JPS62239104A - 光学部品 - 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］ 本発明は光学部品に関し、特に少なくともその一面にプ
ラズマ重合膜を設けたプラスチック光学部品に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、光学部品はガラス材料が主流として用いられてい
た。

しかし、ガラス材料は光学的には優れた透明性を示すが
、（１）われる、（２）その破片か人を傷つける、（３
）重い　等の欠点を有する為にプラスチック材料への代
替が検討されている。

プラスチック材料では、所謂有機ガラスとして、ポリア
クリル酸エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、スチロール樹脂、ＣＲ−：１９の透明樹脂等
が知られている。

しかしながら、塩化ビニル樹脂やボッスチレン樹脂ては
その透明性に問題があり、またＣＲ−：１９はその生産
性に、ポリアクリル酸エステル樹脂は吸水性、ポリカー
ボネート樹脂では複屈折に問題がある。したかってガラ
ス材料にとって代る硬度かあり、透明性、光学的性質に
優れた全べての特性を満足するものはいまた見つかって
いない現状である。

例えばプラスチック光学部品として結像用のレンズを例
にとると、その要求される透明性や屈折率の均一性を満
足するものはポリアクリル酸エステル樹脂であるか、こ
れは先に述べた様に他のプラスチック材料に比べ吸水性
か高く、その結果膨潤による変形を起こし、レンズ形状
の曲率か変化して結像焦点を移動させ、レンズの特性を
低下させる。

又、水分の吸収は、その屈折率をも変化させ、吸水の不
均一性は屈折率のゆらぎや不均一と結びついて、先の膨
潤と同様にレンズの結像特性を損う原因となる。

また、プラスチック光学部品の、もう一つの問題点はそ
の表面の硬さである。ガラスの場合その表面は鉛筆硬度
で７日以上の値であるが、プラスチックの場合、最も硬
いアクリル酸エステル樹脂（ＰＭＭＡ）でも、たかだか
３Ｈ以下の値であり、その取扱いにおいて傷か付きやす
い欠点は、プラスチック光学部品の宿命的な問題点の−
っである。

最近、プラスチックの表面を有機シラン系やアクリル系
皮膜による硬膜処理をする技術か開発されているか、こ
れらはいずれも樹脂表面にディッピング等の湿式で皮膜
をコートし、その膜を硬化するものである。

この様な硬膜処理は、複雑な形状や曲率表面を持った光
学部品に均一な厚みの被膜を形成する事は困難であり、
プラスチック光学部品には適当な処理方法とは云えない
。

他方、従来、プラスチック光学部品の表面にプラズマ重
合被膜を設けることに関しては、例えば有機シラン系モ
ノマーを使って硬い表面を作る方法（特開昭５２−５０
７３９号公報、特開昭５３−１３７２５９号公報）、パ
ーフルオロブテン−２をモノマーとした反射防止膜を形
成する方法（＃開閉５２−６５５７５号公報）、疎水性
の被膜を作る方法（特開昭５８−１６２９旧号公報）等
が知られている。

しかしながら、これらのうち第１の有機シラン系モア１
マーて被膜を形成する方法は、上述したようにプラスチ
ック光学部品の結像特性と表面硬度の問題の２つの内硬
い表面を形成する１つのみしか解決せず、また第２の特
開昭５２−６５５７５号公報は直接問題を解決するもの
ではない。さらに、第３の特開昭５８−１６２９０１号
公報は、一応前記の２つの問題点を解決するものてはあ
る。即ち、一つのモノマーで疎水性と硬い被膜を作る事
によって目的を達成しようとするものであるか、しかし
、この様な従来のプラズマ重合膜では透湿率と膜硬度か
同時に満足される領域は、極めて狭い範囲てあり、その
製造条件も沢山のノウハウか必要とされていた。

［発明か解決しようとする問題点］ 本発明者等は、従来のプラスチック材料の欠点を解決し
、ガラスに代る光学部品を提供することを目的として研
究を行りた結果、プラスチック光学部品の表面に有機金
属化合物のプラズマ重合膜を設ける事により透湿の小さ
い防湿性の硬い被膜を設けた光学部品を得ることができ
ることを知見し、本発明の完成に到ったものである。

［問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明は、プラスチック光学部品の表面の少なく
とも一面に有機金属化合物をモノマーとしたプラズマ重
合膜を設けたことを特徴とする光学部品である。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の光学部品の一実施態様を示す説明図で
ある。同第１図において、本発明の光学部品はプラスチ
ック光学部品８の表面に有機金属化合物をモノマーとし
たプラズマ重合膜９を設けたものである。

本発明において、プラスチック光学部品は、例えばプラ
スチック製のレンズ、プリズム、ファイバー、先導波路
などで、アクリル酸エステル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹［１，ＣＲ−３９
などの透明プラスチ、ｙり材料で製造されたものが用い
られる。

本発明において、有機金属化合物をモノマーとしたプラ
ズマ重合膜は有機金属化合物の七ツマ−が低温プラズマ
状態の中でその高い速度エネルギーを持つ分子、イオン
、電子の衝突によって励起され高分子化する重合方法に
よって成膜されたもので、一般には低圧に保った真空系
内の基板であるプラスチック光学部品上に被膜される。

次に、プラズマ重合膜を形成する方法の１例を示す。第
２図はプラズマ重合装置の説明図であり、まず同第２図
に示すように基板１を、プラズマ重合を行う反応槽２内
に設置されている平行平板電極のアノード電極３に設置
し、反応槽２を一度高真空域Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ
以下まで排気した後、有機全屈化合物のモノマーをモノ
マーガス取り入れ口５．５′より導入し、反応系内の圧
力を数１０ｍＴｏｒｒ〜数Ｔｏｒｒの圧力で平衡に保つ
。次に、反応槽２内に設けたアノード電極３およびカソ
ード電極４にて放電を行い、厚さ数ｎ１〜数千ｎｍのプ
ラズマ重合膜を作製する。その後、反応槽２内をＩ　Ｘ
　１０−’Ｔｏｒｒ以下まで排気することによりプラズ
マ重合膜の成膜を行うことかてきる。

