JPH01201461A - 合成樹脂基板のコーティング法 - Google Patents
合成樹脂基板のコーティング法Info
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- JPH01201461A JPH01201461A JP63311797A JP31179788A JPH01201461A JP H01201461 A JPH01201461 A JP H01201461A JP 63311797 A JP63311797 A JP 63311797A JP 31179788 A JP31179788 A JP 31179788A JP H01201461 A JPH01201461 A JP H01201461A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/021—Cleaning or etching treatments
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-
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- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
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- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は蒸着によりプラスチック基板にコーティングを
行う方法及び装置に関し、より詳細にはプラスチックレ
ンズやフィルター等の光学的基板の表面上に蒸着により
光学的コーテイ・ングを行う方法及び装置に関する。
行う方法及び装置に関し、より詳細にはプラスチックレ
ンズやフィルター等の光学的基板の表面上に蒸着により
光学的コーテイ・ングを行う方法及び装置に関する。
［従来の技術］
光学的基板にさまざまなコーティングを施すことに伴う
問題について、基板に有害な影響を及ぼすことなく特に
合成基板に対するコーティングの品質と接着性を高める
ためのさまざまな技術が展開されてきた。例えば、励起
された粒子を使用したコーティングの接着性を改善する
ために気化重合、イオンプランティング及びイオン促進
沈積技術が採用されてきた。
問題について、基板に有害な影響を及ぼすことなく特に
合成基板に対するコーティングの品質と接着性を高める
ためのさまざまな技術が展開されてきた。例えば、励起
された粒子を使用したコーティングの接着性を改善する
ために気化重合、イオンプランティング及びイオン促進
沈積技術が採用されてきた。
気化重合工程の例はウオルター、ゲフケン等の米国特許
用３．７１３．８６９号に開示されている。本工程では
プラスチック基板に中間重合層及び外側の硬い無機層が
施される。重合層は低分子量蒸気にグロー放電を加え基
板上に重合化生成物を沈積して作られる。次に、蒸着に
より比較的硬いｍ＊層が重合層に施される。ゲフケン等
の特許の文中で指摘されているように、有効なコーティ
ングを達成するには、重合層の厚さだけではなく、重合
層沈積中のグロー放電電圧及び電流の選定も非常に重要
である。
用３．７１３．８６９号に開示されている。本工程では
プラスチック基板に中間重合層及び外側の硬い無機層が
施される。重合層は低分子量蒸気にグロー放電を加え基
板上に重合化生成物を沈積して作られる。次に、蒸着に
より比較的硬いｍ＊層が重合層に施される。ゲフケン等
の特許の文中で指摘されているように、有効なコーティ
ングを達成するには、重合層の厚さだけではなく、重合
層沈積中のグロー放電電圧及び電流の選定も非常に重要
である。
ジョセフ、イー、パーク等の米国特許用３．９１３．５
２０号にはハードコート材に電子ビームを曝射してイオ
ン化された分子粒子を生成し且つ比較的複雑な多リング
静電加速器を使用して粒子を基板の指向させる、プラス
チック基板上へ硬い皮膜を注入するイオンプランティン
グｒ程が開示されている。加速器の各リングはＲＦｍ号
により変調される比較的高い可変電位に維持されている
。
２０号にはハードコート材に電子ビームを曝射してイオ
ン化された分子粒子を生成し且つ比較的複雑な多リング
静電加速器を使用して粒子を基板の指向させる、プラス
チック基板上へ硬い皮膜を注入するイオンプランティン
グｒ程が開示されている。加速器の各リングはＲＦｍ号
により変調される比較的高い可変電位に維持されている
。
イオン促進蒸着工程の一例が市川はじめ氏の米国特許用
４．５９９．２７２号に開示されている。
４．５９９．２７２号に開示されている。
本工程では、１０〜３０％５ｉｎ２を含む材料の真空蒸
着中に合成樹脂基板にはアルゴンプラズマイオンビーム
がｌ［射される。市川氏はコーティング中にアルゴンイ
オンビームを使用するとイオン結合効果の共働作用によ
り蒸着コーティングの耐久性は向上するが、５１０２の
恐が１０％より少なければ蒸着コーティングは剥離しそ
うであることを開示している。
着中に合成樹脂基板にはアルゴンプラズマイオンビーム
がｌ［射される。市川氏はコーティング中にアルゴンイ
オンビームを使用するとイオン結合効果の共働作用によ
り蒸着コーティングの耐久性は向上するが、５１０２の
恐が１０％より少なければ蒸着コーティングは剥離しそ
うであることを開示している。
イオン促進沈積工程のもう一つの例がユルスラ。
ギブソン及びチャールス、ケネモア、■の“周囲温度基
板上へＭｏＦ３をコーティングするイオンビーム工程°
