(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げ、該薄膜形成材料を硬化させて、前記被成膜面に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、
前記被成膜面の外方に移動される前記薄膜形成材料を保持する余剰材料保持部を、前記被成膜体の外周部に密着させて設ける余剰材料保持部付加工程と、
前記余剰材料保持部が設けられた前記被成膜体の前記被成膜面に前記液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げるとともに、前記薄膜の形成にとって余剰となる前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁から前記余剰材料保持部に向かって塗り拡げる塗布工程と、
前記塗布工程によって塗り拡げられた前記薄膜形成材料を硬化させる硬化工程と、
を備え、
前記余剰材料保持部付加工程では、
前記被成膜体の外周部上に成形型を配置して成形を行うことにより前記余剰材料保持部を形成する
ことを特徴とする薄膜製造方法。
【請求項２】
被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げ、該薄膜形成材料を硬化させて、前記被成膜面に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、
前記被成膜面の外方に移動される前記薄膜形成材料を保持する余剰材料保持部を、前記被成膜体の外周部に密着させて設ける余剰材料保持部付加工程と、
前記余剰材料保持部が設けられた前記被成膜体の前記被成膜面に前記液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げるとともに、前記薄膜の形成にとって余剰となる前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁から前記余剰材料保持部に向かって塗り拡げる塗布工程と、
前記塗布工程によって塗り拡げられた前記薄膜形成材料を硬化させる硬化工程と、
を備え、
前記余剰材料保持部付加工程では、
伸縮性を有する環状部材を、前記被成膜体の外周部に外嵌させることにより前記余剰材料保持部を設ける
ことを特徴とする薄膜製造方法。
【請求項３】
被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げ、該薄膜形成材料を硬化させて、前記被成膜面に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、
前記被成膜面の外方に移動される前記薄膜形成材料を保持する余剰材料保持部を、前記被成膜体の外周部に密着させて設ける余剰材料保持部付加工程と、
前記余剰材料保持部が設けられた前記被成膜体の前記被成膜面に前記液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げるとともに、前記薄膜の形成にとって余剰となる前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁から前記余剰材料保持部に向かって塗り拡げる塗布工程と、
前記塗布工程によって塗り拡げられた前記薄膜形成材料を硬化させる硬化工程と、
を備え、
前記余剰材料保持部付加工程では、
予め形成されたテープ状部材を前記被成膜体の外周部上に貼り付けることにより前記余剰材料保持部を設ける
ことを特徴とする薄膜製造方法。
【請求項４】
被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げ、該薄膜形成材料を硬化させて、前記被成膜面に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、
前記被成膜面の外方に移動される前記薄膜形成材料を保持する余剰材料保持部を、前記被成膜体の外周部に密着させて設ける余剰材料保持部付加工程と、
前記余剰材料保持部が設けられた前記被成膜体の前記被成膜面に前記液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げるとともに、前記薄膜の形成にとって余剰となる前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁から前記余剰材料保持部に向かって塗り拡げる塗布工程と、
前記塗布工程によって塗り拡げられた前記薄膜形成材料を硬化させる硬化工程と、
を備え、
前記余剰材料保持部付加工程では、
前記被成膜体の外周部上に、成形材料を吹き付けて成形を行うことにより前記余剰材料保持部を形成する
ことを特徴とする薄膜製造方法。
【請求項５】
前記塗布工程では、
前記余剰材料保持部が設けられた前記被成膜体を回転させることにより前記液状の薄膜形成材料を塗り拡げる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜製造方法。
【請求項６】
前記硬化工程を行った後に、前記余剰材料保持部を該余剰材料保持部が保持している前記薄膜形成材料とともに前記被成膜体から除去する余剰材料保持部除去工程を備える
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜製造方法。
【請求項７】
前記余剰材料保持部は、
前記薄膜形成材料の目標塗布厚さをｈ０とするとき、前記余剰材料保持部と前記被成膜面との境界における前記被成膜面に対する前記余剰材料保持部の突出高さが０以上ｈ０以下となるように設けられる
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の薄膜製造方法。
【請求項８】
前記余剰材料保持部は、
径方向の幅が、０．１ｍｍ以上となるように設けられる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜製造方法。
【請求項９】
余剰材料保持部付加工程では、
前記余剰材料保持部の径方向の幅を、前記塗布工程における前記被成膜体の回転の角速度と前記被成膜面の半径との積と、前記被成膜体の外周部に発生する前記薄膜形成材料の盛り上がり部の幅との関係に基づいて設定する。
ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜を形成する場合、真空蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスが用いられている。しかし、レンズなど有限の曲率を持った被成膜体に薄膜を形成する場合、ドライプロセスでは薄膜を形成する薄膜形成粒子の入射角度が被成膜面の曲率によって変化するため、膜厚が均一な薄膜を形成することが難しいという問題がある。また、ドライプロセスでは、大気雰囲気で成膜することができないため、真空チャンバーなどが必要となり、装置が大型化するという問題もある。
このため、ドライプロセスに代えて、有限の曲率を有する被成膜面や大面積の被成膜面でも膜厚の均一性が得られやすく、大気雰囲気でも成膜が可能な湿式法（ウエットプロセス）を用いた薄膜成膜方法が提案されている。ウエットプロセスとは、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコート法などにより、液体を基板に塗布して乾燥・熱処理することにより成膜する方法である。
例えば、スピンコート法では、液状の薄膜形成材料を被成膜体上に滴下し、被成膜体を高速回転させる。滴下された薄膜形成材料は、遠心力によって短時間のうちに被成膜体に沿って拡がり、均一膜厚の薄膜が形成される。このとき、膜厚は、被成膜体の回転数、薄膜形成材料の種類、濃度、粘度、滴下量、温湿度環境等によって決定される。
ただし、被成膜体の回転速度や被成膜体の外径が小さすぎる場合に、遠心力が薄膜形成材料を被成膜面上に止める力を超える大きさに達しないことがある。この場合、薄膜形成材料が外縁部で滞留して盛り上がり、被成膜体の外縁での膜厚が厚くなってしまうという問題がある。
このため特許文献１では、基板の周縁部領域に形成された材料膜の盛り上がりに対して、気流を吹き付けるための吹き付けノズルを有する薄膜化均一部を備え、この吹き付けノズルは、基板の周縁部領域の材料膜に対して、所定の流量の気流を、基板に対して所定の角度を有して斜めに、かつ、基板の内方から外方に向けて吹き付けるように設置された成膜装置が記載されている。また、これにより成膜を行う成膜方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６４８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の薄膜製造方法には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術は、気流の流量や吹き付けの方向によって、材料膜の膜厚が変化するため、気流の流量や吹き付けの方向の条件出しが必要となる。特許文献１に記載されたように材料膜がレジスト膜であって基板の形状も平板に限定される、といった前提がある場合には条件出しの手間が少なくて済む可能性もある。
