JPH02291501A - 反射防止膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばプラスチックレンズ等のプラスチック
基材上に設けられる反射防止膜に関する。

［従来の技術］ ジエチレングリコールビスアリルヵーボネート樹脂（一
般にＣＲ−３９樹脂と呼ばれている）などのプラスチッ
ク基材の表面の反射特性を改善するために、このプラス
チック基材上に多層反射防止膜を設けることは良く知ら
れている。このような反射防止膜として、例えば特開昭
５６−１１６００３号公報には、基材側から数えて、二
酸化ケイ素からなる膜厚が３／２λの下地層と、二酸化
ジルコニウム層と二酸化ケイ素層によって構成される２
層等価膜からなる合計膜厚が約λ／４の第１層と、二酸
化ジルコニウムからなる膜厚が約λ／２の第２層と、二
酸化ケイ素からなる膜厚が約λ／４の第３層とを有する
反射防止膜が開示されている。

［発明が開示しようとする課題］ 特開昭５６−１１６００３号公報に開示されている反射
防止膜は、充分な耐擦傷性、密着性を有するが、耐熱性
が不充分で、゜この反射防止膜を設けたプラスチックレ
ンズを加熱して例えばセルロ一ス製眼鏡フレームに枠入
れする際に、反射防止膜にクラックが生じやすいという
問題点があった。

またこの反射防止膜を施したプラスチックレンズの視感
反射率は約１．５％であり、この反射防止膜付きプラス
チックレンズを眼鏡レンズとして使用した場合、ゴース
ト現象は完全に解消されているとは言えないという問題
点があった。従ってファッション面から、プラスチック
レンズを基板としたときに、ゴースト現象が起りにくい
反射防止膜の開発が望まれていた。

従って本発明の目的は、耐擦傷性、密着性等の基本的性
質を満足するだけでなく、基板をプラスチックレンズと
したときに、従来の反射防止膜よりも耐熱性に優れ、加
熱時にクラックが生じることがなく、しかも反射防止効
果に優れ、ゴースト現象が起りにくい反射防止膜を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上述の課題を解決するためになされたものであ
り、プラスチック基村上に設けられる反射防止膜におい
て、基材側から数えて、二酸化ケイ素からなる下地層；
二酸化チタン層、二酸化ケイ素層および二酸化チタン層
によって構成される３層等価膜からなる第１層；二酸化
チタンからなる第２層；及び二酸化ケイ素からなる第３
層を有してなり、前記３層等価膜からなる第１層中の二
酸化チタン層および前記第２層の二酸化チタンが基材に
酸素イオンビームを照射しながら蒸着されたものである
ことを特徴とする反射防止膜を要旨とするものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の反射防止膜は、プラスチック基村上に、下地層
を設け、次に反射防止効果を担う第１層、第２層及び第
３層を順次設けてなるものである。

反射防止膜は実質的にλ／４膜−λ／２膜λ／４膜を基
本膜設計とする反射防止層を有するのが好ましい。

先ず下地層は、二酸化ケイ素からなり、その膜厚は実用
上０．４５〜０．５５λの範囲が好ましい。下地層を設
けた理由は、基材と反射防止膜との密着性を高め、かつ
反射防止膜の硬変を向上させて耐摩耗性を高めるためで
ある。

下地層を構成する物質として二酸化ケイ素を選択した理
由は、プラスチックは一般的に膨脹係数が大きく、石英
と比較すると、約２桁異なるが、二酸化ケイ素の蒸着膜
は、比較的にポーラスな膜であり、他の蒸着膜１巳比べ
プラスチックとの付着力が強く、また硬度が高いので優
れた耐摩耗性が得られ、しかも膨脹係数が大きいプラス
チックにも良く耐え、クラックが入りにくいからである
。

またその膜厚の実用上好ましい範囲を０．４５〜０．５
５λとした理由は、膜厚をこの範囲にすると基材と反射
防止膜との密着性が高まり、かつ反射防止膜の硬度も向
上して耐摩耗性が高まるだけでなく、後記の第１層、第
２層および第３層の組み合せからなる反射防止層の反射
防止効果を最大限に発揮することができるからである。

