JPH1048401A - 光学部品のコーティング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、光学素子のコーティング処理によ
る効果を損なうことのないコーティング方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 複数の光学素子を、成形用金型を利用
した樹脂成形によって作成した樹脂製光学基板のコーテ
ィング方法であって、前記基板に成形された複数の光学
素子を個々の光学素子に分割するための部分をマスキン
グして、光学素子の中央部にコーティング処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学部品のコーテ
ィング（例えば 、無反射コーティング）方法に関し、
特に同一の光学素子を複数個、又は異種の光学素子を複
数個を、成形用金型を利用した樹脂成形によって作成し
た樹脂製の光学基板に対するコーティング方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】回折格子、ホログラム素子、各種レンズ
などの光学部品は、ガラスの基板を加工（エッチング、
又は切削研磨）することにより製造されている。しかし
この製造方法では、製造工程が煩雑であること、及び大
量に製造することが困難であったが、近年においては、
樹脂成形による製造方法が用いられている。しかし、従
来の成形によって製造する場合は、数個単位で成形され
ることから、充分なコストダウンに繋がってはいない。

【０００３】そこで、本願出願人は特願平８−７７３７
５号で一度の成形で多数（例えば、1000個以上）の光学
素子を、一枚の樹脂基板上に成形し、その後、樹脂基板
を個別の光学素子毎に分割する製造方法を発明し、安価
な光学部品の提供を可能とした。一般的に、光学部品に
は、例えば無反射コーティングなどの、コーティング処
理が必要となっている。

【０００４】光学部品のコーティング処理は、一般に真
空蒸着装置によって蒸着処理されており、光学部品の表
面とコーティング層の密着力を高める為、蒸着する際に
ある程度の温度が必要となる。充分な密着力を得ようと
した場合は、およそ300℃程度の温度環境が必要とな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、樹脂製光学部
品においては、低温（例えば、100℃前後）で処理する
必要性がある。さもないと樹脂自体が熱変形したりす
る。そのために低温で処理すると、今度は樹脂表面とコ
ーティング層の密着力が弱くなる、という欠点がある。

【０００６】従って、コーティング処理後、光学部品を
ダイシングマシンなどにより分割した場合、光学素子個
々のエッジ部分から、コーティング層が剥がれたり、欠
けたりする不具合が発生し、コーティング処理による効
果の有効性を阻害する。本発明は、光学素子のコーティ
ング処理による効果を損なうことのないコーティング方
法を提供することを目的として為されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は斯かる課題を解
決すべく為されたものであり、請求項１に係る発明は、
複数の光学素子を、成形用金型を利用した樹脂成形によ
って作成した樹脂製光学基板のコーティング方法であっ
て、前記基板に成形された複数の光学素子を個々の光学
素子に分割するための部分をマスキングして、光学素子
の中央部にコーティング処理を施すことを特徴とし、ま
た、請求項２に係る発明は、前記樹脂製光学基板は熱可
塑性樹脂からなり、当該熱可塑性樹脂からなる光学基板
を、その熱変形温度より低温で保持してコーティング処
理が施される光学部品のコーティング方法を提供するも
のである。

【０００８】更に、請求項３に係る発明は、前記熱可塑
性樹脂はポリカーボネートであり、前記光学基板は摂氏
約１００度で保持されコーティング処理が施される光学
部品のコーティング方法である。

【０００９】

【実施の形態】図１は、本発明のコーティング方法を説
明するためのマスキングの一例を示す摸式的断面図、図
２は樹脂成形により製造された光学基板の正面図、図３
は光学基板にマスキングを施すマスキング冶具の一例を
示す正面図、図４はコーティング処理後の光学基板の光
学素子への分割を示す摸式図、図５は光学部品のコーテ
ィング方法を説明するための、典型的な真空蒸着装置と
しての電子ビーム蒸着装置を示す摸式図である。

【００１０】図１は、ポリカーボネートやアクリル等の
光学特性に富んだ熱可塑性樹脂からなる光学基板１をマ
スキング冶具２により、マスキングしたときの断面を示
すものである。図１において、前記熱可塑性樹脂からな
る光学基板１の片側表面（この実施例では片面であるが
両面でも有る）には、樹脂成形により回折格子、ホログ
ラム素子、フレネルレンズ等の光学素子１ａが複数個形
成されている。図２は斯かる光学基板１の正面図であ
り、この実施例では例えば円板状の光学樹脂基板１に光
学素子１ａが多数形成されている。

【００１１】光学素子１ａが形成された部分より少し大
きめのエリアの表面にコーティングできるように図3に
示すマスキング冶具２には、例えば金属製のマスキング
治具２に角型にフォトリソグラフィ手法やプレス加工等
により開口された開口部２ａが形成されている。斯かる
マスキング治具２を、前記樹脂製光学基板１に密着させ
た後、樹脂製光学基板１の露出表面に、図５に示すよう
な電子ビーム蒸着装置によって蒸着処理を施すと、当該
光学素子１ａの露出表面に無反射コーティングのための
コーティング層３が形成される。

