JPH0248601A - 合成樹脂製光学部品の反射防止膜製造方法 - Google Patents

合成樹脂製光学部品の反射防止膜製造方法

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JPH0248601A
JPH0248601A JP63200895A JP20089588A JPH0248601A JP H0248601 A JPH0248601 A JP H0248601A JP 63200895 A JP63200895 A JP 63200895A JP 20089588 A JP20089588 A JP 20089588A JP H0248601 A JPH0248601 A JP H0248601A
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JP
Japan
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film
sio
vacuum
synthetic resin
forming
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JP63200895A
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English (en)
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Hajime Ichikawa
市川 一
Masahiro Katashiro
雅浩 片白
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

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、合成樹脂製の光学部品上に形成する反射防止
膜の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、合成樹脂製の光学部品上に反射防止膜を製造する
方法としては特開昭53−306号公報に開示されてい
る方法がある。
上記反射防止膜の製造方法は、合成樹脂製光学部品上に
、真空度、蒸着速度、雰囲気の蒸着条件によって屈折率
が変化するSiOを蒸着条件を変えて蒸着し、屈折率の
高い蒸着層と低い蒸着層を形成する方法である。即ち、
高真空(5X10−’〜8×10−″Torr )中で
、蒸着物質SiOを蒸発させ120℃以下に保った基板
上にSiOを9〜25人/seeの蒸着速度で急速に蒸
着させることによって屈折率の高い(n”1.52〜1
.80) SiO被膜をnd=λ/4又はλ/2(λ=
 530ns )形成し、次に、上記SiO被膜上に酸
素雰囲気(2XIQ”’〜7 Xl0−’Torr)中
で、蒸着物質SiOを2.5〜6.7人/secの蒸着
速度で緩徐に蒸着させることによって屈折率の低い(n
 =t、46) Sin!被膜をnd−λ/4の厚さに
蒸着して反射防止膜を合成樹脂製の基板上に形成してい
る。そして、実施例において基板にジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネート(CR−39)を用い、基板
を80℃に加熱しながら上記N看を行う例を挙げている
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の反射防止膜の製造方法にあっては、耐久性、光学
特性において射出成形アクリル樹脂製光学部品に対し上
記成膜条件を直接利用できない問題点があった。即ち、
CR−39の場合、大気中での耐熱性は110〜120
℃が最大温度であるが、劣化を考慮すると100℃が限
界であり、一方、光学性能上の形状精度維持を考慮する
と眼鏡レンズの範囲では80℃に加熱して膜形成しても
光学性能を維持できるが、光学機器の光学部品の形状精
度維持するためには60’Cが限界である。加えて、膜
応力による形状変化を考えると基板(CR−39)を加
熱して蒸着することが不可能な場合があり、常温(20
〜30℃)で成膜することを基本としている。従って、
基板を80″Cに加熱して成膜した場合、加熱による基
板の劣化と膜による応力により基板変形が生ずる問題点
があった。さらに、加熱成膜により、基板と膜との線膨
張率の差が太き(なり、膜割れ(クラック)が初期性能
時点で発生するとともに、密着性、耐擦傷性が低下する
耐久性上の問題点があった。
一方、光学特性としての分光反射率特性においても、極
端な■コート特性のため、中心波長(λ=530nm)
での反射率は非常、に低いが、マゼンタ色が顕著で、青
(λ””400rv)、赤(λ=400ns)の反射率
が高くなり透過率が低下する。従って、特に光学設計上
、カラーバランスを考慮すると上記反射防止膜としては
使用しづらく、また、基板自体の反射率が高くなる程、
