JP4166845B2 - Glasses plastic lens with antireflection film - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射防止膜を有する眼鏡プラスチックレンズに関し、特に、高い評価の膜性能を持つ反射防止膜がスパッタ法を利用して施されてなる眼鏡プラスチックレンズにおいて反射防止膜でのクラックの発生を防止した構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、眼鏡のレンズでは、軽量、耐衝撃性に優れるという観点からプラスチックが多用されている。この眼鏡プラスチックレンズではその両面に反射防止膜が成膜されている。反射防止膜は眼鏡プラスチックレンズにおける表面反射を防止する。表面反射が生じると、光学系の透過率を低下させ、結像に寄与しない光の増加をもたらし、像のコントラストを低下させる原因となるからである。眼鏡プラスチックレンズの反射防止膜は、従来、主に真空蒸着法により単層膜または多層膜として形成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
現在、スパッタ法(またはスパッタリング法)を利用して簡単な構成で眼鏡プラスチックレンズに反射防止膜を成膜し、生産性を高めた成膜の方法および装置が提案されつつある。この成膜装置では、真空容器内にターゲットを交換することにより異なる薄膜を作製できるスパッタ成膜室を備えており、眼鏡プラスチックレンズを大気にさらすことなくスパッタ成膜室で、レンズ表面に多層の反射防止膜を成膜でき、さらに当該レンズの両面を同時に成膜することができる。この成膜装置によれば、眼鏡プラスチックレンズの表面に多層の膜を堆積させる場合、上記真空容器内に、各膜の物質に応じたターゲットを装備し、ターゲットを交換してスパッタ成膜を行えばよいので、例えば高屈折率物質と低屈折率物質の2種の膜を交互に繰り返し積層させて膜形成を行うことにより、多層構造の反射防止膜を容易に形成することができ、各層の膜の厚み等の制御を正確に行うことによって評価の高い膜性能を有した反射防止膜を形成することができる。
【0004】
しかしながら、有機物である眼鏡用のプラスチック基材に対して、反射防止膜の第1層として高屈折率物質を成膜した場合、経時による吸水(吸湿)や外部から加圧で界面の応力バランスが変化し、反射防止膜に界面からクラックが生じやすくなるという問題が起きる。例えば、第1層として高屈折率物質から成膜した多層の反射防止膜が施された眼鏡プラスチックレンズを、眼鏡フレームにかなり強い力で締め付けてはめ入れ、吸水させると、眼鏡プラスチックレンズのエッジ部分からクラックが発生する場合がある。
【0005】
本発明の目的は、上記の問題を解決することにあり、有機物である眼鏡用プラスチック基材に対し第1層に高屈折率物質を成膜して多層の反射防止膜を施す場合に、プラスチック基材の面を改質してクラックの発生を防止するようにした反射防止膜を有する眼鏡プラスチックレンズを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る反射防止膜を有する眼鏡プラスチックレンズは、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
【0007】
第1の眼鏡プラスチックレンズ(請求項1に対応): プラスチック基材にスパッタ法を用いて反射防止膜を施してなる眼鏡プラスチックレンズであり、反射防止膜は、プラスチック基材側の第1層を高屈折率物質としかつその次の層を低屈折率物質として、これらの高屈折率物質と低屈折率物質を交互に積層して成膜された多層膜であり、プラスチック基材の表面にはハード膜がコーティングされ、プラスチック基材のハード膜上には前処理層としてSiO(2−x) (x=0,1)によるクラック防止用の超薄膜を15オングストローム以上50オ ングストローム未満の膜厚で成膜し、ハード膜と反射防止膜の間に超薄膜を設けるように構成される。
【0008】
上記眼鏡プラスチックレンズでは、多層構造の反射防止膜の第1層の高屈折率膜とプラスチック基材の間に前処理層としての超薄膜を設けたため、この前処理層によって反射防止膜におけるクラックの発生を防止できる。
【0010】
の眼鏡プラスチックレンズ(請求項に対応): 第の眼鏡プラスチックレンズにおいて、好ましくは、高屈折率物質は、Zr,Ti,Taのいずれか、またはこれらのうち2つ以上の合金からなるターゲットを用いてスパッタ法で成膜された金属酸化物であり、低屈折率物質はSiのターゲットを用いてスパッタ法で成膜された金属酸化物である。
【0011】
の眼鏡プラスチックレンズ(請求項に対応): 第の眼鏡プラスチックレンズにおいて、好ましくは、高屈折率物質のターゲットはSiを含むように構成される。これによって、高屈折率膜はSiを含んで形成され、膜の硬さや耐久性等が改善される。
【0012】
の眼鏡プラスチックレンズ(請求項に対応): 第の眼鏡プラスチックレンズにおいて、好ましくは、高屈折率物質の成膜時に高屈折率物質のターゲットとは別にSiのターゲットを設け、これらの2種類のターゲットを同時にスパッタして高屈折率物質を混合膜として成膜するようにした。この場合にも、高屈折率膜の中にSiを含んで、膜の硬さ等が改善される。
【0013】
の眼鏡プラスチックレンズ(請求項に対応): 上述の眼鏡プラスチックレンズにおいて、好ましくは、反射防止膜は10層の多層膜であり、中間に位置する第6層の低屈折率物質の膜厚を大きくするようにした。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0015】
