JP2020101666A - Optical article - Google Patents
Optical article Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020101666A JP2020101666A JP2018239641A JP2018239641A JP2020101666A JP 2020101666 A JP2020101666 A JP 2020101666A JP 2018239641 A JP2018239641 A JP 2018239641A JP 2018239641 A JP2018239641 A JP 2018239641A JP 2020101666 A JP2020101666 A JP 2020101666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- forming gas
- reaction
- optical article
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 119
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 80
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 13
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 95
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 33
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 19
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical group [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052795 boron group element Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 26
- 239000005871 repellent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 210
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 166
- 239000010408 film Substances 0.000 description 133
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 111
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 57
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 18
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 10
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 9
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M acrylate group Chemical group C(C=C)(=O)[O-] NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 238000001678 elastic recoil detection analysis Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 238000005001 rutherford backscattering spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 description 5
- -1 acrylate compound Chemical class 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 5
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 5
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N Acetophenone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC=C1 KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229910002604 Ga-H Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- JKJWYKGYGWOAHT-UHFFFAOYSA-N bis(prop-2-enyl) carbonate Chemical compound C=CCOC(=O)OCC=C JKJWYKGYGWOAHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N boron tribromide Chemical compound BrB(Br)Br ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000005331 crown glasses (windows) Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- YGANSGVIUGARFR-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxosilane oxo(oxoalumanyloxy)alumane oxygen(2-) Chemical compound [O--].[K+].[K+].O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O YGANSGVIUGARFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 2
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052627 muscovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229920013730 reactive polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 2
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- NLGDWWCZQDIASO-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-1-(7-oxabicyclo[4.1.0]hepta-1,3,5-trien-2-yl)-2-phenylethanone Chemical compound OC(C(=O)c1cccc2Oc12)c1ccccc1 NLGDWWCZQDIASO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJGIGVFIPFPROO-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-6-(4-chlorobenzotriazol-2-yl)-4-methylphenol Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C)=CC(N2N=C3C(Cl)=CC=CC3=N2)=C1O KJGIGVFIPFPROO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020156 CeF Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017768 LaF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000007824 aliphatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 208000003464 asthenopia Diseases 0.000 description 1
- 238000005102 attenuated total reflection Methods 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010538 cationic polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 125000004989 dicarbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001990 dicarboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002971 oxazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003566 oxetanyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 229920006295 polythiol Polymers 0.000 description 1
- 229920002578 polythiourethane polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003678 scratch resistant effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 229910052950 sphalerite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IZNFRSMOJFBMQA-UHFFFAOYSA-N tert-butylindium Chemical compound CC(C)(C)[In] IZNFRSMOJFBMQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003553 thiiranes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N triethylaluminium Chemical compound CC[Al](CC)CC VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTRPZROOJRIMKW-UHFFFAOYSA-N triethylindigane Chemical compound CC[In](CC)CC OTRPZROOJRIMKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Eyeglasses (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光学物品に関する。 The present invention relates to optical articles.
特許文献１には、「光学基材と、前記光学基材の上に直にまたは他の層を介して形成された、金属酸化物を含む透光性の第１の層であって、表層域に、イオン照射により酸素欠陥が導入された酸素欠損域を含む第１の層とを有する、光学物品。」が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-242242 discloses that "an optical base material and a translucent first layer formed directly or via another layer on the optical base material and containing a metal oxide, which is a surface layer. And a first layer including an oxygen-deficient region in which oxygen defects are introduced by ion irradiation."
特許文献２には、「光透過性を有し、主面を有するプラスチックフィルムと、光透過性を有し、前記主面を覆うガスバリア層とを備え、前記ガスバリア層は、水素を含有した酸化アルミニウムであるＡｌＯＸＨＹからなる層であり、酸素組成比Ｘは、１．００＜Ｘ＜２．００を満たし、水素組成比Ｙは、０．１０＜Ｙ＜１．２０を満たし、前記ガスバリア層おける水素量が３０．０ａｔ％以下であるガスバリアフィルム。」が開示されている。 Patent Document 2 discloses that "a plastic film having a light-transmitting property and having a main surface and a gas barrier layer having a light-transmitting property and covering the main surface are provided, and the gas barrier layer is an oxidation gas containing hydrogen. It is a layer made of AlOXHY which is aluminum, the oxygen composition ratio X satisfies 1.00<X<2.00, and the hydrogen composition ratio Y satisfies 0.10<Y<1.20. A gas barrier film having a hydrogen content of 30.0 at% or less."
特許文献３には、「プラスチック基材（Ａ）と、該プラスチック基材上に設けられた、二官能以上のアクリレート化合物、アクリレート基を末端に有する樹枝状脂肪族化合物、及び金属酸化物粒子を含有する組成物を硬化してなり、膜厚が５０〜１００ｎｍのλ／４層（Ｂ）と、 該λ／４層の上に直接又は他の層を介して設けられたハードコート層（Ｃ）と、を備えるプラスチックレンズ。」が開示されている。 Patent Document 3 discloses "a plastic substrate (A), a bifunctional or higher functional acrylate compound, a dendritic aliphatic compound having an acrylate group at its end, and metal oxide particles provided on the plastic substrate. A λ/4 layer (B) having a film thickness of 50 to 100 nm, which is obtained by curing the contained composition, and a hard coat layer (C) provided directly or through another layer on the λ/4 layer. ), and a plastic lens comprising.
特許文献４には、「２−（２−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチル−５−メチルフェニル）−クロロベンゾトリアゾールからなる紫外線吸収剤（ａ）と、ポリエピチオ化合物および／またはポリチエタン化合物、またはポリエピチオ化合物およびポリチオール化合物の組み合わせである重合性化合物（ｃ）から得られるポリスルフィドと、を含み、紫外線吸収剤（ａ）の量が、重合性化合物（ｃ）の重量総和に対し０．３〜２重量％であり、厚み２ｍｍで測定した光透過率が下記（１）〜（３）の特性を満たす、光学材料；（１）波長４１０ｎｍにおける光透過率が１０％以下である。（２）波長４２０ｎｍにおける光透過率が７０％以下である。（３）波長４４０ｎｍにおける光透過率が８０％以上である。」が開示されている。 Patent Document 4 discloses an ultraviolet absorber (a) made of 2-(2-hydroxy-3-t-butyl-5-methylphenyl)-chlorobenzotriazole, a polyepithio compound and/or a polythietane compound, or a polyepithio compound. And a polysulfide obtained from the polymerizable compound (c) which is a combination of a polythiol compound, and the amount of the ultraviolet absorber (a) is 0.3 to 2% by weight based on the total weight of the polymerizable compound (c). And an optical material whose light transmittance measured at a thickness of 2 mm satisfies the following characteristics (1) to (3); (1) the light transmittance at a wavelength of 410 nm is 10% or less, and (2) at a wavelength of 420 nm. The light transmittance is 70% or less. (3) The light transmittance at a wavelength of 440 nm is 80% or more."
非特許文献１には、波長４１１ｎｍの光における目に対する影響が報告されている。 Non-Patent Document 1 reports the effect on the eye of light having a wavelength of 411 nm.
本発明の課題は、基材上に無機表面層を備え、赤外分光光度法による赤外吸収スペクトルにおいて、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が、１．０を超える光学物品である場合に比べ、撥水性が高い無機表面層を有する光学物品を提供することである。 An object of the present invention is to provide an inorganic surface layer on a substrate, and in an infrared absorption spectrum by infrared spectrophotometry, an absorbance I O-H of an OH bond to an absorbance I M-H of an M -H bond. It is an object of the present invention to provide an optical article having an inorganic surface layer having high water repellency as compared with an optical article having a ratio (I O-H /I M-H ) of more than 1.0.
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。 Specific means for solving the problems include the following aspects.
＜１＞
基材と、
前記基材上に設けられた無機表面層であって、金属元素Ｍ、酸素Ｏ、及び水素Ｈを含有し、赤外分光光度法による赤外吸収スペクトルにおいて、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が、１．０以下である無機表面層と、
を有する、光学物品。
＜２＞
前記金属元素Ｍが、第１３族元素である、＜１＞に記載の光学物品。
＜３＞
前記第１３族元素が、ガリウムである、＜２＞に記載の光学物品。
＜４＞
前記金属元素Ｍ、及び前記酸素Ｏの元素組成比（酸素Ｏ／金属元素Ｍ）が、１．１以上１．３５以下である、＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の光学物品。
＜５＞
前記金属元素Ｍ、及び前記酸素Ｏの元素組成比（酸素Ｏ／金属元素Ｍ）が、１．１以上１．３０以下である、＜４＞に記載の光学物品。
＜６＞
前記金属元素Ｍ、及び前記酸素Ｏの元素組成比（酸素Ｏ／金属元素Ｍ）が、１．１５以上１．３０以下である、＜５＞に記載の光学物品。
＜７＞
前記基材が、樹脂基材である、＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の光学物品。
＜８＞
光学フィルタである、＜１＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の光学物品。
＜９＞
レンズである、＜１＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の光学物品。
＜１０＞
メガネレンズである、＜８＞に記載の光学物品。
<1>
Base material,
An inorganic surface layer provided on the base material, which contains a metal element M, oxygen O, and hydrogen H, and has an M-H bond absorbance IM- in an infrared absorption spectrum by infrared spectrophotometry. An inorganic surface layer having a ratio (I O-H /I M-H ) of absorbance I O-H of O-H bond to H of 1.0 or less;
An optical article having:
<2>
The optical article according to <1>, wherein the metal element M is a Group 13 element.
<3>
The optical article according to <2>, wherein the Group 13 element is gallium.
<4>
The optical element according to any one of <1> to <3>, wherein an elemental composition ratio of the metal element M and the oxygen O (oxygen O/metal element M) is 1.1 or more and 1.35 or less. Goods.
<5>
The optical article according to <4>, wherein an elemental composition ratio of the metal element M and the oxygen O (oxygen O/metal element M) is 1.1 or more and 1.30 or less.
<6>
The optical article according to <5>, wherein an elemental composition ratio of the metal element M and the oxygen O (oxygen O/metal element M) is 1.15 or more and 1.30 or less.
<7>
The optical article according to any one of <1> to <6>, wherein the base material is a resin base material.
<8>
The optical article according to any one of <1> to <7>, which is an optical filter.
<9>
The optical article according to any one of <1> to <7>, which is a lens.
<10>
The optical article according to <8>, which is an eyeglass lens.
＜１＞、＜２＞、＜３＞に係る発明によれば、基材上に無機表面層を備え、赤外分光光度法による赤外吸収スペクトルにおいて、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が、１．０を超える光学物品である場合に比べ、撥水性が高い無機表面層を有する光学物品が提供される。
＜４＞、＜５＞に係る発明によれば、前記金属元素Ｍ、及び前記酸素Ｏの元素組成比（酸素Ｏ／金属元素Ｍ）が、１．３５を超える光学物品である場合に比べ、埃が除去しやすい光学物品が提供される。
＜６＞に係る発明によれば、前記金属元素Ｍ、及び前記酸素Ｏの元素組成比（酸素Ｏ／金属元素Ｍ）が、１．３０を超える光学物品である場合に比べ、３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長における平均透過率が抑制される光学物品が提供される。
＜７＞に係る発明によれば、基材上に無機表面層を備え、赤外分光光度法による赤外吸収スペクトルにおいて、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が、１．０を超える光学物品である場合に比べ、基材が樹脂フィルムであって、撥水性が高い無機表面層を有する光学物品が提供される。
＜８＞に係る発明によれば、基材上に無機表面層を備え、赤外分光光度法による赤外吸収スペクトルにおいて、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が、１．０を超える光学物品である場合に比べ、撥水性が高い無機表面層を有し、光学フィルタとしての光学物品が提供される。
＜９＞に係る発明によれば、基材上に無機表面層を備え、赤外分光光度法による赤外吸収スペクトルにおいて、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が、１．０を超える光学物品である場合に比べ、撥水性が高い無機表面層を有し、レンズとしての光学物品が提供される。
＜１０＞に係る発明によれば、基材上に無機表面層を備え、赤外分光光度法による赤外吸収スペクトルにおいて、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が、１．０を超える光学物品である場合に比べ、撥水性が高い無機表面層を有し、メガネレンズとしての光学物品が提供される。
According to the inventions related to <1>, <2>, and <3>, the inorganic surface layer is provided on the base material, and in the infrared absorption spectrum by the infrared spectrophotometry, the absorbance I M-H of the M-H bond is provided. The optical article having an inorganic surface layer having a high water repellency as compared with the case where the optical article has a ratio (I O-H /I M-H ) of the absorbance I O-H of the O-H bond to 1.0. Will be provided.
According to the inventions related to <4> and <5>, compared to the case where the metal element M and the oxygen O have an elemental composition ratio (oxygen O/metal element M) of more than 1.35, An optical article in which dust is easily removed is provided.
According to the invention of <6>, the metal element M and the element composition ratio of the oxygen O (oxygen O/metal element M) are 380 nm or more and 500 nm or less as compared with the case where the optical article exceeds 1.30. There is provided an optical article in which the average transmittance at the wavelength of is suppressed.
According to the invention of <7>, with an inorganic surface layer on a substrate, in the infrared absorption spectrum by infrared spectrometry, M-H bond absorbance I M-H for O-H bond of the absorbance I Optical having an inorganic surface layer having a high water repellency as a base material, which is a resin film, as compared with an optical article having an O-H ratio (I O-H /I M-H ) of more than 1.0. Articles are provided.
According to the invention of <8>, comprising an inorganic surface layer on a substrate, in the infrared absorption spectrum by infrared spectrometry, M-H bond absorbance I M-H for O-H bond of the absorbance I An optical article as an optical filter having an inorganic surface layer having high water repellency as compared with the optical article having an O-H ratio (I O-H /I M-H ) of more than 1.0 is provided. To be done.
According to the invention of <9>, with an inorganic surface layer on a substrate, in the infrared absorption spectrum by infrared spectrometry, M-H bond absorbance I M-H for O-H bond of the absorbance I An optical article as a lens having an inorganic surface layer having high water repellency as compared with an optical article having an O-H ratio (I O-H /I M-H ) of more than 1.0 is provided. It
According to the invention of <10>, comprising an inorganic surface layer on a substrate, in the infrared absorption spectrum by infrared spectrometry, M-H bond absorbance I M-H for O-H bond of the absorbance I An optical article as an eyeglass lens having an inorganic surface layer having high water repellency as compared with an optical article having an O-H ratio ( IOH / IMH ) of more than 1.0 is provided. To be done.
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。 Hereinafter, an embodiment which is an example of the present invention will be described. These descriptions and examples are illustrative of the embodiments and are not intended to limit the scope of the embodiments.
本実施形態に係る光学物品は、基材と、前記基材上に設けられた無機表面層であって、金属元素Ｍ、酸素Ｏ、及び水素Ｈを含有する無機表面層と、を有する。そして、無機表面層は、赤外分光光度法による赤外吸収スペクトルにおいて、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が、１．０以下である。 The optical article according to the present embodiment includes a base material and an inorganic surface layer provided on the base material and containing the metal element M, oxygen O, and hydrogen H. The inorganic surface layer, the infrared absorption spectrum by infrared spectrophotometry, the ratio of the absorbance I O-H of O-H bonds to the absorbance I M-H of the M-H bond (I O-H / I M -H ) is 1.0 or less.
光学物品（例えば、光学フィルタ、光学レンズ等)の表面には、種々の機能が求められるため、機能性層が設けられている。例えば、水滴が付着したときに、特に、光学レンズ（写真カメラ、眼鏡等）などでは、光学物品に水滴がつくと結像がゆがめられることがある。このため、光学物品には、水滴の除去のしやすさが求められる場合がある。本実施形態に係る光学物品は、上記構成を有することにより、撥水性が高い無機表面層を有する光学物品が得られる。 Since various functions are required on the surface of an optical article (for example, an optical filter, an optical lens, etc.), a functional layer is provided. For example, when water droplets are attached, particularly with optical lenses (photographic cameras, glasses, etc.) and the like, if water droplets are attached to an optical article, the image formation may be distorted. Therefore, the optical article may be required to be easy to remove water droplets. The optical article according to the present embodiment has the above-mentioned configuration, so that an optical article having an inorganic surface layer having high water repellency can be obtained.
