JP5577110B2

JP5577110B2 - Optical element molding die, optical element, and method of manufacturing the optical element

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Publication number: JP5577110B2
Application number: JP2010024659A
Authority: JP
Inventors: 幸則中村; 誠柏谷
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-02-05
Also published as: CN102190421B; JP2011162371A; CN102190421A

Description

本発明は、光学素子成形用型、並びに該光学素子成形用型を用いた光学素子の製造方法、及び該製造方法により得られる光学素子に関する。 The present invention relates to an optical element molding die, an optical element manufacturing method using the optical element molding die, and an optical element obtained by the manufacturing method.

光学素子である光学ガラスレンズの製造方法として、直接プレス成形法が知られている。前記直接プレス成形法では、所望の面品質、及び面精度に仕上げた光学素子成形用型上で、光学素子材料であるガラスの塊状物を加熱、又は、予め加熱してあるガラスの塊状物をプレス成形して、光学ガラスレンズを製造する方法である。 A direct press molding method is known as a method for manufacturing an optical glass lens that is an optical element. In the direct press molding method, a glass lump that is an optical element material is heated on a mold for optical element molding finished to a desired surface quality and surface accuracy, or a glass lump that has been pre-heated is heated. In this method, an optical glass lens is manufactured by press molding.

前記直接プレス法に用いる光学素子成形用型には、光学素子にカン（クラック）が発生しないようにすることはもちろん、耐久性や、離型性などの観点から、光学素子材料との反応性が低いこと、光学素子成形用型の表面と光学素子材料との離型性が良いこと、光学素子成形用型の基材と表面層との密着性が優れること、光学素子成形用型のプレス面の摩擦係数が小さいこと、光学素子を短時間で生産できることなどが求められる。 The optical element molding die used for the direct pressing method is not only capable of preventing occurrence of cracks in the optical element, but also reactive with the optical element material from the viewpoint of durability and releasability. Low moldability, good releasability between the surface of the optical element molding die and the optical element material, excellent adhesion between the substrate of the optical element molding die and the surface layer, press of the optical element molding die It is required that the friction coefficient of the surface is small and that the optical element can be produced in a short time.

これまでに、光学ガラス素子のプレス成形において、ダイヤモンド膜又はダイヤモンド状炭素膜を母材上に形成して構成された光学ガラス素子のプレス成形用型を用いることにより、酸化鉛系ガラスレンズを良好にプレス成形が可能な技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 So far, in press molding of optical glass elements, by using a press molding mold for optical glass elements formed by forming a diamond film or a diamond-like carbon film on a base material, lead oxide glass lenses are excellent. A technique capable of press forming has been proposed (for example, see Patent Document 1).

また、プレス成形に際しガラスと接する部分にダイヤモンド膜を介して水素化アモルファス炭素膜が被覆されている成形用型を用いることにより、前記特許文献１と比較して、酸化鉛の反応を、さらに抑制可能な技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。 Further, by using a molding die in which a hydrogenated amorphous carbon film is coated via a diamond film at a portion in contact with glass during press molding, the reaction of lead oxide is further suppressed as compared with Patent Document 1. A possible technique has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

また、光学素子成形用型母材界面側にグラファイトを多く、表面側（離型面側）にグラファイトを少なくした光学素子成形用型を用いることにより、離型性と耐久性を両立させた技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。 Also, a technology that achieves both mold releasability and durability by using an optical element molding die that has a large amount of graphite on the interface side of the optical element molding base material and a small amount of graphite on the surface side (release surface side). Has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

また、母材界面側にグラファイトを少なく、母材との界面から表面（離型面）に向かってグラファイトを多くした光学素子成形用型を用いることにより、離型性と耐久性を両立させた技術が提案されている（例えば、特許文献４参照）。 In addition, by using an optical element molding die with less graphite on the base material interface side and more graphite from the interface with the base material to the surface (release surface), both mold release and durability are achieved. A technique has been proposed (see, for example, Patent Document 4).

また、母材にダイヤモンド状炭素離型膜を形成することにより、カン（クラック）の発生を大幅に抑制できる技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。 In addition, a technique has been proposed in which the formation of a can (crack) can be significantly suppressed by forming a diamond-like carbon release film on a base material (see, for example, Non-Patent Document 1).

また、母材の成形面に、アモルファス水素含有Ｓｉ−Ｃ（ａ−Ｃ：Ｈ：Ｓｉ）膜を被覆することにより、長期の連続成形に耐え、成形品の性能も十分確保できる光学素子成形用型が提案されている（例えば、特許文献５参照）。この提案では、ａ−Ｃ：Ｈ：Ｓｉ膜におけるＳｉの含有量を１０ｍｏｌ％〜２３ｍｏｌ％とする必要があり、ａ−Ｃ：Ｈ：Ｓｉ膜の厚みを５０ｎｍ〜１５０ｎｍとする必要があると記載されている。これは、Ｓｉを前記膜に含有させることにより、柔軟性（緩衝性）、及び潤滑性を付与していると考えられる。
一方、母材とａ−Ｃ：Ｈ：Ｓｉ膜との密着性を高めるためには、膜の厚みが薄いことが好ましい。しかし、緩衝作用や潤滑作用を期待する膜の場合、膜の厚みを薄くしてしまうと、それらの作用を弱めることとなってしまうため、膜の厚みを薄くすることはできず、十分な密着性が得られないという問題がある。 In addition, by coating the molding surface of the base material with an amorphous hydrogen-containing Si—C (aC: H: Si) film, it can withstand long-term continuous molding and can sufficiently secure the performance of the molded product. A mold has been proposed (see, for example, Patent Document 5). This proposal states that the Si content in the aC: H: Si film needs to be 10 mol% to 23 mol%, and the thickness of the aC: H: Si film needs to be 50 nm to 150 nm. Has been. This is considered to be imparting flexibility (buffering property) and lubricity by containing Si in the film.
On the other hand, in order to improve the adhesion between the base material and the aC: H: Si film, it is preferable that the thickness of the film is thin. However, in the case of a film that expects a buffering action or a lubricating action, if the film thickness is reduced, these actions will be weakened, so the film thickness cannot be reduced and sufficient adhesion is achieved. There is a problem that sex cannot be obtained.

また、これらの先行技術の光学素子成形用型では、光学素子材料として反応性の高い材料（例えば、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３など）を含むガラスを用いた場合には、成形時に融着が生じるという問題や、薄いレンズを成形する場合には、カン（クラック）が発生してしまう問題などがあり、耐久性や、離型性が不十分である。また、十分な耐久性や、離型性を有しつつ、かつ光学素子成形用型の基材と表面層との密着性にも優れるものは、未だ得られていない。
したがって、耐久性、及び離型性に優れ、かつ、光学素子成形用型の基材と表面層との密着性にも優れる光学素子成形用型の速やかな開発が求められているのが現状である。 In these prior art optical element molding molds, a glass containing a highly reactive material (for example, TiO ₂ , Nb ₂ O ₅ , WO ₃ , Bi ₂ O _3, etc.) is used as the optical element material. However, there is a problem that fusion occurs at the time of molding or a problem that a can (crack) is generated when a thin lens is molded, and durability and releasability are insufficient. In addition, it has not yet been obtained what has sufficient durability and releasability and is excellent in adhesion between the base material of the optical element molding die and the surface layer.
Therefore, at present, there is a demand for rapid development of an optical element molding die that is excellent in durability and releasability, and also excellent in adhesion between the optical element molding die base material and the surface layer. is there.

特公平０２−０４７４１１号公報Japanese Examined Patent Publication No. 02-047411 特開平０２−０８０３３０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-080330 特開平０８−３０１６２５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-301625 特開平０９−１２３２０号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-12320 特開平０９−１９４２１６号公報JP 09-194216 A

Ｐｒｏｃ. ｏｆｔｈｅＸＸＩＣＧｉｎＫｙｏｔｏ（２００４）“ ＧＬＡＳＳＰＲＥＦＯＲＭＤＥＦＯＲＭＡＴＩＯＮＡＮＤＣＲＡＣＫＦＯＲＭＡＴＩＯＮＭＥＣＨＡＮＩＳＭＩＮＭＯＬＤＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳ ”Ｔ．Ｉｇａｒｉｅｔａｌ．ＨＯＹＡＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎProc. Of the XX ICG in Kyoto (2004) “GLASS PREFORM FORMATION AND CRACK FORMATION MECHANISM IN MOLDING PROCESS” T. Igari et al. HOYA Corporation

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、光学素子材料との反応性が低く、光学素子材料と光学素子成形用型の表面層との摩擦係数を下げることができ、光学素子成形用型の基材と表面層との密着性に優れ、かつ、離型性と耐久性に優れる光学素子成形用型、並びに該光学素子成形用型を用いた光学素子の製造方法、及び該製造方法により得られる光学素子を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, the present invention has low reactivity with the optical element material, and can reduce the friction coefficient between the optical element material and the surface layer of the optical element molding die. An optical element molding die having excellent adhesion and excellent releasability and durability, a method of manufacturing an optical element using the optical element molding die, and an optical element obtained by the manufacturing method are provided. For the purpose.

