(57)【要約】  本発明は、コーティング物体を製造するためプラスチック基材のコーティング、そのような方法を実施するための装置、およびその使用に関する。
2005508728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの機能層と、前記機能層と基材との間にある少なくとも１つの中間層と、を有するプラスチック基材のコーティング方法であって、
（１）ＰＥＣＶＤ法によって前記中間層を前記基材に適用する工程であって、前記適用は前記基材に加わるエネルギーが最小限で実施される工程と、
（２）少なくとも１つの機能層を適用する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記中間層および／または少なくとも１つの機能層がＰＩＣＶＤ法によって適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも２つの機能層が前記中間層に適用される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
プラズマ作用の全持続時間が、２つのプラズマインパルスの非作用時間間隔の少なくとも１／１０００であり、前記時間間隔とほぼ等しい、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記プラズマ適用の作用インパルスが０．１〜１０ｍｓの間持続する、請求項２、３、または４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）またはその誘導体、あるいはそれらと実質的に同一のプラスチックを含むプラスチック基材がコーティングされる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記プラズマ作用の場合に、１０ｎｍ／分を超えるコーティング速度が使用される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの機能層と、基材と前記機能層との間にある中間層と、を有するプラスチック基材をコーティングするための装置であって、前記基材表面に加わるエネルギーが最小限で前記中間層を前記基材に適用するためのＰＥＣＶＤ装置を含む装置。
【請求項９】
前記基材表面に加わるエネルギーが最小限で前記中間層を前記基材に適用するためのＰＩＣＶＤ装置を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
プラスチック基材と、中間層と、少なくとも１つの機能層とを含むコーティング物体であって、前記中間層は前記基材と前記機能層との間に配置され、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法を用いて製造可能であるコーティング物体。
【請求項１１】
前記基材が、ＰＭＭＡまたはその誘導体、あるいはそれらと実質的に同一のプラスチックを含む、請求項１０に記載のコーティング物体。
【請求項１２】
ディスプレイのカバープレートを製造するための、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法の使用。
【請求項１３】
光学レンズを製造するための、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法の使用。
【請求項１４】
照明または画像形成の光学系の成分としての、請求項１３に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング物体を製造するためプラスチック基材のコーティング、そのような方法を実施するための装置、およびその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、あらゆる種類および形状の物体に関する。特に、湾曲した物体またはわずかに湾曲した物体が考慮され、例えば眼鏡のレンズが考慮される。また、ディスプレイのカバープレート（例えば移動式無線装置、固定電話装置などに使用される）などの平坦またはほぼ平坦な物体も考慮される。プラスチックとしては、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）およびその誘導体、あるいはそれらと実質的に同一のプラスチックが挙げられる。ＰＭＭＡ自体は様々な分野でよく使用されており、費用対効果が高い。