しかし、例えば、光学素子のように、被成膜面の形状が種々の曲面からなる場合や、薄膜の膜厚許容誤差が小さい場合には、成膜対象の個々の条件に合わせて、高精度な実験を行って条件出しを行う必要が生じる。このため、条件出しに要する作業時間が膨大となるとともに、気流発生装置にも高精度な制御特性が要求される。したがって、条件出しのコストや気流発生装置のコストが大きくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被成膜体の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる薄膜成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の薄膜製造方法は、被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げ、該薄膜形成材料を硬化させて、前記被成膜面に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、前記被成膜面の外方に移動される前記薄膜形成材料を保持する余剰材料保持部を、前記被成膜体の外周部に密着させて設ける余剰材料保持部付加工程と、前記余剰材料保持部が設けられた前記被成膜体の前記被成膜面に前記液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げるとともに、前記薄膜の形成にとって余剰となる前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁から前記余剰材料保持部に向かって塗り拡げる塗布工程と、前記塗布工程によって塗り拡げられた前記薄膜形成材料を硬化させる硬化工程と、を備え、前記余剰材料保持部付加工程では、予め形成されたテープ状部材を前記被成膜体の外周部上に貼り付けることにより前記余剰材料保持部を設ける方法とする。
本発明の第２の態様の薄膜製造方法は、被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げ、該薄膜形成材料を硬化させて、前記被成膜面に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、前記被成膜面の外方に移動される前記薄膜形成材料を保持する余剰材料保持部を、前記被成膜体の外周部に密着させて設ける余剰材料保持部付加工程と、前記余剰材料保持部が設けられた前記被成膜体の前記被成膜面に前記液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げるとともに、前記薄膜の形成にとって余剰となる前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁から前記余剰材料保持部に向かって塗り拡げる塗布工程と、前記塗布工程によって塗り拡げられた前記薄膜形成材料を硬化させる硬化工程と、を備え、前記余剰材料保持部付加工程では、伸縮性を有する環状部材を、前記被成膜体の外周部に外嵌させることにより前記余剰材料保持部を設ける方法とする。
本発明の第３の態様の薄膜製造方法は、被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げ、該薄膜形成材料を硬化させて、前記被成膜面に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、前記被成膜面の外方に移動される前記薄膜形成材料を保持する余剰材料保持部を、前記被成膜体の外周部に密着させて設ける余剰材料保持部付加工程と、前記余剰材料保持部が設けられた前記被成膜体の前記被成膜面に前記液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げるとともに、前記薄膜の形成にとって余剰となる前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁から前記余剰材料保持部に向かって塗り拡げる塗布工程と、前記塗布工程によって塗り拡げられた前記薄膜形成材料を硬化させる硬化工程と、を備え、前記余剰材料保持部付加工程では、予め形成されたテープ状部材を前記被成膜体の外周部上に貼り付けることにより前記余剰材料保持部を設ける方法とする。
本発明の第４の態様の薄膜製造方法は、被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げ、該薄膜形成材料を硬化させて、前記被成膜面に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、前記被成膜面の外方に移動される前記薄膜形成材料を保持する余剰材料保持部を、前記被成膜体の外周部に密着させて設ける余剰材料保持部付加工程と、前記余剰材料保持部が設けられた前記被成膜体の前記被成膜面に前記液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げるとともに、前記薄膜の形成にとって余剰となる前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁から前記余剰材料保持部に向かって塗り拡げる塗布工程と、前記塗布工程によって塗り拡げられた前記薄膜形成材料を硬化させる硬化工程と、を備え、前記余剰材料保持部付加工程では、前記被成膜体の外周部上に、成形材料を吹き付けて成形を行うことにより前記余剰材料保持部を形成する方法とする。
【０００７】
また、本発明の薄膜製造方法では、前記塗布工程では、前記余剰材料保持部が設けられた前記被成膜体を回転させることにより前記液状の薄膜形成材料を塗り拡げることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の薄膜製造方法では、前記硬化工程を行った後に、前記余剰材料保持部を該余剰材料保持部が保持している前記薄膜形成材料とともに前記被成膜体から除去する余剰材料保持部除去工程を備えることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の薄膜製造方法では、前記余剰材料保持部は、前記薄膜形成材料の目標塗布厚さをｈ０とするとき、前記余剰材料保持部と前記被成膜面との境界における前記被成膜面に対する前記余剰材料保持部の突出高さが０以上ｈ０以下となるように設けられることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の薄膜製造方法では、前記余剰材料保持部は、径方向の幅が、０．１ｍｍ以上となるように設けられることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の薄膜製造方法では、余剰材料保持部付加工程では、前記余剰材料保持部の径方向の幅を、前記塗布工程における前記被成膜体の回転の角速度と前記被成膜面の半径との積と、前記被成膜体の外周部に発生する前記薄膜形成材料の盛り上がり部の幅との関係に基づいて設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の薄膜成膜方法によれば、被成膜体の外周部に余剰材料保持部を設けて成膜を行うため、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態の薄膜製造方法の工程フローを示すフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施形態の薄膜製造方法に用いる被成膜体および余剰材料保持部の一例を示す平面図、Ａ−Ａ断面図、およびＡ−Ａ断面図のａ部の一例と他例とを示す部分拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の薄膜製造方法の余剰材料保持部付加工程の工程説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置の構成を示す模式的な断面図および平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の薄膜製造方法の塗布工程、硬化工程、および余剰材料保持部除去工程の工程説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の薄膜製造方法の作用を説明する模式図、および比較例の作用を説明する模式図である。