前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。即ち、表面層が、Ｓｉを含有するダイヤモンド状炭素を含み、前記表面層におけるＳｉの含有量が、ＳｉとＣとの比（Ｓｉ／Ｃ）として、０．０１〜０．０５であり、前記表面層の厚みが、２ｎｍ以上５０ｎｍ未満とすることにより、光学素子材料との反応性が低く、光学素子材料と光学素子成形用型の表面層との摩擦係数を下げることができ、光学素子成形用型の基材と表面層との密着性に優れ、かつ、離型性と耐久性に優れる光学素子成形用型が得られるという新たな知見である。
これは、表面層の厚みを薄くすることにより、基材と表面層との密着性を高めることができ、更に、ＳｉがＣの酸化を抑制し、Ｃが酸化により気化して消失することを防ぐことにより、離型性と耐久性を向上することができるためと考えられる。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made extensive studies and as a result, obtained the following findings. That is, the surface layer contains diamond-like carbon containing Si, and the Si content in the surface layer is 0.01 to 0.05 as a ratio of Si to C (Si / C), When the thickness of the surface layer is 2 nm or more and less than 50 nm, the reactivity with the optical element material is low, the friction coefficient between the optical element material and the surface layer of the optical element molding die can be lowered, and the optical element molding This is a new finding that an optical element molding die having excellent adhesion between the base material of the mold and the surface layer and excellent in releasability and durability can be obtained.
This is because by reducing the thickness of the surface layer, the adhesion between the substrate and the surface layer can be improved, and further, Si suppresses oxidation of C, and C is vaporized by oxidation and disappears. This is thought to be due to the ability to improve mold release and durability.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞基材と、表面層とを有し、
前記表面層が、Ｓｉを含有するダイヤモンド状炭素を含み、
前記表面層におけるＳｉの含有量が、ＳｉとＣとの比（Ｓｉ／Ｃ）として、０．０１〜０．０５であり、
前記表面層の厚みが、２ｎｍ以上５０ｎｍ未満であることを特徴とする光学素子成形用型である。
＜２＞表面層の摩擦係数が、０．０１〜０．０８である前記＜１＞に記載の光学素子成形用型である。
＜３＞前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の光学素子成形用型を用いて、光学素子材料を成形することを特徴とする光学素子の製造方法である。
前記光学素子の製造方法では、光学素子材料との反応性が低い光学素子成形用型を用いるので、光学素子材料の光学素子成形用型への融着を抑制することができ、また、得られる光学素子への転写を抑制することができるので、光学素子の不良を抑制することができる。
＜４＞光学素子材料が、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｂ、及びＢｉの少なくともいずれかを含有する前記＜３＞に記載の光学素子の製造方法である。
＜５＞前記＜３＞から＜４＞のいずれかに記載の光学素子の製造方法により製造されることを特徴とする光学素子である。 Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> It has a base material and a surface layer,
The surface layer includes diamond-like carbon containing Si,
The Si content in the surface layer is 0.01 to 0.05 as a ratio of Si and C (Si / C),
An optical element molding die, wherein the surface layer has a thickness of 2 nm or more and less than 50 nm.
<2> The optical element molding die according to <1>, wherein the friction coefficient of the surface layer is 0.01 to 0.08.
<3> A method for producing an optical element, wherein an optical element material is molded using the optical element molding die according to any one of <1> to <2>.
In the manufacturing method of the optical element, since the optical element molding die having low reactivity with the optical element material is used, the fusion of the optical element material to the optical element molding die can be suppressed and obtained. Since transfer to the optical element can be suppressed, defects in the optical element can be suppressed.
<4> The optical element manufacturing method according to <3>, wherein the optical element material contains at least one of Ti, W, Nb, and Bi.
<5> An optical element manufactured by the method for manufacturing an optical element according to any one of <3> to <4>.

本発明によると、従来における諸問題を解決でき、光学素子材料との反応性が低く、光学素子材料と光学素子成形用型の表面層との摩擦係数を下げることができ、光学素子成形用型の基材と表面層との密着性に優れ、かつ、離型性と耐久性に優れる光学素子成形用型、並びに該光学素子成形用型を用いた光学素子の製造方法、及び該製造方法により得られる光学素子を提供することができる。 According to the present invention, conventional problems can be solved, the reactivity with the optical element material is low, the coefficient of friction between the optical element material and the surface layer of the optical element molding die can be lowered, and the optical element molding die An optical element molding die having excellent adhesion between the base material and the surface layer, and having excellent releasability and durability, an optical element manufacturing method using the optical element molding die, and the manufacturing method The resulting optical element can be provided.

図１は、プラズマＣＶＤの模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of plasma CVD. 図２は、光学素子成形用型１〜１０の表面層の摩擦係数を比較したグラフである。FIG. 2 is a graph comparing the friction coefficients of the surface layers of the optical element molding dies 1 to 10. 図３は、プレス成形前の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram before press molding. 図４は、プレス成形時の説明図である。FIG. 4 is an explanatory view during press molding. 図５は、実施例２−１の１００ショット成形後の光学素子成形用型１の表面の顕微鏡像である。FIG. 5 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 1 after 100 shot molding of Example 2-1. 図６は、実施例２−２の１００ショット成形後の光学素子成形用型２の表面の顕微鏡像である。FIG. 6 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 2 after 100 shot molding of Example 2-2. 図７は、実施例２−３の１００ショット成形後の光学素子成形用型５の表面の顕微鏡像である。FIG. 7 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 5 after 100 shot molding of Example 2-3. 図８は、実施例２−４の１００ショット成形後の光学素子成形用型１の表面の顕微鏡像である。FIG. 8 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 1 after 100 shot molding of Example 2-4. 図９は、実施例２−５の１００ショット成形後の光学素子成形用型３の表面の顕微鏡像である。FIG. 9 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 3 after 100 shot molding of Example 2-5. 図１０は、実施例２−６の１００ショット成形後の光学素子成形用型３の表面の顕微鏡像である。FIG. 10 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 3 after 100 shot molding of Example 2-6. 図１１は、実施例２−７の１００ショット成形後の光学素子成形用型３の表面の顕微鏡像である。FIG. 11 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 3 after 100 shot molding of Example 2-7. 図１２は、実施例２−８の１００ショット成形後の光学素子成形用型４の表面の顕微鏡像である。FIG. 12 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 4 after 100 shot molding of Example 2-8. 図１３は、実施例２−９の１００ショット成形後の光学素子成形用型６の表面の顕微鏡像である。FIG. 13 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 6 after 100 shot molding of Example 2-9. 図１４は、実施例２−１０の１００ショット成形後の光学素子成形用型７の表面の顕微鏡像である。FIG. 14 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 7 after 100 shot molding of Example 2-10. 図１５は、実施例２−１１の１００ショット成形後の光学素子成形用型８の表面の顕微鏡像である。FIG. 15 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 8 after 100 shot molding of Example 2-11. 図１６は、比較例２−１の１００ショット成形後の光学素子成形用型９の表面の顕微鏡像である。FIG. 16 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 9 after 100 shot molding of Comparative Example 2-1. 図１７は、比較例２−２の１００ショット成形後の光学素子成形用型９の表面の顕微鏡像である。FIG. 17 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 9 after 100 shot molding of Comparative Example 2-2. 図１８は、比較例２−３の１００ショット成形後の光学素子成形用型９の表面の顕微鏡像である。FIG. 18 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 9 after 100 shot molding of Comparative Example 2-3. 図１９は、比較例２−４の１００ショット成形後の光学素子成形用型１０の表面の顕微鏡像である。FIG. 19 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 10 after 100 shot molding of Comparative Example 2-4.

（光学素子成形用型）
本発明の光学用成形型は、少なくとも基材と表面層とを有し、必要に応じてその他の構成を有してなる。 (Optical element molding mold)
The optical mold of the present invention has at least a base material and a surface layer, and has other configurations as necessary.

＜基材＞
前記基材の材質、形状、大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記基材の材質としては、例えば、超硬合金（炭化タングステン（ＷＣ）、炭化タングステン−コバルト（ＷＣ−Ｃｏ）合金など）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化ホウ素含有窒化珪素、サーメット、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、シリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）、チタンカーバイド（ＴｉＣ）、金属の混合材料、１３Ｃｒマルテンサイト鋼、シリコン（Ｓｉ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、ステンレス鋼、などが挙げられる。
これらの中でも、超硬合金、シリコンカーバイドが、密着性、及び加工性に優れる点で、有利である。
前記基材の形状、大きさとしては、目的とする光学素子の形状、大きさに応じて適宜選択することができる。 <Base material>
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said base material, a shape, and a magnitude | size, According to the objective, it can select suitably.
Examples of the material of the base material include cemented carbide (tungsten carbide (WC), tungsten carbide-cobalt (WC-Co) alloy), silicon carbide (SiC), boron nitride-containing silicon nitride, cermet, zirconia (ZrO). ₂ ), silicon nitride (Si ₃ N ₄ ), titanium carbide (TiC), mixed metal material, 13Cr martensite steel, silicon (Si), titanium oxide (TiO ₂ ), stainless steel, and the like.
Among these, cemented carbide and silicon carbide are advantageous in that they are excellent in adhesion and workability.
The shape and size of the substrate can be appropriately selected depending on the shape and size of the target optical element.

前記基材表面は、後述する表面層を形成する前に鏡面研磨、洗浄などの前処理を行うことが好ましい。
前記鏡面研磨、洗浄などの前処理の方法としては、特に制限はなく、公知の方法を適宜選択することができる。
また、更に、逆スパッタ、イオン照射などにより、前記基材をクリーニングしてもよい。 The surface of the base material is preferably subjected to pretreatment such as mirror polishing and washing before forming a surface layer described later.
There is no restriction | limiting in particular as methods of pre-processing, such as said mirror polishing and washing | cleaning, A well-known method can be selected suitably.
Furthermore, the substrate may be cleaned by reverse sputtering, ion irradiation, or the like.

＜表面層＞
前記表面層は、Ｓｉを含有するダイヤモンド状炭素を含む。 <Surface layer>
The surface layer includes diamond-like carbon containing Si.

−ダイヤモンド状炭素−
前記ダイヤモンド状炭素（Ｄｉａｍｏｎｄ−ＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ；以下「ＤＬＣ」と称することがある。）とは、ダイヤモンド状構造と、グラファイト状構造とを有するものをいう。
前記ダイヤモンド状炭素としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水素化アモルファス炭素、ｉ−カーボン、硬質炭素などが挙げられる。 -Diamond-like carbon-
The diamond-like carbon (hereinafter sometimes referred to as “DLC”) refers to one having a diamond-like structure and a graphite-like structure.
There is no restriction | limiting in particular as said diamond-like carbon, According to the objective, it can select suitably, For example, hydrogenated amorphous carbon, i-carbon, hard carbon etc. are mentioned.

前記ダイヤモンド状炭素であることの分析方法としては、例えば、ラマン分光測定が挙げられる。 Examples of the analysis method for the diamond-like carbon include Raman spectroscopy.

−Ｓｉの含有量−
前記表面層におけるＳｉの含有量としては、ＳｉとＣの比（Ｓｉ／Ｃ）として、０．０１〜０．０５であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０１〜０．０４７が好ましく、０．０１〜０．０４５がより好ましく、０．０１〜０．０４が特に好ましい。前記表面層におけるＳｉの含有量が、ＳｉとＣの比（Ｓｉ／Ｃ）として、０．０１未満であると、Ｓｉを添加することによる低反応性・低摩擦化の効果が薄く、０．０５を超えると、膜再生のための酸素アッシングによる剥離工程で著しく生産性が悪化する。一方、前記表面層におけるＳｉの含有量が前記特に好ましい範囲内であると、低反応性・低摩擦化の効果があり、表面酸化も抑制される点で、有利である。 -Si content-
The content of Si in the surface layer is not particularly limited as long as the ratio of Si and C (Si / C) is 0.01 to 0.05, and can be appropriately selected according to the purpose. 0.01 to 0.047 is preferable, 0.01 to 0.045 is more preferable, and 0.01 to 0.04 is particularly preferable. When the Si content in the surface layer is less than 0.01 as the ratio of Si to C (Si / C), the effect of low reactivity and low friction by adding Si is small. If it exceeds 05, the productivity is remarkably deteriorated in the peeling step by oxygen ashing for film regeneration. On the other hand, when the Si content in the surface layer is within the particularly preferred range, it is advantageous in that there are effects of low reactivity and low friction, and surface oxidation is also suppressed.

前記表面層におけるＳｉ、及びＣの含有量は、例えば、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析、オージェ電子分光分析により求めることができる。 The contents of Si and C in the surface layer can be determined by, for example, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) analysis and Auger electron spectroscopy analysis.