【０００３】
本発明のコーティングは多重コーティングである。個々の層は、反射防止層または複数の個々の層からなる反射防止層系などの光学機能層であるが、疎水性カバー層、機械的なクリーニングが容易となりうるいわゆるクリーニング層、または耐擦傷層などの特定の機械的性質を有する層の場合もある。いわゆる接着促進層（本明細書では非常に一般的に「中間層」と呼ぶ）は、機能層と基材の間に適用されることが多い。前記中間層は、製品全体の有用性のために特に重要である。具体的には、この層は、基材上の全体の層をまとめて接着させる。中間層は１つの均一な層であってよい。これは複数の層であってもよい。この場合、個々の層は、基材に直接続く層であり有機化合物である前記基材と実質的に同一または類似の層から始まり、次に続く機能層付近の層で、無機化合物である機能層と実質的に同じまたは類似の層まで続くような勾配を形成する。
【０００４】
コーティングされた有機ポリマー製光学成分は、ある範囲の利点を有するため、種々の用途のガラス製成分に取って代わる機会がますます増える。ポリマーは１回の操作で製造することができ、そのため、高価な二次的な仕上を行わなくても高い表面品質が得られる。したがって、大量生産の費用対効果がかなり大きい。さらに、ポリマーは、成形、小型化、および表面の微細構造形成の実現性もより高い。特定の用途ではより軽量のポリマーが好都合である。
【０００５】
光学用途の干渉コーティングを有するポリマー構成要素は、現在はイオンアシスト蒸着によってコーティングされている。この場合では、例えばポリマーは反射防止層系をコーティングすることができる。ガラス基材用に確立されたコーティング方法と比較すると、ポリマーにコーティングする場合にはいくつかの特殊な特徴に注目する必要がある。ポリマーは、基材材料としてのガラス、および一般低な誘電性層材料（ＴｉＯ２やＳｉＯ２など）と熱的性質および機械的性質が実質的に異なるので、基材／層接着および層系の長期安定性に関して非常に用途に依存した要求が生じる。材料選択から、基材の製造、さらには実際のコーティング法までの全体の工程は、これらの要求を考慮して計画する必要がある。非常に高出力の光またはエネルギー密度など、光学系などで発生する大きな交互に変動する熱負荷は、層接着の負荷の限界およびコーティングされた光学ポリマーの寿命を超えることも多い。さらにポリマーは感温性であるため、コーティング中には低い熱負荷のみに曝露することができる。
【０００６】
プラスチック基材の上に層が存在する上記種類の物体を製造するための方法は多数存在する。
【０００７】
（特許文献１）は、単なる無機層、特に無機基材への付着に関する。プラスチック上、すなわち有機基材上への無機層の接着の問題は、この文献には記載されておらず、これに関する解決法も開示されていない。
【０００８】
（特許文献２）には、プラスチック製のマイクロタイタープレートが記載されており、有機溶媒に対するマイクロタイタープレートの耐薬品性を増加させる目的で、ＳｉＯｘＣｙＨｚおよび／またはＴｉＯｘＣｙＨｚから作製された層がマイクロタイタープレートに形成される。しかし、この文献はプラスチック基材上の光学層および耐擦傷層のいずれに関しても関連していない。
【０００９】
（特許文献３）は、特にポリカーボネート上へのバリアコーティングに関する。しかし、光学コーティング、特にＰＭＭＡ上への光学コーティングに関しては記載されていない。
【００１０】
（特許文献４）および（特許文献５）は、ＰＡＣＶＤ法（ＰＡＣＶＤはプラズマアシストＣＶＤ法である）による金属およびプラスチック物体表面へのコーティングに関する。使用されるコーティング条件は比較的激しく、そのため、特に１時間のコーティング時間が必要な場合には基材の損傷が起こり、特にＰＭＭＡの場合には損傷が起こる。
【００１１】
（特許文献６）によると、より優れたコーティングのためには基材は１００℃以上に加熱される。このように基材が熱にさらされることは好ましくなく（特にＰＭＭＡの場合）、基材表面の損傷の原因となる。さらに、この文献によると接着層はＣＶＤ法によっては適用されない。
【００１２】
（特許文献７）には、ＰＭＭＡ基材表面の改質方法が記載されている。この場合、基材表面には保護層が設けられる。その目的は、後に適用される機能層に対する接着性を向上させやすくすることである。前記保護層層の適用は別の方法の工程で構成されるため、より複雑になりコストも増大する。
【００１３】