本実施形態に係る光学物品において、無機表面層は、金属元素と酸素と水素とを含んでいる。この無機表面層を赤外分光光度法によって測定したとき、得られた赤外吸収スペクトルは、少なくとも金属と水素との結合（Ｍ−Ｈ結合）に由来するシグナルが現れる。得られた赤外吸収スペクトルのうち、酸素と水素との結合（Ｏ−Ｈ結合）に由来するシグナルが現れ、Ｏ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈが、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対して高すぎると、無機表面層の親水性が強くなり、撥水性が低くなる。これに対し、本実施形態に係る光学物品では、比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が１．０以下である。このため、無機表面層の疎水性が高まる結果、本実施形態に係る光学物品は、撥水性が高い無機表面層が得られると考えられる。 In the optical article according to the present embodiment, the inorganic surface layer contains a metal element, oxygen and hydrogen. When this inorganic surface layer is measured by infrared spectrophotometry, the obtained infrared absorption spectrum shows a signal derived from at least a bond between metal and hydrogen (M—H bond). In the obtained infrared absorption spectrum, a signal derived from a bond between oxygen and hydrogen (O-H bond) appears, and the absorbance I O-H of the O -H bond is the absorbance I M- of the M-H bond. When it is too high with respect to H , the hydrophilicity of the inorganic surface layer becomes strong and the water repellency becomes low. On the other hand, in the optical article according to the present embodiment, the ratio (I O-H /I M-H ) is 1.0 or less. Therefore, as a result of the hydrophobic property of the inorganic surface layer being increased, it is considered that the optical article according to the present embodiment can obtain an inorganic surface layer having high water repellency.
以下、本実施形態に係る光学物品について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付することとし、重複する説明は省略する。
図１は、本実施形態に係る光学物品の一例を示す模式断面図である。図２は、本実施形態に係る光学物品の他の一例を示す模式断面図である。
Hereinafter, the optical article according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the optical article according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the optical article according to the present embodiment.
図１に示す光学物品１００Ａは、基材１０１と、基材１０１上に設けられた無機表面層１０３とを備える構造を有する。無機表面層１０３は、光学物品１００Ａの最表面に設けられる層である。 An optical article 100A shown in FIG. 1 has a structure including a base material 101 and an inorganic surface layer 103 provided on the base material 101. The inorganic surface layer 103 is a layer provided on the outermost surface of the optical article 100A.
図２に示す光学物品１００Ｂは、基材１０１と、基材１０１上に設けられた機能層１０５と、機能層１０５上に設けられた無機表面層１０３とを備える構造を有する。無機表面層１０３は、図１に示す光学物品１００Ａと同様に、光学物品１００Ｂの最表面に設けられる層である。機能層１０５は、必要に応じて設けられる層である。光学物品１００Ｂでは、単層の機能層１０５が設けられているが、これに限定されず、機能層１０５として、異なる機能又は類似の機能を有する層が多層に形成されていてもよい。光学物品１００Ａ及び光学物品１００Ｂでは、無機表面層１０３又は機能層１０５との接合面が平面である場合を示しているが、基材１０１の形状は特に限定されない。例えば、基材１０１の形状は、基材１０１の表面側に向かって凸状の形状であってもよく、基材１０１の表面側に向かって凹状の形状であってもよい。基材１０１の両面が異なる形状であってもよく、一方の面が表面側に向かって凸状の形状であり、他方の面が表面側に向かって凹状の形状であってもよい。 The optical article 100B shown in FIG. 2 has a structure including a base material 101, a functional layer 105 provided on the base material 101, and an inorganic surface layer 103 provided on the functional layer 105. The inorganic surface layer 103 is a layer provided on the outermost surface of the optical article 100B, like the optical article 100A shown in FIG. The functional layer 105 is a layer provided as needed. Although the optical article 100B is provided with the single-layer functional layer 105, the present invention is not limited to this, and as the functional layer 105, layers having different functions or similar functions may be formed in multiple layers. In the optical articles 100A and 100B, the case where the bonding surface with the inorganic surface layer 103 or the functional layer 105 is a plane is shown, but the shape of the base material 101 is not particularly limited. For example, the shape of the base material 101 may be a convex shape toward the front surface side of the base material 101, or may be a concave shape toward the front surface side of the base material 101. Both surfaces of the base material 101 may have different shapes, and one surface may have a convex shape toward the front surface side and the other surface may have a concave shape toward the front surface side.
以上、図１に示す光学物品１００Ａ、及び図２に示す光学物品１００Ｂを例に挙げて説明したが、本実施形態に係る光学物品は、これらに限定されるものではない。光学物品１００Ａでは、無機表面層１０３が、基材１０１の片面側に設けられる層構造であるが、無機表面層１０３は、基材１０１の両面側に設けられる層構造であってもよい。光学物品１００Ｂでは、機能層１０５と無機表面層１０３とが、それぞれ、基材１０１の片面側に設けられる層構造であるが、基材１０１の両面側に設けられる層構造であってもよい。また、基材１０１の一方の面に、機能層１０５と無機表面層１０３とを備え、他方の面に機能層１０５を備える層構造であってもよい。なお、図１及び図２に示す基材１０１は、光学物品本体としての基材１０１を表している。つまり、光学物品１００Ａ及び光学物品１００Ｂでは、光学物品本体と、光学物品本体上に設けられた無機表面層１０３とを備える構造が示されている。 Although the optical article 100A shown in FIG. 1 and the optical article 100B shown in FIG. 2 have been described above as examples, the optical article according to the present embodiment is not limited to these. In the optical article 100A, the inorganic surface layer 103 has a layer structure provided on one surface side of the base material 101, but the inorganic surface layer 103 may have a layer structure provided on both surface sides of the base material 101. In the optical article 100B, the functional layer 105 and the inorganic surface layer 103 each have a layer structure provided on one surface side of the base material 101, but may have a layer structure provided on both surface sides of the base material 101. Further, it may have a layer structure in which the functional layer 105 and the inorganic surface layer 103 are provided on one surface of the base material 101 and the functional layer 105 is provided on the other surface. The base material 101 shown in FIGS. 1 and 2 represents the base material 101 as the optical article body. That is, in the optical article 100A and the optical article 100B, the structure including the optical article body and the inorganic surface layer 103 provided on the optical article body is shown.
以下、本実施形態に係る光学物品の各要素について説明する。以下の説明において、符号は省略して説明する。 Hereinafter, each element of the optical article according to the present embodiment will be described. In the following description, the reference numerals will be omitted.
（基材）
基材（つまり、光学物品本体）は、特に限定されず、透光性を有する基材であることが好ましい。透光性とは、光を透過させる性質を意味し、例えば、全光線透過率が５０％以上（好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上、特に好ましくは９０％以上）であることを表す。光透過性を有するのであれば、透明であってもよく、半透明であってもよい。なお、例えば、全光透過率は、分光ヘイズメータ「ＳＨ７０００（日本電色工業社製）」により測定される。
(Base material)
The base material (that is, the optical article main body) is not particularly limited and is preferably a light-transmitting base material. Translucency means the property of transmitting light, and for example, the total light transmittance is 50% or more (preferably 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more). Represent It may be transparent or semi-transparent as long as it has optical transparency. Note that, for example, the total light transmittance is measured by a spectral haze meter “SH7000 (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.)”.
基材としては、無機基材及び樹脂基材が挙げられる。無機基材及び樹脂基材を構成する材料としては、無機ガラス材料及び樹脂材料が挙げられる。無機ガラス材料及び樹脂材料は特に限定されず、具体的には、例えば、バリウムガラス（ＢａＫ）、重クラウンガラス（ＳＫ）、特重クラウンガラス（ＳＳＫ）、軽バリウムフリント、重バリウムフリントなどのガラス材料；ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリイミド、脂肪族アリルカーボネート、芳香族アリルカーボネート、ポリチオアクリル、ポリチオメタクリル、ポリチオウレタン、エピスルフィドなどの樹脂材料が挙げられる。 Examples of the base material include an inorganic base material and a resin base material. Examples of the material forming the inorganic base material and the resin base material include an inorganic glass material and a resin material. The inorganic glass material and the resin material are not particularly limited, and specifically, for example, glasses such as barium glass (BaK), heavy crown glass (SK), extra heavy crown glass (SSK), light barium flint, and heavy barium flint. Materials: Resin materials such as polymethylmethacrylate, polycarbonate, cyclic polyolefin, polyimide, aliphatic allyl carbonate, aromatic allyl carbonate, polythioacryl, polythiomethacryl, polythiourethane, episulfide and the like can be mentioned.
ガラスに比べて軽量で耐衝撃性に優れている観点から、基材としては、樹脂基材を用いることが好ましい。なお、樹脂基材を用いることで、無機表面層を設けた場合に、軽量化と傷に対する耐性の向上とが両立されるという利点がある。 It is preferable to use a resin base material as the base material from the viewpoint of being lighter in weight and superior in impact resistance than glass. It should be noted that the use of the resin base material has an advantage that, when the inorganic surface layer is provided, the weight reduction and the improvement in the resistance to scratches are both achieved.
基材の厚さは、特に限定されず、例えば、５μｍ以上１０ｍｍ以下であってもよい。基材の厚さは、１０μｍ以上であってもよく、３０μｍ以上であってよく、５０μｍ以上であってもよい。また、５ｍｍ以下であってもよく、３ｍｍ以下であってもよく、１ｍｍ以下であってもよい。 The thickness of the base material is not particularly limited, and may be, for example, 5 μm or more and 10 mm or less. The thickness of the base material may be 10 μm or more, 30 μm or more, and 50 μm or more. Further, it may be 5 mm or less, 3 mm or less, or 1 mm or less.
（機能層）
機能層としては、必要な機能に応じて、設ければよい。機能層としては、例えば、ハードコート層、屈折率調整層などが挙げられる。基材に樹脂フィルムを用いた場合、ハードコート層を設けることにより、光学物品の傷に対する耐性が向上する傾向がある点で好適である。また、屈折率調整層としては、無機表面層よりも低屈折率である低屈折率層、無機表面層よりも高屈折率である高屈折率層が挙げられる。例えば、本実施形態の無機表面層に加えて、低屈折率層及び高屈折率層の少なくとも一方の層を積層し、光の干渉を制御することで、反射防止機能を得ることができる。
(Functional layer)
The functional layer may be provided depending on the required function. Examples of the functional layer include a hard coat layer and a refractive index adjusting layer. When a resin film is used as the base material, the hard coat layer is preferable because it tends to improve the scratch resistance of the optical article. Examples of the refractive index adjusting layer include a low refractive index layer having a lower refractive index than the inorganic surface layer and a high refractive index layer having a higher refractive index than the inorganic surface layer. For example, an antireflection function can be obtained by laminating at least one layer of a low refractive index layer and a high refractive index layer in addition to the inorganic surface layer of the present embodiment and controlling light interference.
ハードコート層を形成する材料としては、特に限定されず、公知の材料が挙げられる。例えば、電離放射線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂などを含む樹脂組成物が挙げられる。電離放射線硬化型樹脂を含む樹脂組成物としては、例えば、重合性化合物及び重合開始剤を含む。必要に応じて、帯電防止剤、離型剤、防汚性を向上させるためのフッ素化合物等の添加剤、微粒子、少量の溶剤を含んでいてもよい。 The material for forming the hard coat layer is not particularly limited, and known materials can be used. For example, a resin composition containing an ionizing radiation curable resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, etc. may be mentioned. The resin composition containing the ionizing radiation curable resin contains, for example, a polymerizable compound and a polymerization initiator. If necessary, an antistatic agent, a release agent, an additive such as a fluorine compound for improving antifouling property, fine particles, and a small amount of solvent may be contained.
重合性化合物としては、分子中にラジカル重合性結合を有する化合物、分子中にカチオン重合性結合を有する化合物、オリゴマー、反応性重合体等が挙げられる。ラジカル重合性結合を有するモノマーとしては、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリブタジエン（メタ）アクリレート、シリコン（メタ）アクリレートなどが挙げられる。なお、（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの双方を意味する。これらは１種を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。単官能でも多官能でもよい。カチオン重合性結合を有するモノマーとしては、エポキシ基、オキセタニル基、オキサゾリル基、ビニルオキシ基等を有するモノマーなどが挙げられる。オリゴマー又は反応性ポリマーとしては、不飽和ジカルボン酸と多価アルコールとの縮合物等の不飽和ポリエステル類、カチオン重合型エポキシ化合物、側鎖にラジカル重合性結合を有する上述のモノマーの単独重合体または共重合体などが挙げられる。 Examples of the polymerizable compound include a compound having a radical polymerizable bond in the molecule, a compound having a cationic polymerizable bond in the molecule, an oligomer, a reactive polymer and the like. Examples of the monomer having a radical-polymerizable bond include epoxy (meth)acrylate, urethane (meth)acrylate, polyester (meth)acrylate, polybutadiene (meth)acrylate, and silicon (meth)acrylate. In addition, (meth)acrylate means both an acrylate and a methacrylate. These may be used alone or in combination of two or more. It may be monofunctional or polyfunctional. Examples of the monomer having a cationically polymerizable bond include monomers having an epoxy group, an oxetanyl group, an oxazolyl group, a vinyloxy group and the like. As the oligomer or reactive polymer, unsaturated polyesters such as a condensation product of an unsaturated dicarboxylic acid and a polyhydric alcohol, a cationic polymerization type epoxy compound, a homopolymer of the above-mentioned monomer having a radical polymerizable bond in the side chain or Examples thereof include copolymers.
重合開始剤としては、ラジカルやカチオンを発生させる、カルボニル化合物、ジカルボニル化合物、アセトフェノン、ベンゾインエーテル、アシルフォスフィンオキシド、アミノカルボニル化合物、ハロゲン化物等の一般に市販されている重合開始剤などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 Examples of the polymerization initiator include generally commercially available polymerization initiators such as carbonyl compounds, dicarbonyl compounds, acetophenone, benzoin ether, acylphosphine oxide, aminocarbonyl compounds, and halides that generate radicals and cations. .. These may be used alone or in combination of two or more.
また、ハードコート層を形成する材料としては、アルコキシシラン系組成物又はオルガノアルコキシシランと、コロイダルシリカとを主成分とし、硬化触媒、溶媒などを含有す組成物も挙げられる。 Examples of the material for forming the hard coat layer also include an alkoxysilane-based composition or a composition containing organoalkoxysilane and colloidal silica as main components and containing a curing catalyst, a solvent and the like.
ハードコート層は、スプレー法、浸漬法、フローコート法、ロールコート法、ダイコート法、グラビアコート法等の公知の塗布方法により設けられる。 The hard coat layer is provided by a known coating method such as a spray method, a dipping method, a flow coating method, a roll coating method, a die coating method and a gravure coating method.
屈折率調整層を形成する材料は、特に限定されず、無機物、有機物、無機物と有機物との混合物などが挙げられる。無機物としては、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｉＯ２、ＬａＦ３、ＣｅＦ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＳｉＯｘ（ｘは１．５以上２未満）などが挙げられる。有機物としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、ポリシロキサンなどが挙げられる。 The material forming the refractive index adjusting layer is not particularly limited, and examples thereof include an inorganic material, an organic material, and a mixture of an inorganic material and an organic material. As the inorganic substance, NaF, Na 3 AlF 6 , LiF, MgF 2 , CaF 2 , SiO 2 , LaF 3 , CeF 3 , Al 2 O 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , ZnO, ZnS, SiOx( x is 1.5 or more and less than 2) and the like. Examples of organic substances include acrylic resins, urethane resins, melamine resins, alkyd resins, and polysiloxanes.
（無機表面層）
−無機表面層の組成−
本実施形態の光学物品は、金属元素Ｍ、酸素Ｏ、及び水素Ｈを含有する。金属元素としては、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、チタン（Ｔｉ）ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルニムウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、珪素（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）などが挙げられ、これらは１種を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
(Inorganic surface layer)
-Composition of the inorganic surface layer-
The optical article of this embodiment contains a metal element M, oxygen O, and hydrogen H. As the metal element, magnesium (Mg), calcium (Ca) scandium (Sc), yttrium (Y), titanium (Ti) zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum ( Ta), chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), and aluminum ( Al), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb), and the like, and these may be used alone or in combination. You may use together more than one kind.
これらの中でも、機械的強度に優れる無機表面層が得られる点で、金属元素は第１３族元素を含むことが好ましい。特に、第１３族元素として、ガリウムを含むことがより好ましい。特に、第１３族元素は、ガリウムであることが好ましい。酸化ガリウムは化学的安定性が高いため、無機表面層の特性が維持されやすくなる点で好ましい。 Among these, the metal element preferably contains a Group 13 element from the viewpoint that an inorganic surface layer having excellent mechanical strength can be obtained. In particular, gallium is more preferably contained as the Group 13 element. In particular, the Group 13 element is preferably gallium. Since gallium oxide has high chemical stability, the characteristics of the inorganic surface layer are easily maintained, which is preferable.