−厚み−
前記表面層の厚みとしては、２ｎｍ以上５０ｎｍ未満であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２ｎｍ〜４９ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜４５ｎｍがより好ましく、３ｎｍ〜４０ｎｍが更に好ましく、５ｎｍ〜３５ｎｍが特に好ましい。前記表面層の厚みが、２ｎｍ未満であると、全面均一に膜形成されないことがあり、５０ｎｍ以上であると、膜再生のための酸素アッシングによる剥離工程で著しく生産性が悪化する。一方、前記表面層の厚みが前記特に好ましい範囲内であると、全面で膜形成され、密着力が強い点で、有利である。
前記表面層の厚みは、例えば、エリプソメトリ法により、測定することができる。 -Thickness-
The thickness of the surface layer is not particularly limited as long as it is 2 nm or more and less than 50 nm, and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 2 nm to 49 nm, more preferably 2 nm to 45 nm, and more preferably 3 nm to 40 nm. Further preferred is 5 nm to 35 nm. If the thickness of the surface layer is less than 2 nm, a film may not be uniformly formed on the entire surface. If the thickness is 50 nm or more, productivity is significantly deteriorated in a peeling step by oxygen ashing for film regeneration. On the other hand, when the thickness of the surface layer is within the particularly preferable range, it is advantageous in that a film is formed on the entire surface and the adhesion is strong.
The thickness of the surface layer can be measured, for example, by ellipsometry.

−硬度−
前記表面層の硬度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ＧＰａ〜２５ＧＰａが好ましく、５ＧＰａ〜２０ＧＰａがより好ましく、１０ＧＰａ〜２０ＧＰａが特に好ましい。前記表面層の強度が、５ＧＰａ未満であると、膜が摩耗することがあり、２５ＧＰａを超えると、膜の剥離耐久性が不十分になることがある。一方、前記表面層の強度が前記特に好ましい範囲内であると、耐摩耗性・密着耐久性の点で、有利である。
前記表面層の硬度は、例えば、ナノインデンターにより、測定することができる。 -Hardness-
There is no restriction | limiting in particular as hardness of the said surface layer, Although it can select suitably according to the objective, 5 GPa-25 GPa are preferable, 5 GPa-20 GPa are more preferable, 10 GPa-20 GPa are especially preferable. When the strength of the surface layer is less than 5 GPa, the film may be worn, and when it exceeds 25 GPa, the peeling durability of the film may be insufficient. On the other hand, when the strength of the surface layer is within the particularly preferable range, it is advantageous in terms of wear resistance and adhesion durability.
The hardness of the surface layer can be measured by, for example, a nanoindenter.

−摩擦係数−
前記表面層の摩擦係数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０１〜０．０８が好ましく、０．０２〜０．０７がより好ましく、０．０４〜０．０６が特に好ましい。前記表面層の摩擦係数が、０．０１未満であると、金型の成形面がレンズに均一に転写できないことがあり、０．０８を超えると、使用頻度につれてカンが発生することがある。一方、前記表面層の摩擦係数が前記特に好ましい範囲内であると、レンズ形状の安定・カンの抑制の点で、有利である。
前記表面層の摩擦係数は、例えば、ボールオンディスク装置を用いてＳＵＳ製ボールを、荷重１００ｇｆ、１ｍｍ／ｓｅｃで１０ｍｍ直線運動させることにより、測定することができる。 -Friction coefficient-
There is no restriction | limiting in particular as a friction coefficient of the said surface layer, Although it can select suitably according to the objective, 0.01-0.08 are preferable, 0.02-0.07 are more preferable, 0.04 -0.06 is particularly preferred. If the friction coefficient of the surface layer is less than 0.01, the molding surface of the mold may not be uniformly transferred to the lens, and if it exceeds 0.08, a can may occur with the frequency of use. On the other hand, when the coefficient of friction of the surface layer is within the particularly preferable range, it is advantageous in terms of stability of the lens shape and suppression of can.
The coefficient of friction of the surface layer can be measured, for example, by making a SUS ball move linearly by 10 mm at a load of 100 gf and 1 mm / sec using a ball-on-disk device.

−表面エネルギー−
前記表面層の表面エネルギーは、例えば、水とヨードメタンの接触角から算出することができる。 -Surface energy-
The surface energy of the surface layer can be calculated from, for example, the contact angle between water and iodomethane.

前記表面層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プラズマＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、イオンプレーティング、イオンビーム蒸着などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a formation method of the said surface layer, According to the objective, it can select suitably, For example, plasma CVD (chemical vapor deposition), sputtering, ion plating, ion beam evaporation etc. are mentioned.

前記プラズマＣＶＤによる表面層の形成において、炭素（Ｃ）を供給するガスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタン、エタン、プロパン等のアルカン、エチレン、プロピレン等のアルケン、ペンタジエン、ブタジエン等のアルカジエン、アセチレン、メチルアセチレン等のアルキン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、シクロプロパン、シクロヘキサン等のシクロアルカン、シクロペンテン、シクロヘキセン等のシクロアルケンなどが挙げられる。前記ガスは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。 In the formation of the surface layer by the plasma CVD, the gas for supplying carbon (C) is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, alkane such as methane, ethane, and propane, ethylene, Alkenes such as propylene, alkadienes such as pentadiene and butadiene, alkynes such as acetylene and methylacetylene, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, cycloalkanes such as cyclopropane and cyclohexane, cycloalkenes such as cyclopentene and cyclohexene, etc. Can be mentioned. The said gas may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

また、前記プラズマＣＶＤによる表面層の形成において、珪素（Ｓｉ）を供給するガスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シラン（ＳｉＨ_４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：Ｓｉ（ＣＨ_３）_４）、四塩化珪素（ＳｉＣｌ_４）などが挙げられる。前記ガスは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。 In addition, in the formation of the surface layer by the plasma CVD, a gas for supplying silicon (Si) is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, silane (SiH ₄ ), tetramethylsilane (TMS: Si (CH ₃ ) ₄ ), silicon tetrachloride (SiCl ₄ ) and the like. The said gas may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

前記プラズマＣＶＤによる表面層の形成におけるガスの流量、圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 There is no restriction | limiting in particular as a flow volume and pressure of gas in formation of the surface layer by the said plasma CVD, According to the objective, it can select suitably.

前記プラズマＣＶＤにおける周波数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、高周波（１３．５６ＭＨｚ）が挙げられる。
前記高周波の出力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１．０ｋＷ〜５．０ｋＷが好ましく、１．５ｋＷ〜４．０ｋＷがより好ましく、１．８ｋＷ〜３．０ｋＷが特に好ましい。前記高周波の出力が、１．０ｋＷ未満であると、使用頻度につれて膜が剥離することがあり、５．０ｋＷを超えると、成膜中に金型が高温になり膜の硬度が低下することがある。一方、前記高周波の出力が前記特に好ましい範囲内であると、表面層の硬度が優れる点で、好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as a frequency in the said plasma CVD, According to the objective, it can select suitably, For example, a high frequency (13.56MHz) is mentioned.
There is no restriction | limiting in particular as said high frequency output, Although it can select suitably according to the objective, 1.0 kW-5.0 kW are preferable, 1.5 kW-4.0 kW are more preferable, 1.8 kW-3 0.0 kW is particularly preferred. When the output of the high frequency is less than 1.0 kW, the film may be peeled off with the frequency of use, and when it exceeds 5.0 kW, the mold becomes high temperature during film formation and the hardness of the film may decrease. is there. On the other hand, when the output of the high frequency is within the particularly preferable range, it is preferable in that the hardness of the surface layer is excellent.

＜その他の構成＞
前記その他の構成としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、中間層が挙げられる。 <Other configurations>
There is no restriction | limiting in particular as said other structure unless the effect of this invention is impaired, According to the objective, it can select suitably, For example, an intermediate | middle layer is mentioned.

−中間層−
前記中間層は、前記基材と、表面層との間に形成される。
前記中間層を形成することにより、前記基材の変形を防ぐことができる。
前記中間層の材質、厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記材質としては、例えば、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＡｌＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣＮ、ＴａＣＮ、ＺｒＣＮ、ＨｆＣＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ダイヤモンドなどが挙げられる。
前記中間層の厚みとしては、例えば、２μｍなどが挙げられる。
前記中間層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤなどが挙げられる。 -Intermediate layer-
The intermediate layer is formed between the base material and the surface layer.
By forming the intermediate layer, deformation of the base material can be prevented.
There is no restriction | limiting in particular as a material and thickness of the said intermediate | middle layer, According to the objective, it can select suitably.
Examples of the material include TiN, TaN, ZrN, HfN, AlN, TiC, TaC, ZrC, HfC, TiAlN, TiCN, TaCN, ZrCN, HfCN, SiC, SiN, diamond, and the like.
Examples of the thickness of the intermediate layer include 2 μm.
There is no restriction | limiting in particular as a formation method of the said intermediate | middle layer, According to the objective, it can select suitably, For example, sputtering, ion plating, CVD etc. are mentioned.

（光学素子、及びその製造方法）
本発明の光学素子は、本発明の光学素子の製造方法により製造される。
本発明の光学素子の製造方法は、本発明の光学素子成形用型を用いて、光学素子材料を成形する。 (Optical element and manufacturing method thereof)
The optical element of the present invention is manufactured by the method for manufacturing an optical element of the present invention.
In the method for producing an optical element of the present invention, an optical element material is molded using the optical element molding die of the present invention.

−光学素子材料−
前記光学素子材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＴｉＯ_２を含有するガラス、Ｎｂ_２Ｏ_５を含有するガラス、ＷＯ_３を含有するガラス、Ｂｉ_２Ｏ_３を含有するガラスなどが挙げられる。前記Ｔｉ、Ｗ、Ｎｂ、及びＢｉの少なくともいずれかを含有するガラスは、反応性が高いが、本発明の光学素子成形用型を用いることにより、不良の少ない光学素子を製造することができる。 -Optical element materials-
As the optical element material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, for example, glass containing glass containing TiO _2, the _Nb 2 _{O 5,} glass containing WO _3, Bi ₂ Examples thereof include glass containing O ₃ . The glass containing at least one of Ti, W, Nb, and Bi has high reactivity, but an optical element with few defects can be manufactured by using the optical element molding die of the present invention.

−成形−
前記光学素子材料を成形する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プレス成形、射出成形などが挙げられる。
前記プレス成形では、前記光学素子成形用型上で前記光学素子材料の塊状物を加熱してプレスしてもよいし、予め加熱した光学素子材料の塊状物をプレスしてもよい。
前記加熱の温度、プレスの荷重、プレスの時間としては、特に制限はなく、光学素子材料に応じて適宜選択することができる。 -Molding-
There is no restriction | limiting in particular as a method of shape | molding the said optical element material, According to the objective, it can select suitably, For example, press molding, injection molding, etc. are mentioned.
In the press molding, the optical element material lump may be heated and pressed on the optical element molding die, or the preheated lump of optical element material may be pressed.
The heating temperature, press load, and press time are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the optical element material.