′に図示されている。コーティング中に可制御イオンガ
ン源からの、２５０ｅＶもしくはそれ以下の、低エネル
ギーイオンを使用してプラスチック基板を１ＩｆｆＬ、
、基板の光学的性能を低下させることなく皮膜の接着性
を増大する点を除けば、本工程は市川氏が開示した工程
と同じである。
板上へＭｏＦ３をコーティングするイオンビーム工程°
′に図示されている。コーティング中に可制御イオンガ
ン源からの、２５０ｅＶもしくはそれ以下の、低エネル
ギーイオンを使用してプラスチック基板を１ＩｆｆＬ、
、基板の光学的性能を低下させることなく皮膜の接着性
を増大する点を除けば、本工程は市川氏が開示した工程
と同じである。
ギプソン等の文献はまた、イオン衝撃により基板を予め
ｍ＊すれば被膜の接着性がさらに向上すると述べている
。
ｍ＊すれば被膜の接着性がさらに向上すると述べている
。
前記気化重合、イオンプランティング及びイオン促進沈
積工程により合成基板へのコーティングの接着性は向上
するが、合成光学的基板上への光学的コーティングの接
着性が既存の工程により得られる接着性よりも実質的に
増大するような改善された工程が必要とされている。
積工程により合成基板へのコーティングの接着性は向上
するが、合成光学的基板上への光学的コーティングの接
着性が既存の工程により得られる接着性よりも実質的に
増大するような改善された工程が必要とされている。
本発明に従って、基板面の光学的精度を損うことなく多
秤のコーティング組成が強力に接着されるように合成光
学的基板をコーティングすることができる気化沈積工程
が提供される。本工程は従来コーティングに対する接着
性が弱かったアクリル樹脂等のさまざまな感熱光学プラ
スチック材に適用できる。
秤のコーティング組成が強力に接着されるように合成光
学的基板をコーティングすることができる気化沈積工程
が提供される。本工程は従来コーティングに対する接着
性が弱かったアクリル樹脂等のさまざまな感熱光学プラ
スチック材に適用できる。
本工程は下層の結合構造を分裂することなく基板ワーク
ピースの表面の化学的結合を開放するだ番プでなく、表
面からあらゆる汚染物を除去する基板ワークビーの予備
処理を含んでいる。この処理はワークピースが配置され
るチャンバーを排気し、アルゴン等の高分子層不活性ガ
スをチャンバー内へ導入し、ガスをイオン化してワー・
クビース表面にイオンＩ！撃を行って実施される。チャ
ンバーをパージングして汚染物を除去した直後、ワーク
ピース表面にはイオンの助けを借りたりまたは借りない
でコーテイングエバボラントが蒸着によりコーティング
される。
ピースの表面の化学的結合を開放するだ番プでなく、表
面からあらゆる汚染物を除去する基板ワークビーの予備
処理を含んでいる。この処理はワークピースが配置され
るチャンバーを排気し、アルゴン等の高分子層不活性ガ
スをチャンバー内へ導入し、ガスをイオン化してワー・
クビース表面にイオンＩ！撃を行って実施される。チャ
ンバーをパージングして汚染物を除去した直後、ワーク
ピース表面にはイオンの助けを借りたりまたは借りない
でコーテイングエバボラントが蒸着によりコーティング
される。
本発明の主要目的は、基板の光学的特性を低下させるこ
となく良好な摩耗及び接着特性を有する光学的コーティ
ングを合成光学的基板上へ施すコーティング工程を提供
することである。
となく良好な摩耗及び接着特性を有する光学的コーティ
ングを合成光学的基板上へ施すコーティング工程を提供
することである。
し実施例〕
本発明の方法はそれを実施する装置の略図を示す第１図
を参照として理解することができる。第１図において、
コーティング装置を一般的に参照番号１０で示し、それ
はベース１６の上部環状面の凹みに入れられたエラスト
マー材の環状シール１４上の底部や開放縁に支持された
ペルジャー１２を含んでいる。従って、ペルジャー１２
及びベース１６は優記する方法″ｃａ真空に排気するこ
とができる閉成されたコーティングチャンバー１８を確
立する。ワークピースや複数個のワークピース２１を保
持する基板ホルダー２０が図示するねじ切り接続や他の
適切な手段によりベース１６内へ固定されてロッド２２
とベース１６間の導電性を保証する複数個の直立導電性
ロッド２２によりチャンバー１８の上部内に支持されて
いる。コレクタ２４がチャンバー内で基板ホルダ−２０
上部に配置されており、これもロッド２２上に支持され
ている。チャンバーの底部付近で、リング電極２６がリ
ング状絶縁体３０により環状支持体２８から支持されて
いる。リング２６．の下の中央には、エバポラント保持
るつぼ３４、エバポラント３６及びエバポラントヒータ
３８を支持するベース１６の床上にるつぼ支持部材３２
がある。エバポラントヒータ３８はるつぼ３４及び／も
しくはエバポラント材３６をｉｌｌ ＩＩＩ可能に加熱
する電気抵抗素子とすることが好ましいが、従来技術で
公知のエバポラント材３６を蒸発させる電子ビームガン
の形状とすることもできる。
を参照として理解することができる。第１図において、
コーティング装置を一般的に参照番号１０で示し、それ
はベース１６の上部環状面の凹みに入れられたエラスト
マー材の環状シール１４上の底部や開放縁に支持された
ペルジャー１２を含んでいる。従って、ペルジャー１２
及びベース１６は優記する方法″ｃａ真空に排気するこ
とができる閉成されたコーティングチャンバー１８を確
立する。ワークピースや複数個のワークピース２１を保
持する基板ホルダー２０が図示するねじ切り接続や他の
適切な手段によりベース１６内へ固定されてロッド２２
とベース１６間の導電性を保証する複数個の直立導電性