次に、前記の下地層の上に形成される第１層は、二酸化
チタン層、二酸化ケイ素層および二酸化チタン層によっ
て構成される３層等価膜である。この３層等価膜は前述
のλ／４膜一λ／２膜λ／４膜からなる基本膜設計にお
いて、最初のλ／４膜に相当する。その膜厚は実用的に
は０．２２〜０．２８λの範囲が好ましい。第１層を構
成する物質として二酸化チタンと二酸化ケイ素とを選択
し、下地層から数えて二酸化チタン層、二酸化ケイ素層
および二酸化チタン層の順で成膜された３層等価膜とし
た理由は、以下の（イ）．（口）に述べる通りである。

（イ）これらの２物質からなる３層等価膜にすることに
より、第１層の屈折率を例えば１．６５〜１．８０に、
そして膜厚を例えば０．２２〜０．２８λとそれぞれ所
望の値に調整でき、この第１層と、下地層および第２層
、第３層との組み合せによって優れた反射防止効果が得
られる。

（口）二酸化チタン層と二酸化ケイ素層によって形成さ
れる３層等価膜は耐熱性が高く、かつ前記下地層の二酸
化ケイ素に対しても後記第２層の二酸化チタンに対して
も付着力がある。

次に前記の第１層の上に形成される第２層は、二酸化チ
タンからなり、前述のλ／４膜一λ／２膜一λ／４膜か
らなる基本膜設計において、λ／２膜に相当し、その膜
厚は実用的には０．４５〜０．５５λの範囲である。第
２層を構成する物質として、二酸化チタンを選択した理
由は、以下に述べる通りである。

（ａ）二酸化チタンは屈折率が約２．４０と高屈折率物
質であり、高屈折率の二酸化チタンからなる、この第２
層を、二酸化チタンと二酸化ケイ素とを用いた前記の低
屈折率の３層等価膜からなる第１層と後記の低屈折率の
二酸化ケイ素からなる第３層との間に配置させることに
より、所望の反射防止効果が得られる。

（ｂ）二酸化チタンは第１層および第３層に対して付着
力がある。

尚、実用的には第２層の屈折率は２．４０〜２．４５の
範囲である。

次に前記の第２層の上に形成される第３層は、二酸化ケ
イ素からなり、前述のλ／４膜一λ／２膜−λ／４膜か
らなる基本膜設計において、最後のλ／４膜に相当し、
その膜厚は実用的には０．２２〜０．２８λの範囲であ
る。第３層を構成する物質として、二酸化ケイ素を選択
した理由は、以下に述べる通りである。

■　二酸化ケイ素は屈折率約１．４６の低屈折率物質で
あり、この屈折率の二酸化ケイ素からなる第３層を、低
屈折率の第１層上に設けられた高屈折率の第２層の上に
設けることにより、所望の反射防止効果が得られる。

■　二酸化ケイ素膜は膜強度が強く、かつ二酸化チタン
からなる第２層に対する付着力が強い。

尚、実用的には第３層の屈折率は１．４５〜１．４７の
範囲である。

上述の如く本発明の反射防止膜は、反射防止効果を担う
層が３層からなるが、３層に限定した理由は以下の通り
である。

（Ｉ）反射防止膜の層数を増していくと、一般に反射防
止域は広くなるが、層数が多い程、製品毎の反射防止膜
の膜厚の再現性が低下し、干渉色の再現性も悪化する。

例えば眼鏡レンズの場合、一対で使用するため左右のレ
ンズの膜厚の誤差が大きくて、干渉色の再現性が悪化す
ると、商品価値が低下してしまう。

（ｉｉ）反射防止膜を構成する層の数を増していくと、
一般に反射防止膜にクラックが発生しやすくなるが、３
層からなる本発明の反射防止膜においてはクラックが発
生しにくい。

（１１ｉ）物質および膜厚を上述の如く設定すれば、３
層でも充分な反射防止効果が得られる。

本発明の反射防止膜においては、前記３層等価膜からな
る第１層中の二酸化チタン層および第２層の二酸化チタ
ンの蒸着方法は、基材に酸素イオンビームを照射しなが
ら蒸着するイオンビームアシスト法に限定される。その
理由は、このイオンビームアシスト法によらないと、硬
度が十分な二酸化チタン層を形成することができず、ま
た二酸化チタンの屈折率が２．４０以上までにならない
からである。このイオンビームアシスト法における条件
（例えば基材への酸素イオンビームの照射方法、原料で
ある二酸化チタンの蒸発方法など）は通常採用されてい
る条件の中から適宜選択される。