図1は反射防止膜の膜構造の一例を示す模式的断面図であり、眼鏡プラスチックレンズの両面に成膜される反射防止膜の一方を示す。図1に示したプラスチック基材10は眼鏡プラスチックレンズの基材である。プラスチック基材10の材質には、例えばCR−39(ジエチレングリコールビスアリルカーボネート重合体)が使用される。このプラスチック基材10の表面には、当該表面の硬度を高める目的でハード膜11がコーティングされている。ハード膜11には例えばコロイド状シリカ含有の有機ケイ素系樹脂が使用され、その組成物の詳細については例えば特公平4−55615号公報に記述されている。なお眼鏡プラスチックレンズのプラスチック基材は、通常、曲率を有し、湾曲した形状を有している。しかし、図1では、説明の便宜上、平板の形態で示されている。プラスチック基材が湾曲しているとき、その上に成膜される膜は、一般的に基材表面に沿って湾曲する。
【0016】
上記プラスチック基材10の上には、多層膜構造の反射防止膜13が、好ましくはスパッタ成膜法によって施されている。反射防止膜13は、実際上、上記ハード膜11の上に成膜される。さらに詳しくは、ハード膜11と反射防止膜13の間には、前処理層として、SiO(2-x) (x=0,1)の超薄膜12が成膜されている。
【0017】
まず反射防止膜13について説明する。本実施形態による反射防止膜13は、図1に示されるように、例えば10層の多層膜として構成される。この反射防止膜13で、プラスチック基材10の側に位置する最下層の膜131は高屈折率膜である。高屈折率膜131の上に、次に成膜されるのは、低屈折率膜132である。その後、高屈折率膜と低屈折率膜の順序で、これらの膜133〜140が順次に交互に繰り返して成膜される。その結果、第1層、第3層、第5層、第7層、第9層の膜131,133,135,137,139が高屈折率膜となり、第2層、第4層、第6層、第8層、第10層の膜132,134,136,138,140が低屈折率膜となって積層され、多層膜構造を有する反射防止膜13が形成される。第10層の低屈折率膜140の外側は大気である。
【0018】
本実施形態の場合では、上記高屈折率膜を形成する高屈折率物質は例えばジルコニウム(Zr)の金属酸化物ZrO2 であり、上記低屈折率膜を形成する低屈折率物質は例えばシリコン(Si)の金属酸化物SiO2 である。高屈折率物質としては、その他に、チタン(Ti)、タンタル(Ta)のいずれかの金属酸化物(TiO2 やTa2 5 等)を用いることができる。さらに高屈折率物質としてジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)のうち2つ以上の合金からなる金属酸化物を用いることもできる。以上の高屈折率膜と低屈折率膜は好ましくはスパッタ法を利用して作製される。このため、高屈折率物質のターゲットと低屈折率物質のターゲットが用意される
【0019】
また上記の高屈折率膜については、前述の高屈折率物質とSiを含む混合膜として形成することも可能である。高屈折率膜の中にSiを含ませることにより、膜の硬さ、耐久性等の性能を改善することができる。このような混合膜の作り方としては、例えば2つの方法を用いることができる。第1の方法は、上記高屈折率物質のターゲットの中にSiを含ませることである。このようなターゲットを用いてスパッタ成膜を行うことによって、Siを含む高屈折率膜を堆積させることができる。第2の方法は、上記高屈折率物質のターゲットとは別にSiのターゲットを設けることである。高屈折率物質のターゲットとSiのターゲットは、同時にスパッタされ、混合膜が形成される。Siのターゲットは低屈折率物質のターゲットを併用することもできる。
【0020】
上述のように形成される多層膜構造の反射防止膜13において、各層の高屈折率膜と低屈折率膜の膜厚は、λを500nm(ナノメートル)とするとき、好ましくは次のように設定される。
【0021】
第1層の高屈折率膜の膜厚は0.075λ〜0.085λの範囲に含まれ、
第2層の低屈折率膜の膜厚は0.115λ〜0.130λの範囲に含まれ、
第3層の高屈折率膜の膜厚は0.177λ〜0.199λの範囲に含まれ、
第4層の低屈折率膜の膜厚は0.101λ〜0.114λの範囲に含まれ、
第5層の高屈折率膜の膜厚は0.102λ〜0.115λの範囲に含まれ、
第6層の低屈折率膜の膜厚は0.471λ〜0.511λの範囲に含まれ、
第7層の高屈折率膜の膜厚は0.102λ〜0.115λの範囲に含まれ、
第8層の低屈折率膜の膜厚は0.045λ〜0.060λの範囲に含まれ、
第9層の高屈折率膜の膜厚は0.270λ〜0.304λの範囲に含まれ、
第10層の低屈折率膜の膜厚は0.244λ〜0.275λの範囲に含まれるように設定される。以上において、各層のもっとも好ましい膜厚の値は、各範囲における中心値である。
【0022】
前述の反射防止膜13では、その総膜厚が4800〜5800オングストロームの範囲に含まれることが好ましく、さらに、そのうち低屈折率膜の総膜厚が3500オングストローム以上となることが好ましい。これは、反射防止膜として要求される硬さ、耐摩耗性等の耐久性、膜としての密着性等を確保するためである。本実施形態の場合には、特に、中間領域に位置する第6層の低屈折率膜136の膜厚を、他の膜に比較して相対的に厚くしており、これによって反射防止膜13における必要な膜厚を達成し、硬さや耐久性等の要求条件を満足させている。複数の低屈折率膜のうちに中間に位置する膜を相対的に厚くしたのは、膜の持つストレス等の観点でかかる構造が適しているという理由に基づく。
【0023】
なお、多層膜構造の反射防止膜13の層数は上記の10層に限定されない。多層膜構造を持つ反射防止膜の層数は、膜の生産性の観点からいえば、少ない方が好ましいが、要求される膜性能との関係で任意に定められるものである。
【0024】
また通常の眼鏡プラスチックレンズのプラスチック基材では、前述の通り、曲率を有し、湾曲形状を有する。湾曲したプラスチック基材に対して、図1に示された多層膜構造を有する反射防止膜13を、スパッタ法を用いて作製する場合、プラスチック基材の各部の曲率に依存して膜厚分布差が生じ、それに起因する干渉色ムラや、斜め入射による干渉色変化が発生する。そこで、このような不具合を低減するために、前述の反射防止膜13は広帯域特性を有する膜として設計されることが好ましい。