−光学素子−
前記光学素子の形状、大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記光学素子としては、例えば、レンズ、プリズムなどが挙げられる。 -Optical element-
There is no restriction | limiting in particular as a shape and a magnitude | size of the said optical element, According to the objective, it can select suitably.
Examples of the optical element include a lens and a prism.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例１−５、１−８、２−３、２−１１は、参考例１−５、１−８、２−３、２−１１である。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples. Examples 1-5, 1-8, 2-3, and 2-11 are Reference Examples 1-5, 1-8, 2-3, and 2-11.

（実施例１−１）
＜光学素子成形用型１の製造＞
光学素子成形用型の基材として、超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ）を用いた。
前記光学素子成形用型の上型基材は、平らな表面を有するものを用いた。
前記光学素子成形用型の下型基材は、凹形状の表面を有するものを用いた。 (Example 1-1)
<Manufacture of optical element molding die 1>
Cemented carbide (WC-Co) was used as a base material for the optical element molding die.
As the upper base material of the optical element molding die, one having a flat surface was used.
The lower mold base material for the optical element molding die used had a concave surface.

−表面層の形成−
前記上型基材、及び下型基材の表面（プレス面）上に、下記の条件のプラズマＣＶＤにより、厚み１０ｎｍのＳｉを含有するダイヤモンド状炭素の表面層を形成した。前記表面層におけるＳｉの含有量は、ＳｉとＣとの比（Ｓｉ／Ｃ）として、Ｓｉ／Ｃ＝０．０１となるように、メタン（ＣＨ_４）ガス流量（５ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍ）と、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）ガス流量（０．１ｓｃｃｍ〜５ｓｃｃｍ）とで調整した。
プラズマＣＶＤの条件：
高周波電源・・・１３．５６ＭＨｚ
高周波出力・・・２ｋＷ
ガス圧力・・・４Ｐａ
メタン（ＣＨ_４）ガス流量・・・５ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍで調整した。
テトラメチルシラン（ＴＭＳ）ガス流量・・・０．１ｓｃｃｍ〜５ｓｃｃｍで調整した。
図１に、プラズマＣＶＤの模式図を示す。図１中、符号１はガスを示し、符号２、及び４は高周波電極を示し、符号３は基材を示し、符号５はマッチングボックスを示し、符号６は高周波電源を示す。 -Formation of surface layer-
A surface layer of diamond-like carbon containing Si having a thickness of 10 nm was formed on the surface (press surface) of the upper mold substrate and the lower mold substrate by plasma CVD under the following conditions. The content of Si in the surface layer is methane (CH ₄ ) gas flow rate (5 sccm to 200 sccm), tetra-so that the ratio of Si and C (Si / C) is Si / C = 0.01. The flow rate was adjusted with a methylsilane (TMS) gas flow rate (0.1 sccm to 5 sccm).
Plasma CVD conditions:
High frequency power supply ... 13.56MHz
High frequency output 2kW
Gas pressure: 4Pa
Methane (CH ₄ ) gas flow rate was adjusted at 5 sccm to 200 sccm.
Tetramethylsilane (TMS) gas flow rate was adjusted at 0.1 sccm to 5 sccm.
FIG. 1 shows a schematic diagram of plasma CVD. In FIG. 1, reference numeral 1 indicates gas, reference numerals 2 and 4 indicate high-frequency electrodes, reference numeral 3 indicates a base material, reference numeral 5 indicates a matching box, and reference numeral 6 indicates a high-frequency power source.

ラマン分光測定により分析した結果、前記表面層には、ダイヤモンド状炭素が形成されていた。 As a result of analysis by Raman spectroscopy, diamond-like carbon was formed in the surface layer.

前記表面層におけるＳｉ、及びＣの含有量をＸＰＳ分析により確認したところ、Ｓｉ／Ｃ＝０．０１であった。 When the contents of Si and C in the surface layer were confirmed by XPS analysis, it was Si / C = 0.01.

前記表面層の摩擦係数を以下のようにして測定したところ、０．０６であった。
−摩擦係数の測定方法−
ボールオンディスク装置を用いてＳＵＳ製ボールを、荷重１００ｇｆ、１ｍｍ／ｓｅｃで１０ｍｍ直線運動させ、摩擦係数を測定した。 It was 0.06 when the friction coefficient of the said surface layer was measured as follows.
-Measuring method of friction coefficient-
Using a ball-on-disk device, a SUS ball was linearly moved by 10 mm at a load of 100 gf and 1 mm / sec, and the friction coefficient was measured.

前記表面層の表面の表面エネルギーを水とジヨードメタンの接触角から算出したところ、４２ｍＪ／ｍ^２であった。 It was 42 mJ / m < ² > when the surface energy of the surface of the said surface layer was computed from the contact angle of water and diiodomethane.

（実施例１−２）
＜光学素子成形用型２の製造＞
光学素子成形用型の基材は、実施例１−１と同様の基材を用いた。 (Example 1-2)
<Manufacture of optical element molding die 2>
The base material similar to Example 1-1 was used for the base material of the optical element molding die.

−表面層の形成−
前記上型基材、及び下型基材の表面（プレス面）上に、下記の条件のプラズマＣＶＤにより、厚み１０ｎｍのＳｉを含有するダイヤモンド状炭素の表面層を形成した。前記表面層におけるＳｉの含有量は、ＳｉとＣとの比（Ｓｉ／Ｃ）として、Ｓｉ／Ｃ＝０．０５となるように、メタン（ＣＨ_４）ガス流量（５ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍ）と、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）ガス流量（０．１ｓｃｃｍ〜５ｓｃｃｍ）とで調整した。
プラズマＣＶＤの条件：
高周波電源・・・１３．５６ＭＨｚ
高周波出力・・・２ｋＷ
ガス圧力・・・４Ｐａ
メタン（ＣＨ_４）ガス流量・・・５ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍで調整した。
テトラメチルシラン（ＴＭＳ）ガス流量・・・０．１ｓｃｃｍ〜５ｓｃｃｍで調整した。 -Formation of surface layer-
A surface layer of diamond-like carbon containing Si having a thickness of 10 nm was formed on the surface (press surface) of the upper mold substrate and the lower mold substrate by plasma CVD under the following conditions. The content of Si in the surface layer is methane (CH ₄ ) gas flow rate (5 sccm to 200 sccm), tetra (Si / C) as Si / C ratio (Si / C), tetra The flow rate was adjusted with a methylsilane (TMS) gas flow rate (0.1 sccm to 5 sccm).
Plasma CVD conditions:
High frequency power supply ... 13.56MHz
High frequency output 2kW
Gas pressure: 4Pa
Methane (CH ₄ ) gas flow rate was adjusted at 5 sccm to 200 sccm.
Tetramethylsilane (TMS) gas flow rate was adjusted at 0.1 sccm to 5 sccm.

実施例１−１と同様にして、ラマン分光測定により分析した結果、前記表面層には、ダイヤモンド状炭素が形成されていた。 As a result of analysis by Raman spectroscopy in the same manner as in Example 1-1, diamond-like carbon was formed in the surface layer.

前記表面層におけるＳｉ、及びＣの含有量を実施例１−１と同様にしてＸＰＳ分析により確認したところ、Ｓｉ／Ｃ＝０．０５であった。 When the contents of Si and C in the surface layer were confirmed by XPS analysis in the same manner as in Example 1-1, Si / C = 0.05.

前記表面層の摩擦係数を実施例１−１と同様にして測定したところ、０．０５であった。 The coefficient of friction of the surface layer was measured in the same manner as in Example 1-1, and it was 0.05.

前記表面層の表面エネルギーを実施例１−１と同様にして測定したところ、４３ｍＪ／ｍ^２であった。 It was 43 mJ / m < ² > when the surface energy of the said surface layer was measured like Example 1-1.

（実施例１−３）
＜光学素子成形用型３の製造＞
実施例１−１において、プラズマＣＶＤにおける高周波出力を２ｋＷとしていた点を、１．５ｋＷに変更した以外は、実施例１−１と同様にして光学素子成形用型３を製造した。
実施例１−１と同様にして、ラマン分光測定により分析した結果、前記光学素子成形用型３の表面層には、ダイヤモンド状炭素が形成されていた。
前記表面層におけるＳｉ、及びＣの含有量を実施例１−１と同様にしてＸＰＳ分析により確認したところ、Ｓｉ／Ｃ＝０．０１であった。
前記表面層の摩擦係数を実施例１−１と同様にして測定したところ、０．０８であった。
前記表面層の表面エネルギーを実施例１−１と同様にして測定したところ、４１ｍＪ／ｍ^２であった。 (Example 1-3)
<Manufacture of optical element molding die 3>
In Example 1-1, an optical element molding die 3 was manufactured in the same manner as in Example 1-1 except that the high frequency output in plasma CVD was changed to 2 kW to 1.5 kW.
As a result of analysis by Raman spectroscopy in the same manner as in Example 1-1, diamond-like carbon was formed on the surface layer of the optical element molding die 3.
When the contents of Si and C in the surface layer were confirmed by XPS analysis in the same manner as in Example 1-1, Si / C = 0.01.
The coefficient of friction of the surface layer was measured in the same manner as in Example 1-1, and it was 0.08.
It was 41 mJ / m < ² > when the surface energy of the said surface layer was measured like Example 1-1.

（実施例１−４）
＜光学素子成形用型４の製造＞
実施例１−２において、プラズマＣＶＤにおける高周波出力を２ｋＷとしていた点を、１．５ｋＷに変更した以外は、実施例１−２と同様にして光学素子成形用型４を製造した。
実施例１−１と同様にして、ラマン分光測定により分析した結果、前記光学素子成形用型４の表面層には、ダイヤモンド状炭素が形成されていた。
前記表面層におけるＳｉ、及びＣの含有量を実施例１−１と同様にしてＸＰＳ分析により確認したところ、Ｓｉ／Ｃ＝０．０５であった。
前記表面層の摩擦係数を実施例１−１と同様にして測定したところ、０．０７であった。
前記表面層の表面エネルギーを実施例１−１と同様にして測定したところ、４２ｍＪ／ｍ^２であった。 (Example 1-4)
<Manufacture of optical element molding die 4>
In Example 1-2, an optical element molding die 4 was manufactured in the same manner as in Example 1-2, except that the high-frequency output in plasma CVD was changed to 2 kW to 1.5 kW.
As a result of analysis by Raman spectroscopic measurement in the same manner as in Example 1-1, diamond-like carbon was formed on the surface layer of the optical element molding die 4.
When the contents of Si and C in the surface layer were confirmed by XPS analysis in the same manner as in Example 1-1, Si / C = 0.05.
The coefficient of friction of the surface layer was measured in the same manner as in Example 1-1, and it was 0.07.
It was 42 mJ / m < ² > when the surface energy of the said surface layer was measured like Example 1-1.