電子写真感光体における無機表面層は、金属元素に結合した水素（Ｍ−Ｈ）として、水素が導入されることで、表面自由エネルギーが低くなり、撥水性が高くなる。そして、赤外分光光度法による赤外吸収スペクトルにおいて、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が、１．０以下であると、撥水性の高い無機表面層となる。その結果として、水滴汚れ等の除去性が向上する。一方で酸素に結合した水素（Ｏ−Ｈ）の形で水素が導入されると撥水性が低下する。比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）は、撥水性が高まる観点で、低いほど好ましく、０．５以下であることが好ましく、０．２以下であることがより好ましく、０．１以下であることがさらに好ましい。下限は、０であってもよく、０超であってもよい。なお、無機表面層に水素は含んでいるが、本実施形態においては、ベースラインによって、比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）は、０以下になる場合もある。０未満の場合は、０とみなす。 In the inorganic surface layer of the electrophotographic photoreceptor, the introduction of hydrogen as hydrogen (MH) bonded to the metal element reduces the surface free energy and increases the water repellency. Then, in the infrared absorption spectrum by the infrared spectrophotometry, the ratio (I O-H /I M-H ) of the absorbance I O-H of the O-H bond to the absorbance I M-H of the M -H bond is When it is 1.0 or less, the inorganic surface layer has high water repellency. As a result, the removability of water stains is improved. On the other hand, if hydrogen is introduced in the form of hydrogen (O—H) bonded to oxygen, the water repellency will decrease. From the viewpoint of enhancing the water repellency, the ratio (I O-H /I M-H ) is preferably as low as possible, preferably 0.5 or less, more preferably 0.2 or less, and 0.1 or less. Is more preferable. The lower limit may be 0 or may be more than 0. Although the inorganic surface layer contains hydrogen, in the present embodiment, the ratio (I O-H /I M-H ) may be 0 or less depending on the baseline. If it is less than 0, it is regarded as 0.
赤外分光光度法による測定方法は、以下のとおりである。
無機表面層の測定用試料を、シリコン基板上に形成し、シリコン基板を参照基準（リファレンス）として、赤外吸収スペクトルで得られた各シグナルを参照基準（リファレンス）に対する差分として得た各シグナルを、さらに干渉によるバックグラウンドの変動をベースライン処理して求めて、強度比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）を得る。
赤外吸収スペクトルの測定は、装置：ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｏｎｅ ＦＴ―ＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒを用い、条件：透過モードで行う。また、赤外分光光度法による測定は、測定対象となる光学物品を測定用試料として、反射吸収法（ＲＡ法）、減衰全反射法（ＡＴＲ法）などの測定方法により、表面層側から測定し、基材からのシグナルを差し引いて表面層からのシグナルとすることも可能である。
The measuring method by infrared spectrophotometry is as follows.
A sample for measurement of the inorganic surface layer is formed on a silicon substrate, and the silicon substrate is used as a reference standard (reference), and each signal obtained by the infrared absorption spectrum is obtained as a difference with respect to the reference standard (reference). Then, the background variation due to interference is further subjected to the baseline processing to obtain the intensity ratio (I O-H /I M-H ).
The infrared absorption spectrum is measured by using a device: Spectrum One FT-IR Spectrometer manufactured by PerkinElmer, under the condition of transmission mode. In addition, the measurement by the infrared spectrophotometric method is performed from the surface layer side by a measurement method such as a reflection absorption method (RA method) and an attenuated total reflection method (ATR method) using an optical article to be measured as a measurement sample. However, it is also possible to subtract the signal from the substrate to obtain the signal from the surface layer.
赤外吸収スペクトルにおいて、例えば、金属元素がガリウムの場合、Ｇａ−Ｈ結合のシグナルは、例えば１９００ｃｍ−１以上２２００ｃｍ−１以下の間に現れる。また、Ｏ−Ｈ結合のシグナルは、例えば、２６００ｃｍ−１以上３８００ｃｍ−１以下の間に現れる。 In the infrared absorption spectrum, for example, when the metal element is gallium, it signals Ga-H bond appears between the example 1900 cm -1 or 2200 cm -1 or less. The signal of the O—H bond appears, for example, in the range of 2600 cm −1 or more and 3800 cm −1 or less.
本実施形態に係る無機表面層は、金属元素Ｍ、及び酸素Ｏの元素組成比（酸素Ｏ／金属元素Ｍ）が、１．１以上１．３５以下であることが好ましい。この範囲であると、帯電防止効果が優れ、埃の付着が抑制される点で好適である。特に、可視波長領域に対して透光性を有しつつ、適度な帯電防止効果が得られる。
また、金属元素Ｍ、及び酸素Ｏの元素組成比（酸素Ｏ／金属元素Ｍ）が、１．１以上１．３０以下であることが好ましく、１．１５以上１．３０以下がより好ましく、１．２０以上１．２８以下がさらに好ましい。この範囲であると、可視領域短波長側の光の透過が抑制される点で好適である。特に、可視波長領域に対して透光性を有しつつ、光学物品（メガネ等）に用いた場合の目の疲労を抑制する効果が得られる。
In the inorganic surface layer according to the present embodiment, the element composition ratio of the metal element M and oxygen O (oxygen O/metal element M) is preferably 1.1 or more and 1.35 or less. Within this range, the antistatic effect is excellent and the adhesion of dust is suppressed, which is preferable. In particular, while having translucency in the visible wavelength region, an appropriate antistatic effect can be obtained.
Further, the elemental composition ratio of the metal element M and oxygen O (oxygen O/metal element M) is preferably 1.1 or more and 1.30 or less, more preferably 1.15 or more and 1.30 or less, and 1 It is more preferably from 20 to 1.28. Within this range, the transmission of light on the short wavelength side of the visible region is suppressed, which is preferable. In particular, it is possible to obtain the effect of suppressing eye fatigue when used for optical articles (such as glasses) while having translucency in the visible wavelength region.
ここで、ガリウムと酸素と水素とを含んで構成された無機表面層は、機械的強度、透光性、撥水性等に優れる観点から、好適な元素組成比として、以下のように例示される。
ガリウムの元素組成比は、例えば、無機表面層の全構成元素に対して、０．２０以上であることがよく、０．２５以上であることが好ましく、０．３０以上であることがより好ましい。また、０．５０以下であることがよく、０．４０以下であることが好ましく、０．４０以下であることがより好ましい。
酸素の元素組成比は、例えば、無機表面層の全構成元素に対して、０．３０以上であることがよく、０．３０以上であることが好ましく、０．３５以上であることがより好ましい。また、０．７０以下であることがよく、０．６０以下であることが好ましく、０．５５以下であることがより好ましい。
水素の元素組成比は、例えば、機械的強度の点で、無機表面層の全構成元素に対して、０．０５以上であることがよく、０．１以上であることが好ましい。同様の点で、０．２５以下であることがよく、０．２０以下が好ましい。
Here, the inorganic surface layer composed of gallium, oxygen, and hydrogen is exemplified as follows as a preferable elemental composition ratio from the viewpoint of excellent mechanical strength, translucency, water repellency, and the like. ..
The elemental composition ratio of gallium is, for example, preferably 0.20 or more, preferably 0.25 or more, and more preferably 0.30 or more with respect to all the constituent elements of the inorganic surface layer. .. Further, it is preferably 0.50 or less, preferably 0.40 or less, and more preferably 0.40 or less.
The elemental composition ratio of oxygen is, for example, preferably 0.30 or more, preferably 0.30 or more, and more preferably 0.35 or more with respect to all the constituent elements of the inorganic surface layer. .. Further, it is preferably 0.70 or less, preferably 0.60 or less, and more preferably 0.55 or less.
The elemental composition ratio of hydrogen is, for example, in terms of mechanical strength, preferably 0.05 or more, and more preferably 0.1 or more, with respect to all the constituent elements of the inorganic surface layer. From the same point, it is preferably 0.25 or less, and preferably 0.20 or less.
ここで、無機表面層における各元素の元素組成比等は、ラザフォード後方散乱法（以下、「ＲＢＳ」と称する）により求められる。
なお、ＲＢＳでは、加速器としてＮＥＣ社 ３ＳＤＨ Ｐｅｌｌｅｔｒｏｎ、エンドステーションとしてＣＥ＆Ａ社 ＲＢＳ−４００、システムとして３Ｓ−Ｒ１０を用いる。解析にはＣＥ＆Ａ社のＨＹＰＲＡプログラム等を用いる。
なお、ＲＢＳの測定条件は、Ｈｅ＋＋イオンビームエネルギーは２．２７５ｅＶ、検出角度１６０°、入射ビームに対してＧｒａｚｉｎｇ Ａｎｇｌｅは約１０９°とする。
Here, the elemental composition ratio of each element in the inorganic surface layer is obtained by the Rutherford backscattering method (hereinafter referred to as “RBS”).
In addition, in RBS, NEC 3SDH Pelletron is used as an accelerator, CE&A RBS-400 is used as an end station, and 3S-R10 is used as a system. The HYPRA program of CE&A, etc. is used for the analysis.
The RBS measurement conditions are that He++ ion beam energy is 2.275 eV, detection angle is 160°, and grazing angle is about 109° with respect to the incident beam.
ＲＢＳ測定は、具体的には以下のように行う
まず、Ｈｅ＋＋イオンビームを試料に対して垂直に入射し、検出器をイオンビームに対して、１６０°にセットし、後方散乱されたＨｅのシグナルを測定する。検出したＨｅのエネルギーと強度から組成比と膜厚を決定する。組成比及び膜厚を求める精度を向上させるために二つの検出角度でスペクトルを測定してもよい。深さ方向分解能や後方散乱力学の異なる二つの検出角度で測定しクロスチェックすることにより精度が向上する。
ターゲット原子によって後方散乱されるＨｅ原子の数は、１）ターゲット原子の原子番号、２）散乱前のＨｅ原子のエネルギー、３）散乱角度の３つの要素のみにより決まる。 測定された組成から密度を計算によって仮定して、これを用いて厚みを算出する。密度の誤差は２０％以内である。
Specifically, the RBS measurement is performed as follows. First, a He++ ion beam is vertically incident on a sample, a detector is set at 160° with respect to the ion beam, and a backscattered He signal is obtained. To measure. The composition ratio and the film thickness are determined from the detected He energy and intensity. The spectrum may be measured at two detection angles in order to improve the accuracy of obtaining the composition ratio and the film thickness. Accuracy is improved by measuring and cross-checking at two detection angles with different depth resolution and backscattering dynamics.
The number of He atoms backscattered by the target atoms depends only on three factors: 1) the atomic number of the target atom, 2) the energy of the He atom before scattering, and 3) the scattering angle. The density is calculated from the measured composition and the thickness is calculated using this. The error of the density is within 20%.
なお、水素の元素組成比は、ハイドロジェンフォワードスキャタリング（以下、「ＨＦＳ」と称する）により求められる。
ＨＦＳ測定では、加速器としてＮＥＣ社 ３ＳＤＨ Ｐｅｌｌｅｔｒｏｎ、エンドステーションとしてＣＥ＆Ａ社 ＲＢＳ−４００を用い、システムとして３Ｓ−Ｒ１０を用いる。解析にはＣＥ＆Ａ社のＨＹＰＲＡプログラムを用いる。そして、ＨＦＳの測定条件は、以下の通りである。
・Ｈｅ＋＋イオンビームエネルギー：２．２７５ｅＶ
・検出角度：１６０°入射ビームに対してＧｒａｚｉｎｇ Ａｎｇｌｅ３０°
The elemental composition ratio of hydrogen is determined by hydrogen forward scattering (hereinafter referred to as “HFS”).
In HFS measurement, NEC 3SDH Pelletron as an accelerator, CE&A RBS-400 as an end station, and 3S-R10 as a system are used. The HYPRA program of CE&A is used for the analysis. And the measurement conditions of HFS are as follows.
・He++ ion beam energy: 2.275 eV
・Detection angle: Grazing Angle 30° with respect to 160° incident beam
ＨＦＳ測定は、Ｈｅ＋＋イオンビームに対して検出器が３０°に、試料が法線から７５°になるようにセットすることにより、試料の前方に散乱する水素のシグナルを拾う。この時検出器をアルミ箔で覆い、水素とともに散乱するＨｅ原子を取り除くことがよい。定量は参照用試料と被測定試料との水素のカウントを阻止能で規格化した後に比較することによって行う。参照用試料としてＳｉ中にＨをイオン注入した試料と白雲母を使用する。
白雲母は水素濃度が６．５原子％であることが知られている。
最表面に吸着しているＨは、例えば、清浄なＳｉ表面に吸着しているＨ量を差し引くことによって補正を行う。
The HFS measurement picks up the hydrogen signal scattered in front of the sample by setting the detector at 30° to the He++ ion beam and the sample at 75° from the normal. At this time, the detector is preferably covered with aluminum foil to remove He atoms scattered with hydrogen. The quantification is performed by normalizing the hydrogen counts of the reference sample and the sample to be measured with the stopping power and then comparing the hydrogen counts. As a reference sample, a sample in which H is ion-implanted in Si and muscovite are used.
It is known that muscovite has a hydrogen concentration of 6.5 atom %.
The H adsorbed on the outermost surface is corrected, for example, by subtracting the amount of H adsorbed on the clean Si surface.
ここで、レンズ等の光学物品は、光学物品の表面に求められる機能を得るために、多数の層が設けられること、多数の工程を経ることなどが行われている。光学物品の表面に求められる機能としては、例えば、傷がつきにくく、水滴が取れ易いなど、多種の機能が有することが望まれる。
これに対し、本実施形態に係る光学物品における無機表面層は、光学物品に求められる、撥水性を有する。無機表面層は、金属元素Ｍ、酸素Ｏ、及び水素Ｈを含有する金属酸化物で形成されている。金属酸化物は、一般に有機物に比べて硬質であるため、有機物よりも耐傷性を有する。そのため、本実施形態の無機表面層は、撥水性を有することの他、傷に対する耐性を有する。さらに、帯電防止効果、可視波長領域の透過性、可視波長領域短波長側の透過性抑制効果を有する。したがって、従来、これらの機能を多層、多数の工程などで形成していた構造に比べ、一つの層に上記の複数の機能を持たせることによって、層構造、工程を簡素化を可能にするという利点がある。
Here, an optical article such as a lens is provided with a large number of layers and undergoes a large number of steps in order to obtain a function required for the surface of the optical article. The functions required of the surface of the optical article are desired to have various functions such as scratch resistance and water drop removal.
On the other hand, the inorganic surface layer in the optical article according to this embodiment has water repellency required for the optical article. The inorganic surface layer is formed of a metal oxide containing the metal element M, oxygen O, and hydrogen H. Since metal oxides are generally harder than organic substances, they are more scratch resistant than organic substances. Therefore, the inorganic surface layer of the present embodiment has water repellency as well as scratch resistance. Further, it has an antistatic effect, a transparency in the visible wavelength region, and a transparency suppression effect on the short wavelength side of the visible wavelength region. Therefore, in comparison with a structure in which these functions are conventionally formed in multiple layers and a large number of steps, it is possible to simplify the layer structure and steps by allowing one layer to have the above-described plurality of functions. There are advantages.
無機表面層の厚さは、特に限定されず、例えば、０．１μｍ以上１０．０μｍ以下であってもよい。無機表面層の厚さは、０．１５μｍ以上であってもよく、０．２μｍ以上であってもよい。また、５．０μｍ以下であってもよく、３．０μｍ以下であってもよく、１．０μｍ以下であってもよい。 The thickness of the inorganic surface layer is not particularly limited and may be, for example, 0.1 μm or more and 10.0 μm or less. The thickness of the inorganic surface layer may be 0.15 μm or more, or 0.2 μm or more. Further, it may be 5.0 μm or less, 3.0 μm or less, or 1.0 μm or less.
−無機表面層の形成−
無機表面層の形成には、例えば、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、有機金属気相成長法、分子線エキタピシー法、蒸着、スパッタリング等の公知の気相成膜法が利用される。
-Formation of inorganic surface layer-
For forming the inorganic surface layer, for example, a known vapor phase film forming method such as a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a metal organic vapor phase epitaxy method, a molecular beam epitaxy method, vapor deposition, and sputtering is used.
