total thickness of the heat-resistant antireflective film is 80 nm or more and 280 nm or less,
The stress of the heat-resistant antireflective film is −60 MPa or more and 60 MPa or less.
A plastic lens characterized by
前記耐熱反射防止膜を形成する工程では、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に積層し、このとき、前記耐熱反射防止膜の総厚が、８０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下、前記耐熱反射防止膜の応力が、−６０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下となるように調節する、
ことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。 Forming a heat-resistant antireflective film on the surface of the plastic lens,
In the step of forming the heat resistant antireflective film, a high refractive index film and a low refractive index film are alternately stacked, and at this time, the total thickness of the heat resistant antireflective film is 80 nm or more and 280 nm or less, the heat resistant antireflective film Is adjusted so that the stress at the point is -60MPa or more and 60MPa or less,
A method of manufacturing a plastic lens characterized by
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