JPS63143501A

JPS63143501A - 反射防止膜を有する高屈折率合成樹脂製レンズ

Info

Publication number: JPS63143501A
Application number: JP61289763A
Authority: JP
Inventors: Jinichi Ninagawa; 蜷川　甚一; Yoshikazu Endo; 遠藤　美和
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1986-12-06
Filing date: 1986-12-06
Publication date: 1988-06-15

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、高屈折率合成樹脂槽レンズ表面上に密着性、
耐汗性、耐擦傷性および耐候性にすぐれ、可視光線透過
率が高く、かつ反射光の極めて少なり、耐久性のある反
射防止膜を有する高屈折率合成樹脂製レンズに関する。

〔従来の技術〕

従来、合成樹脂λレンズは、ジエチレングリコールビス
アリルカーボネート（ＣＲ−３９）ｔｌＲとするものが
ほとんどであったが、このＣＲ−３９製レンズの屈折率
が１．４９と無機ガラスに較べて低いため、高度数のレ
ンズにした場合、レンズが厚くなシ、ファツション性に
劣るという欠点があった。この欠点を改善するため、最
近つぎつぎと屈折率が１．５以上の高屈折率合成樹脂製
レンズの開発がなされている。

しかし、これらの高屈折率合成樹脂製レンズに、従来の
ＣＲ−３９製レンズに形成したと同様の膜構成の反射防
止膜を設けた場合は、可視光線の透過率が低下し、レン
ズ表面の反射光の色調が悪くなり、さらには反射防止膜
の耐久性も悪化する。とれは、反射防止膜を形成しよう
とする基板レンズが異なればその膜物性も変わるという
、いわば当然の結果である。

従来のＣＲ−３９ｆｆレンズの反射防止膜の一般的な膜
構成は、第１図に示した通りであり、ＣＲ−３９製レン
ズ１の表面上に表面硬化層２が被覆され、その上）（反
射防止層３が施こされている。

表面硬化層２には、二酸化ケイ素の単層膜が用いられる
ことが多く、これは二酸化ケイ素の屈折率が約１．４６
でＣＲ−３９製レンズの屈折率１．４９に近いことと、
およびＣＲ−３９ｇレンズと二酸化ケイ素膜すなわちＣ
Ｒ−３９製レンズと表面硬化層２との密着性が極めて良
好であることに基づいている。

しかし、ｃＲ−３ｃ＋ｍレンズと同様の膜構成を高屈折
率合成樹脂製レンズにそのまま設けた場合は、表面硬化
層２と高屈折率合成樹脂製レンズとの屈折率差が大きく
なり、界面での反射が増加し、反射防止効果を損なう結
果となる。さらに、高屈折率合成樹脂型レンズと表面硬
化層２すなわち二酸化ケイ素膜との密着性は、一般ＫＣ
Ｒ−３９３１！レンズの場合に比較して悪く、反射防止
膜の耐久性が悪化し、使用に耐えないものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、前記従来の反射防止膜を有する高屈折
率合成樹脂装レンズの欠点を克服して、高屈折率合成樹
脂製レンズ表面に、可視光線透過率が高く、レンズ表面
の反射光が安定であり、かつ極めて耐久性のすぐれた反
射防止膜を有する高屈折率合成樹脂類レンズを提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によって上記目的を達成し得る反射防止膜を有す
る高屈折率合成樹脂梨レンズが提供される。

すなわち、本発明は、屈折率が１．５以上の高屈折率合
成樹脂製レンズ表面に１表面硬化層および反射防止層を
順次設けた高屈折率合成樹脂製レンズにおいて、高屈折
率合成樹脂層レンズ表面と表面硬化層との間に酸化アル
ミニウム層を設けたことを特徴とする反射防止膜を有す
る高屈折率合成樹脂製レンズに関する。

以下、本発明の反射防止膜を有する高屈折率合成樹脂層
レンズについて説明する。

本発明の基本的な膜構成は、第２図の通りであシ、高屈
折率合成樹脂製レンズ４の表面と表面硬化層２の間に酸
化アルミニウム層５を設けることによシ上記欠点を解決
したものである。すなわち、本発明の反射防止膜を有す
る高屈折率合放樹脂規レンズは、高屈折率合成樹脂製レ
ンズ４の表面上に酸化アルミニウム層５を設けた後、二
酸化ケイ素からなる表面硬化層２を形成し、その゛後単
層または多層の反射防止層３を設けて構成される。

々お、本発明においては、耐擦傷性を向上させるための
有機ハードコート層を有する高屈折率合成樹脂装レンズ
およびハードコート層を有しない高屈折率合成樹脂製レ
ンズの両者を含めて高屈折率合成樹脂製レンズという。

本発明に係る高屈折率合成樹脂製レンズは、屈折率が１
．５以上、好ましくは１．５〜１．６５の範囲のもので
あればいずれでもよく、代表例としては、１分子当り少
なくとも２個の不飽シクロアセタール基を有する化合物
と１分子当り少なくとも２個のメルカプト基を有する化
合物との二成分を少なくとも必須成分として含む組成物
を硬化させて得られるもの（特開昭５６−１１６００１
号公報）、エポキシ（メタ）アクリレートと分子中にベ
ンゼン核および／またはナフタリン核を有する前記エポ
キシ（メタ）アクリレート以外の多官能（メタ）アクリ
レートとをラジカル重合によって共重合硬化させて得ら
れるもの（特公昭６１−１２９２５号公報）、ビフェニ
ル骨格を有する１価フェノールからのモノグリシジルエ
ーテル化合物とベンゼン核を１分子中に２個有する２価
フェノールからのジグリシジルエーテル化合物およびオ
ニウム塩よりなる重合性組成物を硬化させて得られるも
の（特開昭５９−９３７２０号公報）、ポリスチレン、
ポリカーブネート等があげられる。

合成樹脂型レンズの屈折率が１．５未満では、レンズ表
面と表面硬化層との間に酸化アルミニウム層を設ける意
味がなくなり、反射量、色調が悪化するので好ましくな
い。

高屈折率合成樹脂製レンズ４の表面上に、酸化アルミニ
ウム層５を設けるには、真空蒸着法が採用される。酸化
アルミニウム層の真空蒸着法は、酸化アルミニウムの蒸
着剤を直接電子ビームで溶融蒸発させるのが一般的であ
るが、真空槽内を酸素ガス雰囲気にして金属アルミニウ
ムを溶融蒸発させ、プラズマあるいはイオンビームなど
のエネルギーを加え、酸化アルミニウムにする、いわゆ
るイオンシレーティング法でモマたスＡ　７ター法でも
形成できる。

酸化アルミニウム層５の屈折率ｎと光学膜厚ｎｄは、高
屈折率合成樹脂製レンズ４と酸化アルミニウム層５およ
び酸化アルミニウム層５と表面硬化層２とのそれぞれの
界面での屈折率差による反射量を最小限にするため最適
て選ぶ必要がある。

つまり、高屈折率合成樹脂層レンズ４の屈折率をｎ３、
表面硬化層２の屈折率をｎｈとした場合、ｎ＝、／−一
丁ｎｄ＝λ／４（λ＝約５００　ｎｍ　）の関係式が成立
すれば良い。

本発明では、酸化アルミニウムの蒸着中、真空槽内の酸
素ガス圧によシ酸化アルミニウム層５の屈折率ｎが第３
図に示す通電、１．４５〜１．６５の間で比較的容易に
変化することに注目して以下の方法にて酸化アルミニウ
ム層５を形成した。

例えば反射防止膜を施こそうとする高屈折率合放樹脂與
レンズ４の屈折率がｎｓ／の場合には、酸化アルミニウ
ム層５の最適屈折率ｎ′は表面硬化層２の屈折率ｎｈを
１．４６とすると前記関係式よシｎ’　＝　／「ローフで求められる。ｎ′の屈折率の酸化アルミニウム層５を
得るためには、第３図の関係よシ所定の酸素ガス圧が必
要となる。そこで、屈折率がｎ、ｌである高屈折率合成
樹脂製レンズに酸化アルミニウム層５を真空蒸着する前
に、あらかじめ真空槽内に酸素ガスを導入し、真空度す
なわち酸素ガス圧を所定の圧力に設定する。その後酸化
アルミニウムの蒸着を開始し、蒸着中も所定の酸素ガス
圧に保つよう制御する。その結果、最適屈折率ｎ′の酸
化アルミニウム層５が形成される。

すなわち、反射防止膜を施こそうとする高屈折合成樹脂
製レンズの屈折率ｎ８の範囲１．５〜１．６５に合わせ
、任意に最適屈折率を持つ酸化アルミニウム、畜５を形
成することができる。

酸化アルミニウム層５の厚さｎｄは、前記の関係式から
λ／４が基準だ制御されるが、λ／４よシ厚くした場合
は、最上層の反射防止層３を形成した後の反射防止膜分
光特性に大きく影響し、レンズ、特に眼鏡レンズ特有の
反射光を美麗なグリーンにするのが非常にむずかしくな
ること、また厚いためだクラックが発生しやすいことか
ら、λ／４以下が好ましい。さらに、λ／４以下にした
場合は、本来反射防止効果としては最適ではないが、前
記の分光特性の調整および反射防止膜の耐久性から高屈
折率合成樹脂製レンズの種類によりそれぞれ膜厚を最適
に決める必要がある。また２７１０未満のごく薄い酸化
アルミニウム層５では、反射防止の改善も耐久性の向上
もほとんど見られず効果がない。したがって、酸化アル
ミニウム層５の光学膜厚ｎｄは、λ／１０〜λ／４が好
ましい。

次に酸化アルミニウム層５の上に被覆される表面硬化層
２は、二酸化ケイ素蒸着剤を蒸発させ形成され、二酸化
ケイ素の単層膜が一般的である。

二酸化ケイ素膜の蒸着は、極めて再現性が良く、表面硬
化層２の屈折率ｎｈは、１．４４〜１．４６で安定して
いる。その光学膜厚は１λ〜１ｏλ程度である。

このようにして得られた酸化アルミニウム層５および表
面硬化層２を有する高屈折率合成樹脂製レンズに、さら
に真空蒸着法によって単層または多層の反射防止層３を
設ける。これによって、大気との界面の反射を防止する
ことができる。蒸着剤としては、酸化ケイ素、二酸化ケ
イ素、二酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸
化チタン、酸化イツトリウム、酸化タンタル、酸化ハフ
ニウム、酸化インテリビュウム、酸化セリウム、フッ化
マグネシウム等があげられる。反射防止層３の厚みは、
反射防止層３の膜構成によって異なるので一概には決め
られないが、通常は反射防止層３の膜構成が１〜５層か
らなる場合は、１μ以下であることが好ましい。

高屈折率合成樹脂製レンズ表面４に、酸化アルミニウム
層５、表面硬化層２および反射防止層３を蒸着させるに
は、例えば第４図に示すような真空蒸着装置が用いられ
る。第４図において、４ば高屈折率合成樹脂製レンズ、
６は真空チャンバー、７はドーム、８は酸素ガス導入口
、９は電子銃、１０は電子ビーム、１１はバルブ、１２
は蒸着剤を示す。

本発明によれば、反射防止膜の膜構成を高屈折率合成樹
脂製レンズの屈折率の変化にかかわらず広く適用でき、
耐久性のある反射防止膜を高屈折率合成樹脂裳レンズ表
面に形成することができる。

〔実施例〕

以下、実施例および比較例をあげて本発明をさらに詳細
に説明する。

なお、各側におい・て得られた眼鏡レンズの特性は、下
記の方法に準じて測定した。その結果を第１表に示した
。

１）密着性クロスハツチテスト２）耐汗性水ｌｌ中にＮａＣ２１０ｇ、ＮＨ４Ｃ４３４ｇ、Ｎａ２
ＨＰＯ４・１２Ｈ２０２，５ｇをそれぞれ混入した水溶
ｉＫ、２５℃、２４時間浸漬してテストした。

３）耐擦傷性スチールウール（＃０００）で２００ｇの荷重をかけ、
５０往復表面を摩擦し、傷のついた程度を肉眼で観察し
た。

４）耐候性ウェザオメーターに２４０時間暴露した後の表面状態を
調べた。

実施例１高屈折率合成樹脂製レンズの原料として、ジアリリデン
インタエリスリット２５重量部、硬ンタエリスリットテ
トラメルカブトアセテート２５重量部、トリメチロール
プロノｆントリアクリレート５０重量部およびアゾビス
イソブチロニトリル０．１重量部を混合し、均一に溶解
させて組成物を調整した。この組成物をレンズ用ガラス
芙モールド型に注入し、３０〜１００℃まで徐々に昇温
しながら、１０時間かけて硬化させて合成樹脂製レンズ
を作震した。得られたレンズの屈折率は、ｎ３＝１．５
４であった。

このレンズを第４図に示した真空蒸着チャンバー６内の
ドーム７に配置し、真空度が５　Ｘ　１０’−６Ｔｏｒ
ｒになるまで真空吸引した。

次に酸化アルミニウム層を形成するが、最適の屈折率ｎ
は前記の関係式よりｎ＝〆〒下「；＝〆了丁「石］ゴ＝１．５０であり、第
３図より酸素ガス圧は１．３５Ｘ１０−４Ｔｏｒｒ必要
である。

酸素ガス導入口８より真空蒸着チャンバー６内へ真空度
が、１．３５　Ｘ　１０−４Ｔｏｒｒになるまで酸素ガ
スを導入した。その後酸化アルミニウム蒸着剤を電子銃
９による電子ビーム１ｏにて溶解し、酸化アルミニウム
層の蒸着を開始した。

蒸着中、酸素ガス圧すなわち真空度がふれるがその都度
酸素ガス導入バルブ１１によす１．３５Ｘ１０−４Ｔｏ
ｒｒ　Ｋ調整し、酸化アルミニウム層の光学膜厚がλ／
４になるまで蒸着した。

次に酸素ガス導入を中止し、蒸着剤１２を二酸化ケイ素
に変更し、表面硬化層ｉ５λまで蒸着した。

次いで、反射防止層として表面硬化層から大気に向う順
に二酸化ジルコニウム層、二酸化ケイ素層を蒸着した。

二酸化ジルコニウム層と二酸化ケイ素層の光学膜厚の合
計がλ／４になるよう形成させた。続いて、その上に二
酸化ジルコン層をλ／４蒸着した。最後に二酸化ケイ素
層をλ／４蒸着し、反射防止層を形成した。この反射防
止膜の反射分光特性曲線を第５図の１３に示した。

実施例２実施例１と同様の方法で得られた合成樹脂製レンズ（屈
折率１．５４）の表面洗、このレンズと同じ屈折率ｎ　
＝　１．５４の有機系ノ・−ドコート層をディッピング
法により２〜３μｍ形戊させた合成樹脂製レンズを用い
た以外は、実施例１と同様な方法で反射防止膜を形成し
た。

実施例３２．４．６−トリブロモフェノキシエチルアクリレート
５８重量部、２．２−ビス（，１−（β−アクリロイル
オキシエトキシ）フェニル〕フロ２４ン２，１重量部、
ジ被ノタエリスリトールヘキサアクリレ−ト１０重１部
、ジビニルベンゼン１０重量部、アゾビスイソブチロニ
トリル０．１重量部および紫外線吸収剤として２−（２
−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾト
リアゾール０．５重量部を混合して均一組成物とした。

これをレンズ用ガラス裂モールド型に注入して脱泡した
後、４０℃〜１００℃迄徐々に昇温しながら１９時間を
かけて硬化させた。その後、脱型して１２０℃のオーブ
ン中で１時間加熱処理することにより合成樹脂型レンズ
を作製した。得られたレンズの屈折率はｎ３＝１．６０
であった。