（実施例１−５）
＜光学素子成形用型５の製造＞
実施例１−１において、表面層の厚みを１０ｎｍとしていた点を、成膜時間を調整して、３０ｎｍに変更した以外は、実施例１−１と同様にして光学素子成形用型５を製造した。
実施例１−１と同様にして、ラマン分光測定により分析した結果、前記光学素子成形用型５の表面層には、ダイヤモンド状炭素が形成されていた。
前記表面層におけるＳｉ、及びＣの含有量を実施例１−１と同様にしてＸＰＳ分析により確認したところ、Ｓｉ／Ｃ＝０．０１であった。
前記表面層の摩擦係数を実施例１−１と同様にして測定したところ、０．０６であった。
前記表面層の表面エネルギーを実施例１−１と同様にして測定したところ、４２ｍＪ／ｍ^２であった。 (Example 1-5)
<Manufacture of optical element molding die 5>
An optical element molding die 5 is manufactured in the same manner as in Example 1-1, except that the thickness of the surface layer in Example 1-1 was changed to 30 nm by adjusting the film formation time. did.
As a result of analysis by Raman spectroscopy in the same manner as in Example 1-1, diamond-like carbon was formed on the surface layer of the optical element molding die 5.
When the contents of Si and C in the surface layer were confirmed by XPS analysis in the same manner as in Example 1-1, Si / C = 0.01.
The coefficient of friction of the surface layer was measured in the same manner as in Example 1-1, and it was 0.06.
It was 42 mJ / m < ² > when the surface energy of the said surface layer was measured like Example 1-1.

（実施例１−６）
＜光学素子成形用型６の製造＞
光学素子成形用型の基材は、実施例１−１と同様の基材を用いた。 (Example 1-6)
<Manufacture of optical element molding die 6>
The base material similar to Example 1-1 was used for the base material of the optical element molding die.

−表面層の形成−
前記上型基材、及び下型基材の表面（プレス面）上に、下記の条件のプラズマＣＶＤにより、厚み１０ｎｍのＳｉを含有するダイヤモンド状炭素の表面層を形成した。前記表面層におけるＳｉの含有量は、ＳｉとＣとの比（Ｓｉ／Ｃ）として、Ｓｉ／Ｃ＝０．０３となるように、メタン（ＣＨ_４）ガス流量（５ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍ）と、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）ガス流量（０．１ｓｃｃｍ〜５ｓｃｃｍ）とで調整した。
プラズマＣＶＤの条件：
高周波電源・・・１３．５６ＭＨｚ
高周波出力・・・２ｋＷ
ガス圧力・・・４Ｐａ
メタン（ＣＨ_４）ガス流量・・・５ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍで調整した。
テトラメチルシラン（ＴＭＳ）ガス流量・・・０．１ｓｃｃｍ〜５ｓｃｃｍで調整した。 -Formation of surface layer-
A surface layer of diamond-like carbon containing Si having a thickness of 10 nm was formed on the surface (press surface) of the upper mold substrate and the lower mold substrate by plasma CVD under the following conditions. The content of Si in the surface layer is methane (CH ₄ ) gas flow rate (5 sccm to 200 sccm), tetra, so that the ratio of Si and C (Si / C) is Si / C = 0.03. The flow rate was adjusted with a methylsilane (TMS) gas flow rate (0.1 sccm to 5 sccm).
Plasma CVD conditions:
High frequency power supply ... 13.56MHz
High frequency output 2kW
Gas pressure: 4Pa
Methane (CH ₄ ) gas flow rate was adjusted at 5 sccm to 200 sccm.
Tetramethylsilane (TMS) gas flow rate was adjusted at 0.1 sccm to 5 sccm.

前記表面層におけるＳｉ、及びＣの含有量を実施例１−１と同様にしてＸＰＳ分析により確認したところ、Ｓｉ／Ｃ＝０．０３であった。 When the contents of Si and C in the surface layer were confirmed by XPS analysis in the same manner as in Example 1-1, Si / C = 0.03.

前記表面層の摩擦係数を実施例１−１と同様にして測定したところ、０．０６であった。 The coefficient of friction of the surface layer was measured in the same manner as in Example 1-1, and it was 0.06.

前記表面層の表面エネルギーを実施例１−１と同様にして測定したところ、４２ｍＪ／ｍ^２であった。 It was 42 mJ / m < ² > when the surface energy of the said surface layer was measured like Example 1-1.

（実施例１−７）
＜光学素子成形用型７の製造＞
実施例１−１において、表面層の厚みを１０ｎｍとしていた点を、成膜時間を調整して、２ｎｍに変更した以外は、実施例１−１と同様にして光学素子成形用型７を製造した。
実施例１−１と同様にして、ラマン分光測定により分析した結果、前記光学素子成形用型７の表面層には、ダイヤモンド状炭素が形成されていた。
前記表面層におけるＳｉ、及びＣの含有量を実施例１−１と同様にしてＸＰＳ分析により確認したところ、Ｓｉ／Ｃ＝０．０１であった。
前記表面層の摩擦係数を実施例１−１と同様にして測定したところ、０．０６であった。
前記表面層の表面エネルギーを実施例１−１と同様にして測定したところ、４２ｍＪ／ｍ^２であった。 (Example 1-7)
<Manufacture of optical element molding die 7>
The optical element molding die 7 was manufactured in the same manner as in Example 1-1 except that the thickness of the surface layer in Example 1-1 was changed to 2 nm by adjusting the film formation time. did.
As a result of analysis by Raman spectroscopy as in Example 1-1, diamond-like carbon was formed on the surface layer of the optical element molding die 7.
When the contents of Si and C in the surface layer were confirmed by XPS analysis in the same manner as in Example 1-1, Si / C = 0.01.
The coefficient of friction of the surface layer was measured in the same manner as in Example 1-1, and it was 0.06.
It was 42 mJ / m < ² > when the surface energy of the said surface layer was measured like Example 1-1.

（実施例１−８）
＜光学素子成形用型８の製造＞
実施例１−１において、表面層の厚みを１０ｎｍとしていた点を、成膜時間を調整して、４５ｎｍに変更した以外は、実施例１−１と同様にして光学素子成形用型８を製造した。
実施例１−１と同様にして、ラマン分光測定により分析した結果、前記光学素子成形用型８の表面層には、ダイヤモンド状炭素が形成されていた。
前記表面層におけるＳｉ、及びＣの含有量を実施例１−１と同様にしてＸＰＳ分析により求めたところ、Ｓｉ／Ｃ＝０．０１であった。
前記表面層の摩擦係数を実施例１−１と同様にして測定したところ、０．０６であった。
前記表面層の表面エネルギーを実施例１−１と同様にして測定したところ、４２ｍＪ／ｍ^２であった。 (Example 1-8)
<Manufacture of optical element molding die 8>
An optical element molding die 8 was manufactured in the same manner as in Example 1-1, except that the thickness of the surface layer in Example 1-1 was changed to 45 nm by adjusting the film formation time. did.
As a result of analysis by Raman spectroscopic measurement in the same manner as in Example 1-1, diamond-like carbon was formed on the surface layer of the optical element molding die 8.
When the contents of Si and C in the surface layer were determined by XPS analysis in the same manner as in Example 1-1, Si / C = 0.01.
The coefficient of friction of the surface layer was measured in the same manner as in Example 1-1, and it was 0.06.
It was 42 mJ / m < ² > when the surface energy of the said surface layer was measured like Example 1-1.

（比較例１−１）
＜光学素子成形用型９の製造＞
光学素子成形用型の基材は、実施例１−１と同様の基材を用いた。 (Comparative Example 1-1)
<Manufacture of optical element molding die 9>
The base material similar to Example 1-1 was used for the base material of the optical element molding die.

−表面層の形成−
前記上型基材、及び下型基材の表面（プレス面）上に、下記の条件のプラズマＣＶＤにより、厚み１０ｎｍのＳｉを含有しないダイヤモンド状炭素の表面層を形成した。
プラズマＣＶＤの条件：
高周波電源・・・１３．５６ＭＨｚ
高周波出力・・・２ｋＷ
ガス圧力・・・４Ｐａ
メタン（ＣＨ_４）ガス流量・・・５ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍで調整した。 -Formation of surface layer-
On the surface (press surface) of the upper mold substrate and the lower mold substrate, a diamond-like carbon surface layer containing no Si and having a thickness of 10 nm was formed by plasma CVD under the following conditions.
Plasma CVD conditions:
High frequency power supply ... 13.56MHz
High frequency output 2kW
Gas pressure: 4Pa
Methane (CH ₄ ) gas flow rate was adjusted at 5 sccm to 200 sccm.

前記表面層の摩擦係数を実施例１−１と同様にして測定したところ、０．１２であった。 The coefficient of friction of the surface layer was measured in the same manner as in Example 1-1, and it was 0.12.

前記表面層の表面エネルギーを実施例１−１と同様にして測定したところ、３４ｍＪ／ｍ^２であった。 The surface energy of the surface layer was measured in the same manner as in Example 1-1, and it was 34 mJ / m ² .

（比較例１−２）
＜光学素子成形用型１０の製造＞
光学素子成形用型の基材は、実施例１−１と同様の基材を用いた。 (Comparative Example 1-2)
<Manufacture of optical element molding die 10>
The base material similar to Example 1-1 was used for the base material of the optical element molding die.

−表面層の形成−
前記上型基材、及び下型基材の表面（プレス面）上に、下記の条件のプラズマＣＶＤにより、厚み１０ｎｍのＳｉを含有するダイヤモンド状炭素の表面層を形成した。前記表面層におけるＳｉの含有量は、ＳｉとＣとの比（Ｓｉ／Ｃ）として、Ｓｉ／Ｃ＝０．００８となるように、メタン（ＣＨ_４）ガス流量（５ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍ）と、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）ガス流量（０．１ｓｃｃｍ〜５ｓｃｃｍ）とで調整した。
プラズマＣＶＤの条件：
高周波電源・・・１３．５６ＭＨｚ
高周波出力・・・２ｋＷ
ガス圧力・・・４Ｐａ
メタン（ＣＨ_４）ガス流量・・・５ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍで調整した。
テトラメチルシラン（ＴＭＳ）ガス流量・・・０．１ｓｃｃｍ〜５ｓｃｃｍで調整した。 -Formation of surface layer-
A surface layer of diamond-like carbon containing Si having a thickness of 10 nm was formed on the surface (press surface) of the upper mold substrate and the lower mold substrate by plasma CVD under the following conditions. The content of Si in the surface layer is a methane (CH ₄ ) gas flow rate (5 sccm to 200 sccm) and a tetra (Si / C) ratio of Si and C (Si / C) such that Si / C = 0.008. The flow rate was adjusted with a methylsilane (TMS) gas flow rate (0.1 sccm to 5 sccm).
Plasma CVD conditions:
High frequency power supply ... 13.56MHz
High frequency output 2kW
Gas pressure: 4Pa
Methane (CH ₄ ) gas flow rate was adjusted at 5 sccm to 200 sccm.
Tetramethylsilane (TMS) gas flow rate was adjusted at 0.1 sccm to 5 sccm.