上記反射防止膜は設計上制限を受けることになる。
よって、蒸着条件により屈折率の変化するSiOを蒸着
物質に用いて、基板上に屈折率の高いおよび屈折率の低
い蒸着層を蒸着条件を変化させて成膜することは、特性
再現性および生産性の歩留からみると非常に難しい反射
防止膜の製造方法となる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、
基板加熱による基板変化を防止するとともに耐久性を向
上させ、さらに、光学特性としての分光反射率を低下し
得る合成樹脂製光学部品の反射防止膜製造方法を提供す
ることを目的とする。
【課題を解決するための手段及び作用〕上記目的を達成
するために、本発明にあっては、合成樹脂製光学部品の
表面上に、常温(20〜30℃)および酸素を導入しな
い一定の高真空内で一定の蒸0着速度によりSiO被膜
をnd−0,075〜0.043λ(λ=400〜70
0nm)に形成し、上記SiO被膜上にSin、被膜を
nd=0.43〜0.26λに形成するものである。
本発明の方法によれば、蒸着材料と光学部品とを真空チ
ャンバー内の所定位置にセットした後、まず、光学部品
の表面上にSiO被膜を形成して反射防止膜の元とし、
しかる後、SIO被膜上にStOよ被膜を形成して反射
防止膜の基本的特性を付与するもので、かかるSiO被
膜、Si0g被膜の形成に際して蒸着条件を同一とし、
蒸着中に蒸着条件を常に一定に維持して再現性の良い成
膜を行っている。
本発明によれば、常温(20〜30℃)で全く加熱しな
い雰囲気で成膜されているので、レンズの形状変化、膜
応力による剥離の発生が防止されている。かかる場合、
若干輻射熱の影響を受けたとしても、SiO被膜の場合
は膜厚がnd=30〜50r++gであるため最大約1
0秒で成膜が完成し2〜3℃の温度上昇にすぎず、また
、SiO□被膜の場合にあっても成膜時間は2〜3分で
あるため4〜5℃の温度上昇で、かかる温度上昇があっ
たとしても常温の30℃の範囲内であるので、基板変形
、膜の内部応力に輻射熱が影響することはほとんどない
とみなすことができる。
さらに、SiO被膜はnd=30〜50rcmの極薄層
の均質な膜に形成されるので、アクリル樹脂、ポリカー
ボネート樹脂との密着性が非常に良く、また、λ=40
0〜700n−の中で全均的に反射率の高低が少なくか
つ低い分光反射率が得られるとともに、非晶質性、極薄
層に形成されるため、熱衝撃試験に非常に強く、膜割れ
の発生を防止し得る。
一方、SiO□被膜は、溶融結晶のSiO□を蒸着物質
にして成膜されており、バルクの時点より屈折率nζ1
.47のため、SiOの成膜と同一な蒸着条件で蒸着す
ることができ良好な再現性が図られるとともに、石英の
ため非常に硬くハードコート膜として耐擦傷性の効能が
得られる。
〔実施例〕
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
(第1実施例) 本実施例では、第1図に示すように、光学部品としてア
リクル樹脂レンズ(n=1.49) 1を用い、これに
第2図に示す装置を用いて第1層にSiO被膜2を形成
し、第211目にSin、被膜3を形成した。
即ち、第2図の装置の真空チャンバー4内の抵抗加熱電
極5に取付けた抵抗加熱用溶融ボート6に顆粒状のSi
Oを入れ、溶融結晶のSingを電子銃蒸発源7のハー
スライナ−8に入れる。
他方、アリクル樹脂レンズ1を回転ドーム9を取付ける
0次いで、真空チャンバー4内を真空排気系lOにより
8 Xl0−”Torr以下の真空度に達するまで排気
する。所定の真空度に達すると、回転ドーム9を回転さ
せながら常温(20〜30℃)で抵抗加熱溶融ボート6
のSlOを蒸発させアリクル樹脂レンズ1の表面に光学
的膜厚nd = 30nraのSiO被膜2を形成する
。かかるSiO被膜2の形成に際し、蒸着速度はクォー
ツモニターによりモニターコントロールして15〜20
人八ecとへ定とし、真空チャンバー4内に0□等のガ
ス封入を全くしない状態で真空度の再現性を維持するた
め上記8×10−’Torrの真空度からI X 10
−’Torr以下の常に一定の真空度に保持して蒸着を
行いnd=0.075〜0.043λ(λ=400〜7
00na+)、屈折率n=1.8の均質な極薄膜を形成
する0次に、真空チャンバー4内の真空排気を行い、8
 Xl0−’Torr以下の所定の真空度に達したら、
常温(20〜30℃)でStowを電子銃蒸発源7の作
動によりハースライナ−8で溶融蒸発させ、S i O
z被膜3をSiO被膜2上に光学的膜厚nd = 18
0n−形成する。かかるSi0g被膜3の形成に際し、
上記SiO被膜2の形成と同様に、15〜20人/se
cの蒸着速度で、真空チャンバー4内に0!等のガスを
全く導入せず真空度を1×10−%Torr以下で常に
一定に保持して蒸着を行い、nd−0,425〜0.2
57λ(λ= 400〜700nm)、屈折率n=1.
