(57)【要約】【課題】高温領域においても無機膜が損傷および剥離しない光学部品を提供する。【解決手段】本発明に係る光学部品１は、樹脂基板２と、樹脂基板２上に設けられたバインダー層３と、バインダー層３上に設けられた光学薄膜層４とを備えており、バインダー層３の熱膨張係数は、樹脂基板２の熱膨張係数よりも小さく、光学薄膜層４の熱膨張係数よりも大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基板と、
上記樹脂基板上に設けられた中間層と、
上記中間層上に設けられた無機膜層とを備えており、
上記中間層の熱膨張係数は、上記樹脂基板の熱膨張係数よりも小さく、上記無機膜層の熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする光学部品。
【請求項２】
上記中間層の熱膨張係数は、１０−６〜１０−４／Ｋの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
上記中間層は、樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載の光学部品。
【請求項４】
上記樹脂は、リフロー処理を施される光学部品に要求される耐熱温度以上のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の光学部品。
【請求項５】
上記樹脂は、物理的な作用により硬化する硬化性樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の光学部品。
【請求項６】
上記中間層は、互いに熱膨張係数の異なる中間層形成膜を積層してなる多層膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学部品。
【請求項７】
上記中間層形成膜の熱膨張係数は、上記無機膜層に近い膜ほど小さくなることを特徴とする請求項６に記載の光学部品。
【請求項８】
上記中間層形成膜は、上記樹脂基板を表面処理することによって形成される樹脂変性膜であることを特徴とする請求項６または７に記載の光学部品。
【請求項９】
上記中間層の上記樹脂基板と接触する面の形状と、上記無機膜層と接触する面の形状とが異なる形状であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１０】
上記熱可塑性樹脂は、ポリイミド系樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の光学部品。
【請求項１１】
上記樹脂基板は、シリコン系樹脂からなることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１２】
樹脂基板と、上記樹脂基板上に設けられた中間層と、上記中間層上に設けられた無機膜層とを備えた光学部品の製造方法であって、
上記中間層の熱膨張係数が、上記樹脂基板の熱膨張係数よりも小さく、上記無機膜層の熱膨張係数よりも大きくなるように上記樹脂基板の表面に中間層を形成する中間層形成工程を含むことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１３】
上記中間層形成工程は、上記樹脂基板の表面改質であることを特徴とする請求項１２に記載の製造方法
【請求項１４】
上記中間層形成工程は、少なくとも２回行うことを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
上記中間層形成工程は、互いに異なる処理強度で行う少なくとも２段階の処理であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
上記中間層形成工程は、酸素プラズマを用いた処理であることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度などの環境変化による耐久性を向上した光学部品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信、光情報処理、メガネレンズ、カメラ、およびプロジェクターなどに用いられる光学部品は、一般的に、１．４〜１．６程度の屈折率を有している。そのため、空気中で使用する場合には、空気の屈折率（１．０）との差から、光学部品界面において表面反射が引き起こされる。この表面反射率は、わずか数％ではあるが、例えば、カメラなどの複数のレンズを並べて使用する装置の場合には、その界面の数だけ表面反射率が増加することになる。結果として、光学部品表面における表面反射は、光量の低下およびゴーストの発生を引き起こす要因となる。
【０００３】
そのため、光学部品表面には、表面反射率を低下させるための反射防止膜が形成されている。一般的に、反射防止膜は、多層からなる無機膜である。
【０００４】
近年、例えばプラスチックなど、樹脂からなる成形体は、軽量であり、易加工性および耐衝撃性などの長所を多く有していることから、光学部品としても多量に使用されている。
【０００５】
しかし、樹脂からなる成形体を用いた光学部品の表面に反射防止膜を形成すると、加熱時に反射防止膜の損傷および剥離が生じる。これは、一般的な樹脂の熱膨張係数と無機物質の熱膨張係数との間に大きな差があるためである。
【０００６】
一般的に、無機物質の熱膨張係数が１０−５／Ｋ程度であるのに対し、有機物質の熱膨張係数は１０−４／Ｋ程度である。そのため、樹脂と反射防止膜とが直接接着されている光学部品の場合、その接着界面において熱膨張係数に約１０倍の差が生じることになる。したがって、樹脂と反射防止膜とが直接接着されている光学部品を加熱した場合には、樹脂の膨張に対する反射防止膜の膨張が追いつかず、反射防止膜の損傷および剥離が引き起こされる。