【0025】
上記の多層膜構造を有する反射防止膜13をプラスチック基材10に施すにあたり、前述の通り、前処理層としてSiO(2-x) の超薄膜12が成膜される。超薄膜12の膜厚は15〜50オングストロームの範囲に含まれることが好ましい。このような超薄膜12を前処理層として施すことによって、プラスチック基材10の界面と高屈折率膜131の間の応力バランスが適切になるように変化し、その結果、耐湿、加圧に起因する反射防止膜13におけるクラックの発生を防止し、眼鏡プラスチックレンズとしての外観性を良好に保つことができる。また当然のことながら、反射防止膜13とプラスチック基材10との密着性も高く保持できる。なお上記超薄膜12の膜厚が50オングストロームを越えると、密着性が低下するという不具合が生じる。
【0026】
次に、図2を参照して、前述の構成を有する反射防止膜(A)と、他の構成を有する2例の反射防止膜(B),(C)とを比較する。図2(A)で、多層膜構造の反射防止膜13は10層の高屈折率膜と低屈折率膜からなる。反射防止膜13の図中左端の1〜10の数字は層番号を示している。第1層の高屈折率膜から第10層の低屈折率膜までの各層の厚みは、図中に記入される通り0.08λ、0.12λ、0.19λ、0.11λ、0.11λ、0.49λ、0.11λ、0.05λ、0.29λ、0.26λである。これらの膜厚は、前述した各層の膜厚の範囲に含まれている。反射防止膜13の上記構造は、図2(B),(C)の各反射防止膜においても同じである。
【0027】
図2(A)の構成では、上記反射防止膜13が、表面にハード膜11がコーティングされたプラスチック基材10の上に、15オングストローム(Å)の膜厚のSiO(2-x) の超薄膜12を介して成膜されている。すなわちSiO(2-x) の超薄膜12が前処理として施されている。なお第10層の低屈折率膜の上側は大気となっている。
【0028】
上記に対して図2(B)の構成では、反射防止膜13と、表面にハード膜11がコーティングされたプラスチック基材10との間に、同様に、SiO(2-x) の薄膜12aが前処理として施されている。しかしながら、この例では薄膜12aの膜厚は80オングストロームであり、50オングストロームより大きく、前述の範囲に含まれないものとなっている。
【0029】
さらに図2(C)の構成では、反射防止膜13と、表面にハード膜11がコーティングされたプラスチック基材10との間に、SiO(2-x) の薄膜が施されていない。すなわち、前述の超薄膜による前処理がまったく施されていない。反射防止膜13は、ハード膜11がコーティングされたプラスチック基材10上に直接に成膜されている。
【0030】
次に、図2の(A),(B),(C)に示された構成を有する各眼鏡プラスチックレンズの膜性能を比較する。この比較では、図2の(A),(B),(C)に示された各構成を有する眼鏡プラスチックレンズを作製し、これらの眼鏡プラスチックレンズを眼鏡フレームにはめ入れ、湿度90%、温度40℃の恒温恒湿炉に24時間放置し、その後、反射防止膜の密着性と眼鏡プラスチックレンズの外観(クラック発生の有無)を調べた。なお「密着性」は、反射防止膜を有する眼鏡プラスチックレンズの表面を1mm間隔で100目にクロスカットし、セロファンテープを強く貼り付けた後、急速に剥がして反射防止膜の剥離の有無を調べることにより評価される。
【0031】
その結果、図2(A)の構成を有する眼鏡プラスチックレンズでは、密着性は100/100であって剥離は認められず、かつ外観に変化は生じなかった。また図2(B)の構成を有する眼鏡プラスチックレンズでは、密着性は0/100ですべてが剥離し、性能が極めて悪いものであった。ただし、外観には変化がなかった。図2(C)の構成を有する眼鏡プラスチックレンズでは、密着性は100/100となり良好であったが、外観についてはレンズの縁部からクラックが発生するという不具合が生じた。
【0032】
以上の比較で明らかなように、眼鏡プラスチックレンズ(プラスチック基材10)において前処理としての超薄膜12が施された反射防止膜13は、密着性および外観の点で高い膜性能を有するものである。さらに付言すれば、この反射防止膜13は、耐摩耗性、耐アルカリ性、耐熱性、耐酸性、耐人工汗の点でも優れた膜性能を発揮する。
【0033】
また前述の反射防止膜の分光反射率曲線ではおよそ420〜740nmの広い波長範囲で低い反射率が達成され、広帯域の反射防止膜が実現されている。特におよそ480〜550nmの波長範囲では反射率が相対的に高くなっている。
【0034】
さらに前述の超薄膜および反射防止膜では、主波長範囲を480〜550nmとし、刺激純度範囲を10〜30%とし、視感反射率を0.7〜1.8%とすることによって、干渉色をグリーン系としている。ここで「主波長」とは、単色表示によって色度を表す要素であり、色度図上において色度座標で表される点と光源を結んだ線がスペクトル軌跡と交わる点に対応する波長をいい、「刺激純度」とは、その主波長の点が、光源が0からスペクトル軌跡との光点にいかに近いかを表すものであり、近づくほど鮮やかな色となる。反射物体の色を表示する場合、一般的に視感反射率と色度が用いられる。さらに色度は、単色表示する場合には、上記の主波長と刺激純度が用いられる。なお視感反射率は、物体から反射する光束と物体に入射する光束の比で表される。
【0035】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、第1層が高屈折率膜である多層の反射防止膜をスパッタ法で眼鏡プラスチックレンズ等に施す場合において、前処理層としてSiO(2-x) の超薄膜を施したため、反射防止膜におけるクラックの発生を防止し、眼鏡プラスチックレンズとしての外観を良好なものにすることができる。また超薄膜等でグリーン系の干渉色が安定して得られ、眼生理学、審美感に優れた商業的に価値の高い眼鏡プラスチックレンズを作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】多層の反射防止膜を有する本発明に係る眼鏡プラスチックレンズの構造を示す断面図である。
