(57)【要約】【課題】処理される面形状に関わらず、より均一な成膜を行える表面処理方法及びそれにより成膜される光学部品を提供する。【解決手段】大気圧プラズマ法により光学部品の基材の曲面上にコーティング膜を形成するので、基材の成膜面が曲面であっても、より均一厚さ及び特性の膜を形成でき、しかも従来技術のごとく、基材を回転する必要もなく、或いは基材を真空雰囲気におく必要もないため、設備コストを低く抑えることができるから製造コストが低減されると共に処理効率が向上する。【選択図】　　　図１
2004070301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面と凹凸形状の少なくとも一方を有する基材に対してコーティング膜を形成する表面処理方法であって、大気圧下でプラズマ処理を行って記曲面と前記凹凸形状の少なくとも一方上にコーティング膜を形成することを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
前記凹凸形状は、凹と凸の少なくとも一方が規則的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表面処理方法。
【請求項３】
前記凹凸形状が曲面上に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理方法。
【請求項４】
前記コーティング膜は、ハーフミラー膜、反射防止膜、導電膜、ハードコート膜、親水性コート膜、撥水性コート膜、防汚性コート膜またはフィルタ膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項５】
前記基材は、樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項６】
前記基材は、アクリル系、ポリカーボネイト系、ポリエチレン系、ポリオレフィン系またはポリスチレン系樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項７】
前記基材は、非晶質ポリオレフィン系樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項８】
前記基材は、ガラスで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項９】
前記基材が、レンズであることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項１０】
前記基材が、球面もしくは非球面形状の光学面を有する単体レンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項９に記載の表面処理方法。
０＜Ｄ≦３００　　　　　　　　　　（１）
０＜Ｔ／Ｄ≦１．０　　　　　　　　（２）
Ｄ：前記単体レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔ：前記単体レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
【請求項１１】
前記基材が、平面上にアレイ状に配置されるレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項９に記載の表面処理方法。
０＜Ｄｉ≦３００　　　　　　　　　（３）
０＜Ｔｉ／Ｄｉ≦１．０　　　　　　（４）
０＜Ｌｉ≦２００　　　　　　　　　（５）
Ｄｉ：前記レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔｉ：前記レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
Ｌｉ：前記レンズのアレイピッチ（ｍｍ）
【請求項１２】
前記基材が、マイクロレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項９に記載の表面処理方法。
１０μｍ≦Ｄｉ≦２ｍｍ　　　　　　（６）
０．２≦Ｔｉ／Ｄｉ≦０．５　　　　（７）
１０μｍ≦Ｌｉ≦５ｍｍ　　　　　　（８）
Ｄｉ：前記マイクロレンズの有効光学面直径
Ｔｉ：前記マクロレンズの光軸上の厚み
Ｌｉ：前記マイクロレンズのアレイピッチ
【請求項１３】
前記基材が、光ピックアップ装置用のレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項９に記載の表面処理方法。
１≦Ｄ≦１０　　　　　　　　　　　（９）
０．２≦Ｔ／Ｄ≦０．５　　　　　　（１０）
Ｄ：前記レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔ：前記レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
【請求項１４】
前記基材が、光軸方向断面において鋸歯状もしくは階段状の凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項９に記載の表面処理方法。
０＜Ｐｉ≦３０　　　　　　　　　　（１１）
０＜Ｈｉ／Ｐｉ≦３．０　　　　　　（１２）
Ｐｉ：鋸歯もしくは階段の光軸直交方向ピッチ（ｍｍ）
Ｈｉ：鋸歯もしくは階段の光軸方向高さ（ｍｍ）
【請求項１５】
前記基材が、異なるピッチＰｉ，Ｐｋの前記凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１４に記載の表面処理方法。
０＜Ｗｉ＜Ｐｉ，Ｐｋ　　　　　　　（１３）
Ｗｉ：鋸歯もしくは階段の幅（ｍｍ）
【請求項１６】
前記基材が、導光板であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項１７】
前記基材が、光軸方向断面において鋸歯状もしくは階段状の凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１６に記載の表面処理方法。
０．０５ｍｍ＜Ｐｉ≦２ｍｍ　　　　（１４）
０．０１＜Ｈｉ／Ｐｉ≦０．１　　　（１５）
Ｐｉ：鋸歯もしくは階段の光軸直交方向ピッチ（ｍｍ）
Ｈｉ：鋸歯もしくは階段の光軸方向高さ（ｍｍ）
【請求項１８】
前記基材がプリズムである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項９に記載の表面処理方法。
０＜Ｗ≦３０　　　　　　　　　　　（１６）
０＜Ｈ／Ｗ≦３．０　　　　　　　　（１７）
Ｗ：前記プリズムの幅（ｍｍ）
Ｈ：前記プリズムの高さ（ｍｍ）
【請求項１９】
前記基材がマイクロプリズムである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項９に記載の表面処理方法。
０．０５≦Ｗ≦４．０　　　　　　　（１８）
０．０５≦Ｈ≦４．０　　　　　　　（１９）
Ｗ：前記マイクロプリズムの幅（ｍｍ）
Ｈ：前記マイクロプリズムの高さ（ｍｍ）
【請求項２０】
前記コーティング膜が、誘電体膜であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項２１】
前記誘電体膜は、炭素含有率が０．２〜５質量％であることを特徴とする請求項２０に記載の表面処理方法。
【請求項２２】
前記誘電体膜は、酸化ケイ素を主成分とする層と、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、窒化シリコン、酸化インジウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする層のいずれかの層からなり、又は双方を積層したものからなることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の表面処理方法。
【請求項２３】
前記大気圧プラズマ処理法は、１００ｋＨｚを超えた高周波電圧で、且つ、１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を電極間に供給し、前記電極間に放電を起こす工程を有することを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項２４】
前記高周波電圧は、連続したサイン波であることを特徴とする請求項２３に記載の表面処理方法。
【請求項２５】
前記大気圧プラズマ処理法は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において対向する電極間に放電を起こし、前記電極間に導入された反応性ガス、又は、反応性ガスと不活性ガスとを含む混合ガスをプラズマ状態とする工程を有することを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれかに記載の表面処理方法により形成されたコーティング膜を有する光学部品。
【請求項２７】
曲面と凹凸形状の少なくとも一方を有する基材と、大気圧下でプラズマ処理を行うことで前記曲面と前記凹凸形状の少なくとも一方上に形成されたコーティング膜とを有することを特徴とする光学部品。
【請求項２８】
前記凹凸形状は、凹と凸の少なくとも一方が規則的に形成されていることを特徴とする請求項２７に記載の光学部品。
【請求項２９】
前記凹凸形状が曲面上に形成されていることを特徴とする請求項２７又は２８に記載の光学部品。
【請求項３０】
前記コーティング膜は、ハーフミラー膜、反射防止膜、導電膜、ハードコート膜、親水性コート膜、撥水性コート膜、防汚性コート膜またはフィルタ膜であることを特徴とする請求項２７〜２９のいずれかに記載の光学部品。
【請求項３１】
前記基材は、樹脂で構成されていることを特徴とする請求項２７〜３０のいずれかに記載の光学部品。
【請求項３２】
前記基材は、アクリル系、ポリカーボネイト系、ポリエチレン系、ポリオレフィン系またはポリスチレン系樹脂で構成されていることを特徴とする請求項２７〜３１のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項３３】
前記基材は、非晶質ポリオレフィン系樹脂で構成されていることを特徴とする請求項２７〜３１のいずれかに記載の光学部品。
【請求項３４】
前記基材は、ガラスで構成されていることを特徴とする請求項２７〜３０のいずれかに記載の光学部品。
【請求項３５】
前記基材が、レンズであることを特徴とする請求項３１〜３３のいずれかに記載の光学部品。
【請求項３６】
前記基材が、球面もしくは非球面形状の光学面を有する単体レンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項３５に記載の光学部品。
０＜Ｄ≦３００　　　　　　　　　　（１）
０＜Ｔ／Ｄ≦１．０　　　　　　　　（２）
Ｄ：前記単体レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔ：前記単体レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
【請求項３７】
前記基材が、平面上にアレイ状に配置されるレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項３５に記載の光学部品。
０＜Ｄｉ≦３００　　　　　　　　　（３）
０＜Ｔｉ／Ｄｉ≦１．０　　　　　　（４）
０＜Ｌｉ≦２００　　　　　　　　　（５）
Ｄｉ：前記レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔｉ：前記レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
Ｌｉ：前記レンズのアレイピッチ（ｍｍ）
【請求項３８】
前記基材が、マイクロレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項３５に記載の光学部品。
１０μｍ≦Ｄｉ≦２ｍｍ　　　　　　（６）
０．２≦Ｔｉ／Ｄｉ≦０．５　　　　（７）
１０μｍ≦Ｌｉ≦５ｍｍ　　　　　　（８）
Ｄｉ：前記マイクロレンズの有効光学面直径
Ｔｉ：前記マクロレンズの光軸上の厚み
Ｌｉ：前記マイクロレンズのアレイピッチ
【請求項３９】
前記基材が、光ピックアップ装置用のレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項３５に記載の光学部品。
１≦Ｄ≦１０　　　　　　　　　　　（９）
０．２≦Ｔ／Ｄ≦０．５　　　　　　（１０）
Ｄ：前記レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔ：前記レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
【請求項４０】
前記基材が、光軸方向断面において鋸歯状もしくは階段状の凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項３５に記載の光学部品。
０＜Ｐｉ≦３０　　　　　　　　　　（１１）
０＜Ｈｉ／Ｐｉ≦３．０　　　　　　（１２）
Ｐｉ：鋸歯もしくは階段の光軸直交方向ピッチ（ｍｍ）
Ｈｉ：鋸歯もしくは階段の光軸方向高さ（ｍｍ）
【請求項４１】
前記基材が、異なるピッチＰｉ，Ｐｋの前記凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項４０に記載の光学部品。
０＜Ｗｉ＜Ｐｉ，Ｐｋ　　　　　　　（１３）
Ｗｉ：鋸歯もしくは階段の幅（ｍｍ）
【請求項４２】
前記基材が、導光板であることを特徴とする請求項３１〜３３のいずれかに記載の光学部品。
【請求項４３】
前記基材が、光軸方向断面において鋸歯状もしくは階段状の凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項４２に記載の光学部品。
０．０５ｍｍ＜Ｐｉ≦２ｍｍ　　　　（１４）
０．０１＜Ｈｉ／Ｐｉ≦０．１　　　（１５）
Ｐｉ：鋸歯もしくは階段の光軸直交方向ピッチ（ｍｍ）
Ｈｉ：鋸歯もしくは階段の光軸方向高さ（ｍｍ）
【請求項４４】
前記基材がプリズムである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項３５に記載の光学部品。
０＜Ｗ≦３０　　　　　　　　　　　（１６）
０＜Ｈ／Ｗ≦３．０　　　　　　　　（１７）
Ｗ：前記プリズムの幅（ｍｍ）
Ｈ：前記プリズムの高さ（ｍｍ）
【請求項４５】
前記基材がマイクロプリズムである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項３５に記載の光学部品。
０．０５≦Ｗ≦４．０　　　　　　　（１８）
０．０５≦Ｈ≦４．０　　　　　　　（１９）
Ｗ：前記マイクロプリズムの幅（ｍｍ）
Ｈ：前記マイクロプリズムの高さ（ｍｍ）
【請求項４６】
前記コーティング膜が、誘電体膜であることを特徴とする請求項２７〜４５のいずれかに記載の光学部品。
【請求項４７】
前記誘電体膜は、炭素含有率が０．２〜５質量％であることを特徴とする請求頁４６に記載の光学部品。
【請求項４８】
前記誘電体膜は、酸化ケイ素を主成分とする層と、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、窒化シリコン、酸化インジウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする層のいずれかの層からなり、又は双方を積層したものからなることを特徴とする請求項４６又は４７に記載の光学部品。
【請求項４９】
前記大気圧プラズマ処理法は、１００ｋＨｚを越えた高周波電圧で、且つ１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を電極間に供給し、前記電極間に放電を起こす工程を有することを特徴とする請求項２７〜４８のいずれかに記載の光学部品。
【請求項５０】
前記高周波電圧は、連続したサイン波であることを特徴とする請求項４９に記載の光学部品。
【請求項５１】