ロッド２２によりチャンバー１８の上部内に支持されて
いる。コレクタ２４がチャンバー内で基板ホルダ−２０
上部に配置されており、これもロッド２２上に支持され
ている。チャンバーの底部付近で、リング電極２６がリ
ング状絶縁体３０により環状支持体２８から支持されて
いる。リング２６．の下の中央には、エバポラント保持
るつぼ３４、エバポラント３６及びエバポラントヒータ
３８を支持するベース１６の床上にるつぼ支持部材３２
がある。エバポラントヒータ３８はるつぼ３４及び／も
しくはエバポラント材３６をｉｌｌ ＩＩＩ可能に加熱
する電気抵抗素子とすることが好ましいが、従来技術で
公知のエバポラント材３６を蒸発させる電子ビームガン
の形状とすることもできる。
ベース１６、基板ホルダー２０、ロッド２２及びコレク
タ２４は全て導電材で形成され、互いに電気的に接続さ
れている。従って、これらの要素は全てベース１６を外
部接地４０へ接続することにより電気的に接地すること
ができる。第１図において、基板ボルダ−２０は平坦な
ものとして示されているが、リング電極２６の反対側の
表面積を大きくして多数の基板ワークピースを実質的に
中央に配置されたるつぼ１４から等距離に支持するため
に反転Ｉ状構成すなわち凹状とすることも考えられる。
タ２４は全て導電材で形成され、互いに電気的に接続さ
れている。従って、これらの要素は全てベース１６を外
部接地４０へ接続することにより電気的に接地すること
ができる。第１図において、基板ボルダ−２０は平坦な
ものとして示されているが、リング電極２６の反対側の
表面積を大きくして多数の基板ワークピースを実質的に
中央に配置されたるつぼ１４から等距離に支持するため
に反転Ｉ状構成すなわち凹状とすることも考えられる。
コレクタ２４はホルダー２０の電位を受電する任意の導
電板、シートもしくはフルミニュームホイール等のホイ
ールの形状とすることができる。
電板、シートもしくはフルミニュームホイール等のホイ
ールの形状とすることができる。
リング電極２６は５００〜３０００Ｖの範囲の正もしく
は負の電位でリング？！極２６を充電することができる
外部電力源４４へ導線４２により接続されている。チャ
ンバー１８の外部に配置された装置の他の要素は、アル
ゴンもしくは他のＶＩＡ族不活性ガスの一つである、不
活性ガスをガス供給ライン４８、ガス供給制御弁５０、
油拡散真空ポンプ５２及び機械的真空もしくは荒引ポン
プ５４を含む真空ポンプシステムを介してチャンバー１
８へ供給するガス供給４６を含んでいる。
は負の電位でリング？！極２６を充電することができる
外部電力源４４へ導線４２により接続されている。チャ
ンバー１８の外部に配置された装置の他の要素は、アル
ゴンもしくは他のＶＩＡ族不活性ガスの一つである、不
活性ガスをガス供給ライン４８、ガス供給制御弁５０、
油拡散真空ポンプ５２及び機械的真空もしくは荒引ポン
プ５４を含む真空ポンプシステムを介してチャンバー１
８へ供給するガス供給４６を含んでいる。
油拡散真空ポンプ５２は比較的大任のパイプ５６及び高
真空弁５８を介してチャンバー１８の内部と連絡されて
いる。機械的荒引ポンプは動作上、比較的小径のバイブ
ロ０及び荒引弁６２を介してコーティングチャンバー１
８に接続される。さらに、機械的荒引ポンプ５４はパイ
プやチューブ６４及びフォアライン弁６６を介して油拡
散ポンプ５２と連絡されている。
真空弁５８を介してチャンバー１８の内部と連絡されて
いる。機械的荒引ポンプは動作上、比較的小径のバイブ
ロ０及び荒引弁６２を介してコーティングチャンバー１
８に接続される。さらに、機械的荒引ポンプ５４はパイ
プやチューブ６４及びフォアライン弁６６を介して油拡
散ポンプ５２と連絡されている。
第１図に示す袋式１０は広範な材料のワークピース２１
にエバポラント３６をｔＡ着すること机、よりコーティ
ングを行うのに使用することができるが、本発明の工程
は主として熱に対して敏感で従来表面に対する接着性に
ついて問題を生じる樹脂材上に精密に形成された表面の
コーティングに関している。これらの材料で形成された
アクリルレンズ、ポリカーボネートレンズ、光学反射器
及びフィルターは本発明の工程を主として適用するワー
クピースの例である。同様に、ワークピース２１に施さ
れるコーテイング材を表わすエバポラント３６は、代表
的に無機質の、広範な光学的コーテイング材とすること
ができ、二酸化ジルコニウム、弗化マグネシウム、二酸
化セリウム、酸化アルミニウム、水晶、アルミナ、９５
％二酸化ジルコニウムと５％二酸化チタニウムの混和物
もしくはシーケンシャルコーティング操作で加えられる
これらの物質の組合せが含まれる。
にエバポラント３６をｔＡ着すること机、よりコーティ
ングを行うのに使用することができるが、本発明の工程
は主として熱に対して敏感で従来表面に対する接着性に
ついて問題を生じる樹脂材上に精密に形成された表面の
コーティングに関している。これらの材料で形成された
アクリルレンズ、ポリカーボネートレンズ、光学反射器
及びフィルターは本発明の工程を主として適用するワー
クピースの例である。同様に、ワークピース２１に施さ
れるコーテイング材を表わすエバポラント３６は、代表
的に無機質の、広範な光学的コーテイング材とすること
ができ、二酸化ジルコニウム、弗化マグネシウム、二酸
化セリウム、酸化アルミニウム、水晶、アルミナ、９５
％二酸化ジルコニウムと５％二酸化チタニウムの混和物
もしくはシーケンシャルコーティング操作で加えられる
これらの物質の組合せが含まれる。
ワークピース２１及びエバポラント３６をチャンバー１
８内に配置して、チャンバ−１８を２×１０ −５Ｔｏ