以下、無機表面層の形成について、薄膜形成装置の一例を図面に示しつつ具体例を挙げて説明する。 Hereinafter, the formation of the inorganic surface layer will be described with reference to a specific example while showing an example of a thin film forming apparatus in the drawings.
図３に示すように、薄膜形成装置１０は、真空排気される反応容器１２と、薄膜形成装置１０の装置各部を制御するための制御部１６と、を含んで構成されている。 As shown in FIG. 3, the thin film forming apparatus 10 is configured to include a reaction container 12 that is evacuated and a control unit 16 that controls each part of the thin film forming apparatus 10.
反応容器１２の内部には、円柱状部材１８が設けられている。円柱状部材１８は、反応容器１２内において長尺方向を回転軸方向として、予め定められた方向に回転可能に設けられている。円柱状部材１８の円柱軸方向の一端は、図示を省略する複数のギアを介して回転手段としてのモータに接続されている。モータ３０の駆動力が図示を省略する複数のギア及び支持部材を介して円柱状部材１８に伝達されることにより、円柱状部材１８は予め定められた方向に回転する。なお、本実施形態では、円柱状部材１８は円柱状であるものとして説明するが、回転軸方向に平坦な形状であればよく、柱状部材や多角形の長尺状部材であってもよい。 A cylindrical member 18 is provided inside the reaction container 12. The cylindrical member 18 is provided in the reaction container 12 so as to be rotatable in a predetermined direction with the longitudinal direction as the rotation axis direction. One end of the cylindrical member 18 in the cylindrical axis direction is connected to a motor as a rotating means via a plurality of gears (not shown). The driving force of the motor 30 is transmitted to the columnar member 18 via a plurality of gears and a supporting member (not shown), so that the columnar member 18 rotates in a predetermined direction. In the present embodiment, the cylindrical member 18 is described as having a cylindrical shape, but may have a flat shape in the rotation axis direction, and may be a columnar member or a polygonal elongated member.
円柱状部材１８の外周面には、薄膜形成装置１０によって薄膜を形成する対象となる、基材としての薄膜形成対象部材４０が固定可能となっている。具体的には、薄膜形成対象部材４０を１箇所又は複数箇所保持するための止め具（図３中、保持部材３２参照）などの機構が備えられているか、または粘着テープ（図３中、保持部材３２参照）などによって薄膜形成対象部材４０を固定可能となっている。 A thin film formation target member 40 as a base material, which is a target for forming a thin film by the thin film forming apparatus 10, can be fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical member 18. Specifically, a mechanism for holding the thin film formation target member 40 at one or a plurality of positions (see holding member 32 in FIG. 3) or the like is provided, or an adhesive tape (holding in FIG. 3). The thin film forming target member 40 can be fixed by means of the member 32) or the like.
なお、上記「薄膜」とは、基材上に成長して得られる膜であり、具体的には、０．１ｎｍ以上１００μｍ以下程度の膜を示している。
本実施形態における薄膜の結晶構造は、単結晶や多結晶などの結晶性のものでもよく、非晶質でもよい。また、非晶質中に５ｎｍ以上１００μｍ以下程度結晶粒径の結晶粒が分散された微結晶構造でもよい。
The "thin film" is a film obtained by growing on a base material, and specifically means a film having a thickness of 0.1 nm or more and 100 µm or less.
The crystal structure of the thin film in the present embodiment may be crystalline such as single crystal or polycrystal, or may be amorphous. Further, a fine crystal structure in which crystal grains having a crystal grain size of approximately 5 nm to 100 μm are dispersed in an amorphous material may be used.
反応容器１２の内部に設けられた円柱状部材１８の近傍には、円柱状部材１８の回転方向に沿って、排気管１４と、非成膜性ガス供給管２２及び放電電極２０と、遮蔽部材２６と、成膜性ガス供給管２４と、が設けられている。 In the vicinity of the cylindrical member 18 provided inside the reaction container 12, the exhaust pipe 14, the non-film forming gas supply pipe 22, the discharge electrode 20, and the shielding member are provided along the rotation direction of the cylindrical member 18. 26 and a film forming gas supply pipe 24 are provided.
排気管１４は、反応容器１２の開口１２Ａを介して連続し、且つ反応容器１２内のガスを排気するための管である。排気管１４の一端は、開口１２Ａを介して反応容器１２内に連らなっており、他端は、反応容器１２内のガスを真空排気するための真空排気装置２８に接続されている。 The exhaust pipe 14 is a pipe that is continuous through the opening 12A of the reaction container 12 and that exhausts the gas in the reaction container 12. One end of the exhaust pipe 14 is connected to the inside of the reaction container 12 through the opening 12A, and the other end is connected to a vacuum exhaust device 28 for exhausting the gas in the reaction container 12 into vacuum.
真空排気装置２８の駆動によって、反応容器１２の内部は、予め定められた圧力まで減圧される。真空排気装置２８は、一つ又は複数のポンプと必要に応じてコンダクタンスバルブなどの排気速度調整機構からなる。ガス供給量と排気速度から決まる膜形成時の反応容器１２内の圧力は、反応容器１２内においてプラズマを発生可能な程度の圧力であればよく、ガスの種類、電源の種類にも依存するが、具体的には、１Ｐａ以上２００Ｐａ以下であることが好ましい。 By driving the vacuum exhaust device 28, the inside of the reaction container 12 is depressurized to a predetermined pressure. The vacuum evacuation device 28 includes one or a plurality of pumps and an evacuation speed adjusting mechanism such as a conductance valve as necessary. The pressure in the reaction container 12 at the time of film formation, which is determined by the gas supply amount and the exhaust speed, may be a pressure at which plasma can be generated in the reaction container 12, and depends on the type of gas and the type of power source. Specifically, it is preferably 1 Pa or more and 200 Pa or less.
反応容器１２の内壁を構成する材料としては、ここではデガスが少なく用いるガスに対して化学的に安定であるステンレス鋼を用いているがこれに限定されるものではない。 As the material forming the inner wall of the reaction container 12, stainless steel, which is less degassed and chemically stable to the gas used, is used here, but the material is not limited to this.
放電電極２０は、マッチングボックス３４を介して高周波電源３６に電力供給可能に接続されている。高周波電源３６としての電力供給源としては、直流電源または交流電源を用いることができる。効率的にガスを励起できることから交流の高周波電源、マイクロ波電源等を用いることが好ましい。 The discharge electrode 20 is connected to the high frequency power supply 36 via the matching box 34 so that power can be supplied. As a power supply source as the high frequency power supply 36, a DC power supply or an AC power supply can be used. It is preferable to use an AC high-frequency power source, a microwave power source, or the like because the gas can be excited efficiently.
放電電極２０は、円柱状部材１８と対向するように円柱状部材１８の回転軸方向に向けて設けられ、且つ円柱状部材１８の外周面から予め定められた距離で離間されて設けられている。放電電極２０の向きは、生成したプラズマの少なくとも一部が円柱状部材１８と接していればよく、完全に対向する向きでなくてもよい。 The discharge electrode 20 is provided so as to face the columnar member 18 in the direction of the rotation axis of the columnar member 18, and is provided at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the columnar member 18. .. The direction of the discharge electrode 20 may be such that at least a part of the generated plasma is in contact with the columnar member 18, and the discharge electrodes 20 do not have to be completely opposed to each other.
なお、図３に示す一例では、放電電極２０による放電方式は、容量型である場合を説明するが、誘導型であってもよい。 In the example shown in FIG. 3, the discharge method using the discharge electrode 20 is a capacitive type, but may be an inductive type.
放電電極２０は、中空状（空洞構造）で放電面に非成膜性ガスを供給するための複数のガス供給孔（図示省略）を有するガス透過型のものである。放電電極２０が空洞構造でなく放電面にガス供給孔が無いものである場合、別に設けられた非成膜性ガス供給口から供給された非成膜性ガスが放電電極２０と円柱状部材１８の間を通過するようにした構成でもよい。また、放電電極２０と反応容器１２との間で放電が起こらないように、円柱状部材と対向している面以外の電極面が約３ｍｍ以下程度のクリアランスを有してアースされた部材により覆われていることが好適である。非成膜性ガス供給管２２は、反応容器１２内に非成膜性ガスを供給するための管である。非成膜性ガス供給管２２の一端は、放電電極２０の放電面に直交する方向に予め開けられた１または複数の非成膜性ガス供給口２２Ａを通して反応容器１２内に連なっており、他端は、電磁弁３８を介して非成膜性ガス供給源４２に接続されている。非成膜性ガス供給源４２は、非成膜性ガスが充填された容器と、レギュレーターなどの圧力を調整する機構と、マスフローコントローラーなどの原料ガスの流量を調整する機構と、を必要に応じて備えている。複数の非成膜性ガスを用いる場合、これらのガスを合流させて供給してもよい。
非成膜性ガスは、非成膜性ガス供給源４２から非成膜性ガス供給管２２を介して非成膜性ガス供給口２２Ａから反応容器１２内へと供給される。
The discharge electrode 20 is a gas-permeable type having a hollow shape (hollow structure) and a plurality of gas supply holes (not shown) for supplying a non-film forming gas to the discharge surface. When the discharge electrode 20 does not have a hollow structure and does not have a gas supply hole on the discharge surface, the non-film forming gas supplied from the non-film forming gas supply port provided separately is used for the discharge electrode 20 and the cylindrical member 18. It may be configured to pass between the two. Also, in order to prevent discharge from occurring between the discharge electrode 20 and the reaction vessel 12, the electrode surface other than the surface facing the cylindrical member is covered with a grounded member having a clearance of about 3 mm or less. Is preferred. The non-film forming gas supply pipe 22 is a pipe for supplying the non-film forming gas into the reaction container 12. One end of the non-film forming gas supply pipe 22 is connected to the inside of the reaction vessel 12 through one or a plurality of non-film forming gas supply ports 22A which are opened in a direction orthogonal to the discharge surface of the discharge electrode 20. The end is connected to a non-film forming gas supply source 42 via a solenoid valve 38. The non-film forming gas supply source 42 includes a container filled with the non-film forming gas, a mechanism for adjusting the pressure such as a regulator, and a mechanism for adjusting the flow rate of the raw material gas such as a mass flow controller as necessary. Are prepared. When using a plurality of non-film forming gases, these gases may be combined and supplied.
The non-film forming gas is supplied from the non-film forming gas supply source 42 through the non-film forming gas supply pipe 22 to the inside of the reaction container 12 from the non-film forming gas supply port 22A.
真空排気装置２８によって反応容器１２内が、予め定められた圧力まで減圧された状態で、マッチングボックス３４を介して高周波電源３６から放電電極２０に高周波電力が供給されると共に、非成膜性ガス供給源４２から非成膜性ガス供給管２２及び非成膜性ガス供給口２２Ａを通って反応容器１２内の放電電極２０と円柱状部材１８との対向する領域へ非成膜性ガスが供給されると、非成膜性ガスのプラズマ（以下、非成膜性プラズマと称する場合がある）が生成される。 High-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 36 to the discharge electrode 20 via the matching box 34 in a state where the pressure inside the reaction vessel 12 is reduced to a predetermined pressure by the vacuum exhaust device 28, and the non-film forming gas is also supplied. The non-film forming gas is supplied from the supply source 42 through the non-film forming gas supply pipe 22 and the non-film forming gas supply port 22A to the region where the discharge electrode 20 and the cylindrical member 18 in the reaction container 12 face each other. Then, plasma of the non-film forming gas (hereinafter sometimes referred to as non-film forming plasma) is generated.
なお、上記「非成膜性ガス」とは、本実施形態における非成膜性ガスに相当し、プラズマ状態に励起したとき、又は、プラズマに曝されたときに単体では反応生成物を生ぜず、膜を形成しえない、すなわち成膜性を有さないガスである。このため、非成膜性ガスが反応活性領域４４に単体で供給された場合であっても、非成膜性ガス単体では反応生成物の生成は、なされない。 The "non-film forming gas" corresponds to the non-film forming gas in the present embodiment, and does not generate a reaction product by itself when excited into a plasma state or when exposed to plasma. A gas that cannot form a film, that is, has no film-forming property. Therefore, even if the non-film forming gas is supplied alone to the reaction active region 44, the reaction product is not generated by the non-film forming gas alone.
非成膜性ガスの一例には、Ｎ２、Ｈ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、Ｏ２、Ｏ３、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、及びＸｅ等の気体またはこれらの混合ガスを使用することができる。反応生成物として、酸化物を生成する場合（酸化物による薄膜形成の場合）には、非成膜性ガスとしてＯ（酸素）を含むガスを用いることができる。 Examples of the non-film forming gas include gases such as N 2 , H 2 , NH 3 , N 2 H 4 , O 2 , O 3 , NO, N 2 O, He, Ar, Ne, Kr, and Xe, or Mixtures of these gases can be used. When an oxide is generated as the reaction product (when a thin film is formed by the oxide), a gas containing O (oxygen) can be used as the non-film forming gas.
この非成膜性ガスのプラズマが生成された領域に、詳細を後述する成膜性ガス供給管２４から供給された成膜性を有する成膜性ガス（詳細後述）が到ると、少なくとも成膜性ガスに含まれる元素を構成要素とする反応生成物が生成される。この生成された反応生成物が薄膜形成対象となる薄膜形成対象部材４０上に堆積されると、薄膜形成対象基材上に上記反応生成物によって構成された薄膜が形成される。 When a film-forming gas having film-forming properties (described later in detail) supplied from a film-forming gas supply pipe 24 whose details will be described later arrives in the region where the plasma of the non-film-forming gas is generated, it is at least formed. A reaction product containing the elements contained in the membranous gas as constituent elements is produced. When the generated reaction product is deposited on the thin film formation target member 40 that is a thin film formation target, a thin film composed of the reaction product is formed on the thin film formation target substrate.
この「成膜性ガス」とは、本実施形態における原料ガス及び成膜性ガスに相当し、プラズマに曝されたときに励起分解して単体で、又は、プラズマ状態にある励起、分解された非成膜性ガスと反応して反応生成物を生成しうる、すなわち成膜性を有するガスである。この「成膜性を有する」とは、膜を形成しうる性質を有することを示している。 The “film-forming gas” corresponds to the raw material gas and the film-forming gas in the present embodiment, and is excited and decomposed when exposed to plasma, either alone or excited and decomposed in a plasma state. It is a gas capable of reacting with a non-film forming gas to form a reaction product, that is, having a film forming property. “Having film-forming property” means having a property capable of forming a film.
具体的には、成膜性ガスは、プラズマに曝されたときに励起及び分解されて反応生成物を析出するもの、又は、プラズマに曝されたときに励起及び分解されて上記非成膜性ガスを構成する元素と反応して反応生成物を析出するガスである。 Specifically, the film-forming gas is one that is excited and decomposed when exposed to plasma to deposit a reaction product, or one that is excited and decomposed when exposed to plasma to form the non-film forming gas. It is a gas that reacts with the elements that make up the gas to precipitate reaction products.
薄膜形成装置１０によって薄膜形成対象部材４０に薄膜を形成することにより、１３族元素の酸化物を形成する反応においては、成膜性ガスとしては、１３族元素を含む有機および無機の化合物ガスが用いられる。
具体的には、成膜性ガスとして、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルガリウム、トリエチルインジウム、トリエチルアルミニウム、ｔ−ブチルガリウム、ｔ−ブチルインジウム、ジボラン、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、及び三臭化ホウ素などが好ましく用いられる。
In the reaction for forming the oxide of the group 13 element by forming the thin film on the thin film formation target member 40 by the thin film forming apparatus 10, as the film forming gas, organic and inorganic compound gas containing the group 13 element is used. Used.
Specifically, as the film-forming gas, trimethylgallium, trimethylindium, trimethylaluminum, triethylgallium, triethylindium, triethylaluminum, t-butylgallium, t-butylindium, diborane, boron trifluoride, boron trichloride, And boron tribromide are preferably used.
薄膜形成対象部材４０上に、薄膜として酸化亜鉛膜を形成するには、成膜性ガスとして、ジメチル亜鉛、及びジエチル亜鉛などを用いることができる。 To form a zinc oxide film as a thin film on the thin film formation target member 40, dimethyl zinc, diethyl zinc, or the like can be used as the film forming gas.