前記表面層におけるＳｉ、及びＣの含有量を実施例１−１と同様にしてＸＰＳ分析により確認したところ、Ｓｉ／Ｃ＝０．００８であった。 When the contents of Si and C in the surface layer were confirmed by XPS analysis in the same manner as in Example 1-1, it was Si / C = 0.008.

前記表面層の摩擦係数を実施例１−１と同様にして測定したところ、０．１０であった。 The coefficient of friction of the surface layer was measured in the same manner as in Example 1-1, and it was 0.10.

前記表面層の表面エネルギーを実施例１−１と同様にして測定したところ、３６ｍＪ／ｍ^２であった。 It was 36 mJ / m < ² > when the surface energy of the said surface layer was measured like Example 1-1.

図２は、光学素子成形用型１〜１０の表面層の摩擦係数を比較したグラフである。図２の結果から、表面層がＳｉを含有するダイヤモンド状炭素である実施例１−１〜実施例１−８の光学素子成形用型１〜８の表面層の摩擦係数は、表面層がＳｉを含有しないダイヤモンド状炭素である比較例１−１、及び比較例１−２の光学素子成形用型９、及び１０の表面層の摩擦係数よりも低く、Ｓｉを含有させることにより摩擦係数を下げることができることがわかった。
また、プラズマＣＶＤにおける高周波出力が２ｋＷである実施例１−１、１−２、及び１−５〜１−８の光学素子成形用型の表面層の摩擦係数は、高周波出力を１．５ｋＷとした実施例１−３、及び実施例１−４の光学素子成形用型の表面層の摩擦係数よりも低いことがわかった。 FIG. 2 is a graph comparing the friction coefficients of the surface layers of the optical element molding dies 1 to 10. From the results shown in FIG. 2, the friction coefficient of the surface layer of the optical element molding dies 1 to 8 of Example 1-1 to Example 1-8, in which the surface layer is Si-containing diamond-like carbon, Is lower than the friction coefficient of the surface layers of the optical element molding dies 9 and 10 of Comparative Example 1-1 and Comparative Example 1-2, which is diamond-like carbon containing no Si, and the friction coefficient is lowered by containing Si. I found out that I could do it.
Further, the friction coefficient of the surface layer of the optical element molding die of Examples 1-1, 1-2, and 1-5 to 1-8 in which high frequency output in plasma CVD is 2 kW is 1.5 kW. It was found that it was lower than the friction coefficient of the surface layer of the optical element molding die of Examples 1-3 and 1-4.

（実施例２−１）
＜光学素子成形用型１を用いた光学素子の製造−１＞
光学素子材料として、下記表１の組成のガラス１を用い、光学素子成形用型として光学素子成形用型１を用い、前記光学素子材料を５８０℃まで加熱し、荷重５０ｋｇｆでプレス成形を行い、直径４ｍｍ、厚み１．５ｍｍ、凸形状の光学レンズの作製を１００ショット行った。
図３、４は、プレス成形の概略説明図である。図３は、プレス成形前の説明図であり、図４は、プレス成形時の説明図である。図３、４中、符号１１は基材（上型）を示し、符号１２は表面層を示し、符号１３は光学素子材料を示し、符号１４は基材（下型）を示す。 (Example 2-1)
<Manufacture of optical element 1 using optical element molding die 1>
As the optical element material, the glass 1 having the composition shown in Table 1 below is used, the optical element molding mold 1 is used as the optical element molding mold, the optical element material is heated to 580 ° C., and press molding is performed with a load of 50 kgf. 100 shots of a 4 mm diameter, 1.5 mm thick, convex optical lens were made.
3 and 4 are schematic explanatory views of press molding. FIG. 3 is an explanatory diagram before press molding, and FIG. 4 is an explanatory diagram at the time of press molding. 3 and 4, reference numeral 11 indicates a base material (upper mold), reference numeral 12 indicates a surface layer, reference numeral 13 indicates an optical element material, and reference numeral 14 indicates a base material (lower mold).

図５は、実施例２−１の１００ショット成形後の光学素子成形用型１の表面の顕微鏡像である。図５の結果から、ＳｉをＳｉ／Ｃ＝０．０１で含有するダイヤモンド状炭素の表面層を有する光学素子成形用型１では、１００ショット成形後でも表面層に、荒れや剥離などのダメージはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型１は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
また、光学レンズの成形において、カン（クラック）が発生することもなかった。
そのため、前記光学素子成形用型１は、１００ショットを超えてもダメージはなく、光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 5 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 1 after 100 shot molding of Example 2-1. From the results shown in FIG. 5, in the optical element molding die 1 having a diamond-like carbon surface layer containing Si at Si / C = 0.01, damage such as roughening and peeling is not observed on the surface layer even after 100 shot molding. The surface layer is excellent in film hardness, has low reactivity with the optical element material, and has excellent adhesion to the substrate of the optical element molding die. The optical element molding die 1 is: It was found that it was excellent in releasability and durability.
Further, no can (crack) was generated in the molding of the optical lens.
Therefore, it was found that the optical element molding die 1 was not damaged even when exceeding 100 shots, and an optical element could be manufactured.

（実施例２−２）
＜光学素子成形用型２を用いた光学素子の製造−１＞
実施例２−１において、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型２に代えた以外は、実施例２−１と同様にして光学素子の製造を行った。 (Example 2-2)
<Manufacture of optical element 1 using optical element molding die 2>
An optical element was produced in the same manner as in Example 2-1, except that the optical element molding die 1 was replaced with the optical element molding die 2 in Example 2-1.

図６は、実施例２−２の１００ショット成形後の光学素子成形用型２の表面の顕微鏡像である。図６の結果から、ＳｉをＳｉ／Ｃ＝０．０５で含有するダイヤモンド状炭素の表面層を有する光学素子成形用型２では、１００ショット成形後でも表面層に、荒れや剥離などのダメージはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型２は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
また、光学レンズの成形において、カン（クラック）が発生することもなかった。
そのため、前記光学素子成形用型２は、１００ショットを超えてもダメージはなく、光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 6 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 2 after 100 shot molding of Example 2-2. From the results of FIG. 6, in the optical element molding die 2 having a diamond-like carbon surface layer containing Si at Si / C = 0.05, damage such as roughening or peeling is not observed on the surface layer even after 100 shot molding. The surface layer is excellent in film hardness, has low reactivity with the optical element material, and has excellent adhesion to the substrate of the optical element molding die. The optical element molding die 2 is: It was found that it was excellent in releasability and durability.
Further, no can (crack) was generated in the molding of the optical lens.
Therefore, it was found that the optical element molding die 2 was not damaged even when exceeding 100 shots, and it was possible to produce an optical element.

（実施例２−３）
＜光学素子成形用型５を用いた光学素子の製造−１＞
実施例２−１において、ガラス１を用いていた点を、下記表２の組成のガラス２に代え、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型５に代え、加熱温度を５８０℃としていた点を、５７０℃に変えた以外は、実施例２−１と同様にして光学素子の製造を行った。
(Example 2-3)
<Manufacture of optical element 1 using optical element molding die 5>
In Example 2-1, the point where the glass 1 was used was replaced with the glass 2 having the composition shown in Table 2 below, and the point where the optical element molding die 1 was used was replaced with the optical element molding die 5 and heated. An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-1, except that the temperature was changed to 570 ° C.

図７は、実施例２−３の１００ショット成形後の光学素子成形用型５の表面の顕微鏡像である。図７の結果から、光学素子材料として反応性が高い材料を用いた場合であっても、光学素子成形用型５では、１００ショット成形後でも表面層に、荒れや剥離などのダメージはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型５は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
また、光学レンズの成形において、カン（クラック）が発生することもなかった。
そのため、前記光学素子成形用型５は、光学素子材料として反応性が高い材料を用い、１００ショットを超えてもダメージはなく、光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 7 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 5 after 100 shot molding of Example 2-3. From the result of FIG. 7, even when a highly reactive material is used as the optical element material, the optical element molding die 5 has no damage such as roughening or peeling even after 100 shot molding, The surface layer has excellent film hardness, low reactivity with the optical element material, and excellent adhesion to the substrate of the optical element molding die. The optical element molding die 5 is a mold release agent. It was found to be excellent in durability and durability.
Further, no can (crack) was generated in the molding of the optical lens.
Therefore, it was found that the optical element molding die 5 is made of a highly reactive material as the optical element material, and there is no damage even if the shot exceeds 100 shots, and it is possible to manufacture the optical element.

（実施例２−４）
＜光学素子成形用型１を用いた光学素子の製造−２＞
実施例２−１において、ガラス１を用いていた点を、下記表３の組成のガラス３に代え、加熱温度を５８０℃としていた点を、５６０℃に変えた以外は、実施例２−１と同様にして光学素子の製造を行った。
(Example 2-4)
<Manufacture of optical element 2 using optical element molding die 1>
In Example 2-1, the point where the glass 1 was used was replaced with the glass 3 having the composition shown in Table 3 below, and the heating temperature was changed to 580 ° C. An optical element was manufactured in the same manner as described above.

図８は、実施例２−４の１００ショット成形後の光学素子成形用型１の表面の顕微鏡像である。図８の結果から、光学素子材料として反応性が低い材料を用いた場合であっても、光学素子成形用型１では、１００ショット成形後でも表面層に、荒れや剥離などのダメージはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型１は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
また、光学レンズの成形において、カン（クラック）が発生することもなかった。
そのため、前記光学素子成形用型１は、光学素子材料として反応性が低い材料を用い、１００ショットを超えてもダメージはなく、光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 8 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 1 after 100 shot molding of Example 2-4. From the result of FIG. 8, even when a low-reactivity material is used as the optical element material, the optical element molding die 1 has no damage such as roughening or peeling even after 100 shot molding, The surface layer is excellent in film hardness, has low reactivity with the optical element material, and has excellent adhesion to the base material of the optical element molding die. It was found to be excellent in durability and durability.
Further, no can (crack) was generated in the molding of the optical lens.
Therefore, it was found that the optical element molding die 1 uses a material having low reactivity as the optical element material, and there is no damage even if it exceeds 100 shots, and it is possible to manufacture the optical element.

（実施例２−５）
＜光学素子成形用型３を用いた光学素子の製造−１＞
実施例２−１において、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型３に代えた以外は、実施例２−１と同様にして光学素子の製造を行った。 (Example 2-5)
<Manufacture of optical element 1 using optical element molding die 3>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-1, except that the optical element molding die 1 was replaced with the optical element molding die 3 in Example 2-1.