前記大気圧プラズマ処理法は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において対向する電極間に放電を起こし、前記電極間に導入された反応性ガス、又は、反応性ガスと不活性ガスとを含む混合ガスをプラズマ状態とする工程を有することを特徴とする請求項２７〜５０のいずれかに記載の光学部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、表面処理方法及び光学部品に関し、特に大気圧プラズマを用いた表面処理方法及びそれにより処理された光学部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば樹脂材を射出成形することによって形成される光学部品は、光ピックアップ装置などの精密な光学機器に搭載されて、高精度な光学機能を発揮するようになっている。ところで、このような光学部品においては、より高い機能を発揮すべく輪帯状の回折格子などの微小な凹凸を光学面に設けたものがある。
【特許文献１】
特開２００２−５５２０７号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載するように、光学部品に反射防止膜などを成膜する場合、従来は真空蒸着法やスパッタリング法などにより、膜を形成するための粒子を光学面に付着堆積させて薄膜を形成するようにしている。しかるに、微小な凹凸を光学面に形成した光学部材に成膜処理を施す場合、真空蒸着法やスパッタリング法によれば、以下に示す問題がある。
【０００４】
図３は、真空蒸着法やスパッタリング法により、光学面の鋸歯状輪帯回折構造に成膜を行ったレンズの一部断面図であり、膜厚等が誇張して描かれている。かかる図に示すように、成膜する面に鋸歯状の凹凸があると、その上に堆積した粒子による膜厚は、成膜面への粒子の入射角の違いや、凸部が凹部への粒子の進行の邪魔になるなど諸々の理由で膜厚の不均一を生じる。このように膜厚の不均一が生じると、できあがった部品の形状と設計形状とでズレが生じ、設計状態では光学特性に優れた光学部品であっても、実際に製品にしたときに、十分な光学特性を得られないという恐れがある。また、薄膜本来の機能（例えば、反射防止機能など）を十分に発揮できない恐れがある。
【０００５】
このような製造上の問題に対し、従来は、成膜したい光学部品やそれを保持する治具を回転させることで、光学面により均一に成膜を施すよう工夫が施されているが、性能を劣化させることなく充分均一な膜を形成することは困難であった。また、かかる従来技術の成膜処理では、光学部品や治具を回転させるための装置や、回転のためのスペースが必要となり、また一度に処理できる部品数が少なくなって処理効率が悪いという問題があった。さらには、真空蒸着の場合、光学部品を真空雰囲気におかなくてはならないため、密閉容器や排気装置などの設置が必要になり、コストも増大するし、取り扱いも不便である。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、処理される面形状に関わらず、より均一な成膜を行える表面処理方法及びそれにより成膜される光学部品を提供することを目的とし、更に、大気圧下でも、均一な成膜を行える表面処理方法及びそれにより成膜される光学部品を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の表面処理方法は、曲面と凹凸形状の少なくとも一方を有する基材に対してコーティング膜を形成する表面処理方法であって、大気圧下でプラズマ処理を行って記曲面と前記凹凸形状の少なくとも一方上にコーティング膜を形成するので、成膜される基材の表面（以下、成膜面という）が、たとえ曲率半径の小さな曲面であっても、非常に均一な厚さ及び特性の膜を形成でき、しかも従来技術のごとく、基材を回転する必要もなく、或いは基材を真空雰囲気におく必要もないため、設備コストを低く抑えることができるから製造コストが低減されると共に処理効率が向上する。又、同様に凹凸形状が前記基材の成膜面に対しても、その凹凸形状に沿って、非常に均一な厚さ及び特性の膜を形成でき、しかも従来技術のごとく、基材を回転する必要もなく、或いは基材を真空雰囲気におく必要もないため、設備コストを低く抑えることができるから製造コストが低減されると共に処理効率が向上する。同様なことは、曲面と凹凸形状の双方を有する基材に対してコーティング膜を形成する場合にもいえる。
【０００８】
請求項２に記載の表面処理方法は、請求項１に記載の発明において、前記凹凸形状は、凹と凸の少なくとも一方が規則的に形成されているので、かかる規則的な凹又は凸のパターン（凹凸パターンともいう）が基材の成膜面に対して、その凹凸パターンに追従して、非常に均一な厚さ及び特性の膜を形成でき、しかも従来技術のごとく、基材を回転する必要もなく、或いは基材を真空雰囲気におく必要もないため、設備コストを低く抑えることができるから製造コストが低減されると共に処理効率が向上する。
【０００９】
請求項３に記載の表面処理方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記凹凸形状が曲面上に形成されていると好ましい。
【００１０】
尚、本明細書中、「基材」とは、それ自体に曲面、凹凸形状、規則的な凹凸パターン（例えば輪帯状の回折格子）を有する又は形成されたものをいい、それら形状は、全くランダムに例えば基材とは別の粒子で形成された形状を指すものではない。
【００１１】
請求項４に記載の表面処理方法は、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記コーティング膜は、ハーフミラー膜、反射防止膜、導電膜、ハードコート膜、親水性コート膜、撥水性コート膜、防汚性コート膜またはフィルタ膜であると好ましい。
【００１２】
請求項５に記載の表面処理方法は、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記基材は、樹脂で構成されていると、生産性が高く、光学性能もよく、前記基材と前記膜との密着性が向上し、接着強度が高まる。
【００１３】
請求項６に記載の表面処理方法は、請求項１〜５のいずれかの発明において、前記基材は、アクリル系、ポリカーボネイト系、ポリエチレン系、ポリオレフィン系またはポリスチレン系樹脂で構成されていると好ましい。
【００１４】
請求項７に記載の表面処理方法は、請求項１〜５のいずれかの発明において、前記基材は、非晶質ポリオレフィン系樹脂で構成されていると、膜硬度を更に高めることができ、また、より緻密な膜を形成できる。
【００１５】
請求項８に記載の表面処理方法は、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記基材は、ガラスで構成されていると好ましい。
【００１６】
請求項９に記載の表面処理方法は、請求項５〜７のいずれかの発明において、前記基材が、レンズであると、より高機能なレンズが提供される。
【００１７】
請求項１０に記載の表面処理方法は、請求項９の発明において、前記基材が、球面もしくは非球面形状の光学面を有する単体レンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０＜Ｄ≦３００　　　　　　　　　　（１）
０＜Ｔ／Ｄ≦１．０　　　　　　　　（２）
Ｄ：前記単体レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔ：前記単体レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
【００１８】
請求項１１に記載の表面処理方法は、請求項９の発明において、前記基材が、平面上にアレイ状に配置されるレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０＜Ｄｉ≦３００　　　　　　　　　（３）
０＜Ｔｉ／Ｄｉ≦１．０　　　　　　（４）
０＜Ｌｉ≦２００　　　　　　　　　（５）
Ｄｉ：前記レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔｉ：前記レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
Ｌｉ：前記レンズのアレイピッチ（ｍｍ）
【００１９】
請求項１２に記載の表面処理方法は、請求項９の発明において、前記基材が、マイクロレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
１０μｍ≦Ｄｉ≦２ｍｍ　　　　　　（６）
０．２≦Ｔｉ／Ｄｉ≦０．５　　　　（７）
１０μｍ≦Ｌｉ≦５ｍｍ　　　　　　（８）
Ｄｉ：前記マイクロレンズの有効光学面直径
Ｔｉ：前記マクロレンズの光軸上の厚み
Ｌｉ：前記マイクロレンズのアレイピッチ
【００２０】
請求項１３に記載の表面処理方法は、請求項９の発明において、前記基材が、光ピックアップ装置用のレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
１≦Ｄ≦１０　　　　　　　　　　　（９）
０．２≦Ｔ／Ｄ≦０．５　　　　　　（１０）
Ｄ：前記レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔ：前記レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
【００２１】
請求項１４に記載の表面処理方法は、請求項９の発明において、前記基材が、光軸方向断面において鋸歯状もしくは階段状の凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０＜Ｐｉ≦３０　　　　　　　　　　（１１）
０＜Ｈｉ／Ｐｉ≦３．０　　　　　　（１２）
Ｐｉ：鋸歯もしくは階段の光軸直交方向ピッチ（ｍｍ）
Ｈｉ：鋸歯もしくは階段の光軸方向高さ（ｍｍ）
【００２２】
請求項１５に記載の表面処理方法は、請求項１４の発明において、前記基材が、異なるピッチＰｉ，Ｐｋの前記凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０＜Ｗｉ＜Ｐｉ，Ｐｋ　　　　　　　（１３）
Ｗｉ：鋸歯もしくは階段の幅（ｍｍ）
【００２３】
請求項１６に記載の表面処理方法は、請求項５〜７の発明において、前記基材が、導光板であるので、より高機能な導光板が提供される。
【００２４】
請求項１７に記載の表面処理方法は、請求項１６の発明において、前記基材が、光軸方向断面において鋸歯状もしくは階段状の凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０．０５ｍｍ＜Ｐｉ≦２ｍｍ　　　　（１４）
０．０１＜Ｈｉ／Ｐｉ≦０．１　　　（１５）
Ｐｉ：鋸歯もしくは階段の光軸直交方向ピッチ（ｍｍ）
Ｈｉ：鋸歯もしくは階段の光軸方向高さ（ｍｍ）
【００２５】
請求項１８に記載の表面処理方法は、請求項９の発明において、前記基材がプリズムである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０＜Ｗ≦３０　　　　　　　　　　　（１６）
０＜Ｈ／Ｗ≦３．０　　　　　　　　（１７）
Ｗ：前記プリズムの幅（ｍｍ）
Ｈ：前記プリズムの高さ（ｍｍ）
【００２６】
請求項１９に記載の表面処理方法は、請求項９の発明において、前記基材がマイクロプリズムである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０．０５≦Ｗ≦４．０　　　　　　　（１８）
０．０５≦Ｈ≦４．０　　　　　　　（１９）
Ｗ：前記マイクロプリズムの幅（ｍｍ）
Ｈ：前記マイクロプリズムの高さ（ｍｍ）
【００２７】
請求項２０に記載の表面処理方法は、請求項１１〜１９のいずれかの発明において、前記コーティング膜が、誘電体膜であると好ましい。
【００２８】
請求項２１に記載の表面処理方法は、請求項２０の発明において、前記誘電体膜は、炭素含有率が０．２〜５質量％であると好ましい。
【００２９】
請求項２２に記載の表面処理方法は、請求項２０又は２１の発明において、前記誘電体膜は、酸化ケイ素を主成分とする層と、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、窒化シリコン、酸化インジウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする層のいずれかの層からなり、又は双方を積層したものからなると好ましい。
【００３０】
請求項２３に記載の表面処理方法は、請求項１〜２２のいずれかの発明において、前記大気圧プラズマ処理法は、１００ｋＨｚを超えた高周波電圧で、且つ、１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を電極間に供給し、前記電極間に放電を起こす工程を有するので、前記基材の成膜面に対して、より均一且つ緻密で基材との密着性が高い膜を形成できる。
【００３１】
請求項２４に記載の表面処理方法は、請求項２３の発明において、前記高周波電圧は、連続したサイン波であると、前記基材の成膜面に対して、より均一且つ緻密な膜を形成できる。
【００３２】
請求項２５に記載の表面処理方法は、請求項１〜２４のいずれかの発明において、前記大気圧プラズマ処理法は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において対向する電極間に放電を起こし、前記電極間に導入された反応性ガス、又は、反応性ガスと不活性ガスとを含む混合ガスをプラズマ状態とする工程を有すると、前記基材の成膜面に対して、より均一且つ緻密な膜を形成できる。
【００３３】
請求項２６に記載の光学部品は、請求項１〜２５のいずれかの発明において、上述した表面処理方法により形成されたコーティング膜を有するので、高機能を発揮できる。尚、光学部品としては、例えばレンズ、プリズム、回折格子光学部品（回折レンズ、回折プリズム、回折板）、光学フィルター（空間ローパスフィルター、波長バンドパスフィルター、波長ローパスフィルター、波長ハイパスフィルター等々）、偏光フィルター（検光子、旋光子、偏光分離プリズム等々）、位相フィルター（位相板、ホログラム等々）が考えられるが、以上に限られることはない。
【００３４】
請求項２７に記載の光学部品は、曲面と凹凸形状の少なくとも一方を有する基材と、大気圧下でプラズマ処理を行うことで前記曲面と前記凹凸形状の少なくとも一方上に形成されたコーティング膜とを有することを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００３５】
請求項２８に記載の光学部品は、請求項２７の発明において、前記凹凸形状は、凹と凸の少なくとも一方が規則的に形成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項２に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００３６】
請求項２９に記載の光学部品は、請求項２７又は２８に記載の発明において、前記凹凸形状が曲面上に形成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項３に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００３７】
請求項３０に記載の光学部品は、請求項２７〜２９のいずれかの発明において、前記コーティング膜は、ハーフミラー膜、反射防止膜、導電膜、ハードコート膜、親水性コート膜、撥水性コート膜、防汚性コート膜またはフィルタ膜であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項４に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００３８】
請求項３１に記載の光学部品は、請求項２７〜３０のいずれかの発明において、前記基材は、樹脂で構成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項５に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００３９】