プラスチック基材に薄層を適用するためのさらに別の方法は、（特許文献８）、（特許文献９）、（特許文献１０）などに記載されている。とくにこの方法は、具体的にはＣＶＤ法またはＰＥＣＶＤ法によって基材に適用される層の接着を含む。（特許文献１１）には、基材、特に湾曲した基材（例えば眼鏡レンズ）のコーティング方法およびコーティング装置が示されており、それらの説明が行われている。
【特許文献１】ＷＯ  ０１／０７６７８  Ａ１号明細書
【特許文献２】ＤＥ  １９７  ４０  ８０６  Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９００，２８５号明細書
【特許文献４】ＥＰ  ０  ７５２  ４８３  Ａ１号明細書
【特許文献５】ＤＥ  １９５  ２３  ４４４  Ａ１号明細書
【特許文献６】ＥＰ  ０  ２８５  ８７０号明細書
【特許文献７】ＤＥ  １９７  ０３  ５３８  Ａ１号明細書
【特許文献８】ＤＥ  ３４  １３  ０１９  Ａ１号明細書
【特許文献９】ＥＰ  ０  ４２２  ３２３  Ａ１号明細書
【特許文献１０】ＤＥ  ４０  ０４  １１６  Ａ１号明細書
【特許文献１１】ＤＥ  １００  １０  ７６６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来実施された方法は満足のいくものではなかった。特にこの場合には、必要な接着性は得られなかった。むしろ、この方法で製造される物体の場合では、前述の中間層の問題があり、そのため全体の層のまとまりは弱くなる。このため、得られた物体は実質的に使用不可能となりうる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
したがって、本発明の目的は、その方法および／または装置を使用することによって、プラスチック基材、特にＰＭＭＡを含む基材に中間層（いわゆる接着促進層）、および少なくとも機能層をコーティング可能となるような方法および装置を明示することである。中間層は基材上に確実に接着することを意図しており、同様に個々の層は、全く分離が起こらないように互いに接着することを意図している。本発明の方法および装置は、費用対効果の高いものとする。この目的は、耐候性および／またはＵＶ抵抗性の製品の製造を容易にすることである。さらに、本発明の目的は、高い費用対効果で、さらに適切であれば耐候性およびＵＶ抵抗性として製造可能であり、基材、中間層、および機能層の間を確実に接着することを特徴とする適切な製品を明示することである。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、光学的機能を有するのに加えて、安定性および層接着における厳しい要求を満たす透明コーティングされた基材を提供すること、ならびに、透明コーティングされた基材を製造するための経済的で環境に優しい方法を提供することである。
【００１７】
これらの目的は、特許請求の範囲に記載される本発明の実施態様によって実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
特に、本発明は、少なくとも１つの機能層と、前記機能層と基材との間にある少なくとも１つの中間層と、を有するプラスチック基材のコーティング方法であって、  
（１）ＰＥＣＶＤ法によって前記中間層を前記基材に適用する工程であって、前記適用は前記基材に加わるエネルギーが最小限で実施される工程と、  
（２）少なくとも１つの機能層を適用する工程と、  
を含む方法に関する。
【００１９】
本発明によると、中間層と、そして好ましくは少なくとも１つの機能層とは、いわゆるＰＥＣＶＤ法（ＰＥＶＣＤ「プラズマ効果化学蒸着」（ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））、すなわちプラズマアシストＣＶＤ法によって適応される。特に好ましくは、すべての層が同じ方法で適用される。
【００２０】
本発明者らは、特に、層を基材に適用するために従来使用されてきたＰＥＣＶＤ法は、適応される層と基材の間の境界面または界面が、この方法によって付与されるエネルギーによって妨害されるか、あるいはその構造が破壊されることに気づいた。このため、基材と境界層の間の接着性が低下する。その結果、 本発明者らは、接着性を向上させるためには、プラズマ放電と関連して付与されるエネルギーを最小限にする必要であることが分かった。このことは、付与されるエネルギーの大きさと、エネルギーが付与される方法との両方が関連する。実際に十分である接着性を得るために付与されるエネルギーの許容される限界値は、実験によって測定することができる。
【００２１】
これらの発見を実施するための２つの重要な方法を以下に示す。
【００２２】
第１に、エネルギーの付与は、プラズマがパルス方式（すなわち、例えば周期的）で使用することで限度内に維持することができ、例えば、間隔は常に同じ場合も、あるいは断続的の場合もあり、この間隔は一定である必要はない。この方法は、本出願人によって導入され、「ＰＩＣＶＤ」法（ＰＩＣＶＤ「プラズマインパルス化学蒸着」ｐｌａｓｍａ  ｉｍｐｕｌｓｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））と呼んだ。上記の操作のパルスモードはこの場合には重要である。これによって、基材に付与されるエネルギーは減少する。同時に、プラズマ処理によって投錨効果が得られる。
【００２３】
このようなＰＩＣＶＤ法では、プラズマ作用の全持続時間は、２つのプラズマインパルスの非作用時間間隔の少なくとも１／１０００であるべきであり、前記時間間隔とほぼ等しくなるべきである。本発明による方法のこの実施態様によると、さらに、好ましくはプラズマ適用の作用インパルスは０．１〜１０ｍｓ持続し、より好ましくは０．５〜５ｍｓ持続する。
【００２４】
第２に、本発明の前記基本概念を実施可能であり、すなわち、基材と適用される層との間の界面に付与されるエネルギーを減少させることが可能であり、特に、ＰＥＣＶＤ法の工程で速いコーティング速度で適用する場合に可能となる。これは、層を迅速に形成可能であることを意味し、これによって可能な最短時間間隔で多くの層物質が適用される。好ましくは、プラズマ作用中、単位時間当たりに適用される層の厚さ（すなわちコーティング速度）は１０ｎｍ／分を超え、より好ましくは１００ｎｍ／分を超える。このような速いコーティング速度は、特に、基材のコーティング開始時に選択すべきである。
【００２５】
上記２つの方法を組み合わせることも可能である。したがって、パルスモードの操作を速いコーティング速度と組み合わせることができる。特に好ましい反応条件はこの方法で実現される。
【００２６】
本発明によると、プラスチック基材がコーティングされる場合、プラスチックは有機ポリマー化合物であると理解される。このようなプラスチックとしては、１００℃以上までのできるだけ高温で安定である高性能プラスチックが考慮される。コーティング作業中に基材温度は低く維持され、好ましくは室温あるいは最高で４０℃までに維持されるので、本発明による方法は、より感熱性の高いプラスチックでも好ましい効果が得られる。
【００２７】
好ましくは透明のプラスチックがコーティングされる。ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルイミド、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、あるいはそれらの混合物またはブレンドなどのプラスチックを例としてあげることができる。
【００２８】
この場合以下の市販のポリマーを使用することができる。ポリメタクリル酸メチル（プレキシグラス（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）（登録商標））、ポリカーボネート（マクロロン（Ｍａｋｒｏｌｏｎ）（登録商標））、シクロオレフィンコポリマー（トパス（Ｔｏｐａｓ）（登録商標）またはゼオネックス（Ｚｅｏｎｅｘ）（登録商標））、ポリエーテルイミド（ウルテム（Ｕｌｔｅｍ）（登録商標））、またはポリエーテルスルホン（ウルトラソン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ）（登録商標））。
【００２９】
特に、最初に本発明を使用して、ＰＭＭＡ（コーティングが困難である）、およびそれらの誘導体、または実質的に同一のプラスチック、例えばアクリル酸およびメタクリル酸のポリマーおよびコポリマー、ならびにポリアクリロニトリルなどのそれらの誘導体、あるいは実質的に同一のプラスチックの上に、ひとまとめの層をコーティングし、非常に高い信頼性で接着することができる。したがって、マイクロメートルまたはサブミクロンの範囲で薄く高品質の層を基材に高い信頼性で結合させることが可能である。
【００３０】