図９は、実施例２−５の１００ショット成形後の光学素子成形用型３の表面の顕微鏡像である。図９の結果から、成膜出力を１．５ｋＷとした光学素子成形用型３では、１００ショット成形後の型の外周部に僅かな表面荒れが生じるものの、カン（クラック）が発生することはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型３は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
そのため、前記光学素子成形用型３は、１００ショットを超えても光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 9 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 3 after 100 shot molding of Example 2-5. From the results shown in FIG. 9, in the optical element molding die 3 with a film forming output of 1.5 kW, a slight surface roughness occurs on the outer periphery of the die after 100 shot molding, but a can (crack) is not generated. The surface layer is excellent in film hardness, has low reactivity with the optical element material, and has excellent adhesion with the base material of the optical element molding die. The optical element molding die 3 is: It was found that it was excellent in releasability and durability.
Therefore, it was found that the optical element molding die 3 can produce an optical element even if it exceeds 100 shots.

（実施例２−６）
＜光学素子成形用型３を用いた光学素子の製造−２＞
実施例２−３において、光学素子成形用型５を用いていた点を、光学素子成形用型３に代えた以外は、実施例２−３と同様にして光学素子の製造を行った。 (Example 2-6)
<Manufacture of optical element-2 using optical element molding die 3>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-3 except that the optical element molding die 5 was replaced with the optical element molding die 3 in Example 2-3.

図１０は、実施例２−６の１００ショット成形後の光学素子成形用型３の表面の顕微鏡像である。図１０の結果から、成膜出力を１．５ｋＷとした光学素子成形用型３では、１００ショット成形後の型の外周部に僅かな表面荒れが生じるものの、カン（クラック）が発生することはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型３は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
そのため、前記光学素子成形用型３は、１００ショットを超えても光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 10 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 3 after 100 shot molding of Example 2-6. From the results shown in FIG. 10, in the optical element molding die 3 with a film formation output of 1.5 kW, a slight surface roughness occurs on the outer periphery of the die after 100 shot molding, but a can (crack) is not generated. The surface layer is excellent in film hardness, has low reactivity with the optical element material, and has excellent adhesion with the base material of the optical element molding die. The optical element molding die 3 is: It was found that it was excellent in releasability and durability.
Therefore, it was found that the optical element molding die 3 can produce an optical element even if it exceeds 100 shots.

（実施例２−７）
＜光学素子成形用型３を用いた光学素子の製造−３＞
実施例２−４において、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型３に代えた以外は、実施例２−４と同様にして光学素子の製造を行った。 (Example 2-7)
<Manufacture of optical element 3 using optical element molding die 3>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-4, except that the optical element molding die 1 in Example 2-4 was replaced with the optical element molding die 3.

図１１は、実施例２−７の１００ショット成形後の光学素子成形用型３の表面の顕微鏡像である。図１１の結果から、成膜出力を１．５ｋＷとした光学素子成形用型３では、１００ショット成形後の型の外周部に僅かな表面荒れが生じるものの、カン（クラック）が発生することはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型３は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
そのため、前記光学素子成形用型３は、１００ショットを超えても光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 11 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 3 after 100 shot molding of Example 2-7. From the results shown in FIG. 11, in the optical element molding die 3 having a film formation output of 1.5 kW, a slight surface roughness occurs on the outer periphery of the die after 100 shot molding, but a can (crack) is not generated. The surface layer is excellent in film hardness, has low reactivity with the optical element material, and has excellent adhesion with the base material of the optical element molding die. The optical element molding die 3 is: It was found that it was excellent in releasability and durability.
Therefore, it was found that the optical element molding die 3 can produce an optical element even if it exceeds 100 shots.

（実施例２−８）
＜光学素子成形用型４を用いた光学素子の製造−１＞
実施例２−１において、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型４に代えた以外は、実施例２−１と同様にして光学素子の製造を行った。 (Example 2-8)
<Manufacture of optical element 1 using optical element molding die 4>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-1, except that the optical element molding die 1 was replaced with the optical element molding die 4 in Example 2-1.

図１２は、実施例２−８の１００ショット成形後の光学素子成形用型４の表面の顕微鏡像である。図１２の結果から、成膜出力を１．５ｋＷとした光学素子成形用型４では、１００ショット成形後の型の外周部に僅かな表面荒れが生じるものの、カン（クラック）が発生することはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型４は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
そのため、前記光学素子成形用型４は、１００ショットを超えても光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 12 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 4 after 100 shot molding of Example 2-8. From the results shown in FIG. 12, in the optical element molding die 4 with a film formation output of 1.5 kW, a slight surface roughness occurs on the outer periphery of the die after 100 shot molding, but a can (crack) is not generated. The surface layer is excellent in film hardness, has low reactivity with the optical element material, and has excellent adhesion with the base material of the optical element molding die. The optical element molding die 4 is: It was found that it was excellent in releasability and durability.
Therefore, it was found that the optical element molding die 4 can produce an optical element even if it exceeds 100 shots.

（実施例２−９）
＜光学素子成形用型６を用いた光学素子の製造−１＞
実施例２−１において、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型６に代えた以外は、実施例２−１と同様にして光学素子の製造を行った。 (Example 2-9)
<Manufacture of optical element 1 using optical element molding die 6>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-1, except that the optical element molding die 1 was replaced with the optical element molding die 6 in Example 2-1.

図１３は、実施例２−９の１００ショット成形後の光学素子成形用型６の表面の顕微鏡像である。図１３の結果から、ＳｉをＳｉ／Ｃ＝０．０３で含有するダイヤモンド状炭素の表面層を有する光学素子成形用型６では、１００ショット成形後でも表面層に、荒れや剥離などのダメージはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型６は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
また、光学レンズの成形において、カン（クラック）が発生することもなかった。
そのため、前記光学素子成形用型６は、１００ショットを超えてもダメージはなく、光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 13 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 6 after 100 shot molding of Example 2-9. From the results shown in FIG. 13, in the optical element molding die 6 having a diamond-like carbon surface layer containing Si at Si / C = 0.03, damage such as roughening or peeling is not observed on the surface layer even after 100 shot molding. The surface layer is excellent in film hardness, has low reactivity with the optical element material, and has excellent adhesion to the base material of the optical element molding die. The optical element molding die 6 is It was found that it was excellent in releasability and durability.
Further, no can (crack) was generated in the molding of the optical lens.
Therefore, it was found that the optical element molding die 6 was not damaged even when exceeding 100 shots, and an optical element could be manufactured.

（実施例２−１０）
＜光学素子成形用型７を用いた光学素子の製造−１＞
実施例２−１において、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型７に代えた以外は、実施例２−１と同様にして光学素子の製造を行った。 (Example 2-10)
<Manufacture of optical element-1 using optical element molding die 7>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-1, except that the optical element molding die 1 was replaced with the optical element molding die 7 in Example 2-1.

図１４は、実施例２−１０の１００ショット成形後の光学素子成形用型７の表面の顕微鏡像である。図１４の結果から、ＳｉをＳｉ／Ｃ＝０．０１で含有するダイヤモンド状炭素の表面層の厚みが２ｎｍである光学素子成形用型７では、１００ショット成形後でも表面層に、荒れや剥離などのダメージはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型７は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
また、光学レンズの成形において、カン（クラック）が発生することもなかった。
そのため、前記光学素子成形用型７は、１００ショットを超えてもダメージはなく、光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 14 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 7 after 100 shot molding of Example 2-10. From the results of FIG. 14, in the optical element molding die 7 in which the thickness of the surface layer of diamond-like carbon containing Si at Si / C = 0.01 is 2 nm, the surface layer is roughened and peeled even after 100 shot molding. The surface layer has excellent film hardness, low reactivity with the optical element material, and excellent adhesion with the base material of the optical element molding die. It was found that the mold 7 was excellent in releasability and durability.
Further, no can (crack) was generated in the molding of the optical lens.
Therefore, it was found that the optical element molding die 7 was not damaged even when it exceeded 100 shots, and it was possible to produce an optical element.

（実施例２−１１）
＜光学素子成形用型８を用いた光学素子の製造−１＞
実施例２−１において、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型８に代えた以外は、実施例２−１と同様にして光学素子の製造を行った。 (Example 2-11)
<Manufacture of Optical Element Using Optical Element Molding Mold-1>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-1, except that the optical element molding die 1 was replaced with the optical element molding die 8 in Example 2-1.

図１５は、実施例２−１１の１００ショット成形後の光学素子成形用型７の表面の顕微鏡像である。図１５の結果から、ＳｉをＳｉ／Ｃ＝０．０１で含有するダイヤモンド状炭素の表面層の厚みが４５ｎｍである光学素子成形用型８では、１００ショット成形後でも表面層に、荒れや剥離などのダメージはなく、前記表面層は、膜硬度に優れ、また、光学素子材料との反応性が低く、光学素子成形用型の基材との密着性に優れており、前記光学素子成形用型８は、離型性と耐久性に優れることがわかった。
また、光学レンズの成形において、カン（クラック）が発生することもなかった。
そのため、前記光学素子成形用型８は、１００ショットを超えてもダメージはなく、光学素子の製造が可能であることがわかった。 FIG. 15 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 7 after 100 shot molding in Example 2-11. From the results of FIG. 15, in the optical element molding die 8 in which the thickness of the surface layer of diamond-like carbon containing Si at Si / C = 0.01 is 45 nm, the surface layer is roughened and peeled even after 100 shot molding. The surface layer has excellent film hardness, low reactivity with the optical element material, and excellent adhesion with the base material of the optical element molding die. The mold 8 was found to be excellent in releasability and durability.
Further, no can (crack) was generated in the molding of the optical lens.
Therefore, it was found that the optical element molding die 8 was not damaged even when exceeding 100 shots, and an optical element could be manufactured.

（比較例２−１）
＜光学素子成形用型９を用いた光学素子の製造−１＞
実施例２−１において、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型９に代えた以外は、実施例２−１と同様にして光学素子の製造を行った。 (Comparative Example 2-1)
<Manufacture of Optical Element-1 Using Optical Element Mold 9>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-1, except that the optical element molding die 1 was replaced with the optical element molding die 9 in Example 2-1.

図１６は、比較例２−１の１００ショット成形後の光学素子成形用型９の表面の顕微鏡像である。図１６の結果から、Ｓｉを含有しないダイヤモンド状炭素の表面層を有する光学素子成形用型９では、表面層に荒れや剥離が発生することがわかった。なお、表面層の荒れや剥離は、６０ショット成形後に発生していた。
また、光学レンズの成形において、３０ショット成形後にカン（クラック）が発生した。 FIG. 16 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 9 after 100 shot molding of Comparative Example 2-1. From the results of FIG. 16, it was found that in the optical element molding die 9 having a diamond-like carbon surface layer containing no Si, the surface layer was roughened or peeled off. The surface layer was roughened or peeled off after 60 shot molding.
Further, in the molding of the optical lens, a can (crack) occurred after 30 shots.