請求項３２に記載の光学部品は、請求項２７〜３１のいずれかの発明において、前記基材は、アクリル系、ポリカーボネイト系、ポリエチレン系、ポリオレフィン系またはポリスチレン系樹脂で構成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項６に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
請求項３３に記載の光学部品は、請求項２７〜３１のいずれかの発明において、前記基材は、非晶質ポリオレフィン系樹脂で構成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項７に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００４１】
請求項３４に記載の光学部品は、請求項２７〜３０のいずれかの発明において、前記基材は、ガラスで構成されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項８に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００４２】
請求項３５に記載の光学部品は、請求項３１〜３３のいずれかの発明において、前記基材がレンズであることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項９に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
請求項３６に記載の光学部品は、請求項３５の発明において、前記基材が、球面もしくは非球面形状の光学面を有する単体レンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０＜Ｄ≦３００　　　　　　　　　　（１）
０＜Ｔ／Ｄ≦１．０　　　　　　　　（２）
Ｄ：前記単体レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔ：前記単体レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
【００４４】
請求項３７に記載の光学部品は、請求項３５の発明において、前記基材が、平面上にアレイ状に配置されるレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０＜Ｄｉ≦３００　　　　　　　　　（３）
０＜Ｔｉ／Ｄｉ≦１．０　　　　　　（４）
０＜Ｌｉ≦２００　　　　　　　　　（５）
Ｄｉ：前記レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔｉ：前記レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
Ｌｉ：前記レンズのアレイピッチ（ｍｍ）
【００４５】
請求項３８に記載の光学部品は、請求項３５の発明において、前記基材が、マイクロレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
１０μｍ≦Ｄｉ≦２ｍｍ　　　　　　（６）
０．２≦Ｔｉ／Ｄｉ≦０．５　　　　（７）
１０μｍ≦Ｌｉ≦５ｍｍ　　　　　　（８）
Ｄｉ：前記マイクロレンズの有効光学面直径
Ｔｉ：前記マクロレンズの光軸上の厚み
Ｌｉ：前記マイクロレンズのアレイピッチ
【００４６】
請求項３９に記載の光学部品は、請求項３５の発明において、前記基材が、光ピックアップ装置用のレンズである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
１≦Ｄ≦１０　　　　　　　　　　　（９）
０．２≦Ｔ／Ｄ≦０．５　　　　　　（１０）
Ｄ：前記レンズの有効光学面直径（ｍｍ）
Ｔ：前記レンズの光軸上の厚み（ｍｍ）
【００４７】
請求項４０に記載の光学部品は、請求項３５の発明において、前記基材が、光軸方向断面において鋸歯状もしくは階段状の凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０＜Ｐｉ≦３０　　　　　　　　　　（１１）
０＜Ｈｉ／Ｐｉ≦３．０　　　　　　（１２）
Ｐｉ：鋸歯もしくは階段の光軸直交方向ピッチ（ｍｍ）
Ｈｉ：鋸歯もしくは階段の光軸方向高さ（ｍｍ）
【００４８】
請求項４１に記載の光学部品は、請求項４０の発明において、前記基材が、異なるピッチＰｉ，Ｐｋの前記凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０＜Ｗｉ＜Ｐｉ，Ｐｋ　　　　　　　（１３）
Ｗｉ：鋸歯もしくは階段の幅（ｍｍ）
【００４９】
請求項４２に記載の光学部品は、請求項３１〜３３のいずれかの発明において、前記基材が、導光板であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１６に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００５０】
請求項４３に記載の光学部品は、請求項４２の発明において、前記基材が、光軸方向断面において鋸歯状もしくは階段状の凹凸形状を有している場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０．０５ｍｍ＜Ｐｉ≦２ｍｍ　　　　（１４）
０．０１＜Ｈｉ／Ｐｉ≦０．１　　　（１５）
Ｐｉ：鋸歯もしくは階段の光軸直交方向ピッチ（ｍｍ）
Ｈｉ：鋸歯もしくは階段の光軸方向高さ（ｍｍ）
【００５１】
請求項４４に記載の光学部品は、請求項３５の発明において、前記基材がプリズムである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０＜Ｗ≦３０　　　　　　　　　　　（１６）
０＜Ｈ／Ｗ≦３．０　　　　　　　　（１７）
Ｗ：前記プリズムの幅（ｍｍ）
Ｈ：前記プリズムの高さ（ｍｍ）
【００５２】
請求項４５に記載の光学部品は、請求項３５の発明において、前記基材がマイクロプリズムである場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０．０５≦Ｗ≦４．０　　　　　　　（１８）
０．０５≦Ｈ≦４．０　　　　　　　（１９）
Ｗ：前記マイクロプリズムの幅（ｍｍ）
Ｈ：前記マイクロプリズムの高さ（ｍｍ）
【００５３】
請求項４６に記載の光学部品は、請求項２７〜４５のいずれかの発明において、前記コーティング膜が、誘電体膜であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項２０に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００５４】
請求項４７に記載の光学部品は、請求項４６の発明において、前記誘電体膜は、炭素含有率が０．２〜５質量％であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項２１に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００５５】
請求項４８に記載の光学部品は、請求項４６又は４７の発明において、前記誘電体膜は、酸化ケイ素を主成分とする層と、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、窒化シリコン、酸化インジウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする層のいずれかの層からなり、又は双方を積層したものからなることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項２２に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００５６】
請求項４９に記載の光学部品は、請求項２７〜４８のいずれかの発明において、前記大気圧プラズマ処理法は、１００ｋＨｚを越えた高周波電圧で、且つ１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を電極間に供給し、前記電極間に放電を起こす工程を有することを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項２３に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００５７】
請求項５０に記載の光学部品は、請求項４９の発明において、前記高周波電圧は、連続したサイン波であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項２４に記載の発明と作用効果と同様であるので説明を省略する。
【００５８】
請求項５１に記載の光学部品は、請求項２７〜５０のいずれかの発明において、前記大気圧プラズマ処理法は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において対向する電極間に放電を起こし、前記電極間に導入された反応性ガス、又は、反応性ガスと不活性ガスとを含む混合ガスをプラズマ状態とする工程を有すると、高機能の成膜処理を前記光学部品に対して施せるので好ましい。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、表面処理方法を大気圧プラズマ法により実行し、成膜を行うためのプラズマ処理装置３０を示す斜視図である。図１において、３１，３２，３１’，３２’は、長方形で同じ大きさである平板電極であり、平板電極３１と平板電極３２は対向するように配置され、平板電極３１’と平板電極３２’も対向するように配置されている。さらに平板電極３２と平板電極３２’も対向するように配置されている。また、各平板電極は四隅をそろえて配置されている。平板電極３１と３２、平板電極３１’と３２’の対向する面には誘電体を被覆しており、該誘電体は、Ａｌ２Ｏ３セラミックスを溶射後、アルコキシシランで封孔処理したものである。
【００６０】
尚、平板電極３１，３２の少なくとも一方の電極の対向する面と平板電極３１’，３２’のうち少なくとも一方の電極の対向する面が誘電体で被覆されていればよく、そのように構成してもよい。
【００６１】
電極材料には、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属を用いることができる。ステンレスは加工し易く好ましく用いることができる。誘電体としては、ケイ酸塩系ガラス・ホウ酸塩系ガラス・リン酸塩系ガラス・ゲルマン酸塩系ガラス・亜テルル酸塩ガラス・アルミン酸塩ガラス・バナジン酸塩ガラス等を用いることが出来る。この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易い。また、気密性の高い高耐熱性のセラミックスを焼結したセラミックスを用いることも好ましい。セラミックスの材質としては例えばアルミナ系、ジルコニア系、窒化珪素系、炭化珪素系のセラミックスが挙げられるが、中でもアルミナ系のセラミックスが好ましく、アルミナ系のセラミックスの中でも特にＡｌ２Ｏ３を用いるのが好ましい。アルミナ系のセラミックスの厚みは１ｍｍ程度が好ましく、体積固有抵抗は１０８Ω・ｃｍ以上が好ましい。
【００６２】
セラミックスは、無機質材料で封孔処理されているのが好ましく、これにより電極の耐久性を向上させることができる。
【００６３】
封孔処理はセラミックスに封孔剤である金属アルコキシドを主原料とするゾルをセラミックス上に塗布した後に、ゲル化させて硬化させることで、強固な３次元結合を形成させ均一な構造を有する金属酸化物によって、セラミックスの封孔処理をすることができる。
【００６４】
また、ゾルゲル反応を促進するためにエネルギー処理を行うことが好ましい。ゾルにエネルギー処理をすることによって、金属−酸素−金属の３次元結合を促進することができる。
【００６５】
エネルギー処理には、プラズマ処理や、２００℃以下の加熱処理、ＵＶ処理が好ましい。
【００６６】
対向する平板電極３１，３２間，平板電極３１’，３２’間、平板電極３２，３２’間の隙間のうち、向かい合う隙間が蓋体３９，３９’によって塞がれている。平板電極３１，３２，３１’，３２’は長方形平板電極であるので、対向する平板電極３１，３２間，平板電極３１’，３２’間、平板電極３２，３２’間それぞれは四方に隙間を有することになる。
【００６７】
３３，３３’は電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入口であり、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の隙間のうち、蓋体３９，３９’で塞がれていない、向かい合う隙間の一方の隙間を、不活性ガス導入口３３，３３’として用いている。不活性ガス導入口３３と不活性ガス導入口３３’は同じ方向の隙間を用いている。
【００６８】
図１の大気圧プラズマ処理装置３０においては、不活性ガス導入口３３，３３’は、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の隙間の一部をそのまま不活性ガス導入口３３，３３’として用いているが、該隙間にさらに部材を設けることで、不活性ガス導入口３３，３３’を平板電極３１，３２間、平板電極３１’，３２’間に不活性ガスを効率よくかつ容易に導入することができる形状にするのが好ましい。
【００６９】
３４，３４’は、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間で発生した励起不活性ガスを電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の外に放出するための励起不活性ガス放出口であり、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の隙間のうち、不活性ガス導入口３３，３３’と向かい合う隙間をそれぞれ励起不活性ガス放出口３４，３４’として用いる。よって、励起不活性ガス放出口３４と励起不活性ガス放出口３４’は同じ方向の隙間を用いることになる。
【００７０】
図１の大気圧プラズマ処理装置３０においては、励起不活性ガス放出口３４，３４’は、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の隙間の一部をそのまま励起不活性ガス放出口３４，３４’として用いているが、該隙間にさらにノズルのような部材を設けることで、平板電極３１，３２間、平板電極３１’，３２’間で発生した励起不活性ガスを外部に放出する際に放出角度や放出強度を調整できるようにするのが好ましい。
【００７１】
３５は電極３２，３２’間に反応ガスを導入するための反応ガス導入口であり、電極３２，３２’間の隙間のうち、蓋体３９，３９’で塞がれていない、向かい合う隙間の一方の隙間を、反応ガス導入口３５として用いている。尚、反応ガス導入口３５は不活性ガス導入口３３，３３’と同じ方向の隙間を用いる。
【００７２】
図１の大気圧プラズマ処理装置３０においては、反応ガス導入口３５は、電極３２，３２’間で形成される隙間の一部をそのまま反応ガス導入口３５としているが、該隙間にさらに部材を設けることで、反応ガス導入口３５を平板電極３２，３２’間に反応ガスを効率よくかつ容易に導入することができる形状にするのが好ましい。
【００７３】
３６は、電極３２，３２’間に導入した反応ガスを電極３２，３２’間の外に放出するための反応ガス放出口であり、平板電極３２，３２’間の隙間のうち、反応ガス導入口３５と向かい合う隙間を反応ガス放出口３６として用いている。よって、反応ガス放出口６は励起不活性ガス放出口３４，３４’と同じ方向となる隙間を用いることになる。
【００７４】
図１の大気圧プラズマ処理装置３０においては、反応ガス放出口３６は、電極３２，３２’間の隙間の一部をそのまま反応ガス放出口３６として用いているが、該隙間にさらにノズルのような部材を設けることで、平板電極３２，３２’間に存在する反応ガスを外部に放出する際に放出角度や放出強度を調整できるようにするのが好ましい。
【００７５】