【図2】前処理された本発明に係る眼鏡プラスチックレンズ(A)と、所定範囲外の膜厚を有する前処理層を有する眼鏡プラスチックレンズ(B)および前処理が施されない眼鏡プラスチックレンズ(C)とを比較するための断面図である。
【符号の説明】
10 プラスチック基材
11 ハード膜
12 前処理層としての超薄膜
13 反射防止膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spectacle plastic lens having an antireflection film, and in particular, in an eyeglass plastic lens in which an antireflection film having a highly evaluated film performance is applied using a sputtering method, occurrence of cracks in the antireflection film is caused. It relates to the structure that was prevented.
[0002]
[Prior art]
In recent years, plastics are frequently used in lenses for eyeglasses from the viewpoint of light weight and excellent impact resistance. In the spectacle plastic lens, an antireflection film is formed on both surfaces thereof. The antireflection film prevents surface reflection in the spectacle plastic lens. This is because when the surface reflection occurs, the transmittance of the optical system is lowered, an increase in light that does not contribute to image formation is caused, and the contrast of the image is lowered. Conventionally, an antireflection film for a spectacle plastic lens has been formed as a single layer film or a multilayer film mainly by a vacuum deposition method.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Currently, a deposition method and apparatus are being proposed in which an antireflection film is formed on a spectacle plastic lens with a simple configuration using a sputtering method (or sputtering method) to improve productivity. This film forming apparatus includes a sputter film forming chamber in which a different thin film can be produced by exchanging a target in a vacuum vessel. In the sputter film forming chamber without exposing the spectacle plastic lens to the atmosphere, a multilayer film is formed on the lens surface. An antireflection film can be formed, and further, both surfaces of the lens can be formed simultaneously. According to this film forming apparatus, when a multilayer film is deposited on the surface of a spectacle plastic lens, a target corresponding to the material of each film is installed in the vacuum container, and the target is replaced to perform sputter film formation. Therefore, for example, by forming a film by alternately laminating two kinds of films of a high refractive index substance and a low refractive index substance, a multilayer antireflection film can be easily formed. By accurately controlling the thickness and the like of the film, an antireflection film having highly evaluated film performance can be formed.