【図７】盛り上がり部の幅と周速との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施形態の第２変形例の薄膜製造方法に用いる被成膜体および余剰材料保持部の一例を示す平面図、およびそのＢ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第３変形例の薄膜製造方法の余剰材料保持部付加工程の工程説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第４変形例の薄膜製造方法に用いる被成膜体および余剰材料保持部の一例を示す平面図、およびそのＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第４変形例の薄膜製造方法の工程説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の薄膜製造方法の工程フローを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態の光学部品の一例を示す模式的な断面図である。
【図１４】実施例の被成膜体の形状の一例を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００２０】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の薄膜成膜方法および光学部品について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の薄膜製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の薄膜製造方法に用いる被成膜体および余剰材料保持部の一例を示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図２（ｃ）、（ｄ）は、図２（ｂ）におけるａ部の一例と他例とを示す部分拡大図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の薄膜製造方法の余剰材料保持部付加工程の工程説明図である。図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置の構成を示す模式的な断面図および平面図である。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の薄膜製造方法の塗布工程、硬化工程、および余剰材料保持部除去工程の工程説明図である。図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の薄膜製造方法の作用を説明する模式図、および比較例の作用を説明する模式図である。
【００２１】
本実施形態の薄膜製造方法は、被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げ、この薄膜形成材料を硬化させて、被成膜面に薄膜を形成する方法であり、被成膜体を形成した後に、図１に示すように、余剰材料保持部付加工程Ｓ１、塗布工程Ｓ２、硬化工程Ｓ３、および余剰材料保持部除去工程Ｓ４をこの順に行う方法である。
以下、本方法について、一例として、被成膜体が、図２（ａ）に示す被成膜体１０の場合の例で説明する。
【００２２】
被成膜体１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、凸球面の第１面１０ａ（被成膜面）と、凹球面の第２面１０ｂ（被成膜面）とを有するメニスカスレンズであり、外周部は、光軸Ｏを中心とした円筒面である側面１０ｃから構成されている。このため、側面１０ｃは、被成膜体１０の光軸Ｏに直交する方向の外形基準面になっている。なお、図２（ａ）、（ｂ）は、後述する余剰材料保持部付加工程Ｓ１が終了した際の被成膜体１０の様子を示している。
被成膜体１０の第２面１０ｂ側の端面は、第２面１０ｂと側面１０ｃとの間に、光軸Ｏと直交する平面からなる平面部１０ｄ（被成膜面）が形成されている。平面部１０ｄは、被成膜体１０の光軸Ｏに沿う方向の位置基準面になっている。
被成膜面としては、第１面１０ａ、第２面１０ｂの両方を被成膜面とすることができるが、本方法では、被成膜体１０の面形状は、凸面、凹面、平面のいずれでもよいため、以下では、特に断らない限り、被成膜面が第１面１０ａである場合の例で説明し、必要に応じて第２面１０ｂが被成膜面になる場合の構成等について説明する。
なお、第２面１０ｂに薄膜を形成する場合は、第２面１０ｂの外周に隣接する平面部１０ｄにも薄膜が形成されるため、平面部１０ｄも被成膜面である。
【００２３】
このような被成膜体１０の材質は、ガラス製でもよいし、プラスチック製でもよい。例えば、ガラス製の場合であれば、ガラス材料を研磨加工したり、ガラスモールド加工したりして形成することができる。また、プラスチック製の場合、射出成形などによって形成することができる。
【００２４】
余剰材料保持部付加工程Ｓ１は、被成膜体１０を形成した後に、被成膜面である第１面１０ａの外方に移動される薄膜形成材料を保持する余剰材料保持部１１を、被成膜体の外周部である側面１０ｃに密着させて設ける工程である。
【００２５】
本工程では、余剰材料保持部１１は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、側面１０ｃ上に厚さＬで側面１０ｃの全周にわたって円環状に形成される。
本実施形態では、余剰材料保持部１１は、光軸Ｏを含む断面が矩形状とされ、第１面１０ａの外周側に隣接する平面部１１ａと、第２面１０ｂの外周側に隣接する平面部１１ｂと、側面１０ｃに対する同心円筒である側面部１１ｃとを有する。このため、光軸Ｏを含む断面において、平面部１１ａ、１１ｂの幅と、側面１０ｃと側面部１１ｃとの間の距離とは、いずれもＬになっている。以下では、光軸Ｏを含む断面における平面部１１ａの幅を平面部１１ａの径方向幅と称することにする。
平面部１１ａ（１１ｂ）は、第１面１０ａ（平面部１０ｄ）の外周に隣接されている。平面部１１ａ（１１ｂ）は、第１面１０ａ（平面部１０ｄ）に対して段差を設けて隣接していてもよいが、本実施形態では、段差を設けない構成としている。
【００２６】
段差を設ける場合、例えば、図２（ｃ）に示すように、光軸Ｏに沿う方向において、平面部１１ａが、第１面１０ａより飛び出さない凹状の段差が好ましい。
また、図２（ｄ）に示すように、第１面１０ａより飛び出す凸状の段差の場合は、平面部１１ａの第１面１０ａに対する突出高さｈが、目標塗布厚さｈ０よりも小さい段差とすることが好ましい。ここで、目標塗布厚さｈ０は、レンズ有効領域に形成する薄膜の目標層厚の中心値を意味するものとする。
また、被成膜体１０の平面部１０ｄに対する平面部１１ｂの段差も、第１面１０ａに対する平面部１１ａ段差と同様である。
ただし、凹状の段差を設ける場合、余剰材料保持部１１は、光軸Ｏに沿う方向では、側面１０ｃの中間部のみに密着され、余剰材料保持部１１が密着していない側面１０ｃには、薄膜形成材料が付着することになる。したがって、特に、側面１０ｃの全面に薄膜形成材料を付着させたくない場合には、本実施形態のように段差を設けない構成とする。
【００２７】
このような形状により、本実施形態では、被成膜体１０と余剰材料保持部１１とからなる被成膜体組立体１２は、全体として、フランジ付きレンズと同様な形状を有している。
余剰材料保持部１１における平面部１１ａの径方向幅Ｌは、薄膜形成材料の塗布終了時に被成膜体組立体１２の外縁部に表面張力によって盛り上がって許容層厚よりも層厚が厚くなってしまう部位である盛り上がり部が、平面部１１ａのみに形成されるか、または第１面１０ａ上に延びて形成されるとしても、レンズ有効領域外に形成される範囲に形成される寸法とする。
このため、平面部１１ａの径方向幅Ｌは、外縁部に形成される盛り上がり部の径方向の幅以上の寸法とする。
例えば、薄膜として、光学部品に反射防止膜を形成するような場合であって、後述するようにスピンコート法で成膜を行う場合、被成膜体１０の外径やスピンコート時の回転速度にもよるが、平面部１１ａの径方向幅Ｌは０．１ｍｍ以上にすることが好ましく、０．２ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００２８】
余剰材料保持部１１の材質は、本実施形態では、側面１０ｃに着脱可能に密着できるワックスを採用している。余剰材料保持部１１に用いるワックスは、薄膜形成材料を塗り拡げる際に固体状態を保つことができ、被成膜体１０の耐熱温度より低温で溶融可能な材質であれば、特に限定されない。このようなワックスの好適な例としては、例えば、日化精工(株)製のアクアワックス系固定ワックスなどを挙げることができる。
【００２９】
このような余剰材料保持部１１は、本実施形態では、成形型を用いた成形によって形成する。
まず、図３（ａ）に示すように、被成膜体１０の外周に、余剰材料保持部１１を成形するための成形型１３を配置する。成形型１３は、被成膜体１０の側面１０ｃの側方を矩形状に囲むとともに側面１０ｃの周方向の全周を覆う形状を有し、側面１０ｃの側方に余剰材料保持部１１の外形に対応する成形空間Ｓが形成される。
【００３０】
次に、図３（ｂ）に示すように、成形材料注入口１３ａから、溶融状態のワックスからなる成形材料Ｍを注入し、成形空間Ｓ内に充填する。
成形材料Ｍが放熱により冷却されると、成形空間Ｓ内で成形材料Ｍが固化し、成形型１３の型面の形状が成形材料Ｍに転写される。
成形空間Ｓ内の成形材料Ｍが固化したら、図３（ｃ）に示すように、被成膜体１０とともに脱型する。これにより、余剰材料保持部１１が密着された被成膜体１０が形成される。
以上で、余剰材料保持部付加工程Ｓ１が終了する。
【００３１】
次に、塗布工程Ｓ２を行う。本工程は、余剰材料保持部１１が設けられた被成膜体１０の被成膜面に液状の薄膜形成材料を塗布して塗り拡げるとともに、薄膜の形成にとって余剰となる薄膜形成材料を被成膜体１０の外縁から余剰材料保持部１１に向かって塗り拡げる工程である。
本実施形態では、塗り拡げる方法は、スピンコート法を用いる。まず、本工程に用いることができる薄膜製造装置１の構成について説明する。
【００３２】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の薄膜製造方法に用いる薄膜製造装置１は、被成膜体１０上に液状の薄膜形成材料９を供給し、被成膜体１０を回転させて薄膜形成材料９を塗り拡げて薄膜を形成する装置である。
薄膜製造装置１の概略構成は、保持治具２、吸引部８、支持台部３、駆動モータ５、および材料滴下部７を備える。
【００３３】
保持治具２は、被成膜体１０を回転中心軸線Ｐ回りに回転可能に保持する部材であり、水平に配置された円板部２ｂと、円板部２ｂの下面側の中心に鉛直軸に沿って延びる回転軸２ｄとを備える。本実施形態では、回転中心軸線Ｐは、鉛直軸線に沿うように形成されている。
なお、円板部２ｂは、着脱可能に設けられており、図４（ａ）では、被成膜体１０の第１面１０ａを鉛直上方に向けた状態で保持する場合の円板部２ｂを描いている。
円板部２ｂの上面２ａの中心部には、被成膜体１０の第２面１０ｂおよび平面部１０ｄを下面側から保持する保持穴部２ｃが設けられている。
保持穴部２ｃの平面視形状は、被成膜体１０を、余剰材料保持部１１とともに挿入可能な円穴部が回転中心軸線Ｐと同軸に設けられている。
また、保持穴部２ｃの底面には、回転中心軸線Ｐに沿って、回転軸２ｄ内を貫通する吸引孔部２ｅが設けられている。吸引孔部２ｅの上端部は、図示略の第２面１０ｂと当接可能に設けられている。
【００３４】
回転軸２ｄの中間部には、回転軸２ｄを回転可能に支持する軸受４の内輪が固定されている。また、軸受４の外輪は、保持治具２を下方から支持する箱状の支持台部３に固定支持されている。
このため、回転軸２ｄの下端部は、支持台部３を上方から貫通して、支持台部３の内部側に延ばされている。
【００３５】
支持台部３の内部には、保持治具２を回転駆動する駆動モータ５が配置されている。
駆動モータ５の出力軸と回転軸２ｄの下端部とは、支持台部３の下方において、例えばギヤ列などからなる伝動機構６を介して連結されている。これにより、駆動モータ５の回転駆動力が回転軸２ｄに伝達され、保持治具２が回転中心軸線Ｐ回りに回転駆動されるようになっている。
駆動モータ５の回転数は、伝動機構６の減速比を考慮して、回転軸２ｄの回転数が、例えば、１０００ｒｐｍから８０００ｒｐｍの範囲になる適宜回転数に設定する。
【００３６】
また、支持台部３の内部には、図示略の吸引ポンプを備える吸引部８が設けられている。
吸引部８は、回転ジョイント８ａを介して吸引孔部２ｅの下端部に連結されている。これにより、吸引部８は吸引孔部２ｅ内の空気を下方に吸引して、保持穴部２ｃ上に載置された被成膜体１０を、保持穴部２ｃの底面に吸着固定することができるようになっている。
【００３７】
材料滴下部７は、保持治具２に保持された被成膜体１０の被成膜面の中心位置に薄膜形成材料９を供給するものである。本実施形態の第１面１０ａを上に向けた配置では、材料滴下部７は滴下口７ａを第１面１０ａの中心に向けて、保持治具２の上方に配置され、図示略の材料貯留部から送出される薄膜形成材料９を、第１面１０ａに向けて一定量だけ滴下できるようになっている。
薄膜形成材料９は、本実施形態では、形成する薄膜の屈折率に対応する屈折率を有するＵＶ硬化性樹脂を採用している。
【００３８】
次に、薄膜製造装置１を用いて行う塗布工程Ｓ２について説明する。
薄膜製造装置１によって、第１面１０ａ上に薄膜形成材料９の薄膜を成膜するには、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動モータ５の駆動を停止した状態で、第１面１０ａを上方に向けて被成膜体１０を保持穴部２ｃに載置する。そして、吸引部８による吸引を開始して、被成膜体１０を吸着し、保持穴部２ｃ内における被成膜体１０の位置を固定する。
本実施形態では、薄膜製造装置１の設置雰囲気は大気雰囲気でよいため、被成膜体１０のセットは、例えば、人手で行ってもよいし、ロボットなどを用いてセットしてもよい。
【００３９】
次に、材料滴下部７から薄膜の形成に必要な一定量の薄膜形成材料９を滴下する。滴下された薄膜形成材料９は、図５（ａ）に示すように、第１面１０ａの中心に液滴として供給される。
薄膜形成材料９を滴下したら、駆動モータ５を駆動して保持治具２の回転を開始させる。例えば、保持治具２の回転数が４０００ｒｐｍとなるように回転させる。
【００４０】
これにより、第１面１０ａ上の薄膜形成材料９に遠心力が作用して、図５（ｂ）に示すように、薄膜形成材料９が中心から外周側に移動する。このため、薄膜形成材料９は第１面１０ａ上で平面視円状に拡がって薄層化され、塗布膜９Ａが形成されていく。
さらに、回転を続けると、塗布膜９Ａは、第１面１０ａおよび余剰材料保持部１１の平面部１１ａの全体を覆う範囲に塗り拡げられる。これにより、平面部１１ａ上に塗布膜９Ｂが形成され、平面部１１ａ上に保持しきれない薄膜形成材料９は、飛沫９Ｃとして、余剰材料保持部１１の外方に飛散する。
このようにして、例えば、１５秒間、回転させると、塗布膜９Ａの層厚がレンズ有効領域における目標層厚に達するため、駆動モータ５を停止し、保持治具２の回転を停止する。
以上で、塗布工程Ｓ２が終了する。
【００４１】
このような塗布工程Ｓ２によれば、図６（ａ）に示すように、被成膜体組立体１２の外縁部では、表面張力によって薄膜形成材料９が盛り上がるため、目標層厚の上限値ｔｍａｘを超えた層厚を有する盛り上がり部１４が形成される。
この盛り上がり部１４の形状は、薄膜形成材料９の粘度、被成膜体組立体１２の外径、目標層厚の大きさにもよるが、例えば、側面部１１ｃよりも径方向内側に幅ｄを有する円環状領域において、目標層厚の上限値ｔｍａｘに対して最大Ｈだけ突出したドーム状の形状である。上限値ｔｍａｘの一例としては、例えば目標膜厚の１．１倍とすることができる。
幅ｄが、平面部１１ａの厚さよりも小さければ、第１面１０ａ上の層厚ｔが、すべて上限値上限値ｔｍａｘよりも小さくなり、レンズ有効領域が広くなるため好ましい。
幅ｄが、平面部１１ａの径方向幅Ｌより大きい場合でも、塗布膜９Ａの層厚に影響する幅は、ｄ−Ｌとなるため、余剰材料保持部１１を有しない場合に比べて、盛り上がり部１４の影響が低減されレンズ有効領域をより広くすることができる。余剰材料保持部１１の幅Ｌをｄ以上にしておけば、盛り上がり部１４による層厚のバラツキは、平面部１１ａの範囲内にとどまる。
図６（ａ）には、塗布膜９Ａ、９Ｂの境界である側面１０ｃと余剰材料保持部１１との密着部上では、塗布膜９Ａ、９Ｂとも目標層厚の許容範囲内の層厚ｔになっている場合の例を示している。
【００４２】
これに対して、余剰材料保持部１１を設けずに薄膜形成材料９を塗布した場合、図６（ｂ）に示すように、塗布終了後に、第１面１０ａの外縁部に、盛り上がり部１４が形成される。
盛り上がり部１４の形状は、第１面１０ａと平面部１１ａとのそれぞれにおける濡れ姓や面の傾斜量の違いによっても異なるが、例えば、側面１０ｃよりも径方向内側に幅ｄ’を有する円環状領域において、目標層厚の上限値ｔｍａｘに対して最大Ｈ’だけ突出したドーム状の形状である。
この場合には、第１面１０ａ上の外縁部に形成された盛り上がり部１４は、層厚が許容範囲外となるため、薄膜の性能が劣ってしまう。例えば、反射防止膜を形成する薄膜の場合には、レンズ有効領域に必要な反射防止性能が得られないため、レンズ有効領域が狭くなってしまう。
【００４３】
ここで、上記のようにスピンコート法における余剰材料保持部１１を設けずに薄膜形成材料９を塗布した場合の盛り上がり部１４の幅ｄ’を調べた実験結果について説明する。
図７は、盛り上がり部の幅と周速との関係を示すグラフである。横軸は周速（ｍｍ／ｓｅｃ）を示し、縦軸は、盛り上がり部の幅であり盛り上がり幅（ｍｍ）を示す。
【００４４】
図７のグラフは、被成膜体の径を１０ｍｍ、２３．８ｍｍ、５０ｍｍの３通りに変え、塗布時の被成膜体の回転数を１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、５０００ｒｐｍ、８０００ｒｐｍの５通りに変えて、余剰材料保持部１１を設けずにそれぞれ成膜を行い、被成膜面における外周部に発生した盛り上がり部１４の幅ｄ’を測定した実験結果の一例を示している。ただし、各被成膜体の形状は、平行平板であり、材質はガラス（Ｓ−ＢＳＬ７（商品名；(株)オハラ製））である。薄膜形成材料９は、いずれも屈折率一定のＵＶ硬化性樹脂を共通に用いている。
各測定値と実験条件について下記表１に示す。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
図７の折れ線１００に見られるように、盛り上がり幅は、被成膜面の最外周における周速との関係で一定の関係を有することが分かる。ここで、周速とは、被成膜面の外径を２・ｒ、回転の角速度をωとするとき、ｒとωと積であり、ｖ＝ｒ×ωと表される。
具体的には、図７に破線１０１で表すように、ｄ’＝Ａ・ｖ−Ｂで表される累乗関数（べき関数）によって良好に近似される。図７の場合、ｄ’（ｍｍ）、ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）に対して、Ａ＝１．５８×１０４、Ｂ＝１．２８であった。
すなわち、盛り上がり幅ｄ’は、周速ｖが小さいほど大きく、周速ｖが増大するにつれて急峻に減少して、ある程度周速ｖが大きくなると、減少率が格段に減少した後、漸減を続けて略一定値に近づく。
また、指数Ｂが１に近いことから、ｒを一定とした場合には、ｄ’はω（ｒ）の増大とともに、反比例（Ｂ＝１）よりは若干早く減少し、ωを一定とした場合には、ｄ’はｒの増大とともに、反比例（Ｂ＝１）よりは若干早く減少することが分かる。しかしいずれも、ω（ｒ）の２乗に反比例（Ｂ＝２）する場合よりは格段に緩やかに減少することが分かる。
この理由はあまり明確ではないが、薄膜形成材料９の濃度、粘度、表面張力等の物性が関係していると考えられる。
【００４７】
このような関係は、盛り上がり部の幅ｄ’がｒまたはωの増大によって低減できるものの、その効果は反比例に近いため、格段に低減できるものではないことを意味している。
したがって、本実施形態のように、回転数を上げる代わりに、余剰材料保持部１１を設けて、盛り上がり部を余剰材料保持部１１の範囲で形成し、盛り上がり部を被成膜面上に侵入させないことが有効である。
また、余剰材料保持部１１の径方向幅Ｌを大きくしても（ｒを増加させることに相当）、盛り上がり部の幅は急峻には減少しないため、余剰材料保持部１１の径方向幅Ｌは、余剰材料保持部１１が被成膜面と同様な表面性を有する場合には、盛り上がり部の幅ｄ’より大きくすればよいことが分かる。
したがって、このような周速ｖと盛り上がり幅ｄ’との関係を予め調べておくことにより、被成膜面の外径を変えたり、回転速度を変えたりして、異なる条件で成膜を行う場合に、容易に盛り上がり幅ｄ’を推定できる。そして、余剰材料保持部１１の径方向幅Ｌをこの盛り上がり幅ｄ’よりも大きくすることにより、良好な成膜を行うことができる。
また、このようにして、余剰材料保持部１１の径方向幅Ｌを決めることにより、不必要に大きい径方向幅Ｌを設けなくてもよいため、製造コストを低減することができる。また、薄膜製造装置１の回転負荷を抑制することができる。
【００４８】
次に、硬化工程Ｓ３を行う。本工程は、塗布工程Ｓ２によって塗り拡げられた薄膜形成材料９による塗布膜９Ａ、９Ｂを硬化させる工程である。
本実施形態では、薄膜形成材料９がＵＶ硬化性樹脂材料であるため、図示略のＵＶ光源によって、塗布膜９Ａ、９Ｂに向けてＵＶ光を照射して硬化させる。例えば、積算光量が１０００ｍＪ／ｍ２となるように、６７ｍＷ／ｍ２で１５秒間、ＵＶ光を照射する。
薄膜形成材料９の材質が異なる場合には、それぞれの材質に応じて適宜の硬化方法を採用する。例えば、ＵＶ光以外の波長光の照射を行ったり、加熱したり、乾燥させたりする。
塗布膜９Ａ、９Ｂの硬化が終了したら、薄膜製造装置１から被成膜体１０および余剰材料保持部１１を取り外す。
以上で、硬化工程Ｓ３が終了する。
【００４９】
なお、塗布工程Ｓ２と硬化工程Ｓ３とは、薄膜が多層構成の場合、必要な層数だけ、上記の各工程を繰り返す。この場合、塗布膜９Ａ、９Ｂ上のそれぞれに異なる薄膜形成材料９による薄膜が順次積層されていく。
また、第２面１０ｂにも薄膜を形成する場合には、第２面１０ｂを上方に向けて、薄膜製造装置１にセットして、上記と同様に、塗布工程Ｓ２と硬化工程Ｓ３とを繰り返して、薄膜を形成する。
以下では、一例として、第１面１０ａのみに塗布膜９Ａによる薄膜を形成するものとして説明する。
【００５０】
次に、余剰材料保持部除去工程Ｓ４を行う。本工程は、薄膜の最上層を形成する塗布膜９Ａ、９Ｂに対する硬化工程Ｓ３を行った後に、余剰材料保持部１１を余剰材料保持部１１が保持している薄膜形成材料９とともに被成膜体１０から除去する工程である。
本工程では、余剰材料保持部１１の材質に応じて、適宜の手段により、余剰材料保持部１１を除去する。本実施形態では、余剰材料保持部１１としてワックスを用いているため、余剰材料保持部１１を加熱することで、ワックスを溶融させて洗浄により、側面１０ｃから除去する。このような除去作業を迅速に行うためには、余剰材料保持部１１の径方向幅Ｌは、必要最小限の大きさにしておくことが好ましい。
これにより、塗布膜９Ｂは、余剰材料保持部１１とともに除去され、図５（ｃ）に示すように、第１面１０ａ上に硬化された塗布膜９Ａからなる薄膜１９のみが残る。
以上で、余剰材料保持部除去工程Ｓ４が終了する。
このようにして、第１面１０ａ上に薄膜１９を有するレンズ１０Ａ（光学部品）が製造される。
【００５１】
本実施形態の薄膜製造方法によれば、余剰材料保持部付加工程Ｓ１によって、被成膜体１０の側面１０ｃに余剰材料保持部１１を形成してから、塗布工程Ｓ２を行う。このため、塗り拡げによる余剰の薄膜形成材料９が滞留して形成された盛り上がり部１４が、側面部１１ｃ上に形成される。これにより、第１面１０ａの外縁部においても、塗布膜９Ａの層厚ｔを目標層厚の範囲内に形成することができる。すなわち、被成膜体１０の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚（層厚）ばらつきを、例えば、気流を吹き付けて膜厚（層厚）を調整したりすることなく、容易に低減することができる。
【００５２】
［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例の薄膜製造方法について説明する。
本変形例は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、余剰材料保持部付加工程Ｓ１において、上記第１の実施形態の余剰材料保持部１１に代えて、余剰材料保持部２１を形成する方法である。上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５３】
余剰材料保持部２１は、上記第１の実施形態の余剰材料保持部１１がワックスの成形により形成されているのに対して、樹脂成形で形成される点が異なる。余剰材料保持部２１の外形および側面１０ｃに対する位置関係は、余剰材料保持部１１と同様である。
余剰材料保持部２１に用いる樹脂材料としては、例えば、ＵＶ硬化性樹脂を採用することができる。ＵＶ硬化性樹脂の種類は、側面１０ｃからの除去が容易となる密着強度を有する樹脂材料を被成膜体１０の材質に応じて選択する。例えば、粘着テープを貼り付けてはがすといった除去方法を採用する場合、使用する粘着テープの接着強度よりも側面１０ｃとの密着強度が低くなる樹脂材料を選択する。
【００５４】
本変形例の余剰材料保持部付加工程Ｓ１では、成形材料Ｍとして、ワックスに代えてＵＶ硬化性樹脂を用いる。このため、成形型１３は、ＵＶ光を透過するものを用いる。成形型１３の材質としては、例えばガラス、石英やＣａＦ２（フッ化カルシウム）などがある。
また、成形材料Ｍを硬化する手段として、ＵＶ光の照射を行う。
【００５５】
本変形例の塗布工程Ｓ２および硬化工程Ｓ３は、上記第１の実施形態と同様の工程である。
本変形例の余剰材料保持部除去工程Ｓ４では、余剰材料保持部２１に外力を加えて、側面１０ｃから離間させて、余剰材料保持部２１を除去する。外力を加える手段としては、例えば、側面１０ｃと余剰材料保持部２１との密着強度より接着強度が高い粘着テープを採用することができる。
まず、余剰材料保持部２１の側面部１１ｃに粘着テープを貼り付けて、側面部１１ｃに密着させる。次に、この粘着テープを引きはがすと、余剰材料保持部２１は粘着テープに強固に接着されているため、粘着テープとともに側面１０ｃからはがれて離間する。このとき、余剰材料保持部２１とともに塗布膜９Ｂも除去される。
【００５６】
このようにして、本変形例でも上記第１の実施形態と同様に、図５（ｃ）に示すような薄膜１９が成膜されたレンズ１０Ａが製造される。
本変形例によれば、余剰材料保持部除去工程Ｓ４において、被成膜体１０を加熱しなくてよいため、製造工程が簡素化される。
また、余剰材料保持部２１と側面１０ｃとの密着強度を適宜設定することにより、はがれやすくすることで、例えば、余剰材料保持部２１を粘着テープ等の簡易な手段によって余剰材料保持部２１を除去することができるため、余剰材料保持部除去工程Ｓ４が容易となる。
【００５７】
［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例の薄膜製造方法について説明する。
図８（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例の薄膜製造方法に用いる被成膜体および余剰材料保持部の一例を示す平面図である。図８（ｂ）は、図８（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００５８】
本変形例は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、余剰材料保持部付加工程Ｓ１において、上記第１の実施形態の余剰材料保持部１１に代えて、被成膜体１０の側面１０ｃに余剰材料保持部３１を貼り付ける方法である。上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５９】
余剰材料保持部３１は、例えば、樹脂、不織布、紙等の軟性シート材からなるテープ基材３２に粘着剤３３が塗布された粘着テープによって構成される。余剰材料保持部３１のテープ幅は、側面１０ｃの長さ（光軸Ｏに沿う方向の幅）と一致されている。
【００６０】
本変形例の余剰材料保持部付加工程Ｓ１では、図８（ａ）に示すように、余剰材料保持部３１を側面１０ｃに貼り付ける。これにより、側面１０ｃ上に、粘着剤３３を介してテープ基材３２が接着され、側面１０ｃが覆われるとともに、粘着剤３３およびテープ基材３２の端面によって、第１面１０ａ、第２面１０ｂにそれぞれ隣接する面状部３１ａ、３１ｂが形成される。また、粘着剤３３およびテープ基材３２の厚さの和に応じて、側面１０ｃから側方に張り出した側面部３１ｃが形成される。
ここで、粘着剤３３およびテープ基材３２の厚さの和は、上記第１の実施形態における平面部１１ａの径方向幅Ｌに一致させる。これにより面状部３１ａの径方向幅がＬとなる。
粘着剤３３の材質は、被成膜体１０の材質に対する密着強度が、塗布工程Ｓ２における遠心力によっても側面１０ｃからはがれることなく、テープ基材３２とともに側面１０ｃからはがすときに側面１０ｃに残留しない程度の大きさになるものを採用する。
【００６１】
本変形例の塗布工程Ｓ２および硬化工程Ｓ３は、上記第１の実施形態と同様の工程である。
本変形例においては、余剰材料保持部１１の平面部１１ａに代えて、余剰材料保持部３１の面状部３１ａを有するため、上記第１の実施形態と同様にして、余剰な薄膜形成材料９を面状部３１ａ上に保持することができる。
さらに、本変形例では、テープ基材３２の材質として、薄膜形成材料９が浸透しやすい不織布や紙などの材料を採用すれば、余剰の薄膜形成材料９をテープ基材３２に吸収させることができる。このため、盛り上がり部の大きさをより効率的に低減することができる。
【００６２】
本変形例の余剰材料保持部除去工程Ｓ４では、余剰材料保持部３１を側面１０ｃからはがして除去する。このとき、余剰材料保持部３１とともに塗布膜９Ｂも除去される。
【００６３】
このようにして、本変形例でも上記第１の実施形態と同様に、図５（ｃ）に示すような薄膜１９が成膜されたレンズ１０Ａが製造される。
本変形例によれば、粘着テープによって、余剰材料保持部３１を形成するため、余剰材料保持部３１の取り付けと、除去とが容易となり、製造工程が簡素化される。
【００６４】
［第３変形例］
次に、本実施形態の第３変形例の薄膜製造方法について説明する。
図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第３変形例の薄膜製造方法の余剰材料保持部付加工程の工程説明図である。
【００６５】
本変形例は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、余剰材料保持部付加工程Ｓ１において、上記第１の実施形態の余剰材料保持部１１に代えて、余剰材料保持部４１（伸縮性を有する環状部材）を形成する方法である。上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６６】
余剰材料保持部４１は、例えば、ゴム等の弾性材料によって形成された伸縮性を有する環状部材（図９（ａ）参照）を、図９（ｂ）に示すように、側面１０ｃに側方からはめ込んで、上記第１の実施形態の余剰材料保持部１１と同様の形状が得られるようにしたものである。
ここで、余剰材料保持部４１において、外力が作用しない自然状態の直径Ｄ１は、側面１０ｃの直径よりも小さい寸法とする。
また、余剰材料保持部４１に用いる弾性材料は、ゴムまたは合成樹脂の、発砲体や多孔質体も好適である。特に、連続気泡を有する発泡体や多孔質体の場合、余剰の薄膜形成材料９を吸収させることができるため、より好ましい。
【００６７】
本変形例の余剰材料保持部付加工程Ｓ１では、図９（ａ）に示すように、予め形成された余剰材料保持部４１を用意し、図９（ｂ）に示すように、内径を拡げるように引き伸ばして、側面１０ｃに側方からはめ込む。これにより、引き伸ばされた余剰材料保持部４１が弾性復元力によって、側面１０ｃ上に密着し、側面１０ｃが全周にわたって覆われる。また、余剰材料保持部４１の平面部１１ａ、１１ｂが第１面１０ａ、第２面１０ｂにそれぞれ隣接される。
【００６８】
本変形例の塗布工程Ｓ２および硬化工程Ｓ３は、上記第１の実施形態と同様の工程である。
本変形例では、特に、余剰材料保持部４１の材質が連続気泡を有する発泡体や多孔質体の場合は、盛り上がり部の大きさをより低減することができる。
【００６９】
本変形例の余剰材料保持部除去工程Ｓ４では、余剰材料保持部４１をはめ込んだときと逆に、余剰材料保持部４１を引き伸ばして、側面１０ｃから取り外す。このとき、余剰材料保持部３１とともに塗布膜９Ｂも除去される。
【００７０】
このようにして、本変形例でも上記第１の実施形態と同様に、図５（ｃ）に示すような薄膜１９が成膜されたレンズ１０Ａが製造される。
本変形例によれば、弾性材料からなる余剰材料保持部４１を側面１０ｃにはめ込んで取り付けるため、余剰材料保持部４１の取り付けと、除去とが容易となり、製造工程が簡素化される。
また、余剰材料保持部４１を外した後、例えば、余剰材料保持部４１を洗浄するなどして付着している塗布膜９Ｂを除去すれば、余剰材料保持部４１を繰り返し使用することも可能である。
【００７１】
［第４変形例］
次に、本実施形態の第４変形例の薄膜製造方法について説明する。
図１０（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第４変形例の薄膜製造方法に用いる被成膜体および余剰材料保持部の一例を示す平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第４変形例の薄膜製造方法の工程説明図である。
【００７２】
本変形例は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、余剰材料保持部付加工程Ｓ１において、上記第１の実施形態の余剰材料保持部１１に代えて、余剰材料保持部５１を形成する方法である。上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７３】
余剰材料保持部５１は、発泡性樹脂を側面１０ｃに吹き付けて、側面１０ｃを被覆する形状を成形したものである。発泡性樹脂の種類は特に限定されないが、除去が容易となるように側面１０ｃに対する密着強度が低いことが好ましい。また、連続気泡が形成される発泡性樹脂であればより好ましい。
