JPH03255401A - プラスチック基板へのＭｇＦ↓２膜成膜方法 - Google Patents
プラスチック基板へのＭｇＦ↓２膜成膜方法Info
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- JPH03255401A JPH03255401A JP2054358A JP5435890A JPH03255401A JP H03255401 A JPH03255401 A JP H03255401A JP 2054358 A JP2054358 A JP 2054358A JP 5435890 A JP5435890 A JP 5435890A JP H03255401 A JPH03255401 A JP H03255401A
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Landscapes
- Surface Treatment Of Optical Elements (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。
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、プラスチック基板へのＭｇＦ、膜成膜方法に
関する。
関する。
近年、レンズ、ミラー、プリズム等の光学部品の素材と
して、無機ガラスに代えてプラスチックが多く用いられ
るようになってきている。その主な理由は、軽量かつ低
コストにて製作でき、しかも形状の自由度が大きいとい
う利点があるからである。また、かかる利点を有するこ
とから、最近では光学部品以外の各種部品にも幅広く利
用されつつある。
して、無機ガラスに代えてプラスチックが多く用いられ
るようになってきている。その主な理由は、軽量かつ低
コストにて製作でき、しかも形状の自由度が大きいとい
う利点があるからである。また、かかる利点を有するこ
とから、最近では光学部品以外の各種部品にも幅広く利
用されつつある。
ところが、これらプラスチック素材にて構成した部品は
、ガラス素材や金属素材に比して耐摩耗性および耐擦傷
性が劣るために、何らかの表面処理を施さなければ実用
上問題が多い、特にプラスチックを光学部品の素材とし
て使用する場合には、光学ガラスの場合と同様に光学薄
膜を形成する必要がある。
、ガラス素材や金属素材に比して耐摩耗性および耐擦傷
性が劣るために、何らかの表面処理を施さなければ実用
上問題が多い、特にプラスチックを光学部品の素材とし
て使用する場合には、光学ガラスの場合と同様に光学薄
膜を形成する必要がある。
ここに、光学ガラスの場合には、光学ガラスを加熱して
蒸着（ハード・コート）させることができるので、光学
ガラスと光学薄膜との密着性、耐擦傷性が良好となる。
蒸着（ハード・コート）させることができるので、光学
ガラスと光学薄膜との密着性、耐擦傷性が良好となる。
しかし、プラスチックの場合には、常温で蒸着させなけ
ればならず、そのためにプラスチック基板に対する薄膜
の密着性、耐擦傷性が悪くなり、耐久性が劣るという問
題点があった。
ればならず、そのためにプラスチック基板に対する薄膜
の密着性、耐擦傷性が悪くなり、耐久性が劣るという問
題点があった。
そこで、従来、上記問題点を解決するために、次のよう
な手段が提案されている。まず、蒸着材料の点からの解
決手段としては、プラスチック基板と接する層にＳｉＯ
を用いる構成が特公昭５３−３０６号公報において開示
されている。また、反射防止機能を持たせるためにはＳ
ｉＯ単層では不十分であり、その上に数層の蒸着物質を
積層して、所望の特性を得ている。また、蒸着方法の点
からは、イオンプレーティングによってプラスチック基
板に成膜し、密着性を向上させる方法が、特開昭５０−
１００１７３号公報において開示されている。その他、
硬くかつ密着性に優れたフッ化物被膜を低温下に形成す
る方法として、基板表面にイオンビームを照射する方法
が、特開昭６１１１７５０３号公報において開示されて
いる。
