JPH04153602A

JPH04153602A - プラスチック製光学材

Info

Publication number: JPH04153602A
Application number: JP2278432A
Authority: JP
Inventors: Takuya Nishimoto; 卓矢西本; Hiroyuki Nakae; 中江　博之
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1990-10-17
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1992-05-27

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】（発明の利用分野）本発明は、多層反射防止膜を有するプラスチック製光学
材に関し、特に可視、紫外域での光線透過性の良いプラ
スチック製光学材に関する。

（従来技術とその問題声、）プラスチックレンズ、プラスチックフィルタープラスチ
ック３材等のプラスチック光学材は、軽量性、耐衝撃性
、量産性に優れているため、高性能なものが貫現出来れ
ば従来の無機ガラス製光学材を凌ぐ工業材料としての地
位を占めるものになると期待されている。

高性能化の決め手は、光学的透過性であり、つはプラス
チック材料の表面での光線の反射を低減させて光線透過
率を可及的に高くする役割をする反射防止膜に掛かって
いる。

この反射防止膜コーティング技術に於ける最も大きな問
題点は、プラスチック材料表面上にコートした反射防止
膜にクラックが生じて所期の透過率を実現ａ来ないこと
であった。この問題はプラスチックが薄いフィルムの場
合、またオレフィン系やフッ素系樹脂の場合に、特に顕
著であった。

このクラックの発生原因としては、プラスチック材料と
反射防止膜を構成する材料との接着性の低さや熱膨張率
の差の大きさ等が考えられるが、基本的には界面の問題
であるため、問題は単純ではない。

特に、非晶質フッ素系樹脂材料に高性能の反射防止膜を
形成した例は従来皆無であった。それは、ひとつには、
フッ素系樹脂は他の材料との接着性が本質的に悪いもの
であるから、反射防止膜を形成させること自体が困難も
しくは不可能と見做されていたことによる。またさらに
は、非晶質フッ素系樹脂が極く最近世の中に出現した新
規材料であることにもよる。

一般に１反射防止膜の構成（材料、膜厚）は、理論計算
によってシュミュレーションして候補構成を選び出すこ
とはできる。しかしこれは界面の問題など現実的な多く
の要因を無視しているので、あくまでも構成選択の指針
を与えてくれるにすぎない。プラスチックと反射防止膜
との界面の問題、多層反射防止膜の場合には各層間の界
面の問題が大きく影響するので、現実には実験的な試行
錯誤の結果に基づいて選定して行くしかない。

本発明は、可視、紫外域での透過性の良い非晶質フッ素
系樹脂に、高性能の反射防止膜を形成させることにより
、透過特性、密着性、耐久性に優れたプラスチック製光
学材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）従来、フッ素系樹脂は他の物質との密着力は悪いと言わ
れて、指針となるものは全く無かったが、敢えて種々の
蒸着物質についてサンプルを作り、密着性と透明性を検
討した。その結果、反射防止膜を金属のフッ化物を積層
して構成すると良い特性を示すということを見出した。

これは蒸着物質がすべてフッ化物で低融点であるので、
蒸着時の輻射熱等による基板の温度上昇があまり起こら
ないことにもよると思われるが、本発明はこの知見に基
づきなされるに至ったものである。

すなわち本発明は、（１）非晶質フッ素系樹脂からなるプラスチックの表面
に多層反射防止膜を形成したプラスチック製光学材であ
って、該多層反射防止膜をすべて金属のフッ化物により
構成したことを特徴とするプラスチック製光学材、（２）多層反射防止膜が、プラスチック側から空気側へ
順に第１層をＬ　ａ　Ｆ　ｓ　、第２層をＰｂＦ２、第
３層をＭ　ｇ　Ｆ　、の３層構造からなることを特徴と
する前記（１）記載のプラスチック製光学材、（３）多
層反射防止膜が、プラスチック側から空気側へ順に第１
層をＭ　ｇ　Ｆ　２　、第２層をＬａＦ２、第３層をＰ
ｂＦ２、第４層をＭｇＦ、の４層構造からなることを特
徴とする前記（１）記載のプラスチック製光学材、（４）ペリクル材である前記（１）又は（２）又は（３
）記載のプラスチック製光学材、を提供するものである
。

第１図は本発明によるプラスチック製光学材の一実施態
様を示す断面図であって、図中１は可視、紫外域での透
過率の良い非晶質フッ素系樹脂、２はフッ素系樹脂１上
に被着されたＭ　ｇ　Ｆ　Ｊよりなる反射防止膜第１層
、３は反射防止膜第１層２上に被着されたＬａＦ、より
なる反射防止膜第２層、４は反射防止膜第２層３上に被
着されたＰｂＦｉよりなる反射防止膜第３層、５は反射
防止膜第３層４上に被着されたＭ　ｇ　Ｆ　ｚよりなる
反射防止膜第４層である。