[0004]
However, when a high-refractive-index material is formed as the first layer of an antireflection film on a plastic base material for eyeglasses, which is an organic substance, water absorption over time (moisture absorption) and stress balance at the interface due to external pressure can be achieved. This causes a problem that cracks are likely to occur in the antireflection film from the interface. For example, when a spectacle plastic lens formed with a multilayer antireflection film formed from a high refractive index material as the first layer is fitted into a spectacle frame with a very strong force and absorbed, the edge portion of the spectacle plastic lens May cause cracks.
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-described problem, and in the case where a multilayered antireflection film is formed by applying a high refractive index material to the first layer on an organic plastic substrate for eyeglasses, the plastic An object of the present invention is to provide a spectacle plastic lens having an antireflection film in which the surface of a base material is modified to prevent generation of cracks.
[0006]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a spectacle plastic lens having an antireflection film according to the present invention is configured as follows.
[0007]
First spectacle plastic lens (corresponding to claim 1): A spectacle plastic lens obtained by applying an antireflection film to a plastic base material by using a sputtering method. The antireflection film has a first layer on the plastic base material side. It is a multilayer film formed by alternately laminating these high refractive index materials and low refractive index materials, with a high refractive index material and the next layer as a low refractive index material. A hard film is coated, and an ultra-thin film for preventing cracks by SiO (2-x) (x = 0, 1) as a pretreatment layer is formed on the hard film of the plastic substrate with a thickness of 15 angstroms or more and less than 50 angstroms. The film is formed with a thickness, and an ultrathin film is provided between the hard film and the antireflection film.
[0008]
In the above spectacle plastic lens, an ultra-thin film as a pretreatment layer is provided between the high refractive index film of the first layer of the multilayer antireflection film and the plastic substrate. Occurrence can be prevented.
[0010]
Second spectacle plastic lens (corresponding to claim 2 ): In the first spectacle plastic lens, preferably, the high refractive index material is any one of Zr, Ti, Ta, or an alloy of two or more thereof. The low-refractive-index substance is a metal oxide formed by sputtering using a Si target.
[0011]
Third spectacle plastic lens (corresponding to claim 3 ): In the second spectacle plastic lens, preferably, the target of the high refractive index material is configured to contain Si. Thereby, the high refractive index film is formed containing Si, and the hardness and durability of the film are improved.
[0012]
Fourth spectacle plastic lens (corresponding to claim 4 ): In the second spectacle plastic lens, preferably, a Si target is provided separately from the target of the high refractive index material during the film formation of the high refractive index material. Two types of targets were sputtered simultaneously to form a high refractive index material as a mixed film. Also in this case, Si is contained in the high refractive index film, so that the hardness of the film is improved.
[0013]
Fifth spectacle plastic lens (corresponding to claim 5 ): In the spectacle plastic lens described above, preferably, the antireflection film is a multilayer film of ten layers, and a sixth layer of a low refractive index substance film located in the middle The thickness was increased.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film structure of an antireflection film, and shows one of the antireflection films formed on both surfaces of a spectacle plastic lens. The plastic substrate 10 shown in FIG. 1 is a substrate for a spectacle plastic lens. For example, CR-39 (diethylene glycol bisallyl carbonate polymer) is used as the material of the plastic substrate 10. The surface of the plastic substrate 10 is coated with a hard film 11 for the purpose of increasing the hardness of the surface. For example, a colloidal silica-containing organosilicon resin is used for the hard film 11, and the details of the composition are described in, for example, Japanese Patent Publication No. 4-55615. The plastic base material of the spectacle plastic lens usually has a curvature and a curved shape. However, in FIG. 1, it is shown in the form of a flat plate for convenience of explanation. When a plastic substrate is curved, the film deposited thereon generally curves along the substrate surface.
[0016]
On the plastic substrate 10, an antireflection film 13 having a multilayer structure is preferably formed by a sputtering film forming method. The antireflection film 13 is actually formed on the hard film 11. More specifically, an ultrathin film 12 of SiO (2-x) (x = 0, 1) is formed between the hard film 11 and the antireflection film 13 as a pretreatment layer.