なお、反応容器１２内の非成膜性ガスのプラズマが生成された領域を、以下、「反応活性領域」４４と称する。
すなわち、非成膜性ガスのプラズマが生成されることによって、反応容器１２内の全ての領域は、成膜性ガスが励起分解されて反応生成物を析出しうる領域としての反応活性領域４４と、この反応活性領域４４に連続する領域であって成膜性ガスが励起分解されえない領域としての反応不活性領域４８と、に分けられる。このため、反応容器１２内には、円柱状部材１８の回転方向に沿って、反応活性領域４４と反応不活性領域４８とが連続して設けられることとなる。
The region in the reaction container 12 where the plasma of the non-film forming gas is generated is hereinafter referred to as “reaction active region” 44.
That is, by generating the plasma of the non-film forming gas, the reaction active region 44 as a region in which the film forming gas is excited and decomposed to deposit a reaction product is generated in all the regions in the reaction vessel 12. , A reaction inactive region 48 which is a region continuous with the reaction active region 44 and in which the film-forming gas cannot be excited and decomposed. Therefore, the reaction active region 44 and the reaction inactive region 48 are continuously provided in the reaction container 12 along the rotation direction of the cylindrical member 18.
成膜性ガス供給管２４は、反応容器１２の外部から反応容器１２の内部へと成膜性ガスを供給するための管である。成膜性ガス供給管２４は、成膜性ガス供給管２４の一端に設けられた成膜性ガス供給口２４Ａを介して反応容器１２内に連なっており、成膜性ガス供給管２４の他端は、電磁弁４６を介して成膜性ガス供給源４９に接続されている。 The film forming gas supply pipe 24 is a pipe for supplying the film forming gas from the outside of the reaction container 12 to the inside of the reaction container 12. The film-forming gas supply pipe 24 is connected to the inside of the reaction vessel 12 through a film-forming gas supply port 24A provided at one end of the film-forming gas supply pipe 24. The end is connected to a film-forming gas supply source 49 via a solenoid valve 46.
成膜性ガス供給源４９は、成膜性ガスである原料ガスが充填された容器と、恒温槽などの原料ガス温度を調整する機構と、レギュレーターなどの圧力を調整する機構と、マスフローコントローラーなどの原料ガスの流量を調整する機構と、を必要に応じて備えている。成膜性ガスが液体や固体を気化させて供給されるガスである場合は、成膜性ガスは恒温槽の中に所望の温度に保たれていて、必要に応じてキャリアガスとともに供給される。キャリアガスを供給する場合、キャリアガスは所望の圧力に調整して供給することが可能である。 The film-forming gas supply source 49 is a container filled with a material gas that is a film-forming gas, a mechanism for adjusting the temperature of the material gas such as a constant temperature bath, a mechanism for adjusting the pressure such as a regulator, a mass flow controller, etc. And a mechanism for adjusting the flow rate of the raw material gas are provided as needed. When the film-forming gas is a gas supplied by vaporizing a liquid or a solid, the film-forming gas is kept at a desired temperature in a thermostatic chamber and supplied together with a carrier gas as needed. .. When supplying the carrier gas, the carrier gas can be adjusted to a desired pressure and supplied.
成膜性ガス供給源４９から成膜性ガス供給管２４に供給された成膜性ガスは、成膜性ガス供給管２４を通って成膜性ガス供給口２４Ａに到り、成膜性ガス供給口２４Ａから反応容器１２内部へと噴き出される。 The film-forming gas supplied from the film-forming gas supply source 49 to the film-forming gas supply pipe 24 reaches the film-forming gas supply port 24A through the film-forming gas supply pipe 24, and the film-forming gas is supplied. It is jetted from the supply port 24A into the reaction container 12.
この成膜性ガス供給口２４Ａは、反応容器１２内の反応不活性領域４８に位置するように、成膜性ガス供給管２４に設けられている。
この成膜性ガス供給口２４Ａの反応不活性領域４８内における位置は、反応不活性領域４８内に位置されている。反応不活性領域４８内において、反応活性領域４４との境界から、予め定められた距離以上離れた領域に位置されていることが好ましい。なお、この「予め定められた距離」とは、反応不活性領域で原料ガスの密度が平均化されるための拡散が行われるための距離で、具体的には、２０ｍｍ以上で有ることが好ましい。
成膜性ガス供給口２４Ａが、反応不活性領域４８との境界から予め定められた距離以上離れた位置に設けられることによって、不均一な密度で、原料ガスが反応活性領域に導入されて不均一な膜厚や膜質の薄膜が形成されることを抑制すると言う効果が得られる。
The film-forming gas supply port 24A is provided in the film-forming gas supply pipe 24 so as to be located in the reaction inactive region 48 in the reaction container 12.
The position of the film forming gas supply port 24A in the reaction inactive region 48 is located in the reaction inactive region 48. In the reaction inactive region 48, it is preferable to be located in a region distant from the boundary with the reaction active region 44 by a predetermined distance or more. The "predetermined distance" is a distance for diffusion in order to average the density of the raw material gas in the reaction inactive region, and specifically, it is preferably 20 mm or more. ..
Since the film forming gas supply port 24A is provided at a position separated by a predetermined distance or more from the boundary with the reaction inactive region 48, the raw material gas is introduced into the reaction active region with a non-uniform density. The effect of suppressing the formation of a thin film having a uniform film thickness or film quality can be obtained.
反応容器１２中で、この成膜性ガス供給口２４Ａから成膜性ガスを噴き出す方向は、好ましくは、薄膜形成対象となる薄膜形成対象部材４０に向かって成膜性ガスを噴き出すことが可能となるように、円柱状部材１８の外周面に向かって噴き出し可能に設けられていることが好ましい。 In the reaction container 12, the direction in which the film-forming gas is ejected from the film-forming gas supply port 24A is preferably such that the film-forming gas can be ejected toward the thin film formation target member 40 that is the thin film formation target. As described above, it is preferable that the cylindrical member 18 is provided so as to be able to jet toward the outer peripheral surface.
すなわち、薄膜形成装置１０によれば、反応不活性領域４８、すなわち非成膜性プラズマの遮蔽された領域において、反応活性領域４４以外の方向に向かって成膜性ガスが噴き出される。このように、円柱状部材１８の外周面に向かって成膜性ガスが噴き出されることによって、噴き出された成膜性ガスが均一に近い状態、又は均質とならずに反応容器１２内を移動して反応活性領域４４に到ることを抑制することができる。成膜性ガスが円柱状部材１８の外周面や薄膜形成対象部材４０の表面に噴き付けられると、成膜性ガスはこれら表面上を流れ、薄膜形成対象部材４０の表面で拡散、吸着、再蒸発が起こる。これらの効果により原料ガスは薄膜形成対象部材４０の表面に密度が均一に近い状態となることが促進された状態で滞在し、薄膜形成対象部材４０の移動とともに反応活性領域４４に入り反応生成物を生じることが可能である。 That is, according to the thin film forming apparatus 10, the film forming gas is ejected in the direction other than the reaction active region 44 in the reaction inactive region 48, that is, the region where the non-film forming plasma is shielded. As described above, the film-forming gas is ejected toward the outer peripheral surface of the cylindrical member 18, so that the ejected film-forming gas is not nearly uniform or is not homogeneous in the reaction vessel 12. It is possible to suppress the movement and reaching the reaction active region 44. When the film-forming gas is sprayed onto the outer peripheral surface of the columnar member 18 or the surface of the thin film forming target member 40, the film forming gas flows on these surfaces and diffuses, adsorbs, and re-occurs on the surface of the thin film forming target member 40. Evaporation occurs. Due to these effects, the raw material gas stays on the surface of the thin film formation target member 40 in a state in which the density becomes nearly uniform, and enters the reaction active region 44 as the thin film formation target member 40 moves. Can occur.
成膜性ガス供給管２４を構成する材料としては、真空排気装置２８によって減圧状態とされた反応容器１２内の反応不活性領域４８内に、上述のような方向に向かって成膜性ガスを噴き出すことが可能な程度の硬度を有する材料であればよく、例えば、ステンレスパイプを用いることができる。 As a material for forming the film-forming gas supply pipe 24, the film-forming gas is directed in the above-described direction in the reaction inactive region 48 in the reaction container 12 which is depressurized by the vacuum exhaust device 28. Any material may be used as long as it has a hardness that allows it to be ejected, and for example, a stainless pipe can be used.
上述のように、上記反応不活性領域４８と、上記反応活性領域４４とは、反応容器１２内の連続した領域であり、遮蔽部材２６を設けない構成も可能であるが、遮蔽部材２６によって反応不活性領域４８を、反応活性領域４４から遮蔽することが好ましい。このような遮蔽部材を設けることにより、放電電極、非成膜性ガス供給口、原料ガス供給口などの構成要素をコンパクトに配置することが可能となる。 As described above, the reaction inactive region 48 and the reaction active region 44 are continuous regions in the reaction container 12, and a configuration without the shielding member 26 is possible, but the reaction is performed by the shielding member 26. It is preferable to shield the inactive region 48 from the reaction active region 44. By providing such a shielding member, it becomes possible to compactly arrange the components such as the discharge electrode, the non-film forming gas supply port, and the source gas supply port.
遮蔽部材２６は、反応不活性領域４８と反応活性領域４４との境界の一部を遮蔽するように反応容器１２の内周面に設けられている。遮蔽部材２６は、反応不活性領域４８に成膜性ガスが供給された場合であっても、励起分解により目的の生成物が生じない程度に、反応活性領域４４の非成膜性プラズマを遮蔽可能に設けられていればよく、どのような形状であってもよく、例えば板状であってもよい。 The shielding member 26 is provided on the inner peripheral surface of the reaction container 12 so as to shield a part of the boundary between the reaction inactive region 48 and the reaction active region 44. The shielding member 26 shields the non-film forming plasma in the reaction active region 44 to such an extent that a target product is not generated by the excited decomposition even when the film forming gas is supplied to the reaction inactive region 48. It may be any shape as long as it can be provided, and may have a plate shape, for example.
遮蔽部材２６と円柱状部材１８との最小間隔は、反応不活性領域４８と反応活性領域４４との間の領域の一部を遮蔽し、且つ保持部材によって円柱状部材１８上に保持された薄膜形成対象部材４０表面への薄膜形成を妨げない程度の距離であることが好ましい。例えば、円柱状部材１８上に保持され、かつ、薄膜形成装置１０による薄膜形成が成される前の状態の薄膜形成対象部材４０が、遮蔽部材２６と円柱状部材１８との対向領域に位置した状態において、薄膜形成対象部材４０と遮蔽部材２６との最短距離は、１０ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることが好ましい。 The minimum distance between the shielding member 26 and the cylindrical member 18 shields a part of the region between the reaction inactive region 48 and the reaction active region 44, and is a thin film held on the cylindrical member 18 by the holding member. The distance is preferably such that the thin film formation on the surface of the formation target member 40 is not hindered. For example, the thin film formation target member 40, which is held on the cylindrical member 18 and before the thin film is formed by the thin film forming apparatus 10, is located in the opposing region between the shielding member 26 and the cylindrical member 18. In this state, the shortest distance between the thin film formation target member 40 and the shielding member 26 is preferably 10 mm or less, and more preferably 2 mm or less.
薄膜形成対象部材４０と遮蔽部材２６との間の距離が調整されることが好ましい。この距離の調整は、例えば、遮蔽部材２６を反応容器１２に対して着脱可能に設けるようにし、薄膜形成対象部材４０の厚みや目的とする層厚に応じた幅を有する遮蔽部材２６を取付けるようにすればよい。 It is preferable that the distance between the thin film formation target member 40 and the shielding member 26 be adjusted. For adjusting this distance, for example, the shield member 26 is detachably provided to the reaction container 12, and the shield member 26 having a width corresponding to the thickness of the thin film formation target member 40 and the target layer thickness is attached. You can do this.
遮蔽部材２６と円柱状部材１８とは、接触していてもよいが、遮蔽部材２６と、円柱状部材１８表面に保持された薄膜形成対象部材４０上と、の間で摩擦が生じない程度の押し当て力で接触していることが好ましい。遮蔽部材２６が円柱状部材１８上に保持された薄膜形成対象部材４０に対して摩擦が生じる程度の押し当て力で接触されると、薄膜形成対象部材４０上に形成された膜に傷が生じたり、形成された膜が削れるおそれがあるために好ましくない。 Although the shielding member 26 and the columnar member 18 may be in contact with each other, the shielding member 26 and the thin film formation target member 40 held on the surface of the columnar member 18 do not generate friction between them. It is preferable that they are in contact with each other by pressing force. When the shielding member 26 is brought into contact with the thin film formation target member 40 held on the columnar member 18 with a pressing force that causes friction, the film formed on the thin film formation target member 40 is damaged. Alternatively, the formed film may be scraped off, which is not preferable.
遮蔽部材２６の材質は、適度な機械強度を有するものであれば特に限定されるものではなく、導電性のものであっても、また絶縁性のものであってもよいが、上述のように遮蔽部材２６が薄膜形成対象部材４０に接触するように設けられている場合には、薄膜形成対象部材４０または薄膜形成対象部材４０上に形成された膜に傷が発生することを抑制するために、薄膜形成対象部材４０及び薄膜形成対象部材４０上に形成された膜よりも硬度が低い材料を用いる。 The material of the shielding member 26 is not particularly limited as long as it has appropriate mechanical strength, and may be conductive or insulating, but as described above. When the shielding member 26 is provided so as to be in contact with the thin film formation target member 40, in order to prevent the thin film formation target member 40 or the film formed on the thin film formation target member 40 from being damaged. A material having lower hardness than the thin film formation target member 40 and the film formed on the thin film formation target member 40 is used.
制御部１６は、上記真空排気装置２８、モータ３０、電磁弁４６、電磁弁３８、及びマッチングボックス３４に信号授受可能に接続されている。このため、制御部１６によって真空排気装置２８の制御が行われることで、反応容器１２内の圧力を目的とする圧力に減圧することができる。また、制御部１６によって、モータ３０の回転数が制御されることによって、目的とする速度で円柱状部材１８を回転することができる。また、制御部１６によって、電磁弁４６及び電磁弁３８各々と成膜性ガス供給源４９に含まれるマスフローコントローラーが制御されることによって、成膜性ガス及び非成膜性ガス各々の供給量を調整することができる。 The control unit 16 is connected to the vacuum evacuation device 28, the motor 30, the electromagnetic valve 46, the electromagnetic valve 38, and the matching box 34 so that signals can be exchanged. Therefore, the control unit 16 controls the vacuum exhaust device 28 to reduce the pressure in the reaction vessel 12 to a target pressure. Further, the control unit 16 controls the number of rotations of the motor 30, so that the cylindrical member 18 can be rotated at a target speed. In addition, the control unit 16 controls the electromagnetic valves 46 and 38 and the mass flow controller included in the film-forming gas supply source 49 to control the supply amounts of the film-forming gas and the non-film-forming gas. Can be adjusted.
なお、本実施形態では、形成される薄膜の結晶性の向上、及び薄膜形成のための反応の促進等を目的として、薄膜形成対象部材４０に熱を加えるための加熱装置（図示省略）を設けることも可能である。薄膜形成装置１０によれば、薄膜形成対象部材４０に熱を加えない状態においても、反応生成物を形成し膜を形成することができる。また、薄膜形成対象部材４０の温度が高くなるほど、成膜性ガスの平衡蒸気圧が高くなり薄膜形成基板表面からの原料ガスの再蒸発が増加する点、成膜性ガスが反応活性領域４４に到る前に、反応不活性領域４８に位置する薄膜形成対象部材４０上で分解する点から、薄膜形成対象部材４０に熱を加えることは必須ではない。 In the present embodiment, a heating device (not shown) for applying heat to the thin film formation target member 40 is provided for the purpose of improving the crystallinity of the formed thin film, promoting the reaction for forming the thin film, and the like. It is also possible. According to the thin film forming apparatus 10, it is possible to form a reaction product and form a film even when heat is not applied to the thin film forming target member 40. Further, the higher the temperature of the thin film formation target member 40, the higher the equilibrium vapor pressure of the film-forming gas and the more the re-evaporation of the raw material gas from the surface of the thin-film forming substrate. Before reaching, it is not essential to apply heat to the thin film formation target member 40 because it decomposes on the thin film formation target member 40 located in the reaction inactive region 48.
次に、薄膜形成装置１０における薄膜形成方法を説明する。
制御部１６の制御によって真空排気装置２８が駆動して、反応容器１２の内部が予め定められた圧力まで減圧されると、制御部１６は、円柱状部材１８を予め定められた速度で回転するようにモータ３０を制御する。この回転速度の制御は、例えば、モータ３０に円柱状部材の回転速度を測定するためのセンサを設けて、このセンサからの入力信号に基づいて、目的とする回転速度となるようにモータ３０の回転速度を調整するようにすればよい。
Next, a thin film forming method in the thin film forming apparatus 10 will be described.