本発明の好ましい改良の１つは、ＣＶＤによって基材に適用される少なくとも１つの層が少なくとも１種類の金属酸化物である透明コーティングされた基材である。金属酸化物は、好ましくは金属Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、またはＮｂの酸化物である。一般にはＳｉは半金属であるが、本発明による方法における金属化合物と同様の挙動を示すため、本発明では金属の群に割り当てている。特に好ましい金属酸化物はＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、またはＮｂ２Ｏ５である。これらの金属酸化物を使用すると、層の接着に関して非常に良好な結果が得られる。
【００３１】
通常は、少なくとも１つのケイ素含有層が常に適用される。ケイ素含有層に好適な有機ケイ素化合物の前駆化合物としては、シラン類、シロキサン類、およびシラザンが挙げられ、例えば、以下の化合物のうちの１つが挙げられる：メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピシラン、フェニルシラン、ヘキサメチルジシラン、１，１，２，２−テトラメチルジシラン、ビス（トリメチルシリル）メタン、ビス（ジメチルシリル）メタン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、エチルメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジベニルテトラメチルジシロキサン、ジビニルヘキサメチルトリシロキサン、およびトリビニルペンタメチルトリシロキサン、１，１，２，２−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、およびヘキサメチルジシラザン。好ましいケイ素化合物は、テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルシラザン、ジメトキシジメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジエトキシジメチルシラン、メチルトリエトキシシラン、トリエトキシビニルシラン、テトラエトキシシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、フェニルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ジエトキシメチルフェニルシラン、トリス（２−メトキシエトキシ）ビニルシラン、フェニルトリエトキシシラン、およびジメトキシジフェニルシランである。
【００３２】
本発明によると、接着促進層として機能するいわゆる「中間層」は、最初に基材に適用される。前記接着促進層は、層系全体の基材への接着を保証するものであるので、製品全体の有用性に関して疑いなく非常に重要である。中間層は１つの均一層であってよい。中間層は多重層であってもよい。このような多重層の場合、個々の層は、基材に直接続く層であり有機化合物である基材と実質的に同一または類似の層から始まり、第１の機能層の手前の層で、無機化合物である機能層と実質的に同じまたは類似の層まで続くような勾配を形成する。この場合、用語「有機化合物」は、実質的な有機化合物、すなわち炭素に富む化合物および／または有機ポリマー化合物などの炭化水素であると理解される。対照的に、「無機化合物」は、例えば金属酸化物などの炭素含有率が低い無機化合物である。中間層の厚さは好ましくは少なくとも１０ｎｍであり、好ましくは少なくとも２００ｎｍあるいは１０００ｎｍである。この層はあらゆる所望の厚さで形成することができるが、２０００ｎｍを超える厚さは、製造時間が延長されるため、もはや経済的ではない。
【００３３】
本発明によると、中間層以外に、基材には少なくとも１つの機能層がコーティングされる。好ましくは少なくとも２つの機能層がコーティングされ、それによって多層系が得られる。
【００３４】
機能層は、例えば、いわゆる光学層（特殊な透明度、特殊な屈折率、特殊な色などの特殊な光学的性質を有する層）、例えば複数の個々の層からなる反射防止層または反射防止層系として適用することができる。
【００３５】
さらに、機能層は、耐擦傷層などの特殊な機械的性質を有する層であってよい。さらに、疎水性カバー層、いわゆるクリーニング層（機械的クリーニングが容易に実施可能）を適用することができる。さらに、このような機能層は、基材にバリア性、耐薬品性、ＵＶ抵抗性、または耐候性を付与することができる。
【００３６】
このような機能層のそれぞれは、例えば層の厚さが０．１μｍ〜５μｍである。しかし、用途に依存するが、ｎｍの範囲の層を適用することもできる。
【００３７】
本発明の方法およびそれを実施するために装置は、特に費用対効果が大きい。その理由は、全体のコーティングは１つの同じ装置で適用可能であることが好ましいからであり、つまり、すべての層が１回の操作で適用可能である。実際的な試験から、これらの層は、ＤＩＮ  ５８  １９６、パート６（Ｐａｒｔ  ６）に準拠した接着テープの接着試験に耐えることが示された。
【００３８】
さらに重要な利点は、耐候性およびＵＶ抵抗性である。基本的にはこれらは実現可能である。したがって、層はＩＳＯ  ９０２２−２に準拠して実施される気候試験に耐え、この後に上述の背着テープ試験に耐える。
【００３９】
本発明は、あらゆる種類のコーティングを適用可能である。層の性質は、使用される原材料、および装置の操作パラメーターによって制御可能である。層の性質は広範囲で変化させることができる。中間層は、複数の層で構成されるいわゆる勾配層が好ましく、この場合、基材付近の層は基材と実質的に同じであり、基材から離れた層は機能層と実質的に同じである。
【００４０】
いわゆる遠隔ＰＥＣＶＤ法または遠隔ＰＩＣＶＤ法を使用する場合にも、本発明を使用することができる。この場合、プラズマスペースとコーティングスペースとは互いに離れていることが知られている。励起種および／または解離種はプラズマスペースからコーティングスペースに送られる。
【実施例１】
【００４１】
図面を参照し詳細に説明しながら、本発明をより詳細に説明する。
【００４２】
さらに本発明は、プラスチック基材と、中間層と、少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の機能層とを含むコーティング物体であって、前記中間層は前記基材と前記機能層との間に配置され、本発明による方法によって製造可能であるコーティング物体に関する。
【００４３】
この場合任意の所望の種類および形状の物体を含むことができる。特に、湾曲した物体またはわずかに湾曲した物体が考慮され、例えば眼鏡のレンズが考慮される。ディスプレイのカバープレート（例えば移動式無線装置、固定電話装置などに使用される）などの平坦またはほぼ平坦な物体も考慮される。
【００４４】
本発明による物体は好ましくは、前述のプラスチックの中の１種をプラスチックとして含み、特に好ましくは、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）およびその誘導体またはそれらと実質的に同一であるプラスチックを含む。
【００４５】
図１は、本発明によりコーティングされた基材の例を示している。基材１が図１に示されている。前記基材には中間層２が適用される。中間層は接着促進剤の機能を有する。本発明による方法で最小限のエネルギー負荷で基材に中間層が適用されるので、中間層は確実に基材上に固定される。中間層２は、個々の層が異なる組成である複数の層で構成されるいわゆる勾配層であってよい。基材１付近の個別の層は基材１と実質的に同じであり、基材から離れたより上部の層は、これに続く層と実質的に同じである。この続く層は機能層３である。機能層は例えば光学機能を発揮する。カバー層４は終端を形成する。
【００４６】
図２に示される装置は以下の成分を有する。
【００４７】
コーティング反応装置２１は基材１を搭載している。マイクロ波ウインドウ２３、マイクロ波導波管２４、ガス入口２５、および基材ホルダー２６が見られる。
【００４８】
図３は、本発明の好ましい実施態様の断面図を示している。接着促進剤の機能を有する中間層３２が基材３１に適用される。次に、第１の機能層として耐擦傷層３３が適用される。耐擦傷層の上には、この実施態様による交互層（例えば全部で６層のＳｉＯ２／ＴｉＯ２層）からなる反射防止層３５が配置される。最後に、カバー層としてクリーニング層３４が配置される。
【００４９】
図３では、基材表面は平面として図示されている。しかし、例えばほとんどの携帯電話のディスプレイは、わずかまたはより大きく湾曲した表面を有する。このような湾曲した表面であっても、本発明の方法によって、基材の片面または両面に均一なコーティングを得ることができる。
【００５０】