（比較例２−２）
＜光学素子成形用型９を用いた光学素子の製造−２＞
実施例２−３において、光学素子成形用型５を用いていた点を、光学素子成形用型９に代えた以外は、実施例２−３と同様にして光学素子の製造を行った。 (Comparative Example 2-2)
<Manufacture of optical element using optical element molding die 9-2>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-3 except that the optical element molding die 5 in Example 2-3 was replaced with the optical element molding die 9.

図１７は、比較例２−２の１００ショット成形後の光学素子成形用型９の表面の顕微鏡像である。図１７の結果から、Ｓｉを含有しないダイヤモンド状炭素の表面層を有する光学素子成形用型９では、表面層に荒れや剥離が発生することがわかった。なお、表面層の荒れや剥離は、４０ショット成形後に発生していた。
また、光学レンズの成形において、２０ショット成形後にカン（クラック）が発生した。 FIG. 17 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 9 after 100 shot molding of Comparative Example 2-2. From the results of FIG. 17, it was found that in the optical element molding die 9 having a diamond-like carbon surface layer that does not contain Si, the surface layer is roughened or peeled off. The surface layer was roughened or peeled off after 40 shot molding.
Further, in the molding of an optical lens, a can (crack) occurred after 20 shots.

（比較例２−３）
＜光学素子成形用型９を用いた光学素子の製造−３＞
実施例２−４において、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型９に代えた以外は、実施例２−４と同様にして光学素子の製造を行った。 (Comparative Example 2-3)
<Manufacture of optical element using optical element molding die 9-3>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-4, except that the optical element molding die 1 in Example 2-4 was replaced with the optical element molding die 9.

図１８は、比較例２−３の１００ショット成形後の光学素子成形用型９の表面の顕微鏡像である。図１８の結果から、Ｓｉを含有しないダイヤモンド状炭素の表面層を有する光学素子成形用型９では、表面層に荒れや剥離が発生することがわかった。なお、表面層の荒れや剥離は、８０ショット成形後に発生していた。
また、光学レンズの成形において、４０ショット成形後にカン（クラック）が発生した。 FIG. 18 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 9 after 100 shot molding of Comparative Example 2-3. From the results of FIG. 18, it was found that in the optical element molding die 9 having a diamond-like carbon surface layer that does not contain Si, the surface layer is roughened or peeled off. The surface layer was roughened or peeled off after 80 shot molding.
Further, in the molding of an optical lens, a can (crack) occurred after 40 shots.

（比較例２−４）
＜光学素子成形用型１０を用いた光学素子の製造−１＞
実施例２−１において、光学素子成形用型１を用いていた点を、光学素子成形用型１０に代えた以外は、実施例２−１と同様にして光学素子の製造を行った。 (Comparative Example 2-4)
<Manufacture of Optical Element Using Optical Element Molding Mold-1>
An optical element was manufactured in the same manner as in Example 2-1, except that the optical element molding die 1 was replaced with the optical element molding die 10 in Example 2-1.

図１９は、比較例２−４の１００ショット成形後の光学素子成形用型１０の表面の顕微鏡像である。図１９の結果から、Ｓｉの含有量が、Ｓｉ／Ｃ＝０．００８であるダイヤモンド状炭素の表面層を有する光学素子成形用型１０では、表面層に荒れや剥離が発生することがわかった。なお、表面層の荒れや剥離は、８５ショット成形後に発生していた。
また、光学レンズの成形において、５０ショット成形後にカン（クラック）が発生した。 FIG. 19 is a microscopic image of the surface of the optical element molding die 10 after 100 shot molding of Comparative Example 2-4. From the results shown in FIG. 19, it was found that in the optical element molding die 10 having a surface layer of diamond-like carbon whose Si content is Si / C = 0.008, the surface layer is roughened or peeled off. . The surface layer was roughened or peeled off after 85 shot molding.
Further, in the molding of an optical lens, a can (crack) occurred after 50 shots.

前記実施例、及び比較例をまとめて表４に示す。
表４の「剥離（型）」の欄中、「◎」は、「１００ショット成形時に型にダメージがなく、１００ショットを超えて成形可能である。」を示し、「○」は、「１００ショット成形時に型の外周部に僅かな表面荒れが発生したが、１００ショットを超えて成形可能である。」を示し、「×」は、「１００ショットの成形ができない。」を示し、かっこ内の数字は、表面層の荒れや剥離が発生した時のショット数を示す。なお、「１００↑」は、「１００ショット成形時に、成形ができないような表面層の荒れや剥離は、発生しなかった。」ことを示す。
また、「カン」の欄中、「○」は、「１００ショット成形時にクラックが発生しなかった。」ことを示し、「×」は、「１００ショット成形時にクラックが発生した。」ことを示し、かっこ内の数字は、クラックが発生した時のショット数を示す。なお、「１００↑」は、「１００ショット成形時にクラックが発生しなかった」ことを示す。 The examples and comparative examples are summarized in Table 4.
In the column of “peeling (mold)” in Table 4, “」 ”indicates“ the mold is not damaged at the time of 100 shot molding and can be molded beyond 100 shots ”, and“ ◯ ”indicates“ 100 "Slight surface roughness occurred on the outer periphery of the mold during shot molding, but molding is possible beyond 100 shots." And "x" indicates "100 shots cannot be molded." The number indicates the number of shots when surface layer roughening or peeling occurs. “100 ↑” indicates that “the surface layer was not roughened or peeled off during 100 shot molding.”
Further, in the “can” column, “◯” indicates that “cracks did not occur during 100 shot molding”, and “x” indicates that “cracks occurred during 100 shot molding”. The numbers in parentheses indicate the number of shots when a crack occurs. “100 ↑” indicates that “no cracks occurred during 100 shot molding”.

表４の結果から、表面層のＳｉ含有量が、ＳｉとＣとの比（Ｓｉ／Ｃ）として、Ｓｉ／Ｃ＝０．０１〜０．０５である光学素子成形用型１〜８の表面エネルギーは、表面層がＳｉを含有しない光学素子成形用型９、及びＳｉ／Ｃ＝０．００８である光学素子成形用型１０の表面エネルギーよりも大きく、光学素子成形用型１〜８の表面層の表面は、光学素子成形用型９、及び１０の表面層の表面よりも親水性が高いことがわかった。また、成膜出力が２ｋＷで成膜した光学素子成形用型１は、１．５ｋＷとした光学素子成形用型３よりも表面エネルギーが高く、同様に光学素子成形用型２は、光学素子成形用型４よりも表面エネルギーが高いことがわかった。
また、表面層が、Ｓｉを含有するダイヤモンド状炭素を含み、前記表面層におけるＳｉの含有量が、ＳｉとＣとの比（Ｓｉ／Ｃ）として、０．０１〜０．０５であり、前記表面層の厚みが、２ｎｍ以上５０ｎｍ未満である光学素子成形用型１〜８は、光学素子成形用型の基材と表面層との密着性に優れ、かつ、離型性と耐久性に優れることがわかった。
これは、表面層の厚みを薄くすることにより、基材と表面層との密着性を高めることができ、更に、ＳｉがＣの酸化を抑制し、Ｃが酸化により気化して消失することを防ぐことにより、離型性と耐久性を向上することができるためと考えられる。 From the results of Table 4, the surface elements of the optical element molding dies 1 to 8 having a Si content of Si / C = 0.01 to 0.05 as a ratio of Si to C (Si / C). The energy is larger than the surface energy of the optical element molding die 9 whose surface layer does not contain Si and the optical element molding die 10 with Si / C = 0.008, and the surface of the optical element molding dies 1 to 8 The surface of the layer was found to be more hydrophilic than the surfaces of the surface layers of the optical element molding dies 9 and 10. Further, the optical element molding die 1 having a film formation output of 2 kW has higher surface energy than the optical element molding die 3 having 1.5 kW. Similarly, the optical element molding die 2 has the optical element molding. It was found that the surface energy was higher than that of the mold 4.
Further, the surface layer includes diamond-like carbon containing Si, and the content of Si in the surface layer is 0.01 to 0.05 as a ratio of Si to C (Si / C), The optical element molding dies 1 to 8 having a surface layer thickness of 2 nm or more and less than 50 nm are excellent in adhesion between the substrate of the optical element molding mold and the surface layer, and are excellent in releasability and durability. I understood it.
This is because by reducing the thickness of the surface layer, the adhesion between the substrate and the surface layer can be improved, and further, Si suppresses oxidation of C, and C is vaporized by oxidation and disappears. This is thought to be due to the ability to improve mold release and durability.

本発明の光学素子成形用型は、光学素子材料との反応性が低く、光学素子材料と光学素子成形用型の表面層との摩擦係数を下げることができ、光学素子成形用型の基材と表面層との密着性に優れることにより、離型性と耐久性に優れるので、反応性の高いＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３などを含む光学素子材料や、薄いレンズの成形に好適に用いることができる。 The optical element molding die of the present invention has low reactivity with the optical element material, and can reduce the friction coefficient between the optical element material and the surface layer of the optical element molding die. Since it is excellent in releasability and durability due to excellent adhesion between the surface layer and the surface layer, optical element materials including highly reactive TiO ₂ , Nb ₂ O ₅ , WO ₃ , Bi ₂ O _3, etc. It can be suitably used for molding a lens.

１ガス
２高周波電極
３基材
４高周波電極
５マッチングボックス
６高周波電源
１１基材（上型）
１２表面層
１３光学素子材料
１４基材（下型） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas 2 High frequency electrode 3 Base material 4 High frequency electrode 5 Matching box 6 High frequency power supply 11 Base material (upper mold)
12 Surface layer 13 Optical element material 14 Base material (lower mold)

Claims

基材と、表面層とを有し、
前記表面層が、Ｓｉを含有するダイヤモンド状炭素を含み、
前記表面層におけるＳｉの含有量が、ＳｉとＣとの比（Ｓｉ／Ｃ）として、０．０１〜０．０５であり、
前記表面層の厚みが、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする光学素子成形用型。 A substrate and a surface layer;
The surface layer includes diamond-like carbon containing Si,
The Si content in the surface layer is 0.01 to 0.05 as a ratio of Si and C (Si / C),
The thickness of the said surface layer is 2 nm or more and 10 nm or less , The optical element shaping | molding die characterized by the above-mentioned.

表面層の摩擦係数が、０．０１〜０．０８である請求項１に記載の光学素子成形用型。 The optical element molding die according to claim 1, wherein the surface layer has a friction coefficient of 0.01 to 0.08.

請求項１から２のいずれかに記載の光学素子成形用型を用いて、光学素子材料を成形することを特徴とする光学素子の製造方法。 An optical element manufacturing method, wherein an optical element material is molded using the optical element molding die according to claim 1.

光学素子材料が、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｂ、及びＢｉの少なくともいずれかを含有する請求項３に記載の光学素子の製造方法。 The method for manufacturing an optical element according to claim 3, wherein the optical element material contains at least one of Ti, W, Nb, and Bi.

請求項３から４のいずれかに記載の光学素子の製造方法により製造されることを特徴とする光学素子。 An optical element manufactured by the method for manufacturing an optical element according to claim 3.