When the vacuum exhaust device 28 is driven by the control of the control unit 16 and the inside of the reaction container 12 is depressurized to a predetermined pressure, the control unit 16 rotates the cylindrical member 18 at a predetermined speed. The motor 30 is controlled as described above. The rotation speed is controlled by, for example, providing the motor 30 with a sensor for measuring the rotation speed of the cylindrical member, and based on an input signal from the sensor, the motor 30 is controlled to have a target rotation speed. The rotation speed may be adjusted.
円柱状部材１８の回転によって、円柱状部材１８上に保持された薄膜形成対象部材４０が反応容器１２内で回転移動する。 Due to the rotation of the cylindrical member 18, the thin film formation target member 40 held on the cylindrical member 18 rotationally moves in the reaction container 12.
次に、制御部１６は、電磁弁３８を制御することによって、反応容器１２内への非成膜性ガスの供給を開始すると共に、高周波電源３６からマッチングボックス３４を介して放電電極２０に高周波電力を供給する。このとき、放電電極２０の放電面から円柱状部材１８の外周面の対向領域に向かって広がるように非成膜性プラズマが生成される。この非成膜性プラズマの生成により、反応容器１２内に反応活性領域４４が形成される。また、この反応活性領域４４の形成により、反応容器１２内には、反応活性領域４４以外の領域としての反応不活性領域４８が、反応活性領域４４に連続して形成されることとなる。 Next, the control unit 16 controls the electromagnetic valve 38 to start the supply of the non-film forming gas into the reaction container 12, and at the same time, to the discharge electrode 20 via the matching box 34 from the high frequency power supply 36. Supply power. At this time, the non-film forming plasma is generated so as to spread from the discharge surface of the discharge electrode 20 toward the opposing region of the outer peripheral surface of the cylindrical member 18. Due to the generation of the non-film forming plasma, the reaction active region 44 is formed in the reaction container 12. Further, due to the formation of the reaction active region 44, the reaction inactive region 48 as a region other than the reaction active region 44 is continuously formed in the reaction container 12 in the reaction active region 44.
次に、制御部１６は、反応容器１２内の反応不活性領域４８に成膜性ガスを供給するように、電磁弁４６を制御する。この電磁弁４６の制御によって、成膜性ガスが成膜性ガス供給管２４の成膜性ガス供給口２４Ａを介して、反応容器１２内の反応不活性領域４８に噴き出される。 Next, the control unit 16 controls the electromagnetic valve 46 so as to supply the film forming gas to the reaction inactive region 48 in the reaction container 12. By controlling the electromagnetic valve 46, the film forming gas is ejected to the reaction inactive region 48 in the reaction container 12 through the film forming gas supply port 24A of the film forming gas supply pipe 24.
成膜性ガス供給口２４Ａから反応不活性領域４８に噴き出され薄膜形成対象部材４０に滞在している成膜性ガスは、円柱状部材１８の回転による薄膜形成対象部材４０の移動に伴って移動し、反応活性領域４４に到る。なお、円柱状部材１８の回転方向は、薄膜形成対象部材４０の移動に伴って成膜性ガスを反応不活性領域４８から遮蔽部材２６との対向領域を介して反応活性領域４４へと到る方向に移動させる方向であってもよく、反対に、成膜性ガスを反応不活性領域４８から遮蔽部材２６との対向領域を介さずに反応活性領域４４へと到る方向に移動させる方向であってもよい。 The film forming gas ejected from the film forming gas supply port 24A to the reaction inert region 48 and staying in the thin film forming target member 40 is accompanied by the movement of the thin film forming target member 40 by the rotation of the columnar member 18. It moves and reaches the reaction active region 44. The rotation direction of the cylindrical member 18 is such that the film-forming gas reaches the reaction active region 44 from the reaction inactive region 48 through the region facing the shielding member 26 as the thin film formation target member 40 moves. The direction may be such that the film forming gas is moved from the reaction inactive region 48 to the reaction active region 44 without passing through the region facing the shielding member 26. It may be.
反応不活性領域４８から反応活性領域４４に到った成膜性ガスは、反応活性領域４４において、非成膜性ガスによる非成膜性プラズマに曝されることによって、励起分解されて、成膜性ガスに含まれる元素を構成要素とする反応生成物、又は成膜性ガスに含まれる元素と非成膜性ガスに含まれる元素とを構成要素とする反応生成物が生成される。この生成された反応生成物が薄膜形成対象部材４０上に堆積されることにより、反応活性領域４４に位置する薄膜形成対象部材４０上には、成膜性ガスに含まれる元素を構成要素とする薄膜、または成膜性ガスに含まれる元素と非成膜性ガスに含まれる元素とを構成要素とする薄膜が形成される。 The film forming gas that has reached the reaction active region 44 from the reaction inactive region 48 is excited and decomposed by being exposed to the non film forming plasma by the non film forming gas in the reaction active region 44. A reaction product containing the element contained in the film-forming gas as a constituent element or a reaction product containing the element contained in the film-forming gas and the element contained in the non-film-forming gas as the constituent elements is produced. By depositing the generated reaction product on the thin film formation target member 40, the thin film formation target member 40 located in the reaction active region 44 has an element contained in the film forming gas as a constituent element. A thin film or a thin film having an element contained in the film forming gas and an element contained in the non-film forming gas as constituent elements is formed.
円柱状部材１８の回転が継続されることによって、薄膜形成対象部材４０は、反応容器１２内において、反応活性領域４４と反応不活性領域４８との間を繰り返し移動することとなり、薄膜形成対象部材４０上には、除々に成膜性ガスに含まれる元素、または成膜性ガスに含まれる元素と非成膜性ガスに含まれる元素とを構成要素とする反応生成物が堆積されて、より層厚の厚い膜が形成される。 By continuing the rotation of the cylindrical member 18, the thin film formation target member 40 repeatedly moves between the reaction active region 44 and the reaction inactive region 48 in the reaction container 12, and thus the thin film formation target member. On 40, a reaction product composed of an element contained in the film-forming gas gradually or an element contained in the film-forming gas and an element contained in the non-film-forming gas is deposited, and A thick film is formed.
なお、上記実施の形態では、成膜性ガス供給口２４Ａから反応不活性領域４８に噴き出された成膜性ガスは、薄膜形成対象部材４０の表面に滞在し円柱状部材１８の回転による薄膜形成対象部材４０の移動に伴って移動して、反応不活性領域４８から反応活性領域４４に到る場合を説明したが、反応不活性領域４８に供給された成膜性ガスが、薄膜形成対象部材４０の移動に伴わずに反応容器１２内を拡散移動することにより反応活性領域４４に到り、反応活性領域４４に位置する薄膜形成対象部材４０上に薄膜を形成することも可能である。 In the above-described embodiment, the film-forming gas ejected from the film-forming gas supply port 24A to the reaction inactive region 48 stays on the surface of the thin film formation target member 40 and is rotated by the cylindrical member 18 to form the thin film. The case where the member 40 to be formed moves along with the movement to reach the reaction active region 44 from the reaction inactive region 48 has been described, but the film-forming gas supplied to the reaction inactive region 48 is the thin film forming target. It is also possible to reach the reaction active region 44 by diffusing and moving in the reaction container 12 without moving the member 40, and to form a thin film on the thin film forming target member 40 located in the reaction active region 44.
この場合には、薄膜形成対象部材４０の繰り返し移動は必須ではなく、むしろ円柱状部材１８を繰り返し回転させない状態に近づける、すなわち成膜性ガスを薄膜形成対象部材４０の移動とともに移動させることが困難な程度の低速で円柱状部材１８を回転させるようにすればよい。 In this case, the repeated movement of the thin film formation target member 40 is not essential, but rather it is difficult to bring the columnar member 18 closer to a state where it is not repeatedly rotated, that is, it is difficult to move the film forming gas with the movement of the thin film formation target member 40. The cylindrical member 18 may be rotated at a low speed.
この場合、反応不活性領域４８に供給された成膜性ガスが自然に拡散移動して、遮蔽部材２６と円柱状部材１８との間隙を通って反応活性領域４４に到り、この反応活性領域４４に到達した成膜性ガスが非成膜性プラズマに曝されることで、薄膜形成対象部材４０上に成膜性ガスに含まれる元素を構成要素とする薄膜、または成膜性ガスに含まれる元素と非成膜性ガスに含まれる元素とを構成要素とする薄膜が、反応活性領域４４内に配置された薄膜形成対象部材４０上に形成される。この場合、反応不活性領域４８において、円柱状部材１８に向かって噴き付けられた成膜性ガスが円柱部材上、又は、薄膜形成対象部材４０表面上を流れ、拡散することによって、反応不活性領域４８において成膜性ガス密度の均一化が促進された後に、反応活性領域４４に入る。その結果、反応活性領域４４で不均一な膜厚、膜質の薄膜が形成されることを抑制することが可能である。 In this case, the film-forming gas supplied to the reaction inactive region 48 naturally diffuses and moves, reaches the reaction active region 44 through the gap between the shielding member 26 and the cylindrical member 18, and this reaction active region When the film-forming gas that has reached 44 is exposed to the non-film-forming plasma, the thin-film containing the element contained in the film-forming gas on the thin-film formation target member 40 as a constituent element, or contained in the film-forming gas A thin film containing the element to be formed and the element contained in the non-film forming gas as a constituent element is formed on the thin film formation target member 40 arranged in the reaction active region 44. In this case, in the reaction inactive region 48, the film-forming gas sprayed toward the columnar member 18 flows on the columnar member or on the surface of the thin film formation target member 40 and diffuses to thereby make the reaction inactive. After the homogenization of the film forming gas density is promoted in the region 48, the reaction active region 44 is entered. As a result, it is possible to suppress the formation of a thin film having a non-uniform film thickness and film quality in the reaction active region 44.
なお、薄膜形成対象部材４０の表面に成膜性ガスが滞在し薄膜形成対象部材４０の移動とともに移動して行われる成膜性ガスの供給と、拡散移動による原料ガスの移動による供給は、同時に行われることが可能である。その割合は、成膜性ガスの成膜時基板温度における平衡蒸気圧、円柱状部材１８の回転数、成膜性ガス供給口２４Ａの反応活性領域４４との境界からの距離などに依存して変化する。これらを制御することにより、どちらか片方、または両方による成膜性ガスの供給により成膜が行われてもよい。
薄膜形成対象部材４０の移動とともに移動して行われる成膜性ガスの供給によれば、薄膜形成対象部材４０への着膜位置の選択性が特に優れている。
Note that the supply of the film-forming gas, which is performed by the film-forming gas staying on the surface of the member 40 for forming a thin film and moving along with the movement of the member 40 for forming a thin film, and the supply by the movement of the source gas by diffusion transfer are performed simultaneously. Can be done. The ratio depends on the equilibrium vapor pressure of the film-forming gas at the substrate temperature during film formation, the rotation speed of the cylindrical member 18, the distance from the boundary between the film-forming gas supply port 24A and the reaction active region 44, and the like. Change. By controlling these, film formation may be performed by supplying the film-forming gas by either one or both.
According to the supply of the film-forming gas that is carried out along with the movement of the thin film formation target member 40, the selectivity of the film deposition position on the thin film formation target member 40 is particularly excellent.
なお、成膜性ガス及び非成膜性ガス各々の種類、成膜性ガスと非成膜性ガスとの組み合わせ、制御部１６による電磁弁３８及び電磁弁４６各々の制御による反応容器１２内に供給する成膜性ガスと非成膜性ガスとの供給量の調節等により、形成される薄膜の組成等を容易に調整することができる。 The type of the film-forming gas and the non-film-forming gas, the combination of the film-forming gas and the non-film-forming gas, and the control of the electromagnetic valve 38 and the electromagnetic valve 46 by the control unit 16 into the reaction vessel 12 are controlled. The composition and the like of the thin film to be formed can be easily adjusted by adjusting the supply amounts of the film-forming gas and the non-film-forming gas to be supplied.
なお、薄膜形成対象部材４０上に形成される薄膜の組成は、膜厚に直交する方向について均一に近い状態であればよく、膜厚方向については、均一に近い状態であってもよく、ばらつきがあってもよい。
膜厚方向に組成を変化させる場合には、例えば、円柱状部材１８を予め定められた回転数回転させる毎に、成膜性ガス及び非成膜性ガスの種類、及び成膜性ガスと非成膜性ガスの供給量等を変更するようにすればよい。
It should be noted that the composition of the thin film formed on the thin film formation target member 40 may be in a nearly uniform state in the direction orthogonal to the film thickness, and in the film thickness direction, it may be in a substantially uniform state. There may be
When changing the composition in the film thickness direction, for example, each time the cylindrical member 18 is rotated by a predetermined number of rotations, the type of the film-forming gas and the non-film-forming gas, and the non-film-forming gas The supply amount of the film forming gas may be changed.
以上説明したように、薄膜形成装置１０によれば、成膜性ガス供給管２４の成膜性ガス供給口２４Ａを反応不活性領域４８に位置するように配置することで、反応不活性領域４８に成膜性ガスを供給することができる。このため、反応不活性領域４８に供給された成膜性ガスは、反応容器１２内において反応不活性領域４８から反応不活性領域４８に連続する反応活性領域４４に移動する。このように、反応不活性領域４８から反応不活性領域４８に向かって成膜性ガスが移動することにより、成膜性ガスに含まれる元素の組成比が略一様な状態に拡散された成膜性ガスが、略一定の密度または量で反応活性領域４４に到る。このため、反応活性領域４４に到達した成膜性ガスの励起分解による反応生成物の、薄膜形成対象部材４０上への堆積が、薄膜形成対象部材４０に略均一に近い状態で生じる。 As described above, according to the thin film forming apparatus 10, by disposing the film forming gas supply port 24A of the film forming gas supply pipe 24 so as to be located in the reaction inactive region 48, the reaction inactive region 48 is formed. A film-forming gas can be supplied to the film. Therefore, the film-forming gas supplied to the reaction inactive region 48 moves from the reaction inactive region 48 to the reaction active region 44 continuous with the reaction inactive region 48 in the reaction container 12. In this way, the film forming gas moves from the reaction inactive region 48 toward the reaction inactive region 48, so that the composition ratio of the elements contained in the film forming gas is diffused in a substantially uniform state. The membranous gas reaches the reaction active region 44 at a substantially constant density or amount. Therefore, the deposition of the reaction product due to the excited decomposition of the film-forming gas that has reached the reaction active region 44 on the thin film formation target member 40 occurs in the thin film formation target member 40 in a substantially uniform state.
したがって、薄膜形成装置１０によれば、膜厚及び膜質の不均一な薄膜が薄膜形成対象部材４０上に形成されることを抑制することができる。 Therefore, according to the thin film forming apparatus 10, formation of a thin film having a non-uniform film thickness and film quality on the thin film forming target member 40 can be suppressed.
また、薄膜形成装置１０によれば、薄膜形成対象部材４０を、反応不活性領域４８と反応活性領域４４との間を、繰り返し移動することによって、薄膜形成対象部材４０上に薄膜を形成するので、原料ガスが、拡散、吸着、再蒸発により密度均一化が促進された状態で反応させることができ、形成される膜厚及び膜質のばらつきを抑制することができる。 Further, according to the thin film forming apparatus 10, since the thin film forming target member 40 is repeatedly moved between the reaction inactive region 48 and the reaction active region 44, a thin film is formed on the thin film forming target member 40. The raw material gas can be reacted in a state in which the homogenization of the density is promoted by diffusion, adsorption, and re-evaporation, and variations in the formed film thickness and film quality can be suppressed.
また、薄膜形成装置１０によれば、成膜性ガスを反応容器１２内に噴き出す成膜性ガス供給口２４Ａは、反応不活性領域４８内に位置していることから、成膜性ガス供給口２４Ａのノズル詰まりの発生を抑制することができる。このため、従来技術における生成物が成膜性ガス供給口２４Ａの内側に付着してノズル詰まりが生じ、それを除去するための分解、清掃作業により製造装置の稼働率が低下するという問題を解決することができる。 Further, according to the thin film forming apparatus 10, since the film forming gas supply port 24A for ejecting the film forming gas into the reaction vessel 12 is located in the reaction inactive region 48, the film forming gas supply port is formed. It is possible to suppress the occurrence of nozzle clogging at 24A. Therefore, the problem in the related art that the product adheres to the inside of the film-forming gas supply port 24A to cause nozzle clogging, and the operation rate of the manufacturing apparatus decreases due to the disassembly and cleaning work for removing it, is solved. can do.
