(57)【要約】【課題】紫外波長域における反射率が十分に低い反射防止膜を形成する。【解決手段】真空排気された処理室１内で、無機材料である酸化シリコンを主材料ボート４から電子ビームにより加熱蒸発させて蒸発粒子を生成する。処理室１内にプラズマガス有機材料であるシロキサンガスとの混合ガスを導入し、プラズマ発生用電極７に高周波電力を供給してプラズマを発生させ、イオンプレーティング法により基材９の表面に、シロキサンをバインダーとした酸化シリコンの重合膜を形成する。シロキサンは紫外波長域での光の吸収が大きく反射率を下げることができるとともに、重合度が高いので基材９への密着性が良好になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂から成る基材の表面に紫外波長域の光に対する反射を防止する反射防止膜を形成するための紫外波長域用反射防止膜の製造方法であって、
真空容器内で無機材料を加熱蒸発させて蒸発粒子を生成するとともに、前記真空容器内に有機材料であるシロキサンガスを導入し、プラズマプロセスを用いたイオンプレーティング法により、前記基材の表面に、シロキサンをバインダーとした無機材料の重合膜を形成することを特徴とする紫外波長域用反射防止膜の製造方法。
【請求項２】
前記無機材料は酸化シリコン（ＳｉＯ２）又はフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）であることを特徴とする請求項１に記載の紫外波長域用反射防止膜の製造方法。
【請求項３】
プラズマ発生用の高周波出力を調整することにより、前記基材との接触部位では屈折率を該基材の屈折率と同等にし、膜の厚さ方向に連続的又は段階的に屈折率を変化させるように重合膜を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の紫外波長域用反射防止膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として紫外波長域で使用されるミラー、レンズ、プリズム、フィルタ等の各種光学部品のための反射防止膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置、光ディスク装置、光ファイバ、光学測定装置などにおいては、例えばその表面に反射防止膜が形成された光学部品が利用されている。こうした反射防止膜の形成方法として例えば特許文献１に記載の方法が知られている。この従来技術では、例えば酸化シリコン等の無機材料とフッ素化炭化水素（ＣＦ4など）等の有機材料とを用い、反応性イオンプレーティングにより、基材表面に光学複合薄膜を形成している。
【０００３】
上記従来技術により形成される光学複合薄膜の特性は、可視波長域では十分に低い反射率を達成しているものの、紫外波長域では反射率が高くなる。例えば、近年の汎用紫外可視分光光度計では最短波長が１５０nm程度の測定まで可能であり、こうした装置に利用する光学部品としては１５０〜４００nm程度の範囲の紫外波長域でも十分に低い反射率を達成し得ることが要求される。上記従来技術では、こうした要求に応えることは難しい。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９５０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、特に紫外波長域で高い反射防止効果を達成することができる光学薄膜の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために成された本発明は、合成樹脂から成る基材の表面に紫外波長域の光に対する反射を防止する反射防止膜を形成するための紫外波長域用反射防止膜の製造方法であって、
真空容器内で無機材料を加熱蒸発させて蒸発粒子を生成するとともに、前記真空容器内に有機材料であるシロキサンガスを導入し、プラズマプロセスを用いたイオンプレーティング法により、前記基材の表面に、シロキサンをバインダーとした無機材料の重合膜を形成することを特徴としている。
【０００７】
ここで、上記無機材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯ２）又はフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）を用いることができる。またプラズマガスとしては、アルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ2）などを用いることができる。
【発明の効果】
【０００８】
シロキサンは紫外波長域において高い吸収特性を示す。したがって、シロキサンをバインダーとした光学複合薄膜は紫外波長域において十分に低い反射率を達成することができる。また、シロキサンは重合度が高いので、薄膜中での空間充填密度を小さくすることもできる。それによって、基材への密着性を良好にすることができるとともに、収縮等によるヒビ割れなどを防止し、耐久性を高めることができる。
【０００９】
また本発明に係る反射防止膜の製造方法では、プラズマの持つエネルギーを利用するために基材の加熱を抑えることができ、低温での成膜が可能となる。
【００１０】
また本発明に係る反射防止膜の製造方法では、プラズマ発生用の高周波出力により形成される膜の屈折率が変化するため、この高周波出力を調整することにより、基材との接触部位では屈折率を該基材の屈折率と同等にし、膜の厚さ方向に連続的又は段階的に屈折率を変化させるように重合膜を形成することができる。