ｒｒの最大圧力を有する予備真空へ排気することにより
、本発明の工程が開始される。チャンバー１８のこの排
気は最初に荒引弁６２を開き、排気率が無効な値に低下
するまで機械的真空ポンプ５４を作動させて行われる。
８内に配置して、チャンバ−１８を２×１０ −５Ｔｏ
ｒｒの最大圧力を有する予備真空へ排気することにより
、本発明の工程が開始される。チャンバー１８のこの排
気は最初に荒引弁６２を開き、排気率が無効な値に低下
するまで機械的真空ポンプ５４を作動させて行われる。
次に、荒引弁６２が閉じてフォアライン弁６６が開き且
つ高真空弁５８が開いてチャンバー１８の連続排気が油
拡散ポンプ５２の作動により行われる。このようにして
、前記予備真空が得られるまでチャンバーは排気される
。
つ高真空弁５８が開いてチャンバー１８の連続排気が油
拡散ポンプ５２の作動により行われる。このようにして
、前記予備真空が得られるまでチャンバーは排気される
。
チャンバー１８内が予備真空に達すると、高真空弁５８
が閉じて油拡散ポンプを分離し、ガス供給弁５０が開い
てコーティングチャンバー１８を５０〜１００ミリＴｏ
ｒｒの第１のガス充填圧までアルゴンガスで充填する。
が閉じて油拡散ポンプを分離し、ガス供給弁５０が開い
てコーティングチャンバー１８を５０〜１００ミリＴｏ
ｒｒの第１のガス充填圧までアルゴンガスで充填する。
チャンバー１８内の第１の充填圧のアルゴンガスは−５
００〜−３０００Ｖの負電位をリング環［２６へ加える
ことによりイオン化され、およそ１００〜２００ｍＡの
電流が少くとも１／２分間イオン化されたガス中を流れ
る。このような状況下で、チャンバー内のアルゴンガス
イオンはコレクタ２４の下のチャンバー１８の全体積に
わたって可視グ〇−を形成する強さの励起状態に達する
が、電極２６の領域で最も強い。さらに、ワークピース
ホルダー２０及びコレクター２４の電気的接地状態によ
り、励起されたアルゴンイオンがリング２６からホルダ
ーへ向って移動してワークピース２１のパッシブｍｓを
行う。その結果、チャンバー１８の予備排気後にワーク
ピース２１上に残存するあらゆる酸化物、ラジカル、表
面汚染物等はチャンバー内のイオン化された雰囲気へ除
去される。さらに、このような状況下におけるプラスチ
ックワークピース２１のイオンｔ衝撃により、ワークピ
ース基板の下層結合構造を分裂することなくワークピー
ス２１の基板面の化学結合を開くすなわちばらばらにす
ることができる。後の作用は実質的にアルゴン分子のサ
イズが比較的大きく且つ、例えば、基板表面付近で結合
を損う電子等の小さい粒子に較べてアルゴン粒子はプラ
スチックワークピースの表面を貫通できないためと考え
られる。
００〜−３０００Ｖの負電位をリング環［２６へ加える
ことによりイオン化され、およそ１００〜２００ｍＡの
電流が少くとも１／２分間イオン化されたガス中を流れ
る。このような状況下で、チャンバー内のアルゴンガス
イオンはコレクタ２４の下のチャンバー１８の全体積に
わたって可視グ〇−を形成する強さの励起状態に達する
が、電極２６の領域で最も強い。さらに、ワークピース
ホルダー２０及びコレクター２４の電気的接地状態によ
り、励起されたアルゴンイオンがリング２６からホルダ
ーへ向って移動してワークピース２１のパッシブｍｓを
行う。その結果、チャンバー１８の予備排気後にワーク
ピース２１上に残存するあらゆる酸化物、ラジカル、表
面汚染物等はチャンバー内のイオン化された雰囲気へ除
去される。さらに、このような状況下におけるプラスチ
ックワークピース２１のイオンｔ衝撃により、ワークピ
ース基板の下層結合構造を分裂することなくワークピー
ス２１の基板面の化学結合を開くすなわちばらばらにす
ることができる。後の作用は実質的にアルゴン分子のサ
イズが比較的大きく且つ、例えば、基板表面付近で結合
を損う電子等の小さい粒子に較べてアルゴン粒子はプラ
スチックワークピースの表面を貫通できないためと考え
られる。
前記したように、有効な手順とするには、ワークピース
２１のパッシブイオンｗＩ！の持続時間は少くとも１１
／２分でなければならない。工程の効率を最適としたい
場合には、イオンＷＷが１１／２〜３分の持続ｌｌｌ１
１生じることが望ましい。
２１のパッシブイオンｗＩ！の持続時間は少くとも１１
／２分でなければならない。工程の効率を最適としたい
場合には、イオンＷＷが１１／２〜３分の持続ｌｌｌ１
１生じることが望ましい。
一方、イオン衝撃手順は過剰加熱や基板結合破損により
ワークピース２１に逆効果を及ぼすことなく１５分まで
継続させることができる。
ワークピース２１に逆効果を及ぼすことなく１５分まで
継続させることができる。
接地されたサンプルホルダー２０上の接地されたコレク
タ２４の位置により前記パッシブイオン衝撃ステップの
有効性が強化される。電極２６周りの帯電イオンが互い
に反発して基板２１領域内の接地電位へ移動すると、接
地ホルダー２０及びコレクタ２４の存在によりその領域
のイオン濃度が増大する。これはイオン化リングやリン
グ電極２６を基板近くへ配置して基板２１周りのイオン
濃度を増大させることと対照的であり、それにより不要
な熱も増大し基板に逆影響を及ぼす。
タ２４の位置により前記パッシブイオン衝撃ステップの
有効性が強化される。電極２６周りの帯電イオンが互い
に反発して基板２１領域内の接地電位へ移動すると、接
地ホルダー２０及びコレクタ２４の存在によりその領域
のイオン濃度が増大する。これはイオン化リングやリン
グ電極２６を基板近くへ配置して基板２１周りのイオン
濃度を増大させることと対照的であり、それにより不要
な熱も増大し基板に逆影響を及ぼす。
