JPH06208002A - プラスチック製光学部品の反射防止膜と その形成方法 - Google Patents
プラスチック製光学部品の反射防止膜と その形成方法Info
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- JPH06208002A JPH06208002A JP3171044A JP17104491A JPH06208002A JP H06208002 A JPH06208002 A JP H06208002A JP 3171044 A JP3171044 A JP 3171044A JP 17104491 A JP17104491 A JP 17104491A JP H06208002 A JPH06208002 A JP H06208002A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 密着性，耐久性，光学特性および量産性に優
れたプラスチック製光学部品の反射防止膜とその形成方
法を提供する。 【構成】 プラスチック基板１の表面側から第１層目に
一酸化ケイ素膜２、第２層目に酸化タンタル膜３、第３
層目に二酸化ケイ素膜４を形成する三層構造の構成で、
第１層目，第２層目を形成する際に酸素を導入する。こ
の構成によりプラスチック製光学部品の反射防止膜の密
着性，耐久性，反射率，量産性を改善することができ
る。
れたプラスチック製光学部品の反射防止膜とその形成方
法を提供する。 【構成】 プラスチック基板１の表面側から第１層目に
一酸化ケイ素膜２、第２層目に酸化タンタル膜３、第３
層目に二酸化ケイ素膜４を形成する三層構造の構成で、
第１層目，第２層目を形成する際に酸素を導入する。こ
の構成によりプラスチック製光学部品の反射防止膜の密
着性，耐久性，反射率，量産性を改善することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオプロジェクショ
ン受像機，ビデオカメラ，スチルカメラなどの光学系の
使用されるプラスチック製光学部品の反射防止膜とその
形成方法に関する。
ン受像機，ビデオカメラ，スチルカメラなどの光学系の
使用されるプラスチック製光学部品の反射防止膜とその
形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レンズなどの光学部品には無機硝
子が多く使用されてきたが、近年、軽量で加工が容易で
あり、かつ量産性に優れているプラスチックレンズが光
学部品として用いられるようになってきた。しかしなが
ら、プラスチックレンズなどのプラスチック製光学部品
には、無機硝子と同様に表面での光の反射が大きいとい
う欠点がある。この欠点を解消するために、無機硝子と
同様に反射防止膜をレンズ表面に形成し、表面での光の
反射を防ぐことは一般技術として知られている。（たと
えば「精密プラスチック光学ランズの設計，成形技術と
その問題点」トリケップス資料集No８７，Ｐ６−１〜Ｐ
６−４）。
子が多く使用されてきたが、近年、軽量で加工が容易で
あり、かつ量産性に優れているプラスチックレンズが光
学部品として用いられるようになってきた。しかしなが
ら、プラスチックレンズなどのプラスチック製光学部品
には、無機硝子と同様に表面での光の反射が大きいとい
う欠点がある。この欠点を解消するために、無機硝子と
同様に反射防止膜をレンズ表面に形成し、表面での光の
反射を防ぐことは一般技術として知られている。（たと
えば「精密プラスチック光学ランズの設計，成形技術と
その問題点」トリケップス資料集No８７，Ｐ６−１〜Ｐ
６−４）。
【０００３】以下に従来のプラスチック製光学部品の反
射防止膜とその形成方法を図面を参照しながら説明す
る。単層の反射防止膜としてはフッ化マグネシウム（Ｍ
ｇＦ2）からなるものが一般的であり、その構成を図２
に示す。屈折率１．４９のアクリル樹脂（ポリメチルメ
タクリレート）基板１１の表面にフッ化マグネシウム膜
１２を形成したときの分光反射特性を図３のｂに示す。
比較のために図３の特性ｃは反射防止膜を形成していな
い場合の分光反特射性を示す。反射防止膜１２は、通
常、真空蒸着法によって形成されるが、最近では反射防
止膜とプラスチック基板との密着性や耐久性を向上させ
るために、プラスチック基板を６０℃〜８０℃に加熱し
て真空蒸着する方法や、ＲＦイオンプレーティングする
方法を用いて反射防止膜を形成する方法が行われてい