本変形例の余剰材料保持部５１は、成形型を用いないため、外形は、上記第１の実施形態の余剰材料保持部１１とは異なる。例えば、側面１０ｃから側方にドーム状に張り出した形状を有する。ただし、余剰材料保持部５１の厚さは、余剰材料保持部１１と同様の厚さＬとされている。
また、余剰材料保持部５１において、第１面１０ａ、第２面１０ｂにそれぞれ隣接する隣接面部５１ａ、５１ｂは、薄膜形成材料９の移動に支障がなければ、第１面１０ａ、第２面１０ｂよりも突出されていてもよい。特に、余剰材料保持部５１を連続気泡が形成された発泡性樹脂で形成する場合には、薄膜形成材料９が気泡に吸収されるため、余剰材料保持部１５１で跳ね返って第１面１０ａ側に戻ることがない。このため、薄膜形成材料９の層厚以上に突出してもよい。
【００７４】
本変形例の余剰材料保持部付加工程Ｓ１では、まず、図１１（ａ）に示すように、被成膜体１０を光軸Ｏ回りに回転させる回転台５３に載置し、樹脂吹き付け器５２と側面１０ｃとを対向させる。図１１（ａ）では図示を省略しているが、側面１０ｃの近傍には、余剰材料保持部５１を形成する箇所以外を覆い隠すマスク部材を配置しておく。
次に、回転台５３を回転させつつ、樹脂吹き付け器５２から発泡性樹脂剤５１Ａを噴射する。これにより、発泡性樹脂剤５１Ａが側面１０ｃに吹き付けられて付着していく。回転台５３が少なくとも一周すると、発泡性樹脂剤５１Ａが側面１０ｃの全周に付着する。
側面１０ｃに付着した発泡性樹脂剤５１Ａは、発砲して膨張して固化し、側面１０ｃ上に余剰材料保持部５１が形成される。
余剰材料保持部５１の形状は、予め発泡率に応じて発泡性樹脂剤５１Ａの吹き付け量を調整することによって、適宜形状の成形が可能である。
【００７５】
本変形例の塗布工程Ｓ２および硬化工程Ｓ３は、上記第１の実施形態と同様の工程である。薄膜製造装置１では、被成膜体１０の第２面１０ｂを吸着することにより保持して回転させている。このため、本変形例のように、外形にバラツキが生じやすい場合でも、保持治具２に適宜の逃げ部を設けることで保持可能である。
【００７６】
本変形例の余剰材料保持部除去工程Ｓ４では、余剰材料保持部５１を除去する。例えば、上記第１変形例と同様に粘着テープによる除去を採用することができる。これにより、余剰材料保持部５１が塗布膜９Ｂとともに除去される。
【００７７】
このようにして、本変形例でも上記第１の実施形態と同様に、図５（ｃ）に示すような薄膜１９が成膜されたレンズ１０Ａが製造される。
本変形例によれば、吹き付け成形により余剰材料保持部５１を形成するため、成形型を用いて成形する場合や、手作業による取り付けに比べると、形成が容易であり、自動化作業にも適している。
【００７８】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の薄膜製造方法および光学部品について説明する。
図１２は、本発明の第２の実施形態の薄膜製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図１３は、本発明の第２の実施形態の光学部品の一例を示す模式的な断面図である。
【００７９】
本実施形態の薄膜製造方法は、図１２に工程フローを示すように、上記第１の実施形態および各変形例の薄膜製造方法から、余剰材料保持部除去工程Ｓ４を削除した方法である。このため、上記第１の実施形態および各変形例の余剰材料保持部付加工程Ｓ１、塗布工程Ｓ２、および硬化工程Ｓ３と同様な、余剰材料保持部付加工程Ｓ１１、塗布工程Ｓ１２、および硬化工程Ｓ１３を備える。
以下、上記第１の実施形態および各変形例と異なる点を中心に説明する。
【００８０】
本実施形態は、余剰材料保持部除去工程Ｓ４が削除されている点のみが、上記第１の実施形態および各変形例と異なるため、例えば、被成膜体１０に薄膜１９が形成され、側面１０ｃに余剰材料保持部１１、２１、３１、４１、５１（以下、余剰材料保持部１１等と称する）が密着された光学部品が製造される。
このような光学部品は、例えば、レンズ鏡枠への取り付け等、実使用に当たって余剰材料保持部１１等を有していても問題がない場合に、余剰材料保持部１１等を有しないレンズ１０Ａと同様にして使用することができる。
この場合、余剰材料保持部１１等を除去しなくてもよいため、製造工程が簡素化される。このため、製造コストを低減することができる。
【００８１】
また、例えば、上記第１変形例と組み合わせた本実施形態では、余剰材料保持部２１として、側面１０ｃとの密着強度が高いＵＶ硬化樹脂材料を採用することにより、余剰材料保持部２１にと被成膜体１０との密着性を高め、フランジ付きレンズの形状を実現することが可能である。
図１３に、このような被成膜体１０および余剰材料保持部２１からなるレンズ１０Ｂ（光学部品）の例を示す。
余剰材料保持部２１の外形は、成形型１３の形状転写により精度よく形成することができる。このため、余剰材料保持部２１の側面部１１ｃは、光軸Ｏに対する同軸度や真円度を側面１０ｃと同等に形成することができる。
したがって、余剰材料保持部２１の側面部１１ｃおよび平面部１１ｂを、それぞれ外形基準面、光軸Ｏに沿う方向の位置基準面として利用することが可能である。
被成膜体１０がガラス研磨レンズなどの場合、加工上、フランジの形成が難しいが、本変形例によれば、容易にフランジ付きレンズの外形を形成することが可能である。
【００８２】
図１３に示すレンズ組立体６２は、光軸方向受け面６０ｂと径方向位置決め面６０ｃとを有するレンズ鏡枠６０に、レンズ１０Ｂを組み込んで、平面部１１ａとレンズ鏡枠６０とを、接着剤６１により接着固定したものである。
レンズ１０Ｂの平面部１１ｂは、被成膜体１０の平面部１０ｄとともに、光軸方向受け面６０ｂに当接されている。また、レンズ１０Ｂの側面部１１ｃは、径方向位置決め面６０ｃに内嵌されている。これにより、レンズ１０Ｂの光軸方向および光軸Ｏに直交する径方向の位置決めがなされている。
このような位置決めは、上記第１の実施形態のレンズ１０Ａによっても可能であるが、レンズ１０Ａには、第１面１０ａ側に接着代がないため、レンズ１０Ｂのように第１面１０ａ側で接着して固定することはできない。
このように本実施形態によれば、レンズの加工領域を最小にするとともに、余剰材料保持部２１によって容易に接着代を設けることができるため、レンズ組立体６２の製造が容易となる。
【００８３】
また、本実施形態において、余剰材料保持部１１等を光吸収性材料によって形成する変形も可能である。この場合、側面１０ｃでの内部反射を低減して、光学系のフレア光を低減することができる。
【００８４】
なお、上記の各実施形態および各変形例の説明では、薄膜の一例として、反射防止膜の場合の例で説明したが、これに限定されず、被成膜面の反射率、透過率、偏光特性等の光学特性を変更する適宜の薄膜を採用することができる。例えば、反射膜、半透過膜、波長選択膜、偏光膜、光吸収膜等を挙げることができる。
また、他の薄膜の種類の例としては、被成膜面の機械的、物理的、電気的な特性を変更する薄膜であって、高精度な膜厚管理を行う必要がある薄膜を挙げることができる。このような薄膜の例としては、光学素子において、機能上、光を透過させたり反射させたりする光学面に用いられるハードコート膜、帯電防止膜、導電膜、撥水膜、撥膜油等を挙げることができる。
【００８５】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、被成膜体１０は、一例としてメニスカスレンズの場合の例で説明したが、被成膜体１０の形状は、例えば、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等のレンズであってもよいし、レンズ以外の光学素子、例えば、プリズム、ミラー、フィルタ、平行平板などの光学素子も可能である。
また、被成膜体１０は、光学素子以外の部材であってもよい。
また、被成膜体１０の材質は特に限定されず、例えば、ガラス、プラスチック、金属、無機非金属材料、あるいはこれらが複合されたり積層されたりした構成を採用することができる。
【００８６】
また、上記の第４変形例を除く各実施形態および各変形例の説明では、余剰材料保持部の被成膜面に隣接する面が平面であるとして説明したが、例えば、平面部１１ａ等の余剰材料保持部の被成膜面に隣接する面は、薄膜形成材料９が移動可能な傾斜を有する傾斜面で構成されていてもよい。
【００８７】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、被成膜体が、フランジなしの外形を有する場合の例で説明したが、フランジ付きの被成膜体を用いて成膜することも可能である。