リング２６に前記電位を加える時期にすぐ続いて、チャ
ンバー１８は２ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒの最大圧を有す
るパージング真空まで排気される。このパージング真空
は高真空弁５８を開き油拡散ポンプ５２を作動させて得
られる。パージング真空の結果、あらゆる遊離酸化物、
ラジカル及び汚染物がコーティングチャンバーから除去
される。
ンバー１８は２ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒの最大圧を有す
るパージング真空まで排気される。このパージング真空
は高真空弁５８を開き油拡散ポンプ５２を作動させて得
られる。パージング真空の結果、あらゆる遊離酸化物、
ラジカル及び汚染物がコーティングチャンバーから除去
される。
チャンバー１８からあらゆる汚染物を除去して真空弁５
８．６２を閉じた後、弁５ｏを使用して、チャンバー内
の圧力が８〜９ Ｘ １０ −５Ｔｏｒｒに達するまで
ガス供給４６からチャンバー１８へアルゴンを通すこと
によりワークピースコーティング手順を開始することが
できる。
８．６２を閉じた後、弁５ｏを使用して、チャンバー内
の圧力が８〜９ Ｘ １０ −５Ｔｏｒｒに達するまで
ガス供給４６からチャンバー１８へアルゴンを通すこと
によりワークピースコーティング手順を開始することが
できる。
この圧力を維持しながら、る、っぽ加熱素子３８が励起
されてるつぼ３４を加熱しエバポラント材３６を蒸発さ
せる。このコーティング手順中に、電極２６は特定ケー
スに応じて帯電してもしなくてもよい。蒸気状のコーテ
イング材がチャンバー内のアルゴンリッチ雰囲気を充填
し、公知の方法でワークピース２１上に膜すなわちコー
ティングとして凝縮する。
されてるつぼ３４を加熱しエバポラント材３６を蒸発さ
せる。このコーティング手順中に、電極２６は特定ケー
スに応じて帯電してもしなくてもよい。蒸気状のコーテ
イング材がチャンバー内のアルゴンリッチ雰囲気を充填
し、公知の方法でワークピース２１上に膜すなわちコー
ティングとして凝縮する。
ワークピース２１の基板面上にこのように沈積されるエ
バポラント３６のコーティングの接着性が、チャンバー
１８から汚染物を除外する前に生じる、パッシブイオン
衝撃により右利となるには、ワークピース基板の表面の
開放された化学結合が正規の“閉じた″状態に戻る前に
コーティング手順を開始することがｍ要である。アクリ
ル及びポリカーボネート基板による実験により、開放さ
れた表面結合に寄与するコーティングの接着性はワーク
ピース２１のパッシブイオン衝撃の発生侵およそ２０分
以内にコーティング手順が開始される場合に生じること
が判った。
バポラント３６のコーティングの接着性が、チャンバー
１８から汚染物を除外する前に生じる、パッシブイオン
衝撃により右利となるには、ワークピース基板の表面の
開放された化学結合が正規の“閉じた″状態に戻る前に
コーティング手順を開始することがｍ要である。アクリ
ル及びポリカーボネート基板による実験により、開放さ
れた表面結合に寄与するコーティングの接着性はワーク
ピース２１のパッシブイオン衝撃の発生侵およそ２０分
以内にコーティング手順が開始される場合に生じること
が判った。
前記コーティング手順の代案はコーティングチャンバー
１８をおよそ３ Ｘ １０−４Ｔｏｒｒの圧力まで新鮮
アルゴンで充填し、リング電極２６を−１０００〜−３
０００Ｖの負電位に帯電しコーティング手順中モの電位
を維持することである。るっぽ３４を加熱しながらリン
グ電極をこのような電位に維持してエバポラント材３６
を蒸発させることによりコーティングチャンバー内のア
ルゴンガスがイオン化されて励起状態に維持される。そ
の結果、ワークピース基板の表面上の予め開放された化
学結合は開放されたままとなって基板表面上にコーティ
ングされた材料の接着性が増大する。コーティングチャ
ンバー内の圧力は３ Ｘ １０ −５Ｔｏｒｒに維持さ
れているため、コーティング沈積率はチャンバー圧の低
い場合に可能な値よりも低減する。
１８をおよそ３ Ｘ １０−４Ｔｏｒｒの圧力まで新鮮
アルゴンで充填し、リング電極２６を−１０００〜−３
０００Ｖの負電位に帯電しコーティング手順中モの電位
を維持することである。るっぽ３４を加熱しながらリン
グ電極をこのような電位に維持してエバポラント材３６
を蒸発させることによりコーティングチャンバー内のア
ルゴンガスがイオン化されて励起状態に維持される。そ
の結果、ワークピース基板の表面上の予め開放された化
学結合は開放されたままとなって基板表面上にコーティ
ングされた材料の接着性が増大する。コーティングチャ
ンバー内の圧力は３ Ｘ １０ −５Ｔｏｒｒに維持さ
れているため、コーティング沈積率はチャンバー圧の低
い場合に可能な値よりも低減する。
一方、接地された支持体２０及びコレクタ２４は逆帯電
されたコーティング粒子と反発する空間電荷蓄積の可能
性を解消することによりこのコーティング沈積の低減を
最少銀とする傾向がある。このように電荷除去径路を設
けることにより、ワークピース２１付近のコーティング
粒子の密度が増大する。
されたコーティング粒子と反発する空間電荷蓄積の可能
性を解消することによりこのコーティング沈積の低減を
最少銀とする傾向がある。このように電荷除去径路を設
けることにより、ワークピース２１付近のコーティング
粒子の密度が増大する。
コーティングチャンバー１８におよそ１×１０ −５Ｔ
ｏｒｒの圧力までアルゴンガスを充填し、−１５００Ｖ
の負電位をおよそ３０分間リング電極２６へ加えてアル