酸化アルミニウム層の屈折率がｎ　＝　　１．４６　Ｘ
　１．６０＝１．５３になるように、酸素ガス圧を１．
ｌＸ１０−’Ｔｏｒｒに制御し、実施例１と同様の方法
で合成樹脂製レンズ表面に反射防止膜を形成した。

比較例１実施例１と同様の方法で得られた合成樹脂型レンズ（屈
折率１．５４）の表面に、酸化アルミニウム層を設けず
、実施例１と同様の方法で表面硬化層、反射防止層を形
成し、反射防止膜を被覆した。

この反射分光特性曲線を第５図の１４に示した。

比較例２実施例１と同様の方法で得られた合成樹脂製レンズ（屈
折率１．５４）の表面上に、このレンズと同じ屈折率ｎ
　”　１．５４の有機系ノ・−一コート層をディッピン
グ法により２〜３μｍ形成した合成樹脂製レンズに酸化
アルミニウム層を設けず、実施例１と同様の方法で表面
硬化層５反射防止層を形成し反射防止膜を被覆した。

参考例１屈折率が１．４９のＣＲ−３９製レンズ（ジエチレング
リコールビスアリルカーゴネート樹脂製レンズ）に酸化
アルミニウム層を設けず、実施例１と同様の方法で表面
硬化層、反射防止層を形成し、反射防止膜を被覆した。

この反射分光特性曲線を第５図の１５に示した。

第１表（注） ◎・・・極めて優秀 ○・・・優秀 Δ・・・良好 ×・・・不良以上の結果から明らかなごとく１本発明の実施例品は、
密着性、耐汗性、耐擦傷性、耐候性ともに全く異常がな
く、第５図に示すように酸化アルミニウム層を施こした
実施例１の分光曲線１３は。

酸化アルミニウム層を施こさない比較例１０分光曲線１
４よりも明らかに反射量が少なく、参考例１の従来のＣ
Ｒ−３９製レンズの分光曲線１５の反射量と差のない反
射分光特性を示した。

〔発明の効果〕以上、詳述した通り、高屈折率合成樹脂製レンズと表面
硬化層の間に酸化アルミニウム層を有する膜構成の反射
防止膜は、高屈折率合成樹脂製レンズの屈折率が１．５
〜１．６５の広い範囲にわたって適用できる。そして本
発明の膜構成からなる反射防止膜を有する高屈折率合成
樹脂製レンズは反射光の少ない極めて耐久性のあるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の反射防止膜を有するＣＲ−３９裂レン
ズの膜構成を示す図である。第２図は、本発明における
高屈折率合成樹脂製レンズの膜構成を示す図である。第
３図は、酸化アルミニウムの屈折率と酸素ガス圧との関
係を示す図である。第４図は、蒸着装置の概略図である
。第５図は、反射率と波長の関係を示す反射分光特性曲
線である。１・・・ＣＲ−３９製レンズ、２・・・表面硬化層、３
・・・反射防止層、４・・・高屈折率合成樹脂製レンズ
、５・・・酸化アルミニウム層、６・・・真空チャンバ
ー、・７・・・ドーム、８・・・酸素ガス導入口、９・
・・電子銃、１０・・・電子ビーム、１１・・・バルブ
、１２・・・Ｍ　Ｍ　剤、１３・・・実施例１で得られ
た反射防止膜の反射分光曲線、１４・・・比較例１で得
られた反射防止膜の反射分光曲線、１５・・・参考例１
で得られた反射防止膜の反射分光曲線。

Claims

【特許請求の範囲】

屈折率が１．５以上の高屈折率合成樹脂製レンズ表面に
、表面硬化層および反射防止層を順次設けた高屈折率合
成樹脂製レンズにおいて、高屈折率合成樹脂製レンズ表
面と表面硬化層との間に酸化アルミニウム層を設けたこ
とを特徴とする反射防止膜を有する高屈折率合成樹脂製
レンズ。