[0017]
First, the antireflection film 13 will be described. As shown in FIG. 1, the antireflection film 13 according to the present embodiment is configured as, for example, a 10-layer multilayer film. In this antireflection film 13, the lowermost film 131 located on the plastic substrate 10 side is a high refractive index film. Next, a low refractive index film 132 is formed on the high refractive index film 131. Thereafter, these films 133 to 140 are alternately and sequentially formed in the order of the high refractive index film and the low refractive index film. As a result, the first layer, the third layer, the fifth layer, the seventh layer, and the ninth layer 131, 133, 135, 137, and 139 become high refractive index films, and the second layer, the fourth layer, the sixth layer, The antireflection film 13 having a multilayer film structure is formed by laminating the layers 132, 134, 136, 138, and 140 as the low-refractive index films. The outside of the tenth low refractive index film 140 is the atmosphere.
[0018]
In the present embodiment, the high refractive index material forming the high refractive index film is, for example, a metal oxide ZrO 2 of zirconium (Zr), and the low refractive index material forming the low refractive index film is, for example, silicon ( Si) is a metal oxide SiO 2 . In addition, as the high refractive index substance, any metal oxide (TiO 2 , Ta 2 O 5 or the like) of titanium (Ti) or tantalum (Ta) can be used. Furthermore, a metal oxide made of an alloy of two or more of zirconium (Zr), titanium (Ti), and tantalum (Ta) can be used as the high refractive index material. The high refractive index film and the low refractive index film described above are preferably fabricated using a sputtering method. For this reason, a target of a high refractive index material and a target of a low refractive index material are prepared.
The high refractive index film can also be formed as a mixed film containing the above high refractive index substance and Si. By including Si in the high refractive index film, the performance of the film such as hardness and durability can be improved. As a method for making such a mixed film, for example, two methods can be used. The first method is to include Si in the high refractive index target. By performing sputtering film formation using such a target, a high refractive index film containing Si can be deposited. The second method is to provide a Si target separately from the high refractive index material target. The high refractive index target and the Si target are simultaneously sputtered to form a mixed film. The Si target can be used in combination with a low refractive index target.
[0020]
In the antireflection film 13 having the multilayer structure formed as described above, the film thicknesses of the high refractive index film and the low refractive index film of each layer are preferably as follows when λ is 500 nm (nanometers): Is set.
[0021]
The film thickness of the high refractive index film of the first layer is included in the range of 0.075λ to 0.085λ,
The film thickness of the low refractive index film of the second layer is included in the range of 0.115λ to 0.130λ,
The film thickness of the high refractive index film of the third layer is included in the range of 0.177λ to 0.199λ,
The film thickness of the low refractive index film of the fourth layer is included in the range of 0.101λ to 0.114λ,
The film thickness of the high refractive index film of the fifth layer is included in the range of 0.102λ to 0.115λ,
The film thickness of the low refractive index film of the sixth layer is included in the range of 0.471λ to 0.511λ,
The film thickness of the high refractive index film of the seventh layer is included in the range of 0.102λ to 0.115λ,
The film thickness of the low refractive index film of the eighth layer is included in the range of 0.045λ to 0.060λ,
The film thickness of the high refractive index film of the ninth layer is included in the range of 0.270λ to 0.304λ,
The film thickness of the tenth low refractive index film is set so as to be included in the range of 0.244λ to 0.275λ. In the above, the most preferable film thickness value of each layer is the center value in each range.
[0022]
The above-described antireflection film 13 preferably has a total film thickness in the range of 4800 to 5800 angstroms, and more preferably has a total film thickness of the low refractive index film of 3500 angstroms or more. This is to ensure the hardness required for the antireflection film, durability such as wear resistance, adhesion as a film, and the like. In the case of the present embodiment, in particular, the film thickness of the sixth layer low-refractive index film 136 located in the intermediate region is made relatively thick compared to other films, thereby the antireflection film 13. The required film thickness is achieved and the required conditions such as hardness and durability are satisfied. The reason why the film located in the middle among the plurality of low refractive index films is relatively thick is based on the reason that such a structure is suitable in view of the stress of the film.
[0023]
The number of layers of the antireflection film 13 having a multilayer structure is not limited to the above ten layers. The number of antireflection films having a multilayer film structure is preferably as small as possible from the viewpoint of film productivity, but can be arbitrarily determined in relation to required film performance.
[0024]
Further, as described above, a plastic base material of a normal spectacle plastic lens has a curvature and a curved shape. When the antireflection film 13 having the multilayer film structure shown in FIG. 1 is produced by using a sputtering method on a curved plastic substrate, the film thickness distribution difference depends on the curvature of each part of the plastic substrate. Interference color unevenness due to this, and interference color change due to oblique incidence occur. Therefore, in order to reduce such a problem, it is preferable that the above-described antireflection film 13 is designed as a film having broadband characteristics.