【０００７】
この問題を解決するために、樹脂からなる成形体を用いた光学部品では、樹脂と反射防止膜との間に密着改善層を形成し、反射防止膜の密着性および耐久性を向上させている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、樹脂上に樹脂と密着性の良い半金属・半導体膜を形成し、さらにその上に反射防止膜（一般的には無機膜）と密着性の良い半金属・半導体膜の酸化膜を形成することにより反射防止膜の密着性および耐久性を向上させている。
【０００８】
また、特許文献２には、基板上にプライマー層を形成し、プライマー層上にハードコート層を形成し、ハードコート層上に反射防止膜を形成した光学製品が開示されている。この光学製品のハードコート層は、その内部の熱膨張係数が基板側から反射防止膜側に向かって小さくなるように変化させている。これにより、基板と反射防止膜との熱膨張係数の差異により発生する反射防止膜のクラック、破損、または破断を防止している。
【特許文献１】特開２００４−８５６４３号公報（２００４年３月１８日公開）
【特許文献２】特開２００７−１５６３４２号公報（２００７年６月２１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電子デバイスに用いられる光学部品の製造工程のひとつに、はんだリフロー処理（以下、単にリフロー処理とも称する）がある。リフロー処理について説明する。まず、プリント配線基板上で電子部品を接続する箇所にあらかじめはんだボールを配置する。そこに電子部品を配置してから加熱し、はんだボールを溶融させる。その後、はんだを冷却することによって、電子部品は、所定位置にはんだ付けされる。
【００１０】
上述したようなリフロー処理は、大量生産時に好適に用いることができる。これは、リフロー処理を用いて電子部品を接続することによって、電子部品のプリント配線基板への実装コストを安価とすることができるとともに、製造品質を一定に保つことができるからである。
【００１１】
このようなリフロー処理では、処理温度が２５０℃以上となる場合が多い。したがって、光学部品をリフロー処理する場合、光学部品には、２５０℃以上の温度に対する耐熱性が必要となる。
【００１２】
しかし、リフロー処理のような高温条件下においては、光学部品における樹脂と反射防止膜との熱膨張係数の差がより一層大きくなるため、反射防止膜の損傷および剥離が引き起こされやすい。特許文献１では、樹脂と密着改善層および無機膜と密着改善層との密着性を膜の性質を利用して向上させたのみであるため、熱膨張係数の差が大きくなると、反射防止膜の損傷および剥離を完全に防ぐことができないという問題を有している。
【００１３】
特許文献２では、１８０℃より高い温度ではプラスチックレンズの基板が変形してしまうため、２５０℃以上の温度で処理を行うことはできない。すなわち、特許文献２に記載の光学製品では、２５０℃以上の処理温度における反射防止膜のクラック、破損、または破断を防止するような対策がなされていないため、電子デバイスに用いられる光学部品に適用することはできない問題を有している。
【００１４】
また、特許文献２では、ハードコート層一層の中で熱膨張係数分布を設けているため、ハードコート層をＣＶＤ（化学的気相成長）法により作製しなければならない。しかし、ＣＶＤ法などの乾式法では、膜作製時に真空条件が必要であるなど、製造装置の大型化、および作業時間の長時間化が伴う。また、ＣＶＤ装置導入のためのコストも高額である。さらに、乾式法では、ハードコート膜を任意の形状とすることが不可能であるという問題を有している。
【００１５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、高温領域においても無機膜が損傷および剥離しない、すなわち高温領域における耐久性を向上させた光学部品およびその製造方法を提供することにある。
【００１６】
また、本発明は、樹脂基板の表面と無機膜層の表面との形状が異なるような形状の光学部品の高温領域における耐久性の向上もその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の光学部品は、上記課題を解決するために、樹脂基板と、上記樹脂基板上に設けられた中間層と、上記中間層上に設けられた無機膜層とを備えており、上記中間層の熱膨張係数は、上記樹脂基板の熱膨張係数よりも小さく、上記無機膜層の熱膨張係数よりも大きいことを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、本発明に係る光学部品は、樹脂基板の熱膨張係数よりも小さく、無機膜層の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する中間層を備えている。これによって、加熱時における中間層の熱膨張は、樹脂基板の熱膨張よりも小さく、無機膜層の熱膨張よりも大きくなる。
【００１９】
したがって、中間層は、樹脂基板と無機膜層とが直接接着されている場合と比較して、加熱による樹脂基板と無機膜層との熱膨張の差を緩和することができる。これによって、樹脂基板の熱膨張に対して無機膜層の熱膨張が追いつかず、熱応力により無機膜層が損傷および剥離することを防止できるため、光学部品の高温領域における耐久性、例えばリフロー処理のような２５０℃以上の高温に曝された際の耐熱性を向上することができる効果を奏する。
【００２０】
また、本発明に係る光学部品では、さらに、上記中間層の熱膨張係数は、１０−６〜１０−４／Ｋの範囲であることが好ましい。
【００２１】
中間層の熱膨張係数を上記範囲内とすることによって、一般的な無機膜層の熱膨張係数である１．０×１０−６／Ｋよりも大きく、かつ一般的な樹脂基板の熱膨張係数である２．０×１０−４／Ｋよりも小さくなるように中間層を形成することができる。これによって、熱応力により無機膜層が損傷および剥離することを防止できるため、光学部品の高温領域における耐久性を向上させることができる効果を奏する。
【００２２】
例えば、一般的な無機膜層の構成物質であるＳｉＯ２の熱膨張係数（線膨張係数）は０．５４×１０−６／Ｋであり、一般的な耐熱光学材料である透明シリコーン樹脂の熱膨張係数（線膨張係数）は２．０×１０−４／Ｋである。したがって、中間層の熱膨張係数（線膨張係数）は、０．５４×１０−６／Ｋよりも大きく、２．０×１０−４／Ｋよりも小さくなるように形成すればよい。
【００２３】
また、本発明に係る光学部品では、さらに、上記中間層は、樹脂からなることが好ましい。
【００２４】
中間層を樹脂膜とすることによって、光学部品全体を軽量化することができる効果を奏する。
【００２５】
また、本発明に係る光学部品では、さらに、上記樹脂は、リフロー処理の施される光学部品に要求される耐熱温度以上のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂であることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、樹脂のガラス転移温度以下の温度域であれば、中間層の形状の変形を防止することができる効果を奏する。また、熱可塑性樹脂は、高分子反応を伴わずに成膜することができる。これによって、中間層の材料物性、材料強度、および材料の光学特性などを安定させることができる効果を奏する。
【００２７】
さらに、中間層を形成する際に金型を用いて形成することにより、金型形状に中間層を形成することができる。したがって、中間層を形成する際の金型の形状を様々変化させることによって、任意の形状の中間層を形成することができる効果を奏する。
【００２８】
また、本発明に係る光学部品では、さらに、上記樹脂は、物理的な作用により硬化する硬化性樹脂であることが好ましい。
【００２９】
光、熱または電子線などの物理的な作用により硬化する硬化性樹脂は、一度硬化処理が施されると、一定温度以上の高温になっても熱可塑性樹脂とは異なり軟化しない。すなわち、硬化処理が行われて固体化されれば幾何学的形状を維持することができるため、高温領域においても中間層の形状を維持することができる効果を奏する。
【００３０】
また、上述した熱可塑性樹脂と同様に、中間層を形成する際の金型の形状を様々変化させることによって、任意の形状の中間層を形成することができる効果を奏する。
【００３１】
また、本発明に係る光学部品では、さらに、互いに熱膨張係数の異なる中間層形成膜を積層してなることが好ましい。
【００３２】
上記の構成によれば、中間層を多層膜として構成することができるため、様々な熱膨張係数を有する複数の膜を中間層として用いることができる。これによって、中間層内において、熱膨張係数の分布を形成することができる効果を奏する。
【００３３】
また、本発明に係る光学部品では、さらに、上記中間層形成膜の熱膨張係数は、上記無機膜層に近い膜ほど小さくなることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、中間層形成膜の熱膨張係数の分布は、樹脂基板側から無機膜層側へと徐々に小さくなっている。これによって、樹脂基板と中間層および中間層と無機膜層との間の熱膨張係数の差をより小さくすることができる。すなわち、加熱時における各層の熱膨張の差を小さくすることができる。
【００３５】
したがって、加熱時における熱膨張の差により無機膜層が損傷および剥離することを防ぐことができるため、高温領域における光学部品の耐久性をより一層向上させることができる効果を奏する。
【００３６】
また、本発明に係る光学部品では、さらに、上記中間層形成膜は、上記樹脂基板を表面処理することによって形成される樹脂変性膜であることが好ましい。
【００３７】
上記構成によれば、中間層形成膜は、樹脂基板を表面処理することによって形成される。したがって、中間層を樹脂基板上に別途形成する必要がないため、光学部品の製造を容易なものとすることができる効果を奏する。
【００３８】
また、本発明に係る光学部品では、さらに、上記中間層の上記樹脂基板と接触する面の形状と、上記無機膜層と接触する面の形状とが異なる形状であることが好ましい。
【００３９】
基板表面の形状と光学部品最表面の形状とを異なる形状とすることにより、例えば光学レンズなどのような複雑な形状を簡単に、かつ、安価に作製することができる効果を奏する。
【００４０】
また、例えば樹脂レンズ同士の張り合わせレンズを作製することができる。このような張り合わせレンズは、色消しレンズ等として用いることができる。
【００４１】
また、本発明に係る光学部品では、さらに、上記熱可塑性樹脂は、ポリイミド系樹脂であることが好ましい。
【００４２】
これによって、例えば、２５０℃以上の高温域であっても中間層の形状を維持することができる効果を奏する。
【００４３】
また、本発明に係る光学部品では、さらに、上記樹脂基板は、シリコン系樹脂からなることが好ましい。
【００４４】
上記の構成によれば、樹脂基板に耐熱性を有するシリコン系樹脂を用いることによって、例えば、リフロー処理のような２５０℃以上の高温条件下においても十分に耐熱性を有する光学部品とすることができる効果を奏する。
【００４５】
本発明に係る光学部品の製造方法は、樹脂基板と、上記樹脂基板上に設けられた中間層と、上記中間層上に設けられた無機膜層とを備えた光学部品の製造方法であって、上記中間層の熱膨張係数が、上記樹脂基板の熱膨張係数よりも小さく、上記無機膜層の熱膨張係数よりも大きくなるように上記樹脂基板の表面に異なる組成の中間層を形成工程を含むことを特徴としている。
【００４６】
上記の構成によれば、本発明に係る光学部品と同様の作用効果を奏する。
【００４７】
また、本発明に係る光学部品の製造方法では、さらに、上記中間層形成工程は、上記樹脂基板の表面改質であることが好ましい。
【００４８】
上記の構成によれば、樹脂基板を表面改質することによって、樹脂基板の熱膨張係数よりも小さく、無機膜層の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する中間層を形成することができる。これによって、中間層を別途形成する必要がないため、光学部品の製造工程を簡略化することができる効果を奏する。
【００４９】
また、本発明に係る光学部品の製造方法では、さらに、上記中間層形成工程は、少なくとも２回行われることが好ましい。
【００５０】
上記の構成によれば、熱膨張係数が徐々に変化する中間層を容易に形成することができる。これによって、樹脂基板側の中間層と光学薄膜側の中間層との熱膨張係数の差をより強調した中間層を形成することができる効果を奏する。
【００５１】
また、本発明に係る光学部品の製造方法では、さらに、上記中間層形成工程が、互いに異なる処理強度で行う少なくとも２段階の処理からなることが好ましい。
【００５２】
上記の構成によれば、樹脂基板に対する表面処理の処理強度を変更することによって、表面処理の処理深さを変更することができる。これによって、樹脂基板側の中間層では、強度の減衰した表面処理が行われるのに対し、光学薄膜側の中間層では、強度がほとんど減衰していない表面処理が行われる。
【００５３】
したがって、樹脂基板側の中間層と光学薄膜側の中間層との熱膨張係数の差をより一層強調した中間層を形成することができる効果を奏する。
【００５４】
また、本発明に係る光学部品の製造方法では、さらに、上記中間層形成工程が、酸素プラズマを用いた処理であることが好ましい。
【００５５】
上記の構成によれば、酸化性ガス雰囲気で表面処理することによって、樹脂基板表面を酸化することができる。これによって、硬度が高く、熱膨張係数の低い中間層を形成することができる効果を奏する。
【発明の効果】
【００５６】
本発明に係る光学部品は、以上のように、樹脂基板よりも小さく、無機膜層よりも大きい熱膨張係数を有する中間層を備えている。すなわち、中間層の熱膨張係数は、樹脂基板よりも小さく、無機膜層よりも大きいため、樹脂基板と無機膜層とが直接接着されている場合と比較して、加熱時における樹脂基板と無機膜層との熱膨張の差を小さくすることができる。
【００５７】
これによって、樹脂基板の熱膨張に対する無機膜層の熱膨張が追いつかず、熱応力により無機膜層が損傷および剥離することを防ぐことができる。したがって、光学部品の高温領域における耐久性、例えばリフロー処理において２５０℃以上の温度に曝された際の耐熱性を向上させることができる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
〔実施形態１〕
本発明の光学部品に係る一実施形態について、図１〜図３を参照して以下に説明する。
【００５９】
（光学部品１の構成）
光学部品１の構成について、図１を参照して以下に説明する。図１は、本実施形態に係る光学部品１の概略断面図である。
【００６０】
図１に示すように、光学部品１は、樹脂基板２と、樹脂基板２上に設けられたバインダー層３（中間層）と、バインダー層３上にさらに設けられた光学薄膜層４（無機膜層）とを備えている。本実施形態では、光学部品１を構成する樹脂基板２、バインダー層３、および光学薄膜４を順にそれぞれ詳述する。
【００６１】
（樹脂基板２）
樹脂基板２の材質は、一般的に用いられる光学樹脂であれば、特に限定されるものではなく、樹脂の性質も熱可塑性または硬化性樹脂のどちらでもよいが、シリコン系熱硬化性樹脂またはエポキシ樹脂であることが好ましい。もちろん、それらの樹脂に種々の添加物を添加してもよい。樹脂基板２を上述したような樹脂とすることによって、２５０℃以上の高温においても十分な耐熱性を有する光学部品１を製造することができる。
【００６２】
なお、樹脂基板２は、バインダー層３および光学薄膜層４を積層することができ、かつ積層したバインダー層３および光学薄膜層４を変形させることなく保持できれば、その形状は特に限定されるものではない。
【００６３】
（バインダー層３）
バインダー層３は、樹脂基板２の熱膨張係数よりも大きく、光学薄膜層４の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する膜からなる中間層である。バインダー層３の熱膨張係数は、上記の範囲となる数値であれば特に限定されるものではないが、一般的には１０−６〜１０−４／Ｋの範囲であることが好ましい。これは、一般的な無機膜層の熱膨張係数が１．０×１０−６／Ｋ程度であり、また一般的な樹脂基板の熱膨張係数が２．０×１０−４／Ｋ程度であるからである。
【００６４】
なお、バインダー層３の熱膨張係数は、樹脂基板２の熱膨張係数に対して０．００５〜０．５倍の範囲であることが好ましいと言い換えることもできる。
【００６５】
上記範囲内の熱膨張係数を有するバインダー層３を備えていることによって、樹脂基板２と光学薄膜層４との熱膨張の差を緩和することができる。すなわち、バインダー層３が、樹脂基板２および光学薄膜層４の熱膨張による変形を緩衝する役割を果たす。これによって、樹脂基板２の熱膨張に対して光学薄膜層４の熱膨張が追いつかず、熱応力により光学薄膜４が損傷および剥離することを防ぐことができる。
【００６６】
また、バインダー層３を構成する膜の材質は、上記範囲内の熱膨張係数を有する膜を形成できる材質であれば、特に限定されるものではなく、有機化合物であってもよく、また無機化合物であってもよい。
【００６７】
バインダー層３の層厚は、バインダー層３を形成することができる層厚であれば、特に限定されるものではない。例えば、光学的に透明となるようにバインダー層を形成する場合には、バインダー層３の層厚を８００ｎｍ以下とすることが好ましい。また、樹脂基板３と光学薄膜層４との熱膨張差が大きく熱膨張による変形を効果的に緩衝したい場合には、バインダー層３の膜厚を１μｍ以上とすることが好ましい。なお、バインダー層３の層厚の下限値に関しては、層厚が０．１ｎｍ以下である場合には、バインダー層３を形成することが非常に困難となるため、バインダー層３の層厚は０．１ｎｍ以上であることが好ましい。
【００６８】
また、バインダー層３は、光学薄膜層４を積層することができ、かつ積層した光学薄膜層４を変形させることなく保持できれば、その形状は特に限定されるものではない。
【００６９】
（光学薄膜層４）
光学薄膜層４は、光学部品１の表面反射による反射を防止する反射防止膜であれば特に限定されるものではないが、無機膜からなることが好ましい。なお、反射防止膜は、多層膜干渉を用いる多層膜であってもよいし、光学部品と空気との界面に低屈折率の膜を作製する手法であってもよい。
【００７０】
光学薄膜層４として用いることができる無機膜として、シリコン酸化膜、アルミニウム酸化膜、ジルコニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、およびチタンニオブ酸化膜などを挙げることができる。なお、シリコン酸化膜は低屈折率材料として、アルミニウム酸化膜およびジルコニウム酸化膜は中間屈折率材料として、チタン酸化膜、タンタル酸化膜およびチタンニオブ酸化膜は高屈折率材料として用いられる。
【００７１】
光学薄膜４が多層膜である場合については、本発明の特徴点に関わるため、後で詳述する。
【００７２】
（光学部品１の変形例）
光学部品１の変形例について、図２および図３を参照して以下に説明する。図２は、光学部品１の変形例を示した概略断面図であり、図３は、光学部品１のさらに他の変形例を示した概略断面図である。
【００７３】
光学部品１では、図２に示すように、バインダー層３を中間層形成膜からなる多層膜としてもよい。バインダー層３を多層膜とする場合には、互いに熱膨張係数の異なる中間層形成膜となるように膜の材質を選択することが好ましい。
【００７４】
さらに、バインダー層３の中でも最も樹脂基板に近い膜（以下、樹脂基板側中間層形成膜５とも称する）が、樹脂基板２の熱膨張係数に近い値となるように、最も光学薄膜層４に近い膜（以下、光学薄膜側中間層形成膜６とも称する）が、光学薄膜層４の熱膨張係数に近い値となるように膜の材質を選択することがより好ましい。すなわち、樹脂基板側中間層形成膜５から光学薄膜側中間層形成膜６へと、徐々に熱膨張係数が減少するように膜の材質を選択することがより好ましい。
【００７５】
これによって、バインダー層３の内部に、樹脂基板側中間層形成膜５から光学薄膜側中間層形成膜６へと徐々に熱膨張係数が減少するような熱膨張係数の分布を形成することができる。したがって、樹脂基板２と光学薄膜層４との熱膨張の差をより一層緩和することができるため、加熱時における光学薄膜層４の損傷および剥離をより一層防止することができる。
【００７６】
また、図３に示すように、光学薄膜層４を多層膜からなる層としてもよい。光学薄膜層４を多層膜とする場合には、上述した低屈折率材料、中間屈折率材料、および高屈折率材料のうち少なくとも２種類から選択した膜を積層することが好ましい。例えば、光学薄膜層４としてシリコン酸化膜（低屈折率材料）とチタン酸化膜（高屈折率材料）とを用いた場合、シリコン酸化膜とチタン酸化膜とを交互に積層することが好ましい。すなわち、図３中の膜９および１１（または、膜８および１０）がシリコン酸化膜ならなる膜であり、膜８および１０（または膜９および１１）がチタン酸化膜からなる膜である。光学薄膜層４を多層膜として形成することによって、光学部品１の表面反射による反射をより一層効果的に防止することができる。
【００７７】
〔実施形態２〕
実施形態１に係る光学部品１を製造する製造方法について、実施形態２として以下に説明する。なお、実施形態１と同様の部材に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７８】
（光学部品１の製造方法）
光学部品１の製造方法は、以下の３つの工程に大別することができる；
（１）樹脂基板２形成工程
（２）バインダー層３形成工程
（３）光学薄膜４形成工程
以下に、これら３つの工程についてそれぞれ説明する。
【００７９】
（樹脂基板２形成工程）
樹脂基板２形成工程は、射出成形などを用いて、レンズ形状などの所望の形状となるように樹脂基板２を形成する工程である。樹脂基板２の形成方法は、射出成形に限られたものではなく、その他の方法であってもよい。その他の方法としては、例えば、パターン転写などを挙げることができる。
【００８０】
（バインダー層３形成工程）
次に、バインダー層３形成工程において、樹脂基板２上にバインダー層３を形成する。バインダー層３形成工程は、バインダー層３の材質に応じて適宜選択することが好ましい。
【００８１】
具体的には、バインダー層３が無機膜である場合には、真空蒸着およびスパッタ法などを用いることが好ましい。また、バインダー層３が有機膜である場合には、スピンコートおよびディップコートなどによって有機膜形成用組成物を樹脂基板２上に塗布した後、塗布した有機膜形成用組成物を加熱硬化または紫外線硬化することによって成膜することが好ましい。
【００８２】
バインダー層３を多層膜とする場合には、所望の膜数となるまで、バインダー層３形成工程を繰り返し行う。
【００８３】
また、樹脂基板２とバインダー層３との接着性が悪い場合には、バインダー層３を形成する前にあらかじめ樹脂基板２の表面状態を処理しておくことが好ましい。具体的には、処理方法として、シランカップリング剤をコートするなどの湿式処理、およびプラズマ処理またはオゾン処理などの乾式処理を選択することができる。
【００８４】
また、バインダー層３形成工程として表面処理工程を用いてもよい。表面処理工程については、後で詳述する。
【００８５】
（光学薄膜４形成工程）
最後に、光学薄膜３形成工程において、光学薄膜層４をバインダー層３上に形成する。光学薄膜層４の形成は、真空蒸着およびスパッタ法などの従来公知の無機膜形成方法を用いることができる。
【００８６】
光学薄膜４を多層膜とする場合には、所望の膜数となるまで光学薄膜４形成工程を繰り返し行う。
【００８７】
（表面処理工程について）
次に、バインダー層３形成工程の一方法である表面処理工程について、詳細に説明する。表面処理工程とは、樹脂基板２を表面処理することにより樹脂基板２表面を改質させ、樹脂変性膜を形成させる工程であり、表面処理によって形成される樹脂変性膜がバインダー層３となる。
【００８８】
なお、本実施形態では、樹脂基板２としてシリコン系熱硬化性樹脂を用い、表面処理として酸素プラズマ処理を選択した場合を例に挙げて説明する。
【００８９】
ここで、本明細書等における「プラズマ処理」とは、樹脂を構成する高分子の基本的な性能を阻害することなく表面層のみを改質することができる処理である。例えば、酸素のような酸化性ガス雰囲気下においてプラズマ処理（以下、酸素プラズマ処理と称する）を行うと、樹脂表面のみに酸化反応を引き起こすことができる。
【００９０】
（酸素プラズマ処理よるシリコン系熱硬化樹脂の構造変化）
以下に、酸素プラズマ処理を行ったときのシリコン系熱硬化性樹脂における構造の変化について詳細に説明する。
【００９１】
一般的なシリコン系熱硬化性樹脂は、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ結合）を主骨格とするポリシロキサン系樹脂である。シロキサン結合を有するシリコン系熱硬化性樹脂に対して酸素プラズマ処理を行うと、シロキサン結合が酸化されるため、シリコン原子の周りをより多くの酸素原子が取り囲む構造に変化する。
【００９２】
具体的には、下記式（１）が酸化されることによって、下記式（２）から（４）へと構造が変化する；
（１）Ｒ３ＳｉＯ１／２（Ｒは１価の置換基を示す）
（２）Ｒ２ＳｉＯ２／２（Ｒは１価の置換基を示す）
（３）Ｒ１ＳｉＯ３／２（Ｒは１価の置換基を示す）
（４）ＳｉＯ４／２（Ｒは１価の置換基を示す）
上記式（１）の構造を有する樹脂は柔らかく、酸化がすすむにつれ、すなわち（２）から（４）へと構造が変化するにつれ、樹脂は硬く脆くなり、熱膨張係数が低くなる。
【００９３】
したがって、シリコン系熱硬化性樹脂に対して酸素プラズマ処理を行うと、シリコン系熱硬化性樹脂の表面のみ上記式（１）から（４）へと構造が変化するため、樹脂基板２表面に樹脂基板２であるシリコン系熱硬化性樹脂よりも硬く、熱膨張係数が低い樹脂変性膜からなるバインダー層３ができる。
【００９４】
（樹脂基板２に対する酸素プラズマ処理を行った場合について）
樹脂基板２に対して酸素プラズマ処理を行った場合について、図４を参照して以下に説明する。図４は、酸素プラズマ処理によるバインダー層３の形成方法を示した図である。
【００９５】
図４に示すように、シリコン系熱硬化性樹脂からなる樹脂基板２に対して酸素プラズマによる表面処理Ａを行うことによって、バインダー層３を形成することができる。
【００９６】
これは、プラズマエネルギーがシリコン系熱硬化性樹脂によって減衰されるため、シリコン系熱硬化性樹脂の酸化が、樹脂基板２の表面からある一定の深さの範囲に限られているからである。なお、プラズマの処理強度は、シリコン系熱硬化性樹脂を酸化させる深さに応じて適宜設定することができる。
【００９７】
このとき、バインダー層３は、その深さに応じて酸化度合いに差が生じる。すなわち、図４に示すように、バインダー層３は多層膜となる。
【００９８】
エネルギーが物質中を伝達する場合、エネルギーは物質と相互作用を引き起こし、そのエネルギーを周囲の物質へと移動させて減衰する。すなわち、樹脂基板２の深さが深くなるにつれて、酸素プラズマの強度が減衰するため、樹脂基板２の酸化が引き起こされにくくなる。したがって、図４における光学薄膜側中間層形成膜６は、酸化度合いの高い層となり、樹脂基板側中間層形成膜５は酸化度合いの低い層となる。
【００９９】
上述したように、酸化度合いの低い場合、柔らかく、熱膨張係数が高いバインダー層３となり、酸化度合いの高い場合は、硬く、熱膨張係数が低いバインダー層３となる。したがって、酸素プラズマによる表面処理を用いることにより、樹脂基板側中間層形成膜５から光学薄膜側中間層形成膜６へと熱膨張係数が徐々に小さくなるバインダー層３を容易に形成することができる。
【０１００】
また、酸素プラズマ処理は１度だけでなく、複数回行ってもよい。これによって、樹脂基板側中間層形成膜５と光学薄膜側中間層形成膜６との熱膨張係数の差をより強調したバインダー層３を形成することができる。
【０１０１】
（酸素プラズマ処理によるバインダー層３の形成方法の変形例）
酸素プラズマ処理の際、図５に示すように、処理強度を変化させつつ複数回プラズマ処理を行ってもよい。図５は、酸素プラズマ処理によるバインダー層３の形成方法の変形例を示す図である。
【０１０２】
図５に示すように、処理強度を変化させることによって、表面処理Ｂ、Ｃ、およびＤのように酸素プラズマ処理が行われる浸透深さを変化させることができる。すなわち、処理強度を変化させることによって、樹脂基板２の酸化が引き起こされる深さの範囲を変化させることができる。
【０１０３】
これによって、樹脂基板側中間層形成膜５では、強度の減衰したプラズマによる酸化処理が一度だけ行われるのに対し、光学薄膜側中間層形成膜６では、強度がほとんど減衰していないプラズマによる酸化処理を３度行うことができる。
【０１０４】
したがって、樹脂基板側中間層形成膜５と光学薄膜側中間層形成膜６との間の酸化度合いの差がより一層強調されるため、熱膨張係数の分布をより一層強調したバインダー層３とすることができる。
【０１０５】
〔実施形態３〕
本発明に係る光学部品の他の形態について、図６を参照して以下に説明する。なお、実施形態１および２と同様の部材に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０６】
本実施形態に係る光学部品１ｂは、樹脂基板２と、樹脂基板２上に設けられたバインダー層３ｂ（中間層）と、バインダー層３ｂ上にさらに設けられた光学薄膜層４とを備えている。本実施形態では、光学部品１ｂに設けられたバインダー層３ｂについてのみ説明する。
【０１０７】
（バインダー層３ｂについて）
本実施形態において、バインダー層３ｂは、樹脂からなることが好ましい。用いることができる樹脂としては、例えば熱可塑性樹脂または物理的作用により硬化する硬化性樹脂であることが好ましい。バインダー層３ｂの材質として好適に用いることができる樹脂について、以下に説明する。なお、バインダー層３ｂの材質以外（例えば層厚など）は、バインダー層３と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【０１０８】
（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂は、成膜の際に、熱硬化または光硬化などの硬化に伴う高分子化反応を伴わないため、分子量などが作製ごとに変化しない。したがって、材料物性、材料強度、および材料の光学特性などが安定した膜を作製することができる。
【０１０９】
熱可塑性樹脂としては、ポリイミド系樹脂を用いることが好ましい。ポリイミド系樹脂は一般的に樹脂のガラス転移温度が高いため、２５０℃以上の高温化であってもバインダー層３ｂが軟化、変形しない。したがって、光学部品１ｂの耐熱性を高めることができる。
【０１１０】
このようなポリイミド系樹脂としては、例えば、宇部興産株式会社製のポリイミドワニスがあり、これを用いることによって、２５０℃での熱膨張係数が３．２×１０−６／Ｋであるバインダー層を作製することができる。なお、ポリイミド系樹脂は、上記のポリイミドワニスに限定されるものではなく、ガラス転移温度が２５０℃以上の物性値を持つポリイミド系樹脂であればよい。
【０１１１】
また、一般的にポリイミド系樹脂からなる膜は有色（黄色）であるが、無色透明のものを用いてもよい。さらに、ガラス転移温度が２５０℃以上であり熱膨張係数が樹脂基板２の熱膨張係数よりも小さく、光学薄膜層４の熱膨張係数よりも大きいものであれば、ポリイミドに限らず、ポリアミドなど、若干、分子構造が異なるものを用いてもよく、また他の部類の熱可塑樹脂でもよい。
【０１１２】
（硬化性樹脂）
硬化性樹脂としては、光、熱、または電子線などの物理的な作用により硬化する性質を有し、ガラス転移温度が２５０℃以上であり熱膨張係数が樹脂基板２の熱膨張係数よりも小さく、光学薄膜層４の熱膨張係数よりも大きいものであれば特に限定されるものではない。
【０１１３】
また、硬化性樹脂の中にはガラス転移温度を明確に持たない樹脂もある。その場合であっても、リフロー処理を施される光学部品に求められる耐熱温度以上の温度域において樹脂形状が変形しない樹脂であれば、バインダー層３ｂの材質として好適に使用することができる。
【０１１４】
（付記事項）
なお、バインダー層３ｂを熱可塑性樹脂または硬化性樹脂を用いて形成した場合、光学部品１ｂの形状は、図６に示す形状に限定されるものではなく、例えば、図８に示すような形状としてもよい。
【０１１５】
〔実施形態４〕
実施形態３に係る光学部品１ｂの製造方法について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して以下に説明する。なお、実施形態１および２と同様の部材に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１６】
なお、本実施形態では、バインダー層３ｂの材質として光により硬化する光硬化性樹脂を用いる場合を例に挙げて説明する。
【０１１７】
まず、図７（ａ）に示すように、基板１に、光硬化性樹脂７を塗布し、任意の形状を持つ金型８を矢印方向から基板１に接触させて固定する。
【０１１８】
次に、図７（ｂ）に示すように、金型方向であるＡ側、樹脂基板１方向であるＢ側、およびその他任意の方向の少なくともいずれかの方向から光硬化性樹脂７に対して光を照射することにより、樹脂７を硬化させる。その際、樹脂基板１および金型８の少なくともいずれかを、光を透過する材質とすることが好ましい。
【０１１９】
光硬化性樹脂７が硬化した後、図７（ｃ）に示すように金型を樹脂から離し、バインダー層３ｂを形成する。そして、光硬化性樹脂７上に反射防止膜４をコートすることにより、光学部品１ｂを作製することができる。
【０１２０】
光学部品１ｂの作製において、樹脂基板の基板表面１０の形状と異なる形状の金型８を用いることにより、図６に示すような基板表面１０の形状と光学部品最表面１１の形状とが異なる光学部品を作製することができる。
【０１２１】
なお、バインダー層３ｂの形成に用いることができる樹脂は、光硬化性樹脂７に限定されるものではなく、熱硬化性樹脂、電子線硬化樹脂など他の硬化形態をとる樹脂でもよい。例えば、熱硬化性樹脂の場合には、樹脂は加熱により硬化されるため、基板１および金型８は光を透過する材質である必要はない。
【０１２２】
また、図８に示すように、同じ形状を有する光学部品１ｂを平面的に並べて一括作製してもよい。
【０１２３】
また、光学部品１ｂの形状は、図６に示す形状に限定されるものではなく、例えば図９に示す形状のように、金型８の形状を様々変更することにより作製される光学部品１ｂの形状を変更することができる。
【０１２４】
さらに、図１０（ａ）に示すように、樹脂基板２においてバインダー層３ｂの形成されていない側を互いに張り合わせた光学部品１ｃとしてもよい。なお、図１０（ｂ）に示すように、樹脂基板２を張り合わせる以外にも樹脂基板２の両面にバインダー層３ｂおよび光学薄膜層４を形成した光学部品１ｄとしてもよい。
【０１２５】
（付記事項）
なお、図６および９、１０（ａ）および（ｂ）では、バインダー層３ｂを備えた光学部品１ｂを例に挙げて説明しているが、もちろんバインダー層３を備えた光学部品１を図６および９、１０（ａ）および（ｂ）に示すような形状としてもよい。この場合には、予め所望の形状となるように形成した樹脂基板２を用いればよい。なお、同様に光学部品１を図８に示すように一括して製造してもよい。
【０１２６】
以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲において種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明に係る光学部品は、光通信、光情報処理、メガネレンズ、カメラ、およびプロジェクターなどに好適に用いることができる。また、２５０℃以上の温度に曝される光学部品に対して特に好適に用いることができる。このような光学部品としては、はんだリフロー工程を通過する光学部品を挙げることができる。より具体的には、ＬＥＤ用レンズ、リフローが可能なカメラレンズ、車載用レンズなどを挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の実施形態１に係る光学部品を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る光学部品の変形例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る光学部品のさらに他の変形例を示す概略断面図である。
【図４】樹脂基板に対する表面処理によるバインダー層の形成方法を示す図である。
【図５】樹脂基板に対する表面処理によるバインダー層の形成方法の変形例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る光学部品を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態４に係る光学部品の製造方法を示す図であり、（ａ）は金型の樹脂基板への固定を示し、（ｂ）は硬化性樹脂の硬化を示し、（ｃ）は金型の離型を示している。
【図８】本発明の実施形態４に係る光学部品の製造方法において、同じ形状の光学部品の一括作製を示す図である。
【図９】本発明の実施形態３に係る光学部品の変形例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係る光学部品の他の変形例を示す概略断面図であり、（ａ）は樹脂基板においてバインダー層の形成されていない側同士を互いに接着した光学部品であり、（ｂ）は樹脂基板の両面にバインダー層および光学薄膜を形成した光学部品である。
【符号の説明】
【０１２９】
１      光学部品
１ｂ    光学部品
１ｃ    光学部品
１ｄ    光学部品
２      樹脂基板
３      バインダー層（中間層）
３ｂ    バインダー層（中間層）
４      光学薄膜層（無機膜層）
５      樹脂基板側中間層形成膜（中間層形成膜）
６      光学薄膜側中間層形成膜（中間層形成膜）
７      光硬化性樹脂（硬化性樹脂）
８      金型
１０    基板表面
１１    光学部品最表面
【図１】
2008216973.tif 000003
【図２】
2008216973.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008216973.tif 000008
【図７】
2008216973.tif 000009
【図８】
2008216973.tif 000010
【図９】
2008216973.tif 000011
【図１０】
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