図３に示される層構造は、携帯電話ディスプレーなどのディスプレイカバーとして特に好適である。この実施例ではＰＭＭＡは基材として機能する。すべての層は、１回の操作で同じＰＩＣＶＤ装置を使用してＰＩＣＶＤ法によって連続的に適用した。チャンバー内でのプラズマの点火のためのエネルギーは、周波数が通常２．４５ＧＨｚであるマイクロ波の形態で導入した。異なる層は、異なる方法の条件および／またはチャンバーに供給される前駆化合物で作製し、適切であれば酸素および／またはさらに別のキャリアガスまたは反応ガスを併用した。例えば、接着促進層はなお炭素含有率が高く、有機ＰＭＭＡ基材と実質的に同じである。この層はそのポリマーの性質から可撓性である。驚くべきことに、本発明による方法によって、予期せぬことに接着促進層は、他の方法ではコーティングが困難なＰＭＭＡ基材と十分に接着し、この場合には同時に、基材表面には損傷が発生しないことが分かった。この上により炭素含有率が低い耐擦傷層３３が適用され、この層はより硬度が高いことが特徴である。ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）などの同じ有機ケイ素出発化合物を使用してこれらの層３２および３３を形成することが可能であり、無機コーティングを形成するために系には酸素も供給される。方法の条件に依存するが、ＨＭＤＳＯの炭化水素成分を二酸化炭素と水に完全に酸化することによって純粋な無機石英のコーティングが形成され、あるいは不完全な酸化によって炭素含有率の高い有機ポリマー化合物が生成する。この場合このような中間層から耐擦傷層への遷移は、方法の条件を徐々に変化させることによって勾配層として形成させることもできる。ＴｉＣｌ４などの前駆化合物は、ＴｉＯ２層を形成するために、酸素とともに系に導入される。プラズマ放電後のチャンバーに含まれる気体は各インパルス後に交換されることが好ましく、それによってプラズマ自体に勾配は生じない。それによって非常に均一なコーティングを形成することができる。
【００５１】
こうして得られた多層系は、前述したように耐候性であり、接着試験に耐える。
【００５２】
パルス法であるために室温までの非常に低温で作業することも可能であり、これによって基材表面または基材と中間層との間の界面に損傷は生じなかった。さらに、密閉され非常に均一なコーティングを得ることもできた。
【００５３】
図４は、本発明によりコーティングしたＰＭＭＡ基材（右側の画像）をコーティングしていないＰＭＭＡ基材（左側の画像）と比較した写真を示している。これらの基材について、ＤＩＮ  ５８１９６、パート５（Ｐａｒｔ  ５）に準拠し、いわゆるチーズクロスを使用し負荷４５０ｇで１００回表面をこする擦過試験を実施した。コーティングしなかった基材には、こすった跡がはっきり見えるが、本発明によりコーティングした基材表面には損傷が見られない。
【００５４】
図５は、ＰＭＭＡ表面上における、前の実施例に含まれる反射防止層の反射防止性を示している。コーティングしていないＰＭＭＡではベースラインの反射が約７％であるが、本発明のコーティングを行った基材の反射は可視光領域で実質的により低い。
【００５５】
本発明は、有機ポリマー基材と、基材の少なくとも一方の面上にＣＶＤにより適用される少なくとも１つの誘電性層とを含む透明コーティングされた基材にも関する。
【００５６】
ポリマー基材は、パルスプラズマアシストＣＶＤ法（ＰＩＣＶＤ）によってコーティングされることが好ましい。この場合、プラズマはマイクロ波の放射線によって発生されるこの方法は次の利点を有する。  
（ｉ）インパルスのサイクロおよびプラズマに加えられるインパルス力を適切に選択することによって、コーティング中のポリマー基材の熱への曝露をごくわずかに維持することができ、同時に付着した層の品質および接着性を高めることができる。  
（ｉｉ）プラズマパルスのパラメーター以外に、この方法は、安定性への要求を考慮して連続的に適用される層の性質に特異的で最適な影響を与えることが可能なある範囲のさらなる自由度が得られる。
【００５７】
本発明の好ましい改良は、透明コーティングされた基材であって、有機ポリマー基材が、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリメタクリル酸メチル、環状オレフィン、またはオレフィンコポリマー、あるいはそれらの混合物またはブレンド、あるいは少なくとも１種類の熱可塑性非晶質樹脂などの少なくとも１種類のポリマーを含む。
【００５８】