な手段が提案されている。まず、蒸着材料の点からの解
決手段としては、プラスチック基板と接する層にＳｉＯ
を用いる構成が特公昭５３−３０６号公報において開示
されている。また、反射防止機能を持たせるためにはＳ
ｉＯ単層では不十分であり、その上に数層の蒸着物質を
積層して、所望の特性を得ている。また、蒸着方法の点
からは、イオンプレーティングによってプラスチック基
板に成膜し、密着性を向上させる方法が、特開昭５０−
１００１７３号公報において開示されている。その他、
硬くかつ密着性に優れたフッ化物被膜を低温下に形成す
る方法として、基板表面にイオンビームを照射する方法
が、特開昭６１１１７５０３号公報において開示されて
いる。
上記従来のプラスチック基板への成膜方法では、基板と
接する層にＳｉＯをもってくると、通常反射防止膜とし
て使用する場合ＳｉＯの屈折率がプラスチック基板より
高く、ＳｉＯ単層では、反射防止機能を有しない、その
ため、さらにその上に色々な物質を蒸着しなければなら
ず、コスト面でも不利になる上、暦数が増えるにしたが
って耐久性も落ちるという問題点があった。また、Ｓｉ
Ｏ自体が非常に不安定な材料であり、屈折率が経時変化
したり、蒸着時の再現性が得られにくい等、光学薄膜に
とって好ましくない点が多かった。
接する層にＳｉＯをもってくると、通常反射防止膜とし
て使用する場合ＳｉＯの屈折率がプラスチック基板より
高く、ＳｉＯ単層では、反射防止機能を有しない、その
ため、さらにその上に色々な物質を蒸着しなければなら
ず、コスト面でも不利になる上、暦数が増えるにしたが
って耐久性も落ちるという問題点があった。また、Ｓｉ
Ｏ自体が非常に不安定な材料であり、屈折率が経時変化
したり、蒸着時の再現性が得られにくい等、光学薄膜に
とって好ましくない点が多かった。
一方、イオンプレーティングやイオンビームアシスト蒸
着によってプラスチック基板に成膜する方法においては
、様々な膜を緻密に硬く成膜できるものの、加速された
イオン粒子によりプラスチック基板表面にダメージを与
えてしまうため、密着性は逆に劣化してしまうという問
題点があった。
着によってプラスチック基板に成膜する方法においては
、様々な膜を緻密に硬く成膜できるものの、加速された
イオン粒子によりプラスチック基板表面にダメージを与
えてしまうため、密着性は逆に劣化してしまうという問
題点があった。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、プラスチック基板に対して良好な密着性および耐久性
を有し、ガラス基板に対するＭｇＦｔハードコートに近
い性能を有するＭ ｇ Ｆ ｘ膜をプラスチック基板へ
成膜する方法を提供することを目的とする。
、プラスチック基板に対して良好な密着性および耐久性
を有し、ガラス基板に対するＭｇＦｔハードコートに近
い性能を有するＭ ｇ Ｆ ｘ膜をプラスチック基板へ
成膜する方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、プラスチック基
板へ物理的蒸着法により単層のＭｇＦ。
板へ物理的蒸着法により単層のＭｇＦ。
膜を成膜するにあたり、成膜の初期段階では真空蒸着に
より、成膜の途中段階からはイオンプレーティングによ
り所望の膜厚まで成膜することとした。
より、成膜の途中段階からはイオンプレーティングによ
り所望の膜厚まで成膜することとした。
上記構成の成膜方法によれば、イオンプレーティングに
より成膜する時点で、すでに膜が基板表面に形成されて
いるため、イオンプレーティングを行う際発生する加速
イオンによって基板表面がダメージを受けることながな
いので、密着性を劣化させることなく、イオンプレーテ
ィングによる緻密で硬く、耐擦傷性に優れたＭｇＦオ膜
を形成することができる。
より成膜する時点で、すでに膜が基板表面に形成されて
いるため、イオンプレーティングを行う際発生する加速
イオンによって基板表面がダメージを受けることながな
いので、密着性を劣化させることなく、イオンプレーテ
ィングによる緻密で硬く、耐擦傷性に優れたＭｇＦオ膜
を形成することができる。