有機金属化合物の七ツマ−としては、透湿率の小さい防
湿性被膜を与え、しかも硬い被膜を作る有機金属化合物
の七ツマ−か好ましく、例えばテトラメチルスズ、テト
ラメチルゲルマニウム、メタロセン、フタロシアニン化
合物等から選ばれた少なくとも１種以上か挙げられる。

尚、本発明においてプラズマ重合膜を形成する場合、有
機金属化合物のモノマーに稀釈ガスとしてＨ２Ｏ，０□
、　ＧＯ□、　Ｎ、、　Ａｒ等を混合してプラズマ重合
を行ってもよく、特に０２を使用すると高硬度の被膜を
形成することがてきる。

また、プラズマ重合膜の厚さは、プラスチック光学部品
の種類により異なるか、通常数〜数千ｎｍて、好ましく
は、数オヶ〜数百ｎｍか望ましく、数ｎｌｌ１未満ては
硬い透湿率の小さい防湿性被膜を形成することかてきず
、数千ｎｍをこえると膜ゎれを起したり、面かあれたり
する。

さらに、プラズマ重合膜はプラスチック光学部品の表面
の少なくとも一面に設けられていればよく、使用目的に
応じて片面又は多面に設けることかてきる。

この様にして得られた本発明の光学部分、例えば、プラ
スチックレンズは、その表面か鉛筆硬度〜７Ｈの硬度で
、しかも極めて高い耐湿性を示し、従来のプラスチック
レンズの欠点を大幅に改良することか出来る。

〔作用］ 本発明の光学部品は、プラスチック光学部品の表面の少
なくとも一面に有機金属化合物を七ツマ−とした透湿率
の小さい高硬度のプラズマ重合膜か設けられているのて
、水分の吸収による屈折率の変化かほとんどなく、また
高硬度で強度に優れた特性を有するものと推定される。

［実施例］ 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１ 第２図に示される様な装置を用いてプラズマ重合膜を成
膜した。

基板１の被処理プラスチックとして、直径５０ｍｏ＋て
厚さ２■の円状のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ
）を用い、第２図のアノード電極３に装着した。

次に、反応系内をＩＯ−→Ｔｏｒｒまて排気し、テトラ
メチルスズの千ツマーガスを流ｌ　Ｏ，５ＣＩ’／ｌ１
ｌｌｎて反応系内に導入し、反応系内の圧力を０．０５
Ｔｏｒｒに保ちなから放電電力５ｏｗでＩ：１．５６　
ＭＨｚの高周波放電を１０分間行い、上記プラスチック
基板上にテトラメチルスズのプラズマ重合膜を成膜した
。プラズマ重合膜の膜厚は２０００Ａであった。

テトラメチルスズのプラズマ重合膜の透湿率は２　ｘ　
１０−”　（ｇ−ｃｍ／ｃｍ”−５ｅｃ　ｃｗｔ（ｇ）
てあり、この値は従来の有機シラン系プラズマ重合膜の
硬化膜と比較して約１０００分の１になり、十分に防湿
性かあることかわかった。

また、テトラメチルスズのプラズマ重合膜をコーティン
グしたＰＭＭＡの硬度は鉛筆硬度で５Ｈであった。コー
ティング未処理においては２Ｈてあった。

実施例２ 実施例１のテトラメチルスズの代りにテトラメチルゲル
マニウムを用いても、実施例１と同様な性質を持つプラ
ズマ重合膜か成膜てきた。

実施例３ 実施例１て用いたテトラメチルスズに、さらに酸素ガス
を混合することによって、プラズマ重合膜を成膜した。

テトラメチルスズのＲＮは０．３ｃｉ２／ａ＋ｉｎ　、
酸素ガスの流量は２０ｃｉ２／＋ｉｎ、反応系内の圧力
は０．１Ｔｏｒｒ、放電時間１０分の諸条件でプラズマ
重合膜を直径５０ｎｍて厚さ２ｍｍの円形のＰＭＭＡの
プラスチック基板の上に成膜した。

成膜されたプラズマ重合膜の透湿率は １．５Ｘ１０−”　（ｇ−ｃｍ／ｃ［１１２・ｓｅｃ−
ｃｍＨｇ）であった。

プラズマ重合膜をコーティングしたＰＭＭΔの硬度は６
１１てあった。コーチインク未処理では２］１てあった
。

酸素ガスをモノマーガスに混合することによって、より
硬度の高いプラズマ重合膜か得られることか認められた
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によるプラズマ重合膜を設
ける事により、プラスチック光学部品は（１）表面の硬
度か増大し、耐傷性に優れる（２）結像特性において湿
度の影響か少なくなる （３）耐久性が向上する 等の利点かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学部品の一実施態様を示す説明図、
第２図は、本発明の光学部品の製造に使用されるプラズ
マ重合装置の説明図。 ■・・・基板 ２・・・反応槽 ３・・・アノード電極 ４・・・カソード電極 ５．５′・・・千ツマーガス取り入れ口６・・・高周波
電源 ７・・・排気口 ８・・・プラスチック光学部品 ９・・・プラズマ重合膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラスチック光学部品の表面の少なくとも一面に、有機
   金属化合物をモノマーとしたプラズマ重合膜を設けたこ
   とを特徴とする光学部品。