[0025]
When applying the antireflection film 13 having the above multilayer film structure to the plastic substrate 10, as described above, the ultrathin film 12 of SiO 2 (2-x) is formed as the pretreatment layer. The film thickness of the ultrathin film 12 is preferably in the range of 15 to 50 angstroms. By applying such an ultra-thin film 12 as a pretreatment layer, the stress balance between the interface of the plastic substrate 10 and the high refractive index film 131 is changed appropriately, and as a result, moisture resistance and pressurization are caused. It is possible to prevent the occurrence of cracks in the antireflection film 13 and maintain good appearance as a spectacle plastic lens. As a matter of course, the adhesion between the antireflection film 13 and the plastic substrate 10 can be kept high. In addition, when the film thickness of the ultrathin film 12 exceeds 50 angstroms, there arises a problem that the adhesiveness is lowered.
[0026]
Next, referring to FIG. 2, the antireflection film (A) having the above-described configuration is compared with two examples of antireflection films (B) and (C) having other configurations. In FIG. 2A, the antireflection film 13 having a multilayer structure is composed of 10 layers of a high refractive index film and a low refractive index film. The numbers 1 to 10 at the left end of the antireflection film 13 indicate layer numbers. The thicknesses of the respective layers from the high refractive index film of the first layer to the low refractive index film of the tenth layer are 0.08λ, 0.12λ, 0.19λ, 0.11λ, and 0.11λ as shown in the drawing. 0.49λ, 0.11λ, 0.05λ, 0.29λ, and 0.26λ. These film thicknesses are included in the range of the film thickness of each layer described above. The above-described structure of the antireflection film 13 is the same also in each of the antireflection films of FIGS.
[0027]
In the configuration shown in FIG. 2A, the antireflection film 13 is formed on a plastic substrate 10 having a hard film 11 coated on the surface thereof, and a SiO 2 (2-x) film having a thickness of 15 Å (Å). The film is formed through the thin film 12. That is, the SiO 2 (2-x) ultrathin film 12 is applied as a pretreatment. The upper side of the low refractive index film of the tenth layer is the atmosphere.
[0028]
In contrast to the above, in the configuration of FIG. 2B, a thin film 12a made of SiO 2 (2-x) is similarly formed between the antireflection film 13 and the plastic substrate 10 having the surface coated with the hard film 11. It is given as a pretreatment. However, in this example, the thickness of the thin film 12a is 80 angstroms, which is larger than 50 angstroms, and is not included in the above-mentioned range.
[0029]
Further, in the configuration of FIG. 2C, a thin film of SiO 2 (2-x) is not applied between the antireflection film 13 and the plastic base material 10 whose surface is coated with the hard film 11. That is, no pretreatment with the ultrathin film is performed. The antireflection film 13 is formed directly on the plastic substrate 10 coated with the hard film 11.
[0030]
Next, the film performance of each spectacle plastic lens having the configuration shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C will be compared. In this comparison, eyeglass plastic lenses having the respective configurations shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C were produced, and these eyeglass plastic lenses were fitted into the eyeglass frame, and the humidity was 90% and the temperature. After being left in a constant temperature and humidity oven at 40 ° C. for 24 hours, the adhesion of the antireflection film and the appearance of the spectacle plastic lens (the presence or absence of cracks) were examined. For "adhesion", the surface of a spectacle plastic lens having an antireflection film is cross-cut at 100 intervals at 1 mm intervals, and after strongly applying cellophane tape, it is peeled off rapidly to examine whether the antireflection film is peeled off. It is evaluated by.
[0031]
As a result, in the spectacle plastic lens having the configuration shown in FIG. 2A, the adhesion was 100/100, no peeling was observed, and no change in appearance was observed. In the spectacle plastic lens having the configuration shown in FIG. 2B, the adhesiveness was 0/100 and all peeled off, and the performance was extremely poor. However, there was no change in appearance. In the eyeglass plastic lens having the configuration of FIG. 2C, the adhesiveness was 100/100, which was good. However, the appearance was problematic in that cracks occurred from the edge of the lens.
[0032]
As is clear from the above comparison, the antireflection film 13 provided with the ultra-thin film 12 as the pretreatment in the eyeglass plastic lens (plastic base material 10) has high film performance in terms of adhesion and appearance. is there. In addition, this antireflection film 13 exhibits excellent film performance in terms of abrasion resistance, alkali resistance, heat resistance, acid resistance, and artificial sweat resistance.
[0033]
Further, in the spectral reflectance curve of the antireflection film described above, a low reflectance is achieved in a wide wavelength range of about 420 to 740 nm, and a broadband antireflection film is realized. In particular, the reflectance is relatively high in the wavelength range of about 480 to 550 nm.