また、薄膜形成装置１０によれば、反応不活性領域４８、すなわちプラズマ流の遮蔽された領域で反応活性領域４４以外の方向に向けて成膜性ガスを供給するので、未反応状態の成膜性ガスは拡散、吸着、再蒸発可能であり、これらの効果により供給原料密度の平均化が得られる。 Further, according to the thin film forming apparatus 10, since the film forming gas is supplied toward the direction other than the reaction active region 44 in the reaction inactive region 48, that is, the region where the plasma flow is shielded, the film in the unreacted state is formed. The natural gas can be diffused, adsorbed, and re-evaporated, and these effects can average the feedstock density.
また、薄膜形成装置１０によれば、成膜性ガス供給管２４の成膜性ガス供給口２４Ａを介して、反応容器１２内の反応不活性領域４８に成膜性ガスを噴き出すことによって反応容器１２内に成膜性ガスを供給するので、成膜性ガス供給管２４が反応活性領域４４内に入ることがないことから、ステンレスパイプ等のような加工性に優れるものの反応活性領域４４内に入るとプラズマ影を発生しうる材料を、成膜性ガス供給管２４を構成する材料として用いることが可能となる。このため、成膜性ガス供給管２４を構成する材料の選択肢を、従来技術に比べて広げることが可能となる。 Further, according to the thin film forming apparatus 10, the film forming gas is jetted to the reaction inactive region 48 in the reaction container 12 through the film forming gas supply port 24A of the film forming gas supply pipe 24 to thereby form the reaction container. Since the film-forming gas is supplied into the inside 12, the film-forming gas supply pipe 24 does not enter the reaction active region 44. A material capable of generating a plasma shadow when entering can be used as a material for forming the film-forming gas supply pipe 24. Therefore, it is possible to expand the choices of the material forming the film-forming gas supply pipe 24 as compared with the related art.
なお、反応容器１２内に１つの放電電極２０が設けられている場合を説明したが、複数設けられるようにしてもよい。この場合には、放電電極２０毎に、非成膜性ガス供給管２２、電磁弁３８、非成膜性ガス供給源４２、マッチングボックス３４、及び高周波電源３６を設けるようにすればよい。また、非成膜性ガス供給源４２、マッチングボックス３４、及び高周波電源３６は、共有し可能であり、その場合、電力、ガスを分岐させて供給する。
また、成膜性ガスを供給するための成膜性ガス供給管２４は、反応容器１２内に１つ設けられている場合を説明したが、成膜性ガス供給口２４Ａが反応不活性領域４８に位置していればよく、反応容器１２に複数設けられるようにしてもよい。
Although the case where one discharge electrode 20 is provided in the reaction vessel 12 has been described, a plurality of discharge electrodes 20 may be provided. In this case, the non-film forming gas supply pipe 22, the electromagnetic valve 38, the non-film forming gas supply source 42, the matching box 34, and the high frequency power supply 36 may be provided for each discharge electrode 20. Further, the non-film forming gas supply source 42, the matching box 34, and the high frequency power supply 36 can be shared, and in that case, the power and the gas are branched and supplied.
Further, the case where one film-forming gas supply pipe 24 for supplying the film-forming gas is provided in the reaction container 12 has been described, but the film-forming gas supply port 24A is provided in the reaction inactive region 48. A plurality of them may be provided in the reaction container 12 and may be provided in the reaction container 12.
このように、複数の放電電極２０を設けることによって、１つの反応容器１２内に複数の反応活性領域４４及び反応不活性領域４８を設けることができるとともに、さらに複数の成膜性ガス供給管２４を反応容器１２に設ければ、複数の反応不活性領域４８各々に成膜性ガスを供給することが可能となる。このようにすれば、１つの反応容器１２内に放電電極２０及び成膜性ガス供給管２４が各々１つ設けられている場合に比べて、成膜速度をあげることができ、薄膜の形成能の高い薄膜形成装置１０を提供することが可能となる。 As described above, by providing the plurality of discharge electrodes 20, it is possible to provide the plurality of reaction active regions 44 and the reaction inactive regions 48 in one reaction container 12, and further, the plurality of film-forming gas supply pipes 24. By providing the above in the reaction container 12, it becomes possible to supply the film forming gas to each of the plurality of reaction inactive regions 48. By doing so, the film forming rate can be increased and the thin film forming ability can be increased as compared with the case where one discharge electrode 20 and one film forming gas supply pipe 24 are provided in one reaction vessel 12. It is possible to provide the thin film forming apparatus 10 having high efficiency.
なお、反応活性領域４４は、反応容器１２内の非成膜性ガスのプラズマが生成された領域であるものとして説明したが、成膜性ガスから該成膜性ガスに含まれる元素を構成要素とする反応生成物を生成可能な領域であればよく、プラズマが生成された領域に限られるものではない。
例えば、反応活性領域４４は、光や熱により成膜性のガスを励起分解する領域であったり、光、電子線、触媒などにより励起状態にある非成膜性ガスの活性種に成膜性ガスを曝して化学反応や熱分解を促進させる領域であってもよい。
Although the reaction active region 44 has been described as a region in which plasma of the non-film forming gas is generated in the reaction container 12, the elements contained in the film forming gas are included in the film forming gas. The reaction product is not limited to the region where plasma is generated, as long as it is a region where the reaction product can be generated.
For example, the reaction active region 44 is a region that excites and decomposes a film-forming gas by light or heat, or forms a film on the active species of the non-film-forming gas that is excited by light, an electron beam, a catalyst, or the like. It may be a region where gas is exposed to promote a chemical reaction or thermal decomposition.
光により反応活性領域４４を形成する場合には、図３中の放電電極２０に変えて、励起光源の光を透過可能な窓を有し、真空封止可能な光導入ポートを設けるようにすればよい。そして、光源から導かれた光を、光導入ポートを通して反応容器１２内に導くことにより、反応容器１２内に反応活性領域４４を形成すればよい。
この場合には、非成膜性ガスを反応容器１２内に供給せずともよい。励起光源としては、重水素ランプ、Ｘｅランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、エキシマランプ、窒素レーザー、ＡｒＦレーザーなどの各種レーザー光源などの紫外光、または真空紫外光を含む光源を用いることができる。
When the reaction active region 44 is formed by light, instead of the discharge electrode 20 in FIG. 3, a window through which the light of the excitation light source can be transmitted and a light introduction port capable of vacuum sealing may be provided. Good. Then, by guiding the light guided from the light source into the reaction container 12 through the light introducing port, the reaction active region 44 may be formed in the reaction container 12.
In this case, the non-film forming gas may not be supplied into the reaction container 12. As the excitation light source, a deuterium lamp, a Xe lamp, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an excimer lamp, various laser light sources such as a nitrogen laser and an ArF laser, or the like, or a light source containing vacuum ultraviolet light can be used.
また、触媒により反応活性領域４４を形成する場合には、図３中の放電電極２０に変えて、通電可能なタングステンフィラメントなどを設けて、通電により昇温したタングステンフィラメント表面を非成膜性のガスが通過するようにすればよい。そして、励起状態にある非成膜性ガスを、円柱状部材１８に向かって照射することにより、反応容器１２内に反応活性領域を形成すればよい。
この場合について、オリフィスなどの圧力差を生じ得る機構を介して反応容器１２と別区画にタングステンフィラメントが配置され、その区画内を触媒による高い励起、分解効率が得られる圧力に保たれていてもよい。
Further, when the reaction active region 44 is formed by a catalyst, an electrically conductive tungsten filament or the like is provided instead of the discharge electrode 20 in FIG. It is sufficient to allow the gas to pass. Then, by irradiating the cylindrical member 18 with the non-film forming gas in the excited state, the reaction active region may be formed in the reaction container 12.
In this case, even if a tungsten filament is arranged in a separate section from the reaction vessel 12 through a mechanism such as an orifice that can generate a pressure difference, and the inside of the section is kept at a pressure at which high catalyst excitation and decomposition efficiency can be obtained. Good.
また、熱により反応活性領域４４を形成する場合には、上記に示したように光により反応活性領域４４を形成するときに紫外線光源を反応容器内に導く方法と同様の構成で、ＣＯ２レーザーその他の赤外光源により光を照射することによって加熱すればよい。 Further, when the reaction active region 44 is formed by heat, the CO 2 laser has the same configuration as the method of guiding the ultraviolet light source into the reaction container when the reaction active region 44 is formed by light as described above. It may be heated by irradiating it with light from another infrared light source.
無機表面層の形成は、例えば、以下のように実施する。以下、薄膜形成装置１０を用いて基材上に、無機表面層を形成する場合について説明する。 The inorganic surface layer is formed, for example, as follows. Hereinafter, a case of forming an inorganic surface layer on a substrate using the thin film forming apparatus 10 will be described.
基材上に、薄膜形成装置１０によって薄膜を形成する場合には、基材を、薄膜形成対象部材４０として、薄膜形成装置１０に設置する。そして、例えば、酸素ガス（又は、ヘリウム（Ｈｅ）希釈酸素ガス）、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、及び水素（Ｈ２）ガスを用いればよい。このようにして、上記制御部１６によるモータ３０の制御によって基材を回転させて、上記説明したように反応容器１２内に反応活性領域４４と反応不活性領域４８とを形成することにより、基材上に、ガリウムと酸素と水素とを含む薄膜を成膜することができる。 When a thin film is formed on the base material by the thin film forming apparatus 10, the base material is installed as the thin film forming target member 40 in the thin film forming apparatus 10. Then, for example, oxygen gas (or helium (He) diluted oxygen gas), helium (He) gas, and hydrogen (H 2 ) gas may be used. In this way, the base material is rotated by the control of the motor 30 by the control unit 16 to form the reaction active region 44 and the reaction inactive region 48 in the reaction container 12 as described above, thereby forming a substrate. A thin film containing gallium, oxygen, and hydrogen can be formed over the material.
なお、成膜時の無機表面層の形成温度は特に限定されず、樹脂基材を用いた光学物品を作製する場合において、無機表面層の成膜時の、基材の温度は、１５０℃以下が好ましく、１００℃以下がより好ましい。基材の温度が１５０℃以下であっても、プラズマの影響で１５０℃より高くなる場合には基材が熱で損傷を受ける場合があるため、このような影響を考慮して基材の温度を設定することが好ましい。基材の温度は図示していない方法で制御してもよく、放電時の自然な温度の上昇に任せてもよい。基材を加熱する場合には、ヒータを基材の少なくとも一方の面側に設置してもよい。基材を冷却する場合には、基材の少なくとも一方の面側に冷却用の気体または液体を循環させてもよい。 The temperature at which the inorganic surface layer is formed during film formation is not particularly limited, and in the case of producing an optical article using a resin substrate, the temperature of the substrate during film formation of the inorganic surface layer is 150° C. or lower. Is preferable, and 100° C. or lower is more preferable. Even if the temperature of the base material is 150°C or lower, if the base material temperature is higher than 150°C, the base material may be damaged by heat. Is preferably set. The temperature of the base material may be controlled by a method (not shown), or may be left to the natural temperature rise during discharge. When heating the base material, a heater may be installed on at least one surface side of the base material. When the base material is cooled, a cooling gas or liquid may be circulated on at least one surface side of the base material.
放電による基材の温度の上昇を避けたい場合には、基材の表面に当たる高エネルギーの気体流を調節することが効果的である。この場合、ガス流量や放電出力、圧力などの条件を所要温度となるように調整する。 When it is desired to avoid a rise in the temperature of the substrate due to electric discharge, it is effective to control the high-energy gas flow that hits the surface of the substrate. In this case, conditions such as gas flow rate, discharge output, and pressure are adjusted so as to reach the required temperature.
（光学物品の用途）
本実施形態に係る光学物品が適用される用途は特に限定されない。例えば、光学フィルタ、光学レンズ、光スイッチ、光ファイバー、集光レンズ、回折格子等が挙げられる。
光学レンズとしては、メガネレンズ（視力矯正レンズ、サングラス等）、ゴーグルレンズ、フレネルレンズ（集光用レンズ、ＬＥＤ照明レンズ、光学センサー用レンズ等）、ピックアップレンズ（ＣＤ、ＤＶＤ等の情報記録機器等）、撮影機器用レンズ（デジタルカメラ、ビデオカメラ、等）、望遠鏡用レンズ、顕微鏡用レンズなどが挙げられる。これらの中でも、本実施形態に係る光学物品は、撥水性を有し、さらに、傷に対する耐性を有し、可視波長領域短波長側の透過性抑制効果を有する観点で、光学フィルタ、光学レンズに適用されることがよく、メガネレンズに適用されることが好ましい。
(Uses of optical articles)
The application to which the optical article according to this embodiment is applied is not particularly limited. For example, an optical filter, an optical lens, an optical switch, an optical fiber, a condensing lens, a diffraction grating, etc. may be mentioned.
Optical lenses include spectacle lenses (vision correction lenses, sunglasses, etc.), goggle lenses, Fresnel lenses (condensing lenses, LED illumination lenses, optical sensor lenses, etc.), pickup lenses (CD, DVD, etc., information recording devices, etc. ), lenses for photographing equipment (digital cameras, video cameras, etc.), lenses for telescopes, lenses for microscopes, and the like. Among these, the optical article according to the present embodiment has water repellency, further has resistance to scratches, from the viewpoint of having a transmittance suppressing effect on the visible wavelength region short wavelength side, in the optical filter, the optical lens. It is often applied, and is preferably applied to a spectacle lens.
例えば、本実施形態に係る光学物品がメガネレンズである場合、メガネレンズを構成する基材（つまり、レンズ本体）の両面に無機表面層を設けてもよい。また、レンズ本体としての基材の両面に機能層（例えば、ハードコート層）を設け、機能層を介して、基材の両面に無機表面層を設けてもよい。具体的には、基材の一方の面が凸面、他方の面が凹面である樹脂材料から構成される基材（レンズ本体）を準備する。基材の凸面側が物体面側であり、基材の凹面側が眼球側である。そして、凸面側に、機能層としてのハードコート層を設け、ハードコート層上に、無機表面層を設けてもよい。また、基材の凸面側及び凹面側の両面にハードコート層を設け、両面に設けたハードコート層上に無機表面層を設けてもよい。もちろん、ハードコート層は設けず、基材上に無機表面層を設けてもよい。 For example, when the optical article according to the present embodiment is a spectacle lens, an inorganic surface layer may be provided on both surfaces of the base material (that is, the lens body) that constitutes the spectacle lens. Further, a functional layer (for example, a hard coat layer) may be provided on both sides of the base material as the lens body, and an inorganic surface layer may be provided on both sides of the base material via the functional layer. Specifically, a base material (lens body) made of a resin material in which one surface of the base material is a convex surface and the other surface is a concave surface is prepared. The convex surface side of the base material is the object surface side, and the concave surface side of the base material is the eyeball side. Then, a hard coat layer as a functional layer may be provided on the convex surface side, and an inorganic surface layer may be provided on the hard coat layer. Alternatively, hard coat layers may be provided on both the convex and concave sides of the substrate, and the inorganic surface layer may be provided on the hard coat layers provided on both sides. Of course, the hard coat layer may not be provided, and the inorganic surface layer may be provided on the substrate.
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、以下の実施例において「部」は質量部を意味する。 The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, "part" means part by mass.
＜実施例１＞
図３に示す薄膜形成装置１０のような成膜装置を用いて、基材上に無機表面層を形成した。基材１として、レンズ本体の厚さ１ｍｍの樹脂製レンズを用意した。この樹脂レンズを薄膜形成装置にセットし、プラズマＣＶＤにより、基材上に、無機表面層の形成を行った。
<Example 1>
An inorganic surface layer was formed on the substrate using a film forming apparatus such as the thin film forming apparatus 10 shown in FIG. As the base material 1, a resin lens having a lens body with a thickness of 1 mm was prepared. This resin lens was set in a thin film forming apparatus, and an inorganic surface layer was formed on the base material by plasma CVD.