このような反射防止膜をプラスチック材料の表面に形成
させるには、真空蒸着法、イオンブレーティング法、ス
パッタリング法、ＣＶＤ法などのいずれでも良いが、好
ましくは、電子ビームを用いる真空蒸着法が良い、この
ような気相析出法では、装置の真空度を高くしたり、析
出速度を適度に制御すること等積々の工夫といわゆるノ
ウハウの蓄積が必要である。多くの場合、原料としては
、所望の反射防止膜を構成する物質とおなしものを用い
、これを蒸着やスパッタリングによりプラスチック上に
析出させる。場合により、反射防止膜の構成物質とは異
なる原料を用いて、反応析出させることもある。

反射防止膜によって特に透過をよくしたい波長は、蒸着
物質の膜厚を設定することにより任意に選択できる。前
出■の層構成の場合、Ｌ　ａ　Ｆ　ａの膜厚を４０〜８
０ｎｍ、ＰｂＦ、の膜厚を４０〜８０　ｎ　ｍ　、　Ｍ
　ｇ　Ｆ　２の膜厚を５０〜９０ｎｍの範囲の中から、
また、■の層構成の場合、Ｍ　ｇ　Ｆ　ｚの膜厚を７０
〜１１０ｎｍ、ＬａＦｚの膜厚を４０〜８０　ｎ　ｍ　
−Ｐ　ｂ　Ｆ　＊の膜厚を４０〜８０ｎｍ、ＭｇＦ２の
膜厚を５０〜９０ｎｍの範囲の中から適当に選択するこ
とによって、今後使用が増加すると思われる、通称ｇ線
（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）での透過率を９５
％以上、好ましくは、９９％以上にすることができる。

本発明において、上述の反射防止膜は非晶質フッ素系樹
脂の表面に形成されている。この樹脂は、例えば、フィ
ルム状、シート状、板状、線条体、レンズ状等の異形断
面形状等などの成形体である。反射防止膜はこのような
成形体の表面の一部または全部に形成されている。フィ
ルム、シート、板、レンズ等のように、明らかに２つの
表面がある場合には、多くの場合、２つの表面を共に反
射防止膜で被着する。要は、光学部材の使用法に係わっ
ており、光線が通過する経路にある樹脂成形体の界面は
全て上記の反射防止膜を形成させる。

本発明において、用いられるフッ素系樹脂としては、例
えば次のようなものがある。

（ａ）（ｄ）上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を構成する単量体の
一種もしくは二種以上と他の共重合性の含フツ素単量体
との共重合体。

これらのうち、次のような主鎖に環構造を有するフッ素
樹脂が代表的なものである。

〒ＣＦＣＦニ −ＣＦ２本発明に用いられる、フッ素系樹脂は、例えば、一般式％式％（ただし、ｎ：０〜５、ｍ＝０〜５でｍ＋ｎ＝１〜６で
ある。）で表わされる末端二重結合を二つ有するパーフ
ルオロエーテルやパーフルオロ−２，２−ジメチル−１
，３−ジオキソールをラジカル重合せしめて得られる。

また共重合体は、上記のパーフルオロエーテル又は、パ
ーフルオロ−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール
とフルオロオレフィンやフルオロビニルエーテルなどの
含フツ素単量体との共重合により得られる。単量体とし
ては、例えば、テトラフルオロエチレン、パーフルオロ
ビニルエーテル、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオ
ロエチレンなどである。

本発明にて用いる樹脂は、結晶を持たないいわゆる非晶
質のものである。それは微結晶による光の透過阻害がお
こらないからである。

本発明において特に好ましいフッ素系樹脂としては、例
えばＤｕ　Ｐｏｎｔ社の製造になる主鎖に環構造を有す
るフッ素樹脂ｒＦＰＸＪ又は「テフロンＡＦＪ　　（商
品名）や旭硝子■の製造になる主鎖に環構造を有するフ
ッ素樹脂ｒｃＹＴＯＰＪ　　（商品名）等を例示するこ
とができる。