[0034]
Further, in the above-described ultrathin film and antireflection film, the interference wavelength is set by setting the main wavelength range to 480 to 550 nm, the stimulation purity range to 10 to 30%, and the luminous reflectance to 0.7 to 1.8%. Is green. Here, the “main wavelength” is an element representing chromaticity by monochromatic display, and a wavelength corresponding to a point where a line connecting a light source and a point represented by chromaticity coordinates on the chromaticity diagram intersects a spectrum locus. In other words, “stimulus purity” indicates how close the point of the main wavelength is to the light point from 0 to the spectrum locus, and the closer the point, the brighter the color. When displaying the color of a reflective object, the luminous reflectance and chromaticity are generally used. Furthermore, when the chromaticity is displayed in a single color, the above main wavelength and stimulation purity are used. The luminous reflectance is represented by the ratio of the light beam reflected from the object and the light beam incident on the object.
[0035]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, when a multilayer antireflection film having a high refractive index film as a first layer is applied to a spectacle plastic lens or the like by sputtering, SiO 2 (2- Since the ultrathin film x) is applied, generation of cracks in the antireflection film can be prevented, and the appearance as a spectacle plastic lens can be improved. In addition, a green interference color can be stably obtained with an ultra-thin film or the like, and a commercially valuable eyeglass plastic lens excellent in eye physiology and aesthetics can be produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a spectacle plastic lens according to the present invention having a multilayer antireflection film.
FIG. 2 shows a pre-treated spectacle plastic lens (A) according to the present invention, a spectacle plastic lens (B) having a pre-treatment layer having a film thickness outside a predetermined range, and an untreated spectacle plastic lens (C). Is a cross-sectional view for comparison.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Plastic base material 11 Hard film | membrane 12 Ultra-thin film 13 as a pre-processing layer Antireflection film

Claims (5)

プラスチック基材にスパッタ法を用いて反射防止膜を施してなる眼鏡プラスチックレンズであり、
前記反射防止膜は、前記プラスチック基材側の第1層を高屈折率物質としかつその次の層を低屈折率物質として、これらの高屈折率物質と低屈折率物質を交互に積層して成膜された多層膜であり、
前記プラスチック基材の表面にはハード膜がコーティングされ、
前記プラスチック基材の前記ハード膜上に前処理層としてSiO(2−x) (x=0,1)によるクラック防止用の超薄膜を15オングストローム以上50オングストローム未満の膜厚で成膜し、前記ハード膜と前記反射防止膜の間に前記超薄膜を設けた、
ことを特徴とする反射防止膜を有する眼鏡プラスチックレンズ。
It is a spectacle plastic lens formed by applying an antireflection film to a plastic substrate using a sputtering method,
The antireflective film is formed by alternately stacking a high refractive index material and a low refractive index material with the first layer on the plastic substrate side as a high refractive index material and the next layer as a low refractive index material. A multilayer film formed,
The surface of the plastic substrate is coated with a hard film,
On the hard film of the plastic substrate, an ultra-thin film for preventing cracking by SiO 2 (2-x) (x = 0, 1) is formed as a pretreatment layer with a film thickness of 15 angstroms or more and less than 50 angstroms, The ultrathin film is provided between a hard film and the antireflection film,
An eyeglass plastic lens having an antireflection film.
前記高屈折率物質は、Zr,Ti,Taのいずれか、またはこれらのうち2つ以上の合金からなるターゲットを用いてスパッタ法で成膜された金属酸化物であり、前記低屈折率物質はSiのターゲットを用いてスパッタ法で成膜された金属酸化物であることを特徴とする請求項1記載の反射防止膜を有する眼鏡プラスチックレンズ。  The high refractive index substance is a metal oxide formed by sputtering using a target made of Zr, Ti, Ta, or an alloy of two or more of these, and the low refractive index substance is 2. The eyeglass plastic lens having an antireflection film according to claim 1, wherein the spectacle plastic lens is a metal oxide formed by sputtering using a Si target. 前記高屈折率物質の前記ターゲットはSiを含むことを特徴とする請求項2記載の眼鏡プラスチックレンズ。  The spectacle plastic lens according to claim 2, wherein the target of the high refractive index material contains Si. 前記高屈折率物質の成膜時に前記高屈折率物質の前記ターゲットとは別のSiのターゲットを設け、2種類の前記ターゲットを同時にスパッタして前記高屈折率物質を混合膜として成膜したことを特徴とする請求項2記載の眼鏡プラスチックレンズ。  When forming the high refractive index material, a Si target different from the target of the high refractive index material was provided, and two types of the targets were simultaneously sputtered to form the high refractive index material as a mixed film. The spectacle plastic lens according to claim 2. 前記反射防止膜は10層の多層膜であり、中間に位置する第6層の前記低屈折率物質の膜厚を大きくしたことを特徴とする請求項1または2記載の反射防止膜を有する眼鏡プラスチックレンズ。  3. The glasses having an antireflection film according to claim 1, wherein the antireflection film is a multilayer film of 10 layers, and the film thickness of the low refractive index material of the sixth layer located in the middle is increased. Plastic lens.
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