JPH0483201A - 合成樹脂製光学部品への反射防止膜 - 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、合成樹脂製光学部品への反射防止膜に関する
。

［従来の技術］ 近年、レンズ等の光学部品の素材には、無機ガラスに代
えて、軽量でかつ加工の容易な合成樹脂が多く用いられ
るようになった。ところが、この合成樹脂製光学部品は
、無機ガラスを素材としたものと同様に光の反射が大き
く、また軟らかいために、表面が傷つき易いという問題
がある。このため、合成樹脂製光学部品には硬化保護を
兼ねた反射防止膜を施す必要がある。

一般に、反射防止膜は真空蒸着法により形成するもので
あり、無機ガラスの場合には無機ガラスを加熱して蒸着
させることができるので、無機ガラスと蒸着膜との密着
性かよく、強固な膜を形成可能である。しかしながら、
合成樹脂の場合、合成樹脂の熱変形温度が低いため、無
機ガラスにような基板加熱ができず、そのために合成樹
脂と蒸着膜も密着性が悪くなり、耐久性に劣るという問
題点があった。

そこで従来は、例えば特開昭６０−１３０７０１号公報
や特開昭６０−１３０７０４号公報に開示されるように
、−酸化ケイ素（Ｓｉｎ）を合成樹脂との密着層として
介在させた反射防止膜を形成することが知られている。

ＳｉＯを密着層として用いる理由は、ＳｉＯが合成樹脂
に対して密着性が高いところによるものである。しかし
、ＳｉＯは、不安定な物質として知られており、該屈折
率が経時的に大きく変化するため、反射率特性の安定性
が欠けるという問題点が存在する。また、ＳｉＯは抵抗
加熱蒸着法でなければ安定に蒸着できない物質であり、
抵抗加熱蒸着法は生産性が悪くランニングコストも高い
ことから生産する上でのコスト面の問題もあった。

上記のような問題点を解消するために、特開昭６３−８
１４０４号公報に開示されるように、二酸化セリウム（
ＣｅＯ□）を合成樹脂との密着性向上のために介在させ
た反射防止膜が提案されている。

ＣｅＯ２は合成樹脂との密着性が高（、屈折率が安定し
ていて経時変化が少ないうえ、電子線加熱蒸着法により
蒸着できるため、生産性が高いなど利点の多い物質であ
るが、実験の結果、以下のような問題点を有しているこ
とがわかった。

［発明が解決しようとする課題］ 第一に、ＣｅＯ□は充填率が低い膜（ポーラスな膜）と
なり易く、このたＣｅＯ□を密着層として介在させた反
射防止膜を耐湿度試験（４５°Ｃ１９５％、３００時間
）に暴露するとＣｅＯ２の膜中に水分が浸透し、ＣｅＯ
□とその上に重ねられた蒸着膜との界面に影響を及ぼし
てしまう。その結果、反射防止膜を構成する膜相互間の
密着性が極端に劣化し、簡単にテープ剥離してしまうと
いう問題点があった。

第二に、ＣｅＯ□には４２０ｎｍ以下の短波長領域の光
に対して吸収が存在し、ＣｅＯ□をカメラティキングレ
ンズ等の反射防止膜に用いると、透過光のカラーバラン
スを崩す虞がある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、合成樹脂との密着性が高く、安定で生産性が高い利点
を有しつつ、耐湿度試験後でも膜の密着性の劣化がな（
かつ吸収の少ない合成樹脂製光学部品への反射防止膜を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、合成樹脂基板の
表面に設けられる反射防止膜を、前記表面側から空気側
へ順に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）と酸化チタン（
ＴｉＯ□）の混合物または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ□
）と酸化タンタル（ＴａｚＯ５）の混合物からなる第−
層と、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）または酸化アルミニウ
ム（ｌ□０３）からなる第二層と、酸化ジルコニウム（
ＺｒＯ□）と酸化チタン（ＴｉＯｚ）の混合物または酸
化ジルコニウム（ＺｒＯ□）と酸化タンタル（Ｔａ２０
５）の混合物からなる第三層と、二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２）からなる第四層とから構成した。

本発明において、光学部品を形成する合成樹脂としては
、例えばアクルル樹脂（ＰＭＭＡ）　、ポリカーボネー
ト樹脂（ｐｃ）　、ポリスチレン樹脂（Ｐｓｉ　、アモ
ルファスポリオレフィン樹脂（ＡＰＯ）　、紫外線ｆＵ
Ｖ）硬化型樹脂などであればよい。

［作用コ かかる構成の合成樹脂製光学部品への反射防止膜におい
て、第−層はＺｒＯ□ＴｉＯ□の混合物またはＺｒＯ□
とＴａｘｅｓの混合物を電子線加熱蒸着法により形成し
て成る。これらの混合物層は、合成樹脂に対しＣｅＯ□
と同等の高い密着性を有しているとともに、安定で経時
変化が少なく、生産性も高い。さらに、本発明の特徴と
して、該混合物層の充填率がＣｅＯ□に比べて高（、水
分の影響を受けに（いため耐湿性が向上する。また、該
混合物層はＣｅＯ□に比べて４２０ｎｍ以下の短波長領
域で吸収が少なく、透過光のカラーバランスを阻害しな
い。

第二層は第−層と第三層の中間に形成され、Ｓｉｎｇま
たは八β２０３を電子線加熱蒸着法により形成して成る
。これらの物質は第−層、第三層に比ベて低い屈折率（
１，４５〜１．６２）を有しており、反射防止膜を構成
するとともに、第−層と第三層との密着性を向上させる
働きをする。

第三層は第二層と第四層の中間に形成され、ＺｒＯ□と
Ｔｉ０ｚの混合物またはＺｒＯ□とＴａｚＯ５の混合物
を電子線加熱蒸着法により形成して成る。これらの混合
物層は第二層と第４層に比べて高い屈折率！１．８５〜
２．１０１を有しており、反射防止効果を向上させるも
のである。なお、上記混合物の混合比率を変えることに
より屈折率の調整が可能で、所望の反射特性を得ること
ができる。

第四層は第三′層の上に形成され、本発明の反射防止膜
の最表面を構成するものであり、ＳｉＯ□を電子線加熱
蒸着法により形成して成る。５ｉＯｚは第三層に比べて
低い屈折率（１，４５〜１．４７）を有しており、反射
防止効果の基本的な特性を与えるとともに、ＳｉＯ□が
硬いことから表面保護としての働きをする。

本発明の反射防止膜の第−層から第四層の各層の膜厚は
、設計中心波長えに対して第−層が０．２５λ以下、第
二層が０，２５λ以下、第三層が０．２５〜０．６０え
、第四層が０．２５〜０．３０λどなるように設ける。

［実施例］ 直径１５ｍｍの合成樹脂基板をチャンバー径が５６０闘
の真空蒸着装置に５００個セットした後、真空蒸着チャ
ンバー内をＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下の高真空に排
気した。排気系にはコールドトラップ付きのデイフュー
ジョンポンプあるいはクライオポンプを使用した。しか
る後に、合成樹脂基板の加熱を行うことなく、電子線加
熱法により、蒸着速度０．５〜１．０ｎｍ／ｓｅｃの条
件で表１から表６に示される膜構成の反射防止膜を蒸着
した。

（以下余白） 表１（実施例１）え＝　５００ｎｍ 表３（実施例３） ん＝　５００ｎｍ 表２（実施例２） え＝　５００ｎｍ 表４（実施例４） え＝　５００ｎｍ 表５ （実施例５） ん　＝５００口ｍ 実施例１〜５の反射防止膜の反射率特性を第１図〜第５
図に示した。本発明の反射防止膜は可視域（４００〜７
００ｎｍｌで良好な反射防止効果を有している。