ゴンガスをイオン化するポストコーティング低温イオン
衝撃ステップをコーティングシーケンスの模に続けるこ
とも考えられる。
ｏｒｒの圧力までアルゴンガスを充填し、−１５００Ｖ
の負電位をおよそ３０分間リング電極２６へ加えてアル
ゴンガスをイオン化するポストコーティング低温イオン
衝撃ステップをコーティングシーケンスの模に続けるこ
とも考えられる。
このポストコーティングイオン衝撃スデツブはエネルギ
転換により基板２１上のコーティングに膜強度及び結合
強度を与える。
転換により基板２１上のコーティングに膜強度及び結合
強度を与える。
第１図に関して説明したコーティングＶＲａｉ。
と類似の装置を使用して得られた次のテスト結果から本
発明の工程をより完全に理解することができる。
発明の工程をより完全に理解することができる。
摩耗テスト（８００（１−汗のリネンバッドを有するア
トラスクロックメータ）は前記工程によりコーティング
されたサンプルの耐摩耗性が茗しく向上したことを示し
た。耐摩耗性の評価はストローク数当りコーティングの
％損失により測定された。
トラスクロックメータ）は前記工程によりコーティング
されたサンプルの耐摩耗性が茗しく向上したことを示し
た。耐摩耗性の評価はストローク数当りコーティングの
％損失により測定された。
５ストロークのこのような一つのテストにおいて、前記
したような弗化マグネシウムをコーティングしたアクリ
ルサンプルのコーティング損失は僅か１０％であり、（
アルゴンイオン化なしでコーティングを行った）対照サ
ンプルのコーティング損失は１００％であった。さらに
、供試サンプルは従来の゛テープテスト″によりユニ板
からコーテイングが剥離することはなかったが、対照サ
ンプル“テープテスト”により基板からコーティングが
完全に剥離した。
したような弗化マグネシウムをコーティングしたアクリ
ルサンプルのコーティング損失は僅か１０％であり、（
アルゴンイオン化なしでコーティングを行った）対照サ
ンプルのコーティング損失は１００％であった。さらに
、供試サンプルは従来の゛テープテスト″によりユニ板
からコーテイングが剥離することはなかったが、対照サ
ンプル“テープテスト”により基板からコーティングが
完全に剥離した。
従って、本発明により、合成光学的基板へ光学的コーテ
ィングを接着する非常に有効で改善された工程が提供さ
れ、それにより、特に、本発明の主目的が完全に達成さ
れる。同業者であれば前記説明及び添付図から、発明の
範囲内で実施例に修正及び／もしくは変更を加えられる
ことがお判りと思う。従って、前記説明及び添付図は単
に実施例を説明するものであって制約的なものではなく
、本発明の真の精神及び範囲は特許請求の範囲を参照と
して決定されることを強調したい。
ィングを接着する非常に有効で改善された工程が提供さ
れ、それにより、特に、本発明の主目的が完全に達成さ
れる。同業者であれば前記説明及び添付図から、発明の
範囲内で実施例に修正及び／もしくは変更を加えられる
ことがお判りと思う。従って、前記説明及び添付図は単
に実施例を説明するものであって制約的なものではなく
、本発明の真の精神及び範囲は特許請求の範囲を参照と
して決定されることを強調したい。
第１図は本発明の工程を実施するのに使用する装置の例
を示す断面図、第２図は本発明の工程の連続ステップを
示ずブロックフロー図である。 参照符号の説明 １０・・・コーティング装置 １２・・・ペルジャー １４・・・環状シール １６・・・ベース １８・・・コーティングヂャンバ− ２０・・・基板ホルダー ２２・・・導電性ロッド ２４・・・コレクタ ２６・・・リング電極 ２８・・・環状支持体 ３０・・・リング状絶縁体 ３２・・・支持部材 ３４・・・るつぼ ３６・・・エバポラント材 ３８・・・エバポラントヒータ ４０・・・外部接地 ４２・・・導線 ４４・・・外部電力源 ４６・・・ガス供給 ４８・・・ガス供給ライン ５０・・・ガス供給ｉｌｌ ＩＩＩ 弁５２・・・油拡
散真空ポンプ ５４・・・荒引ポンプ ５６．６０．６４・・・バイブ ロ２・・・荒引弁 ６６・・・フォアライン弁
を示す断面図、第２図は本発明の工程の連続ステップを
示ずブロックフロー図である。 参照符号の説明 １０・・・コーティング装置 １２・・・ペルジャー １４・・・環状シール １６・・・ベース １８・・・コーティングヂャンバ− ２０・・・基板ホルダー ２２・・・導電性ロッド ２４・・・コレクタ ２６・・・リング電極 ２８・・・環状支持体 ３０・・・リング状絶縁体 ３２・・・支持部材 ３４・・・るつぼ ３６・・・エバポラント材 ３８・・・エバポラントヒータ ４０・・・外部接地 ４２・・・導線 ４４・・・外部電力源 ４６・・・ガス供給 ４８・・・ガス供給ライン ５０・・・ガス供給ｉｌｌ ＩＩＩ 弁５２・・・油拡
散真空ポンプ ５４・・・荒引ポンプ ５６．６０．６４・・・バイブ ロ２・・・荒引弁 ６６・・・フォアライン弁
Claims (18)
- （１）複数の化学結合を有する感熱合成樹脂基板の表面
を蒸着コーティングする方法において、比較的高分子量
の不活性ガスのイオンで表面をパッシブ衝撃することに
より、蒸着する前に基板表面上の化学結合の少くともい
くつかを開放する、ことからなる蒸着コーティング法。 - （２）請求項（１）記載の方法において、さらに少くと
もいくつかの化学結合をまだ開放したままで蒸着により
基板をコーティングする、 ことからなる蒸着コーティング法。 - （３）複数の化学結合を有する合成樹脂基板の表面をコ
ーティングする方法において、 基板表面上の化学結合を開放するのに充分な期間だけ基