なお、上述の如く第１層中の二酸化チタン層および第２
層の二酸化チタンの蒸着はイオンビームアシスト法によ
り行なわれるが、残りの下地層の二酸化ケイ素、３層等
価膜からなる第１層中の二酸化ケイ素層、第３層の二酸
化ケイ素は、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ス
パッタリング法、ＣＶＤ法などの通常の成膜手段により
形成される。

本発明の反射防止膜が形成されるプラスチック基材とし
ては、プラスチックレンズを用いるのが好ましく、その
例としてセルロース系プラスチックレンズ、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート単独重合体又はジエ
チレングリコールビスアリルカーボネートと１種以上の
他のモノマーとの共重合体からなるプラスチックレンズ
、ポリカーボネート系プラスチックレンズ、ポリスチレ
ン系プラスチックレンズ、ポリウレタン系プラスチック
レンズ、ポリ塩化ビニル系プラスチックレンズ等が挙げ
られる。

これらのプラスチックレンズ基材は表面処理を施したも
のでも良く、表面処理の具体例としてはプラスチックレ
ンズ基村上に有機物（例えば有機ケイ素化合物）、無機
物（例えばコロイダルシリ力）またはこれらの混合物か
らなる表面処理膜を形成することが挙げられる。

［実施例コ 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるもではない。

なお実施例および比較例で得られた反射防止膜は、以下
に示す試験方法により、諸物性を測定した。

（ａ）耐擦傷性 ＃００００のスチールウールにより表面を往復回数で１
０回こすって耐擦傷性を次のように判定した。

Ａ：わずかに傷がつく Ｂ：多く傷がつく Ｃ：膜のはがれが生じる （ｂ）密着性 Ｊ　Ｉｓ−Ｚ−１５２２ｉ：従イコ゛ハン目を１０×１
０個作りセロファン粘着テープにより剥離試，験を３回
行ない、残ったゴバン目の数を数えた。

（ｅ）視感透過率、視感反射率 日立製作所製３４０自記分光光度計を用い、視感透過率
、視感反射率を測定した。

（ｄ）耐熱性 電気炉内にて８０℃で１０分間加熱しクラックの発生を
調べ、次のように判定した。

○：クラック発生せず ×：クラック発生 実施例１ プラスチックレンズとして、ジエチレングリコールビス
アリルカーボネート重合体系プラスチックレンズ（ＨＯ
ＹＡ（１’！）製Ｈｉ−Ｌｕｘ，屈折率１．４９９）を
用い、このプラスチックレンズ上に先ず真空蒸着法（真
空度２Ｘ１０−５Ｔｏｒ　ｒ）により二酸化ケイ素から
なる下地層［屈折率１．４６、膜厚０．５λ（λは５５
０ｎｍである）］を形成した。

次にこの下地層の上に、プラスチックレンズを加熱した
状態でプラスチックレンズに酸素イオンビームを照射す
るイオンビームアシスト法にて二酸化チタンからなる層
（膜厚０．０６λ）、真空蒸着法にて二酸化ケイ素から
なる層（膜厚０．　　１２λ）、さらにイオンビームア
シスト法にて二酸化チタンからなる層（膜厚０．０６λ
）よりなる３層等価膜である第１層［屈折率１．７０、
膜厚０．２４λ］を形成した。

次にこの第１層の上に、プラスチックレンズを加熱した
状態でプラスチックレンズに酸素イオンビームを照射す
るイオンビームアシスト法により二酸化チタンからなる
第２層（屈折率２．４０、膜厚０．５λ）を形成した。

次にこの第２層の上に、真空蒸着法（真空度２ＸＩＯ−
５Ｔｏｒｒ）により二酸化ケイ素からなる第３層（屈折
率１．４６、膜厚０．２５λ）を形成して、反射防止膜
付きプラスチックレンズを得た。

得られた反射防止膜付きプラスチックレンスの試、験結
果を、表−１に示す。同表に示すように、実施例１で得
られた反射防止膜付きプラスチックレンズは、耐擦傷性
、密着性が良好であるだけでなく、耐熱性に優れ、視感
反射率が０．４％と反射防止効果に優れたものであった
。なお、実施例１で得られた反射防止膜付きプラスチッ
クレンズの反射率曲線を第１図に示す。