次に、上記実施例１〜５および比較例１の反射防止膜に
ついて以下のような方法で基板との密着性、耐湿性、耐
熱衝撃性、吸収特性を評価した。

表６ （比較例１） ルー　５００ｎｒｎ （１）密着性；幅１０ｍｍの粘着テープ（セロハン粘着
テープ）を反射防止膜にはりつけ、粘着テープの一端を
４５°の角度から瞬時に引き剥して膜の剥離状態を観察
することにより評価した。

（２）耐湿性；温度４５°Ｃ１湿度９５％の環境に３０
０時間放置した後に外観性能と上記（１）の方法で密着
性を評価した。

（３）耐熱衝撃性；温度が一３０℃と７０℃の環境下に
交互に３０分間ずつ放置するサイクルを１０サイクル行
った後、外観性能と上記（１１の方法で密着性を評価し
た。

（４）吸収特性；片面に反射防止膜を施した基板の分光
透過率と分光反射率を分光光度計にて測定し、その結果
得られた吸収特性からさらに基板の吸収率を差し引いて
反射防止膜の吸収特性を評価した（特に４００ｎｍにお
ける吸収率で評価した）。

表７ 実施例１〜５および比較例１の反射防止膜について密着
性、耐湿性、耐衝撃性、吸収特性を評価した結果は表７
に示す通りである。

（以下余白） Ｏ；良　　△；やや不良　　×、不良 表７の結果かられかるように、本発明の反射防止膜は、
密着性、耐熱衝撃性に関して従来の反射防止膜と同等の
性能を有しつつ、特に１ｆｉ１湿性と吸収特性の点で従
来の反射防止膜よりも優れている。

［発明の効果Ｊ 以上のように本発明の合成樹脂製光学部品への反射防止
膜によれば、合成樹脂との密着層としてＺｒＯ２とＴｉ
Ｏ□の混合物またはＺｒＯ７とＴａ２０５の混合物を介
在させているので、合成樹脂への高い密着性を有すると
ともに、耐湿度試験後でも膜の密着性の劣化がなく、光
の吸収も少ない。

【図面の簡単な説明】 第１図から第５図はそれぞれ本発明の反射防止膜の実施
例１〜５の反射率特性図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）合成樹脂基板の表面に設けられ、該表面側から空
   気側へ順に、酸化ジルコニウムと酸化チタンの混合物ま
   たは酸化ジルコニウムと酸化タンタルの混合物からなる
   第一層と、二酸化ケイ素または酸化アルミニウムからな
   る第二層と、酸化ジルコニウムと酸化チタンの混合物ま
   たは酸化ジルコニウムと酸化タンタルの混合物からなる
   第三層と、二酸化ケイ素からなる第四層とからなること
   を特徴とする合成樹脂製光学部品への反射防止膜。 （２）１．８５≦ｎ＿１≦２．１０　０＜ｎ＿１ｄ＿１
   ≦０．２５λ １．４５≦ｎ＿２≦１．６２　０＜ｎ＿２ｄ＿２≦０．
   ２５λ １．８５≦ｎ＿３≦２．１０　０．２５λ≦ｎ＿３ｄ＿
   ３≦０．６０λ １．４５≦ｎ＿４≦１．４７　０．２５λ≦ｎ＿４ｄ＿
   ４≦０．３０λここで、 ｎ＿１；第一層の屈折率ｎ＿１ｄ＿１；第一層の光学的
   膜厚ｎ＿２；第二層の屈折率ｎ＿２ｄ＿２；第二層の光
   学的膜厚ｎ＿３；第三層の屈折率ｎ＿３ｄ＿３；第三層
   の光学的膜厚ｎ＿４；第四層の屈折率ｎ＿４ｄ＿４；第
   四層の光学的膜厚λ；中心波長 の条件を満足することを特徴とする請求項１記載の合成
   樹脂製光学部品への反射防止膜。