前述したように、反応ガス放出口３６、励起不活性ガス放出口３４，３４’は同じ方向の隙間を用いており、また、反応ガス放出口３６は、励起不活性ガス放出口３４と励起不活性ガス放出口３４’に挟まれた構造となる。従って、反応ガス放出口３６から放出される反応ガスは、励起不活性ガス放出口３４から放出される励起不活性ガスと、励起不活性ガス放出口３４から放出される励起不活性ガスに挟まれた状態で接触する。これにより、反応ガスが効率よくプラズマ化されるようになる。
【００７６】
本実施形態では、１つの反応ガス放出口を２つの励起不活性ガス放出口で挟み込む構造としているが、新たに励起不活性ガスを放出する平板電極対を設け、その間に新たに反応ガス放出口を設け、構造としては、端から順に励起不活性ガス放出口、反応ガス放出口、励起不活性ガス放出口、反応ガス放出口、励起不活性ガス放出口を並べた構造にして挟み込むようにしても良い。
【００７７】
本発明に用いられる反応ガスとして、好ましくは、有機フッ素化合物、金属化合物を好ましく挙げることが出来る。有機フッ素化合物を用いることにより反射防止層等に有用な低屈折率層や撥水性コート膜や防汚層を形成することができる。金属化合物では、低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層や、ガスバリア層、帯電防止層、透明導電層、ハードコート膜、親水性コート膜、撥水性コート膜、防汚性コート膜などを形成することができる。
【００７８】
有機フッ素化合物としては、フッ化炭素やフッ化炭化水素等のガスが好ましく、例えば、フッ化メタン、フッ化エタン、テトラフルオロメタン、ヘキサフルオロエタン、１，１，２，２−テトラフルオロエチレン、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン、ヘキサフルオロプロペン、６−フッ化プロピレン等のフッ化炭素化合物；１，１−ジフルオロエチレン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン等のフッ化炭化水素化合物；ジフルオロジクロロメタン、トリフルオロクロロメタン等のフッ化塩化炭化水素化合物；１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール、１，３−ジフルオロ−２−プロパノール、パーフルオロブタノール等のフッ化アルコール；ビニルトリフルオロアセテート、１，１，１−トリフルオロエチルトリフルオロアセテート等のフッ化カルボン酸エステル；アセチルフルオライド、ヘキサフルオロアセトン、１，１，１−トリフルオロアセトン等のフッ化ケトン等を挙げることが出来るが、これらに限定されない。
【００７９】
有機フッ素化合物は、プラズマ放電処理によって腐食性ガスあるいは有害ガスが発生しないような化合物を選ぶのが好ましいが、それらが発生しない条件を選ぶことも出来る。有機フッ素化合物を本発明に有用な反応性ガスとして使用する場合、常温常圧で有機フッ素化合物が気体であることが目的を遂行するのに最も適切な反応性ガス成分としてそのまま使用でき好ましい。これに対して常温常圧で液体または固体の有機フッ素化合物の場合には、加熱や減圧等の気化装置などの手段により気化して使用すればよく、また適切な有機溶媒に溶解して噴霧あるいは蒸発させて用いてもよい。
【００８０】
金属化合物としては、Ａｌ、Ａｓ、Ａｕ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｈｇ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、ＺｎまたはＺｒ等の金属化合物または有機金属化合物を挙げることができ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｗ、ＺｎまたはＺｒが金属化合物として好ましく用いられるが、特に、珪素化合物、チタン化合物、錫化合物、亜鉛化合物、インジウム化合物、アルミ化合物、銅化合物、銀化合物が好ましい。
【００８１】
これらのうち珪素化合物としては、例えば、ジメチルシラン、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン等のアルキルシラン；テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等の珪素アルコキシド等の有機珪素化合物；モノシラン、ジシラン等の珪素水素化合物；ジクロルシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン等のハロゲン化珪素化合物；その他オルガノシラン等を挙げることが出来、何れも好ましく用いることが出来る。また、これらは適宜組み合わせて用いることが出来る。上記の珪素化合物は、取り扱い上の観点から珪素アルコキシド、アルキルシラン、珪素水素化合物が好ましく、腐食性、有害ガスの発生がなく、工程上の汚れなども少ないことから、特に有機珪素化合物として珪素アルコキシドが好ましい。
【００８２】
チタン化合物、錫化合物、亜鉛化合物、インジウム化合物、アルミ化合物、銅化合物、銀化合物としては、有機金属化合物、ハロゲン化金属化合物、金属水素化合物、金属アルコキシド化合物が好ましい。有機金属化合物の有機成分としてはアルキル基、アルコキシド基、アミノ基が好ましく、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラジメチルアミノチタン等を好ましく挙げることが出来る。有機チタン化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物、有機インジウム化合物、有機アルミ化合物、有機銅化合物、有機銀化合物は、中屈折率層や高屈折率層を形成するのに非常に有用である。ハロゲン化金属化合物としては、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタン等を挙げることができ、更に金属水素化合物としては、モノチタン、ジチタン等を挙げることができる。本発明においては、チタン系の有機金属化合物を好ましく用いることができる。
【００８３】
不活性ガスとしては、Ｎ２、Ｈｅ、Ａｒ等の希ガスが好ましく用いられるが、ＨｅとＡｒを混合した希ガスも好ましく、気体中に占める不活性ガスの割合は、９０体積％〜９９．９体積％であることが好ましい。大気圧プラズマを効率よく発生させるという点から不活性ガス中のＡｒガス成分を多くするのも好ましいが、コスト的な観点からもＡｒガス成分を９０体積％〜９９．９体積％を用いるのが好ましい。
【００８４】
なお、不活性ガスには水素ガスや酸素ガスを不活性ガスに対して０．１体積％〜１０体積％混合させて使用してもよく、このように補助的に使用することにより薄膜の硬度を著しく向上させることが出来る。
【００８５】
３７は電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に高周波電圧を印加するための高周波電源である。３８はアースであり、電極３２，３２’はアース３８に接地している。
【００８６】
平板電極間３１，３２間、平板電極間３１’，３２’間に存在させる不活性ガスは、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で存在させ、高周波電源３７によって、平板電極間３１，３２間、平板電極間３１’，３２’間に電圧を印加させることで不活性ガスを励起させ、励起不活性ガスを発生させる。
【００８７】
図１に示すように、不図示の搬送装置により光学部品の素材１４（例えば光ピックアップ装置用の対物レンズであって光学面には輪帯状の回折格子（不図示）などの微細な凹凸パターンが形成されている）を大気圧プラズマ処理装置３０の電極間の下方に配置する。光学部品の素材１４は、反応ガス放出口３６の反応ガス放出方向と、励起不活性ガス放出口３４，３４’の励起不活性ガス放出方向で、反応ガス放出口３６から放出される反応ガスが、励起不活性ガス放出口３４，３４’から放出される励起不活性ガスに挟み込まれるようにして接触して発生したプラズマ化した反応ガスと接触される位置に配置され、それにより表面処理（例えば反射コートの成膜やハードコートの成膜等）が行われる。
【００８８】
より具体的には、不活性ガス導入口３３，３３’から電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に不活性ガスを導入し、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に大気圧又は大気圧近傍の圧力下で不活性ガスを存在させる。電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に高周波電源３７によって高周波電圧が印加され、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に存在する不活性ガスを励起させ励起不活性ガスを発生させる。電極３１，３２間、電極３１’，３２’間で発生した励起不活性ガスは、新たに不活性ガス導入口３３，３３’から導入されてくる不活性ガスに押され、また、蓋体３９，３９’によって電極の側面方向の隙間は塞がれていることから、励起不活性ガス放出口３４，３４’より電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の外へと放出される。
【００８９】
一方、電極３２，３２’間には反応ガス導入口３５から反応ガスが導入される。電極３２，３２’間に導入された反応ガスは、新たに反応ガス導入口３５から導入されてくる反応ガスに押され、また、蓋体３９，３９’によって電極の側面方向の隙間は塞がれていることから、反応ガス放出口３６から電極３２，３２’間の外へと放出される。
【００９０】
反応ガス放出口３６から放出される反応ガスは、励起不活性ガス放出口３４と励起不活性ガス放出口３４’から放出される励起不活性ガスとに挟み込まれるようにして接触し、反応ガスはプラズマ化され、所望の成膜処理が行われる。従って、素材１４の光学面が非球面状の曲面であり、又そこに凹凸パターンが形成されていても、大気圧下で均一且つ緻密な膜を成膜できる。
【００９１】
大気圧プラズマ処理装置３０は、電極間の外で基材の表面処理を行うことから、光学部品の素材１４には支持体のようなシート状の基材のみでなく、様々な大きさ、形状のものを処理することが可能となる。例えば、レンズ形状、球状などの厚みを有するような形状の基材も表面処理を行うことができる。
【００９２】
図１の大気圧プラズマ処理装置３０に用いられる電極システムは、電極３１，３２，３１’，３２’で構成され、電極３１，３２間と電極３１’，３２’間に電圧が印加されるようになっているのであるが、この電極システムを複数設け、さらに各電極システムに不活性ガス導入口、励起不活性ガス放出口、反応ガス導入口、反応ガス放出口を設けることで、基材の表面処理を複数回行うことができるようになるので好ましい。これにより、光学部品の素材１４に異なる成分の複数製膜（例えば反射防止コート）を施したりすることができる。
【００９３】
図２は、別な大気圧プラズマ処理装置４０を示す斜視図である。尚、以降の図の説明においては、前述の図の説明で説明された符号と同じ符号のものの説明及びそれに関連する説明について省略されている場合があるが、特に説明がない限りは前述の図の説明と同じである。
【００９４】
４１は内側電極であり、４２は外側電極である。内側電極４１、外側電極４２は、円筒状の電極であり、外側電極４２の筒管内に内側電極４１を同心配置している。
【００９５】
本実施形態では内側電極４１、外側電極４２の対向する面を共に誘電体で被覆したが、内側電極４１、外側電極４２のうちどちらかの電極の対向する面に誘電体が被覆されていればよい。
【００９６】
内側電極４１、外側電極４２には、先ほど図３で説明した電極３１，３２，３１’，３２’に用いた電極、誘電体を用いることができる。
【００９７】
４３は内側電極４１と外側電極４２の間に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入口である。内側電極４１と外側電極４２の間とは、外側電極４２の筒管内の領域において、内側電極４１及び内側電極４１の筒管内の領域を除いた領域である。また、不活性ガス導入口４３は内側電極４１と外側電極４２の間の隙間の一方を用いる。
【００９８】
図２の大気圧プラズマ処理装置４０においては、不活性ガス導入口４３は、内側電極４１と外側電極４２の間の隙間の一部をそのまま不活性ガス導入口４３として用いているが、該隙間にさらに部材を設けることで、不活性ガス導入口４３を内側電極４１と外側電極４２の間に不活性ガスを効率よく容易に導入することができる形状にするのが好ましい。
【００９９】
４４は、内側電極４１と外側電極４２の間で発生した励起不活性ガスを内側電極４１と外側電極４２の間の外に放出するための励起不活性ガス放出口であり、内側電極４１と外側電極４２の間の隙間のうち不活性ガス導入口４３として用いていないほうの隙間を用いる。
【０１００】
図２の大気圧プラズマ処理装置４０においては、励起不活性ガス放出口４４は、内側電極４１と外側電極４２の間の隙間の一部をそのまま励起不活性ガス放出口４４としているが、該隙間にさらにノズルのような部材を設けることで、内側電極４１と外側電極４２の間で発生した励起不活性ガスを外部に放出する際に放出角度や放出強度を調整できるようにするのが好ましい。
【０１０１】
４５は内側電極４１の筒管内に反応ガスを導入するための反応ガス導入口であり、内側電極４１の筒管の口のうち、一方の口を、反応ガス導入口４５として用いている。尚、反応ガス導入口４５は不活性ガス導入口４３と同じ方向となる口を用いる。
【０１０２】
図２の大気圧プラズマ処理装置４０においては、反応ガス導入口４５は、内側電極４１の筒管の口の一部をそのまま反応ガス導入口４５として用いているが、該筒管の口にさらに部材を設けることで、反応ガス導入口４５を内側電極４１の筒管内に反応ガスを効率よく容易に導入することができる形状にするのが好ましい。
【０１０３】
４６は、内側電極４１の筒管内に導入した反応ガスを筒管内の外に放出するための反応ガス放出口であり、内側電極４１の筒管の口のうち、反応ガス導入口４５として用いていないほうの口を用いる。よって、反応ガス放出口４６は励起不活性ガス放出口４４と同じ方向となることになる。
【０１０４】
図２の大気圧プラズマ処理装置４０においては、内側電極４１の筒管の口の一部をそのまま反応ガス放出口４６としているが、該筒管の口にさらにノズルのような部材を設けることで、該反応ガスを外部に放出する際に放出角度や放出強度を調整できるようにするのが好ましい。
【０１０５】
前述したように、反応ガス放出口４６と励起不活性ガス放出口４４は同じ方向に設けられ、また、反応ガス放出口４６は、励起不活性ガス放出口４４に周囲を囲まれた構造となる。従って、反応ガス放出口４６から放出される反応ガスは、励起不活性ガス放出口４４から放出される励起不活性ガスに包まれた状態で接触する。これにより、反応ガスが効率よくプラズマ化される。
【０１０６】
本実施形態では、１つの反応ガス放出口の周囲を励起不活性ガス放出口で囲んだ構造としているが、内側電極の内側に新たに筒管状である内側電極、外側電極を設け、同様に反応ガス放出口、不活性ガス放出口を設け、構造としては、内側から順に、反応ガス放出口、励起不活性ガス放出口、反応ガス放出口、励起不活性ガス放出口という構造にすると、反応ガスが励起不活性ガスと包み込んで接触し、さらに挟み込んで接触するので好ましい。
【０１０７】
図２の大気圧プラズマ処理装置４０に用いられる電極システムは、内側電極４１と外側電極４２で構成され、内側電極４１と外側電極４２の間に高周波電源３７で電圧を印加されるようになっているのであるが、この電極システムを複数設け、さらに各電極システムに不活性ガス導入口、励起不活性ガス放出口、反応ガス導入口、反応ガス放出口を設けることで、基材の表面処理を複数回行うことができるようになるので好ましい。これにより、光学部品の素材１４に異なる成分の複数製膜を施したりすることができる。これは、例えば酸化シリコンなどの低屈折率層と、酸化チタンや窒化シリコンなどの高屈折率層とを多層状に設けることで、反射防止膜等の成膜を行うのに有効である。
【０１０８】