【００１２】図５を参照して、典型的な電子ビーム蒸着
装置を使用した具体的コーティング方法について説明す
る。表面コーティングされる光学基板１は、１０-5(１
０のマイナス５乗）torr以下の真空状態をつくることが
できる真空システム１０を具備した真空窯６の中にその
コーティング面を下方にしてセットされ、気化されるコ
ーティング材料７、例えば弗化マグネシウム（ＭｇＦ
2）、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、二酸化セシウム（Ｃ
ｅＯ2）は、真空窯６の底部の水冷るつぼ１１に設置さ
れる。

【００１３】光学基板１は、各基板が真空窯６の中にお
いて、時間的に平均して同じ量になる気化コーティング
材料で掃引がなされるよう設置されている回転木馬型の
マウント８にセットされる。回転木馬型のマウント８
は、回転駆動モーター９により回転動作する。コーティ
ング材料７は、高密度の電子ビーム銃（図示せず）によ
って電子ビームが照射され、強烈な部分加熱により、溶
融され、気化される。加熱用クオーツランプ１２は、気
化される蒸気の殆どを確実に原子または分子の状態にで
きるように、真空窯６の内部の温度をコントロールする
為のものである。

【００１４】当然蒸着時、光学基板１もクオーツランプ
１２により加熱されるが、斯かる光学基板1は樹脂材料
により決定される熱変形温度（荷重たわみ温度）より低
温に保持されている。本実施例では熱可塑性樹脂として
熱変形温度（荷重たわみ温度）が摂氏１２０〜１４０度
のポリカーボーネートを使用して、光学基板1の温度を
摂氏１００〜１１０度と１００度程度の低温に保持して
コーティング処理を実行した。

【００１５】前記のようにコーティング材料７は気化さ
れ、真空窯６の内部は高真空で減圧されていることか
ら、自由原子又は分子のフリー通路ができるため、重た
い蒸気も真空窯６の上部で回転している、光学基板１に
到達し、気化されたコーティング材料７は、光学基板１
の表面で均一なコーティング層３を形成し、固体状態に
凝縮される。

【００１６】コーティング層３の膜厚のコントロールに
ついては、モニター用基板１３に形成されたコーティン
グ層の厚みを、モニター用光線ビーム及び光ディテクタ
ー（図示せず）により、光学的にモニターすることによ
り行う。シャッター１４は、多層膜コーティングを行う
場合に、必要なコーティング材料を蒸着させる際に開閉
させる為のものである。

【００１７】前記のようなマスキング技術を利用したコ
ーティング方法によって、図４に示す如く光学素子１ａ
をカバーするようにコーティング層３を熱的変形を招く
ことなく低温で形成することができる。そして、樹脂製
光学基板１は、コーティング処理後カッテイングライン
４に沿って数mm角の個々の光学素子にダイシングソーに
より分割される。カッティングされる部分には、低温コ
ーティングによるコーティング層３がないことから、当
該コーティング層３がダイシングソーなどによる分割に
よって、剥がれたり欠けたりすることがなく、コーティ
ング処理による効果の特性劣化防止が図れるものであ
る。

【００１８】尚、本実施例ではコーティング層３は光学
基板１の光学素子１ａが形成されている側のみにコーテ
ィングされていたが、同じマスキング治具２を利用して
反対の面にも必要に応じてコーティングしても良く、ま
た抵抗加熱による真空蒸着、スパッタリング更には化学
的気層成長法（ＣＶＤ）によりコーティングしても良
い。

【００１９】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明のコーティン
グ方法によれば、複数個の光学素子に分割するに際し
て、斯かる分割によるコーティング層の剥がれや欠けを
招くことがないので、信頼性の高いコーティング処理の
施された光学素子を安価に多数製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコーティング方法を示す摸式的断面図
である。

【図２】樹脂成形により製造され本発明のコーティング
方法によりコーティング処理が施される光学基板の正面
図である。

【図３】本発明のコーティング方法に使用する、光学基
板にマスキングを施すマスキング冶具を示す摸式図であ
る

【図４】本発明のコーティング方法により、コーティン
グ処理される光学基板の光学素子への分割を示す摸式図
である。

【図５】光学部品のコーティング処理をおこなう為の、
典型的な電子ビーム蒸着装置の一例を示す摸式図であ
る。

【符号の説明】

１ 樹脂製光学基板 １ａ 光学素子 ２ マスキング冶具 ２ａ 開口部 ３ コーティング層 ４ カッティングライン ６ 真空窯 ７ コーティング材料 ８ マウント １０ 真空システム １２ 加熱用クオーツランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 69:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光学素子を、成形用金型を利用し
   た樹脂成形によって作成した樹脂製光学基板のコーティ
   ング方法であって、前記基板に成形された複数の光学素
   子を個々の光学素子に分割するための部分をマスキング
   して、光学素子の中央部にコーティング処理を施すこと
   を特徴とする光学部品のコーティング方法。
2. 【請求項２】 前記樹脂製光学基板は熱可塑性樹脂から
   なり、当該熱可塑性樹脂からなる光学基板を、その熱変
   形温度より低温で保持してコーティング処理が施される
   請求項１記載の光学部品のコーティング方法。
3. 【請求項３】 前記熱可塑性樹脂はポリカーボネートで
   あり、前記光学基板は摂氏約１００度で保持されコーテ
   ィング処理が施される請求項２記載の光学部品のコーテ
   ィング方法。