塑膠材料因為有優異特性與價格便宜的優點，使得射出成型或熱壓技 術產生的塑膠元件將取代玻璃材質的光學元件。在塑膠表面上產生的 抗反射塗層或減少反射效果，兩種方式都扮演著重要的角色。抗反射 性質著重部分有增加光線穿透率、增進顯示對比；並且在成像和清晰 系統中，避免眩光及鬼影的形成。抗反射（anti-reflection；AR）
塗層應用在玻璃光學上已經有多年的成效；而在塑膠材料上的塗層是 目前迅速發展的領域，應用層面包括：眼鏡的塑膠鏡片和光學透鏡、
行動電話的攝影鏡頭、以及用在保護顯示器或螢幕表面的護目裝置 等。
對於熱塑性材料在光學上的一些重要特性[8]，如表 1.1 所示。
當使用電漿或化學製品時，不同化學成份會產生不同的反應。塗佈在 塑膠材料上對於長期穩定性的考量，最顯著的環境威脅因素如：紫外 光照射和多變的濕度環境，這些威脅將導致聚合物塗層產生體積形狀 變化和結合面的影響。另外對於塗佈製程的容許溫度考量方面，塑膠 基材在乾式製程上使用蒸鍍方式是困難的，而濕式製程則需考慮高溫 硬化過程。因此，已制定於玻璃的塗佈技術並不能用在聚合物上，而 且不同的聚合物需要不同的製程參數。
表 1.1 熱塑性材料的性質
制在低溫。有關離子輔助製程的例子簡單介紹如下：電漿離子助鍍
（plasma ion assisted deposition）技術，當充以氬氣則產生輝光 放電，形成電漿，於是電子在強力磁場作用下環繞行進，離子跟著被 吸向基板上，產生沉積效果；而通常離子能源在 60 到 180 eV 之間，
但是對薄層塑膠製品來說只要在 120 eV 以下就可完成[11]。另外磁 控濺鍍（magnetron sputtering deposition）製程也是一種在塑膠 基材上做鍍膜的方式，因為它有較高的能量和濺射率，使得在熱塑性 材料上也有很好的薄膜品質，而且密閉的反應室為低溫製程。電漿輔 助化學氣相沉積法（PECVD）在塑膠基材上沉積薄膜，他的優點為使 用微波（microwave）或射頻（radio frequency）式電漿提供能量，
所以成長溫度可以較一般的 CVD 系統更低，但缺點是容易會有微粒的 污染以及薄層的均勻性不易控制[12]。
（2）濕式化學塗佈（溶膠-凝膠法；sol-gel）：
所謂溶膠–凝膠法製程（sol-gel process）係利用次微米膠體 懸浮物（submicron colloidal particles suspension）來製備粉末 或薄膜材料的方法。利用溶膠-凝膠法來製備奈米級材料是一種具有 前瞻性的製備方法。這是因為它具有：在低溫合成可大幅降低製造成 本、有機與無機物的比例可依材質所需而自由調整、薄膜容易達成均 一性等等，因此可廣泛的應用在塑膠材料上，溶膠-凝膠法製程須控
制的變因甚多且過程較複雜，使得對產物的微結構大小皆有不同程度 的影響。
1.2.2 塑膠膜片塗佈技術問題
（1）塗層黏著之間的影響：
在真空式鍍膜製程中，通常不能避免塑膠會與電漿之間產生互相 影響，因為電漿的放射物會影響塗層黏著性質、表面能與表面粗糙 度、塗層介面之間的共價鍵組合。而目前已經有處理黏著效果的一些 方法：表面交叉結合法、介面擴散法；來加強分界層的抗壓能力與黏 著力。而波長能量也會對黏著性質產生影響，當低於波長 200nm 時，
磁性輻射物有足夠的能量去破壞結合力；相對的低於波長 120nm 時，
光子能量可解離有機物分子。不過我們可藉由選擇不同的塑膠材料，
來減少輻射能產生的化學反應；而且輻射的穿透深度取決於材料本身 的吸收係數[13]。
另外在分界層中若加入鉻和矽的氧化物，可增進塗層之間的黏著 效果；對於塑膠材料的原子架構中，如果能讓材料本身的原子和一個 金屬原子之間產生共價鍵結的能力時，那麼在分界層中就能形成高的 黏著力。
（2）機械性質與熱效應問題：
由於薄膜與基材之間有不協調的熱能與應力成長，使得塗層會產生殘
留應力的問題，而在塑膠基材上沉積薄膜時，因為基材與薄膜兩者之 間的熱膨脹差別，更產生了熱應力的起源[14]。在許多的研究指出，
殘留應力的產生取決於真空鍍膜製程的參數，可透過調整製程參數範 圍，來降低問題的嚴重性。而控制製程溫度將是影響整個問題的所在。
因為有殘留應力的產生，使得成長的薄膜會有脫落與裂痕的情形發 生，如圖 1.6 所示，在PMMA基材上塗上 1μm的SiO2所觀察到的破壞裂 痕。因為在高溫的沉積過程中，溫度所引發的熱張力大於薄膜的抗拉 應力，使得裂痕成長。而不足的黏著也是另一種塗層產生的問題之 一，如圖 1.7 所示。彎曲的痕跡是塗層壓力產生不均勻的關係。塗層 壓力可透過限制薄膜厚度和沉積參數來達到最佳化的控制，以防範脫 落的情形發生[15]。
圖 1.6 成長薄膜之間所引起的熱膨脹破裂
圖 1.7 塗層壓力不均勻產生蠕蟲狀的痕跡