この場合、市販のポリマーの、 ポリカーボネート（マクロロン（Ｍａｋｒｏｌｏｎ）（登録商標））、シクロオレフィンコポリマー（トパス（Ｔｏｐａｓ）（登録商標）またはゼオネックス（Ｚｅｏｎｅｘ）（登録商標））、ポリエーテルイミド（ウルテム（Ｕｌｔｅｍ）（登録商標））、またはポリエーテルスルホン（ウルトラソン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ）（登録商標））を使用することができる。
【００５９】
本発明のさらに好ましい改良は、少なくとも１種類の金属酸化物の少なくとも１つの層がＣＶＤによって基材に適用される透明コーティングされた基材である。金属酸化物は、好ましくは金属Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、またはＮｂの酸化物である。特に好ましい金属酸化物はＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、またはＮｂ２Ｏ５である。これらの金属酸化物を使用すると、層の接着に関して非常に良好な結果が得られる。
【００６０】
本発明のさらに好ましい改良は、透明コーティングされた基材であって、基材上の層は任意に中間層を含み、その上に反射防止層が存在し、任意にその上にカバー層が存在し、中間層、反射防止層、およびカバー層は少なくとも１つの層を含む基材である。。好都合にはこれらすべての層が１つの方法で適用される。
【００６１】
本発明のさらに好ましい改良は、透明コーティングされた基材であって、中間層の厚さが１０μｍまでであり、反射防止層の厚さが５０ｎｍ〜１μｍであり、カバー層の厚さが０〜１μｍである基材である。層の接着に関してはこれらの層の厚さで非常に良好な結果が得られる。
【００６２】
本発明により透明コーティングされた基材は、平面、平凸、両凸、平凹、両凹、凹凸、または任意の所望の非球面形状を有する。
【００６３】
本発明によると、ＣＶＤ、好ましくはＰＩＣＶＤまたはＰＥＣＶＤによって、透明基材上に任意に中間層、その上に反射防止層、任意にその上にカバー層が適用される透明コーティングされた基材の製造方法が提供される。
【００６４】
本発明により、透明コーティングされた基材の光学レンズとしての使用が提供される。さらに、本発明により、照明または画像形成の光学系の成分としての透明コーティングされた基材の使用が提供される。本発明による光学系は、非常に良好な光学的性質を有し、濁度および層の接着に関する要求を満たす。
【００６５】
本発明のこの実施態様を、さらに実施例を参照しながらより詳細に説明する。
【実施例２】
【００６６】
トパス（Ｔｏｐａｓ）６０１５（登録商標）材料から作製したレンズを、特殊な試料ホルダーを有するコーティング反応装置に入れた。圧力を１ｍｂａｒ程度まで減圧した後、基材表面を活性化させるために短時間のプラズマ予備処理を行った。続いて、レンズ上に中間層を蒸着させ、その上に、低屈折率層材料としてのＳｉＯ２と高屈折率層材料としてのＴｉＯ２とを有する４層からなる１組の反射防止層を蒸着させた。この場合、プラズマパルスの占有率は約５％であった。コーティング中の基材温度は３０℃であった。分光透過能の測定以外に、コーティングしたレンズについて以下の試験を実施した。
【００６７】
（ｉ）テープ試験（接着テープ試験）、  
（ｉｉ）２．５時間の滞留時間で２０℃と８５℃の間の温度でゆっくり変化させる（５サイクル）、  
（ｉｉｉ）一定気候条件、５５℃、相対湿度１００％で１６時間。
【００６８】
テープ試験後に層全体の層間剥離は起こらなかった。同様に、温度変化試験および一定気候試験後に層間剥離は見られなかった。コーティングされたレンズは、一定の光沢を示した。亀裂や濁りなどのコーティングの欠陥構造は見られなかった。結果として、温度変化試験および一定気候試験後に、光学スペクトル測定に変化は生じなかった。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による物体の断面斜視図を示している。
【図２】基材をコーティングするための装置の概略図を示している。
【図３】本発明の好ましい実施態様の概略図を示している。
【図４】本発明によるコーティングされた基材の耐擦傷性試験を示している。
【図５】本発明によりコーティングされた基材の反射防止性を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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