【００１１】
一般的に、合成樹脂製の基材の表面に反射防止膜を形成する場合、基材に接触する部位をバッファ層とし、そのバッファ層の上に硬質のハードコート層（保護層）を形成し、そのハードコート層の上に本来の光学特性を発揮するための光学薄膜層を形成する。本発明に係る光学薄膜の製造方法はバッファ層、ハードコート層、光学薄膜層のいずれにも適用可能であるため、バッファ層では屈折率に傾斜効果を持たせて実効的な屈折率を下げながら、紫外波長域に対して十分な反射防止効果を達成し、且つ耐久性も十分な光学複合薄膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず、本発明に係る紫外波長域用反射防止膜の製造方法を実施するための装置の一つの形態を図１を用いて説明する。図１はイオンプレーティング装置を示す概略図である。真空ポンプ２により真空排気される処理室１内の上部には、被コーティング対象の基材９を固定する基材ホルダ８が設けられ、それに対向する直下には、薄膜の主材料である無機材料（ここではＳｉＯ2）を保持する主材料ボート４が設けられ、その近傍には、無機材料を加熱蒸発させるための電子ビームを照射する電子ビーム源５が設けられている。主材料ボート４と基材ホルダ８の間であって、処理室１の外側には、プラズマ生成用の高周波磁場を処理室１内に形成する高周波コイル６が配置されている。
【００１３】
処理室１内には、プラズマ発生用電極７が設置され、該電極７には高周波電源１０から整合器１１を経て高周波電力が供給される。主材料ボート４と電極７との間には無機材料の蒸発粒子の量を制御する機械的なシャッタ１２が設けられている。また、処理室１には、プラズマガスと有機材料であるシロキサンガスとの混合ガスが供給されるガス流路３が接続されている。さらに、基材ホルダ８と主材料ボート４との間には、直流電源１３より直流電圧が印加される。
【００１４】
次に、上記装置を用いて合成樹脂製の基材の表面に反射防止膜を形成する際の手順を説明する。
被コーティング対象である基材９を、処理面を下にして基材ホルダ８の下面に固定する。真空ポンプ２により処理室１内を例えば１０-4Pa程度のガス圧まで真空排気した後に、プラズマガスとしてのアルゴンとシロキサンガスとの混合ガスをガス流路３を通して処理室１内に導入する。そして、処理室１内のガス圧が所定圧（例えば５×１０-2Pa程度）となった状態で、混合ガスの導入を一旦停止する。なお、プラズマガスの種類やガス圧は成膜のパラメータの一つであり、膜厚等の条件に応じて適宜変更することが望ましい。
【００１５】
次に、電子ビーム源５を駆動して発生した電子ビームを主材料ボート４に照射して加熱することにより、そこに予め載置しておいた酸化シリコンを蒸発させる。十分な蒸発粒子が発生するまでシャッタ１２を閉じておく。所定時間が経過して主材料ボート４からの酸化シリコンの蒸発が十分に盛んになった後に、シャッタ１２を開け、高周波コイル６により高周波磁場の発生を開始させるとともに、高周波電源１０からプラズマ発生用電極７に所定出力の高周波電流を流す。これにより、アルゴンガスがプラズマ化し、プラズマ中で電離したイオン及び電子によるエネルギーがシロキサンを活性化する。蒸発及びイオン化した酸化シリコンは直流電源１３から印加される電圧によって形成される電場により加速され、基材９に向かって進むが、その際に、プラズマ中のシロキサンが付加された状態でプラズマ重合反応を生じる。
【００１６】
これにより、基材９の表面には、酸化シリコンの周囲にシロキサンがバインダーとして分散された光学複合薄膜が形成される。シロキサンは高い重合度を有するので、緻密で密着性の良好な膜ができる。また、シロキサンは紫外波長域に対する吸収が大きいので、紫外波長域の反射率を低くした効果的な反射防止膜として機能する。
【００１７】
このときに形成される膜の屈折率は高周波電力の出力に依存する。図２はこの高周波出力と屈折率との関係の実測結果を示すグラフである。このように膜の屈折率は高周波出力に対し高い依存性を持つ。そこで、上記膜形成の処理の開始から高周波電源１０の高周波出力を適宜調整することにより、膜の屈折率を基材９に接触する部分では基材９の屈折率とほぼ同じにすることができる。また、高周波出力を徐々に変化させることで、膜の厚さ方向に屈折率を連続的に変化させることができる。これにより、屈折率は適宜に調整する。もちろん、連続的でなく段階的に屈折率を変化させるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る紫外波長域用反射防止膜の製造方法を実施するためのイオンプレーティング装置の概略構成図。
【図２】高周波出力と膜の屈折率との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００１９】
１…処理室
２…真空ポンプ
３…ガス流路
４…主材料ボート
５…電子ビーム源
６…高周波コイル
７…プラズマ発生用電極
８…基材ホルダ
９…基材
１０…高周波（ＲＦ）電源
１１…整合器
１２…シャッタ
１３…直流電源
【図１】
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【図２】
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