る。この反射防止膜は一種類の蒸着物質を使用したもの
であるが、二種類の蒸着物質を使用したものとしては、
二酸化ケイ素とフッ化マグネシウムを用いて三層構造に
したもの（特開昭６０−１２９７０１号公報）や酸化セ
リウムと酸化ケイ素（ＳｉＯx）の二層構造の反射防止
膜（特開昭６３−１７２２０１号公報）などがある。さ
らに三種類以上の蒸着物質を使用したものとしては、二
酸化ケイ素と酸化アルミニウムと酸化セリウムの三層構
造の反射防止膜（特開昭６３−８１４０２号公報）があ
る。
射防止膜とその形成方法を図面を参照しながら説明す
る。単層の反射防止膜としてはフッ化マグネシウム（Ｍ
ｇＦ2）からなるものが一般的であり、その構成を図２
に示す。屈折率１．４９のアクリル樹脂（ポリメチルメ
タクリレート）基板１１の表面にフッ化マグネシウム膜
１２を形成したときの分光反射特性を図３のｂに示す。
比較のために図３の特性ｃは反射防止膜を形成していな
い場合の分光反特射性を示す。反射防止膜１２は、通
常、真空蒸着法によって形成されるが、最近では反射防
止膜とプラスチック基板との密着性や耐久性を向上させ
るために、プラスチック基板を６０℃〜８０℃に加熱し
て真空蒸着する方法や、ＲＦイオンプレーティングする
方法を用いて反射防止膜を形成する方法が行われてい
る。この反射防止膜は一種類の蒸着物質を使用したもの
であるが、二種類の蒸着物質を使用したものとしては、
二酸化ケイ素とフッ化マグネシウムを用いて三層構造に
したもの（特開昭６０−１２９７０１号公報）や酸化セ
リウムと酸化ケイ素（ＳｉＯx）の二層構造の反射防止
膜（特開昭６３−１７２２０１号公報）などがある。さ
らに三種類以上の蒸着物質を使用したものとしては、二
酸化ケイ素と酸化アルミニウムと酸化セリウムの三層構
造の反射防止膜（特開昭６３−８１４０２号公報）があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の反射
防止膜とその形成方法では、プラスチックの溶融温度や
熱変形温度が低く、またプラスチック内部からの放出ガ
スの問題などにより、無機硝子基板に蒸着膜を形成する
際に行う基板加熱（３００℃〜４００℃）を行うことが
不可能であった。
防止膜とその形成方法では、プラスチックの溶融温度や
熱変形温度が低く、またプラスチック内部からの放出ガ
スの問題などにより、無機硝子基板に蒸着膜を形成する
際に行う基板加熱（３００℃〜４００℃）を行うことが
不可能であった。
【０００５】このため、プラスチックレンズ上に強固な
蒸着膜を得ることができなかった。やむなく６０℃〜８
０℃以下の低温でプラスチック基材に反射防止膜の形成
を行うため、膜の密着性が悪く、耐久性も低いものであ
った。また上記のようにプラスチック基材を６０℃〜８
０℃に加熱したり、ＲＦイオンプレーティング方法を用
いて形成した反射防止膜はクラックを発生しやすかっ
た。
蒸着膜を得ることができなかった。やむなく６０℃〜８
０℃以下の低温でプラスチック基材に反射防止膜の形成
を行うため、膜の密着性が悪く、耐久性も低いものであ
った。また上記のようにプラスチック基材を６０℃〜８
０℃に加熱したり、ＲＦイオンプレーティング方法を用
いて形成した反射防止膜はクラックを発生しやすかっ
た。
【０００６】また、膜形成時の製膜条件を一定にし、か
つプラスチック表面状態を一定に保つことは困難であ
り、量産に適するものではなかった。さらにフッ化マグ
ネシウムの単層の反射防止膜は、図３のｂに示すよう
に、中心波長（λ0）における残存反射率は約１．５％
であり、反射防止膜としては十分な特性とはいえない。
つプラスチック表面状態を一定に保つことは困難であ
り、量産に適するものではなかった。さらにフッ化マグ
ネシウムの単層の反射防止膜は、図３のｂに示すよう
に、中心波長（λ0）における残存反射率は約１．５％
であり、反射防止膜としては十分な特性とはいえない。
【０００７】また、フッ化マグネシウムと二酸化ケイ素
の三層反射防止膜（特開昭６０−１２９７０１号公報）
はクラックは生じなく、耐久性も比較的良いが、残存反
射率が単層膜と同程度であり十分な特性とはいえない。
の三層反射防止膜（特開昭６０−１２９７０１号公報）
はクラックは生じなく、耐久性も比較的良いが、残存反
射率が単層膜と同程度であり十分な特性とはいえない。
【０００８】また、酸化セリウムと酸化ケイ素の二層反
射防止膜は蒸着物質の酸化セリウムが化学的耐久性に劣
るので膜の耐久製に問題がある。
射防止膜は蒸着物質の酸化セリウムが化学的耐久性に劣
るので膜の耐久製に問題がある。
【０００９】以上のように従来の反射防止膜には、プラ
スチック表面との密着性が悪い、耐久性に劣る、反射防
止膜としての光学特性が十分でないという課題を有して
いた。
スチック表面との密着性が悪い、耐久性に劣る、反射防
止膜としての光学特性が十分でないという課題を有して
いた。
【００１０】本発明はこのような課題を解決するもの
で、密着性，耐久性，光学特性および量産性にすぐれた
プラスチック製反射防止膜とその形成方法を提供するこ
とを目的とするものである。
で、密着性，耐久性，光学特性および量産性にすぐれた
プラスチック製反射防止膜とその形成方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のプラスチック製光学部品の反射防止膜は、
プラスチック基板の表面に第１層目として一酸化ケイ素
膜を形成し、その上の第２層目に酸化タンタル膜、第３
層目に二酸化ケイ素膜を形成する構成とし、第１層目の
一酸化ケイ素膜および第二層目の酸化タンタル膜を形成
する際に酸素を導入し、かつ、第１層目の一酸化ケイ素
の屈折率を１．６５〜１．６０、第２層目の酸化タンタ
ルの屈折率を１．９０〜１．９５に第３層目の二酸化ケ
イ素の屈折率を１．４６に制御するようにしたものであ
る。
めに本発明のプラスチック製光学部品の反射防止膜は、
プラスチック基板の表面に第１層目として一酸化ケイ素
膜を形成し、その上の第２層目に酸化タンタル膜、第３
層目に二酸化ケイ素膜を形成する構成とし、第１層目の
一酸化ケイ素膜および第二層目の酸化タンタル膜を形成
する際に酸素を導入し、かつ、第１層目の一酸化ケイ素
の屈折率を１．６５〜１．６０、第２層目の酸化タンタ
ルの屈折率を１．９０〜１．９５に第３層目の二酸化ケ
イ素の屈折率を１．４６に制御するようにしたものであ
る。
【００１２】
【作用】この構成によれば、第１層でプラスチック基板
との密着性を確保し、第２層で光学適性質を保ち、第３
層で耐磨耗性を向上させることになり、反射防止膜の密
着性，耐久性，光学特性を向上させることになる。
との密着性を確保し、第２層で光学適性質を保ち、第３
層で耐磨耗性を向上させることになり、反射防止膜の密
着性，耐久性，光学特性を向上させることになる。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の一実施例のプラスチック製光
学部品の反射防止膜とその形成方法について図面を参照
しながら説明する。
学部品の反射防止膜とその形成方法について図面を参照
しながら説明する。
【００１４】図１に本発明の一実施例のプラスチック製
光学部品の反射防止膜の構成を、図３のａはその分光反
射特性を示す。本実施例ではプラスチック基板は、アク
リル樹脂（ポリメチルメタクリメート）である。図１に
示すように、アクリル樹脂基板１の上に、一酸化ケイ素
膜２，酸化タンタル膜３，二酸化ケイ素膜４の順に形成
する。各光学要素の具体的内容は（表１）に示す。
光学部品の反射防止膜の構成を、図３のａはその分光反
射特性を示す。本実施例ではプラスチック基板は、アク
リル樹脂（ポリメチルメタクリメート）である。図１に
示すように、アクリル樹脂基板１の上に、一酸化ケイ素
膜２，酸化タンタル膜３，二酸化ケイ素膜４の順に形成
する。各光学要素の具体的内容は（表１）に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】各膜は以下の条件で形成した。第１層の一
酸化ケイ素膜は真空蒸着槽内を１．０×１０-5Ｔｏｒｒ
まで排気した後、酸素を３×１０-5Ｔｏｒｒまで導入
し、一酸化ケイ素を光学的膜厚λ0／４（λ0＝５２０n
m）の厚さに蒸着速度約４〜６Å／ｓｅｃで形成した。
このときの一酸化ケイ素の屈折率は１．６８である。つ
ぎに酸素を５×１０-5Ｔｏｒｒまで導入し、酸化タンタ
ル（Ｔａ2Ｏ5）を光学的膜厚λ0／４（λ0＝５２０nm）
の厚さに蒸着速度約５〜８Å／ｓｅｃで形成した。この
ときの酸化タンタルの屈折率は１．９０である。つぎに
酸素の導入を停止し、真空度１×１０-5Ｔｏｒｒで二酸
化ケイ素を光学的膜厚λ0／４（λ0＝５２０nm）の厚さ
に蒸着速度約１０Å／ｓｅｃで形成した。
酸化ケイ素膜は真空蒸着槽内を１．０×１０-5Ｔｏｒｒ
まで排気した後、酸素を３×１０-5Ｔｏｒｒまで導入
し、一酸化ケイ素を光学的膜厚λ0／４（λ0＝５２０n
m）の厚さに蒸着速度約４〜６Å／ｓｅｃで形成した。
このときの一酸化ケイ素の屈折率は１．６８である。つ
ぎに酸素を５×１０-5Ｔｏｒｒまで導入し、酸化タンタ
ル（Ｔａ2Ｏ5）を光学的膜厚λ0／４（λ0＝５２０nm）
の厚さに蒸着速度約５〜８Å／ｓｅｃで形成した。この
ときの酸化タンタルの屈折率は１．９０である。つぎに
酸素の導入を停止し、真空度１×１０-5Ｔｏｒｒで二酸
化ケイ素を光学的膜厚λ0／４（λ0＝５２０nm）の厚さ
に蒸着速度約１０Å／ｓｅｃで形成した。
【００１７】本実施例の反射防止膜の密着性，耐久性を
確認するため以下の試験を行った。 （１）粘着テープ剥離試験（温度４０℃，相対湿度８５
％の高温・高湿雰囲気中に１０００時間放置した後、粘
着テープをプラスチック製光学部品表面に密着し、引き
はがす。）、（２）耐湿試験（温度４０℃，相対湿度９
５％の高温・高湿雰囲気中に１０００時間放置）、
（３）熱衝撃試験（温度−３０℃と７０℃の低温・高温
雰囲気中に交互に３０分間ずつ放置するのを約１００時
間反復する）、（４）耐アルコール試験（エチールアル
コールの溶液に１０分間浸漬）である。（表２）に試験
結果を示す。
確認するため以下の試験を行った。 （１）粘着テープ剥離試験（温度４０℃，相対湿度８５
％の高温・高湿雰囲気中に１０００時間放置した後、粘
着テープをプラスチック製光学部品表面に密着し、引き
はがす。）、（２）耐湿試験（温度４０℃，相対湿度９
５％の高温・高湿雰囲気中に１０００時間放置）、
（３）熱衝撃試験（温度−３０℃と７０℃の低温・高温
雰囲気中に交互に３０分間ずつ放置するのを約１００時
間反復する）、（４）耐アルコール試験（エチールアル
コールの溶液に１０分間浸漬）である。（表２）に試験
結果を示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】（表２）からわかるように本実施例の反射
防止膜は、密着性，耐久性に優れている。さらに従来は
反射防止膜形成時にクラックの発生が見られるものもあ
ったが、本実施例の膜においてはクラックの発生はな
く、常時安定していた。分光反射特性に関しても図３の
ａからわかるように、中心波長（λ0＝５２０nm）で、
反射率は０．５％以下であり、反射防止膜として優れて
おり、かつ広い帯域にわたって優れた反射率特性が得ら
れた。
防止膜は、密着性，耐久性に優れている。さらに従来は
反射防止膜形成時にクラックの発生が見られるものもあ
ったが、本実施例の膜においてはクラックの発生はな
く、常時安定していた。分光反射特性に関しても図３の
ａからわかるように、中心波長（λ0＝５２０nm）で、
反射率は０．５％以下であり、反射防止膜として優れて
おり、かつ広い帯域にわたって優れた反射率特性が得ら
れた。
【００２０】なお、本実施例では、各膜厚を（表１）に
示すように構成したが、膜厚は特に（表１）の値に限定
されるものではなく、設計波長に応じて変化させれば良
く、膜構成が図１に示す構成であれば問題ない。
示すように構成したが、膜厚は特に（表１）の値に限定
されるものではなく、設計波長に応じて変化させれば良
く、膜構成が図１に示す構成であれば問題ない。
【００２１】
【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に、本発明のプラスチック製光学部品の反射防止膜によ
れば、プラスチック基板の表面に第１層目の一酸化ケイ
素膜，第２層目の酸化タンタル膜，第３層目の二酸化ケ
イ素膜を形成する構成とし、第１層目の一酸化ケイ素膜
と第２層目の酸化タンタル膜を形成する際に酸素ガスを
導入することにより、密着性，耐久性，分光反射特性に
優れたものになり、その実用上の価値は大なるものがあ
る。
に、本発明のプラスチック製光学部品の反射防止膜によ
れば、プラスチック基板の表面に第１層目の一酸化ケイ
素膜，第２層目の酸化タンタル膜，第３層目の二酸化ケ
イ素膜を形成する構成とし、第１層目の一酸化ケイ素膜
と第２層目の酸化タンタル膜を形成する際に酸素ガスを
導入することにより、密着性，耐久性，分光反射特性に
優れたものになり、その実用上の価値は大なるものがあ
る。
【図１】本発明の一実施例の反射防止膜の断面図
【図２】従来の反射防止膜の断面図
【図３】本発明の反射防止膜の分光反射特性を示す図
１ プラスチック基板 ２ 一酸化ケイ素膜 ３ 酸化タンタル膜 ４ 二酸化ケイ素膜
Claims (2)
- 【請求項１】 プラスチック製光学部品の表面に、表面
層側から空気側に順に、第１層，第２層，第３層の３層
構造の蒸着膜を形成する構造であって、前記第１層は一
酸化ケイ素を、第２層は酸化タンタルを、そして第３層
は二酸化ケイ素を主体して構成したプラスチック製光学
部品の反射防止膜。 - 【請求項２】 第１層の一酸化ケイ素および第２層の酸
化タンタル蒸着膜を形成する際に、蒸着槽中に酸素ガス
を導入して蒸着するプラスチック製光学部品の反射防止
膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3171044A JPH06208002A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | プラスチック製光学部品の反射防止膜と その形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3171044A JPH06208002A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | プラスチック製光学部品の反射防止膜と その形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06208002A true JPH06208002A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=15916051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3171044A Pending JPH06208002A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | プラスチック製光学部品の反射防止膜と その形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06208002A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6825904B2 (en) | 2000-07-14 | 2004-11-30 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal device, color filter substrate with vapor deposited metal oxide insulating layer under transparent conductor, method for manufacturing liquid crystal device, and method for manufacturing color filter substrate |
| WO2012133216A1 (ja) | 2011-03-25 | 2012-10-04 | Hoya株式会社 | プラスチックレンズ |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP3171044A patent/JPH06208002A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6825904B2 (en) | 2000-07-14 | 2004-11-30 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal device, color filter substrate with vapor deposited metal oxide insulating layer under transparent conductor, method for manufacturing liquid crystal device, and method for manufacturing color filter substrate |
| WO2012133216A1 (ja) | 2011-03-25 | 2012-10-04 | Hoya株式会社 | プラスチックレンズ |
| US9022585B2 (en) | 2011-03-25 | 2015-05-05 | Hoya Corporation | Plastic lens |
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