次に図２に示した大気圧プラズマ処理装置４０を用いた大気圧プラズマ処理方法を説明する。不活性ガス導入口４３から内側電極４１と外側電極４２の間に不活性ガスを導入し、内側電極４１と外側電極４２の間に大気圧又は大気圧近傍の圧力下で不活性ガスを存在させる。内側電極４１と外側電極４２の間に高周波電源３７によって高周波電圧が印加され、内側電極４１と外側電極４２の間に存在する不活性ガスを励起して励起不活性ガスを発生させる。内側電極４１と外側電極４２の間で発生した励起不活性ガスは、新たに不活性ガス導入口４３から導入されてくる不活性ガスに押し出されるようにして、励起不活性ガス放出口４４より内側電極４１と外側電極４２の間から外部へと放出される。
【０１０９】
一方、反応ガス導入口４５から内側電極４１の筒管内に反応ガスを導入し、反応ガス放出口４６から反応ガスを放出する。反応ガス放出口４６から放出される反応ガスは、反応ガス放出口４６のまわりを取り囲む励起不活性ガス放出口４４から放出される励起不活性ガスに包み込まれるようにして接触し、反応ガスはプラズマ化される。
【０１１０】
不図示の搬送装置により、光学部品の素材１４を大気圧プラズマ処理装置４０の電極間の下方に配置するので、光学部品の素材１４には適切な表面処理が成される。本実施の形態においても、素材１４の光学面が非球面状の曲面であり、又そこに凹凸パターンが形成されていても、大気圧下で均一且つ緻密な膜を成膜できる。
【０１１１】
本発明の表面処理方法を実施するにあたり、使用できるガスは、基材上に設けたい薄膜の種類によって異なるが、基本的に、不活性ガスと、薄膜を形成するための反応性ガスの混合ガスである。反応性ガスは、混合ガスに対し、０．０１〜１０体積％含有させることが好ましい。薄膜の膜厚としては、０．１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の薄膜が得られる。
【０１１２】
上記不活性ガスとは、Ｎ２及び周期表の第１８属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が挙げられるが、本発明に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。緻密で、高精度の薄膜を形成するためには、不活性ガスとしてアルゴンを用いることが最も好ましい。アルゴンを用いると、高密度プラズマを発生しやすいのではないかと推定している。アルゴンガスは、混合ガス（不活性ガスと反応性ガスの混合ガス）１００体積％に対し、９０体積％以上含有されることが好ましい。さらに好ましくは９５体積％以上である。
【０１１３】
反応性ガスは、放電空間でプラズマ状態となり、薄膜を形成する成分を含有するものであり、有機金属化合物、有機化合物、無機化合物等である。
【０１１４】
例えば、反応性ガスとして、ジンクアセチルアセトナート、トリエチルインジウム、トリメチルインジウム、ジエチル亜鉛、ジメチル亜鉛、エトラエチル錫、エトラメチル錫、二酢酸ジ−ｎ−ブチル錫、テトラブチル錫、テトラオクチル錫などから選択された少なくとも１つの有機金属化合物を含むガスを用いて、導電性膜あるいは帯電防止膜、あるいは反射防止膜の中屈折率層として有用な金属酸化物層を形成することができる。
【０１１５】
また、反応性ガスとして、フッ素含有化合物ガスを用いることによって、基材表面にフッ素含有基を形成させて表面エネルギーを低くし、撥水性表面を得る撥水膜を得ることが出来る。フッ素元素含有化合物としては、６フッ化プロピレン（ＣＦ３ＣＦＣＦ２）、８フッ化シクロブタン（Ｃ４Ｆ８）等のフッ素・炭素化合物が挙げられる。安全上の観点から、有害ガスであるフッ化水素を生成しない６フッ化プロピレン、８フッ化シクロブタンを用いることができる。
【０１１６】
また、分子内に親水性基と重合性不飽和結合を有するモノマーの雰囲気下で処理を行うことにより、親水性の重合膜を堆積させることもできる。上記親水性基としては、水酸基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、１級若しくは２級又は３級アミノ基、アミド基、４級アンモニウム塩基、カルボン酸基、カルボン酸塩基等の親水性基等が挙げられる。又、ポリエチレングリコール鎖を有するモノマーを用いても同様に親水性重合膜を堆積が可能である。
【０１１７】
上記モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルアルコール、アリルアミン、ポリエチレングリコールジメタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールジアクリル酸エステルなどが挙げられ、これらの少なくとも１種が使用できる。
【０１１８】
また、有機フッ素化合物、珪素化合物またはチタン化合物を含有する反応性ガスを用いることにより、反射防止膜の低屈折率層または高屈折率層を設けることが出来る。
【０１１９】
有機フッ素化合物としては、フッ化炭素ガス、フッ化炭化水素ガス等が好ましく用いられる。フッ化炭素ガスとしては、４フッ化炭素、６フッ化炭素、具体的には、４フッ化メタン、４フッ化エチレン、６フッ化プロピレン、８フッ化シクロブタン等が挙げられる。前記のフッ化炭化水素ガスとしては、２フッ化メタン、４フッ化エタン、４フッ化プロピレン、３フッ化プロピレン等が挙げられる。
【０１２０】
更に、１塩化３フッ化メタン、１塩化２フッ化メタン、２塩化４フッ化シクロブタン等のフッ化炭化水素化合物のハロゲン化物やアルコール、酸、ケトン等の有機化合物のフッ素置換体を用いることが出来るがこれらに限定されない。また、これらの化合物が分子内にエチレン性不飽和基を有していても良い。前記の化合物は単独でも混合して用いても良い。
【０１２１】
混合ガス中に上記記載の有機フッ素化合物を用いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中の有機フッ素化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【０１２２】
また、本発明に係る有機フッ素化合物が常温、常圧で気体である場合は、混合ガスの構成成分として、そのまま使用できるので最も容易に本発明の方法を遂行することができる。しかし、有機フッ素化合物が常温・常圧で液体又は固体である場合には、加熱、減圧等の方法により気化して使用すればよく、また、又、適切な溶剤に溶解して用いてもよい。
【０１２３】
混合ガス中に上記記載のチタン化合物を用いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中のチタン化合物の含有率は、０．０１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．０１〜５体積％である。
【０１２４】
また、反応性ガスとして、水素化金属化合物、ハロゲン化金属化合物、水酸化金属化合物、過酸化金属化合物などを用いることも可能であり、これらを適宜気化して用いればよい。
【０１２５】
また、上記記載の混合ガス中に水素ガスを０．１〜１０体積％含有させることにより薄膜の硬度を著しく向上させることが出来る。
【０１２６】
また、混合ガス中に酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有させることにより、反応促進され、且つ、緻密で良質な薄膜を形成することができる。
【０１２７】
上記記載の珪素化合物、チタン化合物としては、取り扱い上の観点から金属水素化合物、金属アルコキシドが好ましく、腐食性、有害ガスの発生がなく、工程上の汚れなども少ないことから、金属アルコキシドが好ましく用いられる。
【０１２８】
また、上記記載の珪素化合物、チタン化合物を放電空間である電極間に導入するには、両者は常温常圧で、気体、液体、固体いずれの状態であっても構わない。気体の場合は、そのまま放電空間に導入できるが、液体、固体の場合は、加熱、減圧、超音波照射等の手段により気化させて使用される。珪素化合物、チタン化合物を加熱により気化して用いる場合、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシチタンなど、常温で液体で、沸点が２００℃以下である金属アルコキシドが反射防止膜の形成に好適に用いられる。上記金属アルコキシドは、溶媒によって希釈して使用されても良く、溶媒は、メタノール、エタノール、ｎ−ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用できる。尚、これらの希釈溶媒は、プラズマ放電処理中において、分子状、原子状に分解される為、基材上への薄膜の形成、薄膜の組成などに対する影響は殆ど無視することが出来る。
【０１２９】
上記記載の珪素化合物としては、例えば、ジメチルシラン、テトラメチルシランなどの有機金属化合物、モノシラン、ジシランなどの金属水素化合物、二塩化シラン、三塩化シランなどの金属ハロゲン化合物、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどのアルコキシシラン、オルガノシランなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。また、これらは適宜組み合わせて用いることが出来る。特に、酸化シリコン膜表面に、ジメチルジエトキシシランを主成分とし、水素、Ａｒ、Ｎ２、酸素の少なくとも一種を混合したガスを用い、プラズマ処理すると、良好な撥水性コート膜又は防汚性コート膜が得られる。
【０１３０】
混合ガス中に上記記載の珪素化合物を用いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中の珪素化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【０１３１】
上記記載のチタン化合物としては、テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。
【０１３２】
反応性ガスに有機金属化合物を添加する場合、例えば、有機金属化合物としてＬｉ，Ｂｅ，Ｂ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｉｒ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｌａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選択される金属を含むことができる。より好ましくは、これらの有機金属化合物が金属アルコキシド、アルキル化金属、金属錯体から選ばれるものが好ましい。
【０１３３】
上記または上記以外の反応性ガスを適宜選択して、本発明の薄膜形成方法に使用することにより様々な高機能性の薄膜を得ることができる。その一例を以下に示すが、本発明はこれに限られるものではない。
電極膜　Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｍｏ，Ｍｏ−Ｓｉ
誘電体保護膜　ＳｉＯ２，ＳｉＯ，Ｓｉ３Ｎ４，Ａｌ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３
透明導電膜　Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２
エレクトロクロミック膜　ＷＯ３，ＩｒＯ２，ＭｏＯ３，Ｖ２Ｏ５
蛍光膜　ＺｎＳ，ＺｎＳ＋ＺｎＳｅ，ＺｎＳ＋ＣｄＳ
磁気記録膜　Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ，γ−Ｆｅ２Ｏ３，Ｃｏ，Ｆｅ３Ｏ４、Ｃｒ，ＳｉＯ２，ＡｌＯ３
超導電膜　Ｎｂ，Ｎｂ−Ｇｅ，ＮｂＮ
太陽電池膜　ａ−Ｓｉ，Ｓｉ
反射膜　Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｃｕ
選択性吸収膜　ＺｒＣ−Ｚｒ
選択性透過膜　Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２
反射防止膜　ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，ＳｎＯ２
シャドーマスク　Ｃｒ
耐摩耗性膜　Ｃｒ，Ｔａ，Ｐｔ，ＴｉＣ，ＴｉＮ
耐食性膜　Ａｌ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｃｒ
耐熱膜　Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ
潤滑膜　ＭｏＳ２
装飾膜　Ｃｒ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，ＴｉＣ，Ｃｕ
親水性コート膜　ＴｉＯＸ、ＳｉＯＸ、ＴｉＣ
撥水性コート膜　ＳｉＯＸ−ＦＹ、ＴｉＯＸ−ＦＹ
防汚性コート膜　ＳｉＯＸ、ＳｉＯＸ−ＦＹ、ＴｉＯＸ−ＦＹ
【０１３４】
次に、本発明に用いることができる基材について説明する。
本発明に用いることができる基材としては、レンズ状等の立体形状のもの等、薄膜をその表面に形成できるものであれば特に限定はない。基材が電極間に載置できるものであれば、電極間に載置することによって、基材が電極間に載置できないものであれば、発生したプラズマを当該基材に吹き付けることによって薄膜を形成すればよい。
【０１３５】
基材を構成する材料も特に限定はないが、大気圧または大気圧近傍の圧力下であることと、低温のグロー放電であることから、樹脂を好ましく用いることができる。
【０１３６】
また、これら基材は、支持体上に防眩層やクリアハードコート層を塗設したり、バックコート層、帯電防止層、反射防止膜を、塗布法、ミスト法、真空蒸着法、又はスパッタ法で設けたものを用いることが出来る。
【０１３７】
上記の基材としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル基材、ポリエチレン基材、ポリプロピレン基材、セロファン、セルロースジアセテート基材、セルロースアセテートブチレート基材、セルロースアセテートプロピオネート基材、セルロースアセテートフタレート基材、セルローストリアセテート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体からなる基材、ポリ塩化ビニリデン基材、ポリビニルアルコール基材、エチレンビニルアルコール基材、シンジオタクティックポリスチレン系基材、ポリカーボネート基材、ノルボルネン樹脂系基材、ポリメチルペンテン基材、ポリエーテルケトン基材、ポリイミド基材、ポリエーテルスルホン基材、ポリスルホン系基材、ポリエーテルケトンイミド基材、ポリアミド基材、フッ素樹脂基材、ナイロン基材、アクリル系基材あるいはポリアリレート系基材、ポリオレフィン系基材（特に好ましくは非晶質ポリオレフィン系基材）、ガラス等を挙げることができる。また、これらの基材の上に、活性線硬化樹脂や熱硬化性樹脂などで凹凸形状を形成したものも基材として使用できる。
【０１３８】
これらの素材は単独であるいは適宜混合されて使用することもできる。中でもアペル（三井化学（株）製）、ゼオネックス（日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ（株）製）などの市販品を好ましく使用することができる。更に、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルフォン及びポリエーテルスルフォンなどの固有複屈折率の大きい素材も用いられる。
【０１３９】
本発明において、基材と放電プラズマ処理により形成される薄膜との密着性を向上させる観点から、１種以上のエチレン性不飽和モノマーを含む成分を重合させて形成した層に、上記記載の放電プラズマ処理をして形成されたものであることが好ましく、特に、前記エチレン性不飽和モノマーを含む成分を重合させて形成した層をｐＨ１０以上の溶液で処理した後に放電プラズマ処理することにより、さらに密着性が改善されるため好ましい。ｐＨ１０以上の溶液としては、０．１〜３ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウム水溶液等が好ましく用いられる。
【０１４０】
エチレン性不飽和モノマーを含む成分を重合させて形成した樹脂層としては、活性線硬化樹脂あるいは熱硬化樹脂を構成成分として含有する層が好ましく用いられるが、特に好ましく用いられるのは活性線硬化樹脂層である。