板表面に不活性ガスイオンの低温衝撃を行い、 結合開放された基板表面を実質的に同時にコーティング
する、 ステップからなる合成樹脂基板面コーティング法。 - （４）請求項（３）記載の方法において、前記コーティ
ングは光学的コーティングである合成樹脂基板面コーテ
ィング法。 - （５）請求項（３）記載の方法において、前記不活性ガ
スはVIＡ族ガスである合成樹脂基板面コーティング法。 - （６）請求項（３）記載の方法において、前記不活性ガ
スはアルゴンである合成樹脂基板面コーティング法。 - （７）請求項（３）記載の方法において、さらにコーテ
ィング中に前記基板面に低温イオン衝撃を行う、 ことからなる合成樹脂基板面コーティング法。 - （８）請求項（７）記載の方法において、さらにコーテ
ィング後前記基板面にイオン衝撃を行う、ことからなる
合成樹脂基板面コーティング法。 - （９）合成樹脂ワークピース上の光学的基板面をコーテ
ィングする方法において、 閉成チャンバー内にワークピース及びコーテイングエバ
ボラントをロードし、 予備真空までチャンバーを排気し、 チャンバーを高分子量不活性ガスで負の充填圧へ充填し
、 基板表面の下のワークピース基板の結合構造をばらばら
にすることなく前記表面の汚染物を除去して化学結合を
開放する状態の元で、ガスをイオン化して基板表面のイ
オン衝撃を行い、 チャンバーをパージング真空まで排気して前記イオン衝
撃ステップ中にワークピースから除去される汚染物を除
去し、 前記イオン衝撃ステップ後の短時間内にコーテイングエ
バボラントの蒸着により基板表面をコーティングする、 ステップを含む合成樹脂ワークピース上の光学的基板面
コーティング法。 - （１０）請求項（９）記載の方法において、不活性ガス
はVIＡ族ガスである合成樹脂ワークピース上の光学的基
板面コーティング法。 - （１１）請求項（９）記載の方法において、前記イオン
化ステップは前記チャンバー内のガスにおよそ５００〜
３０００Ｖの電位を加えることにより実施される合成樹
脂ワークピース上の光学的基板面コーティング法。 - （１２）請求項（１１）記載の方法において、前記イオ
ン衝撃ステップは少くとも１（１／２）分間継続される
合成樹脂ワークピース上の光学的基板コーティング法。 - （１３）請求項（１２）記載の方法において、前記負の
充填圧は前記イオン衝撃中は５０〜１００ミリＴｏｒｒ
の範囲である合成樹脂ワークピース上の光学的基板コー
ティング法。 - （１４）請求項（９）記載の方法において、前記コーテ
ィングステップは前記イオン衝撃ステップ後およそ２０
分以内に実施される合成樹脂ワークピース上の光学的基
板コーティング法。 - （１５）請求項（９）記載の方法において、ワークピー
スは少くとも前記イオン化及びコーティングステップ中
は実質的に大地電位に維持される合成樹脂ワークピース
上の光学的基板コーティング法。 - （１６）合成光学的基板の表面へ光学的コーティングを
施す方法において、該方法はコーティングチャンバー内
で実施され、次のステップ、すなわち（ａ）コーティン
グチャンバー内の圧力をおよそ２×１０＾−＾５Ｔｏｒ
ｒもしくはそれ以下に低減し、（ｂ）コーティングチャ
ンバーをアルゴンガスでおよそ５０〜１００ミリＴｏｒ
ｒの圧力まで充填し、（ｃ）アルゴンガスを−５００〜
−３０００Ｖの負電位でおよそ１１／２〜３分間イオン
化し、（ｄ）チャンバー圧力をおよそ２×１０＾−＾５
Ｔｏｒｒへ低減し、 （ｅ）チャンバーを新鮮なアルゴンガスでおよそ９×１
０＾−＾５Ｔｏｒｒの圧力まで充填し、（ｆ）蒸着によ
りエバボラントコーテイング材を基板へコーティングす
る、 ことからなる合成光学的基板表面の光学的コーティング
法。 - （１７）合成光学的基板の表面へ光学的コーティングを
施す方法において、該方法はコーティングチャンバー内
で実施され、次のステップ、すなわち、（ａ）コーティ
ングチャンバー内の圧力をおよそ２×１０＾−＾５Ｔｏ
ｒｒもしくはそれ以下に低減し、（ｂ）コーティングチ
ャンバーをアルゴンガスでおよそ５０〜１００ミリＴｏ
ｒｒの圧力まで充填し、（ｃ）アルゴンガスを−５００
〜−３０００Ｖの負電位でおよそ１（１／２）〜３分間
イオン化し、（ｄ）チャンバー圧をおよそ２×１０＾−
＾５Ｔｏｒｒまで低減し、 （ｅ）およそ３×１０＾−＾４Ｔｏｒｒの圧力まで新鮮
なアルゴンガスで充填し、 （ｆ）エバボラントコーテイング材の蒸着中におよそ−
１０００〜−３０００Ｖの負電位でアルゴンガスをイオ
ン化する、 ことからなる合成光学的基板表面の光学的コーティング
法。 - （１８）コーティングチャンバー内の合成光学的基板の
表面へ光学的コーティングを施す方法において、該方法
は次のステップ、 （ａ）コーティングチャンバー内の圧力をおよそ２×１
０＾−＾５Ｔｏｒｒにもしくはそれ以下に低減し、（ｂ
）およそ５０×１０＾−＾３Ｔｏｒｒの圧力までアルゴ
ンガスを充填し、 （ｃ）およそ−５００Ｖの負電位で少くとも１（１／２
）分間アルゴンガスをイオン化し、（ｄ）圧力をおよそ
８×１０＾−＾６Ｔｏｒｒにもしくはそれ以下まで低減
し、 （ｅ）コーティング材を蒸発させ、 （ｆ）チャンバー内をアルゴンガスでおよそ１×１０＾
−＾２Ｔｏｒｒの圧力まで充填し、 （ｇ）およそ−５００Ｖの負電位でおよそ３０分間アル
ゴンガスをイオン化する、 からなる合成光学的基板表面の光学的コーティング法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/131,641 US4815962A (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | Process for coating synthetic optical substrates |