また、Ｍ ｇ Ｆ ｚ膜は、通常の真空蒸着では引張応
力を、イオンプレーティングでは圧縮応力を示すことが
知られており、本発明の成膜方法によれば、応力の相殺
ができるので、内部応力がなく、それにより密着性も優
れたＭ ｇ Ｆ ｚ膜を形成することができる。
力を、イオンプレーティングでは圧縮応力を示すことが
知られており、本発明の成膜方法によれば、応力の相殺
ができるので、内部応力がなく、それにより密着性も優
れたＭ ｇ Ｆ ｚ膜を形成することができる。
従って、プラスチック基板表面にダメージを与えずに、
内部応力のない緻密で硬いＭｇＦ２膜を形成することが
できるので、結果的にハードコートした膜と同等な耐擦
傷性を有した膜を密着性良く成膜することが可能となる
。
内部応力のない緻密で硬いＭｇＦ２膜を形成することが
できるので、結果的にハードコートした膜と同等な耐擦
傷性を有した膜を密着性良く成膜することが可能となる
。
（第１実施例）
径１５閣のＰＭＭＡ製プラスチンク基板をチャンバ径５
６０閣の高周波イオンプレーティング装置に５００個セ
ットして排気を開始した。真空チャンバ内の真空度がＩ
Ｘ １０−５Ｔｏｒｒ以下になった時点で、通常の電
子ビーム蒸着法にてＭｇＦ、膜の蒸着を行った。この際
、蒸着速度は２人／ｓｅｅ以下、膜厚は光学的膜厚で２
０ｎｍ程度の蒸着を行った。
６０閣の高周波イオンプレーティング装置に５００個セ
ットして排気を開始した。真空チャンバ内の真空度がＩ
Ｘ １０−５Ｔｏｒｒ以下になった時点で、通常の電
子ビーム蒸着法にてＭｇＦ、膜の蒸着を行った。この際
、蒸着速度は２人／ｓｅｅ以下、膜厚は光学的膜厚で２
０ｎｍ程度の蒸着を行った。
しかるのちに、チャンバ内にＡｒガスを５Ｘ１０−’Ｔ
ｏｒｒ以下の圧力で導入し、高周波を電力２５０Ｗ以下
で供給して放電を開始した。加速電圧を２００ｖ以下に
設定し、再び電子ビーム加熱でＭ ｇ Ｆ ｚを飛ばし
て、高周波イオンプレーティングを行った。このときの
Ｍ ｇ Ｆ ｚの蒸着速度は５人／ｓｅｃ以下、膜厚は
光学的膜厚で１１Ｏｎ−とした。
ｏｒｒ以下の圧力で導入し、高周波を電力２５０Ｗ以下
で供給して放電を開始した。加速電圧を２００ｖ以下に
設定し、再び電子ビーム加熱でＭ ｇ Ｆ ｚを飛ばし
て、高周波イオンプレーティングを行った。このときの
Ｍ ｇ Ｆ ｚの蒸着速度は５人／ｓｅｃ以下、膜厚は
光学的膜厚で１１Ｏｎ−とした。
（第２実施例）
本実施例においては、第１実施例と同様の条件で、成膜
の初期段階は真空蒸着により光学的膜厚にして６０ｎ−
のＭ ｇ Ｆ ｚを、ひき続いて高周波イオンプレーテ
ィングにより光学的膜厚にして７０ｎｍのＭｇＦ、をそ
れぞれ成膜してＭｇＦ、膜を形成した。
の初期段階は真空蒸着により光学的膜厚にして６０ｎ−
のＭ ｇ Ｆ ｚを、ひき続いて高周波イオンプレーテ
ィングにより光学的膜厚にして７０ｎｍのＭｇＦ、をそ
れぞれ成膜してＭｇＦ、膜を形成した。
（第３実施例）
本実施例においては、第１実施例と同様の条件で、成膜
の初期段階は、真空蒸着により光学的膜厚にして１１０
０ｎのＭｇＦ、を、ひき続いて高周波イオンプレーティ
ングにより光学的膜厚にして３０ｎｍのＭｇＦ、をそれ
ぞれ成膜してＭｇＦ、膜を形成した。
の初期段階は、真空蒸着により光学的膜厚にして１１０
０ｎのＭｇＦ、を、ひき続いて高周波イオンプレーティ
ングにより光学的膜厚にして３０ｎｍのＭｇＦ、をそれ
ぞれ成膜してＭｇＦ、膜を形成した。
（比較例１）
本発明の効果を比較するために、本比較例においては、
第１実施例と同様の条件で、真空蒸着のみにより光学的
膜厚にして１３ＯｎｍのＭｇＦ、膜の蒸着を行った。
第１実施例と同様の条件で、真空蒸着のみにより光学的
膜厚にして１３ＯｎｍのＭｇＦ、膜の蒸着を行った。
（比較例２）
本比較例においては、第１実施例と同様の条件で、成膜
の初期段階から高周波イオンプレーティングにより、光
学的膜厚にして１３ＯｎｍのＭ ｇ Ｆ を膜を形成し
た。
の初期段階から高周波イオンプレーティングにより、光
学的膜厚にして１３ＯｎｍのＭ ｇ Ｆ を膜を形成し
た。
（比較例３）
本比較例においては、径１５閣、ＢＫＴ製のガラス基板
を用いて、基板を３００°Ｃ以上に加熱しつつ、通常の
真空蒸着によりＭｇＦ、膜を光学的膜厚にして１３Ｏｎ
ｍ成膜した。なお、蒸着開始真空度は、２ Ｘ １０−
５Ｔｏｒｒ以下、Ｍ ｇ Ｆ ｚの蒸着速度は５人／ｓ
ｅｃ以下とした。
を用いて、基板を３００°Ｃ以上に加熱しつつ、通常の
真空蒸着によりＭｇＦ、膜を光学的膜厚にして１３Ｏｎ
ｍ成膜した。なお、蒸着開始真空度は、２ Ｘ １０−
５Ｔｏｒｒ以下、Ｍ ｇ Ｆ ｚの蒸着速度は５人／ｓ
ｅｃ以下とした。
上記各実施例および比較例１〜３に示したＭｇＦ２膜の
性能を調べるために、以下の方法により、膜の耐擦傷性
、密着性、耐久性および内部応力の各項目について評価
した。
性能を調べるために、以下の方法により、膜の耐擦傷性
、密着性、耐久性および内部応力の各項目について評価
した。
膜の耐擦傷性；成膜した基板上に径１／８インチのアル
ミナ・ボール圧子を２５ｇおよび５０ｇの加圧で５０回
往復運動させ、スポットライトを当てながら目視により
次の基準で評価した。
ミナ・ボール圧子を２５ｇおよび５０ｇの加圧で５０回
往復運動させ、スポットライトを当てながら目視により
次の基準で評価した。
Ｑ ・・・・・・ ５０ｇの加圧でも傷が生じない△
・・・・・・ ５０ｇの加圧では傷が生じたが２５ｇの
加圧では傷が生じない × ・・・・・・ ２５ｇの加圧でも傷が生じた膜の密
着性；成膜した基板上にセロテープを密着させて、テー
プを基板表面から垂直に一気に弓き剥がし、膜の剥離状
態を目視により次の基準で評価した。
・・・・・・ ５０ｇの加圧では傷が生じたが２５ｇの
加圧では傷が生じない × ・・・・・・ ２５ｇの加圧でも傷が生じた膜の密
着性；成膜した基板上にセロテープを密着させて、テー
プを基板表面から垂直に一気に弓き剥がし、膜の剥離状
態を目視により次の基準で評価した。
Ｏ・・・・・・ 全く剥離しない
△ ・・・・・・ 一部に剥離が発生する× ・・・・
・・ 全体が剥離する 膜の耐久性；室温〜−３０°Ｃ〜室温〜７０°Ｃ〜室温
をそれぞれ１時間放置するサイクルを１０サイクル繰り
返した後と室温４５°Ｃ２湿度９５％環境下に３００時
間放置した後に膜の密着性、耐擦傷性が劣化するか否か
を評価した。
・・ 全体が剥離する 膜の耐久性；室温〜−３０°Ｃ〜室温〜７０°Ｃ〜室温
をそれぞれ１時間放置するサイクルを１０サイクル繰り
返した後と室温４５°Ｃ２湿度９５％環境下に３００時
間放置した後に膜の密着性、耐擦傷性が劣化するか否か
を評価した。
Ｏ・・・・・・ 全く劣化が見られない△ ・・・・・
・ 一部の物に劣化が見られる× ・・・・・・ 全数
劣化する 膜の内部応力；厚さ３００μ−１径３０■の薄ガラス基
板上に被測定物と同等の膜を形成させ、膜を形成させる
前後におけるガラス基板の曲がり量から、応力の方向と
おおよその大きさを評価した。
・ 一部の物に劣化が見られる× ・・・・・・ 全数
劣化する 膜の内部応力；厚さ３００μ−１径３０■の薄ガラス基
板上に被測定物と同等の膜を形成させ、膜を形成させる
前後におけるガラス基板の曲がり量から、応力の方向と
おおよその大きさを評価した。
以上の試験結果は、次表に示すとおりである。
表
上記表の結果から明らかなように、各実施例のＭ ｇ
Ｆ ！膜は、従来の真空蒸着やイオンプレーティングの
みによって成膜されたＭ ｇ Ｆ ｚ膜に比べて、耐擦
傷性、密着性および耐久性の点において優れており、加
熱したガラス基板に成膜されたＭ ｇ Ｆ ｔ ！ＩＩ
に近い性能を有している。
Ｆ ！膜は、従来の真空蒸着やイオンプレーティングの
みによって成膜されたＭ ｇ Ｆ ｚ膜に比べて、耐擦
傷性、密着性および耐久性の点において優れており、加
熱したガラス基板に成膜されたＭ ｇ Ｆ ｔ ！ＩＩ
に近い性能を有している。
かかる結果が生ずるのは、先ず真空蒸着によってプラス
チック基板側にｆ！着性の優れたＭ ｇ Ｆ ｚ膜を形
成し、次いでその上に基板に直接ダメージを与えること
なく、イオンプレーティングによって緻密で硬く耐擦傷
性に優れたＭｇＦ、膜を形成しているからである。さら
に、イオンプレーティングによって形成された緻密なＭ
ｇＦ、膜は、耐久性試験における湿度の影響を少なくす
る役割を果たしている。また、内部応力についても、真
空蒸着によって形成されたＭｇＦ、膜の引張応力とイオ
ンプレーティングによって形成されたＭｇＦ工膜の圧縮
応力とが互いに相殺され、内部応力の少ない良質な膜と
なっており、密着性向上に役立っている。
チック基板側にｆ！着性の優れたＭ ｇ Ｆ ｚ膜を形
成し、次いでその上に基板に直接ダメージを与えること
なく、イオンプレーティングによって緻密で硬く耐擦傷
性に優れたＭｇＦ、膜を形成しているからである。さら
に、イオンプレーティングによって形成された緻密なＭ
ｇＦ、膜は、耐久性試験における湿度の影響を少なくす
る役割を果たしている。また、内部応力についても、真
空蒸着によって形成されたＭｇＦ、膜の引張応力とイオ
ンプレーティングによって形成されたＭｇＦ工膜の圧縮
応力とが互いに相殺され、内部応力の少ない良質な膜と
なっており、密着性向上に役立っている。
従って、上記各実施例の成膜方法によれば、ハードコー
トしたＭ ｇ Ｆ ！膜と同等な耐擦傷性を有したＭｇ
Ｆ工膜を密着性良く成膜できるものである。
トしたＭ ｇ Ｆ ！膜と同等な耐擦傷性を有したＭｇ
Ｆ工膜を密着性良く成膜できるものである。
以上のように、本発明のＭｇＦ、膜成膜方法によれば、
これまでプラスチック基板では膜の密着性、耐擦傷性に
問題があり、実用化が困難とされていたプラスチック基
板へのＭｇＦア膜の成膜が可能となる。
これまでプラスチック基板では膜の密着性、耐擦傷性に
問題があり、実用化が困難とされていたプラスチック基
板へのＭｇＦア膜の成膜が可能となる。
特に、耐擦傷性に関しては、ガラス基板へのハードコー
ト並みの性能を有しており、このＭｇＦ。
ト並みの性能を有しており、このＭｇＦ。
膜は屈折率が低く、安定でかつ低コストにて反射防止膜
を形成できる利点がある。
を形成できる利点がある。
Claims (1)
- （１）プラスチック基板へ物理的蒸着法により単層のＭ
ｇＦ＿２膜を成膜するにあたり、成膜の初期段階では真
空蒸着により、成膜の途中段階からはイオンプレーティ
ングにより所望の膜厚まで成膜することを特徴とするプ
ラスチック基板へのＭｇＦ＿２膜成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2054358A JPH03255401A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | プラスチック基板へのＭｇＦ↓２膜成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2054358A JPH03255401A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | プラスチック基板へのＭｇＦ↓２膜成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03255401A true JPH03255401A (ja) | 1991-11-14 |
Family
ID=12968413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2054358A Pending JPH03255401A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | プラスチック基板へのＭｇＦ↓２膜成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03255401A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-03-06 JP JP2054358A patent/JPH03255401A/ja active Pending
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