本発明の光学材は、例えば、次のようなものである。異
形断面成形体のものとしては、例えば光学用レンズがあ
る。可視域から紫外域の光線を集散させるために有用で
ある。シート状部材の一例は、紫外線照射装置の透過窓
材等がある。無機ガラス部材に比べ軽量で耐衝撃性があ
り、工業的価値がたかい。フィルム状部材の一例はペリ
クルである。ペリクルは、超高密度集積回路いわゆるＬ
ＳＩを製造する際、そのフォトリソグラフィー工程にお
いて使用するフォトマスク又はレチクルの防塵用保護カ
バ一体である。従来のペリクルは、厚さ数ミクロンのセ
ルロース系フィルムに反射防止膜を形成させ、これを金
属製の所定寸法の枠に弛み無く張りつけたものであった
。セルロース系のペリクルはｉ線（３６５ｎｍ）以下の
短波長紫外線域の透過性が十分でな（、実用上の問題が
あった。本発明の部材からなるペリクルは従来のペリク
ルにおきかわるものである。

本発明のプラスチック光学材は、４５０ｎｍ以下の短波
長域の光線透過性にすぐれている。特に、ｉ線（３６５
ｎｍ）とｇ線（４３６ｎｍ）の両波長において同時に９
９％以上の高い光線透過性を有することができ、これが
大きな特徴である。

（実施例）以下、本発明の実施例を示す。

実施例１非晶質フッ素系樹脂として、旭硝子社製「サイトツブ」
　（屈折率ｎ＝１．３４）を用い、スピンコード法によ
り１５μｍ厚のフィルムを作製した。このフィルムの両
面上に電子線Ｍ着装置を用いて、第１層としてＬ　ａ　
Ｆ　ｘの膜厚を６５ｎｍ、第２層としてＰ　ｂ　Ｆ　ｘ
の膜厚を５５ｎｍ、第３層としてＷＩ　ｇ　Ｆ　ｘの膜
厚を７０ｎｍ蒸着した。

第２図にこのプラスチック製光学材の垂直入射光に対す
る透過率特性を示す。３６５ｎｍでの透過率は９９．４
％、４３６ｎｍでの透過率は９９．３％であった。

また、このプラスチック製光学材を８０℃の環境下で１
０００時間放置していたが、透過特性に何等の変化も認
められなかった。

実施例２非晶質フッ素系樹脂として、Ｄｕ　Ｐａｎｔ社製「テフ
ロンＡＦ１６００Ｊ　　（屈折率ｎ＝１．３１）を用い
、押出成形法により１ｍｍ厚のシートを作製した。この
シートの両面上に電子線蒸着装置を用いて、第１層とし
てＭ　ｇ　Ｆ　ｚの膜厚を９０ｎｍ、第２層としてＬ　
ａ　Ｆ　ｓの膜厚を７０ｎｍ、第３層としてＰｂＦよの
膜厚を６０ｎｍ、第４層としてＭｇＦｉの膜厚を７０ｎ
ｍ蒸着した。

第３図にこのプラスチック製光学材の垂直入射光に対す
る透過率特性を示す、３６５ｎｍでの透過率は９９．５
％、４３６ｎｍでの透過率は９９．４％であった。

また、このプラスチック製光学材の表面に３Ｍ社製スコ
ッチテープを接着させ、素早く引くというビールテスト
を行ったが、蒸着膜の剥離はなかった。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のプラスチック製光学材は
、可視、紫外域での透過性の良い非晶質透明フッ素系樹
脂に相性の良い反射防止膜を有し、透過特性、密着性、
および耐久性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプラスチック製光学材の一実施態
様を示す断面図、第２図は実施例１の垂直入射光に対す
る透過率特性を示すグラフ、第３図は実施例２の垂直入
射光に対する透過率特性を示すグラフである。１・・・可視、紫外域での透過率の良い非晶質フッ素系
樹脂、２・・・ＭｇＦ２層、３・・・Ｌ　ａ　Ｆ　ｚ層
、４・・・ＰｂＦ、層、５・・・Ｍ　ｇ　Ｆ　ｚ層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）非晶質フッ素系樹脂からなるプラスチックの表面
に多層反射防止膜を形成したプラスチック製光学材であ
って、該多層反射防止膜をすべて金属のフッ化物により
構成したことを特徴とするプラスチック製光学材。
（２）多層反射防止膜が、プラスチック側から空気側へ
順に第１層をＬａＦ＿３、第２層をＰｂＦ＿２、第３層
をＭｇＦ＿２の３層構造からなることを特徴とする請求
項（１）に記載のプラスチック製光学材。
（３）多層反射防止膜が、プラスチック側から空気側へ
順に第１層をＭｇＦ＿２、第２層をＬａＦ＿３、第３層
をＰｂＦ＿２、第４層をＭｇＦ＿２の４層構造からなる
ことを特徴とする請求項（１）に記載のプラスチック製
光学材。
（４）ペリクル材である請求項（１）又は（２）又は（
３）のプラスチック製光学材。