フランジ付きの被成膜体では、余剰材料保持部を設けないと、フランジの外縁部に盛り上がり部が形成されるが、余剰材料保持部を設けることで、この盛り上がり部が発生するのを防止することができる。この結果、盛り上がり部が形成される場合に比べて、成膜後のフランジ面の平面度が良好になる。このため、例えば、フランジ面を光軸方向の位置決め面に用いる場合に位置決め精度を向上することができる。
【００８８】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、塗布工程における塗り拡げ方法としてスピンコート法を用いる場合の例で説明した。スピンコート法における薄膜形成材料を塗り広げている力は遠心力である。薄膜形成材料を被成膜面の外方に向かって塗り拡げる力を用いる塗布方法であれば、スピンコート法以外の塗布方法、例えば、空気圧を利用して被成膜体中心部から外周部に向かって送風することで薄膜形成材料を塗り広げる方法や被成膜体外周部からの吸引力を利用して塗り広げる方法などを採用してもよい。
【００８９】
また、上記の実施形態および各変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
【実施例】
【００９０】
次に、上記に説明した各実施形態、および各変形例に対応する実施例について比較例とともに説明する。
図１４は、実施例の被成膜体の形状の一例を示す模式的な断面図である。
【００９１】
実施例１〜５、比較例１〜３の条件および評価結果について下記表２に示す。
【００９２】
【表２】
0005927037.tif 000003
【００９３】
各実施例、各比較例は、被成膜体として、上記の被成膜体１０であるメニスカスレンズ形状のもの（表２における「メニスカス」）と、図１４に示す被成膜体７０の両凸レンズ形状のもの（表２における「両凸」）とを適宜選択して用いた。
被成膜体１０は、外径が３０ｍｍ、第１面１０ａの曲率半径が３０ｍｍ、第２面１０ｂの曲率半径が４０ｍｍである。
被成膜体７０は、外径が１０ｍｍ、第１面７０ａ、第２面１０ｂの曲率半径がいずれも２０ｍｍである。
また、各実施例、各比較例で製造した光学部品は、上記第１の実施形態のように、余剰材料保持部を除去している。
【００９４】
実施例１は、ガラス硝材であるＳ−ＢＳＬ７（商品名；（株）オハラ製）で形成した被成膜体１０の第１面１０ａ（凸面）に、上記第１の実施形態に対応するワックスで成形された余剰材料保持部１１を形成し、３層構成の薄膜を形成したものである。
薄膜の詳細な構成は、被成膜面側から順に第１層、第２層、…として（以下も同様）、第１層が屈折率１．５８、層厚８５ｎｍ、第２層が屈折率１．８５、層厚１４５ｎｍ、第３層が屈折率１．３３、層厚１００ｎｍ、である。
また、余剰材料保持部１１の平面部１１ａの径方向幅Ｌは、０．５ｍｍである。
【００９５】
実施例２は、ガラス硝材であるＳ−ＬＡＨ５８（商品名；（株）オハラ製）で形成した被成膜体１０の第２面１０ｂ（凹面）に、上記第１の実施形態の第１変形例に対応するＵＶ硬化樹脂で成形された余剰材料保持部２１を形成し、４層構成の薄膜を形成したものである。
薄膜の詳細な構成は、第１層が屈折率１．６５、層厚８０ｎｍ、第２層が屈折率１．５８、層厚８５ｎｍ、第３層が屈折率１．８５、層厚１４５ｎｍ、第４層が屈折率１．３３、層厚１００ｎｍ、である。
また、余剰材料保持部２１の平面部１１ａの径方向幅Ｌは、０．５ｍｍである。
【００９６】
実施例３は、ガラス硝材であるＳ−ＢＳＭ１０（商品名；（株）オハラ製）で形成した被成膜体１０の第１面１０ａに、上記第１の実施形態の第３変形例に対応するゴムからなる弾性体によって余剰材料保持部４１を設け、２層構成の薄膜を形成したものである。
薄膜の詳細な構成は、第１層が屈折率１．８５、層厚１４５ｎｍ、第２層が屈折率１．３３、層厚１００ｎｍ、である。
また、余剰材料保持部４１の平面部１１ａの径方向幅Ｌは、１．５ｍｍである。
【００９７】
実施例４は、オレフィン系樹脂であるＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ（商品名；日本ゼオン（株）製）で形成した被成膜体７０の第１面７０ａ、第２面７０ｂ（両面）に、上記第１の実施形態の第２変形例に対応する粘着テープで形成された余剰材料保持部３１を設け、実施例１と同様の３層構成の薄膜を形成したものである。
また、余剰材料保持部３１の平面部１１ａの径方向幅Ｌは、１．０ｍｍである。
【００９８】
実施例５は、ポリカーボネート樹脂であるＳＰ−１５１６（商品名；帝人化成（株）製）で形成した被成膜体７０の第１面７０ａ、第２面７０ｂ（両面）に、上記第１の実施形態の第４変形例に対応する発泡性樹脂で形成された余剰材料保持部５１を設け、実施例３と同様の２層構成の薄膜を形成したものである。
また、余剰材料保持部５１の隣接面部５１ａの径方向幅Ｌは、０．５ｍｍである。
【００９９】
比較例１は、実施例３において、余剰材料保持部４１を設けることなく成膜を行った場合の例である。
比較例２は、実施例４において、余剰材料保持部３１を設けることなく成膜を行った場合の例である。
比較例３は、実施例２において、余剰材料保持部２１を設けることなく成膜を行った場合の例である。
【０１００】
これら、実施例１〜５、比較例１〜３の評価としては、形成された薄膜を光学顕微鏡で観察して、盛り上がり部の径方向幅の最大値を測定した。ただし、比較が容易となるように、実施例、比較例とも、被成膜体１０、７０の側面１０ｃ、７０ｃよりも内周側に侵入した盛り上がり部の径方向の侵入量も併せて示す。
この結果は、上記表２に示すように、実施例１〜５では、図６（ａ）における盛り上がり部の幅ｄが、それぞれ、３００μｍ、３００μｍ、３００μｍ、１０００μｍ、１００μｍであった。これらは、いずれも平面部１１ａ等の径方向幅Ｌより狭かったため、侵入量は０μｍであった。
これに対して、比較例１〜３は、盛り上がり部の幅と侵入量とは同じことになるため、それぞれ、３００μｍ、１０００μｍ、３００μｍになっている。
したがって、実施例１〜５では、被成膜面の全域をレンズ有効領域とすることが可能である。これに対して、比較例１〜３では、レンズ有効領域が盛り上がり部の分だけ減少してしまうため、レンズ有効領域を確保するには、被成膜体の径をその分増やさなくてはならず、レンズが大径化してしまう。
【０１０１】
なお、比較例１、３に比べて,比較例２の盛り上がり部の幅が大きくなっているのは、スピンコート法では、レンズ径が小さいと、同じ回転数でも盛り上がり部の幅が大きくなることを示している。
これに対して、実施例４、５の盛り上がり部の幅と、実施例１〜３の盛り上がり幅と同程度の結果になっており、レンズ外形の相違にかかわらず盛り上がり部の幅を抑制できていることが分かる。
特に、実施例５における幅の測定値が著しく小さいのは、薄膜形成材料が発泡体に吸収されてしまうためであると考えられる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  薄膜製造装置
９  薄膜形成材料
９Ａ、９Ｂ  塗布膜
１０、７０  被成膜体
１０ａ、７０ａ  第１面（被成膜面）
１０ｂ、７０ｂ  第２面（被成膜面）
１０ｃ  側面（被成膜体の外周部）
１０ｄ  平面部（被成膜面）
１０Ａ、１０Ｂ  レンズ（光学部品）
１１、２１、５１  余剰材料保持部
１１ａ、１１ｂ  平面部
１１ｃ、３１ｃ  側面部
１２  被成膜体組立体
１３  成形型
１４  盛り上がり部
１９  薄膜
３１  余剰材料保持部（テープ状部材）
３１ａ、３１ｂ  面状部
４１  余剰材料保持部（伸縮性を有する環状部材）
３２  テープ基材
３３  粘着剤
５１Ａ  発泡性樹脂剤
５１ａ、５１ｂ  隣接面部
５２  樹脂吹き付け器
６０  レンズ鏡枠
Ｍ  成形材料
Ｏ  光軸
Ｐ  回転中心軸線
Ｓ  成形空間
Ｓ１、Ｓ１１  余剰材料保持部付加工程
Ｓ２、Ｓ１２  塗布工程
Ｓ３、Ｓ１３  硬化工程
Ｓ４  余剰材料保持部除去工程
【図１】
0005927037.tif 000004
【図２】
0005927037.tif 000005
【図３】
0005927037.tif 000006
【図４】
0005927037.tif 000007
【図５】
0005927037.tif 000008
【図６】
0005927037.tif 000009
【図７】
0005927037.tif 000010
【図８】
0005927037.tif 000011
【図９】
0005927037.tif 000012
【図１０】
0005927037.tif 000013
【図１１】
0005927037.tif 000014
【図１２】
0005927037.tif 000015
【図１３】
0005927037.tif 000016
【図１４】
0005927037.tif 000017