| US131641 | 1987-12-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201461A true JPH01201461A (ja) | 1989-08-14 |
| JPH0645869B2 JPH0645869B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=22450363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63311797A Expired - Lifetime JPH0645869B2 (ja) | 1987-12-11 | 1988-12-09 | 合成樹脂基板のコーティング法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4815962A (ja) |
| EP (1) | EP0319872B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0645869B2 (ja) |
| CA (1) | CA1331963C (ja) |
| DE (1) | DE3852939T2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5114740A (en) * | 1989-01-13 | 1992-05-19 | Ford Motor Company | Method and apparatus for providing antistatic protection to plastic lenses |
| FR2648827B1 (fr) * | 1989-06-21 | 1993-12-03 | Electricite De France | Procede de metallisation de pellicules de polymeres avec pretraitement par decharge in situ et son application notamment pour la fabrication de films metallises a usage electrique |
| US5096742A (en) * | 1990-01-09 | 1992-03-17 | Hoechst Celanese Corporation | High temperature, high humidity stabilization process for optical information storage media containing polycarbonate substrates |
| US5364666A (en) * | 1993-09-23 | 1994-11-15 | Becton, Dickinson And Company | Process for barrier coating of plastic objects |
| KR100203377B1 (ko) * | 1996-07-16 | 1999-06-15 | 박원훈 | 금속박막의 접착력 증대 방법 |
| US6172812B1 (en) | 1997-01-27 | 2001-01-09 | Peter D. Haaland | Anti-reflection coatings and coated articles |
| KR100495338B1 (ko) * | 1997-01-27 | 2005-06-14 | 피터 디. 하랜드 | 광학 기판으로부터의 반사를 감소시키기 위한 코팅막, 반사 감소 방법 및 장치 |
| US6555182B1 (en) * | 1998-07-03 | 2003-04-29 | Sony Corporation | Surface hardened resins for disk substrates, methods of manufacture thereof and production devices for the manufacture thereof |
| US6517687B1 (en) * | 1999-03-17 | 2003-02-11 | General Electric Company | Ultraviolet filters with enhanced weatherability and method of making |
| AUPQ859000A0 (en) | 2000-07-06 | 2000-07-27 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Apparatus for surface engineering |
| WO2002004552A1 (en) * | 2000-07-06 | 2002-01-17 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | A process for modifying the surface of a substrate containing a polymeric material by means of vaporising the surface modifying agent |
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