【０１４１】
ここで、活性線硬化樹脂層とは紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応などを経て硬化する樹脂を主たる成分とする層をいう。活性線硬化樹脂としては紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂などが代表的なものとして挙げられるが、紫外線や電子線以外の活性線照射によって硬化する樹脂でもよい。紫外線硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、または紫外線硬化型エポキシ樹脂等を挙げることが出来る。
【０１４２】
紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、もしくはプレポリマーを反応させて得られた生成物に更に２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（以下アクリレートにはメタクリレートを包含するものとしてアクリレートのみを表示する）、２−ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることが出来る（例えば、特開昭５９−１５１１１０号等を参照）。
【０１４３】
紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂は、一般にポリエステルポリオールに２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることが出来る（例えば、特開昭５９−１５１１１２号を参照）。
【０１４４】
紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光反応開始剤を添加し、反応させたものを挙げることが出来る（例えば、特開平１−１０５７３８号）。この光反応開始剤としては、ベンゾイン誘導体、オキシムケトン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体等のうちから、１種もしくは２種以上を選択して使用することが出来る。
【０１４５】
また、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることが出来る。
【０１４６】
これらの樹脂は通常公知の光増感剤と共に使用される。また上記光反応開始剤も光増感剤としても使用出来る。具体的には、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、α−アミロキシムエステル、チオキサントン等及びこれらの誘導体を挙げることが出来る。また、エポキシアクリレート系の光反応剤の使用の際、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等の増感剤を用いることが出来る。塗布乾燥後に揮発する溶媒成分を除いた紫外線硬化性樹脂組成物に含まれる光反応開始剤又光増感剤は該組成物の２．５〜６質量％であることが好ましい。
【０１４７】
樹脂モノマーとしては、例えば、不飽和二重結合が一つのモノマーとして、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、酢酸ビニル、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、スチレン等の一般的なモノマーを挙げることが出来る。また不飽和二重結合を二つ以上持つモノマーとして、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、１，４−シクロヘキサンジアクリレート、１，４−シクロヘキシルジメチルアジアクリレート、前出のトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリルエステル等を挙げることができる。
【０１４８】
例えば、紫外線硬化樹脂としては、アデカオプトマーＫＲ・ＢＹシリーズ：ＫＲ−４００、ＫＲ−４１０、ＫＲ−５５０、ＫＲ−５６６、ＫＲ−５６７、ＢＹ−３２０Ｂ（以上、旭電化工業株式会社製）、あるいはコーエイハードＡ−１０１−ＫＫ、Ａ−１０１−ＷＳ、Ｃ−３０２、Ｃ−４０１−Ｎ、Ｃ−５０１、Ｍ−１０１、Ｍ−１０２、Ｔ−１０２、Ｄ−１０２、ＮＳ−１０１、ＦＴ−１０２Ｑ８、ＭＡＧ−１−Ｐ２０、ＡＧ−１０６、Ｍ−１０１−Ｃ（以上、広栄化学工業株式会社製）、あるいはセイカビームＰＨＣ２２１０（Ｓ）、ＰＨＣ　Ｘ−９（Ｋ−３）、ＰＨＣ２２１３、ＤＰ−１０、ＤＰ−２０、ＤＰ−３０、Ｐ１０００、Ｐ１１００、Ｐ１２００、Ｐ１３００、Ｐ１４００、Ｐ１５００、Ｐ１６００、ＳＣＲ９００（以上、大日精化工業株式会社製）、あるいはＫＲＭ７０３３、ＫＲＭ７０３９、ＫＲＭ７１３０、ＫＲＭ７１３１、ＵＶＥＣＲＹＬ２９２０１、ＵＶＥＣＲＹＬ２９２０２（以上、ダイセル・ユーシービー株式会社）、あるいはＲＣ−５０１５、ＲＣ−５０１６、ＲＣ−５０２０、ＲＣ−５０３１、ＲＣ−５１００、ＲＣ−５１０２、ＲＣ−５１２０、ＲＣ−５１２２、ＲＣ−５１５２、ＲＣ−５１７１、ＲＣ−５１８０、ＲＣ−５１８１（以上、大日本インキ化学工業株式会社製）、あるいはオーレックスＮｏ．３４０クリヤ（中国塗料株式会社製）、あるいはサンラッドＨ−６０１（三洋化成工業株式会社製）、あるいはＳＰ−１５０９、ＳＰ−１５０７（昭和高分子株式会社製）、あるいはＲＣＣ−１５Ｃ（グレース・ジャパン株式会社製）、アロニックスＭ−６１００、Ｍ−８０３０、Ｍ−８０６０（以上、東亞合成株式会社製）あるいはこの他の市販のものから適宜選択して利用できる。
【０１４９】
本発明に用いられる活性線硬化樹脂層は公知の方法で塗設することができる。活性線硬化性樹脂を光硬化反応により硬化皮膜層を形成するための光源としては、紫外線を発生する光源であればいずれでも使用出来る。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることが出来る。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、照射光量は２０〜１００００ｍＪ／ｃｍ２程度あればよく、好ましくは、５０〜２０００ｍＪ／ｃｍ２である。近紫外線領域〜可視光線領域にかけてはその領域に吸収極大のある増感剤を用いることによって使用出来る。
【０１５０】
活性線硬化樹脂層を塗設する際の溶媒として前述のバックコート層や導電性微粒子を含有する樹脂層を塗設する溶媒、例えば、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、その他の溶媒の中から適宜選択し、あるいはこれらを混合し利用できる。好ましくは、プロピレングリコールモノ（炭素数１〜４のアルキル基）アルキルエーテルまたはプロピレングリコールモノ（炭素数１〜４のアルキル基）アルキルエーテルエステルを５質量％以上、さらに好ましくは５〜８０質量％以上含有する溶媒が用いられる。
【０１５１】
紫外線硬化性樹脂組成物塗布液の塗布方法としては、グラビアコーター、スピナーコーター、ワイヤーバーコーター、ロールコーター、リバースコーター、押し出しコーター、エアードクターコーター等公知の方法を用いることが出来る。塗布量はウェット膜厚で０．１〜３０μｍが適当で、好ましくは、０．５〜１５μｍである。
【０１５２】
紫外線硬化性樹脂組成物は塗布乾燥された後、紫外線を光源より照射するが、照射時間は０．５秒〜５分がよく、紫外線硬化性樹脂の硬化効率、作業効率とから３秒〜２分がより好ましい。
【０１５３】
こうして得た硬化皮膜層に、ブロッキングを防止するため、また対擦り傷性等を高めるために無機あるいは有機の微粒子を加えることが好ましい。例えば、無機微粒子としては酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、カオリン、硫酸カルシウム等を挙げることができ、また有機微粒子としては、ポリメタアクリル酸メチルアクリレート樹脂粉末、アクリルスチレン系樹脂粉末、ポリメチルメタクリレート樹脂粉末、シリコン系樹脂粉末、ポリスチレン系樹脂粉末、ポリカーボネート樹脂粉末、ベンゾグアナミン系樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、あるいはポリ弗化エチレン系樹脂粉末等を挙げることができ、紫外線硬化性樹脂組成物に加えることが出来る。これらの微粒子粉末の平均粒径としては、０．００５μｍ〜１μｍが好ましく０．０１〜０．１μｍであることが特に好ましい。
【０１５４】
紫外線硬化樹脂組成物と微粒子粉末との割合は、樹脂組成物１００質量部に対して、０．１〜１０質量部となるように配合することが望ましい。
【０１５５】
このようにして形成された紫外線硬化樹脂を硬化させた層は中心線表面粗さＲａが１〜５０ｎｍのクリアハードコート層であっても、Ｒａが０．１〜１μｍ程度の防眩層であってもよい。本発明では、これらの層の上にプラズマ処理することができる。特に本発明の方法によれば、表面の凹凸のある基材上に均一な低屈折率層あるいは高屈折率層等の光学干渉層を設けることが出来る。
【０１５６】
本発明において反射防止膜等に用いられる金属酸化膜を成膜する素材としては、屈折率が１．６〜２．４の酸化チタンを主成分とする高屈折率層を有することが好ましい。また、さらに、屈折率が１．３〜１．５の酸化ケイ素を主成分とする低屈折率層を基材表面に連続して設けることが好ましい。これにより各層の間の密着性が良好となる。好ましくは基材上に紫外線硬化樹脂層を設けた後、直ちにプラズマ処理によって高屈折率層及び低屈折率層を設けることがより好ましい。
【０１５７】
また、前記酸化チタンを主成分とする高屈折率層は、屈折率が２．２以上であることが特に好ましい。また、本発明の薄膜形成方法を用いることにより、このような屈折率の高い金属酸化膜を形成することが可能となるのである。
【０１５８】
また、この酸化チタンを主成分とする層等の金属酸化物薄膜は、該薄膜中の炭素含有率が０．１〜５質量％であることが下層との密着性と膜の柔軟性のために好ましい。より好ましくは０．２〜５質量％、さらに好ましくは０．３〜３質量％である。この炭素含有量は、上記酸化ケイ素を主成分とする低屈折率層も同様であることが好ましい。
【０１５９】
炭素含有率は、上記反射防止膜等の金属酸化物の薄膜に限らず、その他の用途・機能を有する金属、金属酸化物、金属窒化物、金属硼化物も同様に好ましい。なぜなら、有機物を含有する反応性ガスを用いて、プラズマ処理によって形成された薄膜は、炭素原子を含んでいるため、前記炭素含有率の薄膜としやすい。プラズマ処理で形成された薄膜に限らず、この範囲に炭素含有率を有する薄膜は、それ自体に柔軟性を与えるため、膜の密着性に優れ好ましい。炭素の比率が少なすぎるとクラックが起きやすく、逆に多くなりすぎると経時で屈折率が変動したり、耐傷性が劣化する傾向があり、好ましくない。
【０１６０】
次に、基材上にハーフミラー膜を形成する例を説明する。ハーフミラー膜は大きく分けて２種類が考えられ、一つはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｇｅ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｗ等の金属薄膜、または、この金属薄膜に金属薄膜または誘電体膜を積層した（２層以上を積層する場合を含む）合金半透過ミラー膜である。もう一つは誘電体膜または屈折率が異なる誘電体膜を積層した（２層以上を積層する場合を含む）誘電体ミラー膜である。
【０１６１】
合金半透過ミラー膜は光吸収が大きく、例えば４００〜６００ｎｍの波長の光に対して４０％透過、５０％反射、１０％の吸収があり、半透過型の液晶表示装置に用いる場合は、背面光源の光ロスが大きく、あまり向かない。一方、誘電体ミラー膜はかかる光ロスがないので、様々な用途に好ましく適用可能である。
【０１６２】
また、ハーフミラー膜としての性能は、構成する材料およびその膜厚を適宜選択することにより、反射率と透過率を自由に設計することが可能である。特に、誘電体ミラー膜は、屈折率の異なる層を積層したものであり、高屈折率層と低屈折率層を順次、数層〜数十層程度積層し、各層の屈折率や層の厚さを設計することにより、所望の性能を有することができる。
【０１６３】
誘電体ミラー膜の高屈折率層としては、酸化チタンや酸化タンタルを主成分とし、屈折率ｎが１．８５≦ｎ≦２．６０のものが好ましく用いられ、副成分として、窒素、炭素、錫、ニッケル、ニオビウムを有していてもよい。また、低屈折率層としては、酸化ケイ素や、フッ化マグネシウムを主成分とし、屈折率ｎが１．３０≦ｎ≦１．５７のものが好ましく用いられ、副成分として、窒素、炭素、フッ素、硼素、錫を有していてもよい。
【０１６４】
これらの成分の中では、酸化ケイ素層（ＳｉＯ２）を主成分とする低屈折率層と酸化チタン層（ＴｉＯ２）（或いは酸化タンタル、酸化ジルコニウム、窒化シリコン、酸化インジウムまたは酸化アルミニウム）を主成分とする高屈折率層とを複数層積層したものを好ましく用いることができる。例えば、ＴｉＯ２（屈折率ｎ＝２．３５）とＳｉＯ２（屈折率ｎ＝１．４６）を交互に積層した多層膜を用いることができる。
【０１６５】
例えば、半透過型液晶表示装置において、バックライトと液晶との間に誘電体ハーフミラー膜を有する光学部品を適用する場合、誘電体ハーフミラー膜の設計は、以下の仕様が一例として挙げられるが、これに限定されるものではない。
【０１６６】
１．透過率：反射率＝４０：６０の場合の設計例を表１に示す。ガラス基材に低屈折率層と高屈折率層とを層番号１３〜１の順に合計１３層積層したものである。
【表１】
2004070301.tif 000003
上記表１の設計によりガラス基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を図４のグラフに示す。
【０１６７】
２．透過率：反射率＝２０：８０の場合の設計例を表２に示す。ガラス基材に低屈折率層と高屈折率層とを層番号１４〜１の順に合計１４層積層したものである。
【表２】
2004070301.tif 000004
上記表２の設計によりガラス基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を図５のグラフに示す。
【０１６８】
３．透過率：反射率＝７０：３０の場合の設計例を表３に示す。ガラス基材に低屈折率層と高屈折率層とを層番号５〜１の順に合計５層積層したものである。
【表３】
2004070301.tif 000005
上記表３の設計によりガラス基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を図６のグラフに示す。
【０１６９】
４．透過率と反射率が波長４５０〜７００ｎｍの領域で一定値を維持せず大きく変動している場合の設計例を表４に示す。ガラス基材に低屈折率層と高屈折率層とを層番号１０〜１の順に合計１０層積層したものである。
【表４】
2004070301.tif 000006
上記表４の設計によりガラス基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を図７のグラフに示す。
【０１７０】
５．透過率：反射率＝８０：２０の場合の設計例を表５に示す。アクリル樹脂基材に低屈折率層と高屈折率層とを層番号４〜１の順に合計４層積層したものである。
【表５】
2004070301.tif 000007
上記表５の設計によりアルミ樹脂基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を図８のグラフに示す。
【０１７１】
６．透過率：反射率＝８０：２０の場合の設計例を表６に示す。ガラス基材に低屈折率層と高屈折率層とを層番号３〜１の順に合計３層積層したものである。
【表６】
2004070301.tif 000008
上記表６の設計によりガラス基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を図９のグラフに示す。
【０１７２】