47の被膜を形成する。蒸着完了後、10分間徐冷し、
真空チャンバー4内を大気圧にし、真空チャンバー4内
から所望の反射防止膜が形成されたアリクル樹脂レンズ
1を取り出す。
このようにして得た反射防止膜は第3図の曲線Aで示す
ような分光反射率特性を有し、波長λ=490n−で最
低的1.4%の分光反射率を示し、−30℃。
常温(20〜30℃)、80℃のサイクルを繰り返し1
0回行った熱衝撃試験後にあっても曲線Bで示すような
分光反射率特性を示した。即ち、第1層目のSiO被膜
2を高真空中で屈折率n=1.8の均質な極薄膜とする
ことでλ=400〜700na+の中で中心波長と両端
波長間で反射率の高低の少ない全均的に低い反射率が得
られ、ガラスBに−7にMgF、を成膜した分光反射率
に近似したものが得られるとともに、非晶質性のSIO
が得られ熱衝撃試験後にあっても初期性能と同様に膜割
れ(クランク)の発生がないヒートショックに強い反射
防止膜が得られた。
また、SiO被膜とS」03被膜との二層構造よりなる
反射防止膜に対する膜割れ、再現性、耐擦傷性およびア
リクル樹脂レンズへの密着性を評価して表1に示すよう
な結果を得た。比較のため従来法により形成したSiO
被膜とSin、被膜との二層構造も同様な評価を行った
。即ち、SiO被膜の成形条件として屈折率が大、小変
化する温度。
N着速度、真空度および膜厚(λ/4〜λ/2)の条件
を成膜中に変化させず常に一定に保持するとともに、5
iOz被膜についても、元々n!=:1.47であるた
め、SiO被膜と同一の成膜条件にて成膜してもn−1
,47が常に得られ、再現性のすぐれた分光反射率を得
ることができた。なお、耐擦傷性は反射防止膜の表面を
洗浄布で200gの加重を負荷しつつ往復10回ランピ
ングして傷の発生の有、無を観察することにより評価し
、密着性は幅18mmのセロテープを反射防止膜にはり
つけ、セロテープの一端をレンズと45°の角度にして
一気に引き剥がして被膜の剥離状態を観察することによ
り評価した。
表 (第2実施例) 本実施例では、光学部品としてポリカーボネート樹脂レ
ンズ(n=1.58)を用い、上記第1実施例と同一の
成膜条件で同様な方法でポリカーボネート樹脂レンズの
表面上にnd−5On(n =1.8の極薄層のSiO
被膜を形成し、SiO被膜上にnd−150nm、  
n=1.47のS i Oz被膜を形成した。
このようにして得た反射防止膜は第4図の曲線Cで示す
ような分光反射率特性を有し、波長λ=490r+mで
最低的0.8%の分光反射率を示し、上記と同様な熱衝
撃試験後にあっても曲線りで示すような分光反射率特性
を示した。また、膜割れ、再現性、耐擦傷性および密着
性を評価して上記表1に示すように上記第1実施例と同
様に良好な結果を得た。なお、耐擦傷性、密着性の評価
は上記第1実施例と同様な方法で行った。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、常温で成膜しているの
で基板変化、膜応力変化を防止でき、形状精度を向上す
ることができる。さらに、蒸着条件を常に一定に維持し
て蒸着しているので、初期性能としての光学特性かつ、
その再現性が良く、さらに耐久性が向上するとともに、
耐久性能として熱衝撃試験後も光学特性、膜割れ、密着
性、耐擦傷性が良好な二層構造の反射防止膜を形成する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の反射防止膜製造方法により合成樹脂製
光学部品上に形成した反射防止膜の第1実施例を示す断
面図、第2図は本発明の方法を実施するために用いる真
空蒸着装置の一例を示す線図、第3図は本発明の方法の
第1実施例によって形成した反射防止膜の分光反射率特
性図、第4図は本発明の方法の第2実施例によって形成
した反射防止膜の分光反射率特性図である。 ■・・・合成樹脂製光学部品 2・・・SiO被膜 3・・・SiO2被膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)合成樹脂製光学部品の表面上に、常温(20〜3
    0℃)および酸素を導入しない一定の高真空内で一定の
    蒸着速度によりSiO被膜をnd=0.075〜0.0
    43λ(λ=400〜700nm)に形成し、上記Si
    O被膜上にSiO_2被膜をnd=0.43〜0.26
    λに形成することを特徴とする合成樹脂製光学部品の反
    射防止膜製造方法。
JP63200895A 1988-08-11 1988-08-11 合成樹脂製光学部品の反射防止膜製造方法 Pending JPH0248601A (ja)

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