実施例２ プラスチックレンズとしてジエチレングリコールビスア
リルカーボネート共重合体系プラスチックレンズ（ＨＯ
ＹＡｅ＄３製Ｈｉ−ＬｕｘＩＩ、屈折率１．５６）を用
い、表−１に示す膜構成にて反射防止膜付きプラスチッ
クレンズを得た。実施例２で得られた反射防止膜付きプ
ラスチックレンズも表−１に示すように、耐擦傷性、密
着性が良好であるだけでなく、耐熱性に優れ、視感反射
率が０．４％と反射防止効果に優れたものであった。

なお実施例２で得られた反射防止膜付きプラスチックレ
ンズの反射率曲線を第２図に示す。

比較例１ プラスチックレンズとしてジエチレングリコールビスア
リルカーボネート重合体系プラスチックレンズ（ＨＯＹ
ＡＨ製Ｈｉ−Ｌｕｘ）を用いた。

このプラスチックレンズ上に、特開昭５６−１１６００
３号公報に記載の反射防止膜と同様に、二酸化ケイ素か
らなる下地層（膜厚１．５λ）を設けた後、二酸化ジル
コニウム層（膜厚０．０６λ）と二酸化ケイ素層（膜厚
０．０８λ）との２層等価膜からなる第１層（合計膜厚
０．１４λ）、二酸化ジルコニウムからなる第２層（膜
厚０．５λ）および二酸化ケイ素からなる第３層（膜厚
０．２５λ）を順次設けて、本比較例の反射防止膜付き
プラスチックレンズを得た。

本比較例で得られた反射防止膜付きプラスチックレンズ
は、耐擦傷性、密着性は良好であったが、耐熱性が不充
分で、しかも視感反射率が１．５％と実施例１の反射防
止膜付きプラスチックレンズと比べ反射防止効果が劣る
ものであった。なお比較例１で得られた反射防止膜付き
プラスチックレンズの反射率曲線を第３図に示す。

比較例２ プラスチックレンズとして、ジエチレングリコールビス
アリルカーボネート重合体系プラスチックレンズ（ＨＯ
ＹＡＱＩ製Ｈｉ−Ｌｕｘ）の代りにジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネート共重合体系プラスチックレン
ズ（ＨＯＹＡ鈎製Ｈｉ−ＬｕｘＩＩ）を用いた以外は比
較例１と同様にして反射防止膜付きプラスチックレンズ
を得た。本比較例で得られた反射防止膜付きプラスチッ
クレンズは、耐擦傷性、密着性が良好であったが、耐熱
性が不充分で、しかも視感反射率が１．５％と実施例２
の反射防止膜付きプラスチックレンズと比べ反射防止効
果が劣るものであった。なお比較例４で得られた反射防
止膜付きプラスチックレンズの反射率曲線を第４図に示
す。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の反射防止膜は、これをプ
ラスチック基村上に設けたときに耐擦傷性、密着性が良
好であるばかりでな《、耐熱性が良好でクラックも発生
しに《く、また視感反射率が極めて低く、優れた反射防
止効果を有し、コースト現象も解消されるので、反射防
止能を有する眼鏡用レンズとして特に好適に用いること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の反射防止膜付きプラスチックレンズ
における反射率曲線図、第２図は実施例２の反射防止膜
付きプラスチックレンズにおける反射率曲線図、第３図
は比較例１の反射防止膜付きプラスチックレンズにおけ
る反射率曲線図、第４図は比較例２の反射防止膜付きプ
ラスチックレンズにおける反射率曲線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチック基材上に設けられる反射防止膜にお
   いて、基材側から数えて、二酸化ケイ素からなる下地層
   ；二酸化チタン層、二酸化ケイ素層および二酸化チタン
   層によって構成される３層等価膜からなる第１層；二酸
   化チタンからなる第２層；及び二酸化ケイ素からなる第
   ３層を有してなり、前記３層等価膜からなる第１層中の
   二酸化チタン層および前記第２層の二酸化チタンが基材
   に酸素イオンビームを照射しながら蒸着されたものであ
   ることを特徴とする反射防止膜。