但し、表１乃至表６において、各屈折率は波長５１０ｎｍの光に対する屈折率であり、屈折率をｎとすると、光学膜厚は、ｎ×ｄ／５１０の値であり、ｄは各層の実際の膜厚（単位ｎｍ、幾何学的膜厚）である。また、基材としてガラス基材を用い、各積層構成を示したが、実際に使用されるときは、最外層表面に屈折率およそ１．５〜１．６のカラーフィルタ層、接着材層または保護層を設けて使うため、反射率、透過率の測定は、最外層が屈折率およそ１．５２の媒体に接する状態で光線入射角０度で波長３７５ｎｍから７２５ｎｍの光により測定した。また、実際の膜厚（幾何学的膜厚）は、有効面積内で、例えば、膜の断面を電子顕微鏡で観察して５ポイントの平均で求めることができる。
【０１７３】
また、上記酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化チタン（ＴｉＯ２）には必要に応じて、製膜時に窒素を加えることで、ガスバリア性の向上や、屈折率の調整が実現できる。その場合には、ＳｉＯｘＮｙ、ＴｉＯｘＮｙという組成で表される酸窒化物となる。窒素の比率を上昇させるとガスバリア性が増強されるが、逆に透過率が低下するため、透過率を重視する場合には、ｘおよびｙは、次の式を満足するような値が好ましい。
０．４≦ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．８
【０１７４】
本実施の形態に用いることができる透光性を有する基材としては、板状のもの、レンズ状等の立体形状のもの等、ハーフミラー膜をその表面に形成できるものであれば特に限定はない。基材が電極間に載置できるものであれば、電極間に載置し、基材が電極間に載置できないものであれば、発生したプラズマを当該樹脂基材に吹き付けることによって、薄膜を形成する。
【０１７５】
基材を構成する材料も特に限定はないが、大気圧または大気圧近傍の圧力下であることと、低温の放電であることから、樹脂基材であっても基材を劣化させるようなことはない。
【０１７６】
透光性を有する基材の材料として、ガラス、石英、樹脂、セラミックス等を好ましく用いることができ、特に樹脂材料が好ましい。
【０１７７】
また、基材上に下引き層、バックコート層、帯電防止層やその他の機能層を、塗布法、ミスト法、真空蒸着法、又はスパッタ法で設けたものを基材として用いることができる。
【０１７８】
上記の下引き層や機能層の材料（基材としても用いられる）としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートフタレート、セルローストリアセテート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン類、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、アクリルあるいはポリアリレート類等を挙げることができる。
【０１７９】
本実施の形態のハーフミラー膜としての誘電体ミラー膜または２層以上積層した合金半透過ミラー膜は、透光性を有する樹脂基材を、大気圧または大気圧近傍の圧力下において対向する電極間に放電することでプラズマ状態にした反応性ガスに晒すことによって形成する方法（以下、大気圧プラズマ法と称することもある）により、各層を製膜する。
【０１８０】
次に、大気圧プラズマ処理法の好ましい態様を説明する。
図１，２の装置もしくは他の処理装置により、処理を行う場合、電極間に印加する高周波電圧の周波数の上限値は、好ましくは１５０ＭＨｚ以下である。また、高周波電圧の周波数の下限値としては、１００ｋＨｚを超え、好ましくは２００ｋＨｚ以上、さらに好ましくは８００ｋＨｚ以上である。
【０１８１】
また、電極間に供給する電力の下限値は、１．０Ｗ／ｃｍ２以上、好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ２以上であり、上限値としては、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは２０Ｗ／ｃｍ２以下である。尚、電極における電圧の印加面積（／ｃｍ２）は、放電が起こる範囲の面積のことを指す。
【０１８２】
さらに、電極間に印加する高周波電圧は、断続的なパルス波であっても、連続したサイン波であっても構わないが、本発明の効果を高く得るためには、連続したサイン波であることが好ましい。
【０１８３】
このような電極としては、金属母材上に誘電体を被覆したものであることが好ましい。少なくとも対向する印加電極とアース電極の片側に誘電体を被覆すること、更に好ましくは、対向する印加電極とアース電極の両方に誘電体を被覆することである。誘電体としては、比誘電率が６〜４５の無機物であることが好ましく、このような誘電体としては、アルミナ、窒化珪素等のセラミックス、あるいは、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス等のガラスライニング材等がある。
【０１８４】
また、基材を電極間に載置あるいは電極間を搬送してプラズマに晒す場合には、基材を片方の電極に接して搬送できるようにするだけでなく、更に誘電体表面を研磨仕上げし、電極の表面粗さＲｍａｘ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１）を１０μｍ以下にすることで、誘電体の厚み及び電極間のギャップを一定に保つことができ、放電状態を安定化できること、更に熱収縮差や残留応力による歪やひび割れを無くし、かつポーラスで無い高精度の無機誘電体を被覆することで大きく耐久性を向上させることができる。
【０１８５】
また、高温下での金属母材に対する誘電体被覆による電極製作において、少なくとも基材と接する側の誘電体を研磨仕上げすること、更に電極の金属母材と誘電体間の熱膨張の差をなるべく小さくすることが必要であり、そのため製作方法において、母材表面に、応力を吸収できる層として泡混入量をコントロールして無機質の材料をライニングする、特に材質としてはほうろう等で知られる溶融法により得られるガラスであることが良く、更に導電性金属母材に接する最下層の泡混入量を２０〜３０体積％とし、次層以降を５体積％以下とすることで、緻密でかつひび割れ等が発生しない良好な電極ができる。
【０１８６】
また、電極の母材に誘電体を被覆する別の方法として、セラミックスの溶射を空隙率１０体積％以下まで緻密に行い、更にゾルゲル反応により硬化する無機質の材料にて封孔処理を行うことであり、ここでゾルゲル反応の促進には、熱硬化やＵＶ硬化が良く、更に封孔液を希釈し、コーティングと硬化を逐次で数回繰り返すと、よりいっそう無機質化が向上し、劣化の無い緻密な電極ができる。
【０１８７】
電極に印加される電圧の値は適宜決定されるが、例えば、電圧が０．５〜１０ｋＶ程度で、電源周波数は１００ｋＨｚを越えて１５０ＭＨｚ以下に調整される。又、１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を電極間に供給し、それらの間に放電を生じさせると良い。ここで電源の印加法に関しては、連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードとパルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に行う断続発振モードのどちらを採用しても良いが、連続モードの方がより緻密で良質な膜が得られる。
【０１８８】
また、プラズマ状態での処理時の基材への影響を最小限に抑制するために、プラズマ状態での処理時の基材の温度を常温（１５℃〜２５℃）〜２００℃未満の温度に調整することが好ましく、更に好ましくは常温〜１００℃に調整することである。上記の温度範囲に調整するため、必要に応じて電極、基材は冷却手段で冷却しながらプラズマ状態で処理される。
【０１８９】
図１４は、大気圧プラズマ法を実行できるプラズマ放電処理装置の概略構成図である。図１４において、金属母材２０に誘電体２１を被覆したスリット状の放電空間２２に、図の上部から不活性ガスおよび反応性ガスの混合ガスを導入し、電源３７により高周波電圧を印加することにより前記反応性ガスをプラズマ状態とし、該プラズマ状態の反応性ガスを光学部品の素材１４上に噴射することにより、その表面上にコーティング膜を形成する。
【０１９０】
図１５は、特に、基材がある程度薄い場合（例えば５ｍｍ以下）に好適な大気圧プラズマ法を実行できる別なプラズマ放電処理装置の概略構成図である。図１５に示すような平行平板型のプラズマ放電処理装置５０は、曲げることができる基材でも使用可能である。より具体的に、プラズマ放電処理装置５０を説明する。
【０１９１】
プラズマ放電処理装置５０は、電源３７，電極５１等から概略構成されており、電極５１は、上側平板電極５１Ａと下側平板電極５１Ｂとを有する。上側平板電極５１Ａと下側平板電極５１Ｂとは上下に対向して配置されている。
【０１９２】
上側平板電極５１Ａは、複数の略矩形状の平板電極５１ａ、・・・・が左右方向に隣接配置されてなるものであり、隣接する平板電極５１ａ、５１ａ間の隙間の各々が、ガス流路部５２とされている。上側平板電極５１Ａの上方には、ガス供給部５３が設けられており、ガス供給部５３から反応性ガスや不活性ガスが、各ガス流路部５２内に供給されて、下側平板電極５１Ｂとの間に噴出される。
【０１９３】
下側平板電極５１Ｂは、アースに接地されており、基材１４をその表面に装着し、且つ基材１４と一体で、ガス流路部５２に対して交差方向に往復移動できるようになっている。従って、下側平板電極５１Ｂが移動することにより、上側平板電極５１Ａと下側平板電極５１Ｂとの間で、プラズマ状態が形成され、基材１４に成膜が行われることとなる。このように、基材１４を移動させることによって、放電面積より大面積の基材に対しても成膜を行うことができる。
【０１９４】
本発明においては、上記のプラズマ状態での処理が大気圧または大気圧近傍で行われるが、ここで大気圧近傍とは、２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａの圧力を表すが、本発明に記載の効果を好ましく得るためには、９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａが好ましい。
【０１９５】
また、放電用電極においては、電極の少なくとも基材と接する側のＪＩＳ　Ｂ　０６０１で規定される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が１０μｍ以下になるように調整されることが、本発明に記載の効果を得る観点から好ましいが、更に好ましくは、表面粗さの最大値が８μｍ以下であり、特に好ましくは、７μｍ以下に調整することである。また、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１で規定される中心線平均表面粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以下が好ましく、更に好ましくは０．１μｍ以下である。
【０１９６】
次に、本大気圧プラズマ法による成膜形成方法に係る混合ガスについて説明する。使用するガスは、基材上に設けようとするハーフミラー膜の種類によって異なるが、基本的に、不活性ガスと、膜を形成するための反応性ガスとの混合ガスである。反応性ガスは、混合ガスに対し、０．０１〜１０体積％含有させることが好ましい。薄膜の膜厚としては、０．１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の薄膜が得られる。
【０１９７】
上記不活性ガスは周期表の第１８属元素、具体的にはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が挙げられるが、本実施の形態に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。
【０１９８】
反応性ガスは以下のものを用いることが可能である。合金半透過膜（例えばハーフミラー膜として使用される）の場合、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｇｅ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｚｎを含有する有機金属化合物を用いることができる。このとき反応系は還元雰囲気で行う。また、屈折率の異なる層を積層した誘電体膜の場合、例えば、有機フッ素化合物、珪素化合物（低屈折率層）またはチタン化合物（高屈折率層）を含有する反応性ガスを用いることにより設けることができる。
【０１９９】
有機フッ素化合物としては、フッ化炭素ガス、フッ化炭化水素ガス等が好ましく用いられる。フッ化炭素ガスとしては、４フッ化炭素、６フッ化炭素、具体的には、４フッ化メタン、４フッ化エチレン、６フッ化プロピレン、８フッ化シクロブタン等が挙げられる。また、フッ化炭化水素ガスとしては、２フッ化メタン、４フッ化エタン、４フッ化プロピレン、３フッ化プロピレン等が挙げられる。
【０２００】
更に、１塩化３フッ化メタン、１塩化２フッ化メタン、２塩化４フッ化シクロブタン等のフッ化炭化水素化合物のハロゲン化物やアルコール、酸、ケトン等の有機化合物のフッ素置換体を用いることができるがこれらに限定されない。また、これらの化合物が分子内にエチレン性不飽和基を有していてもよく、さらに、これらの化合物は単独でも混合して用いてもよい。
【０２０１】
混合ガス中に上記記載の有機フッ素化合物を用いる場合、プラズマ状態での処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中の有機フッ素化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【０２０２】
また、本実施の形態に係る有機フッ素化合物が常温、常圧で気体である場合は、混合ガスの構成成分として、そのまま使用できるので最も容易に本実施の形態の方法を遂行することができる。しかし、有機フッ素化合物が常温・常圧で液体又は固体である場合には、加熱、減圧等の方法により気化して使用すればよく、また、又、適切な溶剤に溶解して用いてもよい。
【０２０３】
混合ガス中に上記記載のチタン化合物を用いる場合、プラズマ状態での処理により基材上に均一な層を形成する観点から、混合ガス中のチタン化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、特に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【０２０４】
また、上記記載の混合ガス中に水素ガスを０．１〜１０体積％含有させることにより膜の硬度を著しく向上させることができる。
【０２０５】
さらに、混合ガス中に酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有させることにより、反応促進され、かつ、緻密で良質な膜を形成することができる。
【０２０６】
上記記載の珪素化合物、チタン化合物としては、取り扱い上の観点から金属水素化合物、金属アルコキシドが好ましく、腐食性、有害ガスの発生がなく、工程上の汚れなども少ないことから、金属アルコキシドが好ましく用いられる。
【０２０７】
また、上記記載の珪素化合物、チタン化合物を放電空間である電極間に導入するには、両者は常温常圧で、気体、液体、固体いずれの状態であっても構わない。気体の場合は、そのまま放電空間に導入できるが、液体、固体の場合は、加熱、減圧、超音波照射等の手段により気化させて使用される。珪素化合物、チタン化合物を加熱により気化して用いる場合、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシチタンなど、常温で液体で、沸点が２００℃以下である金属アルコキシドがハーフミラー膜の形成に好適に用いられる。上記金属アルコキシドは、溶媒によって希釈して使用されても良く、溶媒は、メタノール、エタノール、ｎ−ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用できる。尚、これらの希釈溶媒は、プラズマ状態での処理中において、分子状、原子状に分解される為、樹脂基材上への層の形成、層の組成などに対する影響は殆ど無視することができる。