円筒基材に、基材１として、予め準備した樹脂レンズを粘着テープで貼り付けた。さらに参照試料作製のためのＳｉ基板（５ｍｍ×１０ｍｍ）を粘着テープで貼り付け、図３に示すプラズマＣＶＤ装置（つまり、保持部材）に導入し、反応容器内を、圧力が１×１０−２Ｐａとなるまで真空排気した。次に、ガス供給管から、マスフローコントローラーを介して反応容器に、水素ガス２００ｓｃｃｍ、Ｈｅ希釈酸素（４％）６ｓｃｃｍ、及び水素希釈トリメチルガリウム（約１０％）１０ｓｃｃｍを供給すると共に、コンダクタンスバルブを調整することにより、反応容器内の圧力を１０Ｐａとし、高周波電源５８及びマッチングボックス５６により、１３．５６ＭＨｚのラジオ波を出力１００Ｗにセットし、チューナでマッチングを取り放電電極５４から放電を行った。このときの反射波は０Ｗであった。この状態で、保持部材を、反応時間４０分間、５０ｒｐｍの速度で回転させながら成膜し、基材上に無機表面層が設けられた光学物品を得た。なお、この水素希釈トリメチルガリウムガスの供給は、０℃に保たれたトリメチルガリウムに、水素をキャリアガスとしてバブリングすることによって行った。 As a base material 1, a resin lens prepared in advance was attached to the cylindrical base material with an adhesive tape. Further, a Si substrate (5 mm×10 mm) for preparing a reference sample was attached with an adhesive tape and introduced into the plasma CVD apparatus (that is, the holding member) shown in FIG. 3, and the pressure inside the reaction vessel was 1×10 −2. It was evacuated to Pa. Next, 200 sccm of hydrogen gas, 6 sccm of He-diluted oxygen (4%) and 10 sccm of hydrogen-diluted trimethylgallium (about 10%) are supplied from the gas supply pipe to the reaction vessel through the mass flow controller, and the conductance valve is adjusted. By doing so, the pressure inside the reaction vessel was set to 10 Pa, a radio wave of 13.56 MHz was set to an output of 100 W by the high frequency power supply 58 and the matching box 56, matching was performed by the tuner, and the discharge electrode 54 was discharged. The reflected wave at this time was 0W. In this state, a film was formed on the holding member while rotating the holding member at a speed of 50 rpm for a reaction time of 40 minutes to obtain an optical article having an inorganic surface layer provided on the base material. The hydrogen-diluted trimethylgallium gas was supplied by bubbling hydrogen as a carrier gas into trimethylgallium kept at 0°C.
Ｓｉ参照試料を癖開した断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、成膜された無機表面層の厚さは０．２４μｍであった。
また、Ｓｉ参照試料に形成された無機表面層の組成分析を、ラザフォードバックスキャッタリング（ＲＢＳ）とハイドロジェンフォワードスキャッタリング（ＨＦＳ）により行ったところ、Ｇａ：４４原子％、Ｏ：１７原子％、Ｈ：１７原子％、Ｃ：３％であり、酸素とガリウムの元素組成比（Ｏ／Ｇａ）は１．５０であった。
さらに、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）として、既述の方法にしたがって、（ＩＯ−Ｈ／ＩＧａ−Ｈ）を求めた結果を表１に示す。
When a cross section of the Si reference sample was opened with a scanning electron microscope (SEM), the thickness of the formed inorganic surface layer was 0.24 μm.
Further, when the composition analysis of the inorganic surface layer formed on the Si reference sample was performed by Rutherford back scattering (RBS) and hydrogen forward scattering (HFS), Ga: 44 at %, O: 17 at %, H: 17 atomic %, C: 3%, and the element composition ratio (O/Ga) of oxygen and gallium was 1.50.
Further, as a ratio (I O-H /I M-H ) of the absorbance I O-H of the O-H bond to the absorbance I M-H of the M-H bond, according to the method described above, (I O-H /I Ga-H ) is shown in Table 1.
＜実施例２＞
Ｈｅ希釈酸素（４％）３．５ｓｃｃｍ、反応時間を５０分とした以外は実施例１と同様にして、光学物品を得た。
<Example 2>
An optical article was obtained in the same manner as in Example 1 except that He diluted oxygen (4%) was 3.5 sccm and the reaction time was 50 minutes.
＜実施例３＞
Ｈｅ希釈酸素（４％）３．０ｓｃｃｍ、反応時間を６０分とした以外は実施例１と同様にして、光学物品を得た。
<Example 3>
An optical article was obtained in the same manner as in Example 1 except that He diluted oxygen (4%) was 3.0 sccm and the reaction time was 60 minutes.
＜実施例４＞
Ｈｅ希釈酸素（４％）３．０ｓｃｃｍ、反応時間を６５分、反応容器内圧力を５Ｐａとした以外は実施例１と同様にして、光学物品を得た。
<Example 4>
An optical article was obtained in the same manner as in Example 1 except that He diluted oxygen (4%) was 3.0 sccm, the reaction time was 65 minutes, and the reaction vessel internal pressure was 5 Pa.
＜実施例５＞
Ｈｅ希釈酸素（４％）１．７ｓｃｃｍ、反応時間を７０分とした以外は、実施例１と同様にして、光学物品を得た。
<Example 5>
An optical article was obtained in the same manner as in Example 1 except that He diluted oxygen (4%) was 1.7 sccm and the reaction time was 70 minutes.
＜比較例１＞
無機表面層を設けない基材１をそのまま光学物品とした。
<Comparative Example 1>
The substrate 1 without the inorganic surface layer was used as it was as an optical article.
＜比較例２＞
コンダクタンスバルブを調整し圧力を６０Ｐａ、反応時間を３３分とした以外は、実施例１と同様にして、光学物品を得た。
<Comparative example 2>
An optical article was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conductance valve was adjusted so that the pressure was 60 Pa and the reaction time was 33 minutes.
＜評価＞
（傷テスト（耐摩耗性効果））
ターンテーブルに、各例で得られた光学物品を置き、キムタオル（登録商標）をはさみ１．０ｋｇ／ｃｍ２の荷重を印加して１００回転させた。荷重を除去して光学物品を取り出し、擦った表面の傷の発生状況を目視で観察し、下記評価基準で評価した。
−評価基準−
Ａ（○）：傷がみられなかった
Ｂ（×）：傷がみられた
<Evaluation>
(Scratch test (wear resistance effect))
The optical article obtained in each example was placed on a turntable, and Kim Towel (registered trademark) was sandwiched between the turntables and a load of 1.0 kg/cm 2 was applied to the turntable for 100 rotations. The load was removed, the optical article was taken out, and the occurrence of scratches on the rubbed surface was visually observed and evaluated according to the following evaluation criteria.
-Evaluation criteria-
A (∘): No scratch was found B (x): Scratch was found
（水の接触角（撥水性効果））
水の接触角の測定は、接触角計（協和界面化学（株）製、ＣＡ-Ｘ）を用い、温度２５℃湿度５０％の環境下で、純水を測定対象面に３．１μｌ滴下し、滴下してから１５秒後の液滴を光学顕微鏡により撮影し、その写真から純水の接触角を求めた。
(Water contact angle (water repellent effect))
The contact angle of water was measured by using a contact angle meter (CA-X manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), and 3.1 μl of pure water was dropped on the surface to be measured under the environment of temperature 25° C. and humidity 50%. After 15 seconds from the dropping, the droplet was photographed with an optical microscope, and the contact angle of pure water was determined from the photograph.
（埃除去性テスト（帯電防止効果））
各例における光学物品の無機表面層面に、ティッシュペーパーで５００ｇの荷重をかけながら１０回擦った。次いで、１ｍｍ以上２ｍｍ以下の大きさに砕いた発泡スチロールをふりかけた。次いで、光学物品の面が垂直になるように立てかけた。立てかける前後で写真を撮影し、立てかける前と立てかけた後の写真において、発泡スチロール粉の数を数え、下記評価基準で評価した。
−評価基準−
Ａ（○）：立てかけた時点でほとんど発泡スチロール粉が落ちた
（残ったものは１０％未満）
Ｂ（△）：立てかけた時点で発泡スチロール粉が半分以上落ちた
（残ったものは１０％以上５０％以下）
Ｃ（×）：立てかけた時点で発泡スチロール粉がほとんど落ちなかった
（残ったものは５０％超）
(Dust removal test (antistatic effect))
The inorganic surface layer surface of the optical article in each example was rubbed 10 times with a tissue paper under a load of 500 g. Then, Styrofoam crushed to a size of 1 mm or more and 2 mm or less was sprinkled. Then, it was leaned so that the surface of the optical article was vertical. Photographs were taken before and after leaning, and the number of styrofoam powder was counted in the photographs before leaning and after leaning, and evaluated according to the following evaluation criteria.
-Evaluation criteria-
A (○): Styrofoam powder almost fell off when leaning (less than 10% remained)
B (△): Styrofoam powder dropped more than half at the time of leaning (10% or more and 50% or less remained)
C (x): Styrofoam powder hardly fell off when leaning against the surface (remaining ones exceeded 50%)
（青色透過率テスト（青色カット効果））
各例の光学物品を、紫外−可視分光光度計で波長３００ｎｍから８００ｎｍまでの範囲の光線透過率を１０ｎｍ間隔で測定し、３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の平均透過率を求め、下記評価基準で評価した。
−評価基準−
Ａ（○）：５０％以下
Ｂ（△）：５０％超８５％以下
Ｃ（×）：８５％超１００％
(Blue transmittance test (blue cut effect))
The optical transmittance of each of the optical articles in each example was measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer at a wavelength range of 300 nm to 800 nm at 10 nm intervals, and an average transmittance of 380 nm to 500 nm was obtained and evaluated according to the following evaluation criteria.
-Evaluation criteria-
A (○): 50% or less B (△): More than 50% and 85% or less C (x): More than 85% 100%
（可視光透過率テスト（可視光透過効果））
各例の光学物品を、紫外−可視分光光度計で波長３００ｎｍから８００ｎｍまでの範囲の光線透過率を１０ｎｍ間隔で測定し、４００以上８００ｎｍ以下の平均透過率を求め、下記評価基準で評価した。
−評価基準−
Ａ（○）：８５％超１００％以下
Ｂ（△）：５０％超８５％以下
Ｃ（×）：５０％以下
(Visible light transmittance test (visible light transmission effect))
The optical transmittance of each of the optical articles in each example was measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer at a wavelength range of 300 nm to 800 nm at 10 nm intervals, and an average transmittance of 400 to 800 nm was obtained and evaluated according to the following evaluation criteria.
-Evaluation criteria-
A (○): More than 85% and 100% or less B (△): More than 50% and 85% or less C (x): 50% or less
評価結果から、各実施例は、比較例に比べ、水の接触角が高いことがわかる。 From the evaluation results, it can be seen that each example has a higher contact angle with water than the comparative example.
１０、１１、１３ 薄膜形成装置
１２ 反応容器
１４ 排気管
１８ 円筒状部材
２０ 放電電極
２２ 非成膜性ガス供給管
２４ 成膜性ガス供給管
２４Ａ 成膜性ガス供給口
２６ 遮蔽部材
３０ モータ
３２ 保持部材
４０ 薄膜形成対象部材
４２ 非成膜性ガス供給源
４４ 反応活性領域
４８ 反応不活性領域
５２、５４、５６ 張架搬送ロール
５８ 支持ロール
６０、６２、６４ ローラ
10, 11, 13 Thin film forming apparatus 12 Reaction vessel 14 Exhaust pipe 18 Cylindrical member 20 Discharge electrode 22 Non-film forming gas supply pipe 24 Film forming gas supply pipe 24A Film forming gas supply port 26 Shielding member 30 Motor 32 holding Member 40 Thin film forming target member 42 Non-film forming gas supply source 44 Reactive active region 48 Reactive inactive region 52, 54, 56 Tension carrier roll 58 Support roll 60, 62, 64 roller
Claims (10)
前記基材上に設けられた無機表面層であって、金属元素Ｍ、酸素Ｏ、及び水素Ｈを含有し、赤外分光光度法による赤外吸収スペクトルにおいて、Ｍ−Ｈ結合の吸光度ＩＭ−Ｈに対するＯ−Ｈ結合の吸光度ＩＯ−Ｈの比（ＩＯ−Ｈ／ＩＭ−Ｈ）が、１．０以下である無機表面層と、
を有する、光学物品。 Base material,
An inorganic surface layer provided on the base material, which contains a metal element M, oxygen O, and hydrogen H, and has an M-H bond absorbance IM- in an infrared absorption spectrum by infrared spectrophotometry. An inorganic surface layer having a ratio of absorbance I O-H of O-H bond to H (I O-H /I M-H ) of 1.0 or less;
An optical article having:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018239641A JP7322397B2 (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | optical article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018239641A JP7322397B2 (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | optical article |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020101666A true JP2020101666A (en) | 2020-07-02 |
| JP7322397B2 JP7322397B2 (en) | 2023-08-08 |
Family
ID=71139395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018239641A Active JP7322397B2 (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | optical article |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7322397B2 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0391701A (en) * | 1989-09-05 | 1991-04-17 | Hitachi Ltd | Reflection preventive film and its formation, and photoelectric device equipped with the same |
| JPH10319208A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-04 | Hoya Corp | Composite type continuous thin film forming apparatus |
| WO2000044841A1 (en) * | 1999-01-27 | 2000-08-03 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Surface-protective film |
| JP2004198590A (en) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Konica Minolta Holdings Inc | Article with thin film, its manufacturing method, low-reflection body, and transparent conductive body |
| US20080075504A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and image forming device using the same |
| JP2011064876A (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus and process cartridge |
| JP2011069983A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Fuji Xerox Co Ltd | Oxide material, electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and image forming apparatus |
| JP2020101667A (en) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 富士ゼロックス株式会社 | Image display device surface member |
-
2018
- 2018-12-21 JP JP2018239641A patent/JP7322397B2/en active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0391701A (en) * | 1989-09-05 | 1991-04-17 | Hitachi Ltd | Reflection preventive film and its formation, and photoelectric device equipped with the same |
| JPH10319208A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-04 | Hoya Corp | Composite type continuous thin film forming apparatus |
| WO2000044841A1 (en) * | 1999-01-27 | 2000-08-03 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Surface-protective film |
| JP2004198590A (en) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Konica Minolta Holdings Inc | Article with thin film, its manufacturing method, low-reflection body, and transparent conductive body |
| US20080075504A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and image forming device using the same |
| JP2008076876A (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Fuji Xerox Co Ltd | Electrophotographic photoreceptor, and process cartridge and image forming apparatus using the same |
| JP2011064876A (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus and process cartridge |
| JP2011069983A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Fuji Xerox Co Ltd | Oxide material, electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and image forming apparatus |
| JP2020101667A (en) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 富士ゼロックス株式会社 | Image display device surface member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7322397B2 (en) | 2023-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5991081A (en) | Anti-reflection coatings and coated articles | |
| KR100984221B1 (en) | Optical thin film deposition device and optical thin film fabrication method | |
| US7483226B2 (en) | ND filter, manufacturing method thereof, and aperture device | |
| US8817367B2 (en) | Plasma ion assisted deposition of Mo/Si multilayer EUV coatings | |
| US11402559B2 (en) | Optical filter with layers having refractive index greater than 3 | |
| US7880966B2 (en) | Optical article including a layer siox as main component and manufacturing method of the same | |
| US20120019913A1 (en) | Lens Manufacturing Method and Lens | |
| WO2015097898A1 (en) | Process for forming multilayer antireflection film | |
| US7041391B2 (en) | Method for forming thin films | |
| CN110291221B (en) | Film forming method | |
| JP4873455B2 (en) | Optical thin film forming method and apparatus | |
| WO2018168671A1 (en) | Gas barrier coating, gas barrier film, method for producing gas barrier coating, and method for producing gas barrier film | |
| JP7055494B1 (en) | Manufacturing method of optical products | |
| KR100570851B1 (en) | Method and device for producing an optically effective system of layers | |
| JP7322397B2 (en) | optical article | |
| Kozlowski et al. | Optical coatings for high power lasers | |
| JP2020101667A (en) | Image display device surface member | |
| KR20210148256A (en) | Device and method for coating substrates with planar or shaped surfaces by magnetron sputtering | |
| JP2010072636A (en) | Optical article and method for manufacturing the same | |
| JP2010072635A (en) | Optical article and method for manufacturing the same | |
| JP2004285412A (en) | Method and apparatus for manufacturing optically functional film | |
| WO2022014576A1 (en) | Multilayer body | |
| WO2022255179A1 (en) | Composite film manufacturing method and organic/inorganic hybrid film manufacturing method | |
| Liu | Atomic layer deposition for high power laser applications: Al2O3 and HfO2 | |
| US20050008775A1 (en) | Method of forming dielectric optical thin film |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211118 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230110 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230306 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230411 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230601 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230627 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230710 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7322397 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |