JPH1130704A - 眼鏡プラスチックレンズ - Google Patents

眼鏡プラスチックレンズ

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JPH1130704A
JPH1130704A JP9173097A JP17309797A JPH1130704A JP H1130704 A JPH1130704 A JP H1130704A JP 9173097 A JP9173097 A JP 9173097A JP 17309797 A JP17309797 A JP 17309797A JP H1130704 A JPH1130704 A JP H1130704A
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JP
Japan
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film
refractive index
plastic lens
layer
tio
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JP9173097A
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English (en)
Inventor
Masaaki Yoshihara
雅章 葭原
Hitoshi Kamura
斉 嘉村
Hajime Kamiya
肇 神谷
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コロイド状の金属酸化物と有機珪素化合物を
含有するハード膜を有する眼鏡プラスチックレンズにス
パッタ法で反射防止膜を施すとき、ハード膜中の金属酸
化物の発色を防止すると共に、ハード膜の界面と反射防
止膜の密着性を高める。 【解決手段】 コロイド状の金属酸化物と有機珪素化合
物を含有するハード膜12を有する高屈折率のプラスチッ
ク基材11の表面に対してスパッタ法により高屈折率膜と
低屈折率膜からなる多層膜構造の反射防止膜13を施した
ものであり、反射防止膜の第1層の高屈折率膜にTiO
2 、すなわち酸化チタンを用いた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は眼鏡プラスチックレ
ンズに関し、特に、ハード膜としてコロイド状の金属酸
化物と有機珪素化合物を含有する物質を用いた眼鏡プラ
スチックレンズでその表面にスパッタ法により反射防止
膜が施されるものにおいて、スパッタ時のプラズマ中の
紫外線によるハード膜の発色を防止した眼鏡プラスチッ
クレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、眼鏡レンズでは、軽量、耐衝撃性
に優れるという観点からプラスチックが多用されてい
る。この眼鏡プラスチックレンズではその両面に反射防
止膜が成膜されている。反射防止膜は眼鏡プラスチック
レンズにおける表面反射を防止する。表面反射が生じる
と、光学系の透過率を低下させ、結像に寄与しない光の
増加をもたらし、像のコントラストを低下させる原因と
なるからである。眼鏡プラスチックレンズの反射防止膜
は、従来、主に真空蒸着法により単層膜または多層膜と
して形成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】現在、眼鏡プラスチッ
クレンズへの反射防止膜の成膜を改善する目的で、スパ
ッタ法(またはスパッタリング法)を利用して簡単な構
成で眼鏡プラスチックレンズに反射防止膜を成膜し、生
産性を高めた成膜の方法および装置が提案されつつあ
る。この成膜装置では、真空容器内で異なる多層の薄膜
を形成するための構造を備えており、眼鏡プラスチック
レンズを大気にさらすことなく、レンズ表面に多層の反
射防止膜を成膜することができ、さらに当該レンズの両
面を同時に成膜することができる。
【0004】一方、近年の眼鏡プラスチックレンズで
は、プラスチック基材に高屈折率のものを使用し、さら
にハード膜としてコロイド状の金属酸化物と有機珪素化
合物を含有する物質を多く使用している。このような従
来の眼鏡プラスチックレンズに対して上記のスパッタ成
膜装置を利用し、スパッタ法によってレンズ表面に反射
防止膜を成膜すると、スパッタ時に生成されたプラズマ
中に含まれる紫外線によってハード膜中の金属酸化物が
発色しやすい。ハード膜の発色は、眼鏡プラスチックレ
ンズの外観を不良にし、それを装着するユーザに好まし
くない印象を与えるという問題を提起する。
【0005】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、スパッタ法で反射防止膜を施すとき、ハード
膜中の金属酸化物の発色を防止し、さらにハード膜の界
面と反射防止膜の密着性を高めた眼鏡プラスチックレン
ズを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用】第1の本発明
(請求項1に対応)に係る眼鏡プラスチックレンズは、
コロイド状の金属酸化物と有機珪素化合物を含有するハ
ード膜を有する高屈折率のプラスチック基材の表面に対
してスパッタ法により高屈折率膜と低屈折率膜からなる
多層膜構造の反射防止膜を施したものであり、反射防止
膜の第1層(高屈折率膜)にTiO2 すなわち酸化チタ
ンを用いたことを特徴とする。
【0007】上記の本発明では、第1層の酸化チタン膜
が紫外線を遮蔽する作用を発揮するので、第1層を成膜
した後の反射防止膜のスパッタ成膜においてスパッタ成
膜時のプラズマ中の紫外線を当該酸化チタン膜で遮断
し、その下側にあるハード膜中に含まれる金属酸化物の
発色を抑制できる。さらに、ハード膜の界面と反射防止
膜との密着性も、酸化チタン膜によって高めることがで
きる。
【0008】第2の本発明(請求項2に対応)に係る眼
鏡プラスチックレンズは、第1の発明の構成において、
酸化チタンの膜厚は40オングストローム以上であるこ
とを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。
【0010】図1は、本発明に係る眼鏡プラスチックレ
ンズに施される反射防止膜の膜構造の一例を示す模式的
断面図であり、眼鏡プラスチックレンズの両面に成膜さ
れる反射防止膜のうちの一方を示している。図1に示し
たプラスチック基材11は眼鏡プラスチックレンズの基
材である。プラスチック基材11の材質には、例えばC
R−39(ジエチレングリコールビスアリルカーボネー
ト重合体)が使用される。当該材質は、ウレタン系プラ
スチックレンズであって、屈折率は1.60である。こ
のプラスチック基材11の表面には、当該表面の硬度を
高める目的でハード膜12がディッピングによってコー
ティングされている。ハード膜12には、例えばSn
(スズ)とW(タングステン)のコロイド状の金属酸化
物と有機珪素化合物を含有する膜が使用される。なお眼
鏡プラスチックレンズのプラスチック基材は、通常、曲
率を有し、湾曲した形状を有している。しかし、図1で
は、説明の便宜上、平板の形態で示されている。プラス
チック基材が湾曲しているとき、その上に成膜される膜
は、一般的に基材表面に沿って湾曲する。
【0011】上記プラスチック基材11の上には、多層
膜構造の反射防止膜13が、スパッタ成膜法によって施
されている。反射防止膜13は、実際上、上記ハード膜
12の上に成膜される。なおハード膜12と反射防止膜
13の間には前処理層としてSiO(2-x) (x=0,
1)の超薄膜が成膜されることが好ましい。
【0012】まず反射防止膜13について説明する。本
実施形態による反射防止膜13は、図1に示されるよう
に、例えば10層の多層膜として構成される。この反射
防止膜13で、プラスチック基材10の側に位置する最
下層の膜131は高屈折率膜である。高屈折率膜131
の上に、次に成膜されるのは、低屈折率膜132であ
る。その後、高屈折率膜と低屈折率膜の順序で、これら
の膜133〜140が順次に交互に繰り返して成膜され
る。その結果、第1層、第3層、第5層、第7層、第9
層の膜131,133,135,137,139が高屈
折率膜となり、第2層、第4層、第6層、第8層、第1
0層の膜132,134,136,138,140が低
屈折率膜となって積層され、多層膜構造を有する反射防
止膜13が形成される。第10層の低屈折率膜140の
外側は大気である。
【0013】本実施形態の場合では、高屈折率膜を形成
する高屈折率物質はチタン(Ti)の金属酸化物TiO
2 であり、上記低屈折率膜を形成する低屈折率物質は例
えばシリコン(Si)の金属酸化物SiO2 である。特
に、第1層の高屈折率膜はTiO2 であることが必須で
あり、第3層以上の高屈折率膜についてはTiO2 の他
に、ZrO2 やTa2 5 などを用いることもできる。
また第1層の高屈折率物質としては、その他にTiO2
と同様な特性(紫外線を遮蔽する)を有する物質(単一
金属または合金による酸化物)があれば、TiO2 の代
わりにそれを用いることができるのは勿論である。
【0014】上記構造を有する反射防止膜13は、スパ
ッタ成膜装置でスパッタ法を適用して作製される。この
スパッタ成膜装置を概説すると、当該装置は、プラスチ
ック基材11に対してスパッタ法により金属系薄膜を堆
積させるスパッタ工程領域と、堆積された金属系薄膜を
金属酸化物薄膜に変換する変換工程領域とを備えた真空
処理室を有し、この真空処理室内で、各層の薄膜を形成
するごとに、プラスチック基材11を上記2つの領域の
間で移動させるように構成されている。この場合、前述
のように高屈折率膜と低屈折率膜では、スパッタ成膜法
で使用されるターゲットが異なるので、それぞれの物質
に応じてターゲットを交換してスパッタ法を実行してい
る。なおプラスチック基材11である眼鏡プラスチック
レンズは、両面に反射防止膜が施されることから、スパ
ッタ工程領域等では、両面の各々に対応してターゲット
やその他の関連機構が装備されている。
【0015】上述のようにして形成される多層膜構造の
反射防止膜13において、各層の高屈折率膜と低屈折率
膜の膜厚は、好ましくは次のように設定される。
【0016】第1層の高屈折率膜の膜厚は160Å(オ
ングストローム)、第2層の低屈折率膜の膜厚は320
Å、第3層の高屈折率膜の膜厚は300Å、第4層の低
屈折率膜の膜厚は370Å、第5層の高屈折率膜の膜厚
は200Å、第6層の低屈折率膜の膜厚は1900Å、
第7層の高屈折率膜の膜厚は210Å、第8層の低屈折
率膜の膜厚は90Å、第9層の高屈折率膜の膜厚は86
0Å、第10層の低屈折率膜の膜厚は850Åである。
以上において、各層の膜厚の値は、好ましくは±5%の
範囲で変化させることが可能である。特に、第1層の高
屈折率膜であるTiO2 の膜厚は40Å以上であること
がもっとも好ましい。
【0017】前述の反射防止膜13では総膜厚は526
0Åであるが、実際上その総膜厚は4800〜5800
Åの範囲に含まれることが好ましく、さらに、そのうち
低屈折率膜の総膜厚が3500Å以上となることが好ま
しい。これは、反射防止膜として要求される硬さ、耐摩
耗性等の耐久性、膜としての密着性等を確保するためで
ある。本実施形態の場合には、特に、中間領域に位置す
る第6層の低屈折率膜136の膜厚を、他の膜に比較し
て相対的に厚くしており、これによって反射防止膜13
における必要な膜厚を達成し、硬さや耐久性等の要求条
件を満足させている。複数の低屈折率膜のうちに中間に
位置する膜を相対的に厚くしたのは、膜の持つストレス
等の観点でかかる構造が適しているという理由に基づ
く。
【0018】なお、多層膜構造の反射防止膜13の層数
は上記の10層に限定されない。多層膜構造を持つ反射
防止膜の層数は、膜の生産性の観点からいえば、少ない
方が好ましいが、要求される膜性能との関係で任意に定
められるものである。
【0019】また通常の眼鏡プラスチックレンズのプラ
スチック基材では、前述の通り、曲率を有し、湾曲形状
を有する。湾曲したプラスチック基材に対して、図1に
示された多層膜構造を有する反射防止膜13を前述のご
とくスパッタ法を用いて作製する場合、プラスチック基
材の各部の曲率に依存して膜厚分布差が生じ、それに起
因する干渉色ムラや、斜め入射による干渉色変化が発生
する。そこで、このような不具合を低減するために、前
述の反射防止膜13は広帯域特性を有する膜として設計
されることが好ましい。
【0020】以上のように、スパッタ法を利用して眼鏡
プラスチックレンズの両面に作製される多層膜構造の反
射防止膜13であって、第1層が高屈折率膜、第2層が
低屈折率膜で、その後引き続いて高屈折率膜と低屈折率
膜が交互に積層された反射防止膜13において、第1層
の高屈折率膜131をTiO2 とした結果、TiO2
質の持つ紫外線遮蔽作用に基づいて、スパッタ成膜時の
プラズマ中の紫外線がハード膜12中の金属酸化物に及
ぼす影響を減少させることができ、当該ハード膜の発色
を抑えることができ、眼鏡プラスチックレンズの外観性
を良好なもの保つことができる。
【0021】ここで、TiO2 による紫外線遮蔽効果の
例について示す。図2は、ガラス基板の分光透過率曲線
21と、膜厚が110ÅのTiO2 膜を表面に成膜され
たガラス基板の分光透過率曲線22を示している。2つ
の曲線21,22の比較から明らかなように、およそ2
80〜550nmの波長範囲で、ガラス基板のみのもの
に比較して、TiO2 膜を有するガラス基板の方が、紫
外線透過率が全体的に低減していることが分かる。この
ことは、TiO2 が紫外線を吸収し、遮蔽することを意
味している。
【0022】次にスパッタ法による成膜で上記反射防止
膜13を作製する場合の成膜条件の一例を述べる。高屈
折率膜であるTiO2 の成膜条件は、アルゴンガス(A
r)が1000sccm、真空度が1.0〜1.3×10-2
Torr、スパッタ出力である直流電力が3.0kW、成膜
速度が140〜180Å/min である。また低屈折率膜
であるSiO2 の成膜条件は、アルゴンガス(Ar)が
400sccm、真空度が2.2〜2.7×10-3Torr、ス
パッタ出力である直流電力が5.0kW、成膜速度が3
40〜380Å/min である。
【0023】次に、前述の10層の反射防止膜を眼鏡プ
ラスチックレンズに施す場合について、第1層の高屈折
率膜にTiO2 を用いたときと、SiO2 を用いたとき
とを比較する。TiO2 を用いたときにはレンズ基材と
ほとんど同程度の着色となり、SiO2 を用いたときに
はレンズ基材と比較して黄緑色の着色となる。従って、
眼鏡プラスチックレンズの外観という観点では、第1層
の高屈折率膜がTiO2 である反射防止膜13を施す
と、ハード膜における発色を抑制できる。
【0024】また図3は反射防止膜13の分光反射率曲
線の測定例を示す。この分光反射率曲線から明らかなよ
うに、広帯域の反射防止膜が実現されている。
【0025】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、コロイド状の金属酸化物と有機珪素化合物を含有
するハード膜がコーティングされた眼鏡プラスチックレ
ンズの両面にスパッタ法を利用して高屈折率膜と低屈折
率膜からなる多層膜構造の反射防止膜を施すとき、第1
層の高屈折率膜をTiO2 としたため、スパッタ時のプ
ラズマ中の紫外線がTiO2 で遮蔽され、これによって
ハード膜中の金属酸化物の発色を防止することができ
る。さらに、上記多層構造の反射防止膜を施すことによ
って、ハード膜の界面と反射防止膜の密着性を高めるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る眼鏡プラスチックレンズに施され
る反射防止膜の膜構造の一例を示す模式的断面図であ
る。
【図2】ガラス基板の分光透過率曲線と、TiO2 膜を
表面に成膜されたガラス基板の分光透過率曲線を示すグ
ラフである。
【図3】本発明に係る反射防止膜の分光反射率曲線を示
すグラフである。
【符号の説明】
11 プラスチック基材 12 ハード膜 13 反射防止膜 131 高屈折率膜(TiO2

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コロイド状の金属酸化物と有機珪素化合
    物を含有するハード膜を有する高屈折率のプラスチック
    基材の表面に対してスパッタ法により反射防止膜を施す
    眼鏡用プラスチックレンズにおいて、前記反射防止膜の
    第1層にTiO2 を用いたことを特徴とする眼鏡プラス
    チックレンズ。
  2. 【請求項2】 前記酸化チタンの膜厚は40オングスト
    ローム以上であることを特徴とする請求項1記載の眼鏡
    プラスチックレンズ。
JP9173097A 1997-05-16 1997-06-13 眼鏡プラスチックレンズ Pending JPH1130704A (ja)

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JP14317497 1997-05-16
JP9-143174 1997-05-16
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2699091A1 (fr) * 1992-12-10 1994-06-17 Thomson Csf Procédé de production de particules d'un premier fluide dans un deuxième fluide, les fluides étant non miscibles entre eux, et dispositif pour sa mise en Óoeuvre.
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