【０２０８】
上記記載の珪素化合物としては、例えば、ジメチルシラン、テトラメチルシランなどの有機金属化合物、モノシラン、ジシランなどの金属水素化合物、二塩化シラン、三塩化シランなどの金属ハロゲン化合物、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどのアルコキシシラン、オルガノシランなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。また、これらは適宜組み合わせて用いることができる。
【０２０９】
混合ガス中に上記記載の珪素化合物を用いる場合、プラズマ状態での処理により基材上に均一な層を形成する観点から、混合ガス中の珪素化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【０２１０】
上記記載のチタン化合物としては、テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。
【０２１１】
また、上記記載のタンタル化合物としては、テトラジメチルアミノタンタルなどの有機金属化合物、モノタンタル、ジタンタルなどの金属水素化合物、二塩化タンタル、三塩化タンタル、四塩化タンタルなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシタンタル、テトライソプロポキシタンタル、テトラブトキシタンタルなどの金属アルコキシドなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。
【０２１２】
また、上記記載のアルミニウム化合物としては、テトラジメチルアミノアルミニウムなどの有機金属化合物、モノアルミニウム、ジアルミニウムなどの金属水素化合物、二塩化アルミニウム、三塩化アルミニウム、四塩化アルミニウムなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシアルミニウム、テトライソプロポキシアルミニウム、テトラブトキシアルミニウムなどの金属アルコキシドなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。
【０２１３】
反応性ガスに有機金属化合物を添加する場合、例えば、有機金属化合物としてＬｉ，Ｂｅ，Ｂ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｉｒ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｌａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選択される金属を含むことができる。より好ましくは、これらの有機金属化合物が金属アルコキシド、アルキル化金属、金属錯体から選ばれるものが好ましい。
【０２１４】
本実施の形態において、誘電体膜では、屈折率が１．８５〜２．６０の酸化チタンを主成分とする高屈折率層および屈折率が１．３０〜１．５７の酸化ケイ素を主成分とする低屈折率層を樹脂基材またはガラス基材表面に連続して設けることが好ましい。直ちにプラズマ状態での処理によって高屈折率層及び低屈折率層を設けることが、より膜と樹脂基材との密着性を高め、クラックの発生を低減することになる。また、高屈折率層においては、酸化チタンを主成分とし、屈折率が２．２以上であることが特に好ましい。
【０２１５】
本実施の形態において、誘電体膜では、高屈折率層及び低屈折率層の炭素含有率は、ともに０．２〜５質量％であることが下層との密着性と膜の柔軟性（クラック防止）のために好ましい。より好ましくは炭素含有率は０．３〜３質量％である。すなわち、プラズマ状態での処理によって形成された層は有機物（炭素原子）を含んでいるため、その範囲が膜に柔軟性を与えるため、膜の密着性に優れ好ましい。炭素の比率が多くなりすぎると経時で屈折率が変動しやすくなる傾向があり、好ましくない。
【０２１６】
次に、具体的な実施例を比較例と比較しながら説明する。
（比較例１）
まず、比較例１として、断面を図１０に示すように、光線見込み角が大きな半球状レンズＬの光学面Ｌａに対して、真空蒸着で表７に示す条件で反射防止膜をコーティングした。頂点Ａにおける分光特性と、面の法線方向が光軸と４５°をなすＢ点の分光特性を図１１に示す。
【表７】
2004070301.tif 000009
【０２１７】
頂点Ａでは、反射防止膜は波長６５０ｎｍに対して最小反射率が得られているが、Ｂ点では膜厚が薄くなっており、最小反射率の波長がより短波長側に移動し、波長６５０ｎｍでの反射率が増加している。
【０２１８】
（実施例１）
比較例１と同様に、基材としてのレンズＬは樹脂製であり、非晶質ポリオレフィン系樹脂（日本ゼオン株式会社製Ｚｅｏｎｅｘ）を用いており、曲面である光学面Ｌａ上に、順に酸化チタンを主成分とする１層目を形成し、その上に酸化ケイ素を主成分とする２層目を形成して、２層構成の反射防止膜を形成した。この際、光学面Ｌａに、大気圧プラズマ法にて反射防止膜をコーティングした。膜厚も比較例１と同じにした。大気圧プラズマ法の成膜条件は表８の通りであった。比較例１と同様に、頂点Ａと周辺のＢ点との２点で分光特性を測定した結果を図１２に示す。図１２によれば、最小反射率の波長が接近しており、レンズＬの光学面Ｌａに均一な膜厚の膜が形成されたことがわかる。従って、真空蒸着法と比較し、大気圧プラズマ法による成膜処理では、中心部と周辺部での反射率の差を少なくすることができることが立証された。また、得られた反射防止膜は緻密で硬度も高く、基材との揉着性も極めて良好であった。更に、２層目の酸化シリコン層の表面に、ジメチルジエトキシシランを用いて同様に表面層を形成すると、撥水性、防汚性の優れた反射防止コートが得られた。
【表８】
2004070301.tif 000010
【０２１９】
以上の例では１枚のレンズを取り上げたが、曲面が連続的あるいは断続的に並んでいるようなマイクロレンズシートなどにも膜厚の均一化、素子全体にわたる光学特性実現について大きな効果が期待できる。
【０２２０】
（比較例２）
図１３に、本発明者らが行った別な実験に用いた導光板の断面を示す。導光板Ｓの上方部には、等間隔に平行に並ぶ直方体形凸状部Ｓａが形成されている。ここでは、４層からなる反射防止膜を、スパッタリング法により形成した。その設計値を表９に示す。
【表９】
2004070301.tif 000011
【０２２１】
コート後の断面形状を電子顕微鏡で観察したところ、凸状部Ｓａ上の点Ａ、隣接する凸状部Ｓａ、Ｓａ間の中心点Ｂ、凸状部Ｓａの側面における点Ｃでは、膜厚について表１０に示すような不均一が見られ、設計値から予想される反射防止性能は期待できない状態であった。
【表１０】
2004070301.tif 000012
【０２２２】
（実施例２）
比較例２と同様に、基材としての導光板Ｓは樹脂製であり、非晶質ポリオレフィン系樹脂（ＪＳＲ株式会社製アートン）を用いており、規則的な凹凸パターンを有する面上に反射防止膜を形成した。この際、比較例２とは異なり、大気圧プラズマ法（図１５に示すプラズマ放電処理装置５０を使用）にて反射防止膜をコーティングした。表１１の設計値に基づき、実施例１と同じ成膜条件で膜を作成した。比較例２と同様に３点の膜厚を観察したところ、表１２のような結果が得られた。また、得られた反射防止膜は緻密で硬度も高く、基材との揉着性も極めて良好であった。
【表１１】
2004070301.tif 000013
【表１２】
2004070301.tif 000014
【０２２３】
表１０，表１２から、実施例２では、比較例２に比べ大きく膜厚分布がより均一化されていることがわかる。このようにパターン形状を有する素子に、大気圧プラズマ法を用いて成膜をすることで膜厚の均一化、素子全体にわたる安定した光学特性の実現について大きな効果が期待できる。
【０２２４】
次に、本発明の表面処理方法を好ましく適用できる基材の形状について記載する。曲面を有する基材として、球面もしくは非球面形状の光学面を有す単体レンズの場合、図１６（ａ）に示す様に、有効光学面直径をＤ（ｍｍ）、有効光学面の光軸上の厚みをＴ（ｍｍ）とすると、下記式を満足した時に、本発明の表面処理方法の効果をより発揮できる。
０＜Ｄ≦３００　　　　　　　　　　（１）
０＜Ｔ／Ｄ≦１．０　　　　　　　　（２）
更に、単体レンズの光学面に段差１０μｍ以下の輪帯状段差の、例えば回折輪帯がある場合は、本発明の効果をより発揮できる。
【０２２５】
特に、光ピックアップ用レンズの場合、下記式を満たす場合が多い。
１≦Ｄ≦１０　　　　　　　　　　　（９）
０．２≦Ｔ／Ｄ≦０．５　　　　　　（１０）
本表面処理によって、レンズ有効面に膜厚の均一性の高い膜が形成出来る。更にレンズを複数個並べ同時に表面処理可能となる。例えば反射防止膜を形成する時は、レンズ有効面全域で良好な反射防止機能を得る事が出来る。又、ハードコート膜を形成する時は、レンズ全面に耐擦性の高い膜形成が可能となる。尚、親水性コート膜、撥水性コート膜、防汚性コート膜についても同様である。
【０２２６】
図１６（ｂ）は球面もしくは非球面形状の光学面を有すレンズが、平面上にアレイ状に配置された構成を示す。レンズ部直径をＤｉ（ｍｍ）、レンズ部厚みをＴｉ（ｍｍ）、アレイピッチをＬｉ（ｍｍ）とすると、下記式を満足した時に、本発明の効果をより発揮できる。
０＜Ｄｉ≦３００　　　　　　　　　（３）
０＜Ｔｉ／Ｄｉ≦１．０　　　　　　（４）
０＜Ｌｉ≦２００　　　　　　　　　（５）
なお、Ｄｉ、Ｔｉ、Ｌｉは１種類ではなく、一枚の基板上に複数種の形状が共存しても良い。
【０２２７】
特に、マイクロレンズアレーの場合、下記式を満たすことで、本発明の効果をより発揮できる。
１０μｍ≦Ｄｉ≦２ｍｍ　　　　　　（６）
０．２≦Ｔｉ／Ｄｉ≦０．５　　　　（７）
１０μｍ≦Ｌｉ≦５ｍｍ　　　　　　（８）
本表面処理によって、十分な同様な効果が得られる。
【０２２８】
更に、導光板、導波路基板、偏光フィルター、位相フィルター、光学フィルター、回折格子光学部品等の基材の平面または曲面に凹凸形状を設ける場合、本発明の表面処理方法を好ましく適用できる。
【０２２９】
図１７（ａ）に示すような鋸歯形状、あるいは、図１７（ｂ）に示すような矩形形状（階段状）の場合、高さをＨｉ（ｍｍ）、幅をＷｉ（ｍｍ）、ピッチをＰｉ（ｍｍ）とすると、下記式を満足した時に、本発明の効果をより発揮できる。
０＜Ｐｉ≦３０　　　　　　　　　　（１１）
０＜Ｈｉ／Ｐｉ≦３．０　　　　　　（１２）
なお、Ｈｉ、Ｗｉ、Ｐｉは１種類ではなく、一枚の基板上に複数種の形状（Ｐｋ等）が共存しても良い。例えば、図１７（ｂ）の場合、下記式を満足することが好ましい。
０＜Ｗｉ＜Ｐｉ，Ｐｋ　　　　　　　（１３）
【０２３０】
特に、導光板の場合、下記式を満たすことで、本発明の効果をより発揮できる。
０．０５ｍｍ＜Ｐｉ≦２ｍｍ　　　　（１４）
０．０１＜Ｈｉ／Ｐｉ≦０．１　　　（１５）
本表面処理法で、表面に反射防止膜又はハーフミラー膜を形成する時、膜厚均一性の高い膜が形成される。液晶表示素子の背面光源用導光板に使用した時、輝度ムラの少ない良好な表示素子が得られる。
【０２３１】
図１７（ｃ）に示すプリズム形状の場合は、高さをＨ（ｍｍ）、幅をＷ（ｍｍ）とすると、下記式を満足した時に、本発明の効果をより発揮できる。
０＜Ｗ≦３０　　　　　　　　　　　（１６）
０＜Ｈ／Ｗ≦３．０　　　　　　　　（１７）
【０２３２】
特にマイクロプリズムの場合、下記式を満たす場合が多い。
０．０５≦Ｗ≦４．０　　　　　　　（１８）
０．０５≦Ｈ≦４．０　　　　　　　（１９）
導光板の場合と同様に、表面に膜厚均一性の高い、反射防止膜、ハーフミラー膜、又はダイクロ膜の様な波長分離膜、親水性コート膜、撥水性コート膜、防汚性コート膜を形成する事が可能であり、又、複数のマイクロプリズムを並べて同時に表面処理が可能となる。
【０２３３】
図１９に、球面もしくは非球面形状の光学面上に凹凸形状を設けた例を示す。特に光ピックアップレンズ表面に、鋸歯形状の凹凸を光軸に対して同芯円状にする時、高さをＨｉと、ピッチをＰｉ（ｍｍ）とについて、下記式を満足させた時に、本発明の効果をより発揮できる。
０．００１ｍｍ≦Ｐｉ≦０．１ｍｍ、Ｈｉ：数μｍ
本表面処理法で、表面に反射防止膜等を形成する時、鋸歯形状の表面に高い均一膜厚で膜形成が出来る。鋸歯形状の変形による光学特性の低下が防止出来る。尚、図１８に示すように、鋸歯形状と矩形形状とは混在させてもかまわない。
【０２３４】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【０２３５】
【発明の効果】
本発明によれば、処理される面形状に関わらず、より均一な成膜を行える表面処理方法及びそれにより成膜される光学部品を提供でき、更に、処理される面を固定したままでも、より均一な成膜を行える表面処理方法及びそれにより成膜される光学部品を提供でき、更に又、大気圧下でも、均一な成膜を行える表面処理方法及びそれにより成膜される光学部品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマ処理装置３０を示す斜視図である。
【図２】プラズマ処理装置４０を示す斜視図である。
【図３】スパッタリング法により成膜を行ったレンズの断面図である。
【図４】基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を示すグラフである。
【図５】基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を示すグラフである。
【図６】基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を示すグラフである。
【図７】基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を示すグラフである。
【図８】基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を示すグラフである。
【図９】基材上に形成した誘電体ハーフミラー膜の実測の透過率及び反射率を示すグラフである。
【図１０】本発明者らが実験に供試したレンズの断面図である。
【図１１】レンズＬにおける頂点Ａと面の法線方向が光軸と４５°をなすＢ点の分光特性を示す図である。
【図１２】レンズＬにおける頂点Ａと面の法線方向が光軸と４５°をなすＢ点の分光特性を示す図である。
【図１３】本発明者らが実験に供試した導光板の断面図である。
【図１４】大気圧プラズマ法を実行できる別なプラズマ放電処理装置の概略構成図である。
【図１５】基材がある程度薄い場合（例えば５ｍｍ以下）に好適な大気圧プラズマ法を実行できる別なプラズマ放電処理装置の概略構成図である。
【図１６】基材の形状の例を示す図である。
【図１７】基材の形状の例を示す図である。
【図１８】基材の形状の例を示す図である。
【図１９】基材の形状の例を示す図である。
【符号の説明】
１４　光学部品の素材
３０、４０、５０　プラズマ放電処理装置
【図１】
2004070301.tif 000015
【図２】
2004070301.tif 000016
【図３】
2004070301.tif 000017
【図４】
2004070301.tif 000018
【図５】
2004070301.tif 000019
【図６】
2004070301.tif 000020
【図７】
2004070301.tif 000021
【図８】
2004070301.tif 000022
【図９】
2004070301.tif 000023
【図１０】
2004070301.tif 000024
【図１１】
2004070301.tif 000025
【図１２】
2004070301.tif 000026
【図１３】
2004070301.tif 000027
【図１４】
2004070301.tif 000028
【図１５】
2004070301.tif 000029
【図１６】
2004070301.tif 000030
【図１７】
2004070301.tif 000031
【図１８】
2004070301.tif 000032
【図１９】
2004070301.tif 000033